3D自旋電子芯片 讓信息實現立體化流動

　　現有微芯片的數據傳輸模式是非常單一的——不是從左向右傳就是從前向后傳，逃不出一個二維平面，而據果殼網報道，英國劍橋大學的物理學家們首次創造出了一種新型的3D微芯片，可以讓信息在三個維度之間進行傳輸和存儲。這份研究報告發表于昨天刊出的《自然》雜志上。

　　論文的主要作者之一，ReinoudLavrijsen博士說：“現在的芯片就像是平房，所有的事情都發生在同一個‘樓層’上，而我們所做的就是創造出了‘樓梯’，讓信息能夠在不同的‘樓層’之間進行傳輸。”

　　研究者們相信，讓信息擺脫在單一層面傳輸的現狀，轉而在不同層面之間傳輸，未來這樣的3D芯片可以提供更高的數據存儲能力。

　　目前的存儲芯片基本都是采用電子保存數據，而硬盤中則利用磁性記錄數據，這次研究將這兩種方法進行了融合。為了完成這次研究，劍橋大學的科學家們使用了一種特殊的芯片——自旋電子芯片。與大部分利用電荷的傳統芯片不同，這種芯片利用的是電子本身微小的磁矩。現在自旋電子芯片已經被越來越多地應用在計算機領域，業界也普遍認為這種芯片將在不久的未來成為通用的標準存儲芯片。

　　為了制作出3D微芯片，研究人員使用了一種仍處于實驗階段的“濺射”技術，將鈷原子、鉑原子和釕原子在硅芯片上像三明治一樣重疊起來。其中，鈷和鉑原子存儲數字信息的方式與傳統硬盤類似，而釕原子則在其中充當了“信使”的角色，讓住在不同“樓層”的鈷和鉑原子能夠互相通信。

　　之后，研究人員可以借助一種名為“磁光克爾效應”(MOKE)的激光技術探測不同“樓層”中存儲的數據內容，數據的傳輸則是通過開關磁場的方式來實現。為了確認結果的正確性，他們還使用了一種不同的測量方法。

　　本項研究的帶頭人，劍橋大學物理系卡文迪許實驗室的RussellCowburn教授說：“這樣制作出來的‘樓梯’的每一節‘臺階’只有幾個原子的高度。借助納米科技，我們非常驚奇的發現我們不僅可以精確地構建出樓梯的結構，還可以用先進的激光儀器觀察到數據是怎么一步一步‘爬’上這些‘納米樓梯’的。”

　　Cowburn教授最后說道：“這是材料科學力量的一個精彩范例。以前，如果我們要實現這樣的效果，只能借助一系列的電子晶體管。而現在，只需通過對不同元素進行組合和利用我們就能完成。這是21世紀人們的創造方式——利用元素和材料最基本的力量創造出前所未有的新功能。”