美研究原子自旋內(nèi)存取得突破進(jìn)展
美國(guó)猶他大學(xué)(University of Utah)的研究人員發(fā)現(xiàn),自旋電子內(nèi)存(spintronic memories)應(yīng)該是在個(gè)別原子(atom)而非電子(electron)中儲(chǔ)存量子信息;該校教授Christoph Boehme所率領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)證實(shí)了如何利用硅基板內(nèi)磷(phosphorus)原子上的讀取與寫(xiě)入自旋,完成以上的儲(chǔ)存程序,而且達(dá)到112秒更新時(shí)間(refresh time)的記錄——是在電子自旋上進(jìn)行信息儲(chǔ)存的內(nèi)存的幾千倍。
“我們所儲(chǔ)存信息的原子核自旋(nuclear spins),在信息衰變之前擁有相當(dāng)長(zhǎng)的儲(chǔ)存時(shí)間;”Boehme表示:“其自旋并不會(huì)因?yàn)樵雍送獠克鶉@的電子云狀況而被擾亂?!睘榱俗C實(shí)原子核儲(chǔ)存自旋比電子更穩(wěn)定,其研究團(tuán)隊(duì)在實(shí)驗(yàn)中采用了摻雜了磷的、面積約1mm見(jiàn)方的硅芯片;在將該材料的溫度降到3.2凱氏溫度(degrees Kelvin)的超低溫之后,會(huì)出現(xiàn)強(qiáng)度接近8.6 Tesla的磁場(chǎng)與磷原子內(nèi)電子的自旋一致,然后通過(guò)FM頻段的無(wú)線電波傳送到原子核。
最長(zhǎng)到112秒之后,研究團(tuán)隊(duì)證實(shí),接近兆赫(terahertz)等級(jí)的波長(zhǎng)可用以將原子核自旋傳送回原子內(nèi)的電子,讓其數(shù)值以電流的形式讀出;研究人員表示,該記憶機(jī)制的可靠度,可達(dá)到讀取/寫(xiě)入磷原子核2,000次。接下來(lái),研究人員將嘗試以單磷原子來(lái)進(jìn)行相同的驗(yàn)證。
研究人員用一顆摻雜磷的1mm見(jiàn)方硅芯片,證實(shí)了數(shù)據(jù)能被儲(chǔ)存在磷原子核的磁自旋中