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雲联世界上最薄的电子设备

2022-10-19 15:08:56


科学家们开发了一种只有两个原子厚的微型设备,可用于存储信息web。
以色列研究人员开发的装置由两层组成,一层由硼制成,另一层由氮制成,排列成重复的六边形结构。通过利用一种称为量子隧穿的奇怪量子力学效应,来自硼原子和氮原子的电子可以冲过两层之间的间隙,改变设备的状态,使其能够编码数字信息。该团队于 6 月 25 日在《科学》杂志上发表了他们的发现。

上述机制类似于当今现代计算机设备的工作方式。计算机的中央部分包含许多微观晶体,每个晶体由大约一百万个排列在许多层中的原子组成,每层有 100 个原子。通过通过层间的间隙喷射电子,计算机可以在两种二进制状态(0 和 1)之间切换,从而为信息的基本数字单元(比特)奠定了基础lol。

特拉维夫大学的物理学家 Moshe Ben Shalom 说:“在其自然的三维状态下,这种材料由许多相互叠加的层组成,每一层都相对于相邻层旋转 180 度。”说。 “在实验室中,我们可以在没有旋转的情况下以平行配置堆叠层,尽管它们之间存在强烈的排斥力,但仍可以将相同类型的原子完美地堆叠在一起。”
量子隧穿允许粒子(在这种情况下为电子)穿过看似不可逾越的障碍。这是因为在量子物理学中,物质以波和粒子的形式存在。就像海浪击中障碍物时会留下较小的波浪并传播到另一端一样,粒子也可能以波浪的形式存在于障碍物之外。正是这种能力允许电子在器件的硼和氮层之间移动h5。

事实上,该团队表示,这两层并没有完美地堆叠在一起,相反,它们会稍微远离彼此的重心,从而产生相反的电荷。结果,自由(带正电)电子移动到一层,带正电的原子核向另一层移动,在设备内部产生电极化。通过调整两层位置,研究人员能够反转电极化,使设备从一种二进制状态切换到另一种状态,从而存储信息。

通过将该技术的尺寸减小到两个原子层,该团队能够加快电子旅行的速度。特拉维夫大学博士生、研究负责人 Maayan Vizner Stern 说,更快的电子可以使未来的设备更快、密度更低、能效更高。

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