3D自旋电子芯片 让信息实现立体化流动

现有微芯片的数据传输模式是非常单一的——不是从左向右传就是从前向后传，逃不出一个二维平面，而据果壳网报道，英国剑桥大学的物理学家们首次创造出了一种新型的3D微芯片，可以让信息在三个维度之间进行传输和存储。这份研究报告发表于昨天刊出的《自然》杂志上。

论文的主要作者之一，ReinoudLavrijsen博士说：“现在的芯片就像是平房，所有的事情都发生在同一个‘楼层’上，而我们所做的就是创造出了‘楼梯’，让信息能够在不同的‘楼层’之间进行传输。”

研究者们相信，让信息摆脱在单一层面传输的现状，转而在不同层面之间传输，未来这样的3D芯片可以提供更高的数据存储能力。

目前的存储芯片基本都是采用电子保存数据，而硬盘中则利用磁性记录数据，这次研究将这两种方法进行了融合。为了完成这次研究，剑桥大学的科学家们使用了一种特殊的芯片——自旋电子芯片。与大部分利用电荷的传统芯片不同，这种芯片利用的是电子本身微小的磁矩。现在自旋电子芯片已经被越来越多地应用在计算机领域，业界也普遍认为这种芯片将在不久的未来成为通用的标准存储芯片。

为了制作出3D微芯片，研究人员使用了一种仍处于实验阶段的“溅射”技术，将钴原子、铂原子和钌原子在硅芯片上像三明治一样重叠起来。其中，钴和铂原子存储数字信息的方式与传统硬盘类似，而钌原子则在其中充当了“信使”的角色，让住在不同“楼层”的钴和铂原子能够互相通信。

之后，研究人员可以借助一种名为“磁光克尔效应”(MOKE)的激光技术探测不同“楼层”中存储的数据内容，数据的传输则是通过开关磁场的方式来实现。为了确认结果的正确性，他们还使用了一种不同的测量方法。

本项研究的带头人，剑桥大学物理系卡文迪许实验室的RussellCowburn教授说：“这样制作出来的‘楼梯’的每一节‘台阶’只有几个原子的高度。借助纳米科技，我们非常惊奇的发现我们不仅可以精确地构建出楼梯的结构，还可以用先进的激光仪器观察到数据是怎么一步一步‘爬’上这些‘纳米楼梯’的。”

Cowburn教授最后说道：“这是材料科学力量的一个精彩范例。以前，如果我们要实现这样的效果，只能借助一系列的电子晶体管。而现在，只需通过对不同元素进行组合和利用我们就能完成。这是21世纪人们的创造方式——利用元素和材料最基本的力量创造出前所未有的新功能。”