科学家们采取措施创建“跑道存储器”,这可能会增强数字数据存储

一组科学家已经采取措施创造一种新的数字数据存储形式,一种“跑道存储器”,它为增强计算机能力和创造更小、更快、更节能的计算机存储器技术提供了可能性。

Photo credit: Michael Krinke/Getty Images

一组科学家已经采取措施创造一种新的数字数据存储形式,一种“跑道存储器”,它为增强计算机能力和创造更小、更快、更节能的计算机存储器技术提供了可能性。

“赛道记忆,重新配置磁场在创新方面,可以取代现有的大规模数据存储的方法,比如闪存和硬盘驱动器,由于其信息存储密度提高,更快的操作,和更低的能源使用,“Yassine Quessab说,纽约大学的博士后研究员中心的量子现象(CQP)和作者的工作,这是报道在《科学》杂志上的报告。

该论文的资深作者、纽约大学物理学教授安德鲁•肯特(Andrew Kent)补充称:“尽管要将它们应用于消费电子产品还需要进一步的开发,但这种开创性的存储器可能很快就会成为下一波大规模数据存储。”

今天的设备,从智能手机到笔记本电脑,再到基于云的存储,都依赖于显著且不断增长的数字数据存储密度。由于这种需求在未来只会增加,研究人员一直在寻找改进存储技术的方法——提高存储能力和速度,同时减小存储体积。

来自弗吉尼亚大学加州大学圣地亚哥分校、科罗拉多大学和国家标准与技术研究所的研究人员在《科学报告》中报告了这一突破,他们的目标是开发一种新的数字存储格式。

该团队的重点是“skyrmion racetrack内存”,这是一种未开发的内存,可以逆转现有存储的进程。

许多当前的海量数据存储平台的功能类似于老式的盒式磁带,通过移动数据来读取数据。带马达的阅读器(如磁带)。,然后解码写在材料上的信息以重现声音。相比之下,磁道存储器的作用正好相反:材料固定在一个地方,信息本身在读取器中移动,而不需要移动机械部件,比如马达。

信息由一种叫做skyrmion的磁性物体携带,可以通过施加外部刺激(如电流脉冲)来移动它。skyrmion是一种具有旋转自旋结构的磁性物质,它的旋转就像一个球一样。这个旋转的球代表了一点信息,可以快速移动,也可以用电脉冲产生和消除。Skyrmions可以非常小,以低能源成本高速移动,从而实现更快、高密度和更节能的数据存储。

然而,这种形式的数据存储仍然存在障碍。

Kent说:“我们发现小的skyrmion只在非常特定的材料环境中稳定,因此确定能够容纳skyrmion的理想材料以及它们被创造的环境是使这项技术适用的首要任务。”“这是我们目前研究的重点。”

研究人员的测试表明,只产生小磁场的磁性材料——被称为铁磁体的材料——有利于产生小的天空粒子并移动它们。他们表明,磁性相互作用可以在这些材料中被精确地控制,从而有利于天空粒子的形成。

这些进展是CQP在自旋子领域更大努力的一部分,即电子粒子的“自旋”如何与磁化相互作用。对这些相互作用的理解可以使我们获得操纵磁场和电场的新能力。

这项工作是由DARPA资助的。D18AP00009和R186870004,由能源部(下行0018237)。

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James Devitt

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