《科学》 ：仅利用机械压力可实现信息存储

顾汉现

作者：A. Gruverman 来源：《科学》

发布时间：2012-4-13 16:34:04

仅利用机械压力可实现信息存储

美国和西班牙的科学家日前在有关数据存储技术的研究中取得重大突破，他们发现了一种不用电流而仅通过机械压力就可以把信息更加有效地储存到记忆材料之中的全新方法，被认为是信息存储技术的划时代突破。

以美国内布拉斯加大学林肯分校物理学家阿里克谢·格林罗沃曼为首的研究小组选择的研究对象是目前被广泛使用于各种记忆存储设备的铁电材料。研究人员主要采用扫描探测显微技术，对这种纳米级电子存储材料进行细微的物理探测，通过对选定材料施以高度局部化的机械、电或磁性影响，来测定材料的反应情况。

此技术手法与人的触摸功能非常类似。“如果你在一个黑暗的房间里想知道桌子表面是光滑还是粗糙、是坚硬还是柔软，你将如何去做？”格林罗沃曼解释说，“你会用你的手去摸、去压或轻轻划过桌子的表面去感觉。”

同理，研究人员用顶端半径只有约10纳米的探针来扫描铁电材料的表面，并记录它所提供的反馈信息。探针能够被用于改变铁电材料的局部特征，发生的改变与磁性材料被磁场再磁化时所发生的情况类似。如通过给探针施加1个电位，1纳米级比特的电信息就能够被储存到铁电材料之中。目前的信息存储正是利用了此原理，比如通过电压向电脑硬盘中存储信息。

然而，格林罗沃曼的研究小组在研究中发现，同样大小的信息还可以通过对铁电材料表面施加压力而被简单地记录下来。在这一过程中，探针顶端的工作像一台纳米级视觉打字机，它可以将数据写在铁电薄膜上每一个特定区域，并且对材料表面没有任何伤害。这个发现第一次证明了机械力能够被用于改变物质上某个区域的极化度。

格林罗沃曼认为，在完全没有使用电压的情况下所产生的结果非同寻常。这个发现具有重大意义，因为它开创了一种比过去更为有效的新的信息存储方法。这对于制造新的信息储存设备、提高现有信息存储器的能力都具有非常重要的意义。

该项研究得到了美国能源部、基础能源科学办公室和国家科学基金会等部门的支持，研究成果发表于刚刚出版的《科学》杂志上。（田学科）

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《科学》发表论文摘要（英文）：

http://www.sciencemag.org/conten ... 7-84d8-1f55f65d4513