
科学家开发了世界上最薄的技术,这是一种小型设备,只有两个设备原子厚,可用于存储电子信息。
该设备由两层组成,一个由硼另一个氮,以重复的六边形结构排列。利用一个奇怪的量子机械效应称为量子隧道,硼和氮原子的电子能够在两层之间的间隙上拉链,更改设备的状态并允许其编码数字信息。
这类似于当前最新计算设备的工作方式。计算机的心脏包含许多微小的晶体,每个晶体由大约一百万个原子组成,这些原子堆叠成多个100个原子层。通过将电子跨越层之间的间隙穿梭,计算机能够在构成数字信息基本单元基础的两个二元状态(0和1)之间切换。
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“在天然的三维状态下,这种材料(晶体)由彼此上面的大量层组成,每层相对于其邻居旋转180度,” Tel Aviv University的物理学家Moshe Ben Shalom,这项研究的合作伙伴,开发了新技术,新技术,新技术,在一份声明中说。 “在实验室中,我们能够在没有旋转的情况下人为地将图层堆叠在平行构型中,尽管它们之间具有强烈的排斥力,但假设该层将同类原子的原子置于完美的重叠中(由于它们相同的指控而产生)。”
量子隧穿使颗粒(在这种情况下是电子)可以穿过看似无法通行的障碍。这是因为在量子物理学中,颗粒同时存在于波和粒子中。这些波是在给定空间中存在的粒子的投影概率。就像在海上向腹股沟粉碎的波浪将导致较小的波传播到另一侧,而存在的粒子也有一定的概率存在于屏障的另一侧。
正是这种能力使电子能够在设备的硼和氮层之间跳跃。
实际上,团队说,这两层并不完全对齐,而是宁愿彼此略微偏离中心,以使每一层的相反电荷重叠。这会导致自由电子(负电荷)向一层移动,并在设备内部产生少量的电子极化(一侧为带积极的电荷,另一侧)在设备内部产生少量的电子极化。通过调整一层与另一层的关系,可以逆转极化 - 将设备从一个二进制状态更改为另一个二进制状态,并随之而来的是存储的信息。
通过将技术的大小降低到只有两层原子,研究人员可以加快电子运动的速度。更快的电子运动可以使未来的设备更快,密度降低和能源效率更高。
在20世纪末和21世纪初计算机的整个计算兴起,计算机处理能力的增长由摩尔定律这说明,适合芯片的晶体管数量每两年翻倍,并且性能的提高。但是,随着芯片制造商对小晶体管的产生基本的物理限制,这种趋势正在放缓。研究人员希望,基于新设备设计的电子芯片可以改变这种放缓。
特拉维夫大学博士候选人Maayan Vizner Stern说:“我们希望通过滑动的微型化和翻转(设备的两极分化)将改善当今的电子设备,此外,允许在未来设备中控制信息的其他原始方法。”
研究人员于6月25日在《杂志》上发表了他们的发现科学。
最初发表在现场科学上