圖片展示了用鉆石做成的三維光學數(shù)據(jù)存儲設備的原理。
北京時間11月30日消息，據(jù)國外媒體報道，鉆石閃閃惹人愛，但今后的鉆石可能會向更加實用的方向發(fā)展。一項最新研究指出，我們或許可以利用鉆石晶體中按三維分布的空穴來存儲大量數(shù)據(jù)。
幾十年以來，人們一直用和天然鉆石硬度相差無幾的人造鉆石制造工業(yè)鉆頭、鋸條、以及醫(yī)療植入物的外膜等。但科學家近日發(fā)現(xiàn)，如果在鉆石上人為地制造出一些縫隙，或許能讓它們在量子計算機中也發(fā)揮用武之地。研究表明，量子計算機在一瞬間完成的計算量可以超過整個宇宙中原子數(shù)量的總和。
科學家稱，鉆石上的縫可以用來存儲信息，就像CD和DVD光盤上的微型“小坑”一樣。“我們率先發(fā)現(xiàn)可以把鉆石作為超密存儲的平臺。”該研究的主要作者、紐約城市學院物理學家希德哈斯·多姆卡爾(Siddharth Dhomkar)說道。
有一部分鉆石的晶體結(jié)構(gòu)中缺失了一些碳原子，從而構(gòu)成了一些空穴。由于空穴周圍聚集了一些氮原子，因此這種缺陷被稱作氮空穴色心(nitrogen vacancy centers)。研究人員用這樣的鉆石進行了一系列實驗。這些空穴中通常儲存著電子，因此使鉆石帶上了負電荷。不過，研究人員可以通過向鉆石發(fā)送激光，將其轉(zhuǎn)化為中性。在吸收了激光之后，空穴的特性便會發(fā)生改變：它們在光線照射下不會再閃爍，而是會始終保持黯淡的色澤。這一變化是可逆的，持續(xù)時間很長，并且弱光照射不會對其造成干擾。
這一研究發(fā)現(xiàn)說明，鉆石可以以負電荷和中性電荷的形式存儲數(shù)據(jù)，然后由激光完成讀取、寫入、抹除和重新寫入等任務。多姆卡爾指出，每字節(jié)數(shù)據(jù)在鉆石上僅需占據(jù)幾納米的空間，比現(xiàn)有的任何數(shù)據(jù)存儲設備都小得多，因此有助于我們研發(fā)超密計算機存儲技術(shù)。不過，研究人員目前還無法從如此微小的結(jié)構(gòu)中讀取或?qū)懭霐?shù)據(jù)。但他們確實證明了自己可以解碼3D形式的數(shù)據(jù)(由2D圖像堆疊而成)。“如果引入第三維度，數(shù)據(jù)存儲能力將大大提高。”多姆卡爾指出。利用研究人員所研發(fā)的3D數(shù)據(jù)存儲技術(shù)，我們或許能創(chuàng)造出一種新型數(shù)據(jù)存儲光盤，存儲空間可達普通DVD光盤的100倍。
接下來，多姆卡爾和同事們將繼續(xù)探索如何從鉆石晶體的納米級結(jié)構(gòu)中讀取和寫入數(shù)據(jù)。他表示：“用鉆石制成的芯片數(shù)據(jù)存儲密度將遠遠超過傳統(tǒng)的硬盤。”
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