新的制造方法使超高效的原子计算机使用100倍的功率

时间：2022-01-03 19:58:03来源：

研究人员使用氢分子在24位存储器阵列（顶部图像，红色箭头）的第一行中重写二进制数据以编码字母“M”（底部图像）。

随着计算机几乎不断渗透现代生活的各个方面，对环境的负面影响增长了。根据最近的估计，当今计算机所需的电力每年将总共释放出超过1千年的碳排放量。现在，在ACS Nano中的研究人员开发了一种新的制造过程，可以使超高效的原子计算机能够存储更多数据并消耗100倍的功率。

科学家们先前操纵了单个原子，为计算机制造超密集的内存阵列，它比传统硬盘驱动器更小的空间存储更多的数据，并消耗更少的功率。在称为氢气光刻的技术中，研究人员使用扫描隧道显微镜（STM）的尖端去除粘合到硅表面的单个原子。粘合或缺乏氢原子的硅原子的图案形成了存储数据的二进制代码。但是，在重写数据时存在瓶颈，因为STM尖端必须在精确的位置拾取和沉积氢原子。Roshan Achal，Robert Wolkow及其同事希望开发一种更有效的方法来重写原子内存阵列。

研究人员准备覆盖有氢原子的硅表面。通过氢气光刻，它们取下了某些原子以写入数据。科学家们发现，通过沿着他们想要重写的钻头旁边脱离额外的氢原子，它们可以产生一个反应性部位，吸引了注入室中的氢气。单个氢气（H2）分子与两个相邻部位的结合擦除了该部位，使得可以写入新的二进制代码。使用氢气作为分子橡皮擦重写数据比在STM尖端上带来近硝酸原子更快，更容易。研究人员展示了技术重写小型24位存储器阵列的能力。研究人员说，新方法允许制造1,000倍的制造原子尺度计算机，使其为现实世界制造做好准备。

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参考：“检测和指导H-Si（100）上的单分子结合事件与应用于超声数据存储”，由Roshan Achal，Mohammad Rashidi，Jeremiah Croshaw，Taleana R. Huff和Robert A.Wolkow，2019年11月27日，ACS Nano.doi ：
10.1021 / ACSNANO.9B07637

提交人承认加拿大国家科学和工程研究委员会，艾伯塔省创新技术期货，国家研究委员会加拿大和量子硅的资金。