能把数据存储的读写速度提高1000倍的新技术——自旋电子学

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人类对数据储存空间永远也不会满足：现在软件程序都比从前需要更多的空间，更不用说我们每天新建的各种照片、音乐和视频了。

现在来自英国钻石光源的国际团队认为他们已经找到一种叫做“自旋电子学”(spintronics)的技术，它可以不断满足我们的储存需求。这种技术的一些特性不仅可以帮助我们储存1和0，还可以显著提高数据储存密度。

这是研究者们首次探索将反铁磁性物质作为磁储存介质的可能性。

每个原子都有一个叫做“自旋”的特性，你可以想象一个微型的条形磁铁，有着北极和南极。在反铁磁性物质中，这些自旋都是按照首尾相接的顺序排列的，抵消了一切外部磁场。

通常来说，数据位的储存是利用电流翻转自旋的方向实现的。由于反铁磁性物质不允许这样，研究者们就想出了一种新方法来旋转每一对自旋来储存数据而并非翻转它们。

从根本上说，就是使用电子的自旋而不是它们的电荷来记录1和0.

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以上是科学原理，接下来就是实际的好处了。首先，相比我们现在使用的数据储存装置，它没有电流密度变化，所以更新起来会更加容易。其次，反铁磁性物质不会发射外部磁场，所以装置不会干扰其他设备，也不会被监视。

没有磁场也意味着平均个体可以更加紧凑，更小的空间里可以装更多的数据。在无电情况下信息可以保持完整，而且可以在室温下读写——这些都是下一代数据储存技术的关键。

根据团队介绍，通过自旋电子学，他们可以将读写速度提高1000倍。而且这种材料制作起来也很简单。团队已经在试验一块反铁磁性的铜锰砷(CuMnAs)薄片，但是他们认为还有更合适的材料。

将自旋电子学应用在笔记本和手机上还需要一段时间，但是它的潜力是肯定的。首席研究者Peter Wadley说：“这项技术非常美好，但是也很负责，现在的实践还处在相对简单的阶段。”

他们的研究已经发表在《科学》(Science)上。

本文译自 sciencealert，由 许叔 编辑发布。