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boterlh

金虫 (著名写手)

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[交流] 【原创】建立在分子尺度上的新一代存储技术-electric memory

上个星期我五年前买的一台东芝笔记本坏了，坏的毫无征兆，坏的坚决彻底，连硬盘维修人员也说要花钱修复，一气之下和lp去重新买了一台。好长时间没有了解电脑发展的步伐了，去买的时候才发现笔记本配置之高，价格之便宜已经达到让我瞠目结舌的程度，用不懂电脑的人来衡量电脑高级与否的标准来说，五千块钱可以买一个后奔四，2G内存加250G硬盘的东东，真是实惠啊，也解决了日益飞涨的商品价格和仍旧徘徊不前的人民群众的工资水平之间的矛盾，呵呵！

信息存储技术按照存储载体的原理来分可以分为磁存储、光存储和电存储。前两者大家可能比较熟悉，也就是我们通常所说的磁盘和光盘，很早就开始使用电脑的人对磁盘应该还记忆犹新，两种尺寸，1.5寸和3.5，可能现在还有的话能当古董卖个好价钱咧。但这种磁盘貌似很大，能够容纳的数据量确很小，大概只有1M左右。随后出现了光盘，人们开始享受数字化技术带来的享受，原本一本很模糊的电影，因为存储容量的很大，可以进行高保真的数字处理进行存储，使得在网络上下载的电影可以在视觉和听觉上得到最大程度的享受。为什么磁盘和光盘的存储容量会发生这么大的变化呢？原因在于磁盘是利用磁性物质的顺磁和反磁性来进行数据存储的，那么最小存储单元取决于最小磁性颗粒的大小，而考虑到我们所处环境的磁场因素会对太小的磁颗粒造成影响，所以磁性颗粒不能太小，一般在微米级。但是光存储是利用了光活性物质对激光的响应来进行存储的，存储单元的大小决定于入射激光的波长大小，入射光波长越短，单位面积上存储的数据量就越大，现在可以控制的激光波长达到一百纳米左右，这样光存储的存储容量相比于磁存储的存储容量呈成百上千倍的增长。但是光的波长也是有极限的，不能无限制的找到更小波长的激光。

九十年代末以来，纳米科技在全世界范围内开始兴起并逐渐开始风靡，1999年美国前总统克林顿在一份支持纳米技术发展的报告中谈到纳米技术的发展，可能会让存储容量进一步提升，他提出了一个形象的展望，那就是将来美国国家图书馆的全部馆藏可以存储在一块方糖大小的芯片中。他的这个展望引起了美国科学家的浓厚兴趣，他们寻找一种新的技术能够使得在纳米级的存储单元上进行信息处理。高级显微成像技术和化学家的合成技术可能有望使得这个展望在不久的未来成为现实！

高级显微技术的发展加快推进了微观领域研究工作的发展，STM(扫描隧道显微镜）和AFM（原子力显微镜）可以观察到物质原子和分子级别上的形貌和变化。化学家们发现一种或者几种化学物质的组合做成物理器件后在电场下可以实现高电阻和低电阻两种状态的转变，利用这种电阻态的不同，并借助STM利用带电的探针实现以物质分子为单元的信息存储，这将是信息存储技术一个转折性的跨越，这个目标一旦实现，信息存储技术的发展将被终结，除非将来科学家发现可以利用电子级的单元来实现存储。这种技术现在专业领域称之为ELECTRIC MEMORY，国内还没有一个确切的翻译，我们暂且称之为电存储！美国加州大学伯克利分校杨阳教授在这方面做了开创新的工作，紧接着新加坡国立大学的E.T.KANG Group在相应化学材料合成方面也做了大量的研究工作。我们国内现在见报道的有中科院的宋延林教授，他做了相关的工作发表在先进材料等国际知名杂志上。应该讲，作为Electric memory的研究工作，我们国家并没有落后，因为国外在这个领域从事研究工作的都有我们中国人的影子，我们可以做的应该在材料合成上花大力气，真正做出可以用来实现商品化的材料来才是推动这个领域发展的重中之重，而合成对于中国的化学工作者来说并不是难事！这个将决定我们以后每生产一张“电盘”少交多少版权费给人家外国人。努力吧！

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