科學(xué)家利用自旋波開(kāi)發(fā)出全息存儲(chǔ)器

美國(guó)加利福尼亞大學(xué)河濱伯恩斯工程學(xué)院和俄羅斯科學(xué)院研究人員演示了一種新型的全息存儲(chǔ)器，結(jié)合了磁性數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和波基礎(chǔ)的信息傳輸兩者的優(yōu)點(diǎn)，能為電子設(shè)備帶來(lái)前所未有的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和處理能力。

新型存儲(chǔ)器利用的是自旋波而不是光束。自旋波是磁性材料中自旋電子的集體振蕩波，它有很多優(yōu)點(diǎn)，自旋波設(shè)備能與傳統(tǒng)電子設(shè)備兼容，并能用比光學(xué)設(shè)備更短的波長(zhǎng)操作，讓電子設(shè)備變得更小而存儲(chǔ)量更大。

一般的全息術(shù)是基于光的波動(dòng)性，利用目標(biāo)光束和相干背景之間波的干涉來(lái)形成全息圖，比如駕駛證或鈔票上的防偽圖案，但這只是一種有限的全息。首個(gè)全息圖是上世紀(jì)40年代用電子顯微鏡設(shè)計(jì)的。10年后有了激光，光學(xué)全息圖變得普遍。自那時(shí)起，其他領(lǐng)域在利用波的干涉制造全息效果方面，也取得了很大進(jìn)步，包括地震研究中的聲波全息、雷達(dá)系統(tǒng)中的微波全息等。全息術(shù)也被認(rèn)為是一種未來(lái)的存儲(chǔ)技術(shù)，它能以一種高度并行的方式讀寫(xiě)大量數(shù)據(jù)，使設(shè)備的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力達(dá)到前所未有。

該研究負(fù)責(zé)人、加利福尼亞大學(xué)河濱伯恩斯工程學(xué)院教授亞歷山大·基頓在開(kāi)發(fā)自旋波邏輯設(shè)備方面，已工作了9年多。他最初的研究大部分集中在開(kāi)發(fā)基于自旋波的邏輯線路，與目前計(jì)算機(jī)中所用的類似。去年，基頓決定不必讓他們的設(shè)備替代計(jì)算機(jī)的電子線路，而是補(bǔ)充線路或幫助執(zhí)行某些特定任務(wù)，比如圖像識(shí)別、語(yǔ)音識(shí)別和數(shù)據(jù)處理。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，把現(xiàn)在的光學(xué)全息技術(shù)用于磁結(jié)構(gòu)中，造出一種磁振子全息存儲(chǔ)設(shè)備是可行的。在實(shí)驗(yàn)中，他們用了一種2-比特磁振子全息存儲(chǔ)樣機(jī)設(shè)備，一對(duì)磁鐵代表存儲(chǔ)元件，排列在磁波導(dǎo)的不同位置。通過(guò)波導(dǎo)傳播的自旋波會(huì)受磁鐵產(chǎn)生的磁場(chǎng)的影響，在施加自旋波干涉時(shí)，就生成了一幅清晰的畫(huà)面，研究人員能識(shí)別出磁鐵的磁性狀態(tài)。