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采用绝缘晶体作为存储器的激光存储理论 |
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| http://cn.newmaker.com
11/26/2008 1:08:00 PM
佳工机电网
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过去通常将数据通过电荷充电的方式保存，CMOS一直都是电子芯片中的老大。现在美国约翰霍普金斯大学的科学家们提出了一种超低功耗的替代性方案，采用激光利用绝缘体内部的激子（exciton）状态对数据进行编码。
若实验数据能证实这一理论，那么有朝一日基于这一新的光学现象的超低功率计算机将可以通过利用激光将数据存储在晶体绝缘体中。
“目前它还处在理论阶段，因此必须通过实验进行验证，”美国约翰霍普金斯大学电气计算机工程系教授Alexander Kaplan表示，“但是如果我们的理论正确，那么我们就可以解决元器件的发热问题，从而可以将半导体器件的尺寸做到更小”。
据Kaplan表示，受激光束照射而生成的特定的、有限原子格或原子数组、分子或量子点可以生成不受传统的Lorentz(劳伦茨)-Lorenz(劳伦兹)理论限制的纳米层。从信息的角度来看，该理论（Lorentz-Lorenz理论）禁止对绝缘体内部原子的局部状态编码。Kaplan称，其所领导的研究小组已找到了一种定制绝缘体内部纳米结构的方法，从而可实现利用绝缘体存储数据和感知存储状态。
依Kaplan的计划，激光所需的功耗相对较低，并且可以使晶状原子格中固有的局域、束缚电子生成不同激发态，那么就可以利用激光来产生非线性模式的激发态。
实质上研究人员提出的是原子级的光学双稳态。在激光控制读取或写入数据的情况下，本地激子（local exciton）的激发过程不需要电流，因此可以实现超低功耗的纳米级存储单元或逻辑器件。
本地激子的不足之处是它们仅能提供动态存储功能，这点和掉电时数据会全部丢失的易失性电子存储器一样，一旦关掉激光源，则本地激子消失、原子格内的原子变回基态。
Kaplan 表示，“即使这样，绝缘体存储器也不会比普通的、要保持数据就不能断电的电子器件（像现在使用的随机存取存储器和逻辑器件）更糟糕”。
这项技术还可通过利用线性模式下的新型架构（designer structure）实现灵敏度达原子级的传感器。新型原子格（Designer lattice）可采用特定类型的、可针对环境的不同方面产生共鸣的原子实现在用激光束读取数据时不会耗电、敏感度可达原子级的传感器。
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