據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)近日報道，瑞士洛桑理工學(xué)院的物理學(xué)家用單個原子磁體在石墨烯上鋪裝成超級晶格結(jié)構(gòu)，成功研制出基于單原子的存儲裝置原型。該裝置數(shù)據(jù)存儲密度達(dá)到每平方英寸115太比特(TB)，預(yù)示著新一代存儲介質(zhì)即將到來。相關(guān)研究發(fā)表在《納米快報》雜志上。研究人員解釋道，原子磁體矩陣用作數(shù)據(jù)儲存裝置的關(guān)鍵挑戰(zhàn)是要確保磁體穩(wěn)定且不相互作用，以免損壞數(shù)據(jù)。

“單原子磁體代表了超高密度磁性存儲裝置的最高極限，許多科學(xué)家在開展單原子和小族群原子的磁性存儲研究，但大多隨意分布在支持界面上，磁性非常不穩(wěn)定。”洛桑理工學(xué)院物理學(xué)家斯特凡諾·如斯珀利說，“我們的研究證明，單原子組成的超晶格也能擁有穩(wěn)定的磁性。”

洛桑理工學(xué)院教授哈拉德·布魯尼帶領(lǐng)研究團隊在40K(零下233.15℃)低溫下，將金屬鏑原子沉積到金屬銥-石墨烯基底上，創(chuàng)造出具有穩(wěn)定性的單原子存儲媒介。由于石墨烯與金屬銥之間具有晶格不匹配性，它們之間會形成云紋狀間隙，這種間隙性形狀導(dǎo)致鏑原子被吸附后，以每兩個原子相距2.5納米的平均距離排列成高度整齊的矩陣，這是新裝置保持磁性高度穩(wěn)定的一大原因。

組裝完成后，電子和光子的散射以及量子隧穿這幾個因素會對原子磁性的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。不過，因石墨烯非常低的電子和光子密度會保護鏑原子不發(fā)生散射，且鏑原子的基本磁態(tài)能避免量子隧穿，這兩個特性為超晶格磁性的高度穩(wěn)定性提供了雙重保證。

這一設(shè)計目前的缺陷之一是，磁穩(wěn)定性會隨著溫度升高而降低。研究人員希望下一步能通過在絕緣基底上培養(yǎng)石墨烯，以改進超晶格的熱穩(wěn)定性。