科學家利用自旋波開發(fā)出全息存儲器

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

新型存儲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，自旋波設備能與傳統(tǒng)電子設備兼容，并能用比光學設備更短的波長操作，讓電子設備變得更小而存儲量更大。

一般的全息術是基于光的波動性，利用目標光束和相干背景之間波的干涉來形成全息圖，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。首個全息圖是上世紀40年代用電子顯微鏡設計的。10年后有了激光，光學全息圖變得普遍。自那時起，其他領域在利用波的干涉制造全息效果方面，也取得了很大進步，包括地震研究中的聲波全息、雷達系統(tǒng)中的微波全息等。全息術也被認為是一種未來的存儲技術，它能以一種高度并行的方式讀寫大量數(shù)據(jù)，使設備的數(shù)據(jù)存儲能力達到前所未有。

該研究負責人、加利福尼亞大學河濱伯恩斯工程學院教授亞歷山大·基頓在開發(fā)自旋波邏輯設備方面，已工作了9年多。他最初的研究大部分集中在開發(fā)基于自旋波的邏輯線路，與目前計算機中所用的類似。去年，基頓決定不必讓他們的設備替代計算機的電子線路，而是補充線路或幫助執(zhí)行某些特定任務，比如圖像識別、語音識別和數(shù)據(jù)處理。

實驗結(jié)果證明，把現(xiàn)在的光學全息技術用于磁結(jié)構中，造出一種磁振子全息存儲設備是可行的。在實驗中，他們用了一種2-比特磁振子全息存儲樣機設備，一對磁鐵代表存儲元件，排列在磁波導的不同位置。通過波導傳播的自旋波會受磁鐵產(chǎn)生的磁場的影響，在施加自旋波干涉時，就生成了一幅清晰的畫面，研究人員能識別出磁鐵的磁性狀態(tài)。