科技日?qǐng)?bào)訊 （記者劉霞）澳大利亞莫納什大學(xué)聯(lián)合日本京都大學(xué)等機(jī)構(gòu)科學(xué)家，成功捕捉到一種存儲(chǔ)材料在寫入數(shù)據(jù)時(shí)的原子“開關(guān)”過(guò)程。這一突破為開發(fā)更小、更快、更節(jié)能的電子產(chǎn)品鋪平了道路。相關(guān)成果發(fā)表于新一期《自然·通訊》雜志。

團(tuán)隊(duì)依托莫納什電子顯微鏡中心的尖端設(shè)備，觀察螢石型鐵電材料內(nèi)部。這種材料前景廣闊，有望突破當(dāng)前小型化與高效化的瓶頸，作為下一代存儲(chǔ)設(shè)備。

智能手機(jī)、醫(yī)療設(shè)備及非接觸式IC卡等日常工具，皆將數(shù)據(jù)化為數(shù)十億個(gè)0與1。在這些存儲(chǔ)材料內(nèi)，原子“身處”的物理位置就像“開關(guān)”，原子挪移納米級(jí)的微小距離，便實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)位的翻轉(zhuǎn)。

以前，科學(xué)家難以看到這瞬息間的轉(zhuǎn)換?，F(xiàn)在，研究團(tuán)隊(duì)借助頂級(jí)電子顯微鏡，直接觀測(cè)到作為信息存儲(chǔ)基礎(chǔ)的原子“開關(guān)”的過(guò)程。這不僅證實(shí)了轉(zhuǎn)換的發(fā)生，更在原子尺度上揭示了其微觀機(jī)制，帶來(lái)認(rèn)知維度的提升。

研究還發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)換并非一蹴而就，而是歷經(jīng)此前未知的中間原子結(jié)構(gòu)，且可通過(guò)調(diào)整材料成分加以調(diào)控，這為設(shè)計(jì)更快、更穩(wěn)定、更節(jié)能的材料打開了大門，有望催生現(xiàn)代科技亟須的更小、更節(jié)能的存儲(chǔ)器。

團(tuán)隊(duì)表示，揭示原子切換路徑，相當(dāng)于為下一代存儲(chǔ)設(shè)備繪制出“原子地圖”。這些發(fā)現(xiàn)也為鐵電材料設(shè)計(jì)提供了關(guān)鍵指引，特別是不同元素如何影響原子運(yùn)動(dòng)和開關(guān)行為。這意味著，未來(lái)科學(xué)家們可在原子水平定制材料，提升其耐用性與效率，加速先進(jìn)存儲(chǔ)技術(shù)的演進(jìn)。