存储密度跃升几十倍，自旋电容器还能减少热量损失

（文章来源：孜然实验室）

物理学家开发出了所谓的世界第一个自旋电容器，该电容器意味着需要更少能量和产生更少热量的新电子产品。

利兹大学的科学家所取得了巨大的进步，他们使电子的自旋态保持了几个小时，而之前的努力只使电子自旋态保持了不到一秒钟。他们的结果发表在《科学进展》上。常规电容器以电荷形式保存能量，利兹大学新开发的电容器可以同时存储一组电子的自旋态。根据该大学的说法，这可能会在一个1平方英寸（6.45平方厘米）的存储设备中存储100TB的数据。

物理与天文学学院副教授，研究主管奥斯卡·塞斯佩德斯（Oscar Cespedes）博士在一份声明中说：“这是一个小而重大的突破，它可能会因利用量子技术原理而推动电子学的一场革命。

“目前，诸如计算机或移动电话之类的电子设备中使用的能量中，有多达70％会以热量的形式损失，这是电子在设备电路中移动所产生的能量。这导致效率低下，并限制了当前技术的功能和可持续性。互联网的碳足迹已经与航空旅行相似，并且逐年增加。

“利用光和环保元素的量子效应，不会产生热量损失。这意味着当前技术的性能可以继续以更高效、更可持续的方式发展，而所需功率却大大减少。”

研究的领导者之一马修·罗杰斯（Matthew Rogers）博士评论说：“我们的研究表明，未来的设备可能不必依赖于硬盘。取而代之的是，它们将具有通过光操作的自旋电容器，这将使它们变得非常快，或者通过电场将其变得非常节能。“这是一个令人兴奋的突破。量子物理学在电子领域的应用将产生新的设备。”

在常规计算中，信息被编码并存储为一系列由0和1组成的位，并存储在硬盘上。这些0和1可以通过改变磁盘上磁化区域的极性来表示或存储在硬盘上。

利用量子技术，自旋电容器可以利用光或电场来写入和读取编码为电子自旋态的信息。研究团队通过使用由巴克明斯特富勒烯（Buckminsterfullerene），氧化锰和钴磁性电极制成的材料界面开发了自旋电容器。富勒烯与氧化物之间的界面能够捕获电子的自旋态。

通过在磁性电极存在下利用富勒烯中的碳原子与金属氧化物之间的相互作用，延长了自旋态衰变所需的时间。科学家们相信，他们所取得的进步是可以建立，尤其是能够长时间保持旋转状态的设备。
（责任编辑：fqj）