Racetrack存儲器可以存儲大量數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)可以非?？焖俚卦L問?，F(xiàn)在，在一項新的研究中，科學家們發(fā)現(xiàn)了3D racetrack存儲設備，這可能會極大地提高這項技術的潛力。

Racetrack存儲器以磁疇壁（magnetic domain walls）的形式對數(shù)據(jù)位進行編碼。這些壁將一種材料劃分為多個磁疇，其中的磁極都指向同一方向。電脈沖可以在納米線內來回推動這些域壁，使它們像賽車一樣沿著軌道行駛。磁性傳感器和其他電子設備可以在賽道上的任何一點讀取和寫入數(shù)據(jù)。

與其他內存技術相比，Racetrack存儲器“可能具有無與倫比的密度”，德國哈勒的馬克斯普朗克微結構物理研究所所長Stuart Parkin表示，他在IBM開發(fā)了這一概念。Racetrack存儲器像閃存一樣是固態(tài)的，缺少笨重的移動部件，并且是非易失的，即使在斷電后也能存儲數(shù)據(jù)。

此外，racetrack存儲器的電脈沖可以以每秒一公里的速度移動域壁。這表明使用這種內存的設備執(zhí)行速度非?？?。

“每次寫入操作的運行速度低于1納秒的內存是可能的，”Parkin 說，“這與當今任何商用內存的最快寫入速度一樣快或更快?！?/p>

迄今為止，對racetrack存儲器的大多數(shù)研究都集中在2D設備上。然而，Parkin長期以來一直認為這可能是一種3D技術，具有垂直賽道的陣列，就像一個充滿摩天大樓的城市。在racetrack內存中增加一個額外的維度將大大增加它在給定的內存占用上可以保存的數(shù)據(jù)量。但是，考慮到微電子行業(yè)使用的標準制造技術，組裝這樣復雜的3D結構已被證明是困難的。

現(xiàn)在，Parkin和他的同事們使用一種新方法開發(fā)了一種3D racetrack存儲設備，可以將2D racetrack覆蓋到3D表面上。他們在9月22日的《自然納米技術》雜志上詳細介紹了他們的發(fā)現(xiàn)。

科學家們在水溶性鋁酸鍶層上制備了由氮化鉭、鈷、鎳、鉑、釕和氧化鎂層組成的復雜超薄薄膜。然后，他們將薄膜浸入水中，釋放出一個獨立的磁性薄膜。

接下來，研究人員將這種磁性薄膜轉移到一個藍寶石表面，該表面設計有類似于減速帶的3D脊線，有點像在粉刷房間時在家具上覆蓋一塊垂布。然后，通過標準的光刻技術創(chuàng)建了由每3微米寬的電線制成的racetrack，拱形部分高達900納米，與藍寶石表面形狀一致。

Parkin說：“以這種方式制備和處理的3D racetrack結構完好無損，其行為與分離前的原始沉積結構幾乎相同?！?/p>

在實驗中，3D racetrack中的域墻以每秒600米的速度移動。Parkin說：“我們相信，在使用新型材料的相關結構中，速度可以提高10倍以上?！?另外還補充道，科學家們正在探索“建立3D racetrack存儲器的許多不同方法。目前，仍有許多有趣的挑戰(zhàn)等待探索，這使得對racetrack存儲器的研究非常令人興奮?！?/p>