奈米結構化儲存領域 抒解IT儲存瓶頸新希望

唐鴻／台北
2008/11/17

　資訊科技影響力已經遍及各個領域，其運算基礎或輸出成果很大一部份將成為數位資料，雖然理論上數位資料不會佔用實體空間，但在數位資料有著快速複製特性，同樣1筆資料可能拷貝千百萬份，加上數位資料體積也隨著多媒體化不斷膨脹、加大，使得數位資料儲存反而成為相當棘手的問題。儲存數位資料的媒介，通常會依儲存基礎架構不同分為2大類，即磁性類(磁碟或磁帶)、光碟類(磁光型與反射型)，直到近年快閃記憶體加入新加入第3大類，不過，無論是何種基礎架構，分析原理都大略相同，儲存介面的表面的每個儲存格(storage cell)都有位址，可以變化成0與1的訊號，成為IT處理裝置能判讀的基礎。以最主流的硬碟深入討論，即是利用磁性介質的正/負極性變化表示0或1，為增加容量，每個儲存格即磁域(magnetic domains)必須愈做愈小，但過小的磁域卻會使得材質在常溫下也無法保持良好磁性，稱為超順磁性(superparamagnetism)，雖可利用垂直寫錄技術(PMR)改善，但這也只是治標方式。1個由德國與義大利科學家組成的研究團隊，正研究利用奈米結構化儲存域(nano structured storage domains)徹底改變IT儲存的基礎架構！其原理是在矽氧化物晶片製造出自旋轉變(spin-transition)的奈米圖案(nanopattern)。0或1的二進位資料以電子自旋翻轉交換(flipping switching)進行儲存，整個架構目前暫時稱為交換奈米條紋(Switchable Nanostripes)。此團隊將中性鐵(II)複合物以奈米尺寸壓印在矽晶圓上，並將材質依其組織形成1個線性的方向性，而這些材質可利用其高或低的自旋型態儲存資訊，而控制方式可利用溫度、壓力或電磁輻射，研究者已將原本利用CD儲存的數位資訊轉移至此種儲存裝置中，證明此複合物已可產生具有可判讀的IT儲存裝置特性。此項新科技雖已證明實用化基礎、且實際可行，不過仍有許多技術瓶頸尚待克服，例如，必須讓此儲存架構於常溫下操作、及證明其安全性與穩定性，並找出可供量產的模式，最終目標必須讓此架構擁有一定程度的價格/儲存比，才有可能讓整個IT儲存架構改觀，不過有了目前研究成果，至少已讓科學家掌握了未來發展方向。