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芝加哥大学研究人员利用晶体内的单原子缺陷表示二进制数，实现在边长1毫米的晶体中存储几个太字节数据。该技术利用稀土元素和量子控制，突破传统存储限制，为计算机提供超紧凑、大容量存储方案。

　　美国芝加哥大学研究人员开发出一种革命性的数据存储新技术，利用晶体内的单原子缺陷来表示数据存储中的二进制数“1”和“0”，实现了在边长仅为1毫米的晶体立方体中存储几个太字节（TB）的数据。相关研究成果已发表于《纳米光子学》杂志。

　　传统上，用于表示二进制数据“1”和“0”的物理载体，如打孔卡片、真空管、晶体管等，其尺寸限制了设备的信息存储容量。此次，研究人员巧妙地利用晶体结构中缺失的原子，在不足1毫米的空间内成功存储了数兆字节的数据。

　　这种创新存储技术融入了稀土元素（镧系元素），特别是镨和氧化钇晶体。这些晶体中存在自然缺陷，如晶格中缺失的单个氧原子，形成空隙。这些缺陷在量子研究中常用于构建“量子比特”。

　　研究人员指出，稀土元素展现出独特的电子跃迁特性，可通过选择精确的激光激发波长进行光学控制，覆盖从紫外线到近红外区域。激光激发镧系元素释放电子，这些电子随后被氧化晶体中的缺陷捕获。

　　通过控制缺陷的带电状态，研究人员将带电间隙设定为“1”，不带电间隙设定为“0”，从而将晶体转化为高效存储设备，超越了传统计算的存储限制，达到了前所未有的数据存储密度。

　　与依赖X射线或伽马射线激活的剂量计不同，这种新型存储设备仅需简单的紫外线激光即可触发。

　　研究人员认为，该技术融合了量子理论与经典计算，将原本用于辐射剂量计的研究转化为革命性的微电子存储器。这一突破不仅挑战了数据存储的极限，还为传统计算机提供了超紧凑、高容量的存储新方案。

（文章来源：科技日报）