美國俄亥俄州立大學(xué)最近研究出一種電導(dǎo)體用金剛石線纜，為傳統(tǒng)的金屬電纜家族又新增一員。研究者發(fā)現(xiàn)由人造金剛石制造而成的線纜在電子自旋磁效應(yīng)傳輸方面性能出色，更具優(yōu)勢。未來計(jì)算機(jī)的處理速度或?qū)⒁蛞桓?xì)細(xì)的金剛石線纜而大大改變。電腦卡機(jī)、死機(jī)、反應(yīng)速度慢或?qū)氐捉K結(jié)。

       在試驗(yàn)中，人造金剛石的高硬度、絕緣性、高透明度、耐酸性和良好的化學(xué)惰性成為電子自旋研究的亮點(diǎn)。而人造金剛石的低成本造價也有利于擴(kuò)大其市場應(yīng)用。目前，科學(xué)家們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)金剛石能夠有組織地進(jìn)行磁性自旋傳輸并維系電子自旋狀態(tài)，這也就證明金剛石線纜能夠保存并傳輸信息數(shù)據(jù)。

       通常情況下，金剛石是不會攜帶電子自旋的，因?yàn)榻饎偸奶荚佣兼I合在一起，每一個電子都與其相鄰的電子緊密結(jié)合。為實(shí)現(xiàn)攜帶自旋技術(shù)，科學(xué)家在金剛石線纜中植入氮原子，使其與那些能夠自旋的未配對的電子進(jìn)行結(jié)合。在金剛石線纜中，每三百萬個碳原子對應(yīng)著一個氮原子，這一比例對于實(shí)現(xiàn)線纜攜帶自旋已經(jīng)足夠了。

       實(shí)驗(yàn)用的金剛石線纜僅4微米長，200納米寬。為清晰觀察線纜內(nèi)部結(jié)構(gòu)和運(yùn)行，科學(xué)家們將電磁線圈放置在顯微鏡內(nèi)部，對線纜產(chǎn)生的脈沖進(jìn)行開合控制，從而得出一個15納米寬的電子運(yùn)動圖，拍攝范圍約50個原子大小。

       這種金剛石線纜目前還需在絕對零度以上（-269℃）的條件下工作，在此溫度條件下的電子自旋速度放緩，科學(xué)家們得以觀察詳細(xì)的過程。首席研究員Chris Hammel期待下一步實(shí)驗(yàn)將實(shí)現(xiàn)室溫下金剛石線纜工作運(yùn)作，向?qū)淼娘w速計(jì)算機(jī)科技沖刺。

       研究發(fā)表在Nature Nanotechnology上，實(shí)驗(yàn)得到了美國國家科學(xué)基金會和約翰霍普金斯大學(xué)的贊助支持。（編譯自’Could diamonds be a computer's best friend?’）