科学家捕捉到存储材料原子“开关”过程

科技日报讯 （记者刘霞）澳大利亚莫纳什大学联合日本京都大学等机构科学家，成功捕捉到一种存储材料在写入数据时的原子“开关”过程。这一突破为开发更小、更快、更节能的电子产品铺平了道路。相关成果发表于新一期《自然·通讯》杂志。

团队依托莫纳什电子显微镜中心的尖端设备，观察萤石型铁电材料内部。这种材料前景广阔，有望突破当前小型化与高效化的瓶颈，作为下一代存储设备。

智能手机、医疗设备及非接触式IC卡等日常工具，皆将数据化为数十亿个0与1。在这些存储材料内，原子“身处”的物理位置就像“开关”，原子挪移纳米级的微小距离，便实现了数据位的翻转。

以前，科学家难以看到这瞬息间的转换。现在，研究团队借助顶级电子显微镜，直接观测到作为信息存储基础的原子“开关”的过程。这不仅证实了转换的发生，更在原子尺度上揭示了其微观机制，带来认知维度的提升。

研究还发现，转换并非一蹴而就，而是历经此前未知的中间原子结构，且可通过调整材料成分加以调控，这为设计更快、更稳定、更节能的材料打开了大门，有望催生现代科技亟须的更小、更节能的存储器。

团队表示，揭示原子切换路径，相当于为下一代存储设备绘制出“原子地图”。这些发现也为铁电材料设计提供了关键指引，特别是不同元素如何影响原子运动和开关行为。这意味着，未来科学家们可在原子水平定制材料，提升其耐用性与效率，加速先进存储技术的演进。