日本研究人员发现了一种制造5厘米(2英寸)钻石晶片的独特方法,该方法可能用于量子存储。钻石的超高纯度使其可以保留大量的数据 - 十亿个蓝光光盘。
钻石是实用量子计算系统最有前途的方法之一。晶体中的氮散布中心可以以超导量子位(Qubits)的形式存储数据。尽管如此,钻石中的氮气过多会破坏其量子存储能力。
这意味着科学家必须在产生过多氮的大钻石晶片和产生太小而无法加工的超纯钻石晶片之间进行选择。然而,日本的萨加大学和Apamant Namiki Precision Jewelery Co.设计了一个创新的过程,用于生产超高纯度的钻石片,足以实用。
该小组声称,在这个过程中,最后的钻石晶片宽5厘米,并且数据密度如此之高,以至于理论上可以保持相当于十亿个蓝光光盘。一个蓝光最多可容纳25 GB的数据(假设它是单层的);因此,这种钻石晶圆应容纳多达25个exabytes(EB)。Kenzan Diamond是该公司的这些晶片的名字。
要点是,这些钻石的氮含量少于十亿(PPB),使其极为纯净。根据研究人员的说法,这些是具有这种纯度程度的最大晶圆 - 大多数其他晶圆只能达到4 mm2(0.006 in2)。
这涉及开发新的生产技术。钻石晶片是通过在底物材料上(通常是平坦的表面)上种植晶体而产生的。令人担忧的是,钻石可能会在压力下破裂,从而降低其质量。因此,研究人员在新过程中做出了非常基本的改变:基板表面像步骤一样弯曲,从而水平扩散菌株并防止裂纹。这使他们能够产生更高纯度的更大的钻石晶片。
该团队预计将在2023年将这些钻石晶片商业化,但他们已经试图将直径翻一番,同时将直径增加到10厘米。
5月,研究人员将在国际复合半导体制造技术会议上报告他们的发现。