超硬材料網

       美國俄亥俄州立大學最近研究出一種電導體用金剛石線纜，為傳統的金屬電纜家族又新增一員。研究者發現由人造金剛石制造而成的線纜在電子自旋磁效應傳輸方面性能出色，更具優勢。未來計算機的處理速度或將因一根細細的金剛石線纜而大大改變。電腦卡機、死機、反應速度慢或將徹底終結。

       在試驗中，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惰性成為電子自旋研究的亮點。而人造金剛石的低成本造價也有利于擴大其市場應用。目前，科學家們已經發現金剛石能夠有組織地進行磁性自旋傳輸并維系電子自旋狀態，這也就證明金剛石線纜能夠保存并傳輸信息數據。

       通常情況下，金剛石是不會攜帶電子自旋的，因為金剛石的碳原子都鍵合在一起，每一個電子都與其相鄰的電子緊密結合。為實現攜帶自旋技術，科學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行結合。在金剛石線纜中，每三百萬個碳原子對應著一個氮原子，這一比例對于實現線纜攜帶自旋已經足夠了。

       實驗用的金剛石線纜僅4微米長，200納米寬。為清晰觀察線纜內部結構和運行，科學家們將電磁線圈放置在顯微鏡內部，對線纜產生的脈沖進行開合控制，從而得出一個15納米寬的電子運動圖，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，科學家們得以觀察詳細的過程。首席研究員Chris Hammel期待下一步實驗將實現室溫下金剛石線纜工作運作，向將來的飛速計算機科技沖刺。

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