摘要：在压力下急剧转化的柔软的分层材料可能有一天可以帮助计算机以更少的能量存储更多数据。这是一项新研究，该研究表明，当类似分子三明治像分子三明治一样，当熔融锌基材料材料一起挤压时会发生令人惊讶的结构变化。...

在压力下急剧转化的柔软的分层材料可能有一天可以帮助计算机以更少的能量存储更多数据。

这是根据华盛顿州立大学和北卡罗来纳大学夏洛特大学研究人员的一项新研究的研究，该研究表明，基于牙脲的混合锌材料像分子三明治一样挤在一起时会经历令人惊讶的结构变化。这些更改可能使其成为相变内存的强大候选者，这是一种超快速的，持久的数据存储，其工作原理与当今设备中的内存不同，并且不需要恒定的电源源。

在2022年获得默多克慈善信托基金会（Murdock Charitable Trust）的支持下，这项研究是由超过100万美元的X射线衍射系统实现的。这种专门的设备使研究人员可以观察到材料发生的微小结构变化 - 全都来自WSU的Pullman校园。通常，这类实验需要在加利福尼亚州Berkely National Laboratory的Advanced Light Source等大量国家设施上进行时间。

WSU物理学教授，研究研究员Matt McCluskey说：“能够在校园内进行这些高压实验，使我们有灵活地研究正在发生的事情。”AIP进步。 “我们发现材料不仅压缩 - 它实际上改变了内部结构。”

该材料称为β-Znte（EN）₀.₅。由牙脲锌的交替层和一种称为乙二胺的有机分子组成。 McCluskey将其结构与三明治进行了比较。他说：“想象一遍又一遍地堆叠的陶瓷和塑料层。” “当您施加压力时，软零件的崩溃比僵硬的零件更崩溃。”

研究人员使用钻石砧细胞（一种可以施加极大压力的设备），而新的X射线系统则看到材料以相对较低的压力（2.1和3.3 gigapascals）进行了两个相变。在这两种情况下，结构都发生了巨大变化，最多收缩了8％。

WSU的物理博士学位学生朱莉·米勒（Julie Miller），研究的主要作者解释说，阶段过渡是材料在原子水平上改变其结构的时候，就像水如何变成冰或蒸汽一样。在这种情况下，发生变化发生在两个固体之间，其中相同的原子重新排列为较密集的配置。这类过渡可以极大地改变材料的物理特性，包括它如何导电或发光。由于不同的结构阶段通常具有不同的电气和光学特征，因此科学家认为它们可以用来编码数字信息 - 相变记忆的原理。

米勒说：“大多数材料都需要巨大的变化结构压力，但是这种材料开始在我们通常在纯锌中看到的压力的十分之一开始转变。” “这就是使这种材料如此有趣的原因 - 在较低的压力下，它显示出很大的影响。”

研究人员还发现，根据挤压哪个方向，材料的行为非常不同。该方向的灵敏度与其分层结构相结合，使其更可调，并为其他用途打开了大门。

除了记忆外，材料还可以在光子学中找到应用，其中光而不是电源用于移动和存储信息。由于材料发出了紫外线，研究人员怀疑其发光可能会根据其相位而变化，这可能会使其在光纤或光学计算中也有用。

虽然β-Znte（EN）₀。作为潜在的商业记忆材料仍然是早期的日子，但该发现标志着向前迈出的一大步。

米勒说：“我们刚刚开始了解这些混合材料可以做什么。” “我们可以在校园的设备上观察到这些变化的事实使它更加令人兴奋。”

接下来，该团队计划研究材料如何响应温度变化并探索在施加压力和热量时会发生的情况 - 建立更完整的行为和可能性图。