稀有氣體助力，打造更優數位記憶體：氙氣技術有望成產業標準

未來的電子產品若要變得更小、效率更高，可透過在更小的空間內容納更多的記憶體單元來實現。在製造數位記憶體時新增稀有氣體氙，就是達成此目標的方法之一。林雪平大學的研究人員在發表於《自然通訊》的一項研究中證實了這一點。此技術能使即使在微小的孔洞中，材料也能均勻塗覆。

二十五年前，一張相機記憶卡只能儲存64兆位元組的資訊。如今，同樣大小的記憶卡卻能容納4太位元組，資訊儲存量增加了超過六萬倍。

像記憶卡這樣的電子儲存空間，是由數百層導電材料和絕緣材料交替排列而成。接著，在這些層上蝕刻出眾多極小的孔洞。最後，用導電材料填充這些孔洞。這一過程運用了一種利用各種物質的蒸氣來形成薄材料層的技術。

在孔洞中，三種不同材料交會的每個點都會形成記憶體單元。這些記憶體單元共同構成了數位記憶體。交會點越多，記憶體能儲存的資訊就越多。這意味著層數越多、層越薄且孔洞越多，就能形成更多的記憶體單元。但這也使得填充孔洞變得更困難。

林雪平大學的無機化學教授亨裡克·佩德森表示：「問題在於如何將材料填入孔洞，並使孔洞內部表面均勻塗覆。不能讓孔洞開口處堆積太多材料，否則會堵塞開口，導致無法填充孔洞其餘部分。攜帶材料原子的分子必須能一路抵達孔洞底部。」

為了理解這一挑戰，可將待填充的孔洞與世界最高建築——杜拜的哈利法塔作比較。哈利法塔高828米，而待填充的孔洞直徑為100奈米、深度為10000奈米，即比例為100比1。若將此比例套用到哈利法塔，其底部寬度將只有八米。

林雪平大學的研究人員目前在實際塗覆過程中新增了重稀有氣體氙，這使得孔洞底部的材料厚度與頂部相同。

最常見的方法是降低溫度。這雖能減緩化學反應速度，但往往也會使材料效能變差。透過新增氙氣，研究人員得以使用足夠高的溫度，從而獲得效能良好的材料。

佩德森說：「我們目前還不完全清楚其運作原理。我們認為氙氣有助於將分子「推」入孔洞。這是我的博士生阿倫·哈里達斯·丘拉卡爾的天才構想。他研究了一些氣體運動的基本公式，並提出此假設。隨後，我們共同設計了一系列實驗來驗證，結果證明此方法可行。」

研究人員為該技術申請了專利，並將專利出售給了一家芬蘭公司，該公司目前已在多個國家申請專利。

佩德森稱：「這是維持專利有效的一種方式，而且相關公司有資源進一步開發此技術。我認為這項技術很有機會成為產業標準。」