荒谬的钻石存储

可梦之

看到一则博眼球的新闻世界首家钻石存储实验室落户北京。啥，用钻石当存储器？

研究了一下，最早的新闻是2016年的钻石也能用来存储信息？。应该是来自纽约城市大学的研究成果。论文首作是Siddharth Dhomkar，像是印度阿三。
! ?8 b) r7 X4 B
张垚，号称“钻石数据存储技术之父“。2018年，他注册了星群(北京)科技发展有限公司，2019落户青岛，成立了“青岛大学钻石存储实验室”，获得17亿元投资做钻石存储光科机。
4 a& W5 \" o3 M7 B: g2 u3 X
钻石存储的工作原理：

钻石，也就是金刚石中通常含有少量的氮元素杂质，这会导致它的晶体结构中出现一种名为“氮-空位中心”的缺陷。这种缺陷可以带负电荷（记为NV-），也可以呈现电中性（记为NV0）。用绿光照射金刚石可以导致这两种缺陷之间互相转化，但用红光照射时，由于光子能量较低，只能将NV-转化为NV0，但不能将后者转化为前者。

还是看原文吧。我的理解是：

• 用带电和中性分别表示0，1。黑暗条件下信息可以稳定保存。
• 用激光用于读写，其中强光用于写，弱光用于读。弱光不大会改变状态。
• 需要高精度的显微镜/光刻机用于读写
• 可以三维存储。
  

! l5 S( S2 g! r: n. X* c- `- Z, f! g
. ~) b& l9 y2 H工作原理图

5 P# o0 s- E' j' Z我的一些质疑：
' T3 f# E3 B$ s6 m( _# V' W; e

• 介质是带氮元素的金刚石，给钻石掺杂是否容易，和硅基相比有什么优势，不觉得比硅掺杂容易。
• 靠光来读写，光的干涉、钻石中的杂质干扰，钻石的折射，一堆问题，怎么处理。
• 光刻机的精度和成本，精度小，存储量就大不了，精度高，成本怎么保持。还有速度，感觉也快不了。
• 好奇一点，钻石容易做成平面吗？如果保持钻石的晶体结构，加工、安放，干啥都别扭啊。
• 作者Siddharth Dhomkar之后也没怎么做这方面的研究。
  ) t4 \" d& `/ D& d) f+ l" @

' |5 X2 A1 d* `5 r, k! d给我感觉，这就是个印度阿三灌水的东西。通篇也没说他这个方法有什么好处。可以三维堆叠？别的技术也可以啊。存储器讲求大容量、高速度、低成本。这三项，钻石存储一项都不沾。不客气的说，连尝试的意义都不大。

就这么个顶天了说也就是前途不明的超前探索技术，居然被有心人忽悠到十亿级的投资。不得不说，国内相关人员的技术背景真是堪忧。也不得不说，国内真是有钱啊。

WiFi

看看微软的研究成果：
' u- b2 k2 W! h5 k# P% t3 |微软
编者按：本月，在微软最大规模的年度 IT 盛会 Ignite 2019上，微软公司首席执行官萨提亚·纳德拉宣布，微软与华纳兄弟首次将电影《超人》存储在了一块杯垫大小的石英玻璃中。这块75×75×2毫米的玻璃能够安全地存储 75.6GB 数据，不仅防水、耐磨、耐高温，更无需用高功耗的方式保存和维护。从海底数据中心到全自动 DNA 数据存储，将光学技术引入云计算领域的 Project Silica，代表了微软对下一代的云存储技术的又一展望。
- l# K8 O) F9 I2 O

李根

这是披着科研外衣的杂耍
: ]; [  E: G; w$ `+ @% Z  L$ h; U
2 I( J! {0 O% v- S: {5 X; K& _

李根

WiFi 发表于 2021-1-29 20:36
, W+ l! d9 }( g: D: Z看看微软的研究成果：
微软
. E$ ~# p( v# z5 \编者按：本月，在微软最大规模的年度 IT 盛会 Ignite 2019上，微软公司首席执行 ...

8 z7 H/ U8 l! Q  p4 s3 z这才是搞科研
+ [- X  n# @! X  ]

moletronic

第一，有个技术叫金刚石膜，用cvd就可以做。
8 m7 z& v1 ^% n- S8 R2 I第二，膜厚合适的情况下，理论上离子注入掺氮也是可以的。
综上所述，这个金刚石存储是有可能的，当然俺觉得17亿太多了。不过郑爽一个二流明星都有几亿，好像俺也没法说了。

moletronic

李根 发表于 2021-1-29 18:20
这才是搞科研

! f2 Q" d  `9 u: ]0 m! }  [% ]4 X这跟那金刚石没区别，2TB硬盘的玻璃片比这小多了，更别提现在的flash了

moletronic

另外，刚看到大连牙膏厂卖给skh了，这世界变化快啊。10年前俺爹还觉得俺不成功，搞半导体的却进不了牙膏厂...

可梦之

moletronic 发表于 2021-1-30 13:23
第一，有个技术叫金刚石膜，用cvd就可以做。
第二，膜厚合适的情况下，理论上离子注入掺氮也是可以的。
综 ...

) Z2 }& E5 b3 X9 E* [当然是可以存储的。作为灌水的文章，只说这个是可行的，也还可以。但是要产业化了，就不能回避重要问题，你这方法有什么优势，用在什么地方呢？看不出钻石做存储有什么好处，也想不出什么地方只能用钻石存储，没有更好的替代。

) M  v+ o/ R& y4 I可能以后男子求婚的时候，钻戒里存上情书？不过得注意，别瞎得瑟，红光照多了，情书内容可能就变了。

WiFi

moletronic 发表于 2021-1-30 13:28
; `+ D% H5 ~$ ?3 [$ {这跟那金刚石没区别，2TB硬盘的玻璃片比这小多了，更别提现在的flash了

"一种能持续数百年的存储技术，能够抵御洪水、高温和各类自然灾害，也不需要严格控制存储环境的温度与湿度，从而大大降低能耗。"
"这块玻璃厚度仅为2毫米，尺寸为75×75毫米，能够安全地存储 75.6GB 数据，并留有错误冗余代码的余量。这块坚硬的玻璃可以承受浸泡、煮沸、烘烤、微波加热、地磁干扰和其它环境威胁，防止无价的历史档案和文化宝藏被摧毁。"
3 t+ }& E; d0 ]3 ~+ ~
这是现在的硬盘，Flash之类的存储介质不具备的特点。

charge

WiFi 发表于 2021-1-31 05:38
" \- C9 `% h2 ^# C- X2 J"一种能持续数百年的存储技术，能够抵御洪水、高温和各类自然灾害，也不需要严格控制存储环境的温度与湿 ...

对的，应用场景不一样。05年以色列人拿到以前东家类似北斗的东西，被工程师喷得一塌糊涂。我们一个做零售通信的哪里想到这是要用到没有电讯信号的地方？

沉宝

[moletronic]说的有道理，借助气相沉积法生成金刚石膜，掺杂。然后像制作集成电路那样一层层不断反复，完成三维堆叠。这肯定可行。

我觉得这种存储技术将来的关键点在于读写，肯定不会是显微镜/光刻机什么的，而是全息光学或者集成光学技术。金刚石本身就像磁盘一样，它的存储密度由读写技术决定。所不同的，光学存储可以多路并发读写（还是全息或集成光学技术），高速度也可期。
7 G8 I) E1 J' X' o4 ?
中国发展到现在，不可能再全搞跟踪式了，需要对一些前途不明的超前技术探索投资了。

可梦之

沉宝 发表于 2021-1-31 08:02
9 N: P$ I1 K# g" t# O[moletronic]说的有道理，借助气相沉积法生成金刚石膜，掺杂。然后像制作集成电路那样一层层不断反复，完成 ...

- {. A) c5 H( K4 }存储密度要高，光学读写头精度就要很高，光刻机的问题一个跑不了。实际使用不可能搞光刻机那么大机器，密度肯定比不上硅片上的晶体管。
0 f1 A: J* M% I( P
( d! U6 ]7 Q# `再说，有这个技术，搞别的材料不行吗，为什么非要搞金刚石？贵，怕高温，怕光，怕烧，还不如玻璃。
8 A7 O  n' E, {8 k  w# o
这个也是跟踪，还是跟踪的印度阿三。自己闯也是要有可行性评估的，不能上来就拍十几亿打水飘。

asquyd

二十年前就有位来自欧洲的年青女博士后，来组里做一个钻石薄膜作为半导体器件的可行性报告。全身一袭黑紧身衣，落落大方地在幻灯机傍讲述了一个多小时。
, C5 f" _& S; ]$ t  K- i+ }; i& I
会后问师兄们都不记得或不懂得。大家一副很尴尬的样子。

moletronic

可梦之 发表于 2021-1-30 16:30
存储密度要高，光学读写头精度就要很高，光刻机的问题一个跑不了。实际使用不可能搞光刻机那么大机器，密 ...

6 L. \! @- g7 @) a5 e, T% G- }
你还没明白，金刚石膜不是钻石，虽说也是碳原子sp3杂化出来的fcc晶格，但比真正的钻石应该便宜多了。网上随便搜搜，都有淘宝上卖设备说可以镀类金刚石膜的。
9 `# e6 M8 H: N8 p1 L* E另外，如果你只质疑那个17亿，俺毫无意见，但你那开贴文里都是技术讨论呀。

moletronic

asquyd 发表于 2021-1-30 17:17
二十年前就有位来自欧洲的年青女博士后，来组里做一个钻石薄膜作为半导体器件的可行性报告。全身一袭黑紧身 ...

3 @! P! c( N" c% R1 N- ?$ ~中文里diamond有两个名字比较讨厌。大家好像一般都叫金刚石膜，是不是觉得说金刚石就偏工业了比如金刚砂，说钻石就成珠宝了。。。

可梦之

moletronic 发表于 2021-1-31 09:26
你还没明白，金刚石膜不是钻石，虽说也是碳原子sp3杂化出来的fcc晶格，但比真正的钻石应该便宜多了。网上 ...

5 _& w" d9 }6 J纯度和精度要求高了，价格相应也高了。沙子那么便宜，硅片可不便宜。
, m) h- s! S# B: \& ^- q3 }
我质疑不是这个方法不可行，我的疑问是这么做的有什么好处？除了吸引人眼球？

moletronic

可梦之 发表于 2021-1-30 17:36
纯度和精度要求高了，价格相应也高了。沙子那么便宜，硅片可不便宜。

我质疑不是这个方法不可行，我的疑 ...

3 |+ z" a( K: E- }: ^* [
金刚石膜的力学、化学性能及其稳定，另外导热率也不错，这就是好处啊。你是搞电路的，要理解俺们搞材料的兄弟们的痛苦啊。

可梦之

moletronic 发表于 2021-1-31 09:42
金刚石膜的力学、化学性能及其稳定，另外导热率也不错，这就是好处啊。你是搞电路的，要理解俺们搞材料的 ...

我不是搞材料的，需要你来科普一下。如果稳定，可以做长期保存，但我看到原文说读的时候用弱光，可能会造成0/1翻转，对于他那个精度可以忽略不计。但对于高精度的，是否需要暗室保存。另外，越稳定的材料是不是写操作需要更高的能量？

moletronic

可梦之 发表于 2021-1-30 18:02
我不是搞材料的，需要你来科普一下。如果稳定，可以做长期保存，但我看到原文说读的时候用弱光，可能会造 ...

8 E! K* V) X, g4 N( O" d
那文章没仔细看，掺杂区弱光翻转应该算是好事吧，对应flash里面低电压写入，这种东西要作出产品，可以搞成硬盘结构，磁头换成激光头。当然它无光激发下会不会自己翻转就决定了它的存储寿命。就跟论存储寿命，flash<硬盘<光盘，一样的道理。
; A9 }0 X1 g% c6 Z+ K( o7 C4 {不过材料这边全世界的习气都不好，太爱吹牛。零几年，science评了了10大突破，都是些纳米相关的，俺当时扫了下，就觉得有三四个有问题，后来果然有好几个撤稿。。。
顺便，俺这id就是当年做博后时的project名，吹的是用一个含铁有机大分子做存储单元，那个铁原子可以掉1,2,3个电荷（每次大约需要0.2v），这样intrinsicly实现2bit qbit（因为分子的尺寸小，符合qbit的要求）。。。当然俺们吹的时候从来不提常温热扰动就可以让那个电荷态势改变。。。

可梦之

moletronic 发表于 2021-1-31 10:19
  |, r0 G* l6 N" T那文章没仔细看，掺杂区弱光翻转10%那是作为存储性能不好啊。flash里面对应那个电容漏电。材料这边全世界 ...

材料从idea到应用要好长好长时间吧。当初Intel Lab做的新的存储材料，比内存大，比硬盘快，打算替换两者。demo都出来好几年了，我们做控制器，控制器都做好了，那边还有问题，最后取消了。