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？
; h# {3 \0 `" p% v; z2 R+ f
. ~: W$ F  H: Q$ A* R4 p9 d, z8 l* ~, z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。
, u$ N, K& J& B1 q% r* [# O
2 Q* B; j8 ?  u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。

2 j9 c/ ?2 y, n. x, W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：
4 m& W9 W9 Q0 A

• 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。
  ' A% V* z( N5 z, K' K- D0 _) x1 }

! X$ x3 t; W, O. K+ W  U! P

工作原理图

4 m' c( X/ i0 e7 U我的一些质疑：
0 F5 R8 q9 y$ _8 S7 @) _

• 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。
  

4 ]; Y, _) ^* j' h
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：
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。
- q5 j% f- b8 d' F* W& I; {

李根

这是披着科研外衣的杂耍

李根

WiFi 发表于 2021-1-29 20:36
# A  t1 w, x) ~9 d看看微软的研究成果：
7 Z% Y+ i6 o+ B3 \; _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 ...

这才是搞科研
5 y! }' J( L, g$ Y; O

moletronic

第一，有个技术叫金刚石膜，用cvd就可以做。
+ ?) \# K- O6 `第二，膜厚合适的情况下，理论上离子注入掺氮也是可以的。
% W, e' M1 C; j* W  K( `6 U- s8 H& t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

  B6 P' A$ O) N8 w" i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。
9 x6 D- }" d$ {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 ...

) }" t0 g5 m( L9 `: `2 i! {, B, L3 s) d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。

; U. }0 P4 e2 L( v& i) Q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
0 h# u! @; j2 |& D0 v: o5 f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。"
! y( B" p% z1 U3 w  F"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。"

- v, t! k6 |; M1 B2 i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
"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 ...

3 T5 V4 n$ _& T$ x, Y( L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。
/ v9 R( [6 T! Z$ b" R
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。
, o' D& \0 C- L7 T
, R2 d# }6 t/ \' L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
[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 ...

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。

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。
: X/ z/ w' B! K+ a7 B5 |
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。

8 s0 A( Y5 T' k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
: x7 T/ S/ h- p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 ...

0 X/ n' ~- b& Q$ q7 J
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。
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 ...

7 m, A  U' _' z; u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 ...

2 l9 H/ v, M/ a* i+ y0 {8 ~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。

+ I( d) {3 {6 U5 c: |( a- Q1 w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。
3 I( N# A2 ^- V+ B" f+ S
我质疑不是这个方法不可行，我的疑 ...

! J- y' y, X0 j: o6 m! o
1 D9 z. m8 ~* H+ _/ s' S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 ...

* `6 Z+ g& y+ i! [$ S- G) a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 ...

* k4 M( d  _! H# w0 X# @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。
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
2 w. O) \8 J5 X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 ...

/ @+ W7 ^5 T, L, Y% w2 a, r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。