【《科技日報》】1985年，對美國斯坦福大學的科研人員來說是輝煌的一年，他們曾創造了書寫世界上最小字母的記錄。而在1990年，IBM成功地刷新了這一記錄，並將字母的大小升至原子水平。2009年，斯坦福大學再次奪回了這一失去的殊榮，空前地將最小字母的記錄提升至亞原子水平，為納米技術的研究開辟了新的紀元。
      斯坦福大學的研究人員利用銅晶體表面上的電子波生成了斯坦福大學的首字母縮寫S和U的幹涉圖樣，人們可通過掃描隧道顯微鏡（STM）再現出這個微型的數據全息圖。領導該研究的物理系助理教授哈瑞·馬諾哈然表示，他們將S和U的大小降至了極端的水平，尺寸約為0.3納米，從而創造了最小字母的新記錄。相關文章發表在近期的《自然·納米技術》網絡版上。
      追尋字母的納米世界
      在過去的50年中，人們對於最小字母的追尋在納米技術的發展中起到了重要的推動作用。早在1959年，著名物理學家理查德·費曼就在其《底部還有很大空間》的著名演講中提出，物理的研究沒有下限，人類可以用小的機器制造更小的機器，最後逐個地排列原子、制造產品。這是理查德·費曼對納米技術的最早夢想，自此，人類開始了對納米世界的探求。
      1985年，斯坦福大學的研究生湯姆·紐曼與電子工程系教授費邊·皮斯利用電子束光刻，成功刻出了比正常書籍頁面小2.5萬倍的《雙城記》，相當於將大英百科全書的全部內容都放在大頭針的頂部，需借助電子顯微鏡才能看清刻印的全部內容。這一記錄於1990年被打破，美國IBM公司借助掃描隧道顯微鏡，在一小片鎳晶體上用35個獨立的氙原子拼出了該公司名稱的縮寫字母“IBM”，從此開創了一個嶄新的文字納米世界。
      開創亞原子水平刻字時代
      研究小組此次拼出的字母比1985年首次刻出的字母小40倍，比1990年IBM拼出的字母也要小4倍左右。研究小組首先利用掃描隧道顯微鏡移動排列在銅片表面的單個一氧化碳分子，電子由於具有波粒二相性，可與一氧化碳分子發生相互作用，形成新型的電子量子全息圖，研究人員借助掃描隧道顯微鏡便可對此幹涉圖樣進行讀取。由於此種全息圖由電子波幹涉形成，因而能突破原子量級的大小。
      全息圖是一種三維圖像，包含了被記錄物體的尺寸、形狀、亮度和對比度等信息。從三維物體上反射出來的光形成了一個微小且複雜異常的三維幹涉圖樣，當用光照射全息圖時，儲存在幹涉圖樣中的信息就會借助入射光再現由物體反射出來的原始光波波陣，使人感覺原來的物體仿佛又出現在面前了。
      傳統的全息圖由激光照射在二維圖像上形成朦朧的三維圖像，而新型的全息圖則以分布在銅片表面的電子替代激光作為照射源，使不同電子波長創造出的多個圖像能同時存儲於同一全息圖中，如同一本書含有多個書頁，研究人員可對其進行分別讀取。
      馬諾哈然表示，這項研究的重要意義在於可在更少的空間內存儲更多的信息。之前的研究一直以一個原子對應一個字節作為限制，而亞原子對應的字節是不可能出現的。但這次的研究成功地打破了這一底線，研究小組在每個電子中存儲了近35個字節來構成一個字母，成功地達到了亞原子水平。因此，一個原子對應一個字節不再是信息存儲的底線，在亞原子水平還有更多的空間值得科研人員去探索。

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