石墨芯片表现出比闪存更强大的存储能力。

　　几十年来，工程师们一直努力改善芯片设计，以期在更小的空间内存储更多数据。但随着芯片的器件逐渐缩小，工程师正开始寻找硅的替代物，能够在小体积下有更好的性能。一种可能的办法是使用纳米管?D?D极小的而卷起的碳原子层，另一种可能是?D?D结构的碳或者石墨烯?D?D单个扁平的原子层。然而，这些结构都不易于大规模生产，利用现有的生产流程也很难将它们集成到芯片上。

　　破损的存储记忆：这些石墨烯的电子扫描显微镜图像里的带状物表示一个不变的存储元（顶部），并且一个存储元存储一个比特数据（底部），由破裂部分表示。

　　来源：詹姆斯.图尔

　　但是现在，休斯顿的赖斯大学的研究人员们已经证实，石墨烯的同素异形体石墨能够用来制造更快、更高密度的存储设备，并且具有MP3播放器中那些存储卡的典型优点。石墨同铅笔中的材料相同，程薄片状，用标准的沉积流程就能沉积到硅表面，这点不像纳米碳管和石墨烯。

　　石墨存储设备由赖斯大学化学教授詹姆斯.图尔（James Tour）和博士后研究员亚历山大.辛迪特斯基（Alexander Sinitskii）共同研制。它和闪存相似，没有活动部分，这意味着比磁存储硬盘更加坚固。闪存将数据比特存储为电荷，而石墨和闪存不同，它不会很快消耗。并且，石墨的存储单元能够垂直排列和堆砌，这意味着，使用石墨的芯片有望在同样的空间内存储多达闪存容量10倍的数据。

　　石墨存储单元由沉积在两个电极之间的石墨层组成。双电极的设计不同于闪存，它需要一个源极、漏极和栅极来存储电荷?D?D实际上就是数据比特。因为闪存需要在栅极存储电荷，容易泄漏，所以存储单元会随着时间消耗。

　　图尔解释到，石墨存储工作原理不同。当某个电压加载在存储单元时，石墨带状物就会破裂。破裂的存在与否?D?D代表着0和1?D?D可以通过在电极间加载低电压获取到。加载高电压会缓解破解，也就是删除存储比特。图尔承认，他并不十分清楚写入数据时的内部机制，但他怀疑，电压会在碳物质内诱发一种单纤维结构，并和周围的硅相互作用，从而产生一个有特征的电气子符号。

　　石墨存储设备的双电极存储结构使得它能够形成三维存储单元，图尔解释到。，闪存的三元结构使得自身的存储单元的垂直连接非常复杂。而石墨存储则可轻易地在两个电极层之间进行沉淀。

　　图尔的研究小组并非唯一一个研究三维存储的。IBM的斯图亚特.帕金（Stuart Parkin）正在研究一个叫做赛道存储（racetrack memory）的设备，他可以通过改变沉积在硅上的纳米线的电磁性质来存储数据。芯片生产商SanDisk也在开发使用垂直堆放的二极管组成的三维存储设备。

　　图尔表示，今后未来几年中，开发三维存储将会变得更加重要。“如果你今后5年没有投身3-D存储行业，你就不在会被从存储业中淘汰了。”

　　这项工作也吸引了工业预言家的注意。半导体研究公司的维克托.诺夫（Victor Zhirnov）说：“这个想法很有趣，并且很有前途。”他注意到，现在完全赞同无条件支持这项技术还为期尚早，因为存储的底层机制目前仍不明了。

　　尽管如此，图尔认为，石墨存储的早期原型样本的表现让人感到很有前途的。现在已经可以以与目前闪存技术相当的速度向存储单元写入和读取数据。而驱动他们的电压却低于闪存所需要的。

　　另外，该项技术可以扩展到存储领域之外的电子工业的其他方面，用来组建一种叫做现场可编程逻辑门阵列的芯片（FPGAs）。这些芯片可以用来根据不同任务进行重新配置，如从控制无线电信号到捣弄数字处理。如果FPGAs的不同层间的器件使用石墨带状物或碳支柱连接，它们就可以几乎无限次重写。

　　赖斯大学的研究人员已经和NuPGA公司展开合作，该公司将使用石墨技术制造FPGAs。另外，图尔表示，一家无名未透露名字的公司也在支持这项存储研究工作。图尔认为，将样品原型转化成最终产品至少要花8年时间，因为它需要确保可靠性并优化成生产流程。