Defekter i diamant:En unik platform til optisk datalagring i 3-D

I verden af ​​big data, der er begrænsninger for, hvordan man gemmer store mængder information. Typiske hjemmecomputer-harddiske bruger meget strøm og er begrænset til et par terabyte pr. Drev. Optiske lagermedier som DVD og Blu-ray er energieffektive og billige, men lagertætheden er meget lav på grund af diskenes plane karakter og den evigt skræmmende optiske diffraktionsgrænse. Imidlertid, forskere har gjort indhug i udviklingen af ​​en 3D-chip, der kan lagre langt flere data end nuværende teknologier.

I en ny undersøgelse, der vises i tidsskriftet Videnskab fremskridt , fysikere i gruppen af ​​prof. Carlos Meriles ved City College ved City University of New York (CUNY) søger at omgå grænser for datalagring ved at udnytte ladetilstanden og spinegenskaberne for Nitrogen-Vacancy (NV) -centret i diamant. Forskerne har udtænkt en hukommelsesbit, der ikke længere er en diffraktionsbegrænset bump på overfladen af ​​en DVD, men i stedet en defekt i atomstørrelse, der kan fange og frigive elektroner efter behag med laser-excitation. Som principbevis, Meriles -gruppen brugte optisk mikroskopi til at læse, skrive og nulstille oplysninger i en diamantkrystal med en todimensionel bitdensitet, der kan sammenlignes med den nuværende DVD-teknologi. Her, krystallen svarer til en omskrivbar hukommelseslagerenhed med stort set nul dataforringelse over tid, hvis det opbevares i mørket. Forskerne gav også en rute til at udvide lagerkapaciteten til tre dimensioner uden at påvirke allerede skrevne data. De demonstrerede yderligere, at det er muligt at kontrollere centrifugeringsgraden af ​​frihed, unikt for dette system, ved hjælp af præcist formede flerfarvede stråler og radiofrekvente kilder for at opnå bitstørrelser meget mindre end den optiske diffraktionsgrænse. De resulterende lagertætheder for en sådan diamantchip ville være hundredtusindvis af gange større end eksisterende Blu-ray-teknologi.

"Dette arbejde afslører en unik mulighed for at udnytte defekter i atomstørrelse til datalagring med høj densitet, forvandle fysikkens skønhed til en meget nyttig teknologi, sagde den første forfatter Dr. Siddharth Dhomkar, Postdoktor i Meriles Group. Taler til den fremtidige praktiske praksis i deres innovation, Jacob Henshaw, medforfatter og ph.d.-studerende i Meriles Group, sagde, "Dette principielle bevis viser, at vores teknik i nogle henseender er konkurrencedygtig med eksisterende datalagringsteknologi, og overgår endda moderne teknologi med hensyn til omskrivbarhed. Du kan oplade og aflade disse fejl et praktisk ubegrænset antal gange uden at ændre materialets kvalitet. "

" n princip, deres teknik kunne opnå højere informationstætheder ved at kode binær (klassisk) information (i modsætning til kvanteinformation) på spinet, frem for afgiften, af NV -centre, "sagde Dr. Marcus Doherty, Postdoktor ved Laser Physics Center, Research School of Physics en Engineering, Australian National University, der ikke var involveret i CUNY -undersøgelsen. "Dette er et spændende eksempel, hvor jagten på næste paradigme kvanteteknologier har givet et nyt fremskridt i nutidens klassiske teknologier."