Вчені навчилися зберігати інформацію в трьох вимірах

Впервие вченим вдалося перетворити скляний матеріал у тривимірне сховище даних, використовуючи техніку на основі світла. Це досягнення може стати великим кроком вперед при впровадженні таких матеріалів в якості пристроїв зберігання даних, потенціал яких сягає 125 гігабайтів на один кубічний сантиметр.

На даний момент розробляється кілька методів тривимірного запису і зберігання інформації. Один з них заснований на явищі "фотохромізм", при якому матеріал оборотно змінює свій колір (хімічний склад) при впливі на нього електромагнітного випромінювання (світла). Яскравий приклад такого матеріалу - сонцезахисні окуляри "хамелеони".

Фотохромізм - приклад однофотонной фотоіонізації. Тобто кожен фотон світлового потоку (типу променя лазера) активізує єдиний електрон в матеріалі. Коли ці електрони деактивізує (дуже швидко), кожен з них випускає єдиний фотон з майже такою ж енергією, як і поглинений фотон.

Другой багатообіцяючий метод має на увазі Багатофотонні активізацію, при якій кожен електрон матеріалу поглинає багато фотонів. Цей метод є більш складним. Через те, що кожен електрон поглинає більше одного фотона, лазер взаємодіє з меншою кількістю матеріалу. Це дозволяє працювати з матеріалом на більш високому дозволі в трьох вимірах, що передбачає набагато більшу щільність запису і зберігання даних.

Матеріал, з яким працювали вчені, являє собою особий тип оцинкованого фосфатного стекла, що містить іони срібла. Зразки матеріалу, товщиною в один міліметр, безбарвні і ретельно відполіровані. Вчені діяли на матеріал дуже коротким інтенсивним лазерним променем, зосередженим на площі в 200 мікрометрів. Дослідники міняли потужність лазера і кількість імпульсів, і заміряли показники поглинання і перевипромінювання світла освітленим ділянкою.

Учение помітили, що випромінювання змусило атоми срібла формуватися в щільні кластери за розмірами близьким до молекул. При певній потужності лазерного променя і кількості імпульсів кластери срібла перєїзлучать лазерний промінь з певною частотою - в три рази вищою, ніж у лазерного променя джерела (т.зв. третя гармоніка).

Тогда дослідники вирішили використовувати потужний лазерний промінь для запису інформації в скляному матеріалі. Той же промінь, але вже із зниженою потужністю викликав третю гармоніку кластерів срібла, і це давало можливість зчитувати записану інформацію.

На глибині близько 200 мікрометрів група вчених записала три шари інформації з відстанню між шарами в 10 мікрометрів. Кожен шар містив сітку бітових осередків 12х12 з інтервалом між осередками в 3 мікрометра. Така розмірність відповідає гигабіта (! ) Інформації на квадратний сантиметр або 125 мегабайт на см²!

Чтоби перевірити стабільність зберігання даних, учені піддали зразки матеріалу термообробці. Інформація стиралася лише при 400 градусах Цельсія, оскільки сама структура скла при такій температурі починала змінюватися. Після повторної поліровці матеріалу, можна було знову записувати дані.

Справка:
Фотохромізм -явище оборотного зміни будови молекул або їх електронного стану, що відбувається під дією світла і супроводжується зміною забарвлення речовини. При цьому можуть відбуватися оборотні зміни та інших властивостей, наприклад, показника заломлення, розчинності, реакційної здатності, електричної провідності. Фотохромізм притаманний великому числу органічних і неорганічних сполук. Наші новостние інформери це запорука, сучасного життя. Ви завжди в курсі всіх подій вашого страни.

Орігінал (на англ. Мовою): Physorg.com

• Частое использование ChatGPT связано с одиночеством и эмоциональной зависимостью
• Стартап по натрий-железным батареям готов бросить вызов литий-ионным батареям для долгосрочного хранения энергии
• ABB разрабатывает высокоманевренный и высокоэффективный морской винт
• Изменения симметрии в крошечных кристаллах под воздействием света позволяют исследователям создавать материалы с заданными свойствами
• Солнечная пленка, которую можно наклеить где угодно для генерации энергии
• Двойно магичное ядро свинца-208 удивляет неожиданными свойствами формы
• Как мозг строит сложные карты для навигации и запоминания мира
• Пластиковый лед