В РФ провели исследования по созданию нового носителя информации на основе алмаза
В России придумали способ создать новый носитель информации на основе алмаза. Российские учёные из Физического института им. П.Н. Лебедева (ФИАН) РАН открыли новое физическое явление. С его помощью можно просто и недорого создавать оптические и электронные устройства на основе алмазов. Исследования опубликованы в журнале Applied Surface Science. Исследования поддержаны грантом Российского научного фонда (РНФ)
Как утверждают исследователи, этот подход должен ускорить создание устройств на основе этого материала. По словам младшего научного сотрудника лаборатории лазерной нанофизики и биомедицины ФИАН РАН, одного из авторов работы Георгия Красина, чем выше плотность памяти, чем меньше и компактнее будет устройство-носитель. Сейчас в качестве носителей информации используются электронные и магнитные устройства. Но учёные уже практически подошли к пределу плотности записи информации этих носителях. Преодолеть этот показатель помогут устройства, работающие с помощью законов оптики.
Для создания чего-либо на основе алмаза минералу придают определённую форму и дорабатывают его поверхность, а делается это с помощью лазера.
Под действием луча с его поверхности испаряется верхний слой и создаётся необходимый рельеф. Такой процесс называется лазерной абляцией. Излучение, используемое при обработке кристалла, поляризовано. Оно представляет собой электромагнитные волны, колебания, наблюдаемые только в одной плоскости. Учёные определили, как именно влияет поляризация лазерного пучка на испарение материала с поверхности кристалла алмаза. Они облучали образец лазерными импульсами и меняли поляризацию, что значит: его пропускали через специальную поворачивающуюся пластинку. После лазерной обработки на поверхности кристалла появились углубления, размер которых зависел от уровня интенсивности излучения. Учёным удалось варьировать радиус кратеров приблизительно от 0,5 до 1,4 микрометров.
Георгий КрасинСоавтор исследования, младший научный сотрудник Физического института имени П.Н. Лебедева РАН.
«Наш способ очень простой и доступный — полуволновая пластинка есть в любой оптической лаборатории. Просто вращая её, мы можем оптимизировать параметры обработки, а значит, контролировать свойства создаваемых структур на поверхности алмаза. Показанная здесь лазерная абляция, зависящая от поляризации, представляет собой новое физическое явление, имеющее значение для фотохимии, физики поверхности и материаловедения, также это простой метод нано- и микроразмерной обработки алмаза. Подход ускорит разработку алмазных устройств, таких как высокоскоростная электроника и хранилища данных с высокой плотностью. В дальнейшем мы планируем применить данную технологию для записи двух- и трёхмерных структур на поверхности и в объёме кристаллов».
Георгий Красин рассказал, что зависимость лазерной абляции от поляризации — это новое физическое явление. Техника управления этим эффектом очень простая и доступная, для её реализации нужна лишь полуволновая пластинка. Вращая её, учёные могут оптимизировать параметры обработки и контролировать свойства создаваемых структур на поверхности алмаза. Именно на алмазе ячейки памяти пока не были созданы — сейчас ученые работают с кварцем. Он тоже представляет собой оптический материал. Особенность оптических носителей информации в том, что с их помощью можно создать не трёхмерное устройство, а 5D, при помощи свойств излучения, записывающего информацию. И если объяснять проще, то в одну ячейку можно записать несколько логических нулей или единиц, что позволяет повысить плотность памяти.
