Ученые нашли новый способ использовать алмаз как флешку
Ученые из Городского университета Нью-Йорка продемонстрировали новый способ вместить в алмаз еще больше данных, вплоть до одного атома. Этот метод обходит физический предел, записывая данные в одни и те же пятна разного цвета, пишет New Atlas.
Алмаз имеет большой потенциал в качестве носителя данных: недавние разработки позволили создать 5-сантиметровые пластины, на которых можно хранить эквивалент миллиарда дисков Blu-Ray. Интересно, что он работает не за счет записи данных в сам алмаз, а за счет крошечных дефектов азота в материале. Эти дефекты поглощают свет, за что их называют «цветовыми центрами».
Традиционные технологии оптической памяти имеют ограничения на точность записи данных из-за дифракционного предела. Этот предел определяет минимальный размер, на котором можно сфокусировать лазерный луч. Используемая длина волны света влияет на масштаб дифракционного предела. Если попытаться записать данные с разрешением ниже этого предела, это может повлиять на уже записанные данные. Обычно увеличение емкости оптической памяти достигается путем сокращения длины волны света, например, в технологии Blu-ray, где используется синий свет.
Ученые нашли способ обойти дифракционный предел. Хитрость заключается в том, чтобы использовать разные длины волн света для записи данных в цветовые центры, которые находятся ближе друг к другу, чем позволяет дифракционный предел. Вместо того чтобы размещать два одинаковых цвета рядом (например, два зеленых), они чередуют разные цвета (например, зеленый, красный и синий). Это позволяет теоретически хранить в одном и том же месте в три раза больше данных, чем при использовании только одного цвета.
Электрический заряд этих центров тщательно контролируется с помощью узкополосного лазера и криогенных условий. Новый подход позволил, по сути, записывать и считывать крошечные кусочки данных на гораздо более тонком уровне, чем это было возможно ранее — вплоть до одного атома.
Тестирование показало, что новая техника позволяет записать 12 различных изображений на одном и том же месте с разными частотами, достигая плотности данных 25 ГБ на 6.4 кв. см. Для сравнения, это примерно столько же, сколько вмещает стандартный однослойный диск Blu-Ray на всей своей поверхности. В дополнение, эта техника обратима, поэтому данные могут быть записаны, стерты и перезаписаны столько раз, сколько необходимо.
Команда утверждает, что с дальнейшими исследованиями эта техника может быть применена к другим материалам и, возможно, при комнатной температуре, а не при криогенных условиях.
Еще в 2022 году российские ученые открыли новое физическое явление, с помощью которого можно просто и недорого создавать оптические и электронные устройства на основе алмазов. Работает все так: на алмазе создается объемный рисунок (ячейки памяти) с помощью лазера. В каждой такой ячейке можно разместить несколько логических нулей или единиц. Получившийся носитель информации надежен и долговечен, а еще, в отличие от флешки или жесткого диска, он не боится электромагнитного излучения.
