Алмаз — многообещающий материал для хранения данных, и теперь ученые продемонстрировали новый способ втиснуть в него еще больше данных, вплоть до одного атома. Этот метод обходит физические ограничения, записывая данные в одни и те же точки под светом разного цвета.
Алмаз имеет большой потенциал в качестве носителя данных – недавние разработки позволили создать 2-дюймовые (5-сантиметровые) пластины материал, который может 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 могут поглощать свет, поэтому их называют «центрами цвета».
Обычно технологии оптической памяти имеют жесткий предел точности записи данных — в конце концов, существует минимальный диаметр, на котором может быть сфокусирован лазерный луч. Этот предел, известный как дифракционный предел, зависит от длины волны используемого света.
«Вы не можете использовать такой луч для письма с разрешением меньше дифракционного предела, потому что, если вы сместите луч меньше этого значения, вы повлияете на то, что уже написали», — сказал Том Делорд, соавтор исследования. «Обычно оптическая память увеличивает емкость памяти за счет сокращения длины волны (сдвига в сторону синего цвета), поэтому у нас есть технология Blu-ray».
Но для нового исследования исследователи из Городского университета Нью-Йорка (CUNY) нашли способ обойти дифракционный предел. Хитрость заключается в том, чтобы использовать разные длины волн света для записи данных в центры цвета, которые расположены ближе друг к другу, чем позволяет предел дифракции. Например, вы не сможете разместить два «зеленых» рядом друг с другом, но если вы чередуете Например, зеленый, красный и синий, теоретически вы могли бы хранить в три раза больше данных в одной области, чем если бы использовали один цвет.
«Мы очень тщательно контролировали электрический заряд этих центров цвета. именно с использованием узкополосного лазера и криогенных условий», — сказал Делор. «Этот новый подход позволил нам, по сути, записывать и читать крошечные фрагменты данных на гораздо более тонком уровне, чем это было возможно ранее, вплоть до одного атома».
В ходе испытаний команда продемонстрировала, что этот метод может запечатлеть 12 разные изображения в одном и том же месте на разных частотах, достигая плотности данных 25 ГБ на квадратный дюйм (6,4 кв. см). Для сравнения, именно столько удерживает стандартный однослойный диск Blu-Ray по всей своей поверхности. Дополнительным бонусом является то, что этот метод является обратимым, поэтому данные можно записывать, стирать и перезаписывать столько раз, сколько необходимо.
В ходе дальнейшей работы команда утверждает, что этот метод можно будет применить к другим материалам и будем надеяться, что при комнатной температуре, а не в криогенных условиях.
Исследование было опубликовано в журнале Nature Nanotechnology.
