Любой объект с состояниями «активно» и «неактивно» способен стать основой для хранения цифровых данных. Современные технологии уже используют транзисторы в компьютерах и микрорельеф оптических дисков для кодирования информации.
Миниатюризация с сохранением эффективности
Разработчики постоянно совершенствуют устройства хранения, стремясь уменьшить их габариты без потери производительности. Ключевыми задачами остаются упрощение процессов записи, повышение долговечности и снижение себестоимости технологий.
Синтез квантовых технологий и физики твердого тела
Новаторский подход объединил достижения в области квантовых исследований с методами работы с кристаллическими структурами. Ученые реализовали запись данных через управление зарядами в дефектах кристаллической решетки оксида иттрия, обогащенного празеодимом.
«Каждая ячейка памяти теперь соответствует одному атомному дефекту. Это открывает возможность размещения терабайтов информации в кубическом миллиметре материала», — подчеркивает доцент Тянь Чжун из Чикагского университета.
Принцип работы световой памяти
Энергетическое воздействие на кристалл приводит к высвобождению электронов и образованию заряженных частиц. Дефекты структуры захватывают эти заряды, создавая устойчивые состояния, которые считываются оптическими методами. Подобный механизм ранее применялся в радиационных дозиметрах для защиты медицинского персонала.
Особенностью новой разработки стала уникальная стабильность редкоземельных элементов. Комбинация празеодима с оксидом иттрия демонстрирует рекордное время сохранения заряда, а гибкость метода позволяет адаптировать его для различных материалов с оптически активными свойствами.
Ультрафиолет вместо гамма-излучения
Инновационная система активируется безопасным ультрафиолетовым лазером, что выгодно отличает ее от традиционных дозиметрических решений. Лазерное воздействие стимулирует выделение электронов, которые фиксируются в кислородных вакансиях кристаллической решетки.
Исследователи достигли точного контроля над распределением зарядов, создав бинарную систему кодирования. Наличие заряда в дефекте интерпретируется как «1», его отсутствие — как «0». Этот принцип позволил создать носитель информации с беспрецедентной плотностью записи, открывающий удивительные перспективы для развития нанофотонных технологий.
Источник: naked-science.ru
