实验室致力于未来基于钻石的存储 - 以及所有这些暗示。
然而,我们未来的另一种储存可能性可能被一些人称为最好的朋友:钻石。
纽约市立大学的科学家们利用钻石原子结构中的微小氮缺陷作为“颜色中心”,设法写入数据进行存储。该技术发布在《自然纳米技术》杂志上,它允许通过将多个字节的数据以多个光频率编码到同一个氮缺陷中,这可以在不混淆信息内容的情况下完成。
用于雕刻/翻转信息位的常见基于激光的技术通常会遇到所谓的衍射极限,即激光束可以聚焦到的最小区域。事实上,这也是蓝光技术确实使用蓝色激光技术的部分原因:蓝光的波长比红光短,因此可以在相同的空间中写入更多的信息。由于蓝色线更细,您可以在与两根红色线相同的空间内打印其中四根,从而自动增加单位面积的存储密度。
然而,科学家们所展示的远不止于此。他们演示了如何在同一个氮缺陷中以多种颜色进行打印,这意味着你可以从原子中构建出与你可以单独编程的颜色一样多的位。
“这意味着我们可以通过使用颜色略有不同的激光将不同的信息存储在相同微观斑点的不同原子中,从而在钻石的同一位置存储许多不同的图像,”CCNY博士后研究员兼该研究的合著者Tom Delord说。“如果这种方法可以应用于其他材料或在室温下,它可能会在需要大容量存储的计算应用中找到自己的方式。
也许最好的方式是想象一个装满水的玻璃杯,激光的每个彩色通道都会向可用空间投下一小块红色、蓝色或绿色墨水。颜色不同意味着它们具有不同的密度,并且绿色液滴的内容物可以与红色液滴的内容物分开。您拥有的每种颜色都会增加该系统中编码的信息量——只要您在想要读取/提取内容时可以分离不同的频率/密度。令人印象深刻的是,所有这些信息层都可以占用相同的物理空间,从而增加存储密度,而不会相互干扰。
“我们所做的是使用窄带激光和低温条件非常精确地控制这些颜色中心的电荷,”Delord补充道。“这种新方法使我们能够在比以前更精细的水平上写入和读取微小的数据,精确到单个原子。
研究人员展示了他们的技术如何在同一个氮缺陷中印制12个不同的图像,实现每平方英寸25GB的数据密度。这大约相当于整个蓝光光盘在其直径为 12 厘米的单层中可以容纳的 25GB 信息。
此外,该技术是非破坏性的:信息不是雕刻的,而是被编码到带电精确的原子中——在所述原子内精确定义的氮缺陷内。这就像点亮钻石中的小气泡一样。然后,可以从这些照明气泡中提取信息,一遍又一遍地读取、提取和重新编码。钻石似乎是永恒的。
“通过将光束调整到略微偏移的波长,它可以保持在相同的物理位置,但与不同的颜色中心相互作用以选择性地改变它们的电荷 - 即以亚衍射分辨率写入数据,”Monge说,博士后研究员和CCNY博士参与这项研究。
从理论上讲,使用钻石储存技术可以引导我们走上一条钻石真正成为人们最好的朋友的道路:代代相传的个人宝藏,秘密信息编码在微小的光束中。一种可随身携带的信息存储介质,用于在婚姻中提供和/或交易的信息。
对于这项技术来说,这还很遥远,但该团队相信他们可以在操作这些色彩中心时取消所需的低温冷却。他们相信他们的技术有朝一日可以在室温下实现,并且有朝一日可以以更低的能源成本增加存储容量。