Кристали можуть стати майбутнім носієм інформації: нове дослідження 

Наука не стоїть на місці, і зараз вчені роблять прорив, який може повністю змінити уявлення про зберігання даних. Як повідомляє IZ з посиланням на SciTechDaily, дослідники з Університету Чикаго відкрили, що кристалічні дефекти можуть використовуватися як осередки пам’яті, здатні вміщувати терабайти інформації в мікроскопічному шматочку матеріалу. Замість традиційних транзисторів або магнітних дисків вони використовують відсутність окремих атомів у структурі кристалів, створюючи унікальну систему запису, що не має аналогів у класичних комп’ютерах. Такі мініатюрні осередки можуть вміщувати величезні обсяги інформації, дозволяючи зменшити розміри носіїв даних і підвищити їхню надійність.

Ця технологія виникла завдяки міждисциплінарному дослідженню, яке об’єднало квантові технології та традиційну електроніку. Фахівці використовують іони рідкоземельних металів, таких як празеодим, у поєднанні з оксидами ітрію. Саме ці елементи мають унікальні оптичні властивості, що дозволяють використовувати лазер для запису та зчитування даних. Дослідники виявили, що коли кристал отримує енергію ультрафіолетового лазера, він випускає електрони, які потрапляють у пастку на місці дефектів у структурі матеріалу. Це дозволяє точно контролювати заряджені та незаряджені області, використовуючи їх як двійковий код.

Раніше схожий принцип використовувався у приладах для вимірювання рівня радіації, відомих як дозиметри. Вони накопичували інформацію про отриману радіацію завдяки змінам у своїй структурі. Проте вчені змогли адаптувати цей метод для зберігання цифрових даних. Завдяки цьому можна створювати мікроскопічні носії пам’яті, які не вимагають електроживлення для збереження інформації і здатні залишатися стабільними протягом сотень років. Це відкриває безліч можливостей для довготривалого архівування даних, яке неможливе з використанням сучасних жорстких дисків або флеш-накопичувачів.

Основна перевага нової технології – компактність та довговічність. Всього в одному міліметровому кубі такого матеріалу можна розмістити понад мільярд осередків пам’яті, кожен з яких здатний надійно зберігати біт інформації. Це дозволяє створювати надщільні носії даних, що можуть бути використані для суперкомп’ютерів, архівів та навіть для збереження інформації у космічних місіях. Використання таких матеріалів може суттєво зменшити потребу в громіздких серверах, що споживають багато енергії.

Це дослідження підтверджує, що майбутнє зберігання даних може бути пов’язане не з класичними магнітними або електронними носіями, а з оптично керованими мікроструктурами, які використовують фізичні властивості матеріалів на атомному рівні. Такі технології можуть стати основою для наступного покоління комп’ютерів, забезпечуючи неймовірну ефективність та надійність.

Нагадаємо, раніше ми писали про те, Як вчені знайшли спосіб фіксувати невидимі нейронні зв’язки.