Исследователи из Чикагского университета разработали технологию хранения данных, в которой дефекты кристаллов играют роль единиц и нулей. Каждый такой дефект размером с один атом, что позволяет упаковать терабайты информации в крошечный кубический миллиметр материала. Работа опубликована в журнале Nanophotonics.
Метод опирается на квантовые принципы, но применяется в классической электронике. Первоначально исследование велось в области дозиметрии радиации — ученые изучали материалы, способные фиксировать уровень радиационного облучения. Однако впоследствии подход был адаптирован для хранения данных.
Руководитель исследования Тянь Чжун объясняет, что память формируется благодаря отсутствующим атомам в кристалле. Эти пустоты могут захватывать и удерживать электроны, создавая стабильные состояния «единицы» и «нуля». Оптические технологии позволяют записывать и считывать данные с высокой точностью, используя лазерные импульсы.
Особую роль в разработке сыграли редкоземельные элементы, в частности, празеодим и иттриевая оксидная матрица. Эти материалы обладают особыми оптическими свойствами, которые обеспечивают точное управление состояниями хранения. В отличие от традиционных дозиметров, активируемых рентгеновским или гамма-излучением, новая технология использует ультрафиолетовый лазер для записи информации.
Открытие позволяет не только значительно повысить плотность хранения данных, но и делает возможным новый класс энергоэффективных и сверхкомпактных устройств памяти, способных превзойти существующие технологии классических вычислений.