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La escritura de sub-difracción óptica permite almacenar datos a nanoescala

Crédito: Universidad de Ciencia y Tecnología de Shanghai

Se espera que la cantidad total de datos generados en todo el mundo alcance los 175 zettabytes (1 ZB equivale a mil millones de terabytes) para el 2025. Si se almacenaran 175 ZB en discos Blu-ray, la pila sería 23 veces la distancia a la luna. Existe una necesidad urgente de desarrollar tecnologías de almacenamiento que puedan acomodar esta enorme cantidad de datos.


La demanda de almacenar cantidades cada vez mayores de información ha llevado a la aplicación generalizada de los centros de datos a big data. Estos centros consumen enormes cantidades de energía (alrededor del 3% del suministro eléctrico mundial) y dependen de la magnetización. Unidades de disco duro Con capacidad de almacenamiento limitada (hasta 2 TB por disco) y vida útil (de tres a cinco años). El laser Almacenamiento de datos ópticos Es una alternativa prometedora y rentable para satisfacer esta demanda sin precedentes. Sin embargo, la naturaleza reflectante de la luz ha limitado el tamaño de los bits que se pueden escalar y, como resultado, la capacidad de almacenamiento de los discos ópticos.

Los investigadores de USST, RMIT y NUS han superado esta limitación mediante el uso de nanopartículas transformadas de lantánidos ricos en la Tierra y Grafeno Copos de óxido. Esta plataforma de material única permite bits de información a nanoescala para escritura óptica de baja potencia.

Se puede lograr una densidad de datos muy mejorada para una capacidad de almacenamiento estimada de 700 TB en un disco óptico de 12 cm, en comparación con una capacidad de almacenamiento de 28.000 discos Blu-ray. Además, esta tecnología utiliza láseres de onda continua económicos, lo que reduce los costes operativos en comparación con las técnicas tradicionales de escritura óptica que utilizan un láser de pulso caro y voluminoso.

Esta tecnología también proporciona la capacidad de fotolitografiar nanoestructuras en películas de carbono en desarrollo para la próxima generación de dispositivos de nanopartículas.

Crédito: Universidad de Ciencia y Tecnología de Shanghai

La influencia

El almacenamiento de datos ópticos ha progresado significativamente en las últimas décadas, pero la capacidad de almacenamiento en disco óptico todavía está limitada a unos pocos terabytes.

La nueva tecnología de escritura óptica de sub-difracción puede producir un disco óptico con mayor capacidad de almacenamiento de todos los dispositivos ópticos disponibles. Si bien se requiere progreso para mejorar la tecnología, los resultados abren nuevas vías para enfrentar el desafío global del almacenamiento de datos. Esta tecnología es adecuada para la producción en masa de discos ópticos y puede ofrecer una solución más económica y sostenible para la próxima generación de datos ópticos de alta capacidad. almacenamiento Y fabricación a nanoescala con ahorro de energía de electrónica flexible basada en grafeno.

Cómo funciona

Esta tecnología utiliza un novedoso material nanocompuesto que combina películas de óxido de grafeno con nanopartículas de transferencia.

El óxido de grafeno puede verse como una sola capa de grafito con diferentes grupos de oxígeno. La reducción del óxido de grafeno al eliminar estos grupos de oxígeno da como resultado una sustancia llamada reducción de óxido de grafeno, que tiene propiedades similares al grafeno.

Los bits de información de difracción parcial se escribieron en el nanocompuesto utilizando nanopartículas de transformación para reducir el grafeno. óxido Localmente cuando se diseña iluminación. Reducir Óxido de grafeno Mediante altas cantidades de energía generadas en las nanopartículas para una transformación ascendente mediante el proceso de transferencia de energía de resonancia.

Los investigadores eligieron nanopartículas transformacionales porque permiten la escritura óptica eficiente de sub-difracción utilizando una baja intensidad de rayo láser, lo que resulta en un menor consumo de energía y una larga vida útil para los dispositivos ópticos.


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más información:
S. Lamon y col. Escribiendo ópticas a nanoescala mediante la conversión de energía resonante, Avances de la ciencia (2021). DOI: 10.1126 / sciadv.abe2209

Proporcionado por la Universidad de Ciencia y Tecnología de Shanghai

La frase: La escritura óptica de sub-difracción permite almacenar datos a nanoescala (2021, 26 de febrero). Obtenido el 26 de febrero de 2021 de https://phys.org/news/2021-02-sub-diffraction-optical-enables-storage-nanoscale .html

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