Utilizzando un raggio laser focalizzato, gli scienziati possono manipolare le proprietà dei nanomateriali, quindi "scrivere" informazioni su materiali monostrato. Con questo mezzo, è stato dimostrato il disco di luce più sottile a livello atomico.

Il collo di bottiglia nell'area di memorizzazione dei dati su scala atomica può essere rotto con una tecnica semplice, grazie a recenti studi innovativi condotti da scienziati della Nanjing Normal University (NJNU) e della Southeast University (SEU).

Attraverso un semplice, tecnica efficiente e a basso costo che coinvolge il raggio laser focalizzato e il trattamento con ozono, i gruppi di ricerca NJNU e SEU, guidato dal Prof. Hongwei Liu, Il Prof. Junpeng Lu e il Prof. Zhenhua Ni hanno dimostrato che l'emissione di fotoluminescenza (PL) di WS ₂ i monostrati possono essere controllati e modificati, E conseguentemente, funziona come il disco leggero più sottile con capacità di archiviazione e crittografia dei dati riscrivibili.

"Nella nostra infanzia, è probabile che la maggior parte di noi abbia esperienza di focalizzare la luce solare su un pezzo di carta mediante una lente d'ingrandimento e cercando di accendere la carta. Il punto bruciato sulla carta è una sorta di registrazione dei dati al momento. Invece di focalizzare la luce del sole, concentriamo il raggio laser su materiali a livello atomico modificati e studiamo gli effetti del raggio laser focalizzato sulle emissioni PL dei materiali, " ha detto il prof. Lu.

Archiviazione e crittografia dei dati:informazioni 'disegnate' su WS treated trattate con ozono ₂ film

Grazie al vantaggio della visibilità diretta, La PL è generalmente considerata una tecnologia ideale in termini di crittografia e decrittografia dell'archiviazione dei dati. Per un metodo di archiviazione dei dati di crittografia semplice ed efficace, si desiderano i seguenti aspetti:(i) scrittura diretta (velocità di scrittura); (ii) alto livello di sicurezza; (iii) grande capacità di archiviazione dei dati; (iv) lettura di decrittazione visiva; (v) capacità di cancellazione.

Per affrontare queste sfide tecnologiche, i ricercatori dimostrano il disco leggero più sottile con funzionalità di crittografia.

La crittografia write-through e cancellabile è realizzata su WS ₂ monostrati. La scrittura e la lettura delle informazioni sono abilitate dal controllo diretto del contrasto di fluorescenza di WS ₂ monostrati. La scansione dell'ozono e del raggio laser focalizzato viene utilizzata per manipolare su richiesta l'emissione PL e realizzare la crittografia.

Con questo approccio semplice e a basso costo, gli scienziati sono stati in grado di utilizzare il raggio laser focalizzato per "scrivere" selettivamente informazioni su qualsiasi regione del film per memorizzare dati crittografati. Inoltre, i dati scritti sono cancellabili, rendendo il disco leggero monostrato riutilizzabile.

interessante, l'evoluzione dell'emissione PL con diverse potenze laser di scrittura potrebbe essere utilizzata per assegnare diversi livelli di grigio. L'assegnazione dei 16 livelli di grigio indica un tipico triangolo WS ₂ monostrato con la lunghezza laterale di 60 μm può memorizzare ~ 1 KB di dati. A causa dell'elevata risoluzione spaziale e della sensibilità alla potenza, la capacità di archiviazione entro 1 nm di spessore potrebbe arrivare fino a ~62,5 MB/cm ² e la velocità di scrittura può raggiungere ~6,25 MB/s. Questa tecnologia sarà utile per estendere la crittografia ottica in regime a bassa dimensionalità, offrendo una soluzione di sicurezza delle informazioni inaspettata per lo scambio di dati.

Questa innovazione è stata pubblicata per la prima volta online sulla rivista Materiali funzionali avanzati il 24 giugno 2021.

Il campo delle informazioni in rapida crescita richiede una maggiore sicurezza e una maggiore capacità di archiviazione. Per sviluppare dischi luminosi che soddisfino gli standard del settore, I team di ricerca di NJNU e SEU estenderanno la versatile tecnica del raggio laser focalizzato al materiale monostrato su scala di wafer. Inoltre, cercheranno di migliorare ulteriormente la capacità di immagazzinamento del disco luminoso tramite il normale impilamento in direzione.