I fisici del City College di New York hanno sviluppato una tecnica con il potenziale di migliorare la capacità di archiviazione ottica dei dati nei diamanti. Ciò è possibile multiplexando la memoria nel dominio spettrale. La ricerca di Richard G. Monge e Tom Delord, membri del Meriles Group della Division of Science del CCNY, è intitolata "Archiviazione ottica di dati reversibili al di sotto del limite di diffrazione" ed è apparsa sulla rivista Nature Nanotechnology .
"Significa che possiamo memorizzare molte immagini diverse nello stesso punto del diamante utilizzando un laser di colore leggermente diverso per memorizzare informazioni diverse in atomi diversi negli stessi punti microscopici", ha affermato Delord, ricercatore associato presso il CCNY. "Se questo metodo potesse essere applicato ad altri materiali o a temperatura ambiente, potrebbe trovare la sua strada in applicazioni informatiche che richiedono storage ad alta capacità."
La ricerca del CCNY si è concentrata su un minuscolo elemento presente nei diamanti e materiali simili, noto come “centri di colore”. Si tratta, fondamentalmente, di difetti atomici che possono assorbire la luce e fungere da piattaforma per quelle che vengono chiamate tecnologie quantistiche.
"Quello che abbiamo fatto è stato controllare la carica elettrica di questi centri di colore in modo molto preciso utilizzando un laser a banda stretta e condizioni criogeniche", ha spiegato Delord. "Questo nuovo approccio ci ha permesso essenzialmente di scrivere e leggere minuscoli bit di dati a un livello molto più preciso di quanto possibile in precedenza, fino a un singolo atomo."
Le tecnologie di memoria ottica hanno una risoluzione definita da quello che viene chiamato "limite di diffrazione", ovvero il diametro minimo su cui un raggio può essere focalizzato, che scala approssimativamente come metà della lunghezza d'onda del raggio luminoso (ad esempio, la luce verde avrebbe un limite di diffrazione di 270 nm).
"Quindi, non è possibile utilizzare un raggio come questo per scrivere con una risoluzione inferiore al limite di diffrazione perché se si sposta il raggio meno di quello, si avrebbe un impatto su ciò che si è già scritto. Quindi, normalmente, le memorie ottiche aumentano la capacità di archiviazione rendendo la lunghezza d'onda più breve (passando al blu), ed è per questo che disponiamo della tecnologia "Blu-ray"", ha affermato Delord.
Ciò che differenzia l'approccio di archiviazione ottica CCNY dagli altri è che aggira il limite di diffrazione sfruttando i lievi cambiamenti di colore (lunghezza d'onda) esistenti tra i centri di colore separati da una distanza inferiore al limite di diffrazione.
"Sintoniando il raggio su lunghezze d'onda leggermente spostate, è possibile mantenerlo nella stessa posizione fisica ma interagire con diversi centri di colore per modificare selettivamente le loro cariche, ovvero scrivere dati con risoluzione sub-diffrazione", ha affermato Monge, un ricercatore post-dottorato presso CCNY che è stato coinvolto nello studio come dottorato di ricerca. studente presso il Graduate Center, CUNY.
Un altro aspetto unico di questo approccio è che è reversibile. "Si può scrivere, cancellare e riscrivere un numero infinito di volte", ha osservato Monge. "Anche se esistono altre tecnologie di memorizzazione ottica in grado di farlo, questo non è il caso tipico, soprattutto quando si tratta di alta risoluzione spaziale. Un disco Blu-ray è ancora una volta un buon esempio di riferimento:puoi scriverci un film ma non puoi cancellarlo e scriverne un altro."
Ulteriori informazioni: Richard Monge et al, Archiviazione ottica reversibile dei dati al di sotto del limite di diffrazione, Nature Nanotechnology (2023). DOI:10.1038/s41565-023-01542-9
Informazioni sul giornale: Nanotecnologia naturale
Fornito dal City College di New York
