Autorami wielkiego przełomu w tym zakresie są przedstawiciele Uniwersytetu Chicagowskiego. To właśnie oni postanowili przetestować metodę tworzenia jedynek i zer z defektów kryształu. Jako że te ostatnie rozmiarami przypominają atomy, to mogą być wyjątkowo przydatne w kontekście tworzenia kompaktowej pamięci komputerowej. Artykuł na ten temat ukazał się w Nanophotonics.
Czytaj też: Czas może płynąć w dwie strony? Zaskakujące wyniki eksperymentu kwantowego
Jak dodaje główny autor badań w tej sprawie, Tian Zhong, każda komórka pamięci to pojedynczy brakujący atom, a więc pojedynczy defekt. Wykorzystując je na potrzeby przechowywania danych można zmieścić je w ilościach terabajtów w obrębie sześcianu mającego bok o długości jednego milimetra. Sprawy przybierają jeszcze ciekawszy obrót, gdy zdamy sobie sprawę, jak wiele przypadku miało udział w ostatnich sukcesach.
Cała historia rozpoczęła się bowiem od badań nad… miernikami promieniowania rentgenowskiego w szpitalach. Co istotne, niektóre materiały są przystosowane do pochłaniania promieniowania i przechowywania tych informacji przez pewien czas. To skłoniło naukowców do wniosku, że z wykorzystaniem światła można byłoby wpływać na te informacje i dokonywać ich odczytu.
Rewolucja w przechowywaniu danych może zostać zapoczątkowana dzięki badaniom nad… promieniowaniem rentgenowskim
To ze względu na fakt, iż kryształ absorbujący energię zaczyna uwalniać elektrony i dziury. Takowa są przechwytywane przez defekty, dlatego mogą zostać później odczytane. Autorzy dalszych eksperymentów chcieli się za ich sprawą przekonać, czy byliby w stanie uwalniać elektrony, by ostatecznie wykorzystać światło w celu przeprowadzenia odczytu. To z kolei mogło oznaczać utorowanie drogi do projektowania pamięci masowej opartej na opisywanej koncepcji.
Jak zapowiedzieli, tak zrobili. Celem było stworzenie mikroelektronicznego urządzenia pozwalającego na przechowywanie pamięci. Do kryształu naukowcy dodali jednego z metali ziem rzadkich w postaci prazeodymu i wykorzystali kryształ tlenku itru. Takie materiały od dawna stanowią łakomy kąsek dla przemysłu ze względu na ich liczne przydatne właściwości pozwalające między innymi na ich stosowanie w produkcji elektroniki.
Czytaj też: Pamięć jak bateria. Rewolucja w technologii przechowywania danych
Zaprojektowane urządzenie można aktywować za pomocą lasera, który wpływa na prazeodym, prowadząc do emisji elektronów. Te wpadają potem w pułapki “zastawiane” przez defekty kryształu tlenku itru. Takie defekty już wcześniej były wykorzystywane w eksperymentach kwantowych, lecz teraz inżynierowie znaleźli dla nich nowy angaż. Dzięki określaniu, czy defekty są naładowane czy też nie, autorzy nowych badań stworzyli system zero-jedynkowy pozwalający na przechowywanie danych. Miniaturowych rozmiarów pamięć cechuje się wysoką pojemnością, dlatego takie rozwiązanie może zyskać ogromną popularność.