На алмазах можно записывать информацию с помощью флуоресценции

Упрощённая структура N-V− центра. Изображение: wikipedia.org

Отрицательно заряженные NV-центры — пустоты в алмазе, замещенные атомами азота, — позволят хранить информацию с намного большей плотностью, чем на существующих устройствах.

NV-центр — это один из типов дефектов кристаллической решетки алмаза. Он возникает при удалении атома углерода и добавлении на его место атома азота. Спектр применения NV-центров на практике постоянно растет. Сначала их собирались использовать в качестве кубитов для квантовых компьютеров, а в 2013 году российский ученый Михаил Лукин на их основе разработал микроскопические термометры. На этот раз с их помощью планируют создать сверхплотную память.

Исследователи из Городского университета Нью-Йорка изменили спектр излучения NV-центров алмаза мощным лазерным лучом, который локально менял заряд NV-центров с отрицательного до нулевого. Это влекло за собой изменение цвета участков поверхности алмаза при сканировании лазером невысокой мощности. Исследователи установили, что изменение обратимо, долговечно и устойчиво к слабой освещенности.

Ученые нашли несколько различимых лазерным сканированием уровней флуоресценции. Если использовать этот метод, то плотность записи информации значительно повышается по сравнению с существующими устройствами хранения информации, следовательно, и емкость нового запоминающего устройства будет превышать доступную на данный момент развития технологий. Также перезаписывать информацию можно бесконечное количество раз.

Таким образом, NV-центры могут служить в качестве альтернативной платформы для хранения информации в 3D-формате, то есть данные будут записываться в трех измерениях, а не в двух, как на нынешних устройствах.

Недостатком технологии является размытие картины темных и светлых областей (полученной при записи информации) при повторных считываниях, поэтому данные придется время от времени обновлять. Также исследователи рассчитали, что скорость записи будет невелика, но уже предлагают, как это исправить.

Исследование опубликовано в журнале Science Advances.
Теги:

Читать еще на Чердаке: