- Wissenschaftler von Uchicago PME entwickeln eine neue Datenspeichermethode in Atomic-Maßstäben
- Ihr Ansatz verwendet Kristallfehler, um Daten als Einsen und Nullen zu speichern
- Forschung kombiniert Quantenwissenschaft, optische Speicherung und Strahlungsdosimetrie
Alle digitalen Systeme verwenden Bits, die als eine und Nullen dargestellt werden, um Daten zu speichern, zu berechnen und zu verwalten. Die Größe des Speichergeräts ist seit langem durch den physischen Umfang der Binärdateneinheiten, Wissenschaftler der Pritzker School of Molecular Engineering der Universität von Chicago (der Universität von Chicago (Uchicago PME) haben eine faszinierende Lösung entwickelt.
Ihre neue Methode zur Datenspeicherung manipuliert Atomkala -Kristalldefekte – mikroskopische Lücken, in denen Atome fehlen – so können sie eine elektrische Ladung aufbewahren, sodass sie als „Eins“ und „Nullen“ bezeichnet werden können, ähnlich wie bei der Binärdatenspeicherung.
“Es ist unmöglich, Kristalle zu finden – in Natur oder künstlichen Kristallen -, die keine Mängel haben”, erklärte Leonardo França, der Erstautor der Studie. “Wir tun also diese Mängel aus.”
Terabyte von Bits in einem 1 -mm -Würfel
Ein Papier, in dem der Durchbruch beschrieben wurde, wurde im Journal veröffentlicht NanophotonikIn Bezug auf die Entwicklung des Speicherspeichersystems verwendeten Forscher Kristalle von Yttriumoxid und zu zusätzlichen Ionen von Praseodym, einem seltenen Earth-Element.
„Wenn der Kristall ausreichende Energie absorbiert, fördert er Elektronen und Löcher. Und diese Anklagen werden von den Mängel erfasst “, sagte França. „Wir können diese Informationen lesen. Sie können die Elektronen freigeben und wir können die Informationen auf optische Weise lesen. “
Dieser Fortschritt stützt sich auf interdisziplinäre Forschung und kombiniert Prinzipien aus Quantenwissenschaft und optischer Speicherung. Die Arbeit ergibt sich aus früheren Studien zu Strahlungsdosimetern – Geräte zur Überwachung der Strahlenexpositionsniveaus in Umgebungen wie Krankenhäusern und Partikelbeschleunigern.
“Wir haben einen Weg gefunden, um die Festkörperphysik zu integrieren, die auf die Strahlungsdosimetrie angewendet wird, mit einer Forschungsgruppe, die stark in Quanten arbeitet, obwohl unsere Arbeit nicht genau Quanten ist”, sagte França.
„Es besteht die Nachfrage nach Personen, die über Quantensysteme recherchieren, aber gleichzeitig besteht die Nachfrage nach Verbesserung der Speicherkapazität klassischer nichtflüchtiger Erinnerungen. Und auf dieser Schnittstelle zwischen Quanten- und optischer Datenspeicherung, in der unsere Arbeit geerdet ist. “
“Jede Speicherzelle ist ein einzelnes fehlendes Atom – ein einzelner Defekt”, erklärte der Assistenzprofessor Tian Zhong von Uchicago PME. “Jetzt können Sie Terabyte von Bits in einen kleinen Materialwürfel packen, der nur einen Millimeter groß ist.”
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