Milimetrowy kryształ mieści gigabit informacji

Jak przypominają eksperci z University of Chicago, począwszy od dawnych kart perforowanych - po współczesne telefony komórkowe - informacje przechowuje się w postaci zer i jedynek. Jeśli obiekt ma stan "włączony" i "wyłączony", może być w użyty do przechowywania w ten sposób informacji.

W dzisiejszych komputerach tego rodzaju binarne jedynki i zera zapisywane są elektrycznych tranzystorach. Z kolei np. na płycie kompaktowej jedynka to miejsce, gdzie małe wgłębienie ("pit") przechodzi w płaską powierzchnię ("land") lub odwrotnie, natomiast zero oznacza brak takiej zmiany.

Teraz naukowcy opracowali metodę zapisywania jedynek i zer w mikroskopijnych defektach kryształu.

"Każda komórka pamięci to pojedynczy brakujący atom - pojedynczy defekt. Dzięki nim, w małym sześcianie tego materiału, mierzącym zaledwie milimetr można upakować terabajty bitów" - mówi prof. Tian Zhong, autor wynalazku opisanego w magazynie "Nanophotonics", cytowany na stronie uczelni.

Badacze zainspirowali się zasadą działania dozymetrów - urządzeń, które wskazują dawkę pochłoniętego promieniowania jonizującego, np. rentgenowskiego w medycznych klinikach. Jak wyjaśniają, w urządzeniach tych działają materiały, które pochłaniają promieniowanie i przez jakiś czas przechowują informację na jego temat.

W przeciwieństwie do wspomnianych dozymetrów, które zazwyczaj są aktywowane przez promieniowanie X lub gamma, nowe urządzenie reaguje na światło prostego lasera ultrafioletowego. Laser wzbudza dodane do kryształu pierwiastki z grupy lantanowców, które z kolei uwalniają elektrony. Elektrony są natomiast zatrzymywane przez defekty w krysztale - na przykład przez pojedyncze luki w strukturze, w których powinien znajdować się atom tlenu, ale go tam nie ma. Defekt z elektronem to "1", a bez elektronu to "0".

"Udowodniliśmy, że w tym sześcianie o rozmiarze milimetra znajduje się co najmniej miliard jednostek pamięci - klasycznej pamięci opartej na atomiach" - mówi prof. Zhong.

Marek Matacz