Yeni nanopartikül film: yüksek kapasiteli holografik veri depolaması için kullanılabilir!
Kılavuz
Son zamanlarda, Çin'in Kuzeydoğu Normal Üniversitesi, insan saçından 80 kat daha ince olan nanopartiküllere dayalı yeni bir film türü geliştirdi. 10 cm'ye 10 cm'lik bir film, holografik olarak bir DVD'den 1.000 kat daha fazla veri depolayabilir. Gelecekte, insanların veya nesnelerin üç boyutlu görüntülerini yakalamak ve saklamak için minyatür giyilebilir cihazlar getirecek.
arka fon
Bu bilgi patlaması çağında, ürettiğimiz ve eriştiğimiz veri miktarı artıyor. Bu nedenle, bellek cihazları bilim camiasından giderek daha fazla ilgi görmüştür. Depolama cihazları, zaman içinde haslık, dayanıklılık, esneklik, enerji tasarrufu, yüksek verimlilik, yüksek yoğunluk ve kararlılık gibi hedefler doğrultusunda gelişmektedir.
Daha önce yazar, depolama teknolojisiyle ilgili bir dizi bilimsel araştırma ve yenilik başarısını tanıttı ve size kısa bir inceleme yapacağım, böylece depolama cihazlarının gelişme eğilimini somut bir şekilde anlayabilirsiniz.
1) IBM Research tarafından geliştirilen yeni faz değişim belleği (PCM), her bir depolama biriminin veri kapasitesini üç katına çıkardı ve gelecekte ultra hızlı ve düşük maliyetli veri depolama çözümleri sağlaması bekleniyor.
(Resim kaynağı: IBM Research Institute)
2) Fransa'daki Strasbourg Üniversitesi ve diğer bilimsel araştırma kurumları tarafından geliştirilen organik nanomalzemelerden oluşan esnek, uçucu olmayan optik depolamalı ince film transistör cihazı, giyilebilir elektronik alanında bir başka önemli dönüm noktası haline geldi.
(Fotoğraf kredisi: Paolo Samori / CNRS)
3) İsviçre, Lozan'daki Federal Teknoloji Enstitüsü'ndeki bilim adamları, manyetik depolamanın uzun vadeli kararlılığını, yüksek veri yoğunluğunu ve yüksek veri yoğunluğunu birleştiren yeni nesil manyeto-optik veri depolama ekipmanının temelini oluşturan bir perovskit malzemesi geliştirdiler. Uçucu işlem, yeniden yazılabilirlik ve optik depolamanın hızlı okuma ve yazma hızının avantajları.
(Fotoğraf kredisi: László Forró / İsviçre Federal Teknoloji Enstitüsü, Lozan)
4) Amerika Birleşik Devletleri'ndeki Duke Üniversitesi, RFID, çevresel sensörler ve diğer alanlar dahil olmak üzere esnek elektronik cihazlarda kullanılması beklenen nano mürekkepler aracılığıyla esnek memristor depolama cihazları üretmek için ilk kez mürekkep püskürtmeli baskıyı tamamen benimsedi.
(Resim kaynağı: Duke Üniversitesi)
5) Singapur Ulusal Üniversitesi'nden araştırmacılar, el şeklindeki bir eğirme yapı birimini etkili bir şekilde kullanabilen yeni bir ultra ince çok katmanlı film türü icat ettiler: bilgi depolama için skyrmions. Gelecekteki yüksek yoğunluklu, yüksek hızlı ve düşük güçlü manyetik bilgi depolama cihazları oluşturmak için ideal bir aday malzeme olması bekleniyor.
(Fotoğraf kredisi: Siew Shawn Yohanes / Singapur Ulusal Üniversitesi)
Yenilikçilik
Aynı zamanda depolama teknolojisi ile ilgili ... Bugün sizlere Çin'deki Northeast Normal University'den bir yeniliği tanıtmak istiyorum. İnsan saçından 80 kat daha ince olan nanopartiküllere dayalı yeni bir film türüdür. 10 cm'ye 10 cm'lik bir film, holografik olarak bir DVD'den 1.000 kat daha fazla veri depolayabilir.
(Resim kaynağı: Kuzeydoğu Normal Üniversitesi)
Çin'deki Kuzeydoğu Normal Üniversitesi'nden Doçent Fu Shencheng liderliğindeki bir araştırma ekibi bu yeni film türünü geliştirdi. Gelecekte bu yeni filmler, 3 boyutlu renk bilgilerini kaydeden mikro bellek yongalarına entegre edilecek ve daha sonra bu 3 boyutlu renk bilgileri gerçekçi detaylarla 3 boyutlu hologramlar olarak görüntülenebilir. Depolama ortamı ortamda kararlı olduğu için, Ekipman açık havada kullanılabilir veya sert radyasyon koşullarında uzaya bile getirilebilir. "
Araştırmacılar, bu yeni film türünü nasıl ürettiklerini "Optical Materials Express" te anlattılar ve bu teknolojinin çevrede kararlı olan holografik depolama sistemlerinde kullanılabileceğini gösterdiler.
teknoloji
Bu film, holografik veri depolama için tasarlanmıştır.Holografik veri depolama teknolojisi, malzemelerdeki üç boyutlu holografik yeniden yapılandırma verilerini oluşturmak ve okumak için lazer kullanır. Holografik veri depolaması bir seferde milyonlarca biti kaydedip okuyabildiğinden, günümüzde veri depolamada kullanılan optik ve manyetik çözümlerden daha hızlıdır (bir seferde yalnızca bireysel bitler kaydedilebilir ve okunabilir). Holografik çözümler aynı zamanda yüksek yoğunluklu bir yapıya sahiptir, çünkü bilgileri yalnızca yüzeydeki bilgileri değil, malzemenin üç boyutlu hacmi boyunca kaydederler ve aynı alanın birden çok görüntüsünü kaydetmek için farklı açılardan veya farklı renklerden ışık kullanabilir.
Son zamanlarda araştırmacılar, yüksek uzamsal çözünürlüğe sahip nano ölçekli holografik görüntüleri depolamak için ortam olarak metal-yarı iletken nanokompozitleri kullanıyorlar. Titanyum dioksit yarı iletkenlerinden ve gümüş nanopartiküllerden oluşan gözenekli membranlar, bu uygulama için çok uygundur, çünkü çeşitli dalga boylarında veya renklerde lazerlere maruz kaldıklarında renk değiştirirler ve lazer ışınının odaklandığı alandaki bir grubu tek bir adımda kaydedebilir. Üç boyutlu görüntü. Çok dalgaboylu holografik veri depolamak için kullanılabilmesine rağmen, veriler ultraviyole radyasyondan sonra silinecektir.Bu film, uzun süreli bilgi depolama için kararsızdır.
Holografik görüntünün titanyum dioksit-gümüş ince filme kaydedilmesi adımı, gümüş partiküllerini gümüş pozitif iyonlara (elektron kaybı nedeniyle pozitif yüklü) dönüştürmek için bir lazer kullanmayı içerir. Doçent Fu Shencheng: "Ultraviyole ışığın verileri silebildiğini fark ettik çünkü elektronların yarı iletken filmlerden metal nanopartiküllere transferine neden olarak lazerlerle aynı ışık dönüşümüne neden oluyor. Elektron kabul eden moleküllerin Sistemde, elektronlar yarı iletkenden bu moleküllere akmaya teşvik edilir, bu da ultraviyole ışığın verileri silme yeteneğini azaltır ve böylece ortamda kararlı olan yüksek yoğunluklu bir veri depolama ortamı oluşturur. "
Yeni film için, araştırmacılar elektronların yarı iletkenlerden metal nanopartiküllere akmasını önlemek için elektron alıcı moleküller (yalnızca 1 nanometre ila 2 nanometre ölçüldü) kullandılar. Petek yapılı nano-gözenekli bir yapıya sahip yarı iletken bir film ürettiler, böylece nanopartiküller, elektron alıcı moleküller ve yarı iletkenler birbirine bağlanmış oldu. Elektron alan moleküller, deliğin yapısını etkilemeden deliğin içine yapışmalarını sağlayan ultra küçük bir boyuta sahiptir. Elde edilen filmin kalınlığı sadece 620 nanometredir.
Araştırmacılar yeni filmlerini test ettiler ve holografik görüntülerin ultraviyole ışık altında bile filme verimli ve istikrarlı bir şekilde yazılabileceğini buldular. Araştırmacılar ayrıca, elektronların akışını birden fazla elektron iletim yolu oluşturmak üzere değiştirmek için elektron alıcılarının kullanıldığını, malzemenin lazere daha hızlı yanıt vermesini ve veri yazmayı büyük ölçüde hızlandırdığını gösterdiler.
Doçent Fu Shencheng şunları söyledi: "Gümüş gibi değerli metallerden yapılan partiküller genellikle optik depolama için yavaş yanıt ortamı olarak kabul edilir. Yeni elektron taşıma akışlarının kullanımının, bu partiküllerin optik yanıt hızını artırırken diğer taraftan da iyileştirdiğini gösterdik. Canlı parçacıkların bilgi depolamayı kolaylaştıran başka avantajları vardır. "
değer
Bu film yalnızca büyük miktarda veriyi tutmakla kalmaz, aynı zamanda verileri saniyede 1 GB'a kadar bir hızda alabilir, bu da günümüzde flash belleğin okuma hızının 20 katıdır. Bir gün bu yeni teknoloji, insanların veya nesnelerin üç boyutlu görüntülerini yakalamak ve saklamak için minyatür giyilebilir cihazlar getirecek.
gelecek
Araştırmacılar, yeni filmin ortamdaki kararlılığını doğrulamak için dış mekan testlerinden geçmeyi planlıyor. Ayrıca, bu tür bir filmin gerçek dünyada uygulanmasının, verimli 3B görüntü yeniden yapılandırma teknolojisinin geliştirilmesini ve renk oluşturma veya depolanan verileri okuma yöntemlerinin geliştirilmesini gerektirdiğine de işaret ettiler.
Anahtar kelime
Yarı iletken, depolama teknolojisi, holografik teknoloji
Referans
[1] https://www.osa.org/en-us/about_osa/newsroom/news_releases/2018/researchers_develop_nanoparticle_films_for_high-de/
2 Shuangyan Liu, Shencheng Fu, Xintong Zhang, Xinnong Wang, Lihong Kang, Xiuxiu Han, Xi Chen, Jiarui Wu, Yichun Liu. Elektron alıcılı asil metal / yarı iletken nanokompozit filmlerde UV'ye dayanıklı holografik veri depolama . Optical Materials Express, 2018; 8 (5): 1143 DOI: 10.1364 / OME.8.001143
