A medida que generamos más y más datos, la necesidad de un almacenamiento de datos de alta densidad que permanezca estable a lo largo del tiempo se vuelve crítica. Las nuevas películas basadas en nanopartículas que son más de 80 veces más delgadas que un cabello humano pueden ayudar a satisfacer esta necesidad alProporciona materiales que pueden archivar holográficamente más de 1000 veces más datos que un DVD en una película de 10 por 10 centímetros. La nueva tecnología podría algún día habilitar pequeños dispositivos portátiles que capturen y almacenen imágenes en 3D de objetos o personas.
"En el futuro, estas nuevas películas podrían incorporarse en un pequeño chip de almacenamiento que registra información de color 3-D que luego podría verse como un holograma 3-D con detalles realistas", dijo Shencheng Fu, quien dirigió a los investigadores del noresteNormal University en China que desarrolló las nuevas películas. "Debido a que el medio de almacenamiento es ambientalmente estable, el dispositivo podría usarse al aire libre o incluso llevarse a las duras condiciones de radiación del espacio exterior".
en la revista Materiales ópticos Express , los investigadores detallan la fabricación de las nuevas películas y demuestran la capacidad de la tecnología para ser utilizada en un sistema de almacenamiento holográfico ambientalmente estable. Las películas no solo contienen grandes cantidades de datos, sino que también pueden recuperarse a velocidades de hasta1 GB por segundo, que es aproximadamente veinte veces la velocidad de lectura de la memoria flash actual.
Almacenar más datos en menos espacio
Las nuevas películas están diseñadas para el almacenamiento de datos holográficos, una técnica que utiliza láseres para crear y leer una recreación holográfica en 3-D de datos en un material. Debido a que puede registrar y leer millones de bits a la vez, el almacenamiento de datos holográficos es muchomás rápido que los enfoques ópticos y magnéticos que se utilizan normalmente para el almacenamiento de datos en la actualidad, que registran y leen bits individuales uno a la vez. Los enfoques holográficos también son inherentemente de alta densidad porque registran información en todo el volumen 3-D del material, no solo en elsuperficie, y puede grabar varias imágenes en la misma área usando luz en diferentes ángulos o que consta de diferentes colores.
Recientemente, los investigadores han estado experimentando con el uso de nanocompuestos de semiconductores de metal como medio para almacenar hologramas a nanoescala con alta resolución espacial. Las películas porosas hechas de nanopartículas de titania y plata semiconductoras son prometedoras para esta aplicación porque cambian de color cuando se exponen a varias longitudes de ondao colores, de la luz láser y porque se puede grabar un conjunto de imágenes 3-D en el área de enfoque del rayo láser con un solo paso. Aunque las películas podrían usarse para el almacenamiento de datos holográficos de múltiples longitudes de onda, se ha demostrado la exposición a la luz ultravioletapara borrar los datos, haciendo que las películas sean inestables para el almacenamiento de información a largo plazo.
La grabación de una imagen holográfica en películas de titania-plata implica el uso de un láser para convertir las partículas de plata en cationes de plata, que tienen una carga positiva debido a los electrones adicionales ". Notamos que la luz ultravioleta podría borrar los datos porque provocaba la transferencia de electronesdesde la película semiconductora hasta las nanopartículas metálicas, induciendo la misma foto-transformación que el láser ", dijo Fu." La introducción de moléculas que aceptan electrones en el sistema hace que algunos de los electrones fluyan desde el semiconductor a estas moléculas, lo que debilita la capacidad de los rayos UVlight para borrar los datos y crear un medio de almacenamiento de datos de alta densidad ambientalmente estable ".
Cambio del flujo de electrones
Para las nuevas películas, los investigadores utilizaron moléculas aceptoras de electrones que medían solo de 1 a 2 nanómetros para interrumpir el flujo de electrones desde el semiconductor a las nanopartículas metálicas. Fabricaron películas semiconductoras con una estructura de nanoporo de panal que permitía que las nanopartículas, electronesaceptar moléculas y el semiconductor para interactuar entre sí. El tamaño ultrapequeño de las moléculas aceptoras de electrones les permitió unirse dentro de los poros sin afectar la estructura de los poros. Las películas finales tenían solo 620 nanómetros de espesor.
Los investigadores probaron sus nuevas películas y encontraron que los hologramas se pueden escribir en ellas de manera eficiente y con alta estabilidad incluso en presencia de luz ultravioleta. Los investigadores también demostraron que el uso de los aceptores de electrones para cambiar el flujo de electrones formaba múltiples rutas de transferencia de electrones, haciendo que el material responda más rápido a la luz láser y acelerando en gran medida la velocidad de escritura de datos.
"Las partículas hechas de metales nobles como la plata se consideran típicamente como un medio de respuesta lenta para el almacenamiento óptico", dijo Fu. "Demostramos que el uso de un nuevo flujo de transporte de electrones mejora la velocidad de respuesta óptica de las partículas mientras se mantiene laotras ventajas de las partículas para el almacenamiento de información. "
Los investigadores planean probar la estabilidad ambiental de las nuevas películas realizando pruebas al aire libre. También señalan que la aplicación en la vida real de las películas requeriría el desarrollo de técnicas de reconstrucción de imágenes en 3D de alta eficiencia y métodos para la presentación del color paramostrar o leer los datos almacenados.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por La sociedad óptica . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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