Defeitos em diamante:Uma plataforma única para armazenamento óptico de dados em 3-D
p Demonstração de armazenamento óptico 3-D regravável de dados em diamante. Crédito:Meriles Group, City College da City University of New York
p No mundo do big data, existem limitações sobre como armazenar grandes volumes de informações. As unidades de disco rígido típicas de computadores domésticos consomem muita energia e são limitadas a alguns terabytes por unidade. Mídias de armazenamento óptico como DVD e Blu-ray são econômicas e econômicas, mas as densidades de armazenamento são muito baixas devido à natureza plana dos discos e ao limite de difração óptica sempre assustador. Contudo, os pesquisadores fizeram incursões no desenvolvimento de um chip de diamante 3-D que poderia armazenar muito mais dados do que as tecnologias atuais. p Em um novo estudo publicado na revista Avanços da Ciência , físicos do grupo do Prof. Carlos Meriles do City College da City University of New York (CUNY) procuram contornar os limites de armazenamento de dados explorando o estado de carga e as propriedades de spin do centro de Nitrogen-Vacancy (NV) no diamante. Os pesquisadores desenvolveram um bit de memória que não é mais uma saliência limitada por difração na superfície de um DVD, mas, em vez disso, um defeito de tamanho atômico que pode capturar e liberar elétrons à vontade com a excitação do laser. Como prova de princípio, o Meriles Group usou microscopia óptica para ler, escrever e redefinir informações em um cristal de diamante com uma densidade de bits bidimensional comparável à atual tecnologia de DVD. Aqui, o cristal é equivalente a um dispositivo de armazenamento de memória regravável com virtualmente nenhuma degradação de dados ao longo do tempo, se mantido no escuro. Os pesquisadores também forneceram uma rota para estender a capacidade de armazenamento para três dimensões sem afetar os dados já escritos. Eles demonstraram ainda que é possível controlar o grau de liberdade de spin, exclusivo para este sistema, usando feixes multicoloridos de forma precisa e fontes de radiofrequência para obter tamanhos de bits muito menores do que o limite de difração óptica. As densidades de armazenamento resultantes para esse chip de diamante seriam centenas de milhares de vezes maiores do que a tecnologia Blu-ray existente.
p "Este trabalho revela uma oportunidade única de utilizar defeitos de tamanho atômico para armazenamento de dados de alta densidade, transformando a beleza da física em uma tecnologia extremamente útil, "disse o co-primeiro autor Dr. Siddharth Dhomkar, Pós-doutorado Associado do Grupo Meriles. Falando sobre a futura praticidade do mundo real de sua inovação, Sr. Jacob Henshaw, co-primeiro autor e aluno de doutorado no Grupo Meriles, disse, "Este trabalho de prova de princípio mostra que nossa técnica é competitiva com a tecnologia de armazenamento de dados existente em alguns aspectos, e até supera a tecnologia moderna em termos de reescrita. Você pode carregar e descarregar esses defeitos um número praticamente ilimitado de vezes sem alterar a qualidade do material. "
p " princípio n, sua técnica poderia atingir densidades de informação mais altas codificando informações binárias (clássicas) (em oposição a informações quânticas) no spin, ao invés da cobrança, de centros NV, "disse o Dr. Marcus Doherty, Pós-doutorado no Laser Physics Center, Escola de Pesquisa de Física e Engenharia, Australian National University, que não participou do estudo CUNY. "Este é um exemplo empolgante em que a busca pelas tecnologias quânticas do próximo paradigma produziu um novo avanço nas tecnologias clássicas de hoje."
p Embora o chip de diamante esteja nos estágios iniciais de desenvolvimento, Dr. Doherty aponta que os avanços no armazenamento de dados superdensos, como aqueles feitos pelo Grupo Meriles, são necessários para suportar a crescente quantidade de dados processados por computadores de alto desempenho na busca de pesquisas científicas, como modelagem de ondas gravitacionais em astrofísica, reconstrução de biomoléculas complexas, e simulações de mudanças climáticas.
