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 está volviendo 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 al proporcionar 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 de la Northeast Normal University en China que desarrollaron las nuevas películas. "Debido a que el medio de almacenamiento es ambientalmente estable, el dispositivo podría utilizarse en el exterior o incluso llevarse a las duras condiciones de radiación del espacio exterior ".

En el diario Materiales ópticos Express , los investigadores detallan su 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, pero esos datos también se pueden recuperar a velocidades de hasta 1 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. Porque puede grabar y leer millones de bits a la vez, El almacenamiento de datos holográficos es mucho más 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 intrínsecamente de alta densidad porque registran información en todo el volumen 3-D del material, no solo en la superficie, y puede grabar múltiples 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 metálicos como medio para almacenar hologramas a nanoescala con alta resolución espacial. Las películas porosas hechas de titanio semiconductor y nanopartículas de plata son prometedoras para esta aplicación porque cambian de color cuando se exponen a varias longitudes de onda. o colores, de 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 se pueden utilizar para el almacenamiento de datos holográficos de varias longitudes de onda, Se ha demostrado que la exposición a la luz ultravioleta borra 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 podía borrar los datos porque hacía que los electrones se transfirieran de la película semiconductora a las nanopartículas metálicas, induciendo la misma fototransformación 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, debilitando la capacidad de la luz ultravioleta para borrar los datos y creando un medio de almacenamiento de datos de alta densidad ambientalmente estable ".

Cambiar el 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 nanoporos en forma de panal que permitía que las nanopartículas, moléculas que aceptan electrones y el semiconductor interactúan entre sí. El tamaño ultrapequeño de las moléculas aceptoras de electrones les permitió adherirse 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 se pueden escribir hologramas en ellas de manera eficiente y con alta estabilidad incluso en presencia de luz ultravioleta. Los investigadores también demostraron que el uso de 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 mantienen las otras 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 y métodos de reconstrucción de imágenes en 3D de alta eficiencia y métodos para la presentación del color para mostrar o leer los datos almacenados.