Учёные Чикагского университета разработали новую технологию хранения информации, используя дефекты кристаллов размером с атом. Исследователи из Школы молекулярной инженерии Прицкера (UChicago PME) нашли способ создавать единицы и нули из кристаллических дефектов для применения в классической компьютерной памяти.

Эта инновация позволяет хранить терабайты информации в кубике материала размером всего в миллиметр. Ключевым элементом технологии является использование редкоземельных элементов, добавленных в кристалл оксида иттрия. В частности, исследователи использовали празеодим, но процесс может быть адаптирован для различных материалов.

Кристалл, используемый в исследовании, заряжается под действием ультрафиолетового света. Источник: UChicago Pritzker School of Molecular Engineering / Zhong Lab

Активация устройства хранения происходит с помощью простого ультрафиолетового лазера. Лазер стимулирует лантаноиды, которые в свою очередь высвобождают электроны. Эти электроны захватываются дефектами кристалла оксида, например, отдельными пробелами в структуре, где должен быть атом кислорода, но его нет.

Исследователи смогли управлять тем, какие дефекты заряжены, а какие нет. Обозначая заряженный пробел как «единицу», а незаряженный как «нуль», они превратили кристалл в мощное устройство хранения памяти в масштабе, невиданном в классических вычислениях.

«В этом кубике миллиметрового размера мы продемонстрировали, что есть по крайней мере миллиард таких элементов памяти — классической и традиционной», — отметил ассистент-профессор Тянь Чжун из UChicago PME.

Эта технология открывает захватывающие перспективы для будущего хранения данных, потенциально революционизируя возможности классических компьютеров и устройств хранения информации.

Подробнее на iXBT