Met behulp van een gerichte laserstraal, wetenschappers kunnen eigenschappen van nanomaterialen manipuleren, dus het 'schrijven' van informatie op monolaagmaterialen. Op deze manier, de dunste lichtschijf op atomair niveau werd gedemonstreerd.

Het knelpunt in het gegevensopslaggebied op atomaire schaal kan worden doorbroken door een eenvoudige techniek, dankzij recente innovatieve studies uitgevoerd door wetenschappers van Nanjing Normal University (NJNU) en Southeast University (SEU).

Door een eenvoudige, efficiënte en goedkope techniek waarbij de gerichte laserstraal en ozonbehandeling betrokken zijn, de NJNU- en SEU-onderzoeksteams, geleid door Prof. Hongwei Liu, Prof. Junpeng Lu en Prof. Zhenhua Ni toonden aan dat de fotoluminescentie (PL) emissie van WS ₂ monolagen kunnen worden gecontroleerd en gewijzigd, en bijgevolg, het werkt als de dunste lichte schijf met herschrijfbare gegevensopslag en encryptiemogelijkheden.

"In onze kinderjaren de meesten van ons hebben waarschijnlijk ervaring met het focussen van zonlicht op een stuk papier door een vergrootglas en proberen het papier te ontsteken. De verschroeide plek op papier is op dit moment een soort dataregistratie. In plaats van het zonlicht te focussen, we richten de laserstraal op gemodificeerde materialen op atomair niveau en bestuderen de effecten van de gerichte laserstraal op de PL-emissies van de materialen, " zei prof. Lu.

Gegevensopslag en encryptie:informatie 'getrokken' op met ozon behandelde WS ₂ films

Dankzij het voordeel van directe zichtbaarheid, PL wordt meestal beschouwd als een ideale technologie in termen van codering en decodering van gegevensopslag. Voor een eenvoudige en effectieve methode voor het opslaan van versleutelde gegevens, de volgende aspecten zijn gewenst:(i) direct schrijven (hoge inschrijfsnelheid); (ii) hoog beveiligingsniveau; (iii) grote gegevensopslagcapaciteit; (iv) visuele decodering lezen; (v) wisfunctie.

Om deze technologische uitdagingen aan te gaan, onderzoekers demonstreren de dunste lichte schijf met coderingsfunctionaliteit.

De write-through en wisbare codering worden gerealiseerd op WS ₂ monolagen. Het in- en uitlezen van informatie wordt mogelijk gemaakt door de directe regeling van het fluorescentiecontrast van WS ₂ monolagen. Ozon en gerichte laserstraalscanning worden gebruikt om on-demand PL-emissie te manipuleren en codering te realiseren.

Met deze eenvoudige en goedkope aanpak, de wetenschappers waren in staat om de gefocusseerde laserstraal te gebruiken om selectief informatie op elk gebied van de film te 'schrijven' om gecodeerde gegevens op te slaan. In aanvulling, de geschreven gegevens zijn uitwisbaar, waardoor de monolaag lichte schijf herbruikbaar is.

interessant, de evolutie van PL-emissie met verschillende schrijflaservermogens zou kunnen worden gebruikt om verschillende grijsniveaus toe te wijzen. De toewijzing van 16 grijsniveaus geeft een typische driehoek WS . aan ₂ monolaag met een zijlengte van 60 m kan ~ 1 KB gegevens opslaan. Door de hoge ruimtelijke resolutie en vermogensgevoeligheid, de opslagcapaciteit binnen een dikte van 1 nm kan oplopen tot ~62,5 MB/cm ² en de schrijfsnelheid kan ~6,25 MB/s bereiken. Deze technologie zal gunstig zijn om de optische codering uit te breiden naar een laagdimensionaal regime, een onverwachte, informatieveilige oplossing bieden om gegevens uit te wisselen.

Deze innovatie werd voor het eerst online gepubliceerd in het tijdschrift Geavanceerde functionele materialen op 24 juni 2021.

Het snelgroeiende informatieveld vraagt ​​om een ​​hogere beveiliging en grotere opslagcapaciteit. Om een ​​lichte schijf te ontwikkelen die voldoet aan de industriestandaard, De onderzoeksteams van NJNU en SEU zullen de veelzijdige gefocusseerde laserstraaltechniek uitbreiden naar monolaagmateriaal op waferschaal. In aanvulling, ze zullen kijken naar verdere verbetering van de opslagcapaciteit van lichte schijven via stapelen in normale richting.