Metaaloxide-kristallen van zeldzame metalen kunnen door een nieuwe opslagtechniek duizenden keren meer data opslaan dan traditionele opslagmethoden. Dit is mogelijk gemaakt door het manipuleren van de atomen binnen deze kristallen.
Onderzoekers van de University of Chicago hebben onlangs de resultaten van een onderzoek naar nieuwe opslagmethoden gepubliceerd. Hierbij onderzochten de wetenschappers of zij data-opslag konden realiseren op het niveau van atomen.
Bij (traditionele) binaire opslag worden gegevens opgeslagen door schakelingen die twee toestanden aannemen, ‘aan’ of ‘uit’. De informatie wordt vastgelegd door kleine elementen te activeren of te deactiveren.
Binaire atomaire opslag in kristallen
In het onderzoek keken de wetenschappers of zij op het niveau van atomen ook dit principe konden toepassen. Dit was mogelijk door de losse atomen in een (metaal)kristal te manipuleren. Hierbij dient een ontbrekend atoom als een geheugenelement. Met behulp van ultraviolet licht worden deze atomaire ‘gaten’ in een actieve (aan) of inactieve (uit) toestand geschakeld. Hierdoor slaan zijn gegevens op.
Kristallen van zeldzame aardmetalen worden vaak gebruikt voor diverse toepassingen, zoals lasers, optische elektronica, schermen, lichtreflectie, optische storage en quantum datatoepassingen.
Kansen high-density optische storage
Vooral metaaloxide kristallen van zeldzame aardmetalen lieten hierbij verbluffende resultaten zien, beschrijven de wetenschappers in hun artikel voor het wetenschappelijke tijdschrift Nanophotonics.
Deze specifieke kristallen reageren op een unieke manier op licht. Hierdoor konden de onderzoekers zelf bepalen welke ‘atomaire gaten’ in het betreffende kristal werden geladen en welke niet. Hierdoor waren kristallen van slechts 1 millimeter groot in staat meer dan 1 miljard ‘geheugenplekken’ te creëren.
Wanneer deze techniek verder wordt doorontwikkeld, zijn high-density optische opslagapparaten mogelijk die duizenden keren meer data kunnen opslaan dan huidige technologieën.
Terloopse ontdekking
De onderzoekers kwamen onverwachts achter deze functionaliteit in (zware metalen) kristallen. Oorspronkelijk werd aan stralingsmeters voor ziekenhuispersoneel gewerkt. Tijdens de experimenten merkte één van de onderzoekers dat de voor het meten van stalingsdoses gebruikte kristallen ook zeer geschikt waren voor dataopslag. Vervolgens ging het onderzoeksteam verder met onderzoek naar deze nieuwe technologie voor dataopslag.
Lees ook: Seagate: dit zijn de drie belangrijkste opslagtrends voor 2025