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Un CD regrabable a escala atómica

Nankín.- El cuello de botella en el área de almacenamiento de datos a escala atómica puede romperse gracias a estudios innovadores recientes en la Universidad Normal de Nanjing (NJNU).



Con un rayo láser enfocado, los científicos pueden manipular las propiedades de los nanomateriales y, por tanto, “escribir” información en materiales monocapa. De esta manera, se demostró el disco de luz más delgado a nivel atómico.


A través de una técnica simple, eficiente y de bajo costo que involucra el rayo láser enfocado y el tratamiento con ozono, los equipos de investigación de NJNU y colabadores de la Southeast University (SEU) demostraron que la emisión de fotoluminiscencia (PL) de las monocapas WS2 se puede controlar y modificar y, en consecuencia, funciona como el disco de luz más delgado con capacidad de cifrado y almacenamiento de datos regrabables.


“En nuestra infancia, es probable que la mayoría de nosotros tuviesemos la experiencia de enfocar la luz del sol en un trozo de papel con una lupa y tratar de encender el papel. La mancha chamuscada en el papel es una especie de registro de datos en este momento. En lugar de enfocar la luz solar, enfocamos el rayo láser en materiales modificados de nivel atómico y estudiamos los efectos del rayo láser enfocado en las emisiones de fotolumniscencia de los materiales”, dijo el Junpeng Lu, autor principal del estudio.


Debido a su ventaja de visibilidad directa, la fotoluminiscencia generalmente se considera una tecnología ideal en términos de almacenamiento de datos de cifrado y descifrado. Para un método de almacenamiento de datos de cifrado sencillo y eficaz, se desean los siguientes aspectos: (a) escritura directa (velocidad de escritura rápida); (b) alto nivel de seguridad; (c) gran capacidad de almacenamiento de datos; (d) lectura de descifrado visual; (y e) capacidad de borrado.


Para abordar estos desafíos tecnológicos, los investigadores han demostrado el disco de luz más delgado con funcionalidad de cifrado.


El cifrado de escritura directa y borrable se realiza en monocapas WS2. La escritura y la lectura de información se habilitan mediante el control directo del contraste de fluorescencia de las monocapas WS2. El ozono y el escaneo de rayo láser enfocado se emplean para manipular la emisión de fotolumniscencia bajo demanda y realizar el cifrado.


Con este enfoque simple y de bajo costo, los científicos pudieron usar el rayo láser enfocado para ‘escribir’ selectivamente información en cualquier región de la película para almacenar datos encriptados. Además, los datos escritos se pueden borrar, lo que hace que el disco de luz monocapa sea reutilizable.


Curiosamente, la evolución de la emisión de fotoluminiscencia con diferentes potencias de láser de escritura podría usarse para asignar diferentes niveles de gris. La asignación de 16 niveles de gris indica una monocapa de triángulo WS2 típica con una longitud lateral de 60 micrometros que puede almacenar datos de alrededor de 1 KB. Debido a la alta resolución espacial y sensibilidad de potencia, la capacidad de almacenamiento dentro de 1 nanómetro de grosor podría ser de hasta unos 62,5 MB/cm2 y la velocidad de escritura puede alcanzar unos 6,25 MB/s. Esta tecnología será beneficiosa para extender el cifrado óptico a un régimen de baja dimensión, ofreciendo una solución segura de información inesperada para intercambiar datos.

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