Scrittura ottica su nanoscala: rivoluzione in vista

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La scrittura ottica su nanoscala, riferita a strutture con una scala di lunghezza applicabile alla nanotecnologia, solitamente citata come variabile da 1 a 100 nanometri, che utilizza metodi di super risoluzione a campo lontano, fornisce un approccio senza precedenti per l’archiviazione di dati ad alta capacità.

Scrittura ottica (Adobe Stock)
Scrittura ottica (Adobe Stock)

Tuttavia, gli attuali metodi di scrittura ottica su nanoscala si basano tipicamente su foto iniziazione e foto inibizione con elevata intensità del raggio, elevato consumo di energia e breve durata del dispositivo.

Scrittura ottica su nanoscala: come rendere più efficiente l’archiviazione dei dati, riducendo le emissioni di gas

Scrittura ottica al pc (Adobe Stock)
Scrittura ottica al pc (Adobe Stock)

Un gruppo di scienziati formati dall’Università di Shanghai per la Scienza e la Tecnologia, della RMIT University in Australia e dell’Università Nazionale di Singapore hanno mostrato un metodo semplice e ampiamente applicabile, basato sul trasferimento di energia di risonanza da nanoparticelle di upconversion drogate con lantanidi all’ossido di grafene per la scrittura ottica su scala nanometrica.

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Il trasferimento ad alta energia dalle nanoparticelle di upconversion induce una riduzione chimica localizzata dei fiocchi di ossido di grafene per la scrittura ottica, con una dimensione della caratteristica laterale di ~ 50 nm (1/20 della lunghezza d’onda), con un’intensità di inibizione di 11,25 MW cm-2.

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Il trasferimento di energia di risonanza upconversion può consentire l’archiviazione ottica di dati di nuova generazione con elevata capacità e basso consumo energetico, offrendo al contempo un potente strumento per la nanofabbricazione a basso consumo energetico di dispositivi elettronici flessibili.

Nell’era dei dati, la scrittura ottica ad alta densità è una tecnologia chiave per memorizzare le informazioni. L’archiviazione dei dati digitali multiplex in vetro di quarzo ha segnato la rinascita dell’archiviazione ottica dei dati per i big data.

Tuttavia, la nanostrutturazione laser a femtosecondi del vetro al quarzo fuso, impedisce la scrittura ottica efficiente dal punto di vista energetico su scala nanometrica necessaria per nuvole ottiche sostenibili.
La scrittura ottica su nanoscala che utilizza metodi di super-risoluzione a campo lontano, invece, dà l’opportunità di un approccio senza precedenti per l’archiviazione di dati ad alta capacità. Che, unita alla natura nanometrica del nuovo materiale, permette di usare un laser a bassa potenza a onda continua che va a scrivere su uno strato che ha una densità maggiore, e che quindi può ospitare più dati.

Il gruppo di ricercatori ha pubblicato i risultati di questo enorme studio su Science Advances con il chiaro intento di rendere più efficiente l’archiviazione dei dati, riducendo al contempo le emissioni di gas serra dei data center, e allontanandoli quindi dai dischi magnetici che hanno una durata di vita limitata.

La scienza consente già metodi di scrittura ottica su scala nanometrica, ma prima di questo studio c’era un fin troppo alto consumo energetico, a causa dell’intensità del fascio laser e la breve durata del dispositivo di scrittura. Ora potrebbe non essere più così.

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