NV의 광학 분광학 및 전하 제어– 극저온 조건의 센터. ㅏNV의 에너지 레벨 다이어그램–. 밝은 빨간색 화살표(실선 및 점선)는 지상 레벨과 첫 번째 여기 매니폴드 사이의 약 637 nm 광학 전이를 나타냅니다. 진한 빨간색 화살표는 이온화 광자를 나타내고 물결 모양 화살표는 방출된 광자를 나타냅니다. 비, 여러 NV를 특징으로 하는 결정 섹션의 녹색 여기 하에서 스캐닝 공초점 이미지. 측면의 삽입은 가변 주파수의 빨간색 조명을 사용하여 상단 다이어그램의 프로토콜을 적용할 때 세트의 원으로 둘러싸인 NV의 광학 스펙트럼을 보여줍니다. 여기서(그리고 명시되지 않는 한 다른 모든 곳에서) 수평축은 470.470THz를 기준으로 한 주파수 이동입니다. 각각의 경우에 대해 동일한 프로토콜을 사용하지만 637nm 레이저를 다음 중 하나로 조정하여 NV 선택 이미지를 얻습니다. 에스지 전환(각 스펙트럼에서 화살표로 표시됨); 공진 NV 만– 이미지에 표시됩니다. 레이저 출력은 532nm와 637nm에서 각각 1.6mW와 2μW입니다. 씨네바다– 637 nm에서 강한 광학 여기(210 µW) 하의 이온화 프로토콜(상단). MW1(MW2)은 다음과 공진하는 MW 여기를 나타냅니다. 중에스 = 0 ←중에스= -1 ( 중에스= 0 ← 중에스= +1) 바닥 상태 삼중항의 전이; π-펄스의 지속 시간은 100ns입니다. 상대 NV– 이온화 간격에 따른 전하 상태 밀도 티나세트(하단)의 대표적인 NV에 대한 것입니다. 모든 실험은 7K에서 수행됩니다. PL, 광발광; au, 임의의 단위; 엘, 파장; APD, 눈사태 광검출기; kcts, 킬로카운트. 신용 거래: 자연나노기술 (2023). DOI: 10.1038/s41565-023-01542-9
뉴욕 시티 칼리지(City College of New York)의 물리학자들은 다이아몬드의 광학 데이터 저장 용량을 향상시킬 수 있는 기술을 개발했습니다. 이는 스펙트럼 영역에서 저장을 다중화함으로써 가능합니다. CCNY 과학부 Meriles 그룹의 구성원인 Richard G. Monge와 Tom Delord의 연구 제목은 “회절 한계 아래의 가역적 광학 데이터 저장”입니다. 나타납니다 일지에서자연나노기술.
CCNY의 박사후 연구원인 Delord는 “약간 다른 색상의 레이저를 사용하여 동일한 미세한 지점에 있는 서로 다른 원자에 서로 다른 정보를 저장함으로써 다이아몬드의 동일한 위치에 다양한 이미지를 저장할 수 있음을 의미합니다.”라고 말했습니다. “이 방법을 다른 재료나 다른 재료에 적용할 수 있다면 실온고용량을 요구하는 컴퓨팅 애플리케이션에 진출할 수 있습니다. 저장.”
CCNY 연구는 “컬러 센터”로 알려진 다이아몬드 및 유사 재료의 작은 요소에 중점을 두었습니다. 이는 기본적으로 빛을 흡수하고 양자 기술이라고 불리는 플랫폼 역할을 할 수 있는 원자 결함입니다.
“우리가 한 일은 협대역 레이저와 극저온 조건을 사용하여 이러한 색상 중심의 전하를 매우 정확하게 제어하는 것이었습니다.”라고 Delord는 설명했습니다. “이 새로운 접근 방식을 통해 우리는 이전보다 훨씬 더 미세한 수준, 즉 단일 원자까지 작은 데이터 비트를 본질적으로 쓰고 읽을 수 있게 되었습니다.”
광학 메모리 기술은 “회절 한계”, 즉 빔이 초점을 맞출 수 있는 최소 직경으로 정의되는 분해능을 갖고 있으며 이는 대략 광선 파장의 절반으로 확장됩니다(예: 초록불 270 nm의 회절 한계를 갖습니다.
“따라서 회절 한계보다 작은 해상도로 글을 쓰는 데 이와 같은 빔을 사용할 수 없습니다. 왜냐하면 빔을 그보다 작게 변위하면 이미 쓴 내용에 영향을 미치게 되기 때문입니다. 따라서 일반적으로 광학 메모리는 증가합니다. 저장 용량 파장을 더 짧게 만들어(파란색으로 이동) 이것이 우리가 '블루레이' 기술을 갖게 된 이유입니다.”라고 Delord는 말했습니다.
CCNY 광학 저장 방식이 다른 방식과 다른 점은 색상 중심 사이에 존재하는 약간의 색상(파장) 변화를 이용하여 회절 한계를 우회한다는 점입니다. 회절 한계.
“빔을 약간 이동된 파장으로 조정하면 동일한 파장을 유지할 수 있습니다. 물리적 위치 하지만 다른 사람들과 상호 작용 컬러 센터 선택적으로 전하를 변경하는 것, 즉 부회절 분해능으로 데이터를 작성하는 것입니다.”라고 CUNY 대학원 센터에서 박사 과정 학생으로 연구에 참여한 CCNY 박사후 연구원 Monge는 말했습니다.
이 접근 방식의 또 다른 독특한 측면은 되돌릴 수 있다는 것입니다. Monge는 “무한히 쓰고, 지우고, 다시 쓸 수 있습니다.”라고 말했습니다. “이를 수행할 수 있는 다른 광학 저장 기술도 있지만 이는 일반적인 경우가 아닙니다. 특히 높은 공간 해상도의 경우 더욱 그렇습니다. Blu-ray 디스크는 다시 한 번 좋은 참고 사례가 됩니다. 여기에 영화를 쓸 수 있습니다. 하지만 그것을 지우고 다른 것을 쓸 수는 없습니다.”
추가 정보:
Richard Monge 외, 회절 한계 이하의 가역적 광학 데이터 저장,자연나노기술 (2023). DOI: 10.1038/s41565-023-01542-9
에 의해 제공
뉴욕 시립 대학
소환: 광학 데이터 저장의 획기적인 발전은 회절 한계를 우회하여 다이아몬드의 용량을 증가시킵니다(2023년 12월 4일) https://phys.org/news/2023-12-optical-storage-breakthrough-capacity-diamonds.html에서 2023년 12월 14일 검색됨
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