Loading

Исследование плазмонной наноструктуры может совершить прорыв в области хранения информации

Создано 08.04.2015 16:26
Автор: Natali

Исследование плазмонной наноструктуры может совершить прорыв в области хранения информации. Facepla.net последние новости экологии

Использование оптической записи звука на пленку на ранних кинофильмах произвело революцию в киноиндустрии и оставалось стандартным методом записи звука в этой отрасли в течение более 80 лет.

Теперь исследователи из Университета Иллинойса повторили этот подвиг в миниатюре, утверждая, что первыми в мире записали оптически закодированный звук на плазмонную пленочную подложку.

Имея размеры человеческого волоса, этот субстрат обладает емкостью в пять с половиной тысяч раз больше, чем обычной аналоговый магнитный носитель информации.

Одна секунда звуковой записи на плазмонной пленке требует площадь всего 0,0255 кв мм, по сравнению с площадью 1143 кв мм, необходимой для аналоговой магнитной ленты, чтобы уместить запись аналогичной длительности. Потенциальная емкость для хранения очень высока, особенно учитывая невероятную тонкость носителя.

В сущности, исследователи, работающие под руководством доцента Кимани Туссен (Kimani Toussaint) записали оптически закодированный звук в плазмоническую наноструктуру из золотых наноантенн (pBNA), имеющих вид галстука-бабочки, используя их свойство эмулировать фотопленку.

Другими словами, изменяя отражательные свойства наноантенн можно воссоздать некоторые оптически закодированные частотные характеристики. Команда успешно записала ноты первой октавы, начиная с С4 (до) и заканчивая C5 (до) второй октавы, создав тем самым плазмонную клавиатуру или "нано пианино", как исследователи окрестили структуру.

Чтобы сделать это, команда записала звуковые сигналы, используя настраиваемый аудио-модулированный титан-сапфировый лазер, сфокусировав пучок с помощью микроскопа для нанесение непосредственно на поверхность наноантенн. Для воспроизведения записи - в этом случае песенки «Twinkle, Twinkle, Little Star» - тот же микроскоп используется для передачи записанной информации к цифровой камере, где обработка сигнала используется для преобразования оптических моделей обратно в звук.

"Хранение данных является очень интересным направлением, чтобы работать над ним", говорит профессор Туссен. "Например, можно рассмотреть вопрос о применении этого типа нанотехнологии для улучшения нишевой, но по-прежнему важной, аналоговой технологии, которая используется в области архивного хранения. Кроме того, наша работа имеет потенциал создания систем-на-чипе на плазмонной основе для обработки информации».

Ранние исследования показали чувствительность pBNA к температуре, что приводит к измеениям структуры при воздействии лазерного излучения малой мощности, и команда использовала это свойство, чтобы немного расплавить золото в каждой наноантенне для "настройки" на конкретный частотный диапазон и, таким образом, заложить в каждую антенну определенную ноту.

"Характерной особенностью плазмоники является спектр", говорит Хао Чен, бывший постдокторант в лаборатории Туссена. "Возникнув из плазмонного-индуцированного теплового эффекта, хорошо управляемые наноразмерные морфологические изменения позволяют достичь спектрального сдвига в 100-нм. При использовании этой спектральной степени свободы, координаты, амплитуда, емкость – эти характеристики могут быть улучшены".

Плазмонная пленка, использованая в этом исследовании, также может быть использована для записи цифровых данных – для этого необходимо провести соответствующую настройку при помощи лазера.

"... Хотя наша аудиозапись основана на аналоговом принципе хранения данных, структуру можно преобразовать в хранении цифровых данных, настроив каждую наноантенну хранить биты данных - 1 или 0", говорит Чен.

В настоящее время исследователи из Иллинойса ищут способы сочетать аудио и видео записи на одном массиве pBNAs. Команда считает, что массовое производство устройств на основе их технологии возможно при использовании развивающихся методов нанопроизводства, например ниноимпринтной литографии. Так же они собираются исследовать другие потенциальные приложения для хранения данных, такие как замена для аналоговых технологий в архивном хранении.

Это исследование также может значительно улучшить системы-на-чипе, предназначенные для обработки информации, основанные на технологии плазмонных пленок.

Facepla.net по материалам: mechanical.illinois.edu

Author: Natali

Комментарии: