Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Растровое изображение одного из образцов данных, полученное с помощью лазера с длиной волны 840 нанометров и вертикальной поляризацией (такие же параметры использовались при записи). На врезке: сильно увеличенная фотография участка со стороной 7 микрометров.

Справа показаны изображения, полученные на других длинах волн (двунаправленными стрелками также отмечены направления поляризации). Видно, что, не зная нужных параметров, невозможно восстановить начальную картинку. Это означает, что новинку можно использовать для зашифровки информации. Масштабные линейки – 20 микрометров (иллюстрация Nature).

МЕМБРАНА: Золотые нанопроводки втиснули терабайт на один диск

Ключевые слова:  оптический диск

Опубликовал(а):  Кузнецов Сергей Сергеевич

12 сентября 2009

Можно ли считать, что в этом случае информация хранится в пятимерном пространстве? Не совсем. Но если технология будет доведена до ума (и коммерческого продукта, естественно), вместительность DVD-дисков действительно увеличится в тысячи раз. Однако обо всём по порядку. В прошлом месяце американская компания General Electric рапортовала о том, что её специалисты разработали голографические диски, которые могут вмещать до сотни стандартных DVD.

Между тем уже существуют двухслойные диски Blu-ray, эквивалентные десяти DVD. Но команда материаловедов из австралийского университета Суинбёрна (Swinburne University of Technology in Melbourne) получила ещё более впечатляющие результаты. Учёные нанесли на полимер (поливиниловый спирт) золотые наностерженьки. При этом все они получились направленными в разные стороны. Десять таких слоёв наночастиц обеспечили плотность записи 140 гигабайт на кубический сантиметр. Итого – 1,6 терабайта данных на одном DVD-диске (с возможностью увеличения до 7 терабайт, если удастся уменьшить расстояния между слоями).

И всё-таки австралийские изобретатели называют новый материал не иначе как "пятимерный". Почему? Напомним, что уже ставшие традиционные DVD и CD могут хранить данные на своей поверхности в двух измерениях. У голографических дисков в распоряжении имеется и третья составляющая. Третьим измерением также условно можно считать многослойность создаваемых ныне носителей (без значительного увеличения их толщины).

Золотые наночастицы добавили новому прототипу диска будущего ещё "два измерения": по цветовому спектру и поляризации. Дело в том, что форма наночастицы (точнее, соотношение сторон) определяет, как она будет реагировать на свет. То есть растопить и превратить в каплю более тонкий и длинный наностержень сможет, к примеру, только свет зелёного цвета, а более короткий, но широкий "бочонок" поддастся синему излучению. Эти изменения формы приводят к тому, что в дальнейшем записанный "бит" будет по-разному реагировать и на считывающее излучение. Получается, что на одном и том же участке диска могут быть записаны данные на различных длинах волн (точнее, на разных составляющих общего массива наночастиц). В то же время современные CD, DVD и Blu-Ray записываются лазерным лучом только одной длины волны.

"Пятое измерение" – это поляризация света. Здесь работает другое явление: на излучение с определённой линейной поляризацией реагируют только те наночастицы, которые ориентированы параллельно направлению колебания волны (так как в таком случае поглощается наибольшее количество энергии). Поляризацию можно изменять в пределах 360 градусов, соответственно, появляется дополнительное "пространство".

"Мы можем записать информацию при "нулевой" поляризации, а затем – с помощью волн, поляризация которых находится под прямым углом к первой. При этом волны (как и данные) не будут интерферировать, то есть не смогут смешиваться между собой", — говорит в пресс-релизе университета один из авторов работы Джеймс Чон (James Chon). Все эти способы записи (по разным параметрам) использовались ранее, но всегда по отдельности. А австралийским учёным впервые удалось собрать их все воедино на одном носителе.

"Мы установили, что объём записанной информации можно увеличить во много раз, не увеличивая физические размеры диска", — добавляет Минь Гу (Min Gu), ведущий исследователь и директор Центра микрофотоники (Centre for Micro-Photonics). Однако при всех очевидных достоинствах метода есть и проблемы, которые учёным ещё предстоит решить. Например, низкая скорость записи и считывания данных (общая трудность всех высокоплотных массивов информации).

В своей статье, опубликованной на днях в журнале Nature, авторы утверждают, что на данной разработке вполне возможно достигнуть скорости в один гигабит в секунду. Можно достигнуть, но получится ли? Для чтения информации учёные использовали высокоинтенсивный, но при этом низкоэнергетический фемтосекундный лазер, который не способен расплавить наностержни. Сканирование таким лучом позволяет считать нужную информацию, не задев при этом уже записанную. Кроме того, для многослойных дисков очень важно преодолеть помехи, которые могут создавать внешние слои при чтении внутренних. Но фемтосекундный лазер достаточно дорогой и громоздкий, его будет очень сложно внедрить в коммерческий привод. "В решение этой проблемы мы полагаемся на наших коллег физиков", — комментирует Чон.

Австралийские материаловеды также отмечают, что пока информацию на диски можно будет только записать – стереть или перезаписать её невозможно. Что, правда, не отменяет возможности использования новых дисков в крупных архивах (медицинских, банковских и других). К тому же полученная информация будет храниться долго (сколько именно, пока не уточняется). Также пока ничего не известно о времени доступа к записанной информации и цене будущих дисков (хоть золото в них и в микроскопических количествах, но всё же это драгоценный металл).

Основными конкурентами "золотых" носителей на данный момент являются другие высокоплотные разработки. Это и усовершенствованные голографические диски (последний прототип от InPhase Technologies способен хранить 43,5 гигабайта в кубическом сантиметре), и чипы флэш-памяти, и магнитные накопительные устройства. Но несмотря на все возможные трудности по внедрению технологии в массовое производство, австралийцы уже подписали соглашение с корейской Samsung, а также ведут переговоры с китайской компанией Shenzhen Sunland Technology о возможности создания патента на перспективную разработку. Станет ли разработка столь же распространённой как DVD и CD? Возможно. Если к тому времени её не догонят и перегонят по вместимости другие новички, например такие как диски биологические.


Источник: МЕМБРАНА



Комментарии
"Диски биологические"«Белки уплотняют запись на DVD в тысячу раз» «В таком случае возникает вопрос – как будет осуществляться запись-считывание информации? Ведь для этого потребуется луч с очень маленькой длиной волны. По-видимому, это приведёт к созданию весьма громоздкой аппаратуры. Не слишком ли большой окажется плата за высокую плотность информации?» «био-оптические компакт-диски (bio-optical CD), которые функционируют, как недорогие диагностические инструменты для обнаружения белков в крови - технология нуждается в существенном усовершенствовании.» «© Мартенова А.А. Запись – считывание информации на био/дисках должно осуществляться на основании самособирающихся биокристаллических соединений, выделенных из различных биологических жидкостей, тканей, клеток и тд». За совместные исследования!
Шабанов Михаил Валерьевич, 20 сентября 2009 23:48 
Очень хотелось бы, чтобы внедрение таких вот чудо-дисков произошло бы как можно быстрее, тогда бы не пришлось привыкать к Блю Рэю

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Природные фотонные кристаллы на крыльях Пяденицы
Природные фотонные кристаллы на крыльях Пяденицы

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Броуновское движение скирмионов.Растягиваем графен правильно. Красное вино, кофе и чай помогают создавать материалы для гибкой носимой электроники. Металлическая природа кремния и углерода.

К 2023 году российские химики могут занять 4-е место в мире
Эксперты отметили рост числа научных публикаций отечественных ученых и сообщили, что к 2023 году российские химики могут занять 4-е место в мире по публикационной активности.
27 – 29 ноября в рамках юбилейных мероприятий Химического факультета МГУ и торжественной церемонии закрытия Международного года Периодической таблицы химических элементов эксперты подвели итоги 2019 г.

Итоги Менделеевского Года
28 ноября в Фундаментальной библиотеке МГУ состоялось торжественное закрытие Международного года Периодической таблицы химических элементов Д.И.Менделеева.

Константин Жижин, член-корреспондент РАН: «Бор безграничен»
Наталия Лескова
Беседа с К.Ю. Жижиным, заместителем директора Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова по научной работе, главным научным сотрудником лаборатории химии легких элементов и кластеров.

Мембраны правят миром
Коллектив авторов, Гудилин Е.А.
Ученые МГУ за счет детального изучения структурных и морфологических характеристик материалов на основе оксида графена и 2D-карбидов титана, а также моделирования их свойств, улучшили методы создания мембран для широкого круга практических применений.

Лекция про Дмитрия Ивановича и Наномир на Фестивале науки
Е.А.Гудилин и др., Фестиваль науки
В дни Фестиваля науки «NAUKA 0+» на Химическом факультете МГУ ведущие ученые познакомили слушателей с самыми современными достижениями химии. Ниже приводится небольшой фоторепортаж 1 дня и расписание лекций.

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.