Armazenamento óptico regravável supera limite de difração da luz

Redação do Site Inovação Tecnológica - 12/12/2023

Imagens gravadas diretamente nos pontos microscópicos do cristal.
[Imagem: Richard Monge et al. - 10.1038/s41565-023-01542-9]

Dados no diamante

Físicos desenvolveram uma técnica para aumentar a capacidade de armazenamento óptico de dados em filmes finos de diamante sintético. Isto se tornou possível multiplexando o armazenamento no domínio espectral, ou seja, nas cores da luz.

"Isto significa que podemos armazenar muitas imagens diferentes no mesmo local do diamante, usando um laser de cor ligeiramente diferente para armazenar informações diferentes em átomos diferentes nos mesmos pontos microscópicos. Se este método puder ser aplicado a outros materiais ou em temperatura ambiente, ele poderá ser usado em aplicações de computação que exigem armazenamento de alta capacidade," disse o professor Tom Delord, da Faculdade Cidade de Nova York, nos EUA.

A técnica se tornou possível graças a pontos muito especiais no diamante, conhecidos como centros de cor ou vacâncias de nitrogênio - esses mesmos defeitos na estrutura cristalina do diamante, que surgem quando um átomo de nitrogênio intromete-se na estrutura de carbono puro do diamante, têm sido usados como qubits para computadores quânticos.

As tecnologias de memória óptica têm uma resolução definida pelo limite de difração, ou seja, o diâmetro mínimo no qual um feixe de luz pode ser focado, que é aproximadamente igual à metade do comprimento de onda da luz - por exemplo, a luz verde teria um limite de difração de 270nm.

"Então, você não pode usar um feixe como esse para escrever com resolução menor do que o limite de difração porque, se você deslocar o feixe menos que isso, você estragaria o que já escreveu. Então normalmente, as memórias ópticas aumentam a capacidade de armazenamento tornando o comprimento de onda mais curto, mudando para o azul, e é por isso que temos a tecnologia 'Blu-ray'," detalhou Delord.

Diferentes cores gravam dados nos mesmos pontos usando diferentes centros de cor, que são defeitos com dimensão atômica.
[Imagem: Richard Monge et al. - 10.1038/s41565-023-01542-9]

Armazenamento óptico regravável

O que diferencia a nova técnica é que os pesquisadores conseguiram driblar o limite de difração tirando proveito das pequenas alterações de cor (comprimento de onda) existentes entre centros de cores separados por espaços menores do que o limite de difração.

"Ao ajustar o feixe para comprimentos de onda ligeiramente deslocados, ele pode ser mantido no mesmo local físico, mas interagir com diferentes centros de cores para alterar seletivamente suas cargas - isto é, para gravar dados com resolução de sub-difração," explicou o pesquisador Richard Monge.

Outro aspecto único desta técnica é que ela é reversível. "É possível escrever, apagar e reescrever um número infinito de vezes," detalhou Monge. "Embora existam outras tecnologias de armazenamento óptico capazes de fazer isso, este não é o caso típico, especialmente quando se trata de alta resolução espacial. Um disco Blu-ray é novamente um bom exemplo de referência - você pode escrever um filme nele, mas você não pode apagá-lo e gravar outro."

Mais tópicos