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7 Déc, 2023

Une percée dans le domaine du stockage de données sur du diamant permet d’écrire et de réécrire jusqu’à un seul atome

Une percée dans le domaine du stockage de données sur du diamant permet d’écrire et de réécrire jusqu’à un seul atome

Des scientifiques ont mis au point une nouvelle technique permettant d’écrire des données sur le diamant de manière plus dense en utilisant différentes longueurs d’onde de la lumière laser.

Le diamant est un matériau prometteur pour le stockage de données, et les scientifiques ont maintenant démontré une nouvelle façon d’y inscrire encore plus de données, jusqu’à un seul atome. La technique permet de contourner une limite physique en écrivant des données aux mêmes endroits avec une lumière de couleur différente.

Le diamant a un grand potentiel en tant que support de stockage de données – des développements récents ont permis de produire des plaquettes de 5 cm pouvant stocker l’équivalent d’un milliard de disques Blu-Ray. Curieusement, il ne s’agit pas d’écrire des données sur le diamant lui-même, mais sur de minuscules défauts d’azote dans le matériau. Ces défauts peuvent absorber la lumière, ce qui leur vaut le nom de « centres de couleur ».

Habituellement, les technologies de mémoire optique ont une limite stricte quant à la finesse d’écriture des données – après tout, il existe un diamètre minimum auquel un faisceau laser peut être focalisé. Connu sous le nom de limite de diffraction, ce diamètre varie en fonction de la longueur d’onde de la lumière utilisée.

« Il est impossible d’utiliser un faisceau comme celui-ci pour écrire avec une résolution inférieure à la limite de diffraction, car si vous déplacez le faisceau en deçà de cette limite, vous impacterez ce que vous avez déjà écrit », explique Tom Delord, coauteur de l’étude. Normalement, les mémoires optiques augmentent la capacité de stockage en raccourcissant la longueur d’onde (en passant au bleu), ce qui explique la technologie « Blu-ray ».

Mais pour cette nouvelle étude, des chercheurs de la City University of New York (CUNY) ont trouvé un moyen de contourner la limite de diffraction. L’astuce consiste à utiliser différentes longueurs d’onde de la lumière pour écrire des données dans des centres de couleur qui sont plus proches l’un de l’autre que ne le permet la limite de diffraction. Vous ne pourriez peut-être pas mettre deux « verts » côte à côte, par exemple, mais si vous alternez entre, disons, le vert, le rouge et le bleu, vous pourriez théoriquement stocker trois fois plus de données dans une région que si vous n’utilisiez qu’une seule couleur.

« Ce que nous avons fait, c’est contrôler très précisément la charge électrique de ces centres de couleur à l’aide d’un laser à bande étroite et dans des conditions cryogéniques », souligne Tom Delord. « Cette nouvelle approche nous a permis d’écrire et de lire de minuscules bits de données à un niveau beaucoup plus fin que ce qui était possible auparavant, jusqu’à un seul atome.

Lors de tests, l’équipe a démontré que la technique pouvait imprimer 12 images différentes au même endroit à des fréquences différentes, atteignant une densité de données de 25 Go dans 6,4 cm². À titre de comparaison, c’est la quantité de données qu’un disque Blu-Ray standard à couche unique peut contenir sur toute sa surface. En outre, cette technique est réversible, ce qui signifie que les données peuvent être écrites, effacées et réécrites autant de fois que nécessaire.

En poursuivant ses travaux, l’équipe affirme que cette technique pourrait être appliquée à d’autres matériaux et, espérons-le, à température ambiante plutôt que dans des conditions cryogéniques.

https://www.nature.com/articles/s41565-023-01542-9

https://www.ccny.cuny.edu/news/ccny-researchers-publish-optical-data-storage-breakthrough-nature-nanotechnology