Datalagring: Terabyte på atomnivå

Forskare vid University of Chicago har gjort ett genombrott som kan förändra hur vi lagrar data. Genom att utnyttja atomstora ”defekter” i kristaller har de lyckats lagra enorma mängder data på minimalt utrymme.

Varje databit är en atom

– Varje minnescell är en enda saknad atom – en enda defekt i kristallen, förklarar Tian Zhong, en av forskarna bakom projektet. Det innebär att en kristall som bara är en millimeter stor kan lagra mer data än många av dagens hårddiskar.

Från röntgen till dataminne

Det som är speciellt är att upptäckten började med något helt annat: Mätutrustning som kontrollerar hur mycket strålning sjukhusanställda utsätts för. Leonardo França, en av forskarna bakom projektet, studerade dessa strålningsmätare när han insåg att tekniken skulle kunna användas för datalagring.

Istället för röntgenstrålar använder den nya tekniken en enkel ultraviolett laser för att aktivera kristallen. Lasern stimulerar speciella atomer i kristallen (så kallade sällsynta jordartsmetaller), som i sin tur frigör elektroner som lagras i kristallens defekter.

Lätt att läsa data

”Vi kan läsa denna information optiskt, med hjälp av ljus”, förklarar forskarna. Det innebär att tekniken potentiellt kan vara både snabbare och mer energieffektiv än dagens lagringslösningar.

Nästa generations lagring

Teknologin utnyttjar något som finns i alla kristaller: små defekter i strukturen där en atom saknas. Genom att styra när dessa hål laddas med elektroner och när de inte gör det, kan forskarna använda dem som efterlikningar av ettor och nollor – byggstenarna i all digital lagring.

Forskarna har visat att en kristall på bara en kubikmillimeter kan lagra enorma mängder data, potentiellt upp till flera terabyte, genom att utnyttja atomstora defekter som minnesceller.

Från laboratorium till laptop?

Även om teknologin fortfarande befinner sig på forskningsstadiet visar den på potentialen för framtida lagringslösningar. En sådan kristall skulle teoretiskt sett kunna ersätta både hårddiskar och SSD-enheter med något som tar mycket mindre plats och använder mindre ström. Naturligtvis kan den slutliga lagringskapaciteten variera, eftersom teknologin fortfarande är under utveckling.

Källor

• University of Chicago
• Science Daily
• Läs hela studien i Nanophotonics här (pdf)