Технологии записи информации, применяемые в оптических и жестких дисках, становятся совершенней буквально с каждым днем. Тем не менее, в этих технологиях продолжает использоваться метод записи, работающий в двух пространственных измерениях. Третье пространственное измерение может использоваться устройствами голографической записи, и недавно группе ученых из Китая удалось разработать пленку со специальными наночастицами, способную выступать в роли голографического хранилища информации. Новый метод обеспечивает высокий показатель плотности записи информации, высокое значение скорости записи, считывания и обеспечивает стабильность хранения при резких перепадах условий окружающей среды.
Идея голографических устройств хранения информации прорабатывается учеными уже в течение нескольких десятилетий, тем не менее, случаи успешной реализации этой технологии можно буквально пересчитать по пальцам. В 2005 году усилиями нескольких технологических компаний была разработана технология Holographic Versatile Discs (HVD), а в 2009 году компания GE представила подобную технологию собственной разработки. Однако, ни одна из предложенных технологий так и не была доведена до уровня практического применения.
Новая пленка, созданная учеными из Северо-восточного Нормального университета в Китае, позволяет решить несколько главных проблем, препятствовавших ранее практическому применению устройств голографической записи и хранения информации. Основой этой пленки является тонкий слой полупроводникового материала, состоящего из диоксида титана и серебряных наночастиц. Лазер записывает информацию именно в серебряные наночастицы, изменяя их заряд, а поскольку различные длины волн лазерного света затрагивают наночастицы различными способами, то данные можно хранить в виде трехмерных голограмм.
Согласно расчетам, на пленке, размером 10 на 10 сантиметров и толщиной 620 нанометров, можно записать информацию в объеме, эквивалентном суммарному объему 1000 DVD-дисков, т.е., порядка 8.5 терабайт.
Для предотвращения случайного стирания информации ультрафиолетовым светом из окружающей среды китайские ученые встроили своего рода предохранитель, слой, толщиной до 2 нанометров, состоящий из специальных молекул, улавливающих электроны, выбиваемые из материала фотонами ультрафиолетового света. Эти молекулы-предохранители столь малы, что их наличие не затрагивает сотовидную структуру пленки в целом.
Наличие предохранительных молекул позволяет даже производить запись информации на пленку в случае, если она освещается ультрафиолетовым светом от внешнего источника. Кроме этого, наличие дополнительных молекул увеличивает скорость записи и считывания информации, ведь у “полезных” электронов появляются дополнительные пути для перемещения в сторону серебряных наночастиц. Во время экспериментов с опытным образцом устройства голографической записи была получена скорость в 1 Гб в секунду.
“В будущем устройства записи информации на основе подобных пленок, обладающие высокой стабильностью, смогут работать в самых чрезвычайных условиях, в том числе и в условиях открытого космоса, где на них будет воздействовать не только ультрафиолетовый свет, но и жесткое космическое излучение” – пишут исследователи, – “И в скором времени мы собираемся проверить, как наша пленка сможет хранить информацию в условиях, полностью соответствующим условиям в открытом космосе”.