Datalagring: Terabyte på atomnivå

Forskere ved University of Chicago har gjort et gjennombrudd som kan endre hvordan vi lagrer data. Ved å utnytte atomstore “defekter” i krystaller, har de klart å lagre enorme mengder data på minimalt med plass.

Hver databit er et atom

– Hver minnecelle er ett enkelt manglende atom – én enkelt feil i krystallen, forklarer en av forskerne bak prosjektet, Tian Zhong. Dette betyr at et krystall bare en millimeter stort kan lagre mer data enn mange av dagens harddisker.

Fra røntgen til dataminne

Det spesielle er at oppdagelsen startet med noe helt annet: Måleutstyr som sjekker hvor mye stråling sykehusansatte utsettes for. Leonardo França, en av forskerne bak prosjektet, studerte disse strålemålerne da han oppdaget at teknologien kunne brukes til datalagring.

I stedet for røntgenstråling, bruker den nye teknologien en enkel ultrafiolett laser for å aktivere krystallen. Laseren stimulerer spesielle atomer i krystallen (såkalte sjeldne jordarter), som igjen frigjør elektroner som lagres i krystallens defekter.

Enkelt å lese dataene

“Vi kan lese denne informasjonen optisk, ved hjelp av lys,” forklarer forskerne. Dette gjør at teknologien potensielt kan bli både raskere og mer energieffektiv enn dagens lagringsløsninger.

Neste generasjons lagring

Teknologien utnytter noe som finnes i alle krystaller: små defekter i strukturen hvor det mangler et atom. Ved å kontrollere når disse hullene er ladet med elektroner og når de ikke er det, kan forskerne bruke dem som etterligninger av ettall og nuller – byggesteinene i all digital lagring.

Forskerne har demonstrert at et krystall på bare én kubikkmillimeter kan lagre enorme mengder data, potensielt opptil flere terabyte, ved å utnytte atomstore defekter som minneceller.

Fra laboratorium til laptop?

Selv om teknologien fortsatt er på forskningsstadiet, viser den potensialet for fremtidens lagringsløsninger. Et slikt krystall vil teoretisk kunne erstatte både harddisker og SSD-er med noe som tar mye mindre plass og bruker mindre strøm. Den endelige lagringskapasiteten kan naturligvis variere, da teknologien fortsatt er under utvikling.

Kilder

• University of Chicago
• Science Daily
• Les hele studien i Nanophotonics her (pdf)