Állandó adattárolásra alkalmas fotonikus chipet hoztak létre

Az újfajta chipen a CD-hez és DVD-hez hasonló módon tárolódnak az adatok, ám egy napon jóval nagy adatsűrűséget lehet majd megvalósítani rajtuk.

Állandó adattárolásra alkalmas fotonikus chipet hoztak létre

Állandó adattárolásra alkalmas fotonikus chippel állt elő egy német és brit kutatókból álló csoport. A fejlesztés nagyon nagy jelentőségű lehet az számítástechnika jövőjére nézve, hiszen a fotonikus vagy optikai chipek számos előnnyel rendelkeznek az elektronok áramlásán alapuló áramkörökkel szemben. Az optikai rendszerű lapkák egyrészt sokkal gyorsabb működésre képesek, mivel bennük az elektronok nem ütköznek folyamatosan egymásba, másrészt ugyanezen okból jóval kevesebb hőt is generálnak. Az elmúlt évtizedek során elsősorban olyan fotonikus rendszerekkel kísérleteztek a kutatók, amelyekben a fém vezetékeket optikai szálakra cserélték le. Ezek a chipek azonban csak addig képesek az adatok tárolására, amíg energiát kapnak, ennek hiányában viszont a rajtuk tárolt információk elvesznek.

Harish Bhaskaran, az Oxford nanomérnöke, és Wolfram Pernice, a Karlsruhei Műszaki Intézet villamosmérnöke azonban az újraírható optikai adattárolók alapanyagát felhasználva kidolgozott egy módszert, amellyel áthidalható ez a probléma. Az újraírható CD-ken és DVD-ken egy germániumból, antimonból és tellúrból (GST) álló ötvözet tárolja az adatokat. Ha a vékony réteget erős lézerfény éri, annak rendezett, kristályrácsos szerkezete az adott helyen összekuszálódik. (A szerkezet aztán egy alacsonyabb intenzitású nyalábbal újra helyrehozható, ezért újraírható a tároló). Az adatok tehát szabályos és amorf részek kombinációjaként tárolódnak, leolvasásuk pedig azért valósítható meg, mert a két különböző struktúra másként veri vissza a fényt.

Az anyaggal dolgozó kutatók nemrégiben észrevették, hogy a GST amorf változatának fényelnyelő képessége is megváltozik a rendezett struktúrát jellemzőhöz képest: a kristályrácsos részek több fényt nyelnek el, mint a szabálytalan régiók. A szakértők az anyag ezen tulajdonságát kívánták kiaknázni újfajta optikai chipjük megalkotásakor, ezért egy fényimpulzusok számára csatornát biztosító szilícium-nitrid hullámvezető tetejére aprócska GST-réteget helyeztek. Az adatok rögzítéséhez intenzív fénynyalábot vezettek a hullámvezetőbe, amely a célba vett helyeken megváltoztatta a réteg kristályszerkezetét. Olvasáskor a kutatók ezúttal nem a GST fényvisszaverő képességét, hanem annak fényelnyelő képességét vizsgálták alacsony intenzitású nyalábok segítségével, vagyis azt nézték, hogy hol mennyi fény jut át a megírt rétegen.

A rendszer különböző hullámhosszú nyalábokat használva párhuzamosan több bit rögzítésére és leolvasására is képes, ami az elektromos adattárolók esetében nem oldható meg. A másik érdekesség, hogy a nyalábok intenzitásának változtatásával szabályozható, hogy mennyire váljon amorffá a kristályrács egy-egy pontja. A szakértők például 90 százalékban amorf és 10 százalékban kristályos, valamint 80 százalékban amorf és 20 százalékban kristályos pontokat is létre tudtak hozni, illetve gond nélkül leolvasni, ami azt jelenti, hogy az adattároló nem csak bináris kód tárolására lesz alkalmas, így egy adott méretű felületen jóval több adatot tud megőrizni. (A kutatóknak a mostani kísérlet során nyolc jól megkülönböztethető fényelnyelési szintet sikerült létrehozniuk.)

A fotonikus chipek persze egyelőre ezzel a nagyon fontos eredménnyel együtt is fejlesztésük kezdeti szakaszában járnak, és meglehetősen kezdetlegesek elektronokkal működő társaikhoz képest. Ám Bhaskaran elmondása szerint a fotonikus rendszerek a jövőben 50‒100-szor gyorsabbak lehetnek a jelenlegi processzoroknál.

Tesztek

{{ i }}
arrow_backward arrow_forward
{{ content.commentCount }}

{{ content.title }}

{{ content.lead }}
{{ content.rate }} %
{{ content.title }}
{{ totalTranslation }}
{{ orderNumber }}
{{ showMoreLabelTranslation }}
A komment írásához előbb jelentkezz be!
Még nem érkeztek hozzászólások ehhez a cikkhez!
Segíts másoknak, mond el mit gondolsz a cikkről.
{{ showMoreCountLabel }}

Kapcsolódó cikkek

Magazin címlap arrow_forward