Новый способ кодирования информации

Лига-пресс, (20:20) 28 октября 2022 г.

Ученые физического факультета МГУ вместе с коллегами из Института общей и неорганической химии имени Н. С. Курнакова РАН и Национального исследовательского университета МИЭТ придумали способ кодировать информацию по пяти измерениям (5D).

Эта технология, используя фазопеременный материал и излучение лазера, позволит в перспективе уменьшать размер носителей информации, в которых запись и считывание производятся оптическим способом.

В стандартных носителях информации, таких как CD-RW диски, запись и считывание информации реализуются по принципу 3D — за счет перемещения лазерного луча по трем координатам в объеме используемого материала. При этом максимальная плотность записи информации зависит от возможности сфокусировать лазерный луч в минимально возможную область, где происходит кодирование, так называемый воксель.

Важно отметить, что характерный размер фокусировки светового луча не может быть существенно меньше длины волны согласно фундаментальному ограничению, называемому дифракционным пределом. Таким образом, для увеличения плотности записи информации можно до определенной степени уменьшать длину волны излучения. На этом принципе базируется современная технология Blue-ray, в которой используют коротковолновое фиолетовое излучение. Дальнейшее уменьшение длины волны и переход в ультрафиолетовую область приводят к существенному увеличению затрат на производство как устройств записи-считывания, так и носителя информации.

Альтернативный способ — произвести запись с дополнительными параметрами кодирования. Этого можно добиться, создавая анизотропные области, в которых оптические или электрофизические свойства материала зависят от поляризации падающего света или направления приложенного тока соответственно. Тогда две дополнительные размерности кодирования могут быть обеспечены направлением оси анизотропии и ее величиной, что и обусловливает название 5D памяти. При этом отпадает необходимость уменьшения длины волны излучения, используемого для записи.

Ранее подобная технология реализовывалась на различных стеклах, в которых запись анизотропных областей производилась сфокусированными фемтосекундными лазерными импульсами. Подбор поляризации, числа и энергии импульсов позволяет контролируемым образом управлять параметрами анизотропии. Однако в стеклах на практике невозможна перезапись информации, то есть по аналогии с компакт-дисками реализуется только технология CD-R, но не CD-RW.

Чтобы решить эту проблему, в качестве материала для изготовления перезаписываемого носителя информации ученые Московского университета выбрали тонкую пленку из GST225 — халькогенидного соединения с фазопеременными свойствами: при воздействии на него лазерными импульсами с определенными характеристиками вещество переходит из аморфного состояния в кристаллическое. Также возможен и обратный переход при подобранных соответствующим образом параметрах излучения. Разница между оптическими и электрофизическими характеристиками GST225 в аморфной и кристаллической фазах достаточно велика и может быть легко зарегистрирована на практике, что делает данный материал перспективным в современных информационных технологиях.

«При падении сфокусированного излучения фемтосекундного лазера на пленку из GST225 возбуждаются поверхностные плазмоны-поляритоны. В результате их интерференции с падающим излучением происходят не только фазовые переходы данного материала, но и образуются поверхностные периодические структуры, существование которых мы обнаружили с помощью оптической и сканирующей электронной микроскопии. Наличие таких структур и обусловливает анизотропию в облученном материале», — поясняет один из соавторов работы Александр Колчин, аспирант физического факультета МГУ.

«Мы надеемся, что эта работа привлечет внимание к развитию новой технологии оптической записи информации. Возможно, в дальнейшем это приведет к появлению компактных систем хранения информации, чувствительных к поляризации зондирующего лазерного луча или направлению приложенного тока при считывании», — комментирует доцент физического факультета МГУ, кандидат физико-математических наук Станислав Заботнов.

Межрегиональная Лига журналистов

Последние статьи

30 сентября 2022 г. :: Политика

В.В. Путин подписал указы о вхождении новых территорий в состав РФ

В Георгиевском зале Большого Кремлевского дворца состоялась церемония подписания договоров о вхождении в РФ Донецкой и Луганской народных республик, а также Запорожской и Херсонской областей.

28 августа 2022 г. :: В мире

Рекордная жара в Европе

Этим летом во многих странах Европы были побиты температурные рекорды. с какими глобальными процессами это связано и как отразится на нашей жизни.

30 июля 2022 г. :: Медицина

В России зафиксировали заражения «кентавром»

В России выявили семь случаев заболевания новым штаммом коронавируса «кентавр», сообщила заместитель директора ЦНИИ эпидемиологии Роспотребнадзора Наталья Пшеничная. По ее словам, эта доля «пока незначительна».

25 июня 2022 г. :: Культура

«Алые паруса» - 2022 года.

«Алые паруса» - главное торжество выпускников прошло в Санкт-Петербурге.

31 мая 2022 г. :: Право

Верховный суд России расширил понятие самообороны.

Сегодня, 31 мая Верховный суд России расширил пределы допустимой самообороны в случае проникновения грабителей в дом.

24 апреля 2022 г. :: В мире

Минобороны: высокоточными ракетами уничтожены цеха по производству взрывчатки на Украине

Российские военные высокоточными ракетами наземного базирования нанесли удар и уничтожили цеха по производству взрывчатых веществ и порохов для ВСУ в районе Павлограда (Днепропетровская область), заявил официальный представитель Минобороны генерал-майор Игорь Конашенков.

31 марта 2022 г. :: Культура

Не делать драму из отъезда звезд

Пресс-секретарь президента России Дмитрий Песков призвал не драматизировать отъезд некоторых знаменитостей из страны за рубеж в связи со спецоперацией на Украине.

27 февраля 2022 г. :: В мире

Остановка сертификации газопровода «Северный поток – 2» вызовет в Европе огромный скачок цен на газ

Об этом заявил заместитель председателя Совета безопасности России Медведев, заметив, что остановка приведет к тому, что в скором времени биржевая цена на газ в Европе поднимется до €2 тыс. за тысячу кубометров.

02 февраля 2022 г. :: Спорт

Легендарный финал без Джоковича: Надаль выиграл Australian Open

В конце января в Мельбурне состоялся самый громкий и ожидаемый матч в мужском теннисном туре — Даниил Медведев против Рафы Надаля. Ожидания оправдались, игроки провели на корте больше пяти часов и выдали огненный матч.

22 января 2022 г. :: Политика

В Госдуме предложили нанести ядерный удар по США

Депутат Государственной думы РФ Евгений Фёдоров, представляющий «Единую Россию», предложил нанести предупредительный удар ядерным оружием по США в качестве одного из способов воздействия на Вашингтон.

Мнения

16 декабря 2019 г.
Валерий Елманов

Валерий Елманов,
политолог, заслуженный работник культуры РФ:
Спортивный геноцид или Ньюфашизм

07 августа 2018 г.
Станислав Белковский

Станислав Белковский,
учредитель Института национальной стратегии:
Российским чиновникам рекомендовано вернуть детей и родителей на Родину

07 августа 2018 г.
Валерий Елманов

Валерий Елманов,
политолог, заслуженный работник культуры РФ:
Переход на линию №…

07 августа 2018 г.
Александр Архангельский

Александр Архангельский,
автор и ведущий программы "Тем временем" на телеканале "Культура":
Наша школа дожёвывает позавчерашние бутерброды

10 июля 2015 г.
Станислав Белковский

Станислав Белковский,
учредитель Института национальной стратегии:
Дожить и пережить президента

08 июля 2015 г.
Юлия Латынина

Юлия Латынина,
Обозреватель "Новой газеты":
Наука уничтожать

03 марта 2015 г.
Валерий Панюшкин

Валерий Панюшкин,
Cпецкорр Русфонда, руководитель детского правозащитного проекта "Правонападение":
Рецепт радости

12 февраля 2015 г.
Сергей Лавров

Сергей Лавров,
Министр иностранных дел России:
Переговоры идут лучше чем супер