A quantidade total de dados gerados em todo o mundo deve chegar a 175 zetabytes (1 ZB equivale a 1 bilha£o de terabytes) em 2025. Se 175 ZB fossem armazenados em discos Blu-ray, a pilha seria 23 vezes a distância atéa lua. Ha¡ uma necessidade urgente de desenvolver tecnologias de armazenamento que possam acomodar essa enorme quantidade de dados.

A demanda para armazenar volumes cada vez maiores de informações resultou na ampla implementação de data centers para Big Data. Esses centros consomem grandes quantidades de energia (cerca de 3% do fornecimento global de eletricidade) e dependem de unidades de disco ra­gido baseadas em magnetização com capacidade de armazenamento limitada (até2 TB por disco) e vida útil (três a cinco anos). O armazenamento a³ptico de dados habilitado a laser éuma alternativa promissora e econa´mica para atender a essa demanda sem precedentes. No entanto, a natureza difrativa da luz limitou o tamanho para o qual os bits podem ser escalados e, como resultado, a capacidade de armazenamento dos discos a³pticos.

Pesquisadores da USST, RMIT e NUS agora superaram essa limitação usando nanoparta­culas de conversão ascendente dopadas com lantana­deos ricas em terra e flocos de a³xido de grafeno . Esta plataforma de material exclusiva permite bits de informação em nanoescala de gravação a³ptica de baixa potaªncia.

Uma densidade de dados muito melhorada pode ser alcana§ada para uma capacidade de armazenamento estimada de 700 TB em um disco a³ptico de 12 cm, compara¡vel a uma capacidade de armazenamento de 28.000 discos Blu-ray. Além disso, a tecnologia usa lasers de onda conta­nua de baixo custo, reduzindo os custos operacionais em comparação com as técnicas tradicionais de escrita a³ptica usando lasers pulsados ​​volumosos e caros.

Essa tecnologia também oferece o potencial para litografia a³ptica de nanoestruturas em chips baseados em carbono em desenvolvimento para dispositivos nanofota´nicos de próxima geração.

O armazenamento a³ptico de dados avançou notavelmente nas últimas décadas, mas a capacidade de armazenamento em disco a³ptico ainda élimitada a alguns terabytes.

A nova tecnologia de gravação a³ptica de sub-difração pode produzir um disco a³ptico com a maior capacidade de armazenamento de todos os dispositivos a³pticos dispona­veis. Embora sejam necessa¡rios avanços para otimizar a tecnologia, os resultados abrem novos caminhos para enfrentar o desafio global do armazenamento de dados. A tecnologia éadequada para a produção em massa de discos a³pticos e pode oferecer uma solução mais barata e sustenta¡vel para a próxima geração de armazenamento de dados a³pticos de alta capacidade e nanofabricação com eficiência energanãtica de eletra´nicos flexa­veis baseados em grafeno.

A tecnologia usa um novo material nanocompa³sito que combina flocos de a³xido de grafeno com nanoparta­culas de conversão ascendente.

O a³xido de grafeno pode ser visto como uma única camada de grafite com diferentes grupos de oxigaªnio. A redução do a³xido de grafeno eliminando esses grupos de oxigaªnio produz um material chamado a³xido de grafeno reduzido, que tem propriedades semelhantes ao grafeno.

Bits de informação de sub-difração foram escritos no nanocompa³sito usando nanoparta­culas de conversão ascendente para reduzir o a³xido de grafeno localmente após iluminação projetada. A redução do a³xido de grafeno foi induzida por quanta de alta energia gerados nas nanoparta­culas de upconversion excitadas atravanãs de um processo de transferaªncia de energia de ressona¢ncia.

Os pesquisadores escolheram nanoparta­culas de conversão ascendente porque permitem uma escrita a³ptica de sub-difração eficiente usando baixa intensidade de feixe de laser, resultando em baixo consumo de energia e longa vida útil de dispositivos a³pticos.