Usando um feixe de laser focalizado, os cientistas podem manipular as propriedades dos nanomateriais, 'gravando' informações em materiais de monocamada. Por este meio, o disco de luz mais fino em nível atômico foi demonstrado.

O gargalo na área de armazenamento de dados em escala atômica pode ser quebrado por uma técnica simples, graças aos recentes estudos inovadores conduzidos por cientistas da Universidade Normal de Nanjing (NJNU) e da Universidade do Sudeste (SEU).

Por meio de uma técnica simples, eficiente e de baixo custo envolvendo o feixe de laser focalizado e tratamento de ozônio, as equipes de pesquisa NJNU e SEU, lideradas pelo Prof. Hongwei Liu, Prof. Junpeng Lu e Prof. Zhenhua Ni demonstraram que a emissão de fotoluminescência (PL) das monocamadas WS 2 podem ser controladas e modificadas e, consequentemente, funciona como o disco leve mais fino com armazenamento de dados regraváveis ​​e capacidade de criptografia.

"Em nossa infância, a maioria de nós provavelmente tem a experiência de focar a luz do sol em um pedaço de papel usando uma lupa e tentar acender o papel. A mancha queimada no papel é uma espécie de registro de dados no momento. Em vez de focar a luz do sol , focamos o feixe de laser em materiais modificados de nível atômico e estudamos os efeitos do feixe de laser focado nas emissões de PL dos materiais ", disse o Prof. Lu.

Devido à sua vantagem de visibilidade direta, o PL é geralmente considerado como uma tecnologia ideal em termos de armazenamento de dados de criptografia e descriptografia. Para um método de armazenamento de dados de criptografia simples e eficaz, os seguintes aspectos são desejados: (i) gravação direta (velocidade de gravação rápida); (ii) alto nível de segurança; (iii) grande capacidade de armazenamento de dados; (iv) leitura de descriptografia visual; (v) capacidade de apagamento.

Para enfrentar esses desafios tecnológicos, os pesquisadores demonstram o disco leve mais fino com funcionalidade de criptografia.

A criptografia write-through e apagável são realizadas em monocamadas WS 2 . A entrada e a leitura da informação são ativadas pelo controle direto do contraste de fluorescência das monocamadas WS 2 . Ozônio e varredura de feixe de laser focalizado são empregados para manipular a emissão de PL sob demanda e realizar criptografia.

Com essa abordagem simples e de baixo custo, os cientistas foram capazes de usar o feixe de laser focalizado para "gravar" seletivamente informações em qualquer região do filme para armazenar dados criptografados. Além disso, os dados gravados podem ser apagados, tornando o disco leve de monocamada reutilizável.

Curiosamente, a evolução da emissão de PL com diferentes poderes do laser de escrita poderia ser usada para atribuir diferentes níveis de cinza. A atribuição de 16 níveis de cinza indica que uma monocamada típica de triângulo WS 2 com o comprimento lateral de 60 μm pode armazenar dados de ~ 1 KB. Devido à alta resolução espacial e sensibilidade de energia, a capacidade de armazenamento dentro de 1 nm de espessura pode chegar a ~ 62,5 MB / cm 2 e a velocidade de gravação pode chegar a ~ 6,25 MB / s. Esta tecnologia será benéfica para estender a criptografia óptica em um regime de baixa dimensão, oferecendo uma solução de segurança de informações inesperada para a troca de dados.

Esta inovação foi publicada online pela primeira vez na revista Advanced Functional Materials em 24 de junho de 2021.

O campo de informações em rápido crescimento exige maior segurança e maior capacidade de armazenamento . Para desenvolver um disco de luz que atenda ao padrão da indústria, as equipes de pesquisa da NJNU e SEU estenderão a técnica de feixe de laser focalizado versátil para material monocamada em escala de wafer. Além disso, eles procurarão melhorar ainda mais a capacidade de armazenamento do disco leve por meio do empilhamento na direção normal.