लाइट-आधारित मेमोरी चिप पहले डेटा को स्थायी रूप से संग्रहीत करने के लिए है

आज के इलेक्ट्रॉनिक कंप्यूटर चिप्स धधकती गति से काम करते हैं। लेकिन एक वैकल्पिक संस्करण जो इलेक्ट्रॉनों के बजाय प्रकाश के फोटॉनों के साथ डेटा को स्टोर, हेरफेर और स्थानांतरित करता है, आज के चिप्स को लौकिक घोड़ों और बगियों की तरह दिखाई देगा। अब, शोधकर्ताओं की एक टीम रिपोर्ट करती है कि इसने चिप पर पहली स्थायी ऑप्टिकल मेमोरी बनाई है, जो उस दिशा में एक महत्वपूर्ण कदम है।

मैं काम के बारे में बहुत सकारात्मक हूं, वेलेरियो प्रुनेरी कहते हैं, बार्सिलोना, स्पेन में इंस्टीट्यूट ऑफ फ़ोटोनिक साइंसेज में एक लेजर भौतिक विज्ञानी, जो अनुसंधान में शामिल नहीं थे। यह एक नई अवधारणा का एक महान प्रदर्शन है। great

तथाकथित फोटोनिक चिप्स में रुचि दशकों पीछे चली जाती है, और यह देखना आसान है कि क्यों। जब इलेक्ट्रॉन एक कंप्यूटर चिपलॉगिक सर्किट के बुनियादी हिस्सों से गुजरते हैं जो डेटा, मेमोरी सर्किट में हेरफेर करते हैं जो इसे स्टोर करते हैं, और धातु के तार जो इसे एक दूसरे के साथ टकराते हैं, धीमा हो जाता है और गर्मी पैदा होती है जो होनी चाहिए दूर भगाना। यह फोटॉन के मामले में नहीं है, जो बिना किसी प्रतिरोध के एक साथ यात्रा करते हैं, और ऐसा करते हैं, अच्छी तरह से, प्रकाश की गति। शोधकर्ताओं ने पहले ही फोटोन के अनुकूल चिप्स बनाये हैं, जिसमें ऑप्टिकल लाइनें होती हैं जो धातु के तारों और ऑप्टिकल मेमोरी सर्किट की जगह लेती हैं। लेकिन भागों में कुछ गंभीर कमियां हैं। उदाहरण के लिए, मेमोरी सर्किट केवल तभी डेटा स्टोर कर सकते हैं जब उनके पास बिजली की स्थिर आपूर्ति हो। जब बिजली बंद हो जाती है, तो डेटा भी गायब हो जाता है।

अब, यूनाइटेड किंगडम में ऑक्सफ़ोर्ड विश्वविद्यालय के एक नैनो विशेषज्ञ और हरीश भास्करन के नेतृत्व में शोधकर्ताओं, और जर्मनी में कार्लज़ूए इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी में इलेक्ट्रिकल इंजीनियर वोल्फ्रम पर्निस ने गायब हो गए स्मृति समस्या के समाधान पर एक सामग्री का उपयोग करके मारा है फिर से लिखने योग्य सीडी और डीवीडी का दिल। जर्मेनियम, सुरमा और टेल्यूरियम के मिश्र धातु की एक पतली परत के भौतिक पदार्थों को जीएसटीकेनसिस्ट करता है। जब लेज़र लाइट की एक तीव्र पल्स के साथ ज़िप किया जाता है, तो जीएसटी फिल्म एक ऑर्डर किए गए क्रिस्टलीय जाली से अपनी परमाणु संरचना को बदलकर toamorphous जम्बल करती है। ये दो संरचनाएं अलग-अलग तरीकों से प्रकाश को दर्शाती हैं, और सीडी और डीवीडी इस अंतर का उपयोग डेटा स्टोर करने के लिए करते हैं। एक क्रिस्टलीय या अनाकार क्रम-सीडी या डीवीडी ड्राइव के साथ छोटे धब्बों के पैटर्न के रूप में dataoredstored को पढ़ने के लिए एक डिस्क पर कम तीव्रता वाले लेजर प्रकाश को चमकता है और जिस तरह से प्रकाश उछलता है उसे ट्रैक करता है।

जीएसटी के साथ अपने काम में, शोधकर्ताओं ने देखा कि सामग्री न केवल प्रभावित करती है कि प्रकाश फिल्म को कैसे दर्शाता है, बल्कि यह भी कि यह कितना अवशोषित होता है। जब एक पारदर्शी सामग्री जीएसटी फिल्म के नीचे होती है, तो क्रिस्टलीय क्रम वाले स्पॉट एक अनाकार संरचना के साथ स्पॉट की तुलना में अधिक प्रकाश अवशोषित करते हैं।

इसके बाद, शोधकर्ता यह देखना चाहते थे कि वे इस संपत्ति का उपयोग स्थायी रूप से एक चिप पर डेटा स्टोर करने के लिए कर सकते हैं या बाद में इसे पढ़ सकते हैं। ऐसा करने के लिए, उन्होंने एक मानक नाइटमेकिंग तकनीक का इस्तेमाल किया, जिसमें एक सिलिकॉन नाइट्राइड डिवाइस के साथ एक चिप लगाई गई, जिसे एक वेवगाइड के रूप में जाना जाता है, जिसमें प्रकाश की दालें और चैनल होते हैं। उन्होंने तब इस वेवगाइड के ऊपर जीएसटी का एक नैनोस्केल पैच रखा। इस परत में डेटा लिखने के लिए, वैज्ञानिकों ने प्रकाश की एक तीव्र नाड़ी को वेवगाइड में डाला। प्रकाश की विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र की उच्च तीव्रता ने जीएसटी को पिघला दिया, जिससे इसकी क्रिस्टलीय परमाणु संरचना अनाकार हो गई। एक दूसरा, थोड़ा कम तीव्र नाड़ी तब सामग्री अपने मूल क्रिस्टलीय संरचना में वापस लौट सकती है।

जब शोधकर्ताओं ने डेटा को पढ़ना चाहा, तो उन्होंने प्रकाश की कम तीव्र दालों में मुस्करा दिया और मापा कि वेवगाइड के माध्यम से कितना प्रकाश प्रसारित किया गया। यदि थोड़ा प्रकाश अवशोषित किया गया था, तो उन्हें पता था कि जीएसटी पर उनका डेटा स्पॉट एक अनाकार क्रम था; यदि अधिक अवशोषित किया गया था, तो इसका मतलब था कि यह क्रिस्टलीय था।

भास्करन, Pernice, और उनके सहयोगियों ने नाटकीय रूप से उन आंकड़ों की मात्रा बढ़ाने के लिए कदम उठाए, जो वे संग्रहीत और पढ़ सकते थे। शुरुआत के लिए, उन्होंने एक ही समय में वेवगाइड के माध्यम से प्रकाश के कई तरंग दैर्ध्य भेजे, उन्हें एक साथ डेटा के कई बिट्स लिखने और पढ़ने की अनुमति दी, कुछ ऐसा जो आप विद्युत डेटा भंडारण उपकरणों के साथ नहीं कर सकते। और, जैसा कि वे इस सप्ताह नेचर फोटोनिक्स में रिपोर्ट करते हैं, उनके डेटा-राइटिंग दालों की तीव्रता को अलग करके, वे यह भी नियंत्रित करने में सक्षम थे कि प्रत्येक जीएसटी पैच कितना क्रिस्टलीय या अनाकार रूप में बदल गया। इस विधि से, वे एक पैच को 90% अनाकार लेकिन सिर्फ 10% क्रिस्टलीय बना सकते हैं, और दूसरा 80% अनाकार और 20% क्रिस्टलीय। इससे डेटा को आठ अलग-अलग संयोजनों में संग्रहीत करना संभव हो गया, न कि केवल सामान्य बाइनरी 1s और 0s जो 100% अनाकार या क्रिस्टलीय स्पॉट के लिए उपयोग किए जाएंगे। भास्करन कहते हैं, यह नाटकीय रूप से प्रत्येक स्थान पर डेटा की मात्रा को बढ़ा सकता है।

फोटोनिक यादें अभी भी एक लंबा रास्ता तय करना है अगर वे कभी भी अपने इलेक्ट्रॉनिक समकक्षों को पकड़ने की उम्मीद करते हैं। कम से कम, उनके भंडारण घनत्व को प्रतिस्पर्धी होने के लिए परिमाण के आदेशों पर चढ़ना होगा। अंततः, भास्करन कहते हैं, अगर एक अधिक उन्नत फोटोनिक मेमोरी को फोटोनिक लॉजिक और इंटरकनेक्ट के साथ एकीकृत किया जा सकता है, तो परिणामस्वरूप चिप्स में आज के कंप्यूटर प्रोसेसर की गति से 50 से 100 गुना तक चलने की क्षमता है।