СМИ о нас

16.11.22 16.11.2022 Нескучные технологии. В России предлагают хранить данные на… алмазах

В обозримом будущем алмазы могут обрести новую ценность. Они могут быть основой новых устройств хранения данных. Российские ученые из Физического института им. П. Н. Лебедева сделали открытие, которое дает большие перспективы. Суть его в том, чтобы на стадии обработки поверхности алмаза создать при помощи луча лазера определенную структуру. Исследуя этот процесс, они выяснили, что этим процессом можно управлять, просто меняя положение специальной пластины.

В России предлагают хранить данные на… алмазах

Пользуясь научными терминами этот процесс можно назвать «зависимостью лазерной абляции от поляризации». В итоге появляется возможность создавать рельеф поверхности, модулируя мощность излучения. Ученые говорят о том, что реализовать этот принцип на практике можно будет сравнительно просто. При этом и оборудование для записи данных не будет слишком сложным и его можно использовать не только для лабораторных экспериментов, но и для коммерческого использования. Таким образом, впереди нас ждет эра «алмазных» накопителей данных.

Они, по сравнению с флешками, жесткими дисками и SSD, имеют несколько важных преимуществ. Прежде всего, они будут совершенно нечувствительными к электромагнитным излучениям. Также стоит отметить, что плотность записи на такие «диски» будет многократно выше, чем у лучших сегодняшних образцов. Кроме того, время хранения данных практически не ограничено – лазер оставляет четкие следы на стекле, которые не искажаются со временем.

Вместе с тем технология находится в зачаточном состоянии. Ученые не готовы сказать, когда она приобретет статус коммерческой. Сейчас они отрабатывают технику воздействия лазером на кварце с тем, чтобы в будущем применить полученные навыки на алмазе.

15.11.22 15.11.2022 Поиск. Новое физическое явление позволит разработать алмазные устройства оптики и электроники
Российские ученые открыли новое физическое явление, с помощью которого можно управлять свойствами алмазов. Поворачивая пластинку, через которую проходит луч, они изменяли плоскость колебания света, то есть его поляризацию, и наносили на кристаллы углубления разного размера. Этот простой и недорогой способ позволит создавать новые оптические устройства на основе алмазов. Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ) опубликованы в журнале Applied Surface Science.
 
Алмаз — это одна из форм углерода, самый твердый материал на планете. Эти камни ценятся не только в ювелирном деле, но еще используются в науке и технике. Так, из алмазов делают хирургические инструменты, сверла, резаки и прочие приспособления для обработки различных материалов, в том числе металлов. Кристаллы алмаза используются в качестве основных компонент квантовых компьютеров, как покрытие для экранов смартфонов, а еще в различных датчиках, например, температуры и газов.
 
Чтобы создать какое-либо устройство на основе алмаза, ему надо придать определенную трехмерную структуру, а также обработать поверхность. Сейчас на алмазы наносят узоры при помощи лазера с погрешностью до нескольких нанометров, что соответствует требованиям микроэлектроники. Под действием излучения с поверхности материала испаряется его верхний слой, что создает нужный рельеф — этот процесс называется лазерной абляцией. Излучение, которым обрабатывают кристалл, поляризовано, то есть представляет собой электромагнитные волны, колебания которых наблюдаются только в одной определенной плоскости. Это делает свет от лазера не похожим на солнечный, который распространяется во всех направлениях сразу.
 
Ученые из Физического института имени П.Н. Лебедева РАН (Москва) выяснили, как влияет поляризация лазерного пучка на испарение материала с поверхности кристалла алмаза. Для этого образец облучали лазерными импульсами продолжительностью менее миллиардной доли секунды. Поляризацию излучения меняли — его пропускали через специальную пластинку, при повороте которой изменялась плоскость колебания волн. В результате лазерной обработки на поверхности кристалла появились углубления, структуру и размер которых авторы оценивали с помощью электронного микроскопа. Затем по величине получившихся кратеров рассчитывали пороговую энергию абляции — величину, описывающую то, насколько интенсивно алмаз испарялся с поверхности, что важно знать при его обработке.
 
Оказалось, что пороговая энергия абляции изменялась в зависимости от поляризации лазера. Соответственно, устанавливая пластинку определенным образом, можно управлять процессом испарения алмаза с поверхности. Так, удалось варьировать радиус кратеров приблизительно от 0,5 до 1,4 микрометров, то есть кратеры могли отличаться по размеру почти в три раза.
 

«Наш способ очень простой и доступный — полуволновая пластинка есть в любой оптической лаборатории. Просто вращая ее, мы можем оптимизировать параметры обработки, а значит, контролировать свойства создаваемых структур на поверхности алмаза. Показанная здесь лазерная абляция, зависящая от поляризации, представляет собой новое физическое явление, имеющее значение для фотохимии, физики поверхности и материаловедения, также это простой метод нано- и микроразмерной обработки алмаза. Подход ускорит разработку алмазных устройств, таких как высокоскоростная электроника и хранилища данных с высокой плотностью. В дальнейшем мы планируем применить данную технологию для записи двух- и трехмерных структур на поверхности и в объеме кристаллов», — рассказывает Георгий Красин, соавтор исследования, младший научный сотрудник Физического института имени П. Н. Лебедева РАН.

Рисунок 1. Поляризационная зависимость лазерной абляции поверхности алмаза с симметрией
четвертого порядка. Источник: Krasin et al. / Applied Surface Science, 2022

Пресс-служба Российского научного фонда

https://poisknews.ru/themes/physics/novoe-fizicheskoe-yavlenie-pozvolit-razrabotat-almaznye-ustrojstva-optiki-i-elektroniki/

15.11.22 15.11.2022 Кубанские новости. Российские ученые придумали новый носитель информации на основе алмаза

Фото: freepik.com

Новые оптические носители памяти гораздо эффективнее существующих.

Эксперты Физического института им. П.Н. Лебедева (ФИАН) РАН изобрели новый носитель информации, с помощью которого можно будет создавать оптические и электронные устройства на основе алмазов. Как утверждают авторы проекта, с помощью открытия процесс разработки новой техники ускорится.

На данный момент в качестве носителей информации повсеместно используются электронные и магнитные устройства. Однако ученые уверены, что уже совсем скоро плотность записи информации на них достигнет своего предела.

Именно поэтому специалистами был изобретен новый носитель, работающий по законам оптики. В его основе алмаз. Ранее ученые не работали с этим материалом, хотя активно использовали кварц, который тоже можно отнести к оптическому.

— Особенность оптических носителей информации в том, что с их помощью можно создать не трехмерное устройство, а 5D, управляя свойствами излучения, которое записывает информацию. Если объяснять упрощенно, в одну ячейку можно записать несколько логических нулей или единиц, что и позволяет повысить плотность памяти, — младший научный сотрудник лаборатории лазерной нанофизики и биомедицины ФИАН РАН, один из авторов работы, Георгий Красин.

https://kubnews.ru/obshchestvo/2022/11/15/rossiyskie-uchenye-pridumali-novyy-nositel-informatsii-na-osnove-almaza/

15.11.22 15.11.2022 Новости Волгограда. Российские ученые открыли явление, позволяющие ускорить создание оптических устройств
Сотрудники из Физического института им. П. Н. Лебедева (ФИАН) РАН открыли новое физическое явление, которое позволит просто и недорого создавать оптические и электронные устройства на основе алмазов.

Как передают «Известия», авторы исследования отметили, что в мире используют  электронные и магнитные устройства для создания носителей памяти, и что ученые уже почти подошли к пределу плотности записи информации на них.

По словам одного из открывателей явления, младшего научного сотрудника лаборатории лазерной нанофизики и биомедицины ФИАН РАН Георгия Красина, превзойти этот показатель помогут устройства, работающие на законах оптики. Именно на алмазе ячейки памяти еще не создавали, но ученые работают с кварцем — это тоже оптический материал. И новый подход ускорит разработку устройств на его основе.

Отмечается, что результаты исследования опубликованы в журнале Applied Surface Science.

https://novostivolgograda.ru/news/2022-11-15/rossiyskie-uchenye-otkryli-yavlenie-pozvolyayuschie-uskorit-sozdanie-opticheskih-ustroystv-2589573

15.11.22 15.11.2022 Глас.ru. В РАН физики представили новый носитель информации на основе алмаза

Разработка является результатом совместного труда исследователей из Физического института им. Лебедева Российской Академии Наук (РАН). Как сообщают «Известия», учёным удалось открыть ранее неизвестное физическое явление, которое показывает зависимость между лазерной обработкой алмаза по его поверхности и поляризацией.

По сути, российскими учёными был открыт новый недорогой и более простой способ создания оптических и электронных устройств, в основе которых лежат всем нам хорошо известные алмазы.

В дальнейших планах у специалистов оптимизация процесса создания устройств на основе алмаза, чтобы их можно было делать ещё быстрее, чем возможно сегодня. Они описывают главное преимущество своей разработки, указывая на то, что за счёт неё можно значительно увеличить плотность памяти, которая благодаря новым наработкам может вмещать большие объёмы информации.

https://glas.ru/news/20221115/78456/

15.11.22 15.11.2022 Грозный Информ. В России придумали новый носитель информации на основе алмаза

Ученые из Физического института им. П.Н. Лебедева (ФИАН) РАН открыли новое физическое явление, с помощью которого можно просто и недорого создавать оптические и электронные устройства на основе алмазов. По мнению авторов исследования, такой подход ускорит разработку устройств на основе этого материала, пишут «Известия».

«Чем выше плотность памяти, чем меньше и компактнее будет устройство-носитель. На данный момент в качестве носителей информации используются электронные и магнитные устройства. Однако ученые уже почти подошли к пределу плотности записи информации на них. Превзойти этот показатель помогут устройства, работающие на законах оптики», — пояснил младший научный сотрудник лаборатории лазерной нанофизики и биомедицины ФИАН РАН, один из авторов работы Георгий Красин.

Непосредственно на алмазе ячейки памяти пока не создавали, но ученые работают с кварцем — это тоже оптический материал.

«Особенность оптических носителей информации в том, что с их помощью можно создать не трехмерное устройство, а 5D, управляя свойствами излучения, которое записывает информацию. Если объяснять упрощенно, в одну ячейку можно записать несколько логических нулей или единиц, что и позволяет повысить плотность памяти», — добавил Красин.

Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Applied Surface Science.

https://www.grozny-inform.ru/main.mhtml?Part=11&PubID=145624

15.11.22 15.11.2022 iXBT.com. Более надёжный, чем флешки и SSD. В России придумали новый носитель информации на основе алмаза

Учёные из Физического института им. П.Н. Лебедева (ФИАН) РАН открыли новое физическое явление, с помощью которого можно просто и недорого создавать оптические и электронные устройства на основе алмазов. По мнению авторов исследования, такой подход ускорит разработку устройств на основе этого материала.

«Чем выше плотность памяти, тем меньше и компактнее будет устройство-носитель. На данный момент в качестве носителей информации используются электронные и магнитные устройства. Однако учёные уже почти подошли к пределу плотности записи информации на них. Превзойти этот показатель помогут устройства, работающие на законах оптики», — пояснил младший научный сотрудник лаборатории лазерной нанофизики и биомедицины ФИАН РАН, один из авторов работы, Георгий Красин.

Чтобы создать что-либо на основе алмаза, ему надо придать определённую форму и обработать его поверхность. Сейчас это делают с помощью лазера. Под действием излучения с поверхности материала испаряется его верхний слой, что создаёт нужный рельеф, — этот процесс называется лазерной абляцией. Излучение, которым обрабатывают кристалл, поляризовано, то есть представляет собой электромагнитные волны, колебания которых наблюдаются только в одной плоскости. Учёные выяснили, как влияет поляризация лазерного пучка на испарение материала с поверхности кристалла алмаза. Для этого образец облучали лазерными импульсами и меняли поляризацию — его пропускали через специальную поворачивающуюся пластинку. В результате лазерной обработки на поверхности кристалла появились углубления, размер которых зависел от уровня интенсивности излучения.

«Зависимость лазерной абляции от поляризации — новое физическое явление. Техника управления этим эффектом очень простая и доступная, для её реализации нужна лишь полуволновая пластинка. Вращая её, мы можем оптимизировать параметры обработки, а значит, контролировать свойства создаваемых структур на поверхности алмаза», — рассказал Георгий Красин.

Непосредственно на алмазе ячейки памяти пока не создавали, но учёные работают с кварцем — это тоже оптический материал.

«Особенность оптических носителей информации в том, что с их помощью можно создать не трёхмерное устройство, а 5D, управляя свойствами излучения, которое записывает информацию. Если объяснять упрощённо, в одну ячейку можно записать несколько логических нулей или единиц, что и позволяет повысить плотность памяти», — сообщил Георгий Красин.

Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Applied Surface Science.

Заведующий лабораторией Института лазерных и плазменных технологий НИЯУ МИФИ профессор Ростислав Стариков считает, что правильнее сказать, что открыто не физическое явление, а новая техническая возможность.

«Не уверен, что на основе алмаза получится создать сверхплотную память, даже с учётом того, что учёным удастся реализовать 5D-запись. Всё же размер отверстий, сделанных лазером, в несколько раз больше, чем у используемых сейчас технологий создания устройств для хранения данных. Однако точно можно сказать, что такой носитель будет очень надёжным и долговечным, ведь ему не будет страшно электромагнитное излучение, которого очень боятся флешка, жёсткий диск, SSD и другие», — сказал он «Известиям».

Пока учёные пробовали создавать рисунок только на поверхности алмаза, то есть одномерный узор. В дальнейшем исследователи планируют применить эту технологию для создания двух- и трёхмерных структур на поверхности и в объёме кристаллов.

«Запись данных лазером в оптическом материале реализуема, такие проекты уже есть. Есть примеры записи огромных объёмов данных в стеклах и сохранения таким образом всех наших знаний практически бесконечно долго. Такая технология хороша тем, что след лазера, внесённый в объём или на поверхность кристалла, может быть очень маленьким и одновременно очень чётким. Он не будет расплываться и деградировать со временем», — рассказал руководитель молодёжной лаборатории интегральной фотоники Пермского государственного национального исследовательского университета, старший научный сотрудник ЦК НТИ «Фотоника» Роман Пономарев.

Эксперт предположил, что такую технологию можно применить для защиты ценных алмазов, ведь подделать лазерную «подпись» довольно сложно. Ростислав Стариков подчеркнул, что на качество алмаза маркировка не влияет, зато на него можно записать полную информацию о владельце, производителе и месте добычи.

https://www.ixbt.com/news/2022/11/15/bolee-nadezhnyj-chem-fleshki-i-ssd-v-rossii-pridumali-novyj-nositel-informacii-na-osnove-almaza.html

15.11.22 15.11.2022 РенТВ. В России открыли новый носитель информации на основе алмаза

Фото: © ТАСС/ Александр Рюмин

Группа ученых из Физического института им. П.Н. Лебедева РАН придумала новый носитель информации на основе алмаза. Основное преимущество разработки – увеличенная плотность памяти, благодаря чему объем вмещаемых данных значительно расширится, а устройство станет более компактным. Об этом рассказали в "Известиях".

"Чем выше плотность памяти, тем меньше и компактнее будет устройство-носитель. На данный момент в качестве носителей информации используются электронные и магнитные устройства. Однако ученые уже почти подошли к пределу плотности записи информации на них. Превзойти этот показатель помогут устройства, работающие на законах оптики", – рассказал младший научный сотрудник лаборатории лазерной нанофизики и биомедицины ФИАН РАН Георгий Красин.

Ученые пока не создавали ячейки памяти непосредственно на алмазе. Сейчас они работают с кварцем – это тоже оптический материал. По словам экспертов, оптические носители отличаются тем, что с их помощью можно "создать не трехмерное устройство, а 5D, управляя свойствами излучения, которое записывает информацию".

"Если объяснять упрощенно, в одну ячейку можно записать несколько логических нулей или единиц, что позволяет повысить плотность памяти", – пояснил один из авторов исследования.

https://ren.tv/news/v-rossii/1046193-v-rossii-otkryli-novyi-nositel-informatsii-na-osnove-almaza

15.11.22 15.11.2022 Известия. В России придумали новый носитель информации на основе алмаза

Фото: ТАСС/Кирилл Кухмарь

Ученые из Физического института им. П.Н. Лебедева (ФИАН) РАН открыли новое физическое явление, с помощью которого можно просто и недорого создавать оптические и электронные устройства на основе алмазов. По мнению авторов исследования, такой подход ускорит разработку устройств на основе этого материала, узнали «Известия».

«Чем выше плотность памяти, чем меньше и компактнее будет устройство-носитель. На данный момент в качестве носителей информации используются электронные и магнитные устройства. Однако ученые уже почти подошли к пределу плотности записи информации на них. Превзойти этот показатель помогут устройства, работающие на законах оптики», — пояснил младший научный сотрудник лаборатории лазерной нанофизики и биомедицины ФИАН РАН, один из авторов работы, Георгий Красин.

Непосредственно на алмазе ячейки памяти пока не создавали, но ученые работают с кварцем — это тоже оптический материал.

«Особенность оптических носителей информации в том, что с их помощью можно создать не трехмерное устройство, а 5D, управляя свойствами излучения, которое записывает информацию. Если объяснять упрощенно, в одну ячейку можно записать несколько логических нулей или единиц, что и позволяет повысить плотность памяти», — добавил Красин.

Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Applied Surface Science.

https://iz.ru/1425628/2022-11-15/v-rossii-pridumali-novyi-nositel-informatcii-na-osnove-almaza

15.11.22 15.11.2022 Известия. Врезались в память: в РФ придумали новый носитель информации на основе алмаза

Российские ученые придумали технологию создания новых носителей информации. Она основана на открытом разработчиками физическом явлении, с помощью которого можно легко и быстро создавать объемный рисунок на алмазе. Лазерное излучение позволит сформировать в этом материале ячейки памяти, в каждую из которых помещается несколько логических нулей или единиц. Эксперты отметили, что такой носитель информации будет надежным и долговременным, ведь ему, в отличие от флешки или жесткого диска, не страшно электромагнитное излучение. Кроме того, метод можно использовать для маркировки особо ценных алмазов.

Кручу-верчу

Ученые из Физического института им. П.Н. Лебедева (ФИАН) РАН открыли новое физическое явление, с помощью которого можно просто и недорого создавать оптические и электронные устройства на основе алмазов. По мнению авторов исследования, такой подход ускорит разработку устройств на основе этого материала.

— Чем выше плотность памяти, чем меньше и компактнее будет устройство-носитель, — пояснил младший научный сотрудник лаборатории лазерной нанофизики и биомедицины ФИАН РАН, один из авторов работы, Георгий Красин. — На данный момент в качестве носителей информации используются электронные и магнитные устройства. Однако ученые уже почти подошли к пределу плотности записи информации на них. Превзойти этот показатель помогут устройства, работающие на законах оптики.

Чтобы создать что-либо на основе алмаза, ему надо придать определенную форму, а также обработать его поверхность. Сейчас это делают с помощью лазера. Под действием излучения с поверхности материала испаряется его верхний слой, что создает нужный рельеф — этот процесс называется лазерной абляцией. Излучение, которым обрабатывают кристалл, поляризовано, то есть представляет собой электромагнитные волны, колебания которых наблюдаются только в одной плоскости. Ученые выяснили, как влияет поляризация лазерного пучка на испарение материала с поверхности кристалла алмаза. Для этого образец облучали лазерными импульсами и меняли поляризацию — его пропускали через специальную поворачивающуюся пластинку. В результате лазерной обработки на поверхности кристалла появились углубления, размер которых зависел от уровня интенсивности излучения.

— Зависимость лазерной абляции от поляризации — новое физическое явление, — рассказал Георгий Красин. — Техника управления этим эффектом очень простая и доступная, для ее реализации нужна лишь полуволновая пластинка. Вращая ее, мы можем оптимизировать параметры обработки, а значит, контролировать свойства создаваемых структур на поверхности алмаза.

Непосредственно на алмазе ячейки памяти пока не создавали, но ученые работают с кварцем — это тоже оптический материал.

— Особенность оптических носителей информации в том, что с их помощью можно создать не трехмерное устройство, а 5D, управляя свойствами излучения, которое записывает информацию, — сообщил Георгий Красин. — Если объяснять упрощенно, в одну ячейку можно записать несколько логических нулей или единиц, что и позволяет повысить плотность памяти.

Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Applied Surface Science.

Тайный шифр

Правильнее сказать, что открыто не физическое явление, а новая техническая возможность, считает заведующий лабораторией Института лазерных и плазменных технологий НИЯУ МИФИ, профессор Ростислав Стариков.

— Не уверен, что она на основе алмаза получится создать сверхплотную память, даже с учетом того, что ученым удастся реализовать 5D-запись, — сказал он «Известиям». — Всё же размер отверстий, сделанных лазером, в несколько раз больше, чем у используемых сейчас технологий создания устройств для хранения данных. Однако точно можно сказать, что такой носитель будет очень надежным и долговечным, ведь ему не будет страшно электромагнитное излучение, которого очень боятся флешка, жесткий диск, SSD и другие.

Пока ученые пробовали создавать рисунок только на поверхности алмаза, то есть одномерный узор. В дальнейшем исследователи планируют применить эту технологию для создания двух- и трехмерных структур на поверхности и в объеме кристаллов.

— Запись данных лазером в оптическом материале реализуема, такие проекты уже есть, — рассказал руководитель молодежной лаборатории интегральной фотоники Пермского государственного национального исследовательского университета, старший научный сотрудник ЦК НТИ «Фотоника» Роман Пономарев. — Есть примеры записи огромных объемов данных в стеклах и сохранения таким образом всех наших знаний практически бесконечно долго. Такая технология хороша тем, что след лазера, внесенный в объем или на поверхность кристалла, может быть очень маленьким и одновременно очень четким. Он не будет расплываться и деградировать со временем.

Эксперт предположил, что такую технологию можно применить для защиты ценных алмазов, ведь подделать лазерную «подпись» довольно сложно. Ростислав Стариков подчеркнул, что на качество алмаза маркировка не влияет, зато на него можно записать полную информацию о владельце, производителе и месте добычи.

https://iz.ru/1424041/olga-kolentcova/vrezalis-v-pamiat-v-rf-pridumali-novyi-nositel-informatcii-na-osnove-almaza

Подкатегории