A l'aide d'un faisceau laser focalisé, les scientifiques peuvent manipuler les propriétés des nanomatériaux, ainsi « écrire » des informations sur des matériaux monocouches. Par ce moyen, le disque de lumière le plus fin au niveau atomique a été démontré.

Le goulot d'étranglement dans la zone de stockage de données à l'échelle atomique peut être brisé par une technique simple, grâce aux récentes études innovantes menées par des scientifiques de l'Université normale de Nanjing (NJNU) et de l'Université du Sud-Est (SEU).

Par un simple, technique efficace et peu coûteuse impliquant le faisceau laser focalisé et le traitement à l'ozone, les équipes de recherche NJNU et SEU, dirigé par le professeur Hongwei Liu, Le professeur Junpeng Lu et le professeur Zhenhua Ni ont démontré que l'émission de photoluminescence (PL) de WS 2 les monocouches peuvent être contrôlées et modifiées, et par conséquent, il fonctionne comme le disque léger le plus fin avec une capacité de stockage et de cryptage de données réinscriptibles.

« Dans notre enfance, la plupart d'entre nous sont susceptibles d'avoir l'expérience de focaliser la lumière du soleil sur un morceau de papier en grossissant une loupe et d'essayer d'enflammer le papier. La tache brûlée sur le papier est une sorte d'enregistrement de données pour le moment. Au lieu de focaliser la lumière du soleil, nous focalisons le faisceau laser sur des matériaux de niveau atomique modifiés et étudions les effets du faisceau laser focalisé sur les émissions PL des matériaux, " a déclaré le professeur Lu.

Stockage et cryptage des données :informations « tirées » sur les WS traités à l'ozone 2 films

Grâce à son avantage de visibilité directe, PL est généralement considéré comme une technologie idéale en termes de stockage de données de cryptage et de décryptage. Pour une méthode de stockage de données de cryptage simple et efficace, les aspects suivants sont souhaités :(i) écriture directe (vitesse d'écriture rapide); (ii) un niveau de sécurité élevé; (iii) une grande capacité de stockage de données; (iv) lecture de décryptage visuel; (v) capacité d'effacement.

Pour relever ces défis technologiques, les chercheurs font la démonstration du disque léger le plus fin doté d'une fonctionnalité de cryptage.

Le cryptage inscriptible et effaçable est réalisé sur WS 2 monocouches. L'écriture et la lecture des informations sont rendues possibles par le contrôle direct du contraste de fluorescence de WS 2 monocouches. Le balayage à l'ozone et à faisceau laser focalisé est utilisé pour manipuler à la demande l'émission PL et réaliser le cryptage.

Avec cette approche simple et peu coûteuse, les scientifiques ont pu utiliser le faisceau laser focalisé pour « écrire » de manière sélective des informations sur n'importe quelle région du film afin de stocker des données cryptées. En outre, les données écrites sont effaçables, rendre le disque léger monocouche réutilisable.

De façon intéressante, l'évolution de l'émission PL avec différentes puissances laser d'écriture pourrait être utilisée pour attribuer différents niveaux de gris. L'affectation des 16 niveaux de gris indique un triangle typique WS 2 monocouche avec une longueur de côté de 60 m peut stocker ~ 1 Ko de données. En raison de la haute résolution spatiale et de la sensibilité à la puissance, la capacité de stockage dans une épaisseur de 1 nm peut atteindre ~ 62,5 Mo/cm ² et la vitesse d'écriture peut atteindre ~ 6,25 Mo/s. Cette technologie sera bénéfique pour étendre le cryptage optique en régime de faible dimension, offrant une solution inattendue de sécurité des informations pour échanger des données.

Cette innovation a d'abord été publiée en ligne dans la revue Matériaux fonctionnels avancés le 24 juin 2021.

Le domaine de l'information à croissance rapide exige une sécurité plus élevée et une capacité de stockage plus importante. Pour développer des disques légers qui répondent aux normes de l'industrie, Les équipes de recherche du NJNU et du SEU étendront la technique polyvalente du faisceau laser focalisé au matériau monocouche à l'échelle d'une plaquette. En outre, ils chercheront à améliorer encore la capacité de stockage du disque léger via un empilement dans le sens normal.