Nové technologie pre ukladanie terrabytov dát

Vlado Scholtz, 25. dubna 2005

Stály rozvoj civilizácie v takmer všetkých jej smeroch produkuje neustále viac a viac informácií, ktoré je potrebné archivovať. Spoločnost Colossal Storage Corporation prichádza na trh s novinkou, 3,5 palcovým diskom schopným niesť v budúcnosti až 100 TB dát. Zariadenie používa princíp elektrooptického záznamu v feromagnetikách a na trh by sa mal dostať v priebehu roku 2005.

Feromagnetické materiályFeromagnetikum – systém spinů, ve kterém je energeticky výhodné, aby sousední magnetické momenty měly shodný směr. Tyto látky, například železo, jsou schopné značné magnetizace ve vnějším magnetickém poli. Po odstranění magnetického pole si ponechávají tzv. permanentní magnetizaci, t.j. zůstávají zmagnetizované i bez vnějšího magnetického pole. Typickým příkladem je krystalické železo, kobalt či oxid chrómu CrO₂. sú najbežnejšie používaným materiálom pre záznam dát. Bežne sa používajú v pevných diskoch a disketách. V súčasnosti však prichádzajú na hranicu v hustote záznamu, danú ich vnútornou štruktúrou. Princíp záznamu je v magnetizácii domén, napríklad časti povrchu u diskety. Minimálna veľkosť zmagnetizovanej domény a teda záznamová kapacita je obmedzená fyzikálnymi vlastnosťami látky. Prechod medzi dvoma opačne magnetizovanými doménami neprebieha skokom, ale smer magnetizácie sa postupne mení a jeho minimálna dľžka obmedzuje hustotu záznamu. Naopak, pri feroelektrických látkachFeroelektrikum – látka schopná udržet si dipólový moment (vlastní elektrické pole ve svém okolí) i bez vnějšího elektrického pole. Příkladem feroelektrik jsou látky s chemickým vzorcem ABO₃, kde A a B jsou dva různé kovy, například SrTiO₃. sa tento jav nepozoruje, vďaka čomu sa môže zvýšiť hustota záznamu.

Záznam na feroelektrikáFeroelektrikum – látka schopná udržet si dipólový moment (vlastní elektrické pole ve svém okolí) i bez vnějšího elektrického pole. Příkladem feroelektrik jsou látky s chemickým vzorcem ABO₃, kde A a B jsou dva různé kovy, například SrTiO₃. prebieha elektrickým poľom, ktoré mení vnútorné usporiadanie atómov v kryštalickej mriežke. Aby sa dosiahla vyžšia hustota záznamu, používa sa záznam elektrooptický. Pri zápise sa požadované miesto záznamu ožiari ultrafialovými fotónmi, ktoré dodajú tepelnú energiu atómom Ti, čím sa zníži minimálna intenzita elektrického poľa potrebná na polarizáciu domény do žiadaného smeru. Následne sa vonkajším elektrickým poľom s vhodnou intenzitou polarizuje iba ožiarená časť feroelektrikaFeroelektrikum – látka schopná udržet si dipólový moment (vlastní elektrické pole ve svém okolí) i bez vnějšího elektrického pole. Příkladem feroelektrik jsou látky s chemickým vzorcem ABO₃, kde A a B jsou dva různé kovy, například SrTiO₃.. Finta je v tom, že lúč ultrafialových fotónov sa dá fokusovať na úzky lúč s priemerom len 50 nm, čo nie je možné s elektrickým poľom. Tým je možné dosiahnuť maximálnu hustotu záznamu.

Čítanie prebieha opticky, lúčom fotónov, ktoré difragujúDifrakce – ohyb světelných vln při průchodu malým otvorem, na okraji prekážky nebo při interakci s periodickou strukturou (průchod či odraz), například krystalovou mřížkou. na záznamovom médiu v závislosti od jeho polarizácie.

Princíp záznamu a čítania fotoelektrického záznamu. Pri zápise sa prepisovaná doména ožiari fokusovaným lúčom UV fotónov a vonkajším elektrickým poľom sa doména polarizuje. Pri čítaní sa doména taktiež ožiari fokusovaným lúčom UV fotónov, ktoré difragujúDifrakce – ohyb světelných vln při průchodu malým otvorem, na okraji prekážky nebo při interakci s periodickou strukturou (průchod či odraz), například krystalovou mřížkou. na atómovej mriežke domény v závislosti na jej polarizácii. Zdroj: Colossal Storage Corp. Fotografia záznamového média pre rôzne hustoty záznamu. Zdroj: Colossal Storage Corp.

Bonus: Animácia „Atomový prepínač“

V animácii vidíme jednotlivú fázu pri čítani a zápise v atomovom prepínači
Zdroj: Colossal Storage Corporation.

Odkazy