Інженери та вчені з Єльського університету заявили про те, що вони винайшли цілком новий тип "механічної" пам'яті, інформація в яку може бути записана і зчитана за допомогою променя лазера. Відповідно до опублікованого у журналі Nature Nanotechnology прес-релізу нові пристрої зберігання інформації, "наномеханічні резонатори", можуть з успіхом використовуватися у пристроях оптичних телекомунікацій, а ткож для створення нових типів різноманітних датчиків.

По суті, комірка нової "механічної" пам'яті є малюсінькою кремнієвою пластиною, що встановлюється у спеціальному оптоелектронному пристрої і може бути вигнута вгору або вниз під впливом світла лазера. Після того, як лазер вимикається, ця кремнієва пластина залишається у вигнутому стані, напрямок якого визначає дані, 1 або 0, записані у цю комірку.

Для створення нового наномеханічного резонатора, вчені, очолювані професором електротехніки Гонь Х. Тань (Hong X. Tang), використовували підкладку з кремнію на ізоляторі, ту, яку широко використовують для виробництва напівпровідникових електронних мікросхем. За допомогою звичайних технологій вони створили у підкладці хвилевід овальної форми, що діє як оптичний резонатор, налаштований на певну частоту. Впливаючи на кремнієву підкладку нижче заглиблення хвилеводу, вони отримали кремнієву смугу, мембрану, товщиною 110 нм, шириною 10 мкм і довжиною 500 мкм. 

Внаслідок внутрішніх напружень, що виникли у мембрані під час виробництва, вона початково має дещо вигнуту форму. Завдяки цьому мембрана діє як пружина, яка здатна стійко зафіксуватися в одному з вигнутих положень, вгору або вниз.

Після того, як дослідники сфокусували світло лазера, частота якого набагато перевищувала частоту оптичного резонатора, на западині, мембрана резонатора починала коливатися, швидко переміщаючись із одного вигнутого стану в інший. "Якщо ви забезпечите підведення додаткової енергії в западину резонатора, то механічна частина резонатора отримає цю енергію і почне коливатися" - пояснює Тань. - "Коли лазер буде відключений, коливання припиняться, а механічна частина резонатора залишиться в одному із двох положень, визначаючи які дані записані в цю своєрідну комірку пам'яті, 1 або 0".

Для одержання процесу чіткого запису даних у цю комірку пам'яті, вчені використовували технологію лазерного охолодження, ту технологію, яка використовується для охолодження атомів речовини у багатьох фізичних експериментах. Фокусування на резонаторі лазерного світла із частотою, набагато нижчою, ніж частота резонатора, моментально і повністю глушить коливання мембрани резонатора, фіксуючи її строго у заздалегідь визначеному положенні. Щоб прочитати записані у таку комірка дані використовують світло лазера, тільки цього разу з низькою енергією, якої недостатньо для того, аби змусити мембрану знову резонувати. Положення мембрани визначає значення коефіцієнта заломлення оптичного заглиблення, тому зчитування даних з комірки не становить особливої проблеми.

На жаль, для запису біта у таку комірку механічної пам'яті потрібна значна кількість енергії, близько одного мікроджоуля, що робить такий принцип абсолютно непрактичним для використання у великих пристроях зберігання даних. Але такий принцип може бути затребуваний у пристроях, що не вимагають частого перемикання, таких як оптичні маршрутизатори, схеми оптичного контролю, датчики прискорення і хімічні датчики, здатні до детектування відразу декількох речовин. Фактично, дані дослідження фінансувалися Управлінням перспективних дослідницьких програм Пентагона DARPA, у рамках програми по поліпшенню технологій оптичного контролю.

За матеріалами: dailytechinfo.org