ناشر منبع

null ابداع روشی برای ذخیره حجم بالایی از اطلاعات در تلفن‌های هوشمند
14:15

ابداع روشی برای ذخیره حجم بالایی از اطلاعات در تلفن‌های هوشمند

محققان دانشگاه دویسبورگ اسن آلمان و آزمایشگاه ملی لارنس لیورمور آمریکا، ساز و کار ذخیره اطلاعات در مواد به کار رفته در تلفن‌های هوشمند را نشان دادند.

به گزارش روابط عمومی صندوق نوآوری و شکوفایی ریاست جمهوری، مواد تغییر فازدهنده‌ای که در جدیدترین نسل تلفن‌های هوشمند به کار رفته است، می‌تواند ظرفیت ذخیره‌سازی و مصرف بهینه را افزایش دهد. اطلاعات معمولا با تغییر فاز بین حالت‌های مواد شیشه‌ای و کریستالین ناشی از پالس حرارتی ثبت می‌شوند، اما تاکنون مطالعه اتفاقی که در این فرآیند اتمی رخ می‌دهد، ممکن نبود.

اخیرا گروهی از محققان آلمانی و آمریکایی، توضیح دادند که می‌توان با استفاده از توانایی‌های لیزر الکترون آزاد اشعه ایکس نشان داد انتقال در مکانیسم پیوند شیمیایی باعث می‌شود، اطلاعات در این مواد تغییر فازدهنده ذخیره شوند. بنابراین می‌توان با بهبود بخشیدن این مواد، فناوری ذخیره‌سازی اطلاعات را سریع‌تر و در حجم بالاتری انجام داد.

این محققان همچنین توضیح جدیدی در مورد فرآیندهای تشکیل شیشه ارائه دادند. آنها می‌گویند، از آنجایی ‌که داده‌های امروز، بسیار بیشتر از گذشته هستند و به مقدارشان افزوده هم می‌شود، باید فناوری‌های جدیدی برای ذخیره‌سازی بیشتر اطلاعات ایجاد کنیم.

مواد تغییرفازدهنده ساخته شده از آنتیموان، تلوریم و ژرمانیم را می‌توان برای ذخیره‌سازی حجم بالایی از داده‌ها استفاده کرد. این مواد، ذخیره‌سازی را بسیار سریع‌ و با مصرف بهینه انرژی انجام می‌دهند. به طور مثال، از این مواد در جدیدترین نسل تلفن‌های هوشمند به جای درایوهای فلش استفاده شده است.

وقتی یک پالس الکتریکی یا نوری برای حرارت دادن موضعی این مواد استفاده می‌شود، آنها از حالت شیشه‌ای به کریستالین و برعکس تغییر حالت می‌دهند. این دو حالت تغییر در کد دودویی به شکل «۰» و «۱»، نشان داده می‌شود و بدین ترتیب داده‌ها ذخیره می‌شوند اما تاکنون مشخص نشده بود که این تغییر حالت در سطح اتمی چگونه رخ می‌دهد.

محققان برای بررسی تغییرات اتمی موجود در تغییرات حالت مواد، از نوعی تکنیک به نام انکسار اشعه ایکس فمتوثانیه استفاده کردند. فمتوثانیه به معنای یک میلیون میلیاردم ثانیه است.

در این آزمایش، محققان با استفاده از یک لیزر نوری، مواد را برای تغییر حالت بین کریستالین یا شیشه‌ای تحریک و سپس با کمک لیزر اشعه ایکس، از ساختار اتمی این فرآیند بسیار سریع تغییر حالت، تصویربرداری کردند.

آنها بیش از ۱۰ هزار تصویر که سلسله‌ای از تغییرات اتمی را هنگام فرآیند تغییر حالت مواد نشان می‌داد، آماده کردند.

مواد تغییر فازدهنده هنگام ذخیره‌سازی اطلاعات برای اینکه بتواند بدون کریستالی شدن، وارد حالت شیشه‌ای شود، باید به سرعت خنک شود. آنها همچنین باید تا پایان ذخیره‌سازی اطلاعات در همین حالت باقی بمانند. این بدین معناست که فرآیند کریستالی شدن باید تا حد بسیار زیادی کند و آهسته انجام شود اما همین مواد در دماهای بالا، باید بسیار سریع کریستالی می‌شوند تا اطلاعات ذخیره‌شده پاک و حذف شوند.

چنین موادی که می‌تواند به صورت شیشه‌ای باثبات باقی بماند اما هنگام وجود دماهای بسیار زیاد به شدت ناپایدار شود، محققان را به شدت گیج کرده بود.

محققان در بررسی‌های خود، به فرآیند سریع خنک‌سازی که در آن شیشه شکل می‌گیرد، توجه کردند و دریافتند وقتی این مواد در حالت مایع در دمای زیر ذوب خنک می‌شود، تغییر ساختار داده و به مواد دارای دمای کم دیگری تبدیل می‌شود. این مایع جدید، در مدت زمان بسیار کمی و درست قبل از کریستالی شدن مواد دیده می‌شود.

این دو نوع مایع، نه تنها در ساختار مولکولی متفاوت هستند، بلکه رفتارهای متفاوتی هم دارند. مایع دارای دمای بالا، جنبش اتمی بسیار بالایی دارد که باعث کریستالی شدن اتم‌ها می‌شود، اما مایع دارای دمای پایین، ساختار منظمی دارد.

وقتی حالت مایع این مواد زیر دمای خاصی که زیر نقطه جوش است، قرار بگیرد، پیوندهای شیمیایی محکم‌تری برقرار می‌کند و می‌تواند ساختارهای اتمی نامنظم شیشه را کنار هم نگهدارد و جلوی تغییر شکل را بگیرد. این روند در ابزارهای دارای حافظه تغییر فازدهنده، باعث می‌شود اطلاعات در مکان خود به خوبی حفظ شوند.

این بررسی‌ها نشان می‌دهد که چگونه می‌توان با استفاده از فرآیند تغییر حالت مواد تغییر فازدهنده، اطلاعاتی را در حجم بالا به وسیله ابزارهایی مانند تلفن هوشمند ذخیره کرد.

 

ارسال ایمیل