Durante décadas, se ha buscado, sin mucho éxito, un modo viable de almacenar datos en cristal, debido al potencial que este material tiene para conservar información durante mucho tiempo (mil millones de años) sin aplicar energía.

Unos científicos han desarrollado ahora un cristal fotocromático dopado que tiene el potencial de almacenar datos reescribibles de manera indefinida.

Ciertos tipos de gafas se oscurecen cuando se exponen a longitudes de onda de luz emitidas por el Sol y luego en el interior vuelven a tener una lente incolora cuando ya no se exponen a esas ondas de luz a través de un proceso llamado fotocromismo reversible. Asimismo, otros tipos de cristal fotocromático pueden cambiar de color en respuesta a diferentes longitudes de onda de luz, lo que hace que este material sea atractivo como una plataforma económica y estable para almacenar grandes cantidades de información en un espacio pequeño. Pero el desafío de usar cristal fotocromático para el almacenamiento de datos implica no solo escribir información en el cristal, sino también borrarla y reescribirla indefinidamente.

Un equipo encabezado por Heping Zhao, de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Kunming en China, ha dado un paso importante hacia este objetivo, creando patrones reversibles y ajustables en cristal de silicato de galio fotocromático.

El equipo primero diseñó un cristal de silicato de galio modificado con iones de magnesio y terbio mediante un proceso denominado litografía 3D directa dopada.

Los investigadores emplearon un láser verde con longitud de onda de 532 nanómetros para inscribir patrones 3D en pequeñas piezas de cristal dopado. Los intrincados patrones, los puntos elegidos al azar, los símbolos, los códigos QR, los prismas geométricos e incluso un pájaro aparecen de color morado en el cristal transparente, que genera otros colores cuando se estimula a longitudes de onda precisas. El terbio se ve verde cuando se estimula con un láser violeta profundo de 376 nanómetros y el magnesio aparece rojo en presencia de luz violeta a 417 nanómetros. Luego, para borrar completamente los patrones sin cambiar la estructura del cristal, el equipo aplicó calor a 550 grados centígrados durante 25 minutos.

El uso de magnesio y terbio en esta aplicación es pionero por su capacidad de luminiscencia a longitudes de onda claramente diferentes, lo que hace posible obtener una lectura multicolor y ajustable de patrones 3D a partir de un único material. El nuevo enfoque podría utilizarse para el almacenamiento y cifrado de memoria óptica 3D estable y de alta capacidad en aplicaciones industriales, académicas y militares.

Zhao y sus colegas exponen los detalles técnicos de su avance en la revista académica ACS Energy Letters, bajo el título “Direct 3D Lithography of Reversible Photochromic Patterns with Tunable Luminescence in Amorphous Transparent Media”.

Fuente: noticiasdelaciencia.com