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Newswise — Durante décadas, los investigadores han explorado cómo almacenar datos en cristal debido a su potencial para conservar información durante mucho tiempo (mil millones de años) sin aplicar energía. Existe un tipo especial de cristal que cambia de color en diferentes longitudes de onda de luz, denominado cristal fotocromático, el cual promete brindar almacenamiento estable y reutilizable de datos. Ahora, los investigadores desarrollaron un cristal fotocromático dopado que tiene el potencial de almacenar datos reescribibles de manera indefinida, según una investigación publicada en ACS Energy Letters.

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. Ahora, Jiayan Liao, Ji Zhou, Zhengwen Yang y un equipo multidisciplinario avanzaron 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. Liao y el equipo utilizaron un láser verde de longitud de onda de 532 nanómetros (nm) 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 luce verde cuando se estimula con un láser violeta profundo de 376 nm y el magnesio luce rojo en presencia de luz violeta a 417 nm. Luego, para borrar completamente los patrones sin cambiar la estructura del cristal, el equipo aplicó calor a 1022 grados Fahrenheit (550 grados Celsius) durante 25 minutos.

Además, los investigadores consideran que el uso de magnesio y terbio 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.

Los autores agradecen el apoyo financiero de la National Natural Science Foundation de China, el Proyecto de Ciencia y Tecnología de la Southwest Joint Graduate School de la Provincia de Yunnan, el Proyecto Clave de la National Natural Science Foundation del Fondo Conjunto China-Yunnan, el Plan de Introducción de Expertos Extranjeros de Alto Nivel de la National Natural Science Foundation, la Academician Expert Workstation of Cherkasova Tatiana en la Provincia de Yunnan, el plan Major Science and Technology Special Plan de la Provincia de Yunnan, la Preparación y el Control de la Propiedad de Materiales y Aplicación Luminiscentes en la Agricultura Plateau, el Programa de Becas de Investigación del Canciller de Sydney de la University of Technology y el National Health and Medical Research Council.

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