金刚石中单个硅空位中心的全光学重配置,用于非易失性存储器
快速阅读: 据《Nature.com》称,SiV色心具有独特重构特性,可用于非易失性光存储。通过高功率脉冲激光写入,连续波激光读取,实现高保真度操作。其可超越衍射极限,适用于高温环境,有望实现高密度光存储。(98字)
SiV色心的独特重构特性为非易失性光存储提供了一种理想方法。高功率脉冲激光用于写入操作,而连续波激光下的光致发光(PL)测量用于读取操作(图4a)。SiV色心的两种状态分别用于编码0和1。由于写入过程存在随机性,我们在写入操作过程中持续监测PL光谱。一旦达到目标状态,我们关闭脉冲激光。写入操作完成后,我们使用连续波激光进行读取操作以进行验证。一旦达到目标状态,我们关闭脉冲激光。如图4b所示,实现了高保真度的写入和读取。在写入过程中未观察到错误。我们不需要整个PL光谱,只需使用特征峰的PL强度即可区分0和1状态(图4c)。0和1状态之间的对比度达到6分贝。
这种非易失性存储器有望实现高数据存储密度,这主要受限于写入激光的衍射效应。然而,不同SiV中心的独特光谱特征使得可以在同一激光光斑内确定性地将每个SiV写入特定的应变状态。这一过程通过实时光谱监测得以实现,从而实现超越写入激光的衍射极限。这种非易失性存储器可在最高达80 K的温度下工作,因为在应变重构过程中特征峰的位移仍大于线宽(图4d)。我们期望通过选择在局部应变重构下具有较大峰位移的发射器,实现更高温度甚至常温下的工作。如补充说明3中所详述的多种配置状态,有望促进非易失性光存储中的高维数据存储。
这些基于SiV色心的存储器可以通过实时光谱分析实时监控,从而确定性地写入所需的应变状态。
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