Диамантените кристали имат потенциал за съхранение на огромни количества данни
(снимка: CC0 Public Domain)
Точков дефект на диаманта прави възможно използването му като квантов бит за изчисления или съхранение на данни. От това се възползваха японски учени, които приеха предизвикателството и успяха да изобретят интересно решение.
Ако на някое място от диамантената кристална решетка един от въглеродните атоми бъде заменен (свързан) с азотен атом, подобно нарушение на структурата се нарича NV център. Такъв точков дефект има квантови свойства, които могат лесно да бъдат контролирани от светлина, магнитни полета или други влияния дори при стайна температура. По-специално, NV центърът може да се използва за запис и съхранение на данни.
Диамантените структури с NV центрове не трябва да имат твърде много азот. Следователно, за практическото използване на диамантените носители на данни е необходимо или да се произвеждат много големи дискове с допустими азотни примеси, или да се формират най-чистите диаманти със строго контролирано количество на примеси, което технически е много по-трудно.
Досега ултрачистите диаманти едва надвишаваха площ от 4 кв. мм, което е изключително малко. Но японски изследователи от университета Сага и компанията Adamant Namiki Precision Jewellery са успели да разработят технология за формиране на свръхчисти диамантени пластини с диаметър 2 инча (5 см). Теоретично всеки такъв диск може да съхранява до 25 екзабайта (EB) данни, което е еквивалентно на запис на милиард 25-гигабайтови (GB) Blu-Ray дискове на един диамантен носител.
Тайната на успеха се крие в специалната структура на субстрата, върху който е формиран диамантеният диск. Това обикновено е равна повърхност. В процеса на растеж и в ранните си стадии ултрачистият диамант върху такава повърхност често се счупва под собствената си тежест. За да предотвратят напукване, учените използват стъпаловидна повърхност на субстрата, която разпределя теглото на растящия диамант по-равномерно.
Новият субстрат прави възможно формирането на много по-чист диамант – с диаметър 5 см и чистота 3×10 на минус 9. Но учените не се задоволяват с постигнатото дотук и сега планират да „отгледат” диамант, който е два пъти по-голям в диаметър.