Vers un stockage 3D de données dans des cristaux liquides
Écrire, lire et conserver des données dans le volume des matériaux serait plus efficace que nos systèmes actuels, qui ne le font qu’au niveau de surfaces 2D. Les cristaux liquides, combinés à des lasers, s’affirment comme des candidats prometteurs.
es masses de données que nous produisons chaque jour ont besoin d’être encodées, stockées et lues. Qu’il s’agisse d’un CD ou d’un disque dur, la plupart des solutions conservent ces informations à la surface d’un matériau. Ce stockage serait cependant plus efficace s’il pouvait s’effectuer dans tout un volume.
Cette idée est au cœur de travaux de Franck Camerel, directeur de recherche CNRS à l’Institut des sciences chimiques de Rennes 1 . Il étudie des molécules capables de s’auto-organiser, notamment sous forme de cristaux liquides. « Stocker de l’information sur une surface en deux dimensions est devenu facile, il est donc temps de le faire dans le volume, affirme Franck Camerel. À la place d’un pixel, nous aurions un voxel positionné dans un espace en trois dimensions. »
Le chercheur vise des supports sous forme de films minces et flexibles en cristaux liquides, composés de chromophores présentant des propriétés optiques qui pourraient être modulées de manière réversible lorsqu’ils reçoivent une stimulation lumineuse à une fréquence précise. L’alternance stable et contrôlée entre deux zones aux propriétés optiques différentes correspond à un système binaire permettant de stocker des données numériques.
Du pixel au voxel
Mais comment sélectionner un voxel spécifique dans un volume ? La solution retenue par l’équipe de recherche consiste à utiliser un matériau qui n’est pas opaque, puis d’y focaliser un laser en un point de même taille qu’un voxel. Ainsi, le faisceau traverse différentes couches en ignorant les informations rencontrées, et ne prend en compte que le voxel souhaité.
Cette focalisation à l’intérieur d’un matériau rend possibles des phénomènes très spécifiques, dits d’optique non linéaire. Ces cas particuliers ont lieu quand les deux composantes de la lumière, une onde électrique et une onde magnétique, ne se comportent plus de façon proportionnelle l’une par rapport à l’autre. Dans l’optique non linéaire, on retrouve notamment la génération de seconde harmonique, où deux photons interagissent en même temps avec un matériau qui émet en retour un seul photon deux fois plus énergétique. Il existe aussi l’absorption à deux ou trois photons, où le matériau change d’état électronique en absorbant deux ou trois photons en même temps, au lieu d’un seul.
- 1ISCR (CNRS/Université Rennes/ENSC Rennes/INSA Rennes)