來自倫敦帝國理工學院(London’s Imperial College)的研究人員、俄羅斯科學家以及喀山聯邦大學(Kazan Federal University)的工程師們共同合作,描述了一種電光現象的可能性,可望為「光」(optical)儲存介質提高數十倍的資訊儲存密度。

在錄寫介質上聚焦光點的限制(即衍射效應),一直限制著資料儲存可實現的密度。如今,由帝國理工學院化學工程系教授Sergei Kazarian為主導的研究隊據稱夠克服這一難題。根據該研究團隊表示,相較於硬碟、快閃記憶體(Flash)以及其他固態硬碟(SSD),包括DVD或藍光(BluRay)等光儲存介質至今在容量方面仍明顯遠落於後。由於所謂的「衍射極限」(diffraction limit)效應帶來的限制,使得光儲存途徑無法實現較高的資料儲存密度。

「衍射極限」是一種物理現象,指的是無法將光束聚焦於尺寸小於光波長(以藍光為例,其波長約400nm)的物體表面上。因此,在全光學的儲存介質上錄寫資訊的密度明顯比不上磁碟或電子資料錄寫系統。

根據這項研究結果顯示,透過使用兩種物質——基於偶氮苯(azobenzene)的有機染料,以及一種特殊的光天線,可將錄寫密度提高到相當於每平方英吋約數百TB (terabyte)。研究人員們發現,在電場中以雷射光照射在偶氮苯分子上,將會導致其發生翻轉。這使得染料分子的光學特性發生變化,使其得以作為資訊載體。透過這種方式,研究人員得以利用偶氮苯薄膜,打造出「破壞」衍射極限的光學記憶體。

此外,研究人員並利用奈米天線,從這種薄膜中開發出一種可錄寫與讀取資訊的方法。這種奈米天線會吸收雷射光、放大並聚焦在你想要寫入或讀取資訊之處。

Kazarian說:「隨著這一技術的進一步改善,我們可以達到每平方英吋約PB (petabyte)級的資料儲存密度。換句話說,傳統依尺寸區分的磁碟將可容納較現代DVD更高1百萬倍的資訊,也比目前最大容量的硬碟產品容納更高幾百倍的儲存容量。因此,我們可望解決未來如何儲存資料量日益成長的問題,尤其是因應像視訊或物聯網(IoT)等應用的需求。」

這項研究已發表於《Nanoscale》期刊中。

編譯:Susan Hong

(參考原文:Step aside, DVD; research points to future high-density data stores,by Graham Prophet)