硬盤(pán)容量提高幾百倍！怎么做到的？

來(lái)自倫敦帝國(guó)理工學(xué)院(London’s Imperial College)的研究人員、俄羅斯科學(xué)家以及喀山聯(lián)邦大學(xué)(Kazan Federal University)的工程師們共同合作，描述了一種電光現(xiàn)象的可能性，可望為光(optical)儲(chǔ)存介質(zhì)提高數(shù)十倍的信息儲(chǔ)存密度。

在錄寫(xiě)介質(zhì)上聚焦光點(diǎn)的限制(即衍射效應(yīng))，一直限制著數(shù)據(jù)儲(chǔ)存可實(shí)現(xiàn)的密度。如今，由帝國(guó)理工學(xué)院化學(xué)工程系教授Sergei Kazarian為主導(dǎo)的研究隊(duì)據(jù)稱夠克服這一難題。根據(jù)該研究團(tuán)隊(duì)表示，相較于硬盤(pán)、閃存(Flash)以及其他固態(tài)硬盤(pán)(SSD)，包括DVD或藍(lán)光(BluRay)等光儲(chǔ)存介質(zhì)至今在容量方面仍明顯遠(yuǎn)落于后。由于所謂的“衍射極限”(diffraction limit)效應(yīng)帶來(lái)的限制，使得光儲(chǔ)存途徑無(wú)法實(shí)現(xiàn)較高的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存密度。

“衍射極限”是一種物理現(xiàn)象，指的是無(wú)法將光束聚焦于尺寸小于光波長(zhǎng)(以藍(lán)光為例，其波長(zhǎng)約400nm)的物體表面上。因此，在全光學(xué)的儲(chǔ)存介質(zhì)上錄寫(xiě)信息的密度明顯比不上磁盤(pán)或電子記錄寫(xiě)系統(tǒng)。

根據(jù)這項(xiàng)研究結(jié)果顯示，透過(guò)使用兩種物質(zhì)——基于偶氮苯(azobenzene)的有機(jī)染料，以及一種特殊的光天線，可將錄寫(xiě)密度提高到相當(dāng)于每平方英吋約數(shù)百TB (terabyte)。研究人員們發(fā)現(xiàn)，在電場(chǎng)中以雷射光照射在偶氮苯分子上，將會(huì)導(dǎo)致其發(fā)生翻轉(zhuǎn)。這使得染料分子的光學(xué)特性發(fā)生變化，使其得以作為信息載體。透過(guò)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(xué)內(nèi)存。

此外，研究人員并利用納米天線，從這種薄膜中開(kāi)發(fā)出一種可錄寫(xiě)與讀取信息的方法。這種納米天線會(huì)吸收雷射光、放大并聚焦在你想要寫(xiě)入或讀取信息之處。

Kazarian說(shuō)：“隨著這一技術(shù)的進(jìn)一步改善，我們可以達(dá)到每平方英吋約PB (petabyte)級(jí)的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存密度。換句話說(shuō)，傳統(tǒng)依尺寸區(qū)分的磁盤(pán)將可容納較現(xiàn)代DVD更高1百萬(wàn)倍的信息，也比目前最大容量的硬盤(pán)產(chǎn)品容納更高幾百倍的儲(chǔ)存容量。因此，我們可望解決未來(lái)如何儲(chǔ)存數(shù)據(jù)量日益成長(zhǎng)的問(wèn)題，尤其是因應(yīng)像視訊或物聯(lián)網(wǎng)(IoT)等應(yīng)用的需求。”這項(xiàng)研究已發(fā)表于《Nanoscale》期刊中。