使用熒光材料的3D光學存儲設備將顯著降低全球電力消耗

來源：Te Herenga Waka-Victoria University of Wellington

導讀：我們每天產生的電子信息可以稱得上“海量”，如何對其進行安全儲存始終是我們不斷求索的重要課題！特赫里加瓦卡-惠靈頓維多利亞大學（Te Herenga Waka-Victoria University of Wellington）的研究人員正在研究熒光是否可以用來存儲三維數(shù)據(jù)。

初步發(fā)現(xiàn)表明，使用熒光材料的3D光學存儲設備將顯著降低全球電力消耗，并提供更長期的數(shù)據(jù)存儲，甚至可持續(xù)數(shù)百年。

化學和物理科學學院的研究助理Joe Schuyt 博士帶領著團隊，研究如何在材料中“ 摻雜”能夠發(fā)射不同顏色熒光的元素，來代表構成存儲數(shù)據(jù)字節(jié)的0或1。他說：“同發(fā)光應用一樣令人興奮的是將數(shù)據(jù)存儲介質從單個2D平面(如光盤表面)擴展到整個材料(如發(fā)光晶體)中。我們的目標是開發(fā)3D光學存儲設備，使用激光寫入和讀取數(shù)據(jù)，并通過檢測熒光實現(xiàn)讀取。”

他補充道：“傳統(tǒng)的光存儲設備，如光盤、數(shù)字視盤和藍光光盤，都是利用光的反射來工作的，而這在二維以上的空間則很難。但如果用熒光，則會容易得多。二維到三維的轉變將推動存儲容量大幅增加。在熒光這種發(fā)光形式中，其原子或材料幾乎一吸收入射光就發(fā)出出射光，出射光通常具有更長的波長，因此呈現(xiàn)出與入射光不同的顏色�！�

另外，他解釋道：“數(shù)據(jù)中心目前將各種信息存儲在傳統(tǒng)硬盤上，這種硬盤雖具有存儲容量足夠大，但壽命卻只有短短的五年左右。數(shù)據(jù)中心的硬盤會產生大量熱量，需要主動冷卻。這些中心占全球用電量的很大一部分——超過1%，而且隨著我們產生更多的數(shù)據(jù)，這一比例還會增加。我們旨在提供一種全光器件長期存儲數(shù)據(jù)的方法，即使存儲數(shù)據(jù)長達幾個世紀，而不會丟失任何數(shù)據(jù)，更用不到任何電子設備。由于很大一部分存儲數(shù)據(jù)(如記錄和歸檔)不需要頻繁訪問，光存儲設備不需要像硬盤驅動器那樣頻繁甚至連續(xù)工作，也不需要冷卻，這項技術將顯著降低與長期存儲相關的電力成本。”

在研究各種化合物的特性時，研究小組發(fā)現(xiàn)一些帶正電荷的發(fā)光離子，稱為摻雜劑，可以改變材料的熒光特性。Schuyt博士說，“以一種具有特定摻雜物的材料為例，當受到光的刺激時，它會發(fā)出特定顏色的光(比如黃色)。如果我想將數(shù)據(jù)寫入材料，我可以選擇性地改變摻雜劑的屬性，這樣它就會發(fā)出不同顏色的光(比如紅色)。所以現(xiàn)在我有一些發(fā)射黃色的離子，還有一些發(fā)射紅色的離子。這些“0”和“1”構成了我可以用來存儲數(shù)據(jù)的字節(jié)；我只需要檢測什么顏色來自哪里�！�

對于該技術的前景，他認為盡管人們無法預測未來和新技術，但可以肯定的是，在未來幾年里，大量的數(shù)字信息將繼續(xù)產生。用此技術就可以使數(shù)據(jù)“長生不老”！