使用荧光材料的3D光学存储设备将显著降低全球电力消耗

来源：Te Herenga Waka-Victoria University of Wellington

导读：我们每天产生的电子信息可以称得上“海量”，如何对其进行安全储存始终是我们不断求索的重要课题！特赫里加瓦卡-惠灵顿维多利亚大学（Te Herenga Waka-Victoria University of Wellington）的研究人员正在研究荧光是否可以用来存储三维数据。

初步发现表明，使用荧光材料的3D光学存储设备将显著降低全球电力消耗，并提供更长期的数据存储，甚至可持续数百年。

化学和物理科学学院的研究助理Joe Schuyt 博士带领着团队，研究如何在材料中“ 掺杂”能够发射不同颜色荧光的元素，来代表构成存储数据字节的0或1。他说：“同发光应用一样令人兴奋的是将数据存储介质从单个2D平面(如光盘表面)扩展到整个材料(如发光晶体)中。我们的目标是开发3D光学存储设备，使用激光写入和读取数据，并通过检测荧光实现读取。”

他补充道：“传统的光存储设备，如光盘、数字视盘和蓝光光盘，都是利用光的反射来工作的，而这在二维以上的空间则很难。但如果用荧光，则会容易得多。二维到三维的转变将推动存储容量大幅增加。在荧光这种发光形式中，其原子或材料几乎一吸收入射光就发出出射光，出射光通常具有更长的波长，因此呈现出与入射光不同的颜色。”

另外，他解释道：“数据中心目前将各种信息存储在传统硬盘上，这种硬盘虽具有存储容量足够大，但寿命却只有短短的五年左右。数据中心的硬盘会产生大量热量，需要主动冷却。这些中心占全球用电量的很大一部分——超过1%，而且随着我们产生更多的数据，这一比例还会增加。我们旨在提供一种全光器件长期存储数据的方法，即使存储数据长达几个世纪，而不会丢失任何数据，更用不到任何电子设备。由于很大一部分存储数据(如记录和归档)不需要频繁访问，光存储设备不需要像硬盘驱动器那样频繁甚至连续工作，也不需要冷却，这项技术将显著降低与长期存储相关的电力成本。”

在研究各种化合物的特性时，研究小组发现一些带正电荷的发光离子，称为掺杂剂，可以改变材料的荧光特性。Schuyt博士说，“以一种具有特定掺杂物的材料为例，当受到光的刺激时，它会发出特定颜色的光(比如黄色)。如果我想将数据写入材料，我可以选择性地改变掺杂剂的属性，这样它就会发出不同颜色的光(比如红色)。所以现在我有一些发射黄色的离子，还有一些发射红色的离子。这些“0”和“1”构成了我可以用来存储数据的字节；我只需要检测什么颜色来自哪里。”

对于该技术的前景，他认为尽管人们无法预测未来和新技术，但可以肯定的是，在未来几年里，大量的数字信息将继续产生。用此技术就可以使数据“长生不老”！