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高密度、高可靠性:我国科学家完满金刚石光学信息存储

发布日期:2024-11-29 09:20    点击次数:176

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IT之家 11 月 29 日音问,中国科学期间大学于 11 月 27 日发布博文,书记中科院微不雅磁共振重心执行室在光学信息存储限度获取紧迫说明,完满高密度高可靠性金刚石光学信息存储。

表情团队

中国科学期间大学中国科学院微不雅磁共振重心执行室杜江峰、王亚、夏慷蔚等东说念主在光学信息存储限度获取紧迫说明,建议并发展基于金刚石发光点颓势的四维信息存储期间,具备面向实质应用所需高密度、超长免柔和寿命、快速读写等要津特质,有望为“数据大爆炸”信息期间所亟需的新一代绿色高容量信息存储提供惩处决议。

这项究诘效果以《Terabit-scale high-fidelity diamond data storage》为题,于 11 月 27 日在线发表在《Nature Photonics》上。

表情配景

信息期间已参加“大数据”阶段,海量数据的网罗、存储和分析期间束缚最初,正成为鼓动科技发展的要津力量。对海量数据的应用将在民生、医疗等多个限度产生深切且紧要的影响。

然则,面前数据存储期间(如磁盘、光盘、固态硬盘等)的发展远远滞后于数据量的增长,存储容量的瓶颈和高能耗问题已成为制约海量数据处理与应用的要津挑战之一。

通过精准制备纳米材料光源并调控光信号的强度、波长、偏振等多维度特质,光学存储期间频年来成为完满高密度存储的紧迫发展旅途之一。

然则,纳米材料的踏实性差、信息读写速率较慢、纰谬大以及高能耗等问题,使得光学存储期间在向实质应用漂泊的流程中濒临苍劲挑战。

究诘效果简介

本文究诘团队革命性地诈欺金刚石中一种可精准东说念主工制备的发光点颓势,奏效惩处了上述系列挑战。

究诘发现,金刚石中的原子方法弗兰克尔颓势具备踏实的发光特质,并能精准制备可控更正其发光亮度来编码数据,成为理念念的信息存储单位。

收货于金刚石材料的超高硬度(为当然界最坚忍材料之一)以尽头不凡的化学踏实性(如抗酸碱腐蚀等),存储在金刚石光盘中的数据极为踏实。

通过高温测试并蚁集阿伦尼乌斯定律斟酌信息单位的踏实性,即使在 200℃高温环境下,金刚石中数据的存储寿命不错远超百年。同期,该存储无需任何柔和(如温湿度收敛等),不产生数据存储的能耗。

图 1:(a)金刚石信息存储见识图;图 1:(a)金刚石信息存储见识图;

(b)屡次读出后荧光信号的踏实性表征;

(c)高密度堆叠下信息存储单位扫描成像终结;

(d)通过荧光强度复用完满的颜色图案存储;

(e)执行使用的单个飞秒脉冲表征;

(f)通过超辞别显微镜不雅察单个荧光存储单位尺寸,存储单位荧光信号为负信号;

(g)四维信息存储数据展示。

为了完满高密度高可靠性存储,究诘东说念主员发展了基于飞秒脉冲加工的快速高精度三维颓势制备期间,单个飞秒脉冲(约 200 飞秒)即可完成对存储单位的制备,信息写入精度高于 99.9%,已达到蓝光光盘国度方法。

图 2:金刚石光盘的写-读效果展示。将宇宙上第一个计时照相作品《驰骋中的马》(由埃德沃德・迈布里奇于 1878 年拍摄)的不同帧数,通过三维堆叠存储在金刚石中,并通过读取酿成的动画效果。每一帧的动画数据占用金刚石存储的横向尺寸为 90×70 往时微米。

究诘东说念主员还进一步发展了二维、三维的并行读出期间,可同期完满对上万比特高效读出。面前,存储单位的尺寸可达到 69nm(约为波长的十二分之一),单位断绝在 1 微米傍边,存储密度达到 Terabit / cm3 量级,比蓝光光盘存储密度升迁三个量级。

IT之家附上参考地址

我室现高密度高可靠性金刚石光学信息存储

中国科大完满高密度高可靠性金刚石光学信息存储

Terabit-scale high-fidelity diamond data storage

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