デジタルの世界が圧倒的な量のデータを生成している（毎日2兆バイト以上）、電流ストレージテクノロジーは彼らの限界に迅速に近づいています。
光を使用してデータを読み書きする光学式ストレージは、この成長する問題の解決策として浮上しています。
米国エネルギー省（DOE）アルゴンヌ国立研究所とシカゴ大学の分子工学学校の研究者によって開発された新しいアプローチは、光学貯蔵システムの容量、速度、エネルギー効率を大幅に向上させることができます。
この研究は、希土類要素とスロット マシン ジャック ポットを活用することにより、データ密度を高める新しい方法の概要を示しています。これらの進歩は、データの保存と取得の方法に大きな変化を示す可能性があります。
光学ストレージの現在の制限
CDSやDVDで使用されているものと同様に、従来の光学貯蔵メソッドは、情報を読み書きするためにレーザーに依存しています。
ただし、これらの技術は回折制限によって制約されているため、レーザー光の波長よりもデータポイントが小さいことを防ぎます。
この制限により、より多くのデータを同じ物理的な空間に詰め込む能力が妨げられ、今日の大規模なデータボリュームを処理するための課題があります。
これらの制限を克服しようとすると、アルゴンヌの研究チームは、固体材料に埋め込まれた希土類要素に目を向けました。
この革新的な戦略は、新しいテクニックを使用して光を操作することにより、はるかに小さな領域内に大幅に多くの情報を保存する可能性があります。
スロット マシン ジャック ポットの活用
彼らの研究で、研究者は、素材に希土類エミッターを埋め込むことを提案します、非常に特定の狭い波長で光を吸収して放出できるようにします。
これらの波長は、材料の原子構造の小さな欠陥である近くのスロット マシン ジャック ポットに伝達できます。
近距離場エネルギー伝達と呼ばれるこのプロセスにより、エミッターと欠陥の間のエネルギーが効率を高め、システムがより密にデータを保存できるようになります。
このエネルギー伝達プロセスに焦点を当てることにより、研究チームは、従来のシステムの能力をはるかに上回る可能性のある新しい種類の光学メモリの基礎を築きました。
波長マルチプレックスでストレージ密度を高める
この新しいテクノロジーの重要な側面の1つは、同じ空間内でわずかに異なる波長の光の光を使用して複数のデータをエンコードする波長多重化の使用です。
これは、多くの希土類エミッターが共存できることを意味し、それぞれが独自の波長で動作し、限られた領域に保存できるデータの量を大幅に増加させます。
アプローチを検証するために、チームは理論モデルを開発して、希土類原子とスロット マシン ジャック ポットがナノスケールでどのように相互作用するかを研究しました。
彼らは、欠陥が近くの希土類エミッターから光エネルギーを吸収すると、異なるスピン状態に移行したことを発見しました。
これにより、欠陥が長期的なデータストレージのための重要な機能である長期間の情報を保持することが可能になります。
光学ストレージの将来の可能性
この新しい光学ストレージの方法は、データの保存方法とアクセス方法に革命をもたらすという約束を保持しています。
希土類要素から放出される光の波長とスロット マシン ジャック ポットの小さなスケールにより、この技術は現在利用可能なオプションよりもはるかに密度の高いストレージシステムを提供する可能性があります。
保存されたエネルギーの長さとデータの取得方法など、いくつかの質問が残っていますが、この研究は、より高度な光学メモリを作成するための不可欠な最初のステップです。
グローバルデータ生産指数関数的に成長し続けているため、このような革新は、より速く、より効率的で、耐久性の高いソリューションの需要に対応できる将来の準備ができているストレージシステムを開発する上で重要な役割を果たす可能性があります。
