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硬碟會發光﹖

2011/02/08 | 未分類 |

Original publish date:Dec 23, 2002

編輯 Agape 報導

經由使用特殊的高分子有機材料﹐配合短脈衝雷射的使用﹐科學家實現了在三維空間的數位資料存取。

隨著電腦資料處理速度的加快﹐整體的資料存取量(率)已相對地提高。然而﹐對於現今單一檔案動輒佔用數百萬位元組(MegaByte)甚至更龐大的存取空間(如多媒體﹐研究數據等資料)﹐如今市場上普遍供應的億位元組(GigaBytes)硬碟空間似乎仍然不夠大。有鑒於此﹐科學家們很早即著手開發非磁性材料的資料存取方式。並且﹐由於在傳統的硬碟中﹐資料的存取僅發生在表面上厚僅數十微米的磁性材料層上﹔對於整體厚度達數百微米﹐甚至數厘米的硬碟﹐材料空間的使用率仍有待改進。所以為了增加硬碟空間的密度﹐深具創意的科學家們更把腦筋動到將資料存取推廣至三維空間。如早在1960年代後期﹐即有人利用光學全像術(Holographic)中光的相位變化來模擬數位資料的存取。

而在1989年﹐加州州立大學爾灣分校的Dimitri A. Parthenopoulos所屬的研究小組﹐則提出了利用某些有機材料中的雙光子吸收特性(Two-photon process) ﹐來模擬數位資料0與1存取方式的構想。利用不同波長的脈衝雷射﹐配合雙聚焦讀寫頭﹐他們可以達到在spiropyran等不同有機材料中的三維資料存取。然而﹐由於所使用材料的限制﹐資料的儲存仍不夠穩定﹐相鄰位元間的干擾也降低了資料重複讀取的困難。

在本月份的Nature Materials期刊上﹐波士頓學院的Christopher E. Olson所屬的John T. Fourkas研究小組與在麻省理工學院的Michael J. R. Previte﹐發表了他們利用短脈衝雷射﹐在特殊的高分子有機材料層(共25層) 達成三維空間的數位資料快速(每位元100微秒)存取的結果。他們所採用的有機材料乃是cresolphthalein imethyl ether﹐該材料同樣具有雙光子特性﹐在被激發態會放出螢光作為資料的讀取。Olson等人發現在相鄰僅2.5微米的有機材料層中﹐所儲存的資料可以非常穩定地存在而不會互相干擾。不僅如此﹐由於Olson選用的材料cresolphthalein dimethyl ether具有分子玻璃(molecular glass)結構﹐該材料在常溫下十分穩定﹐所以所儲存的資料在經過了一百五十萬次的讀取之後﹐訊號依然十分明顯﹐幾乎沒有流失。

根據Olson等人的計算﹐他們這25層的高分子有機材料相當於具有每平方公分870MB的數位資料儲存密度﹐是目前DVD的儲存密度的十倍。他們更聲稱﹐若將光學讀取的技術加以改進﹐該材料的資料儲存密度可增加達6倍以上。而且﹐由於該材料的兩面都可加以利用﹐所以資料儲存密度又可輕易地倍增。

Olson等人所發表的結果﹐雖然短期之內還不至於取代目前現有的硬碟技術﹐但是仍具有極大的發展空間﹐尤其是此種技術與現今有機材料(光)電子元件(organic opto/electronics)結合的可能性。所以﹐當你有一天打開你的個人電腦外殼﹐見到你的硬碟在發光時﹐可不要太驚訝。

原始論文:
Christopher E. Olson et al, Efficient and robust multiphoton data storage in molecular glasses and highly crosslinked polymers, Nature Materials 1, 225 (2002).

參考來源:

  • 原始論文:C. E. Olson et al. Nature Materials 1, 225 (2002)

相關連結:

  • Parthenopoulos et al, Three-dimensional optical storage memory, Science 245, 843 (1989).

本文版權聲明與轉載授權資訊:

  • [Nov 05, 2004] 矽雷射
  • [May 01, 2003] 高密度硬碟﹕蛋白質來幫忙
  • [Mar 08, 2002] 塑膠磁光硬碟

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