我国科研团队在超大容量超分辨三维光存储研究中取得突破

中国科学院上海光学精密机械研究所与上海理工大学等合作，在超大容量超分辨三维光存储研究中取得突破性进展。该团队利用国际首创的双光束调控聚集诱导发光超分辨光存储技术，实验上首次在信息写入和读出均突破了衍射极限的限制，实现了点尺寸为54nm、道间距为70nm的超分辨数据存储，并完成了100层的多层记录，单盘等效容量达Pb量级，对于我国在信息存储领域突破关键核心技术、实现数字经济的可持续发展具有重要意义。2月22日，相关研究成果发表在《自然》（Nature）上。 [z2jR(+`U  
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光存储技术具有绿色节能、安全可靠、寿命长达50~100年的独特优势，适合于长期低成本存储海量数据。而受到衍射极限的限制，传统商用光盘的最大容量仅在百GB量级。在信息量日益增长的大数据时代，突破衍射极限、缩小信息点尺寸、提高单盘存储容量一直是光存储领域的追求。 _Nx#)(
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1994年，德国科学家Stefan W. Hell提出了受激辐射损耗显微技术，首次证明了光学衍射极限能够被打破，并在2014年获得诺贝尔化学奖，经过20多年的发展，在显微成像、激光纳米直写等领域实现了光学超分辨成果，信息的超分辨写入得到解决。然而，传统染料在聚集状态下极易发生荧光猝灭，造成信息的丢失，在纳米尺度下存在被背景噪声湮没的难题，导致超分辨的信息难以读出，通常依赖电镜扫描的读出方式，限制了超分辨技术在光存储领域中的应用。因此，发展可同步实现超分辨写、超分辨读、三维存储及长寿命介质是10多年来光存储研究领域亟待解决的难题。 f4[Bj{F  
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20世纪80年代，中国科学院院士、上海光机所研究员干福熹开创了我国数字光盘存储技术的研究，一直深耕光存储领域。该团队依托于丰厚的研究基础和创新技术方案，基于双光束超分辨技术及聚集诱导发光存储介质，在信息写入和读出均突破了衍射极限的限制，实现了点尺寸为54nm、道间距为70nm的超分辨数据存储，并完成了100层的多层记录，单盘等效容量约1.6 Pb。经老化加速测试，光盘介质寿命大于40年，加速重复读取后荧光对比度仍高达20.5：1。这是国际上首次实现Pb量级的超大容量光存储。上述成果得到审稿人的高度评价，认为“这是一种具有突破性创新的Pb级光存储技术”，“与现有其他技术相比，该技术在性能方面提供了最高的光存储面密度”，“研究成果可能会带来数据中心档案数据存储的突破，解决大容量和节能的存储技术难题”。 
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