There is 1 related live offer.

Save 25% on magneTherm

Het Gebruiken van Nanotechnologie om de Capaciteit van Gegevens Te Verbeteren

Li Min Gu en Xiangping, Centrum voor micro-Photonics, Faculteit van Professor van Techniek en Industriële Wetenschappen, Swinburne Universiteit van Technologie, Australië
Overeenkomstige auteur: mgu@swin.edu.au

De opslag van de Informatie is zulk een belangrijke aspect dat het de ontwikkeling van informatietechnologie de weg heeft bereid. Als één van de het beloven ondergroepen, heeft de optische gegevensopslag geleid tot een reeks revolutionaire vooruitgang op dit gebied. Één van de opwindende taken moet de snelle groei ontmoeten veel gevraagd voor opslagcapaciteit. Het Beetje bij bit optische gegevensopslag zoals compact-discs (CDs), digitale videoschijven (DVDs) en schijven blu-Ray (blu-Stralen) komt te voorschijn als hoge geheugendichtheid, hoge weerstand tegen intense elektromagnetische straling, compacte en draagbare systemen. Elke technologie komt met nieuwe uitbreiding van de opslagcapaciteit maar ook met zijn eigen beperking.

De Huidige optische gegevensopslagmiddelen, zoals CDs, DVDs en de blu-Stralen slaan gegevens als reeks weerspiegelende die tekens op door een geconcentreerde laserstraal worden geïntroduceerd over een interne oppervlakte van een schijf. In al deze gevallen, wordt het gegeven opgeslagen binnen een tweedimensionale (2D) laag, waar de informatie minder dan 0.01% van het volume van een schijf bezet1. Beperkt door de interactie van opnamegolflengte en de numerieke opening van de opnieuw coderende lens, is de maximumcapaciteit ongeveer 700 Megabytes (MB) voor CD, 4.5 Gigabytes (GB) voor een DVD en 25 GB voor een schijf blu-Ray. Het is mogelijk voor schijven om twee of zelfs meer van deze gegevenslagen te houden om de capaciteit uit te breiden, maar het aantal lagen wordt streng beperkt door de efficiency van het leveren van het richten laser in een dik volume.

Een revolutionaire techniek van twee-foton (2P) opwinding door een femtosecond (fs) gepulseerde laserstraal van een impulsduur van 100 fs (1 s = 1015 fs) is geïntroduceerd die omhoog de driedimensionele (3D) geheugenapparaten of de soms geroepen 3DCD technologie aansteekt. De schoonheid van 2P techniek is dat het een beter beperkte geconcentreerde vlekgrootte en een veel hogere efficiency van penetratiediepte toestaat, wat een hogere opslagdichtheid in elke laag evenals een groter aantal informatielagen betekent een schijf kan houden.

3D optische die gegevensopslag is de term aan om het even welke vorm van optische gegevensopslag wordt gegeven waarin de informatie kan met driedimensionele resolutie worden geregistreerd en worden gelezen.

In 1998, heeft de de bit van de wereld eerste rewritable 3D optische gegevensopslaggelegenheid bereikte in onze groep een capaciteit van 44 Gbits/cm door3 2P opwinding goed te keuren aangetoond, gelijkwaardig aan 5 keer de huidige capaciteit DVD2,3. Later, ontdekte onze groep een nieuw fysiek mechanisme van 2P opwinding verbeterde fluorescentie van vloeibare kristallen en een 3D opslagcapaciteit tot 450 Gigabits/cm werd3 aangetoond in 20044. Dit resultaat is gelijkwaardig aan 50 keer de huidige capaciteit DVD en was de dichtheid van de de gegevensopslag van de wereld hoogste 3D tot 2008.

De gegevenscapaciteit van de 3DCD schijf van grootte van een DVD wordt voorspeld door theoretische beperkings ongeveer Terabytes/schijf5. Om de grens van de gegevensopslag van de 3DCD technologie te breken, heeft onze groep grond het brekende idee geroepen „polarisatie coderen en het spectrale coderen“ ontwikkeld, die multidimensionele optische gegevensopslag wordt genoemd. Het concept moet multi-staten van informatie in het zelfde XYZ ruimtegebied van een opnamemiddel registreren.

Vergemakkelijkt door de recente vooruitgang van nanotechnologie, ten gevolge van de elegantie van een grote 2P gevoeligheid en scherpe eigenschappen van de richtings selectieve opwinding van nanoparticles6, kan de informatie in extra fysieke afmetingen van een opnamestraal zoals spectrums of polarisatie worden simultaan overgeseind en individueel worden gericht, zoals die in Fig. 1 wordt geïllustreerd. Bovendien nanoparticles vergemakkelijk multidimensionele het coderen techniek met betere gevoeligheid en veel verminderde dwarsbesprekingen. Het kan de huidige opslagcapaciteit met grootteordes potentieel verbeteren, die niet door de ruimteresolutie van geconcentreerde vlekgrootte wordt beperkt.

In 2008, heeft onze groep de eerste four-dimensional optische de gegevensopslaggelegenheden van de wereld in quantumstaven verspreide polymeermaterialen goedkeurend polarisatie het coderen techniek aangetoond7. Volgens dat principe, heeft onze groep capaciteit van de het verslag de hoge opslag van een wereld van 1.6 Terabytes/schijf in metaalnanorods verspreid middel door polarisatie en spectrums toe te passen gelijktijdig coderend technieken bereikt8.

Figuur 1. Regeling van multidimensionele optische gegevensopslag door photoreaction van staaf-vormig nanoparticles. (a) Illustratie van 2P polarisatie-selectieve opwinding en emissieafhankelijkheid van quantumstaven van de polarisatiestaat. (b) de afhankelijkheid van de Polarisatie van de fluorescentieintensiteit van de staat van de opwindingspolarisatie (rode cirkels) en emissierichtingen (blauwe vierkanten). De Informatie is polarisatie en spectrums gemultiplext in multilayer binnen het middel. Één geregistreerde die laag door gele gestormde lijn wordt vermeld wordt gericht gebruikend in een cirkel gepolariseerde brede bandbron zoals die in (c) wordt geïllustreerd. De gemultiplexte informatie kan individueel met overeenkomstige die polarisatie (door de pijl wordt vermeld) en golflengte worden gericht, zoals die in (d) en (e) wordt geïllustreerd.

Onze spectaculaire vooruitgangvoltooiing heeft de basis voor ons om op een versnellende reis aan de nieuwe era van multidimensionele Petabyte optische geheugensystemen (1 Petabyte = bytes 1.000 triljoen) gevormd in te schepen), gelijkwaardig aan 10.000 keer de huidige capaciteit DVD. Dit multidimensionele optische concept van de gegevensopslag is de kern paradigma-verschuiving voor optische gegevensopslaggelegenheden genoemd multidimensionele CDs (MDCDs), die in de volgende 5-10 jaar te voorschijn zullen komen. Als succesvol, zal deze nieuwe technologie bottom up revolutie in elke hoek van ons modern leven zoals onderwijs, draagbaar bankwezen, globale e-veiligheid en telegeneeskunde wekken evenals zal leiden tot enorme economische voordeel halen uit Australië.

Bijvoorbeeld, brengen de jonge mensen bijna 20 jaar door bestuderend in scholen enkel wegens het langzame geheugenproces en de beperkte capaciteit van menselijke hersenen. Tegen die tijd is MDCDs beschikbaar, kan een schijf 1Petabytes al informatie en de kennis houden men in 20 van het' traditionele onderwijsjaar systeem kan leren! Met andere woorden, kan een schijf Petabytes jonge mensen van boring schoolleven bevrijden en hen bewaren 20 jaar! Als de film uw zorg is, moet de capaciteit van een film worden opnieuw gedefinieerd. 10 jaar geleden, is de capaciteit van een film van twee uur van de kwaliteit van VCD ongeveer 5GB. De Stroom, een DVD kwaliteitsfilm is over 15GB en een high-definition film is over 50GB. Veronderstel 10 later jaar, zal de film 3D toonbare zijn, simulationable milieu simulationable en menselijke ingeving. Wij denken de capaciteit van een film tegen die tijd een minimum van 1000GB zou zijn.


Verwijzingen

1. D. Dag, M. Gu, en A. Smallridge, „Overzicht van optische gegevensopslag,“ in Infrarode holografie voor optische mededelingen (Aanzetsteen Berlijn, Heidelberg, 2003), blz. 1.
2. D. Dag, M. Gu, en A. Smallridge, het „Gebruik van twee-foton opwinding voor uitwisbaar-rewritable driedimensionele bit optische gegevensopslag in een photorefractive polymeer,“ Opteert. Lett. 24, 948 (1999).
3. D. Dag, M. Gu, en A. Smallridge, „Rewritable 3D bit optische gegevensopslag in een op PMMA-Gebaseerd photorefractive polymeer,“ Adv. Mater. 13, 1005 (2001).
4. D. verspreidde McPhail, en M. Gu, „Gebruik van polarisatiegevoeligheid voor driedimensionele optische gegevensopslag in polymeer vloeibare kristallen onder twee-foton verlichting,“ Appl. Phys. Lett. 81, 1160 (2002).
5. D. Dag, en M. Gu, „Gevolgen van r.i wanverhouding voor driedimensionele optische gegevensopslagdichtheid in een twee-foton blekenpolymeer,“ Appl. Opteer. 37, 6299 (1998).
6. X. Li, J. Van Embden, J.W.M. Chon, en M. Gu, „Verbeterde twee-foton absorptie van CdS nanocrystal staven,“ Appl. Phys. Lett. 94, 103117 (2009).
7. X. Li, J.W.M. Chon, R.A. Evans, en M. Gu, „quantum-Staaf verspreide photopolymers voor multidimensionele photonic toepassingen,“ Opteren. Druk 17, 2954 (2009) uit.
8. P. Zijlstra, J.W.M. Chon, en M. Gu, „vijf-Dimensionale optische die opname door oppervlakteplasmons wordt bemiddeld in goud nanorods,“ Aard 459, 410 (2009).

Copyright AZoNano.com, Prof. Min Gu (Universiteit Swinburne van Technologie)

Date Added: Sep 16, 2009 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 13. June 2013 23:06

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this article?

Leave your feedback
Submit