摘 要：數(shù)據(jù)儲(chǔ)存器自信息化時(shí)代以來(lái)成為不可或缺的一項(xiàng)重要的機(jī)器設(shè)備配置，數(shù)據(jù)儲(chǔ)存空間大、費(fèi)用低、體積小的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存器的技術(shù)研究成為應(yīng)時(shí)代要求的一項(xiàng)重點(diǎn)研究，今后信息數(shù)據(jù)的主要問(wèn)題就在于數(shù)據(jù)儲(chǔ)存，只有儲(chǔ)存空間的不斷擴(kuò)大，才能適應(yīng)當(dāng)今信息領(lǐng)域快速膨脹的趨勢(shì)。傳統(tǒng)的磁儲(chǔ)存技術(shù)在增加磁信息的存儲(chǔ)空間時(shí)，需要降低存儲(chǔ)數(shù)據(jù)信息的磁性顆粒的物理幾何特性，當(dāng)超過(guò)幾何極限時(shí)，會(huì)影響存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的不變性。光儲(chǔ)存技術(shù)的進(jìn)展經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期努力研究帶來(lái)了諸多重要成果，在今后很可能超越并替代磁儲(chǔ)存技術(shù)。本文將詳細(xì)敘述基于近場(chǎng)光學(xué)和表面等離子結(jié)構(gòu)的儲(chǔ)存技術(shù)。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)儲(chǔ)存；近場(chǎng)光學(xué)；表面等離子體

近場(chǎng)光學(xué)在高密度數(shù)據(jù)儲(chǔ)存中有著重要的應(yīng)用，其優(yōu)點(diǎn)在于可儲(chǔ)存數(shù)據(jù)空間密度大、效率高。近場(chǎng)光學(xué)所擁有的超分辨特性是信息存儲(chǔ)中一項(xiàng)不可或缺的重要特性，是信息儲(chǔ)存技術(shù)與日俱進(jìn)的重要基石和關(guān)鍵所在，牽引著許多新型近場(chǎng)光儲(chǔ)存技術(shù)的涌現(xiàn)。光儲(chǔ)存技術(shù)的概念是指介質(zhì)在激光的作用下，引起其物理和化學(xué)性質(zhì)的變化，這種改變被轉(zhuǎn)化成對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)信息，最終被讀出的過(guò)程。其優(yōu)點(diǎn)在于可高速記錄、低信息衰減性、非接觸讀寫(xiě)、高密度儲(chǔ)存容量、靈活性高、多重儲(chǔ)存等。根據(jù)近場(chǎng)光學(xué)的特點(diǎn)，擁有超分辨率的光學(xué)儲(chǔ)存系統(tǒng)的讀寫(xiě)光斑大大的低于衍射極限，這樣不僅可以具有高速的數(shù)據(jù)讀寫(xiě)能力還能獲得高密度的數(shù)據(jù)容量。表面等離子體是基于近場(chǎng)光電子學(xué)的重要研究對(duì)象，其磁場(chǎng)強(qiáng)度在其表面處達(dá)到最大，沿著垂直的方向磁場(chǎng)強(qiáng)度呈指數(shù)遞減衰弱，當(dāng)受到光子照射或高速電子的影響時(shí)所呈現(xiàn)的現(xiàn)象。表面等離子體所產(chǎn)生的特性在數(shù)據(jù)儲(chǔ)存中也有廣泛引用，本文將結(jié)合進(jìn)場(chǎng)光學(xué)和表面等離子體的知識(shí)對(duì)熱輔助磁記錄、基于AFM原理的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存、基于表面等離子透鏡的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存系統(tǒng)、基于金屬納米棒的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存、激光全息記錄技術(shù)等新方法進(jìn)行原理和應(yīng)用的詳盡的闡述。

諸多基于近場(chǎng)光學(xué)和表面等離子體結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存技術(shù)的出現(xiàn)讓數(shù)據(jù)存儲(chǔ)呈現(xiàn)了一種新型趨勢(shì)，并且光儲(chǔ)存技術(shù)在高密度數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中有著舉足輕重的地位，也是提高存儲(chǔ)密度的關(guān)鍵所在。這種由高頻率激光為讀寫(xiě)介質(zhì)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)比傳統(tǒng)的磁儲(chǔ)存技術(shù)成本低、靈活性高，在工藝制作上也與傳統(tǒng)的磁儲(chǔ)存不相上下。我們有理由相信光儲(chǔ)存技術(shù)已經(jīng)成為數(shù)據(jù)市場(chǎng)成熟的主流技術(shù)。本文通過(guò)簡(jiǎn)介熱輔助磁記錄技術(shù)、基于AFM原理的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存技術(shù)、基于表面等離子體透鏡的錄入技術(shù)、基于金屬納米棒的記錄技術(shù)、激光全息記錄技術(shù)來(lái)介紹現(xiàn)代基本的基于近場(chǎng)光學(xué)和表面等離子體的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存技術(shù)，但描述的內(nèi)容較為淺顯，是一篇對(duì)光儲(chǔ)存技術(shù)的綜述。

熱輔助磁記錄采用的是納米級(jí)的細(xì)光束激光，這項(xiàng)技術(shù)的原理主要是通過(guò)激光加熱使磁盤(pán)表面的性質(zhì)發(fā)生變化而達(dá)到存儲(chǔ)信息的目的。其中加熱原理的疊加技術(shù)相比以往的傳統(tǒng)磁記錄技術(shù)克服了超順磁的障礙，因此對(duì)于加熱磁盤(pán)材料的選擇也更加苛刻，要求其能在光照下產(chǎn)生明顯的磁效應(yīng)，而在正常情況下又維持其穩(wěn)定性。對(duì)于加熱磁頭來(lái)說(shuō)也是工藝上的一個(gè)難點(diǎn)，不僅僅要集成激光源和探針，還要保證讀寫(xiě)過(guò)程中激光照射的正確位置。這項(xiàng)技術(shù)仍然存在著需要改善的問(wèn)題，但仍有令人期待的高存儲(chǔ)密度容量。

基于原子力顯微鏡的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能精準(zhǔn)的對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行剖析和讀寫(xiě)，能精準(zhǔn)的控制錄入頭與錄入元件之間的空隙。目前基于這項(xiàng)原理而制造的“千足蟲(chóng)”是該領(lǐng)域的熱點(diǎn)，是一款芯片存儲(chǔ)硬盤(pán)。這項(xiàng)技術(shù)通過(guò)加熱探針在有機(jī)材料上存儲(chǔ)信息，其中微懸臂的集成技術(shù)是該技術(shù)的難點(diǎn)所在，但也是未來(lái)高儲(chǔ)存小芯片的主流技術(shù)和熱點(diǎn)所在。

基于表面等離子體透鏡的錄入系統(tǒng)是一項(xiàng)基于理論十分扎實(shí)的應(yīng)用，在該技術(shù)中涉及了后項(xiàng)波介質(zhì)、近場(chǎng)倏失波、時(shí)間反演技術(shù)等的概念?；诒砻娴入x子體透鏡結(jié)構(gòu)的光學(xué)系統(tǒng)是指等離子體透鏡陣列與光刻膠表面介質(zhì)之間近場(chǎng)距離移動(dòng)的一種系統(tǒng)，這項(xiàng)光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)在于高速轉(zhuǎn)盤(pán)能提高讀寫(xiě)效率，實(shí)現(xiàn)高速錄入、成本不高。

基于金屬鈉米棒的記錄方式是一項(xiàng)基于光譜編碼原理的技術(shù)，這項(xiàng)通過(guò)對(duì)光譜編碼的新型概念很好的解決了當(dāng)今信息化時(shí)代數(shù)據(jù)膨脹所面臨的挑戰(zhàn)和困難，并且有望將現(xiàn)今的儲(chǔ)存量提高一大數(shù)級(jí)。而金屬納米粒子所具有的特殊性質(zhì)例如電子云振蕩、二光子吸收、受溫度變化變性等讓這一項(xiàng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)成為可能并且有極好的前景。

激光全息存儲(chǔ)技術(shù)是一種經(jīng)典的光儲(chǔ)存技術(shù)，它利用了對(duì)應(yīng)的攝影技術(shù)來(lái)進(jìn)行信息的復(fù)刻和儲(chǔ)存，這項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于能很好的保證數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性、存儲(chǔ)的效率高、記錄空間大，是一種覆蓋介質(zhì)內(nèi)部存儲(chǔ)的技術(shù)，相比同一介質(zhì)的不同存儲(chǔ)技術(shù)，極大的增加了存儲(chǔ)容量。

參考文獻(xiàn)

[1] Koji Matsumoto，Akihiro Inomata，Shin-ya Hasegawa.Thermally assisted magnetic recording. FUJITSU Sci. Tech. J.，42，1，2006：158-167.

[2] P. Vettiger，M. Despont，U. Drechsler，et al.The “Millipede”- More than one thousand tips for future AFM data storage.IBM J.RES.DEVELOP. 2000，44，3：323-340.

作者簡(jiǎn)介：徐成（1998-），女，漢族，湖南武岡，大學(xué)本科，中央民族大學(xué)，研究方向電子通信工程，北京海淀區(qū)，100081。