蛍光材料を使用した3D光ストレージデバイスは、世界の電力消費を大幅に削減できる可能性がある

蛍光材料を使用した3D光ストレージデバイスは、世界の電力消費を大幅に削減できる可能性がある
出典: テ・ヘレンガ・ワカ - ウェリントン・ヴィクトリア大学

はじめに: 私たちが日々生成する電子情報は「大量」といえます。それを安全に保管する方法は、私たちが常に探求している重要なテーマです。ウェリントンのテ・ヘレンガ・ワカ・ビクトリア大学の研究者たちは、蛍光を利用して3次元データを保存できるかどうかを研究している。

初期の調査結果では、蛍光材料を使用した 3D 光メモリ デバイスにより、世界の電力消費量が大幅に削減され、数百年にも及ぶ長期のデータ保存が可能になることが示唆されています。
化学物理科学学部の研究助手であるジョー・シュイト博士は、保存されたデータバイトを構成する 0 または 1 を表すために、異なる色の蛍光を発することができる元素を材料に「ドーピング」する方法を研究するチームを率いた。 「発光アプリケーションと同じくらいエキサイティングなのは、データ記憶媒体をディスクの表面のような単一の 2D 平面から発光結晶のような材料全体に拡張することです」と、彼は語った。「私たちの目標は、レーザーを使用してデータの書き込みと読み取りを行い、蛍光を検出してデータを読み取る 3D 光記憶デバイスを開発することです。」

同氏はさらに次のように付け加えた。「CD、DVD、ブルーレイディスクなどの従来の光ストレージデバイスは、光を反射することで機能しますが、これは2次元以上では困難です。しかし、蛍光でははるかに簡単です。2次元から3次元への移行により、ストレージ容量が大幅に増加します。蛍光は、原子または物質が入射光を吸収するとすぐに発光する発光形式であり、発光は通常、より長い波長を持つため、入射光とは異なる色として現れます。」

さらに、彼は次のように説明しました。「現在、データセンターはあらゆる種類の情報を従来のハードディスクに保存しています。従来のハードディスクは十分な記憶容量を持っていますが、寿命はわずか約 5 年と短いです。データセンターのハードディスクは大量の熱を発生するため、積極的に冷却する必要があります。これらのセンターは世界の電力消費の大きな部分を占めており、1% 以上を占めています。この割合は、生成されるデータが増えるにつれて増加します。私たちは、全光デバイスでデータを長期間 (場合によっては数世紀) 保存する方法を提供することを目指しています。データを失うことなく、電子機器を一切使用せずに保存できます。保存されるデータの大部分 (記録やアーカイブなど) は頻繁にアクセスする必要がないため、光ストレージ デバイスはハードディスク ドライブほど頻繁に、または継続的に動作する必要がなく、冷却する必要もありません。このテクノロジーにより、長期保存に伴う電気代が大幅に削減されます。」

研究チームは、さまざまな化合物の特性を研究する中で、ドーパントと呼ばれる正に帯電した発光イオンが材料の蛍光特性を変える可能性があることを発見した。 「光に刺激されると特定の色 (たとえば黄色) を発する特定のドーパントを含む材料を用意します」とシュイト博士は言います。「その材料にデータを書き込みたい場合、ドーパントの特性を選択的に変更して、別の色 (たとえば赤色) を発するようにできます。つまり、黄色を発するイオンと赤色を発するイオンができたことになります。これらの「0」と「1」が、データの保存に使用できるバイトを構成します。あとは、どの色がどこから発せられるかを検出するだけです。」

テクノロジーの展望については、未来や新しいテクノロジーを予測することはできないが、今後数年間は大量のデジタル情報が生成され続けることは間違いないと考えている。この技術を使えば、データを「不滅」にすることができます！


ストレージ、データ、ガラス

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