兰胜教授研究团队在《Advanced Materials》发表论文

二十一世纪是信息爆炸的时代，人们在信息产生、传输、处理和存储等领域都面临大数据的挑战。光信息存储由于具有低功耗（绿色环保），长寿命（可达100年）和抗电磁干扰（安全）等诸多优势，被认为是最具前景的冷数据存储方式。然而，目前的光信息存储方式，如CD、DVD、BD等，都存在存储密度较低的缺点。因此，光信息存储一直未能成为目前大数据存储的主流方式。超高密度光信息存储的出现有望克服目前光存储容量的瓶颈。

近期，由我院的兰胜教授、戴峭峰副研究员和化学与环境学院的铁绍龙教授组成的跨学科研究团队，与澳大利亚墨尔本理工大学顾敏院士的研究团队合作，在多维复用超高密度光信息存储的研究中取得重大突破，把顾敏院士2009年首次提出的多维复用超高密度光信息存储的原理和技术 [Nature 459, 410 (2009)] 又发展和提升了一大步。他们通过对三维强耦合金纳米粒子体系中表面等离子体“热点”的深入研究，发现这些空间随机分布的“热点”不但具有独特的波长和偏振响应，而且具有超强的荧光亮度和超低的解耦合能量。基于这些独特的物理性质，他们制备了高质量的金纳米棒/PVA复合材料作为光信息存储介质，通过飞秒激光成功地对存储介质中的 “热点”进行了编码，实现了超低功率（皮焦量级）和超高密度的五维光信息存储。采用这个原理和技术，信息写入能量只需几个皮焦（pJ），与目前报道的最低写入功率相比，降低了两个数量级，这将极大地降低光源的成本，有效地推进该技术的实际应用。同时，光信息存储密度可以达到13.8 Tbit/cm³，即在一张DVD大小的光盘上实现约20 TB的数据存储，并且首次实现了数据的多次擦写。该研究成果近期在线发表在国际材料学权威期刊Advanced Materials上 [http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201701918/full, IF = 19.791]，并被编辑遴选为杂志内封面（inside front cover）(图1)，将有力推进多维复用超高密度光信息存储，使之成为大数据存储的重要选择。图2中c和d显示的是在同一空间上利用两个正交偏振存储的华南师范大学和信息光电子科技学院的徽标。

兰胜教授领导的研究团队从2010年起就开始对基于金纳米棒的多维复用超高密度光信息存储进行研究，前期研究成果陆续发表在国际知名学术期刊上，如Laser Photon. Rev. (IF = 8.434, back cover), J. Phys. Chem. C (IF = 4.536), Nanotechnology (IF = 3.440), Opt. Express (IF = 3.307) 和 Plasmonics (IF = 2.139) 等。该项研究获得了国家自然科学基金面上项目、广东省自然科学基金重大基础研究培育项目以及广东省高水平大学建设项目的支持。

该成果的取得是我院近年来在加强科研创新平台及学科建设、推进高水平研究团队建设方面所取得重要成果的又一个缩影，发表充分体现了我院研究团队在“以光信息技术为核心的物理学交叉学科群建设”的特色和优势，该研究团队的系列高水平成果将陆续发表在国际权威期刊，助力学校高水平大学建设。

图1  “Encoding Random Hot Spots of a Volume Gold Nanorod Assembly for Ultralow Energy Memory,” Adv. Mater. (http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201701918/full, inside front cover). 

图2  a：小尺寸金纳米棒的透射电镜照片；b：分散在PVA中的金纳米棒的透射电镜照片，右下角为光存储介质薄膜的照片；c，d：利用正交偏振的飞秒激光存储在同一区域内的华师和光电学院的Logo；e, f：读取图像的相似度和对比度分析。

文/图通讯员：蔡龙湖

编辑：许浩鑫