[发明专利]一种高密度超长寿命的数据存储光盘及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种由纯无机材料和金属材料复合而成具有超长寿命的数据存储光盘，特别涉及一种壳核纳米结构有效填充多孔氧化铝模板孔的数据存储光盘的制备方法以及其在高密度光存储方面的应用，属于光信息存储的技术领域。

背景技术

随着计算机技术的普及、互联网的高速发展，各种信息呈爆炸式的增加，人们的日常生活也很大程度上依赖于信息。信息数据化后，就需要更高存储密度、更大存储容量、更快存取速度、更长寿命、更低成本的数据存储器。而对于存储技术而言，最关键的就是存储介质以及写入/读取信息的方式。目前，可用于数字信息存储的技术主要包括磁存储、光存储及固态存储三种，这些存储技术都各自存在发展空间。随着多种光学效应的应用和薄膜技术的不断发展，光存储成为主流存储之一，各种功能薄膜成为存储介质，运用纳米技术，使信息点的尺寸达到纳米级别，实现高密度存储。光存储盘因其便于携带、盘片易更换、存储密度高及保存寿命较长等优点，在媒体传播、数据存档等许多领域具有广泛的用途，不仅商业性规模生产方面获得巨大成功，在技术上也不断取得新突破，形成了一项独立的高科技产业，以光盘为代表的光学数字式数据存储技术已成为当代信息社会中不可缺少的信息载体。

在存储技术上，传统的磁存储、光存储和半导体存储受到超顺磁效应、衍射现象和最小光刻单元的限制而存在物理极限。在磁存储技术中，纵向磁记录由于受到退磁场引起过渡区展宽限制，过小磁畴尺寸难以长久保持信息，相对应过高的矫顽力使磁头难以写入数据，还有热稳定性、噪声等相关问题，故而提出了垂直磁记录技术和巨磁阻磁头，虽然减小了退磁场和提高了灵敏度，使得存储密度有所增大，但也不能摆脱超顺磁效应的限制。光存储技术包括光盘存储技术、磁光存储技术、近场光学存储技术、全息存储技术以及双光子存储技术等。传统的远场光学存储技术受到衍射现象的限制数据斑不可能过小，这就意味存储密度存在极限，新型存储技术的出现使得光存储密度大幅增大，但这些技术还大多处于实验室研究状态，远未达到实用状态。半导体存储技术分为易失性和非易失性两种。易失性存储器虽然具有很高的读取速率，但由于不能掉电保存数据，限制了其在除内存外的应用领域；作为非易失性存储器的代表，闪存虽然可以长期保存数据，但受其加工时最小光刻单元的限制(目前认为很难达到35nm以下)，其存储容量不能大幅扩大，限制了其应用领域。后又有实验室为了避免集成度的限制尝试了Bottom-up的研究思路，采用扫描探针显微存储技术直接从原子和分子尺度对存储技术进行设计、制造半导体存储器，其中碳纳米管制造分子级非易失性存储器也成为了热点。但也由于探针与表层磨损，寿命短，且探针作为读写头，完全不能满足读写要求，有人尝试用探针阵列进行读写，大大增加了成本。总的来说，存储领域已经比较成熟，但满足更高需求的新型存储技术还只是暂露头角。综上所述，磁存储、光存储和半导体存储技术是目前发展的最为成熟且应用最广泛的信息存储技术，它们的存储容量和读写速率也在逐年递增，但由超顺磁效应、衍射现象和最小光刻单元带来的物理极限使得这些存储技术的存储密度不能无限增加，因此，要突破这些物理极限就需要从机理上入手，寻找并研究新机理存储技术。

从新的存储机理着手研究，实现高密度大容量数据存储是今后发展的基本方向。目前，大容量数据存储技术发展的原理主要有：体全息存储技术、空间三维及多维存储、近场光学与超分辨技术、光量子效应与电子转移效应、多光子多波长技术、多维矩阵组合编码及多通道并行读写技术等。2009年澳大利亚顾敏院士提出了激光五维存储技术，该存储技术的基本思路是将金纳米棒分散到PVA(聚乙烯醇)中制成光盘。数据写入时，采用特定偏振态、特定波长的高功率密度飞秒激光脉冲照射光盘表面，辐照区域内的高吸收性纳米棒被烧蚀成球状纳米颗粒，而吸收系数低的纳米棒，以及未受照射区域的金纳米棒仍然保存完好。数据读取时，采用相应偏振态和波长的低功率密度飞秒激光扫描光盘表面，未被烧蚀成球形纳米颗粒的纳米棒将被激发发射双光子荧光，记录该荧光发射位置的分布。激光五维存储技术可以将现有尺寸光盘的数据记录量提高到TB量级，数据存储密度极高。

但是，激光五维存储技术以纳米金作为数据记录点，纳米金价格不菲，如果存储介质的使用寿命不长，其应用前景并不乐观，开发出长寿命数据存储光盘是该技术得以推广的基础。制备纯无机材料光盘是长寿命光盘的发展方向，例如陶瓷或玻璃质的光盘，但是陶瓷或玻璃往往需要高温烧结，而金纳米棒无法承受如此高温，传统工艺无法借用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高密度超长寿命的数据存储光盘及其制备方法，该方法制备的数据存储光盘热力学性能稳定，可实现记录数据的长久保存。