Enligt nuvarande uppskattningar, dussintals zettabyte information lagras elektroniskt 2020, som kommer att förlita sig på fysiska principer som underlättar användningen av enstaka atomer eller molekyler som grundläggande minnesceller. Detta kan göras med hjälp av lasrar. Dock, befintliga metoder för optisk lagring är begränsade till diffraktionsgränsen (~ 500 nm), så respektive inspelningstäthet är ungefär ~ 1 Gb per kvadratcentimeter.

Begränsningen kan kringgås genom användning av mycket lokaliserade lasrar som kan manipulera den rumsliga orienteringen av enstaka molekyler. Den förväntade lagringskapaciteten i detta fall är upp till 1 Pb/dm2, vilket är ungefär lika med 1 miljon vanliga DVD -skivor. Reglering av strålning bortom diffraktionsgränsen med hjälp av optiska nanoantenner och nanoresonatorer är grunden för tre aktuella forskningsområden - eldfast plasmonik, organisk solceller, och optiskt minne nära fältet. Alla är under utveckling på Nano Optics Lab i KFU under ledning av docent Sergey Kharintsev.

Tack vare subdiffraktionslokalisering och fältförbättring av ljus, enkelmolekyldetekteringstekniker växer snabbt fram. Dr Kharintsevs team har använt detta tillvägagångssätt för optisk inspelning i nära fält. Deras forskning dök upp i Nanoskala i november 2016. Författarna föreslog en ny princip för optisk lagring baserad på spetsförstärkt Raman-spridningseffekt.

Lokalisering av laserljus tillhandahålls av en optisk nanoantenna som belyses av en fokuserad laserstråle med radiell och azimutal polarisering. Detta tillvägagångssätt är baserat på optisk anisotropi av azofärgade polymerfilmer, som rapporterats i ACS Photonics . Azofärgämnena orienteras vinkelrätt mot polarisationsriktningen under polariserat ljus. Detta har visat sig vara en knepig bedrift eftersom närfältspolarisering beror på geometrin och materialet i den optiska antennen.

Växling mellan radiell och azimutal polarisering möjliggör registrering av optisk information i azofärgabsorptionsbandet och avläsning bortom det bandet. Växlingshastigheten beror på färgens lokala rörlighet i en glasartad miljö - en parameter som är kritiskt beroende av polymerfilmens tjocklek. Teamet planerar att skapa en prototyp av organiskt optiskt nära-fältminne med upp till 1 Pb/dm2-densitet. Framsteg inom subdiffraktionsteknik kommer att kopplas till laserstrålar med orbital momentum - sådan forskning kan så småningom öka lagringstätheten.

Optiska diskar med petabit -kapacitet kommer att förändra effektiviteten och produktiviteten för molntjänster och datacenter och störa den globala lagringsmarknaden. Utvecklingen av sådan lagring är kopplad till energioberoende, höghastighetsminne-teknik som syftar till att förena fördelarna med slumpmässigt åtkomstminne och arkivminne. Alternativa minnestyper, som kvantminne, vridmoment för centrifugering, memristors, och ferroelektriskt minne, alla är fortfarande långt ifrån praktisk användning.