浦项科技大学物理系、半导体工程系、融合研究生院及半导体研究生院的朴景德教授研究团队于4日宣布，成功开发出一种光学数据存储技术，其信息存储能力相比现有方法可提升数十万倍。

　　如今，单张智能手机照片的容量已是十年前的十倍以上。超高清视频所需空间更是巨大。随着人工智能服务的扩展，生成和处理的数据量激增，导致对存储空间的需求呈指数级增长。

　　要存储日益增长的信息，就必须创建更多的存储单元。然而，为了增加单元数量而缩小单个单元的尺寸，会遇到电学干扰和物理极限的瓶颈。特别是利用光的光学存储技术，由于光具有扩散特性，难以在纳米尺度实现高集成度。

　　研究团队将目光投向了半导体内部由光与电子结合形成的粒子——“激子”。激子是兼具光与电子特性的粒子，通过精密调控其状态，单个存储单元就能表达多级信息。就像交通信号灯通过红、黄、绿传递不同信号一样，团队设计了一种方法，将激子发光的亮度划分为多个等级，从而在一个单元内存储两种以上的信息。

　　为实现这一目标，团队通过堆叠“金属-绝缘体-半导体”层，制造出纳米隧道结器件。在该结构中，精细控制电荷移动会使激子转变为另一种粒子状态，从而改变发出的光强。利用这种方法，团队成功在尺寸约60纳米的单一单元中实现了三个以上的发光状态。此外，通过将存储层厚度减薄至15纳米以下，为器件的高密度堆叠奠定了基础。

　　这项技术利用光以非接触方式进行数据读写，减少了设备的磨损和损伤。论文第一作者李亨佑研究员解释道：“现有技术主要依赖扩大存储空间，而这项研究的重大意义在于，它利用的是半导体内部激子状态本身作为信息单元，而不仅仅是光的强度。若应用于数据中心、AI服务器、下一代半导体存储器及智能设备等领域，可能成为重塑存储技术范式的一个转折点。”

　　该研究已于去年12月发表在纳米科学领域国际期刊《美国化学会纳米》上，并被选为封面论文。

　　参考文献

　　ACS Nano, 2025, DOI: https://doi.org/10.1021/acsnano.5c15152