在当今信息爆炸的时代，数据存储的需求不断攀升，传统的硬盘和固态硬盘虽然已经取得了长足的进步，但在容量和体积之间始终存在着难以逾越的鸿沟。而在近日，美国芝加哥大学的研究团队在数据存储领域取得了一项重大的突破，他们成功在一个仅一毫米大小的晶体立方体内存储了数TB的数据。
传统的数据存储是通过对系统的开和关状态进行控制来存储二进制信息的，存储设备组件自身的体积限制了设备的存储上限。而在该项研究中，研究人员利用晶体中的单原子缺陷作为存储单元，极大的提高了设备的存储密度。
研究团队使用镨掺杂的氧化钇基质，通过紫外激光激活镨离子，使这些离子获得能量并释放电子，带电缺陷代表“1”，未带电缺陷则代表“0”，通过调控这些缺陷的电荷状态，就能实现高效的二进制存储系统。
通过低强度光激发和光学刺激发光（OSL）技术，研究人员能够精确调控晶体内的电荷状态，从而实现高效的数据读写操作。相比于传统光学存储物理写入方式所带来的限制，该技术理论上可达到原子级存储密度，结合稀土掺杂材料的稳定性，未来或可实现可重复擦写的PB级存储介质。
此外，研究人员表示，这种基于稀土掺杂氧化物晶体的数据存储方法具有广泛的适用性，可以扩展到其他材料体系。虽然在该项研究中使用的是掺有镨离子的氧化钇，但理论上，任何具有多种光学特性的稀土元素都可以成为候选材料。这意味着，随着研究的深入和技术的进步，未来可能会出现更多种类的高密度存储介质。
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