在過去的幾十年中,矽半導體材料引起了電子裝置的革命。現在,位於法國斯特拉斯堡的法國國家研究院科研中心和阿里佐納大學光學中心的化學家克勞斯·米爾霍爾茲,又找到了一種廉價而效能非凡的有機聚合物,這種聚合物有可能取代矽半導體材料。據米爾霍爾茲對英國《新科學家週刊的記者稱:他們發明的這種聚合物可以用鐳射束來儲存資訊,這樣就可大大提高計算機的運算速度。
用光訊號來儲存資訊比用電訊號儲存資訊可以使計算機的運算速度提高1000倍以上;而且可以大大增加儲存密度,以至一套《不列顛大百科全書》的整個文字和圖表,可以存進一個如美國銀幣大小的聚合物光碟內。由於這一突出的研究成果,英國有名的《自然》雜誌也介紹了他們的工作。
聚合物可以儲存光資訊的原理說起來並不複雜。大家知道,用磁碟可以記錄資訊,是因為透過電訊號可以改變磁碟上磁性材料的磁性;而這種光碟則是用光照射其中的聚合物,透過改變其光的折射效能來記錄資訊。以前化學家也使用過一些光記錄材料,但都有各自的缺點而妨礙了它們的應用。比如,有的化合物雖有強烈的光折射效能,但都是些稀有的無機物晶體或由非常昂貴的元素組成的;而有些比較便宜的有機聚合物,其光折射效能又比較差。
米爾霍爾茲研製的這種聚合物有一種獨特的光折射效能,因而對資訊的儲存非常有利。儲存資訊的方法是首先在整塊聚合物薄膜上加一個電場,然後用一對鐳射束在表面上掃描,並用脈衝的通-斷表示“0”和“1”這兩個數字。這些脈衝訊號因不斷地在薄膜中改變某些部位的電荷分佈,因而也改變了這些部位的光折射效能(這就等於把資訊儲存了下來)。這樣,就決定了這些部位的聚合物在以後是折射光線還是讓光線不變地直射透過。在需要再次讀取這些資訊時,就可以用一束非脈衝式鐳射束來掃描光碟聚合物薄膜的表面。這樣這種穩定的鐳射束就進入原來一閃一閃地通斷的電荷分佈部位,“讀取”早先留下的電荷分佈圖,檢索出資料。
這種新的聚合物光碟和現有的光儲存裝置不一樣它可以提供高密度的數字記錄,大大提高了計算機的可靠性。據米爾霍爾茲稱,這種聚合物比以往使用的任何晶體材料光碟都好,且成本低。如果大批次生產,一個聚合物儲存裝置的成本可能不到1美元,而晶體材料光碟的成本卻在10~100美元之間。
不過,目前這種聚合物光碟的記錄效能還不太穩定,時間一長,會逐漸退化。只有解決了這個問題,才有可能考慮大批次生產,推向市場。