Secondo le stime attuali, decine di zettabyte di informazioni saranno archiviate elettronicamente entro il 2020, che si baserà su principi fisici che facilitino l'uso di singoli atomi o molecole come celle di memoria di base. Questo può essere fatto usando i laser. Però, i metodi esistenti di memorizzazione ottica sono limitati al limite di diffrazione (~500 nm), quindi la rispettiva densità di registrazione è di circa ~1 Gb per decimetro quadrato.

La limitazione può essere aggirata mediante l'uso di laser altamente localizzati in grado di manipolare l'orientamento spaziale delle singole molecole. La capacità di stoccaggio prevista in questo caso è fino a 1 Pb/dm2, che è approssimativamente uguale a 1 milione di DVD standard. La regolazione della radiazione oltre il limite di diffrazione con l'aiuto di nanoantenne ottiche e nanorisonatori è la base per tre attuali aree di ricerca:plasmonica refrattaria, fotovoltaico organico, e memoria ottica in campo vicino. Tutti sono in fase di sviluppo presso il Nano Optics Lab di KFU guidato dal Professore Associato Sergey Kharintsev.

Grazie alla localizzazione per subdiffrazione e al miglioramento del campo della luce, le tecnologie di rilevamento di singole molecole stanno emergendo rapidamente. Il team del Dr. Kharintsev ha utilizzato questo approccio per la registrazione ottica in campo vicino. La loro ricerca è apparsa in Nanoscala nel novembre 2016. Gli autori hanno proposto un nuovo principio di archiviazione ottica basato sull'effetto di scattering Raman potenziato dalla punta.

La localizzazione della luce laser è fornita da una nanoantenna ottica illuminata da un raggio laser focalizzato con polarizzazione radiale e azimutale. Questo approccio si basa sull'anisotropia ottica di film polimerici azo-coloranti, come riportato in Fotonica ACS . I coloranti azoici sono orientati perpendicolarmente alla direzione di polarizzazione sotto luce polarizzata. Questo si è rivelato un risultato difficile perché la polarizzazione del campo vicino dipende dalla geometria e dal materiale dell'antenna ottica.

Il passaggio dalla polarizzazione radiale a quella azimutale consente la registrazione di informazioni ottiche nella banda di assorbimento del colorante azoico e la lettura oltre tale banda. La velocità di commutazione dipende dalla mobilità locale dei coloranti in un ambiente vetroso, un parametro che dipende in modo critico dallo spessore del film polimerico. Il team prevede di creare un prototipo di memoria ottica organica di campo vicino con densità fino a 1 Pb/dm2. I progressi nella tecnologia della subdiffrazione saranno collegati ai raggi laser con impulso orbitale:tale ricerca potrebbe eventualmente aumentare la densità di archiviazione.

I dischi ottici con capacità petabit cambieranno l'efficienza e la produttività dei servizi cloud e dei data center e sconvolgeranno il mercato globale dello storage. Lo sviluppo di tale accumulo è legato all'energia indipendente, tecnologie di memoria ad alta velocità che mirano a unire i vantaggi della memoria ad accesso casuale e della memoria di archivio. Tipi di memoria alternativi, come la memoria quantistica, memoria di coppia di trasferimento di spin, memristori, e memoria ferroelettrica, sono tutti ancora lontani dall'uso pratico.