数十年来，研究人员一直在探索如何将数据存储在玻璃中，因为它具有在不需要电力的情况下长时间（数百万年）保存信息的潜力。一种在不同波长的光下会改变颜色的特殊玻璃，称为光变玻璃，未来有望成为稳定、可重复使用的数据存储介质。现在，研究人员已经开发出一种掺杂的光变玻璃，具有无限期存储可重写数据的潜力。根据发表在《ACS Energy Letters》上的研究，研究团队进展了这一目标，创造了可逆的、可调的图案在光变硅酸镓玻璃上。
某些类型的眼镜在暴露于太阳发出的光波时会变暗，而在室内不再接触这些光波时则会回到无色透镜，这一过程被称为可逆光变现象。同样，其他类型的光变玻璃也可以根据不同波长的光随之改变颜色，这使得此材料成为在小空间中存储大量信息的廉价且稳定的平台。然而，使用光变玻璃进行数据存储所面临的挑战不仅在于将信息写入玻璃，还包括无限次地擦除和重写信息。现在，Liao Jiayan、Zhou Ji、Yang Zhengwen以及一个多学科团队朝着这一目标取得了进展，创造了可逆的、可调的图案在光变硅酸镓玻璃上。
该团队首先设计了用镁和铽离子修饰的硅酸镓玻璃，采用了一种称为掺杂直接3D光刻的工艺。Liao和团队使用532纳米（nm）波长的绿色激光在掺杂玻璃的小块上刻写3D图案。这些复杂的图案包括随机选择的点、符号、二维码、几何棱镜，甚至一只鸟，在透明的玻璃中呈现紫色，当在精确的波长下激发时则会转变为其他颜色。铽在深紫色376-nm激光激发下发出绿色荧光，而镁在417 nm紫光下则发出红色荧光。然后，为了在不改变玻璃结构的情况下完全擦除图案，团队在1022华氏度（550摄氏度）的温度下加热25分钟。
此外，研究人员认为使用镁和铽是开创性的，因为它们能够在不同波长下发光，这使得能够从单一材料中获得可调的、多色的3D图案读取。新方法可用于高容量、稳定的3D光学记忆存储和加密，适用于工业、学术和军事应用。
*作者感谢中国国家自然科学基金、西南联合研究生院科技项目、国家自然科学基金-云南联合基金重点项目、引进高端外国专家计划国家自然科学基金、云南省Cherkasova Tatiana院士专家工作站、云南省重大科技专项、发光材料的制备与性能控制及在高原农业中的应用、悉尼科技大学校长研究奖学金计划，以及国家健康与医学研究委员会的资助。*
