Photosensitive Materials for Bit-Type 3D Optical Memory

비트타입 3차원 광메모리용 저장매체 연구

광기록의 역사는 1980년대초 Sony와 Philips가 공동 개발한 CD (compact disc: 640MB)의 출현으로부터 시작하여 1996년의 DVD (digital versatile disc: 4.7GB)를 거쳐 최근의 BD (Blu-ray disc: >20GB)에까지 이르고 있다. Read-only memory, recordable, rewritable 등 다양한 저장 및 재생방식이 존재하는데, 이는 레이저 조사에 의한 기록매체의 특성변화의 가역성 (reversibility)에 의존하므로 저장 및 재생방식에 따라 저장매체 또한 다르게 된다. 기록용량의 증가는 레이저의 파장이 짧아지고 동시에 사용된 렌즈의 개구수 (NA: Numerical aperture)가 증가함에 따른 빔 spot size의 감소에 기인한다. 회절한계를 극복하여 빔의 spot size를 줄이고자 하는 연구는 현재도 전세계적으로 활발히 이루어지고 있고 이러한 노력의 일환으로 어느 정도의 추가적인 저장용량 증가는 가능할 수 있으나, 2차원 방식으로는 대용량 광정보기록 (수백 GB ${\sim}$ TB급)의 실현은 불가능하다는 것이 일반적인 예상이다. 한편 장기적으로 기존의 2차원 정보기록방식을 대체하고 저장용량을 획기적으로 증가시킬 수 있는 bit-type 3차원 광정보기록의 개념이 1990년을 전.후로 처음으로 제시되었다. 이는 2차원 bit 정보가 수십 내지 수백 개의 다층 (multi-layer) 형태로 기록되는 방식인데, 그동안 산업체의 관심이 상대적으로 높지 않았던 이유는 영화, 음악 등 엔터테인먼트 시장성 확대를 위해 Blu-ray disc나 HD-DVD에 대한 연구개발에 치중해왔기 때문이다. 하지만 최근 급변하는 정보시스템 서비스 환경 속에서 정보유통량이 기하급수적으로 증가하고 있고 개인이 취급하는 정보량도 2010년경에는 수백 GB 단위가 될 것으로 예상되고 있으며 디지털 방송, 네트워크를 기반으로 한 서비스 수요 뿐 만 아니라 전자도서관이나 VOD (Video on Demand) 서비스 사업에 필수적인 수 TB급의 대용량 저장장치에 대한 수요 또한 크게 증가할 것으로 전망된다. 이에 따라 점차 그 물리적 한계에 다다르고 있는 기존의2차원 정보저장방식을 대체하고 저장용량을 획기적으로 증가시킬 수 있는3차원 정보기록(> $10^{13}$ $bits/cm^3$)에 대한 필요성이 대두된다.