本发明提供一种高密度数据存储介质及其制造方法，一种高密度存储装置及使用其写入、读取及擦除数据的方法。数据存储介质包括下电极，沉积在下电极上的绝缘层，沉积在绝缘层上并具有多个突出部(由于其和光子的碰撞而从其中发射光电子)的光电发射层，和沉积在光电发射层上并存储从光电发射层发射的光电子的电介质层。数据存储装置包括支撑数据存储介质的平台，驱动平台的扫描器，设置在数据存储介质上方并包括与数据存储介质形成电场的尖端的探针，和支撑设置在其一端的尖端以维持数据存储介质和尖端间预定距离的悬臂，把驱动信号、数据写入和擦除信号施加到扫描器和探针并检测数据读取信号的电路单元，把光照射到数据存储介质的光源。