Носитель для электронно-лучевой записи и оптического воспроизведения информации и способ изготовления информационной структуры на этом носителе

 

Область использования: техника накопления информации. Сущность изобретения: носитель содержит подложку с последовательно размещенными на ней слоями двуокиси олова толщиной 5рО-2000 А и золота толщиной не более 300 А. На подложку последовательно наносят слои двуокиси олова и золота, при экспонировании воздействуют электронным лучом на границу раздела этих слоев. Проявляют записанную информацию в смеси 2-4 об.ч. соляной кислоты и1об.ч, азотной, затем носитель промывают.2с.п.ф-лы.^tИзобретение относится к технике накопления информации, а именно к носителям информации, предназначенным для электронно-лучевой записи оптически воспроизводимой информации путем создания в их чувствительном слое элементов записи с отличными от остального поля носителя оптическими характеристиками (например коэффициентами пропускания, отражения, коэффициентами рассеяния), а также к области твердотельных структур, запись информации в которых осуществляется в результате происходящих в них радиационно-стимулированных физико-химических процессов, не связанных с тепловым разогревом облучаемого участка. Предлагаемый носитель-WORM типа, т.е. для однократной записи и многократного воспроизведения.Такие носители могут быть использованы для архивной записи информации, использоваться в постоянных оптическихзапоминающих устройствах и регистраторах сверхбольшого объема. Их можно использовать для организации банков данных. Возможна запись на них готовых программ для компьютеров, в том числе и для персональных с лазерным считыванием.Известен носитель для электронно-лучевой записи оптически воспроизводимой информации, чувствительный слой которого изготовлен из фосфатного оксидного лазерного стекла на оснопе метафосфата алюминия, содержащего uaiионы-модификаторы Зги Cd[1],Такие носители предназначены для фазовой электронно-лучевой записи. Они обладают не очень высокой чувствительностью, характеризуемой дозой поглощенных электронов 2 • 10^^эл/см^(г/3 10'^ Кул/см^). Фосфатные стекла трудно наносить в виде тонких слоев на подложках.оО1

СОЮЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 11 В 9/10

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ /

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4896926/10 (22) 28.12,90 (46) 07.12,92. Бюл.N 45 (71) Институт радиотехники и электроники

АН СССР

- (72) А.Б.Ормонт, Д.А, Бы валин и Л.Б.Длугач (56) Авторское свидетельство СССР М

1721033, кл. С 03 С 23/00, 1989.

Harrison T.R. Electron beam vnitlng and

development of inorganic СаР> thin films.

J,Vac. Science and Techn. 2 nd Ser, 1983, v,1,N 2, pt.1, р.718. (54) НОСИТЕЛЬ ДЛЯ ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ ЗАПИСИ И ОПТИЧЕСКОГО ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ И СПОСОБ

Изобретение относится к технике накопления информации, а именно к носителям информации, предназначенным для электронно-лучевой записи оптически воспроизводимой информации путем создания в их чувствительном слое элементов записи с отличными от остального поля носителя оптическими характеристиками (например коэффициентами пропускания, отражения, коэффициентами рассеяния), а также к области твердотельных структур, запись информации в которых осуществляется в результате происходящих в них радиационно-стимул и рован ных физико-химических процессов, не связанных с тепловым разогревом облучаемого участка, Предлагаемый носитель-WORM типа, т.е. для однократной записи и многократного воспроизведения.

Такие носители могут быть использованы для архивной записи информации, испол ьзоваться в постоя н н ых оптических

„„SU ÄÄ 1780105 А1

ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННОЙ

СТРУКТУРЫ НА ЭТОМ НОСИТЕЛЕ (57) Область использования: техника накопления информации, Сущность изобретения: носитель содержит подложку с последовательно размещенными на ней слоями двуокиси олова толщиной 500-2000 А и золота толщиной не более 300 А, На подложку последовательно наносят слои двуокиси олова и золота, при экспонировании воздействуют электронным лучом на границу раздела этих слоев. Проявляют записанную информацию в смеси 2-4 об.ч. соляной кислоты и

1 об.ч, азотной, затем носитель промывают.

2 с.п,ф-лы. запоминающих устройствах и регистраторах сверхбольшого объема. Их можно использовать для органиэации банков данных. Возможна запись на них готовых программ для компьютеров, в том числе и для персональных с лазерным считыванием.

Известен носитель для электронно-лучевой записи оптически воспроизводимой информации, чувствительный слой которого 1изготовлен из фосфатного оксидного лазерного стекла на основе метафосфата алюминия, содержащего катионы-модификаторы

$ги Cd (1), Такие носители редназначены для фазовой электронно-лучевой записи. Они обладают . не очень высокой чувствительностью, характеризуемой дозой поглощенных электронов 2 10 эл/см (3

18

10 Кул/см ). Фосфатные стекла трудно наносить в виде тонких слоев на подложках.

1780105

Для:многих неорганических веществ и стру;- :.тур нэ их основе. минимальные дозы облучения электронами, приводящие к существенным изменениям феноменологичеСI

Существенное повышение чувствительности носителей информации возможно .голько на путях включения в процесс формирования записи процесса усиления, наи риме р, на стадии жидкостного

ПРОЯВЛЕНИЯ.

Известен носитель для электронно-лу- евой записи Оптически воспроизводимой

ИНфоРМВЦИИ, ЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ СЛОЙ КОТОРО"о выполнен из пленки CaFz, нанесенной методом термического напыления на подложку из монокристаллического кремния

Р1.

В процес получения записи на этом носителе было включено жидкостное проявление записи деионизованной водой„ усиливающее начальный радиационный эффект, Несмотря на это высокой чувствительности у данного носителя получить HB удалась, Она характеризовалась дозой

1,2 ° 101з эл/см (1,9 Кул/см ), в лучшем случае. 6 10 эл/см (0,1 Кул/см ), Крома этого, к недостаткам данного носителя следует отнести то, что его чувствительный слой HQ Отличается высокоЙ химической стойкостью — на его оптиче,t

Воздействиям. указанная цель достигается тем, что в носителе для электронно-лучевой записи и

Оптического воспроизведения информации, содержащем подложку с регистрирующей средой из неорганического материала, регистрирующая среда выполнена из последовательно размещенных на подложке слоев двуокиси олова толщиной 5g0-20000А и золота толщиной не более 300 А, Толщины слоев $п02 и Аи ограниче)4ы снизу величинами соответственно 500 А и

20 А, не слишком сильно превышающими толщину интерфейса. Это минимальный слой, где разыгрываются радиационно-стимулированные физико-химические процессы. Ограничений сверху на толщину SnO2 пленки фактически нет. 20000 А — та толщи5

55 на, вплоть до которой легко пол,чить качественные SnOz пленки на разных подложках. Максимальная толщина золотой пленки связана: с энергией испол ьзуемы", для записи электронов (3-30 кэБ) и должна быть такой (20-300 А), чтобы электронный поток мог достичь интерфейса Au/SnOz без особых потерь; с тем, что время растворения пленки в проявителе должно составит.-, нескольК0 секунд — десятков секунд, с тем, что избыток золота излишне удорожает носитель.

Также указанная цель достигается тем, что способ изготовления информационной структуры на носителе для электронно-лучевой записи и оптического воспроизведения информации, при котором на подлож.,;;, наносят регистрирующу о среду, осуществляют экспонироВание участков регистрирующей среды электронным лучом в соответствии с информационным сигналом при относительном перемещении носителя и записывающего луча, а затем производят жидкостное проявление записанной информации, отличается тем, что в процессе нанесения регистрирующей среды на подложку последовательно наносят слой двуокиси олова и золота, при экспонировании воздействуют электронным лучом на границу раздела этих слоев. проявление записанной информации проводят в смеси

2-4 об,ч. соляной кислоты и 1 об.ч. азотной, а после проявления носитель промывают, Чувствительный слой изготавливаю:. например, следующим образом.

Сначала пиролизом металлоорганических соединений (тетраэто;<=иолова или ацетилацетоната олова) на подло;к;у и"кварца, сапфира или монокристатлическогD кремния наносят пленку ЯОО". толгциной

500 А-20000 А, На поверхность пленки Яп02 методом термического напыления В вакууме .- 1о

-6

Торр наносят тонкую поликрисгалли;еску..о пленку золота толщиной - 20-300 А, Как показали исследования (в том числе и методом фотоэлектронной спе .<троскопии), интеофейс (граница раздела) слоев Аи и Sn02, изготовленный таким образом. обладает высокой чувствительностью к Облучению электрона iи с эheðãènìè 3-30:<зЕ, под воздействием которого в слое интерфеЙса происходят физико химичес;<ие пррвращения с участием Au e Si атомов.

Визуализировать наличие таких превращений Оказалось возможным с помощью царской водки (2-4 об.ч, соляной и 1 об.ч, аэотнои киСлОты).

После записи информации электронным лучом с энергиями злектронов3-30 кэР

1780105 в процессе проявления в царской водке не прореагировавшее с поверхностью Яп02 золото смывают.

Условия проявления . температура раствора — комнатная, время проявления — не- 5 сколько секунд, для ускорения процесса проявления и обеспечения полного удаления непрореагировавшего золота полезна протирка носителя в процессе проявления ватным тампоном, смоченным в царской 10 водке.

Проявленный носитель промываютдистиллированной водой.

На поверхности Бп02 в областях, облученных электронами, после проявления ос- 15 таются участки, покрытые продуктами электронно-стимулированной реакции золота со Яп02, декорированные продуктами их взаимодействия с царской водкой, имеющие характерный желто-коричневый цвет, 20 сходный с цветом обработанных в царской водке кристаллов АиЯп2 и AuSn4. Эти оптические плотные элементы записи информации хороша видны в оптический микроскоп на фоне бесцветного прозрачного слоя 25 пленки Яп02 на прозрачной подложке из плавленого кварца. Именно декорирование облученных участков ведет к существенному усилению оптического контраста записи, ибо исходные слои интерметаллидов, абра- 30 зовавшиеся в слое интерфейса, слишком тонки (предложено десятки ангстрем), чтобы сформировать заметный оптический контраст, Царская водка, известная как химиче- 35 ский травитель, растворяющий золото, проявляет в предлагаемом способе новое качество — эффективное избирательное декорирование облученных областей, что и обеспечивает получение положительного 40 эффекта данного технического решения.

Пример . Информация записывалась на носитель с толщиной пленки Sn02 1,5 мкм и толщиной пленки Аи 170 А, нанесенных на прозрачную подложку из плавленого 45 кварца, Условия экспозиции в динамическом режиме: энергия электронов 5 кэВ, ток пучка 6 10 А, диаметр пучка 1 мкм, -11скорость перемещения электронного пучка по поверхности носителя 0,5 мм/с, доза об- 50 лучениз 4 10 эл/см, (6 10 Кул/см ).

Из полученных результатов следует, что достигнутая чувствительность носителя при проявлении по данному способу характеризуется рзай 4 10 эл/см (6 ° 10 55

Кул/см, что выше па сравнению с чувствительностью прототипа (пленка CaFz) в-1,5»

»10 раз. Химическая стойкость покрытой з золотом пленки Sn02 существенно выше, чем у пленки CaFz или фосфатных стекол.

Такой носитель заметным образом не реагирует ни с парами воды, ни с большим числом химически активных веществ, Для его обработки-проявления используется весьма активная в химическом отношении царская водка, которая реагирует только с золотом (растворяя его) и продуктами его взаимодействия с SnOz, но не с самой двуокисью олова, Реализация высокой чувствительности стала возможной благодаря значительному усилению скрытого оптического изображения в ходе жидкостного проявления из-за эффективного избирательного декорирования при проявлении облучения мест, Носитель превосходит многие другие носители па химической стойкости, Носитель может использоватся и для электроннолучевого воспроизведения записанного на нем изображения.

Формула изобретения

1, Носитель для электронно-лучевой записи и оптического воспроизведения информации, содержащий подложку с регистрирующей средой из неорганического материала, от 1и чаю щи йс я тем,что, с целью повышения чувствительности носителя к излучению записи и стойкости к внешним воздействиям, регистрирующая среда выполнена из последовательно размещенных на подложке слоев двуокиси олова толщиной 500-20000 А и золота толщиной не более 300 А.

2. Способ изготовления информационной структуры на носителе для электроннолучевой записи и оптического воспроизведения информации, при котором на подложку наносят регистрирующую среду, осуществляют экспонирование участков регистрирующей среды электронным лучом в соответствии с информационным сигналом при относительном перемещении носителя и записывающего луча, а затем производят жидкостное проявление записанной информации, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности носителя к излучению записи и стойкости к внешним воздействиям, в процессе нанесения регистрирующей среды на подложку последовательно наносят слои двуокиси олова и золота, при экспонировании воздействуют электронным лучом на границу раздела этих слоев, проявление записанной информации проводят в смеси 2-4 об.частей соляной кислоты и одной объемной части азотной кислоты, а после проявления насител ь п рамы вают.