 |
Регистрация информации в халькогенидных аморфных стеклообразных полупроводниках (ХСПП)
|
|
|
|
Среди большого количества аморфных полупроводников, только ХСПП на основе S, Se, Te способны регистрировать оптическую информацию.
ХСПП:
-многокомпонентные
-бинарные (As2S3, As2Se3)
ХСПП – соединение элементов 3й,4й и 5й группы таблицы Менделеева с S, Se, Te.
Регистрация в ХСПП используется в голографии, фотолитографии, при регистрации информации на микрофильмах. Для изготовления дифракционных решеток, для регистрации информации на CD-RW,DWD-RW Запись в ХСПП основана на фазовых переходах между кристаллическим и аморфным состоянием.
Запись возможна благодаря тому, при изменении фазового состояния вещества изменяется его оптические и физико-химические свойства.
Оптические:
- коэффициент пропускания в широком спектральном диапазоне
- сдвигается коэффициент пропускания по спектральному диапазону
-изменяется коэффициент преломления
Соответственно регистрация информации в ХСПП может быть основана на 2х принципах:
-фотоиндуцированное изменение оптических свойств
-фотоиндуцированное изменение растворимости.
Соответственно возможна как реверсивная запись, так и нереверсивная. Для перевода материала из одной фазы в другую необходимо, что бы энергия поглощенных фотонов превышала ширину запрещенной зоны материала. Из этого следует, что при освещении ХСПП более длинноволновым излучением, чем требуется при записи, можно считывать информацию не разрушая ее.
Для регистрации в ХСПП в настоящее время в основном используется 6 методов:
РЕВЕРСИВНЫЕ:
-кристаллизация аморфного вещества
- термо-аморфизация кристаллического вещества
- испарение аморфного вещества
-запись в сульфиде мышьяка
НЕРЕВЕРСИВНЫЕ:
- фотохимическое превращение в системе ХСПП-металл
|
|
|
-фото-электро-химическое травление
Кристаллизация аморфного вещества
Данный процесс заключается в нагреве вещества до некоторой температуры <tпл. В течении времени – достаточном для кристаллизации. Нагрев осуществляется сфокусированным лазерным излучением, при этом образуются электронно-дырочные пары, что ослабляют межатомные пары в материале.
Образовавшиеся носители заряда рекомбинируют повышая температуру материала.
При кристаллизации резко изменяется показатель пропускания материала и материал темнеет.
Для стирания материала нагревают до температуры = tпл.
Термо-аморфизация кристаллического вещества
Процесс обратный ранее рассмотренному
Преимущество- малое время записи.
Зависимость плотности записывающего излучения от требуемого контраста.
Испарение аморфного вещества
Под воздействием мощного светового импульса, материал нагревается выше температуры плавления, при этом материал испаряется и образует после затвердевания микрополости заполненные газом. Такое изображение можно считывать как в проходящем так и в отраженном свете. Для стирания изображения материал нагревают до температуры = tпл, при это размягченное вещество затекает в полости и заполняют их. Достоинством даного метода - является длительность хранения, а недостатком – относительно невысокая разрешающая способность.
Запись в сульфиде мышьяка
В сульфиде мышьяка могут наблюдаться 2 разновидности аморфной фазы:
1. Со слоистой структурой атомов
2. С гофрированой структурой размещения атомов
При переходе материала из одной аморфной фазы в другую, смещается край полосы поглощения, а значит изменяется коэффициент пропускания. Так как записывающее излучение переводит материал из одной аморфной фазы в другую, то его необходимая поверхностная плотность невелика.
|
|
|
