Розробка оптичних носiїв iнформацiї на основi високороздільних реєструючих середовищ

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ ІНСТИТУТ ФІЗИКИ НАПІВПРОВІДНИКІВ

 

Гринько Дмитро Олександрович

 

УДК 681. 3. 07

 

 

Спеціальність 05. 27. 06 -»Технологія, обладнання та виробництво електронної техніки»

 

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук

 

Київ – 2002

 

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Інституті проблем реєстрації інформації Національної Академії наук України, місто Київ.

Науковий керівник: Доктор технічних наук, ст. наук. спів. Крючин Андрій Андрійович, ІПРІ НАН України, м. Київ, зав. відділом, заст. директора.

Офіційні опоненти: Доктор фіз. -мат. наук, Коваленко Валерій Фадейович, Національний університет ім. Т. Г. Шевченка, м. Київ, професор

Кандидат технічних наук, Єрмолович Анатолій Васильович, журн. «Электронные компоненты и системы» заст. гол. редактора

Провідна установа: Інститут проблем матеріалознавства НАН України, м. Київ.

Захист відбудеться 18 січня 2002 р. о 16 год. на засіданні спеціалізованої вченої ради К 26. 199. 01 в Інституті фізики напівпровідників Національної Академії Наук України за адресою: 03 028, Київ-28, пр. Науки, 45.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Інституту фізики напівпровідників Національної Академії Наук України.

  

 

Актуальність теми. Оптичні компакт-диски (КД) широко використовуються як носії інформації оптичних запам'ятовуючих пристроїв (ЗП) на протязі останніх двох десятиліть і безумовно посіли місце наймасовіших та найдешевших носіїв. Інтенсивні дослiдження та розробки в області оптичних ЗП спрямовані на пошуки нових функціональних можливостей у збереженні та обробці інформації, пiдвищення щiльностi та швидкості запису, надійності збереження та зниження вартості збереження iнформацiї. Функціональна iнтеграцiя оптичних, механічних, плiвкових, мiкрорельєфних елементів в оптичних носіях інформації потребує розробки нових реєструючих середовищ (РС), технологій та методiв проектування для подальшого розвитку галузі оптичного запису, обробки та збереження інформації.

Підвищення щiльностi запису та вимог до надійності збереження інформації зумовили відмову від методiв, що використовують утворення отворів в тонких плівках сфокусованим лазерним променем, та стимулювало використання фазових переходів різноманітної природи. У КД для одноразового запису використовують інтерференційні багатошарові тонкоплівкові структури з полімерів, металів та органічних барвників, в яких достатньо потужний сфокусований лазерний промінь викликає незворотне знебарвлення. Для тиражування КД використовують мікрорельєфні носiї-оригiнали, що традиційно одержують методами лазерної фотолітографії та рідинного травлення. Металеві копії з поверхні носіїв-оригіналів використовують як матриці для тиражування КД.

Традиційні багатошарові носії інформації з різнорідних матеріалів та багатоопераційні методи одержання матриць для тиражування КД трудомісткі у розробці і проектуванні, потребують використання складних засобів для зменшення дефектності та мають відносно високу вартість. Зокрема проблемами технології сучасних оптичних дисків, для яких в даній роботі пропонуються рішення, є наступні. Утрудненість ефективного контролю записаної інформації під час лазерного експонування та травлення фоторезиста носія-оригіналу, що знижує якість та вихід придатних носіїв. Утворення специфічного для рідинного травлення виду дефектів фоторезиста носія-оригіналу у вигляді мікрорельєфних виступів V-подібного профілю, які створюють групові дефекти під час тиражування. Складність розробки та виробництва дисків CD та DVD для зчитування на одній довжині хвилі за умови використання багатошарових інтерференційних структур.

Підвищення щiльностi запису, необхідність підвищення якості носiїв та зниження їх вартості зумовлюють розробку одношарових носіїв та нових методiв оптичного запису, при якому мікрорельєфна структура носія висотою біля 0, 1 мкм з перiодом 0, 6-1, 6 мкм формується безпосередньо пiд час запису i може бути використана для одержання дисків для одноразового запису, носіїв-оригіналів та матриць. Створення таких носіїв інформації потребує синтезу РС з передбачуваними характеристиками, основними з яких є швидкість формування відбитка під час запису та нелінійна порогова характеристика РС у вигляді залежності коефіцієнта відбиття носія від потужності лазерного випромінювання.

Зв'язок роботи з науковими програмами. Дослідження виконано у Інституті проблем реєстрації інформації Національної академії наук України у відповідності до державних науково-технiчних програм: 6. 1 «Системи і засоби для створення інформаційного середовища України» та 6. 3 «Конкурентноздатні засоби обчислювальної техніки для вирішення завдань інформатизації України».

Метою роботи є розробка та експериментальне дослідження носiїв iнформацiї оптичних запам'ятовуючих пристроїв на основi одношарових реєструючих середовищ з безпосереднім формуванням запису в процесі незворотного фазового перетворення, зокрема оптичних носiїв для одноразового запису та мікрорельєфних носiїв-оригiналiв для тиражування компакт-дисків.

Мета досягається вирiшенням наступних задач.

1. синтез тонкоплiвкового реєструючого середовища з незворотнiм фазовим перетворенням, що має заданi нелінійні порогові характеристики та швидкість формування відбитка; вивчення та систематизація властивостей плівок у вигляді діаграм стану; вивчення впливу легуючих додаткiв на будову та оптичнi властивостi плiвок; визначення змiни в будовi плiвок пiд дією лазерного опромiнення.

2. Дослідження фізико-технічних основ процесу безпосереднього формування рельєфу носія-оригінала під час запису.

3. Теоретичне та експериментальне дослiдження особливостей процесу формування інформаційних відбитків в результаті оптично стимульованого фазового перетворення, розробка моделі процесу запису та методів визначення її параметрів; систематизація та пояснення зв'язку між умовами синтезу плівок, властивостями реєструючого середовища та носiїв iнформацiї.

4. Розробка основ технології носiїв iнформацiї оптичних ЗП для одноразового запису, носiїв-оригiналiв для тиражування компакт-дисків та експериментальне дослідження носіїв.

Об'єкти дослiдження: технологія та методи створення носiїв iнформацiї оптичних