Розробка оптичних носiїв iнформацiї на основi високороздільних реєструючих середовищ

Методи дослiдження: фізичне моделювання технологічних процесів, експериментальні дослiдження фізико-хімічних процесів утворення плівок, експериментальне дослідження властивостей тонких плівок методами спектрофотометрії, оптичної мікроскопії, спектроскопії комбінаційного розсіяння, елiпсометрiї, електронної мiкроскопiї, пошарового кількісного Оже-аналiзу, рентгенiвської фотоелектронної спектроскопiї, тунельної мікроскопії, методи вимiрювання характеристик оптичних носiїв iнформацiї вiдповiдно стандарту ISO9171, методи математичного моделювання фізико-хімічних процесів запису інформації, теоретичний аналіз на основi феноменологічної моделi стимульованих лазерним випромінюванням фазових переходiв в тонких плiвках. Обробка результатів експериментів виконана за допомогою статистичних та оптимiзацiйних чисельних методiв.

Наукова новизна отриманих результатів.

1. Запропоновано створення носiїв для одноразового запису та носiїв – оригіналів для тиражування компакт-дисків на єдиній технологічній, функціональній, матеріалознавчій, конструктивній i проектній основi, яке базується на:

синтезі структури РС у вигляді неорганічної матриці нестехіометричного оксиду d-металу, зокрема вольфраму, властивості якої модифікують органічні додатки в процесі хімічного осадження з газової фази,

експериментально одержаних діаграмах стану плiвок РС,

механізмі та моделі процесу фазових перетворень в плівках під дією сфокусованого лазерного променя.

2. Одержано та систематизовано експериментальні дані по властивостях тонкоплiвкових РС на основi оксидів d-металів, модифікованих органічними сполуками. З'ясовано механізм незворотних фазових перетворень пiд дією сфокусованого лазерного опромінення та запропоновано модель оптичного запису на цих РС, що дозволяє розраховувати, відтворювати та прогнозувати властивостi носiїв.

3. Одержано ефект безпосереднього рельєфоутворення внаслідок фазового перетворення в тонких плiвках під час дiї iмпульсiв сфокусованого лазерного випромінювання. Експериментально одержано рельєфоутворення на тонких плiвках нестехiометричних оксидів d-металів, модифікованих органічними сполуками. Запропоновано використати такий метод запису для одержання мiкрорельєфних носiїв-оригiналiв безпосереднiм формуванням на відміну від існуючого багатоопераційного літографічного методу.

4. На основi одержаних фактичних знань про РС та запропонованих основ технології розроблено, експериментально отримано та досліджено носій для одноразового запису та носій-оригінал з безпосереднім формуванням рельєфу.

Практична цінність та реалізація результатів роботи.

1. Запропоновано тонкоплiвковi, високороздільні РС на основi оксидiв d-металiв, модифікованих органічними сполуками, які дозволяють одержувати запис безпосередньо як у вигляді мікрорельєфу, так і у вигляді фазових відбитків і можуть бути використані у носіях оптичних ЗУ з підвищеною шільністю та швидкістю запису. Вивчено властивостi плівок та з'ясовано механізм запису. Одержано дiаграми стану РС, феноменологічні моделі структурних перетворень i рельєфоутворення пiд дією лазерного променя, що дозволяють розраховувати i прогнозувати властивостi плiвок.

2. Розроблені технологічні методи відтворення властивостей плівок РС.

3. Розроблено спосіб запису безпосереднiм рельєфоутворенням i запропоновано використати його для виготовлення носiїв-оригiналiв.

4. Запропоновано метод проектування носiїв iнформацiї оптичних ЗП, який дозволяє виконувати розробку носiїв – оригіналів i носiїв для одноразового запису на єдиній функціональній, технологічній, матеріалознавчій, конструктивній i проектній основi.

5. Запропоновано та проаналізовано технологічні схеми виготовлення компакт-дисків на основі запропонованих РС.

6. Одержано носій для одноразового запису i носій-оригінал. Визначено їх характеристики. Спроектовано дискові носiї, що задовольняють вимогам стандартів ISO-9171, ECMA-154.

Результати досліджень використані при розробці дискового носія для одноразового запису ЕС 5150, накопичувача iнформацiї на оптичних циліндрах ЕС 5153, носiїв-оригiналiв та матриць для тиражування КД в Інституті проблем реєстрації інформації НАН України. Продано ліцензію компанії SAMSUNG на носій інформації та спосіб його виготовлення.

Особистий внесок здобувача полягає у створенні РС на основі оксидів металів, модифікованих органічними сполуками, технології оптичних носіїв інформації для одноразового запису та носіїв-оригіналів для тиражування КД з використанням цих РС, виконанні експериментів та оформленні результатів. Основні результати експериментальних досліджень та практичних розробок одержані особисто автором. Він брав безпосередньо участь в постановці задач, розробці методик досліджень, обробці та інтерпретації результатів експериментів, написанні наукових статей, оформленні матеріалів заявок на винаходи та патенти. Постановку задачі, дослідження фізико-хімічних властивостей зразків плівок та інтерпретацію результатів проведено у творчому співробітництві зі співавторами наукових праць (Інститут проблем реєстрації інформації НАН України, Інститут фізики напівпровідників НАН України, Інститут проблем матеріалознавства НАН України).

Апробація роботи. Матеріали, що містяться в дисертації, представлялися на 16-ти Міжнародних, Всесоюзних та Республіканських конференціях, зокрема: Всесоюзной конференции «Проблемы оптической памяти» (Москва, 1990), 6-е Всесоюзное совещание «Применение металлоорганических соединений для получения неорганических покрытий и материалов» (Нижний Новгород 1991), Всесоюзной конференции «Совершенствование памяти информационных и робототехнических систем» (Москва, 1989), международной конференции «Оптические методы диагностики материалов и изделий микро-, опто- и квантовой электроники» (Киев 1993), міжнародній конференції «Correlation Optics» (Черновці 1993), SPIE's 40th Annual Meeting «Optical Science, Engieneering and Instrumentation» (San-Diego 1995), International Conferens «Optical Diagnostics of Materials and Devices for Opto-, Micro- and Quantum Electronics» (Kiev 1995, 1996, 2000).

Публiкацiї. За темою дисертацiї опублiковано 14 статей та тез доповідей, одержано 9 авторських свiдоцтв СРСР та 20 закордонних патентiв.

Структура та обсяг дисертацiйної роботи. Дисертацiйна робота складається iз вступу, п'яти глав, пiдсумкiв та списку лiтератури. Роботу викладено на 145 сторiнці машинописного тексту, який включає 69 малюнків, 11 таблиць i список лiтератури