Способ изготовления рабочего слоя термогальванического носителя информации
Изобретение относится к накоплению информации. Рабочий слой термогальванического носителя информации, представленной в виде элементарных источников термоЭДС, изготавливают путем вакуумного нанесения полиморфного железоникелевого сплава, содержащего 25-32% никеля, на подложку при температуре 290-400 К, давлении (2-6)
10-4 Па, со скоростью 0,5-2 нм/с до получения пленки толщиной 50-200 нм. Полученный таким способом рабочий слой способен надежно хранить аналоговую и цифровую информацию в широком диапазоне температур и электромагнитных полей.
Изобретение относится к приборостроению, а именно к технике записи информации, и может быть использовано при изготовлении рабочего слоя термогальванических носителей цифровой и аналоговой информации.
Существует способ изготовления рабочего слоя магнитного носителя записи, заключающийся в следующем [1]. Изготовление рабочего слоя осуществляется способом вакуумного нанесения железохромового сплава при давлении 10-2-10-3 Па со скоростью 0,05-0,15 нм/с на подложку с температурой 290-330 К. Одним из недостатков данного способа [1] является то, что при используемых сплавах и выбранных технологических режимах вакуумной конденсации в формируемом при этом рабочем слое носителя невозможно сохранение аналоговой и цифровой информации в виде элементарных источников термоЭДС, которые в процессе эксплуатации не будут подвержены разрушению электромагнитными полями высокой напряженности. Кроме того, предлагаемые в [1] технологические режимы вакуумной конденсации предполагают внедрение в кристаллическую решетку сплава рабочего слоя носителя атомов газов остаточного атмосферного давления в вакуумной камере. Это отрицательно проявляется на воспроизводимости физических свойств рабочего слоя носителей информации.
Задачей изобретения является разработка способа изготовления рабочего слоя носителя, в котором аналоговая и цифровая информация может быть сохранена в виде элементарных источников термоЭДС с различной наводимой амплитудой, а информация может считываться путем регистрации электрических сигналов, снимаемых непосредственно с информационной дорожки носителя [2]. Изготовленный таким способом рабочий слой термогальванического носителя информации также должен иметь широкий температурный диапазон надежного сохранения информации при возможном воздействии электромагнитных полей высокой напряженности. Исключение промежуточного преобразования хранимой информации в электрический сигнал должно предполагать высокое отношение уровня считываемого сигнала к шуму, широкий динамический диапазон записываемого сигнала. Рабочий слой носителя, изготовленный предложенным способом, должен обеспечивать способность многократной перезаписи информации без ухудшения его физических свойств.
Поставленная задача достигается тем, что в способе изготовления рабочего слоя термогальванического носителя информации вакуумная конденсация осуществляется с использованием метода виброподачи порошка полиморфного железоникелевого сплава, содержащего 25-32% никеля, на вольфрамовый испаритель при давлении (2-6)104 Па со скоростью 0,5-2 нм/с [3]. В результате на подложке, нагретой до температуры 290-400 К, конденсируется пленка толщиной 50-200 нм.
Способ заключается в следующем. На подложку, служащую основанием диска, напыляется диэлектрический слой кварца. Затем производится конденсация порошка испаряемого сплава в вакуумной камере при давлении, не превышающем 210-4 Пa. Такое давление не допускает окисления испаряемых сплавов, что является необходимым условием для формирования требуемых эксплуатационных свойств рабочего слоя носителя. Относительно невысокая скорость конденсации (0,5-2 нм/с) и использование метода виброподачи порошка позволяют формироваться концентрационно однородной тонкой пленке, что позволяет использовать рабочий слой носителя как для непосредственной записи информации после изготовления носителя, так и для многократной последующей перезаписи. При этом исключается термообработка рабочего слоя носителя с целью его гомогенизации. Температура подложки, не превышающая 400 К, позволяет формировать пленку с объемоцентрированной кубической решеткой. Об этом свидетельствуют данные рентгеноструктурного анализа, согласно которым рабочий слой носителя, сформированный на основе железоникелевого сплава, содержащего 30% никеля, представлял собой твердый раствор замещения с ОЦК-решеткой. Такому структурному состоянию должна соответствовать матрица рабочего слоя термогальванического носителя информации. Толщина рабочего слоя носителя, формируемая в процессе конденсации, не должна превышать 200 нм, поскольку большие толщины железоникелевых вакуумных конденсатов не способствуют расширению области низких температур, обеспечивающих надежное сохранение записанной информации [4]. Подложка располагается на расстоянии не менее 30 см от испарителя, что исключает ее чрезмерное радиационное нагревание и обеспечивает однородность конденсируемой пленки по толщине. Предельные значения температуры подложки можно обосновать следующим образом. При температурах, превышающих 450 K, в процессе конденсации может происходить концентрационное расслоение ОЦК-твердого раствора с образованием областей, имеющих концентрацию никеля, отличную от химического состава испаряемого железоникелевого сплава [5]. Отклонение от указанных режимов изготовления рабочего слоя термогальванического носителя информации могут привести к понижению уровня эксплуатационных свойств носителя. После достижения требуемой толщины железоникелевой пленки для предотвращения ее окисления в процессе эксплуатации напыляется защитный диэлектрический слой кварца или подобных по свойствам материалов.
Изготовленный предложенным способом рабочий слой термогальванического носителя информации будет способен сохранять информацию в виде элементарных источников термоЭДС. Он также будет способен сохранять информацию при воздействии электромагнитных полей большой напряженности в широком температурном диапазоне.
ЛИТЕРАТУРА
1. АС №1718668 "Способ изготовления рабочего слоя носителя магнитной записи". Горовой А.М., Карпенков С.Х., Литвинцев В.В., Тужинова Г.А.
2. Горовой А.М., Портнов М.А. Термогальванический цифровой носитель информации. - Сб. научных трудов 12-й Байкальской Международной конференции "Методы оптимизации и их приложения". Иркутск, 2001, с.156-161.
3. Палатник Л.С., Фукс М.Я., Косевич В.М. "Механизм образования и субструктура конденсированных пленок". - М.: Наука, 1972, с.320.
4. Горовой А.М., Ушаков А.И., Казаков В.Г. "Исследование прямого 
превращения в тонкопленочных Fe-Ni образцах". - Иркутск, 1978, 29 с. Рукопись представлена Иркутским госпединститутом. Деп. В ВИНИТИ №3656-78.
5. Горовой А.М., Ушаков А.И., Казаков В.Г. и др. "Исследование приближения к равновесному состоянию в пленках сплавов Fe-Ni". - ФМК, 1984, т.58, №1, с.113-118.
Формула изобретения
Способ изготовления рабочего слоя термогальванического носителя информации, включающий вакуумное нанесение сплава на нагретую подложку, отличающийся тем, что вакуумное нанесение осуществляют путем термического осаждения полиморфного железоникелевого сплава с использованием метода виброподачи порошка сплава, содержащего 25-35% никеля на вольфрамовый испаритель, при давлении (2-6)10-4 Па со скоростью 0,5-2 нм/с с образованием пленки толщиной 50-200 нм, осаждаемой на подложку, имеющую температуру 290-400 К, при этом полученный таким способом рабочий слой способен хранить аналоговую и цифровую информацию в виде элементарных источников термо-ЭДС.
