Способ создания рабочего слоя носителя цифровой информации

Изобретение относится к области электроники и предназначено для создания накопителей цифровой информации. Способ создания рабочего слоя носителя информации, выполненного в виде тонкой пленки железоникелевого сплава. На жесткую основу вакуумным термическим способом наносится рабочий слой состава 25-32%Ni + 68-75%Fe, на котором в процессе записи лазерным лучом создаются последовательно расположенные элементарные источники контактной разности потенциалов с напряженностью электростатического поля различной направленности, соответствующие логическим уровням цифровой информации. Технический результат - неограниченное количество циклов перезаписи информации; сохранение информации при воздействии на него электромагнитных полей высокой напряженности и надежное сохранение записанной информации в широком диапазоне температур. 3 ил.

 

Изобретение относится к области электроники и предназначено для создания накопителей цифровой информации.

Аналогом и прототипом является "Способ изготовления тонких пермаллоевых пленок" [1], позволяющий получать железоникелевые (пермаллоевые) пластины с хорошими магнитными свойствами и малыми ВЧ-потерями. Железоникелевый сплав в виде слитка подвергается многократной горячей и холодной прокаткам, термоотжигу в магнитном поле при температуре более 1000°С в течение 10 мин в атмосфере, исключающей окисление. Охлаждение фольги осуществляется при определенной скорости. После термообработки и прокатки фольга подвергается химической полировке до толщины менее 20 мкм.

Недостатком прототипа является сложность технологии его изготовления, включающего многократную термомеханическую и механическую обработки с последующей химической полировкой.

Задачей изобретения является разработка недорогого и более технологично простого способа изготовления рабочего слоя носителя цифровой информации, допускающего возможность многократной перезаписи информации и способность сохранять информацию при воздействии на рабочий слой внешних электромагнитных полей и температуры в области от -100°С до +350°С.

Для решения этой задачи предлагается вакуумным термическим способом осаждать железоникелевый слой из сплава 25-32% Ni+68-75% Fe на жесткую основу. На полученном таким способом рабочем слое лазерным лучом создаются последовательно расположенные элементарные источники контактной разности потенциалов с напряженностью электростатического поля различной направленности (фиг.1).

Материал, из которого изготавливается рабочий слой носителя информации, способен в широком диапазоне температур находится в двух различных устойчивых кристаллических модификациях (α- и γ-фазы), имеющих объемоцентрированную и гранецентрированную решетки соответственно. При определенных способах воздействия температуры на рабочий слой носителя такие модификации способны переходить из одного кристаллического состояния в другое, что дает возможность производить перезапись информации.

Одним из достоинств такого носителя является то, что переход участков его рабочего слоя из одного кристаллического состояния в другое не сопровождается ухудшением физических свойств рабочего слоя носителя, а следовательно, не ограничивает количество циклов перезаписи информации. Другим достоинством предлагаемого носителя является сохранение информации при возможном воздействии на него электромагнитных полей высокой напряженности и широкого диапазона температуры эксплуатации (от -100°С до +350°С).

На фиг.1 представлен фрагмент информационной дорожки носителя цифровой информации.

Информационная дорожка включает в себя последовательно соединенные элементарные источники контактной разности потенциалов в виде электростатических полей рассеяния напряженности различного направления. Каждый из этих источников образован парой областей (1 и 2) с границей раздела (3) между ними. Области 1, так же как и матрица носителя, имеют объемоцентрированный кубический тип кристаллической решетки, соответствующий α-фазе. Области 2 имеют гранецентрированный кубический тип кристаллической решетки, соответствующий γ- фазе. Эти типы кристаллической решетки идентифицируются с логическими уровнями, соответствующими цифровой информации. Логическому нулю соответствует α-фаза, логической единице - γ-фаза, подобно тому, как предложено в работе [2].

Запись цифровой информации предусматривает изменение типа кристаллической решетки в рабочем слое матрицы носителя из α-фазы в γ-фазу. На границе раздела фаз (область 3) возникает контактная разность потенциалов и образуются электростатические поля рассеяния напряженности различной направленности [3]. Наличие контактной разности потенциалов на границе раздела γ- и α-фаз подтверждается экспериментально возникновением термоЭДС (фиг.2) при появлении разности температур у термопары из железоникелевой проволоки с электродами неизменного химического, но разного фазового состава [2].

На фиг.3 представлены рентгеновские дифрактограммы железоникелевой пленки, имеющей участки с разным фазовым составом: α- фазой (А), и γ-фазой (Б), образованной в результате локального отжига. Это является прямым подтверждением наличия в составе информационной дорожки областей 1 и 2, на границе раздела которых возникает источник контактной разности потенциалов.

Предлагаемый способ создания рабочего слоя носителя цифровой информации сводится к следующему. На жесткую основу (алюминиевая или медная пластина) вакуумным термическим осаждением наносится рабочий слой полиморфной железоникелевой пленки сплава 25-32%Ni+68-75% Fe толщиной 0,1-10 мкм при температуре основы <400К. На полученном таким способом рабочем слое, кристаллическая решетка которого соответствует α-фазе (фиг.3 А), путем локального лазерного термоотжига [4] создаются области γ-фазы (фиг.3 Б). Эти типы кристаллической решетки идентифицируются с логическими уровнями соответствующей цифровой информации, так как на границе раздела α- и γ-фаз возникает контактная разность потенциалов с образованием напряженности электростатических полей различной направленности в зависимости от последовательности расположения этих фаз.

Литература

1. Заявка 6474704 Японии МКИ Н 01 F 1/14, С 22 F 1/10. Это Масатоси, Огура Цугио, Фудзимори Хироясу, Ниппон коге к.к. №62230955(прототип).

2. Горовой А.М., Портнов М.А., Термогальванический цифровой носитель информации. В кн. Методы оптимизации и их приложения. Труды 12-й Байкальской международной конференции. Иркутск, 2001, с.156-161.

3. Савельев И.В. Курс общей физики, т.3. Москва, Наука, 1982, с.214-217.

4. Ушаков А.И., Горовой А.М., Казаков В.Г., и др. Фазовый α-γ переход в Fe-Ni пленках под действием импульсного лазерного облучения. ФММ, 1980, 50, №2, с.440-442.

Способ создания рабочего слоя носителя цифровой информации, выполненного в виде тонкой пленки железоникелевого сплава, отличающийся тем, что на жесткую основу вакуумным термическим способом наносится рабочий слой состава 25-32%Ni + 68-75%Fe, на котором в процессе записи лазерным лучом создаются последовательно расположенные элементарные источники контактной разности потенциалов с напряженностью электростатического поля различной направленности, соответствующие логическим уровням цифровой информации.