Оптический элемент памяти

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (п)649036 (6 () Дополнительное к авт. свид-ву (22) ЗаЯвлено 030576 (21) 2354154/18-24 с присоединением заявки №вЂ” (2З) ПРиоРитет- (32) 09. 06. 75 (5() М. Кл.

G 11 С 11!42

I îñóäàðñòâåííûé номнтет

СССР но делам изобретений и открытий (3I } WPg 11C/186521 (33) ГДР (оз) УДК 681. 327. 67 (088. 8) Опубликовано 25.02.79. Бюллетень №7

Дата опубликования описания 250279 (72) Автор . изобретения

Иностранец

ЮРген Дренкхан (ГДР) (7!) заявитель (54) ОПТИЧЕСКИР ЭЛЕМЕНТ ПМЛЯТИ

Изобретение относится к области

Вычислительной техники и может быть использовано в оптическом запоминающем устройстве.

Известны оптические запоминающие устройства, которые состоят из расположенных между первым и вторым слоями проводника слоя полупроводника, слоя диэлектрика с остаточной поляризацией и слоя электролюминофора, причем второй слой проводника выполнен прозрачным (1).

Наиболее близким техническим реше-. нием является оптический элемент, состоящий из сегнетоэлектрического монокристалла, на поверхности которого размещен фотопроводящий слой.

На фотопроводящем слое нанесен проводящий слой, прозрачный для света.

На другой стороне монокристалла расположен второй прозрачный электрод (2). В качестве сегнетоэлектрического материала используется титанат .висмута.

Этот материал имеет две остаточные полимеризационные составляющие, направленные перпендикулярно один к другой, которые при приложении к кристаллу соответствующего напря)жения изменяют ориентацию. переориен- 30 тация обусловлена изменением оптической индикатрисы кристалла, т.е. связана с изменением поляризационных соотношений, обусловленных анизотропией кристалла. Этот эффект используется для записи и хранения информации в кристалле. Для этого к обоим электродам элемента прикладывается электрическое напряжение, которое создает в сегнетоэлектрическом материале напряженность поля ниже напряженности электрического поля переключения. Направление внешнего поля противоположно направлению внутреннего остаточного поля, которое существовало до этого в сегнетоэлектрическом материале. При освещении элемента памяти увеличивается проводимость фотопроводящего слоя, благодаря чему повышается напряженность электрического поля внутри сегнетоэлектрического материала в освещенных участках, в которых и происходит переориентация поляризации.

После записи информации источник напряжения отключается. Считывание информации производится поляризованным светом, причем направление поляризации и угол падения должны удовю;;етворять определенным условиям. В

64903б. участках, в которых при записи направление поляризации не было переориенти" ровано, т.е. индикатриса сохранила свое положение, направление поляризации поворачивается так, что за анализатором, повернутым на 90 к поляризатору, происходит гашение света.

Записанная оптическая информация может быть стерта при приложении к кристаллу напряжения, противоположного по сравнению с процессом записи, и при одновременном равномерном осве- 10 щении элемента памяти.

Известный элемент памяти имеет тот недостаток, что при записи инфор- мации оптически эффективным является только тонкий верхний слой и в связи с этим максимальная дифракционная эффективность составляет - 10 4Ъ для считывания амплитуды и - 0,02% для считывания фазы.

При этом под дифракционной эффективностью следует понимать отношение интенсивности света, который подает для считывания информации на элемент памяти, к интенсивности света, который содержит информацию и выходит из элемента памяти.

При освещении элемента памяти неоднородности в электрическом поле появляются только на поверхности сегнетоэлектрического материала, в то время как в более глубоких областях 30 поле является полностью однородным и невозможна дифференцированная переориентация. Поэтому известный элемент непригоден для применения в оптическом запоминающем устройстве с высокой 35 плотностью записи.

Цель изобретения — повышение плотности записи.

Поставленная цель достигается тем, что между прозрачными электродами раз-40 мещена многослойная структура, выполненная в виде чередующихся слоев из сегнетоэлектрического.и фотопроводникового материалов, причем слои, примыкающие к электродам, выполнены из 4g фотопроводникового материала.

На чертеже представлен предложенный элемент памяти.

На подложке 1 из MgO нанесен пер. вый прозрачный электрод 2, на котором нанесены последовательно расположенные слои из фотопроводящего 3 и сегнетоэлектрического 4 материалов, и второй прозрачный элетрод 5, причем к электроду 5 примыкает слой из фотопроводящего 3 материала.

Слой из фотопроводящего 3 материала выполнен из CdS, а сегнетоэлектрического 4 — из титаната висмута, толщина их оставляют примерно 1 мкм и

2 мкм. 60

Такая конструкция элемента памяти обусловливает то, что при приложении электрического поля и освещении его могут возникнуть несколько с.. тически эффективных слоев, при этом в сегнетоэлектрических слоях по всей их толщине устанавливается такое распределение напряженности электрического поля, которое позволяет дифференцировать значительные отличия по величине напряженности электрического поля освещенных и неосвещенных областей °

Толщина слоев существенно влияет на разрешающую способность и дифференционную эффективность элемента памяти.

Чем тоньше сегнетоэлектрические и токопроводящие слои, тем выше разрешающая способность, и меньше дифракционная эффективность. В качестве прозрачных электродов 2 и 5 служат слои легированные БпО, или Jn0 толщиной примерно 200 - 300 A

Легирование этих слоев зависит от требований, предъявляемых к спектральной прозрачности и удельной проводимости.

Фотопроводящие слои 3, расположенные между сегнетоэлектрическими слоями 4, не контактируют между собой.

Изготовление слоев 4 осуществляется методом эпитаксиального напыления и в этом случае получают слои с монокристаллической структурой, более точной стехиометрией и с физическими свойствами„ сходными со свойствами монокристалла титаната висмута.

При этом необходимо управлять эпитаксиальным ростом слоя таким образом, чтобы остаточная поляризационная составляющая была направлена параллельно нормам поверхности, так как только зт поляризационная составляющая может переключаться при приложении внешнего электрического поля.

Кроме того, остаточные моменты поляризации слоев титаната висмута должны быть направлены в одном направлении.

Фотопроводящие слои и прозрачные электроды изготавливаются методом напыления.

В многослойном элементе памяти с пятикратным чередованием фотопроводящих и сегнетозлектрических слоев и применением света с длиной волны

Л = 6000 Х при фазовом считывании достигнута дифракционная эффективность 10%, а разрешающая способность 500 линий/мм. г

Формула изобретения

Оптический элемент памяти, содержащий первый прозрачный электрод, на котором расположен слой из фотопроводникового материала, и второй прозрачный электрод, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью нонышения плотности записи, он содержит последовательно расположенные слои

649036

Составитель С.Самуцевич

Техред M. Петко Корректор Л. Веселовская

Редактор О.Стенина

Заказ 568/49 Тираж 680 .Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП Патент, r.Óæãoðîä, ул. Проектная, 4 из сегнетоэлектрического материала и дополнительные слои из фотопроводникового материала, установленные между слоем из фотопроводникового материала и вторым прозрачным электродом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 356692, кл. 6 11 С 11/42, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР

9 459802, кл. G 11 С 11/42, 1972.