Размещено на http://www.allbest.ru/

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ

ІНСТИТУТ ПРОБЛЕМ МАТЕРІАЛОЗНАВСТВА

ім. І.М. Францевича

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

доктора технічних наук

Спеціальність: 01.04.07 - фізика твердого тіла

ФІЗИКО-ТЕХНІЧНІ АСПЕКТИ СТВОРЕННЯ СУЧАСНИХ ОПТИЧНИХ НОСІЇВ ДЛЯ ЗАПИСУ ТА ЗБЕРЕЖЕННЯ ІНФОРМАЦІЇ

КОССКО ІГОР ОЛЕКСАНДРОВИЧ

Київ - 2011

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Інституті проблем матеріалознавства ім. І.М. Францевича НАН України.

Наукові консультанти:	академік НАН України, доктор фізико-математичних наук, професор Фірстов Сергій Олексійович, Інститут проблем матеріалознавства ім. І.М. Францевича НАН України, заступник директора; член-кореспондент НАН України, доктор технічних наук, професор Крючин Андрій Андрійович, Інститут проблем реєстрації інформації НАН України, заступник директора.
Офіційні опоненти:	доктор фізико-математичних наук, професор Прокопенко Ігор Васильович, Інститут фізики напівпровідників ім. В.Є. Лашкарьова НАН України, заступник директора; доктор фізико-математичних наук, професор Куницький Юрій Анатолійович, Інститут металофізики ім. В.Г. Курдюмова НАН України, провідний науковий співробітник. доктор фізико-математичних наук Шагінян Леонід Робертович, Інститут проблем матеріалознавства ім. І.М. Францевича НАН України, провідний науковий співробітник.

Захист відбудеться "___" _____________2011 р. о 14⁰⁰ год. на засіданні спеціалізованої вченої ради Д26.207.01 в Інституті проблем матеріалознавства ім. І.М. Францевича НАН України за адресою: 03680, м. Київ, ул. Кржижанівського, 3.

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Інституту проблем матеріалознавства ім. І.М. Францевича за адресою: 03680, м. Київ-142, вул. Кржижанівського, 3.

Автореферат розісланий "___" _____________2011 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради кандидат технічних наук		Н.П. Коржова

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Стан і рівень розвитку інформаційних технологій, що базуються на нових досягненнях фізичного матеріалознавства, є одним з визначальних чинників технічного прогресу і економічного росту країни. Найактивніше розвиваються наукові напрямки, пов'язані з розробкою оптичних носіїв інформації. У техніці оптичного запису змінилися три покоління оптичних носіїв, між якими є зворотна сумісність. Перехід до кожного нового покоління дозволяє в 6-8 разів збільшувати ємність носіїв. Оптичні носії є незамінними в якості ефективного способу поширення і збереження інформації. Підвищення ємності оптичних носіїв досягається за рахунок використання лазерів з меншою довжиною хвилі (від 605 до 405 нм), збільшення значення числової апертури фокусуючих лазерних систем від 0,6 до 0,85, вживання ефективніших методів кодування інформації. Відстань між доріжками інформаційного рельєфу (крок) зменшується з 0,74 мкм (формат DVD) до 0,32 мкм (формат BD), а ширина пітів з 0,28 до 0,16 мкм. Комплексне використання перерахованих методів дозволяє збільшити ємність оптичних носіїв до 30-50 Гб. Запис інформації можна здійснити електронним променем на станціях електронно-променевого запису, а зчитування - за допомогою лазерного променя. У цьому випадку ємність стандартного носія інформації діаметром 120 мм може досягати 100-150 Гб, проте, висока вартість процесу запису значно обмежує його перспективи.

Створення террабітних оптичних носіїв пов'язують із застосуванням багатошарових інформаційних структур. Головна проблема таких багатошарових структур полягає у впливі один на одного сигналів відгуку сусідніх шарів (перехресних перешкодах) в процесі відтворення інформації. Останніми роками активно розвивається напрям створення оптичних носіїв з однократним записом формату WORM, що мають десятки шарів і носіїв формату ROM з 100-200 реєструючими шарами на основі неорганічних фоторезистів з використанням їх в сучасних станціях лазерного запису для високощільного і високошвидкісного запису.

Використання твердотілих імерсійних систем фокусування лазерного випромінювання показало можливість створення оптичних носіїв ємністю 100-120 Гб. У цьому випадку, проте, відстань між фокусуючою системою і носієм повинна складати 20-40 мкм, що спричиняє проблеми, пов'язані з механічними вібраціями, а також з необхідністю герметизації носія. У конструктивному виконанні носій інформації стає аналогом жорсткого магнітного диска (вінчестера). У зв'язку з тим, що за допомогою ближньопольових і твердотільних імерсійних систем поки що не можна досягнути високої швидкості запису даних, планується використовувати їх лише в пристроях відтворення інформації.

На даний час найактивніше розвиваються технології створення оптичних носіїв інформації, які базуються на п'яти основних фізичних принципах запису: абляції, фазових переходах, магнітооптичному ефекті, фотостимулюючій люмінесценції та різниці молярних об'ємів компонентів. Основним напрямком досліджень в області створення люмінесцентних носіїв інформації є синтез стабільних фотоактивних середовищ з високим квантовим виходом. Унаслідок теоретично необмеженої щільності запису інформації, технологічної і економічної доступності найбільш перспективною є розробка багатошарових люмінесцентних оптичних носіїв з реєструючими середовищами на основі органічних барвників. Багатошарові носії мають значно ширші можливості застосування ніж голографічні, оскільки в них застосовується спосіб подання інформації, що використовується у форматах CD, DVD і BD. Розробляються три основні технології багатошарового запису: перерозподіл барвника в полімерній матриці при опроміненні, локальне знебарвлення барвника в процесі запису, локальне активування барвника записуючим випромінюванням за рахунок переходу в інший ізомерний стан. Для створення перезаписуючих носіїв перспективними матеріалами є середовища з електронним захватом, де в основі методу запису також лежить ефект стимулюючої люмінесценції. До найбільш перспективних матеріалів для цього процесу належать сульфіди лужноземельних металів (Ca, Sr, Ba, Mg), легованих парами рідкоземельних елементів (Eu-Sm, Ce-Sm), що використовуються для формування додаткових енергетичних рівнів.

Окремий напрямок досліджень - створення оптичних носіїв для довготривалого зберігання інформації: державних, юридичних, банківських документів, біометричних даних, технічної документації стратегічно важливих споруд та інше. Об'єм інформації, що вимагає довготривалого зберігання як в цифровій, так, у ряді випадків, і в аналоговій формі, щорік зростає на 50%. Необхідність вирішення даної проблеми регламентується Законом України “Про основні напрямки розвитку інформаційного суспільства в Україні на 2007-2015 роки”, де одним з пріоритетів є створення і зберігання в цифровому вигляді архівних, бібліотечних, музейних фондів, формування відповідних інформаційно-бібліотечних та інформаційно-пошукових систем, що працюють в режимі on-line. У 2010 році ухвалено Закон України “Про внесення змін до Закону України “Про пріоритетні напрямки розвитку науки і техніки”, який визначає інформаційні технології, а також створення нових речовин і матеріалів пріоритетним напрямком розвитку науки і техніки на період до 2020 року.

Збільшення попиту на оптичні носії великої ємності для поширення інформації і носії для довготривалого зберігання даних визначає постійне зростання обсягів їх виробництва в промислово розвинених країнах. Високотехнологічне виробництво, у свою чергу, визначає актуальність науково-дослідних робіт, спрямованих на створення сучасних оптичних носіїв і нових технологій їх здобуття. Актуальність теми підтверджується стрімким зростанням останніми роками наукових публікацій, безпосередньо пов'язаних з цією проблемою. Важливість прикладних досліджень у цьому напрямку очевидна і не вимагає будь - якої додаткової аргументації.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Роботу виконували в рамках тем відомчого замовлення НАН України: „Розробка фізико-технічних основ технології виготовлення оптичних носіїв інформації з високою щільністю запису”, 1999-2001 рр., № держ. реєстрації 0199U000551; “Дослідження процесів запису та зчитування інформації з люмінесцентних середовищ”, 2001-2003 рр., № держ. реєстрації 0101U000868; “Розробка фізико-технічних основ технології виготовлення металевих носіїв інформації”, 2002-2004 рр., № держ. реєстрації 0102U002759; „Розробка фізико-технічних методів верифікації та ідентифікації компакт-дисків”, 2003-2005 рр., № держ. реєстрації 0103U000830; „Дослідження методів і створення технології довготермінового зберігання цінної та стратегічно важливої цифрової інформації”, 2004-2006 рр., № держ. реєстрації 0102U003588; „Розробка фізико-технічних методів швидкісного формування рельєфних мікрозображень на металевих підкладках”, 2004-2006 рр., № держ. реєстрації 0104U000051; „Дослідження та розробка методів імерсійного надщільного запису інформації”, 2005-2007 рр., № держ. реєстрації 0105U001519; „Розробка оптичних методів запису інформації з використанням наноструктурованих середовищ, 2007-2009 рр., № держ. реєстрації 0107U000300. Робота виконувалась в рамках комплексної програми фундаментальних досліджень НАН України “Наноструктурні системи, наноматеріали, нанотехнології”.

Мета і завдання досліджень. Мета роботи - розробка фізико-технічних основ створення нових оптичних носіїв великої ємності за рахунок формування багатошарових структур з люмінесцентним відгуком, підвищення швидкості і щільності запису інформації в результаті переходу від традиційних органічних фоторезистів до неорганічних - халькогенідних напівпровідників і до підкладок із високою теплопровідністю, оптичних носіїв для довготривалого зберігання даних.

Для досягнення мети було необхідно вирішити наступні завдання:

1. Обгрунтувати і запропонувати новий підхід до вирішення проблеми створення оптичних носіїв інформації нового покоління.

2. Розробити методику аналізу тонких багатокомпонентних плівок халькогенідних напівпровідників.

3. Виготовити спеціальне аналітичне і допоміжне устаткування для підготовки, аналізу зразків фоточутливих плівок та підкладок та формування інформаційного рельєфу.

4. Розробити нові фотолюмінесцентні композиційні матеріали для багатошарового запису, дослідити вплив на інтенсивність і форму спектрів фотолюмінесценції різних фазових складових і додаткової зовнішньої дії: опромінення і відпалу.

5. Дослідити можливість реалізації прямого процесу виготовлення штампів із використанням неорганічного фоторезисту ? халькогенідних напівпровідників як альтернативи традиційному органічному фоторезисту. Дослідити комплекс властивостей неорганічних фоторезистів, призначених для високощільного і високошвидкісного запису інформації: залежність чутливості від тривалості імпульсу запису, довжини хвилі лазера або електронного зонда, вплив опромінення на розчинність при травленні, визначити оптимальні поєднання фоторезист - травник при створенні інформаційного рельєфу.

6. Дослідити можливість застосування монокристалічних і полікристалічних підкладок в процесі високошвидкісного запису.

7. Сформулювати вимоги до носіїв для довготривалого зберігання інформації, розробити алгоритм реалізації процесу створення таких носіїв, провести комплекс фізичних досліджень і виготовити дослідні зразки оптичних носіїв для довготривалого зберігання інформації.

Об'єктом досліджень була фізика процесів формування інформаційних структур: фізичні особливості трансформації спектрів люмінесценції нових дво- і трикомпонентних композиційних матеріалів барвник-цеоліт-лак для запису інформації під додатковим зовнішнім впливом опроміненням і відпалом, фізичні особливості процесів високошвидкісного запису інформації, фізико-технічні та фізико-технологічні аспекти застосування комплексу високостабільних матеріалів підкладок і покриттів для довготривалого зберігання даних.

Предметом досліджень були композиційні матеріали системи барвник-цеоліт-лак, халькогенідне скло, що використовувалися в якості фоторезистів, неметалеві та металеві підкладки. Предметом досліджень також були металеві штампи після тривалого (50-70 років) зберігання і створені в цій роботі носії для довготривалого зберігання даних, що мають підвищену термотривалу стабільність та пройшли прискорені випробування в агресивних середовищах і в умовах високотемпературного впливу.

Методи досліджень. Комплекс методів досліджень включав аналіз хімічного складу і структури матеріалів, що застосовувалися, оптичні вимірювання, комплексні дослідження трансформації властивостей матеріалів за різного впливу: іонного бомбардування, травлення хімічними реактивами, відпалу і додаткового опромінення.

Хімічний склад поверхні досліджували за допомогою Оже-электронної спектроскопії з можливістю застосування пошарового травлення поверхні іонами аргону, мас-спектрометрії різних типів збудження: вторинною іонною, вторинних нейтралей мас-спектрометрії зі збудженням тліючим розрядом. Вибір того чи іншого способу збудження в мас-спектрометричних дослідженнях обумовлювався завданнями аналізу і особливостями аналітичного приладу. Приповерхневі шари досліджувалися за допомогою рентгенофлуоресцентного, мікрорентгено-спектрального і емісійного методів.

Структурні дослідження проводили за допомогою традиційних рентгенівських методів аналізу, а також просвічуючої електронної мікроскопії, електронографії в режимі віддзеркалення, растрової електронної і атомно-силової мікроскопії (АСМ). Оптичні спектри отримували методом фотолюмінесценції, контроль товщини плівок здійснювали за допомогою еліпсометрії. Особливості електронної структури вивчалися за допомогою електронної спектроскопії для хімічного аналізу (ЕСХА).

Наукова новизна отриманих результатів визначається комплексним підходом до створення оптичних носіїв інформації нового покоління, заснованого на використанні матеріалів, що забезпечують високощільний, високошвидкісний запис інформації, а також довготривале зберігання інформації в цифровій або аналоговій формі.

Новизна результатів виконаних досліджень відображена наступними положеннями, встановленими уперше:

1. Виявлено ефект трансформації форми і зміну інтенсивності спектрів фотолюмінесценції при створенні дво- і трикомпонентних композиційних матеріалів з використанням фотолюмінесцентних барвників на основі піразоліну, білого природного цеоліту і акрилового лаку; додатковому опроміненні створених матеріалів в ІЧ-діапазоні.

2. Встановлено, що збільшення інтенсивності фотолюмінесценції реалізується в нанопористій матриці з розподіленим в порах барвником. Ці дані стали ідейною основою створення композиту для багатошарового оптичного носія інформації.

3. Виявлено ефект немонотонної залежності інтенсивності фотолюмінесценції при зміні вмісту вхідних компонентів композиційного матеріалу барвник-цеоліт.

4. Встановлено, що оптимальна енергетична ефективність процесу високошвидкісного запису інформації (довжина імпульсу запису ~100 нс) досягається завдяки використанню неорганічних фоторезистів складу As₄₀S₄₀Se₂₀ і As₄₀S₆₀, лазера з довжиною хвилі 405нм і високотеплопровідної підкладки - монокристалічного кремнію або гальванічно вирощеного нікелю. Запропоновано модель для пояснення природи впливу теплопровідності підкладки на енергетичну ефективність запису інформації.

5. Виявлено необхідність обліку впливу дози опромінення при дослідженні хімічного складу початкових матеріалів і халькогенідних плівок, що використовуються в якості неорганічних фоторезистів.

Практичне значення отриманих результатів полягає в розробці фізико-технічних основ отримання нових оптичних носіїв інформації, розвитку методики аналізу тонких плівок, розробки нового спеціалізованого устаткування. У тому числі:

1. Розроблено і виготовлено іонізатор для очищення поверхні зразків і виробів.

2. Розроблено і виготовлено прилад рентгенофлуоресцентного аналізу з ізотопним джерелом ²⁴¹Am з високою інтенсивністю вихідного флуоресцентного випромінювання для ефективного аналізу рідкоземельних елементів, що використовуються для люмінесцентного запису - сульфідів лужноземельних металів (Ca, Sr, Ba, Mg), легованих парами рідкоземельних елементів (Eu-Sm, Ce-Sm), SrS(CaS) + Eu + Sm; SrS(CaS) + Eu + Ce.

3. Розроблено методику аналізу багатокомпонентних халькогенідних матеріалів As-Se-Te, Ge-Sb-Se-Te, Ge-As-Se-Te, As-S, As-S-Se, As-S-Se-Ag(Cu) без порушення хімічного складу плівки, що з'являється в результаті розкладання плівок під аналізуючим пучком і, як наслідок, випару компонентів з високою леткістю.

4. Розроблено методику високочастотного травлення високоомних неметалічних матеріалів, що забезпечує рельєф інформаційної поверхні з шорсткістю 10-20 нм.

5. Отримано носії інформації за схемою реалізації прямого процесу виготовлення штампів, що виключає ряд екологічно шкідливих технологічних процесів.

6. Розроблено спосіб створення носія для довготривалого зберігання інформації (Патент на винахід України № 73611, МПК 7G11В7/00, 7/24, від 15.08.2005 Бюл. № 8), що полягає в створенні за допомогою селективного травлення рельєфної мікроструктури, на якій закодована інформація в лейкосапфірі товщиною 0,5-1,4 мм. Відбиваючий шар виготовлявся з родію, платини, нікелю або хрому.

7. Розроблено спосіб створення носія для довготривалого зберігання інформації (Патент на винахід України № 74204, МПК 7G11В7/24, від 15.11.2005 Бюл. №11), що полягає в створенні рельєфної мікроструктури із закодованою інформацією в металевому (нікелевому) шарі, нероз'ємно пов'язаного з оптичною прозорою підкладкою - силікатним склом, кварцем або лейкосапфіром. Загальна товщина носія не перевищує стандартної товщини компакт-диска 1,2±0,1 мм.

8. Реалізовано процес високошвидкісного запису інформації 40х (6 МБ/с) за рахунок використання неорганічного фоторезисту і високотеплопровідної підкладки з монокристалічного кремнію [100].

Особистий вклад здобувача. У роботі узагальнено результати роботи багаторічних досліджень, проведених автором самостійно та в співавторстві, де авторові належить вибір і обгрунтування напряму досліджень, постановка завдань на різних етапах виконання роботи, проведення експериментальних досліджень, аналіз і інтерпретація отриманих результатів, написання статей. Наукові положення, що виносяться на захист, і висновки належать авторові. Основну частину отриманих результатів автор докладав особисто на вітчизняних і міжнародних конференціях, симпозіумах і семінарах. За участю співавторів з Інституту проблем матеріалознавства ім. І.М. Францевича НАН України (м. Київ), Інституту проблем реєстрації інформації НАН України (м. Київ), Інституту фізики напівпровідників ім. В.Є. Лашкарьова НАН України (м. Київ), Інституту металофізики ім. В.Г. Курдюмова НАН України, Інституту сцинціляційних матеріалів науково-технологічного концерну "Інститут монокристалів" НАН України (м. Харків), Київського національного університету імені Т. Шевченка (м. Київ), відкритого акціонерного товариства НВО "Сатурн" (м. Київ), відкритого акціонерного товариства "Квазар" (м. Київ) проведено великий об'єм теоретичних, експериментальних, технологічних робіт, результати яких відображені в спільних публікаціях. У працях, опублікованих у співавторстві, автором особисто:

В оглядових роботах та роботах, присвячених питанням довготермінового зберігання інформації [1, 2, 3, 21, 30], проведено аналіз літератури та систематизація даних по методам запису інформації з використанням тонких плівкових середовищ, що реєструють, металічних і неметалічних підкладок, що використовуються для довготривалого зберігання даних, сформульована ідейна складова створення комбінованих носіїв інформації, написані статті та доповіді.

В роботах [8-11, 14, 17, 20, 22, 23, 26] автору належить розробка методик: підготовки зразків інформаційного рельєфу з мінімальною шорсткістю, обробки тильної сторони штампа для зберігання якості інформаційного рельєфу при інжекційному литті, покращення ефективності реєстрації рідкоземельних елементів. Розглянуті питання, пов`язані із контактною взаємодією метала штампа з полікарбонатом, досліджено артефакти різних методів аналізу та способів їх усунення або обліку.

У роботах [5, 6, 15, 16, 18, 19, 24, 25] проведено розробку фізико-технічних методів швидкісного формування рельєфних мікрозображень на металевих підкладках, дослідження структури і складу металевих та неметалевих підкладок, а також плівок резистів носіїв інформації, отриманих методом гальванопластики та іонного травлення.

В роботах [4, 7, 13, 28, 29], присвячених питанням високощільного запису інформації, проведено комплекс досліджень, спрямованих на вивчення фізико-технічних аспектів формування інформаційного рельєфу в багатокомпонентних халькогенідних стеклах, здійснювався структурно-хімічний контроль на кожному етапі формування інформаційного рельєфу, написані статті, доповіді та презентації.

В роботах [12, 21, 27], присвячених створенню нових композіційних фотолюмінісцентних матеріалів, автору особисто належать дослідження, присвячені питанню формування сигналу відгуку при зміні складу композиту барвник-цеоліт, запропонована гіпотеза трансформації молекулярної структури барвника у наношаруватій матриці.

В патентуванні методичних розробок, а також у розробці конструкцій комбінованих носіїв інформації [31-34], автору належить ідейна частина роботи, патентний пошук, написання та оформлення патентів України.

Апробація результатів роботи. Основні результати, представлені в дисертації, докладалися і обговорювалися на таких конференціях і семінарах: Міжнародна конференція "Взаємодія іонних пучків з атомами і поверхнею твердого тіла" (Ленінград, 1987 р.), Всесоюзна конференція з мікроелектроніки (Вороніж, 1987 р.), Всесоюзна конференція з емісійної електроніки (Київ, 1987 р.), Всесоюзна конференція з взаємодії оптичного випромінювання з речовиною (Ленінград, 1988 р.), Всесоюзна конференція "Нові матеріали мікроелектроніки" (Київ, 1988 р.), Всесоюзна конференція "Актуальні проблеми фізики напівпровідників" (Алушта, 1989 р.), Міжнародна конференція "Емісія з поверхні напівпровідників" (Львів, 1989 р.), Міжнародна конференція "Новітні процеси і матеріали в порошковій металургії" (Київ, 1997 р.), 5^th Intennational Conference “Hydrogen materials science and chemistry of metal hydrides” (Ялта, 1997 р.), Міжнародна конференція "Актуальні проблеми твердотільної електроніки і мікроелектроніки" (Таганрог, 2000 р.), Konferenzband "EVA 2001 Berlin Elektronische Bild - verarbeitung & Kunst, Kultur, Historie" (Berlin, 2001 р.), ІІІ Міжнародна конференція "Електронні зображення і візуальні мистецтва" (Київ, 2002 р.), Міжнародний семінар "Оптична пам'ять та оптичний захист" (Київ, 2005 р.), Int. meeting "Clusters and nanostructured materials" (Ужгород, 2006 р.), Міжнародна конференція "Матеріалознавство тугоплавких з'єднань: досягнення і проблеми" (Київ, 2008 р.), Міжнародна конференція "Наноструктурні системи: технології-структура-властивості-застосування" (Ужгород, 2008 р.), Int. Meeting: "Clusters and nanostructured materials CNM - 2" (Ужгород, 2009 р.).

Публікації на тему дисертації. За матеріалами дисертації опубліковано 48 друкованих робіт, у тому числі 2 монографії, 25 статей в фахових журналах, 17 тез наукових конференцій, отримано 4 патенти України на винаходи і на корисну модель.

Об'єм і структура дисертації. Дисертаційна робота складається з вступу, шести розділів, загальних висновків, списку використаних літературних джерел з 366 найменувань та додатків, що складаються з акту використання результатів робіт автора в Інституті проблем реєстрації інформації НАН України на 2 сторінках та 4 патентів на 10 сторінках.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі розкрито суть і стан наукової проблеми розробки оптичних носіїв інформації нового покоління, обгрунтовано її актуальність, сформульовано мету і завдання досліджень, наукову новизну. Зазначено практичну цінність отриманих у роботі результатів, показано зв'язок дисертації з науковими програмами. Визначено особистий вклад претендента в роботу, а також приведено дані про апробацію результатів досліджень.

У першій главі детально проаналізовано стан і тенденції розвитку матеріалознавства в області оптичних носіїв для запису і зберігання інформації. Сформульовано вимоги до реєструвальних середовищ, що використовувалися для виготовлення оптичних носіїв інформації, проведено аналіз методів підвищення щільності записуючої інформації і, в зв'язку з цим, перспектив створення багатошарових і об'ємних носіїв інформації, проведено аналіз проблеми довготривалого зберігання інформації.

Аналіз методів і матеріалів реєструвальних середовищ показав, що для запису інформації в реальному масштабі часу застосовуються світлочутливі матеріали (оптичні реєструвальні середовища), у яких під дією світла змінюється комплексний коефіцієнт заломлення: n* = n - iч, де n, ч - показники заломлення і поглинання, відповідно. Залежно від співвідношення Дn і Дч розрізняють амплітудні (Дч >> Дn) і фазові (Дn >> Дч) оптичні реєструвальні середовища. Інформацію в оптичних реєструвальних середовищах можна записати дискретно (точковий запис), у вигляді зображень або голографічно (у двовимірних або тривимірних голограмах). Щільність запису обмежена явищами дифракції світла і в двовимірних середовищах складає л-², а в тривимірних - л-³, що у видимій області (довжина хвилі л=0,6 мкм), відповідно, складає 10⁸ біт/см² і 1,012 Мбіт/см³. Енергія запису інформаційних одиниць при цьому не повинна перевищувати 10-¹⁰-10-¹¹ Дж для того, щоб запис із швидкістю 10⁷-10⁸ біт/с міг здійснюватися лазером з вихідною потужністю 100-150 мВт, але не бути більш, ніж 10-¹¹-10-¹² Дж, щоб зчитування відтворювалося без руйнування інформаційної структури.

Результатом проведеного аналізу стало встановлення вимог до реєструвальних середовищ для оптичного запису, що забезпечують рішення поставлених завдань. Ключовими з цих вимог є наступні:

1. Для багатошарового запису область поглинання повинна відповідати довжині хвиль напівпровідникових лазерів, що використовувалися в системах оптичного запису інформації, довжина хвилі люмінесцентного випромінювання має бути зміщена не менш ніж на 50 нм від збуджуючого випромінювання для ефективного розподілу світлових потоків.

2. Люмінесцентний матеріал повинен мати високий квантовий вихід і тимчасову стабільність, показник заломлення має бути близький до показника заломлення матеріалу підкладки, мати малий час відгуку ~100 нс і не руйнуватися під дією випромінювання, що зчитується.

3. Необхідність переходу від органічних фоторезистів, що традиційно використовуються, до неорганічних. Це зумовлено значно вищими вимогами до матеріалів для високощільного (50-150 Гб на 120-ти міліметровий носій) і високошвидкісного запису інформації: 40х (6Мб/с) і вище. Під час переходу до неорганічних фоторезистів забезпечується роздільна здатність більше 3000 лін/мм, коли елементи мікрозображень мають розміри 0,1?0,3 мкм при експонуванні випромінюванням видимого діапазону висока світлочутливість за експонування короткими імпульсами тривалістю 5-10 нс, утворення мінімальної кількості дефектних інформаційних структур, тривала тимчасова стабільність оптичних характеристик, достатня механічна міцність штампа (мікротвердість ~2,2 ГПа), істотна зміна оптичних характеристик у зоні запису інформаційних одиниць, високі хімічна і корозійна стійкість, оптичне поглинання в широкому спектральному діапазоні, швидкість охолодження після імпульсу запису 10⁹-10¹⁰ °/с, швидкість експонування, селективність травлення опромінених і неопромінених ділянок і порівняно низькі (523?723 К) температури плавлення.

4. Необхідність переходу до безгальванічної технології отримання штампів для виробництва оптичних носіїв зумовлена важливістю виключення екологічно шкідливих операцій. Безгальванічний (прямий) процес виготовлення штампів ставить за мету травлення поверхні прискореним потоком іонів. Час процесу виробництва матриці в цьому випадку в промислових масштабах скорочується більш ніж до двох разів.

5. Під час створення оптичних носіїв для довготривалого зберігання даних мають бути забезпечені: стабільні в часі оптичні характеристики (відбивна здатність), висока корозійна стійкість, жаростійкість і зносостійкість. Ці вимоги визначили необхідність використання в таких приладах високостабільних матеріалів, що не змінюють свої властивості в умовах високих температур і агресивних середовищ.

У другій главі розглянуто основні фізичні процеси, що протікають при різних способах запису інформації: аблятивний процес запису, термоперфорація, везикулярний запис, запис з використанням текстурованих шарів, з використанням фазових переходів за допомогою створення двошарових структур, у тому числі реєструвальних середовищ з бар'єрним шаром, з утворенням інтерметалідних з'єднань і сплавів, запис з використанням ефекту сегрегації на переходах кристалічний - аморфний стан, запис на магнітооптичних середовищах, у тому числі в точці Кюрі.

Обговорено проблему мінімізації доменів в магнітооптичному записі і гібридні термо-магнето-оптичні методи запису, фізичні процеси, що протікають при записі з використанням принципу різниці молярних об'ємів і фотостимульованої люмінесценції. Розглянуто методи створення багатошарових люмінісцентних носіїв формату FMD-ROM, люмінесцентних дисків з одноразовим записом і багатократним прочитуванням формату FMD-R, люмінесцентних перезаписуючих дисків формату FMD-RW.

Визначено матеріали, що використовуються для створення оптичних носіїв інформації. До них належать халькогенідні матеріали As-Se-Te, Ge-Sb-Se-Te, Ge-As-Se-Te, As-S, As-S-Se, As-S-Se-Ag(Cu), хімічно чисті матеріали для отримання плівок і багатошарових систем Ni, Al, Zn, Bi, Mn, In, Ga, Se, Bi, As, матеріали реєструвальних середовищ з локальним утворенням інтерметалевих з'єднань і сплавів Pd-Si, Si-Pt, Rh-Si, Co-Si, V-Si, Zr-Si, Nb-Si, Cd-Se, тонкоплівкові системи Se-In-Sb, кристали KTa_0.65Nb_0.35O₃ для реверсивного запису, металооксиди в якості реєструвальних шарів LiNbO₃, LiTaO₃, Cr-O, Ni-O, V-O, AgO_x, гальванічно вирощені металеві штампи і покриття Ni, Ag, Au, Ti-N, срібні фотоматеріали (гетероструктури Ag/As₂S₃), матеріали для люмінісцентного запису - сульфіди лужноземельних металів (Ca, Sr, Ba, Mg), леговані парами рідкоземельних елементів (Eu-Sm, Ce-Sm) SrS(CaS)+Eu+Sm, SrS(CaS)+Eu+Ce, матеріали двошарових структур типу Rt-Si, Rh-Si, TeSeSb, Te₃Sb₂, Se₃Sb під дією світла в яких проходять фазові переходи, матеріали TbFe, CdFe, CdCo, MnBi для магнітооптичного запису, оксиди теллуру TeO_x (Te - в якості відбивача при опроміненні, TeO₂ - прозорий), оксиди вольфраму WO_x для запису з використанням різниці молярних об'ємів. У якості підкладок використовували гальванічно вирощений нікель, різне скло, монокристалічний кремній, Al₂O₃. У якості зміцнюючого покриття на монокристалічній кремнієвій підкладці найбільш оптимальним за комплексом властивостей показав себе SiC. Органічні матеріали: барвники, пластмаси, лаки і композиційні матеріали - металополімери. Розглянуто переваги неорганічних фоторезистів на основі халькогенідного напівпровідникового скла для високощільного і високошвидкісного запису порівняно з органічними фоторезистами: по роздільній здатності, термічно-часової стабільністі, значно ширшому діапазону спектральної чутливості. Дослідження властивостей неорганічних фоторезистів під дією світла привели до необхідності підбору органічних розчинників, що мають високу селективність розчинення опромінених і неопромінених тонких плівок халькогенідного скла систем As-S, As-Se, As-S-Se, що дозволяє отримувати в них рельєфні зображення з мінімальними розмірами інформаційних структур 0,1-0,15 мкм. Різниця в швидкостях розчинення опромінених і неопромінених ділянок цих плівок повинна досягати 20-40 разів. Стійкість плівок неорганічних фоторезистів по відношенню до кислотних травників дозволяє використовувати негативні фоторезисти для отримання рельєфних зображень на нікелевих підкладках шляхом їх травлення. Для вирішення цього завдання було запропоновано використання двошарового неорганічного фоторезиста, у якому рельєфоформуючий шар (завтовшки 100-200 нм) виконаний з халькогенідного скла системи Ge-S, а фоточутливий - із скла системи As-Se-S (завтовшки 30-60 нм). Шари наносили методом вакуумного резистивного випару на нікелеві підкладки завтовшки 300 мкм. Вибір такої системи був зумовлений тим, що скло Ge-S має високу температуру склування (620 К), а в склі системи As-Se-S відбуваються структурні перетворення під дією оптичного випромінювання того спектрального діапазону, в якому розташовані лінії випромінювання лазерів, використованих в станціях лазерного запису (іонні: аргоновий і криптоновий лазери, неодимовий лазер з подвоєнням частоти, а також напівпровідникові лазери, що генерують в діапазоні 400-500 нм). При записі під дією оптичного опромінення у верхньому шарі неорганічного фоторезиста відбуваються фотоструктурні перетворення, які супроводжуються різкою зміною розчинності халькогенідного скла у безводному органічному розчиннику на основі етилендіаміну. Після отримання рельєфного зображення у верхньому шарі фоторезиста відбувається хімічне травлення рельєфоформуючого шару через вікна в шарі, який в цьому процесі використовується в якості захисної маски. Товщина фоточутливого шару і склад розчинника вибирається так, щоб у процесі селективного травлення рельєфоформуючого шару він повністю розчинявся. Розміри отриманих виступів рельєфу складають: висота 100-190 нм і ширина 0,3-0,6 мкм, що дозволяє формувати елементи з розмірами, необхідними для тиражування DVD-носіїв (ширина виступів-0,4 мкм, мінімальна довжина-0,4 мкм). Проведені дослідження показали, що після виготовлення 500 відбитків за стандартною технологією штампавання компакт-дисків геометричні параметри мікрорельєфу штампа не змінилися. Показано переваги процесу прямого виготовлення штампа (мастеринг) для тиражування оптичних носіїв. При такому процесі з технологічного ланцюжка виключаються процеси фотолітографії, металізації, гальванопластики. Час виготовлення штампа стає співвідносним з часом запису інформації. Технологія прямого виготовлення штампа при виробництві оптичних носіїв є перспективною альтернативою технологіям масового виробництва особливо в додатках випусків невеликих накладів оригінальної продукції і штампів - матриць.

У третій главі розглянуто аспекти застосування методик експериментальних досліджень: особливості аналізу хімічного складу багатокомпонентних з'єднань, особливості дослідження структури поверхні зразків у різних режимах і різними методами, методики виміру оптичних і механічних властивостей. Проведено класифікацію найбільш інформативних методів аналізу матеріалів, що використуються для оптичного запису і зберігання даних, описано специфіку застосування мас - спектрометричних і електронно - зондових методів аналізу.

Встановлено, що для вирішення поставлених у роботі завдань найбільш оптимальним є використання наступного комплексу аналітичних методів: оптичної і електронної мікроскопії, еліпсометрії, Раманівської спектроскопії, мікрорентгеноспектрального аналізу, ультрафіолетової і рентгенівської фотоелектронної спектроскопії, дифракції електронів високих і низьких енергій і рентгенівських променів, мас - спектрометрії з різним типом збудження іонів і Оже - электронної спектроскопії.

Показано, що важливою методичною особливістю при проведенні досліджень за допомогою електронно-зондових методів є облік або усунення артефактів аналізу, зумовлених фізичними процесами, що протікають в зразку під дією первинного опромінення, що призводить до спотворення істинного складу і структури матеріалу. До таких артефактів, що найчастіше проявляються, належали іонно - стимульована генерація Оже - электронів, явище накладення мас в мас-спектрометрії за рахунок кластероутворення, зарядка поверхні, явище електронно-стимульованої сорбції, розкладання з'єднань під дією електронного зонда. Облік або усунення більшості артефактів забезпечували за рахунок підготовчої методичної роботи.

Розглянуто артефакти Оже - электронної спектроскопії і мас - спектрометрії зі збудженням тліючим розрядом, застосованою для еталонування елементного складу початкових матеріалів.

Досліджено зміцнююче покриття Si_1-xC_x на інформаційній поверхні кремнієвого штампа. Описано методику аналізу стану вуглецю в плівках Si_1-xC_x методом порівняльного аналізу спектрів Оже - электронної спектроскопії високого розподілення (постійна часу 3 мс, чутливість 100 мкВ). Особливості тонкої структури спектра вуглецю і кремнію дозволили судити про фазовий стан локальних областей поверхні. Показано, що при надлишку в залишковій атмосфері кисневмісних газів (в основному моноокису вуглецю) на поверхні формується дві аморфні фази SiО_x і кластери вуглецю. Плівки осаджували за допомогою магнетронного розпилення складової кремній-графітової мішені з використанням магнетронної приставки до установки ВУП-5. Співвідношення кремнію і вуглецю варіювалося зміною відносних площ кремнієвої і графітової мішеней. Постійна напруга розряду складала 300 В, струм розряду - 150 мА. У якості робочого газу використовувався аргон. Для виміру комбінаційного розсіяння в плівках використовувався спектрофотометр ДФС-24 з охолоджуваним фотоелектронним помножувачем ФЭУ-136 в режимі рахунку фотонів при збудженні аргоновим лазером ЛГН-404 на довжині хвилі випромінювання л = 514,53 нм.

Досліджено спектри комбінаційного розсіяння світла перспективних фоторезистивних матеріалів - нелегованих і легованих сріблом скловидних шарів GeS₂ і GeSe₂ (товщина 200-500 нм), які інтерпретовані на основі молекулярної моделі. Фотолегування сріблом здійснювалося за рахунок дифузії металу в напівпровідник при освітленні квантами світла з енергією, близькою до міжзонних переходів в напівпровіднику. Основним структурним елементом досліджуваного скла був тетраедр GeX₄ (X = S, Se). Такі тетраедри утворюють тривимірну сітку скла. При фотолегуванні срібло зв'язується з атомами халькогена (S, Se) за рахунок неподілених пар цих атомів, формуючи координаційні зв'язки метал - халькоген, і за рахунок використання обірваних зв'язків атомів халькогена формуються нормальні ковалентні зв'язки метал -халькоген. Дослідження цих матеріалів дозволило досягти щільності запису до 6000 ліній на міліметр. Шар халькогенідного напівпровідника напилювався поверх плівки срібла. Використовувався також і зворотний порядок напилення шарів.

Розроблено методику, що дозволяє досліджувати хімічний склад тонких плівок (до 200 нм) багатокомпонентних халькогенідних напівпровідників різного складу за допомогою Оже-электронної спектроскопії. Показано, що при відповідній кожному складу халькогенідних скловидних напівпровідників дозі опромінення виникає помилка при визначенні кількісного вмісту хімічних компонентів внаслідок розкладання і віднесення легколетучих компонентів. Зазвичай зменшення дози первинного опромінення зондом за рахунок зниження первинного струму призводило лише до значного погіршення співвідношення сигнал - шум. Для усунення такого артефакту запропоновано зменшення дози опромінення за допомогою переміщення впливаючого зонда по поверхні плівки в скануючому режимі з певною швидкістю. На рис. 1 представлено результати виміру вмісту селену в халькогенідному склі (табл. 1) залежно від швидкості переміщення зонда в скануючому режимі по поверхні плівки. По осі ординат нанесено відхилення вмісту селену в плівці від формульного (100 % відповідає точному формульному вмісту селену). При збільшенні швидкості переміщення електронного зонда фіксується збільшення вмісту селену. Очевидно, що розкладання плівок і випаровування селену з них як легколетучего компонента не наступає лише на швидкості 4 мм/с. Хімічні склади плівок, що використовували в цьому методичному експерименті, наведено в табл. 1.

	Таблиця 1. Склад аналізованих Халькогенідних плівок, ат. % № As Se Te 1 20 15 65 2 10 40 50 3 15 60 25 4 25 50 25 5 28 20 52
Рис. 1. Вміст селену в зразках халькогенідного скла, за результатами Оже - електронної спектроскопії.

Розглянуто особливості застосування оптичних методів досліджень тонкоплівкових матеріалів, вживаних для створення нових оптичних носіїв: методів поглинання і віддзеркалення світла, еліпсометрії, Раманівської спектроскопії і фотолюмінесценції.

Для підготовки поверхні зразків і виробів було розроблено, запатентовано і виготовлено прилад, що дозволяє проводити ефективне очищення поверхні вузьконаправленим потоком іонізованого газу. Відкриття газової заслінки - клапана і іонізація газу здублювали в одному мікроперемикачі, для зручності розташованому на маніпуляторі типу світлового пера.

Для реалізації поставленого завдання переходу до прямого процесу виготовлення штампа оптичних носіїв була використана методика іонного травлення високоомних матеріалів з накладенням високоприватного поля, яка дозволила понизити розмір шорсткостей інформаційної поверхні до 5-10 нм. Методична розробка реалізована в експериментальній установці ІОН-2 на базі ВУ-1А Смаргонь. Відстань від джерела іонів 200 мм, робочий тиск заздалегідь відкачаної камери 0,001 Па, прискорююча напруга 1000 В, струм 200 мА, час травлення 10-12 хв. Після видалення фоторезиста глибина пит складала (150±2) нм. Для процесу прямого виготовлення штампа застосовувався GaN напівпровідниковий лазер з л = 405 нм з використанням фокусуючого об'єктиву з апертурою 0,8 і швидкістю запису 2,4 м/с.

Розроблено, запатентовано і виготовлено установку рентгенофлюорес-центного аналізу, головною особливістю якої є можливість визначення малих концентрацій рідкоземельних хімічних елементів (Eu, Sm, Ce), які використовують для люмінесцентного запису в сульфідах лужноземельних металів (Ca, Sr, Ba, Mg), у високоенергетичній області. В установці використано ізотоп ²⁴¹Am в якості джерела м'якого г - випромінювання.

Структуру створюваних композиційних матеріалів "барвник-цеоліт-лак" вивчали методом електронної мікроскопії шляхом осадження досліджуваної плівки на мідний сітчастий утримувач з розміром 50 мкм. Для методу рентгенівської фотоелектронної спектроскопії вказані зразки наносили методом поливу на очищені підкладки кварцевого скла.

Запис спектрів фотолюмінесценції проводили на комплексі КСВУ-12 і включали вимір спектрів люмінесценції в діапазоні від 370 до 1000 нм з кроком в 0,5 нм, виміри спектра в автоматизованому режимі в кожному випадку проходили перевірку виміром в ручному режимі (з кроком 10 нм). Структура поверхні досліджувалася за допомогою оптичного мікроскопа AXIOVERT 200MAT, CARL ZEISS (IСС) і атомно - силового мікроскопа NANOSCOP-3A.

Експонування зразків здійснювалося за допомогою станції лазерного запису ІПРІ НАН України і електронно - зондової установки ЦВА - 21 НВО "Сатурн".

У четвертій главі наведено аналіз результатів досліджень барвників і їх композицій, що можуть використовуватися як матеріали з люмінесцентним відгуком для багатошарового запису інформації: AF240+ПММК (поліметилметакрилату), AF-50+ПММК, ціаніну, фталоцеоніну, AF-50+ПВК (полівінілкарбонату), Formazan (Kodak), Rhodamine B, Metal AZO (Mitsubishi Chemical), тиазолінових барвників: (ТО)TO-ctDNA, TO-poly(dA-dT)2, TO-poly(dG-dC)2, TO-poly(dA), TO-poly(dG), TO-poly(dC), TO-poly(dT), геміціанових барвників: Atto 520, 565, 590, 610, 655, 600, оксазолових барвників: РуРО + етанол, 4РуРО + пентан, 4РуРОN(СН₃)₂ + етанол, 4РуРОN(СН₃)₂ + гексан, 4РуРОN(СН₃)₂ + ацетонітрил, 4РуРО(ОСН₃) + етанол, 4РуРО(ОСН₃) + гексан, барвників “Boronic Acid Group”: ST, STBA, CSTBA, MSTBA, DSTBA, оранжево-червоних піразолінових барвників різного рівня очищення (іонна група + NCH₃-триметаксибензотроп) з головним піком поглинання 515 нм і головним піком люмінесценції 600 нм. Останній барвник вітчизняного виробництва мав комплекс кращих властивостей порівняно з перерахованими: можливістю збудження фотолюмінесценції світлом короткохвильового GaN - лазера і високим квантовим виходом. Недоліком барвника був поодинокий пік люмінесценції. Головний пік поглинання цього барвника локалізувався на довжині хвилі л = 515 (465-545) нм, головний пік люмінесценсції за л=600 (475-645) нм. Стоксове зрушення складало Дл = 85 нм. Створення композиційного матеріалу барвник-цеоліт-акриловий лак, що твердіє під час опромінення світлом в УФ-диапазоні, дозволило із збереженням високої інтенсивності фотолюмінесценції отримати унікальні особливості форми спектра, які дозволяють використовувати композицію не лише при запису даних, але й для захисту інформації за допомогою фотолюмінесцентних елементів (міток, тексту, штрих-коду). Структура композиційного матеріалу барвник-цеоліт представлена на рис. 2.

У композиції барвник-цеоліт виявлено ефект збільшення інтенсивності люмінесценції більше 30 % порівняно з чистим барвником. Ефект було досягнено в нанопористій матриці (розмір пор < 100 нм) з розподіленим в порах барвником.

Цей феномен став основою створення композиту для багатошарового оптичного носія інформації. Для пояснення ефекта збільшення інтенсивності люмінесценції було запропоновану наступну гіпотезу.

а	б
Рис. 2. Електронно - мікроскопічне зображення мікроструктури композиту барвник - цеоліт: а - загальний вигляд, б - збільшене зображення окремого фрагмента.

Поява кластерів барвника в порах цеоліту приводить до виникнення квантово - розмірних ефектів, що зумовлюють зміну його енергетичної структури. Це, в свою чергу, сприяє інтенсивнішій взаємодії центрів випромінювання з основними компонентами барвника. Останнє приводить до того, що частина заборонених переходів стає частково дозволеною. Реалізація такого механізму дозволила припустити, що крім збільшення інтенсивності люмінесценції, вірогідне виникнення додаткових максимумів, що і було отримано в експерименті. У спектрі люмінесценції з'явилися додаткові максимуми на довжині хвилі л=535 нм і л=660 нм. Головний пік люмінесценції спостерігався на довжині хвилі л=622 (602?635) нм. При додатковому опроміненні зразка світлом ІЧ-лазера з довжиною хвилі л=560 нм інтенсивність практично не змінювалась. Домішки до оранжево-червоного барвника з цеолітом лаку на основі акрилу “Rengolux 3203-015 clear”, який застигає під час УФ-опромінення (л<260 нм), призвело до утворення ще складнішої структури спектра. Максимуми фотолюмінесценції спостерігалися на довжинах хвиль 520, 558, 602, 649 нм. Головний пік - 602 (590?612) нм. Інтенсивність головного піку при опроміненні світлом ІЧ-лазера з довжиною хвилі 940 нм зменшилася в 2,5 рази. При цьому піки люмінесценсції на довжині хвилі більше 550 нм повністю нівелювалися. Вивчення впливу співвідношення компонентів в композиційному матеріалі барвник-цеоліт показало наявність максимуму інтенсивності люмінесценції в області вмісту цеоліту 20?22 мас.% (рис. 3).

Рис. 3. Залежність інтенсивності фотолюмінесценції композиційного матеріалу фарбник - цеоліт від вмісту цеоліту.

Зникнення максимуму піку фотолюмінесценції в результаті опромінення зразка світлом інфрачервоного лазера з довжиною хвилі л=940 нм зумовлено частковим руйнуванням випромінюючої структури, що утворилася і появою хімічних зв'язків між молекулами барвника і цеоліту (рис. 4). халькогенідний напівпровідник запис люмінесцентний

а	б
Рис. 4. Спектри внутрішніх O1s-електронов (а) і валентних електронів (б) в чистому фарбнику (1), в фарбнику з 25% (2) і 50% (3) цеоліту.

Зміна структури максимумів люмінесценції на довжині хвилі більш 550 нм при опроміненні зразка світлом інфрачервоного лазера з довжиною л = 940 нм можна пояснити появою додаткових хімічних зв'язків. Результати вимірювань спектрів люмінесценції використаних розчинів барвників: 53SM (базовий піразоліновий УФ-барвник з 5% добавкою поліметилметакрилату), 59HM (барвник оранжево-червоний з 5% добавкою поліметилметакрилату), 53SC (базовий піразоліновий УФ-барвник з 5% добавкою полістиролу), 59HС (барвник оранжево-червоний з 5% добавкою полістиролу) показали, що найбільша трансформація спектра фотолюмінесценції при записі інформації відбувається в зразку 59HM. При додаванні в розчин УФ-лаку “Rengolux” опромінення зразка світлом інфрачервоного лазера на довжині хвилі 940 нм більше, як в 2 рази зменшує інтенсивність люмінесценції в досить широкому спектральному діапазоні (520-720 нм), що дає можливість люмінесцентного запису інформації шляхом знебарвлення. Використовувати цей розчин можна і без додавання УФ-лаку. У цьому випадку після опромінення зразка люмінесценція зменшується в 2 рази в діапазоні 520-950 нм, а також нівелюється пік на довжині хвилі 873 нм (зменшення люмінесценції від 3 до 8 разів в діапазоні 850-890 нм).

Створені таким чином на базі люмінесцентних барвників вітчизняного виробництва композиційні матеріали дозволять виготовляти багатошарові оптичні носії і здійснювати захист інформації шляхом нанесення різної графічної інформації (міток, тексту, штрих-кода) лазерним методом. Завдяки тому, що в створенні багатошарових носіїв інформації можливо використання технології виробництва оптичних носіїв стандартних форматів DVD і BD, значною мірою можна буде використовувати вже існуюче виробниче устаткування при його відповідному вдосконаленні.

У п'ятій главі розглянуто питання енергетичної ефективності процесу нагріву лазерним променем плівки неорганічного фоторезиста складу As₂Se₃ на підкладці. Формула енергетичної ефективності зв'язує поглинену і розсіяну енергію:

	де Qp - розсіяна енергія випромінювання, Qn - енергія випромінювання, що поглинається.
З урахуванням втрат енергії тільки в підкладці коефіцієнт енергетичної ефективності можна представити у вигляді:

Подобные документы

• Аналіз причин виходу штампів гарячого деформування із ладу

  Маршрутна технологія виготовлення штампів гарячого деформування. Технічний контроль і дефекти поковок. Вплив легуючих елементів на властивості інструментальних сталей. Термічна обробка та контроль якості штампів. Вимоги охорони праці та техніки безпеки.
  
  курсовая работа [1,6 M], добавлен 25.04.2014
  

• Розробка технічного процесу виготовлення деталі корпус компресора

  Короткі відомості про деталь. Технічні вимоги до виготовлення деталі. Матеріал деталі, його хімічний склад і механічні властивості. Аналіз технологічності і конструкції деталі. Визначення типу виробництва. Вибір виду та методу одержання заготовки.
  
  курсовая работа [57,9 K], добавлен 11.02.2009
  

• Цифрова флексографія

  Особливість виготовлення флексографських друкованих форм за технологією Computer to Plate. Аналіз схеми прямого лазерного гравірування. Технологія одержання флексографської друкованої форми при використанні прямого запису зображення на формний матеріал.
  
  реферат [329,9 K], добавлен 20.09.2009
  

• Розмірний аналіз технологічного процесу виготовлення корпусної деталі

  Особливості побудови комбінованих розмірних схем для корпусної деталі. Головні технічні вимоги по взаємній перпендикулярності трьох поверхонь. Технологічний маршрут виготовлення заданої корпусної деталі. Побудова граф-дерева та складання розмірних схем.
  
  контрольная работа [2,4 M], добавлен 20.07.2011
  

• Розробка граф-дерева та розмірний аналіз технологічного процесу виготовлення втулки

  Побудова граф-дерева технологічного процесу виготовлення деталі "втулка". Виявлення технологічних розмірних ланцюгів з розмірної схеми та за допомогою графів. Розмірний аналіз технологічного процесу. Розмірна схема відхилень розташування поверхонь.
  
  контрольная работа [2,5 M], добавлен 20.07.2011
  

• Удосконалення технологічного процесу виготовлення фанери

  Технічні вимоги до фанери загального призначення. Аналіз використання деревинних та клейових напівфабрикатів. Параметри установки ступінчатого тиску. Діаграма пресування фанери. Розрахунок втрат сировини в процентах на етапах технологічного процесу.
  
  дипломная работа [198,5 K], добавлен 13.05.2014
  

• Методи випробувань і досліджень металу шва і зварних з’єднань

  Види зовнішніх навантажень на зварні з’єднання і матеріали. Машини для випробувань на тривалу міцність. Продовження штанги для закріплення зразків. Форма запису результатів випробувань металів і сплавів на тривалу міцність, допустимі відхилення.
  
  курсовая работа [1,0 M], добавлен 01.06.2014
  

• Оптичні прилади та їх застосування

  Сутність, особливості оптичних приладів. Основні частини фотоапарата, використання оптичних телескопічних систем. Характеристика мікроскопів. Застосування та специфіка камери-обскура. Опис монокля, перископа, проектора, бінокля, футляра, окуляра та лупи.
  
  презентация [1,7 M], добавлен 19.03.2019
  

• Методи одержання тонкоплівкових матеріалів

  Процес нанесення тонких плівок в вакуумі. Метод термічного випаровування. Процес одержання плівок. Способи нанесення тонких плівок. Використання методу іонного розпилення. Будова та принцип роботи ВУП-5М. Основні види випарників та їх застосування.
  
  отчет по практике [2,4 M], добавлен 01.07.2015
  

• Розробка технологічного процесу виготовлення виливка "кронштейна"

  Характеристика конструкції деталі, умов її експлуатації та аналіз технічних вимог, які пред’являються до неї. Розробка ливарних технологічних вказівок на кресленні деталі. Опис процесів формування, виготовлення стрижнів і складання ливарної форми.
  
  курсовая работа [186,3 K], добавлен 05.01.2014
  

• главная
• рубрики
• по алфавиту
• вернуться в начало страницы
• вернуться к началу текста
• вернуться к подобным работам