DE2655834A1 - Material zur optischen informationsspeicherung und verfahren zur herstellung des materials - Google Patents
Material zur optischen informationsspeicherung und verfahren zur herstellung des materialsInfo
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Description
1 BERLIN 33 8MUNCHENtO
ÄÄSS Dr. RUSCHKE & PARTNER ΖΤΓόΆ*
PATENTANWÄLTE HansERu8Ch»
TENANWÄLTE
Talafon:030/|»S* " BERLIN-MÖNCHEN Telefon:
26§3
M 3761
Matsushita Electric Industrial Go., Ltd., Osaka, Japan
Material zur optischen Informationsspeicherung und Verfahren
zur Herstellung des Materials
Die Erfindung "betrifft ein Material zur optischen Speicherung
von Informationen mit einem Schichtträger und einem auf letzterem
abgelagerten PiIm, dessen Zustand zwischen einem Zustand niedriger optischer Dichte und einem Zustand hoher optischer
Dichte durch Anwendung elektrischer, optischer oder thermischer Energie verändert werden kann. Die Hauptkomponente des Films
ist GeOx1, SnOx1, SbO^2, Τ10χ2, ΒΐΟχ2 oder ΜοΟχ51 wobei
0 Cx1 <2.0, 0 <"x2 C1.5 und 0^x3
<3.0 ist. Der Film kann aus einer Mischung dieses Materials und eines Zusatzes zur
Verbesserung seiner Eigenschaften bestehen. Das Material wird
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diircli Vakuumverdampfen von GeO2, SnO2, Sb2O^, Tl2O,,
oder MoO^ unter einem Desoxydationszustand hergestellt.
Die Erfindung "betrifft ein Material zur optischen Informationsspeicherung
und insbesondere ein solches Material, das zwei oder mehr physikalische Zustände mit jeweils unterschiedlichen
optischen Dichten einzunehmen vermag.
Amorphe Materialien sind "bislang als derartige Materialien
"bekannt. Der Zustand amorpher Materialien kann durch Anlegen elektrischer, optischer oder thermischer Energie verändert
werden. In einem Zustand weist ein solches Material eine sogenannte
nichtkristalline Raumstruktur auf, die bei mikroskopischer Beobachtung eine unvollständige Anordnung der Atome
und Moleküle aufweist, jedoch einen nichtkristallinen Aufbau und eine geringe optische Dichte aufzuweisen scheint. Bei Ausnutzung
derartiger optischer Eigenschaften, d.h. bei einem Wechsel vom Zustand geringer optischer Dichte zu einem Zustand
großer optischer Dichte oder umgekehrt, können amorphe Materialien die Funktion als "Vorrichtung zur optischen Speicherung
von Informationen "bei ihrer Verwendung in Form eines dünnen
Films ausüben. Amorphe Materialien, die als Vorrichtung zur optischen Speicherung von Informationen benutzt worden sind,
sind solche Vielkomponentenmaterialien wie (QJe, Ge, Sb, S) oder (Te, Ge, As, Ga).
Die herkömmlichen bekannten Materialien obiger Art sind chal-
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-r-
kogenide Zusammensetzungen, die leicht eine zweidimensionale
atomare Verbindungskonfiguration in einem glasartigen Zustand bilden, oder die Zusammensetzungen darstellen, die durch Zusätzen
von Elementen erreicht werden, die leicht einen tetraedrisehen
Atombindungsaufbau mit den chalogeniden Zusammensetzungen
bilden.
Derartige Zusammensetzungen erweisen sich im kristallinen wie im nichtkristallinen Zustand wegen ihrer Stabilität bei Raumtemperatur
als besser.
Hinsichtlich ihrer optischen Empfindlichkeit zeigen sie sich jedoch bei einer Verwendung zur optischen Informationsspeicherung
als ungenügend.
Veiter weisen dünne, aus diesen Zusammensetzungen bestehende
Filme eine relativ hohe optische Dichte im nichtkristallinen Zustand auf.
Wenn daher eine Aufzeichnung auf einem PiIm getätigt werden
soll, dessen Dicke ein hohes Kontrastverhältnis (z.B. ^ 10 : 1) zu ergeben vermag, erweist sich der Ablesewirkungsgrad als
verhältnismäßig gering, z.B.
Ein Ziel der Erfindung ist es, für ein Material mit optischen Informationsspeicherungen zu sorgen, das zwei oder mehrere
optische Zustände einnehmen kann und hinsichtlich eines Wech-
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-ir- 2555834
sels dieser Zustände eine bessere Empfindlichkeit aufweist.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, für ein Material mit optischer Informationsspeicherung zu sorgen, das ein hohes
Kontrastverhältnis aufweist.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, für ein Material mit optischer Informationsspeicherung zu sorgen, das eine geringe
optische Dichte aufweist, wenn auf ihm nichts aufgezeichnet ist.
Ferner ist es ein Ziel der Erfindung, für ein Material mit optischer Informationsspeicherung zu sorgen, das eine einfache
Zusammensetzung aufweist und leicht herstellbar ist.
Diese Ziele werden erreicht durch ein Material mit optischer Informationsspeicherung gemäß der Erfindung mit einem Schichtträger
und einem auf letzterem abgelagerten Film, der aus einem Oxydulmaterial zusammengesetzt ist. Die Hauptkomponente des
Films besteht aus GeO3^, SnO3^, SbOx2, Τ10χ2, ΒίΟχ2 oder ΜοΟχ5>
wobei 0 <x1 <- 2.0, 0 <x2 <1,5 und 0
< x3 <3,0 ist.
Der Film kann aus einer Mischung dieser Suboxide bestehen. Der Film kann eine weitere Komponente als Zusatz enthalten,
wie nachfolgend beschrieben wird. Der Film kann durch Vakuumaufdampfung
hergestellt werden, welcher Vorgang einen Desoxydationsprozeß einschließt.
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Das Ausgangsmaterial ist z.B. GeO2, SnO2, SbO2O5,
oder MoO5,, wenn kein Zusatzstoff vorgesehen ist, und weist
eins der Elemente auf, wie sie z.B. für den Desoxydationszustand benutzt werden, wie W, Gr, Mo, Fe usw.
Die Erfindung wird nun an Hand der Beschreibung der Zeichnungen erläutert. In letzteren sind:
Fig. 1 die Ansicht eines Querschnitts eines erfindungsgemäßen Materials zur optischen Informationsspeicherung,
Pig. 2 die Ansicht eines Querschnitts, die ein Verfahren zum Kopieren einer aufgezeichneten Information auf einem
Material zur optischen Informationsspeicherung gemäß der Erfindung wiedergibt,
Fig. 3 eine Seitenansicht, die ein Verfahren zum aufeinanderfolgenden
Aufzeichnen einer optischen Information auf einem Material zur optischen Informationsspeicherung
gemäß der Erfindung darstellt,
I1Xg. 4 eine Seitenansicht einer Vorrichtung zum Vakuumv er dampfen
bei einem Desoxydationszustand zum Herstellen eines Materials mit optischer Informationsspeicherung gemäß
der Erfindung und
Fig. 5 bis 9 graphische Darstellungen, die das Verhältnis zwischen
der Lichtdurchlässigkeit und der Wellenlänge bei den Ausführungsformen gemäß der Erfindung wiedergeben.
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Fig. 1 zeigt ein Material mit optischer Informationsspeicherung
gemäß der Erfindung, das einen dünnen Film 2 eines auf einem Schichtträger 1 abgelagerten Suboxides aufweist,
der vorzugsweise mit einer Schutzschicht 3 aus
Lack oder dgl. versehen ist.
Die Zusammensetzung des abgelagerten Suboxidfilms ist aus den Bestandteilen GeO^, SnO^, wobei 0 <x1 <2.0 ist, sowie
SbOx2, Τ10χ2, BiOx2, wobei 0
< x2 <1,5 und ΜηΟχ5 ausgewählt,
wobei 0 C x3 <3·0 ist.
Derartige Oxydulfilme werden durch Vakuumaufdampfen zumindest
von einem Element wie GeO2, SnO2, Sb3O5, Tl2O5, Bi2O-, und MoO,
unter einer Desoxydationsbedingung erhalten.
Wenn derartige Ausgangsoxidmaterialien in einem Quarz- oder Platinschmelztiegel bei Schmelztemperatur oder einer höheren
Temperatur erhitzt werden, tritt eine Verdampfung auf und der Dampf des Ausgangsstoffes wird erzeugt.
Auf diese Weise wird ein Oxidfilm auf einem Schichtträger abgelagert.
Derartige Filme sind aus GeO2, SnO2, Sb5O5, Tl2O5, Bi2O5 oder
MoO5 entsprechend den Ausgangsmaterialien zusammengesetzt.
Diese Oxidfilme sind jedoch nicht als Material zur optischen Speicherung geeignet, weil sie weiß und transparent sind und
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Energie des Lichtes nicht gut absorbieren können und nicht die Eigenschaften aufweisen, daß die optische Dichte sich auf ihnen
verändert.
Um den abgelagerten Film eine solche Eigenschaft zu verleihen,
ist ein Desoxydationszustand notwendig, und das Ausgangsmaterial
sollte in ein Oxydul umgeformt werden.
Als ein Yerf ahren zur Erzielung des Des oxydati ons zustande s
hat sich das Aufheizen des pulverförmigen Ausgangsmaterials mit einem der Reaktionselemente wie z.B. V, Ho, Or oder Fe
im Vakuum als vorteilhaft erwiesen.
Die Vakuumaufdampfung wird mit der in Fig. 4 gezeigten Vorrichtung
vorgenommen. Ein Vakuumraum wird auf dem erforderlichen
Vakuum gehalten und ein von einer Bühne 18 getragener Schichtträger 16 wird in dem Vakuumraum angeordnet. Ein Ausgangsmaterial
23 wird auf einem Schmelztiegel 22 erhitzt. Der Schmelztiegel 22 wird von einem Heizelement 20 erhitzt, das
mit einer Stromquelle 21 über Klemmen 19 verbunden ist.
Der Desoxydationszustand wird auch durch Ausführung einer Vakuumverdampfung
unter Verwendung von Mo- oder V-Schmelztiegeln
erzielt.
—7t —6
Ein Vakuum von 10 HBmHg bis 10 mmHg wird verwendet, und
selbst wenn das Ausmaß der Vakuums verändert wird, unterschei-
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den sich die Eigenschaften der abgelagerten Schicht nicht sehr.
Unter diesen Bedingungen wird ein Oxyduldampf erzeugt und auf einem Schichtträger unter Bildung eines Oxydulfilms abgelagert.
Als Schichtträger für die Ablagerung des Oxydulfilms wird eine transparente Polyesterfolie, Polytetrafluoräthylen, Glas
oder Papier verwendet. Der Schichtträger kann jede beliebige Form in Abhängigkeit von seinem Verwendungszweck aufweisen.
So kann er von einer Folie, einer Trommel oder einer Scheibe
usw. gebildet werden.
Die Zusammensetzung des durch ein solches Verfahren erhaltenen abgelagerten Films besteht aus GeO Λ , SnO Λ , wobei 0
< x1 <; 2.0, aus SbOx2, Τ10χ2, Β10χ2, wobei 0
< χ2 <1,5» sowie aus ΜοΟχ5, wobei 0
< χ3 O5O.
Diese Zusammensetzung ist unterschiedlich von dem Oxidausgangsmaterial
GeO2, SnO2, Sb2O5, Tl2O5, Bi2O5 oder MoO5 wegen der
von dem Heaktionselement bei der Vakuumverdampfung erzeugten
Reduktion.
Ein Film derartiger Zusammensetzung ist, außer bei MoO,,
meist blaß braun und die Lichtdurchlässigkeit wächst mit Vergrößerung
der Wellenlänge im Bereich von 3500 % bis 1 /u,
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außer bei einem
Ein MoO ,,-Film ist blaß blau und weist eine minimale Lichtdurchlässigkeit
im Bereich von 6000 £ bis 9000 S auf. Eine Filmdicke von 300 £ bis 8000 S eignet sich.
Das optische Speichern wird auf dem S1Um mittels eines Xe-
-Blitzes, einer Infrarotlampe, eines Lasers oder eines eine
Kontaktheizung bewirkenden Heizelementes oder dgl. ausgeführt.
Me Empfindlichkeit bezüglich der optischen Speicherung wird durch die thermische Eigenschaft des Basismaterials bewirkt.
Je dünner z. B., der Grundträger ist, desto größer ist die Empfindlichkeit. Dies scheint durch die Tatsache bewirkt zu
werden, daß sich die Temperatur leicht wegen der geringen Hitzekapazität darauf erhöht.
Ferner wird, was die Belichtung anbetrifft, im Falle eines
Xe-Blitzes die Speicherwirkung bei Verkürzung der Blitzdauer vergrößert, weil sich der Värmediffusionsverlust in dem Schichtträger
verringert.
Das oben beschriebene Material mit optischer Informationsspeicherung
kann in Niederfrequenz- oder Yideoaufzeichnungsvorrichtungen,
Datenspeichern oder dgl. verwendet werden.
Beispiele einer optischen Aufzeichnungsvorrichtung für solche
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Materialien mit optischer Informationsspeicherung, die aus einem Suboxid zusammengesetzt ist, geht aus den Figuren 2 und
3 hervor.
Nach KLg. 2 wird eine Xe-Blitzlampe 7 verwendet, und ein suboxidartiger,
optischer Aufzeichnungsfilm 5 ist auf einem Schichtträger 4- abgelagert. Eine Abdeckblende 6 mit einem optischen
Muster steht mit dem Film 5 in Berührung, der von
der Xe-Blitzlichtlampe 7 blitzartig belichtet wird, wodurch
ein Muster in Abhängigkeit von der Abdeckblende 6 auf dem Film erzeugt wird.
Wie aus Fig. 3 hervorgeht, wird eine Laserdiode 8, z.B. ein Gallium-Arsenid-Injektionslaser verwendet, der eine Strahlung
einer Wellenlänge von 9040 & abgibt. Der Strahlungsfluß weist
im allgemeinen eine große Strahlungsstreuung auf, aus welchem Grunde mindestens zwei Linsen 9 "und 11 zur Bildung eines Mikroleuchtfleckes
verwendet werden. Die erste Linse 9 formt den streumäßigen Strahl in einen parallel artigen Strahl 10 um und
die zweite Linse 11 vermag den Strahl zu einem Mikroleuchtfleck zu verjüngen. Der leuchtpunktartige Strahl wird auf dem
auf dem Schichtträger 14 abgelagerten Suboxidfilm 13 aufgebracht. In diesem Fall kann die aufeinanderfolgende Informationsaufzeichnung
leicht durch Modulieren des Laserstrahls ausgeführt werden. '·
Das Wiederauffinden einer auf dem oben erwähnten Material auf- |
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gezeichneten Information kann durch Erfassen der Veränderung
des Maßes der Lichtdurchlässigkeit erfolgen. Die Information kann durch Erfassen der Veränderung der Menge des von dem Speichermaterial
reflektierten Lichtes wiedergefunden werden.
Folgende Beispiele stellen bevorzugte Ausführungsformen der
Erfindung dar.
GeOp- Pulver wird als Ausgangsmaterial verwendet. Bei Anwendung des Vakuumverdampfungsverfahrens wird eine dfir JLuSgangs
materialzusammensetzungen durch folgende Formel dargestellt.
1 100 zl E
100 _ zl Ezl j wobei
M-, ein Zusatzmaterial,
E ein Desoxydationsreduktionselement,
yl und zl Mol-% darstellen und 0 <
yl <100,0 <zl
ent
Als Zusatzmaterial M-^ wird mindestens eins der Materialien aus
PbO, Sb2O-,, Bi2O, oder TeO2 und als Reakti ons element R mindestens
eins der Elemente Cr, JFe, W, Mn ausgewählt.
Die Hauptkomponente des Ausgangsmaterials GeO2 weist einen
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tetragonal en, kristallinen Aufbau auf und besitzt eine Schmelztemperatur
von 10860O.
In dem Schmelztiegel 22 nach Fig. 4 wird die Mischung aus GeOp-Pulver, aus dem pulvrigen Zusatzmaterial M, und den pulverförmigen
Desoxydationsreaktionselementen E durch das Heizelement
20 erhitzt. Die Temperatur wird entsprechend dem Zusatzmaterial im Bereich von 7000O bis 12000O ausgewählt.
Unter diesen Bedingungen schmilzt die Mischung, die Bestandteile reagieren miteinander und Oxyduldampf wird auf dem Schichtträger
abgelagert.
Der abgelagerte Film weist entsprechend des Zusatzmaterials
eine der folgenden Zusammensetzungen auf:
£1.0
<GeOxlWyI^0X5Vl; 0^ ±1-5
<GeOxlWy1 <Bi
0 < y1 <100
Fig. 5 zeigt das Verhältnis zwischen der Lichtdurchlässigkeit
und der Wellenlänge der Speichervorrichtung dieser Beispiele.
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In der ]?ig. 3 stellen die Linien al bis a4 das Beispiel "bei
keinerlei Aufzeichnung und die Linien a5 bis a8 das Beispiel
bei einer aufgezeichneten Information dar.
Für das Beispiel, bei dem TeOp als Zusatzstoff verwendet wird,
werden die Daten durch die Linie al und a5 dargestellt. Die
Linie a 2 und a6 stellen das Beispiel PbO, die Linie a3 und a7
das Beispiel SbpO^ und die Linie a4 und a8 das Beispiel Bi20^
dar. Die Zusätze werden zu 20 Mol-% zugesetzt.
Diese Ausführungsform weist im Vergleich zu den herkömmlichen
amorphen Materialien in einem nicht oxidiert en System folgende Vorteile auf.
(1) Im Anfangszustand, in dem keinerlei Information aufgezeichnet ist, ist die Lichtdurchlässigkeit ungefähr dreimal so
groß, d.h. die erfindungsgemäße Ausführung weist ein höheres Kontrastverhältnis auf, das ungefähr dreimal so groß
wie bei dem herkömmlichen Material ist, weil die optische Dichte im beschriebenen Zustand von dem des herkömmlichen
Materials nicht sehr unterschiedlich ist.
(2) Das Ausmaß der Durchlässigkeitsveränderung ist ungefähr dreimal größer, weil die Durchlässigkeit des Films im Anfangszustand
verglichen mit den herkömmlichen Materialien ungefähr dreimal größer ist.
(3) Die mechanische Festigkeit ist wegen der größeren Haftfestigkeit
zwischen dem Oxydulfilm und dem Schichtträger
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ausgezeichnet.
(4-) Die optischen Eigenschaften sind in Luft unter dem Licht
eines Eaumes konstant.
Sb^Ov-Pulver wird als Ausgangsmaterial verwendet. Die Ausgangsmaterialzusammensetzung
wird durch folgende Formel dargestellt:
100-Ζ2 κζ2
wobei M2 das Zusatzmaterial und
E das Desoxydatiönsreaktionselement sind,
y2 und z2 Mol-% darstellen und 0 <>.y2 ^100 und
0 < z2 -<100 sind. Als Zusatzmaterial M2 wird mindestens eins
der Materialien TeO2, CuO, PbO, B2O, und als Eeaktionselement
B mindestens eins der Elemente Mn, ¥, Pe, Or ausgewählt.
Die Hauptkomponente des Ausgangsmaterials Sb2O^ weist orthorombischen
kristallinen Aufbau und einen Schmelzpunkt Tm von 6560G auf.
Die Mischung aus dem SbgO^-Pulver, dem pulvrigen Zusatzmaterial
und dem pulvrigen Desoxydationselement wird auf dem Schmelztiegel 22 der Pig. A erhitzt. Die Temperatur wird entsprechend
dem Zusatzmaterial im Bereich von 6000G bis 10000G ausgewählt.
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Unter diesen Bedingungen wird die Mischung geschmolzen, die
Bestandteile reagieren miteinander und das Oxydul wird auf dem Schichtträger abgeschieden. Der abgeschiedene Film weist eine
der folgenden Zusammensetzungen entsprechend dem Zusatzmaterial
auf:
<SB0xlWy2<TeCWy2; 0
O ^- y2 ^ 100
B*ig. 7 zeigt das Verhältnis zwischen der Lichtdurchlässigkeit
und der Wellenlänge der Speichervorrichtung für diese Beispiele. In Fig. 7 stehen die Linien c1 bis c4 für das Beispiel, wenn
nichts aufgezeichnet ist, und die Linien c5 bis c8 für eine
Probe, auf der eine Information aufgezeichnet worden ist. I1Ur
die Probe, in der TeOp als Zusatzmittel verwendet wird, werden die Daten durch die Linie c1 und c5 dargestellt, bei Verwendung
von GuO durch die Linien c2 und c6, bei Verwendung von PbO durch die Linien c3 und c7 und bei Verwendung von B2O^
durch die Linien c4 und c8.
Fig. 6 zeigt das Verhältnis zwischen der Lichtdurchlässigkeit und der Wellenlänge für die Proben aus SbO * ohne einen Zusatz-
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stoff. Die Linien b1 bis b4 stehen für die Probe, auf der nichts
aufgezeichnet ist, und die Linien b5 bis b8 für die Probe, auf
der eine Information aufgezeichnet ist. Daneben stehen die Linien b1 und b5 für die Probe, die bei Verwendung von Mn als
Reaktionselement erhalten wird. Die Linien b2 und b6 zeigen
den Pail der Verwendung von T, die Linien b3 und b7 den Pail
der Verwendung von Pe und die Linien b4 und b8 den Pail der
Verwendung von Or.
Diese Ausführungsform weist gegenüber den herkömmlichen amorphen Materialien in einem nicht oxydierten System folgende
Vorteile.
(1) Die Empfindlichkeit ist ungefähr dreimal so groß.
(2) lfm Ausgangszustand, in dem noch nichts aufgezeichnet ist,
ist die Lichtdurchlässigkeit ungefähr zweimal so groß. Das bedeutet, daß diese Ausführungsform ein höheres Kontras
tverhältnis aufweist, und zwar ist das Kontrastverhältnis etwa zweimal so groß wie bei dem herkömmlichen
Material.
(3) Die optischen Eigenschaften sind in Luft unter Raumlicht stabil.
MoO-z-Pulver wird als Ausgangsmaterial verwendet.
Die Zusammensetzung des Ausgangsmaterials wird durch folgende Pormel dargestellt:
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"" in ~
wo"bei M, das Zusatzmaterial und R das Desoxydationsreaktionselement
sind, y3 und ζ3 Mol-% darstellen sowie 0 ^
und O^ z3 ZlIOO sind.
Das Zusatzmaterial M-, ist mindestens aus einem der Materialien
PbO, In2O5, SnO, B2O5, Bi2O5, TeO2 und Sb2O5 ausgewählt.
Als Re akti ons element R ist mindestens eins der Elemente Cr,
Je, V, Mn ausgewählt.
Die Hauptkomponente des Ausgangsmaterials MoO5 weist eine
orthorhombische, kristalline Struktur auf und "besitzt eine
Verdampfungstemperatur von 795°C.
Die Mischung aus MoO^-Pulver, dem pulvrigen Zusatzmaterial
M5 und dem pulvrigen Desoxydationsreaktionselement R wird
auf dem Schmelztiegel 22 in E1Xg. 4- erhitzt. Die Temperatur
wird entsprechend dem Zusatzmaterial in dem Bereich von 700 G bis 10000C gewählt. Unter diesen Bedingungen wird die Mischung
geschmolzen, Jeder Bestandteil reagiert miteinander und der Oxyduldampf wird auf dem Schichtträger abgeschieden.
Der abgeschiedene Film weist entsprechend dem Zusatzmaterial eine der folgenden Zusammensetzungen auf:
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° ^ x8 O ^y3 ^-1OO
Diese Filme sind blaß blau und wenn Energie, aufgewendet wird,
z.B. wenn eine Belichtung erfolgt, verändert sich die Farbe zu dunkelblau und die Speicherung einer optischen Information
kann erfolgen.
Fig. 9 zeigt das Verhältnis zwischen der Lichtdurchlässigkeit
und der Wellenlänge für die Speichervorrichtung dieses Beispiels. Die Linien el bis e4 stehen für das Beispiel ohne eine
Aufzeichnung, die Linien e5 bis e8 für das Beispiel, auf dem
eine Information aufgezeichnet ist.
Die Werte für das Beispiel, bei dem TeOp als Zusatzmaterial
verwendet wird, werden durch die Linien el und e5 dargestellt.
Die Linie e2 und e6 stehen für den Fall der Verwendung von BpO;,, die Linien e3 und e7 für den Fall der Verwendung von
Sb2O5, und die Linien e4 und e8 für den Fall der Verwendung
von Bi0O-,.
Figur 8 zeigt das Verhältnis der Lichtdurchlässigkeit und der
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Wellenlänge für die Beispiele MoO, ohne die Verwendung eines
Zusatzmaterials. Die Linien d1 bis d4 stehen für das Beispiel
ohne eine Aufzeichnung und die Linien d5 "bis d8 für das Beispiel,
auf dem eine Information aufgezeichnet worden ist. Die Linien d1 und d5 stehen außerdem für das Beispiel, das durch
Verwendung von Cr als Eeaktionsmaterial erhalten wird. Die Linien
d2 und d6 stehen für den Fall der Verwendung von Pe, die Linien d3 und d7 für den Fall der Verwendung von W und die
Linien d4 und d8 für den Fall der Verwendung von Mh.
Diese Ausführungsform weist im Vergleich zu den herkömmlichen
amorphen Materialien in einem nicht oxidierten System folgende Vorteile auf.
(1) Große Änderungen der optischen Dichte können erreicht werden,
weil im Ausgangszustand, in dem noch nichts aufgezeichnet ist, die Lichtdurchlässigkeit ungefähr zweimal
größer und die optische Dichte im beschriebenen Zustand von dem des herkömmlichen Materials nicht sehr unterschiedlich
ist.
(2) Infrarotlicht, z.B. mit einer Wellenlänge von 8000 Ä, das
durch Laserdioden erhalten wird, kann zur Aufzeichnung oder zum Wiederauffinden einer optischen Information verwendet
werden, weil in diesem Bereich der Wellenlänge der MoO ,-Oxydulfilm einen verhältnismäßig großen optischen
Absorptionskoeffizienten aufweist.
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Es wird dasselbe Verfahren wie in den Beispielen I oder II
verwendet, wobei jedoch, andere Oxydmaterialien, wie z.B.
CDl2O^, Bi2O, als Ausgangsmaterialien verwendet werden können.
Im Fall der Verwendung von SnO2, das einen tetragonalen kristallinen
Aufbau aufweist und dessen Schmelzpunkt Tm bei liegt, werden die Zusammensetzungen des Ausgangsmaterials
durch folgende Formel bestimmt.
100-Z4·
wobei M4 ein Zusatzmaterial und E ein Desoxydationsreaktionselement
sind, y4 und z4- Mol-% darstellen und O^ y4- £.100
sowie 0 C z4 -C100 sind. Als Zusatzmaterial M4 wird mindestens
eins der Materialien TeO2, PbO, Bi2O5, Sb2O, ausgewählt.
Als Heaktionselement R wird mindestens eins der Elemente Mn,
V, Fe, Gr ausgewählt.
Eine Dampfabscheidung dieses Materials kann auf diesselbe
Weise wie im Fall von GeO2 ausgeführt werden.
Der abgeschiedene Film sieht blaß gelb aus und die Lichtdurchlässigkeit
für sichtbares Licht liegt zwischen 60% und 80%. Wenn optische oder thermische Energie aufgebracht wird, kann
der Durchlässigkeitsgrad bis auf 10% reduziert werden, und der Teil wird schwarz.
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lh
Bei Verwendung von TIpCU, das einen hexagonalen, kristallinen
Aufbau aufweist, liegt der Schmelzpunkt Tm bei 715 G.
Die Ausgangsmaterialzusammensetzungen werden durch folgende Formel dargestellt:
100-Z5
wobei Mc das Zusatzmaterial und E das Desoxydationsreaktionselement
ist, x, y Mol-% darstellen und 0 £. y5 <£-100 sowie
0 <£_ z5 Z_100 sind.
Das Zusatzmaterial M,- ist mindestens aus einem der Materialien
TeOo, B2O GeOp, SbpO,, SnO ausgewählt. Als Eeaktionselement
ist mindestens eins der Elemente Mn, ¥, JFe, Gr ausgewählt.
Die Dampf abscheidung des Materials kann nach demselben Verfahren
wie im 3?all Sb2O^ ausgeführt werden.
Der abgeschiedene Oxydulfilm sieht blaß braun aus und die Lichtdurchlässigkeit steigt von 40% auf 80%, wenn die Wellenlänge
des Lichtes von 6000 £ auf 1,2 Ai steigt.
Der Film aus diesem Material weist eine hohe Empfindlichkeitscharakteristik auf. Bei kurzer Belichtung (^1 Sek.) der
Projektionslampe wird der Film dunkler, so daß er als ein Material zur optischen Informationsspeicherung mit hoher Em-
709824/08 17
pfindlichkeit verwendet werden kann. Im Fall der Verwendung von BipO^, das einen orthorhombi sehen kristallinen Aufbau und
einen Schmelzpunkt von 8200C aufweist, wird der Oxydulfilm
nach demselben Verfahren wie im Beispiel II erhalten.
Der abgeschiedene Film sieht hellgrau aus und der Durchlässigkeit sgrad ist annähernd konstant im Bereich der Wellenlängen
von 4000 Ä bis 7000 A und weist eine Charakteristik derart
auf, daß eine verhältnismäßig große Reflekti ons änderung auftritt,
wenn optische oder thermische Energie aufgewendet wird.
Ho/Za :
709824/0817
Claims (12)
1 BERLIN 33
Auguste-Viktoria-Straße Pat.-Anw. Or. Ing. Ruschke
Pat.-Anw. Dipl.-mg. Olaf Ruschke
Telefon: 030/
Telegramm-Adresse:
Quadratur Berlin TELEX: 183786
Dr. RUSCHKE &. PARTNER PATENTANWÄLTE
BERLIN - MÜNCHEN
8 MÜNCHEN
PienzenauerstraBe 2
Pat.-Anw. Dipl.-Ing. Hans E. Ruschke
Telefon: 089/ |
089/649 26
Telegramm-Adresse:
Quadratur München TELEX: S22767
M 3761
NACHGEREICHT
Matsushita Electric Industrial Co. , Osaka, Japan
Material zur optischen Informationsspeicherung und Verfahren
zur Herstellung des Materials
Patentansprüche
(λ) Material zur optischen Informationsspeicherung mit einem
Schichtträger und einem auf letzterem abgelagerten Film, dessen Zustand zwischen einem Zustand geringer optischer
Dichte und einem Zustand hoher optischer Dichte durch Anwendung optischer, elektrischer oder thermischer Energie
veränderbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der PiIm mindestens
eine der Oxydulzusammensetzungen aufweist, die aus der Gruppe bestehend aus GeO3^, SnO xi>
^°χι» ^10Xa' Bi0x2
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und MoO ^ausgewählt sind, wo"bei 0 ·-x1 -'- 2,0; 0 —x2 <c1,5
und 0 <-x3 ^ 3,0 sind
2. Material nach. Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Oxydulfilm ein Oxydul aufweist, das aus der Gruppe "bestehend aus GeO . und SnO ^ als Hauptkomponente ausgewählt ist
und das mindestens ein Oxyd ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus PbOx^, SbOxC, BiO x5 VÜCi'i Te0 x6 als
zur Steigerung der Empfindlichkeit des PiIms aufweist, wobei
0^x4-^1,0 ; 0 ^-x5 £. 1,5 und 0 <c.x6 £. 2,0 ist
3. Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Oxydulfilm als Hauptkomponente SbO ρ und als Zusatzstoffe mindestens eins der Oxyde aufweist, das aus der Gruppe bestehend
aus J?bOx4.>
^eO x65 Gu0x7 1^ BOx8 zur s^e;i-SerunS
der Empfindlichkeit des JPilms ausgewählt ist, wobei
der Empfindlichkeit des JPilms ausgewählt ist, wobei
£_1 und 0 </, x8 £-1,5 ist.
4-, Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Oxydulfilm TlO ρ als Hauptkomponente und mindestens ein
Oxyd als Zusatzstoff zur Steigerung der Empfindlichkeit
des ffilms aufweist, das aus der Gruppe bestehend aus TeO g
Oxyd als Zusatzstoff zur Steigerung der Empfindlichkeit
des ffilms aufweist, das aus der Gruppe bestehend aus TeO g
SnOxQ und GeO-Q ausgewählt ist, wobei 0 ^- x6 έ- 2,0 ;
0 <£ x9 ^ 2 und 0 ^. x10 z_ 2 ist.
0 <£ x9 ^ 2 und 0 ^. x10 z_ 2 ist.
709824/0811
-τ _
65583/.
5. Material nach. Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Oxydulfilm BiO ~ als Hauptkomponente und mindestens ein
Oxyd als Zusatzstoff zur Steigerung der Empfindlichkeit des
Pilms aufweist, das aus der Gruppe TeO g, SnO q und SbO ^x,
ausgewählt ist, wobei 0 Δ. x6 ^- 2,0 ; 0 ^- x9 .£- 2 und
0 ^- x1i£-1,5 ist.
6. Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Oxydulfilm EEoO - als Hauptkomponente und mindestens ein Oxyd als Zusatzstoff zur Steigerung der Empfindlichkeit des
Films aufweist * das aus der Gruppe bestehend aus PbO ^,,
SbOx5, Bi0 X5>
Te0x6* BOx8>
SrtOx9 ^1*1 1110Xi2 aufweis1;? wobei
0 έ- x4 £_ 1.0 ; 0 ^ x5 £- 1,5 ; 0 z_ x6 £. 2,0 ; 0 /- x8 .£-1,5 ;
0 ^. x9 £. 2,0 und 0^x12 £-1,5 ist.
7- Material zur· optischen Informationsspeicherung mit einem
transparenten Schichtträger und einem auf letzterem abgelagerten Film, dessen Zustand zwischen einem Zustand geringer
Durchlässigkeit und einem Zustand hoher Durchlässigkeit durch Anwendung elektrischer, optischer oder thermischer
Energie veränderbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß
der JPiIm mindestens eine Oxydulzusammensetzung aufweist,
die aus der Gruppe bestehend aus GeO ., SnO ., SbO p, TlO ?
und MoO _ ausgewählt ist, wobei 0 C- x1 ^ 2.0 ;
5 und O ^. x5 z_3,0 Ist.
4/0817
8. Material zur optischen Informationsspeicherung mit einem
lichtundurchlässigen Schichtträger und einem darauf abgelagerten Film, dessen Zustand zwischen einem Zustand geringen
Eeflexionsvermögens und einem Zustand großen Reflexionsvermögens durch Anwendung elektrischer, optischer
oder thermischer Energie veränderbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der PiIm mindestens eine Oxydulzusammensetzung
aufweist, die aus der Gruppe bestehend aus GeO ,.,
SnOx^, SbOx2, Τ10χ2, ΒίΟχ2 und ΜοΟχ5 ausgewählt ist, wobei
0-i_x1^2,0; 0 Zx2 <-1,5 und 0 L· x3 ^3.0 ist*·
9· Verfahren zur Herstellung eine.s Materials zur optischen
Informationsspeicherung mit einem Schichtträger und einem auf letzterem abgelagerten Oxydulfilm, dadurch gekennzeichnet
, daß für den Film eine Zusammensetzung aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus GeOx1, $ηΟχ/], SbO χ2 τ:3-ο Χ2' Bi0x2
und MoOx, besteht, wobei 0 ^n ^-2,0 ; 0 /ix2/L1,5 und
0 ^-x3 I- 3jO ist, und daß ein Oxyd, das aus der Gruppe
bestehend aus GeO2, SnO2, Sb3O5, Tl2O5, Bi2O5 und MoO5 ausgewählt
wird, unter Desoxydationsbedingungen verdampft und der Dampf auf den Schichtträger abgeschieden werden.
10. Verfahren nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß der
Arbeitsschritt des Verdampfens unter Desoxydationsbedingungen
das Erhitzen der Oxyde mit Re akti ons elementen im
Vakuum und das Verdampfen bei einea Vakuum der Größenordnung
von 5 x 1O*"-3 inmHg umfaßt.
709824/0817
-5- 2655934
11. Verfahren zur Herstellung eines Materials zur optischen Informationsspeicherung mit einem Schichtträger und einem
darauf abgelagerten Film, dessen Zustand zwischen einem Zustand geringer optischer Dichte und einem Zustand hoher
optischer Dichte durch Anwendung elektrischer, optischer oder thermischer Energie verändert werden kann, gekennzeichnet durch
die Verfahrensschritte, daß eine feste Lösung
zubereitet wird, die aus der Gruppe, bestehend aus der Hauptkomponente GeOp oder SnOp und einem Zusatzstoff
PbO, Sb2Ox, Bi2Ox oder TeOp, einer Hauptkomponente SbpOx
und einem Zusatzstoff PbO, TeO2, CuO oder B2Ox, einer
Hauptkomponente Bi2Ox und einem Zusatzstoff TeO2, SnO2 oder
GeO2, einer Hauptkomponente Tl2O, und einem Zusatzstoff
TeO2, SnO2 oder GeO2 oder einer Hauptkomponent MoO3, und
einem Zusatzstoff PbO, Sb0Ox, Bi0Ox, TeO0, B0Ox, SnO0 oder
In2O;, ausgewählt wird, und daß die feste Lösung unter
Desoxydationsbedingungen verdampft und der Dampf auf dem Schichtträger niedergeschlagen werden.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß
der Verfahrensschritt der Vorbereitung der festen Lösung das Mischen der Hauptkomponente und des Zusatzoxyds jeweils
in pulvriger Form, das Erhitzen der Mischung der Pulver auf die Schmelztemperatur, das Halten der geschmolzenen
Mischung 3 bis 4 Stunden auf der Schmelztemperatur und das
Härten der geschmolzenen Mischung umfaßt.
Ho/z a
7Ö9824/0&17
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP50147224A JPS5953614B2 (ja) | 1975-12-09 | 1975-12-09 | ジヨウホウキロクホウホウ |
JP50147225A JPS5936595B2 (ja) | 1975-12-09 | 1975-12-09 | ジヨウホウキロクホウホウ |
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DE2655834A1 true DE2655834A1 (de) | 1977-06-16 |
DE2655834C2 DE2655834C2 (de) | 1984-01-19 |
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ID=26477834
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Country | Link |
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GB (1) | GB1563513A (de) |
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