Аморфные полупроводники и приборы на их основе - Хамакава Й.
Скачать (прямая ссылка):
Аморфные пленки сплавов изготавливались распылением с осаждением на различные подложки. Ось легкого намагничивания располагалась перпендикулярно плоскости .пленки. Небольшой участок пленки нагревался лазерным импульсом малой продолжительности, сфокусированным на поверхности. Коэрцитивная сила нагретого участка резко уменьшалась, после чего с помощью небольшого внешнего смещающего поля (порядка 100 Э) можно было вращать направление намагничи-1 вания. Таким образом, информация записывалась путем формирования небольшого цилиндрического магнитного домена, а считывание осуществлялось с использованием полярного эффекта Керра. Для селективного стирания записанного бита достаточно нагреть его лазерным лучом при воздействии, смещающего поля.
Тонкие аморфные пленки сплава ТЬо 24Ре0 76 или Сс1 13ТЬ Ие толщиной ~ 100 нм использовались в качестве запоминающей среды
Рис. 7.3.13. Блок-схема магнитно-оптического дискового устройства [ 28]: / - запись; // - считывание; /// - выход основного сигнала; 1 - возбудитель лазера; 2 - фокусирующий сигнал рассогласования (ошибки); 3 - следящий (ведущий) сигнал рассогласования (ошибки); 4 - источник постоянного тока; 5 - диск; 6 - поляризующий расщепитель луча; 7 - пластина на А./4; Ь - зеркало; 9 - ин-жекционный лазер; 10 - фотодиод; 11 - кремниевый голубой элемент; 12 - поляризатор; 13 - анализатор; 14 - цилиндрическая линза; 15 - линза; 16 - дифракционная решетка; 77 - полузеркало; 7* - объектив
[28] и изготавливались совместным ВЧР на стеклянные диски. Мишенью служила пластина железа, на которую наносились кусочки РЗМ (или металлов); типичное время распыления составляло 5 мин. На рис. 7.3.13 показана оптическая схема, в которой два инжекционных Alj^Ga^As-лазера использовались для записи и считывания. Запись на аморфные пленки TbFe и GdTbFe происходила с помощью системы автоматической фокусировки со скоростью записи 100 кбит/с при скорости вращения диска 3,4 с"1. Мощность лазерного излучения на поверхности диска составляла ~ 5 мВт для пленки TbFe и 8 мВт для пленки GdTbFe, что позволяло регистрировать температуру Кюри. Плотность дорожек записи составляла 200 линий/мм, а плотность записанной информации достигала 5 - 106 бит/см2.
Было показано также, что аморфные пленки GdCo имеют температуру компенсации вблизи комнатной и пригодны для магнитно-оптической записи [29]. На рис. 7.3.14 показана зависимость лазерной мощности, необходимой для записи бита диаметром 1 мкм на пленке GdCo, от длительности импульса. Толщина пленки составляла 150 нм. Экстраполируя экспериментально полученные -данные, можно сказать, что имеется возможность записывать информацию со скоростью 100 Мбит/с при мощности лазера не более 6-7 мВт. Термическая стабильность пленок GdCo оценивалась из измерений электрического удельного сопротивления. На рис. 7.3.15 приведены типичные температурные характеристики удельного сопротивления пленок GdCo без смещающего напряжения (кривая 7) и при его наличии (кривая 2). Напряжение смещения составляло -100 В. Температура, при которой удельное сопротивление смещенных пленок начинает медленно уменьшаться, намного выше соответствующей температуры для насмешенных пленок. Такое уменьшение удельного сопротивления можно связать со структурной перестройкой аморфной пленки. Температура, при которой удельное сопротивление резко меняется, также намного выше на пленках под смещением; этот эффект соответствует кристаллизации. Из этих результатов наглядно
350
5 10 20 тр,мкс
300 too t'C
Рис. 7.3.14. Мощность лазера Р, требуемая для записи бита диаметром 1 мкм. Цифры у кривых - внешнее смещающее поле Не, Э [ 29]
Рис. 7.3.15. Температурная зависимость удельного сопротивления р пленок СаСо (скорость нагрева 5 °С/мин) [29]
356
357
следует, что использование смещающего напряжения в процессе осаждения повышает теплостойкость пленок СиСо.
Запись на диски СиСо проводилась с помощью Не-Ые-лазера при вращении 30,6 с"' с частотой подачи битов 1 МГц. Толщина пленки составляла около 200 нм, а запись происходила при энергии падающего лазерного излучения 5,6 мВт при внешнем смещающем поле 80 Э. Записанные биты шириной 1 мкм считывались при- помощи лазерного излучения мощностью 2 мВт, а отношение сигнала к шуму при ширине полосы 100 кГц достигало 32 дБ.
7.3.4. Применение пленок в оптических ЗУ большой емкости
Использование сильно сфокусированного лазерного луча при оптической записи на дисковый формат позволяет натапливать очень большое количество информации с чрезвычайно большой скоростью поступления данных и одновременно позволяет быстро проводить произвольную выборку определенного массива, данных при воспроизведении информации. Кроме того, инжекционный лазер имеет небольшой размер, нечувствителен к механическим вибрациям и его можно модулировать непосредственно током инжекции. Потенциальной сферой применения этих устройств является накопление информации в цифровой форме, например, данных для ЭВМ, а также аналоговой информации, в частности, видеосигналов.
В качестве типичной описана компактная система дисковой памяти на основе ТеОх (х = 1,1), работающая на принципе отражения [35]. На схеме оптической дисковой структуры (рис. 7.3.16) показаны детали оптических дорожек записи. Слой толщиной 0,1 мм с заранее нанесен-
