Способ записи и воспроизведения информации (его варианты) Советский патент 1986 года по МПК G11C11/00 G11B11/08 

Изобретение относится к области накопления информации, а именно к способам записи и воспроизведения информации с помощью электрических зарядов.

Целью изобретения является увеличение объема записываемой информации путем размещения информационных элементов на нескольких слоях по глубине носителя.

На чертеже представлен график зависимости тока экзоэлектронной эмиссии от температуры нагрева.

Суть способа заключается в следующем.

В качестве информационного носителя используют неорганический кристаллический диэлектрик, обеспечивающий возможность записи информационных элементов на нескольких уровнях по глубине за счет кристаллической структуры.

Последовательное облучение неорганического кристаллического диэлектрика пучками частиц, например протонами, с достаточной энергией обеспечивает образование в кристаллической структуре материала точечных дефектов (информационных элементов) на разных уровнях по глубине в зависимости от энергии облучения, чем достигается последовательная запись информации на нескольких слоях по глубине носителя, т. е. повышается емкость записываемой информации.

Последовательное облучение информационного носителя электронным пучком с энергиями для заполнения точечных дефектов электронами, с последующим нагревом носителя до температур возникновения экзоэлектронной эмиссии обеспечивает воспроизведение записанной информации по первому варианту.

Воспроизведение информации с последующих слоев обеспечивается вычитанием тока экзоэлектронной эмиссии, зарегистрированного с первого слоя, из тока экзоэлектронной эмиссии, зарегистрированного с последующего слоя. При облучении носителя электронным пучком с последующим облучением его ультрафиолетовым излучением (второй вариант) обеспечивается более быстрое воспроизведение информации по сравнению с воспроизведением с помощью экзоэлектронной эмисии при глубинах залегания уровней на несколько электронвольт, при этом в качестве выходного информационного сигнала регистрируется ток фотоэлектронной эмиссии.

Воспроизведения информации с последующих слоев обеспечивается вычитанием квантового выхода фотоэлектронной эмиссии, зарегистрированной с последующего слоя.

Способ реализуем при записи информации на глубину, не превыщающую д,лину свободного пробега электронов, эмитируемых из материала информационного носителя при воспроизведении информации.

Пример 1. Запись информации осуществлялась следующим образом. Окись кремния облучали протонами с энергией 100 кэВ, затем протонами с энергией 300 кэВ. При этом в окиси кремния образовались точечные дефекты (информационные элементы),

в первом случае на глубине примерно 400 А , а во втором - примерно на глубине 2000 А. Наличие точечных дефектов на определенной глубине соответствовало записи сигнала «1, а отсутствие дефектов - сигнала «О.

Воспроизведение записанной информации осуществлялось следующим образом. Окись кремния, в который послойно записана информация, облучалась пучком электронов с Энергией 1 кэВ. Глубина их проникновения составляла примерно 400 А, поэтому элек

троны заполняли локальною уровни, расположенные на глубине 400 А и созданные при записи информации.

Глубина б проникновения электронов оценивалась по формуле

з Е Л

5 lO- - i- -, .

5

где Е- энергия протонов, кэВ; р - плотность вещества, г/см . Затем с поверхности информационного носителя регистрировалась термостимулиро- ванная экзоэлектронная эмиссия. Для этого окись кремния нагревалась в вакууме 10 тор со скоростью 0,1 град/с от 293 К до 693 К. При этой процедуре с окиси кремния,

Q с ее локальных уровней, заполненных электронами, происходила эмиссия электронов. Причем эмиссионный ток имел максимум. Этот максимум обусловлен эмиссией электронов с локальных уровней диэлектрика, которые предварительно были заполнены электронами. Наличие такого эмиссионного тока свиг етельствовало о том, что на глубине 400А записана информация.

Далее окись кремнии облучали электронами с энергией 5 кэВ. В результате электроны занолняли уровни, расположенные на

0 глубине 2000 А, на глубину проникновения электронов. Затем по описанной методике с окиси кремния регистрировалась термости- мулированная экзоэлектронная эмиссия, при этом наблюдался максимум эмиссионного

тока, аналогичный приведенному. .1аксимум эмиссионного тока свидетельствовал о наличии записанной информации на глубине 2000 А.

Для воспроизведения информации, запи- 0 санной на глубине 2000 А, из величины тока, зарегистрированной с этой глубины экзоэлектронной эмиссии, вычиталась величина тока экзоэлектронной эмиссии, зарегистрированной с глубины 400 А.

Пример 2. Запись информации на носи- 5 тель из фтористого лития осуществлялась так же, как в примере I.

Воспроизведение записанной информации осуществлялось следуюц 1им образом.

Фтористый литий, в котором записана информация, облучался пучком электронов с энергией 1 кэВ. Глубина их проникновения составляла примерно 500А . Электроны заполняли локальные уровни, расположенные на глубине 500 А, созданные при записи информации. Затем носитель в вакууме 10 тор при 293 К освещался ультрафиолетовым излучением с энергией фотона 8 эВ. При этом с фтористого лития, с его локальных уровней, заполненных электронами, происходила фотоэлектронная эмиссия электронов. Наличие этой эмиссии свидетельствовало о том, что на глубине 500А записана информация.

Затем фтористый литий облучали электронами с энергией 5 кэВ. В результате электронами заполнялись уровни, расположенные на глубине 220 А. Далее по описанной методике регистрировалась фотоэлектронная эмиссия. Ее наличие свидетельствовало о записанной информации на глубине 2200 А.

Для воспроизведения записанной на глубине 2200 А информации из величины тока фотоэлектронной эмиссии, зарегистрированной с этой глубины, вычиталась величина тока фотоэлектронной эмиссии, зарегистрированной с глубиной 500 Д.

На глубине порядка можно сформировать 2-3 слоя, в которых записывают информацию.

Количество слоев, на которых может быть записана информация, зависит от следующих факторов:

технологических возможностей создания облучением хорошо разделенных слоев с дефектами в поверхностном слоев материала носителя;

расположения слоя, в котором записана информация, на расстоянии от поверхности, не больщем, чем длина свободного пробега электронов, эмитируемых из материала носителя при воспроизведении информации.

Формула изобретения

1. Способ записи и воспроизведения информации, при котором в процессе записи на информационный носитель из неорганического кристаллического диэлектрика воздействуют пучком заряженных частиц, формирующим информационные элементы в слое инф)орма.ционного носителя,, а при воспроизведении облучают информационный носитель нучком заряженных частиц и регистрируют ток электронов, отличающийся тем, что, с целью увеличения объема записываемой информации путем размещения информационных элементов на нескольких слоях по глубине информационного носителя, воздей0

ствие при записи осуществляют в виде облучения носителя пучками заряженных частиц с дискретными уровнями энергий, при этом каждый уровень энергии формирует информационные элементы в виде точечных дефектов в соответствующих, локализированных слоях носителя, глубина расноложе- ния которых не превышает длину свободного пробега электронов, эмитируемых из материала информационного носите.тя при воспроизведении информации, а при воспроизведении информационный носитель последовательно облучают пучками электронов с дискретными уровнями энергий, заполняющими электронами информационные элемен5 ты в виде точечных дефектов в соответствующих, локализированных по глубине, слоях информационного носителя, а затем информационный носитель последовательно нагревают до температуры возникновения экзоэлектронной эмиссии с каждого локали0 зованного по глубине слоя информациощю- го носителя и регистрируют ток экзоэлектронной эмиссии с каждого локализированного по глубине слоя.

2. Способ записи и воспроизведения ин5 формации, при котором в процессе записи на информационный носитель из неорганического кристаллического диэлектрика воздействуют пучком заряженных частиц, формирую- идим информационные элементы в слое информационного носителя., а при воспроизведении

0 облучают информационный носитель нучком заряженных частиц и регистрируют ток электронов, отличающийся тем, что, с целью увеличения объема записываемой информации путем размещения информационных элементов на нескольких слоях по глубине ннформационного носителя, воздействие при записи осуществляют в виде облучения носителя пучками заряженных частиц с дискретными уровнями энергий, при этом каждый уровень энергии формирует информационные элементы в виде точечных дефектов в соответствующих, локализированных слоях носителя, глубина расположения которых не нре- выщает длину свободного пробега электронов, эмитируемых из материала инфор.ма- ционного носителя при воспроизведении ин5 формации, а при воспроизведении информационный носитель последовательно облучают пучками электронов с дискретными уровнями энергий, заполняющими электронами информационные элементы в виде точечных дефектов в соответствующих, локализиро0 ванных по глубине слоях информационного носителя, а затем информационный носитель облучают ультрафиолетовым излучением и регистрируют ток фотоэлектронной эмиссии с каждого локализированного по глубине слоя информационного носителя.

0

злектрон С

693 Т К

Изобретение относится к области накопления информации. Цель изобретения - увеличение объема записываемой информации путем размещения информационных элементов на нескольких слоях по глубине носителя. Последовательное облучение информационного носителя электронным пучком с энергиями для заполнения точечных дефектов электронами с последующим нагревом носителя до температур возникновения экзо- электронной эмиссии обеспечивает воспроизведение записанной информации. Воспроизведение с последующих слоев обеспечивается вычитанием квантового выхода фотоэлектронной эмиссии, зарегистрированной с последующего слоя. 1 ил, 2 с.п.ф-лы. го 00 со vl 4