Способ записи и воспроизведения информации Советский патент 1991 года по МПК G11B9/10 

Изобретение относится к технике накопления информации, в частности к архивным запоминающим устройствам ЭВМ.

Цель изобретения - повышение надежности записи и времени хранения информации, а также увеличение скорости воспроизведения.

На чертеже схематично изображено устройство, реализующее способ.

Согласно предлагаемому способу запись информации осуществляют вольфрамовой иглой 1 диаметром 30 А, сканирующей над поверхностью носителя 2 в режиме постоянного туннельного тока на расстоянии 10-100 А с потенциалом на игле по отношению к носителю 5 В. В том месте 3, где должна быть записана Г информации,

к игле импульсно прикладывают напряжение от - 30 до - 50В, в зависимости от конкретного состава регистрирующего слоя и, содержащего органические молекулы с углеводородной цепочкой с этиленовыми и/или ацетиленовыми связями.

Сканирование осуществляют при помощи трехкоординатного пьезоэлектрического движителя 5, укрепленного в свою очередь на механическом шаговом двигателе, и системы 6 обратной связи, обеспечивающей постоянство туннельного тока при разности потенциалов, заданной источником 7 электрического напряжения.

Записанную таким образом информацию в виде чередующихся участков де- структурированного (полимеризованного)

о ч ел ю

4 ОП

и недеструктурированного (неполимери- зованного) регистрирующего слоя, соответствующих информационному коду, воспроизводят сканированием иглой вдоль дорожки записи в режиме высокоча- стотной модуляции расстояния между иглой и носителем при разности потенциала между ними - 5 В. Для приведения иглы в колебательное движение служит блок 8 высокочастотной модуляции,

Туннельный ток между иглой и носителем составляет

(-A pv/2s)

1/2

где А ( (4 7r/h )2m ) -

0-11/,

1 -025А ЭВ /2

т - масса свободного электрона, р работа выхода электронов из материала регистрирующего слоя;

S - расстояние между иглой и регистрирующим слоем;

Возбуждая колебания иглы с частотой (а превышающей частоту функционирования системы обратной связи 6:

AS cosftn, где So - среднее расстояние между иглой и носителем, равное 10-100 А; А- амплитуда колебаний иглы 5-1ОА;

t- время; можно определить работу вы- хода электронов из соотношения: (р - А (lnl) учетом того, что Ј/ 1), Указанная величина работы выхода различается для деструктурированных (полимеризован- ных) и недеструктурированных(неполиме- ризованных) участков рабочего стоя, и различие составляет 30-40%, что обеспечивает надежное воспроизведение информации.

Носитель изготавливают следующим образом.

Подложку из полированного стекла, кварца, алюминия или другого металла, или металла с напыленной углеродной пленкой обрабатывают гидрофобизирующим рас- твором, например раствором триметилх- лорсилана в толуоле. В специальной ванне на поверхность бидистиллированной воды наносят каплю раствора амфифильного вещества, содержащего углеводородную це- почку с этиленовыми и/или ацетиленовыми связями и с полярными гидрофильной и гидрофобной группах на концах молекулы, например N - октадецилакриламид, пента- коза - 10,12 - дииновую кислоту, производ- ныедиацетилена, в инертном растворителе, например хлорофирме, бензоле, толуоле, тетрагидрофуране, ацетонитриле, ацетоне. Концентрация растворенного вещества составляет 0,1-0,3%. Образовавшуюся на по0

5

5

п

g

п

с Q g

верхности воды пленку сжимают до образования плотноупакованного монослоя. Затем подложку пропускают через монослой перпендикулярно поверхности жидкости. При этом монослой переходит на поверхность твердой подложки с сохранением мо- лекулярной упаковки, Таким образом последовательно, слой за слоем, наносят нужное число монослоев (от 1 до 50) пленок Лэнгмюра-Блоджетт, Полученная мульти- слойная пленка обладает калиброванной с точностью до 3-5 А толщиной и однородной бездефектной структурой.

Например, на поверхность полированного стекла наносят 20 монослоев пленки пентакоза - 10,12 - дииновой кислоты. Запись осуществляют сканированием вольфрамовой иглы диаметром 30 А на расстоянии 100 А от поверхности регистрирующего слоя в режиме постоянного туннельного тока при разности потенциалов между иглой и носителем - 5 В. В месте, где должен быть записан бит информации, разность потенциалов импульсно увеличивают до - 50 В время 1 (Г6 с, при этом туннельный ток составляет А. За счет эмисии электронов с иглы происходит деструкция молекул пентакоза - 10, 12 - дииновой кислоты путем разрыва ацителеновых связей и частичная сшивка соседних молекул между собой. При воспроизведении сканируют вольфрамовой иглой вдоль дорожки записи на средней высоте 100 А от нее. Расстояние модулируют с частотой 107 Гц и амплитудой 10 А. Измеренная разность работ выхода ((pi недеструктурированных и деструкту- рировнных участков составляет 37%, скорость воспроизведения информации 107 бит/с, размер бита 10 А, что соответствует плотности записи 1018 бит/м2.

Предложенный способ записи и воспроизведения информации обеспечивает надежную сверхвысокоплотную запись и воспроизведение информации и ее долговременную сохранность.

Формула изобретения

Способ записи и воспроизведения информации, заключающийся в записи путем сканирования над поверхностью регистрирующего слоя носителя информации иглой в режиме постоянного туннельного тока с одновременным прикладыванием между иглой и носителем разности потенциалов, промодулированной в соответствии с заданным кодом, и воспроизведении сканированием иглой над дорожкой записи, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности записи и времени хранения информации, а также увеличения скорости

воспроизведения, при записи между иглой и носителем устанавливают туннельный ток согласно выражению

1-ехр(-Ар1/2). где А - постоянная, равная ((4 я/п)2т)/z;

т - масса свободного электрона;

р - энергия полимеризации регистрирующего слоя;

s - расстояние между иглой и регистрирующим слоем;

h - постоянная планка, а при воспроизведении сканируют носитель информации в режиме высокочастотной модуляции расстояния между иглой и носителем в соответствии с выражением s s0+ Ascoswt,

где s - среднее расстояние между иглой и носителем s0Ј(10-100A),

ДЗ - амплитуда колебаний иглы Д$Ј(5-10А).

Изобретение относится к технике записи и воспроизведения информации, в частности к архивным запоминающим устройствам ЭВМ. Цель изобретения - повышение надежности записи и времени хранения информации, а также увеличение скорости ее воспроизведения. Согласно способу при записи сканируют иглой над поверхностью регистрирующего слоя носителя информации в режиме постоянного туннельного тока, прикладывая между иглой и носителем разность потенциалов в соответствии с заданным кодом, при этом электроны, эммитируемые с иглы, вызывают деструкцию или локальную полимеризацию регистрирующего слоя, а при воспроизведении сканируют иглой в режиме высокочастотной модуляции расстояния между иглой и носителем и измеряют работу выхода электронов из регистрирующего слоя. Регистрирующий слой носитиля информации может быть нанесен по методу Дэигмюра-Блоджетт. 1 ил,

7