Фоточувствительный материал Советский патент 1981 года по МПК G03C1/00 

Изобретение относится к фоточувствительным материалам, содержащим полупроводниковый слой, для бессеребряной одноступенчатой фотографии и может быть использоваио в устройствах записи - считывания оптической информации, голографии, технической фотографии.

В известных Светочувствительных материалах, на которых реализуется одноступенчатая прямая фотозапись, используются халькога.тогенидные полупроводниковые стекла типа Аз25з, AsgSes, AsSeJ, As-Se- Qe. При этом для однократного непосредственного получения изображения на слое полупроводника экспонирование проводят светом из области оветочувств«тельности, Котара|Я соответствует области фундаментального поглощения полупровод нйка. Результатам фотозаписи является COOTIBCTCTвующий лроецируемому ;раСП1ределению интеноивностей оовещевия р ельеф потемнения слоя, связанный с изменен.ием коэффициентов Л|ропускан1ия, отражения и преломления света .в местах попадания активного света. Вопрос о шрн.роде наблюдаемого процесса однозначно еще не выяснен.

Возможно стирание контраста фотозаписи при термообработке слоев на материалах типа As2Se3 и Си-As-Se путем нагревания их до темнературы 150-200° С, близКОЙ к температуре размягчения этих стекол. Однако специальные исследования реверсивной, миогократной фотозаписи, которые проводились на материалах AsaSs, АзгЗез, AsSeJ и As-S-Se, показали существенную необратимость основных параметров данных фоточувствительных материалов. В результате прогрева, необходимого для стирания контраста первой записи, параметры их значительно ухудшались и повторная запись была малоэффективна.

Известны фоточувствительные материалы, содержащ.ие слои AsSeJ. Положение края фундаментального поглощения соответствует энергии 1,78 эВ, значение , сдвиг края пропускания слоя при максимальной экспозиции Не-Ne лазером

(К 0,633 мкм) составляет 150-200А. Возможность вариации спектральной чувствительности по величчшео праничена. Стдарание термическим прогревом до температур, близких к tg, приводит к уменьшению (более чем в 2 раза) относительного изменения пропускания и коэффицента преломления (на порядок).

Целью изобретения является разработка фоточувствительного материала одноступенчатой фотозаписи на основе хальжогало30 генидных полупроводниковых стекол, позt-,:

.

i

ВОЛЯЮЩИХ управлять спектральной ооластью ,и величиной чу;вст1витель:ного слоя, темиературамя стирания записи, а также обладающих три этом свойством реверсирования записи, т. е. удовлетворяющих возможности млогократпого использова.ния п риемноте слоя.

Поставленная иель достигается иопользова.нием фоточувствительвОГО материала, состоящего из cтeкляинiOЙ подлож;ки и 1слоя .ного иолупр01БОДни1ка, где в качестве слоя аморфнОЛО лолуироводиика иолользо528799

вап силав из систем халькогалогенидных стежо л

Hgi 5AS20-3oSe40-6oJs-30 или CU5-3oAS20-5oSe.io-GoJn-30, или AgS-3cAS20-5oSe40-6oJ5- 30, или Ge5-35AS5-5oSe40-6oJ5-30

Иигредиенты взяты в атомных соотиощениях, соответствующих иоследовадным областям стеклообразо;вания, и приведены в таблице.

Кроме приведенных в таблице могут быть использоваиы отдельные составы из систем К-As-Se-J и Rb-As-Se-J, .например ,KiAs37Se48Ji4 (Eg 1,75 эВ, tg 105°C), Rb2As46Se4oJi2 (,70 эВ, tg 110°C) и другие. Однако число их ограничено малой областью стеклообразо1вамия.

Пример 1. Фото чувствительны и материал для одностуиенчатой фотозаписи получай из Ge5As37Se49J9 путем взрывного термичеокого напыления его в вакууме Topip 1СЛОС-М толщиной 2 мкм на стеклянную подложку, температура которой 20° С. В результате освещения :матер.иала светом Не-,Ne лазера (,633 мкл1, падающая на слой интенсивность J 0,12 Вт/см) пропуоканпе 7 на этой же длине волны изменяется до насыщающего значения Г„ относительного его эначения TQ. Плавный напрев материала до 180° С за время-б мин привод5ит )К полному восста.новлению относительного пропускания на данной длине волны при :комнатиой темстературе. За1висимость потемнения слоя Ge5As37Se49J9 от времени экспозиции три 20° С (а) и температурная зависимость эффективности стирания записи на этом же слое (б) показана на фнг. 1.

П|р,имер 2. Фоточувствительный материал для одностуленчатой фотозаписи получен из CuioAs32Se36J22 в тех же условиях, что и IB примере 1. В результате первой экспозиции светом Не-Ne лазера .(Л --0,633 мкм, падающая иа слой интенсивность -0,12 Бг/слг) относительное пропускание изменяется до 40% начального значения.

Изменение пропускания сЛОя на основе GuioAs32Se36J22 показано на фиг. 2 (/-первая запись, 2 - запись после первого стирания, 3 - /запись после третьего стирания, /. 0,633 мкм, / 20° С). После стирания первой записи нагревом до 160° С эффективность второй, а также последующих записей практически не меняется.

Пример 3. Фоточувствительный материал для одноступенчатой фотозаписи получен из Hg5As33Se36J26 в условиях, аналогичных примеру 1. В результате первой экопозиции свето,м Не-iNe лазера (Х 0,633 мкм, интенсивность падающего освещения - 4 Вт/см) относительное пропускание на этой же длине волны уменьшается до 40% начального значения за 60 с. После стирания первой записи прогревом материала до-180° С эффективность последующих записей мало меняется.

На фиг. 3 показана зависимость И31менения пропускания слоя на основе ng5As33Se36J26 (i - первая запись, 2 - запись после первого стирания, 3 - запись в седьмом цикле записи стирания).

Пример 4. Фоточувствительные материалы для одностуиенчатой фотозаписи получены из Ag5As45Se4oJio (1), AgioAs4oSe4oJio (2), Agi5As4oSe36J9 (3), Ag2oAs3oSe42J8 (4) в условиях, аналогичных приведенным в примере 1. В результате экспозиции светом Не-Ne лазера при прочих равных условиях наблюдается возрастание относительной скорости достижения величины иасыщен.ия TH в изменении коэффициента пропускания ири изменении процентного со, держания серебра.

Из.менвние относительного пропускания при ва1р,иа1ции состава стекол в системе Ag-As-Se-J показано на фиг. 4 (7- Ag5As45Se4oJio, 5 - AgioAs4oSe4oJio, 9 - Agi5As4oSe36J9, 10 - Ag2oAs3oS.e42J8).

Данные фоточувствительные материалы для одноступенчатой фотозаписи на основе рассмотренных халыкогалогенидных отолупроводниковых стекол дают возможность целенаправленного изменения параметров ;репистрИрующих слоев: длинноволновый край спектральной чувствительности, величина чувствительности, условия и эффективность стиралия.

Края оптического пропускания стекол из систем Hg-As-Se-J (/-Hg5As33Se3eJ26, 2 HgsAsaySesTJiG, 3 - Hg5As36Se46Jii), Cu-As-Se-J (/-Cu5As33Se4oJ22, 2-

CUioAS33Se42Jl5, 3 CU2oAS2oSe48Jl2), Ag-

As - Se - J (1 - Ag2oAs3oSe42J8, 2 - AgioAs5oSe32J8, 3 - Ag 5As4oSe36J9) и Ge- As - Se - J (,/ - Ge26As8Se58J8, 2- Ge2oAs29Se36Ji5, - Ge5As35Se45Jig) приве.дены соответственно на фиг. 5-8.

Экспозиция, необходимая для достиже.ния изменения относительного пропускания на 10%, составляет 0,1. Одновременное изменение коэффишнентов нропускания и преломления при экспозиции материала обусловливает амплитудно-фазовую вдоду.-ляцию проходящего через слой света, что

позволяет достичь значительных величин дифракционной эффективности при голопрафической записи ic разрешающей опособHOCTbio не менее 5-10 лин/мм. Следовательно, предлагаемые фоточувствительные материалы могут быть использованы для реверсивной многократной записи изображений, голографии ;в видимой и ближней инфракрасной областях спектра.

Ф о р мула и 3 о б р е т е н и я

Фоточувствительный материал для одноступенчатой фотозаписи, состоящий из стеклянной подложки и слоя аморфного полупроводиика, изменяющего оптическую плотность, коэффициент отражения и прело1мления света под непосредственным действием активного света в процессе создания контраста изображения, которое может быть стерто при нагревании, отличающийся тем, что, с целью управления спектральной областью и величиной чувствительности слоя, температурами стирания записи и обеспечения стабильной реверсивности, в качестве слоя аморфного полупроводника использован сплав из систем халькогалогенпдных стекол

Hgi 5As2o-3oSe4o-eoJ5 o

или CU5-3oAS20-5oSe40 6oJ5-30, или .;o-5oSe40-SoJ5 30,

или Ge5-3oAs5-5oSe4o-6oJ5-ao201 wo f, иг.2