Оптический элемент памяти Советский патент 1979 года по МПК G11C11/42 

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано в оптическом запоминаю щем устройстве. Известны оптические запоминающие устройства, которые состоят из расположенных между первым и вторым сл ми проводника слоя полупроводника, слоя диэлектрика с остаточной поляризацией и слоя электролюминофора, причем второй слой проводника выпол нен прозрачным 1. Наиболее близким техническим реш нием является оптический элемент, состоящий из сегнетоэлектрического монокристалла, на поверхности которого размещен фотопроводящий слой. На фотопро.водящем слое нанесен проводящий слой, прозрачный для света. На другой стороне монокристалла рас положен второй прозрачный электрод 2. В качестве сегнетозлектрическо го материала используется титанат висмута. Этот материал имеет две остаточ ные полимеризационные составляющие, направленные перпендикулярно один к другой, которые при приложении к кристаллу соответствующего напря кения изменяют ориентацию. Переорие обусловлена изменением оптической индикатрисы кристалла, т.е. связана с изменением поляризационных соотношений, обусловленных анизотропией кристалла. Этот эффект используется для записи и хранения информации в кристалле. Для этого к обоим электродам элемента прикладывается электрическое напряжение, которое создает в сегнетоэлектрическом материале напряженность поля ниже напряженности электрического поля переключения. Направление внешнего поля противоположно направлению внутреннего остаточного поля, которое существовало до этого в сегнетоэлектрическом материале. При освещении элемента памяти увеличивается проводимость фотопроводящего слоя, благодаря чему повышается напряженность электрического поля внутри сегнетоэлектрического материала в освещенных участках, в которых и происходит переориентация поляризации. После записи информации источник напряжения отключается. Считывание информации производится поляризованным светом, причем направление поляризации, и угол падения должны удов;:;етворять определенным условиям. В участках, в которых при записи направ ление поляризации не было переориеити ровано, т.е. индикатриса сохранила свое положение, направление поляризации поворачивается так, .что за анализатором, повернутым на 90 к поляризатору, происходит гашение света. Записанная оптическая информация может быть стерта при приложении к кристаллу напряжения, противоположного по сравнению с процессом записи и при одновременном равномерном освещении элемента памяти. известный элемент памяти имеет тот недостаток, что при записи инфор мации оптически эффективным является только тонкий верхний слой и в связи с этим максимальная дифракционная эффективность составляет для считывания амплитуды и - 0,02% для считывания фазы. При этом под дифракционной эффективностью следует понимать отношение интенсивности света, который подает для считывания информации на элемент памяти, к интенсивности света, который содержит информацию и выходит из элемента памяти. При освещении элемента памяти неоднородности в электрическом поле появляются только на поверхности сег нетоэлектрическрго материала, в то время как в более глубоких областях поле является полностью однородньом и невозможна дифференцированная пере ориентация. Поэтому известный элемен непригоден для применения в оптическом запоминающем устройстве с высоко плотностью записи. Цель изобретения - повышение плот ности записи. Поставленная цель достигается тем что между прозрачными электродами ра мещена многослойная структура, выпол ненная в виде чередующихся слоев из сегнетоэлектрического. и фотопроводни кового материалов, причей слои, прим кающие к электродам, выполнены из фотопроводникового материала. На чертеже представлен предложенный элемент памяти. На подложке 1 из МдО нанесен первый прозрачный электрод 2, на которо нанесены последовательно расположенные елок из фотопроводящего 3 и сегн тоэлектрического 4 материалов, и вто рой прозрачный элетрод 5, причем к электроду 5 примыкает слой из фотопроводящего 3 материала. Слой из фотопроводящего 3 материа ла выполнен из CdS, а сегнетоэлектри ческого 4 - из титаната висмута, тол щина их оставляют примерно 1 мкм и 2 мкм. Такая конструкция элемента памяти обусловливает то, что при приложении электрического поля и освещении его -могут возникнуть несколько слтичес сиэффективных слоев, при этом в сегнетоэлектрических слоях по всей х толщине устанавливается такое расределение напряженности электрического поля, которое позволяет дифференцировать значительные отличия по величине напряженности электрического поля освещенных и неосвещенных областей . Толщина слоев существенно влияет на разрешающую способность и дифференционную эффективность элемента памяти. Чем тоньше сегнетоэлектрические и токопроводящие слои, тем выше разрешающая способность, и меньше дифракционная эффективность. В качестве прозрачных электродов 2 и 5 служат слои легированные SnOj, или UnO толщиной примерно 200 - 300 А . Легирование этих слоев зависит от требований, предъявляемых к спектральной прозрачности и удельной проводимости. ,Фотопроводящие слои 3, расположенные между сегнетоэлектрическими слоями 4 , не контактируют между собой. Изготовление слоев 4 осуществляется методом эпитаксиального напыления и в этом случае получают слои с монокристаллической структурой, более точной стехиометрией и с физическими свойствами;, сходными со свойствами монокристалла титаната висмута. При этом необходимо управлять эпитаксиальным ростом слоя таким образом, чтобы остаточная поляризационная составляющая была направлена параллельно нормам поверхности, так как только эт- поляризационная сое-тавляющая может переключаться при приложении внешнего электрического поля. Кроме того, остаточные моменты поляризации слоев титаната висмута должны быть направлены в одном направлении. Фотопроводящие слои и прозрачные электроды изготавливаются методом напыления. В многослойном элементе памяти с пятикратным чередованием фотопроводящих и сегнетоэлектрических слоев и применением света с длиной волны А - 6000 li при фазовом считывании достигнута дифракционная эффективность 10%, а разрешающая способность 500 линий/мм. Формула изобретения Оптический элемент памяти,, содержащий первый прозрачный электрод, на котором расположен слой из фотопроводникового материала, и второй прозрачный электрод, отлич аю- щ и и с я тем, что, с целью повышения плотности записи, он содержит последовательно расположенные слей

из сегнетоэлектрическогоматериала и дополнительные слои из фотопроводникового материала, установленные между слоем из фотопроводникового материала и вторым прозрачным электродом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 356692, кл. G 11 С 11/42, 1971.

2.Авторское свидетельство СССР 459802, кл, G 11 С 11/42, 1972.

У////7//У///////77//7///7///

- %%%%%%% %%%

y/j j y r/ y //y- fj 7/Y///7 ZW/////yM

S

-f

- I i