[其他]相变材料存贮器件

说明书

所发明的是一种可用投射束进行变换的数据存贮器件，它包含状态可变的存贮材料。该存贮材料是一个多相系统，该系统包含有大体上连续的介电陶瓷相，和以断续晶粒形态存在的状态可变相。

本发明涉及光学数据存储装置。在这种装置中，数据被贮存在一种状态可变材料中，可应用投射束能，使其在两种可探测的状态之间变换。

无烧蚀状态可变光学数据存储系统，将信息记录在状态可变材料中，通过向其施加能量，可使其在至少两种可探测状态之间变换。例如，通过投射束能，诸如光能、粒子束能或类似的能。

状态可变光数据存储材料被用于光数据存储器中。在这种器件中，光数据存储材料受到基片支撑，并用密封剂封装。密封剂可以包含：防烧蚀材料和防烧蚀层，绝热材料和绝热层，在投射束源和数据存储介质之间的防反射层，在光数据存储介质和基片之间的反射层等。各层可以起到不只一种功能。例如，防反射层也可以是绝热层。包括状态可变数据存储材料层在内，对各层的厚度予以最优化，以使得改变状态所需的能量小，同时保持高对比度，高信号噪声比，并使状态可变的数据存储材料有高稳定性。

状态可变材料是一种通过向其施加投射束能，可从一种可探测状态转换到另一种可探测状态的材料，参见US4，425，570。对状态可变材料来说，可探测到的状态随它们的组织结构、表面布局、相对有序程度、相对无序程度、电气特性和/或光学特性而异，并能通过电导、电阻、透光度、光吸收率、光的反射性和它们的任何组合来对其状态进行探测。

光数据存储材料一般是淀积而成的无序材料。经过制成或初始化成一种系统，它具有较易再现的“清除”态或“0”态晶体特性，以及较易再现的能探测“记录”态即二进制“1”态非晶特性;并能经受大量的记录-清除循环，即相当大量的玻璃化-晶化循环，对不同状态的鉴别具有高度的耐久性。

淀积可以用蒸发沉积法，化学蒸汽沉积法，或等离子体沉积法。象这里采用的等离子体沉积法包括溅射、辉光放电、及等离子体辅助化学蒸汽沉积，沉积所得的无序材料必须初始化，也就是说，该存储器必须被定态、被形成、被初始化。或者换一种说法，如数据将用一个无序的“二进制”状态记录的话，应先使存储器做好接收数据的准备。初始化，即形成，需要将相可变的数据存储材料从沉积成的无序状态，转变为一种稳定的系统。这种系统在一种玻璃化的无序的记录状态，即与二进制“1”对应的状态，同一种有序的晶化“清除”状态，即与二进制“0”对应的状态之间变换，并且这种变换具有耐久的特性。

本系统都是多相系统。其中，有序现象包括许多固态反应。在这些反应中，由无序材料构成的系统被转变为由有序材料和无序材料构成的系统。其中，玻璃化现象包括固态-固态反应、固态-液态反应和液态-液态反应，还包括在相交接面处的反应，以便将一个包含有无序和有序部分的系统，转变为只有无序部分的系统。上述相分离出现在比较小的距离内，并具有内部联锁和显著的结构区别。

这种反应系统的一个例子，是先有技术中的无序的锗-碲-氧系统，这种系统在“晶化”状态下形成氧化锗、二氧化锗、碲和各种不同的锗-碲复合物，其中碲是晶体。这些反应的特点是积累了稳定的氧化锗。它在玻璃化时并不自始至终地与锗-碲成分反应。存储材料中的氧化锗积累，在感兴趣的能量范围内相对来说是不可逆的。这是由于其熔化温度高和氧化物具有的稳定性。这就最终导致氧化物的积累与循环历史有关，并且在经历不同的循环次数时，“清除-记录”的鉴别有所变化。

在循环次数达到很大值时，丧失对经历循环的不变性的问题，可以通过本发明提供的方法和设备予以排除。

这里提供了一种投射束数据存储器件，其存储材料可通过施加投射束能而在两种可探测状态之间变换。存储材料本身至少有两相。其中一相在感兴趣的能量范围内大体上是不变换的，并且大体上是连续的;另一相则可在可探测的两种状态之间变换，并且以大体上断续的晶粒状态弥散在大体上的连续相中。尽管晶粒看作断续的晶粒，它们彼此仍可能有所连系。