[发明专利]以二次谐波为读写方式的多级相变存储器及其制备方法

说明书

本发明提供了一种以二次谐波为读写方式的多级相变存储器，包括非晶态的相变记录层，通过调节记录光作用于相变记录层的偏振方向，在相变记录层上形成不同晶粒取向的晶态记录点，利用探测光照射不同晶粒取向的晶态记录点，得到不同信号强度的二次谐波，从而完成数据读写。同时提供了一种以二次谐波为读写方式的多级相变存储器的制备方法。本发明以二次谐波为读出信号，能够达到多级存储的效果；通过调节记录光的不同偏振方向，使读出光二次谐波的强度不同，从而达到多级存储的目的；本发明既保存了传统相变存储器读出速度快、可擦写性好的特点；同时，由于其读出方式不是反射率，存储器中不需要反射层，其结构更为简单。

技术领域

本发明涉及光存储技术领域的一种利用相变材料进行多级存储的技术，具体地，涉及一种以二次谐波为读写方式的多级相变存储器及其制备方法。

背景技术

二次谐波(SHG)是研究材料表面、界面的有力工具，探测装置简便，信号灵敏度高。作为激光激发相干光学过程，表面二次谐波具有很高的方向性，适合进行无损-原位探测，也可以用来对金属、半导体、液体等进行表面、界面监测。因具有很高的空间、光谱分辨率，表面二次谐波可以用来成像。在超短脉冲的帮助下，表面二次谐波可以用来对表面应变动力学，载流子动力学，表面吸附动力学等进行研究，可以达到很高的时间分辨率

近年来，人们对硫系半导体、硫系玻璃等硫系材料的研究热度越来越高。因为这些材料经常用在先进的光电器件中，比如异质结双向晶体管、光电探测器、LED、激光二极管等。在集成光学、纳米电子学、光电调制等领域也有重要应用。硫族元素可以与金属或非金属元素，如As、Ge、Ga、In等相结合，形成具有相变功能的玻璃或半导体，该类材料通常具有较强的二阶光学非线性，是光电子器件应用中应该重点考虑的因素。

相变材料在发生相态转换时，晶体的结构发生改变，这种变化可以是结构从无序到有序，也可以是从一种晶体类型转变成另一种晶体类型。相变过程将影响结构的对称性，使二阶非线性系数发生改变。因此，二次谐波可以用来探测硫系相变材料表层的不对称结构，监视原位相变。

二次谐波作为激光激发相干光学过程，具有很高的方向性，灵敏度，适合进行无损-原位探测。二次谐波能反映材料的结构信息，对晶体的各向异性，材料表面结构纹理十分敏感。二次谐波的强度随入射光偏振角度的变化与材料结晶过程中晶粒的取向有关，而晶粒的取向与泵浦光的偏振有关。因此利用二次谐波可以研究入射光偏振对相变材料晶化的影响，在存储中加入偏振信息，实现多维存储。

现有的多级相变存储器通常存在如下缺陷：

1.制备工艺复杂。其制备工艺包括曝光、刻蚀、上下电极制备等；

2.只能实现电脉冲信号的读写，而不能实现无损光脉冲信号读写；

3.存储器结构复杂，需加入保护层进行防氧化保护。

目前还没有以二次谐波为读写方式的多级相变存储器，也没有发现同本发明类似技术的说明或报道。

发明内容

针对现有技术中存在的上述不足，本发明的目的是提供一种以二次谐波为读写方式的多级相变存储器及其制备方法，该多级相变存储器拥有全新读写方式，在记录数据时，调节记录光的偏振方向形成不同的晶态记录点，从而读出的二次谐波具有不同强度，达到多级存储的目的。本发明所提供的多级相变存储器，既具有传统存储器读写速度快、可擦写性好的特点，同时因其不是反射率读出，结构中不需要加入反射层，具有结构简单、信噪比高的优点。

本发明是通过以下技术方案实现的。

根据本发明的一个方面，提供了一种以二次谐波为读写方式的多级相变存储器，包括非晶态的相变记录层，通过调节记录光作用于相变记录层的偏振方向，在相变记录层上形成不同晶粒取向的晶态记录点，利用探测光照射不同晶粒取向的晶态记录点，得到不同信号强度的二次谐波，从而完成数据读写。