Wielokrotnie zapisywalne nośniki DVD z materiałów o zmiennej fazie
description
Transcript of Wielokrotnie zapisywalne nośniki DVD z materiałów o zmiennej fazie
Wielokrotnie zapisywalne nośniki DVD z materiałów o zmiennej fazie
T.Stobiecki Katedra Elektroniki AGH19.10. 20043 wykład
Dostępne nośniki DVD
Magneto – optyczne
Materiały z zmiennej fazie(Phase change media)
Zasada zapisywania, odczytu i kasowania materiałów o zmiennej fazie
Stan krystaliczny i amorficzny
Krystalograficzy a amorficzny
Predkość przejścia pomiędzy fazami
Uwalnianie energii cieplnej - Gips
G = H – TS
G – uwalnianie energii – Gips H – energia T – temperatura S - entorpia
Temperaturowa zależność uwalniania ciepła G
Przejście ze stanu krystalicznego w płynny
Tm – temperatura topnienia Tg – temperatura krzepniecia
m
m
T
TTΔHΔG
Wymagania co do materiału
1. Zapis 2. Stabilność zapisanych danych 3. Łatwy odczyt 4. Wymazywanie 5. Odporność i wytrzymałość na liczne
cykle kasowania i zapisywania
Wymagania i właściwości materiałów
Wymagania pamięci
Wymagania materiałów
Właściwości materiału
Przydatność Łatwość formowania szkła
Temperatura topnienia/ułożenie
warstw
Przechowywanie archiwów
Stabilność w fazie amorficznym
Duża energia aktywacji
Odczytywanie Duży stosunek S/N Duży kontrast optyczny
Kasowanie Szybka rekrystalizacja Prosta faza krystalizacji, niski
współczynnik lepkości
Cykliczność Stabilne układanie warstw
Małe naprężenia
Historia wykorzystywanych materiałów 1971: Te-Ge-Sb-S 1974: Te-Ge-As 1983: Te-Ge-Sn-O 1985: Te-Sn-Se, Ge-Se-Ga 1986: Te-Ge-Sn-Au, Sb2-Se, In-Se, GeTe, Bi-Se-Sb, Pd-
Te-Ge-Sn 1987: GeTe-Sb2Te3, (Ge2Sb2Te3, GeSb2Te4), In-Se_Tl-Co 1988: In-Sb-Te, In3SbTe2 1989: GeTe-Sb2Te3-Sb, Ge-Sb-Te-Pd, Ge-Sb-Te-Co,
Sb2Te3-Bi2Se3
1991: Ag-In-Sb-Te
Diagram fazy
Minimalny czas i temperatura dla rekrystalizacji
Proces zapisu
Elementem dokonującym zapisu jest laser. Wiązka lasera musi mieć określoną moc i czas trwania.Efektem działania lasera jest unormowana zmiana zdolności odbicia ΔRC
C
CAC R
RRR
)(
Proces zapisu
1 – brak zmian sieci krystalicznej
2 – przejście w fazę amorficzną
3 – rekrystalizacja materiału
4 – redukcja zdolności odbicia
Proces wymazywania1 – brak zmian sieci
krystalicznej2 – zmiana fazy na
krystaliczną3 – reamorfizacja materiału4 – zmiana fazy na
krystaliczną5 – znaczna utrata zdolności
odbicia
Ograniczenia gęstości zapisu
NA – apertura numeryczna soczewkiobecnie: NA=0,5 – 0,6
w przyszłości: NA=0,8
ograniczenie ¾* λλ – długość fali lasera
obecnie: λ=780nm
w przyszłości: InGaAlP λ=635nm niebieski laser λ=400nm
NAl
2
22,1
Zwiększania gęstości zapisu
Zatopione soczewki (immersion lens)
Zwiększania gęstości zapisu
Mikroskopia przypowierzchniowa (near-field microscopy)
Zmiana rezystancji
Rezystancja komórki w zależności od impulsów prądu
Struktura komórki PCRAM
Matryca komórek PCRAM
Zalety pamięci PCRAM Duże szybkości zapisu i odczytu ( 10ns ) Niewielkie napięcia operacyjne ( >1V ) Nieskomplikowana logika sterująca Duża gęstość zapisu Łatwość integracji w układach CMOS Wysoka stabilność Niski koszt produkcji Prostota wykonania Duża trwałość 1012 cykli set/reset