CN100530381C - 可重写光学数据存储媒体及其应用 - Google Patents

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Abstract

描述了一种利用聚焦辐射光束的高速记录可重写光学数据存储媒体(20)。该媒体(20)包括承载多个层(2)的基底(7),所述多个层(2)包括,基本上透明的第一辅助层I1(3),厚度为dI2的基本上透明的第二辅助层I2(5),和厚度为dp并且包括至少一种GexSnySb1-x-y化合物的相变材料的记录层(4),其中0.05<x<0.30且0.15<y<0.30。记录层(4)被设置在I1和I2之间。厚度为d13的用于散热的第三辅助层I3(6)被设置在与记录层相背的I2侧。满足以下不等式λI2/dI2>5*108W m-2 K-1,其中λI2是I2层材料的热传导系数。所以提供了一种能够以大约35M/S或者更高的相对较高的线性记录速度进行记录的光学数据存储媒体。

Description

可重写光学数据存储媒体及其应用
技术领域
本发明涉及一种利用聚焦辐射光束高速记录的可重写光学数据存储媒体,所述媒体包括承载多个层的基底,其中多个层包括基本上透明的第一辅助层I1,厚度为dI2的基本上透明的第二辅助层I2,和厚度为dp并且至少包括一种GexSnySb1-x-y化合物的相变材料记录层,其中0.05<x<0.30且0.15<y<0.30,该记录层被插入在I1和I2之间,厚度为dI3的第三辅助层I3用于散热,并且被设置在与记录层一侧相背的I2一侧。
本发明还涉及这种光学数据存储媒体的应用。
背景技术
从欧洲专利申请EP1343154 A2中可以得知该公开文本中提到的这种光学数据存储媒体的实施例。
在该文本中建议GexSnySb1-x-y化合物作为高速可重写记录的相变材料。相变材料的结晶速度取决于相变化合物。通过在5-30的原子百分比范围内改变Ge的含量,可以使盘适于以2-16倍DVD+RW的速度进行记录。
由于基于相变原理的光学数据存储媒体结合了直接重写(DOW)和高存储密度两项特性,并且易于与只读光学数据存储系统兼容,因此这种媒体是很有吸引力的。相变光学记录涉及到结晶记录层内的低于微米尺寸的记录标记结构,该结晶记录层使用相对较高功率的聚焦辐射光束,如激光光束。在信息的记录期间,关于聚焦激光光束移动媒体,根据将被记录的信息调制该光束。当高功率的激光光束融化结晶记录层时形成标记。当激光光束被断开和/或随后相对于记录层被移动时,在记录层内进行熔化标记的冷却,在记录层的暴露区内留下非晶体信息标记,而记录层的非暴露区保持结晶状态。可以通过再结晶来擦除写入的非晶体标记,该再结晶采用相同激光的较低功率进行加热,而无需熔化该记录层。该非晶标记表示数据位,例如其可以通过基底或覆盖层,利用相对较低功率的聚焦激光束而被读出。关于结晶记录层的该非晶标记的反射差产生一调制激光光束,该光束随后通过检测器被转换为与记录的信息相关的调制光电流。
相变光学记录中的一个最重要的要求是较高的记录速度或数据率,意味着指数据可以以例如至少35m/s的相对较高的线性记录速度被写入和重写在该媒体内。这种较高的数据率要求在DOW期间该记录层具有较高的结晶速度,即较短的结晶时间。为了保证在DOW期间先前记录的非晶标记可以被再结晶,该记录层必须具有一合适的结晶速度以便与和该激光光束相关的媒体速度相匹配。如果该结晶速度不够高,那么在DOW期间先前记录的表示旧的数据的非晶标记不能被完全擦除,即不能再结晶。这带来较高的噪声。在高密度记录和高数据率的光学记录媒体中尤其要求具有较高的结晶速度,所述媒体例如是高速盘形CD-RW,DVD-RW,DVD+RW,DVD-RAM,BD,BD是新制造出来的高密度数字通用盘+RW的缩写,其中RW是指这种盘的可擦写性,以及Blu-ray盘(BD),其中blu是指使用的激光波长,即蓝光。对于这些盘而言整个擦除时间(CET)必须相对较低。CET被定义为结晶环境下使写入的非晶标记完全结晶所需的擦除脉冲的最小持续时间。CET直接与最大DC-擦除速度Vemax相关。排除其他因素外,该Vemax决定最大记录速度。对于DVD+RW,其具有每个120mm盘4.7GB的记录密度,35m/s的记录速度对应于10倍(10X)正常速度的记录速度。对于其他格式的记录媒体这一数据可能会不同。对于DVD+RW和BD的高速模式,要求对应于大约4倍DVD和1倍Blu-ray以及更高的10倍DVD的50Mbits/s-110Mbits/s的数据率。对于非晶标记的完全擦除,已知的有两种处理方式,即利用成核现象的结晶和利用颗粒微晶生长的结晶。微晶的成核现象是使微晶的原子核随意形成在该非晶材料中的一种处理。因此成核现象的概率取决于该记录材料层的体积,如厚度。当已经存在微晶时,如非晶标记的结晶环境或通过成核现象形成的微晶,可能出现颗粒生长结晶。颗粒生长包括利用已经出现的微晶附近的非晶材料的结晶的那些微晶的生长。实际上两种方式可以并列地出现,但是在效率和速度方面通常一个方式制约另一个方式。
相变光学记录中的另一个最重要的要求是较高的数据稳定性,其是指通常以非晶标记形式存在的记录数据在很长一段时间内保持完整。较高的数据稳定性要求在低于100℃的温度时该记录层具有较低的结晶率,即较长的结晶时间。在该光学数据存储媒体的文档存储期间,写入的非晶标记以某一速度再结晶,其由记录层的性质所决定。当标记为再结晶时,他们不能再从该结晶环境中被识别出来,换句话说:该标记被擦除了。为了实用的目的,在室温下,即30℃时再结晶时间要求至少100年的。
在EP1343154 A2中,相变类型的媒体包括例如具有100nm厚的电介质材料的第一保护层的盘形树脂基底,10-20nm厚的相变合金的记录材料层,电介质材料的第二保护层,和10-500nm厚的主要是Ag的反射层。这样的多个层可以作为一种IPIM-结构,其中I表示电介质层,P表示相变记录层而M表示金属层。在所述文本中为了避免记录层的受压变形该第二保护层最好至少是10nm厚。选择各记录层和保护层的厚度以提供较好的激光吸收效率并增加该记录信号的振幅,即除了机械强度和可靠性的限制外,考虑到由多层结构引起的干涉效应而增加记录状态和非记录状态之间的对比度。在写入非晶标记时,最好将标记长度形成为长度nT,其中T是参考时钟周期,n是利用标记长度调制记录的标记的期望标记长度并且是一整数。在较高线性记录速度下,记录期间可能发生非晶标记的再结晶,即非晶标记和结晶环境之间的分界面的反向生长,或者非晶标记的其他变形。为了防止这种变形采用一种所谓的写入策略,在策略中使用根据一预定方案的多个短记录脉冲写入该标记。在更高记录速度下实施该方案将变得更复杂和更困难。再者这些复杂的方案所要求的非常短的记录脉冲也是难于实现的。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种类型的光学数据存储媒体,其在公开文本中被描述并且能够以相对较高的线性记录速度被记录。
相对较高的线性记录速度意味着该光学数据存储媒体相对于聚焦辐射记录光束的大约35m/s的线性速度,例如其相应于10倍普通DVD+RW记录速度的速度,即10X。
根据本发明,利用在公开文本中描述的一种类型的光学数据存储媒体可以实现这一目的,其特征在于λI2/dI2>5*108Wm-2K-1,式子中λI2是I2层材料的热传导系数。可以在室温下利用大块材料,如溅射沉淀装置中的目标材料测量该系数。
设计优良的光学层对减少写入脉冲内的再结晶,即反向生长是很重要的。申请人已经认识到,再结晶的数目取决于相变材料的结晶速度和该层内的热传导。特别地对于快速结晶材料而言,较好的热传导有利于避免写入期间的再结晶。申请人发现在超过35m/s(10xDVD+RW)的记录速度下和当记录层P的冷却相对较慢时,即λI2/dI2<5*108Wm-2K-1时,只有采用复杂的3T或4T写入策略(WS),或采用使用例如2ns或更短的短脉冲的2T写入策略才能实现适当的记录。2T,3T或4T是指一种写入策略,其中用于记录标记的脉冲数目通过分别与T进行的近似比较的2,3或4的因数而被减少。采用T写入策略写入一nT标记需要n个脉冲。通过脉冲数目的减少可以实现较小的反向生长。但是为了弥补当例如一nT标记必须被写入时,n普遍不能被3或4整除的事实,3T和4T写入策略要求复杂的方案。2T写入策略只有在使用非常短的脉冲时才有用,而非常短的脉冲会带来有关记录激光及其驱动的实际问题。通过使用相应于权利要求1的公式的记录层的适当的冷却,写入期间的标记的反向生长可以被抵消,并且使用例如3ns或4ns的更加实际的脉冲长度的2T写入策略可以被成功地用于达到更高的速度。
在一个实施例中该第二辅助层I2主要包括(ZnS)80(SiO2)20且dI2<10nm。这种材料由于其具有较高的层形成速度、叫嚣的层应力、较小的体积温度系数和优异的防湿性能,得到了广泛的应用。与从现有技术中获知的内容相反,相对较小的厚度dI2有利于实现较高的记录速度。但是越小的厚度dI2将需要越大的写入功率(参见图5)。
在另一个实施例中该第二辅助层I2包括从一组化合物Ge3N4,Si3N4,Al2O3,HfxNy,ITO(In2O3:Sn)和Ta2O5中选出的至少一种。这些材料与(ZnS)80(SiO2)20相比具有更高的热传导系数,因此可以采用较厚的层来实现记录层和第三辅助层I3之间的相同的热传导。
记录层厚度dp小于15nm是有利的。它有一个优点是该记录层可以具有相对较高的光学传输,在多层光学媒体的情况下需要这一特性。在多层光学媒体中存在几个记录层。记录/读取激光束通常是直接穿过“较高阶”记录层以便在/从“较低阶”记录层上进行记录/读取,在这种情况下为了透过较低阶记录层,该较高阶记录层对于激光光束必须是部分透过的。申请人发现通过减小记录层的厚度还可以减小标记的反向生长。由于其他的要求,如光学对比和反射,该dp值不应该取得太小。因此最小厚度应该大约是8nm(参见图6)。
当记录层还额外包括从In,Ag或Cu中选择的至少一种元素时是有利的。当这些材料例如以达到10%的含量存在时,其可能改变相变材料的结晶速度。改变GeSnSb基础化合物的结晶速度的最重要的方法是通过改变Ge的含量。据观察,Ge含量在10%和15%之间时结晶速度显著增加。鉴于这一原因,有助于通过添加其他元素来设定该结晶速度。而沉积期间轻微改变元素含量在制造过程中是很方便的。
在一个实施例中该第三辅助层主要包括Ag。Ag是一种具有较高热传导系数的材料。因此其适于作为具有较高热消散量的散热片。例如,为了控制反射层本身的热传导或为了改进腐蚀电阻,该第三辅助层或反射层可以额外包括从Al,Ti,Au,Ag,Cu,Pt,Pd,Ni,Cr,Mo,W和Ta或类似元素,以及包括这些元素的合金中选出的至少一种材料。添加量通常是最少0.01%,最多20%。
第三辅助层I3的厚度dI3最好是至少150nm。其可以获得较好的散热性,甚至可以减小标记的反向生长。
将基本上透明的第四辅助层I4夹在第三辅助层I3和第二辅助层I2之间,第二辅助层I2通过其化学效应屏蔽第三辅助层I3,这样的安排是有利的。特别是当Ag被用在第三辅助或反射层I3中时,会出现例如(ZnS)80(SiO2)20辅助层的S原子和Ag反应的可能。适当的第四辅助层I4至少包括Si3N4或Ge3N4之一。最好该第四辅助层I4的厚度dI4等于或小于3nm。这种较小的厚度可以实现多个记录层的热和光学特性的最小干扰。
第一辅助层,即辐射光束,如激光-光线光束,首先透过的层的最佳厚度范围是通过该激光-光线光束的波长λ而被确定的。当λ=655nm时发现该最佳厚度范围是大约60nm。
第一辅助层I1可以被做成ZnS和SiO2的混合物,如(ZnS)80(SiO2)20。可选地有例如SiO2,TiO2,ZnS,AlN,Si3N4和Ta2O5。也可以采用一种炭化物,如SiC,WC,TaC,ZrC或TiC。这些炭化物带来比ZnS-SiO2的混合物更高的结晶速度和更好的反复使用性能(cyclability)。
可以通过汽相沉积或溅射来形成该辅助层。
光学数据存储媒体的基底例如由聚碳酸酯(PC),聚甲基丙烯酸甲酯甲基丙烯酸酯(PMMA),非晶聚烯烃或者玻璃组成。在一典型实施例中,该基底是盘形形状的并且具有120mm的半径和例如0.6或1.2mm的厚度。当使用0.6或1.2mm的基底时,这些层可以由第一辅助层开始被设置在该基底上。如果辐射光束通过基底透过上述多个层,那么所述基底对于该辐射光束波长而言至少必须是透明的。基底上的多个层也可以以相反的顺序被设置,即开始于第三辅助层,在这种情况下辐射光束将不会沿基底穿过所述多个层。非强制性地,可以将最外侧的透明层设置在上述多个层上作为一种相对于外界环境保护在下面的层的覆盖层。该覆盖层可以由上述基底材料的一种或者透明树脂构成,例如,具有100μm厚度的UV光线固化聚甲基丙烯酸酯。这一相对较薄的覆盖层允许透过较高数值孔径(NA)的聚焦辐射光束,如NA=0.85,并且必须具有相对较好的光学质量和均质性。100μm的薄覆盖层例如被用于蓝光盘(BD)。如果辐射光束通过该透明层的入射表面而透过上述多个层,那么该基底可以是不透明的。
记录层一侧的光学数据存储媒体的基底的表面最好带有可以被聚焦辐射光束,例如激光-光线光束,光学扫描的伺服轨迹。该伺服轨迹通常由螺旋形的凹槽构成并且利用一模子在注模或压模期间被形成在该基底内。可选择地,该凹槽可以在复制处理过程中被形成在合成树脂上,例如UV光线固化聚甲基丙烯酸酯层内,其分别被提供在该基底上。在高密度记录中这种凹槽具有例如0.5-0.8μm和大约凹坑一半宽度的凹坑。
可以通过使用例如具有670nm波长或更短波长(由红光到蓝光)的短波激光来实现高密度记录和擦除。
可以通过适当目标的汽相沉积或溅射将相变记录层加在该基底上。因此该沉淀的层是非晶的。为了形成适当的记录层其必须首先被完全结晶,这通常被称为初始化。为了这一目的,该记录层可以在熔炉中被加热至高于相变合金的结晶温度的温度,例如180℃。人造树脂基底,如聚碳酸酯,可以通过一足够功率的激光光线光束有选择地被加热。可以认识到,例如在一特殊记录装置中,在这种情况下该激光光束扫描该移动记录层。这种记录装置也被称为初始化装置。随后非晶层被局部加热至结晶该层所需要的温度,而防止该基底遭受不利的热负载。
附图说明
以下将通过示范性实施例并参考附图更加详细地描述本发明,其中
图1表示根据本发明的光学数据存储媒体的示意截面图,
图2A,2B和2C逐一表示I2层(A),Ag-层(B)和相变记录层(C)下的最大DC擦除速度(Vemax),该相变材料是Ge3Sn20Sb67
图3A,3B和3C逐一表示最大DC擦除速度下90%最大调制处的时间间隙(作为周期T的分数),对于Ge3Sn20Sb67相变材料表示I2厚度(图3A)下的,Ag(3B)下的和相变厚度(3C)下的偏差效应,
图4A,4B和4C逐一表示不同掺杂剂下的最大DC擦除速度,
图5A和5B分别表示对于P=14nm的Ge3Sn20Sb67相变层在I2厚度dI2下8倍DVD+RW速度处的熔化功率Pmelt(mW)(5A)和对于P=14nm的Ge3Sn20Sb67和I2=8nm的ZnS/SiO2在记录速度Vrec下的Pmelt(5B),
图6表示对于具有I2=6nm的(ZnS)80(SiO2)20和3nm的Si3N4的GeSnSb相变材料在记录层厚度dp下的光学对比度C。
具体实施方式
图1中,通过聚焦辐射光束10进行高速记录的可重写光学数据存储媒体20,例如DVD+RW盘,具有基底7和提供在其上的多个层2。多个层2具有由(ZnS)80(SiO2)20构成的90nm厚的第一辅助层3,由(ZnS)80(SiO2)20构成的6nm厚的第二辅助层5和由具有Ge13Sn20Sb67成分的合金相变材料构成的记录层4。(ZnS)80(SiO2)20的热传导系数λ是8.7W/mK。记录层4具有14nm的厚度并且被设置在第一辅助层3和第二辅助层5之间。由Ag构成的厚度dI3=150nm的用于散热的第三辅助层6被设置在与记录层一侧相反的I2一侧。第四辅助层8被夹在第三辅助或反射层6和第二辅助层5之间,第二辅助层5通过其化学效应屏蔽该第三辅助层6。该第四辅助层包括Ge3N4并且具有3nm的厚度。Si3N4和Ge3N4与(ZnS)80(SiO2)20相比具有26W/mK的更大的热传导系数λ。确定最大擦除速度Vemax作为114载体的最大线性盘速度,即可以将n=14的具有45dB典型载体-噪声比的nT标记减少至25dB。
由PC构成的0.6mm厚的第二基底7被设置在第三辅助层6的邻近位置。
溅射形成层3,4,5,6,和8。通过在初始化装置中利用一连续的激光光线光束将沉积的非晶记录层4加热至高于其结晶温度而获得记录层4的原始结晶状态。
图2A,2B和2C表示对于Ge3Sn20Sb67相变层,在I2层(图2A),AgI3-层(图2B)和相变记录层(图2C)厚度下的最大DC擦除速度(Vemax)。该相变材料是Ge3Sn20Sb67。在本发明中,我们指出相变盘的速度取决于多个光学层和层的厚度。观测到对于厚度I2和相变,该速度增加,对于厚度I3,该速度减小。
图3A,3B和3C表示在最大DC擦除速度下90%最大调制处的时间间隙(作为周期T的分数)。这是写脉冲之间的最小间隙,在该盘记录速度下其防止随后的写脉冲产生反向生长。从所谓的调制简化试验来确定该间隙,其中采用渐增的多个脉冲对I11载体进行写入并且测量该调制。采用渐增的多个脉冲对I11(n=11的nT)载体进行写入,该脉冲间的间隙变得较短(22ns-2ns,4倍DVD+RW)并且可能产生由随后的写脉冲引起的反向生长,其导致调制的简化。带有实心正方形的曲线是“合成线”,其中通过改变相变层中的Ge含量来改变盘速度。实心正方形表示在具有I2=12nm的(ZnS)80(SiO2)20和3nm的Ge3N4及150nm的Ag的多个适度冷却层中的GeSnSb化合物。点状直线表示写入策略(WS),采用以下这种线的坐标的盘可以由该策略进行写入。描绘了两个策略(1T或2T)和最大激光脉冲时间。对于Ge3Sn20Sb67相变材料表示了I2(图3A),Ag(3B)和相变记录层厚度(3C)下的偏差效应。减小I2的厚度,相变记录层P的厚度并增大I3的厚度可以在图3A,3B和3C中向下移动这些点,因此可能实现较简单写入策略的记录。应当注意的是对于I2选择一具有较高热传导率的层,如Ge3N4或Ta2O5,将带来和减小I2厚度相同的效果。因此合理设计的多个光学层对减小写脉冲内的再结晶是很重要的。所述反向生长再结晶的数目取决于相变材料的结晶速度和多个层内的热传导。很明显,特别是对于快速结晶材料而言,应该有足够高的热传导率来防止写入期间的再结晶。观测到在高于35m/s(10倍DVD+RW)的速度下,该适度冷却盘的合成线(实心正方形)只能由复杂的写入策略(3T或4T)来记录,或者采用2T写入策略由2ns或更短的短脉冲来记录。
为了概括,指出除了相变合成外,盘的结晶速度和反向生长特性还取决于I2的厚度,散热层I3和相变记录层。尤其是在高于35m/s的线性速度下(超过10倍DVD+RW的记录速度),有效冷却的多个层必须被设计为易于由相对简单的写入策略来记录。实际上,这意味着如果(ZnS)80(SiO2)20被用做电介质层的话,那么低于9nm的I2厚度和/或低于15nm的相变层厚度dp与快速结晶相变材料相结合。
图4A,4B和4C中分别绘制了掺杂剂下的最大DC擦除速度。最重要的方法是通过改变Ge的含量来改变GeSnSb基化合物的结晶速度。图4A表示Ge浓度下的最大DC擦除速度。观测到Ge浓度在10%和15%之间时,结晶速度显著增加。从图4A中可以观测到增加Sn的浓度将加快结晶速度。通过添加In,Ag或Cu,或其他元素可以减小结晶速度(图4B和4C)。图4B的第一实心正方形对应于图4A中的标记(B)。
图5A和5B分别表示对于P=14nm的Ge3Sn20Sb67相变层在8倍DVD+RW速度的dI2=(ZnS)80(SiO2)20下的熔化功率Pmelt(mW)(5A)和对于P=14nm的Ge3Sn20Sb67和I2=8nm的(ZnS)80(SiO2)20在记录速度Vrec下的Pmelt(5B)。底层的参数dI2值实际上受媒体的灵敏度所限制。Pmelt是熔化该相变层的最小(DC)功率。观测到灵敏度随dI2增加,即必须使用较大功率来写入数据标记。图5B进一步表示高速下由于在盘上的某一位置处激光点的停止时间较短,因此需要较大的功率去融化该相变材料。实际上,不可能提供无限大功率的激光,该设置限制了高速下的最小I2厚度。对于电流高功率激光二极管,需要大约20mW的盘上最大功率。
图6表示对于具有I2=6nm的(ZnS)80(SiO2)20和3nm的Si3N4的GeSnSb相变材料在记录层厚度dp下的光学对比度C。相变层厚度的低极限值由相对于多个常见光学层可以实现的光学对比度C而确定。图6表示对于具有6nm的I2的(ZnS)80(SiO2)20和3nm的Si3N4和Ag散热层的多个层快速减少相变层的厚度dp。因此,对于单一层DVD+RW建议的最小相变厚度dp采用大约8nm。
应当注意的是上述实施例解释而不是限制了本发明,并且那些本领域的技术人员将能够设计多个不脱离所附权利要求限定的范围的可选实施例。在这些权利要求中,括号内的任何参考标记将不会限制该权利要求。“包括”一词不排除某一权利要求中所列举的那些元件或步骤以外的其他元件或步骤的存在。元件前的“一”或“一个”一词不排除多个这种元件的存在。对于相互不同的从属权利要求中叙述的某种测量,不表示这些测量的结合不具有使用优势。

Claims (11)

1、一种利用聚焦辐射光束(10)进行高速记录的可重写光学数据存储媒体(20),所述媒体包括承载多个层(2)的基底(7),所述多个层包括,基本上透明的第一辅助层I1(3),厚度为dI2的基本上透明的第二辅助层I2(5),和包括一种GexSnySb1-x-y化合物的相变材料的记录层(4),其中0.05<x<0.30且0.15<y<0.30,该记录层被设置在I1和I2之间,厚度为d13的用于散热的第三辅助层I3(6)被设置在I2的与记录层相背一侧,其中λI2/dI2>5*108Wm-2K-1,其中λI2是I2层材料的热传导系数,
其特征在于,将基本上透明的第四辅助层I4(8)夹在第三辅助层I3(6)和第二辅助层I2(5)之间,屏蔽第二辅助层I2对该第三辅助层I3产生的化学影响,其中第四辅助层I4(8)包括Si3N4
2、如权利要求1中要求的光学数据存储媒体(20),其中该第二辅助层I2主要包括(ZnS)80(SiO2)20并且dI2<10nm。
3、如权利要求1中要求的光学数据存储媒体(20),其中该第二辅助层I2包括从一组化合物Ge3N4,Si3N4,Al2O3,HfxNy,ITO和Ta2O5中选出的至少一种。
4、如权利要求1,2或3中要求的光学数据存储媒体(20),其中记录层(4)具有厚度dp并且dp小于15nm。
5、如权利要求1,2或3中要求的光学数据存储媒体(20),其中记录层还包括从In,Ag或Cu中选出的至少一种。
6、如权利要求5中要求的光学数据存储媒体(20),其中从In,Ag或Cu中选出的至少一种元素的浓度达到10%。
7、如权利要求1中要求的光学数据存储媒体(20),其中第三辅助层I3主要包括Ag。
8、如权利要求7中要求的光学数据存储媒体(20),其中第三辅助层I3的厚度dI3至少是150nm。
9、如权利要求1中要求的光学数据存储媒体,其中第四辅助层I4(8)还包括Ge3N4
10、如权利要求9中要求的光学数据存储媒体,其中第四辅助层I4(8)具有厚度dI4并且dI4≤3nm。
11、根据前述任何一个权利要求的光学数据存储媒体(20)在至少35M/S的记录速度下进行高速记录的应用。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CZ2010666A3 (cs) * 2010-09-07 2012-01-04 Northern Star Spol. S R. O. Optické záznamové médium

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4795695A (en) * 1987-02-13 1989-01-03 Eastman Kodak Company Recording elements comprising write-once thin film alloy layers
JP3551687B2 (ja) * 1997-03-28 2004-08-11 宇部興産株式会社 熱伝導性に優れた組成物及び金属ベ−スプリント基板
JPH09275170A (ja) * 1996-04-03 1997-10-21 Fuji Electric Co Ltd 半導体装置
JPH1096007A (ja) * 1996-09-20 1998-04-14 Nippon Steel Corp 耐火物で内張りされた精錬炉の冷却方法
JPH10320831A (ja) * 1997-05-21 1998-12-04 Ricoh Co Ltd 光記録媒体
JP3419347B2 (ja) * 1998-07-01 2003-06-23 三菱化学株式会社 光学的情報記録用媒体、記録方法及び光学的情報記録用媒体の製造方法
JP2002063737A (ja) * 2000-06-09 2002-02-28 Tdk Corp 光情報媒体およびその製造方法
JP2002056539A (ja) * 2000-08-11 2002-02-22 Pioneer Electronic Corp 光ディスク及びその情報再生装置
JP2002074746A (ja) * 2000-09-01 2002-03-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光学的情報記録媒体
TW527592B (en) * 2001-03-19 2003-04-11 Matsushita Electric Ind Co Ltd Optical information recording media, and the manufacturing method and record regeneration method of the same
ATE382935T1 (de) 2001-06-01 2008-01-15 Koninkl Philips Electronics Nv Wiederbeschreibbares optisches aufzeichnungsmedium und seine verwendung
JP4004264B2 (ja) * 2001-10-09 2007-11-07 パイオニア株式会社 光記録媒体
JP4357169B2 (ja) * 2001-11-27 2009-11-04 株式会社リコー 情報記録媒体
JP4427261B2 (ja) * 2002-03-05 2010-03-03 三菱化学メディア株式会社 情報記録媒体に用いる相変化記録材料、及びそれを用いた情報記録媒体
DE60309232T2 (de) * 2002-03-05 2007-09-06 Mitsubishi Kagaku Media Co. Ltd. Phasenwechselaufzeichnungsmaterial für ein Informationsaufzeichnungsmedium und ein Informationsaufzeichnungsmedium dieses verwendend
EP1619037B1 (en) * 2003-04-30 2011-07-06 Mitsubishi Kagaku Media Co., Ltd. Phase-change recording material and information recording medium
JP2005085411A (ja) * 2003-09-10 2005-03-31 Tdk Corp 多層記録タイプの光記録媒体の製造方法及び製造工程における中間体

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