DE1449852A1 - Verfahren zum Aufzeichnen und Wiedergeben von Informationen auf Aufzeichnungstraegern - Google Patents
Verfahren zum Aufzeichnen und Wiedergeben von Informationen auf AufzeichnungstraegernInfo
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Description
H49852
14 49 852.3.
64/9230
auf Aufzeichnungsträgern
Die Torliegende Erfindung bezieht eich auf ein Verfahren zum
Aufzeichnen (Schreiben) und Wiedergeben (Lesen) von Informationen auf b*w· Ton Aufzeichnungsträgern in Form eines anorganischen
Peetlcörpera, insbesondere einer anorganischen Festkörper-DUnneohioht. Hierbei iat im besonderen an Aufaeiohnungsträger in
Platten, a.B. Kartanform oder auch in Form von Streifen gedacht· AIa Informationen, dia auf den Aufzeichnungsträger geschrieben
werden sollen, kommen sowohl sogenannte Analoginforaationen, via »· B· Spraoh- und Musikaufzeichnung* analoge Meßwerte, Modulationaeignale usw. ala auoh sogenannte Digitalinformationen, bei
denen lediglioh Ja/nein - Signal· (Bit) aufgeaeiohnet werden, in
Trage· Xa beaonderen iat darüberhinaua daran gedaoht, eine dauer-
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hafte Aufzeichnung, die nicht wieäer gelöscht werden kann,
vorzusehen, bo daß eich das Verfahren nach der Erfindung
besonders zur Anwendung als sogenannter Festwertspeicher (Bit· speicher) zur Aufnahme von Programmtabellen usw. in Reohenmasohinen eignet· Bei derartigen Speichern besteht besonderes
Interesse» auf einer Flächeneinheit sehr viel« Informationen
unterzubringen· Der gemäß dem Verfahren nach der Erfindung
zu verwendende Aufzeichnungsträger besitzt, wie ita einzelnen noch erläutert wird, «ine sehr hohe Speicherdichte und es ist
deshalb für di« genannten Zweck· besondere geeignet·
Ee ist bereits ein Speioherverfahren bekannt geworden (französisches Patent 1 357 925), bei dem durch Erwärmung eine Oberflächenschicht aufgetragen oder fortgenommen wird, wobei eine
gasförmige Komponente als Sraneportmittel dient· Pieses Verfahren hat den KaehteiX, daß nur eine geringe Speicherdichte
möglich ist·
Das neue Verfahren sum Aufzeichnen und Wiedergeben ist dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des anorganischen
Festkörpers bzw· der Dünnschicht als Seil eines optischen Interferenzayetemes mit eng gebündeltem Licht- oder Elektronenstrahl zur örtlichen Änderung der chemischen Beschaffenheit und/oder Abtasten fies chemischen Beschaffenheit wirkt,
die zum Aufzeichnen der Einwirkung reaktiver Gase bnw· &er#»
Ionen ausgesetzt bzw· entzogen wird, so dad eine gasförmig®
Komponente an di· Oberfläche angelagert bzw« dieser entzogen wird und die Anwesenheit dieser gasförmigen Komponente, d.h.
Absorption oder Adsorption ia bsw» aa festkörper di· Information bestimmt·
Dem Verfahren naoh der Erfindung ligta folgende Überlegungen
•ugrundei
BAD OFUG^AU
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Erfährt die chemische Beschaffenheit einer anorganischen
Festkörperoberflüche oder Festkörper-Dünnschicht eine Veränderung infolge Reaktion mit reaktiven Gasen bzw. den Ionen
von solchen Gasen, so kann diese Veränderung in den meisten Fallen auch mit Hilfe von Strahlen elektromagnetischer
Wellen oder geladenen Teilchen nachgewiesen z. B. gemessen
werden. Besonders genaue Messungen werden iijßenen Fällen
ermöglicht, in welchen die Oberfläche, ζ. B. die Dünnschicht,
Bestandteil eines optischen Interferenzsysteras "bildet. So
kann beispielsweise die Stärke einer auf einem hochschmelzenden Ventilmetall aufgewachsenen und Interferenzfarben bildenden
Oxydschicht mit optischen oder aus geladenen Teilchen bestehenden Strahlenbündeln sehr genau bestimmt werden,
während eine geringe Veränderung der chemischen Beschaffenheit einer teildurchlässigen metallischen Dünnschicht, die
beispielsweise durch Aufnahme von Wasserstoff, Stickstoff, Sauerstoff, eines Halogens oder eines anderen reaktiven Gases,
bzw. Gasverbindung eingetreten ist, auch eine Veränderung der optischen Lichtdurchlässigkeit, Bandbreite, oder Verlagerung
des durchgelassenen Spektrums eines Fabry-Perot Interferenzfilters
verursacht. Die Reflexion eines Hadley-Dennison
Interferenzsystems läßt sich dadurch erhöhen, daß man den elektrischen Widerstand der ursprünglich auf 377 ohn/Quadrat
eingestellten, teildurchlässigen oberen Dünnschicht durch Hydrieren, Nitrieren usw. erhöht oder erniedrigt* Das Messen
dieser physikalischen Veränderungen kann mit einen Strahlenbündel von nur 1 micron Durchmesser oder weniger erfolgen,
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so daß Veränderungen in äußerst kleinen Interferenzsystemen oder äußerst kleinen Teilen größerer Interferenzsysterae auf
diese Weise nachgewiesen werden können.
Es ist weiterhin bekannt, mit Hilfe gebündelter Lichtstrahlen oder Strahlen geladener Teilchen eine sehr kleine Fläche oder
einen sehr kleinen Teil einer Flüche eines Festkörpers zur chemischen Reaktion mit einen reaktiven Gas oder einer
solchen GasverMndung zu bringen.
Bein Verfahren nach der Erfindung werden die beiden Möglich·?
keiten-- Veränderung kleiner Flächen oder Flächenteile eines
optischen Interferenzsystems mittels reaktiver Gase oder Ionen solcher Gase und Messen der erzeugten Veränderungen mit
Hilfe gebündelter Strahlen - zu einen neuen Schreib- und leseverfahren zusammengefaßt, das die Herstellung äußerst
gedrungener, gut modulierbarer und lesbarer, durch hervor-* ragenden chemicche. und physikalische; Eigenschaften gekennzeichnetem
Eeschriftungen gestattet. Insbesondere können mit dem Verfahren nach der Erfindung beschriftete Flächen hergestellt
werden, die Temperaturen von mehreren hundert Grad Celsius vertragen, durch kein organisches und nur durch
wenige anorganische Lösungsmittel angegriffen werden, die gezeichnete Information nicht magnetisch übertragen, sie auch
nach häufiger Entnahme in vollen Umfang und ohne Zunahme des Störspiegels zu speichern gestatten und schließlich eine
Zeichendichte ermöglichen, die die durch Korngröße beschränkten
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photomechanischen Zeichendichten erheblich Übertreffen.
Das neue Verfahren wird anhand folgender Beispiele näher erörtert:
1) Eine Platte aus Glas oder Keramik oder ein anderer geeigneter
Träger wird in Hochvakuum mit einer etwa 1 micron starken
feinstkristallinen Titanschicht bedampft und anschließend durch thermiEches Oxydieren mit einer etwa 300 Angströn starken,
aufgewachsenen TiO2 Schicht weniger als 1 $ eines blauen
Lichtstrahles reflektiert, versehen. Nachher wird die aufgewachsene Oxydschicht an den zu beschriftenden Stellen mittels
eines auf wenige nicron Durchmesser gebündelten Lichtstrahles
oder Elektronen- bzw. Ionenstrahles, oder mehrerer solcher Strahlen in Anwesenheit von Sauerstoff oder Sauerstoffgasresten
bis auf 700 Angstrom verstärkt, so daß die Stärke der aufgewachsenen Oxydschicht zwischen 300 und 700 Angströn,
entsprechend einer Reflexion eines blauen Lichtstrahles von weniger als 1. i* bis 65 $, schwankt. Die auf diese Weise
feinspurig gezeichnete, sich fortlaufend ändernde Reflexion
der Platte wird mit einem blauen Lichtstrahl von 1 micron
Durchmesser und einer Photodiode geraessen und als Information
registriert oder anderstwie verwertet. Die beschriftete Platte ist bis 400° C wärmebeständig, wird durch kein organisches
und nur von wenigen anorganichen Lösungsmitteln angegriffen,
kann eng mit anderen beschrifteten Trägern gestapelt werden,
ohne daß sie die eigene Beschriftung an andere Träger überträgt ·
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oder selbst fremde Informationen übernimmt, kann beliebig
oft ohne Verlust der Qualität oder Stärke der Wiedergabe gelesen werden und weist eine Schriftdichte auf, die bisher
mit anderen Mitteln nicht erzielt werden konnte.
2) Ein Band,bestehend aus einem feinkörnigen Ventilmetall, wie
beispielsweise aus gewalzten oder aufgedampften Aluminium,
Titan usw. wird mittels modulierter Laserstrahlen mit einer Interferenzfarben ergebender Oxydschicht verschiedener Stärken
schmalspurig versehen und die der gezeichneten Information entsprechende Änderung der Schichtstärke mit Hilfe eines
mittels radioaktivem Tritium erzeugten Ionenstrahles gemessen. Um dem Band eine erhöhte mechanische Festigkeit zu verleihen,
wird es vorzugsweise mit einer geeigneten Plastikfolie verstärkt (kaschiert) bzw.. zwischen/zwei Plastikfolien guter
Durchsichtigkeit eingebettet,, falls das Lesen nicht mit geladenen Teilchen, sondern mittels Lichtstrahlen erfolgen soll.
Ein.solches Band kann ohne Verlust oder Beeinträchtigung der Information gelagert oder gelesen werden, und sein auf
dieselbe Informationsniengo berechneter Herstellungspreis ist erheblich niedriger, als derjenige der Magnetbänder und Fotofilme.
3) Interferenzeffektc ergebende Oxydschichten eines Ventilmctalles
oder eines anderen Elementes oder einer Verbindung werden in Anwesenheit eines ätzenden Gases mit gebündelten
Strahlen geladener !Teilchen in unterschiedlicher liefe zum Teil oder günnlich abgeUtat. Die do erzielte Schichtdicken-
llndcrun/f v/irrt ncmüf.i Uo.inpi.ol 1) und 2) geraessen und als -7-
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4) Es wird die aus Titan bestehende teildurchsichtige Leiterschicht
eines Hadley-Dennison Interferenzfilters, dessen
Reflexion bei grünen Licht unter 1$ liegt, in Anwesenheit
von Stickstoffgasresten mit einen gebündelten Strahl geladener Teilchen stellenweise erhitzt, so daß die erhitzten
Stellen ein mehr oder weniger tiefes, breites und in ihrer chemischen Zusammensetzung veränderliches Nitrieren erfahren.
Durch Nitrieren erniedrigt sich der ursprüngliche Widerstand der teildurchsichtigen Titanschicht von etwa 377 Ohm/Quadrat
stellenweise bis auf weniger als dich Hälfte des ursprünglichen Widerstandes, während die Reflexion des ursprünglich reflexionsarmcn
Filters gleichzeitig erhöht wird. Die veränderliche Reflexion eines so beschrifteten Filters wird mit einen
grünen Lichtstrahl und einer Photozelle gelesen.
5) Die aus-einen Metall der Platingruppe, wie Palladium
oder Platin, oder einen hochschmelzenden Ventilmetall oder aus einen anderen, Wasserstoff aufnehmenden und bei Zimmertemperatur
festhaltenden Metall oder Verbindung bestehende oberste Schicht eines Fabry-Perot Interferenzfilters wird
durch Beschüß mit geladenen Teilchen in Anwesenheit von Wasserstoffgasresten oder auf eine andere bekannte Weise
feinspurig hydriert, wobei Veränderung der Stromstärke, Beschleunigungsspannung und Dauer des Beschüsses hydrierte
Stellen, bzw. Spuren unterschiedlicher Tiefe, Breite und
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chemischer Zusammensetzung erzeugt werden. Auf diese V/eise
wird die Reflexion und die Lichtdurchlässigkeit der obersten Schicht, sowie der Phasensprung an ihrer inneren Seite laufend verändert, wodurch die mittlere Bandbreite des Interferenzfilters,
seine Durchlässigkeit, Reflexion, sowie die mittlere Wellenlänge des durchgelassenen Spektrums ebenfalls
geändert werden. Eine oder mehrere der so erzielten Änderungen der optiGchcn Eigenschaften des Filtern werden mit Hilfe
monochromatischer oder weißer. Strahlenbündel in der Durchsicht oder Reflexion gemessen, z.B. gelesen.
9 Patentansprüche.
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Claims (9)
1. Verfahren sua Aufzeichnen (Sohrelben) und Wiedergeben (Lesen)
γόη Informationen auf bew· von Aufzeichnungsträgern in form eines
anorganischen Festkörpers, Ineheeondere einer anorganisohen Fest*
körper-Dünneohicht, daduroh gekennzeichnet, daß dessen bzw· deren
Oberfläche als Seil eines optischen Interferenzsystemeβ mit eng
gebündeltem licht« oder Elektronenstrahl eur örtlichen Änderung
der ohemisohen Beschaffenheit und/oder Abtasten der chemischen
Beschaffenheit wirkt» die eum Aufzeichnen der Einwirkung reaktiver Gase bsw· deren Ionen ausgesetzt bew· entzogen wird, so
dad eine gasförmige Komponente an die Oberfläche angelagert bew.
dieser entsogen wird und die Anwesenheit dieser gasförmigen Komponente, d.h. Absorption oder Adsorption im bew· am festkörper
die Information bestimmt·
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die chemische Beschaffenheit des Festkörpers bzw. der Festkörper-Dünnschicht
entsprechend dem Informationsgehalt in unterschiedlicher Tiefe verändert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die chemische Beschaffenheit des Festkörpers bzw. der Festkörper-DUnnschicht
entsprechend dem Informationsgehalt in veränderlicher Tiefe und Breite verändert wird.
4. Terfahren nach Anspruch 1 bis 3» gekennzeichnet durch die
Verwendung eines Festkörpers aus Schichten unterschiedlicher
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5· Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Strahles mit einer ¥/ellenlänge des sichtbaren
oder unsichtbaren infraroten oder ultravioletten lichtes zum örtlichen Aktivieren und Abtasten des Aufzeichnungsträgers.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der
gebündelte Strahl von einen ionisierten Gas abgeleitet wird.
7· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stärke von auf einen Ventilmetall aufgewachsenen Interferenzschicht
gemessen wird.
8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, gekennzeichnet durch die
Auswertung des im Durchleuchtungsverfahren oder durch Reflektion gewonnenen Interferenzfilters.
9. Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, gekennzeichnet durch die
Verwendung einer Trägerplatte rait einer feinkristallinen Titanschicht als Aufzeichnungsträger, bei der die Titan-
» schicht beispielsweise im Hochvakuum in einer Stärke von
1 nicron aufgedampft und anschließend durch thermisches
Oxidleren in einer Stärke von etwa 300 Angström oxidiert
iot. '
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| GB1093437A (en) | 1967-12-06 |
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