DE1774685A1 - Recording device - Google Patents
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Description
MATSUSHITA ELECTRIC INDUSTRIAL CO.,LTD., Osaka, JapanMATSUSHITA ELECTRIC INDUSTRIAL CO., LTD., Osaka, Japan
AufzeichnungsvorrichtungRecording device
Die Erfindung betrifft eine Aufzeichnungsvorrichtung, die sich dadurch auszeichnet, daß in einen Festkörper mit einem verbotenen Band im Energiebändermodell, beispielsweise einen Halbleiter oder einen Isolator in Abhängigkeit vom aufzuzeichnenden Signal ein als Rekombinationszentrum wirkender und im verbotenen Band ein Tiefenergieniveau bildender Störstoff einbringbar ist.The invention relates to a recording device, which is characterized in that in a solid body with a forbidden tape in the energy tape model, for example a semiconductor or an insulator depending on the recorded Signal an interfering substance acting as a recombination center and forming a deep energy level in the forbidden band can be brought in.
Die verschiedensten Aufzeichnungsvorrichtungen sind für die verschiedensten Verwendungszwecke bereits bekannt. Es handelt sich um Magnetaufzeichnung, Tonaufzeichnung auf Schallplatten, photographische und Druckaufzeichnungsverfahren. Die Entwicklung der InformationsIndustrie geht neuerdings dahin, eine große Zahl von Signalen in möglichst kleinen SpeichernA wide variety of recording devices are already known for a wide variety of uses. These are magnetic recording, sound recording on phonograph records, photographic and pressure recording processes. The development of the information industry has recently gone towards storing a large number of signals in the smallest possible memory
209810/US1209810 / US1
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festzuhalten. Es ist deshalb erforderlich, sehr kleine Aufζeichnungssignale in Signale umzusetzen, die von einer Maschine oder vom Menschen exakt aufgenommen werden können.to hold on. It is therefore necessary to convert very small recording signals into signals that can be transmitted by a Machine or human can be picked up exactly.
Die Erfindung befaßt sich nun mit einer völlig neuartigen Aufzeichnungsvorrichtung. Dabei ist insbesondere eine große Anzahl von Informationen in einem Speicher unterzubringen, der viel kleiner ist als die für die gleiche Anzahl von Informationen bei den herkömmlichen Aufzeichnungsverfahren und -vorrichtungen erforderlichen Speicher. Das umgewandelte und aufzunehmende Signal kann in den verschiedensten Formen erhalten werden, beispielsweise als elektrisches Signal, als Lichtsignal oder als Tonsignal.The invention is now concerned with a completely new one Recording device. In particular, a large amount of information must be stored in a memory, which is much smaller than that for the same number of information in the conventional recording methods and devices required storage. The converted and recorded signal can be in the most varied Shapes are obtained, for example as an electrical signal, as a light signal or as a sound signal.
Der Erfindung liegt die Tatsache zugrunde, daß bei Zusetzen eines im verbotenen Band ein tiefes Energieniveau bildenden und ein Bekombinationszentrum darstellenden Störstoffs zu einem Festkörper, wie einem Halbleiter oder einem Isolator und bei Anlegen einer elastischen Welle an den Festkörper, in der Nachbarschaft der Störstoffatome eine reversible Dehnung auftritt, die den elektrischen Widerstand in diesem Bereich herabsetzt.The invention is based on the fact that when you add a in the forbidden band a low energy level forming and a Bekombinationszentrum representing impurities to a solid, such as a semiconductor or a Insulator and when an elastic wave is applied to the solid, a reversible one in the vicinity of the impurity atoms Stretching occurs, which reduces the electrical resistance in this area.
Erfolgt nun das Einbringen des Störstoffs in Nachzeichnung des aufzuzeichnenden Signals, so liefert die ela-If the contaminant is now introduced in the tracing of the signal to be recorded, the ela-
209810/1481 _5_209810/1481 _5_
"3" 1774SS" 3 " 1774SS
stische Welle ein umgewandeltes elektrisches Signal.static wave is a converted electrical signal.
Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung. In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht, und zwar zeigenFurther details, advantages and features of the invention emerge from the following description. In the Drawing illustrates the invention by way of example, namely show
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Aufzeichnungsvorrichtung, undFig. 1 is a perspective view of a recording device according to the invention, and
Fig. 2 ein Schema zum Erläutern der Fortpflanzung einer g elastischen Welle im erfindungsgemäß verwendeten Festkörper.2 shows a diagram for explaining the propagation of a g elastic wave in the solid body used according to the invention.
Fig. 1 zeigt den prinzipiellen Aufbau einer erfindungsgemäßen Aufzeichnungsvorrichtung. Ein Festkörper 1 hat ein verbotenes Band im Energiebändermodell und ist beispielsweise ein Halbleiter oder ein Isolator. Ein aufzuzeichnendes Signal 2 ist im Festkörper 1 durch einen Störstoff gebildet, der im verbotenen Band ein Tiefenergieniveau bildet und ein Rekom- " binationszentrum darstellt. Weiter sind Festkörper 3 und 31 mit piezoelektrischen Eigenschaften vorgesehen, die eine elektrische Welle erzeugen. Die piezoelektrischen Elemente 3 und y sind mit Elektroden 4 und 5 bzw. 4! und 5f versehen. Weiter sind Absorberplatten 6, 6f, 6" und 6WI vorgesehen, mit deren Hilfe reflektierte Wellen unterdrückt werden. Mit den Elek-Fig. 1 shows the basic structure of a recording device according to the invention. A solid 1 has a forbidden band in the energy band model and is, for example, a semiconductor or an insulator. A signal 2 to be recorded is formed in the solid 1 by an interfering substance which forms a depth energy level in the forbidden band and represents a recombination center. Furthermore, solid 3 and 3 1 with piezoelectric properties are provided which generate an electrical wave and y are provided with electrodes 4 and 5 or 4! 5 and f. further, absorber plates 6, 6 f, provided 6 "and 6 WI, reflected waves can be suppressed with the aid of. With the elec-
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troden 4 und 41 sind Anschlußklemmen A und B verbunden. Die Elektroden 5 und 51 haben eine gemeinsame Anschlußklemme C. Vom Festkörper 1 können Signale über Anschlußklemmen D und E angenommen werden, von denen die Anschlußklemme E der Anschlußklemme D gegenüberliegt.electrodes 4 and 4 1 are terminals A and B connected. The electrodes 5 and 5 1 have a common connection terminal C. The solid body 1 can accept signals via connection terminals D and E, of which the connection terminal E is opposite the connection terminal D.
Wird zwischen die Anschlußklemmen A und C eine Spannung gelegt, so entsteht im piezoelektrischen Festkörper 3 eine elastische Welle, die sich durch den Festkörper 1 fortpflanzt, wie das in Fig. 2 gezeigt ist. Die Festkörper 3 und 3* erzeugen elastische Wellen 7 bzw. 8. Durch Überlagerung ent-If a voltage is applied between the terminals A and C, a voltage is generated in the piezoelectric solid 3 elastic wave propagating through the solid body 1 as shown in FIG. Create the solids 3 and 3 * elastic waves 7 or 8.
9/ steht am Schnittpunkt P eine elastische Impulswellei Diese kann9 / there is an elastic impulse wave at the intersection point P. This can
bei P die gesamte Oberfläche des Festkörpers 1 rasterartig abtasten, wenn die Phase der erzeugten elastischen Welle gesteuert wird.at P, scan the entire surface of the solid 1 in a grid-like manner when the phase of the elastic wave generated is controlled will.
Es sei nun angenommen, daß die elastische Welle in P die Lage des aufgezeichneten Signals 2 von Fig. 1 erreicht. In der Nähe der das Tiefniveau erzeugenden Störstoffatose entsteht dann eine reversible Dehnung, durch die der elektrische Widerstand herabgesetzt wird. Ist zwischen den Anschlußklemmen D und E eine Spannung angelegt, so entsteht auf diese Weise ein Stromimpuls. Dieses elektrische Signal kann in ein Fernsehbild oder eine Druckaufzeichnung umgesetztIt is now assumed that the elastic wave in P reaches the position of the recorded signal 2 of FIG. In the vicinity of the Störstoffatose that creates the low level then a reversible expansion occurs, which lowers the electrical resistance. Is between the terminals When a voltage is applied to D and E, a current pulse is created in this way. That electrical signal can be converted into a television picture or a print recording
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werden.will.
Entspricht das aufgezeichnete Signal 2 einem Tonsignal, so genügt es, die Wellenform des Musters des Signals 2 und die Störstoffkonzentration in Übereinstimmung mit dem Tonsignal zu ändern. Es ist einfach, das durch die elastische Welle umgesetzte elektrische Signal in ein Tonsignal umzusetzen. Erfindungsgemäß erhält man also eine statische Aufzeichnungsvorrichtung, die keinerlei bewegte Teile aufweist und sich grundsätzlich von herkömmlichen Bandaufzeichnungsvorrichtungen unterscheidet.When the recorded signal 2 corresponds to a sound signal, it suffices to express the waveform of the pattern of the signal 2 and change the contaminant concentration in accordance with the sound signal. It's easy to do that through the elastic Wave converted electrical signal to convert into a sound signal. According to the invention, a static one is obtained Recording device which has no moving parts and which is fundamentally different from conventional tape recording devices differs.
Das Zusetzen des Tiefniveau-Störstoffs als Aufzeichnungssignal geschieht durch Ionisieren und Beschleunigen des Störstoffs, der dann durch Strahlung an den Festkörper 1 abgegeben wird.The addition of the low-level interfering substance as a recording signal is done by ionizing and accelerating the Contaminant, which is then given off to the solid body 1 by radiation.
Die Wellenform oder die Form des Signals können durch rasterartiges Führen des Ionenstrahls über die Oberfläche er- g halten werden. Licht und Schatten der Signalform können durch Ändern der Ionenstrahldichte und der Beschleunigungsenergie verändert werden.The waveform or the form of the signal can be obtained by guiding the ion beam over the surface in a grid-like manner will hold. The light and shade of the waveform can be changed by changing the ion beam density and the acceleration energy to be changed.
Falls das Bild nur aufgezeichnet werden soll, so kann auf die Oberfläche des Festkörpers 1 die Photoätzmethode angewendet werden, wodurch das Bildmuster über den Störstoff aus-If the image is only to be recorded, the photo-etching method can be applied to the surface of the solid body 1 so that the image pattern shows the disruptive substance.
2 0 9 8 1 0 / U 8 1 -6-2 0 9 8 1 0 / U 8 1 -6-
gebildet wird, der während des Erhitzens in den Festkörper 1 eindiffundiert. In diesem Fall wird zum Vermeiden unscharfer Zeichnung des Musters, die aufgrund der Diffusion auftreten könnte, von der Tatsache Gebrauch gemacht, daß der Tiefniveau-Störstoff entlang der verschiedenen Kristallachsen des Festkörpers 1 verschiedene Diffusionskoeffizienten hat.is formed, which diffuses into the solid body 1 during heating. In this case, avoid becomes more blurred Drawing of the pattern that could occur due to diffusion made use of the fact that the low level impurity has different diffusion coefficients along the different crystal axes of the solid 1.
Der Festkörper kann ein beliebiger bekannter Halbleiter sein, wie Si, Ge, GaP, GaAs, InAs, AlN, LiNbO5, CdS, ZnS, ZnSe, GdSe, ZnO und SiC. Die Festkörper werden wegen des Rauschens und der FeHersignale vorzugsweise als Einkristalle verwendet.The solid can be any known semiconductor such as Si, Ge, GaP, GaAs, InAs, AlN, LiNbO 5 , CdS, ZnS, ZnSe, GdSe, ZnO and SiC. The solids are preferably used as single crystals because of the noise and the FeHer signals.
Der zum Erzeugen der elastischen Welle bestimmte Festkörper besteht aus einem piezoelektrischen Element, wie BaTiO,, Quarz, CdS, GaAs, usw. Es ist wünschenswert, auch Absorberplatten für das Schwächen der reflektierten Wellen zu verwenden, damit nicht aufgrund solcher reflektierter Wellen Signalstörungen auftreten. Selbstverständlich kann das auch durch geeignete Formuqgdes Festkörpers 1 erreicht werden.The solid body intended to generate the elastic wave consists of a piezoelectric element such as BaTiO ,, Quartz, CdS, GaAs, etc. It is also desirable to use absorber plates to weaken the reflected waves, so that signal interference does not occur due to such reflected waves. Of course it can too can be achieved by suitable Formuqgdes solid body 1.
Eine Ausführungsform der Erfindung soll nun im einzelnen beschrieben werden:One embodiment of the invention will now be detailed to be discribed:
Als Festkörper 1 wurde ein Si-Halbleiter verwendet.A Si semiconductor was used as the solid 1.
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Ein Strahl von Cu-Ionen wurde rasterartig über die Si-Oberflache geführt, so daß die Gu-Atome in Übereinstimmung mit einem Bildsignal dem Silizium zugesetzt wurden. Der Durchmesser des Strahlpunktes betrug dabei 25 Ji.A beam of Cu ions was grid-like across the Si surface guided so that the Gu atoms were added to the silicon in accordance with an image signal. The diameter the beam point was 25 Ji.
Auf diese Weise wurde an einem Siliziumkristall mit 20 χ 20 mm eine Speicherspur von 4 m Länge hergestellt. Die Ionenstrahldichte und die Geschwindigkeit der impulsartigen elastischen Welle konnten durch Phasensteuerung geändert bzw. herabgesetzt werden. Auf diese Weise erhält man eine mit einer herkömmlichen Aufzeichnungsplatte vergleichbare Aufzeichnungsvorrichtung. Tonsignale wurden damit erfolgreich aufgenommen .In this way, a memory track 4 m long was produced on a silicon crystal measuring 20 × 20 mm. the Ion beam density and the speed of the pulsed elastic wave could be changed or changed by phase control. be reduced. In this way, a recording apparatus comparable to a conventional recording disk can be obtained. Sound signals were successfully recorded with it.
Ist das Ionenstrahlmuster ein Bild, so kann das Bildsignal auf ähnliche Weise aufgezeichnet werden.If the ion beam pattern is an image, the image signal can recorded in a similar manner.
Bildet man weiter im Festkörper 1 eine p-n-Grenzschicht oder eine Schottky-Sperrschicht aus und bringt den Tiefniveau-Störstoff in der Nachbarschaft dieser Grenzschicht ein, so erhält man auch für elastische Wellen geringer Ausgangsgröße eine verbesserte Empfindlichkeit.If one continues to form a p-n boundary layer in the solid body 1 or a Schottky barrier layer and brings the low level interfering material in the vicinity of this boundary layer, one obtains a small output size even for elastic waves improved sensitivity.
Aus der obigen Beschreibung ergibt sich, daß die erfindungsgemäße Aufzeichnungsvorrichtung ein völlig neues Prin-From the above description it follows that the recording device according to the invention is a completely new prin-
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zip verwendet, bei kleiner Größe ohne bewegliche Teile auskommt und für die verschiedensten Verwendungszwecke geeignet ist.zip is used, has no moving parts in its small size and is suitable for a wide variety of purposes is.
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