DE2655834A1

DE2655834A1 - Material zur optischen informationsspeicherung und verfahren zur herstellung des materials

Info

Publication number: DE2655834A1
Application number: DE19762655834
Authority: DE
Inventors: Nobuo Akahira; Takeo Ohta; Mutsuo Takenaga; Noboru Yamada; Tadaoki Yamashita
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1975-12-09
Filing date: 1976-12-07
Publication date: 1977-06-16
Also published as: DE2655834C2; GB1563513A

Description

1 BERLIN 33 8MUNCHENtO

ÄÄSS Dr. RUSCHKE & PARTNER ΖΤΓόΆ*

PATENTANWÄLTE ^HansERu8Ch»

TENANWÄLTE

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26§3

M 3761

IMACHGEREICHTJ

Matsushita Electric Industrial Go., Ltd., Osaka, Japan

Material zur optischen Informationsspeicherung und Verfahren zur Herstellung des Materials

Die Erfindung "betrifft ein Material zur optischen Speicherung von Informationen mit einem Schichtträger und einem auf letzterem abgelagerten PiIm, dessen Zustand zwischen einem Zustand niedriger optischer Dichte und einem Zustand hoher optischer Dichte durch Anwendung elektrischer, optischer oder thermischer Energie verändert werden kann. Die Hauptkomponente des Films ist GeO_x1, SnO_x1, SbO^₂, Τ10_χ2, ΒΐΟ_χ2 oder ΜοΟ_χ51 wobei 0 Cx1 <2.0, 0 <"x2 C1.5 und 0^x3 <3.0 ist. Der Film kann aus einer Mischung dieses Materials und eines Zusatzes zur Verbesserung seiner Eigenschaften bestehen. Das Material wird

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diircli Vakuumverdampfen von GeO₂, SnO₂, Sb₂O^, Tl₂O,, oder MoO^ unter einem Desoxydationszustand hergestellt.

Die Erfindung "betrifft ein Material zur optischen Informationsspeicherung und insbesondere ein solches Material, das zwei oder mehr physikalische Zustände mit jeweils unterschiedlichen optischen Dichten einzunehmen vermag.

Amorphe Materialien sind "bislang als derartige Materialien "bekannt. Der Zustand amorpher Materialien kann durch Anlegen elektrischer, optischer oder thermischer Energie verändert werden. In einem Zustand weist ein solches Material eine sogenannte nichtkristalline Raumstruktur auf, die bei mikroskopischer Beobachtung eine unvollständige Anordnung der Atome und Moleküle aufweist, jedoch einen nichtkristallinen Aufbau und eine geringe optische Dichte aufzuweisen scheint. Bei Ausnutzung derartiger optischer Eigenschaften, d.h. bei einem Wechsel vom Zustand geringer optischer Dichte zu einem Zustand großer optischer Dichte oder umgekehrt, können amorphe Materialien die Funktion als "Vorrichtung zur optischen Speicherung von Informationen "bei ihrer Verwendung in Form eines dünnen Films ausüben. Amorphe Materialien, die als Vorrichtung zur optischen Speicherung von Informationen benutzt worden sind, sind solche Vielkomponentenmaterialien wie (QJe, Ge, Sb, S) oder (Te, Ge, As, Ga).

Die herkömmlichen bekannten Materialien obiger Art sind chal-

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-r-

kogenide Zusammensetzungen, die leicht eine zweidimensionale atomare Verbindungskonfiguration in einem glasartigen Zustand bilden, oder die Zusammensetzungen darstellen, die durch Zusätzen von Elementen erreicht werden, die leicht einen tetraedrisehen Atombindungsaufbau mit den chalogeniden Zusammensetzungen bilden.

Derartige Zusammensetzungen erweisen sich im kristallinen wie im nichtkristallinen Zustand wegen ihrer Stabilität bei Raumtemperatur als besser.

Hinsichtlich ihrer optischen Empfindlichkeit zeigen sie sich jedoch bei einer Verwendung zur optischen Informationsspeicherung als ungenügend.

Veiter weisen dünne, aus diesen Zusammensetzungen bestehende Filme eine relativ hohe optische Dichte im nichtkristallinen Zustand auf.

Wenn daher eine Aufzeichnung auf einem PiIm getätigt werden soll, dessen Dicke ein hohes Kontrastverhältnis (z.B. ^ 10 : 1) zu ergeben vermag, erweist sich der Ablesewirkungsgrad als verhältnismäßig gering, z.B.

Ein Ziel der Erfindung ist es, für ein Material mit optischen Informationsspeicherungen zu sorgen, das zwei oder mehrere optische Zustände einnehmen kann und hinsichtlich eines Wech-

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-ir- 2555834

sels dieser Zustände eine bessere Empfindlichkeit aufweist.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, für ein Material mit optischer Informationsspeicherung zu sorgen, das ein hohes Kontrastverhältnis aufweist.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, für ein Material mit optischer Informationsspeicherung zu sorgen, das eine geringe optische Dichte aufweist, wenn auf ihm nichts aufgezeichnet ist.

Ferner ist es ein Ziel der Erfindung, für ein Material mit optischer Informationsspeicherung zu sorgen, das eine einfache Zusammensetzung aufweist und leicht herstellbar ist.

Diese Ziele werden erreicht durch ein Material mit optischer Informationsspeicherung gemäß der Erfindung mit einem Schichtträger und einem auf letzterem abgelagerten Film, der aus einem Oxydulmaterial zusammengesetzt ist. Die Hauptkomponente des Films besteht aus GeO₃^, SnO₃^, SbO_x2, Τ10_χ2, ΒίΟ_χ2 oder ΜοΟ_χ5> wobei 0 <x1 <- 2.0, 0 <x2 <1,5 und 0 < x3 <3,0 ist.

Der Film kann aus einer Mischung dieser Suboxide bestehen. Der Film kann eine weitere Komponente als Zusatz enthalten, wie nachfolgend beschrieben wird. Der Film kann durch Vakuumaufdampfung hergestellt werden, welcher Vorgang einen Desoxydationsprozeß einschließt.

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Das Ausgangsmaterial ist z.B. GeO₂, SnO₂, SbO₂O₅, oder MoO₅,, wenn kein Zusatzstoff vorgesehen ist, und weist eins der Elemente auf, wie sie z.B. für den Desoxydationszustand benutzt werden, wie W, Gr, Mo, Fe usw.

Die Erfindung wird nun an Hand der Beschreibung der Zeichnungen erläutert. In letzteren sind:

Fig. 1 die Ansicht eines Querschnitts eines erfindungsgemäßen Materials zur optischen Informationsspeicherung,

Pig. 2 die Ansicht eines Querschnitts, die ein Verfahren zum Kopieren einer aufgezeichneten Information auf einem Material zur optischen Informationsspeicherung gemäß der Erfindung wiedergibt,

Fig. 3 eine Seitenansicht, die ein Verfahren zum aufeinanderfolgenden Aufzeichnen einer optischen Information auf einem Material zur optischen Informationsspeicherung gemäß der Erfindung darstellt,

I¹Xg. 4 eine Seitenansicht einer Vorrichtung zum Vakuumv er dampfen bei einem Desoxydationszustand zum Herstellen eines Materials mit optischer Informationsspeicherung gemäß der Erfindung und

Fig. 5 bis 9 graphische Darstellungen, die das Verhältnis zwischen der Lichtdurchlässigkeit und der Wellenlänge bei den Ausführungsformen gemäß der Erfindung wiedergeben.

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Fig. 1 zeigt ein Material mit optischer Informationsspeicherung gemäß der Erfindung, das einen dünnen Film 2 eines auf einem Schichtträger 1 abgelagerten Suboxides aufweist, der vorzugsweise mit einer Schutzschicht 3 aus Lack oder dgl. versehen ist.

Die Zusammensetzung des abgelagerten Suboxidfilms ist aus den Bestandteilen GeO^, SnO^, wobei 0 <x1 <2.0 ist, sowie SbO_x2, Τ10_χ2, BiO_x2, wobei 0 < x2 <1,5 und ΜηΟ_χ5 ausgewählt,

wobei 0 C x3 <3·0 ist.

Derartige Oxydulfilme werden durch Vakuumaufdampfen zumindest von einem Element wie GeO₂, SnO₂, Sb₃O₅, Tl₂O₅, Bi₂O-, und MoO, unter einer Desoxydationsbedingung erhalten.

Wenn derartige Ausgangsoxidmaterialien in einem Quarz- oder Platinschmelztiegel bei Schmelztemperatur oder einer höheren Temperatur erhitzt werden, tritt eine Verdampfung auf und der Dampf des Ausgangsstoffes wird erzeugt. Auf diese Weise wird ein Oxidfilm auf einem Schichtträger abgelagert.

Derartige Filme sind aus GeO₂, SnO₂, Sb₅O₅, Tl₂O₅, Bi₂O₅ oder MoO₅ entsprechend den Ausgangsmaterialien zusammengesetzt.

Diese Oxidfilme sind jedoch nicht als Material zur optischen Speicherung geeignet, weil sie weiß und transparent sind und

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Energie des Lichtes nicht gut absorbieren können und nicht die Eigenschaften aufweisen, daß die optische Dichte sich auf ihnen verändert.

Um den abgelagerten Film eine solche Eigenschaft zu verleihen, ist ein Desoxydationszustand notwendig, und das Ausgangsmaterial sollte in ein Oxydul umgeformt werden.

Als ein Yerf ahren zur Erzielung des Des oxydati ons zustande s hat sich das Aufheizen des pulverförmigen Ausgangsmaterials mit einem der Reaktionselemente wie z.B. V, Ho, Or oder Fe im Vakuum als vorteilhaft erwiesen.

Die Vakuumaufdampfung wird mit der in Fig. 4 gezeigten Vorrichtung vorgenommen. Ein Vakuumraum wird auf dem erforderlichen Vakuum gehalten und ein von einer Bühne 18 getragener Schichtträger 16 wird in dem Vakuumraum angeordnet. Ein Ausgangsmaterial 23 wird auf einem Schmelztiegel 22 erhitzt. Der Schmelztiegel 22 wird von einem Heizelement 20 erhitzt, das mit einer Stromquelle 21 über Klemmen 19 verbunden ist.

Der Desoxydationszustand wird auch durch Ausführung einer Vakuumverdampfung unter Verwendung von Mo- oder V-Schmelztiegeln erzielt.

—7t —6

Ein Vakuum von 10 HBmHg bis 10 mmHg wird verwendet, und selbst wenn das Ausmaß der Vakuums verändert wird, unterschei-

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den sich die Eigenschaften der abgelagerten Schicht nicht sehr.

Unter diesen Bedingungen wird ein Oxyduldampf erzeugt und auf einem Schichtträger unter Bildung eines Oxydulfilms abgelagert.

Als Schichtträger für die Ablagerung des Oxydulfilms wird eine transparente Polyesterfolie, Polytetrafluoräthylen, Glas oder Papier verwendet. Der Schichtträger kann jede beliebige Form in Abhängigkeit von seinem Verwendungszweck aufweisen. So kann er von einer Folie, einer Trommel oder einer Scheibe usw. gebildet werden.

Die Zusammensetzung des durch ein solches Verfahren erhaltenen abgelagerten Films besteht aus GeO _Λ , SnO _Λ , wobei 0 < x1 <; 2.0, aus SbO_x2, Τ10_χ2, Β10_χ2, wobei 0 < χ2 <1,5» sowie aus ΜοΟ_χ5, wobei 0 < χ3 O₅O.

Diese Zusammensetzung ist unterschiedlich von dem Oxidausgangsmaterial GeO₂, SnO₂, Sb₂O₅, Tl₂O₅, Bi₂O₅ oder MoO₅ wegen der von dem Heaktionselement bei der Vakuumverdampfung erzeugten Reduktion.

Ein Film derartiger Zusammensetzung ist, außer bei MoO,,

meist blaß braun und die Lichtdurchlässigkeit wächst mit Vergrößerung der Wellenlänge im Bereich von 3500 % bis 1 /u,

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außer bei einem

Ein MoO ,,-Film ist blaß blau und weist eine minimale Lichtdurchlässigkeit im Bereich von 6000 £ bis 9000 S auf. Eine Filmdicke von 300 £ bis 8000 S eignet sich.

Das optische Speichern wird auf dem S¹Um mittels eines Xe- -Blitzes, einer Infrarotlampe, eines Lasers oder eines eine Kontaktheizung bewirkenden Heizelementes oder dgl. ausgeführt.

Me Empfindlichkeit bezüglich der optischen Speicherung wird durch die thermische Eigenschaft des Basismaterials bewirkt. Je dünner z. B., der Grundträger ist, desto größer ist die Empfindlichkeit. Dies scheint durch die Tatsache bewirkt zu werden, daß sich die Temperatur leicht wegen der geringen Hitzekapazität darauf erhöht.

Ferner wird, was die Belichtung anbetrifft, im Falle eines Xe-Blitzes die Speicherwirkung bei Verkürzung der Blitzdauer vergrößert, weil sich der Värmediffusionsverlust in dem Schichtträger verringert.

Das oben beschriebene Material mit optischer Informationsspeicherung kann in Niederfrequenz- oder Yideoaufzeichnungsvorrichtungen, Datenspeichern oder dgl. verwendet werden.

Beispiele einer optischen Aufzeichnungsvorrichtung für solche

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Materialien mit optischer Informationsspeicherung, die aus einem Suboxid zusammengesetzt ist, geht aus den Figuren 2 und 3 hervor.

Nach KLg. 2 wird eine Xe-Blitzlampe 7 verwendet, und ein suboxidartiger, optischer Aufzeichnungsfilm 5 ist auf einem Schichtträger 4- abgelagert. Eine Abdeckblende 6 mit einem optischen Muster steht mit dem Film 5 in Berührung, der von der Xe-Blitzlichtlampe 7 blitzartig belichtet wird, wodurch ein Muster in Abhängigkeit von der Abdeckblende 6 auf dem Film erzeugt wird.

Wie aus Fig. 3 hervorgeht, wird eine Laserdiode 8, z.B. ein Gallium-Arsenid-Injektionslaser verwendet, der eine Strahlung einer Wellenlänge von 9040 & abgibt. Der Strahlungsfluß weist im allgemeinen eine große Strahlungsstreuung auf, aus welchem Grunde mindestens zwei Linsen 9 "und 11 zur Bildung eines Mikroleuchtfleckes verwendet werden. Die erste Linse 9 formt den streumäßigen Strahl in einen parallel artigen Strahl 10 um und die zweite Linse 11 vermag den Strahl zu einem Mikroleuchtfleck zu verjüngen. Der leuchtpunktartige Strahl wird auf dem auf dem Schichtträger 14 abgelagerten Suboxidfilm 13 aufgebracht. In diesem Fall kann die aufeinanderfolgende Informationsaufzeichnung leicht durch Modulieren des Laserstrahls ausgeführt werden. '·

Das Wiederauffinden einer auf dem oben erwähnten Material auf- |

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gezeichneten Information kann durch Erfassen der Veränderung des Maßes der Lichtdurchlässigkeit erfolgen. Die Information kann durch Erfassen der Veränderung der Menge des von dem Speichermaterial reflektierten Lichtes wiedergefunden werden.

Folgende Beispiele stellen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung dar.

Beispiel I

GeOp- Pulver wird als Ausgangsmaterial verwendet. Bei Anwendung des Vakuumverdampfungsverfahrens wird eine dfir JLuSgangs materialzusammensetzungen durch folgende Formel dargestellt.

1 _{100 zl} E

₁₀₀ _ _zl E_{zl j} wobei

M-, ein Zusatzmaterial,

E ein Desoxydationsreduktionselement,

yl und zl Mol-% darstellen und 0 < yl <100,0 <zl

ent

Als Zusatzmaterial M-^ wird mindestens eins der Materialien aus PbO, Sb₂O-,, Bi₂O, oder TeO₂ und als Reakti ons element R mindestens eins der Elemente Cr, JFe, W, Mn ausgewählt.

Die Hauptkomponente des Ausgangsmaterials GeO₂ weist einen

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tetragonal en, kristallinen Aufbau auf und besitzt eine Schmelztemperatur von 1086⁰O.

In dem Schmelztiegel 22 nach Fig. 4 wird die Mischung aus GeOp-Pulver, aus dem pulvrigen Zusatzmaterial M, und den pulverförmigen Desoxydationsreaktionselementen E durch das Heizelement 20 erhitzt. Die Temperatur wird entsprechend dem Zusatzmaterial im Bereich von 700⁰O bis 1200⁰O ausgewählt.

Unter diesen Bedingungen schmilzt die Mischung, die Bestandteile reagieren miteinander und Oxyduldampf wird auf dem Schichtträger abgelagert.

Der abgelagerte Film weist entsprechend des Zusatzmaterials eine der folgenden Zusammensetzungen auf:

£1.0

<^GeOxlWyI^⁰X₅Vl; ⁰^ ±1-5 <^GeOxlWy1 <^Bi

0 < y1 <100

Fig. 5 zeigt das Verhältnis zwischen der Lichtdurchlässigkeit und der Wellenlänge der Speichervorrichtung dieser Beispiele.

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In der ]?ig. 3 stellen die Linien al bis a4 das Beispiel "bei keinerlei Aufzeichnung und die Linien a5 bis a8 das Beispiel bei einer aufgezeichneten Information dar.

Für das Beispiel, bei dem TeOp als Zusatzstoff verwendet wird, werden die Daten durch die Linie al und a5 dargestellt. Die Linie a 2 und a6 stellen das Beispiel PbO, die Linie a3 und a7 das Beispiel SbpO^ und die Linie a4 und a8 das Beispiel Bi20^ dar. Die Zusätze werden zu 20 Mol-% zugesetzt.

Diese Ausführungsform weist im Vergleich zu den herkömmlichen amorphen Materialien in einem nicht oxidiert en System folgende Vorteile auf.

(1) Im Anfangszustand, in dem keinerlei Information aufgezeichnet ist, ist die Lichtdurchlässigkeit ungefähr dreimal so groß, d.h. die erfindungsgemäße Ausführung weist ein höheres Kontrastverhältnis auf, das ungefähr dreimal so groß wie bei dem herkömmlichen Material ist, weil die optische Dichte im beschriebenen Zustand von dem des herkömmlichen Materials nicht sehr unterschiedlich ist.

(2) Das Ausmaß der Durchlässigkeitsveränderung ist ungefähr dreimal größer, weil die Durchlässigkeit des Films im Anfangszustand verglichen mit den herkömmlichen Materialien ungefähr dreimal größer ist.

(3) Die mechanische Festigkeit ist wegen der größeren Haftfestigkeit zwischen dem Oxydulfilm und dem Schichtträger

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ausgezeichnet.

(4-) Die optischen Eigenschaften sind in Luft unter dem Licht eines Eaumes konstant.

Beispiel II

Sb^Ov-Pulver wird als Ausgangsmaterial verwendet. Die Ausgangsmaterialzusammensetzung wird durch folgende Formel dargestellt:

100-Ζ2 ^κζ2

wobei M₂ das Zusatzmaterial und

E das Desoxydatiönsreaktionselement sind, y2 und z2 Mol-% darstellen und 0 <>.y2 ^100 und 0 < z2 -<100 sind. Als Zusatzmaterial M₂ wird mindestens eins der Materialien TeO₂, CuO, PbO, B₂O, und als Eeaktionselement

B mindestens eins der Elemente Mn, ¥, Pe, Or ausgewählt.

Die Hauptkomponente des Ausgangsmaterials Sb₂O^ weist orthorombischen kristallinen Aufbau und einen Schmelzpunkt Tm von 656⁰G auf.

Die Mischung aus dem SbgO^-Pulver, dem pulvrigen Zusatzmaterial und dem pulvrigen Desoxydationselement wird auf dem Schmelztiegel 22 der Pig. A erhitzt. Die Temperatur wird entsprechend dem Zusatzmaterial im Bereich von 600⁰G bis 1000⁰G ausgewählt.

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Unter diesen Bedingungen wird die Mischung geschmolzen, die Bestandteile reagieren miteinander und das Oxydul wird auf dem Schichtträger abgeschieden. Der abgeschiedene Film weist eine der folgenden Zusammensetzungen entsprechend dem Zusatzmaterial auf:

<^SB0xlWy2<^TeCWy2; ⁰

O ^- y2 ^ 100

B*ig. 7 zeigt das Verhältnis zwischen der Lichtdurchlässigkeit und der Wellenlänge der Speichervorrichtung für diese Beispiele. In Fig. 7 stehen die Linien c1 bis c4 für das Beispiel, wenn nichts aufgezeichnet ist, und die Linien c5 bis c8 für eine Probe, auf der eine Information aufgezeichnet worden ist. I¹Ur die Probe, in der TeOp als Zusatzmittel verwendet wird, werden die Daten durch die Linie c1 und c5 dargestellt, bei Verwendung von GuO durch die Linien c2 und c6, bei Verwendung von PbO durch die Linien c3 und c7 und bei Verwendung von B₂O^ durch die Linien c4 und c8.

Fig. 6 zeigt das Verhältnis zwischen der Lichtdurchlässigkeit und der Wellenlänge für die Proben aus SbO * ohne einen Zusatz-

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stoff. Die Linien b1 bis b4 stehen für die Probe, auf der nichts aufgezeichnet ist, und die Linien b5 bis b8 für die Probe, auf der eine Information aufgezeichnet ist. Daneben stehen die Linien b1 und b5 für die Probe, die bei Verwendung von Mn als Reaktionselement erhalten wird. Die Linien b2 und b6 zeigen den Pail der Verwendung von T, die Linien b3 und b7 den Pail der Verwendung von Pe und die Linien b4 und b8 den Pail der Verwendung von Or.

Diese Ausführungsform weist gegenüber den herkömmlichen amorphen Materialien in einem nicht oxydierten System folgende Vorteile.

(1) Die Empfindlichkeit ist ungefähr dreimal so groß.

(2) lfm Ausgangszustand, in dem noch nichts aufgezeichnet ist, ist die Lichtdurchlässigkeit ungefähr zweimal so groß. Das bedeutet, daß diese Ausführungsform ein höheres Kontras tverhältnis aufweist, und zwar ist das Kontrastverhältnis etwa zweimal so groß wie bei dem herkömmlichen Material.

(3) Die optischen Eigenschaften sind in Luft unter Raumlicht stabil.

Beispiel III

MoO-z-Pulver wird als Ausgangsmaterial verwendet.

Die Zusammensetzung des Ausgangsmaterials wird durch folgende Pormel dargestellt:

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"" in ~

wo"bei M, das Zusatzmaterial und R das Desoxydationsreaktionselement sind, y3 und ζ3 Mol-% darstellen sowie 0 ^ und O^ z3 ZlIOO sind.

Das Zusatzmaterial M-, ist mindestens aus einem der Materialien

PbO, In₂O₅, SnO, B₂O₅, Bi₂O₅, TeO₂ und Sb₂O₅ ausgewählt.

Als Re akti ons element R ist mindestens eins der Elemente Cr, Je, V, Mn ausgewählt.

Die Hauptkomponente des Ausgangsmaterials MoO₅ weist eine orthorhombische, kristalline Struktur auf und "besitzt eine Verdampfungstemperatur von 795°C.

Die Mischung aus MoO^-Pulver, dem pulvrigen Zusatzmaterial M₅ und dem pulvrigen Desoxydationsreaktionselement R wird auf dem Schmelztiegel 22 in E¹Xg. 4- erhitzt. Die Temperatur wird entsprechend dem Zusatzmaterial in dem Bereich von 700 G bis 1000⁰C gewählt. Unter diesen Bedingungen wird die Mischung geschmolzen, Jeder Bestandteil reagiert miteinander und der Oxyduldampf wird auf dem Schichtträger abgeschieden.

Der abgeschiedene Film weist entsprechend dem Zusatzmaterial eine der folgenden Zusammensetzungen auf:

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° ^ ^x8 O ^y3 ^-1OO

Diese Filme sind blaß blau und wenn Energie, aufgewendet wird, z.B. wenn eine Belichtung erfolgt, verändert sich die Farbe zu dunkelblau und die Speicherung einer optischen Information kann erfolgen.

Fig. 9 zeigt das Verhältnis zwischen der Lichtdurchlässigkeit und der Wellenlänge für die Speichervorrichtung dieses Beispiels. Die Linien el bis e4 stehen für das Beispiel ohne eine Aufzeichnung, die Linien e5 bis e8 für das Beispiel, auf dem eine Information aufgezeichnet ist.

Die Werte für das Beispiel, bei dem TeOp als Zusatzmaterial verwendet wird, werden durch die Linien el und e5 dargestellt. Die Linie e2 und e6 stehen für den Fall der Verwendung von BpO;,, die Linien e3 und e7 für den Fall der Verwendung von Sb₂O₅, und die Linien e4 und e8 für den Fall der Verwendung von Bi₀O-,.

Figur 8 zeigt das Verhältnis der Lichtdurchlässigkeit und der

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Wellenlänge für die Beispiele MoO, ohne die Verwendung eines Zusatzmaterials. Die Linien d1 bis d4 stehen für das Beispiel ohne eine Aufzeichnung und die Linien d5 "bis d8 für das Beispiel, auf dem eine Information aufgezeichnet worden ist. Die Linien d1 und d5 stehen außerdem für das Beispiel, das durch Verwendung von Cr als Eeaktionsmaterial erhalten wird. Die Linien d2 und d6 stehen für den Fall der Verwendung von Pe, die Linien d3 und d7 für den Fall der Verwendung von W und die Linien d4 und d8 für den Fall der Verwendung von Mh.

Diese Ausführungsform weist im Vergleich zu den herkömmlichen amorphen Materialien in einem nicht oxidierten System folgende Vorteile auf.

(1) Große Änderungen der optischen Dichte können erreicht werden, weil im Ausgangszustand, in dem noch nichts aufgezeichnet ist, die Lichtdurchlässigkeit ungefähr zweimal größer und die optische Dichte im beschriebenen Zustand von dem des herkömmlichen Materials nicht sehr unterschiedlich ist.

(2) Infrarotlicht, z.B. mit einer Wellenlänge von 8000 Ä, das durch Laserdioden erhalten wird, kann zur Aufzeichnung oder zum Wiederauffinden einer optischen Information verwendet werden, weil in diesem Bereich der Wellenlänge der MoO ,-Oxydulfilm einen verhältnismäßig großen optischen Absorptionskoeffizienten aufweist.

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Beispiel IV

Es wird dasselbe Verfahren wie in den Beispielen I oder II verwendet, wobei jedoch, andere Oxydmaterialien, wie z.B.

CDl₂O^, Bi₂O, als Ausgangsmaterialien verwendet werden können.

Im Fall der Verwendung von SnO₂, das einen tetragonalen kristallinen Aufbau aufweist und dessen Schmelzpunkt Tm bei liegt, werden die Zusammensetzungen des Ausgangsmaterials durch folgende Formel bestimmt.

100-Z4·

wobei M₄ ein Zusatzmaterial und E ein Desoxydationsreaktionselement sind, y4 und z4- Mol-% darstellen und O^ y4- £.100 sowie 0 C z4 -C100 sind. Als Zusatzmaterial M₄ wird mindestens eins der Materialien TeO₂, PbO, Bi₂O₅, Sb₂O, ausgewählt. Als Heaktionselement R wird mindestens eins der Elemente Mn, V, Fe, Gr ausgewählt.

Eine Dampfabscheidung dieses Materials kann auf diesselbe Weise wie im Fall von GeO₂ ausgeführt werden.

Der abgeschiedene Film sieht blaß gelb aus und die Lichtdurchlässigkeit für sichtbares Licht liegt zwischen 60% und 80%. Wenn optische oder thermische Energie aufgebracht wird, kann der Durchlässigkeitsgrad bis auf 10% reduziert werden, und der Teil wird schwarz.

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lh

Bei Verwendung von TIpCU, das einen hexagonalen, kristallinen Aufbau aufweist, liegt der Schmelzpunkt Tm bei 715 G. Die Ausgangsmaterialzusammensetzungen werden durch folgende Formel dargestellt:

100-Z5

wobei Mc das Zusatzmaterial und E das Desoxydationsreaktionselement ist, x, y Mol-% darstellen und 0 £. y5 <£-100 sowie 0 <£_ z5 Z_100 sind.

Das Zusatzmaterial M,- ist mindestens aus einem der Materialien TeOo, B₂O GeOp, SbpO,, SnO ausgewählt. Als Eeaktionselement ist mindestens eins der Elemente Mn, ¥, JFe, Gr ausgewählt.

Die Dampf abscheidung des Materials kann nach demselben Verfahren wie im 3?all Sb₂O^ ausgeführt werden.

Der abgeschiedene Oxydulfilm sieht blaß braun aus und die Lichtdurchlässigkeit steigt von 40% auf 80%, wenn die Wellenlänge des Lichtes von 6000 £ auf 1,2 Ai steigt.

Der Film aus diesem Material weist eine hohe Empfindlichkeitscharakteristik auf. Bei kurzer Belichtung (^1 Sek.) der Projektionslampe wird der Film dunkler, so daß er als ein Material zur optischen Informationsspeicherung mit hoher Em-

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pfindlichkeit verwendet werden kann. Im Fall der Verwendung von BipO^, das einen orthorhombi sehen kristallinen Aufbau und einen Schmelzpunkt von 820⁰C aufweist, wird der Oxydulfilm nach demselben Verfahren wie im Beispiel II erhalten.

Der abgeschiedene Film sieht hellgrau aus und der Durchlässigkeit sgrad ist annähernd konstant im Bereich der Wellenlängen von 4000 Ä bis 7000 A und weist eine Charakteristik derart auf, daß eine verhältnismäßig große Reflekti ons änderung auftritt, wenn optische oder thermische Energie aufgewendet wird.

Ho/Za :

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Claims

1 BERLIN 33 Auguste-Viktoria-Straße Pat.-Anw. Or. Ing. Ruschke Pat.-Anw. Dipl.-mg. Olaf Ruschke

Telefon: 030/

Telegramm-Adresse:

Quadratur Berlin TELEX: 183786

Dr. RUSCHKE &. PARTNER PATENTANWÄLTE

BERLIN - MÜNCHEN

8 MÜNCHEN

PienzenauerstraBe 2

Pat.-Anw. Dipl.-Ing. Hans E. Ruschke Telefon: 089/ |

089/649 26

Telegramm-Adresse:

Quadratur München TELEX: S22767

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NACHGEREICHT

Matsushita Electric Industrial Co. , Osaka, Japan

Patentansprüche

(λ) Material zur optischen Informationsspeicherung mit einem Schichtträger und einem auf letzterem abgelagerten Film, dessen Zustand zwischen einem Zustand geringer optischer Dichte und einem Zustand hoher optischer Dichte durch Anwendung optischer, elektrischer oder thermischer Energie veränderbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der PiIm mindestens eine der Oxydulzusammensetzungen aufweist, die aus der Gruppe bestehend aus GeO₃^, ^SnO _xi> ^°_χι» ^¹⁰Xa' ^Bi0x2

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und MoO ^ausgewählt sind, wo"bei 0 ·-x1 -'- 2,0; 0 —x2 <c1,5 und 0 <-x3 ^ 3,0 sind

2. Material nach. Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Oxydulfilm ein Oxydul aufweist, das aus der Gruppe "bestehend aus GeO . und SnO ^ als Hauptkomponente ausgewählt ist und das mindestens ein Oxyd ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus PbO_x^, SbO_xC, ^BiO _x5 ^VÜCi'ⁱ ^Te0 _x6 ^als

zur Steigerung der Empfindlichkeit des PiIms aufweist, wobei 0^x4-^1,0 ; 0 ^-x5 £. 1,5 und 0 <c.x6 £. 2,0 ist

3. Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Oxydulfilm als Hauptkomponente SbO ρ und als Zusatzstoffe mindestens eins der Oxyde aufweist, das aus der Gruppe bestehend aus J?bO_x4.> ^^eO _x65 ^Gu0x7 ¹^ ^BOx8 ^zur ^s^^e;i-S^erunS
der Empfindlichkeit des JPilms ausgewählt ist, wobei

£_1 und 0 </, x8 £-1,5 ist.

4-, Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Oxydulfilm TlO ρ als Hauptkomponente und mindestens ein
Oxyd als Zusatzstoff zur Steigerung der Empfindlichkeit
des ffilms aufweist, das aus der Gruppe bestehend aus TeO g

SnO_xQ und GeO-Q ausgewählt ist, wobei 0 ^- x6 έ- 2,0 ;
0 <£ x9 ^ 2 und 0 ^. x10 z_ 2 ist.

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-τ _

65583/.

5. Material nach. Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Oxydulfilm BiO ~ als Hauptkomponente und mindestens ein

Oxyd als Zusatzstoff zur Steigerung der Empfindlichkeit des Pilms aufweist, das aus der Gruppe TeO g, SnO q und SbO ^_x, ausgewählt ist, wobei 0 Δ. x6 ^- 2,0 ; 0 ^- x9 .£- 2 und 0 ^- x1i£-1,5 ist.

6. Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Oxydulfilm EEoO - als Hauptkomponente und mindestens ein Oxyd als Zusatzstoff zur Steigerung der Empfindlichkeit des Films aufweist * das aus der Gruppe bestehend aus PbO ^,,

SbO_x5, ^Bi0 _X5> ^Te0x6* ^BOx8> ^SrtOx9 ^¹*^{1 1110}Xi2 ^aufweis1;? wobei 0 έ- x4 £_ 1.0 ; 0 ^ x5 £- 1,5 ; 0 z_ x6 £. 2,0 ; 0 /- x8 .£-1,5 ; 0 ^. x9 £. 2,0 und 0^x12 £-1,5 ist.

7- Material zur· optischen Informationsspeicherung mit einem transparenten Schichtträger und einem auf letzterem abgelagerten Film, dessen Zustand zwischen einem Zustand geringer Durchlässigkeit und einem Zustand hoher Durchlässigkeit durch Anwendung elektrischer, optischer oder thermischer Energie veränderbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der JPiIm mindestens eine Oxydulzusammensetzung aufweist, die aus der Gruppe bestehend aus GeO ., SnO ., SbO p, TlO _?

und MoO _ ausgewählt ist, wobei 0 C- x1 ^ 2.0 ; 5 und O ^. x5 z_3,0 Ist.

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8. Material zur optischen Informationsspeicherung mit einem lichtundurchlässigen Schichtträger und einem darauf abgelagerten Film, dessen Zustand zwischen einem Zustand geringen Eeflexionsvermögens und einem Zustand großen Reflexionsvermögens durch Anwendung elektrischer, optischer oder thermischer Energie veränderbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der PiIm mindestens eine Oxydulzusammensetzung aufweist, die aus der Gruppe bestehend aus GeO ,.,

SnO_x^, SbO_x2, Τ10_χ2, ΒίΟ_χ2 und ΜοΟ_χ5 ausgewählt ist, wobei 0-i_x1^2,0; 0 Zx2 <-1,5 und 0 L· x3 ^3.0 ist*·

9· Verfahren zur Herstellung eine.s Materials zur optischen Informationsspeicherung mit einem Schichtträger und einem auf letzterem abgelagerten Oxydulfilm, dadurch gekennzeichnet , daß für den Film eine Zusammensetzung aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus GeO_x1, $ηΟ_χ/], SbO _χ2 ^τ:3-^ο _Χ2' ^Bi0x2 und MoO_x, besteht, wobei 0 ^n ^-2,0 ; 0 /ix2/L1,5 und 0 ^-x3 I- 3jO ist, und daß ein Oxyd, das aus der Gruppe bestehend aus GeO₂, SnO₂, Sb₃O₅, Tl₂O₅, Bi₂O₅ und MoO₅ ausgewählt wird, unter Desoxydationsbedingungen verdampft und der Dampf auf den Schichtträger abgeschieden werden.

10. Verfahren nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitsschritt des Verdampfens unter Desoxydationsbedingungen das Erhitzen der Oxyde mit Re akti ons elementen im Vakuum und das Verdampfen bei einea Vakuum der Größenordnung von 5 x 1O*"-³ inmHg umfaßt.

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11. Verfahren zur Herstellung eines Materials zur optischen Informationsspeicherung mit einem Schichtträger und einem darauf abgelagerten Film, dessen Zustand zwischen einem Zustand geringer optischer Dichte und einem Zustand hoher optischer Dichte durch Anwendung elektrischer, optischer oder thermischer Energie verändert werden kann, gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte, daß eine feste Lösung zubereitet wird, die aus der Gruppe, bestehend aus der Hauptkomponente GeOp oder SnOp und einem Zusatzstoff PbO, Sb₂O_x, Bi₂O_x oder TeOp, einer Hauptkomponente SbpO_x

und einem Zusatzstoff PbO, TeO₂, CuO oder B₂O_x, einer Hauptkomponente Bi₂O_x und einem Zusatzstoff TeO₂, SnO₂ oder GeO₂, einer Hauptkomponente Tl₂O, und einem Zusatzstoff TeO₂, SnO₂ oder GeO₂ oder einer Hauptkomponent MoO₃, und einem Zusatzstoff PbO, Sb₀O_x, Bi₀O_x, TeO₀, B₀O_x, SnO₀ oder In₂O;, ausgewählt wird, und daß die feste Lösung unter Desoxydationsbedingungen verdampft und der Dampf auf dem Schichtträger niedergeschlagen werden.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Verfahrensschritt der Vorbereitung der festen Lösung das Mischen der Hauptkomponente und des Zusatzoxyds jeweils in pulvriger Form, das Erhitzen der Mischung der Pulver auf die Schmelztemperatur, das Halten der geschmolzenen Mischung 3 bis 4 Stunden auf der Schmelztemperatur und das Härten der geschmolzenen Mischung umfaßt.

Ho/z a

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