FR2591014A1 - Dispositif d'enregistrement-lecture d'informations, son procede d'enregistrement; lecture et systeme d'enregistrement; lecture mettant en oeuvre ce dispositif et ce procede. - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un dispositif d'enregistrement-lecture d'information, son procédé d'enregistrement-lecture et un système mettant en îoeuvre ce dispositif et ce procédé. Le support d'enregistrement 1 est principalement une bande soupe en polymère ferroélectrique en couche mince mobile par rapport à une tête d'enregistrement fixe 2 permettant d'appliquer un champ électrique d'enregistrement à une face 11 de la bande, l'autre face 10 de la bande étant maintenue à un potentiel de référence (la masse par exemple) à l'aide d'un moyen d'application (galets 4, 5) en matériau conducteur. Une tête de lecture 3 également fixe permet de chauffer la bande 1 à l'aide de moyens de chauffage 32 et de mesurer les charges engendrées par effet pyroélectrique. (CF DESSIN DANS BOPI)

Description

DISPOSITIF D'ENREGISTREMENT-LECTURE D'INFORMATIONS,
SON PROCEDE D'ENREGISTREMENT-LECTURE
ET SYSTEME D'ENREGISTREMENT-LECTURE METTANT EN
OEUVRE CE DISPOSITIF ET CE PROCEDE
L'invention concerne un dispositif d'enregistrement-lecture d'informations et plus particulièrement un dispositif d'enregistrement-lecture haute densité dont le support d'enregistrement est réalisé en matériau ferroélectrique. L'invention concerne également un procédé d'enregistrement-lecture utilisant un tel dispositif d'enregistrement-lecture d'informations ainsi qu'un système mettant en oeuvre ce procédé et ce dispositif.

La conception d'un dispositif d'enregistrement-lecture dont le support d'enregistrement est en matériau ferroélectrique est rendu possible par l'existence de matériaux ferroélectriques polymères en films minces qui permettent de constituer des supports d'enregistrement tels que des bandes à la manière des bandes magnétiques ou de réaliser le revêtement de disques d'enregistrement.

L'idée de constituer des mémoires exploitant le cycles d'hystérésis des ferroélectriques à la manière de celui des ferromagnétiques remonte à l'origine même des ferroélectriques, mais jusqu'à présent n'a pas pu être exploité efficacement sauf dans quelques cas ponctuels de mémoires optiques.

Il convient de remarquer tout d'abord qu'a la différence des ferromagnétiques, la propriété fondamentale de mémoire liée à l'existence du cycle d'hystérésis n'est pas exploitée industriellement.

On aurait pu penser que les ferroélectriques constitueraient les analogues électriques des mémoires magnétiques; comme on le verra ci-après, les applications de mémoire utilisant les deux états rémanents de la polarisation n'existent pas actuellement du fait des difficultés qui se présentent à la commutation de la polarisation.

Des essais visant à transposer aux ferroélectriques l'arran gement matriciel des mémoires à tores ferromagnétiques ont tous été voués à l'échec. Dans ces dernières, l'élément m.n. adressé par des courants ic/2 circulant dans les conducteurs de la ligne m et de la colonne n, peut basculer, car il est sousmis à un champ magnétique égal ou légèrement supérieur au champ coercitif Hc; les éléments voisins sont soumis au champ Hcl2, et du fait de la rectangularité du cycle Aimantation/champ magnétique, ils ne basculent pas, même après un grand nombre de "demi-sollicitations".

Comme cela est expliqué dans l'article de Monsieur François
MICHERON publié en juin 1985 dans la publication "Les techniques de l'Ingénieur",dans un ferroélectrique, le champ coercitif est en général voisin du champ de claquage du diélectrique. Sous un champ appliqué aussi intense, il se produit des injections de charges aux électrodes, de même que des séparations de charges au sein du diélectrique (électrolyse en phase solide). Il en résulte que le champ électrique à l'intérieur du ferroélectrique n'est pas uniforme (voir figure 1) et s'écarte notablement du champ moyen Em correspondant au rapport de la tension appliquée V à l'épaisseur e.Même si Em est inférieur au champ coercitif (Em = Ec/2 par exemple, correspondant à une demi sollicitation), l'application répétée de la tension V peut amener à la situation où localement, le champ électrique peut excéder le champ coercitif: il se forme alors un domaine (voir figure 2) de polarisation inverse de la polarisation initiale, dont les parois peuvent ensuite se propager dans le ferroélectrique, et ainsi provoquer le basculement complet de l'élément mémoire, même si le champ coercitif n'a pas été atteint en moyenne: l'application répétée de demi-sollicitations entraîne graduellement le renversement de polarisation (figure 3), donc la perte de l'information mémorisée.

Pour pallier ces inconvénients, il a été proposé d'adresser en parallèle tous les éléments d'un substrat ferroélectrique mémoire et d'effectuer une lecture non destructive de l'information stockée sous forme d'états différents de polarisation rémanente, en exploitant une propriété dépendante de l'état de polarisation.

Cependant, le procédé de lecture utilisé est un procédé de lecture optique.

Dans ces conditions, il apparaît que l'impossibilité d'utiliser le cycle des ferroélectriques dans la fonction mémoire vient de ce que macroscopiquement, le champ coercitif est mal défini: les champs de charge d'espace qui se créent par migration de charges, due à la conductivité, finissent par écranter le champ coercitif, ce qui revient à supprimer l'effet de seuil nécessaire à l'accès matriciel.

Or, il se révèle que cet effet est limité dans les polymères ferroélectriques, du fait d'une plus faible conductivité. Par ailleurs, les quelques cas ponctuels de stockage d'information dans les ferroélectriques #qui utilisent la propriété du cycle d'hystérésis mettent en jeu des céramiques, c'est-à-dire des matériaux polycristallins, où la division naturelle en "grains" favorise des états multidomaines stables. Les polymères ferroélectriques peuvent être considérés comme des matériaux polycristallins où, compte tenu de la faible dimension des cristallites (quelques centaines d'Angstroems), chaque cristallite est certainement monodomaine, mais où leur très grand nombre permet des répartitions spatiales de polarisation très fines, donc de très grandes densités de stockage.

De plus, des polymères à caractère ferroélectrique vrai, présentant à température ambiante une phase cristalline -ferroélectrique inconditionnellement stable sont apparus dans la famille des copolymères, (polyfluorure de vinylidène (PVF2 ou PVDF) - polytrifluoroéthylène (PVF3 ou PTrFE).

Toutes les compositions de ces copolymères s'pavèrent utilisables avec un degré de stabilité croissant avec le contenu de polyfluorure de vinylidène (PVF2 ou PVDF). Enfin, ces polymères pouvant être aujourd'hui extrudés sous forme de films très minces (jusqu'à moins d'un micron), ou déposés sous forme de laque sur une autre bande de polymère, ou même obtenus par découpe au microtome dans un bloc massif. Ils peuvent donc être mis en oeuvre sous forme de bandes à la manière des bandes magnétiques ou déposés comme revêtement actif sur des supports tels que des disques.

La lecture non destructive peut être effectuée par la mesure d'une propriété dépendant de l'état de polarisation. Les différences d'indices de réfraction entre états polarisés et non polarisés sont trop faibles pour être mises en évidence dans ces matériaux avec un rapport signal à bruit suffisant, surtout compte tenu des faibles épaisseurs requises par la haute densité de réalisation. Les différences de permittivité entre états polarisés et non polarisés pourraient être exploités (écart relatif = 30%), mais leur mise en oeuvre nécessite une mesure d'impédance par point, et paraît rédhibitoire.

A noter par ailleurs que dans ces matériaux, effets électrooptiques et variations de permittivité sont des effets quadratiques de la polarisation c'est-à-dire que deux états de polarisation de signes opposés ne peuvent être mis en évidence, ce qui limite encore la dynamique à la lecture.

Au contraire, effets piézoélectriques et effets pyroélectriques sont fonctions linéaires de la polarisation rémanente, ce qui permet d'exploiter deux valeurs opposés de la polarisation rémanente comme les deux états stables d'un point mémoire. Plutôt que d'exploiter l'effet piézoélectrique, qui impose nécessairement à la lecture l'application d'une contrainte mécanique statique (pouvant néanmoins se limiter à une traction sur la bande) ou dynamique, l'invention envisage d'exploiter l'effet pyroélectrique, beaucoup plus souple dans sa mise en oeuvre.

C'est pourquoi selon l'invention on se propose d'utiliser les propriétés pyroélectriques des matériaux ferroélectriques pour concevoir un nouveau type de dispositif d'enregistrement-lecture d'information ainsi qu'un procédé et un système d'enregistrementlecture mettant en oeuvre ce dispositif.

L'invention concerne donc un dispositif d'enregistrementlecture d'informations caractérisé en ce qu'il comporte un support d'enregistrement en matériau ferroélectrique possédant une première face et une deuxième face, un moyen d'application d'un potentiel de référence déterminé à la première face, un moyen d'enregistrement permettant à l'enregistrement d'appliquer un champ électrique à la deuxième face et un moyen de lecture permettant, à la lecture, de chauffer le support d'enregistrement et de recueillir, par la deuxième face, un courant électrique dû à un effet pyroélectrique.

L'invention concerne également un procédé d'enregistrementlecture d'informations mettant en oeuvre un dispositif d'enregistrement-lecture d'informations, caractérisé en ce qu'il comporte:
- une phase d'enregistrement au cours de laquelle, le support d'enregistrement étant polarisé, l'enregistrement d'une information se fait par application d'une tension de dépolarisation à la deuxième face du support d'enregistrement, la première face étant au potentiel de référence
- et une phase de lecture au cours de laquelle le support d'enregistrement est chauffé à l'emplacement à lire tandis qu'on mesure le courant dû à cet échauffement par effet pyroélectrique.

Enfin, l'invention concerne également un système d'enregistrement-lecture d'informations mettant en oeuvre le dispositif d'enregistrement-lecture et le procédé d'enregistrementlecture caractérisé en ce qu'il comporte également un dispositif d'alimentation électrique connectable à la tête d'enregistrement et permettant de lui appliquer un potentiel d'enregistrement, un dispositif de détection de courant connectable à la tête de lecture et un circuit de commande permettant de connecter soit le dispositif d'alimentation électrique à la tête d'enregistrement, soit le dispositif de détection de courant à la tête de lecture.

Les différents objets et caractéristiques de l'invention apparaîtront plus clairement dans la description qui va suivre, faite à titre d'exemple en se reportant aux figures annexées qui représentent:
- les figures 1 à 3, des courbes de fonctionnement en courant d'un dispositif ferroélectrique;
- la figure 4, un dispositif d'enregistrement-lecture selon l'invention
- la figure 5, un exemple de réalisation détaillé d'un dispositif d'enregistrement-lecture selon l'invention;
- la figure 6, une variante de réalisation du dispositif de la figure 5;
- la figure 7, un dispositif d'enregistrement-lecture selon l'invention dans lequel le support d'enregistrement possède une face métallisée;
- la figure 8, une courbe explicative du processus d'enregistrement de l'information;;
- la figure 9, des courbes mettant en évidence l'influence de la température sur le cycle d'hystérésis du matériau du support d'enregistrement de l'invention;
- la figure 10, une tête multipistes selon l'invention;
- la figure 11, un système d'enregistrement multipiste selon l'invention;
- la figure 12, une autre variante de réalisation du dispositif de la figure 5.

En se reportant à la figure 4, on va tout d'abord décrire un dispositif d'enregistrement-lecture conforme à l'invention.

Ce dispositif comporte une bande d'enregistrement 1 et deux bobines supports 14 et 15 permettant à la bande d'être enroulée sur l'une ou l'autre bobine au choix. Un système de cabestan 12 et 13 assure le déplacement de la bande à une vitesse constante. A titre d'exemple, la bande 1 se déplace selon le sens indiqué par la flèche
D et passe donc de la bobine 14 sur la bobine 15.

La bande 1 se déplace devant une tête d'enregistrement 2 et une tête de lecture 3. Des galets presseurs 4 et 5 appliquent la bande 1 contre les têtes 2 et 3. Comme on le verra ultérieurement, ces galets presseurs sont conducteurs de l'électricité et sont connectés à un potentiel de référence tel que zéro volt par exemple.

En se reportant à la figure 5, on va donc maintenant décrire un exemple détaillé de réalisation du dispositif d'enregistrementlecture de l'invention.

Ce dispositif comporte le support d'enregistrement 1 repré senté sur la figure 4 sous la forme d'une bande similaire à une bande d'enregistrement magnétique. Cette bande 1 est en matériau ferroélectrique. Elle se déplace selon le sens indiqué par le flèche D, avec sa face 10 en contact avec les galets presseurs 4 et 5. Les galets 4 et 5 sont à un potentiel de référence, la terre T par exemple, de façon que leur partie en contact avec la bande 1 soit maintenue à ce potentiel de référence.

De l'autre coté de la bande 1 par rapport au galet 4, une tête d'enregistrement 2 est en contact avec la face 11 de la bande. Un générateur 20 dont l'une des bornes est à la terre, a sa deuxième borne connectée à la tête d'enregistrement 2 et permet de lui appliquer un potentiel Ve.

La tête de lecture 3 est également en contact avec la face 11 de la bande 1 de l'autre côté de la bande par rapport au galet 5.

Cette tête comporte des moyens de chauffage tel qu'une source laser de chauffage 32 alimentée par une source de courant non représentée et émettant un faisceau 31 vers la bande 1. Un détecteur de courant 30, dont une borne est connectée à la terre et l'autre borne est connectée à la tête de lecture 3, permet de détecter des variations de champs électriques.

L'enregistrement d'informations sur la bande 1 se fera par l'enregistrement d'éléments binaires "I" ou "0".

Dans ce qui suit on conviendra qu'un élément binaire "1" est matérialisé par un volume de la bande ferroélectrique 1 polarisé perpendiculairement au plan de la bande.

Un élément binaire "0" est matérialisé par un volume de la bande non polarisé ou polarisé à 7r radians par rapport à la direction de polarisation choisie pour l'élément binaire "1".

L'élément binaire "0" correspondra donc à un signal de polarité opposé à celui de l'élément binaire "1", ce qui augmentera la dynamique de lecture.

La bande non enregistrée, c'est-à-dire dans un état ne contenant pas d'informations significatives, est soit uniformément non polarisée, soit uniformément polarisée négativement. Il est préfé rable que cet état uniforme soit un état polarisé négativement qui est plus stable que l'état dépolarisé. C'est ce qui sera considéré dans la suite de la description bien que la situation inverse soit possible sans sortir du cadre de l'invention.

La bande d'enregistrement est en matériau polymère tel que du polyfluorure vinyl (PVF2), du polyfluorure de vinylidène (PVF2 ou
PVDF) ou du polytrifluoroéthylène (PVF3 ou PTrFE) par exemple.

Elle peut être également en matériau copolymère tel que (PVF2/TrFE). La composition d'un copolymère sera choisie de façon à ce que la valeur de son champ coercitif soit acceptable. Une composition optimale pourrait se situer au voisinage de 70% de VF2 et 30% de VF3 ce qui permettrait d'avoir une stabilité thermique suffisante avec une température de Curie se situant aux alentours de 120 degrés Celsius, ainsi qu'un champ coercitif accessible se situant entre 100 et 200 KV/cm à température ambiante.

D'autres compositions VF2/VF3 s'avèrent utilisables avec un degré de stabilité croissant avec le contenu de VF2, y compris VF2 pur, pour peu que l'on y ait induit initialement l'une des phases polaires, soit 6, soit '.

L'enregistrement d'informations sur la bande 1 à l'aide du dispositif de la figure 1 se fait par application d'un champ électrique entre la tête d'enregistrement 2 et le galet 4, à l'aide du générateur 20.

A température ambiante, si le champ coercitif de la bande est situé entre 100 et 200 KV/cm, pour un enregistrement de 2 um, la tension d'inscription doit être comprise entre 20 et 40 volts. Dans ces conditions de fonctionnement, les temps de polarisation les plus courts observés sont de l'ordre de 1 US. Un tel temps d'enregistrement est compatible avec un système d'enregistrement sur bande comportant un grand nombre de pistes N = 1000 pistes et prévoyant un débit d'enregistrement de D = 10 Mbits/s qui n'exige qu'un temps d'enregistrement:
t =#N# = lon secondes.

A titre d'exemple, la polarisation rémanente étant environ 0.05 Cm-22, la charge apportée à l'enregistrement est
qi = 0,05. 5. 10-12
coulomb, ce qui correspond à un courant d'enregistrement

(pour le bit "0" = volume non et à courant i'e = 2 i e = 5 nA pour le bit "0" = volume polarisé négativement.

D'où la puissance électrique Pe à l'enregistrement avec
Ve ~50v et i # 5 nA, on a Pe=Q25 #1W.

En ce qui concerne la lecture des informations enregistrées sur la bande, la lecture non destructive de l'information enregistrée n'est possible qu'en faisant apparaître une distribution de charges ou de potentiel représentative de la répartition de polarisation en volume.

Le champ électrique associé à la polarisation rémanente est toujours écranté par un champ de charge d'espace, dû à des charges de surface ou à des charges internes qui migrent sous l'effet du champ interne. Le temps d'établissement de ce système de charges d'écran est de l'ordre de grandeur du temps de relaxation de
Maxwell, soit, dans le cas des polymères considérés, de plusieurs secondes à plusieurs minutes. En revanche, le temps de réponse à une sollicitation thermique de la polarisation dipolaire est très faible et très inférieur à 1 n#S. D'où il ressort que l'état de polarisation interne peut être mis en évidence par une sollicitation transitoire; le temps de retour à l'équilibre du potentiel de surface est gouverné par le temps d'annulation de la sollicitation et par le temps de relaxation de la charge d'espace.

Le dispositif de l'invention comporte donc une tête de lecture 3- équipée d'un système de chauffage représenté sur la figure 5 par une source laser 32 logée dans la tête de lecture 3, alimentée par des impulsions de courant à l'aide de moyens non représentés. Le système de chauffage pourra être constitué de tout autre moyen permettant d'élever localement la température de la bande de façon transitoire.

Selon une variante de réalisation représentée en figure 12, la tête de lecture 3 est chauffée uniformément par un moyen de chauffage tel qu'une résistance de chauffage 33 alimentée par une source électrique 34.

Un échauffement de la bande #T a pour effet de faire varier d'une quantité #P ou -#P la polarisation rémanente comme cela est représenté sur la figure 8. Selon l'information binaire "0" ou "1" à lire, on a donc une variation positive de la polarisation AP ou négative -#P qui donne lieu à une variation de potentiel détectée par la tête de lecture 3 et le détecteur 30.

La tête de lecture 3 permet donc bien de détecter les informations "0" ou "1" enregistrées sur la bande.

Pour assurer de multiples relectures, le dispositif de l'invention prévoit de ne pas faire apparaître plus de quelques pour cents de la polarisation rémanente.

Avec une variation de la polarisation
#p =y Pr on aura par exemple y = 5. 10-2.

La variation de la polarisation en fonction de la température est de la forme:
#P = pAT p étant un coefficient pyroélectrique propre au matériau constituant la bande 1.

Pour obtenir une variation de polarisation #P il convient donc de soumettre la bande 1 à une sollicitation thermique sous une variation de température AT telle que: #T = y Pr - Pr .#.î0#2
P P
Si le matériau constituant la bande 1 est du polyfluorure de vinyle (PVF2), la polarisation rémanente Pr a pour valeur:
Pr = 10-2 5 -2 et le coefficient pyroélectrique: p = 2,5.10 -5 C.m 2 degrés K 1.

La variation de température AT nécessaire est donc:
#T =100 degrés Celsius.

Si le matériau constituant la bande 1 est un copolymère
P(VF2/TrFE), la polarisation rémanente Pr pourra atteindre la valeur:
Pr = 0,1 C,m-2 et le coefficient pyroélectrique
p=l0-4 m;-2 degrés K-1 La variation de température AT nécessaire est alors:
QT =50 degrés Celsius.

C'est pourquoi, comme on l'a vu précédemment le matériau de la bande 1 aura une composition optimale permettant de fonctionner dans des conditions accessibles de températures et de tensions dans le domaine des appareils d'enregistrement-lecture d'informations.

De plus, le dispositif de lecture de l'invention permet de réaliser une bonne lecture en effet, la variation de polarisation est
#P =y Pr
= =5.10-2. 5.10-2
= 2,5.10-3 C.m-2
La charge engendrée par cette variation de polarisation est: AQ = AP x S
S étant la surface d'un élément binaire à lire,
soit S = 5 m par exemple, donc #Q = 1,25.10-14 C.

Le courant de lecture est donc

Ce courant peut être détecté par le détecteur 30.

Par ailleurs, on peut démontrer qu'il est possible d'obtenir un rapport signal/bruit acceptable. En effet, l'énergie d'agitation thermique étant:
kT avec T = température
k = constante de Boltzmann
= 4. 10-23 iK#1
La résistance d'entrée de la tête de lecture est telle qu'à une fréquence de coupure maximale de 50 Khz sa valeur est d'environ R p = 80 M, SZ.

Le bruit en courant de cette résistance est:
i2 = #-kT Af
Les exemples numériques ci-dessus donnent donc pour une température T = 100 Celsius

d'où i ~ 3. 10-12 A.

Ce bruit en courant est nettement inférieur au-courant de lecture et donne un rapport signal/bruit de 30 dB.

En diminuant la sollicitation de lecture d'un facteur 3 ce qui correspond à quelques dizaines de degrés pour la température T, on peut réduire le rapport signal sur bruit à 20 dB.

Le dispositif de l'invention peut être amélioré en combinant à la tête d'enregistrement 2, des moyens de chauffage représentés sur la figure 6 sous la forme d'un filament de chauffage 22 alimenté par une source de courant 21. Ce dispositif de chauffage peut être également une source de rayonnement laser.

Le chauffage de la tête d'enregistrement permet d'abaisser la valeur du champ nécessaire à un enregistrement. En effet, le cycle d'hystérésis à température ambiante est représenté par la courbe T1 sur la figure 9 et fournit des champs coercitifs -Ec 1#et +Ecl. Par contre, en chauffant la bande d'enregistrement à température T2, le cycle d'hystérésis représenté par la courbe T2 est plus petit et les champs coercitif -Ec2 et +Ec2 ont des valeurs absolues inférieures aux champs -Ecl et +Ecl.

Selon une variante de réalisation du dispositif de l'invention, on prévoit de métalliser la face 10 de la bande 1.

Cette métallisation peut être obtenue en utilisant un film support en matériau conducteur et métallisé sur une face tandis que l'autre face est revêtue d'une laque en matériau polymère ferro électrique. Ce matériau sera de préférence un copolymère de PVF2 du type P (VF2, TrFE) ou P(VF2/TFE) qui cristallise directement dans la phase polaire.

On peut également réaliser la bande 1 par collage sur un film polymère métallisé d'un film PVF2 de 2 lim d'épaisseur et préalablement monoétiré ou biétiré pour y réduire la phase polaire.

On obtient ainsi une bande 1 telle que représentée en figure 7 comportant un film 18 dont une face 19 est métallisée et qui porte sur l'autre face une couche 17 en matériau ferroélectrique 17.

La bande 1 se déplace selon le sens indiqué par la flèche D, devant une tête d'enregistrement 2 et une tête de lecture 3. La bande est légèrement pressée contre ces têtes par des galets presseurs 5 et 5' de façon que la face libre 11 de la couche 17 soit constamment en contact avec les têtes 2 et 3.

De plus, la face métallisée 19 de la bande est constamment en contact avec un galet en matériau conducteur qui est maintenu à un potentiel de référence tel qu'un potentiel nul. Ainsi, la face opposée de la bande 1 par rapport aux têtes d'enregistrement et de lecture est à un potentiel de référence.

Il est bien évident que la mise au potentiel de référence peut être assurée comme précédemment par l'un des galets presseurs 5 ou 5'.

Les têtes d'enregistrement et de lecture peuvent être réalisées sous forme de têtes multipiste.

Dans ce cas, chaque tête telle que la tête 2 représentée en figure 10 comporte sur un support en matériau isolant 24 et plus précisément sur la face de ce support qui doit être en contact avec la bande d'enregistrement 1, des électrodes tels que P1, P2, P3,...Pn en matériau conducteur. Ces électrodes sont connectées par des conducteurs Cl, C2, C3... Cn aux circuits de commande de la tête tels que des générateurs 20 pour la tête d'enregistrement 2 ou des détecteurs de courant 30 pour la tête de lecture.

De telles têtes peuvent être réalisées avec des électrodes de quelques micromètres de largeur (2 à 4 um par exemple) espacées également de quelques micromètres.

Ces têtes peuvent donc être utilisées dans des dispositifs d'enregistrement lecture utilisant des bandes de largeur de 4 à 8 mm et permettant ainsi de contenir 1000 pistes en parallèle.

A titre d'exemple, si le débit d'un dispositif d'enregistrementlecture est de 10 Mbit/s, et que la dimension d'un élément binaire dans le sens du défilement de la bande est de 1,25 lim, la vitesse de défilement est de: v = débit par piste x largeur d'élément binaire = 1,25 cm/s.

La surface d'un élément binaire est environ de 11m2.

Pour une surface de bande de 0,5 m2, cela permet avec une capacité de 1011 éléments binaires, un enregistrement de 3 heures de vidéo.

L'effacement peut être fait, à température ambiante par passage entre la poulie cabestan et un galet presseur rotatif porté uniformément à une tension de 50 à 100 volts.

La tête multipiste d'enregistrement 2 est en contact avec la bande 1, ce qui est possible, vu la vitesse de défilement de la bande (v =1 cm/s). Cette tête peut être chauffée dans son ensemble, en vue d'abaisser le champ coercitif. Les impulsion#s d'enregistrement ont une durée de 10 4 s (par piste) et une amplitude de quelques dizaines de volts. La polarité des impulsions est inverse de celle utilisée à l'effacement.

La lecture est effectuée par une tête multipiste 3, dont chaque électrode est reliée à un transistor à effet de champ. Les sorties de ces transistors sont multiplexées par un dispositif à transfert de charge. La sollicitation appliquée à la lecture est plutôt du type thermique que mécanique; en effet, la contrainte mécanique nécessaire pour obtenir un nombre de charges suffisant étant environ 1/10 du module d'Young, le risque de fluage n'est pas négligeable. Donc, avec une sollicitation thermique, il suffit que la tête de lecture soit uniformément chauffée, aux environs de 50 à 600. Cette température est inférieure à la température de dépo larisation (dépolarisation négligeable observée pour un stockage du polymère polarisé à 700C pendant 6000 heures).

On a supposé jusqu a présent que les n pistes de la bande étaient enregistrées et lues en parallèle par des têtes à n circuits, chauffées uniformément. Il est possible de réduire le nombre de circuits par tête dans le cas où l'on ajoute un adressage thermique à des groupes de pistes. Si l'on dispose de m positions d'adressage, par chauffage, à l'aide par exemple d'un laser défléchi selon m angles possibles ou à l'aide de m lasers ou diodes électroluminescentes, le nombre de circuits d'enregistrement et de lecture par tête sera réduit à nom .

m
En se reportant à la figure 11, on va décrire un exemple d'organisation d'un tel système.

Ce système a été représenté selon une coupe transversale au déplacement de la bande 1. On trouve donc : la bande 1 vue selon sa tranche, et une tête d'enregistrement ou de lecture, (par exemple une tête d'enregistrement 2) située sous la bande 1.

La tête d'enregistrement comporte des électrodes Pl.1 à P3.4 réparties en trois groupes de quatre électrodes. Chaque groupe d'électrodes permet de lire les pistes de la bande contenues dans une zone particulière Z1 à Z3. Les électrodes de chaque groupe sont connectées par des groupes de conducteurs (C 1.1 à Cri.4 pour le premier groupe, C2.1 à C2.4 pour le deuxième groupe et C3.1 à C3.4 pour le troisième groupe) à un dispositif de commutation SW. Le dispositif de commutation SW permet de connecter sélectivement un groupe de conducteurs à des circuits d'inscription.Par exemple, il permet de connecter le groupe de conducteurs Cl.l à C1.4 aux circuits d'inscription CLI à CL4, les conducteurs Cl.l, C1.2, C1.3, C1.4 étant connectés respectivement aux conducteurs L1, L2, L3,
L4.

Un circuit de commande UC fournit un signal de commande
CC permettant de commander le dispositif de commutation SW.

Lorsqu'ils sont connectés à un groupe de conducteurs (Cl.1 à C1.4 par exemple) les circuits CLI à CL4 leur fournissent un potentiel de commande d'inscription.

Pour le cas où la tête représentée est une tête de lecture, les circuits CLI à CL4 sont des détecteurs de courant fonctionnant comme décrit précédemment.

Parallèlement, un dispositif de chauffage permet de chauffer sélectivement les zones Z1, Z2 ou Z3 de la bande 1. Ce dispositif de chauffage est commandé par le circuit de commande UC et reçoit, par exemple, le signal de commande CC qui lui commande de chauffer la zone de la bande tandis que le même signal de commande CC commande la connexion par le dispositif SW des électrodes situées sous ladite zone aux circuits CLI à CL4.

Par exemple, lorsque le signal de commande CC commande la connexion par le dispositif SW, des conducteurs Cl.1 à C1.4 aux circuits CLI à CL4, il commande également le chauffage de la zone Zl de la bande.

Un instant plus tard le circuit CC peut commander la connexion des conducteurs C2.l à C2.4 aux circuits CLI à CL4 tandis qu'il commande le chauffage de la zone Z2, et ainsi de suite.

Sur la figure 11, le dispositif de chauffage a été représenté par une source laser 9 dont le faisceau laser peut être défléchi selon trois directions X1, X2, X3 possibles pour chauffer au choix l'une des trois zones Z1, Z2, Z3 de la bande 1.

Le signal de commande CC reçu du circuit de commande UC permet à la source laser 9 de commander l'orientation du faisceau laser selon l'une des directives (Z1 à Z3) en fonction du groupe de conducteurs connecté aux circuits CLI à CL4 comme cela a été décrit précédemment.

Selon une variante de réalisation non représentée, on prévoit autant de sources de chauffage, telles que des sources laser, qu'il y a de zones (Z1 à Z3) à chauffer. Une source de chaleur est donc associée à une zone (Z1 par exemple) de la bande 1 et est commandée par le circuit de commande CC tandis que le groupe de conducteur (C 1.1 à Cl.4 par exemple) correspondant aux électrodes situées dans ladite zone (Z1) sont connectées aux circuits CLI à
CL4.

Dans ce qui précède, on a décrit des exemples de réalisation dans lesquels le support d'enregistrement se présente sous la forme d'une bande d'enregistrement en matériau ferroélectrique. Cependant, l'invention est applicable à toute autre forme de supports d'enregistrement. Notamment, sans sortir du cadre de l'invention, le support d'enregistrement peut être un disque en matériau ferroélectrique. Il peut être également réalisé à l'aide d'un disque dont une face est métallisée et l'autre face comporte une couche de matériau ferroélectrique. Comme décrit précédemment, cette couche de matériau ferroélectrique peut être réalisée par laquage à l'aide d'un polymère ferroélectrique ou par collage d'un film polymère préalablement monoétiré ou biétiré.

Il est bien évident que les valeurs numériques données dans la description qui précède ne sont données qutà titre d'exemple mais que d'autres valeurs peuvent être envisagées sans sortir du cadre de l'invention.

Claims (32)

REVENDICATIONS

1. Dispositif d'enregistrement-lecture d'informations caractérisé en ce qu'il comporte:

un support d'enregistrement (1) en matériau ferroélectrique possédant une première face (10) et une deuxième face (11); au moins un moyen d'application (4) d'un potentiel de référence (T) déterminé à la première face (I 0); un moyen d'enregistrementlecture comprenant un moyen d'enregistrement (2) permettant à l'enregistrement d'appliquer un champ électrique à la deuxième face (11) et un moyen de lecture (3) permettant, à la lecture, de chauffer le support d'enregistrement et de recueillir, par la deuxième face (11), un courant électrique dû à un effet pyroélectrique.

2. Dispositif d'enregistrement-lecture selon la revendication li caractérisé en ce que le moyen de lecture (3) comporte un moyen de chauffage (32) lui permettant, à la lecture de chauffer le support d'enregistrement (1) et de recueillir, par la deuxième face (11) un courant électrique dû à l'effet pyroélectrique.

3. Dispositif d'enregistrement-lecture d'information selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen d'application du potentiel de référence applique le potentiel de référence sur la première face (10) en une zone située en vis-à-vis du moyen d'enregistrement-lecture.

4. Dispositif d'enregistrement-lecture d'informations selon la revendication 1, caractérisé en ce que le support d'enregistrement a sa première face (10) revêtue d'une couche d'un matériau conducteur (18) de l'électricité et le moyen d'application du potentiel de référence applique le potentiel de référence à cette couche de matériau conducteur.

5. Dispositif d'enregistrement-lecture d'informations selon l'une des revendications 1 ou 4, caractérisé en ce que le support d'enregistrement est une bande d'enregistrement mobile dans le sens longitudinal, que le moyen d'application du potentiel de référence fait légèrement pression sur la première face (10) de la bande et que le moyen d'enregistrement-lecture est fixe et fait légèrement pression sur la deuxième face (11) de la bande.

6. Dispositif d'enregistrement-lecture d'informations selon la revendication 5, caractérisé en ce que le moyen d'application d'un potentiel de référence comporte un galet mobile autour d'un axe fixe, et s'appuie par sa périphérie cylindrique sur la première face (10) de la bande d'enregistrement.

7. Dispositif d'enregistrement-lecture d'informations selon la revendication 5, caractérisé en ce que le moyen d'enregistrement (2) et le moyen de lecture (3) comportent respectivement une tête d'enregistrement et une tête de lecture, toutes deux en matériau conducteur et possédant une surface courbe- et lisse dont le rayon de courbure permet une application sur la bande d'enregistrement et un défilement avec frottement de la bande sur les têtes.

8. Dispositif d'enregistrement-lecture d'informations selon la revendication 7, caractérisé en ce que chaque tête comporte un nombre déterminé (n) d'éléments en matériau conducteur isolés les uns des autres et disposés côte à côte selon la largeur de la bande d'enregistrement (1).

9. Dispositif d'enregistrement-lecture d'informations selon la revendication 2, caractérisé en ce que le moyen de chauffage est une source à rayonnement laser alimentée par des impulsions de courant.

10. Dispositif d'enregistrement-lecture d'informations selon la revendication 7, caractérisé en ce que la tête de lecture comporte une source de chaleur (32) permettant de porter la tête de lecture à une température déterminée.

11. Dispositif d'enregistrement-lecture d'informations selon la revendication 9, caractérisé en ce que la source à rayonnement laser est dirigée sur la deuxième face- (10) du support d'enregistrement (1) de façon à chauffer celui-ci.

12. Dispositif d'enregistrement-lecture d'informations selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'à chaque élément de la tête de lecture est associée une source de chaleur permettant de chauffer un emplacement à lire sur la bande d'enregistrement (1).

13. Dispositif d'enregistrement-lecture d'informations selon la revendication 8, caractérisé en ce que les éléments de la tête de lecture sont répartis en groupe et qu'à chaque groupe d'éléments est associée une source de chaleur.

14. Dispositif d'enregistrement-lecture d'informations selon la revendication 8, caractérisé en ce que les éléments de la tête de lecture sont répartis en groupes et comprenant une source lumineuse unique permettant de chauffer la bande d'enregistrement 1, et un dispositif de déflexion permettant de dévier un faisceau lumineux émis par la source lumineuse vers différents emplacements de la bande d'enregistrement (1).

15. Dispositif d'enregistrement-lecture d'information selon la revendication 1, caractérisé en ce que le potentiel de référence est la terre et que le moyen d'application est connecté à la terre.

16. Dispositif d'enregistrement-lecture d'informations selon la revendication 1, caractérisé en ce que le matériau ferroélectrique est un matériau polymère.

17. Dispositif d'enregistrement-lecture d'information selon la revendication 15, caractérisé en ce que le matériau polymère est un polyfluorure de vinyl, un polyfluorure de vinylidène, ou un polytrifluoroéthylène.

18. Dispositif d'enregistrement-lecture d'informations selon l'une quelconque des revendications 4, 16 ou 17, caractérisé en ce que le matériau ferroélectrique est étiré pour y induire une phase polaire puis revêtu par collage d'un film métallique.

19. Dispositif d'enregistrement-lecture d'informations selon l'une quelconque des revendications 4 ou 17, caractérisé en ce que le matériau ferroélectrique est un polyfluorure de vinylidène revêtu par laquage d'un film métallisé.

20. Dispositif d'enregistrement-lecture d'informations selon la revendication 17, caractérisé en ce que le matériau polymère constituant le support d'enregistrement comporte une proportion de 60 à 80% de polyfluorure de vinylidène et une proportion de 40 à 20% de polytrifluoéthylène.

21. Dispositif d'enregistrement-lecture d'informations selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte également une tête d'effacement permettant d'appliquer une tension de polarisation à la deuxième face (11) de la bande d'enregistrement.

22. Dispositif d'enregistrement-lecture d'informations selon la revendication 21, caractérisé en ce que la tête d'effacement comporte un dispositif de chauffage permettant d'élever la tête d'effacement à une température déterminée et que la tension appliquée correspond à une tension de dépolarisation à ladite température déterminée.

23. Procédé d'enregistrement-lecture d'informations mettant en oeuvre un dispositif d'enregistrement-lecture d'informations selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte:

- une phase d'enregistrement au cours de laquelle, le support d'enregistrement étant polarisé, l'enregistrement d'une information (élément binaire 1) se fait par application d'une tension de dépolarisation à la deuxième face (11) du support d'enregistrement (1), la première face (10) étant au potentiel de référence;

- et une phase de lecture au cours de laquelle le support d'enregistrement est chauffé à l'emplacement à lire tandis qu'on mesure le courant dû à cet échauffement par effet pyroélectrique.

24. Procédé d'enregistrement-lecture d'information mettant en oeuvre un dispositif d'enregistrement-lecture d'information selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte:

- une phase d'enregistrement au cours de laquelle, le support d'enregistrement étant dépolarisé, l'enregistrement d'une information (bit 1) se fait par application d'une tension de polarisation à la deuxième face (Il) du support d'enregistrement, la première face (10) étant au potentiel de référence,

- et une phase de lecture au cours de laquelle le support d'enregistrement est chauffé à l'emplacement à lire tandis qu'on mesure le courant dû à cet échauffement par effet pyroélectrique.

25. Procédé d'enregistrement-lecture d'informations selon l'une des revendications 23 ou 24, caractérisé en ce que la phase d'enregistrement prévoit un échauffement du support d'enregistrement de façon à diminuer la tension nécessaire à l'enregistrement d'une information.

26. Procédé d'enregistrement-lecture d'informations selon l'une des revendications 23 ou 24, caractérisé en ce que la phase d'enregistrement est précédée par une phase d'effacement consistant en l'application d'un potentiel inverse du potentiel d'inscription à la deuxième face (il) du support d'enregistrement, la première face (10) étant au potentiel de référence.

27. Système d'enregistrement-lecture d'informations mettant en oeuvre le dispositif d'enregistrement-lecture et le procédé d'enregistrement-lecture selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte également un dispositif d'alimentation électrique (20) connectable à la tête d'enregistrement (2) permettant de lui appliquer un potentiel d'enregistrement, un dispositif de détection de courant (30) connectable à la tête de lecture (3) et un circuit de commande (UC) permettant de connecter soit le dispositif d'alimentation électrique (20) à la tête d'enregistrement (2), soit le dispositif de détection de courant (30) à la tête de lecture (3).

28. Système d'enregistrement-lecture d'informations selon la revendication 27, caractérisé en ce que le circuit de commande (UC) permet également, lors de la connexion du dispositif de détection de courant (30) à la tête de lecture (3) de commander l'alimentation du dispositif de chauffage (32).

29. Système d'enregistrement-lecture d'informations selon la revendication 27, caractérisé en ce que le dispositif d'alimentation électrique (20) permet également de fournir un potentiel d'effacement inverse du potentiel d'enregistrement et que le circuit de commande (UC) commande au dispositif d'alimentation électrique 20 de fournir l'un ou l'autre des potentiels d'enregistrement ou d'effacement à la tête d'enregistrement.

30. Système d'enregistrement-lecture d'informations selon la revendications 27, caractérisé en ce qu'il comporte:

- autant de circuits d'inscription (CLI à CL4) qu'il y a d'électrodes (Pl.l) dans un groupe d'électrodes de la tête d'inscription,

- un circuit de commutation (SW) permettant de connecter sélectivement les électrodes d'un groupe d'électrodes aux circuits d'inscription (CLI à CL4),

- cette dite connexion se faisant sous la commande d'un circuit de commande (UC).

31. Système d'enregistrement-lecture d'information selon la revendication 27, caractérisé en ce qu'il comporte:

- autant de circuits de lecture (CLi à CL4) qu'il y a d'électrodes (P 1.1) dans un groupe d'électrodes de la tête de lecture;

- un circuit de commutation (SW) permettant de connecter sélectivement les électrodes d'un groupe d'électrodes aux circuits de lecture (CLI à CL4);

- un dispositif de chauffage associé à chaque groupe d'électrodes;

- le circuit de commande UC commandant la connexion des électrodes d'un groupe d'électrodes aux circuits de lecture tandis qu'il commande également le fonctionnement du dispositif de chauffage associé audit groupe d'électrodes.

32. Système d'enregistrement-lecture d'informations selon la revendication 27, caractérisé en ce qu'il comporte:

- autant de circuits de lecture (CLI à CL4) qu'il y a d'électrodes (P 1.1) dans un groupe d'électrodes de la tête de lecture

- un circuit de commutation (SW) permettant de connecter sélectivement les électrodes d'un groupe d'électrodes aux circuits de lecture (CLI à CL4)

- un dispositif de chauffage orientable

- le circuit de commande UC commandant la connexion des électrodes d'un groupe d'électrodes aux circuits de lecture tandis qu'il commande le fonctionnement et l'orientation du dispositif de chauffage vers ledit groupe d'électrodes.