KR20050093779A - 광학 정보 기록매체 - Google Patents

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KR20050093779A
KR20050093779A KR1020057011062A KR20057011062A KR20050093779A KR 20050093779 A KR20050093779 A KR 20050093779A KR 1020057011062 A KR1020057011062 A KR 1020057011062A KR 20057011062 A KR20057011062 A KR 20057011062A KR 20050093779 A KR20050093779 A KR 20050093779A
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랄프 커트
에릭 피. 에이. 엠. 바커스
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코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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Abstract

본 발명은, 광학 정보 기록매체와, 이 기록매체에 대해 정보를 기록 및 판독하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 광학 정보 기록매체는 발광 나노성분들을 포함한다. 나노성분 종들은 적어도 한개의 발광 파장이 다르다. 따라서, 판독 광 빔에 의해 조사된 나노성분 종들에 따라 특이적인 발광신호가 얻어진다. 이와 같은 광학 정보 기록매체를 사용하여 정보를 기록 및 판독하는 방법 및 장치도 기술된다.

Description

광학 정보 기록매체{OPTICAL INFORMATION RECORDING MEDIUM}
본 발명은, 광학 정보 기록매체와, 이 정보매체에 정보를 기록하고 이 정보매체의 정보를 판독하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
다양한 광학 정보 기록매체, 특히 콤팩트 디스크(CD) 및 디지털 다기능 디스크(DVD)매체의 형태를 갖는 기록매체가 공지되어 있다. 기록매체에 대한 변조된 레이저빔의 투사는 매체의 광학 특성의 변화를 일으키며, 이 변화는 판독 동작 동안에 광학적으로 검출될 수 있다.
예를 들면, US 6,094,410호에는, 정보 기록층들의 스택들로 사용되는, 콜레스테릭 액정 또는 다층 유전 박막 물질을 포함하는 광학 기록매체가 기재되어 있다. 사전에 선택된 정보 기록층에 레이저 빔을 향하게 함으로써, 상기 정보층에 기록된 정보에 해당하는 반사 신호가 유도되고 측정된다. 이때, 인접하는 정보층들이 (a) 각각의 정보층에 의해 반사된 빛의 극성이 다르거나 및/또는 (b) 각각의 정보층에서 방출된 반사신호의 파장이 다르도록 정보층들을 적층하여 높은 정보밀도가 얻어진다. 그러나, 이와 같은 매체에 기록가능한 정보의 밀도를 증가시키고, 붕괴시간을 증가시킴으로써 기록된 정보의 안정성을 증가시키며, 일반적으로, 더 비용효율적이고 사용하기 더 용이한 매체를 찾기 위해 더욱 더 개량이 필요하다.
본 발명에 따르면, 나노튜브들과 나노와이어들로 구성된 그룹으로부터 선택되고, 발광을 방출할 수 있는 나노성분들을 포함하는 광학 정보 기록매체에 의해 이들 목적이 달성될 수 있다.
나노튜브들과 나노와이어들은 대략 원통형 또는 프리즘 형태의 형상을 갖는 작은 몸체이다. 이하에서 이들 몸체들의 배향을 언급할 때마다, 이것은 중심이 놓인 원통형 또는 프리즘의 축의 방향과 관련된다.
때때로 필라멘트 또는 위스커들(whisker)로 불리는 나노와이어들은 다양한 물질들에 대해 기술되어 있는데, 이들 중에는, 인듐 인(InP)(X. Duan et al., Nature 409(20010, 66; J. Wang et al., Science 293(2001), 1445-1457), 산화 아연(ZnO)(M. Huang et al., Science 292(2001), 1897-1899), 갈륨 비소(GaAs) 및 갈륨 인(GaP)(K. Hanaguchi et al., Appl. Phys. Lett. 60(1992) 745; X. Duan et la., Nature 409(2001) 66), 탄화 실리콘(SiC)(S. Motojima et al., J. Crystal Growth 158(1996) 78-83), 질화 붕소(BN)(W. Han et al., Applied Physics Letters 783, 21(1998) 3095), 염화 니켈(NiCl2)(Y. Rosenfeld Hacohen et al., Nature 395(1998) 336), 이황화 몰리브덴(MoS2)(R. Remskar et al., Surface reviews and Letters, vol. 5 no 1(1998) 423) 및 이황화 텅스텐(WS2)(R. Tene et al., Nature 360(1992) 444)의 나노와이어들이 존재한다. 탄소(C)(Iijima, SD., Nature 354(1991), 56-58; Ebbesen T W and Ajayan P M, Nature 2358(1992), 220)와 실리콘(Si)(B. Li et al., Physical Review B 59, 3,(1999) 1645)의 2가지 물질이 현재 나노튜브들을 형성하는 것으로 알려져 있다.
탄소 나노튜브들은 특히 연구가 많이 진척되어 있다. 이들 나노튜브들은 기본적으로 그라파이트(sp2-) 구조의 탄소의 1층 및/또는 다층 원통형 탄소 구조이다. 금속 및 반도체 나노튜브들의 존재가 실험적으로 확인되었다. 더구나, 최근에는, 광 전기장이 중심축에 수직하게 편광되었을 때, 탄소 나노튜브들이 1.5 내지 200nm의 파장 영역에서 거의 투명하고, 광 전기장이 중심축에 평행하게 편광되었을 때, 600nm 내지 적어도 200nm의 스펙트럼 범위에서 강한 흡수가 관측되므로, AlPO4-5 단결정의 채널들 내부에 정렬된 단일벽의 4 A의 탄소 나노튜브들이 광학 이방성을 나타낸다는 것이 최근에 밝혀졌다(Li Z M et al., Phys. Rev. Lett. 87(2001) 127401-1-127401-4).
탄소로 구성된 것 이외의 나노튜브들 또는 나노와이어들에 대해 이와 유사한 특성이 발견되었다. 따라서, 나노성분들은 다음과 같은 특징을 가장 간편하게 겸비한다. 이들 나노성분들은 빛을 흡수하며, 상기 흡수 특정은 넓은 파장 범위에서 유효하고, 상기 흡수는 상기 빛의 편광 평면에 대한 나노성분들의 배향의 함수이며, 나노성분의 방향은 기계적으로 및/또는 전기장에 의해 방향이 결정되고 및/또는 안정화될 수 있다.
더구나, 나노성분들은 발광특성을 갖는 것으로 밝혀졌다. 예를 들면, 제올라이트 결정의 마이크로 채널들 내부에 형성된 단일벽 탄소 나노튜브들은 여기시에 가시 영역에서 빛을 방출한다(N. Nagasawa et al., Journal of Luminescence 97(2002), 161-167). 이와 같은 특성은 다른 형태의 나노성분들과 나노와이어들에서도 알려져 있다(J. M. Bonard et al., Phys. Rev. Lett. vol. 81, no. 7, 1441(1998); M. H. Huang et al., Science vol. 292(2001), 1897; K. Yamamoto et al., J. Phys. D: Appl. Phys. 31(1998), 34-36; X. Duan et al., Nature 409(2001), 66; J. Wang et al., Science vol. 293(2001), 1445). 방출된 (발광) 빛은 발광 나노성분의 배향에 따라 편광된다. 방출된 빛의 편광 평면은 흡수된 빛의 편광 평면과 동일한 경우가 많다는 것이 보고되었다(N. Nagasawa et al., 상기문헌 참조). 본 발명의 범주 내에서, 나노 성분의 종은, 여기시에 동일한 파장의 빛을 포함하는 발광 스펙트럼을 지닌 나노튜브들 및/또는 나노와이어들의 임의의 집합이다. 본 발명에 따른 광학 정보 기록매체의 나노성분들의 제 1 및 제 2 종은 발광 파장에서 다른데, 즉 제 1 종의 나노소자들 또는 제 2 종의 나노소자들에서만 방출되고 다른 종에 의해 방출되지 않은 적어도 한개의 발광 방사선의 파장이 존재한다. 이에 추가하여 또는 이의 대안으로, 본 발명에 따른 광학 정보 기록매체의 나노성분들의 제 1 및 제 2 종은 발광광, 즉 각각의 나노성분의 발광에 의해 방출된 빛의 편광 평면의 방향에서 차이가 난다.
나노성분들(나노튜브와 나노와이어)에 의해 방출된 발광신호의 수명은 일상적인 발광 염료들에 비해 짧다. 카본 나노튜브들에 대해, 수백 피코초에 이르는 90 나노초보다 짧은 발광신호가 얻어질 수 있는 반면에, 일상적인 발광 물질은 수 미크로초 이상의 통상적인 수면을 갖는다. 따라서, 나노성분들은 판독 또는 기록 헤드의 앞에서 회전하는 CD와 같이, 광학 정보 기록매체가 조사를 반복적으로 겪는 판독 및 기록 조건에서 특히 바람직하다. 발광신호가 짧을수록, 광학 정보 기록매체의 이전의 조사에서 발생하는 원치않는 신호가 덜 발생한다. 따라서, 나노성분들은 광학 정보 기록매체의 판독 및 기록 속도의 증가를 허용한다.
발광된 빛의 파장은 다양한 파라미터들에 의해 제어될 수 있는데, 이들 파라미터 중에서는 각각의 나노성분의 물질 및 조성, 나노성분의 도핑, 나노성분의 직경, 그것의 키랄성 및 결정의 완전성과, 나노성분을 형성하는 벽의 수를 들 수 있다.
나노성분들과, 특히 카본 나노튜브들은, 튜브 방향(이방성축)에 수직하게 편광된 빛과 평행하게 편광된 빛 사이에 매우 큰 흡광 콘트라스트를 제공한다. 405nm에서는, 예를 들어, 약 4-8의 광학 밀도가 얻어질 수 있으며, 일부의 나노와이어들에 대해서는, 편광 콘트라스트비가 90만큼 높을 수 있는 한편, 일상적인 상변화 물질은 약 1의 광학 밀도를 갖는 것을 특징으로 한다. 따라서, 본 발명의 광학 기록 매체는 그 위에 기록된 정보의 매우 정확한 판독을 허용한다. 더구나, 정보층에의 나노성분들의 이미 작은 집중은 유용한 광학 정보매체를 산출한다.
더구나, 나노성분들은 값이 싸고 경량이며 제조 및 재사용하기가 용이하다. 광학 정보 기록매체의 정보층에 나노성분들을 이용하여, 이들 장점들이 매체 자체에 용이하게 전달된다.
나노성분들은 또한 광학 정보 기록매체의 일상적인 사용하에서 매우 안정되고 쉽게 붕괴되거나 라세믹화되지 않는다. 따라서, 본 발명에 따른 광학 정보 기록매체에 일당 기록된 편광광의 흡수 패턴도 매우 안정하며, 쉽게 붕괴되지 않는다.
현재의 광학 기록매체의 정보밀도는 조사 레이저 빔의 파장과 상변화 물질의 입자 크기에 의해 제한되지 않는다. 나노성분들은 1차원으로는 매우 작으므로(예를 들면, 카본 나노튜브는 0.3nm 내지 액 100nm의 치수를 갖는다), 이들 나노성분들이 더 이상 기록매체의 정보밀도를 제한하지 않은 큰 밀도로 충전될 수 있다.
서로 다르게 배향된 나노성분들의 흡광 콘트라스트는 광범위한 범위의 파장에 대해 높다. 2개의 정보 스트림의 정보신호를 기록 및 판독할 때, 또는 이와 달리 광학 기록매체의 위치가 2개 이상 정보신호를 기록 및 판독하는데 사용될 때, 이들 정보신호의 기록 및 판독은 단일 파장에서는 수행이 불가능하며, 바람직한 실시예에서는, 각각의 정보신호에 대해, 개별적인 파장을 갖는 빛을 발광하는 광원을 제공하는 것이 불필요하다. 이것은 기록 및 판독장치의 구성을 간략하게 한다.
광학 정보 기록매체의 형태는 임의일 수 있는데, 특히 기록매체는 디스크 형태, 테이프 형태 또는 카드 형태일 수 있다.
광학 기록매체가 기본적으로 디스크 형태의 매체 또는 카드 형태의 매체이거나, 매체가 주로 신장되는 평면을 갖는 다른 형태를 갖는 경우에, 나노성분들은 그것에 수직한 평면 내에 놓이거나 배향될 수 있다. Le et al.(Science 274(1996) 1701) and Ren et al.(Science 282(1998)), 1105)는, 카본 나노튜브들이 표면에 수직하게 성장될 수 있다는 것을 천명하였으며, 카본 나토튜브들은 화학적으로 표면에 부착될 수 있으며(Z. Liu et al., Languimuir 16, no. 8(2000), 3569), 다른 나노성분 형태들에 대해서는, 표면에 수직한 제조 및/또는 도포가 마찬가지로 기재되어 있다(상기 내용 참조). 더구나, 나노성분들은 분사 제트 증착에 의해 표면에 도포될 수 있으며, 원하는 경우에는, 나중에 유동 정렬에 의해 배향될 수 있다(B. Vigolo et al., Science 290(2000), 1331; H. Shimoda et al., "Self assembly of CNTs", Advanced Materials 14 no. 12(2002), 899). 나노튜브와 나노와이어에 사용가능한 서로 다른 도포 또는 적층 방법들은 나노성분들, 특히 카본 나노튜브들을 광학 정보 기록매체의 표면에 수직하게, 특히 매체의 광 조사 방향에 평행하게 배향시킬 수 있게 한다.
특히 바람직한 광학 정보 기록매체는, 나노성분들의 제 1 및 제 2 종을 포함하며, 상기 종들은
a) 발광 파장.
b) 발광 광의 편광면의 방향, 또는
c) a) 및 b) 모두에서 차이가 난다.
서로 다른 종들은, 바람직하게는, 선택된 종들의 나노성분들로 구성된 특정한 위치에서 기록된 정보를 구별하는 것을 허용한다. 이와 같은 위치가 발광 광에 의해 조사될 때, 다른 종들의 나노성분들을 포함하는 인접한 위치에서 발생한 원치 않은 발광이 원치 않은 발광의 파장 특성, 그것의 편광 특성 또는 그것의 파장 및 발광 특성 모두에 의해 필터링 제거된다. 따라서, 2종의 발광소자들을 포함하는 광학 정보 기록매체는 이와 같은 매체에서 판독할 때 신호대 잡음비를 유리하게 향상시킨다.
따라서, 나노성분들은 다음과 같은 다수의 방법으로 광학 정보 기록장치의 위치에서 정보의 인코드를 허용한다:
정보는 발광 광의 파장 또는 편광면의 방향의 차이를 이용하여 상기 광학 정보 기록매체 상에 기록(인코드)될 수 있다. 따라서, 제 1 정보는 기록하려는 제 1 정보에 따라 광학 정보 기록매체의 위치에 있는 제 1 종의 나노성분들의 존재 또는 부재를 초래함으로써 기록될 수 있다. 그후, 제 2 정보는, 기록하려는 제 2 정보에 따라 광학 정보 기록매체의 동일한 위치에 있는 제 2 종의 나노성분들의 부재 또는 존재를 초래함으로써 기록될 수 있다. 제 1 및 제 2 종의 나노성분들이 발광 광의 발광 파장 및/또는 편광 방향에서 차이가 나므로, 이들 종들 중에서 단지 한 개의 종이 발광을 방출하는 한개의 파장 및/또는 편광이 각각 존재한다.
광학 정보 기록매체에 기록된 정보는, 이 위치를 조사하여 제 1 및 제 2 종의 나노성분들에 의해 흡광될 수 있는 빛으로 판독한 후, 각각의 종에 대해, 각각의 종들에 특이적인 발광의 강도를 측정하여 판독(디코드)될 수 있다. 발광의 특이성은, a) 파장, b) 편광면의 방향 또는 c) a) 및 b) 모두를 포함할 수 있다.
제 1 및 제 2 정보는 서로 독립될 수 있다. 예를 들어, 제 1 정보를 디지털 정보일 수 있는 반면에, 제 2 정보는 아날로그 또는 다중레벨 정보일 수 있다. 이것은 제 1 및 제 2 종들의 나노성분들에 의해 흡광되는 빛의 편광면의 방향의 차이를 이용하여 가장 간편하게 달성될 수 있다.
디지털 정보는 편광면을 (미리) 선택하고, 상기 미리 선택된 평면에 평행하게 편광된 빛을 흡수하는 선택된 종들의 한개 이상의 나노성분들을 제공하여 기록될 수 있다. 이와 같이 배향된 나노성분들을 상기한 미리 선택된 평면에 해당하는 편광면을 갖는 빛으로 조사할 때, 나노성분 또는 나노성분들의 방향에 의거하여, 빛이 흡수되거나 흡수되지 않는다. 한가지 인코딩 체계에서는, 편광면의 미리 선택된 평면의 편광된 빛을 흡수하는 나노성분들의 존재를 초래하여 디지털 "1" 정보가 기록되고, 이와 같은 나노성분의 부재를 초래하여 그후에 디지털 "0" 정보가 기록된다. 또 다른 인코딩 체계에서는 미리 선택된 편광면의 편광된 빛을 흡광하는 나노성분들의 존재를 초래하여 디지털 "1" 정보가 기록되고, 미리 선택된 편광면의 편광된 빛을 흡수하는 나노결정의 존재를 초래하여 디지털 "0" 정보가 기록된다.
마찬가지로, 광학 정보 기록매체 상에는 다중레벨 정보신호가 인코드될 수도 있다. 각각의 레벨이 인코드되기 위해서는, 대응하는 편광면이 미리 선택된다. 그후, 대응하는 미리 선택된 평면에 평행하게 배향된 선택된 종들의 한개 이상의 나노성분들의 존재(또는 부재)를 초래하여 주어진 레벨의 정보신호가 기록될 수 있다. 따라서, 레벨 정보의 판독 및 디코딩은 주어진 배향을 갖는 나노성분들이 존재하는지 아닌지를 결정하여 가능하게 된다, 이와 같은 기록 및 판독의 원리는, 나노성분 배향의 연속적인 범위를 제공하여 유사한 정보신호에 적용될 수도 있다.
광학 정보 기록매체의 특히 바람직한 실시예에서는, 나노성분들의 제 1 및 제 2 종이, 상기 나노성분에 의해 흡광되는 빛의 편광면의 방향에서 더 다르다. 따라서, 제 1 종의 나노성분들은, 그들이 제 2 종의 나노성분들에 의해 흡광되는 빛을 흡광하지 않도록 배향된다. 바람직하게는, 제 2 종의 나노성분들도, 그들이 제 1 종의 나노성분들에 의해 흡광된 빛을 흡광하지 않도록 배향된다. 따라서, 각각의 종들에 특이적인 편광면을 선택하여 나노성분들의 종들을 어드레싱하는 것이 특히 쉬워진다.
정보의 스트림은, 정보의 스트림을 개별적인 정보 신호들로 분할하고, 상기 매체 상의 각각의 위치를 각각의 정보신호에 할당하고, 상기 위치에 기록된 정보에 대응하고 선택된 인코딩 체계에 대응하는 각각의 위치에 있는 선택된 종들의 나노성분들의 존재(또는 부재)를 초래하여 본 발명에 따른 광학 기록매체에 기록될 수 있다. 이에 따르면, 각각의 종들에 대해, 기록하려는 정보에 대응하여 선편광 빛을 흡광하는 나노성분들의 패턴이 생성된다.
각각의 위치에 대해, 미리 선택된 배향의 나노성분들의 존재 또는 부재는 다른 배향을 갖는 나노성분들의 존재 또는 부재에 무관하게 정보신호를 표시할 수 있다는 것이 특히 주목할만하다. 따라서, 본 발명에 따른 기록매체는, 각각의 종들에 대해, 상기 위치가 서로 다른 배향의 적어도 2개의 나노성분이 상기 위치에 존재할 수 있을 정도로 충분히 크다면, 상기 매체의 각각의 위치에서 2가지 이사의 정보신호(또는 2가지 이상의 정보 스트림의 정보신호를) 기억할 수 있는 것을 허용한다.
예를 들어, 제 1 정보 스트림의 정보신호는 제 1의 편광면의 배향을 갖는 선편광 빛을 흡광하는 제 1 종의 나노성분들의 패턴에 의해 인코딩되는 한편, 제 2 정보 스트림의 정보신호는, 동일한 종이지만, 예를 들어, 제 1 배향과 수직할 수 있는 제 2의 편광면의 방향을 갖는 선편광 빛을 흡광하지 않는 나노성분의 패턴에 의해 인코딩될 수 있다. 이에 따르면, 제 1 및 제 2 정보 스트림에 해당하는 패턴들이, 서로 광학적으로 독립되면서, 실제로 중첩된다. 추가적인 정보 스트림의 정보신호는, 발광파장에서 제 1 또는 다른 종들과 다른 제 2 또는 다른 종들의 나노성분의 각각의 패턴에 의해 인코드될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 광학 기록매체는 높은 정보밀도를 허용한다.
본 발명에 따른 광학 정보 기록매체에 인코드된 정보를 판독하기 위해서는, 선형 편광 또는 원형 편광 빛이 사용될 수 있다. 선형 편광 빛은 적절히 배향된 나노성분들에 의해서만 흡광되는 반면에, 다른 나노성분들은 영향을 받지 않는데, 즉 이들은 강력한 발광을 나타내지 않는다. 그러나, 기록매체가 원형 편광 빛으로 조사되면, 기록매체의 조사된 위치의 나노성분들의 배향과 일치하는 편광면을 갖는 성분 또는 성분들이 흡광된다. 빛의 흡광은 각각의 나노성분들의 종에 특이적인 발광의 방출을 일으킨다. 이 방출은 상기 매체에 기록된 정보를 재구성 및 디코드하기 위해 측정되고 사용된다. 이들 양자의 경우에, 광학 정보 기록매체에서 방출된 발광 광의 강도는 상기 매체의 위치들을 조사하는 빛의 편광면과 상기 편광의 빛을 흡광하는 나노성분들의 존재 또는 부재에 따라 변조된다.
광학 정보 기록매체의 바람직한 실시예에서는, 1 종의 나노성분들, 바람직하게는, 모든 종의 나노성분들이 투명 기판 내부에 포함된다. 투명 기판은 최소한 통상적인 광학 정보 기록매체에 사용되는 파장, 즉 약 785nm, 650nm 및/또는 405nm에서 광학적으로 투명하다. 그러나, 투명기판이 자외선 범위의 더 짧은 파장, 예를 들면 290-230nm에서 투명한 것이 바람직하다. 이에 따르면, 본 발명에 따른 광학 정보 기록매체에서 높은 정보 밀도를 얻을 수 있다. 적절한 투명 기판에 대해서는 아래의 내용을 참조하기 바란다.
또한, 광학 정보 기록매체의 2 종이 각각의 종의 발광을 유도하는 각각의 조사 파장이 더 다르면 바람직하다. 이것은 나노성분들의 1종을 선택적으로 여기하고 다른 종의 나노성분들로부터의 원치 않은 발광을 억제할 수 있으므로, 광학 정보 기록매체로부터의 정보의 판독을 촉진한다.
바람직한 실시예는, 나노성분들이 반도체 나노성분들인 광학 정보 기록매체이다. 이와 같은 나노성분들은 발광을 방출하기 위해 특히 적합하다.
또한, 최소한 1종의 나노성분들, 더욱 바람직하게는 양쪽의 종의 나노성분들이 가시광 파장 범위에서 발광을 방출하는 것이 바람직하다. 이것은, 가시광에 영향을 주기 위해 다양한 값싸고 경량의 검출기들, 렌즈들 및 다른 빛에 영향을 주는 소자들을 사용할 수 있으므로, 이와 같은 광학 정보 기록매체를 위한 판독장치들의 구성 및 동작을 촉진시킨다. 가시광은 780nm와 360nm 사이의 파장의 빛을 포함한다.
광학 정보 기록매체의 또 다른 바람직한 실시예에서는, 2개의 종이 InAs, GaAs, GaN, InP, CdSe, CdS, ZnS, ZnSe, ZnO, GaP, BN, NiCl2, MoS2, SiC, Si 및 C 나노성분들로 구성된 그룹에서 선택된다. 이것은 나노성분들이 다른 성분들 또는 물질들과 도프되거나 합금이 형성되는 가능성을 포함하지 않는다. 주로 또는 전부가 열거된 물질로 구성되는 나노성분들은 가시광 파장 영역에서 강력한 발광 방사선을 방출하는데 매우 적합하다.
또한, 나노성분들이 단층 나노튜브들인 광학 정보 기록매체가 바람직하다. 이들 나노튜브들은 그들의 발광 파장과 편광 특성을 선택하는 것을 특히 용이하게 한다.
본 발명의 바람직한 실시예의 나노성분들은 카논 나노튜브들이다. 카본 나노튜브들은 광학 기록매체에서 나노성분들을 사용하여 예측되는 전술한 이점들을 가장 유리하게 겸비한다. 다음에는, 달리 명시적으로 언급하지 않으면, 나노성분들에 대한 모든 참고내용이 카본 나노튜브들에 대한 모든 참고내용과 상호교환가능하며 역도 성립한다.
2종의 나노튜브들을 그들의 발광 및/또는 편광 특성에 의해 분리하기 위해, 조성 및/또는 직경에서 2종이 다른 광학 정보 기록매체가 더욱 바람직하며, 여기에서 용어 "직경"은 외주 원의 직경을 나타낸다. 이들 파라미터는 특히 제어하기가 쉬우므로, 한가지 또는 다른 종에 나노성분들을 할당하는 것을 촉진한다.
또한, 1종의 나노성분들이 소정의 영역에서 평행하게 정렬되는 것이 바람직하다. 이와 같은 구조는 기록 또는 판독 헤드를 따라 움직이는 띠 또는 테이프 형태의 기록매체에 사용하는데 매우 적합하다. 기록 또는 판독 헤드의 시야에서는, 나노성분들의 배향이 거의 변하지 않는다. 따라서, 대응하는 기록 및/또는 판독장치의 구성과 유지보수가 용이하게 된다.
특히 바람직한 실시예는 광학 정보 기록매체의 축에 대해 1종의 나노성분들이 방사상으로 정렬되는 광학 정보 기록매체이다. 이와 같은 구조에서는, 상기 반경 방향으로 편광된 빛이 강하게 흡광되어 발광신호를 생성하는 한편, 상기 반경 방향에 수직하게 편광된 빛은 대부분 흡광되지 않는다. 이와 같은 광학 기록매체는 광 디스크 판독 및/또는 기록장치에 사용하는데 매우 적합하며, 상기 매체 상의 서로 다른 기록 위치들을 어드레싱하기 위해, 광원 및/또는 검출기가 매체를 방사상으로 가로 질러 움직이거나 및/또는 매체가 상기 축 주위로 회전한다. 본 발명에 따른 상기 매체가 회전하거나, 광원 및/또는 검출기가 방사상으로 움직이면, 광원 및/또는 검출기의 시야에 있는 나노성분들의 배향이 변하지 않은 상태가 되어, 광학 정보 기록매체의 서로 다른 위치에 또는 이 위치로부터 정보를 기록 및/또는 판독하기 위해 편광 필터의 한개의 배향이 충분하도록 기록매체를 구성할 수 있다. 이것은 광학 정보 기록 및/또는 판독장치의 구성과 유지보수를 쉽게 한다.
바람직하게는, 광학 정보 기록매체는 제 1 및 제 2 형태의 위치를 포함하고, 상기 제 1 형태의 위치는 제 1 종의 나노성분들을 포함하지만 기본적으로 제 2 종의 나노성분들을 갖고 있지 않으며, 상기 제 2 형태의 위치는 제 2 종의 나노성분들을 포함하지만 기본적으로 제 1 종의 나노성분들을 갖고 있지 않다. 이에 따르면, 2가지 나노성분 종들이 효과적으로 공간적으로 서로 분리된다. 각각의 위치에 대해, 나노성분들의 단지 1종이 예측되므로, 이것은 이러한 광학 정보 기록매체 상에 인코드된 정보의 판독을 촉진시킨다. 해당 위치의 나노성분들에 대해 특이적인 발광 파장과 편광면의 배향에 해당하지 않은 발광신호는 정보 패턴에 속하지 않고 상기 위치에서 코드될 수 없으므로 무시할 수 있다.
제 1 및 제 2 형태의 위치들은 임의의 형상으로 배치될 수 있다. 그러나, 제 1 및 제 2 형태의 위치들이 각각 제 1 및 제 2 형태의 트랙으로 배치되는 것이 바람직하며, 각각의 제 2 형태의 위치들 포함하며 기본적으로 제 1 형태의 위치를 갖지 않는다. 트랙 주조는 CD 및 DVD 등의 공지된 광학 정보 기록매체의 구조를 흉내내고 있다. 따라서, 본 발명에 따른 이와 같은 광학 정보 기록매체는 하위 호환되는데 매우 적합하며, 및/또는 종래의 CD 및/또는 DVD 기록 및 판독장치에 적용가능하다.
더구나, 1종의 나노성분들은 바람직하게는 정보를 갖는 정보층 내부에 포함된다. 용어 " 층" 정보층의 형상을 테이프와 디스크에 일상적인 시이트상 형태에 한정되지 않으며, 일반적으로 블록, 또는 특히 시이트상 형태를 포함하는 정보를 보유하는데 유용한 형상을 의미한다.
광학 정보 기록매체의 특히 바람직한 실시예는, 정보를 보유하는 제 1 형태의 정보층과 정보를 보유하는 제 2 형태의 정보층을 포함하며, 상기 제 1 정보층은 제 1 형태의 위치를 포함하고 기본적으로 제 2 형태의 위치를 갖고 있지 않으며, 상기 제 2 형태의 정보층은 제 2 형태의 위치를 포함하고, 기본적으로 제 1 형태의 위치를 갖지 않는다. 나노성분들의 종들의 공간적인 분리는 광학 정보 기록매체의 제조를 용이하게 한다.
전술한 것과 같은 각각의 종에 따른 정보층 내부에 나노성분들이 배치되는 경우에는, 각각의 2개의 인접한 정보층들이, 각각의 정보층들의 나노성분들에 의해 흡수된 광의 편광면의 방향, 및/또는 파장, 및/또는 각각의 정보층의 나노성분들에서 방출된 발광의 편광면에서 차이가 나는 것이 바람직하다. 상기한 조건을 충족하는 각각의 2개의 인접하는 정보층들은 데크를 구성한다. 이와 같은 데크들은 판독 및/또는 기록을 위한 정보층의 정확한 어드레싱을 촉진한다. 각각의 정보층들의 나노성분들에 의해 흡수되는 빛의 편광면의 방향 및/또는 각각의 정보층의 나노성분들로부터 방출된 발광의 편광면의 방향이 다른 인접하는 정보층들의 최대의 세트는 스택으로 불린다. 본 발명에 따른 광학 정보 기록매체는, 동일한 흡광도와 발광 특성을 갖는 모든 정보층들 사이의 거리(스택 거리)는, 다른 스택의 동일한 흡광도 및 발광 특성을 갖는 대응하는 정보층도 마찬가지로 초점이 맞추어지지 않으면서도, 모든 이와 같은 정보층의 광 빔을 포커싱을 허용하는데 정도로 큰 동일한 흡광도 및 발광 특성을 갖는 모든 정보층들 사이의 거리가 충분히 크다면, 한개보다 큰 수의 스택을 포함할 수 있다.
또 다른 실시예에서는, 각각의 정보층의 나노성분들이 각각의 개별적인 정보층에 특이적인 방향으로 배향된다. 정보를 기록하고 또는 정보를 판독하기 위한 정보층은 선택된 정보층에 대응하는 빛의 편광면을 선택하여 어드레싱될 수 있다. 예를 들면, 2개의 정보층을 포함하는 광학 기록매체에 있어서, 제 1 정보층의 나노성분들이 광학 정보 기록매체의 축에 대해 방사상으로 정렬될 수 있는 한편, 제 2 정보층의 나노성분들은 상기 제 1 정보층의 나노성분들에 수직하게 배향될 수 있다. 이와 같은 구조에서는, 제 1 정보층에 대해 정보를 판독 또는 기록하기 위해, 조사광의 편광면이 광학 정보 기록매체의 상기 추에 대해 방사상으로 정렬되도록 조정되어, 제 1 정보층의 나노성분들에 의해서만 최고의 흡광도 및 휘도를 얻을 수 있는 한편, 제 2 정보층의 나노성분들은 광 흡수율에 거의 영향을 미치지 않거나 영향을 전혀 미치지 않는다. 제 2 정보층으로부터 정보를 판독하거나 제 2 정보층에 정보를 기록하기 위해서는, 제 2 정보층의 나노성분들에 평행하게, 즉 제 1 정보층을 어드레싱하는데 필요한 방향과 수직하게 편광면이 조정되어, 제 2 정보층의 나노성분들에 의해서만 최고의 흡광도 및 휘도가 얻어지는 한편, 제 1 정보층의 나노성분들이 광 흡광도에 거의 영향을 미치지 않거나 영향을 전혀 미치지 않는다. 따라서, 제 1 및 제 2 정보층은 서로 광학적으로 독립되게 처리될 수 있다. 서로 다른 층들 사이의 누화가 한 층의 콘트라스트보다 작으면, 추가적인 층들이 도입될 수 있다. 조사광의 초점평면을 선택함으로써, 정보층들 사이의 누화를 더욱 더 줄일 수 있다.
각각의 정보층에 대해, 인접한 정보층들의 모든 인접한 위치들은 기본적으로 해당 위치의 나노성분들에 흡광되는 빛을 발광하는 나노성분들을 갖지 않는 것이 바람직하다. 따라서, 인접한 위치들의 발광신호들 사이의 누화가 최소화된다.
전술한 형태의 광학 정보 기록매체는 바람직하게는, 적어도 각각의 정보층들의 스택에 대해, 밴드갭 구배를 얻도록 배치된 정보층들을 갖는다. 밴드갭 구배를 얻기 위해, 더 긴 파장의 빛을 방출하는 나노성분들은 광학 정보 기록매체의 표면에 대해 더 큰 거리에 배치되며, 이것을 통해 더 짧은 파장의 발광을 방출하는 나노성분들에 비해, 기록 및/또는 판독을 위한 정보층들을 조사하는 빛이 통과한다. 따라서, 그것의 발광신호가 검출될 최장의 거리를 주행해야 하는 나노성분들은 기본적으로, 검출되는 경로에서 통과하는 정보층들의 발광신호를 유도하지 않거나, 아주 적은 양만을 유도한다. 예를 들면, 정보층들의 스택은 InP, CdS 및 ZnO로 제조된 정보층들로 구성될 수 있으며, InP층은 발광 방사선의 강도를 검출하기 위한 검출기가 뒤에 있는 것으로 예상되는 표면으로부터 가장 멀리 떨어져 놓이나. InP층이 UV광으로 여기되면, 이 층의 나노성분들이 대략 980nm의 파장을 갖는 발광광을 방출하게 되는데, 이 빛은 기본적으로 CdS 및 ZnO층에 의해 흡광되지 않는다. 따라서, 정보층들 사이의 누화와 상호작용이 실질적으로 감소될 수 있다, 본 발명의 당업자는, 그 자신의 특정한 필요성에 적합한 층들의 순서를 쉽게 도출할 수 있다. 특히, 당업자는 다음과 같은 광학 밴드갭과 파장을 고려할 수 있다:
물질 광학 밴드갭/발광파장
InAs 3400nm
GaAs 919nm
GaN 371nm
InP 984nm
CdSe 730nm
CdS 517nm
ZnS 335nm
ZnSe 460nm
ZnO 388nm
정보층들의 2개의 스택들을 포함하는 광학 정보 기록매체가 매우 바람직하며, 각각의 스택은 밴드갭 구배를 형성하도록 배치되고, 각각의 스택의 나노성분들은 정보층들의 각각의 개별적인 스택에 대해 특이적인 편광면의 배향을 갖는 빛을 흡광하도록 구성된다. 이에 따르면, 나노성분들을 형성하는 물질과 그것의 광흡수 특성을 변화시키는데 덧붙여, 광학 정보 기록매체의 밴드갭 구매를 형성하는 광학 정보층들의 한개보다 많은 수의 스택을 포함시킬 수 있다.
밴드갭 구배를 형성하기 위해 나노성분들의 물질에만 의존하는 대신에, 원하는 밴드갭을 얻기 위해 나노성분들의 다른 파라미터들을 변경할 수도 있다. 예를 들면, 카본 나노튜브의 직경을 변화시키면 밴드갭과 발광 파장의 변동한다. 밴드갭 구배를 달성하기 위해, 검출기가 뒤에 있을 것으로 예상되는 표면에 대해 더 두꺼운 나노튜브들 위에 더 얇은 나노튜브들이 놓여야 한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서는, 나노와이어들의 직경이 1nm부터 15nm이며, 더욱 바람직하게는 3nm 및 10nm 사이이다. 나노와이어들의 직경을 변화시킴으로써, 30nm만큼 큰 파장 천이를 얻을 수 있다. 나노튜브들, 특히 카본 나노튜브들에 대해, 바람직한 직경은 0.3nm 내지 30nm이다. 물론, 밴드갭 구배를 얻기 위해, 변화하는 물질의 나노튜브들과 변화하는 직경의 나노튜브들 모두가 결합될 수 있다.
광학 정보 기록매체는 정보층을 투과하는 빛을 반사시키는 반사층을 더 포함할 수 있다. 따라서, 나노성분으로부터 방출된 발광 광은 방출되어, 검출기의 방향으로 반사되어, 발광 및 비발광 영역들 사이의 콘트라스트에 추가된다. 상기 광학 정보 기록매체의 정보층들의 수가 1보다 큰 경우에는, 모든 정보층들의 발광 광이 반사되도록, 반사층을 배치하는 것이 매우 바람직하다. 반사층은 한 개의 정보층의 발광이 다른 정보층을 조사하는 것을 방해하거나 금지하기 위해, 2개의 정보층 사이에 배치될 수도 있다. 반사층이 광학 정보 기록매체를 조사하는데 사용된 빛에 대해 반사성을 갖는 경우에도, 한개의 면의 정보층(들)이 반사층에 의해 다른 면의 정보층(들)으로부터 차단된 2개의 면을 갖는 광학 기록매체가 생성된다.
또한, 반사층은 편광 의존적으로, 소정의 편광면을 갖는 빛만을 반사할 수 있다. 이와 같은 반사층은, 예를 들면, Ag 나노입자들 또는 표준 광학 다층을 사용하여 제조될 수 있다. 편광 의존적인 반사층 또는 반사층들은 2개의 층 사이에 배치되어 소정의 편광면을 갖는 빛만을 반사할 수 있다. 이것은, 반사층에 의해 반사될 수 있는 빛을 흡수하도록 배향된 나노성분을 인접한 정보층이 포함할 때 매우 유용하다. 이 배치에서는, 단일 정보층의 흡광 콘트라스트가 향상되고, 반사층이 각각의 정보층과 개별적으로 사용될 수 있다.
실용적인 관점에서, 투명 커버층을 포함하는 광학 정보 기록매체가 바람직하다. 커버층은 나노성분들을 기계적인 응력으로부터 보호할 수 있게 한다.
본 발명의 광학 정보 기록매체의 특히 바람직한 실시예에서는, 적어도 1종의 나노성분들, 바람직하게는 모든 종의 나노성분들이 투명 기판에 포함되고, 상기 기판은 30℃ 미만의 온도에서 기본적으로 고체이다. 이것은 나노성분들의 배향의 안정성을 향상시킨다. 따라서, 나노성분들이 사실상 동결되어 그들의 배향을 예기치 않게 변경시키는 것이 방지된다. 본 발명의 범위 내에서, 나노성분들을 포함하기 위한 투명 기판은 30℃ 이하에서의 정보층의 점도가 10Pa s(100 Poise) 이상이거나, 더욱 바람직하게는 20Pa s보다 높거나, 더욱 더 바람직하게는 50Pa s(500 Poise)보다 높을 때 기본적으로 고체인 것으로 생각된다. 10 Pa s보다 낮은 점도에서는, 투명 기판을 기본적으로 액화된 것으로 생각할 수 있다. 바람직하게는, 투명 기판은 기본적으로, 80℃의 온도까지, 더욱 바람직하게는 100℃의 온도까지 고체이다. 이것은 광학 정보 기록매체를 사용하는 정규 조건중에 나노성분들의 배향의 안정성을 증진시킨다. 나노성분들이 정보층 내부에 배치될 때, 이 층은 정보층의 투명 기판이 기본적으로 고체일 때 기본적으로 고체로 생각되며, 이 층은 정보층의 투명 기판이 기본적으로 액화될 때 기본적으로 액화된 것으로 생각된다.
한가지 온도에서 기본적으로 고체이며 다른 온도에서 액화가능한 정보층은 후술하는 것과 같이 나노입자들의 재배향을 가능하게 하여 재기록 동작을 위해 광학 정보 저장매체를 사용할 수 있게 한다.
다른 바람직한 실시예에서는, 투명 기판이 나노성분들이 거의 파괴되지 않는 온도에서 액화가능하다. 이와 같은 기판이 기본적으로 고체인 경우에, 정보층의 투명 기판의 점도를 감소시킴으로써, 정보층이 액화될 수 있다. 따라서, 정보층의 나노입자들의 구조적 통합성을 액화하거나 이와 달리 변경하는 것이 불필요하다. 일반적으로 나노입자들은 100℃의 온도를 견딜 수 있으며, 예를 들어, 카본 나노튜브는 800-1000℃에서 거의 파괴된다. 액화는 액화된 정보층의 나노성분들을 재배향시켜, 액화된 정보층의 위치들을 소거 및 재기록할 수 있게 한다. 특히 바람직한 실시예에서는, 투명 기판이 액화후에 재고체화되어, 나노성분들의 배향의 안정성을 회복할 수 있게 할 수 있다.
투명 기판이 800℃ 미만의 용융 또는 유리온도를 갖는 유리, 아크릴 열가소성 플라스틱 또는 파라핀으로 구성된 그룹에서 선택되는 경우에 매우 바람직하다. 이와 같은 투명 기판은 30℃ 미만의 온도에서 기본적으로 고체인 정보층들의 제조를 촉진시킨다. 이들 투명 기판은 또한 나노성분들, 특히 카본 나노튜브들이 거의 파괴되지 않고 이와 같은 액화 후에 재고체화할 수 있는 온도에서 액화가능한 정보층을 제조할 수 잇게 한다.
몇몇 응용을 위해, 광학 정보 기록매체가 한개 이상의 히트싱크층, 특히 금속 히트싱크층과 유전층을 더 포함하는 것이 바람직하다. 바람직하게는, 히트싱크층들 중에서 적어도 한개-또는 매체가 단지 한개의 이러한 층을 구비한 경우에는 히트싱크층은, 광학 정보 기록매체의 표면에 인접하여 또는 표면에 배치된다. 히트싱크층은 광학 정보 기록매체를 편광빔으로 조사하여 발생되는 열을 방열시켜, 열이 매체의 작은 위치에 집중되도록 하는 반면에, 인접한 위치들이 덜 가열되도록 한다. 히트싱크층은 반사층과 동일할 수도 있다.
또한, 나노성분들에 근접 배치된 산화제 성분을 포함하는 광학 정보 기록매체가 바람직하다. 이에 따르면, 소정의 편광면을 갖는 빛을 흡광하는 나노성분들이 국부적으로 쉽게 태워 없어져, 선편광된 빛의 흡광 패턴을 생성한다. 이것은, 태워서 없어진 나노성분들이 더 이상 편광 광을 흡광하지 않아 더 이상 발광을 방출하지 않으므로, 라이트원스 광학 정보 기록매체에 매우 적합하여, 기록매체에 기록하고 및/또는 기록매체에서 판독하는데 사용된다.
특히 바람직한 것은, 질화물, 산화물, 과산화물, 술폭시드, BaO2 및 Ag2O로 이루어진 그룹에서 선택된 산화제 성분이다. 나노성분들을 태워 발생된 가스들이 매체에서 빠져나갈 수 있도록 하기 위해 투명 기판과 (커버층이 존재한다면) 커버층이 다공성이면 더욱 바람직하다.
나노성분들을 태워 없애는 대신에, 이들 나노성분들이 합금화되어 금속층 내부에 용해될 수도 있다, 따라서, 본 발명에 따른 광학 정보 기록매체에 금속층을 설치하는 것이 유리하다. 특히 적합한 금속은, 철(fe), 몰리브데늄(Mo), 니켈(Ni), 코발트(Co), 텅스텐(W), 바나듐(V), 크롬(Cr), 티티늄(Ti), 니오븀(Nb) 및 망간(Mn)이다. 금속층은 반사층과 같을 수 있다. 합금을 형성하기 위해 금속 대신에, 실리콘이 사용될 수도 있다.
또한, 카본 나노튜브들은 이들 카본 나노튜브들을 그들의 정규 Sp2 배치에서 다이아몬드 형태의 네3-배치로 변환하여 국부적으로 제거될 수도 있다(B. Wei et al, Journal of Materials Science Letter 13, 5(1997), 402; B. Wei et al., Carbon 36, 7-8(1998), 997). sp3 배치에서는, 이들이 더 이상 현저한 광 흡수를 보이지 않으며, 발광을 방출하지 않는다.
본 발명의 또 다른 국명에 따르면, 광학 정보 기록매체 상에 정보를 기록하는 광학 정보 기록장치가 기재되는데, 상기 장치는,
a) 직선 편광된 빛의 광 빔을 발생하는 광원과,
b) 광 빔의 편광면의 방향을 변경하는 수단과,
c) 광학 정보 기록매체에 기록할 정보에 따라 광 빔을 변조하는 수단을 구비한다.
이 장치는 본 발명에 따른 상기한 광학 정보 기록매체가 가져오는 이점을 이용할 수 있게 한다. 특히, 이것은 다양한 나노입자들의 배향에 따라 기록장치를 변형할 수 있게 한다. 예를 들어, 전술한 것과 같이, 2개의 정보층을 포함하는 기록매체의 나노성분들의 배향은 정보층마다 다를 수 있다. 특정한 정보층을 어드레싱하기 위해서, 편광면의 방향이 선택된 정보층에 따라 선택된다.
바람직하게는, 광학 정보 기록매체는 서로 다른 초점 평면에 직선 편광된 빛의 빔을 포커싱하는 수단을 구비한다. 이에 따르면, 개개의 스택들 또는 심지어 개별적인 정보층들을 어드레싱할 수 있다.
또한, 상기 기록장치 내부에 놓인 광학 정보 기록매체의 정보층의 나노성분들을 태워없앨 수 있을 정도로 충분히 광원이 강력한 것이 바람직하다. 따라서, 선택된 위치들에서 정보층 내부에 특이적인 배향을 갖는 나노성분의 부재를 초래함으로써, 상기 기록매체에 기록할 정보에 대응하는 상기 정보층의 흡광 패턴이 생성될 수 있다.
광원이 직선 편광된 빛을 방출하는 것이 특히 바람직하다. 이것은, 기본적으로 이 위치에 결국에 존재하는 다른 나노성분들을 태워없애지 않고도 선택된 편광면의 빛을 흡수하는 나노성분만을 선택적으로 태워없애도록 한다. 더구나, 직선 편광된 빛은 각각의 배향된 편광면의 빛을 흡수하는 특이적인 나노성분을 선택적으로 여기시킬 수 있게 한다. 광학 정보 기록매체의 나노성분들의 각각의 종이 한개의 편광의 빛만을 흡수하게 배향되면, 광학 정보 기록매체의 조사가 조사광의 편광에 의해 선택된 종들의 나노성분들만이 발광 방사선을 방출하게 한다. 이에 따르면, 다른 종의 원하지 않는 발광이 억제된다.
다른 바람직한 실시예에서는, 광학 정보 기록장치가 광학 정보 기록매체의 정보층을 가열하여, 상기 정보층의 액화를 허용하는 수단을 구비한다. 이에 따르면, 기록매체가 정보층의 가열된 영역에 있는 나노성분들의 재배향을 허용하는데 사용될 수 있다. 본 발명의 특히 유리한 실시예에서는, 직선 또는 원형 편광된 빛의 광원이 이와 같은 정보층을 가열하여 상기 액화를 허용하는데 충분할 정도로 강력하다. 정보층을 가열하는 수단은 정보층의 나머지 위치들을 액화되지 않은 상태로 남기면서 정보층의 선택된 위치들만을 액화하도록 허용하는 것이 매우 바람직하다.
또한, 광학 정보 기록장치는 광학 정보 저장장치의 나노성분들을 배향하는 수단을 더구나 구비한다. 이에 따르면, 상기 정보층의 흡광 패턴을 생성 및/또는 삭제하기 위해, 한개 이상의 정보층의 나노성분들이 재배향하는 것을 허용한다. 나노성분들에 집적 힘을 가하거나, 또는 한개 이상의 나노성분들을 고체 매트릭스의 입자들 내부에 포함시키고 힘을 가하여 나노성분들이 내부에 놓인 입자들을 배향시켜, 나노성분들이 배향될 수 잇다. 특히, 정보층의 나노성분들은 제올라이트 입자들 내부에 배치될 수 있다.
특히 바람직한 실시예에서는, 나노입자들을 배향하는 수단이 광학 정보 기록매체에 전기장을 인가하는 수단을 구비한다. 카본 나노튜브는 전기영동적으로 직류 전기장과 교류 전기장에서 배향될 수 있다는 것이 최근에 밝혀졌다(Yamamoto K. et al., J. Phys. D: Appl. Phys 31(1998); L34-L36). 정보층의 나노성분들이 고체 매트릭스의 입자들 내부에, 예를 들면 제올라이트 입자들 내부에 포함되면, 나노성분들이 그 안에 놓인 입자들을 배향하는데 전기장이 사용될 수 있다.
다른 특히 바람직한 실시예에서는, 나노성분들을 배향하는 수단이 광학 정보 기록매체 상에 직선 편광된 빛을 가하는 수단을 구비한다. 실용적인 관점에서, 이들 수단은 광학 정보 기록매체의 정보층을 가열하여 상기 정보층의 액화를 허용하는 수단과 같을 수 있다. 광학 정보 기록매체에 편광을 가하는 광원, 특히 레이저 광원은, 상기 기록매체의 정보층에 로컬 전기장을 제공하여, 상기 정보층의 조사 영역의 나노입자들 내부에 전기 쌍극자 모멘트를 유도할 수 있다. 따라서, 조사된 영역의 나노입자들이 조사광의 편광 방향에 대해 정렬된다. 직선 편광된 빛을 가하는 수단이 상기 빛의 편광면의 방향을 변경할 수 있는 것이 매우 바람직하다. 이에 따르면, 모든 방향으로 나노입자들을 배향하는 것이 가능하다.
액화된 정보층에서, 즉 정보층의 액화된 투명 기판에서, 나노성분들을 재배향할 때, 정보층의 재고화 중에도 재배향력(특히, 전기장)을 인가하는 것이 유리하다. 이에 따르면, 정보층의 재고화 이전에 배향된 나노입자들의 무작위 이동을 방지할 수 있다.
본 발명에 따르면, 위에서 설명한 것과 같은 광학 정보 기록매체로부터 정보를 판독하는 광학 정보 판독장치가 제공되는데, 이 장치는,
a) 제 1 편광면의 배향을 갖는 편광 광으로 상기 광학 정보 기록매체 상의 제 1 위치를 조사하는 광원, 및
b) 제 1의 미리 선택된 나노성분들의 종들에 의해 방출된 발광의 강도에 대응하는 제 1 강도 신호를 발생하는 검출기수단을 구비한다.
이 장치는, 나노성분들에 의해 방출된 발광의 편광면을 유리하게 결정할 수 있게 한다. 이것은, 판독을 위해 정보층 내부의 나노성분들의 배향을 미지 알지 못할 때, 예를 들면, 멀티레벨 정보가 정보층 상에서 인코드되었을 때, 매우 유리하다. 더구나, 이 장치는 판독을 위한 발광 방사선과 다른 나노성분 종들의 원하지 않는 발광 방사선을 억제할 수 있게 한다.
추가적인 개량된 광학 정보 판독장치에서는, 검출기수단이 미리 선택된 제 2 파장의 발광 광의 강도 및/또는 편광면의 방향을 선택적으로 측정하는 필터수단을 구비한다. 파장 절단을 위한 저역 필터 등의 필터수단은 원하지 않은 발광 방사선을 억제하는데 특히 적합하다. 또한, 이것은 제 1 파장의 빛이, 예를 들어, 이러한 빛이 광학 정보 기록매체로부터 확산되거나 반사될 때, 검출기로 유입되는 것을 방지한다.
바람직하게는, 검출기수단은 편광 등방성 및 편광 이방성 발광을 구별하도록 구비된다. 나노와이어들의 발광은 주파수 등방성을 갖는 한편, 그것의 결정 구조로 인해, 나노튜브들은 편광 발광 방출을 나타내는 경향이 있다. 서로 다른 종들의 편광 특성을 구별함으로써, 광학 정보 기록매체에서 정보를 판독할 때 신호대 잡음비율의 추가적인 증가가 얻어질 수 있다.
또 다른 바람직한 실시예는, 검출기수단이 2개 이상의 발광의 감도를 검출하도록 구성된 광학 정보 판독장치이다. 이것은, 광학 정보 기록매체의 위치가 조사될 때 2개의 파장을 갖는 발광의 강도를 검출할 수 있도록 하는데 매우 유리하다. 일반적으로, 광학 정보 기록매체의 각각의 조사 위치에 대해 더 많은 파장이 측정될수록, 미리 선택된 종의 나노성분들의 발광 방사선의 강도를 결정하기 위한 확실성이 더 커진다는 것은 사실이다. 따라서, 방금 기술한 형태의 판독장치는 광학 정보 기록매체의 잘못 판독된 위치들의 부분을 유리하게 최소화한다. 또한, 이 장치는, 발광 파장이 다른 2개의 종의 발광 광의 강도를 동시에 검출하므로, 적절한 광학 정보 기록매체의 판독속도를 증가시킬 수 있게 한다.
다른 바람직한 광학 정보 판독장치에서는, 광원이 적어도 2가지 파장의 빛을 발광하도록 장착된다. 이것은, 광학 정보 기록매체가 각각의 종들의 발광을 유도하는 각각의 조사 파장이 다른 2종의 나노성분들을 포함하는 경우에 매우 유리하다. 이와 같은 장치는 1하지 종의 나노성분들을 선택적으로 여기시킬 수 있는 한편, 다른 종의 나노성분들의 여기를 대부분 방지한다. 이것은 광학 정보 기록매체를 판독시에 신호대 잡음비를 증진시킨다. 더구나, 이것은 발광 나노성분들을 포함하지 않는 통상적인 광학 정보 기록매체 상에서 광학 정보 판독장치가 동작하게 하여, 장치가 하위호환되게 한다.
검출기수단이 나노성분들의 제 2의 미리 선택된 종에 의해 방출된 발광의 강도에 해당하는 제 2 강도 신호를 동시에 발생하도록 추가적으로 장착되는 경우에도 바람직하다. 나노성분들의 제 2 종은 제 1 종과 관련하여 모든 위치에 놓일 수 있으며, 특히 동일한 또는 다른 정보층의 인접 위치에 놓일 수 있다. 광학 정보 판독장치가 제 1 및 제 2의 나노성분들의 발광 강도 신호를 동시에 검출하도록 구비될 때 매우 바람직하다. 이것은 판독 속도를 유리하게 향상시킨다.
원하지 않은 발광신호를 억제하기 위해, 광원이 조사광의 편광면의 배향을 선택하는 수단을 구비할 때, 더욱 바람직하다. 가장 유리하게는, 광학 정보 기록매체의 각각의 종은 각각의 특이적인 편광면의 방향의 빛을 흡수한다. 이에 따르면, 조사광에 의해 여기된 종들의 수가 제한될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 광학 정보 기록매체로부터 정보를 판독하는 광학 정보 판독장치로서,
c) 상기 광학 정보 기록매체 상의 제 2 위치를 상기 편광광의 빔을 사용하여 조사하는 이동수단, 및
d) 상기 제 1 위치를 조사시에 발생된 제 1 강도 신호와 상기 제 2 위치를 조사시에 발생된 제 2 강도 신호의 변화를 검출하는 비교기수단을 구비한 광학 정보 판독장치가 제공된다.
이 판독장치는 그레이 레벨 판독과 정보층의 인접하는 위치들의 발광 특성의 비교에 의존한다. 따라서, 이것은 조사된 위치보다 작은 배향된 나노튜브들의 영역에 의해 표현되는 정보를 디코딩할 수 있게 한다. 이러한 고해상도 판독을 달성하기 위해서는, 이 장치는 광학 정보 기록매체 위에서 조사된 스폿을 차차 이동하여, 제 1 및 제 2 위치가 교점을 갖는다. 제 1 및 제 2 위치에서 발생된 발광의 세기 사이의 차이에서, 측정된 발광을 방출하는 나노성분의 크기의 차이가 계산될 수 있다. 제 1 위치에서 발광 나노성분들의 크기가 알려지면, 제 1 위치에 따르는 위치들에 기록된 정보의 순서를 재구성할 수 있다.
본 발명에 따르면, 전술한 모든 형태의 광학 정보 기록매체에 정보를 기록하는 방법도 제공되며, 이 방법은,
기록할 정보에 따라 소정의 편광면의 직선 편광된 빛을 흡수하는 나노성분들의 부재를 초래하는 단계를 포함한다.
정보를 기록하는 방법은 광학 기록매체의 정보층에 편광된 빛의 흡수 패턴의 생성을 일으키며, 상기 패턴은 기록할 정보에 대응한다. 나노성분들에 의한 빛 흡수와 발광 광의 방출에 대응하므로, 흡수 패턴은 광학 정보 기록매체의 나노성분들이 조사될 때 발광고아의 방출 패턴에 대응한다.
상기 패턴의 각각의 위치에서, 소정의 편광면의 직선 편광된 빛을 흡수하는 나노성분들의 부재는 이러한 나노성분들을 선택적으로 제거하여, 영향을 받지 않은 소정의 편광면과 다르게 배향되는 편광면을 갖는 직선 편광된 빛을 흡수하는 나노성분들을 잔류시켜 수행될 수 있다. 따라서, 각각의 위치는, 각각의 흡광 패턴과 연관된 소정의 편광면의 배향에 의거하여, 한개보다 많은 수의 흡광 패턴을 위해 인코드하는데 사용될 수 있다.
대안적으로, 정보층의 위치에 있는 모든 나노성분들은 그들 각각의 흡광 특성에 관계없이 제거될 수 있다. 편광면을 조정하는 정확성에 관한 요구가 다소 낮을 수 있기 때문에, 인코드된 패턴을 쉽게 검출할 수 있다. 더욱이, 모든 나노성분들을 그들의 배향에 근거하여 선택적으로 제거하는 것보다는 주어진 위치의 모든 나노성분들을 제거하는 것이 더 쉬울 수 있다. 정렬된 나노성분들, 예를 들어 방사상으로 또는 평행하게 정렬된 카본 나노튜브들을 갖는 광학 정보 기록매체가 사용되는 경우에는, 모든 나노성분들이 실질적으로 한 방향으로 배향되기 때문에, 그들의 배향에 무관하게 일정한 위치의 모든 나노성분들을 제거하는 것이 매우 쉽다.
바람직하게는, 기본적으로 소정의 편광면을 갖는 직선 편광된 빛을 흡수하는 나노성분들을 파괴시켜 소정의 편광면을 갖는 직선 편광된 빛을 흡수하는 나노성분들의 부재를 초래한다. 이것은 나노성분들을 태워 없앰으로써 달성될 수 있다. 이와 같은 목적을 달성하기 위해, 위에서 설명한 것과 같이 적절한 산화제, 온도와 투명 기판의 경도를 용이하게 선택할 수 있다. 이 방법에서 사용된 광학 정보 기록매체가 나노성분 가까이에 산화제 성분을 포함할 때 매우 바람직하며, 이에 따르면, 산화제 성분이 나노성분을 태워 없애는 것을 지원할 수 있다.
나노성분들의 재배향에 의해 소정의 편광면을 갖는 직선 편광된 빛을 흡수하는 나노성분들의 부재를 초래하는 것도 바람직하다. 따라서, 소정의 편광면을 갖는 직선 편광된 빛을 흡수하는 나노성분들만을 제거하여, 작용되는 위치에 있는 다른 나노성분들이 거의 영향을 받지 않게 할 수 있다. 더욱이, 나노성분들의 재배향은 광학 정보 저장매체에 재기록할 수 있도록 하는 한편에, 기록하려는 정보에 따라 나노성분들을 파괴하는 것은 상기 매체의 라이트원스를 허용한다. 물론, 나노성분들 자치에 재배향력을 가하거나, 재배향하려는 나노성분들을 포함하는 입자들에 재배향력을 가하여, 나노성분들이 배향될 수 있다.
나노성분들의 재배향은 기록할 정보에 따라 전기장을 인가하여 수행되는 것이 바람직하다. 나노성분들은 인가된 전기장에 대응하여 정렬된다.
또한, 기록할 정보에 따라 직선 편광된 빛의 빔의 가하여 나노성분들의 재배향을 수행하는 것도 바람직하다. 직선 편광된 빛의 빔은 나노성분들 내부에 전기장을 유도하여, 이들 성분들이 편광면에 대응하여 강제 정렬시킨다.
양호한 처리 용량을 달성하기 위해, 다음가 같은 단계를 포함하는 방법에 의해 나노성분들의 재배형을 달성하는 것이 더욱 바람직하다:
a) 정보를 보유하며, 30℃보다 낮은 온도에서 고체이며 나노성분들 포함하는 정보층을 포함하는 광학 정보 기록매체를 제공하는 단계,
b) 기록할 정보에 따라 정보층을 가열하여, 나노성분들의 재배향을 허용할 수 잇도록 가열된 영역의 정보층의 액화를 수행하는 단계, 및
c) 기록할 정보에 따라 나노성분들을 재배향하여, 기록된 정보에 대응하는 직선 편광된 빛의 흡수 패턴을 달성하는 단계.
이와 같은 방법은 액화가능한 정보층이 갖는 이점과 나노입자들의 배재향에 고유한 이점을 겸비한다. 각각의 위치의 나노성분들의 재배형이 수행되어 정보층이 기본적으로 냉각된 위치에서 고체로 변한 후에, 정보층의 각각의 액화된 위치를 냉각시키는 것이 매우 유용하다. 이와 같은 추가적인 단계는 그들의 재배향된 위치에 있는 나노성분들을 동결시켜 그들의 무작위적인 배향의 변경을 방지하여, 정보층에 기록된 정보의 안정성을 증진시킨다.
전술한 형태들을 갖는 광학 정보 판독매체에서 정보를 판독하는 바람직한 방법은,
a) 제 1 편광면의 방향과 제 1 파장을 갖는 편광 광으로 상기 광학 정보 기록매체 상의 제 1 위치를 조사하는 단계, 및
b) 제 1의 미리 선택된 종의 나노성분들에 의해 방출된 발광 광의 강도에 대응하는 제 1 강도 신호를 발생하는 단계를 포함한다.
이와 같은 방법은 전술한 것과 같은 광학 정보 판독장치에 의해 유리하게 행해질 수 있다. 이 방법은 상기 장치에 의해 주어지는 이점을 채용한다.
바람직한 정보 판독방법에서는, 단계 b)가 미리 선택된 제 2 파장 및/또는 편광면의 방향을 갖는 발광 광의 강도를 선택적으로 측정하는 과정을 포함한다. 이 방법은 각각의 장치에 대해 위에서 설명한 것과 같이 원하지 않는 발광신호를 억제할 수 있게 한다.
또 다른 바람직한 구성은, 단계 b)가 편광 등방성 및 편광 이방성 발광을 구별하는 과정을 포함한다. 각각의 정보 판독장치를 참조하여 위에서 설명한 것과 같이, 이 방법은 광학 정보 기록매체로부터 정보를 판독하는 안전성을 증가시킨다.
추가적으로, 단계 b)가, 광학 정보 기록매체 상의 제 1 위치를 편광 광으로 조사할 때, 2개의 파장을 갖는 발광의 강도를 검출하는 과정을 포함하는 정보 판독방법이 바람직하다. 각각의 광학 정보 판독장치를 참조하여 이점을 위에서 설명하였다.
바람직하게는, 정보를 판독하는 방법의 단계 a)는 적어도 2개의 파장으로부터 제 1 파장을 선택하는 과정을 포함한다. 정보를 판독하기 위한 광학 정보 기록매체가 각각의 조사 파장에서 다른 종들을 포함하여, 각각의 종들의 발광을 유도하는 것이 매우 바람직한데, 이것은 이와 같은 방법이 이들 종들 중에서 한 개의 나노성분들을 선택적으로 여기하여, 신호대 잡음비를 증가시키기 때문이다.
또 다른 바람직한 방법은, 단계 b)가 제 2 의 미리 선택된 종의 나노성분들에 의해 방출된 발광 광의 강도에 대응하는 제 2 강도신호를 동시에 발생하는 단계를 더 포함하는 정보 판독방법이다. 이 방법은 판독속도를 증가시킬 수 있게 한다.
특히 바람직한 방법은, 단계 a)에서, 제 1 위치가 미리 선택된 편광면의 빛으로 선택적으로 조사되는 것을 특징으로 하는 정보 판독방법이다.
더욱이, 정보 판독방법이 바람직한데, 상기 방법은,
c) 상기 편광 광의 빔으로 상기 광학 정보 기록매체 상의 제 2 위치를 조사하는 단계와,
d) 상기 제 1 위치를 조사할 때 발생된 제 1 강도 신호와 상기 제 2위치를 조사할 때 발생된 제 1 강도 신호의 변화를 결정하는 단계를 더욱 포함한다.
이와 같은 그레이 레벨 판독방법은 조사 광 빔의 초점보다 작은 위치에 저장된 정보를 판독할 수 있게 한다.
본 발명의 또 다른 명에 따르면, 매체에 정보를 기록하기 위해 위에서 설명한 것과 같은 광학 정보 기록매체를 제조하는 방법이 제공되는데, 상기 방법은:
광학 정보 기록매체의 축에 대해 방사상으로 전기장을 인가하여, 광학 정보 기록매체의 상기 축에 대해 나노튜브들의 방사상의 정렬을 수행하는 단계를 포함한다.
이와 같은 광학 정보 기록매체의 처리는 위에서 설명한 것과 같이 정보를 위에 기록하기 위한 디스크 형상의 매체를 제조하는데 매우 적합하다.
광학 정보 기록매체를 제조하기 위해, 다음의 단계를 포함하는 방법이 바람직하다:
a) 나노성분들을 보유하기 위한 매체부재의 표면에 마스킹제의 제 1 패턴을 도포하는 단계와, 그후,
b) 기본적으로 상기 마스킹제가 없는 상기 매체부재의 표면에 제 1 종의 나노성분들의 나노성분들을 도포하는 단계와, 그후,
c) 나노성분을 보유하기 위한 매체부재의 표면에 마스킹제의 제 2 패턴을 도포하는 단계와,
d) 기본적으로 상기 마스킹제가 없는 상기 매체부재의 표면에 제 2 종의 나노성분들을 도포하는 단계.
마스킹제는 바람직하게는 매체부재의 표면에 나노부재들을 도포하는 도포방법에 따라 선택되는 것이 바람직하다. 예를 들면, 나노성분들이 수용액 현탁액으로부터의 전기영동에 의해 도포될 때에는, 마스킹제는 소수성 제제일 수 있다. 소수성 제제는 나노성분 현탁액이 매체부재의 표면에 부착되는 것을 방지하여, 마스킹된 영역들에 나노성분들의 증착을 방지한다.
제 1 및 제 2 종의 나노성분들은 매체부재의 동일한 표면에 도포될 수 있다. 이것은, 특히 한개의 층에 제 1 및 제 2 형태의 트랙들의 형태로, 제 1 및 제 2 형태의 위치를 갖는 광학 정보 기록매체를 생성할 때 매우 유리하다.
그러나, 단계 b)와 c) 사이에는, 제 1 및 제 2 종의 나노성분들을 공간적으로 분리하기 위해, 매체부재의 표면에 추가 매체층이 도포되는 것이 바람직하다. 이에 따르면, 제 1 정보층 내부에만 제 1 위치를 구비하고 제 2 정보층 내부에만 제 2 위치를 구비하는 광학 정보 기록매체가 생성될 수 있다.
이하의 실시예에서는, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 추가적인 실시예들을 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 광학 정보 기록매체(1)의 개략 단면도이다. 광학정보 기록매체(1)는 카본 나노튜브들(115, 116, 125, 126, 135, 136, 215, 216, 225, 226, 235, 236)의 정보층 세트들(111, 112, 121, 122, 131, 132, 211, 212, 221, 222, 231, 232)을 구비한다. 각각의 정보층의 카본 나노튜브들(115, 116, 125, 126, 135, 136, 215, 216, 225, 226, 235, 236)은 각각의 정보층 내부에 기록된 정보에 대응하는 패턴을 형성한다. 정보층들(111, 112, 121, 122, 131, 132, 211, 212, 221, 222, 231, 232)은 인접하는 정보층들의 쌍(110, 120, 130, 2120, 220, 230)으로 그룹화된다. 각각의 쌍(110, 120, 130, 210, 220, 230)의 정보층들은 1종의 나노튜브들을 구비하며, 즉 1쌍의 모든 정보층들의 나노튜브들은 각각의 종의 나노튜브들에 대해 특이적인 파장의 발광을 방출한다. 따라서, 각각의 쌍은 한개의 데크를 구성한다. 정보층들의 인접하는 쌍들(110, 120, 130, 210, 220, 230)은 각각의 종들의 나노튜브들(115, 116, 125, 125, 135, 136, 215, 216, 225, 226, 2356, 236)이 다르므로, 1쌍의 발광 방출을 각각의 이웃하는 쌍의 발광 방출로부터의 파장에 의해 구별할 수 있다. 광학 정보 기록매체(1)는 정보층들의 2개의 스택들(100, 200)의 쌍들(110, 120, 130, 210, 220, 230)을 구비한다.
정보를 판독하기 위해서는, 자외광의 광 빔(50)이 판독될 정보층을 포함하는 스택에 포커싱된다, 광 빔(50)은 직선 또는 원형 편광된 빛이거나, 편광되지 않은 빛, 즉 모든 편광을 포함하는 빛일 수 있다. 판독될 정보층의 카본 나노튜브들은 나노튜브들의 축에 평행한 편광면을 갖는 빛으로 구성된 광 빔(50)의 빛 성분을 흡광한다. 이와 같이 흡광된 빛을 갖는 카본 나노튜브들은 각각의 종들에 특이적인 파장과 이들 카본 나노튜브들에 의해 흡광된 빛의 편광에 대응하는 편광을 갖는 발광 광을 방출하여 반응한다. 방출된 빛이 검출된다. 판독될 정보층의 나노튜브들에 특이적인 파장과 편광을 갖는 빛의 강도를 결정함으로써, 상기 정보층에 인코드된 정보의 패턴이 재구성되어 판독된다.
도 2a는 종래의 CD의 트랙 구조를 개략적으로 나타낸 것이다. 트랙들은 병렬로 배치되어 있다. 각각의 트랙들 사이에는 다수의 스페이스가 사용되지 않은 채로 남아 있어, 이웃 트랙으로부터의 신호들이 선택된 트랙의 위치를 조사하여 발생된 신호와 간섭하는 것을 방지한다.
도 2b는 본 발명에 따른 광학 정보 기록매체의 트랙 구조를 개략적으로 도시한 것이다. 다시, 2개의 트랙(118, 119)을 볼 수 있다. 트랙들(118, 119)은 병렬로 진행한다. 그러나, 트랙 118은 우측 상승 심볼로 표시된 1종만의 나노성분들을 포함하는 한편, 트랙 119는 좌측 상승 심볼들로 표시된 나머지 종들만의 나노성분들을 포함한다. 트랙 118과 119는 서로 긴밀하게 놓이며, 트랙들(118, 119)의 일부 위치는 심지어 가깝게 인접한다. 그러나, 어느 트랙들(118, 119)의 위치로부터 정보를 판독할 때, 선택된 트랙(118, 119)의 위치들에서 발생된 발광신호는 해당 트랙(118, 119)을 구성하는 나노성분들의 발광에서만 발생하므로, 이 신호를 이웃하는 위치들의 발광에서 발생하는 원하지 않은 신호와 구별할 수 있다.

Claims (33)

  1. 나노튜브들과 나노와이어들로 구성된 그룹으로부터 선택되고, 발광을 방출할 수 있는 나노성분들을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 정보 기록매체.
  2. 제 1항에 있어서,
    나노성분들의 제 1 및 제 2 종을 포함하며, 상기 종들은
    a) 발광 파장,
    b) 발광 광의 편광면의 방향, 또는
    c) a) 및 b) 모두에서 차이가 나는 것을 특징으로 하는 광학 정보 기록매체.
  3. 제 2항에 있어서,
    나노성분들의 2가지 종이 각각의 종들의 발광을 유도하는 각각의 조사 파장에서 더 다른 것을 특징으로 하는 광학 정보 기록매체.
  4. 제 2항에 있어서,
    나노성분들이 반도체 나노성분들인 것을 특징으로 하는 광학 정보 기록매체.
  5. 제 2항에 있어서,
    최소한 1종의 나노성분들은 가시광 파장 범위에서 발광을 방출하는 것을 특징으로 하는 광학 정보 기록매체.
  6. 제 2항에 있어서,
    2가지 종이 InAs, GaAs, GaN, InP, CdSe, CdS, ZnS, ZnSe, ZnO, GaP, BN, NiCl2, MoS2, WS2, SiC, Si 및 C 나노성분들로 구성된 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는 광학 정보 기록매체.
  7. 제 2항에 있어서,
    나노성분들이 단층 나노튜브들인 것을 특징으로 하는 광학 정보 기록매체.
  8. 제 6항에 있어서,
    나노성분들은 카논 나노튜브들인 것을 특징으로 하는 광학 정보 기록매체.
  9. 제 2항에 있어서,
    2종이 조성에서 다른 것을 특징으로 하는 광학 정보 기록매체.
  10. 제 2항에 있어서,
    2종이 직경에서 다른 것을 특징으로 하는 광학 정보 기록매체.
  11. 제 2항에 있어서,
    제 1 및 제 2 종의 나노성분들은 상기 나노성분들에 의해 흡광되는 빛의 편광면의 배향이 더 다른 것을 특징으로 하는 광학 정보 기록매체.
  12. 제 2항에 있어서,
    제 1 및 제 2 형태의 위치를 포함하고, 상기 제 1 형태의 위치는 제 1 종의 나노성분들을 포함하지만 기본적으로 제 2 종의 나노성분들을 갖고 있지 않으며, 상기 제 2 형태의 위치는 제 2 종의 나노성분들을 포함하지만 기본적으로 제 1 종의 나노성분들을 갖고 있지 않은 것을 특징으로 하는 광학 정보 기록매체.
  13. 제 12항에 있어서,
    제 1 및 제 2 형태의 위치는 제 1 및 제 2 형태의 트랙으로 각각 배치되고, 각각의 제 1 형태의 트랙은 제 1 형태의 위치를 포함하지만 기본적으로 제 2 형태의 위치를 갖고 있지 않으며, 각각의 제 2 형태의 트랙은 제 2 형태의 위치를 포함하지만 기본적으로 제 1 형태의 위치를 갖고 있지 않은 것을 특징으로 하는 광학 정보 기록매체.
  14. 제 12항에 있어서,
    정보를 보유하는 제 1 형태의 정보층과 정보를 보유하는 제 2 형태의 정보층을 포함하며, 상기 제 1 정보층은 제 1 형태의 위치를 포함하고 기본적으로 제 2 형태의 위치를 갖고 있지 않으며, 상기 제 2 형태의 정보층은 제 2 형태의 위치를 포함하고, 기본적으로 제 1 형태의 위치를 갖지 않은 것을 특징으로 하는 광학 정보 기록매체.
  15. 제 14항에 있어서,
    정보층의 각각의 위치에 대해, 인접하는 정보층들의 모든 인접하는 위치들은 기본적으로 해당 위치의 나노성분들에 의해 흡광되는 빛을 방출하는 나노성분들을 갖지 않은 것을 특징으로 하는 광학 정보 기록매체.
  16. 청구항 1에 따른 광학 정보 기록매체로부터 정보를 판독하는 광학 정보 판독장치에 있어서,
    a) 제1 편광면의 배향과 제 1 파장을 갖는 편광 광으로 상기 광학 정보 기록매체 상의 제 1 위치를 조사하는 광원, 및
    b) 제 1의 사전에 선택된 나노성분들의 종들에 의해 방출된 발광 광의 강도에 대응하는 제 1 강도 신호를 발생하는 검출기수단을 구비한 것을 특징으로 하는 광학 정보 판독장치.
  17. 제 16항에 있어서,
    검출기수단이 미리 선택된 제 2 파장의 발광 광의 강도 및/또는 편광면의 방향을 선택적으로 측정하는 필터수단을 구비한 것을 특징으로 하는 광학 정보 판독장치.
  18. 제 16항에 있어서,
    검출기수단은 편광 등방성 및 편광 이방성 발광을 구별하도록 구비된 것을 특징으로 하는 광학 정보 판독장치.
  19. 제 16항에 있어서,
    검출기수단이 2개의 파장의 발광 광의 강도를 검출하도록 구성된 것을 특징으로 하는 광학 정보 판독장치.
  20. 제 16항에 있어서,
    광원은 적어도 2개의 파장의 빛을 방출하도록 구성된 것을 특징으로 하는 광학 정보 판독장치.
  21. 제 16항에 있어서,
    검출기수단이 나노성분들의 제 2의 미리 선택된 종에 의해 방출된 발광의 강도에 해당하는 제 2 강도 신호를 동시에 발생하도록 추가적으로 장착된 것을 특징으로 하는 광학 정보 판독장치.
  22. 제 16항에 있어서,
    광원은 조사광의 편광면의 배향을 선택하는 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 광학 정보 판독장치.
  23. 제 16항에 있어서,
    c) 상기 광학 정보 기록매체 상의 제 2 위치를 상기 편광광의 빔을 사용하여 조사하는 이동수단, 및
    d) 상기 제 1 위치를 조사시에 발생된 제 1 강도 신호와 상기 제 2 위치를 조사시에 발생된 제 2 강도 신호의 변화를 결정하는 비교기수단을 구비한 것을 특징으로 하는 광학 정보 판독장치.
  24. 청구항 2에 따른 광학 정보 판독매체에서 정보를 판독하는 방법에 있어서,
    a) 제 1 편광면의 방향과 제 1 파장을 갖는 편광 광으로 상기 광학 정보 기록매체 상의 제 1 위치를 조사하는 단계, 및
    b) 제 1의 미리 선택된 종의 나노성분들에 의해 방출된 발광 광의 강도에 대응하는 제 1 강도 신호를 발생하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 판독방법.
  25. 제 24항에 있어서,
    단계 b)가 미리 선택된 제 2 파장 및/또는 편광면의 방향을 갖는 발광 광의 강도를 선택적으로 측정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 판독방법.
  26. 제 24항에 있어서,
    단계 b)가 편광 등방성 및 편광 이방성 발광을 구별하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 판독방법.
  27. 제 24항에 있어서,
    단계 b)가, 광학 정보 기록매체 상의 제 1 위치를 편광 광으로 조사할 때, 2개의 파장을 갖는 발광의 강도를 검출하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 판독방법.
  28. 제 24항에 있어서,
    단계 a)가 적어도 2개의 파장으로부터 제 1 파장을 선택하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 판독방법.
  29. 제 24항에 있어서,
    단계 b)가 제 2의 미리 선택된 종의 나노성분들에 의해 방출된 발광 광의 강도에 대응하는 제 2 강도신호를 동시에 발생하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 판독방법.
  30. 제 24항에 있어서,
    단계 a)에서, 제 1 위치가 미리 선택된 편광면의 빛으로 선택적으로 조사되는 것을 특징으로 하는 판독방법.
  31. 제 24항에 있어서,
    c) 상기 편광 광의 빔으로 상기 광학 정보 기록매체 상의 제 2 위치를 조사하는 단계, 및
    d) 상기 제 1 위치를 조사할 때 발생된 제 1 강도 신호와 상기 제 2 위치를 조사할 때 발생된 제 1 강도 신호의 변화를 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 판독방법.
  32. 청구항 1에 따른 광학 정보 기록매체를 제조하는 방법에 있어서,
    a) 나노성분들을 보유하기 위한 매체부재의 표면에 마스킹제의 제 1 패턴을 도포하는 단계와, 그후,
    b) 기본적으로 상기 마스킹제가 없는 상기 매체부재의 표면에 제 1 종의 나노성분들의 나노성분들을 도포하는 단계와, 그후,
    c) 나노성분을 보유하기 위한 매체부재의 표면에 마스킹제의 제 2 패턴을 도포하는 단계와, 그후
    d) 기본적으로 상기 마스킹제가 없는 상기 매체부재의 표면에 제 2 종의 나노성분들을 도포하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
  33. 제 32항에 있어서,
    단계 b)와 c) 사이에는, 제 1 및 제 2 종의 나노성분들을 공간적으로 분리하기 위해, 매체부재의 표면에 추가 매체층이 도포되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
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