Wielokrotnie zapisywalne nośniki DVD z materiałów o zmiennej fazie T.Stobiecki Katedra Elektroniki AGH 19.10. 2004 3 wykład.

Prezentacja na temat: "Wielokrotnie zapisywalne nośniki DVD z materiałów o zmiennej fazie T.Stobiecki Katedra Elektroniki AGH 19.10. 2004 3 wykład."— Zapis prezentacji:

1 Wielokrotnie zapisywalne nośniki DVD z materiałów o zmiennej fazie T.Stobiecki Katedra Elektroniki AGH 19.10. 2004 3 wykład

2 Dostępne nośniki DVD Magneto – optyczne Materiały z zmiennej fazie (Phase change media)

3 Zasada zapisywania, odczytu i kasowania materiałów o zmiennej fazie

4 Stan krystaliczny i amorficzny

5 Krystalograficzy a amorficzny

6 Predkość przejścia pomiędzy fazami

7 Uwalnianie energii cieplnej - Gips G = H – TS G – uwalnianie energii – Gips H – energia T – temperatura S - entorpia

8 Temperaturowa zależność uwalniania ciepła G

9 Przejście ze stanu krystalicznego w płynny Tm – temperatura topnienia Tg – temperatura krzepniecia

10 Wymagania co do materiału 1. Zapis 2. Stabilność zapisanych danych 3. Łatwy odczyt 4. Wymazywanie 5. Odporność i wytrzymałość na liczne cykle kasowania i zapisywania

11 Wymagania i właściwości materiałów Wymagania pamięci Wymagania materiałów Właściwości materiału PrzydatnośćŁatwość formowania szkła Temperatura topnienia/ułożenie warstw Przechowywanie archiwów Stabilność w fazie amorficznym Duża energia aktywacji OdczytywanieDuży stosunek S/NDuży kontrast optyczny KasowanieSzybka rekrystalizacja Prosta faza krystalizacji, niski współczynnik lepkości CyklicznośćStabilne układanie warstw Małe naprężenia

12 Historia wykorzystywanych materiałów 1971: Te-Ge-Sb-S 1974: Te-Ge-As 1983: Te-Ge-Sn-O 1985: Te-Sn-Se, Ge-Se-Ga 1986: Te-Ge-Sn-Au, Sb 2 -Se, In-Se, GeTe, Bi-Se-Sb, Pd-Te-Ge-Sn 1987: GeTe-Sb 2 Te 3, (Ge 2 Sb 2 Te 3, GeSb 2 Te 4 ), In-Se_Tl- Co 1988: In-Sb-Te, In3SbTe2 1989: GeTe-Sb 2 Te 3 -Sb, Ge-Sb-Te-Pd, Ge-Sb-Te-Co, Sb 2 Te 3 -Bi 2 Se 3 1991: Ag-In-Sb-Te

13 Diagram fazy

14 Minimalny czas i temperatura dla rekrystalizacji

15 Proces zapisu Elementem dokonującym zapisu jest laser. Wiązka lasera musi mieć określoną moc i czas trwania. Efektem działania lasera jest unormowana zmiana zdolności odbicia ΔR C

16 Proces zapisu 1– brak zmian sieci krystalicznej 2 – przejście w fazę amorficzną 3 – rekrystalizacja materiału 4 – redukcja zdolności odbicia

17 Proces wymazywania 1 – brak zmian sieci krystalicznej 2 – zmiana fazy na krystaliczną 3 – reamorfizacja materiału 4 – zmiana fazy na krystaliczną 5 – znaczna utrata zdolności odbicia

18 Ograniczenia gęstości zapisu NA – apertura numeryczna soczewki obecnie: NA=0,5 – 0,6 w przyszłości: NA=0,8 ograniczenie ¾* λ λ – długość fali lasera obecnie: λ=780nm w przyszłości: InGaAlP λ=635nm niebieski laser λ=400nm

19 Zwiększania gęstości zapisu Zatopione soczewki (immersion lens)

20 Zwiększania gęstości zapisu Mikroskopia przypowierzchniowa (near-field microscopy)

21 Zmiana rezystancji

22 Rezystancja komórki w zależności od impulsów prądu

23 Struktura komórki PCRAM

24 Matryca komórek PCRAM

25 Zalety pamięci PCRAM Duże szybkości zapisu i odczytu ( 10ns ) Niewielkie napięcia operacyjne ( >1V ) Nieskomplikowana logika sterująca Duża gęstość zapisu Łatwość integracji w układach CMOS Wysoka stabilność Niski koszt produkcji Prostota wykonania Duża trwałość 10 12 cykli set/reset