專利名稱：一次記錄式超分辨近場(chǎng)結(jié)構(gòu)光盤的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及近場(chǎng)光存儲(chǔ)技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種一次記錄式超分辨近場(chǎng)結(jié)構(gòu)光盤，使用金屬有機(jī)化合物用作超分辨近場(chǎng)結(jié)構(gòu)光盤記錄層，使用現(xiàn)有的紅光記錄設(shè)備縮小記錄點(diǎn)從而大幅度地提高光存儲(chǔ)密度。
背景技術(shù)：
信息技術(shù)是21世紀(jì)的關(guān)鍵技術(shù)，在信息技術(shù)的獲取、傳輸、存儲(chǔ)、顯示、處理中，信息存儲(chǔ)是關(guān)鍵之一。磁盤，半導(dǎo)體隨機(jī)內(nèi)存和光存儲(chǔ)是目前主要的三種數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式。光存儲(chǔ)的信息載體為光子，它可進(jìn)入到電子載體所不能進(jìn)入的高密度、超大容量、超快速率以及并行輸入/輸出和高度互連的領(lǐng)域。目前光盤存儲(chǔ)技術(shù)中，載有信息的調(diào)制激光束通過物鏡聚焦于光盤存儲(chǔ)介質(zhì)層上記錄，屬于遠(yuǎn)場(chǎng)光記錄，記錄點(diǎn)的尺寸決定于聚焦光的衍射極限。而聚焦光斑直徑與記錄激光波長(zhǎng)和數(shù)值孔徑有關(guān)，用公式表示就是D～λ/NA，而存儲(chǔ)密度正比于(NA/λ)2，因此縮短記錄激光波長(zhǎng)和提高數(shù)值孔徑是提高光存儲(chǔ)密度的兩種有效的辦法。目前光盤產(chǎn)品已發(fā)展到第二代以單面容量4.7GB為主流的DVD系列。紅光半導(dǎo)體激光器(630-650nm)和數(shù)值孔徑為0.6的物鏡。與CD光盤相比存儲(chǔ)容量提高了7-8倍?，F(xiàn)在超高密度的藍(lán)光光盤(記錄激光波長(zhǎng)為400-500nm)也已經(jīng)上市，單面容量再22.5Gb左右。在未來的幾年里，通過縮短記錄激光波長(zhǎng)和提高數(shù)值孔徑，光盤存儲(chǔ)密度還會(huì)有一定的提高，但這種密度的提高僅僅是幾倍的關(guān)系，而數(shù)值孔徑的增大是以焦深的減少和由于偏心率引起的失真的加大為代價(jià)的，以此來提高存儲(chǔ)密度也十分有限。
近來，光學(xué)近場(chǎng)技術(shù)受到越來越多的重視，使用這種技術(shù)能夠記錄和讀出40-80nm大小的記錄點(diǎn)，然而光學(xué)近場(chǎng)技術(shù)還有很多問題需要克服，如近場(chǎng)探針易碎的問題，探針和介質(zhì)之間縫隙控制的響應(yīng)緩慢的問題，記錄面積狹窄以及記錄和讀出速度緩慢的問題，這些問題限制了光學(xué)近場(chǎng)技術(shù)在信息存儲(chǔ)中的實(shí)際運(yùn)用。
超分辨近場(chǎng)結(jié)構(gòu)(Super-RENS)技術(shù)(Appl.Phys.Lett.73(1998)2078)是近年來發(fā)展起來的一種集超分辨光盤技術(shù)和近場(chǎng)光存儲(chǔ)技術(shù)于一身的新技術(shù)，這種技術(shù)突破了傳統(tǒng)光存儲(chǔ)對(duì)衍射極限的限制。而且近場(chǎng)距離是通過掩膜層和記錄層之間的隔離層來控制，機(jī)械破壞很少、沒有污染并且具有很高的記錄速度，被認(rèn)為是最有效的近場(chǎng)光學(xué)記錄之一。目前超分辨近場(chǎng)結(jié)構(gòu)光盤研究的較多的是相變光盤、磁光光盤和只讀式光盤，所用的記錄材料為無機(jī)材料，由于無機(jī)材料需要使用磁控濺射成膜，工藝復(fù)雜，成膜成本較高。目前對(duì)超分辨近場(chǎng)結(jié)構(gòu)一次記錄式光盤研究很少。有機(jī)材料和無機(jī)材料相比具有成膜簡(jiǎn)單(使用旋涂方法)，靈敏度高，環(huán)境污染小，抗磁能力強(qiáng)，結(jié)構(gòu)易于調(diào)整等一系列優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)用于紅光一次記錄式光盤(DVDR)(US2006/0035171 A1)和藍(lán)光光盤(dyes and pigments 66(2005)77)中。但超分辨近場(chǎng)結(jié)構(gòu)一次記錄式光盤的結(jié)構(gòu)和DVDR光盤結(jié)構(gòu)不同，原先用于DVDR的記錄介質(zhì)可能并不適合用作一次可錄超分辨近場(chǎng)結(jié)構(gòu)光盤的記錄介質(zhì)。有人曾研究花菁染料用于超分辨近場(chǎng)結(jié)構(gòu)一次記錄式光盤(Jpn.J.Appl.Phys.Vol.42(2003)997)，但花菁染料存在熱穩(wěn)定性差，在低于衍射極限記錄點(diǎn)的讀出信噪比低，離實(shí)用化還有很大的差距。因此需要選擇一種最大吸收波長(zhǎng)滿足要求，光熱穩(wěn)定性好的染料，這種染料具有較高的熱分解溫度，以便在連續(xù)讀出過程中滿足超分辨近場(chǎng)結(jié)構(gòu)一次可錄光盤對(duì)記錄材料的熱穩(wěn)定性的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供為工作波段在635-650nm的一次記錄式超分辨近場(chǎng)結(jié)構(gòu)光盤，該光盤應(yīng)適用現(xiàn)有紅光記錄和讀出設(shè)備并實(shí)現(xiàn)記錄和讀出小于衍射極限的記錄點(diǎn)，而且要求光盤結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易實(shí)用化。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下一種一次記錄式超分辨近場(chǎng)結(jié)構(gòu)光盤，包括盤基、記錄層，金屬反射層，其特點(diǎn)是在所述的盤基和記錄層之間還有第一保護(hù)層、掩膜層和第二保護(hù)層，所述的記錄層的材料為金屬偶氮鏊合物，該記錄層的厚度為80-120nm；所述的第一保護(hù)層的厚度為100-180nm，第二保護(hù)層的厚度為15-30nm.。
所述的保護(hù)層由氮化硅，或硫化鋅與二氧化硅的混合物構(gòu)成。
所述的硫化鋅與二氧化硅的混合物的摩爾比為4∶1。
所述的掩膜層為銻、鉍、氧化銀或氧化鉑，其厚度為15-30nm。
所述的金屬反射層的材料為金或銀，膜厚為40-80nm。
所述的金屬偶氮鏊合物是鎳、鈷、銅、鋅或錳與偶氮有機(jī)化合物形成的金屬鍪合物，
本發(fā)明的技術(shù)效果和在先技術(shù)相比，使用金屬偶氮化合物用作超分辨近場(chǎng)結(jié)構(gòu)光盤記錄層，與原先的無機(jī)材料記錄層相比，具有成膜簡(jiǎn)單，成膜成本低，結(jié)構(gòu)易調(diào)整等優(yōu)點(diǎn)；而和一次記錄式DVD光盤相比，由于使用了超分辨近場(chǎng)結(jié)構(gòu)，通過掩膜層的作用有效的減少了光斑尺寸，記錄點(diǎn)尺寸大大縮小，光存儲(chǔ)密度得到很大的提高；與基于花菁染料的超分辨近場(chǎng)結(jié)構(gòu)一次記錄式光盤相比，金屬偶氮染料記錄層的光熱穩(wěn)定性更好。


圖1為本發(fā)明一次記錄式超分辨近場(chǎng)結(jié)構(gòu)光盤結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但不應(yīng)以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
實(shí)施例1本發(fā)明的一次記錄式超分辨近場(chǎng)結(jié)構(gòu)光盤是依次在光盤基片1上濺射第一保護(hù)層2、掩膜層3、第二保護(hù)層4，在第二保護(hù)層4上旋涂一層記錄層5，在記錄層5上濺射反射層6構(gòu)成的其工藝過程大致是在清潔的光盤基片1上使用磁控濺射設(shè)備，真空度為1.0×10-4Pa，射頻磁控濺射硫化鋅和二氧化硅混合物，硫化鋅與二氧化硅的摩爾比為4∶1，形成第一層保護(hù)層2，膜厚130nm，再磁控濺射鉍掩膜層3，膜厚20nm，磁控濺射第二保護(hù)層4，膜厚20nm在第二保護(hù)層上，使用旋涂?jī)x旋涂一層記錄層5，該記錄層的染料為金屬鎳偶氮化合物，表述為Ni-EBADA層，膜厚100nm，在記錄層5上再濺射一層銀反射層6，膜厚60nm。
使用光盤靜態(tài)測(cè)試設(shè)備，記錄/讀出波長(zhǎng)為650nm，數(shù)值孔徑為0.65，記錄功率為7mW，記錄脈寬為200ns，在本實(shí)施例的一次記錄式超分辨近場(chǎng)結(jié)構(gòu)光盤的記錄層上記錄，使用原子力學(xué)顯微鏡(AFM)觀察記錄點(diǎn)的形狀和大小，記錄點(diǎn)大小為0.66um，作為對(duì)比，在不具有超分辨近場(chǎng)結(jié)構(gòu)的單層記錄層上的記錄點(diǎn)大小為1.12um?？梢娫诮饘倥嫉衔镉涗泴由系挠涗淈c(diǎn)明顯縮小，從1.12μm減少到0.66μm，實(shí)驗(yàn)表明可獲得更高的存儲(chǔ)密度。
其它應(yīng)用實(shí)例用下表給出


注表中Ni-EBADA，Co-EBADA，Cu-EBADA，Zn-EBADA分別為2-(2-氨基-5-烷基-1，3，4-噻二唑基偶氮)-5-(N，N-二乙基氨基)三氟甲基磺酰苯胺與四水乙酸鎳，四水乙酸鈷，乙酸銅，乙酸鋅，乙酸錳的鏊合物。
權(quán)利要求
1.一種一次記錄式超分辨近場(chǎng)結(jié)構(gòu)光盤，包括盤基(1)、記錄層(5)，金屬反射層(6)，其特征是在所述的盤基(1)和記錄層(5)之間還有第一保護(hù)層(2)、掩膜層(3)和第二保護(hù)層(4)，所述的記錄層(5)的材料為金屬偶氮鏊合物，該記錄層(5)的厚度為80-120nm；所述的第一保護(hù)層的厚度為100-180nm，第二保護(hù)層的厚度為15-30nm.。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一次記錄式超分辨近場(chǎng)結(jié)構(gòu)光盤，其特征在于所述的保護(hù)層由氮化硅，或硫化鋅與二氧化硅的混合物構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一次記錄式超分辨近場(chǎng)結(jié)構(gòu)光盤，其特征在于所述的硫化鋅與二氧化硅的混合物的摩爾比為4∶1。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一次記錄式超分辨近場(chǎng)結(jié)構(gòu)光盤，其特征在于所述的掩膜層(3)為銻、鉍、氧化銀或氧化鉑，其厚度為15-30nm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一次記錄式超分辨近場(chǎng)結(jié)構(gòu)光盤，其特征在于所述的金屬反射層(6)的材料為金或銀，膜厚為40-80nm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一次記錄式超分辨近場(chǎng)結(jié)構(gòu)光盤，其特征在于所述的金屬偶氮鏊合物是鎳、鈷、銅、鋅或錳與偶氮有機(jī)化合物形成的金屬鏊合物。
全文摘要
一種一次記錄式超分辨近場(chǎng)結(jié)構(gòu)光盤，包括盤基、記錄層，金屬反射層，其特點(diǎn)是在所述的盤基和記錄層之間還有第一保護(hù)層、掩膜層和第二保護(hù)層，所述的記錄層的材料為金屬偶氮鏊合物，該記錄層的厚度為80－120nm；所述的第一保護(hù)層的厚度為100－180nm，第二保護(hù)層的厚度為15－30nm。本發(fā)明光盤使用紅光(波長(zhǎng)650nm)記錄設(shè)備記錄時(shí)，該光盤金屬有機(jī)化合物記錄層上記錄點(diǎn)的尺寸較一次記錄式DVD光盤記錄層上記錄點(diǎn)有效地縮小，可獲得更高的存儲(chǔ)密度。
文檔編號(hào)G11B7/252GK1870153SQ20061002842
公開日2006年11月29日 申請(qǐng)日期2006年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月30日
發(fā)明者陳文忠, 吳誼群, 王陽, 顧冬紅 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所