Optikai adattárolás fázisváltó anyagokon



Hasonló dokumentumok
Kristályos és amorf anyagok Félév végi előadás Optikai adattárolás fázisváltó anyagokon

Optikai lemezek jellemzői, típusai

A háttértárak a program- és adattárolás eszközei.

Különböző OPTIKAI ADATHORDOZÓK. MO lemez. CDROM, DVDROM lemez. CDRAM, DVDRAM lemez

Középszintű Informatika Érettségi Szóbeli Vizsgatétel Bottyán János Műszaki Szakközépiskola

Háttértárak. Megkülönböztetünk papír alapú, mágneses, optikai, valamint egyéb (elektronikus) háttértárakat.

Tervezte és készítette Géczy László 2000

Keresés offline számítógépes forrásokban

Offline tárolási és megjelenítési technikák

A., BEMENETI EGYSÉGEK

Amorf fényérzékeny rétegstruktúrák fotonikai alkalmazásokra. Csarnovics István

CD, DVD és BlueRay. Cziráki Balázs Eötvös Loránd Tudományegyetem. Cziráki Balázs (ELTE) CD, DVD és BlueRay

A számítógép egységei

Háttértárolók. Mágneses háttértárolók

6. óra Mi van a számítógépházban? A számítógép: elektronikus berendezés. Tárolja az adatokat, feldolgozza és az adatok ki és bevitelére is képes.

Fényérzékeny amorf nanokompozitok: technológia és alkalmazásuk a fotonikában. Csarnovics István

Számítástechnikai kellékek 09. TDK floppy lemez. Imation floppy lemez. TDK normál tokos írható CD lemez. TDK vékony tokos írható CD lemez

Fotoindukált változások vizsgálata amorf félvezető kalkogenid arany nanorészecskéket tartalmazó rendszerekben

6. Háttértárak. Mágneses elvű háttértárak. Ezek az eszközök ki-, bemeneti perifériák, az adatok mozgása kétirányú.

MikroLAN-Industria Elektronikai Kft. POSTAI CSOMAGKÜLDÉS: ( 52 ) , ( 52 ) Budapest, Nagy Lajos király útja 112.

Tervezte és készítette Géczy LászlL. szló

Tervezte és készítette Géczy László

Megkülönböztetünk papír alapú, mágneses, optikai, valamint egyéb háttértárakat.

A számítógépek felépítése. A számítógép felépítése

Háttértárak. a tárolható adatmennyiség nagysága (kapacitás), a gyorsasága, azaz mekkora az adat-hozzáférési idı, az adatsőrőség nagysága.

Számítógép egységei. Szoftver (a fizikai eszközöket működtető programok összessége)

Az optikai tárolás alapjai. Készítették: Musza Alexandra (Anyagtudomány MSc) Varga László (Fizikus MSc)

ADATHORDOZÓ LEMEZ. Különböző ADATHORDOZÓK. MO lemez. hajlékonylemez CDROM, DVDROM. lemez. merevlemez CDRAM, DVDRAM. lemez

A merevlemez technológia odáig fejlődött, hogy a zsebben hordható, kisméretű mp3 lejátszókba is készülnek merevlemezek 100 GByte körüli kapacitással.

(11) Lajstromszám: E (13) T2 EURÓPAI SZABADALOM SZÖVEGÉNEK FORDÍTÁSA. 1A. ábra

Optikai lemezek. A CD és DVD típusai, jellemzői Veres Bernadett Etr-kód: VEBSAAI.ELTE. veres.betti91@fre .hu.

Fogalmi és fizikai komponensek

DIGITÁLIS ADATTÁRAK (MEMÓRIÁK)

Adathordozók Urbanszky Andrea (URARABI.ELTE)

Adatbázis rendszerek Gy: Az adattárolás fejlődése

Számítógép felépítése

Háttértár. Fajtái. Mágneses tárak. Háttértár 1

erettsegizz.com Érettségi tételek

(11) Lajstromszám: E (13) T2 EURÓPAI SZABADALOM SZÖVEGÉNEK FORDÍTÁSA

Ezek az eszközök ki-, bemeneti perifériák, az adatok mozgása kétirányú. Tároló egységek. Mágneses elvű. hajlékonylemez (floppy)

Mi szükséges a működéshez?

Digitális elmozdulásmérœ rendszer

Informatikai eszközök fizikai alapjai Lovász Béla

Ossza meg a felfedezés élményét. Semmi sem rejtőzhet el.

Az elektron hullámtermészete. Készítette Kiss László

A szilárd testek alakja és térfogata észrevehetően csak nagy erő hatására változik meg. A testekben a részecskék egymáshoz közel vannak, kristályos

Röntgendiffrakció. Orbán József PTE, ÁOK, Biofizikai Intézet november

Nanoelektronikai eszközök III.

Háttértárak. Merevlemez (winchester) = HDD = hard disc drive = merevlemezes meghajtó

Elektronikus háttértárak

1. A TERMÉKEK MŰSZAKI SPECIFIKÁCIÓJA

Mai számítógép perifériák. Számítógépes alapismeretek 1. beadandó. Lővei Péter (LOPSAAI.ELTE) 2010.

DIGITAL ETERNITY: DATABASES AND APPLICATIONS ON CD-ROM IN OUR EDUCATIONAL PRACTICE

6. Félvezető lézerek

Hogyan kell 3D tartalmat megtekinteni egy BenQ kivetítőn? Minimális rendszerkövetelmények 3D tartalom lejátszásához BenQ kivetítőn:

Fénytávközlő rendszerek és alkalmazások

A háttértárak nagy mennyiségű adat hosszú távú tárolására alkalmas ki- és bemeneti perifériák.

Optikai lemezek jellemzői, típusai

Alapismeretek. Tanmenet

S11. Elvárásain felüli érték. Caring for Life through Innovation

elektronikus adattárolást memóriacím

MÁGNESES HÁTTÉRTÁRAK.

Háttértárolók. a) Az IBM PC kompatibilis számítógépek megjelenésekor a legelterjedtebb háttértár a

Bepillantás a gépházba

Informatikai alapismeretek

Nanotudományok vívmányai a mindennapokban Lagzi István László Eötvös Loránd Tudományegyetem Meteorológiai Tanszék

Máté: Számítógép architektúrák

Anyagvizsgálati módszerek Elemanalitika. Anyagvizsgálati módszerek

FÉLVEZETŐ ESZKÖZÖK I. Elektrotechnika 4. előadás

2. Számítógépek működési elve. Bevezetés az informatikába. Vezérlés elve. Külső programvezérlés... Memória. Belső programvezérlés

Hardware alapismeretek

Alapismeretek. Tanmenet

Térinformatika. Térinformatika. GIS alkalmazói szintek. Rendszer. GIS funkcionális vázlata. vezetői szintek

3D bútorfrontok (előlapok) gyártása

GPON rendszerek bevezetése, alkalmazása a Magyar Telekom hálózatában

AVerVision CP135 vizualizer Hordozható dokumentum-kamera

Kutatóegyetemi Kiválósági Központ 1. Szuperlézer alprogram: lézerek fejlesztése, alkalmazásai felkészülés az ELI-re Dr. Varjú Katalin egyetemi docens

Informatika érettségi vizsga

VGN-TT21XN/B. Extrém stílus és hordozhatóság

Fényszórási jelenségek modellezése és kísérleti vizsgálata optikai adattároló rendszerekben

Halmazállapotok. Gáz, folyadék, szilárd

Az információ-tárolás története és tanulságai II.

Koherens lézerspektroszkópia adalékolt optikai egykristályokban

NIIF szolgáltatások a múzeumok számára

Bevezetés az analóg és digitális elektronikába. V. Félvezető diódák

A PET-adatgy informatikai háttereh. Nagy Ferenc Elektronikai osztály, ATOMKI

Számítógépes alapismeretek 1.

BD-HP90S BLU-RAY/DVD LEMEZLEJÁTSZÓ HASZNÁLATI ÚTMUTATÓ

ADATTÁROLÁS: LÁGY- ÉS MEREVLEMEZEK KOVÁCS MÁTÉ

erettsegizz.com Érettségi tételek

OFDM technológia és néhány megvalósítás Alvarion berendezésekben

(11) Lajstromszám: E (13) T2 EURÓPAI SZABADALOM SZÖVEGÉNEK FORDÍTÁSA

Felhasználói útmutató. Személyi számítógép VGN-CS sorozat

VGN-FW41E/H MŰSZAKI ADATOK. Páratlan HD élmény. Operációs rendszer Operációs rendszer Microsoft Windows Service Pack 1. Architecture Platform Chipset

Szakértesítő 1 Interkerám szakmai füzetek A folyósító szerek viselkedése a kerámia anyagokban

Bevezetés a lézeres anyagmegmunkálásba

Kezdje itt Gyors üzembe helyezési útmutató

2. részajánlat : Szánmítástcchnikai adathordozók, memória egységek szállítása. TDK Floppy lemez 3,5" USHI) formázott TDK A doboz termék egyedi

Új kompakt X20 vezérlő integrált I/O pontokkal

Felhasználói útmutató. Személyi számítógép VPCF11 sorozat

Átírás:

Optikai adattárolás fázisváltó anyagokon Fekete Balázs András 2015.IV.27 Kristályos és amorf anyagok előadás Budapesti Műszaki- és Gazdaságtudományi Egyetem

Bevezető Az információ tárolása rendkívül fontos kérdés az információs technológiában A jó eszköz olcsón előállítható, nagy mennyiségű adatot tárol, gyorsan kiolvasható jó minőségben, miközben időtálló és újra felhasználható Három fő típust tudunk megkülönböztetni: szilárdtestmemóriák, mágneses illetve opitkai adattárolás Mindegyik típusnak meg van a saját karakterisztikája, típuson belül is több megvalósítás Mindegyik típusnak vannak hátrányai nincs univerzális adattároló

Bevezető Az optikai adattárolás egy megbízható, hordozható, hosszú élettartamú, olcsón előállítható adattárolót biztosít Már az 1950-es 60-as években megkezdődtek a kutatások Az első CD-ROM-ot 1982-ben került piacra Lemez, melyen az információt egy spirálban körbefutó sávban (barázda) tároljuk Pit land, különbség az optikaitulajdonságokban

Az optikai adattárolók három generációja Az optikai adattárolóknak három generációja van jelenleg piacon Compact Disc 1982 650 MB λ = 780 nm, NA = 0.45, d tr = 1.6 μm DVD 1995 4.7 GB λ = 650 nm, NA = 0.6, d tr = 0.74 μm Blu-Ray 2003 25 GB λ = 405 nm, NA = 0.85, d tr = 0.32 μm

Az első generáció a Compact Disc A CD-t kifejezetten digitálisan kódolt audio adatok tárolására fejlesztették ki (Philips és Sony) Az adatok és szoftverek tárolása esetében a floppylemezt váltotta Gyakorlatilag a modern optikai tárolók ősanyja Compact Disc 650 MB 1982 λ = 780 nm, NA = 0.45, dtr = 1.6 μm

Az első generáció a Compact Disc

A második generácó Digital Versatile Disc A DVD kifejlesztéséhez a fő motiváció a video formátumú adatok tárolása Hasonló a CD-hez, de különböző adattárolási technológiát használ, magasabb a kapacitása A DVD video, audio és adat formátum együttes tárolását teszi lehetővé DVD 4.7 GB 1995 λ = 650 nm, NA = 0.6, dtr = 0.74 μm

A harmadik generáció blu-ray discs A HDTV népszerűségének növekedése Nagyobb mennyiségű adat nagy sebességgel Kisebb hullámhossz kisebb foltméret Blu-Ray 25 GB 35 Mbps 2003 λ = 405 nm, NA = 0.85, dtr = 0.32 μm

ROM, R, RW Read Only Memory A pitek mélysége 1/4 1/6-a a hullámhossznak A pitből származó és a széléről visszaverődő sugarak között fázistolás lép fel Destruktív interferencia Intenzitás-csökkenés Recordable Nagy teljesítményű lézerrel megviláítva olyan változást idéz elő a lemez optikai tulajdonságaiban, mely kis teljesítményű lézerrel kiolasható Rewritable Fázisváltó anyagok

Phase change optical recording Az információ rögzítés alapelve, hogy a fázis-váltó tuajdonsággal rendelkeő anyagból készült vékony filmet lézerrel megvilágítva annak egy meghatározott kis tartományon az anyag szerkezetét módosítani tudjuk A rögzített információ visszanyerésekor azt használjuk ki, hogy a külnböző szerkezetű anyagrészek erősen különböző optikai tulajdonságokkal rendelkeznek Két mevalóítási lehetőségünk van: Amorf és kristályos fázisok Két különböző struktúrájú kristáyos fázis

Phase change optical recording

Fázisváltó anyagok Több féle anyagot is vizsgátak, melyek igéretesnek mutatkoztak: In-Sb, Ag-Zn, Ge-Sb-Te, Ge-Te-Sn, Sb- Se-Te, Ag-In-Sb-Te etc. Ezek közül kettő, melyet széles körben alkalmaznak GeTe-Sb 2 Te 3 (Ge-Sb-Te, GST) and Ag-In-Sb-Te (AIST) GST nucleation-dominated material AIST growth-dominated material

Important factors Írás/olvasás ciklus: Az anyagnak el kell bírnia, hogy nagyon sokszor váltson amorf és kristály fázis között. Kristályosodási sebesség: Minél gyorsabban kristályosítható a fázisváló anyag, annál rövidebb a törlési idő. Nagy atomi mobilitás az amorf és a túlhűtött fázisban (viszkozitás, gyenge kötések) Rövid diffúziós távolság az amorf fázisban

Important factors Olvadás pont: Lézerrel olvasztunk, ezért nem lehet túlságosan magas. Nem lehet ugyanakkor túl alacsony sem, mivel szobahőmérsékleten is ki tudna kristályosodni. Termikus stablilitás: minél nagyobb, annál hosszabb ideig lehet használni a lemezt. Optikai konstansok: olyan anyagra van szükség, melynek amorf és kristályos fázisának optikai tulajdonságai erősen különböznek.

A fázisváltó anyagok fejlesztése 1968-ban S. R. Ovshinsky felfedezett egy gyors és reverzibilis átmenetet egy rezisztív (rendezetlen) és egy konduktív (rendezett) fázis között kalkogenid anyagokban Feinleib: Lézerrel előálított opikai memória kalkogenidekben. 1983 Clemens, kis mértékben dope-olt Te filmben valósított meg opikai adattárolást, ahol 4 * 10 4 lehetséges ciklust ért el Ugyanebben az évben, Takenaga 10 6 írás/olvasás ciklust ért el Te-oxid lemezen. Nagyobb stabilitás viszont a törlési (kristályosítási idő, 1 μs) hosszabb

A fázisváltó anyagok fejlesztése A ma használt Ge2 Sb 2 Te5 (GST) 1991-ben, Yamada Nagy optikai kontraszt a két fázis között Két ZnS hővezető réteg közé szendvicselve gyorsan lehet kristályosítani (50 ns) A másik, AgInSbTe (AIST) 1992, Iwasaki Rendkívül jól kezelhető anyag

A DVD-lemez felépítése

Springer Handbook Springer: Handbook of Electronic and Photonic materials A fázisváltó-anyagok viselkedése kvalitatíven jól ismert, ugyanakkor a nanoskálán történő értelmezése nem egyértelmű Six fundamental questions

Fundamental questions 1. Miért csupán két anyag tekinthető optimálisnak? 2. Egy kereskedelemben kapható DVD-RAM 1 000 000 írási ciklusig stabil. Mi teszi ezt ennyire stabillá? 3. GST kristályosdási sebessége 30 ns, az amorf bitet femtoszekundumos lézerrel lehet előállítani. Miért ilyen gyorsak a struktúrális átalaklások?

Fundamental questions 4. A kristályosodási folyamat aktivizációs energiája 2 3 ev. Ezt szilárdtest-fizikai megfontolásokból a gap sáláján várnánk, ami 0.3 ev. Miért ilyen magas? 5. Félvezetőkben általában az amorf fázis gapje kisebb, mint a kristályosé. A vizsgált anyagok esetében ez pont fordított mi okozza ezt? 6. A megvilágító lézernek a melegítésen kívül van-e más szerepe?

Local structure change Röntgen-spektroszkópiai vizsgálatok XAFS X-ray absorption fine structure EXAFS Extended X-ray absorption fine structure kémiai elemre vonatkoztatva függetlenül nyerhetünk információkat XANES X-ray absorption near-edge structure érzékeny a szomszédos atomok kölcsönös elhelyezkedésére alkalmas betöltetlen vezetési-sáv-beli állapotok kimutatására

Local structure change

Local structure change

Local structure change

Köszönöm a figyelmet!