專利名稱：藍(lán)光可錄存儲(chǔ)的無(wú)機(jī)記錄材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于光存儲(chǔ)技術(shù)領(lǐng)域，是一種藍(lán)光可錄存儲(chǔ)的無(wú)機(jī)記錄材料及其制備方法，使用NiFeO薄膜作藍(lán)光可錄光盤的記錄層，這種材料可在藍(lán)光作用下發(fā)生光學(xué)性質(zhì)變化，從而達(dá)到信息存儲(chǔ)的目的。
背景技術(shù)：
隨著21世紀(jì)科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，信息量急劇增加，對(duì)于信息處理和信息存儲(chǔ)容量的要求將不斷提高。光存儲(chǔ)技術(shù)由于具有存儲(chǔ)密度高、容量大、壽命長(zhǎng)、信噪比高等優(yōu)點(diǎn)，產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程極為迅速，現(xiàn)已成為光電子行業(yè)的重要支柱。目前商業(yè)化的產(chǎn)品是單面容量為4.7GB的DVD系列。繼DVD之后，即將商業(yè)化的藍(lán)光光盤被認(rèn)為是第三代高密度存儲(chǔ)光盤。藍(lán)光光盤采用數(shù)值孔徑為0.85的讀寫物鏡，由于激光波長(zhǎng)從650nm縮短到405nm，信息點(diǎn)的尺寸僅為140nm，從而使直徑為12cm的光盤存儲(chǔ)容量提高到22GB以上。早期研究的藍(lán)光光盤是基于相變的可擦重寫光盤，對(duì)用于藍(lán)光存儲(chǔ)的可擦重寫相變光盤已有大量研究，并開發(fā)出GeSbTe系、AgInSbTe系等可用于藍(lán)光可擦重寫的無(wú)機(jī)相變材料。目前研究的熱點(diǎn)是可錄型藍(lán)光光盤，這種光盤具有巨大的商業(yè)價(jià)值，用于存儲(chǔ)不需改變的重要信息，如檔案、財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)、法律文件等。CD-R，DVD-R使用的均為價(jià)格低廉的有機(jī)記錄材料，但是有機(jī)染料在藍(lán)光波段下，吸收較弱且很難獲得較大的調(diào)制振幅，因此，用有機(jī)染料作為藍(lán)光可錄光盤的記錄材料遇到了很大困難。研究主要集中于無(wú)機(jī)記錄材料，相繼報(bào)道的用于藍(lán)光可錄存儲(chǔ)的記錄材料有Bi-Ge氮化物(Jpn.J.Appl.Phys.43(2004)4997)，Te-O-Pd(Jpn.J.Appl.Phys.45(2006)1223)，Cu/Si(Appl.Phys.Lett.86(2005)221921-1)等，然而，由這些記錄材料構(gòu)成的藍(lán)光可錄光盤膜層結(jié)構(gòu)復(fù)雜，包括了記錄層，反射層和兩層介電層，使得藍(lán)光可錄光盤盤片成本較高，阻礙了其市場(chǎng)化進(jìn)程。
近來(lái)，Chang H L等(Jpn.J.Appl.Phys.44(2005)6109)提出用NiOx薄膜充當(dāng)藍(lán)光可錄光盤的記錄介質(zhì)，由于NiOx薄膜具有很好的熱穩(wěn)定性，并且不容易被氧化，故獲得的藍(lán)光可錄光盤膜層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，類似于DVD-R，并且具有較高的反射率，顯示出了很好的應(yīng)用前景。但是，他們報(bào)道的由NiOx薄膜充當(dāng)記錄層構(gòu)成的藍(lán)光可錄光盤的抖晃(Jitter)值為13％左右，這是由于藍(lán)光輻照后記錄層較大的形變和膜厚變化引起的。因此，需要開發(fā)一種既能保持NiOx薄膜充當(dāng)記錄層構(gòu)成的藍(lán)光可錄光盤膜層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，又能在藍(lán)光輻照后記錄層的形變和膜厚變化較小的薄膜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問(wèn)題在于保持NiOx薄膜記錄材料優(yōu)越性的基礎(chǔ)上，克服其在藍(lán)光輻照后膜層較大的形變和膜厚變化，提供一種藍(lán)光可錄存儲(chǔ)的無(wú)機(jī)記錄材料及其制備方法。
本發(fā)明的解決方案是一種用于藍(lán)光可錄存儲(chǔ)的無(wú)機(jī)記錄材料，其特征在于它是一種由NiFe合金通過(guò)反應(yīng)磁控濺射法制備的NiFeO薄膜，其成分為NiO，Ni2O3，F(xiàn)e2O3和FeO，所述的NiFe合金中Fe的重量百分比為5.0～55.0wt％。
所述的NiFeO薄膜的膜厚為10nm～150nm。
所述的NiFeO薄膜的襯底為K9玻璃片、石英玻璃片或光盤盤基。
所述的藍(lán)光可錄存儲(chǔ)的無(wú)機(jī)記錄材料的制備方法是采用反應(yīng)磁控濺射法，所用靶材為NiFe合金，NiFe合金中Fe的重量百分比為5.0～55.0wt％。在反應(yīng)磁控濺射過(guò)程中，濺射工藝參數(shù)為本底真空為1×10-5Pa～2×10-3Pa，氧氣與氬氣的流量比為5％～100％，氬氣的流量為10～100sccm(每分鐘標(biāo)準(zhǔn)毫升)，濺射功率為50W～1000W，濺射氣壓為0.3Pa～10Pa。
本發(fā)明的技術(shù)效果在于以NiFeO薄膜為記錄層構(gòu)成的藍(lán)光可錄光盤膜層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能夠有效降低成本，NiFeO薄膜的熱穩(wěn)定性好，記錄的數(shù)據(jù)不易丟失。
在NiOx薄膜中摻雜Fe元素，形成的FeO和Fe2O3，在藍(lán)光輻射下，呈惰性。因此，在藍(lán)光輻射后，未發(fā)生分解的NiO，F(xiàn)eO和Fe2O3有效地阻止記錄層在記錄過(guò)程中的形變和膜厚變化。
并且，Ni和Fe均對(duì)環(huán)境友好，無(wú)毒，價(jià)格便宜。
還要特別指出的是，NiFeO薄膜具有在激光作用前后的光學(xué)對(duì)比度與光波長(zhǎng)無(wú)關(guān)的特點(diǎn)，故該種可錄材料除了可以應(yīng)用于藍(lán)光可錄存儲(chǔ)外，還可應(yīng)用于紅光(650nm)和紅外光(780nm)的可錄存儲(chǔ)。


圖1為沉積態(tài)NiFeO薄膜的X射線光電子能譜具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)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NiFeO薄膜，以Ni同F(xiàn)e的質(zhì)量比為4∶1的NiFe合金為濺射靶材，濺射過(guò)程中，本底真空為7×10-4Pa，氧氣與氬氣的流量比為5％，氬氣的流量為70sccm，濺射氣壓為0.6Pa，濺射功率為350W，濺射時(shí)間為7min，即得到所需NiFeO薄膜。NiFeO薄膜的成分和各元素的價(jià)態(tài)見圖1。通過(guò)對(duì)材料熱分析得到的熱重曲線表明，NiFeO薄膜的熱分解溫度在250℃左右，說(shuō)明其熱穩(wěn)定性好。通過(guò)掃描電鏡和原子力顯微鏡對(duì)NiOx薄膜和NiFeO薄膜在藍(lán)光輻射后的表面對(duì)比分析表明，NiFeO薄膜相對(duì)于NiOx薄膜，在藍(lán)光輻射后表面形變和膜厚度變化較小。NiFeO薄膜用405nm的藍(lán)光作為記錄光源，在材料上可寫入明顯的信息點(diǎn)。
其它應(yīng)用實(shí)例用下表給出

權(quán)利要求
1.一種用于藍(lán)光可錄存儲(chǔ)的無(wú)機(jī)記錄材料，其特征在于它是一種由NiFe合金用反應(yīng)磁控濺射法制備的NiFeO薄膜，其成分為NiO，Ni2O3，F(xiàn)e2O3和FeO，所述的NiFe合金中Fe的重量百分比為5.0～55.0wt％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的藍(lán)光可錄存儲(chǔ)的無(wú)機(jī)記錄材料，其特征在于所述的NiFeO薄膜的膜厚為10nm～150nm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的藍(lán)光可錄存儲(chǔ)的無(wú)機(jī)記錄材料，其特征在于所述的NiFeO薄膜的襯底為K9玻璃片、石英玻璃片或光盤盤基。
4.權(quán)利要求1所述的藍(lán)光可錄存儲(chǔ)的無(wú)機(jī)記錄材料的制備方法，其特征是采用反應(yīng)磁控濺射法制備，所用靶材為NiFe合金，NiFe合金中Fe的重量百分比為5.0～55.0wt％，在反應(yīng)磁控濺射過(guò)程中，濺射工藝參數(shù)為本底真空為1×10-5Pa～2×10-3Pa，氧氣與氬氣的流量比為5％～100％，氬氣的流量為10～100sccm，濺射功率為50W～1000W，濺射氣壓為0.3Pa～10Pa。
全文摘要
一種藍(lán)光可錄存儲(chǔ)的無(wú)機(jī)記錄材料及其制備方法，它是一種由NiFe合金用反應(yīng)磁控濺射法制備的NiFeO薄膜，其成分為NiO，Ni
文檔編號(hào)G11B7/26GK1920977SQ20061011626
公開日2007年2月28日 申請(qǐng)日期2006年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月20日
發(fā)明者周瑩, 耿永友, 顧冬紅 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所