具有超高解析近场结构的记录介质及其再现方法和设备技术

一种使用在其上已经预记录了信息的超高解析近场结构（Ｓｕｐｅｒ－ＲＥＮＳ）来实现载噪比（ＣＮＲ）的只读记录介质，其包括：基底，将所述信息记录在其表面上；反射层，其在所述基底上面由相变材料构成；第一电介质层，其形成在所述反射层上面；和掩膜层，其在所述第一电介质层上面由金属氧化物或纳米颗粒构成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种在其上已经记录了信息的只读记录介质，更具体地讲，涉及一种具有超高解析近场结构(Super-RENS，super-resolution near-fieldstructure)的在其上已经预记录了用光学方式可读的信息的只读记录介质、用于读取所述信息的方法及其再现设备。
技术介绍
包括数字通用盘(DVD)的光盘作为被设计用于记录图像数据或计算机数据的高密度记录介质继续得到普及。具体地讲，比如在其上已经预记录了电影或计算机程序的DVD-ROM的只读光盘通常被用来容易地分配大量信息。信息以标记(凹坑)的形式被预记录在只读光盘的基底上。为了读出所述信息，光盘再现设备将激光束发射到所述光盘上，光电检测器检测根据排列标记存在或不存在而变化的反射束的强度。例如，如果所述标记存在，则所述反射束的强度降低，而如果所述标记不存在，则所述强度增加。因此，可被记录在只读光盘上的信息的量由在所述再现设备中可读的标记(凹坑)的大小确定。减小标记(凹坑)的大小通过在每张盘上记录更多的信息来增加可被记录在所述光盘上的信息的密度。通过再现设备可读的标记的大小由与其它因素一道的再现设备的光学系统的分辨率极限(RL)确定。理论上光学系统的RL可以通过方程(1)来计算RL＝λ/(4×NA) ...(1)其中，λ是激光束的波长，NA是物镜的数值孔径。在通常使用的红色激光的情况下，通过将λ＝635nm和NA＝0.6代入方程(1)获得265nm的RL。当使用蓝色激光时，通过将λ＝405nm和NA＝0.65代入方程(1)获得156nm的RL。即，使用所述红色激光的光盘再现设备不允许具有不超过265nm的长度的标记(凹坑)被读取。即使在使用短波长的蓝色激光的光盘再现设备中，读取具有不超过156nm长度的标记(凹坑)也是困难的。图1是示出在基底上只具有银反射层的传统只读光盘的标记长度和载噪比(CNR)之间的关系的曲线图。当标记深度分别是50nm、70nm和100nm时进行测量，再现设备的RL是265nm。从图1可以明显看出当标记长度大于290nm时，由于CNR大于40dB，所以可以成功地从光盘读取以标记(凹坑)的形式记录的信息。然而，对于小于290nm的标记长度，CNR急剧降低。对于265nm(即，再现设备的RL)的标记长度，CNR大约是16dB，如果标记长度小于250nm，则CNR大约降低到零。作为一种用于改进由方程(1)定义的光盘再现设备的RL的技术，Super-RENS受到很高的关注，并且这种结构已经被应用到相变记录光盘(查阅“Applied Physics Letters，Vol.73，No.15，Oct.1998”和“Japanese Journal ofApplied Physics，Vol.39，Part 1，No.2B，2000，pp.980-981”)。在Super-RENS中，在光盘上形成特殊的掩膜层，并且在掩膜层中产生的表面等离子体激元被用来再现信息。有两种类型的Super-RENS锑(Sb)透射和氧化银(AgOx)分解。在Sb透射的Super-RENS中，由于激光束，Sb掩膜层经受相变，所以它变得透明。在AgOx分解类型的Super-RENS中，通过应用激光束AgOx掩膜层被分解成Ag和O，然后Ag产生表面等离子体激元。图2示出使用传统Super-RENS在可记录光盘上记录的原理。如图2所示，记录介质具有第一电介质层112-1，在透明的聚碳酸酯层111上由比如ZnS-SiO2或SiN的电介质材料构成；掩膜层113，由Sb或AgOx构成；保护层114，用比如ZnS-SiO2或SiN的电介质材料制成；记录层115，由GeSbTe构成；和第二电介质层，用比如ZnS-SiO2的材料制成，所述所有层被顺序地堆叠。这里，用SiN制成保护层114和第一电介质层112-1以与Sb掩膜层113一起使用，而用ZnS-SiO2制成保护层114和第一电介质层112-1以与AgOx掩膜层113一起使用。在再现信息的同时，在其中发生近场相互作用的保护层114防止掩膜层113和记录层115之间的反应。如果掩膜层113是用Sb制成的，则由于激光束的应用Sb经受相变所以变得透明。如果掩膜层113是用AgOx制成的，则激光束使AgOx分解成Ag和O，并且Ag产生本地(local)等离子体激元。激光束从具有大约10mW至15mW的输出功率的激光器117被发射，并由会聚透镜118将其会聚在记录介质上。当由激光照射的记录层115的区域被加热到高于大约600℃的温度时，所述区域经受相变成为无定形状态，并且所述区域的吸收系数减小。此时，在由激光照射的掩膜层113的区域中，Sb的晶体结构改变，或者AgOx在准可逆反应中被分解。由于掩膜层113的区域作为记录层115的探针(probe)，所以可以成功地再现具有低于RL大小的极微的标记。然而，和可记录的记录介质不同，只读记录介质具有预制在基底上的标记以及不同的层叠结构。此外，所述只可读记录介质需要只应用2-3mW的微弱激光来实现Super-RENS效果。因此，对于所述只读记录介质，确定可实现高CNR的材料和层叠结构的类型成为主要关心的事情。
技术实现思路
本专利技术提供一种只读记录介质和从所述只读记录介质读取信息的方法及其再现设备，其中，被设计成所述只读介质使用超高解析近场结构(Super-RENS)来实现高载噪比(CNR)。根据本专利技术的一方面，提供一种在其上已经预记录了信息的只读记录介质，包括基底，将所述信息记录在其表面上；反射层，在所述基底上面由相变材料构成；第一电介质层，形成在所述反射层上面；和掩膜层，在所述第一电介质层上面由金属氧化物构成。这里，由相位材料构成的所述反射层、在所述反射层上面形成的所述第一电介质层和用金属氧化物制成的所述掩膜层的存在引起Super-RENS操作，因此能够以高CNR来读取具有低于再现设备的光学分辨率极限的大小的标记。所述记录介质还包括夹在所述基底和所述反射层之间的第二电介质层，所述第二电介质层也引起Super-RENS操作。根据本专利技术，在所述掩膜层内的纳米颗粒引起Super-RENS操作，因此能够以高CNR来读取具有低于再现设备的光学分辨率极限的大小的标记。构成所述掩膜层的金属氧化物是稀有金属氧化物，所述稀有金属氧化物是铂氧化物(PtOx)、金氧化物(AuOx)、银氧化物(AgOx)和钯氧化物(PdOx)之一。所述金属氧化物也可以是比如钨氧化物(WOx)的高熔点金属氧化物。本专利技术可以通过适当地选择用于构成所述掩膜层的所述氧化物来引起Super-RENS操作。用于构成所述反射层的所述相变材料是银铟锑碲化合物(AgInSbTe或AIST)、碳(C)、锗锑碲化合物(GeSbTe)、锗(Ge)、钨(W)、钛(Ti)、硅(Si)、猛(Mn)、铝(Al)、铋(Bi)、镍(Ni)、钯(Pd)和碲(Te)之一。Super-RENS可通过适当地选择用于构成所述反射层的所述相变材料而被操作。以在所述基底的表面上形成的标记的形式记录所述信息。所述掩膜层、所述第一电介质层和所述反射层的厚度分别在1.5nm至10.0nm、10nm至60nm和10nm至80nm的范围内。本专利技术使得能够通过适当地确定本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在其上已经预记录了信息的只读记录介质，包括：基底，将所述信息记录在其表面上；反射层，在所述基底上面由相变材料构成；第一电介质层，形成在所述反射层上面；和掩膜层，在所述第一电介质层上面由金属氧化物构成。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2003-4-1 098501/20031.一种在其上已经预记录了信息的只读记录介质，包括基底，将所述信息记录在其表面上；反射层，在所述基底上面由相变材料构成；第一电介质层，形成在所述反射层上面；和掩膜层，在所述第一电介质层上面由金属氧化物构成。2.如权利要求1所述的记录介质，还包括插在所述基底和所述反射层之间的第二电介质层。3.如权利要求1所述的记录介质，其中，所述掩膜层包含金属的纳米颗粒。4.如权利要求1所述的记录介质，其中，用于构成所述掩膜层的金属氧化物是稀有金属氧化物。5.如权利要求4所述的记录介质，其中，所述稀有金属氧化物是从包括铂氧化物(PtOx)、金氧化物(AuOx)、银氧化物(AgOx)和钯氧化物(PdOx)的组中选择的一个。6.如权利要求1所述的记录介质，其中，所述金属氧化物是具有高熔点的金属氧化物。7.如权利要求6所述的记录介质，其中，所述金属氧化物是钨氧化物(WOx)。8.如权利要求1所述的记录介质，其中，用于构成所述反射层的所述相变材料是从包括银铟锑碲化合物(AgInSbTe或AIST)、碳(C)、锗锑碲化合物(GeSbTe)、锗(Ge)、钨(W)、钛(Ti)、硅(Si)、猛(Mn)、铝(Al)、铋(Bi)、镍(Ni)、钯(Pd)和碲(Te)的组中选择的一个。9.如权利要求1所述的记录介质，其中，所述信息以在所述基底的表面形成的标记的形式被记录。10.如权利要求1所述的记录介质，其中，所述掩膜层、所述第一电介质层和所述反射层的厚度分别在1.5nm至10.0nm、10nm至60nm和10nm至80nm的范围内。11.如权利要求1所述的记录介质，还包括在所述掩膜层上形成的第三电介质层。12.如权利要求1所述的记录介质，其中，所述信息从所述基底表面或从信息表面被读取。13.如权利要求1所述的记录介质，其中，所述相变材料具有在400℃和900℃之间的熔点。14.如权利要求1所述的记录介质，其中，所述掩膜层通过反应溅射而形成。15.如权利要求14所述的记录介质，其中，所述掩膜层通过反应离子蚀刻而还原。16.一种用...

【专利技术属性】
技术研发人员：金朱镐，富永淳二，尹斗燮，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，独立行政法人产业技术总合研究所，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]