СПОСОБ ЗАПИСИ ИНФОРМАЦИИ В ЗАПОМИНАЮЩУЮ ЯЧЕЙКУ
METHOD FOR RECORDING INFORMATION INTO MEMORY CELL

Изобретение относится к областям микро- и наноэлектроники, физики поверхности и может быть использовано для получения структур с различной информационной емкостью путем воздействия лазерного излучения.
Известны элементы памяти Овшинского (патенты США 3271591, 3530441), способные к записи и хранению информации. В таких элементах памяти используются материалы с фазовыми переходами (т.е. материалы, которые могут электрически переключаться из аморфного в кристаллическое состояние и обратно).
Известна топология интегральной микросхемы №2015630087 «Ячейки энергонезависимой памяти на фазовых переходах для записи и хранения информации». Назначением ячейки энергонезависимой памяти на фазовых переходах является запись и хранение информации. Эффект электронного переключения в материале халькогенидного стеклообразного полупроводника происходит в результате фазового перехода (аморфного состояния в кристаллическое и обратно).
Известен способ записи информации на халькогенидной пленке (RU 2298839 C1 «Способ записи информации на халькогенидной пленке»).
Предлагаемое изобретение наиболее близко к изобретению RU 2028015 C1 «Способ записи и воспроизведения оптической информации». Сущность данного изобретения заключается в том, что пленочный носитель из халькогенидного стекла экспонируют записывающим оптическим излучением с различными требуемыми длинами волн. Одновременно материал носителя подвергают химическому травлению до требуемого изменения толщины информационных участков. При воспроизведении информации регистрируют отражение от информационных участков носителя воспроизведение световые сигналы с длинами волн, отличными от длин волн воспроизводящего излучения.
Также известно изобретение №2606089 «Способ исследования информационной емкости поверхности наноструктурированных материалов». В этом способе рельеф поверхности рассматривается в качестве среды, способной к хранению информации. Разный рельеф (шероховатость) поверхности соответствует разной величине максимальной взаимной информации (МВИ), а следовательно, и информационной емкости поверхности.
Предлагаемое изобретение представляет собой способ записи информации в запоминающую ячейку путем воздействия лазерным излучением разной интенсивности и разной длительности импульсов. Величина длины волны лазерного излучения должна быть такой, чтобы осуществлялось поглощение материалом. Предлагаемый способ включает в себя три этапа: градуировка методики, отработка технологии получения материала и процесс записи информации. Процесс отработки технологии получения материала предполагает выполнение следующей последовательности действий.
1. Выбор твердотельного материала. Материал должен иметь способность изменения рельефа поверхности под действием лазерного излучения. Каждому типу рельефа поверхности соответствует определенная информационная емкость поверхности (МВИ).
2. Получение разных рельефов материла путем воздействия на него лазерным излучением разных интенсивности и длительности импульсов.
3. Получение данных о сформированных рельефах поверхности (3D-распределение высот) в области материала, подвергшейся воздействию лазерного излучения.
4. Расчет информационной емкости для каждого рельефа.
Градуировка методики заключается в сопоставлении величины МВИ с рельефом поверхности материала.
Градуировку данных производили на модельных поверхностях. Были синтезированы модельные поверхности различной структурной сложности (фиг. 1). В качестве неупорядоченной поверхности был выбран белый шум, в качестве упорядоченных - кубы, конусы, синусоида, полусферы. Наложением белого шума различной амплитуды на упорядоченные структуры получались поверхности смешанного типа. Для всех поверхностей была рассчитана максимальная взаимная информация (МВИ). МВИ менялась от нуля (гладкая поверхность) до 0,75 (белый шум). На фиг. 2 представлен график зависимости МВИ от типа поверхности. По этому графику можно определять, какой тип структуры необходимо создавать, чтобы получить заданную МВИ.
При градуировке данных с использованием реальных поверхностей следует учитывать ограничения по шагу градуировки и пределу работоспособности. Шаг градуировки определяется помехоустойчивостью, а предел работоспособности - температурным диапазоном.
Процесс записи информации заключается в воздействии лазерным излучением определенной интенсивности и определенной длительности импульсов в локальную область структуры материала, представляющую собой запоминающую ячейку, для получения определенного рельефа поверхности. Подбирая различную интенсивность и длительность импульсов лазерного излучения, получают структуры с различной информационной емкостью поверхности (МВИ).
Преимущество предлагаемого способа заключается в том, что в результате градуировки по величине информационной емкости можно записывать информацию в ячейку памяти с использованием гораздо большего числа состояний по сравнению с традиционными «0» и «1». Например, если «0» соответствует аморфному состоянию вещества, а «1» - кристаллическому состоянию, то предлагаемый метод позволяет также использовать промежуточные состояния. Количество состояний для записи информации определяется свойствами используемого материала. Информация в такой ячейке хранится не в каждой точке в отдельности, а в локальной области с наличием большого количества взаимосвязанных точек. Способ позволяет получать различную информационную емкость в одной и той же области материала.