包含碳及金属层的数据存储媒介的制作方法

专利名称：包含碳及金属层的数据存储媒介的制作方法
包含碳及金属层的数据存储媒介
背景技术：
本发明涉及长期的数字数据存储媒介，并且更确切地说，涉及生产非常稳定的数字数据存储媒介的材料以及制造方法。具体而言，披露了包含一个金属层以及一个碳层的
ο光信息存储媒介常包含几个组分，如数据层、介电层、以及支撑基底。这些不同组分各自对该商业产品贡献了一些功能性。提出将碲材料用于光信息存储媒介已有一段时间，但出于多种原因还未在商业上使用。已知碲易于氧化，并且已经尝试了多种途径来减少或消除这一问题。对于碲材料经常观察到的一个另外的问题是形成“滩肩(berm)”。滩肩是在使用激光对该光存储媒介进行写入时环绕所形成的写入“坑”的一个凸起区域。原本占据这个空间的材料被逐出、并且产生了这个抬高的唇缘“滩肩”。滩肩引起了 HF信号中的一种伪像，这种伪像在对该媒介进行读取时减小了峰到峰的值。这减少了该解码器用以解读数据的信号。以下是科技和专利文献的一个代表性取样，该文献描述了在光存储媒介中碲材料的使用、以及为了减轻与使用碲相关的这些问题所做的尝试。已报告了在激光写入之后将一个碲合金层结合进离散的球形颗粒之中 (Holstein,ff. L. and Begnoche, B. C. J. Appl. Phys. 60 (8) :2938-2943 (1986)) 一个具有铝盘基底的盘被制成含有一个用iTe8t^e19As1合金制成的小于15nm厚的吸收层。该吸收层上覆盖有一个250nm厚的溅射的介电的有机外涂层。已发现，增加用来将标记写入盘的激光功率增加了这些标记的大小。另外，发现颗粒的形成随着激光功率的增加而增加。诸位作者将这些结果与之前报告的、发现了相变化或关于标记形成的烧蚀机理的那些结果进行了区分。已使用不同的金属膜系统对于在一种聚甲基丙烯酸甲酯基底上方的薄膜中形成的孔洞的形状进行了研究(J. Appl. Phys. 50 :6881 (1979))。所使用的不同系统是As-Te、 Ge-Te、AS-Se、Ge-Se、以及Sb_S。发现该膜的高粘度对于获得整齐成形的空洞是有帮助的。电解腐蚀经讨论后被认为致使碲膜对于其在存储媒介中的使用具有严重缺点 (Kivits, P.，et al.，J. Vac. Sci. Technol. 18 (1) :68-69 (1981))。已加入了硒和 / 或来使得碲膜是无定形的。气候试验显示，Tele-Sb在200天以上保持稳定。随后的一份公开文件详述了通过将In、Pb、Sn、Bi或Sb加入金属-TeIe膜中进行氧化抑制(Terao，Μ.，et al. J. Appl. Phys. 62 (3) 1029-1034 (1987))。美国专利号4，322，839 (1982年3月30日发布)给出了一种连续波类型的半导体激光束、以及它在将信息记录到一个光盘上的用途。该光盘可以包含碲氧化物。已报告了加入不同浓度的PbO和V2O5来改变光吸收速率。欧洲专利申请号82301410. 5 (WO 0 062 975A1 ； 1982年10月20日公布)提出了
具有一个碲和碳记录层的一种光学记录媒介。碳以5-50原子百分比的预定含量存在。已经表明该碲-碳层具有良好的敏感性以及长的使用寿命。美国专利号4，；357，366 (1982年11月2日发布)以及4，385，376 (1983年5月24日发布)建议将一个碲膜加到一个基板上、并且将碲氧化以形成两个氧化层。这多个氧化层各自包含不同的碲氧化物。使用紫外线辐射来弓I起这种氧化。美国专利号4，410，968 (1983年10月18日发布)给出了沉积在一个盘基底上的可变形金属碲膜、以及用来记录信息的调制光束。该光使碲材料液化、但并不使其汽化，从而导致了材料的再分布，这改变了读出光束的反射率。美国专利号4，423，427 (1983年12月27日发布)建议使用含有两个或多个非共形涂覆层(在这些涂覆层之间有一个溶剂阻挡层)的盘。该盘中的一个吸收层可以由多种金属和合金(包括碲或碲合金)来制造。这些涂覆层以及溶剂阻挡层对于制备缺乏宏观及微观缺陷的基底是有帮助的。美国专利号4，433，340 (1984年2月21日发布)给出了具有一个碲层的一种光记录媒介，该碲层包含某一预定原子百分比的碳。所建议的是在该碲层中存在碳以减少氧或湿气对碲的氧化。美国专利号4，476，214(1984年10月9日发布)给出了包含一个基板以及一种碲、硒、以及锑的合金的光学信息盘。该记录层的材料满足化学式TejeySbzSq，其中χ = 55-85at. y = 13_30at. 0A、ζ = l_12at. q = O-lOat. % 并且 x+y+z+q = 100。合适的记录层是Te6tlSe25SbltlS5和Te75Se15Sb5S5合金。已发现这些合金赋予了该记录层有利的烧蚀特性。美国专利号4，583，102(1986年4月15日发布)描述了一种光盘，该光盘具有一个树脂的盘基底、一个记录媒介层、在该记录媒介层上形成的一个透明层、以及一个透明的保护性树脂层。该记录媒介层可以包含碲氧化物或一种有机着色材料。该透明层可以是一个粘合剂层或一个空气层。已报告了这种的层安排与一种常规光盘相比给出了更低的错误率。欧洲专利申请号85309330. 0 (WO 0 186 467 A2 ； 1986年7月2日公布)建议了带有碲以及10-80原子百分比的碳的一种数据记录媒介。该记录层可以通过在己烷和氩气的存在下溅射碲而形成。美国专利号4，625，215(1986年11月25日发布)给出了一种信息存储装置，该装置具有一个盘形状的基底；一个平面化的层；一个反射层；具有一个氟碳相的层、一个活性层、以及一个氟碳基质层的一种三层结构；以及一个薄的透明导电上覆层。该活性层被包夹在该相层与该基质层之间。该活性层包含一种碲、硒和砷合金的小球。施加激光束引起该活性层的团聚、并且改变了该三层式结构的透光率。该相层隔离了该活性层免于该反射层的散热作用，从而允许激光能量消散在该活性层中。美国专利号4，647，947(1987年3月3日发布)描述了一种基底以及一种吸收电磁能的层。该层可以包含低熔点的金属，如碲、锑、锡、铋、锌、或铅。该层还可以包含在低于预定温度的温度下处于气态的多种元素。能量的施加致使该记录层被提升，从而形成一个隆起。美国专利号4，682，321 (1987年7月21日发布)建议了一种含有多个薄膜层的光盘，这些层是由锗、碲、铋、锑及其合金制成的。使用激光束进行的辐射将这多个层转化成了
一个单一层。欧洲专利申请号89105303. 5 (WO 0 335 275 A2 ； 1989年10月4日公布)描述了含有碲、碳、以及氢的一种记录膜的使用。碳加氢的含量按它们的原子百分比被定义为是等于或大于25原子百分比、并且小于或等于38原子百分比。对这些范围进行选择以便提供良好的记录灵敏度、抗氧化性、以及重现激光功率裕度。美国专利号4，908，250 (1990年3月13日发布)以及5，073，243 (1991年12月17
日发布)给出了一种盘，该盘具有一个基底、一个下覆层、以及一个低熔点的碲记录层。该下覆层缓和了从记录层到盘基底传送的热冲击。该下覆层包含一种比基底具有优越耐热性的高分子材料。作为示例性的聚合物材料给出了氟碳树脂或聚酰亚胺。美国专利号4，929，485(1990年3月四日发布)给出了具有一个无定形结构记录层的一种信息存储媒介，该记录层包含碳以及一种金属元素、半金属元素、或半导体元素。 这些元素的例子包括Te、Se、Bi、Pb、Sb、Ag、Ga、As和Ge。向记录层施加能量将该结构从非晶相形式改变为晶态形式。给出这些结构是为了应对碲或其他之前使用的金属的氧化特性。美国专利号4，990，387 (1991年2月5日发布)建议使用一个碳和氟的下覆层来充当一个扩散阻挡层用于防止水和氧气渗入记录层中。该记录层被描述为含有碳以及一种金属和半导体元素，如Te、％、Ge、Sb、Pb、Sn、Ag、h及Bi。该记录层具有良好的写入敏感性以及抗氧化的特征。美国专利号5，013，635(1991年5月7日发布)提出了一种信息存储媒介，该信息存储媒介由一个聚碳酸酯基底以及一个记录层组成，该记录层含有一种AgTe低共融合金、 碳、以及氢。给出这些结构是为了应对碲或其他之前使用的金属的氧化特性。美国专利号5，061，563建议制备一种包含碲、碳、和氢的记录膜，该记录膜具有一种结构，在该结构中这些碲簇分散在一种C-H基质中，其中碳和氢通过化学键彼此键合。这个系统被建议为是对碲膜的氧化所引起的问题的一种可能的解决方案。发现得到的记录膜在远红外的范围(25至IOOym)内吸收。美国专利号5，102，708 (1992年4月7日发布)给出了一种数据记录媒介，该记录媒介包含一个基底；一个通过C4F8氟碳气体的等离子体聚合而形成的内涂层；以及一个记录层，该记录层含有Te、C、H以及处于不同含量比的Ag、Au、和Cu组成的一种金属。美国专利号5，510，164(1996年4月23日发布)描述了含有一种碲基活性数据层的一种光盘。用激光进行辐射致使该碲合金流动并形成孔洞。该盘包含直接在碲层上的一个“软的”可变形的层。作为用于该可变形的层的示例性材料列出了有机硅弹性体、氟化烃、 聚丙烯酸酯、乙烯丙烯、以及聚氨酯。该可变形的层是软的以允许碲流动而不要求过度的激光功率。美国专利号5，580，632 (1996年12月3日发布)以及5，652，037 (1997年7月29
日发布)描述了由一种含有Ge、Sb及Te的无定形合金制成的记录膜。照射该膜使该合金变为晶态的GeTe和晶态的SbTe。这种改变是光学上可检出的。美国专利号5，796，708(1998年8月18日发布)给出了一种光盘，该光盘具有 Ge-Sb-Te的一个第一记录子层、以及Bi-Te的一个第二记录子层。尽管关于碲和其他金属在光信息媒介中的使用已报告了许多改进，但对于使得金属在光信息媒介中的使用有商业吸引力的新的材料及方法仍存在一种需要。减少或消除与氧化及滩肩形成相关联的问题的材料和方法是特别有吸引力的。
在光数据盘中通常包括介电层来保护这些数据层材料免于由扩散的氧气或水引起的腐蚀。介电层通常是由无机材料，如二氧化硅、硫化锌-二氧化硅、氧化锆、或硅-镍氧氮化合物制成的。目前含二氧化硅的介电层被广泛用于商业产品中。介电层还充当了电绝缘体，有效地将光盘的不同的层分开。在介电层中使用的材料经常是针对它们的透光率进行选择的，使得该层并不在光学上干扰对盘或从盘中写入或读出数据。介电材料的光学特性随着所使用的光的波长而改变。例如，硅在长于400nm的光波长下是透明的、但在短于400nm的光波长下是吸收性的。还使用常规的介电材料来对基底和写入层进行热保护。介电材料不易于具有针孔缺陷、降解并且在其玻璃质状态下大多是不易降解的。一种具体的介电材料的选择可以涉及多项指标，如成本、对在它们的界面上的相邻材料的粘附性、材料的可混和性或不可混和性、熔点、以及热容量。碳还没有广泛用于商业的光介质中。以下是几份参考文件，它们讨论了不同材料 (包括碳)作为“界面层”的使用。美国专利公开号2004/0166440A1 (2004年8月沈日公布)给出了相改变的可改写的光盘，它们具有一个基底、第一保护层、记录层、第二保护层、以及反射层。该记录层包括处于特殊限定的原子比的Sb、Te、Ge以及h的一种复杂组合物。该公开文件允许在该反射层的一侧或两侧上加入一种氮化物、氧化物、或碳化物“界面层”。这些盘还可以包含一个由类似材料制成的“扩散保护层”。该界面层缺少硫组分、并且保护该记录层免于硫的渗透。美国专利公开号2005/0074694A1 (2005年4月7日公布)建议了一种信息记录媒介，该记录媒介包括一个相改变记录层，该记录层的相可以在一个晶态相与一个无定形相之间改变；一个Cr和0的层；以及一个( 和0的层。工作实例11描述了加入一个含C的层，该层位于该记录层与该含( 层之间作为“界面层”提供，和/或位于该含Cr层与该记录层之间。界面层所起的作用是防止物质在介电层与记录层之间迁移。该界面层具有低的光吸收、具有高至它在记录过程中不会熔化的一个熔点、并且具有与记录层的良好粘附性。美国专利号6，790，592B2(2004年9月14日发布)给出了相改变的光信息媒介， 它们具有规定的记录层以及其他复杂的层。该专利提供了由多种材料制成的上部和下部的保护层，这些材料包括金属氧化物、氮化物、硫化物、碳化物、类金刚石碳、以及它们的混合物。该专利“要求”这些保护层比记录层具有更高的熔点。该专利还“要求”这些保护层具有高的热传导率、低的热膨胀系数、以及良好的粘附特性。美国专利号7，169，533B2 (2007年1月30日发布)给出了相改变的光信息记录媒介，它们具有一个透明基底、可逆的记录层、Ta基介电层、以及银反射层。可以使用一种含有碳或元素α (Sn、In、&、Si、Cr、Al、V、Nb、Mo、W、Ti、Mg、或Ge)的一种氮化物、氧化物、碳化物、或氮氧自由基的“界面层”来防止脱落。该界面层还防止了原子在记录层与介电层之间的迁移。该界面层的厚度优选为至少Inm并且最多是IOnm厚，并且最优选是至少Inm并且最多5nm厚。在大多数商业产品中，数据的记录是通过改变一种有机染料的分子状态或一种金属或合金的相来进行的，并且该产品中的其他材料被选择为使得与这些数据存储机理兼容。然而，为了实现永久的数据存储，希望有其他更永久的并且不可逆的机理。尽管关于有机材料作为介电层在光信息媒介中的使用已报告了多种改进，但对于新的材料和方法仍存在一种需要。发明概述披露了包含一个金属材料层以及一个碳材料层的不同组合的光信息媒介。一个碳材料层的使用保护了附近的数据层免于不同的因素，如氧化、热变形、以及应力诱导的损坏。使用一个碳材料层还可以减少或消除在用激光或其他能量源写入之后在该金属材料层中的滩肩形成。这些碳材料层还可以在多种光信息媒介中用作一个介电层。已经发现碳材料层与金属材料层的组合对于档案质量的光信息媒介的发展是出乎意料地有吸引力的。


以下这些图形成了本说明书的一部分并且被包括在内以进一步例证本发明的某些方面。参考这些图中的一个或多个、结合在此呈现的具体实施方案的详细说明，可以更好地理解本发明。图Ia示出了具有一个支撑基底以及一个数据层的一种光信息媒介。图Ib示出了具有一个支撑基底、一个数据层以及一个捕获层的一种光信息媒介。图Ic示出了具有一个支撑基底、一个数据层以及一个反射层的一种光信息媒介。图Id示出了具有一个支撑基底、一个数据层以及一个反射捕获层的一种光信息媒介。图Ie示出了具有一个支撑基底、一个扩散阻挡层、一个数据层以及一个反射捕获层的一种光信息媒介。图If示出了具有一个支撑基底、一个扩散阻挡层、一个数据层以及一个反射捕获层的一种光信息媒介。图Ig示出了具有一个环境保护层、一个抗刮层、一个紫外线阻断层、一个支撑基底、一个扩散阻挡层、一个数据层、一个反射捕获层、以及一个保护性密封剂阻挡层的一种光信息媒介。图加示出了具有一个支撑基底、一个数据层以及一个碳材料层的一种光信息媒介。图2b示出了具有一个支撑基底、一个碳材料层、以及一个数据层的一种光信息媒介。图2c示出了具有一个支撑基底、至少一个插入层、一个数据层以及一个碳材料层的一种光信息媒介。图2d示出了具有一个支撑基底、至少一个插入层、一个碳材料层、以及一个数据层的一种光信息媒介。图3a示出了具有一个支撑基底、一个第一碳材料层、一个数据层以及一个第二碳材料层的一种光信息媒介。图北示出了具有一个支撑基底、至少一个插入层、一个第一碳材料层、一个数据层、以及一个第二碳材料层的一种光信息媒介。图3c示出了具有一个第一支撑基底、一个数据层、一个碳材料层、以及一个第二支撑基底的一种光信息媒介。
图3d示出了具有一个第一支撑基底、一个第一碳材料层、一个数据层、一个第二碳材料层、以及一个第二支撑基底的一种光信息媒介。图!Be示出了具有一个第一支撑基底、一个第一插入层、一个第一碳材料层、一个数据层、一个第二碳材料层、一个第二插入层、以及一个第二支撑基底的一种光信息媒介。图如示出了具有一个支撑基底、一个金属材料层以及一个碳材料层的一种光信息媒介。图4b示出了图如中所示光信息媒介的一个变体，其中该金属材料层以及碳材料层的位置相对于该支撑基底是颠倒的。该光信息媒介具有一个支撑基底、一个碳材料层、以及一个金属材料层。图如示出了具有一个支撑基底、一个或多个插入层、一个金属材料层以及一个碳材料层的一种光信息媒介。图4d示出了具有一个第一支撑基底、一个第一碳材料层、一个金属材料层、一个第二碳材料层、以及一个第二支撑基底的一种光信息媒介。图fe示出了具有一个基底层的一种光信息媒介，该基底层表面式地接触一个碲/
二氧化碳/一氧化碳数据层。图恥示出了具有一个基底层、至少一个插入层、以及一个碲/ 二氧化碳/ 一氧化碳数据层的一种光信息媒介。图5c示出了具有一个第一基底层、一个碲/ 二氧化碳/ 一氧化碳数据层、以及一个第二基底层的一种光信息媒介。图6示出了用浓度渐增的氧合气体二氧化碳制备的碳膜的光密度的减小(或光学透明度的增加)。χ轴是波长，单位为nm。y轴是单位厚度的吸光度(Ι/nm)。用正方形符号指示的这条线代表(ν/ν)的二氧化碳。用菱形符号指示的这条线代表2% (ν/ν)的二氧化碳。用圆形符号指示的这条线代表4% (ν/ν)的二氧化碳。图7示出了碲膜与碲和二氧化碳的膜相比光密度随时间的曲线图。χ轴是时间， 单位为天。Y轴是光密度(或吸光度)，测量为比率(OD-ODinit)/0Dinit。该曲线图显示，对碲添加二氧化碳减少了归因于氧化作用的改变。这些正方形符号代表未添加二氧化碳的碲； “X”符号代表添加了的二氧化碳；“菱形”符号代表添加了 2%的二氧化碳；“实心圆圈” 符号代表添加了 2. 3%的二氧化碳；“ + ”符号代表添加了 2. 5%的二氧化碳；“虚线”符号代表添加了 2. 7%的二氧化碳；“*”符号代表添加了 3%的二氧化碳；“三角形”符号代表添加了 4%的二氧化碳；并且“空心圆圈”代表添加了 10%的二氧化碳。图8示出了碲膜与碲和二氧化碳的膜相比反射率随时间的曲线图。χ轴是时间，单位为天。y轴是反射率百分比。这些正方形符号代表未添加二氧化碳的碲；“χ”符号代表添加了的二氧化碳；“菱形”符号代表添加了 2%的二氧化碳；“实心圆圈”符号代表添加了 2. 3%的二氧化碳；“+”符号代表添加了 2. 5%的二氧化碳；“虚线”符号代表添加了 2. 7% 的二氧化碳；“*”符号代表添加了 3%的二氧化碳；“三角形”符号代表添加了 4%的二氧化碳；并且“空心圆圈”代表添加了 10%的二氧化碳。发明详细说明尽管组合物和方法是以“包括”不同组分或步骤的方式来描述的(解释为是指“包含但不限于”)，但这些组合物和方法还可以“主要由”或者“由”这些不同组分和步骤组成，此术语应解释为定义了实质上封闭式的成员组。在此描述的这些光信息媒介优选不是磁性的。写入在此描述的光信息媒介中的数据优选不是可逆的或相变的标记，而是永久的、不可擦除的、实体改变的标记。在此描述的这些光信息媒介优选适合用作档案媒介。存储在档案媒介上的数据优选地在约1个月后、在约1年后、在约2年后、在约3年后、在约4年后、在约5年后、在约6 年后、在约7年后、在约8年后、在约9年后、在约10年后、在约20年后、在约30年后、在约 40年后、在约50年后、在约60年后、在约70年后、在约80年后、在约90年后、在约100年后、在约200年后、在约300年后、在约400年后、在约500年后是可读的，并且理想地是无限期地可读的。下面描述的这些光信息媒介总体上可以是任何形状和尺寸的。这些媒介典型地在形状上是平且圆的。当前设想的尺寸是约8cm的直径、约12cm的直径(如同常规的CD或 DVD)、约13cm的直径、约20cm的直径、约10英寸(约25. 4cm)的直径、约26cm的直径、约 12英寸(约30. 48cm)的直径。这些光信息媒介的截面视图可以是对称的或不对称的。该截面最常见地是不对称的。以下描述的这些光信息媒介总体上包括至少一个支撑基底。该支撑基底总体上可以是与在光信息存储中的使用兼容的任何材料。具有所希望的光学和机械特性的聚合物或陶瓷材料是广泛可得的。支撑基底典型地包括聚碳酸酯、聚苯乙烯、氧化铝、聚二甲基硅氧烷、聚甲基丙烯酸甲酯、氧化硅、玻璃、铝、不锈钢、或它们的混合物。如果基底透明性是不希望的，则可以使用金属基底。也可以使用其他光学上透明的塑料或聚合物。支撑基底可以从具有足够刚度或坚挺度的材料中选择。刚度或坚挺度通常作为杨氏模量测量，单位是每单位面积的压力，并且优选地是约0. 5GPa至约70GPa。刚度值的具体例子是约0. 5GPa、约 lGPa、约 5GPa、约 IOGPaJ^] 20GPa、约 30GPa、约 40GPa、约 50GPa、约 60GPa、约 70GPa、以及这些值的任两个之间的范围。支撑基底可以从具有约1. 45至约1. 70之间的折光率的材料中选择。折光率的具体例子包括约1. 45、约1. 5、约1. 55、约1. 6、约1. 65、约1. 7、以及这些值的任两个之间的范围。该基底优选地包括不易受老化降解影响的材料。目前优选的材料是聚碳酸酯、玻璃、以及氧化硅(熔融石英)。该支撑基底总体上可以是任何厚度的。该基底厚度可以随驱动器容量的变化而进行选择1. 2毫米厚的基底与CD驱动器兼容、0.6毫米厚的基底与DVD驱动器兼容、并且0. 1 毫米厚的基底与BD驱动器兼容。历史上该厚度的选择既是为了将旋转质量保持在合理界限内同时又维持该基底的必要的平坦性和刚度从而在读写过程中保持该数据层处于焦点上。材料-碳层本发明的一个实施方案包括适合用于档案目的的光信息媒介。这些材料和制造方法被设计为是非常耐用的并且不易受实质性程度上的老化降解影响。同样，该信息写入方法旨在是永久的并且不易受实质性程度上的老化降解影响。该媒介包括至少一个支撑基底 10以及至少一个注入了一种气体的数据层20。这描述在图Ia中。该数据层可以包括碳、无定形碳、类金刚石碳、碳化硅、碳化硼、氮化硼、硅、非晶态硅、锗、非晶态锗、或它们的组合。目前优选的是该数据层包括无定形碳。无定形碳是一种稳定的物质，它要求可观量值的活化能来改变它的光学特性。这个特征使得无定形碳不受典型的热及化学动力学老化过程所影响。无定形碳还具有优异的化学耐受性、以及高程度的石墨(SP2)类型的碳。该数据层还包括至少一种注入该结构之中的气体。术语“注入的”是指至少一种气体被共价地键合、捕获、或吸附到该无定形碳或其他材料之中或之上。在用一种适当的能量源处理后，处理过的数据层可以分解并释放出气体。释放出的这种气体会膨胀并可以产生一个隆起或烧蚀位点，由此在处理过的位点与未处理过的位点之间产生了一种可检测的光学反差。该气体可以缺少 氧原子或包含氧原子。该可以向该数据层注入一种气体、或者可以注入两种或多种不同的气体。如果向该数据层注入了两种或更多种气体，它们可以全都缺少氧原子、全都包含氧原子、或者是缺少氧原子的一种或多种气体与包含氧原子的一种或多种气体的一种混合物。缺少氧原子 的一种气体的例子包括分子氢(H2)、分子氮(N2)、氦气(He)、氩气 (Ar)、氖气(Ne)、氪气(Kr)、氙气(Xe)、氯气(Cl2)、以及氟气(F2)。在一个当前优选的实施方案中，该气体是一种氧合气体。术语“氧合气体”是指分子化学式包括至少一个氧原子的一种气体。此类气体的例子包括一氧化碳(Co)、二氧化碳 (CO2)、分子氧(O2)、臭氧(O3)、氮氧化物(NOx)、硫氧化物(SOx)、以及它们的混合物。据信， 氧在被加热至极端温度时增加了该数据层的挥发性。进一步据信，氧在正常条件下使该写入层稳定，尤其是就碳膜中的残余应力而言。据信，这种稳定化会在氧气(当共价地键合至碳上时)氧化该碳从而产生一种非常不具反应性的化合物时发生。可以向该数据层注入一种氧合气体、或者可以注入两种或更多种不同的氧合气体。该数据层的透明度(或不透明度)可以通过调节在该数据层的制备过程中使用的气体的浓度来进行修改。本发明的诸位发明人已经发现更高浓度的气体导致了该数据层的更高的透明度。所结合的气体可以使用多种方法如XPS来检测和定量。得到的涂覆层与另外以相同方式制备但在制备过程中缺乏该添加气体的涂覆层相比具有更高浓度的气体、氧气、或氧合气体。已经发现该气体辅助了该数据层的烧蚀。以下讨论了目前据信是增强了烧蚀的这种机理。该确切的机理不应理解为限制了本发明的实施方案。在写入过程中，由刻写入激光产生的极端热量破坏了该气体与碳原子之间的这些正常时强且稳定的共价键。这种气体加热和分离过程引起了一种爆炸，从而从该数据层中驱散了该气体以及无定形碳两者。这种气体驱散具有以下组合效果从光盘中烧蚀该写入层或将该数据层的写入部分永久修改为相比未写入的数据层区域是对读取激光显著更不透明的或更透明的(这取决于该系统设计)。该数据层的写入及未写入的部分二者均是极其不反应的(未被典型的热的及化学的动力学老化工艺所影响)并且是光学上不同的。此外，从注入了气体的到无气体的状态的转变要求显著的活化能，从而防止了通过自然的化学动力学老化而发生改变。该数据层总体上可以是任何厚度的。该数据层的厚度提供了光吸收。厚度下限可以是约IOnm或约20nm。厚度上限可以通过为了修改该数据层所要求的能量来确定，并且将取决于所选择的材料而改变。上限的一个例子是大约lOOnm。示例性的厚度为约lOnm、约 20nm、约 30nm、约 40nm、约 50nm、约 60nm、约 70nm、约 80nm、约 90nm、约 lOOnm、以及这些值的任两个之间的范围。厚度值可以在理论上按λ/2η计算，其中λ是读取波长，并且η是该层的折光率。该支撑基底可以直接表面式地接触该不带任何一个或多个插入层的、注入了气体的数据层。替代地，可以在该支撑基底与该数据层之间放置一个或多个另外的层。该基底的以及数据层的折光率、厚度、以及不透明度可以在未写入的状态下进行优化从而光学地反射一种读取激光。以读取激光的形式进入盘底部的光产生了来自该支撑基底/数据层的界面的一个第一反射光束以及来自该数据层/空气的界面的一个第二反射光束。调节该数据层的厚度使得两个反射光束都处于同相使得反射通过相长干涉而最大化。在盘未写入状态时增加的反射可以在写入与未写入的部分之间提供了更大的光学反差，从而增加读取过程中的信噪比。该数据层的写入部分可以借助一种根据盘上记录的数据流而调制的高功率写入激光强度来从该盘上烧蚀或去除。一种显著更低强度的读取激光穿过了该数据层的被烧蚀部分或者被吸收在该无气体的不透明碳中，这与发生在数据层的未写入部分处的最大化反射是在光学上相反的。一种光电二极管检测了该盘的写入的或非反射的部分以及未写入的或被反射的部分之间的光学反差。可以添加另外的层来使该盘更适合于写入、对于存档更耐用、或者与现有的光盘容量以及格式更兼容。该光信息媒介可以进一步包括一个烧蚀捕获层(ablation capture layer) 20。一个烧蚀捕获层可以覆盖该数据层而在写入过程中捕获被烧蚀的材料并且保护该数据层。适合于该烧蚀捕获层的材料包括气凝胶、或薄的金属层。其他适当的材料包括铝、铬、钛、银、金、钼、铑、硅、锗、钯、铱、锡、铟、其他金属、陶瓷、Si02、Al2O3、它们的合金、 以及它们的混合物。当存在一个烧蚀捕获层时，该写入过程将最初注入到该数据层中的多种气体永久地分离，从而在该层中产生出一个空隙并且在该烧蚀捕获层中产生出一个泡或隆起。如之前描述的，该数据层的未写入部分随时间保持不变，因为注入的气体不容易被去除，除非是通过高功率能量的写入过程。该烧蚀捕获层具有另外的优点即密封该数据层从而保护在该写入过程中潜在的写入光学性污染远离被烧蚀的材料。该烧蚀捕获层中的隆起产生了与未被写入部分或未被扰乱的写入层部分的一种光学反差，因为该隆起吸收了读取激光，从而产生出了同样的效果就好像该读取激光完全透射穿过该光盘一样。如果从该数据层去除的并且在该烧蚀捕获层以下所捕获的这些气体最终将要离开该隆起，则该隆起的光学特性将保持不变。因此，因为这些被写入的及未写入的部分的光学特性是永久性的，所以该盘不易受老化降解的影响。该光信息媒介可以进一步包括一个反射层25，如图Ic中 所示。该反射层可以与或不与一个烧蚀捕获层一起使用。替代地，该反射层可以既用作一个反射层又用作一个烧蚀捕获层(使得它是一个反射性捕获层30 ；图Id)。在此情况下，它提供了两种不同的写入策略。一种第一写入策略提供了一种半透明的写入层。如上面描述的，该写入层的透明度是随着增加的气体浓度来调节的。一个反射性的烧蚀捕获层充当了一面镜子，在该数据层的未被写入的区域反射该读取激光。当该写入层在该写入过程中被烧蚀时，在该反射性的烧蚀捕获层中产生了一个隆起，从而产生了一种有效果的棱柱用于防止该读取激光被直接反射回到一个光电二极管检测器。因此，对于该读取激光，未被写入的区域是更加反射性的而被写入的区域是更加吸收性的，从而在读取过程中提供了必要的反差。一种第二写入策略提供了一种最小反射性的数据层，是通过将厚度调节为使得来自该第一和第二表面的反射光是180度异相的以便用于相消干涉。该数据层也可以通过减小该气体浓度而被制造为更不透明的。另外，可以对该数据层的不透明度和厚度进行调节以得到最大的读取激光吸收以及相消的光相位抵消。该写入过程通过将写入层的多个部分烧蚀而暴露了该反射层。未被写入的区域是不透明的或更吸收性的而被写入的区域是反射性的，再次为该写入过程提供了必要的反差。 这些反射层材料是针对它们的极度耐久性和反射性进行选择的并且可以包括多种材料如硅、银、钛、铬、钼、铑、金、铝、或它们的合金。该光信息媒介可以进一步包括一个扩散阻挡层35 ；图le。在该基底由聚碳酸酯材料组成时，该扩散阻挡层可以加在基底与数据层之间，以便向该数据层添加一个另外的保护层。没有扩散阻挡层时，氧气和湿气容易扩散穿过常规的聚碳酸酯基底而不利地与该数据层发生反应。扩散阻挡材料是针对它们的耐久性以及对气体和湿气的不透过性进行选择的并且可以包括多种材料如氧化硅、氧化铝、陶瓷、玻璃、金属氧化物、玻璃质材料、或其他透明的金属氧化物。当该基底包括这些相同材料时，一个单独的扩散阻挡层是不必要的。该光信息媒介可以进一步包括一个保护性密封阻挡层40 ；图If。为了额外的保护并且为了提高数字数据的寿命，可以在以上描述的这些层的上方和下方添加另外的层。一个保护性密封阻挡层可以包括多种材料，如铬、钛、氧化硅、氧化铝、陶瓷、玻璃、金属氧化物、玻璃质材料、或一种旋涂的聚合物。如果该反射层包括反应性材料的话，一个保护性密封阻挡层是更令人希望的。该保护性密封阻挡层也可以是该反射层，这取决于所选择的材料。该光信息媒介可以进一步包括一个紫外线辐射阻断层45 ；图lg。该紫外线辐射阻断层可以加在该基底下面，以防止基底模糊或者对数据层的其他降解影响。一个紫外线辐射阻断层包括多种含有至少一种紫外线辐射阻断剂(如氧化锌、氧化钛、碳化硅、玻璃、或玻璃质材料)的聚碳酸酯或玻璃膜。该光信息媒介可以进一步包括一个抗刮层50 ；图lg。对于光盘而言最常见的失效模式之一是刮痕，这些刮痕通过散射和吸收两者引起了光读回信号的减少。尽管这些刮痕恰好处于光读回系统的焦平面之外，但它们是光学上非常宽的(几百或甚至几千个磁道宽)并且因此可以引起大范围的读回问题。这样，可以在该基底下施加一个抗刮层。抗刮材料包括氧化硅、氧化铝、碳化硅、或玻璃质材料。可以将该基底、紫外线阻断层、以及抗刮层合并成一种单一材料，从而展现出这些单个层的全部有益特征。换言之，该基底可以包括至少一种紫外线辐射阻断剂、至少一种抗刮材料、或二者兼具。该光信息媒介可以进一步包括一个环境保护层55 ；图lg。可以添加该环境保护层来防止污物、水、或其他污染物进入该盘结构。典型的环境保护层包括疏水性材料以及氟化的疏水性材料。该光信息媒介可以包含以各种不同的构型安排的多个不同的层。以下是光信息媒介产品中简单的以及更复杂的层安排的几个实例。这些实例无意是穷尽的，因此在层以及层施加的次序方面存在多个变体。当前优选的是该气体是一种氧合气体，并且该数据层包括碳。
在一个最简单的实施方案中，该媒介可以包括至少一个支撑基底、以及注入了一种气体的至少一个数据层，使得该支撑基底和数据层在面上彼此接触。在一个当前优选的实施方案中，该数据层表面式地(facially)接触该支撑基底的一个面。在一个当前优选的实施方案中，该支撑基底是聚碳酸酯。在另一个当前优选的实施方案中，该支撑基底是熔融石英或玻璃。在一个当前优选的实施方案中，该数据层包括碳。当前优选的是该气体是一种氧合气体。在一个实施方案中，该媒介可以包括至少一个支撑基底、注入了一种气体的至少一个数据层从而使得该支撑基底和数据层在面上彼此接触、以及至少一个烧蚀捕获层从而使得该数据层和该烧蚀捕获层在面上彼此接触。

在另一个实施方案中，该媒介可以包括至少一个支撑基底、注入了一种气体的至少一个数据层从而使得该支撑基底和数据层在面上彼此接触、以及至少一个反射性捕获层从而使得该数据层和该反射性捕获层在面上彼此接触。这展示在图Ic中。在另一个实施方案中，该媒介可以包括至少一个支撑基底、至少一个扩散阻挡层从而使得该支撑基底和该扩散阻挡层在面上彼此接触、注入了一种气体的至少一个数据层从而使得该扩散阻挡层和数据层在面上彼此接触、以及至少一个反射性捕获层从而使得该数据层和该反射性捕获层在面上彼此接触。这展示在图Ie中。在另一个实施方案中，该媒介可以包括至少一个支撑基底、至少一个扩散阻挡层从而使得该支撑基底和该扩散阻挡层在面上彼此接触、注入了一种气体的至少一个数据层从而使得该扩散阻挡层和数据层在面上彼此接触、至少一个反射性捕获层从而使得该数据层和该反射性捕获层在面上彼此接触、以及至少一个保护性密封阻挡层从而使得该反射性捕获层和该保护性密封阻挡层在面上彼此接触。这展示在图If中。在另一个实施方案中，该媒介可以包括至少一个具有一个第一面及一个第二面的支撑基底、至少一个扩散阻挡层从而使得该支撑基底和该扩散阻挡层在面上彼此接触、注入了一种气体的至少一个数据层从而使得该扩散阻挡层和数据层在面上彼此接触、至少一个反射性捕获层从而使得该数据层和该反射性捕获层在面上彼此接触、至少一个保护性密封阻挡层从而使得该反射性捕获层和该保护性密封阻挡层在面上彼此接触、至少一个紫外线辐射阻断层从而使得该支撑基底和该紫外线辐射阻断层在面上彼此接触、至少一个抗刮层从而使得该抗刮层和该紫外线辐射阻断层在面上彼此接触、以及至少一个环境保护层从而使得该环境保护层和该紫外线辐射阻断层在面上彼此接触。这展示在图Ig中。在一个非常特别的实施方案中，一种光信息媒介可以包括一个聚碳酸酯、熔融石英、或玻璃的支撑基底；以及一个注入了二氧化碳的无定形碳数据层。制备方法_碳层本发明的一个另外的实施方案涉及用于制备一种光信息媒介的方法。总体上，该方法可以包括提供一个支撑基底、并且施加一个或多个另外的层来制备该光信息媒介。这些不同的层可以按不同的次序来施加，这取决于在该光信息媒介产品中所希望的具体铺层。这些层可以全都施加在该支撑基底的一侧上，从而产生一种在一个外部面上具有该支撑基底的最终产品。替代地，这些层可以施加在该支撑基底的两侧上，从而产生一种最终产品，即它使支撑基底定位于使它不是该最终产品的一个外部面。在一个最简单的实施方案中，该方法可以包括提供一个支撑基底、并且将注入了一种气体的至少一个数据层施加在该支撑基底的至少一个面上从而使得该支撑基底和数据层在面上彼此接触。在一个当前优选的实施方案中，该数据层被施加在该支撑基底的一个面上。该支撑基底可以是以上讨论的这些支撑基底中的任何一种。在一个当前优选的实施方案中，该支撑基底是聚碳酸酯。在另一个当前优选的实施方案中，该支撑基底是熔融石英或玻璃。该方法可以进一步包括在该施加步骤之前将该支撑基底暴露于一个真空中。在该施加步骤中可以使用溅射来施加该数据层以及其他的层。用于形成该数据层的溅射可以包括提供一种前体材料以及至少一种气体、对该前体材料施加能量来使该前体材料汽化、并且将该汽化的前体材料以及该气体沉积在该支撑基底上，从而使得该气体被注入在该数据层中。在一个当前优选的实施方案中，该前体材料是碳。该气体可以是上面所描述的任何气体。在一个当前优选的实施方案中，该气体是以上讨论的这些氧合气体 中的任何一种，如二氧化碳。在该溅射过程中可能存在另外的非氧合气体，如氩气、氪气、氮气、氦气、以及氖气。这些气体常被用作惰性的溅射载气。溅射可以使用实验室规模的仪器来进行，这些仪器典型地具有一个单一的室以及一个或多个靶(如来自Kurt J. Lesker Company (Pittsburgh, PA)的一种PVD 75仪器)；或者可以使用工业规模的仪器来进行，这些仪器具有多个室以及多个靶(如来自Oerlikon Systems ( Pfafflkon, Switzerland)的一种 Sprinter 仪器)。在溅射过程中该气体的浓度可以是大约0. 01% (ν/ν)至25% (ν/ν)。具体的浓度可以是约 0.01% (ν/ν)、约 0.05% (ν/ν)、约 0.1% (ν/ν)、约 0.5% (ν/ν)、约 (ν/ν)、约 2% (ν/ν)、约 3% (ν/ν)、约 4% (ν/ν)、约 5% (ν/ν)、约 10% (ν/ν)、约 15% (ν/ν)、约 20% (ν/ν)、约25% (ν/ν)、以及这些值中任两个之间的范围。这些值是相对于该惰性溅射载气 (典型地是氩气)的体积/体积。可以使用除溅射之外的多种方法来施加该数据层以及其他的层。例如，可以使用等离子体聚合、电子束蒸发、化学气相沉积、分子束外延、以及蒸发。这个施加至少一个注入了气体的数据层的步骤可以作为一个单一步骤进行。替代地，该施加步骤可以作为两个步骤进行首先施加这个没有注入气体的数据层、并且第二步向该数据层中注入该气体。在更复杂的实施方案中，可以向该支撑基底施加一个或多个另外的层。该支撑基底可以具有一个第一面以及一个第二面。这些另外的层可以被定向为使得它们的存在是从该支撑基底的第一面、第二面、或该支撑基底的第一面和第二面两者延伸。如果这些另外的层的存在是从该支撑基底的仅仅一个面延伸，那么最终制备的产品将使该支撑基底的一个面暴露。如果这些另外的层的存在是从该支撑基底的第一面以及第二面两者延伸，那么最终制备的产品将不会使支撑基底暴露。这一个或多个另外的层可以被定向为相对于该支撑基底对称、或者相对于该对称基底不对称。在某些实施方案中，可以在将该数据层施加到最外面的层之前向该支撑基底施加一个或多个层。例如，这些方法可以进一步包括施加以下这些层中的一个或多个烧蚀捕获层、反射性捕获层、保护性密封阻挡层、紫外线辐射阻断层、抗刮层、以及环境保护层。在某些实施方案中，可以将某些层施加在一个第一支撑基底上，可以将某些层施加在一个第二支撑基底上，并且可以使该第一支撑基底和第二支撑基底在面上结合或粘合。这种方法对于制备DVD媒介是特别有吸引力的。以下是用于制备多层的光数据媒介的方法的具体实例。这些实例无意是穷尽的， 因此在层以及层施加的次序方面存在多个变体。在多个层被施加到支撑基底的第一面和第二面两者上的多个实施方案中，可以改变具体的层施加次序来得到相同的最终光数据媒介产品。在一个实施方案中，该方法可以包括提供一个支撑基底、将注入了一种气体的至少一个数据层施加在该支撑基底上从而使得该支撑基底和数据层在面上彼此接触、并且将至少一个烧蚀捕获层施加在该数据层上从而使得该数据层和该烧蚀捕获层在面上彼此接触。在另一个实施方案中，该方法可以包括提供一个支撑基底、将注入了一种气体的至少一个数据层施加在该支撑基底上从而使得该基底和该数据层在面上彼此接触、并且将至少一个反射性捕获层施加在该数据层上从而使得该数据层和该反射性捕获层在面上彼此接触。在另一个实施方案中，该方法可以包括提供一个支撑基底、将至少一个扩散阻挡层施加在该支撑基底上从而使得该支撑基底和该扩散阻挡层在面上彼此接触、将注入了一种气体的至少一个数据层施加在该扩散阻挡层上从而使得该扩散阻挡层和数据层在面上彼此接触、并且将至少一个反射性捕获层施加在该数据层上从而使得该数据层和该反射性捕获层在面上彼此接触。在另一个实施方案中，该方法可以包括提供一个支撑基底、将至少一个扩散阻挡层施加在该支撑基底上从而使得该支撑基底和该扩散阻挡层在面上彼此接触、将注入了一种气体的至少一个数据层施加在该扩散阻挡层上从而使得该扩散阻挡层和数据层在面上彼此接触、将至少一个反射性捕获层施加在该数据层上从而使得该数据层和该反射性捕获层在面上彼此接触、并且施加至少一个保护性密封阻挡层从而使得该反射性捕获层和该保护性密封阻挡层在面上彼此接触。在另一个实施方案中，该方法可以包括提供至少一个具有一个第一面及一个第二面的支撑基底、将至少一个扩散阻挡层施加在该支撑基底上从而使得该支撑基底和该扩散阻挡层在面上彼此接触、将注入了一种气体的至少一个数据层施加在该扩散阻挡层上从而使得该扩散阻挡层和数据层在面上彼此接触、将至少一个反射性捕获层施加在该数据层上从而使得该数据层和该反射性捕获层在面上彼此接触、将至少一个保护性密封阻挡层施加在该反射性捕获层上从而使得该反射性捕获层和该保护性密封阻挡层在面上彼此接触、 将至少一个紫外线辐射阻断层施加在该支撑基底的第二面上从而使得该支撑基底和该紫外线辐射阻断层在面上彼此接触、将至少一个抗刮层施加在该紫外线辐射阻断层从而使得该抗刮层和该紫外线辐射阻断层在面上彼此接触、并且将至少一个环境保护层施加在该抗刮层上从而使得该环境保护层和该抗刮层在面上彼此接触。材料-与数据层邻接的碳层本发明的一个实施方案包括适合用于档案目的的光信息媒介。这些材料和制造方法被设计为是非常耐用的并且不易受实质性程度上的老化降解影响。同样，该信息写入方法旨在是永久的并且不易受实质性程度上的老化降解影响。该媒介包括至少一个数据层 60、至少一个碳层65、以及至少一个支撑基底10。尽管当前优选的是该碳层和数据层是处于面接触中，但可以在它们之间布置至少一个插入层。该碳层的存在可以对该光信息媒介赋予多种有利的特性。该碳层可以充当一个热电容器，从而协助热量从该数据层中转移走。在使用高功率激光在数据层中写入数据时，这是 尤其有用的。高功率激光可以产生高的局部热量聚集区，这些如果不被耗散的话可能损害相邻数据或使之降解。在极端情况下，热量聚集区可以损害在随后的读取步骤过程中的数据跟踪中所使用的基底纹槽。该碳层还可以充当一个渗透性屏障，从而限制该数据层暴露于氧气、水蒸气、以及可以氧化或以其他方式使这些数据层材料降解的其他试剂。碳层可以比介电层中传统使用的材料更具柔性，并且这种柔性可以通过气体或其他材料的并入来 “调谐”。这种柔性赋予了减小的应力、可以减少或消除开裂、并且可以减少或消除碳层与相邻层的不希望的分离。碳还是一种具有高熔点的耐熔材料，它还有助于对抗当使用高功率激光来对数据层写入数据时可能达到的瞬时高温。该数据层总体上可以是适合于用一种适当的装置如盘驱动器来对其写入数据、并从中读出数据的任何一种或多种材料。该碳层总体上可以与任何数据层一起使用而形成本发明的不同实施方案。在数据层中使用的材料的例子包括有机染料、金属、金属合金、金属氧化物、玻璃、以及陶瓷。该数据层总体上可以是任何厚度的。厚度下限的一个例子是大约2nm。示例性的厚度上限可以是大约250nm。示例性的厚度为约2nm、约4nm、约6nm、约8nm、约10nm、约12nm、 约 14nm、约 16nm、约 18nm、约 20nm、约 22nm、约 24nm、约 25nm、约 26nm、约 28nm、约 30nm、 约 32nm、约 34nm、约 35nm、约 36nm、约 38nm、约 40nm、约 50nm、约 60nm、约 70nm、约 80nm、 约 90nm、约 lOOnm、约 llOnm、约 120nm、约 130nm、约 140nm、约 150nm、约 160nm、约 170nm、约 180nm、约 190nm、约 200nm、约 210nm、约 220nm、约 230nm、约 240nm、约 250nm、以及这些值的任两个之间的范围。该碳层可以包括元素碳(C)、基本上由其组成、或由其组成。元素碳的例子包括 无定形碳、石墨无定形碳、四面体的无定形碳、类金刚石无定形碳、类聚合物的无定形碳、玻璃质碳、类金刚石碳、以及碳黑。相对于缺少碳层的在其他方面相同的光信息媒介，使用碳层可以在相邻的层之间提供改进的粘附性。如果该光信息媒介包括多于一个的碳层，则它们可以独立地是相同或不同的。该碳层可以缺少一种注入的气体。替代地，该碳层可以进一步包括至少一种注入的气体。术语“注入的”是指至少一种气体被共价地键合、捕获、或吸附到该碳材料之中或之上。该气体可以缺少氧原子或包含氧原子。缺少氧原子的一种气体的例子包括分子氢 (H2)、分子氮(N2)、氦气(He)、氩气(Ar)、氖气(Ne)、氪气(Kr)、氙气(Xe)、氯气(Cl2)、以及氟气(F2)。包含至少一个氧原子的气体的例子包括一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)、分子氧 (O2)、臭氧(O3)、氮氧化物(NOx)、以及硫氧化物(SOx)。一个具体的实施方案可以包括二氧化碳(CO2)作为一种注入气体。一个可替代的特别的实施方案可以包括分子氢(H2)作为一种注入气体。替代地，可以使用不同的烃类化合物如甲烷、乙烷、丙烷、或乙炔来将氢气引入该碳层中。替代地，该碳层可以进一步包括一种另外的固体如铝。该碳层总体上可以是任何厚度的。一个厚度下限可以是大约一个单层的碳。一个可替代的厚度下限可以是大约lOnm。一个厚度上限可以是大约200nm。示例性的厚度包括约 lnm、约 2nm、约 3nm、约 4nm、约 5nm、约 10nm、约 15nm、约 20nm、约 30nm、约 40nm、约 50nm、约 60nm、约 70nm、约 80nm、约 90nm、约 lOOnm、约 llOnm、约 120nm、约 130nm、约 140nm、 约150nm、约160nm、约170nm、约180nm、约190nm、约200nm、以及这些值的任两个之间的范围。该碳层优选地在该光信息媒介中是与相邻层不易混和的。该碳层优选地在该光信息媒介中粘附在相邻的层上。该碳层优选地基本上没有应力，以便促进该光信息媒介的平坦性、以及该媒介的长期内聚性。该光信息媒介可以包括一个第一支撑基底以及一个第二支撑基底。该第一支撑基底以及第二支撑基底可以用同一种材料制造、或者可以用不同的材料制造。该第一支撑基底以及第二支撑基底典型地被定向为使得它们形成了该光信息媒介的外部两个层(即，当以截面观看时是第一个和最后一个层)。这在DVD类型的格式中尤为如此。

该支撑基底可以表面式地接触该数据层或碳层。可替代地，在该支撑基底与该数据层之间或者在该支撑基底与该碳层之间可以存在至少一个插入层。这些层的安排在图 2a-2d中图解示出。在图2a中所示的实施方案中，一个截面将首先与该支撑基底、然后是数据层、然后是碳层相交。图2b示出了该数据层和碳层相对于基底层的一种可替代的取向。在这个图中，一个截面将首先与该支撑基底、然后是碳层、然后是数据层相交。在图2c中所示的实施方案中，一个截面将首先与该支撑基底、然后是该至少一个插入层、然后是数据层、然后是碳层相交。图2d示出了该数据层和碳层相对于基底层的一种可替代的取向。在这个图中，一个截面将首先与该支撑基底、然后是该至少一个插入层、然后是碳层、然后是数据层相交。插入层的一个例子是一个热阻挡层。一个热阻挡层可以保护该基底免于在对该金属材料层写入数据的过程中所产生的热量。热阻挡层的例子包括玻璃、陶瓷、氮化物、以及金属氧化物。具体的例子包括硅石(SiO2)、硅石-硫化锌(SiO2 ZnS)、氮化硅(SiN)、碳、氧化铝、硅、氮化硅、氮化硼、钛的氧化物(TiOx)、以及钽的氧化物(TaOx)。可以使用其他耐熔材料，只要它们可以被沉积到一个具有适当的粘附特性的薄膜层中。可替代地，可以使用一个金属层作为热阻挡层，这是由于与介电层相比它的增强的热传导率。使用一个金属层将允许热量从一个数据位点迅速地传导出，而并非使得该热量被吸收并且随时间逐渐耗散。该数据层可以被“夹叠”在两个碳层之间。在此情况下，该数据层在面上与第一碳层75和第二碳层80两者相接触。这种情况的实例在图3a中示出。在这个图中，一个截面将首先与该支撑基底、然后是第一碳层、然后是数据层、然后是第二碳层相交。一个替代实施方案在图3b中示出。在这个图中，一个截面将首先与该支撑基底、 然后是该至少一个插入层、然后是第一碳层、然后是数据层、然后是第二碳层相交。包括一个第一支撑基底以及一个第二支撑基底的替代实施方案在图3c和3d中示出。在图3c中，一个截面将首先与该第一支撑基底85、然后是数据层60、然后是碳层65、然后是第二支撑基底90相交。在图3d中，一个截面将首先与该第一支撑基底85、然后是第一碳层75、然后是数据层60、然后是第二碳层80、然后是第二支撑基底90相交。包括多个支撑基底以及多个插入层的仍又一个替代实施方案在图3e中示出。在图3e中，一个截面将首先与该第一支撑基底85、然后是该一个或多个第一插入层95、然后是第一碳层75、然后是数据层60、然后是第二碳层80、然后是该一个或多个第二插入层 100、然后是第二支撑基底90相交。该光信息媒介可以进一步包括多个另外的层，如至少一个反射层、至少一个外保护层、至少一个散热层、至少一个光调谐层、或至少一个粘附层。可以添加其他的层来调谐该光信息媒介的光行为，是通过增加光通道的长度来借助相长或相消干涉对该结构的反射率进行调制。该数据层可以进一步包括已经对其写入了数据的一个或多个位点。这些位点展现了与未对其写入数据的其他位点相比一种可检出的差别。制备方法-碳层电介质本发明的多个另外的实施方案是针对用于制备一种光信息媒介的方法。这些不同的层可以按不同的次序来施加，这取决于在该光信息媒介产品中所希望的具体铺层。这些层可以全都施加在该支撑基底的一侧上，从而产生一种支撑基底在一个外部面上的最终产品。替代地，这些层可以施加在该支撑基底的两侧上，从而产生一种最终产品，该最终产品使得支撑基底被定位为使得它不是该最终产品的一个外部面。尽管当前优选的是该碳层和数据层处于面接触中，但可以在它们之间布置至少一个插入层。在一个实施方案中，该方法可以包括提供一个支撑基底、施加一个数据层从而使得该数据层表面式地接触该支撑基底、并且施加一个碳层从而使得该碳层表面式地接触该数据层。进行这种方法可以产生如图加中所示的一种光信息媒介。在一个替代实施方案中，该方法可以包括提供一个支撑基底、施加一个碳层从而使得该碳层表面式地接触该支撑基底、并且施加一个数据层从而使得该数据层表面式地接触该碳层。进行这种方法可以产生如图2b中所示的一种光信息媒介。在一个替代实施方案中，该方法可以包括提供一个支撑基底、施加至少一个插入层从而使得该插入层表面式地接触该支撑基底、施加一个数据层从而使得该数据层表面式地接触该插入层、并且施加一个碳层从而使得该碳层表面式地接触该数据层。进行这种方法可以产生如图2c中所示的一种光信息媒介。在一个替代实施方案中，该方法可以包括提供一个支撑基底、施加至少一个插入层从而使得该插入层表面式地接触该支撑基底、施加一个碳层从而使得该碳层表面式地接触该插入层、并且施加一个数据层从而使得该数据层表面式地接触该碳层。进行这种方法可以产生如图2d中所示的一种光信息媒介。在又一个替代实施方案中，该方法可以包括提供一个支撑基底、施加一个第一碳层从而使得该第一碳层表面式地接触该支撑基底、施加一个数据层从而使得该数据层表面式地接触该第一碳层、并且施加一个第二碳层从而使得该第二碳材料表面式地接触该数据层。进行这种方法可以产生如图3a中所示的一种光信息媒介。在又一个替代实施方案中，该方法可以包括提供一个支撑基底、施加至少一个插入层从而使得该插入层表面式地接触该支撑基底、施加一个第一碳层从而使得该第一碳层表面式地接触该插入层、施加一个数据层从而使得该数据层表面式地接触该第一碳层、并且施加一个第二碳层从而使得该第二碳材料表面式地接触该数据层。进行这种方法可以产生如图北中所示的一种光信息媒介。在一个实施方案中，该方法可以包括提供一个第一支撑基底、施加一个数据层从而使得该数据层表面式地接触该第一支撑基底、施加一个碳层从而使得该碳层表面式地接触该数据层、并且施加一个第二支撑基底使得第二支撑基底表面式地接触该碳层。进行这种方法可以产生如图3c中所示的一种光信息媒介。在又一个替代实施方案中，该方法可以包括提供一个第一支撑基底、施加一个第一碳层从而使得该第一碳层表面式地接触该第一支撑基底、施加一个数据层从而使得该数据层表面式地接触该第一碳层、施加一个第二碳层从而使得该第二碳层表面式地接触该数据层、并且施加一个第二支撑基底使得该第二支撑基底表面式地接触该第二碳层。进行这种方法可以产生如图3d中所示的一种光信息媒介。在又一个替代实施方案中，该方法可以包括提供一个第一支撑基底、施加至少一个第一插入层从而使得该第一插入层表面式地接触该第一支撑基底、施加一个第一碳层从而使得该第一碳层表面式地接触该第一插入层、施加一个数据层从而使得该数据层表面式地接触该第一碳层、施加一个第二碳层从而使得该第二碳层表面式地接触该数据层、施加至少一个第二插入层从而使得该第二插入层表面式地接触该第二碳层、并且施加一个第二支撑基底使得该第二支撑基底表面式地接触该第二碳层。进行这种方法可以产生如图:3e 中所示的一种光信息媒介。该施加步骤可以包括物理气相沉积(如溅射、反应性溅射、电子束蒸发、以及靶材的激光烧蚀)、或化学气相沉积。溅射可以使用实验室规模的仪器来进行，这些仪器典型地具有一个单一的室以及一个或多个靶(如来自Kurt J. Lesker Company (Pittsburgh, PA) 的一种PVD 75仪器)；或者可以使用工业规模的仪器来进行，这些仪器具有多个室以及多个靶(如来自 Oerlikon Systems ( Pfaffikon, Switzerland)的一种 Sprinter 仪器)。材料-碳层以及金属数据层组件本发明的一个实施方案包括适合用于档案目的的光信息媒介。这些材料和制造方法被设计为是非常耐用的并且不易受实质性程度上的老化降解影响。同样，该信息写入方法旨在是永久的并且不易受实质性程度上的老化降解影响。该媒介包括至少一个金属材料层105、至少一个碳材料层65、以及至少一个支撑基底10。该金属材料层包括至少一种金属或金属合金、基本上由其组成、或由其组成。该金属材料层可以包含两种或多种金属或者金属合金的混合物。金属及合金的例子包括碲、 碲合金、硒、硒合金、砷、砷合金、锡、锡合金、铋、铋合金、锑、锑合金、铅、以及铅合金。碲合金的例子包括TXSeiQ(1_x、TexSeiQQ_x (其中 X 是小于或等于 95)、Te86Se14, Te79Se21, TexSb1(1(1_x、 TexSb100_x (其中 X 是小于或等于 95)、TexSeySbz、TexSeySbz (其中 X+Y+Z = 100) ,TexSeySbz (其中 X+Y+Z = 100，Y 是 10-30 并且 Z 是 5-20)、Te75Se20Sb5, iTe72.5Se2。Sb7 5、TexSeyInz, iTexSeJnz (其中 X+Y+Z = 100)、iTexSeJnz (其中 X+Y+Z = 100，Y 是 10-30 并且 Z 是 5-20)、 iTe75Se2Jrv Te72.5Se2。In7 5、TexSeyPbz、TexSeyPbz (其中 X+Y+Z = 100)、iTexSeyPbz (其中 X+Y+Z =100，Y 是 10-30 并且 Z 是 5-20)、Te75Se20Pb5, Te72.5Se20Pb7.TexSeySnz, TexSeySnz (其中 X+Y+Z = 100)、Te^eySnz(其中 X+Y+Z = 100，Y 是 10-30 并且 Z 是 5-20)、Te75Se20Sn5, Te72.5Se20Sn7.5、TexSeyBiz, TexSeyBiz (其中 X+Y+Z = 100)、TexSeyBiz (其中 X+Y+Z = 100， Y 是 10-30 并且 Z 是 5-20)、Te75Se20Bi5, iTe72.5Se2。Bi7 5、TeGeAs, TeGeSbS, TeOxGe, TeOxSn, Pb-Te-Se, Pb-Te-Sb, Asle、以及 Gele。其他合金的例子包括As4e、Ge-Se, GeS、SnS, Sb-S、BixSb1(1(1_x、BixSb1(1(1_x (其中 X 是小于或等于 95)。合金的其他例子包括GeS、Aii2S3、SnS、Sb2S3> Sb20S80、GeSe、As2Se3、SnSe> Sb2Se3、Bi2Se3、GeTe、Ge10Te90、As2Te3、SnTe> Sb2Te3、PbTe> Bi2Te3、ASl。Te9。、As32Te68、InTi53、In2&、CdTe、以及 In2Se30 另外的金属及合金包括镍(Ni)、 铬(Cr)、钛(Ti)、不锈钢、金(Au)、钼(Pt)、钯(Pd)、蒙乃尔合金(镍、铜、以及铁的一种合金，常用于船舶应用中)、硅(Si)、AuSi、CuNi以及NiCr。当前优选的金属材料层包括铬、 碲、或碲合金。该金属材料层总体上可以是任何厚度的。厚度下限的一个例子是大约2nm。一个示例性的厚度上限可以是大约250nm。示例性的厚度包括约2nm、约4nm、约6nm、约8nm、 约 10nm、约 12nm、约 14nm、约 16nm、约 18nm、约 20nm、约 30nm、约 40nm、约 50nm、约 60nm、约 70nm、约 80nm、约 90nm、约 lOOnm、约 llOnm、约 120nm、约 130nm、约 140nm、约 150nm、约 160nm、 约 170nm、约 180nm、约 190nm、约 200nm、约 210nm、约 220nm、约 230nm、约 240nm、约 250nm、以及这些值的任两个之间的范围。该碳材料层包括至少一种碳化合物、基本上由其组成、或由其组成。碳化合物的例子包括无定形碳、玻璃质碳、类金刚石碳、以及碳黑。

如果该光信息媒介包括多于一个碳材料层，则它们可以独立地是相同或不同的。该碳材料层可以缺少一种注入气体。替代地，该碳此类层可以进一步包括至少一种注入气体。术语“注入的”是指至少一种气体被共价地键合、捕获、或吸附到该碳材料之中或之上。该气体可以缺少氧原子或包含氧原子。缺少氧原子的一种气体的例子包括分子氢(H2)、分子氮(N2)、氦气(He)、氩气(Ar)、氖气(Ne)、氪气(Kr)、氙气(Xe)、氯气(Cl2)、 以及氟气(F2)。包含至少一个氧原子的气体的例子包括一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)、分子氧(O2)、臭氧(O3)、氮氧化物(NOx)、以及硫氧化物(SOx)。一个特别的实施方案可以包括二氧化碳(CO2)作为一种注入气体。一个替代的特别实施方案可以包括分子氢(H2)作为一种注入气体。该碳层总体上可以是任何厚度的。一个厚度下限可以是大约一个单层的碳。一个可替代的厚度下限的大约lOnm。一个厚度上限可以是大约200nm。示例性的厚度包括约 lnm、约 2nm、约 3nm、约 4nm、约 5nm、约 IOnm^A 15nm、约 20nm、约 30nm、约 40nm、约 50nm、约 60nm、约 70nm、约 80nm、约 90nm、约 100nm、约 llOnm、约 120nm、约 130nm、约 140nm、约 150nm、 约160nm、约170nm、约180nm、约190nm、约200nm、以及这些值的任两个之间的范围。一个当前优选的厚度是对于第一碳层为约19nm、对于第二碳层为约13nm。该光信息媒介可以包括一个第一支撑基底以及一个第二支撑基底。该第一支撑基底以及第二支撑基底可以用同一种材料制造、或者可以用不同的材料制造。该第一支撑基底以及第二支撑基底典型地被定向为使得它们形成该光信息媒介的外部两个层(即，当以截面观看时是第一个和最后一个层)。这在DVD类型的格式中尤为如此。该支撑基底可以表面式地接触该金属材料层，或者在它们之间可以存在至少一个插入层。该金属材料层可以表面式地接触该碳材料层。这些层的安排在图中图解地示出。在图如中所示的实施方案中，一个截面将首先与该支撑基底10、然后是金属材料层 105、然后是碳材料层65相交。图4b示出了该金属材料层和碳材料层相对于基底层的一种可替代的取向。在这个图中，一个截面将首先与该支撑基底10、然后是碳材料层65、然后是金属材料层105相交。在图如中所示的实施方案中，一个截面将首先与该支撑基底10、然后是该至少一个插入层70、然后是金属材料层105、并且然后是碳材料层65相交。
插入层的一个例子是一个热阻挡层。一个热阻挡层可以保护该基底免于对该金属材料层写入数据的过程中产生的热量。热阻挡层的例子包括硅石(SiO2)或碳。该金属材料层可以被“夹叠”在两个碳材料层之间。在此情况下，该金属材料层表面式地接触第一碳材料层和第二碳材料层两者。这种情况的实例在图4d中示出。在这个图中，一个截面将首先与该第一支撑基底85、然后是第一碳材料层110、然后是金属材料层 105、然后是第二碳材料层115、然后是第二支撑基底90相交。一种可替代的简化的“夹叠层”构型可以包括至少一个支撑基底10、一个第一碳材料层110、一个金属材料层105、以及一个第二碳材料层115。该支撑基底可以直接接触该第一碳材料层，或者在该支撑基底与该第一碳材料层之间可以存在至少一个插入层。该第一碳材料层可以表面式地接触该金属材料层，并且该金属材料层可以表面式地接触该第二碳材料层。一个截面将首先与该支撑基底、然后是第一碳材料层、然后是金属材料层、然后是第二碳材料层相交。本发明的多个另外的实施方案是针对用于制备一种光信息媒介的方法。这些不同的层可以按不同的次序来施加，这取决于在该光信息媒介产品中所希望的具体的铺层。这些层可以全都施加在该支撑基底的一侧上，从而产生一种使该支撑基底在一个外部面上的最终产品。替代地，这些层可以施加在该支撑基底的两侧上，从而产生一种最终产品，该最终产品的支撑基底被定位为使得它不是该最终产品的一个外部面。在一个实施方案中，该方法可以包括提供一个支撑基底、施加一个金属材料层从而使得该金属材料层表面式地接触该支撑基底、并且施加一个碳材料层从而使得该碳材料层表面式地接触该金属材料层。在一个替代实施方案中，该方法可以包括提供一个支撑基底、施加至少一个插入层从而使得该插入层表面式地接触该支撑基底、施加一个金属材料层从而使得该金属材料层表面式地接触该插入层、并且施加一个碳材料层从而使得该碳材料层表面式地接触该金
属材料层。在又一个替代实施方案中，该方法可以包括提供一个第一支撑基底、施加一个第一碳材料层从而使得该第一碳材料层表面式地接触该第一支撑基底、施加一个金属材料层从而使得该金属材料层表面式地接触该第一碳材料层、施加一个第二碳材料层从而使得该第二碳材料层表面式地接触该金属材料层、并且施加一个第二支撑基底使得该第二支撑基底表面式地接触该第二碳材料层。该施加步骤可以包括物理气相沉积(如溅射、反应性溅射、电子束蒸发、以及靶材的激光烧蚀)、或化学气相沉积。溅射可以使用实验室规模的仪器来进行，这些仪器典型地具有一个单一的室以及一个或多个靶(如来自Kurt J. Lesker Company (Pittsburgh, PA) 的一种PVD 75仪器)；或者可以使用工业规模的仪器来进行，这些仪器具有多个室以及多个靴(如来自 Oerlikon Systems ( Pfaffikon, Switzerland)的一种 Sprinter 仪器)。材料-含有沣入气体的碲数据层本发明的一个实施方案包括适合用于档案目的的光信息媒介。这些材料和制造方法被设计为是非常耐用的并且不易受实质性程度上的老化降解影响。同样，该信息写入方法旨在是永久的并且不易受实质性程度上的老化降解影响。该光信息媒介包括至少一个碲和碳氧化物(一氧化碳、二氧化碳、或一氧化碳及二氧化碳二者)的数据层120、以及至少一个支撑基底10。该碲与二氧化碳的数据层包括一种碲材料或一种碳氧化物(COx，其中χ = 1或2 ； 一氧化碳、二氧化碳、或一氧化碳及二氧化碳二者)、主要由其组成、或者由其组成。该二氧化碳或一氧化碳可以按任何方式包含在该数据层中。例如，该二氧化碳或一氧化碳可以共价地键合、捕获、或吸附到该数据层中的碲材料之中或之上。该二氧化碳或一氧化碳总体上能以任何浓度存在于该数据层中。该碲材料可以是碲金属(Te)或至少一种碲合金。碲可以与多种其他的元素进行合金化，这些元素是例如硒( )、锑(Sb)、铟an)、铅(1 )、锡(Sn)、铋(Bi)、锗(Ge)、砷 (As)、氧(0)、镉(Cd)、或它们的组合。碲合金可能比碲金属对氧化作用更稳定。碲合金的例子包括:TexSe100_x, TexSe100_x (其中X是小于或等于95)、Te86Se14, Te7Je21、I^xSb阶x、TexSb1QQ_x (其中 X 是小于或等于 95)、TexSeySbz、TexSeySbz (其中 X+Y+Z = 100)、TexSeySbz (其中 X+Y+Z = 100，Y 是 10-30 并且 Z 是 5-20)、Te75Se20Sb5, Te72.5Se20Sb7.5、 Te3Sb2, TexSeyInz, iTexSeJnz (其中 X+Y+Z = 100)、iTexSeJnz (其中 X+Y+Z = 100，Y 是 10-30 并且 Z 是 5-20)、InTe3^Te75Se20In5,Te72.5Se2。In7.TexSeyPbz,TexSeyPbz (其中 X+Y+Z = 100)、 iTejeyPbz (其中 X+Y+Z = 100，Y 是 10-30 并且 Z 是 5-20) Je7Pe2ciPb5Je72 5Se2tlPb75JePlK TexSeySnz, iTexSeySnz (其中 X+Y+Z = 100)、iTexSeySnz (其中 X+Y+Z = 100，Y 是 10-30 并且 Z 是 5-20) Je75Se20Sn5 Je72 5S^lSn7 5 Je3Bi2Je5JeyBizJi^eyBiz(其中 X+Y+Z = 100)、TeSn、 TexSeyBiz (其中 X+Y+Z = 100，Y 是 10-30 并且 Z 是 5-20) ,Te75Se20Bi5^Te72.5Se20Bi7.TeGeAs, TeGeSbS、TeOxGe > TeOxSn> Pb-Te-Se > Pb-Te-Sb > As-Te > As10Te90、As32Te68、Ge-Te > Ge10Te90、 CdTe,以及 PbTe。其他合金的例子包括GeTe、Ge10Te90, As2Te3, SnTe, Sb2Te3, PbTe, Bi2Te3, As10Te90、A^2Te68、以及 InTe30该碲及二氧化碳或一氧化碳的数据层总体上可以是任何厚度的。厚度下限的一个例子是大约2nm。一个示例性的厚度上限可以是大约250nm。示例性的厚度包括约2nm、约 4nm、约 6nm、约 8nm、约 10nmJ々 12nm、约 14nm、约 16nm、约 18nm、约 20nm、约 30nm、约 40nm、约 50nm、约 60nm、约 70nm、约 80nm、约 90nm、约 IOOnmJ^] IlOnmJ^] 120nm、约 130nm、约 140nm、 约 150nm、约 160nm、约 170nm、约 180nm、约 190nm、约 200nm、约 210nm、约 220nm、约 230nm、约 MOnm、约250nm、以及这些值的任两个之间的范围。一个当前优选的范围可以是约12nm至约 45nm。该碲及二氧化碳或一氧化碳的数据层可以进一步包括一种或多种另外的材料，如银。该碲及二氧化碳或一氧化碳的数据层可以进一步包括多个已经对其写入数据的位点。这些位点展现了与未写入数据的其他位点相比的一种可检出的差别。该光信息媒介可以包括一个第一支撑基底85以及一个第二支撑基底90。该第一支撑基底以及第二支撑基底可以用同一种材料制造、或者可以用不同的材料制造。该第一支撑基底以及第二支撑基底典型地被定向为使得它们形成了该光信息媒介的外部两个层 (即，当以截面观看时是第一个和最后一个层)。这在DVD类型的格式中尤为如此。这种安排展示在图5c中。该支撑基底可以表面式地接触该碲及二氧化碳或一氧化碳的数据层，或者在它们之间可以存在至少一个插入层。这些层的安排在图如和恥中图解地示出。在图fe中所示的实施方案中，一个截面将首先与该支撑基底、然后是该数据层相交。在图恥中所示的实施方案中，一个截面将首先与该支撑基底、然后是该至少一个插入层、然后是该数据层相交。在图恥中，该支撑基底表面式地接触该至少一个插入层，并且该至少一个插入层表面式地接触该数据层。插入层的一个例子是一个热阻挡层。一个热阻挡层可以保护该基底免于在对该数据层写入数据的过程中所产生的热量。热阻挡层的例子包括硅石(SiO2)、碳、氧化铝、硅、 氮化硅、氮化硼、钛的氧化物(TiOx)、以及钽的氧化物(TaOx)。一个插入层的另外的例子是一个热传导层。这种类型的层将热量从已经对其写入数据的位点中传导出，从而减少或消除了对相邻位点的热损害。该光信息媒介可以进一步包括至少一个反射层。反射层典型地被定向为离开该支撑基底，从而使得从该反射层到数据层的距离小于从该反射层到支撑基底的距离。该光信息媒介与在数据层中不使用二氧化碳或一氧化碳所制备的一种类似媒介相比显示了对氧化的更大耐受性。材料的制备-含有沣入气体的碲数据层本发明的多个另外的实施方案是针对用于制备一种光信息媒介的方法。这些不同的层可以按不同的次序来施加，这取决于在该光信息媒介产品中所希望的具体的铺层。这些层可以全都施加在该支撑基底的一侧上，从而产生一种该支撑基底在一个外部面上的最终产品。替代地，这些层可以施加在该支撑基底的两侧上，从而产生一种最终产品，该最终产品使支撑基底被定位为使得它不是该最终产品的一个外部面。在一个实施方案中，该方法可以包括提供一个支撑基底、并且施加一个碲及二氧化碳和/或一氧化碳的数据层从而使得该数据层表面式地接触该支撑基底。这种方法产生了如图fe中所示的一种光信息媒介。在一个替代实施方案中，该方法可以包括提供一个支撑基底、施加至少一个插入层从而使得该插入层表面式地接触该支撑基底、并且施加一个碲及二氧化碳和/或一氧化碳的数据层从而使得该数据层表面式地接触该插入层。这种方法产生了如图恥中所示的一种光信息媒介。在又一个替代实施方案中，该方法可以包括提供一个第一支撑基底、施加一个碲及二氧化碳和/或一氧化碳的数据层从而使得该数据层表面式地接触该第一支撑基底、并且施加一个第二支撑基底使得该第二支撑基底表面式地接触该数据层。这种方法产生了如图5c中所示的一种光信息媒介。该施加步骤可以包括物理气相沉积(如溅射、反应性溅射、电子束蒸发、以及靶材的激光烧蚀)、或化学气相沉积。溅射可以使用实验室规模的仪器来进行，这些仪器典型地具有一个单一的室以及一个或多个靶(如来自Kurt J. Lesker Company (Pittsburgh, PA) 的一种PVD 75仪器)；或者可以使用工业规模的仪器来进行，这些仪器具有多个室以及多个靶(如来自 Oerlikon Systems ( Pfaffikon, Switzerland)的一种 Sprinter 仪器)。碲金属或一种碲合金可以在二氧化碳、一氧化碳、或二氧化碳及一氧化碳二者的存在下施加。二氧化碳或一氧化碳存在的浓度总体上可以是任何浓度。在该施加步骤的过程中存在的二氧化碳浓度的例子可以是约(ν/ν)、约2% (ν/ν)、约2. 5% (ν/ν)、约3%(ν/ν)、约 4% (ν/ν)、约 5% (ν/ν)、约 6% (ν/ν)、约 7% (ν/ν)、约 8% (ν/ν)、约 9% (ν/ν)、 约 10% (ν/ν)、约 15% (ν/ν)、约 20% (ν/ν)、约 25% (ν/ν)、约 30% (ν/ν)、约 35% (ν/ν)、 约40% (ν/ν)、约45% (ν/ν)、约50% (ν/ν)、以及这些值中任两个之间的范围。如果二氧化碳和一氧化碳均被使用，则各自可以按相同的浓度或不同的浓度存在。对于到100 %的剩余部分，将典型地使用至少一种惰性气体，如一种稀有气体、氦气、氖气、氪气、或氩气。氩气由于其低成本而是当前优选的。使用方法以上描述的数字数据媒介中的任何一种都可以被用来存储数字数据。方法可以包括提供一种数字数据媒介、并且向该金属材料层的多个位点施加能量以便在该媒介的数据层中引起一种可检测的改变。该方法可以进一步包括检测该数据层中的改变。向该数据层中的多个位点施加能量还可能局部地产生足够的热量而使该支撑基底中的磁道变形。该支撑基底中的变形的位点可以随后进行检测。在该施加能量的步骤以及该检测步骤中可以使用激光。主要的激光器类别包括气体激光器、二极管泵浦固体激光器、以及二极管激光器。在此包括以下实例来例证本发明的优选实施方案。本领域的普通技术人员应该了解在以下这些实例中披露的技术代表了诸位发明人所发现的、在本发明的实践中起良好作用的技术，并且因此可以认为是构成了用于其实践的优选模式。然而，本领域的普通技术人员鉴于本披露应该了解，可以所披露的这些具体实施方案作出多种改变并且仍然得到一种相同或相似的结果而不背离本发明的范围。实例实例1 候选写入层材料的识别可以采取几种工具及途径来识别适合在光媒介中用作写入层的材料。第一种工具是该候选材料的相位图。相位图描述了热力学稳定的材料、并且提供了有关熔点、分离成不同的化合物及结构的相分离、峰值结晶温度、以及低共熔点的信息。可以选择的写入材料具有的熔点是足够高的从而使得该材料在某个预选择的温度(如100°C )下是稳定的、又是足够低的从而使得它可以被激光熔化而不使产品中的支撑基底材料变形或分解。该材料优选地在加热时不会分离成两种不同的物质状态(有时称为 “低共熔组合物”)。该材料优选地在加热或冷却时不会分离成两个不同的相。尽管多种材料可能不满足所有这些“理想的”限制条件，但它们可能仍适合用于商业产品中。关于任何改变的动力学的信息可能有助于识别、筛选候选材料或对其进行分级。 相改变动力学信息可以使用多种方法如差示扫描热量法以及X射线晶体学而获得。动力性信息可以描述一种材料将会多快或多慢地到达给定温度的相位图中所示的一种有利的或不利的状态。例如，具有的峰值结晶温度在室温的约50°c内的任何合金对于商业使用而言将不如一种具有更高峰值结晶温度的合金有吸引力。实例2 用于反应性濺射的一般方法使用一台PVD 75 仪器(Kurt J. Lesker Company ；Pittsburgh, PA)进行 RF 溅射。 该系统配置有一个FR电源、可以夹持3英寸(7. 62cm)靶材的三个磁控枪、以及用于两种溅射气体的设施。将这些靶材安排为一种向上溅射的构型。光间覆盖了这三个靶材的每一个。 将多个基底安装在一个旋转台板上，该台板可以被加热至高达200°C。该旋转台板被定位在这些靶材上方。该实验的大部分是在没有对台板进行主动加热时进行的。无主动加热时， 该台板的温度随着400w下的溅射时间的增加而逐步升高，直到该温度达到约60°C -70°C的最大值。这个最大温度在约三小时后达到。在溅射之前这个室中的初始温度典型地是大约 27°C。按以下实例中所描述的来改变时间、靶材、以及溅射源。所使用的基底典型地是一种硅(Si)晶片或一种在约300nm处具有UV截止的玻璃显微镜载片。将多个等离子体清洁的基底安装到该台板上。将该硅基底的一部分用一片具有丙烯酸类粘合剂的胶带遮蔽，以便协助进行溅射沉积速率的测量。当台板就位时，对该溅射室施加一个真空，直到压力低于2. 3X10_5托。然后，将指定比例的氩气(Ar)和二氧化碳 (CO2)引入该室中使得该室中压力为大约12毫托。将Capman压力维持在13毫托(Capman 压力是PVD 75仪器的一种仪器设置)。然后将等离子体在该碳石墨靶材(99.999% ;Kurt J. Lesker Company，部件编号EJTCXXX503A4)上方点亮。使功率缓慢地倾斜上升至400w RF, 并将室的压力减小到约2. 3毫托(Capman压力等于3毫托)，始终维持Ar比(X)2的指定比率。接着，将该石墨靶材上方的光间打开并将该基底暴露在该溅射靶材中持续一个预定的时间长度。在这个时间的结束点，该靶材上方的光闸关闭并且使功率倾斜下降。然后从该仪器中移除这个含有已溅射的材料的基底以便用于分析或进一步处理。实例3 用于AFM厚度测量的一般方法使用一台Veeco Dimension 3IOO 仪器(Veeco ；Plainview, NY)进行原子力显微镜术(AFM)，其中图像是以分接模式获取的。制备涂覆的硅晶片用于如下通过AFM进行阶梯高度测量。将遮蔽了一部分表面的胶带去除。将该表面用丙酮润湿并用一种丙酮浸湿的带棉尖端的拭子来擦拭以便去除该晶片的被暴露及被遮蔽的部分之间界面处的残余粘合剂以及松散材料。该Si晶片上的界面阶梯高度通过AFM进行测量。对于该Si晶片上的几层膜通过XPS进行研究。将这些涂覆的玻璃显微镜载片通过紫外可见(UV-VIQ光谱法进行分析。实例4 用于UV-VIS测量的一般方法使用一台Agilent 8453UV/VIS 分光计(Agilent ；Santa Clara, CA)进行玻璃载片上膜的UV/VIS光谱学。对于一种光谱学测量，该玻璃载片被定向为为使得来自该分光计的光束首先穿过该载片的空气-玻璃界面并接着穿过该玻璃-膜界面。每次扫描都伴随有对裸的未涂覆的玻璃载片的一次扫描。该薄膜的吸收光谱是通过从该涂覆的玻璃载片的吸收光谱中减去该裸的玻璃载片的吸收光谱而得到的。我们作出以下假定该裸的玻璃盖玻片的玻璃-空气界面的反射率与该涂覆的玻璃载片上的膜-空气界面的反射率是相同的，并且该膜-玻璃界面的反射率是可忽略的。当对一种涂覆的玻璃载片进行扫描时，该载片的定位方式是使得在溅射沉积过程中该分光计的光束穿过该玻璃载片的一个区段，该区段位于距离该台板的中心2. 2cm处。实例5 用于测量光密度的一般方法一种薄膜的光密度是通过将UV/VIS吸光度除以膜厚度来确定的。一种材料在给定波长下的光密度越高，则它在这个波长下透明度越低。使用了两个样品和两次测量来确定光密度。这两个样品是一个涂覆的、遮蔽的硅晶片以及一个涂覆的玻璃载片。在这两个样品上的膜理想地是同时进行制备。得到了该涂覆的玻璃载片的UV/VIS吸收光谱。得到了该Si晶片的遮蔽的和暴露的区段的界面的AFM图像，并且进行了台阶高度测量以获得该膜的厚度。然后，将沿着该吸收光谱的所有点的吸光度值除以膜厚度以便获得该膜的光密
度谱 _ 6 吿碰氧洽气/本将一个其上没有涂层的聚碳酸酯光盘安装在该PVD 75仪器中的台板上，其中该盘上的光轨面向靶材。将一种碳石墨靶材用氩气作为溅射气体在3毫托的Capman压力下用400w RF下的磁控管功率溅射一小时。这在该光盘的表面上产生了一个大约31nm厚的碳膜。接下来，沉积一个铬层。_ 7 吿磁餅A T 二氧北石炭将一个其上没有涂层的聚碳酸酯光盘安装在该PVD 75仪器中的台板上，其中该盘上的光轨面向靶材。将一种碳石墨靶材用Ar和(X)2作为溅射气体(其中(X)2的浓度在3 毫托的Capman压力下)用400w RF下的磁控管功率溅射1小时。接下来，在该碳膜的顶部沉积一个金属层，如铝或铬层。实例8 铭反射层的施用通过溅射沉积将多个铬层施用在光盘上，通常是在沉积了一个碳层之后。典型地， 在施用碳层与铬层之间将这个室保持在真空下。将一种铬靶材用Ar作为溅射气体在4毫托的Capman压力下用400w RF下的磁控管功率溅射15分钟。这在该光盘的表面上产生了一个大约138nm厚的铬膜。割列9 诵^ . 寸时间来测丨量腊牛长谏率使用AFM来测定这些膜的厚度。如之前所讨论的，在溅射过程中将膜用胶带遮蔽。 溅射之后，去除胶带并且对表面进行清洁。然后通过AFM测量阶梯高度。发现在400w RF 磁控管功率以及4毫托的Capman压力的条件下溅射的铬以0. 154nm/s的速率生长。这是由一条具有5个数据点的校准曲线的斜率确定的。发现在400w RF磁控管功率以及3毫托的Capman压力的条件下溅射的铝以0. 141nm/s的速率生长。这是由一条具有3个数据点的校准曲线的斜率确定的。实例10 通过改变气体浓度来测量膜生长速率发现碳膜的生长速率依赖于溅射气体中二氧化碳的百分比。对于所有试验均为常数的试验条件为400w RF的磁控管功率以及Capman = 3毫托。工艺气体中的二氧化碳的量作为已经进行实验的氩气的量的百分比是0% (v/v)U% (ν/ν),2% (ν/ν)、以及4% (ν/ ν)。这些膜的生长速率在下表中示出，并且是通过将膜的厚度(如通过AFM测定的)除以按溅射时间来确定的。
权利要求
1.一种光信息媒介，包括 至少一个支撑基底；至少一个数据层；以及至少一个注入了至少一种气体的碳层，其中该碳层表面式地接触该数据层。
2.如权利要求1所述的光信息媒介，其中该数据层包括一种有机染料、一种金属、或一种金属合金。
3.如权利要求1所述的光信息媒介，其中，该碳层包括无定形碳、石墨无定形碳、四面体的无定形碳、类金刚石无定形碳、类聚合物的无定形碳、玻璃质碳、类金刚石碳、或碳黑。
4.如权利要求1所述的光信息媒介，包括表面式地接触该数据层的一个第一碳层、以及表面式地接触该数据层的一个第二碳层。
5.如权利要求1所述的光信息媒介，进一步包括在该支撑基底与该数据层之间的至少一个插入层。
6.如权利要求1所述的光信息媒介，其中该数据层包括一个或多个位点，对这一个或多个位点写入了数据。
7.如权利要求1所述的光信息媒介，其中，该数据层包括碲、一种碲合金、硒、一种硒合金、锡、一种锡合金、铋、一种铋合金、锑、一种锑合金、铅、或一种铅合金。
8.如权利要求1所述的光信息媒介，其中该数据层包括碲金属或铬金属。
9.一种光信息媒介，包括 一个包括聚碳酸酯的第一支撑基底；一个表面式地接触该第一支撑基底的第一介电层；一个注入了至少一种气体的第一碳层，该第一碳层表面式地接触该第一介电层； 一个表面式地接触该第一碳材料层的金属材料层；一个注入了至少一种气体的第二碳层，该第二碳层表面式地接触该第金属材料层；以及一个表面式地接触该第二碳层的第二介电层。
10.一种用于制造光信息媒介的方法，该方法包括 提供一个支撑基底；施加一个数据层；并且施加一个注入了至少一种气体的碳层，从而使得该碳层表面式地接触该数据层。
11.如权利要求10所述的方法，其中，该施加一个数据层的步骤包括溅射、反应性溅射、电子束蒸发、靶材的激光烧蚀、或化学气相沉积。
12.如权利要求10所述的方法，其中，该施加一个碳层的步骤包括溅射、反应性溅射、 电子束蒸发、靶材的激光烧蚀、或化学气相沉积。
13.如权利要求10所述的方法，进一步包括施加至少一个插入层，从而使得该插入层表面式地接触该支撑基底及该数据层二者。
14.如权利要求10所述的方法，进一步包括施加一个第二碳层，从而使得该第二碳层注入了至少一种气体、并且表面式地接触该数据层。
15.一种用于制备光信息媒介的方法，该方法包括 提供一个第一支撑基底；施加一个第一介电层，从而使得该第一介电层表面式地接触该第一支撑基底； 施加一个注入了至少一种气体的第一碳层，从而使得该第一碳层表面式地接触该第一介电层；施加一个数据层，从而使得该数据层表面式地接触该第一碳层； 施加一个第二碳层，从而使得该第二碳层表面式地接触该数据层；并且施加一个注入了至少一种气体的第二介电层，从而使得该第二介电层表面式地接触该第二碳层。
16.一种光信息媒介，包括 至少一个支撑基底；以及至少一个数据层，该至少一个数据层包括 碲；以及注入的二氧化碳、一氧化碳、或二氧化碳及一氧化碳均有。
17.如权利要求16所述的光信息媒介，进一步包括在该支撑基底与该数据层之间的至少一个插入层。
18.如权利要求16所述的光信息媒介，包括一个第一支撑基底以及一个第二支撑基底。
19.如权利要求16所述的光信息媒介，其中该数据层包括碲金属(Te)或至少一种碲合金。
20.如权利要求16所述的光信息媒介，其中，该数据层包括 ^>1(Ι(Ι_Χ、TexSei(l(l_x(其中 X 是小于或等于 95)、Te86Se14, Te79Se21, TexSb100_x, Te^b1(1(1_x (其中 X 是小于或等于 95)、 TexSeySbz, TiixSeySbz (其中 X+Y+Z = 100)、TiixSeySbz (其中 X+Y+Z = 100，Y 是 10-30 并且 Z 是 5-20)、Te75Se20Sb5, iTe72.5Se20Sb7 5、Te3Sb2, TexSeyInz, iTexSeJnz (其中 X+Y+Z = 100)、 TexSeyInz (其中 X+Y+Z = 100，Y 是 10-30 并且 Z 是 5-20)、InTe3^Te75Se20In5,Te72.5Se20In7.5、 TexSeyPbz, Te^eyPbz (其中 X+Y+Z = 100)、Te^eyPbz (其中 X+Y+Z = 100，Y 是 10-30 并且 Z 是 5-20)、Te75Se20Pb5, Te72.5Se20Pb7.5, TePb, TexSeySnz, TexSeySnz (其中 X+Y+Z = 100)、 iTexSeySnz (其中 X+Y+Z = 100，Y 是 10-30 并且 Z 是 5-20) ,Te75Se20Sn5^Te72.5Se20Sn7.5,Te3Bi2, TexSeyBiz, Te^eyBiz(其中 X+Y+Z = 100)、TeSn, TexSeyBiz(其中 X+Y+Z = 100，Y 是 10-30 并且 Z 是 5-20)、Te75Se20Bi5^ Te72.5Se20Bi7.5、TeGeAs> TeGeSbS、TeOxGe> TeOxSru Pb-Te-Se> Pb-Te-Sb、As_Te、As10Te90、As32Te68^ Ge-Te> Ge10Te90、或 CdTe。
21.如权利要求16所述的光信息媒介，其中该数据层包括二氧化碳并且没有一氧化碳。
22.如权利要求16所述的光信息媒介，其中，该媒介比一种缺乏二氧化碳及一氧化碳的对应媒介具有更高的抗氧化性。
23.一种用于制造光信息媒介的方法，该方法包括 提供一个支撑基底；并且施加一个数据层，该数据层包括 碲；以及注入的二氧化碳、一氧化碳、或二氧化碳及一氧化碳均有。
24.如权利要求23所述的方法，其中，该施加一个数据层的步骤包括溅射、反应性溅射、电子束蒸发、靶材的激光烧蚀、或化学气相沉积。
25.如权利要求23所述的方法，其中，该施加一个数据层的步骤包括在二氧化碳存在但一氧化碳不存在时施加碲。
26.如权利要求23所述的方法，其中，该施加一个数据层的步骤包括在约(ν/ν)至约50% (ν/ν)的二氧化碳或一氧化碳存在时施加碲。
27.如权利要求23所述的方法，进一步包括施加至少一个插入层，从而使得该插入层与该支撑基底以及该数据层均进行表面式接触。
28.如权利要求23所述的方法，进一步包括施加一个第二支撑基底。
29.一种光信息媒介，包括至少一个支撑基底；以及至少一个注入了至少一种气体的数据层。
30.如权利要求四所述的光信息媒介，其中该数据层包括碳、无定形碳、类金刚石碳、 碳化硅、碳化硼、氮化硼、硅、非晶态硅、锗、非晶态锗、或它们的组合。
31.如权利要求四所述的光信息媒介，其中，该气体缺少氧原子。
32.如权利要求四所述的光信息媒介，其中，该气体是分子氢(Η2)、分子氮(Ν2)、氦气 (He)、氩气(Ar)、氖气(Ne)、氪气(Kr)、氙气(Xe)、氯气(Cl2)、以及氟气(F2)。
33.如权利要求四所述的光信息媒介，其中，该气体是一种氧合气体。
34.如权利要求四所述的光信息媒介，其中，该气体是一氧化碳、二氧化碳、分子氧、 臭氧、氮氧化物、硫氧化物、或它们的混合物。
35.如权利要求四所述的光信息媒介，其中，该气体是二氧化碳。
全文摘要
在此披露了包含一个金属材料层以及一个碳材料层的光信息媒介。该金属材料层及碳材料层的铺层被设计为减少或消除在对这些媒介写入数据的过程中与氧化和滩肩形成相关的问题。
文档编号G11B7/24GK102171759SQ200980138662
公开日2011年8月31日 申请日期2009年5月27日 优先权日2008年9月12日
发明者B·M·伦特, D·P·汉森, M·C·埃斯普伦德, M·O·沃辛顿, M·R·林福德, R·C·达维斯, R·T·普尔金斯, T·L·尼德尔豪瑟尔 申请人:布莱阿姆青年大学