专利名称：氧化铂作掩膜的只读超分辨光盘的制作方法
技术领域：
本发明属于光存储技术领域，是一种只读式超分辨光盘。和相变材料作为掩膜材料相比，采用氧化铂作为掩膜材料，具有稳定性好，读出循环性高，信噪比高的优点，在超分辨光盘中具有重要的应用前景。
背景技术：
在光存储领域里，只读式光盘是除了一次记录、一次可擦，可重复擦写光盘外的另一个重要分支，在市场中占有很大的份额；而为了提高光存储密度，超分辨技术最近几年也越来越受到人们的关注。所以研究只读式超分辨光盘有它重要的应用和科学研究价值。由于不考虑记录过程，所以研究的过程可以大大简化，这更利于从科学的角度进行分析研究。在先进技术中，人们采用体锑(Sb)，锗锑碲(GeSbTe)和银铟锑碲(AgInSbTe)等相变材料作为掩膜材料。参见Wei JingSong et al.，Study on read-only optical disk with Sb mask super-resolution，Chinese Science Bulletin，2002，47(19)1604-1606，ZHANG Feng etal.High density read-only memory disk with AgInSbTesuper-resolution mask layer，Chin.Phys.Let t.2004，21(10)1973-1975。采用以上材料作为掩膜材料，是利用了材料的非线性开孔效应，所开小孔小于衍射极限，但是这种开孔效应在长时间的读出会出现疲劳现象，即使采用保护层进行保护，它的读出循环性质还是会受到一定的限制的。
发明内容
本发明要解决的问题在于有效地克服上述现有技术的缺陷和困难，提供一种氧化铂作掩膜的只读式超分辨光盘，该光盘应具有稳定性好、信噪比更高和更好的读出循环性。
本发明的技术解决方案如下一种氧化铂作掩膜的只读超分辨光盘，其特征在于它的构成是在盘基础上依次镀有第二保护层、氧化铂掩膜层和第一保护层，所述的第一保护层和第二保护层均是由硫化锌∶二氧化硅＝80∶20的复合材料构成的薄膜层；所述的氧化铂(PtOx)中的含O2量由溅射过程中O2/(O2+Ar)的分压比例决定，分压比的取值范围为0.1～0.4。
所述的氧化铂掩膜层是由厚度为15-80nm的纳米氧化铂薄膜层。所述的纳米氧化铂粒子的粒度为几至十几纳米。
所述的第一保护层和第二保护层的厚度均为30nm。
本发明的技术效果本发明采用纳米氧化铂代替传统相变材料作为掩膜材料。它和相变材料的只读式超分辨光盘相比，在读出过程中，掩膜层不容易受到热破坏，不易出现疲劳现象，所以具有更好的稳定性质，读出循环性高，而且由于金属纳米粒子的近场增强效应，所获得的信噪比也更高。这是因为纳米氧化铂在聚焦光束作用下不是形成一个动态开关小孔(尺寸小于衍射极限)，而是形成一个散射中心，这个散射中心由很多小的几纳米到十几纳米的铂金粒子构成，统称为铂金纳米粒子。该铂金纳米粒子在激光的照射下不会发生形变、熔化等物理化学变化，具有很好的稳定性。而且该铂金纳米粒子在光的照射下会产生表面或局域等离子体增强效应(形成近场光)，近场光和记录点相互作用后引起折射率或者消光系数的改变，反映到远场从而使小于衍射极限的记录点信息可以分辨，可获得的信噪比没有金属粒子的相变材料要高。所以氧化铂作为掩膜材料可以获得更高的信噪比和读出循环性，使本发明只读式超分辨光盘具有很高的实用性。
图1是本发明的氧化铂作掩膜的只读超分辨光盘的结构图。
图2本发明只读超分辨光盘所用的盘基。
图3已有的采用锑(Sb)、银铟锑碲(AgInSbTe)相变材料与采用本发明的PtOx作掩膜的读出信噪比和读出循环性的比较。
图4本发明实施例氧化铂作掩膜的只读超分辨光盘读出信噪比(CNR)和薄膜厚度的关系。
具体实施例方式
本发明的氧化铂作掩膜的只读超分辨光盘的结构如图1所示，包括镀在盘基础11上的第一保护层1、氧化铂掩膜层2和第二保护层3。第一保护层1和第三保护层3用于提高氧化铂掩膜层2的稳定性质和防止其氧化，氧化铂掩膜层2用于小于衍射极限的信息记录点的读出。
本发明掩膜中的第一保护层1和第二保护层3均由厚度30nm的硫化锌∶二氧化硅＝80∶20的复合材料组成；氧化铂掩膜层2由厚度为15-80nm的PtOx薄膜组成。
下面结合实例对本发明及其作用作进一步说明在传统的Compact disk基片上预制(刻录)直径为380纳米的凹坑作为信息记录点(见图2所示)。氧化铂作掩膜的只读超分辨光盘制备过程如下采用磁控溅射方法(溅射气压1.0×10-4Pa)，在图3所示的光盘基片上依次镀第二保护层3、氧化铂作掩膜2和第一保护层1，其中保护层1和保护层3的厚度均为30nm，氧化铂作掩膜层2的厚度为15-80nm，通过实施设计不同的薄膜厚度来优化其读出信噪比，我们实验测试了本发明7个实施例，即测试了7种氧化铂薄膜厚度的读出信噪比，其测试结果列于图4中。动态读出装置所用的激光器是He-Ne激光，其波长为632.8nm。所用透镜的数值孔径为0.40，根据光的衍射极限公式计算得到光斑的直径为965nm，远远超过图2所示的记录点直径，因此使用传统的铝或银等作反射层是不能被读出的。而本发明的PtOx作掩膜的只读式光盘确可以读出，而且信号噪比很高，读出循环性质要好。图3是采用相变材料(Sb和AgInSbTe)和PtOx作掩膜的读出信噪比和读出循环性的对照图，可以看出，采用PtOx作掩膜，信噪比要高5dB左右，它的读出循环性也是相变材料的几倍。图4列出了本发明7个实施例的测试结果，即信噪比和PtOx薄膜厚度的关系，可以看出PtOx薄膜厚度在30-70nm，信噪比在40dB以上，厚度在15-80nm时候，信噪比也在30dB以上。
综上所述，采用氧化铂作掩膜的只读超分辨光盘，在读出过程掩膜不容易受到热破坏，具有稳定性好，读出循环性高，信噪比高的优点，在光存储中具有重要的应用前景。
权利要求
1.一种氧化铂作掩膜的只读超分辨光盘，其特征在于它的构成是在盘基础(11)上依次镀有第二保护层(3)、氧化铂掩膜层(2)和第一保护层(1)，所述的第一保护层(1)和第二保护层(3)均是硫化锌∶二氧化硅＝80∶20的复合材料构成的薄膜层；所述的氧化铂(PtOx)中氧的含量由溅射过程中O2/(O2+Ar)的分压比例决定，分压比的取值范围为0.1～0.4。
2.根据权利要求1所述的氧化铂作掩膜的只读超分辨光盘，其特征在于所述的氧化铂掩膜层(2)是由厚度为15-80nm的纳米氧化铂薄膜层。
3.根据权利要求1所述的氧化铂作掩膜的只读超分辨光盘，其特征在于所述的第一保护层(1)和第二保护层(3)的厚度均为30nm。
全文摘要
一种氧化铂作掩膜的只读超分辨光盘，其构成是在盘基础上依次镀有第二保护层、氧化铂掩膜层和第一保护层，所述的第一保护层和第二保护层均是由硫化锌∶二氧化硅＝80∶20的复合材料构成的薄膜层；所述的氧化铂中的含O
文档编号G11B7/24GK1588544SQ20041006686
公开日2005年3月2日 申请日期2004年9月29日 优先权日2004年9月29日
发明者张锋, 徐文东, 王阳, 周飞, 高秀敏, 杨金涛, 朱青 申请人:中国科学院上海光学精密机械研究所