автореферат диссертации по электронике, 05.27.06, диссертация на тему:Разработка процессов и оборудования для изменения структурного состояния тонкопленочных слоев оптических и магнитооптических носителей информации

На правах рукописи

Ф

Кузьминых Александр Сергеевич

Разработка процессов и оборудования для изменения структурного состояния тонкопленочных слоев оптических и магнитооптических носителей информации

Специальность 05.27.06 - Технология и оборудование для производства полупроводников, материалов и приборов электронной техники Специальность 05.11.14- Технология приборостроения

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва-2011

НиПР 2йп

4843947

Работа выполнена в ФГУП «ЦНИРТИ им. академика А.И. Берга»

Научные руководители: Доктор физико-математических наук,

профессор

Митягин Александр Юрьевич Кандидат технических наук, доцент Хлопов Борис Васильевич

Официальные оппоненты: Доктор технических наук, профессор

Белянин Алексей Федорович Доктор технических наук Федорец Владимир Николаевич

Ведущая организация: Московский Государственный Технический Университет имени Н. Э. Баумана

Защита диссертации состоится "Я6 " _2о// года в "часов

на заседании Диссертационного совете? Д 409.007.01 в ОАО "ЦНИТИ "Техномаш" по адресу 121 108, Москва, ул. Ивана Франко, д.4.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ОАО "ЦНИТИ "Техномаш".

Автореферат разослан "Д^ " Ма^Сл. 20^ г.

Ученый секретарь Диссертационного совета Кандидат технических наук, доцент Э.А. Сахно

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

В любой сфере деятельности человечества информация хранится, обрабатывается, передается с помощью специальных устройств - носителей информации. Современную жизнь невозможно представить без цифровых носителей информации. Так основным средством хранения информации в вычислительных системах различного назначения в настоящее время по-прежнему являются накопители на жестких магнитных дисках (винчестеры). В тоже время широко используются оптические и магнитооптические энергонезависимые носители. Материалы, структуры, конструкции носителей информации и, следовательно, их технические характеристики постоянно совершенствуются.

При этом возникает законный вопрос: как влияют различные внешние воздействия на активный (регистрирующий) информационный тонкопленочный слой носителей информации? Данная проблема имеет два направления. Во-первых, данное направление защиты информации при попадании носителя в условия, когда непредвиденное внешнее воздействие может повредить информацию. Во-вторых, целенаправленное уничтожение информации с носителя. Если первое направление касается, например, работы электронного устройства с носителями в агрессивных средах, при мощных излучениях, например в космосе. Целенаправленное уничтожение информации с носителя чрезвычайно актуально, в связи с возможностью несанкционированного доступа к ней. Важность данной проблемы возрастает для случаев специальных документов, уничтожение которых должно быть гарантировано и максимально оперативно. Прекрасным подтверждением данного утверждения является тот факт, что для уничтожения информации с магнитных носителей в различных странах выпускаются целые серии разнообразных приборов. Имеются сообщения о выпуске аппаратуры для уничтожения информации с флеш-носителей. Но, несмотря на то, что оптические и магнитооптические носители занимают значительную нишу в средствах хранения информации, подобных исследований в литературе не опубликовано.

Целью диссертационной работы является исследование и разработка процессов, а также принципов преобразования активного (регистрирующего) информационного тонкопленочного слоя и создание оборудования для изменения структурного состояния оптических и магнитооптических носителей информации.

Для достижения поставленной цели, необходимо решить ряд задач. Задачи:

1. Анализ материалов, структуры современных оптических и магнитооптических носителей информации с целью определения внешних воздействий, которые влияют на свойства активного (регистрирующего) информационного тонкопленочного слоя;

2. Проведение комплексных исследований внешних воздействий на информационные слои современных оптических и магнитооптических носителей информации с целью 1) выявления процессов, происходящих под действием внешних воздействий, и 2) определения требуемых характеристик для внешних воздействий, необходимых для тех или иных преобразований активного (регистрирующего) информационного тонкопленочного слоя;

3. Разработка стендов и экспериментальное моделирование внешних воздействий на современные оптические и магнитооптические носители информации с целью окончательного анализа процессов перестройки в информационных слоях носителей информации и уточнения режимов воздействий;

4. Разработка и создание приборов для гарантированного и экстренного уничтожения информации с оптических и магнитооптических носителей.

Научная новизна:

1. Показано, что комплексные экспериментальные исследования

соединения 05Т225, используемого в тонкопленочных слоях носителей информации, описываются электронной теорией эффекта переключения в халькогенидных стеклах;

2. На основе экспериментальных исследований характеристик оптических

носителей различного типа в видимом и ближнем ИК-диапазоне, выбраны спектральные диапазоны для эффективного воздействия на них внешнего лазерного излучения;

3. В результате экспериментальных исследований устойчивости опти-

ческих носителей информации к воздействию тепловым ударам и СВЧ излучению, сделан вывод об эффективности использования СВЧ излучения, для преобразования информационных слоев оптических носителей;

4. Определены основные параметры внешнего воздействующего

излучения для уничтожения информации с оптических носителей;

5. На основе экспериментальных исследований ориентационных фазовых

переходов в материалах, составляющих основу магнитооптических носителей информации, под воздействием внешних постоянных и импульсных магнитных полей, определены основные параметры внешних магнитных полей для уничтожения информации с магнитооптических носителей;

6. Предложены оригинальные методы для электромеханического уничтожения информации на оптических и магнитооптических носителях;

7. Разработаны, сконструированы и созданы новые приборы для уничтожения информации с оптических и магнитооптических носителей информации;

Практическая ценность работы заключается в том, что:

1. Разработанный прибор для уничтожения информации на магнитооптических носителях серийно выпускается на заводе;

2. Макет переносного прибора для уничтожения информации с оптических носителей информации, проходит необходимые испытания для последующего серийного производства.

Представленные в диссертации исследования выполнены в рамках НИР «Магнит», НИР «Слепота К-2», инновационной НИОКР «Слепота П».

Достоверность и обоснованность полученных результатов подтверждается согласием теоретических оценок и экспериментальных результатов, использованием комплекса современных методов исследования процессов, практической реализацией научных положений и новых предложенных способов и устройств, реализацией выводов при конструировании и разработке оригинальных приборов. На защиту выносятся следующие научные положения:

¡.Соединение GST225 имеет три фазовых состояний: рентгеноаморфное, метастабильное квази-кубическое со структурой fee, и стабильное со структурой hep. Переход из стабильного кристаллического в рентгеноаморфное состояние происходит при температуре ~ 600 °С, в то время когда из рентгеноаморфного в метастабильное состояние при температуре 160 °С, которое при повышении температуры свыше 200 °С переходит в стабильное кристаллическое состояние. Структура рентгеноаморфного состояния GST225 представляет собой кластеры, в которых атом Ge находится в положении соответствующим не октаэдрической, а тетраэдрической симметрии;

2. Для соединения GST225 переход из рентгеноаморфного в

метастабильное фазовое состояние происходит после приложение напряжения, по амплитуде превышающее величину порогового напряжения Vncp, которое составляет (1-ь4)-105 В/см. Величина порогового напряжения уменьшается с ростом температуры. Для фиксации нового фазового состояния требуется некоторое время. Удельное сопротивление в метастабильном фазовом состоянии на несколько порядков меньше удельного сопротивления в рентгеноаморфном состоянии, которое составляет р=1-Ю10 Ом-см;

3. Для соединения GST225 фазовый переход происходит под действием лазерного облучения (X = 0,63 мкм) длительностью импульса более 10 мкс. С увеличением мощности излучения растет интенсивность перехода. Времена 1 мкс предел для фазовых превращений;

4. Фазовый переход из рентгеноаморфного в метастабильное состояние,

при приложении электрического поля, связан с образованием цепочки двухуровневых систем, а не с образованием цепочки кристалликов;

5. Излучение с длиной волны в диапазоне 330-400 нм имеет

максимальный коэффициент поглощения для рабочего слоя оптических дисков однократной записи 25 % и многократной записи от 34 % до 51 %. Подложка оптических дисков имеет полосу поглощения

в области 1380 нм, которая может быть использована для стирания информации путем нагрева диска оптическим излучением;

6. Для уничтожения информации с магнитооптических дисков следует

использовать импульсные магнитные поля с вектором напряжённости, направленным перпендикулярно плоскости диска. При напряженности поля в диапазоне 300-350кА/м, записанная на дисках информация повреждается, а при увеличении поля до 550 кА/м, информация на дисках уничтожается и диски не пригодны для повторного использования;

7. В результате воздействия теплового удара, при температурах диска свыше 350 °С, или СВЧ излучения оптические носители непригодны для дальнейшего использования. Для уничтожения информации с оптических дисков многократной записи, оптических дисков однократной записи и оптических дисков, изготовленных на заводе методом штамповки наиболее эффективен способ воздействия СВЧ излучением;

8. Разработанная конструкция, технология и методика макета переносного прибора для гарантированного уничтожения информации с современных оптических носителей информации;

9. Разработанная конструкция, технология и методика макета для гарантированного уничтожения информации с современных магнитооптических носителей;

10. Разработанные оригинальные метод и конструкция аппаратуры для электромеханического уничтожения информации на оптических и магнитооптических носителях;

11. Разработанные системы регистрации технических характеристик прибора обеспечивают высокую точность измерения параметров для надежного стирания информации.

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, 5 глав, приложения и заключения. Включает 109 страниц машинописного текста, 62 рисунка, приложение на 2 листах, а также список литературы из 45 наименований публикаций отечественных и зарубежных авторов. Апробация работы

По результатам диссертационной работы опубликовано 2 статьи в ведущих рецензируемых научных журналах, в которых должны быть опубликованы основные результаты диссертации на соискание ученой степени кандидата наук, 5 патентах Российской Федерации, в 13 трудах международных конференций.

Работа выполнена в ФГУП «ЦНИРТИ им. академика А.И. Берга», ряд исследований проведен в Институте радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН Фрязинский филиал, Институте общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН и Московском институте радиотехники, электроники и автоматики (МИРЭА).

Личный вклад автора

Концепция диссертации, формулирование цели и постановка решенных в ней задач отражают творческий вклад автора и его точку зрения на рассматриваемую проблему. Во всех совместных работах автор участвовал в постановке задач, разработке методик исследования и технологических подходов, проведении экспериментов, анализе результатов, написании статей и докладов, а также представлял результаты исследований на научно-технических конференциях.

Основные результаты работы докладывались на:

- Международной конференции «Магниты и магнитные материалы», г. Суздаль, 2007 г.;

-16 Международной конференции по постоянным магнитам, г. Суздаль, 2007 г;

-19 Международной конференции «Материалы с особыми физическими свойствами и магнитные системы», г. Суздаль, 2007 г.;

-14 Международной научно-технической конференции «Высокие технологии в промышленности России», г. Москва, 2008 г.;

- 7 Международной конференции молодых специалистов «Новые материалы и технологии в авиационной и ракетно-космической технике», г. Королев, 2008 г.;

-11 Международной научно практической конференции «Современные информационные и электронные технологии», г. Одесса, 2010 г;

-16 Международной научно-технической конференции «Высокие технологии в промышленности России» г. Москва, 2010 г.

За разработку унифицированной переносной аппаратуры для экстренного стирания информации, ФГУП «ЦНИРТИ им. академика А.И. Берга» награждено медалью 9 Международного форума «Высокие технологии XXI века».

Краткое содержание работы

Введение

Обоснована актуальность проблемы изучения влияния внешних воздействий на активные информационные слои оптических и магнитооптических носителей информации, с целью уничтожения информации.

Проблема уничтожения информации особенно экстренная, имеет важное, а во многих случаях, решающее значение с точки зрения безопасности. Поэтому, изучение процессов взаимодействия внешних воздействий с активными слоями чрезвычайно важно для разработки и создания аппаратуры для надежного уничтожения информации, которая в свою очередь имеет несомненную практическую ценность. Сформулированы цель и задачи работы.

Глава 1. Активные (регистрирующие) информационные слои оптических и магнитооптических носителей информации.

Обзорный материал, в котором рассмотрено строение оптических и магнитооптических носителей информации. Проанализированы свойства

материалов лежащих в основе оптических и магнитооптических носителей информации. Выбраны методы внешних воздействий на носители с целью уничтожения записанной на них информации.

Глава 2. Исследование фазовых переходов в Ge-Sb-Te сплавах

GST соединения лежат в основе большинства современных оптических носителей информации и РСМ-памяти. Поэтому, прежде всего, была поставлена задача детального исследования этого материала и процессов фазовых переходов под действием внешних воздействий. В разделе 2.1 описана технология получения халькогенидных пленок. Тонкие пленки были получены методами термического осаждения в вакууме или высокочастотного (ВЧ) распыления в плазме аргона мишеней соответствующего состава. Описана экспериментальная установка высокочастотного (ВЧ) распыления в плазме аргона. Температура подложки в процессе напыления составляла 50 °С. Материал испаряемого Ge-Sb-Te требуемого состава готовился из шихты, составленной из германия, сурьмы и теллура полупроводниковой степени чистоты, далее шихта плавилась в запаянных кварцевых ампулах с последующим охлаждением на воздухе. Были синтезированы пленки Ge2Sb2Te5, на подложках монокристаллического (100) кремния и стекла, толщиной от 40 нм до нескольких мкм. Толщина пленок свыше мкм контролировалась по интерференции (микроскоп "МИИ-4") на длине волны X = 605 нм с абсолютной погрешностью 0,02 мкм. Толщины пленок нанометровых размеров определялись на электронном микроскопе или на атомно-силовом микроскопе. Фазовый состав полученных пленок определялся либо по данным рентгенофазового анализа (РФА), либо по результатам измерения удельного сопротивления. По методу РФА наличие или отсутствие кристаллической фазы определялось по наличию или отсутствию линий на рентгеновских дифракционных картинах. Удельное сопротивление при комнатной температуре у аморфных пленок примерно на 4 порядка больше по сравнению с кристаллическими образцами. Для определения химического состава полученных рентгеноаморфных пленок применялись методы: обратное резерфордовское рассеяние (ОРР), а именно метод обратного рассеяния дейтронов (Ed = 1 МэВ), и рентгенофлу-оресцентный анализ на установке (JIPCMA САМЕВАХ). Методом ОРР для тонких пленок состава GejSbjTes было определено только отношение Ge/(Sb + Те), поскольку пики рассеянных частиц, соответствующие сурьме и теллуру, разделить не удалось. Было установлено, что в пределах точности метода (±5 %) данное отношение, соответствует химическому составу GejSbiTes. На полученных пленках были сформированы контакты для 4-х зондового метода измерения электрических характеристик. В качестве контактов использовалось Аи. Контакты наносились термическим испарением.

В разделе 2.2 рассмотрены кристаллические структуры образующиеся в Ge-Sb-Te сплавах. В тонких пленках халькогенида имеется три фазовых

состояния: рентгеноаморфное, метастабильное квази-кубическое со структурой fee, и стабильное со структурой hep.

В разделе 2.3 методом дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК) установлено, что если кристаллический материал пленок находится в равновесном состоянии и полиморфные превращения в нем отсутствуют, то рентгеноаморфные пленки представляют собой неравновесную систему, в которой имеются метастабильные состояния. Так при температурах Д7=145-190 С происходит переход аморфной фазы в кубическую структуру fee, которая является для соединения Ge2Sb2Te5 низкотемпературной метастабильной фазой. Пик Д7,=205-230 С имеет существенно меньшую интенсивность и связан с переходом метастабильной кубической фазы (fee) в стабильную гексагональную фазу (hep).

В разделе 2.4 рассмотрены структурные изменения при фазовых переходах. Так быстрый обратимый переход из кристаллического в рентгеноаморфное состояние для GST225 объясняется переключение атома германия из октаэдрической в тетраэдрическую симметрию. Структура рентгено-аморфного состояния GST225 представляет собой кластеры, в которых атом Ge находится в положении соответствующим не октаэдрической, а тетраэдрической симметрии.

В разделе 2.5 представлены электрофизические исследования Ge2Sb2Te5 пленок. В качестве образцов использовались рентгеноаморфные пленки GST225 толщиной от 40 нм до 1 мкм, с планарной конструкцией контактов. Измерения статических и динамических вольтамперных характеристик (ВАХ) проводились на компьютеризированной экспериментальной установке. Измеренные при комнатной температуре ВАХ образцов различной толщины

Рис. 1 Вольтамперные характеристики образцов ОБТ225 для пленок различной толщины;

■ - 40 нм, * - 60 нм, • - 80 нм Из рис. 1 видно, что при увеличении напряжения (область 1) до порогового значения, при небольшом изменении силы тока, происходит резкое возрастание тока с ростом напряжения (область2), иначе говоря происходит эффект переключения. В результате проведенных электрофизических исследований было установлено: 1) переход в состояние «ВКЛ» происходит

после приложение напряжения, по амплитуде превышающее величину порогового напряжения Упор., которое составляет (1-ь4)-105 В/см, 2) величина порогового напряжения уменьшается с ростом температуры, 3) пороговое напряжение зависит от расстояния между электродами в тестовом образце, 4) для фиксации нового фазового состояния требуется некоторое время, 5) величина Уо меньше УП<,Р, 6) удельное сопротивление в состоянии «ВКЛ» на несколько порядков меньше удельного сопротивления в состоянии «ВЫКЛ», которое составляет р=1-1010 Ом-см.

В разделе 2.6 представлены экспериментальные результаты по исследованию влияния лазерного излучения на фазовые переходы в соединении ОетЗЬоТез (см. рис. 2).

о 2 —■—I-■—'—■—"—■-1—■-1—■—'—■—'—--1—

0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 Э.6 0.7 0 8

\Л!,произв.ед.

Рис. 2 Изменение прозрачности аморфных пленок в зависимости от мощности (\¥) при различной длительности импульсов света, х - мкс, 1 - 50; 2- 10; 3 - 3; 4 - 1 Установлено, что при воздействии излучения (X = 0,63 мкм) с длительностью импульса больше 10 мкс, при увеличении мощности излучения уменьшается прозрачность и величина оптического пропускания Топт, При длительности импульса менее 10 мкс на кривой зависимости оптического пропускания (Т0пт) от мощности наблюдается минимум. Уменьшение прозрачности связано с началом фазового (рентгеноаморфное - кристаллическое состояние) перехода. Минимум соответствует равновесному состоянию между рентгено-аморфной и кристаллической фазами.

В разделе 2.1 полагается, что фазовый переход рентгеноаморфное -метастабильное состояние, при приложении электрического поля, связан с образованием цепочки двухуровневых систем, а не с образованием цепочки кристалликов. Двухуровневые системы образуются двумя электронами, выбиваемыми под действием приложенного электрического поля, из локализованных состояний в упорядоченных кластерах. При этом переключение соответствует переходу на новый тип проводимости, при котором часть пути проходится электронами по бездиссипативным участкам. В областях между бездиссипативными участками образуются большие напряженности электрического поля, что приводит к добавочному вырыванию электронов и образованию двухуровневых систем. Они залечивают разрывы между бездиссипативными участками, что и приводит к увеличению проводимости в соответствии с экспериментом.

Глава 3. Экспериментальные исследования ориентационных фазовых переходов и структурных изменений в материалах, составляющих основу носителей информации, под воздействием различных физических факторов

В разделе 3.1.1 приведены экспериментальные результаты исследования оптических характеристик компакт-дисков различного типа в видимом и ближнем ИК-диапазоне и выбор спектральных диапазонов для эффективного воздействия на них внешнего лазерного излучения. Описан стенд для измерения свойств оптических носителей информации. На рис. 3, 4 приведены спектры поглощения сложной слоистой структуры, применяемой в оптических дисках с однократной записью.

¡«и)

Рис. 3 Спектры поглощения рабочих веществ оптических дисков в диапазоне длин волн от 250 до 600 нм с однократной записью: слой AgOx (15 пт) - сплошная линия и слоистая структура, слой 2пБ-5Ю2 (170 пт)М£Ох (15 пт)/гп8-ЗЮ2 (40 пт) -точки

Х1т)

Рис. 4 Спектры поглощения рабочих веществ оптических дисков в диапазоне длин волн от 400 до 1100 нм с однократной записью: слой А$Ох (15 пт) - сплошная линия и слоистая структура, слой гпБ-БЮг (170 пт)^Ох (15 пт)/гп5-5Ю2 (40 пт) - точки

Для однократно записываемых дисков со сложной слоистой структурой максимум поглощения соответствует длине волны около 340 нм и составляет порядка 25%.

Для оптических носителей с возможностью многократной записи, область сильного поглощения, пригодная для эффективного разогрева рабочего слоя внешним лазерным излучением, лежит в диапазоне 400 - 650 нм. На рис. 5, 6 приведены спектры поглощения GST в аморфной и кристаллической фазах. Видно, что с уменьшением длины волны контраст заметно уменьшается. Отметим, что коэффициент поглощения в кристаллической фазе превышает 106 см"1, что соответствует более чем 70 % поглощению падающей мощности.

1£Г -■-,--■---1

кD т ка ко >.(нм)

Рис. 5 Спектр поглощения рабочего вещества GST перезаписываемых оптических дисков в диапазоне длин волн

от 250 до 600 нм. Пунктир -кристаллическая фаза, сплошная линия -аморфная фаза.

Рис. 6 Спектр поглощения рабочего вещества GST перезаписываемых оптических дисков в диапазоне длин волн

от 400 до 1600 нм. Пунктир -кристаллическая фаза, сплошная линия -аморфная фаза.

Нами исследовались спектры поглощения материалов рабочего слоя перезаписываемых DVD+RW и DVD-RW дисков. В исходном состоянии, когда материал рабочего слоя находится в аморфной фазе, край поглощения соответствовал длине волны 780 - 800 нм. При записи на диск информации, представляющей чередование «0» и «1», край поглощения сдвигался в область 830 - 850 нм. Подложка имеет полосу поглощения в области 1380 нм, которая может быть использована для стирания информации путем нагрева диска оптическим излучением.

В разделе 3.1.2 приведены результаты исследования устойчивости оптических носителей информации к воздействию тепловыми ударами и СВЧ излучением. Были изготовлены стенды для исследований. Установлено, что в результате воздействия теплового удара, при температурах диска свыше 350 °С, или СВЧ излучения оптические носители непригодны для дальнейшего использования. На рис. 7, 8 представлены фотографии оптических дисков после воздействия.

Рис. 7 Verbatim DVD-RW после рИс. 8 Verbatim BD-R после воздействия

воздействия теплового удара СВЧ излучения

Для уничтожения информации с оптических дисков многократной записи, оптических дисков однократной записи и оптических дисков, изготовленных на заводе методом штамповки наиболее эффективен способ воздействия СВЧ излучением.

В разделе 3.2 приведены результаты исследования воздействия внешних постоянных и импульсных магнитных полей на магнитооптические носители информации. Были созданы стенды для получения постоянных магнитных полей в пределах 40-450 кА/м и импульсных магнитных полей в пределах 70 - 750 кА/м. В результате исследований было установлено:

- при воздействии постоянных магнитных полей с вектором напряжённости, направленным перпендикулярно плоскости диска в диапазоне 300 - 350 кА/м записанная на дисках информация повреждается, а при увеличении поля до 420 кА/м и более информация на магнитооптических дисках уничтожается и диски не пригодны для повторного использования;

- при воздействии импульсных магнитных полей с вектором напряжённости, направленным перпендикулярно плоскости диска, в диапазоне 300 - 350 кА/м, записанная на дисках информация повреждается, а при увеличении поля до 550 кА/м, информация на магнитооптических дисках уничтожается и диски не пригодны для повторного использования.

- при воздействии постоянных и импульсных магнитных полей с вектором напряжённости, направленным параллельно плоскости диска, в диапазоне 70 - 450 кА/м, записанная на магнитооптических дисках информация не повреждается.

Глава 4. Разработка методов и аппаратуры для стирания и уничтожения информации с оптических и магнитооптических носителей

В разделе 4.1 представлены метод и аппаратура уничтожения информации с оптических носителей посредством воздействия СВЧ излучения. Рассмотрен макет по проверке воздействия СВЧ излучения на оптические носители (рис. 9).

Рис. 11 Внешний вид макета стирания информации с магнитооптических носителей информации методом воздействия импульсным магнитным полем

Рис. 9 Внешний вид макета стирания информации с оптических носителей информации методом воздействия электромагнитного СВЧ поля Описано разработанное переносное устройство уничтожения информации с оптических носителей (рис. 10).

Рис. 10 Макет переносного устройства уничтожения информации с оптических носителей В разделе 4.2 представлены метод и аппаратура уничтожения информации с магнитооптических носителей посредством воздействия импульсным магнитным полем. Рассмотрен макет по проверке воздействия импульсного магнитного поля на магнитооптические носители (рис. 11).

Описан разработанный прибор для уничтожения информации на магнитооптических носителях методом воздействия импульсным магнитным полем (рис. 12), приведены его технические и эксплуатационные характеристики.

Рис. 12 Общий вид прибора уничтожения информации на магнитооптических носителях

Представлены результаты анализа возможности обеспечения тепловых режимов работы прибора при использовании охлаждающего воздуха из окружающей среды с температурой не выше плюс 25 °С. Анализ показал, что требуемый расход воздуха обеспечивается встроенным электровентилятором.

Приведены результаты испытания прибора, магнитооптические диски после воздействия стирающего поля разработанного прибора не определяются операционной системой персонального компьютера как носители информации и не могут быть повторно отформатированы, записанную ранее на них информацию считать не удается.

В настоящее время на ОАО Ставропольском радиозаводе «Сигнал» серийно производятся данные изделия, отвечающие требованиям необходимым для экстренного уничтожения информации с магнитооптических носителей информации.

В разделе 43 представлена оригинальная аппаратура уничтожения информации методами электромеханического воздействия на оптические и магнитооптические носители. Суть методов заключается в физическом удалении информационного слоя с носителей информации, либо физическое разрушение всего объема носителя информации.

Глава 5. Разработка систем электронного управления и контроля В разделе 5.1 рассмотрена система управления бесперебойной подачей питающего напряжения для аппаратуры стирания информации. Данная система позволяет осуществлять бесперебойное питание аппаратуры от различных источников внешнего питания, а при отсутствии напряжения на внешних источниках питания от встроенного источника. В разделе 5.2 рассмотрена система управления с реализацией авторизованного доступа к аппаратуре. Система предназначена для предотвращения несанкционированного доступа к аппаратуре и данным, находящимся на носителе информации.

В разделе 5.3 рассмотрена система измерения и регистрации значений напряженности, магнитных полей в аппаратуре стирания информации. Система предназначена обеспечения гарантированного уничтожения информации.

В разделе 5.4 рассмотрен источник импульсных магнитных полей с системой управления зарядом накопителей энергии для аппаратуры стирания информации.

Заключение

1. Проведен анализ материалов составляющих основу современных оптических и магнитооптических носителей информации, в результате были определены внешние воздействия, влияющие на свойства регистрирующих информационных тонкопленочных слоев носителей информации.

2. Проведены исследования влияния различных внешних физических факторов на материалы лежащие в основе оптических и магнитооптических носителей информации. Показано, что оптическое излучение в диапазоне 330 - 400 нм имеет максимальный коэффициент поглощения для рабочего слоя оптических дисков однократной записи, а оптическое излечение в диапазоне 780 - 850 нм эффективно воздействует на рабочий слой оптических дисков многократной записи. Для изменения состояния информационного слоя оптических носителей информации необходимо воздействие теплового удара температурой выше 350 °С. Наиболее эффективным методом теплового воздействия на информационный слой оптических носителей информации является нагревание носителя информации в СВЧ поле. Так же показано, что воздействие магнитного поля в диапазоне 300 - 350 кА/м на информационный слой магнитооптических носителей повреждает записанную на них информацию, а при увеличении величины магнитного поля до 550 кА/м информация на магнитооптических носителях уничтожается.

3. Разработаны и созданы стенды, проведено экспериментальное моделирование различных внешних воздействий на современные оптические и магнитооптические носители информации.

4. Разработан и описан макет переносного устройства стирания информации на оптических носителях, основанный на методе воздействия на носитель информации электромагнитного СВЧ поля частотой 2,45 ГГц и макет устройства стирания информации на магнитооптических носителях, основанный на методе воздействия на носитель информации импульсного магнитного поля величиной до 550 кА/м.

5. Разработаны электромеханические системы для уничтожения информации с оптических и магнитооптических носителей, позволяющие производить уничтожение одного носителя информации за время не более 60 с. для переносного устройства и 10 с. для стационарного устройства;

6. Разработана система управления с реализацией авторизированного доступа к аппаратуре и встроенным контролем работоспособности позволяющая осуществлять многократную защиту информации.

7. Разработана система измерения и регистрации значений напряженности магнитных полей, обеспечивающая определение значений напряженности магнитного поля и гарантирующая выдачу информации о работоспособности устройства стирания информации.

8. Применение метода воздействия импульсным магнитным полем позволило создать прибор для экстренного уничтожения информации на магнитооптических носителях, формирующий импульсное магнитное поле величиной не менее 550 кА/м с длительностью не более 10 мс. С целью подтверждения характеристик прибора создан стенд и проведены испытания. Результаты испытаний показали надежное стирание информации.

Список публикаций по теме диссертации

1. Хлопов Б.В., Крутов М.М., Фесенко М.В., Кузьминых A.C. Источник импульсных магнитных полей // Труды Международной конференции «Магниты и магнитные материалы». Информационно-аналитический бюллетень, ОВ№1„ изд. МГГУ. - М., 2007. - С. 295 - 299

2. Кузьминых A.C., Крутов М.М., Фесенко М.В., Хлопов Б.В. Особенности измерения импульсных магнитных полей в полеобразующих системах // Труды Международной конференции «Магниты и магнитные материалы». Информационно-аналитический бюллетень, OB 1., изд. МГГУ. - М., 2007. -С. 309-313

3. Хлопов Б.В., Фесенко М.В., Крутов М.М., Кузьминых A.C. Влияние внешних магнитных полей на тонкопленочные слои магнитных носителей информации // Труды Международной конференции «Магниты и магнитные материалы». Информационно-аналитический бюллетень, ОВ№1„ изд. МГГУ. - М., 2007. - С. 314- 316

4. Хлопов Б.В., Фесенко М.В., Крутов М.М., Кузьминых A.C. Аппаратура для стирания информации на магнитных носителях // Труды Международной конференции «Магниты и магнитные материалы». Информационно-аналитический бюллетень, ОВ№1., изд. МГГУ. - М., 2007. - С. 317 - 324

5. Кузьминых A.C., Митягин А.Ю., Фесенко М.В., Хлопов Б.В. Автоматизированная встроенная система контроля (ВСК) стирания магнитной записи // Труды 16 Международной конференции по постоянным магнитам. - Суздаль, 2007. - С. 190 - 191

6. Хлопов Б.В., Кравченко И.С., Кузьминых A.C., Фесенко М.В. Внешнее магнитное поле для оперативного уничтожения информации на магнитных носителях // Труды 19 Международной конференции «Материалы с особыми физическими свойствами и магнитные системы». - Суздаль, 2007. - С. 299-303

7. Хлопов Б.В., Митягин А.Ю., Фесенко М.В., Кузьминых A.C. Неоднородный полупроводниковый носитель информации в переменном

магнитном поле // Труды 19 Международной конференции «Материалы с особыми физическими свойствами и магнитные системы». - Суздаль, 2007.-С. 305-310

8. Хлопов Б.В., Кузьминых A.C., Фесенко М.В. Малогабаритное устройство хранения магнитных носителей информации // Труды 19 Международной конференции «Материалы с особыми физическими свойствами и магнитные системы». - Суздаль, 2007 - С. 303-305

9. Хлопов Б.В., Соколовский A.A. Митягин А.Ю. Кузьминых A.C. Перспективы развития устройств хранения информации // Труды XIV Международной научно-технической конференции «Высокие технологии в промышленности России». - М., 2008. - С. 335-340

10. Хлопов Б.В., Фесенко М.В., Кузьминых A.C. Оценка влияния внешних факторов, воздействующих на радиоэлектронную аппаратуру космических аппаратов // Труды VII Международной конференции молодых специалистов «Новые материалы и технологии в авиационной и ракетно-космической технике», сб. часть II. - Королев, 2008. - С. 61

П.Кузьминых A.C., Митягин А.Ю., Хлопов Б.В. Фазовые переходы в оптических и магнитооптических носителях информации // T-Comm -Телекоммуникации и Транспорт, № 3. - М., 2010. - С. 26 -27

12. Герус C.B., Митягин А.Ю., Соколовский A.A., Хлопов Б.В., Кузьминых A.C. Об устойчивости магнитооптических дисков к внешним магнитным полям // Радиотехника и электроника, № 11. - М., 2010. - С. 1396- 1398

13.Козюхин С.А., Кузьминых A.C., Митягин А.Ю., Хлопов Б.В., Чучева Г.В. Фазовые переходы в Ge-Sb-Te сплавах // Труды XVI Международная научно-техническая конференция «Высокие технологии в промышленности России» - М., 2010. - С. 314 - 318

14. Козюхин С.А., Кузьминых A.C., Митягин А.Ю., Хлопов Б.В., Чучева Г.В. Эффекты переключения в Ge2Sb2Te5 пленках // Труды XVI Международная научно-техническая конференция «Высокие технологии в промышленности России» - М., 2010. - С. 386 - 391

15. Кузьминых A.C., Митягин А.Ю., Соколовский A.A., Хлопов Б.В. Оптические характеристики материалов, применяемых в перезаписываемых оптических носителях информации // Труды 11 Международной науч.-практич. конфер. «Современные информационные и электронные технологии», Т. 11.-Одесса., 2010,-С 130

16. Кузьминых A.C., Макаров A.C., Фесенко М.В., Хлопов Б.В., «Устройство контейнерное оперативного уничтожения информации на магнитных носителях» Патент №2368019 от 20.09.2009 г. с приоритетом от 08.02.2008 г.

17. Хлопов Б.В., Кузьминых A.C., Фесенко MB., «Способ стирания записанной информации и устройство для его осуществления» Патент №2390058 от 20.05.2010 г. с приоритетом от 15.09.2008 г.

18. Хлопов Б.В., Кузьминых A.C., Сверчков В.Ф., Фесенко М.В. «Устройство уничтожения информации с оптических и магнитооптических дисков» Патент № 2389556 от 20.05.2010 г. с приоритетом от 15.09.2008 г.

19. Хлопов Б.В., Кузьминых A.C., Сверчков В.Ф., Фесенко М.В., «Устройство уничтожения информации с оптических и магнитооптических дисков» Патент № 2394286 от 10.07.2010 г. с приоритетом от 25.06.2009 г.

20. Хлопов Б.В., Кузьминых A.C., Сверчков В.Ф., Фесенко М.В. «Устройство уничтожения информации с оптических и магнитооптических дисков» Патент № 2394285 от 10.07.2010 г. с приоритетом от 25.06.2009 г.

Кузьминых Александр Сергеевич

Разработка процессов и оборудования для изменения структурного состояния тонкопленочных слоев оптических и магнитооптических носителей

информации

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано в печать: 22.03.11 Тираж: 60 экз. Заказ № 3787 Отпечатано в типографии «Реглет» 119526, г. Москва, ул. Фридриха Энгельса, д. 3/5, стр. 2 (495)661-60-89; www.reglet.ru

ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. Активные (регистрирующие) информационные слои оптических и магнитооптических носителей информации.

1.1. Оптические носители информации.

1.1.1. Материалы с изменением фазового состояния для информационного слоя в оптических носителях информации.

1.1.2. Оптические свойства соединений GST.

1.1.3. Оптические свойства ZnS.

1.2. Магнитооптические носители информации.

Глава 2. Исследование фазовых переходов в Ge-Sb-Te сплавах.

2.1. Получение пленок.

2.2. Кристаллические структуры в Ge-Sb-Te сплавах.

2.3. Термический анализ GST225.

2.4. Структурные изменения при фазовых переходах.

2.5. Электро-физические исследования Ge2Sb2Tes пленок.

2.6. Влияния лазерного излучения на фазовые переходы в соединении Ge2Sb2Te5.

2.7. Теория эффекта переключения в халькогенидных стеклах.

Глава 3 Экспериментальные исследования ориентационных фазовых переходов и структурных изменений в материалах, составляющих основу носителей информации, под воздействием различных физических факторов.

3.1. Оптические носители информации.

3.1.1. Исследование оптических характеристик компакт-дисков различного типа в видимом и ближнем ИК диапазоне и выбор спектральных диапазонов для эффективного воздействия на них внешнего лазерного излучения.

3.1.2. Исследование устойчивости оптических носителей информации к воздействию тепловыми ударами и СВЧ излучением.

3.1.3. Возможности уничтожения информации с оптических носителей.

3.2. Магнитооптические носители информации.

3.2.1 Исследование воздействия внешних магнитных полей на магнитооптические носители информации.

Глава 4 Разработка методов и аппаратуры для стирания и уничтожения информации с оптических и магнитооптических носителей.

4.1. Аппаратура для уничтожения информации с оптических носителей посредством воздействия СВЧ излучением.

4.1.1. Метод воздействия СВЧ излучением для уничтожения информации с оптических носителей.

4.1.2. Макет по проверке воздействия электромагнитного СВЧ поля.

4.1.3.Макет переносного устройства уничтожения информации с оптических носителей.

4.2. Аппаратура для уничтожения информации с магнитооптических носителей посредством воздействия импульсным магнитным полем.

4.2.1. Метод воздействия импульсным магнитным полем.

4.2.2 Макет по проверке воздействия импульсного магнитного поля.

4.2.3. Прибор для уничтожения информации с магнитооптических носителей.

4.2.4. Испытание прибора для уничтожения информации с магнитооптических носителей

4.3. Аппаратура для электромеханического воздействия на оптические и магнитооптические носители информации.

Глава 5. Разработка систем электронного управления и контроля.

5.1. Система управления бесперебойной подачей питающего напряжения для аппаратуры стирания информации.

5.2. Система управления с реализацией авторизованного доступа к аппаратуре и встроенным контролем работоспособности.

5.3. Измерение и регистрация значений напряженности магнитных полей.

5.4. Источник импульсных магнитных полей с системой управления зарядом накопителей энергии.

Актуальность темы.

В любой сфере деятельности человечества информация хранится, обрабатывается, передается с помощью специальных устройств - носителей информации. Современную жизнь невозможно представить без цифровых носителей информации. Так основным средством хранения информации в вычислительных системах различного назначения в настоящее время по-прежнему являются накопители на жестких магнитных дисках (винчестеры). В тоже время широко используются оптические и магнитооптические энергонезависимые носители. Материалы, структуры, конструкции носителей информации и, следовательно, их технические характеристики постоянно совершенствуются.

При этом возникает законный вопрос: как влияют различные внешние воздействия на активный (регистрирующий) информационный тонкопленочный слой носителей информации? Данная проблема имеет два направления. Во-первых, защита информации при попадании носителя в условия, когда непредвиденное внешнее воздействие может повредить информацию. Во-вторых, целенаправленное уничтожение информации с носителя. Первое направление касается, например, работы электронного устройства с носителями в агрессивных средах, при мощных излучениях, например в космосе [1]. Целенаправленное уничтожение информации с носителя чрезвычайно актуально, в связи с возможностью несанкционированного доступа к ней. Важность данной проблемы возрастает для случаев специальных документов, уничтожение которых должно быть гарантировано и максимально оперативно. Прекрасным подтверждением данного утверждения является тот факт, что для уничтожения информации с магнитных носителей в различных странах выпускаются целые серии разнообразных приборов. Имеются сообщения о выпуске аппаратуры для уничтожения информации с флеш-носителей. Но, несмотря на то, что оптические и магнитооптические носители занимают значительную нишу в средствах хранения информации, подобных исследований в литературе не опубликовано.

Целью диссертационной работы является исследование и разработка процессов, а также принципов преобразования активного (регистрирующего) информационного тонкопленочного слоя и создание оборудования для изменения структурного состояния оптических и магнитооптических носителей информации.

Для достижения поставленной цели, необходимо решить ряд задач:

1. Анализ материалов, структуры современных оптических и магнитооптических носителей информации с целыо определения внешних воздействий, которые влияют на свойства активного (регистрирующего) информационного тонкопленочного слоя;

2. Проведение комплексных исследований внешних воздействий на информационные слои современных оптических и магнитооптических носителей информации с целью выявления процессов, происходящих под действием внешних воздействий, и определения требуемых характеристик для внешних воздействий, необходимых для тех или иных преобразований активного (регистрирующего) информационного тонкопленочного слоя;

3. Разработка стендов и экспериментальное моделирование внешних воздействий на современные оптические и магнитооптические носители информации с целью окончательного анализа процессов перестройки в информационных слоях носителей информации и уточнения режимов воздействий;

4. Разработка и создание приборов для гарантированного и экстренного уничтожения информации с оптических и магнитооптических носителей.

Научная новизна:

1. Показано, что комплексные экспериментальные исследования соединения СБТ225, используемого в тонкопленочных слоях носителей информации, описываются электронной теорией эффекта переключения в халькогенидных стеклах;

2. На основе экспериментальных исследований характеристик оптических носителей различного типа в видимом и ближнем ИК-диапазоне, выбраны спектральные диапазоны для эффективного воздействия на них внешнего лазерного излучения;

3. В результате экспериментальных исследований устойчивости опти-ческих носителей информации к воздействию тепловым ударам и СВЧ излучению, сделан вывод об эффективности использования СВЧ излучения, для преобразования информационных слоев оптических носителей;

4. Определены диапазоны внешнего оптического излучения для уничтожения информации с оптических носителей;

5. На основе экспериментальных исследований ориентационных фазовых переходов в материалах, составляющих основу магнитооптических носителей информации, под воздействием внешних постоянных и импульсных магнитных полей, определены основные параметры внешних магнитных полей для уничтожения информации с магнитооптических носителей;

6. Предложены оригинальные методы для электромеханического уничтожения информации на оптических и магнитооптических носителях;

Практическая ценность работы заключается в том, что:

1. Разработанный прибор для уничтожения информации на магнитооптических носителях серийно выпускается на заводе;

2. Макет переносного прибора для уничтожения информации с оптических носителей информации, проходит необходимые испытания для последующего серийного производства.

Представленные в диссертации исследования выполнены в рамках НИР «Магнит», НИР«Слепота К-2», инновационной НИОКР«Слепота П» и ОКР «Слепота».

Достоверность и обоснованность полученных результатов подтверждается согласием теоретических оценок и экспериментальных результатов, использованием комплекса современных методов исследования процессов, практической реализацией научных положений и новых предложенных способов и устройств, реализацией выводов при конструировании и разработке оригинальных приборов.

На защиту выносятся следующие научные положения: ¡.Соединение GST225 имеет три фазовых состояний: рентгеноаморфное, метастабилыюе квази-кубическое со структурой fee, и стабильное со структурой hep. Переход из стабильного кристаллического в рентгеноаморфное состояние происходит при температуре ~ 600 °С, в то время когда из рентгеноаморфного в метастабилыюе состояние при температуре 160 °С, которое при повышении температуры свыше 200 °С переходит в стабильное кристаллическое состояние. Структура рентгеноаморфного состояния GST225 представляет собой кластеры, в которых атом Ge находится в положении, соответствующим не октаэдрической, а тетраэдрической симметрии; 2. Для соединения GST225 переход из рентгеноаморфного в метастабильное фазовое состояние происходит после приложение напряжения, по амплитуде превышающее величину порогового напряжения Упор, которое составляет (1-*-4)-105 В/см. Величина порогового напряжения уменьшается с ростом температуры. Для фиксации нового фазового состояния требуется некоторое время. Удельное сопротивление в метастабильном фазовом состоянии на несколько порядков меньше удельного сопротивления в рентгеноаморфном состоянии, которое составляет р=1-Ю10 Ом-см;

3. Для соединения GST225 фазовый переход происходит под действием лазерного облучения (А, = 0,63 мкм) с длительностью импульса более Юмкс. С увеличением мощности излучения растет интенсивность перехода. Времена 1 мкс предел для фазовых превращений;

4. Фазовый переход из рентгеноаморфного в метастабильное состояние, при приложении электрического поля, связан с образованием цепочки двухуровневых систем, а не с образованием цепочки кристалликов;

5. Излучение с длиной волны в диапазоне 330 - 400 нм имеет максимальный коэффициент поглощения для рабочего слоя оптических дисков однократной записи 25 % и многократной записи от 34 % до 51 %. Подложка оптических дисков имеет полосу поглощения в области 1380 нм;

6. Для уничтожения информации с магнитооптических дисков следует использовать импульсные магнитные поля с вектором напряжённости, направленным перпендикулярно плоскости диска. При напряженности поля в диапазоне 300350 кА/м, записанная на дисках информация повреждается, а при увеличении поля до 550 кА/м, информация на дисках уничтожается и диски не пригодны для повторного использования;

7. В результате воздействия теплового удара, при температурах диска свыше 350 °С, или СВЧ излучения оптические носители непригодны для дальнейшего использования. Для уничтожения информации с оптических дисков многократной записи, оптических дисков однократной записи и оптических дисков, изготовленных на заводе методом штамповки наиболее эффективен способ воздействия СВЧ излучением;

8. Разработана конструкция, технология и методика макета переносного прибора для гарантированного уничтожения информации с современных оптических носителей информации;

9. Разработана конструкция, технология и методика макета для гарантированного уничтожения информации с современных магнитооптических носителей;

10. Разработаны оригинальные метод и конструкция аппаратуры для электромеханического уничтожения информации на оптических и магнитооптических носителях;

11. Разработаны системы регистрации технических характеристик прибора обеспечивают высокую точность измерения параметров для надежного стирания информации.

Апробация работы

Основные результаты работы докладывались на:

- Международной конференции «Магниты и магнитные материалы», г. Суздаль,

2007 г.;

-16 Международной конференции по постоянным магнитам, г. Суздаль, 2007 г; -19 Международной конференции «Материалы с особыми физическими свойствами и магнитные системы», г. Суздаль, 2007 г.; -14 Международной научно-технической конференции «Высокие технологии в промышленности России», г. Москва, 2008 г.;

- 7 Международной конференции молодых специалистов «Новые материалы и технологии в авиационной и ракетно-космической технике», г. Королев, 2008 г.;

- 11 Международной научно практической конференции «Современные информационные и электронные технологии», г. Одесса, 2010 г.

-16 Международной научно-технической конференции «Высокие технологии в промышленности России» г. Москва, 2010 г.

Результаты диссертационной работы опубликованы в 2 статьях в ведущих рецензируемых научных журналах, в которых должны быть опубликованы основные результаты диссертации на соискание ученой степени кандидата наук, в 5 патентах Российской Федерации, в 13 трудах международных конференций.

Личный вклад автора.

Концепция диссертации, формулирование цели и постановка решенных в ней задач отражают творческий вклад автора и его точку зрения на рассматриваемую проблему.

Во всех совместных работах автор участвовал в постановке задач, разработке методик исследований и технологических подходов, проведении экспериментов, анализе результатов, написании статей и докладов, а также представлял результаты исследований на научно-технических конференциях.

Выводы к главе 5.

Применение системы управления бесперебойной подачей питающего напряжения информации позволяет осуществлять питание прибора для стирания информации во время транспортирования.

Разработанная система управления с реализацией авторизированного доступа к аппаратуре и встроенным контролем работоспособности позволяет осуществить трехкратная защита информации.

Измерение и регистрация значений напряженности магнитных полей обеспечивает определение значений напряженности магнитного поля и гарантирует выдачу информации о работоспособности устройства стирания информации.

Предлагаемый малогабаритный источник импульсных магнитных полей с системой управления зарядом накопителей энергии позволяет получать в индуктивной нагрузке импульсные магнитные поля большой величины и малой длительности.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Проведен анализ материалов составляющих основу современных оптических и магнитооптических носителей информации, в результате были определены внешние воздействия, влияющие на свойства регистрирующих информационных тонкопленочных слоев носителей информации.

2. Проведены исследования влияния различных внешних физических факторов на материалы лежащие в основе оптических и магнитооптических носителей информации. Показано, что оптическое излучение в диапазоне 330 - 400 нм имеет максимальный коэффициент поглощения для рабочего слоя оптических дисков однократной записи, а оптическое излечение в диапазоне 780 — 850 нм эффективно воздействует на рабочий слой оптических дисков многократной записи. Для изменения состояния информационного слоя оптических носителей информации необходимо воздействие теплового удара температурой выше 350 °С. Наиболее эффективным методом теплового воздействия на информационный слой оптических носителей информации является нагревание носителя информации в СВЧ поле. Так же показано, что воздействие магнитного поля в диапазоне 300 - 350 кА/м на информационный слой магнитооптических носителей повреждает записанную на них информацию, а при увеличении величины магнитного поля до 550 кА/м информация на магнитооптических носителях уничтожается.

3. Разработаны и созданы стенды, проведено экспериментальное моделирование различных внешних воздействий на современные оптические и магнитооптические носители информации.

4. Разработан и описан макет переносного устройства стирания информации на оптических носителях, основанный на методе воздействия на носитель информации электромагнитного СВЧ поля частотой 2,45 ГГц и макет устройства стирания информации на магнитооптических носителях, основанный на методе воздействия на носитель информации импульсного магнитного поля величиной до 550 кА/м.

5. Разработаны электромеханические системы для уничтожения информации с оптических и магнитооптических носителей, позволяющие производить уничтожение одного носителя информации за время не более 60 с. для переносного устройства и 10 с. для стационарного устройства;

6. Разработана система управления с реализацией авторизированного доступа к аппаратуре и встроенным контролем работоспособности позволяющая осуществлять многократную защиту информации.

7. Разработана система измерения и регистрации значений напряженности магнитных полей, обеспечивающая определение значений напряженности магнитного поля и гарантирующая выдачу информации о работоспособности устройства стирания информации.

8. Применение метода воздействия импульсным магнитным полем позволило создать прибор для экстренного уничтожения информации на магнитооптических носителях, формирующий импульсное магнитное поле величиной не менее 550 кА/м с длительностью не более 10 мс. С целью подтверждения характеристик прибора создан стенд и проведены испытания. Результаты испытаний показали надежное стирание информации.

1. Jordan Isailovic, Videodisc and Optical Memory Systems Vol. 1, Boston: Prentice Hall, 1984.

2. IEC 60908 Ed. 2.0 b: 1999 Audio recording Compact disc digital audio system

3. Боухыоз Г., Браат Дж., Хейсер А. и др. Оптические дисковые системы = Principles of

4. Optical Disc Systems. — M.: Радио и связь, 1991. — 280 с.

5. ISO/IEC 10149:1995 Information technology - Data interchange on read-only 120 mmoptical data disks (CD-ROM)

6. Хлопов Б.В., Соколовский А. А. Митягин А.Ю. Кузьминых А.С. Перспективы развитияустройств хранения информации // Труды XIV Международной научно-технической конференции «Высокие технологии в промышленности России». — М., 2008. — С. 335340

7. Чирков Л. Е. Оптические накопители видеоинформации //«625». 2004. № 6. С. 96-101

8. Стенли. Г. Фазовые переходы и критические явления. — М.: Мир, 1973

9. Паташинский А. 3., Покровский В. Л. Флуктуационная теория фазовых переходов. —1. М.: Наука, 1981

10. Лапин Евгений Васильевич. Подготовка и запись DVD всех типов. Краткое руководство. — М.: Вильяме, 2006. — С. 320

11. Е. Morales-Sanchez et al., J. Appl. Phys. 91, 697 (2002)

12. Pohlmann, Kenneth C. (1992). The Compact Disc Handbook. Middleton, Wisconsin: A-R Editions.

13. Марк Л. Чемберс. Запись компакт-дисков и DVD для «чайников» = CD & DVD Recording For Dummies. — 2-е изд. — M.: Диалектика, 2005. — 304 с.

14. Labarge, Ralph. DVD Authoring and Production. Gilroy, Calif.: CMP Books, 2001

15. Вениаминов А.В., Михайлов В.Н. Оптические системы записи, хранения и отображения информации. Учебное пособие. Изд.1. СПб: СПбГУ ИТМО, 2009

16. Боборыкин С.Н., Рыжиков С.С. Термохимическое уничтожение носителей информации, «Специальная Техника», №2, 2002

17. Бахур В. Запись CD и DVD. Профессиональный подход СПб: Питер, 2006

18. YamadaN, Kojima R, Uno M, Akiyama T, Kitaura H, et al. Phase-change material for use in rewritable dual-layer optical disk. Proc. SPIE 4342:55-63. 2002.

19. Simone Raoux Phase Change Materials. Annu. Rev. Mater. Res. 39:25-48. 2009.

20. M.Y. NADEEM, Waqas AHMED Optical Properties of ZnS Thin Films. Turk J Phy 24.стр. 651 -659. 2000.

21. Handbook of magneto-optical data recording: materials, subsystems, techniques. Terry W. McDaniel, Randall H. Victora. 1997, William Andrew.

22. Сивухин Д. В. Общий курс физики. — М.: Т. IV. Оптика.

23. Середкин В.А., Столяр С.В., Флоров Г.И., Яковчук В.Ю. Термомагнитная запись и стирание информации в пленочных структурах DyCo/NiFe ( TbFe/NiFe ) // Письма в ЖТФ.-2004/- Т.30, В. 19/- С.46-52

24. Хлопов Б.В.,Митягин Ал.Ю., Митягин Ан.Ю. Свойства магнитных материалов, применяемых в системах внешней памяти ЭВМ // Труды Международной научно-технической конференции «Информационные технологии в науке, технике и образовании» М., т. 1, - С. 127 - 133

25. A magnetooptic recording system using TbFeCo films / Y. Aoki,T. Ihashi, N. Sato, S. Miyaoka//IEEE Trans. Magn. 1985. Vol. MAG21, N 5.P. 1624—1628.

26. Майклджон У.М. Магнитооптическая запись // ТИИЭР, 1986, Т.74, N 11, С. 112-125.

27. Буркова Л.В., Фролов Г.И. Аморфные пленки TbFe перспективный материал для электронной техники // Зарубежная электронная техника. - 1987. -Т. 9. - С. 3-68.

28. Enhancement of Kerr rotation with amorphous Si films / K. Nakamura, T. Asaka, T. Asari e.a. // IEEE Trans. Magn. 1985. Vol. 21, N 5. P. 1654—1656.

29. Коэн 4. JI. Магнитооптические диски из стекла// Электроника. 1987.№ 12. С. 15—16.

30. Digital magnetooptic disk drive / Т. Dequchi, H. Kotayamaea.//Appl. Optics. 1984. Vol. 23, N 22. P. 3972-3978.

31. Okihira M., Satih Т., Tada T. Heavy rare earthCo substituted TbFefilms for magnetooptical recording // INTERMAG86. Digest FC3.

32. Connel G. A. N., Allen R., Mansuripur M. Interference enhanced Kerrspectroscopy for very thing absorbing films application to amorphous terbiumiron//J. Mag. and Magn. Mater. 1983. Vol. 35, N 1—3. P. 337—339.

33. Mansuripur M., Connel G. A. N., Treves D. Optimum disk structuresand energetics of domain formation in magnetooptical recording // IEEE Trans.Magn. 1982. Vol. MAGI8, N 6. P. 1241 — 1243.

34. Mansuripur M., Connel G. A. N., Goodman J. W. Signal and noisein magnetooptical readout//J. Appl. Phys. 1982. Vol. 53, N6. P. 4485—4494.

35. Mansuripur M., Connel G. A. N., Goodman J. W. Laserindiced localheating of multilayer films//Appl. Optics. 1982. Vol. 21, N 6. P. 1106—1114.

36. Magnetization process of exchangecoupled ferrimagnetic doublelayered films / T. Kobayashi, H. Tsuji, A. Tsunashima, S. Uchiyma//Japan.J. Appl. Phys. 1981. Vol. 20, N 11. P. 2089—2095.

37. Levene M. L. A high data rate, highcapacity optical disk buffer //Proc. 7th Symp. on Mass Storage Systems. 1985. N 4—7. P. 17—21.

38. Luborsky F. E. Cristallization kinetics of amorphous CoGd ribbonsand films // J. NonCrust. Solids. 1984. Vol. 62—63. P. 829.

39. Иванов Б.Н. Законы физики: Учеб. пособие для подгот. отделений вузов. М.: Высш. шк., 1986. — 335 с.

40. Технология тонких пленок. Справочник, под ред. Л. Майссела, Р. Глэнга, пер. с англ., т. 1-2, М., 1977

41. Черняев В.Н. Физико-химические процессы в технологии РЭА. Москва "Высшая школа", 1987

42. Paesler M.A., Baker D.A., Lucovsky G., Taylor P.C., Washington J.S. Bond constraint theory and EXAFS studies of local bonding structures of Ge2Sb2Tc4,Ge2Sb2Te5 and Ge2Sb2Te7. //J. Optoelectronics and Advanced Materials. 2007. V.9, No.10. P.2996-3001.

43. Kolobov A.V., Fons P., Frenkel A.I., Ankudinov A.I., Tominaga J., Uruga T. Understanding the phase-change mechanism of rewritable optical média //Nature Mater. V.3. 2004. P.703-708

44. Козюхин C.A., Кузьминых A.C., Митягин А.Ю., Хлопов Б.В., Чучева Г.В. Фазовые переходы в Ge-Sb-Te сплавах // Труды XVI Международная научно-техническая конференция «Высокие технологии в промышленности России» М., 2010. - С. 314 — 318

45. Стенли. Г. Фазовые переходы и критические явления. — М.: Мир, 1973

46. Кузьминых А.С., Митягин А.Ю., Хлопов Б.В. Фазовые переходы в оптических и магнитооптических носителях информации // T-Comm Телекоммуникации и Транспорт, № 3. - М., 2010. - С. 26 -27

47. Шульц M. М., Мазурин О. В. Современное представление о строении стёкол и их свойствах. —Л.: Наука. 1988.

48. С.А.Козюхин, А.А.Шерченков // Приложение к журналу «Вестник РГРТУ». Рязань. 2009. №4

49. A.V. Kolobov, P. Fons, J. Tominaga, T. Uruga, J. Haines. // EPCOS. 2005.

50. Гольдман Е.И., Ждан А.Г., Чучева Г.В. ПТЭ. №6. С.110. 1997.•52. Чабан И.А. ФТТ. 2007.Т.49, ВыпЗ, С.405. 2007.

51. A.V. Kolobov, P. Fons, A.I. Frenkel, A.I. Ankudinov, J. Tominaga, T. Uruga. // Nature Mater. V.3. P.703-708. 2004.

52. Козюхин C.A., Кузьминых A.C., Митягин А.Ю., Хлопов Б.В., Чучева Г.В. Эффекты переключения в Ge2Sb2Te5 пленках // Труды XVI Международная научно-техническая конференция «Высокие технологии в промышленности России» М., 2010. - С. 386 - 391

53. Батушев В.А. Электронные приборы. -М.: Высшая школа, 1980. С. 29 85

54. Меден А., Шо М., Физика и применение аморфных полупроводников: Пер. с англ. М.: Мир, 1991.- 670с.

55. Олейник А.С. Запись оптической информации в пленочных реверсивных средах на основе диоксида ванадия // ЖТФ 2002,— Т.72, В.8. — С. 84 88.

56. Wei-Chih HSU, Mei-Rurng TSENG, Song-Yeu TSAI and Po-Cheng KUO. Blue-Laser Readout Properties of Super Resolution Near Field Structure Disc with Inorganic Write-Once Recording Layer. Jpn. J. Appl. Phys. Vol. 42. pp. 1005-1009.2003.

57. Ежов A.A., Магницкий C.A., Музыченко Д.А., Панов В.И. // Зондовая микроскопия-99. Материалы всероссийского совещания. 10-13 марта 1999 года. Нижний Новгород: ИФМ РАН, 1999. С. 125

58. Герус С.В., Митягин А.Ю., Соколовский А.А., Хлопов Б.В., Кузьминых А.С. Об устойчивости магнитооптических дисков к внешним магнитным полям // Радиотехника и электроника, №11,- М., 2010. С. 1396 - 1398

59. Ежов А.А., Музыченко Д.А., Панов В.И Оптический теневой и пьезоэлектрические датчики силы для атомно-силовых микроскопов и сканирующих оптических микроскопов ближнего поля. Препринт № 15. М. Физический факультет МГУ, 1999

60. S. V. Gerus, A. A. Sokolovskii, A. Yu. Mityagin, В. V. Khlopov, and A. S. Kuz'minykh Stability of Magnetooptical Disks under the Action of ExternalMagnetic Fields JOURNAL OF COMMUNICATIONS TECHNOLOGY AND ELECTRONICS Vol. 55 No. 11. P. 13041305,2010.

61. Wunch D., Bell R. Determination of threshold failure levels semiconductor diods and transistors due to pulse voltage. // IEE Trans., 1968, v. NS-15, N6, p.244 252

62. Keith Florig H. Interaction and influence highpower microwave on electronics. // Annales de Physique. 1989, vol. 14, N2, p.101

63. Панов B.B., Саркисьян А.П. Некоторые аспекты проблемы создания СВЧ средств функционального поражения.//Зарубежная радиоэлектроника. 1995, NN 10, 11, 12

64. И. В. Лебедев Техника и приборы СВЧ. Часть I. — Москва: Высшая школа, 1970

65. И. В. Лебедев Техника и приборы СВЧ. Часть II. — Москва: Высшая школа, 1972

66. Ю. Н. Пчельников, В. Т. Свиридов Электроника сверхвысоких частот. — М.: Радио и связь, 1981

67. Г. Гулямов, М.Г. Дадамирзаев, С.Р. Бойдедаев, Эдс горячих носителей, обусловленное модуляцией поверхностного потенциала в сильном СВЧ поле, Физика и техника полупроводников, 2009 г., том 43, вып. 9.

68. ПерпяЯ.З. Как работает радиолокатор. Оборонгиз, 1955

69. Бессонов JI. А. Теоретические основы электротехники. Электромагнитное поле: Учебник. 9-е изд., перераб. и доп. - М.: Гардарики, 2001

70. Изюмова Т.И., Свиридов В.Т. Волноводы, коаксиальные и полосковые линии. М.: Энергия, 1975

71. Кудряшов Ю. Б., Перов Ю. Ф. Рубин А. Б. Радиационная биофизика: радиочастотные и микроволновые электромагнитные излучения. Учебник для ВУЗов. — М.: ФИЗМАТЛИТ, 2008. — 184 с.

72. Хлопов Б.В., Кузьминых A.C., Фесенко М.В. Малогабаритное устройство хранения магнитных носителей информации // Труды 19 Международной конференции «Материалы с особыми физическими свойствами и магнитные системы». Суздаль, 2007-С. 303-305

73. Кольм Г., Фриман А., Сильные магнитные поля, «Успехи физических наук», 1966, т. 88, в. 4, С. 703

74. Преображенский A.A., Бишард Е. Магнитные материалы и элементы, 3 изд., М., 1986

75. Штамбергер Г.А. Устройства для стирания слабых постоянных магнитных полей. Новосибирск: Наука, Сиб. отд-ние, 1972. 176 с

76. Немцев М.В. Справочник по расчету параметров катушек индуктивности., М., Энергоатомиздат, 1989

77. Кузьминых A.C., Макаров A.C., Фесенко М.В., Хлопов Б.В., Устройство контейнерное оперативного уничтожения информации на магнитных носителях Патент №2368019 от 20.09.2009 г. с приоритетом от 08.02.2008 г.

78. Алиевский Б.Л., Орлов В.Л. Расчет параметров магнитных полей осесимметричных катушек. М.: Энергоатомиздат, 1983. 112 с.

79. Павлов А.К., Гальченко В.Я. Информационные модели для проектирования источников магнитных полей // Информационные технологии, 2002. № 7. С. 47 53

80. Lugansky L.B. On optimal synthesis of magnetic fields // Meas. Sei. Technol. 1990. V. 1. P. 53 58

81. Adamiak K. Wariacyjne metody syntezy pola magnetyeznego na osi solenoidu walcowego // Arch. Elektrotechnik^ 1981. Т. 30. Z. 4. P. 1023 1030

82. Яковленко B.B., Гальченко В.Я., Бондаренко B.E. Синтез магнитных систем с дискретными источниками поля // Изв. вузов. Электротехника, 1991. № 8. С. 16.

83. Сливинская А.Г. Электромагниты и постоянные магниты.- М.: Энергия, 1972

84. Хлопов Б.В., Кузьминых A.C., Фесенко М.В., Способ стирания записанной информации и устройство для его осуществления. Патент №2390058 от 20.05.2010 г. с приоритетом от 15.09.2008 г.

85. Кузьминых A.C., Митягин А.Ю., Фесенко М.В., Хлопов Б.В. Автоматизированная встроенная система контроля (ВСК) стирания магнитной записи // Труды 16

86. Международной конференции по постоянным магнитам. — Суздаль, 2007. С. 190 —

87. В.Г. Сергеев, H.H. Силантьев, И.В. Сильванский, В.Г. Тугарин. Методы и средства измерения параметров магнитных полей, магнитотвердых материалов и постоянных магнитов. М.: ЦНИИ «Электроника», 1992. - 110 с.

88. Средства измерения параметров магнитного поля. Ю.В. Афанасьев, Н.В. Студенцов, В.Н.Хорев и др. Л.: Энергия, 1979. - 320 с.

89. Хлопов Б.В., Кузьминых A.C., Сверчков В.Ф., Фесенко М.В. Устройство уничтожения информации с оптических и магнитооптических дисков Патент № 2394285 от 10.07.2010 г. с приоритетом от 25.06.2009 г.

90. Хлопов Б.В., Кузьминых A.C., Сверчков В.Ф., Фесенко М.В. Устройство уничтожения информации с оптических и магнитооптических дисков Патент № 2389556 от 20.05.2010 г. с приоритетом от 15.09.2008 г.

91. Хлопов Б.В., Кузьминых A.C., Сверчков В.Ф., Фесенко М.В. Устройство уничтожения информации с оптических и магнитооптических дисков Патент № 2394286 от 10.07.2010г. с приоритетом от 25.06.2009г.

92. Хлопов Б.В., Кузьминых A.C., Фесенко М.В. Способ стирания записанной информации и устройство для его осуществления. Патент на изобретение №2390058 от 20.05.2010г. с приоритетом от 15.09.2008г.

93. Хлопов Б.В., Крутов М.М., Фесенко М.В., Кузьминых A.C. Источник импульсных магнитных полей // Труды Международной конференции «Магниты и магнитные материалы». Информационно-аналитический бюллетень, ОВ№1., изд. МГГУ. — М.,1912007.-С. 295-299