第十二章信息存储材料
学习目的与
要求
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信息材料是指与现代信息技术相关的,用于信息的收集、存储、处理、传递和显示的材料。
通过本章的学习,了解信息材料的特点和分类,了解信息材料的应用范围,了解微电子芯片技术材料,信息传感材料,信息存储材料和信息显示材料的主要类别及典型品种的结构,性质及制备
方法
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一、概述
信息材料是指与现代信息技术相关的,用于信息的收集、存储、处理、传递和显示的材料。
1、发展
信息的传播
纸张的发明----印刷发明----19世纪开始的光、电、磁记录方法和研究进步:可保存性、可利用性、可在开发性等方面
最新研究:相变光记录材料
2、分类
具有信息存储功能的器件主要是一些存储器,
铁电存储器--固定只读存储器(ROM)、可编程只读存储器(PROM)、紫外光改写的只读存储器(UVEPROM)、电可改写只读存储器(E2-
PROM)、闪烁只读存储器(Flash ROM)、静态随机存储器(SRAM)
和动态随机存储器(DRAM)等半导体存储器;铁电随机存取存储器
(FRAM)和高容量动态随机存取存储器(DRAM)等磁存储器--磁带、硬磁盘、软磁盘等
光盘存储器--CD-A、VCD、CDROM、CD-R、CD-RW、相变光盘(PD)、磁光盘(MO)、微型磁光盘(MD)、DVD、DVD-R、DVD-ROM、
DVD-RAM、DVD-RW、DVD+RW、蓝光盘等
此外还有光子选通光谱烧孔存储器、全息存放器、近场扫描光纤存储器、超分辨近场光学存储器、基于扫描隧道显微镜和原子力显微镜探针技术的纳米存储器等。
相应地,用来制作这些信息存储器件的信息存储材料主要有半导体存储材料、铁电存储材料、磁存储材料、有机光存储染料、磁光存储材料、相变存储材料、光谱烧孔材料、光折变晶体和光折变聚合物材料、分子存储材料、纳米存储
材料等。
二、信息存储材料
1、定义
信息存储材料是指用于各种存储器的一些能够用来记录和存储信息的材料。
2、原理
在一定强度的外场(如光、电、磁或热等)作用下会发生从某种状态到另一种状态的突变,并能在变化后的状态保持比较长的时间,而且材料的某些物理性质在状态变化前后有很大差别。因此,通过测量存储材料状态变化前后的这些物理性质,数字存储系统就能区别材料的这两种状态并用“0”和“1”来表示它们,从而实现存储。如果存储材料在一定强度的外场作用下,能快速从变化后的状态返回原先的状态,那么这种存储就是可逆的。
3、分类
信息存储材料的种类很多,主要包括半导体存储器材料、磁存储材料、无机光盘存储材料、有机光盘存储材料、超高密度光存储材料和铁电存储材料等。它们实现信息存储的原理各不相同,存储性能也有很大差异。因此,不同场合应选用不同的信息存储材料。
三、典型产品
(一)、磁存储(记录)材料
磁存储材料又称为磁记录材料。
特点:磁记录过程是电子自旋的翻转过程,同其他记录方法比较,磁记录的输入和输出的速度快,存贮的信息可长期保留,又可多次重录使用,
一步记录、可及时检验所录信息,也适用于全息法记录信息,记录成
本低,维护简单,宜于大批量生产和应用。
应用:磁记录已广泛应用于声音、图像、计算机用数字信息,测量用模拟数据的存储等领域。
分类:磁记录产品是借磁性介质贮存信息,磁性介质主要有金属薄膜和涂布型磁粉两大类,主要介绍涂布型磁记录用磁粉材料。
磁记录用磁粉包括针状的γ–Fe
2O
3
,Co-γ-Fe2O3,CrO
2
,Co-Fe
3
O
4
, Fe
3
O
4
和金
属磁粉,立方状的Fe
3O
4
,以及六角片状的钡铁氧体BaO·6Fe
2
O
3
,锶铁氧体
SrO.6Fe
2O
3
和Co-Ti钡铁氧体等。目前,世界上每年所需的近二百亿盒录音带,
一百多亿盒录像带,近四百亿片软磁盘及几亿片硬盘中的90%以上都是采用磁粉涂布型介质。
近几年,磁记录介质的研究主要集中在高密度数字记录材料的开发和低成本的磁性材料生产工艺和涂布方法。
1.针状四氧化三铁磁粉
针状四氧化三铁磁粉其结构为:Fe
3O
4
;立方晶体结构;亚铁磁性。相对分子
质量231.53。性状:黑色粉末,溶于热盐酸,不溶于水和有机溶剂。密度d=5197kg/m3。
生产方法二价铁盐溶液中加入NaOH溶液,空气氧化生成针状铁黄FeOOH,铁黄过滤,水洗后干燥。干燥的铁黄在270~300℃热处理脱水后于550℃焙烧约
30min,制备得到中间产物针状铁红α-Fe
2O
3
,针状铁红通过还原方法得到产物针
状Fe
3O
4
磁粉。在氮气保护下降温到80~100℃后,用空气氧化2~3h,以提高四
氧化三铁磁粉的抗氧化稳定性。
2FeOOH(s)→α-Fe
2O
3
(s)+H
2
O(g)
α-Fe2O3(s)+H2(g)→Fe3O4(s)+H2O(g)
用途录音磁带,磁性黑水字符识别系统。
2.λ-三氧化二铁磁粉
λ-三氧化二铁磁粉其结构为:λ-Fe2O3立方晶体结构α=0.833nm,c/α=3;亚铁磁性。相对分子质量159.6882。性状:棕色粉末。溶于热盐酸。不溶于水和有机溶剂。
用途录音磁带,数据磁带。
3.包钴-λ三氧化二铁磁粉
包钴-λ三氧化二铁磁粉其结构:(CoFe2O4)x-λ-Fe2O3,0
题
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1.什么叫信息储存材料?主要包括哪些材料?
2.磁存储材料有哪些特点?
3. 用于磁光盘的磁光存储材料可分为哪几类材料?
4. 相变光存储材料主要是哪些合金?
浙公网安备 33021202002483