IPRI - www.ipri.kiev.ua -  IPRI - www.ipri.kiev.ua -

 

Розробка методів побудови високонадійних носіїв цифрової інформаці

РЕФЕРАТ

звіт по НДР: 172 с., 79 рис., 11 табл., 149 джерел.

ОБ’ЄКТ ДОСЛІДЖЕННЯ:

Методи побудови високоємних магнітних, оптичних та твердотільних носіїв інформації.

МЕТА  ДОСЛІДЖЕННЯ:

Метою роботи є розробка методів підвищення надійності зберігання даних на оптичних, магнітооптичних і твердотільних носіях.Розробка технології виготовлення оптичних носіїв з використанням високостабільних матеріалів реєструвальних шарів і підкладок, а також їх спеціальної обробки. Розробка WORM-носія на основі флеш-пам’яті з розподіленими рівнями доступу. Дослідження методів підвищення ємності оптичних носіїв інформації. Дослідження часової стабільності наноструктурованих реєструвальних середовищ на основі фотолюмінесцентних матеріалів. Дослідження фізичних властивостей сендвічевих структур на основі 3d-перехідних металів для створення високочутливих датчиків магнітного поля.

РЕЗУЛЬТАТИ  ДОСЛІДЖЕНЬ:

1.      Для підвищення надійності зберігання даних на твердо тільних носіях запропоновано метод виготовлення флеш-пам’яті WORM-типу з багаторівневим доступом, який відрізняється тим, що кодування даних здійснюється на рівні контролера. Запропонований алгоритм захисту даних виключає редагування або видалення даних і надає доступ до даних відповідно до прав користувача. Показано, що розроблена флеш-пам’ять WORM-типу може бути використана в якості електронного медичного паспорта.

2.      Проведені комплексні дослідження оптичних носіїв типу WORM, запис на які зроблені 30 років тому, показали, що мікроотвори, створені сфокусованим випромінюванням в реєструвальному середовищі з склоподібного халькогенідного напівпровідника зберегли форму і розмір. Це дозволяє рекомендувати склоподібні халькогенідні напівпровідники евтектичного складу, отримані запропонованим методом термоіонного напилення, для використання в оптичних WORM-носіях довготермінового зберігання.

3.      Запропоновано й розроблено метод виготовлення високонадійного носія WORM-типу, який відрізняється тим, що доріжки стеження формуються в підкладці, виготовленій з високостабільного матеріалу (силікатне скло, плавлений кварц, монокристалічний сапфір тощо), йонно-хімічним травлення матеріалу підкладки.

4.      Запропоновано оптичну систему відтворення інформації лазерним променем крізь монокристалічну анізотропну підкладку оптичного носія довготермінового зберігання даних. Для данної оптичної системи розроблено метод компенсації астигматизму і сферичної аберації, який відрізняється використанням оптичного компенсатора, виготовленого з матеріалу з кристалографічною анізотропією, знак якої має протилежне значення до кристалографічної анізотропії матеріалу підкладки. Показано, що при відтворенні даних з носія з сапфіровою підкладкою компенсатор може бути виготовлений з монокристалічного кварцу.

5.      Запропоновано багатошаровий носій, в якому для підвищення терміну зберігання даних використані реєструвальні шари з діоксиду титану. Запропоновано й розроблено метод розрахунку багатошарового оптичного носія інформації, який відрізняється тим, що об’ємні записані одиниці представлені у вигляді трьохвимірної решітки сфер з показником заломлення відмінним від показника всього реєструвального шару. Показано, що кількість шарів може складати декілька десятків, а ємність носія становити 1 ТБ.

6.      Виготовлено діючі зразки медичного електронного паспорта на основі флеш-пам'яті ємністю 4 ГБ та мікроконтролера з апаратним інтерфейсом USB. Для підвищення надійності зберігання запропоновано алгоритм захисту даних, який реалізує кодування даних на рівні контролера, запобігає редагуванню або видаленню медичних даних та забезпечує багаторівневий доступ. Розроблено динамічну бібліотеку DLL, яка дозволяє використовувати такі носії в межах існуючих медичних інформаційних систем, що впроваджені в ряді медичних установ України та інших держав.

7.      Для збільшення надійності реєстрації магнітних полів в  магнітних та магнітооптичних носіях даних запропоновано створення сенсору магнітного поля, що відрізняється тим, що на роздільний шар нанесений мікрорельєф у вигляді подряпин глибиною 1-2 мкм. Цей спосіб забезпечує надійну реєстрацію магнітних полів з високою роздільною здатністю, що становить ~0,1 ерстед.

8.      Вдосконалено метод синтезу наноструктурованих фотолюмінесцентних середовищ оптичного запису інформації та створення ідентифікаційних елементів оптичних носіїв. Даний клас матеріалів було синтезовано за рахунок використання композиції піразолінових люмінофорів іонної групи +NCH3, білого цеоліту, полістиролу, поліметилметакрилату. Розроблені реєструвальні середовища характеризуються високим квантовим виходом фотолюмінесценції (70-80%), малим часом релаксації фотолюмінесценції (50-100 нс) і стабільністю оптичних характеристик в умовах інтенсивного сонячного опромінення протягом 10 років, що надає можливість також використовувати їх при розробці каскадних сонячних елементів високої ефективності.

   КЛЮЧОВІ СЛОВА: медичний електронний паспорт, багатошаровий оптичний диск,  наноструктуровані середовища, магнітоімпедансний ефект, реактивне іонно-променеве травлення, квантовій вихід фотолюмінесценції.

ЗМІСТ

Перелік умовних позначень

Вступ

Розділ 1. Розробка методу побудови медичного електронного паспорта на твердотільному носії інформації

1.1. Побудова програмно-апаратного комплексу автоматизації роботи медичної інформаційної системи

1.2. Аналіз вимог до медичного електронного паспорта

1.3. Використання флеш-накопичувачів для побудови МЕП

1.4. Апаратна реалізація МЕП на основі твердотільного носія

1.5. Особливості програмного забезпечення мікропроцесора носія

1.6. Використання інформаційного сховища даних для підвищення достовірності зберігання медичної інформації

1.7. Висновки

Розділ 2. Побудова високочутливих сенсорів систем магнітного і магнітооптичного запису інформації

2.1. Аналіз оптичних властивостей аморфних стрічок на основі Co

2.2. Методи визначення параметрів електронної підсистеми поверхні аморфних металевих стрічок

2.3. Посилення магнітоімпедансного ефекту за допомогою створення сендвічевих структур

2.4. Оптичні властивості аморфних металевих сплавів Co59Fe5Ni10Si11B15 в інфрачервоній області спектру

2.5. Оптичні властивості аморфних металевих сплавів Co80-xNixB20

2.6. Магнітоімпедансні характеристики аморфних металевих сплавів    Co80-xNixB20

2.7. Варіювання оптичних властивостей під дією зовнішнього магнітного поля

2.8. Зв'язок оптичних, магнітооптичних і магнітотранспортних властивостей аморфних сплавів Co80-xNixB20

2.9. Висновки

Розділ 3. Розробка фізичних принципів та методів моделювання оптичного запису інформації в об’ємі

3.1. Розробка методу реєстрації в об¢ємі на основі фазового переходу кристал–скло

3.2. Моделювання розповсюдження сфокусованого пучка світла в багатошаровому середовищі на основі  строгої векторної теорії

3.3. Особливості багатошарового когерентного методу запису інформації.

3.4. Особливості проходження променя через тонкий шар матеріалу з великим показником заломлення та втратами

3.5. Числове моделювання багатошарового оптичного запису інформації на основі стандартних матеріалах оптичного запису

3.6. Розробка перспективних методів і матеріалів для багатошарового оптичного диска

3.7. Особливості оптичної системи багатошарового оптичного запису інформації.

3.8. Висновки.

Розділ 4. Розробка оптичних носіїв архівного збереження інформації

4.1. Побудова моделі оцінки надійності оптичних носіїв інформації

4.2. Розробка високонадійних оптичних носіїв типу WORM

4.3. Обґрунтування вибору матеріалів реєструвальних середовищ для довготермінового зберігання даних

4.4. Результати досліджень оптичних носіїв після тривалого зберігання

4.5. Розробка спеціальних оптичних носіїв для довготермінового зберігання даних

4.6. Метод компенсації аберацій в оптичній системі зчитування з носія з сапфіровою підкладкою

4.7. Висновки

Розділ 5. Методи синтезу реєструвальних середовищ багатошарового фотолюмінесцентного запису інформації

5.1. Побудова фотолюмінесцентного реєструвального середовища на основі піразолінових барвників та цеоліту

5.2. Дослідження стану фотолюмінесцентного реєструвального середовища методами природного старіння

5.3. Методики застосування ФЛ ідентифікаційних елементів для захисту оптичних дисків від неліцензійного копіювання

5.4. Застосування наноструктурованих середовищ ФЛ запису при побудові каскадних сонячних елементів

5.5. Висновки

Основні результати

Список літератури

 

 

Умови отримання звіту за адресою:

03113, Київ, вул. М.Шпака, 2, ІПРІ НАН України.