Blu-ray disc (BD) — история создания и технологии

Blu-ray disc Технологии

Blu-ray disc ( BD ) — история и технологии довольны занимательны, особенно если вы технарь, или тем более — инвестор.

Технологии Blu-ray disc

Арсенид галлия (GaAs), полупроводник, необходимый для создания инфракрасного или красного лазера, может быть получен методами, аналогичными тем, которые ранее были разработаны для кремния . Пластины из этого материала являются очень хорошей подложкой, на которой атомы , составляющие активную часть лазера, генерирующего свет, так называемые квантовые ямы толщиной от нескольких до нескольких десятков атомных слоев. Важно, чтобы подложка не имела дефектов, называемых дислокациями., а расстояния между атомами подложки и квантовыми ямами были одинаковыми. Для красных лазеров эти условия могут быть выполнены относительно легко. Для синих полупроводниковых лазеров лучшая подложка — это другой полупроводник — нитрид галлия (GaN).

Blu-ray disc

Процесс получения монокристаллов GaN намного сложнее, чем GaAs, и аналогичен процессу получения синтетических алмазов, поскольку и алмаз, и GaN образуются при чрезвычайно высоких давлениях и температурах. Кроме того, для GaN необходимо использовать газообразный азот высокого давления, что технически очень сложно. Процесс кристаллизации под высоким давлением GaN казался невозможным, и с 1960-х годов были предприняты попытки заменить подложки GaN доступными сапфировыми подложками.. Несоответствие постоянной решетки сапфира и нанесенного на нее нитрида галлия привело к образованию большого количества структурных дефектов (дислокаций), которые не позволяли создавать эффективные устройства, генерирующие синий свет.

История

В 1992 году японский изобретатель Сюдзи Накамура сконструировал первый эффективный синий диод, а четыре года спустя — первый синий лазер. Накамура использовал материал, нанесенный на сапфировую подложку, хотя количество дефектов оставалось очень высоким (10 — 10 / см). Наличие дефектов в лазерной структуре очень затрудняло создание мощных лазеров.

В начале 1990-х в Институте физики высоких давлений Польской академии наук в Варшаве под руководством проф. Сильвестр Поровски разработана технология получения кристаллов нитрида галлия очень высокого структурного качества. Количество дефектов не превышало 100 / см, то есть как минимум в 10 000 раз меньше, чем в лучшем материале, нанесенном на сапфир.

В 1999 году Сюдзи Накамура использовал изобретенный кристалл для изучения влияния дефектов на свойства лазеров. Лазеры, построенные на польском кристалле, оказались во много раз лучше ранее построенных как по сроку службы, так и по эффективности. Срок службы при 30 мВт увеличился в 10 раз (с 300 до 3000 часов), а КПД — более чем в два раза.

Дальнейшее комплексное развитие технологий, начиная с сапфировых подложек, привело к запуску в производство первого массового продукта, в котором использовались синие полупроводниковые лазеры. Спустя 10 лет производство синих лазеров мощностью 60 мВт было освоено в Японии, чего достаточно для использования их при плотной записи информации на представленные в настоящее время диски Blu-ray BD-R и BD-RE.

Технологические успехи Накамуры, заложившие основу для новой области индустрии освещения и электроники, были отмечены Премией тысячелетия 2006 года в области технологий, часто называемой Нобелевской премией в области технологий.

Оцените статью
Vossa
Добавить комментарий