энергонезависимое запоминающее устройство

Формула изобретения

1. ЭНЕРГОНЕЗАВИСИМОЕ ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, содержащее запоминающую диэлектрическую среду, восприимчивую к трибоэлектричеству и проявляющую по меньшей мере два устойчивых состояния при внешнем воздействии, блок записи и блок воспроизведения, отличающееся тем, что запоминающая диэлектрическая среда выполнена из материала, проявляющего на поверхности состояния одновременно восприимчивости и невосприимчивости к трибоэлектричеству на соответствующих соседних участках поверхности, блок записи выполнен с возможностью создания потока высокоэнтальпийного газообразного теплоносителя на поверхности запоминающей диэлектрической среды, а блок воспроизведения выполнен в виде измерителя электростатических зарядов.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в качестве потока высокоэнтальпийного газообразного теплоносителя использован высокоэнтальпийный плазменный поток инертного газа или лазерное излучение.

3. Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что в качестве инертного газа использованы аргон и/или азот.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что материалом запоминающей диэлектрической среды является сапфир или чистый кремний.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к запоминающим устройствам (ЗУ), может быть использовано для записи информации.

Известны ЗУ, в которых для запоминания информации используют различные физические явления, например криотрон [1] Принцип действия криотрона основан на возможности разрушения магнитным полем состояния сверхпроводимости (т.е. восстановления нормального электрического сопротивления). Электростатические ЗУ (ЗУ на линейных конденсаторах, ЗУ на сегнетоэлектриках, ЗУ на электроннолучевых трубках, ЗУ на диэлектрической ленте) тип запоминающих устройств, в которых запоминание информации основано на свойстве конденсатора сохранять в течение некоторого времени поданный на него заряд или свойстве диэлектрика сохранять состояние остаточной поляризации [4] ЗУ на сегнетоэлектриках запоминающий конденсатор, заполненный сегнетоэлектриками, обладающими свойством сохранять остаточную поляризацию по окончании импульса возбуждающего напряжения. Такой конденсатор может находиться в двух устойчивых состояниях, отличающихся знаком остаточной поляризации диэлектрика.

Известен носитель информационной записи, который содержит первую область для регистрации исходных дефектов и вторую область, в которой регистрируют, проявляющиеся впоследствии [2]

Известен оптический носитель информации, в котором содержится оптический записывающий слой, облучаемый лучом для записи информации [3] Электростатический заряд на электропроводном слое формирует электростатическую силу между оптическим слоем и устройством записи.

Каждый из известных ЗУ имеет свои недостатки и достоинства. Каждый вид ЗУ более подходит для одних задач и менее для других.

Изобретение содержит ранее неизвестный вид запоминания информации, относящийся к роду электрозависимых.

Техническим результатом изобретения является обнаружение нового вида носителя информации, нового вида памяти.

Технический результат достигается тем, что в запоминающем устройстве (ЗУ), основанном на способности элемента, запоминающего информацию, проявлять по меньшей мере два устойчивых состояния, в качестве элемента, запоминающего информацию, выбран элемент из материала, поверхность которого способна проявлять состояния восприимчивости и невосприимчивости к трибоэлектричеству одновременно на соответствующих соседних участках, например из сапфира, или чистого кремния и др. Целесообразно в качестве устройства записи использовать высокоэнтальпийный теплоноситель, например высокоэнтальпийный плазменный поток инертного газа аргона и/или азота. Возможно в качестве устройства записи информации использовать излучение лазера. В качестве устройства считывания информации можно использовать измеритель электростатического заряда.

Отличие технического решения от прототипа, например [4] в использовании для записи информации эффекта Агрикова-Огинского, заключающего в невосприимчивости к трибоэлектричеству диэлектрика после воздействия на него высокоэнтальпийным газовым потоком и способностью соседнего, не подверженного облучению участка сохранять восприимчивость к триэлектричеству [5] Таким диэлектриком может быть, например, сапфир.

Отличие заключается также в том, что для запоминания информации может быть использован материал, поверхность которого способна проявлять два состояния, а именно восприимчивости для невосприимчивости к трибоэлектричеству одновременно на соответствующих соседних участках поверхности. Такими материалами могут быть полупроводники, например чистый кремний, у которого на поверхности обычно находится слой окиси кремния, а также металлы, у которых поверхность не окислена. Последние, как известно, приобретают отрицательный заряд при трении о диэлектриках. При этом использован в качестве устройства записи высокоэнтальпийный теплоноситель, например, лазерное излучение или плазменный поток инертного газа, а в качестве блока воспроизведения выбран измеритель электрических полей и поверхностного заряда.

Сущность технического решения в следующем.

Известна восприимчивость диэлектриков к трибоэлектричеству [5] Это явление носит в основном нежелательный характер и от него стараются избавиться заземлением, применением разрядников и т.п.

В то же время явление невосприимчивости к трибоэлектричеству, пока еще неизученное окончательно, все же позволяет использовать практически вредное явление накопления статического заряда в сочетании с аномальным явлением полезным образом: для создания нового вида носителя информации.

Невосприимчивость диэлектрика к трибоэлектричеству в нормальных условиях появляется только после нанесения на его поверхность проводящего слоя. Однако появление такого слоя после воздействия на диэлектрик высокоэнтальпийным теплоносителем исключается.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Обработанная, например, по способу (1) в тепловом потоке не ниже 10⁶ Вт/м² с энтальпией торможения порядка 10⁷ Дж/кг сапфировая пластинка обнаруживает на обработанном участке состояние невосприимчивости к трибоэлектричеству в пределах чувствительности прибора. На необработанных участках сохраняется состояние восприимчивости к трибоэлектричеству. По отношению к другим свойствам: работа выхода, контактная разность потенциалов, величина краевого угла смачивания водой, адгезионная способность по отношению к наносимым покрытиям хотя и изменяются, но остаются в пределах значений, характерных для диэлектриков, а также свойственных им при хорошей очистке.

Два состояния поверхности, а именно электрические поля, наведенные трибоэлектричеством, или их отсутствие регистрировались измерителем электрических полей и поверхностного заряда ЦМИЭП-3 с разрешением 10² Вт/м по полю (310^-14 Кл по заряду), чувствительностью 210⁵ Вт/м (210^-11 Кл), погрешностью 5%

Время хранения информации зависит от условий хранения пластин (влажность, температура). Информацию можно записывать на других материалах, обладающих нормальными и аномальными свойствами по отношению к статическому электричеству: кварцевое стекло, керамике "Поликор", ситалле СО-115М и др.

Примерная схема устройства запоминания (ЗУ) (фиг. 1) содержит блок записи, блок запоминания и блок считывания, где 1 регистр адреса записи, 2 регистр кода (записываемого), 3 регистр адреса, 4 регистр кода (считываемого), 5 блок управления прерыванием потока теплоносителя, 6 блок управления позиционированием, 7 источник теплоносителя, 8 собственно позиционер с пластиной, 9 пластина-носитель информации, 10 головка блока воспроизведения.

Режим записи.

В регистр адреса 1 подают код адреса участка пластины 9, на котором будет записана информация, содержащаяся в регистре кода 2.

Блок управления перемещением пластины 9 (блок управления позиционированием 6) вырабатывает команды для продвижения пластины 9 в заданный кодом адреса участок пространства при помощи координатного привода (позиционера) 8.

Блок управления прерыванием потока теплоносителя 5 выдает команды для открытия или закрытия этого потока в зависимости от состояния регистра кода 2, т.е. снимает статический заряд или нет. Таким образом, на пластину 9 наносится информация, предназначенная для запоминания.

Режим чтения. Головка блока 10 воспроизведения, реагирующего на отсутствие/наличие электростатического заряда на участках пластины 9, передвигается под управлением блока 8 в заданный регистром 3 адреса участок, считывает информацию и передает ее в регистр кода 4.

Таким образом, в качестве устройства запоминания использован диэлектрик (пластина 9); в качестве устройства записи выбран высокоэнтальпийный теплоноситель (например, плазменный поток, где плазмообразующим газом является, например, аргон и/или азот), в качестве блока воспроизведения использован измеритель электростатического заряда.

Практическое значение изобретения заключается в создании запоминающего устройства на новом принципе: использовании способности диэлектрика при определенных условиях находиться в двух состояниях нормального и аномального отношения к трибоэлектричеству, что соответствует знакам "1" и "0" (запоминание информации или нет).