Новітня технологія довготривалого зберігання інформації на сапфірових оптичних дисках (стенограма спільної доповіді на засіданні Президії НАН України 12 лютого 2014 р.)
Интерес к этой работе в мире настолько велик, что интервью академика НАН Украины В.В. Петрова «Сапфировая вселенная», опубликованное в газете «Зеркало недели» 15 февраля 2014 года, в течение 5 дней было процитировано на 76400 сайтах мира....
Saved in:
| Published in: | Вісник НАН України |
|---|---|
| Date: | 2014 |
| Main Authors: | , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
2014
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/69363 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Новітня технологія довготривалого зберігання інформації на сапфірових оптичних дисках (стенограма спільної доповіді на засіданні Президії НАН України 12 лютого 2014 р.) / В.В. Петров, В.П. Семиноженко // Вісн. НАН України. — 2014. — № 4. — С. 24-32. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859618107953250304 |
|---|---|
| author | Петров, В.В. Семиноженко, В.П. |
| author_facet | Петров, В.В. Семиноженко, В.П. |
| citation_txt | Новітня технологія довготривалого зберігання інформації на сапфірових оптичних дисках (стенограма спільної доповіді на засіданні Президії НАН України 12 лютого 2014 р.) / В.В. Петров, В.П. Семиноженко // Вісн. НАН України. — 2014. — № 4. — С. 24-32. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Вісник НАН України |
| description | Интерес к этой работе в
мире настолько велик, что интервью академика НАН Украины В.В. Петрова «Сапфировая вселенная», опубликованное в газете
«Зеркало недели» 15 февраля 2014 года, в течение 5 дней было процитировано на 76400
сайтах мира.
|
| first_indexed | 2025-11-28T23:29:54Z |
| format | Article |
| fulltext |
24 ISSN 0372-6436. Вісн. НАН України, 2014, № 4
НОВІТНЯ ТЕХНОЛОГІЯ
ДОВГОТРИВАЛОГО ЗБЕРІГАННЯ
ІНФОРМАЦІЇ НА САПФІРОВИХ
ОПТИЧНИХ ДИСКАХ
Стенограма спільної доповіді
академіків НАН України В.В. Петрова
і В.П. Семиноженка на засіданні
Президії НАН України 12 лютого 2014 року
Академик НАН Украины В.В. Петров
Перед человечеством стоит много проблем, важнейшими из
которых являются энергетическая проблема, проблема бед-
ности почти половины человечества и, несомненно, целый ряд
проблем охраны здоровья. Однако в последнее десятилетие в
связи с интенсивным внедрением информатизации во все об-
ласти деятельности современного общества и, следовательно,
переводом информации в цифровой вид возникла очень важ-
ная проблема долговременного хранения данных в цифровой
форме. До наступления эры информатизации эта проблема не
была столь актуальна, так как информация, записанная на бу-
маге, пергаменте и других носителях, имела срок хранения зна-
чительно больше средней продолжительности жизни человека
и безболезненно возобновлялась.
Даже 20—30 лет назад, когда компьютерные носители ин-
формации имели низкую плотность записи данных и срок хра-
нения информации на них достигал 20—25 лет, эта проблема
уже начинала становиться актуальной. Ситуация резко изме-
нилась в связи с тем, что с целью уменьшения стоимости хра-
нения информации в последнее десятилетие плотность записи
информации на оптических и особенно на магнитных носи-
телях увеличилась в десятки и сотни раз, что и привело к ка-
тастрофическому уменьшению срока хранения информации.
Фактически сегодня ни один современный носитель информа-
З КАФЕДРИ ПРЕЗИДІЇ З КАФЕДРИ ПРЕЗИДІЇ
НАН УКРАЇНИНАН УКРАЇНИ
ISSN 0372-6436. Вісн. НАН України, 2014, № 4 25
З КАФЕДРИ ПРЕЗИДІЇ НАН УКРАЇНИ
ции больше чем три-четыре года информацию
не хранит. А к чему это приводит?
Представьте себе, что недавно фирма Google
закупила 400 тыс. накопителей информации
на магнитных дисках для того, чтобы создать
память для современной, так называемой об-
лачной системы хранения и обработки дан-
ных. И вот через три года они все должны быть
заменены. Современный гигант в области ин-
формационных технологий, компания Google,
может, и выдержит такой темп обновления но-
сителей информации, но миллиарды пользова-
телей персональных компьютеров должны ме-
нять все запоминающие устройства в таком же
темпе. И самое главное — психология! Ну не
может сегодня наш современник имеющиеся у
него компьютерные документы, цифровые фо-
тографии и семейные видеосюжеты записать
на компьютерный носитель и положить в сейф
для своих потомков. Он будет вынужден выта-
скивать их и переписывать на новые носители
информации. То есть, действительно сложи-
лась катастрофическая ситуация. Создаются
гигантские банки данных для централизован-
ного хранения, и в них те же проблемы.
И прежде чем попытаться найти путь к ре-
шению этой проблемы, хотелось бы оглянуть-
ся, как же все-таки развивались исторические
события в области хранения данных. А разви-
вались они очень интересно. Дело в том, что до
нас дошли глиняные таблички, которые были
собраны в самой древней библиотеке 2700 лет
назад. Они сохранились потому, что ассирий-
ский царь Ашшурбанипал создал библиотеку,
в которой постарался собрать все знания че-
ловечества того времени, накопленные в его
родной стране и в окружающих государствах.
Записывались эти знания на глиняных таблич-
ках, на папирусах, на пергаменте и на восковых
табличках для временного хранения. Так вот,
сохранилось более 20 тыс. глиняных табличек,
а всё остальное истлело. То есть, сохранили ин-
формацию только те носители, которые были
выполнены из химически стойких материалов
(рис. 1). Что такое глина? Глина — это суспен-
зия двуокиси кремния и окиси алюминия, и
когда она спекается, то превращается в химиче-
ски стойкую и прочную керамику. Всего до нас
дошло около 100 тыс. табличек разных стран и
народов, но наиболее древние и интересные из
них — это таблички шумеров, датируемые кон-
цом ІІІ тыс. до н.э. На табличках записано око-
ло 12 тыс. произведений, причем есть такие,
которые исследователи до сих пор не могут по-
нять. Далеко не все из них опубликованы. Там
есть очень интересная информация, например
о том, что уже в те далекие времена делались
операции по лечению катаракты, описаны уни-
кальные знания в области математики, гене-
тики, об устройстве Солнечной системы. Это
пример того, что если мы предпримем усилия
для того, чтобы все знания, которыми сегодня
обладает человечество, надежно сохранить, то,
может быть, они потом дойдут до следующих
поколений.
Так на чем же хранить информацию? Та-
блички шумеров сохранили информацию бла-
годаря тому, что она наносилась в виде рельефа
на химически и термически стойкую поверх-
ность табличек из глины. Даже восковые вали-
ки Эдисона, на которых по окружности алмаз-
ной иглой была записана информация в виде
рельефа глубиной всего несколько микрон, все
равно сохранили информацию на протяжении
вот уже более 100 лет, если они не были поца-
рапаны или их не съедала плесень из-за плохих
Рис. 1. Хранение информации в древности: а — клино-
писная табличка шумеров с описанием причин разру-
шения библейских городов Содома и Гоморры, 700 г.
до н.э.; б — стела храма Рамсеса IV, 1100 г. до н.э.
а б
26 ISSN 0372-6436. Вісн. НАН України, 2014, № 4
З КАФЕДРИ ПРЕЗИДІЇ НАН УКРАЇНИ
условий хранения. Таким образом, многократ-
но подтверждается идея, что все-таки лучшим
способом хранения информации является ее
запись в виде рельефа на однородной поверх-
ности. По такому пути мы и пошли, начав в
1975 г. разработку первого в мире накопителя
на оптических дисках. Сегодня этот образец
находится в Политехническом музее Украины,
он практически на 10 лет опередил компакт-
диски и в его конструкции заложены основные
физические принципы, которые повсеместно
применяются теперь при создании современ-
ных оптических дисков. За что сегодня фирма
Phillips получает роялти от производителей
компакт-дисков? За формат представления
данных. А все физические основы были разра-
ботаны нами ранее.
Первый диск был изготовлен на подложке
из силикатного стекла. Но стекло, хотим мы
или нет, щелочное, и какие бы мы ни наносили
на поверхность стойкие защитные покрытия,
время берет свое, идет коррозия. В Ужгород-
ском научно-технологическом центре матери-
алов оптических носителей информации на-
шего института синтезированы и исследованы
сотни различных материалов для регистрации
информации, на которых ее можно хранить
30—50 лет. Но когда идет речь о хранении ин-
формации в течение сотен и тысяч лет, необхо-
димо использовать высокопрочные, химиче-
ски стойкие, жаропрочные, прозрачные мате-
риалы для защиты информационного рельефа.
Все остальные методы записи (магнитная за-
пись, любой другой рельефный метод, когда
информация записывается на открытую по-
верхность) долговременного хранения не га-
рантируют.
Быстрое и широкое распространение пер-
сональных компьютеров потребовало созда-
ния технологии массового распространения
больших объемов информации. Для этих це-
лей оказалось востребованным производство
оптических дисков (компакт-дисков) методом
инжекционного литья из прозрачного поли-
карбоната. Эта технология позволила решить
массу актуальных проблем, однако каждый
следующий шаг по увеличению плотности за-
писи данных (DVD, Blu-ray) приводил вместе с
увеличением емкости к существенному умень-
шению их надежности и уменьшению срока
хранения информации. С увеличением плот-
ности записи информации толщина защит-
ного слоя от модели к модели уменьшилась с
1,2 мм для CD до 0,6 мм для DVD и, наконец,
до 0,1 мм для оптических дисков Blu-ray.
Сегодня предпринимается много попыток
использовать различные герметизирующие и
регистрирующие покрытия ради решения про-
блемы долговременного хранения информа-
ции применительно к существующей техноло-
гии производства компакт-дисков. Однако в
связи с тем, что температура плавления поли-
карбоната составляет всего 250 °С, а рабочая
температура не должна превышать 110 °С, все
больше исследователей видит необходимость
увеличивать теплостойкость подложки опти-
ческих дисков. Разработок много. Опираясь на
закон Аррениуса и правило Вант-Гоффа, мож-
но сделать вывод, что наиболее химически
стойкими являются высокотемпературные ма-
териалы. Среди оптически прозрачных мате-
риалов сапфир является самым высокотемпе-
ратурным и самым твердым после алмаза ма-
териалом, обладающим вплоть до высоких
температур высокой химической стойкостью
как к щелочам, так и к кислотам. Поэтому сап-
фир необходимо рассматривать как наиболее
перспективный материал для создания подло-
жек оптических дисков для долговременного
хранения данных (рис. 2).
Важно отметить, что все исследования по
созданию систем долговременного хранения
информации связаны исключительно с созда-
нием различных типов оптических запоминаю-
щих устройств. Разработки осуществляются
очень широким фронтом. Сегодня очень широ-
ко популяризируется М-диск. Он отличается
от стандартного компакт-диска лишь тем, что
вместо фталоцианинов в качестве регистри-
рующего материала используется неоргани-
ческий многокомпонентный сплав, очень по-
хожий на халькогенидные стекла, которые мы
использовали 30 лет назад. Разработчики обе-
щают срок хранения информации тысячу лет,
ISSN 0372-6436. Вісн. НАН України, 2014, № 4 27
З КАФЕДРИ ПРЕЗИДІЇ НАН УКРАЇНИ
но это нереально, потому что поликарбонат из-
за низкой температуры плавления достаточно
быстро деградирует, и сегодня уже известны
микробы, которые разрушают его поверхность.
Очень интересна разработка французов. Для
того чтобы хранить информацию о ядерных за-
хоронениях, они предлагают, например, взять
два сапфировых диска диаметром 200 мм, вну-
три нанести информацию на слой платины и
затем пластины запаять. Стоимость такого
диска с записанной информацией составля-
ет 10 тыс. евро и использоваться они будут,
видимо, только для некоторых экзотических
применений. В этой разработке важно то, что
в качестве подложки используется сапфир, но
не для цифровой, а для проекционной системы
представления информации.
Очень интересным является метод записи
информации в объеме кварцевой пластины в
виде микроповреждений, создаваемых фем-
тосекундным лазером. Почему-то у них есть
надежда, что такие микроповреждения будут
сохраняться в кварце миллионы лет. Но даже
если и удастся со временем реализовать такую
систему, она будет уникальна, будет использо-
ваться в крупных информационных центрах,
Рис. 2. Оценка температурной стабильности подложек оптических дисков
Рис. 3. Компенсация поляризационных аберраций в сапфировой подложке
28 ISSN 0372-6436. Вісн. НАН України, 2014, № 4
З КАФЕДРИ ПРЕЗИДІЇ НАН УКРАЇНИ
но не для массовых пользователей, которых се-
годня значительно больше миллиарда.
Ситуация отчаянная. Если зайти на сайты,
особенно американские, обсуждающие проб-
лемы долговременного хранения данных, то
там от безысходности предлагают вернуться к
хранению цифровых файлов на высококаче-
ственной бескислотной бумаге, которая гаран-
тированно может хранить информацию около
200 лет. Между прочим, Алексей Семенович
Онищенко нам давно внушил, что если созда-
вать носители для долговременного хранения,
то они должны иметь время хранения значи-
тельно большее, чем время хранения информа-
ции на хорошей бумаге.
В чем же суть нашего подхода к созданию
оптических дисков для долговременного хра-
нения информации? Мы долго не могли осуще-
ствить высококачественную фокусировку ла-
зерного пучка при прохождении его через сап-
фировую подложку. Много образцов было из-
готовлено в Институте монокристаллов, много
было проведено экспериментов, пока, наконец,
не появилась идея сделать такую оптическую
систему, которая создает противоположные по
знаку поляризационные искажения и таким
образом компенсирует поляризационные иска-
жения сапфировой подложки (рис. 3).
Вот простая иллюстрация (рис. 4). Самая
первая фотография сделана без компенсирую-
щей поляризационной пластинки, а другая — с
компенсирующей поляризационной пластин-
кой на сапфире. Сразу видно, что изображение
существенно улучшается, но это самая первая
проба. Мы ее храним как первую историче-
скую фотографию. Таким образом, путь к тому,
чтобы использовать самый высокопрочный,
самый высокостабильный материал, который
к тому же производится в массовом количе-
стве, открыт.
Теперь уже стоит вопрос: как же такие сап-
фировые диски использовать? Наверное, са-
мое простое решение состоит в том, чтобы
максимально использовать технологические,
аппаратные и программные разработки всего
семейства сегодняшних компакт-дисков. Оче-
видно, что производство сапфировых дисков,
аналогичных форматам CD-ROM и DVD-
ROM, может быть налажено на существую-
щих комплексах по изготовлению дисков-
оригиналов компакт-дисков после некоторой
их модернизации. Сегодня в мире работает бо-
лее тысячи таких комплексов, имеющих про-
изводительность около 100 дисков в сутки, и
переоснащение даже пятой части из них под
производство сапфировых дисков позволит
организовать выпуск около 10 млн дисков на
сапфире в год, что может оказаться вполне до-
статочным для старта производства.
На следующих этапах могут быть адапти-
рованы и технологии, осуществляющие одно-
кратную запись (CD-R) и многократную пере-
запись информации (CD-RW). Применение
для этих стандартов сапфировых подложек
позволит использовать регистрирующие мате-
риалы с более высокими температурами фазо-
вых переходов и существенно увеличить срок
хранения информации. Основной физической
предпосылкой для этого является увеличение
мощности синих полупроводниковых лазеров
в десятки раз и существенное улучшение пара-
метров оптических систем.
Важнейшим фактором, определяющим мак-
симальный срок хранения информации, явля-
ется стойкость металлического отражающего
покрытия, которое одновременно выполняет
защитные функции. Ответ на многие вопро-
сы стойкости металлических покрытий на
поверхности сапфира дает комплекс исследо-
ваний, проведенных в Институте проблем ма-
териаловедения под руководством академика
Ю.В. Найдича. Показана высокая стойкость
пленок ванадия и хрома вплоть до темпера-
туры 800°С. Использование платины и родия
Рис. 4. Качество фокусирования системы: а — без ком-
пенсирующей поляризационной пластинки; б — с при-
менением пластинки
ISSN 0372-6436. Вісн. НАН України, 2014, № 4 29
З КАФЕДРИ ПРЕЗИДІЇ НАН УКРАЇНИ
может еще больше поднять температурную
стойкость отражающего покрытия.
Самый первый оптический диск на сапфи-
ре, который мы сделали, это диск диаметром
80 мм и толщиной 0,71 мм. При записи по стан-
дартной технологии CD-ROM на таком диске
помещается 210 Мб информации. Дальнейшие
наши шаги будут сделаны в создании CD-ROM
дисков диаметром 120 мм и емкостью 700 Мб и
DVD-ROM дисков емкостью 4,7 Гб (рис. 5).
Что же нужно сделать пользователю, что-
бы иметь возможность читать такие диски?
В общем-то, к счастью, совсем немного — при-
клеить кварцевую компенсационную пластин-
ку толщиной 0,5 мм и размером 6×6 мм на объ-
ектив считывателя компакт-диска. Это может
сделать сам пользователь или же персонал на
любой сервисной станции. Вот таким образом
возможен быстрый переход на оборудование
для работы с сапфировыми дисками.
Мы сомневались, докладывать ли Борису
Евгеньевичу об этих результатах. Но когда
25 января этого года Укрпатент после про-
ведения патентного поиска сообщил нам, что
аналогов такой системы в мире не существует,
мы с Владимиром Петровичем Семиноженко
сразу доложили Борису Евгеньевичу Патону,
и поэтому доклад в короткий срок был постав-
лен на заседание Президиума НАН Украины.
За это ему большое спасибо.
Когда возник вопрос, что же записать на
первый в мире сапфировый оптический диск,
мы сразу решили записать на него фонограмму
выступления Виктора Михайловича Глушкова
на заседании Президиума АН УССР 11 ноября
1976 г. Он выступил с горячей поддержкой
нашего совместного с Георгием Евгеньевичем
Пуховым доклада по созданию первых в мире
накопителей информации на оптических дис-
ках и в дальнейшем активно поддерживал эту
разработку.
Спасибо за внимание!
Академик НАН Украины
В.П. Семиноженко
В 1998 г. мы с Вячеславом Васильевичем
[Петровым] присутствовали на одном из заседа-
ний, на котором выступал посол Соединенных
Штатов господин Уильям Грин Миллер. В его
выступлении прозвучало, что мы иногда неза-
служенно забываем о том, что оптический ме-
тод записи информации впервые был предло-
жен здесь, в Украине, в Киеве, но реализовали
эту технологию в США. И тогда у нас впервые
зародилось, так сказать, желание в чем-то ре-
абилитироваться — ведь это о наших работах
шла речь.
Второй эпизод (а их было много) относился
к печальному событию 2001 года — это извест-
ная трагедия во Всемирном торговом центре в
Нью-Йорке. Среди самых масштабных потерь
(в первую очередь, конечно, гибель более 2700
человек) была и огромная материальная потеря
информации на всех носителях в этих зданиях.
Подсчитать и оценить этот ущерб невозможно,
то есть он на несколько порядков превосходит
стоимость самих зданий. В качестве примера
приводят гибель сорока с лишним тысяч нега-
тивов фотографий Джона Ф. Кеннеди, снятых
личным фотографом президента.
И вот сейчас, когда мы имеем дело с мас-
совым внедрением цифровых технологий в
науке, бизнесе и даже в обычных домашних
условиях, уже миллиарды людей задумывают-
ся над вопросом: как сохранить информацию,
например домашний архив? За фотопленки
Рис. 5. Академик В.В. Петров демонстрирует первый в
мире оптический диск на сапфире
30 ISSN 0372-6436. Вісн. НАН України, 2014, № 4
З КАФЕДРИ ПРЕЗИДІЇ НАН УКРАЇНИ
еще как-то спокойнее, ведь они хранятся лет
50—100, если их не очень сушить, нормально
сохранять и, конечно, избегать пожаров. А на
любом другом носителе уверенности, что не
слетит информация, нет, ведь современные
магнитные, оптические и твердотельные на-
копители хранят ее всего несколько лет. Боль-
шие компании переписывают свою служебную
информацию. Даже сейчас в облаках все дер-
жат информацию с двойным-тройным дубли-
рованием, но это огромнейшая головная боль.
Я уже не говорю о том, что документацию, со-
держащую коммерческие секреты, или закры-
тую информацию в облаках размещать риско-
ванно. Современные технологии дублирова-
ния, резервирования и хранения информации
на различных носителях могут существенно
продлить сроки ее хранения, если температу-
ра не превышает 60—80 °С, однако повышение
температуры до 100 °С и особенно возникно-
вение пожара приводит к полной потере ин-
формации. В мире сегодня широким фронтом
ведутся исследования по созданию технологий
хранения информации на высокотемператур-
ных носителях, таких как кварц, платиновые и
вольфрамовые подложки и т.д.
Вот так и родилась у нас идея: а давайте
сделаем аналог оптического диска не на по-
ликарбонате, который совершенно ненадежен
по всем параметрам, а на сапфире. Конечно,
уникальные физико-технические характери-
стики сапфира давно привлекают внимание
исследователей. Сегодня широко обсуждается
технология хранения уникальной информа-
ции, предложенная французскими исследо-
вателями, когда информация хранится в виде
микроизображений на тонкой платиновой
пленке, нанесенной на сапфировый диск диа-
метром 200 мм. По сути это обычная микрофи-
ша на сапфировом диске. Наверное, найдутся
важные применения этой технологии, но это
возврат к аналоговым технологиям, требую-
щий создания новых достаточно дорогих тех-
нических средств, потеря уникальных возмож-
ностей, которые дает цифровое представление
информации.
Мы же с Вячеславом Васильевичем попы-
тались применить сапфировые оптические ди-
ски в современных цифровых системах хране-
ния информации. А вот как сделать так, чтобы
все домашние системы, которые есть у каждого
дома или на работе, можно было использовать
с минимальной переделкой, чтобы она [техно-
логия] была реально применима для широко-
масштабного использования? Фактически все
эти годы ушли на отработку технологических
процессов, которые привели уже к созданию
первого в мире цифрового сапфирового опти-
ческого диска диаметром 80 мм, который мож-
но установить на любой современный оптиче-
ский дисковод после очень простой коррекции
его оптической схемы. И, конечно же, уже в
ближайшее время мы изготовим первую пар-
тию сапфировых оптических дисков диаме-
тром 120 мм для проведения испытаний.
Вот почему мы тогда обратились к идее
сапфировых дисков. Ведь это уникальный ма-
териал, данный нам природой. Он по твердо-
сти уступает только алмазу, а по химической
стойкости и жаропрочности существенно его
превышает. Отличительной особенностью
изделий из сапфира является комплекс уни-
кальных свойств для использования их в экс-
тремальных условиях. Сапфир обладает вы-
сокой твердостью, химической инертностью,
высокой тепло проводностью, прозрачностью
в широком спектральном диапазоне, сопро-
тивляемостью термическому растрескиванию,
износоустойчи востью, высокой температурой
плавления. Он идеально подходит для опти-
ческих окон при работе в экстремальных усло-
виях в военной, научной и гражданской сфере
использования, где материал работает продол-
жительное время, не меняя своих свойств.
В настоящее время наиболее широко при-
меняемыми методами выращивания сапфира
являются:
1) метод Киропулоса (Rubicon, США; «Мо-
нокристалл», Россия);
2) метод Степанова (Kyocera, Япония);
3) метод теплообмена (GT Advanced Tech,
США).
В Украине, в НТК «Институт монокристал-
лов» НАН Украины, разработана новая техно-
логия выращивания больших кристаллов сап-
фира методом горизонтальной направленной
ISSN 0372-6436. Вісн. НАН України, 2014, № 4 31
З КАФЕДРИ ПРЕЗИДІЇ НАН УКРАЇНИ
Рис. 6. Сапфировые диски для оптических носителей долговременного хранения информации
Рис. 7. Опытно-промышленный участок изготовления оптических сапфировых дисков
32 ISSN 0372-6436. Вісн. НАН України, 2014, № 4
З КАФЕДРИ ПРЕЗИДІЇ НАН УКРАЇНИ
кристаллизации (ГНК) в защитной газовой
среде. Данная технология специально была раз-
работана для получения крупных монокристал-
лов сапфира в форме пластин с высокими опти-
ческими и структурными характеристиками.
Новая технология метода ГНК дает возмож-
ность получать кристаллы сапфира высокого
оптического качества и структурного совер-
шенства с рекордной толщиной пластин при-
близительно 80 мм и габаритами 500×350 мм2.
Эта разработка позволила также повысить
рентабельность производства сапфира и выве-
сти метод ГНК на передовые позиции в мире
по экономической эффективности.
Для метода ГНК характерны следующие
основные преимущества:
1) высокое оптическое качество и однород-
ность оптических свойств во всем объеме кри-
сталла;
2) возможность выращивания больших мо-
ноблочных пластин сапфира различных кри-
сталлографических ориентаций, в том числе
с ориентацией (0001) на поверхности, что не-
возможно для большинства из перечисленных
методов;
3) высокие технико-экономические показа-
тели при выращивании кристаллов и изготов-
лении из них оптических элементов больших
размеров, такие как:
• высокий процент выхода годной продук-
ции (возможность выращивания кристалла
под определенный размер изделия);
• использование менее дорогостоящей ших-
ты отечественного производства;
• технологичность и простота кристалли-
зационного оборудования, а также удобство в
порезке и обработке плоских заготовок из вы-
ращенных кристаллов.
Очень важным при использовании изделий
из сапфира, например в качестве оптических
дисков для хранения, распространения и архи-
вирования цифровой информации, является
стабильность его характеристик во времени,
оптическое и структурное качество материа-
ла, а также качество обработки поверхности.
Поэтому этим свойствам сапфировых изделий
уделяется особое внимание.
Разработан полный технологический цикл
изготовления сапфировых пластин различ-
ных размеров. При использовании сапфиро-
вых пластин в качестве оптических носителей
информации к функциональной поверхности
сапфира предъявляются жесткие технические
требования: отсутствие нарушенного припо-
верхностного слоя и поверхностных дефек-
тов, низкий уровень шероховатости рабочей
поверхности — поверхность должна быть зер-
кально отполирована. Изготавливаемые в на-
стоящий момент и прошедшие испытания сап-
фировые диски удовлетворяют необходимым
требованиям и имеют следующие технические
характеристики (см. рис. 6).
В институте создан опытно-промышленный
участок изготовления оптических сапфировых
дисков. Производственный цикл представляет
собой многостадийное производство, начиная
от роста сапфира и заканчивая получением го-
товых оптических дисков (рис. 7).
Благодаря широкому фронту исследований
институтов НАН Украины мы имеем практи-
чески весь набор высоких технологий для соз-
дания в кратчайший срок чрезвычайно важно-
го для современной информатики продукта,
которым являются сапфировые оптические
диски для долговременного хранения инфор-
мации. К такой информации, в первую оче-
редь, относится весь спектр фундаментальных
научных знаний, накопленных человечеством:
научная информация о земле, генетическая
информация существующего биологическо-
го мира и многое другое. Таким образом про-
веденные исследования создают возможность
долговременного сохранения информации в
цифровой форме как для современников, так и
для наших далеких потомков.
Благодарю за внимание.
От редакции: Интерес к этой работе в
мире настолько велик, что интервью акаде-
мика НАН Украины В.В. Петрова «Сапфи-
ровая вселенная», опубликованное в газете
«Зеркало недели» 15 февраля 2014 года, в те-
чение 5 дней было процитировано на 76400
сайтах мира.
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-69363 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0372-6436 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-11-28T23:29:54Z |
| publishDate | 2014 |
| publisher | Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Петров, В.В. Семиноженко, В.П. 2014-10-11T20:10:32Z 2014-10-11T20:10:32Z 2014 Новітня технологія довготривалого зберігання інформації на сапфірових оптичних дисках (стенограма спільної доповіді на засіданні Президії НАН України 12 лютого 2014 р.) / В.В. Петров, В.П. Семиноженко // Вісн. НАН України. — 2014. — № 4. — С. 24-32. — рос. 0372-6436 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/69363 Интерес к этой работе в мире настолько велик, что интервью академика НАН Украины В.В. Петрова «Сапфировая вселенная», опубликованное в газете «Зеркало недели» 15 февраля 2014 года, в течение 5 дней было процитировано на 76400 сайтах мира. ru Видавничий дім "Академперіодика" НАН України Вісник НАН України З кафедри Президії НАН України Новітня технологія довготривалого зберігання інформації на сапфірових оптичних дисках (стенограма спільної доповіді на засіданні Президії НАН України 12 лютого 2014 р.) Modern Technology of Long-Term Data Storage on Sapphire Optical Discs (Transcript of Joint Report at NAS of Ukraine Presidium Meeting 12 February 2014) Article published earlier |
| spellingShingle | Новітня технологія довготривалого зберігання інформації на сапфірових оптичних дисках (стенограма спільної доповіді на засіданні Президії НАН України 12 лютого 2014 р.) Петров, В.В. Семиноженко, В.П. З кафедри Президії НАН України |
| title | Новітня технологія довготривалого зберігання інформації на сапфірових оптичних дисках (стенограма спільної доповіді на засіданні Президії НАН України 12 лютого 2014 р.) |
| title_alt | Modern Technology of Long-Term Data Storage on Sapphire Optical Discs (Transcript of Joint Report at NAS of Ukraine Presidium Meeting 12 February 2014) |
| title_full | Новітня технологія довготривалого зберігання інформації на сапфірових оптичних дисках (стенограма спільної доповіді на засіданні Президії НАН України 12 лютого 2014 р.) |
| title_fullStr | Новітня технологія довготривалого зберігання інформації на сапфірових оптичних дисках (стенограма спільної доповіді на засіданні Президії НАН України 12 лютого 2014 р.) |
| title_full_unstemmed | Новітня технологія довготривалого зберігання інформації на сапфірових оптичних дисках (стенограма спільної доповіді на засіданні Президії НАН України 12 лютого 2014 р.) |
| title_short | Новітня технологія довготривалого зберігання інформації на сапфірових оптичних дисках (стенограма спільної доповіді на засіданні Президії НАН України 12 лютого 2014 р.) |
| title_sort | новітня технологія довготривалого зберігання інформації на сапфірових оптичних дисках (стенограма спільної доповіді на засіданні президії нан україни 12 лютого 2014 р.) |
| topic | З кафедри Президії НАН України |
| topic_facet | З кафедри Президії НАН України |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/69363 |
| work_keys_str_mv | AT petrovvv novítnâtehnologíâdovgotrivalogozberígannâínformacíínasapfírovihoptičnihdiskahstenogramaspílʹnoídopovídínazasídanníprezidíínanukraíni12lûtogo2014r AT seminoženkovp novítnâtehnologíâdovgotrivalogozberígannâínformacíínasapfírovihoptičnihdiskahstenogramaspílʹnoídopovídínazasídanníprezidíínanukraíni12lûtogo2014r AT petrovvv moderntechnologyoflongtermdatastorageonsapphireopticaldiscstranscriptofjointreportatnasofukrainepresidiummeeting12february2014 AT seminoženkovp moderntechnologyoflongtermdatastorageonsapphireopticaldiscstranscriptofjointreportatnasofukrainepresidiummeeting12february2014 |