Введение к работе
Актуальность темы
В любой сфере деятельности человечества информация хранится, обрабатывается, передается с помощью специальных устройств - носителей информации. Современную жизнь невозможно представить без цифровых носителей информации. Так основным средством хранения информации в вычислительных системах различного назначения в настоящее время по-прежнему являются накопители на жестких магнитных дисках (винчестеры). В тоже время широко используются оптические и магнитооптические энергонезависимые носители. Материалы, структуры, конструкции носителей информации и, следовательно, их технические характеристики постоянно совершенствуются.
При этом возникает законный вопрос: как влияют различные внешние воздействия на активный (регистрирующий) информационный тонкопленочный слой носителей информации? Данная проблема имеет два направления. Во-первых, данное направление защиты информации при попадании носителя в условия, когда непредвиденное внешнее воздействие может повредить информацию. Во-вторых, целенаправленное уничтожение информации с носителя. Если первое направление касается, например, работы электронного устройства с носителями в агрессивных средах, при мощных излучениях, например в космосе. Целенаправленное уничтожение информации с носителя чрезвычайно актуально, в связи с возможностью несанкционированного доступа к ней. Важность данной проблемы возрастает для случаев специальных документов, уничтожение которых должно быть гарантировано и максимально оперативно. Прекрасным подтверждением данного утверждения является тот факт, что для уничтожения информации с магнитных носителей в различных странах выпускаются целые серии разнообразных приборов. Имеются сообщения о выпуске аппаратуры для уничтожения информации с флеш-носителей. Но, несмотря на то, что оптические и магнитооптические носители занимают значительную нишу в средствах хранения информации, подобных исследований в литературе не опубликовано.
Целью диссертационной работы является исследование и разработка процессов, а также принципов преобразования активного (регистрирующего) информационного тонкопленочного слоя и создание оборудования для изменения структурного состояния оптических и магнитооптических носителей информации.
Для достижения поставленной цели, необходимо решить ряд задач. Задачи:
1. Анализ материалов, структуры современных оптических и магнитооптических носителей информации с целью определения внешних воздействий, которые влияют на свойства активного (регистрирующего) информационного тонкопленочного слоя;
-
Проведение комплексных исследований внешних воздействий на информационные слои современных оптических и магнитооптических носителей информации с целью 1) выявления процессов, происходящих под действием внешних воздействий, и 2) определения требуемых характеристик для внешних воздействий, необходимых для тех или иных преобразований активного (регистрирующего) информационного тонкопленочного слоя;
-
Разработка стендов и экспериментальное моделирование внешних воздействий на современные оптические и магнитооптические носители информации с целью окончательного анализа процессов перестройки в информационных слоях носителей информации и уточнения режимов воздействий;
-
Разработка и создание приборов для гарантированного и экстренного уничтожения информации с оптических и магнитооптических носителей.
Научная новизна:
1. Показано, что комплексные экспериментальные исследования
соединения GST225, используемого в тонкопленочных слоях носителей информации, описываются электронной теорией эффекта переключения в халькогенидных стеклах;
2. На основе экспериментальных исследований характеристик оптических
носителей различного типа в видимом и ближнем ИК-диапазоне, выбраны спектральные диапазоны для эффективного воздействия на них внешнего лазерного излучения;
3. В результате экспериментальных исследований устойчивости опти-
ческих носителей информации к воздействию тепловым ударам и СВЧ излучению, сделан вывод об эффективности использования СВЧ излучения, для преобразования информационных слоев оптических носителей;
4. Определены основные параметры внешнего воздействующего
излучения для уничтожения информации с оптических носителей;
5. На основе экспериментальных исследований ориентационных фазовых
переходов в материалах, составляющих основу магнитооптических носителей информации, под воздействием внешних постоянных и импульсных магнитных полей, определены основные параметры внешних магнитных полей для уничтожения информации с магнитооптических носителей;
6. Предложены оригинальные методы для электромеханического
уничтожения информации на оптических и магнитооптических носителях;
7. Разработаны, сконструированы и созданы новые приборы для
уничтожения информации с оптических и магнитооптических носителей информации;
Практическая ценность работы заключается в том, что:
1. Разработанный прибор для уничтожения информации на
магнитооптических носителях серийно выпускается на заводе;
2. Макет переносного прибора для уничтожения информации с
оптических носителей информации, проходит необходимые испытания
для последующего серийного производства. Представленные в диссертации исследования выполнены в рамках НИР «Магнит», НИР «Слепота К-2», инновационной НИОКР «Слепота П».
Достоверность и обоснованность полученных результатов подтверждается согласием теоретических оценок и экспериментальных результатов, использованием комплекса современных методов исследования процессов, практической реализацией научных положений и новых предложенных способов и устройств, реализацией выводов при конструировании и разработке оригинальных приборов. На защиту выносятся следующие научные положения:
1. Соединение GST225 имеет три фазовых состояний: рентгеноаморфное,
метастабильное квази-кубическое со структурой fee, и стабильное со структурой hep. Переход из стабильного кристаллического в рентгеноаморфное состояние происходит при температуре ~ 600 С, в то время когда из рентгеноаморфного в метастабильное состояние при температуре 160 С, которое при повышении температуры свыше 200 С переходит в стабильное кристаллическое состояние. Структура рентгеноаморфного состояния GST225 представляет собой кластеры, в которых атом Ge находится в положении соответствующим не октаэдрической, а тетраэдрической симметрии;
2. Для соединения GST225 переход из рентгеноаморфного в
метастабильное фазовое состояние происходит после приложение напряжения, по амплитуде превышающее величину порогового напряжения Vncp, которое составляет (1-ь4)-105В/см. Величина порогового напряжения уменьшается с ростом температуры. Для фиксации нового фазового состояния требуется некоторое время. Удельное сопротивление в метастабильном фазовом состоянии на несколько порядков меньше удельного сопротивления в рентгеноаморфном состоянии, которое составляет р=Ы010 Ом-см;
-
Для соединения GST225 фазовый переход происходит под действием лазерного облучения (к = 0,63 мкм) длительностью импульса более 10 мкс. С увеличением мощности излучения растет интенсивность перехода. Времена 1 мкс предел для фазовых превращений;
-
Фазовый переход из рентгеноаморфного в метастабильное состояние,
при приложении электрического поля, связан с образованием цепочки двухуровневых систем, а не с образованием цепочки кристалликов;
5. Излучение с длиной волны в диапазоне 330-400 нм имеет
максимальный коэффициент поглощения для рабочего слоя оптических дисков однократной записи 25 % и многократной записи от 34 % до 51 %. Подложка оптических дисков имеет полосу поглощения
в области 1380 нм, которая может быть использована для стирания информации путем нагрева диска оптическим излучением;
6. Для уничтожения информации с магнитооптических дисков следует
использовать импульсные магнитные поля с вектором напряжённости, направленным перпендикулярно плоскости диска. При напряженности поля в диапазоне 300-350кА/м, записанная на дисках информация повреждается, а при увеличении поля до 550 кА/м, информация на дисках уничтожается и диски не пригодны для повторного использования;
7. В результате воздействия теплового удара, при температурах диска
свыше 350 С, или СВЧ излучения оптические носители непригодны для дальнейшего использования. Для уничтожения информации с оптических дисков многократной записи, оптических дисков однократной записи и оптических дисков, изготовленных на заводе методом штамповки наиболее эффективен способ воздействия СВЧ излучением;
8. Разработанная конструкция, технология и методика макета переносного
прибора для гарантированного уничтожения информации с современных оптических носителей информации;
9. Разработанная конструкция, технология и методика макета для
гарантированного уничтожения информации с современных магнитооптических носителей;
-
Разработанные оригинальные метод и конструкция аппаратуры для электромеханического уничтожения информации на оптических и магнитооптических носителях;
-
Разработанные системы регистрации технических характеристик прибора обеспечивают высокую точность измерения параметров для надежного стирания информации.
Структура и объем работы
