CN101635147B - 信号检测装置和信号检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及信号检测装置和信号检测方法。一种信号检测装置包括：半导体衬底；近场光发生部分，其设置在所述半导体衬底上并在与所述半导体衬底的界面附近产生近场光；光源，其输出具有对应于所述半导体衬底的材料的带隙能量的约一半大的光子能量的波长的光；以及电流检测单元，其检测在所述近场光被产生时在所述半导体衬底中产生的光电流。

Description

信号检测装置和信号检测方法
技术领域
本发明涉及用于检测利用近场光记录在记录介质上的信号的信号检测装置和信号检测方法。 
背景技术
利用近场光的光记录和再现方法作为用于实现超高密度存储的技术引起了注意，因为该技术能够实现被认为是通常光学系统的极限的高分辨率。例如，当使用诸如固体浸没透镜(SIL)的所谓的近场光透镜时，光斑直径被认为可以减小到约100nm。 
预计在2012年左右将在硬盘中实现1T比特/平方英寸的表面记录密度。但是，为了实现与该表面记录密度相当的记录密度，必须将光斑直径设为等于或小于20nm。 
因此，为了进一步减小光斑直径，对于利用通过等离子体共振现象形成局部光斑的研发被积极执行。预计通过将局部光斑应用于相变介质，提高了相变光学记录系统的密度。 
另一方面，利用近场光再现超高密度记录信息被认为是困难的，因为难以直接观察近场光。 
作为对付该困难的措施，提出了如下的方法：将观察光照射在样品上并将参考光照在射悬臂上，所述悬臂布置在与样品的信号检测位置不同的位置上或者样品附近；将参考光与观察光比较；以及根据参考光和观察光之间的相差检测近场光(参见F.Zenhausern等的“Apertureless near-fieldoptical microscope”，Appl.Phys.Lett.，65(13)，1994(非专利文献1)和Y.Martin等的“Optical data storage read out at 256 Gbits/in2”，Appl.Phys.Lett.，71(1)，1997(非专利文献2))。 
还提出了一种如下的技术：提供以跳帽(shot-key)方式接合在半导 体衬底上的散射器；引起表面等离子体并激励半导体衬底中的载流子，由此使用散射器作为近场探针(JP-A-2002-368253)。 
发明内容
但是，在非专利文献1和2中，光学系统很复杂。此外，因为检测信号被提供有轻微的相差，所以必须利用例如锁相放大器检测信号。因此，这些方法还具有检测速度(传输速度)等方面的问题。 
在JP-A-2002-368253中，检测在跳帽接合部分中激发的载流子，以找出在半导体衬底和散射器之间流动的与入射光强度成比例的电流。但是，没有描述采用该技术的具体再现方法。换句话说，没有关于如下的建议：如何将记录在记录介质上的信息(例如由不平的凹陷形成的记录记号)、反射率变化等反映在近场光的强度上，从而改变与入射光强度成比例的电流并再现信号。 
因此，期望提供一种新的信号检测装置和新的信号检测方法，其可以利用近场光再现高密度记录信息。 
根据本发明的实施例，提供了一种信号检测装置，包括：半导体衬底；近场光发生部分，其设置在所述半导体衬底上并在与所述半导体衬底的界面附近产生近场光；光源，其输出具有与所述半导体衬底的材料的带隙能量的约一半大的光子能量对应的波长的光；以及电流检测单元，其检测在所述近场光被产生时在所述半导体衬底中产生的光电流。 
根据本发明的另一个实施例，提供了一种信号检测方法，其中，使得设置在半导体衬底上的近场光发生部分面对具有记录部分的记录介质并相对于该记录介质行进，所述记录部分的介电常数根据记录信息而改变。将具有对应于所述半导体衬底的材料的带隙能量的约一半大的光子能量的波长的光照射在所述近场光发生部分上，以在所述近场光发生部分和所述半导体衬底之间的界面附近产生近场光。使所述记录介质的、介电常数变化的所述记录部分的表面与所述近场光发生部分相互作用，以改变所述半导体衬底中的近场光强度。检测由所述半导体衬底中所述近场光的双光子吸收激发的光电流的变化，以检测所述记录介质的所述记录信息。 
根据本发明的另一个实施例，提供了一种记录介质，其中，对应于记录信息的信号由上述信号检测方法来检测。记录介质包括由介电常数根据记录信息而改变的材料制成的记录部分。在设置在半导体衬底中的近场光发生部分被面对所述记录部分并相对于该记录部分行进的状态下，将具有与所述半导体衬底的材料的带隙能量的约一半大的光子能量对应的波长的光照射在所述近场光发生部分上。当光被照射时，在所述近场光发生部分与所述半导体衬底之间的界面附近产生的近场光的强度根据所述记录部分的介电常数的变化而改变。 
如上所述，在根据本发明实施例的信号检测装置和信号检测方法中，在半导体衬底上设置近场光发生部分，并在近场光发生部分上照射光，所述光具有的波长对应于半导体衬底的材料的带隙能量的约一半大的光子能量。 
当光被照射时，通过近场光产生了在近场光发生部分与半导体衬底之间的界面附近光密度(能量密度)足够高的状态，从而在具有高能量密度的区域中发生双光子吸收现象，并且随着产生电子和空穴对而产生光电流。 
另一方面，近场光发生部分被面对具有介电常数根据记录信息改变的记录部分的记录介质并相对于该记录介质行进。于是，因为介电常数变化的记录部分的表面与近场光发生部分相互作用，所以半导体衬底中的近场光强度变化。由双光子吸收激发的光电流也根据该变化而改变。 
因此，可以通过检测在半导体衬底中产生的光电流的变化，来检测对应于记录在记录介质上记录信息的信号。 
根据本发明的实施例，可以利用近场光再现以高密度记录的信息信号。 
附图说明
图1是根据本发明第一实施例的信号检测装置的主要部分的放大剖视图； 
图2A-2C是根据本发明第一实施例的信号检测装置的主要部分的放大 俯视图； 
图3是用于解释入射光能量和带隙能量之间的关系的图线； 
图4是根据第一实施例的信号检测装置的示意图； 
图5A-5D是用于解释根据第一实施例的信号检测方法的视图； 
图6是用于根据本发明第二实施例的信号检测方法的记录介质的剖视图； 
图7是用于根据第二实施例的信号检测方法的记录介质的剖视图； 
图8A-8E是示出了制造用于根据第二实施例的信号检测方法的记录介质的方法的制造工艺图； 
图9是用于根据第二实施例的信号检测方法的记录介质的剖视图； 
图10是用于根据第二实施例的信号检测方法的记录介质的剖视图； 
图11A-11F是示出了制造用于根据第二实施例的信号检测方法的记录介质的方法的制造工艺图； 
图12A-12E是示出了制造用于根据第二实施例的信号检测方法的记录介质的方法的制造工艺图； 
图13是用于根据第二实施例的信号检测方法的记录介质的剖视图； 
图14是用于根据第二实施例的信号检测方法的记录介质的剖视图； 
图15是用于根据第二实施例的信号检测方法的记录介质的剖视图； 
图16A-16F是示出了制造用于根据第二实施例的信号检测方法的记录介质的方法的制造工艺图； 
图17是用于根据第二实施例的信号检测方法的记录介质的剖视图； 
图18A-18C是示出了制造用于根据第二实施例的信号检测方法的记录介质的方法的制造工艺图； 
图19A和19B是在近场光通过天线被照射在记录介质上的情况下通过分析温度分布得到的结果的图线； 
图20是在记录部分由颗粒形成的情况下和当记录部分由连续的膜形成时通过分析温度分布得到的结果的图线； 
图21是用于解释记录颗粒的高宽比的视图； 
图22是在记录颗粒的宽度被固定并且其高度被改变的情况下通过分 析场增强程度得到的结果的图线； 
图23是在记录颗粒的宽度被固定并且其高度被改变的情况下通过分析记录颗粒的下部中的场增强的变化率得到的结果的图线； 
图24是在记录颗粒的宽度被固定并且其高度被改变的情况下通过分析天线末端处的场增强的变化率得到的结果的图线。 
具体实施方式
下面将参考附图描述根据本发明的实施例。然而，本发明不限于这些实施例。实施例以下面的次序进行说明： 
1.第一实施例[信号检测装置的构造] 
(1)近场光发生部分的构造 
(2)近场光发生部分和电极的材料和结构 
(3)近场光发生部分和电极的平面构造 
(4)半导体衬底的材料 
(5)光源 
(6)信号检测装置的构造 
(7)信号检测装置的操作(信号检测方法) 
2.第二实施例[记录介质的构造] 
(1)记录介质的第一构造实例(记录颗粒被布置在柱状结构上的实例) 
(2)记录介质的第二构造实例(记录颗粒被布置在由不同于衬底的材料制成的柱状结构上的实例) 
(3)记录介质的第三构造实例(记录颗粒被布置在凹部中的实例) 
(4)记录介质的第四构造实例(与衬底和记录颗粒不同的材料被布置在凹部中的实例) 
(5)记录颗粒形状的分析实例 
1.第一实施例[信号检测装置的构造] 
(1)近场光发生部分的构造 
图1是用于解释根据本发明的第一实施例的信号检测方法的视图，并且是根据该实施例的信号检测装置的主要部分的示意性放大图。在图1中，设置在信号检测装置的半导体衬底3上的近场光发生部分1与记录介质100的记录部分103相对。近场光发生部分1和电极2被形成在半导体衬底3上。电流检测单元4与电极2连接。入射光Li从没有示出的光源照射。在近场光发生部分1的一端处的近场光发生位置1n中产生近场光。照射入射光Li，使得其电场振动方向(oscillation direction)P与近场光发生部分1中后叙的预定方向一致。因此，可以增大近场光强度。记录介质100的构造将在后面解释。 
(2)近场光发生部分和电极的材料和布置 
作为近场光发生部分1，可以使用散射器，该散射器中，通过入射光Li由表面等离子体的作用产生近场光，即所谓的天线(等离子体天线)。作为散射器的材料，可以使用包含例如Pt、Mg、Au、Ag和Al中的任何一种的材料或者使用Pt、Mg、Au、Ag和Al中的任何一种。近场光发生部分1只需被布置在面对半导体衬底3的表面的位置，以便充分地获得与记录介质100的相互作用。近场光发生部分1更理想地被布置成从表面突起的形状或其至少一部分从表面暴露的形状。 
电极2只需由导电材料制成。电极2可以由与近场光发生部分1相同的材料或者与近场光发生部分1不同的材料制成。在图示实施例中，电极2形成在近场光发生部分1附近。然而，电极2可以被形成在其它位置，只要在这些位置可以检测在半导体衬底3中产生的光电流。例如，电极2可以被形成为延伸到半导体衬底3内部而不阻碍半导体衬底3中的入射光的传播的形状。具体地，电极2可以被形成为这样的形状：该形状的一部分延伸到近场光发生位置1n附近。 
为了防止由于与记录介质100的碰撞等造成的损伤，例如，由多孔材料或类似物制成的垫可以被设置在近场光发生部分1周围(或为了保护电极2而设置在电极2的周围)，或者可以用电介质层覆盖电极2。此外，具有开口的光阻膜或类似物可以被设置在半导体衬底3的后表面的光入射 侧，该开口的形状不干涉入射光Li的有效直径。 
(3)近场光发生部分和电极的平面构造 
下面参考图2A-2C说明近场光发生部分1和电极2的平面构造。在图2A-2C所示的实例中，近场光发生部分1被形成为大体上平面三角形形状。然而，近场光发生部分1的形状不限于此。近场光发生部分1可以被形成为各种形状，诸如条形形状和在一端变尖而在另一端以扇形增宽的形状。在此情况下，理想的是，将近场光发生部分1加工为锥形尖锐形状，从而在作为入射光Li的中心位置的一个端部(图2A所示的实例中的一个顶点)发生由于等离子体共振导致的能量集中。这可以提高所产生的近场光强度。理想的是，将该端部较之其它区域更尖锐地形成在近场光发生位置1n。朝向与该端部相反侧的方向被设为沿入射光Li的电场振动方向p(纵向)的方向。根据产生表面等离子体的条件来选择沿此方向的长度。通过采用这样的构造，可以进一步增大近场光强度。 
在图2A所示的实例中，电极2被形成为平面方形形状。然而，电极2可以被形成为与近场光发生部分1相同的三角形形状。或者，如图2B所示，电极2可以被形成为在端部处倒圆角的条形形状。类似地，如在图2B中所示的实例所指明的，近场光发生部分1可以被形成为在顶点被倒圆角的三角形形状。此外，例如，近场光发生部分1可以被布置成使得三角形的顶点彼此相对。或者，如图2C所示，在电极2中可以设置沿入射光Li的电场振动方向延伸的部分。简而言之，电极2的平面形状可以是各种形状，只要近场光发生位置1n中的近场光强度被增强。如上所说明的，可以设置延伸到半导体衬底3内部的部分，只要该部分不阻碍半导体衬底3中的入射光的传播。 
(4)半导体衬底的材料 
作为半导体衬底3的材料，使用对于光源的波长来说具有足够透明性的材料。半导体衬底3由带隙为照射在近场光发生部分1上的入射光Li的光子能量的约2倍大的材料制成。换句话说，半导体衬底3的材料被选择 为使得照射在近场光发生部分1上的入射光Li的光子能量约为该材料的带隙能量的一半大。此外，半导体衬底3的材料还被选择为使得入射光Li的光子能量等于或小于材料的带隙能量。 
如图3所示意性示出的，半导体衬底3中的价带81和导带82之间的能隙被表示为Eg。假设光源的发射光包括处于一波长带中(即光子能量Ein)的光。在此情况下，理想的是，选择光源和半导体衬底3，以满足条件Ein≤Eg≤2Ein。换句话说，如果使用由满足条件Eg≤2Ein的材料制成的半导体衬底3，可以利用双光子吸收现象。此外，如果使用满足条件Ein≤Eg的半导体衬底3，则不会发生单光子吸收，并且在入射光Li的光斑中可以仅仅在具有高能量密度的非常小的区域中产生光电流。可以确定地产生高密度。 
作为波长和光子能量的转换，当普朗克常数被表示为h，光速被表示为c，电荷被表示为e，波长被表示为λ时，波长和光子能量根据下式进行近似转换： 
E[eV]＝h[Js]×c[m/s]/(λ[m]×e[C])＝1240/λ[nm] 
作为半导体衬底3的材料，理想的是选择SiC，AlP，ZnO，ZnS，ZnSe，GaN，and TiO2中的任意一种。这些材料的带隙如下： 
SiC：3.0eV 
AlP：2.5eV 
ZnO：3.2eV 
ZnS：3.6eV 
ZnSe：2.6eV 
GaN：3.4eV 
TiO2：3.0eV 
光子等量为在此带隙范围内的带隙能量的约一半大并等于或小于该带隙能量的波长带为344nm到992nm。在此范围内的波长满足上面所指明的波长条件。换句话说，如果使用在此波长范围中的光源，可以使用上面 所指明的半导体材料。 
例如，使用中心波长为400nm的光源，光源的光子能量被转换为约3.1eV。因此，当这些材料中具有最大带隙的ZnS被用作半导体衬底3的材料时，光子能量等于或大于带隙能量的一半，并且等于或小于带隙能量。当GaN被用作半导体衬底3时，带隙能量为3.4eV。这也满足如下条件：光子能量等于或大于带隙能量的一半，并且等于或小于带隙能量。 
(5)光源的类型和布置 
作为将光Li经由半导体衬底3照射在近场光发生部分1上的光源(没有示出)，使用这样的光源：该光源的发射光包括具有下面指明的波长的光。首先，当发射光在其电场振动方向p设定在近场光发生部分1的预定方向上的情况下被照射时，波长被选择来匹配近场光发生部分1的形状和材料，从而导致等离子体共振。根据上面指明的半导体衬底3的材料，按如下选择发射光的波长带。 
当半导体衬底材料SiC，AlP，ZnO，ZnS，ZnSe，GaN和TiO2被使用时可以应用的光源只需是如下的光源：发射光包括具有等于或大于344nm并等于或小于992nm的波长带中的任一波长或具有预定范围内的波长的光。例如，当ZnS(其带隙为3.6eV)被用作半导体衬底3的材料时，在发射光的中心波长为340nm的光源中，如果在发射光中在一定程度上包括波长等于或大于344nm的光，则可以使用该光源。 
类似地，例如，当AlP(其带隙为2.5eV)被用作半导体衬底3的材料时，如果在发射光的中心波长为1000nm的光源中，在发射光中在一定程度上包括波长等于或小于992nm的光，则可以使用该光源。因此，当使用所述半导体衬底材料时，可以使用发射光的中心波长等于或大于340nm并等于或小于1000nm的光源。 
作为光源的类型，可以使用各种光源，诸如半导体激光器、固态激光器、气体激光器和通过波长转换得到的二次谐波和三次谐波。 
光入射方向不限于图1所示的从半导体衬底3那侧的方向。可以使光从近场光发生部分1的表面那侧入射。光可以被沿着半导体衬底3的表面 从侧向照射，从斜向等照射，或者可以从这些方向中的两个或更多个方向照射。 
(6)信号检测装置的构造 
图4示出了与盘状记录介质100相对的、根据本实施例的信号检测装置50的示意图。记录介质100不限于盘状记录介质，并且可以是例如卡式记录介质。在此实例中，如图4所示，记录介质100包括处于衬底101上的记录部分103，其中信号根据介电常数的变化而被记录在记录部分103中。记录介质100被固定到支撑部分21并由其支撑，所述支撑部分21由驱动单元20(诸如主轴电机)旋转，并且所述记录介质100以交替长短线状的虚线C为中心轴线旋转。 
信号检测装置50的近场光发生部分1被布置在记录介质100的记录部分103的附近并与之相对。虽然图中没有示出，但是半导体衬底3(近场光发生部分1和电极2被形成在其上)被双轴或三轴致动器或类似物支撑，并且在启动过程中由控制系统(没有示出)布置在记录部分103的期望位置的附近并与之相对。电流检测单元4被设置在半导体衬底3上的近场光发生部分1和电极2之间。检测单元5检测由于电流变化导致的信号。 
此外，光学系统被布置在近场光发生部分1中，使得入射光Li穿过半导体衬底3照射。在图4所示的实例中，光学系统(诸如准直透镜8、偏光器7和聚光透镜6)被布置在输出具有上面指明的波长的光的光源9和半导体衬底3之间。从光源9发射的光由准直透镜8变为平行光，由偏光器7设定为预定的偏振方向，由聚光透镜6会聚，并从半导体衬底3的后表面侧朝向近场光发生部分1照射。虽然在图中没有示出，但是例如，用于使得整个信号检测装置50可以沿盘状记录介质100的径向移动的机构被设置在信号检测装置50中。近场光发生部分1被布置成与记录介质100的记录区域的整个表面相对。 
(7)信号检测装置的操作(信号检测方法) 
作为实例，参考图1说明用于在根据本实施例的信号检测装置50中检测记录介质100的由相变材料制成的记录部分103中所记录的信号的操作。 
通过使用由上述材料制成并具有上述构造的近场光发生部分1、半导体衬底3和光源9，如图1所示，可以在近场光发生部分1和半导体衬底3之间的界面产生近场光。电流检测单元4可以检测由双光子吸收产生的光电流。下面说明该操作的形式。 
假定近场光发生部分1被形成为由GaN或类似物制成的半导体衬底3上的由金属(诸如Au)制成的散射器。例如由与之相同的材料制成的电极2被形成在半导体衬底3上的分开的位置处。固定的电压由没有示出的电压施加单元施加在近场光发生部分1和电极2之间。 
记录介质100的记录部分103的材料只需是根据介电常数的变化而记录信息的材料。例如，可以使用相变材料，诸如GeSbTe。如图1所示，根据记录信息预先通过相变形成记录区域103a和非记录区域103b。作为记录部分103的材料，除了相变材料之外，还可以应用介电常数发生足够变化的材料。此外，如图1所示，记录部分103的形状不限于图1所述的平面表面，而可以是各种形状。不平坦结构等可以存在于记录部分103上。这样的记录介质100的具体构造实例将在下面在本发明的第二实施例中进行详细说明。 
例如，近场光发生部分1被布置成与形成有记录区域103a和非记录区域103b的记录介质100以约几纳米的距离相对。在此状态下，近场光发生部分1上的光源9(诸如半导体激光二极管)从半导体衬底3那侧照射光。如上所述，因为入射光Li的电场振动方向p和近场光发生部分1的纵向被设为同一方向，并且沿所述纵向的长度等被适当选择，因此产生表面等离子体。基于表面等离子体的产生，在近场光发生部分1的一个尖端处的近场光发生位置ln附近的、包括半导体衬底3内部在内的区域中，产生近场光Ln。此时，虽然图中没有示出，在近场光发生位置ln的记录介质100那侧也产生近场光。原则上，记录操作是可能的。 
这样，在被设置为与近场光发生部分1接触的半导体衬底3中也强烈 地产生近场光Ln。如上所述，光源9和半导体衬底3的材料被选择为使得在光源9中，发射光包括具有波长对应于半导体衬底3的材料的带隙的约一半大的光。例如，当半导体衬底3由GaN制成时，带隙能量为约3.4eV，与之对应的光子能量的波长为365nm。因此，作为光源9，选择发射光中包括波长近似等于730nm的光的光源。利用此结构，在半导体衬底3中的具有高能量密度的区域中发生双光子吸收现象。随着电子和空穴对的产生而产生光电流。此时，如上所述，因为对应于该波长的光子能量等于或小于带隙能量。可以主要地发生双光子吸收现象。这样的电流随着近场光强度的变化而合调地(in tune)波动，并随着根据近场光发生部分1和记录部分103的介电常数的变化之间的相互作用的信号的变化而合调地变化。 
记录部分103的记录区域103a和非记录区域103b的介电常数是不同的。因此，根据记录介质100和信号检测装置50的相对运动，如图5A示意性地示出的，在记录部分103的表面上介电常数随时间变化。介电常数是作为对于电场的极化响应所决定的特性值。因此，在近场光发生部分1的记录介质100侧产生的近场光与记录介质100中的极化的相互作用程度导致近场光发生部分1和半导体衬底3之间的界面中近场光强度的不同，从而导致光电流的不同。因为相变材料被用于记录部分103，所以可以根据相变状态的变化而局部改变极化状态，并且将极化状态的变化反映在光电流的变化上，以检测信号。因为近场光发生部分1中的近场光的发生状态根据介电常数的变化而变化，所以如图5B所示，近场光强度变化。换句话说，近场光的强度根据记录部分103的表面(其介电常数变化)和近场光发生部分1的相互作用而变化。 
根据近场光强度的变化，如图5C所示，双光子吸收现象的发生的瞬时概率发生波动。根据双光子吸收的瞬时概率(即，与近场光强度合调)，如图5D所示，在半导体衬底3中检测到的电流也改变。 
因此，所检测的电流的变化被转换成反映记录介质100上的记录区域103a和非记录区域103b的信号。该信号可以利用近场光被直接检测。近场光是在极端局部的区域中产生的光。因此，可以以等于或小于记录部分 103中的记录区域103a和非记录区域103b之间的约100mm的间距读出非常小的记录记号。 
如上所述，在根据本实施例的信号检测装置50中，根据介电常数的变化来记录信息，并且近场光发生部分1与记录介质100相互作用，导致介电常数变化。因此，半导体衬底3中的近场光强度变化。具体地，照射在近场光发生部分1上的光的波长被选择，使得光子能量为约半导体衬底3的材料的带隙能量的大约一半大并且等于或小于带隙能量。这使得可以通过利用双光子吸收过程以高的分辨率利用近场光检测高密度的记录信息。 
2.第二实施例[记录介质的构造] 
利用根据第一实施例的信号检测装置50，有望通过再现例如相变记录介质100的记录信号，提高相变光学记录系统的密度，其中，所述相变记录介质100包括由介电常数变化的材料制成的记录部分。在增大相变光学记录系统的密度的实施方式中，根据下面说明的发明设计可以有望提高记录和再现特性。 
当由相变材料制成的连续的膜被提供作为记录介质100中的记录部分103时，记录记号的尺寸被认为依赖于光斑的尺寸。即使在记录过程中，当采用利用散射器或类似物照射近场光的方法时，在近场光场进入相变膜时近场光场也可能迅速减弱，并且分布区域可能增宽。结果，相变膜上温度升高到记录温度的区域较之由原始近场光所形成的光斑直径可能极度增宽。在此情况下，即使通过使用产生等离子体的散射器(天线)或SIL等执行记录，也可能难以实现目标记录记号的精细化。在信号检测装置50进行信号检测的过程中，升温区域也被认为比光斑直径宽。可能难以精确地再现信号。 
为了避免这样的风险，在本实施例中，使用如下的记录介质：该记录介质由例如在对于工作波长透明的衬底上以固定间隔规则排列的记录颗粒形成，所述记录颗粒随着光或热发生相变。工作波长包括记录过程中所使用的记录光的波长。理想的是，工作波长还包括图4等中所示的信号检测 装置50中所使用的光源9的发射光的波长。在再现过程中，利用小于记录功率的功率照射光。然而，可以确定地防止由于能量密度的局部集中等导致的不必要的相变。当在记录和再现中使用不同波长带的光时，还可以使用仅对于记录过程中的光的波长透明的材料。 
图6是根据第二实施例的记录介质110的示意性剖视图。记录介质110通过在衬底111上规则排列记录颗粒112形成。记录颗粒112只需要例如沿记录轨方向以固定间隔并且沿横越记录轨的方向以不同于或相同于沿记录轨方向的间隔的间隔排列在盘状或卡状介质中。例如，当记录介质110为盘状介质时，记录颗粒112可以被排列成使间隔沿记录轨方向在内周侧和外周侧逐渐改变，使得间隔相对于信号记录或再现过程中的线速度是固定的。在图6中，信号检测装置50中的近场光发生部分1被布置成与记录介质110的由记录颗粒112形成的记录部分相对，以照射入射光Li。 
下面说明规则排列记录颗粒112的方法。例如，支撑记录颗粒112的衬底111上形成有凹入或柱状结构衬底，所述凹入或柱状结构被规则排列，并且记录颗粒112被布置在凹入中或柱状结构上。通过以此方式形成记录介质110，在信号检测装置50中产生的近场光仅仅被记录颗粒112吸收，并且记录介质110的衬底111中的光吸收和发热被抑制。 
因此，可以使用例如信号检测装置50执行高密度的记录和再现。近场光发生部分1和记录介质110的记录颗粒112被布置成以一定的距离间隔相对，该距离间隔充分小于波长，并且在该距离间隔下发生足以通过能量照射来进行信息记录和再现的相互作用。在近场光发生部分1和记录颗粒112以此方式布置的状态下，如果通过近场光发生部分1上的入射光照射将入射光Li照射在被形成为尖锐形状的近场光发生位置1n上，则如上所述，通过产生表面等离子体而产生近场光。因此，可以选择性地将能量照射在被规则排列并在空间上隔离开的记录颗粒112上。当能量注入是由于光吸收导致的热反应时，因为记录颗粒112由对于工作波长足够透明的衬底111支撑，所以记录颗粒112也在热学上被隔离开。因此，可以将能量集中地提供给记录颗粒112。可以通过如下来执行记录：调节入射光Li的强度，使得照射在记录颗粒112上的近场光改变到足以执行记录的能 量。结果，可以以高的效率和高的分辨率执行与记录颗粒112的外径尺寸对应的局部信息记录。 
在同样的布置状态下，如果以不足以执行记录的能量将入射光Li照射在近场光发生部分1上，再现还是可以的。近场光发生位置1n中的近场光强度受到与记录颗粒112的相变状态相关的相互作用的影响。在信号检测装置50中的半导体衬底3中引起的双光子吸收的瞬时概率是波动的。这使得可以再现对应于记录颗粒112中所记录的相变的信息。在此再现过程中，如同在记录过程中一样，因为记录颗粒112在空间上与邻近的记录颗粒112隔离开，所以半导体衬底3中的双光子吸收的瞬时概率不受邻近的记录颗粒112的相变状态的影响。 
因此，可以防止升温区域较之光斑直径增宽的问题，并且可以实现目标记录记号的精细化。换句话说，实现了1T比特/平方英寸的表面记录密度。 
当记录介质110的记录部分由记录颗粒112形成时，因为可以选择性地执行记录颗粒112的加热，所以光利用效率高。因为在记录过程中可以抑制外围颗粒的加热，所以记录串扰小。此外，因为仅仅需要输入用于加热记录颗粒112所需的入射光量，所以入射光的必需量小，并且可以保持低的记录功率。这也可以减小对于记录介质110的衬底111的热损伤。 
下面说明作为记录介质110的修改的构造实例。 
(1)记录介质的第一构造实例 
图7是作为第一构造实例的记录介质120的剖视图。以预定间隔规则排列的柱状结构121p被形成在对于工作波长透明的衬底121上。由随着光或热发生相变的材料制成的记录颗粒123以预定间隔分别规则排列在相应的柱状结构121p上，以形成记录部分。 
下面说明的方法作为在这样的柱状结构121p上规则排列记录颗粒123的方法。 
首先，如图8A所示，光刻胶125通过旋涂等方式被施加在对于工作波长透明的衬底121上。随后，如图8B所示，通过掩模(没有示出)进 行紫外线照射或电子束照射，以预定阵列形成曝光区域125a和非曝光区域125b。例如，在显影之后，形成曝光区域125a(或非曝光区域125b，这取决于光刻胶125的类型)被保留的图案。从如箭头e1所示的一个方向应用各向异性刻蚀，诸如RIE(反应离子刻蚀)，以在衬底121上形成凸起柱状结构121p，如图8D所示。此后，由相变材料制成的记录材料通过气相沉积、溅射等形成在整个表面上。为了在柱状结构121p上形成隔离的记录颗粒123，柱状结构121p的高度和记录材料的厚度被选择，以防止柱状结构121p上的记录颗粒123和形成在柱状结构121p之间的凹入中的记录膜123e彼此接触。 
在此情况下，记录颗粒123可以被形成为颗粒形状，诸如球形形状。在图示的实例中，记录颗粒123被示为大体上圆形形状。但是，记录颗粒123的形状不限于此。只要记录颗粒123与邻近的其他记录颗粒123分隔开，记录颗粒123可以被形成为不规则的形状等，诸如截面椭圆形状。如果记录颗粒123的外径(尤其是在厚度方向上的直径)被设为大于柱状结构121p的高度，则记录颗粒123被确定地与柱状结构121p之间的记录膜123e分隔开。如果记录颗粒123的外径被形成为等于或大于柱状结构121p的宽度(如果柱状结构121p被形成为圆柱状，则是其直径)，则记录颗粒123的体积被保证，同时记录颗粒123彼此分隔开。换句话说，可以提高对于近场光和相变材料的耦合有贡献的极化的量，同时保持记录密度的分辨率。因此，可以充分改变介电常数，并且提高信号检测精确性。 
可以使用例如具有纳米尺度(约100nm或更小的间距，并且理想地，20nm到50nm)的凹入或凸起的压印模，来代替直至图8C所示的各向异性刻蚀的应用的步骤。在此情况下，可以通过压印模的压制以压印工艺制造具有凹入或柱状结构的衬底。通过纳米压印工艺可以提高产量。 
(2)记录介质的第二构造实例 
图9是作为第二构造实例的记录介质130的剖视图。在此情况下，如上面的情形一样，例如以预定间隔规则排列并由不同于衬底131的材料制成的柱状结构132被形成在对于工作波长透明的衬底131上。记录颗粒 133被形成在柱状结构132上。 
柱状结构132可以由对于工作波长引起等离子体共振的金属物质制成。利用这样的构造，可以预计利于由相变材料制成的记录颗粒133和近场光发生部分1的更强的耦合。具体地，例如可以使用Mg、Pt、Au、Ag和Al中的任何一种。 
如图10所示，作为设置在记录介质140的衬底141上的柱状结构142，可以使用介电常数不同于衬底141、并且对于工作波长足够透明的材料。例如，通过选择折射率小于衬底141的折射率的材料作为柱状结构142，可以根据柱状结构142中的陷光效应高效地促进由相变材料制成的记录颗粒143的能量注入。 
下面作为实例说明设置这样的由不同于衬底的材料制成的柱状结构132或142并且在柱状结构132或142上排列和形成记录颗粒133或143的方法。 
例如，如图11A-11F所示，通过溅射等在对于工作波长透明的衬底131上形成金属(或电介质)层132L。此后，如图11B所示，光刻胶135通过旋涂等被施加在金属层132L上。如图11C所示，通过掩模(没有示出)进行紫外线照射或电子束照射执行曝光，从而以预定阵列形成曝光区域135a和非曝光区域135b。在显影之后，如图11D的箭头e2所示，从上应用各向异性刻蚀，诸如RIE。结果，如图11E所示，形成由金属(或电介质)制成的柱状结构132。此后，如图11F所示，通过气相沉积等形成记录材料。记录材料的厚度被选择为小于柱状结构132的高度。这样，形成在柱状结构132之间的记录膜133e和柱状结构132上的记录颗粒133不会彼此接触，并被分隔开。隔离的记录颗粒133可以被形成在柱状结构132上。如在第一构造实例中一样，理想的是形成记录颗粒133，使得记录颗粒133的外径等于或大于柱状结构132的宽度。通过以此方式形成记录颗粒133，记录颗粒133的体积被保证。可以提高对于近场光和相变材料的耦合有贡献的极化的量，同时保持记录密度的分辨率。因此，可以充分改变介电常数，并且提高信号检测精确性。 
也可以使用图12A-12E所示的制造工艺。在此情况下，如图12A所 示，光刻胶145通过旋涂等被施加在对于工作波长透明的衬底141上。接着，如图12B所示，通过掩模(没有示出)进行紫外线照射或电子束照射，以预定阵列形成曝光区域145a和非曝光区域145b。在执行显影并留下例如图12C所示的曝光区域145a之后，如图12D所示，形成电介质(或金属)材料作为柱状结构，接着，形成由相变材料制成的记录材料。曝光区域145a的厚度和相应的各材料的厚度被选择，使得曝光区域145a之间由电介质(或金属)材料制成的柱状结构142和记录颗粒143与曝光区域145a上的电介质(或金属)膜142e和记录膜143e分隔开。此后，通过应用剥离工艺，如图12E所示，记录颗粒143可以以预定阵列形成在柱状结构142上。 
(3)记录介质的第三构造实例 
图13是作为第三构造实例的记录介质150的剖视图。在此实例中，凹入151d以预定间隔排列在对于工作波长透明的衬底151上。记录颗粒153被布置在凹入151d的内部。因为记录颗粒153被布置在凹入151d中，所以记录颗粒153的外径与凹入151d的宽度基本相同。换句话说，可以通过精确地制造凹入151d，来精确地形成记录颗粒153的外径。 
当以此方式将凹入形成在衬底上时，例如，如图14所示，深度大于宽度(即具有大的高宽比)的凹入161d可以被形成在衬底161上。深度方向上的高度大于宽度(即具有大的高宽比)的记录颗粒163可以被布置和形成在衬底161内部。 
此外，如图15所示，同样具有大的高宽比的凹入171d可以被形成在衬底171上，并且基本球形的记录颗粒173和174可以被形成在衬底171的内部。通过设定大的凹入161d和171d深度并且使得凹入具有大的高宽比，可以提高对于近场光和相变材料的耦合有贡献的极化的量，同时不会劣化记录密度的分辨率。可以提高信号检测精确性。 
作为此情况下的制造方法的实例，说明图14所示的结构的制造实例。首先，如图16A所示，光刻胶165通过旋涂等被施加在对于工作波长透明的衬底161上。虽然图中没有示出，但是当除记录颗粒之外的金属层 或电介质层被设置在凹入中时，金属材料或电介质材料可以预先通过溅射等来形成，并且光刻胶161可以被形成在金属材料或电介质材料上。如图16B所示，通过掩模(没有示出)进行紫外线照射或电子束照射，以预定阵列形成曝光区域165a和非曝光区域165b。在显影之后，从如图16C中的箭头e3所示的一个方向应用各向异性刻蚀。结果，如图16D所示，形成根据预定的规则排列的凹入161d。此后，通过气相沉积、溅射等形成由相变材料制成的记录材料。通过选择凹入161d的深度和记录膜163e的厚度，使得凹入161d中的记录颗粒163和形成在凹入161d外部的记录膜163e分隔开。此后，如图16F所示，通过应用表面抛光，去除凹入161d外部的记录膜163e 
如图13中所示的实例，也可以通过适当地选择凹入的高宽比来形成大体上球形的记录颗粒153。如图15所示，也可以通过将图16E所示的记录膜的膜形成工艺分成两次或更多次的工艺，将大体上球形的记录颗粒173和174形成在层状的凹入171d中。 
(4)记录介质的第四构造实例 
图17是作为第四构造实例的记录介质180的剖视图。在此实例中，以预定间隔排列的凹入181d被形成在对于工作波长透明的衬底181上。凹入181d被形成为深度大于宽度的形状。金属层182被形成在凹入181d中，所述金属层182由例如对于工作波长引起等离子体共振的金属制成。由相变材料制成的记录颗粒183被排列在金属层182上。电介质层184被形成在凹入181d的顶部。因为金属层182被设置在凹入181d的一部分中，所以可以预计有利于相变材料制成的记录颗粒183和近场光发生部分1之间的更强的耦合。具体地，例如可以使用Mg、Pt、Au、Ag和Al中的任何一种。如果折射率不同于衬底181的透明构件被布置在凹入181d中的至少一部分中作为电介质层184，还可以预计，有利于凹入181d中的陷光效应。在此情况下，还可以预计到透明构件作为保护膜的效果。 
在此情况下的制造方法的实例被示于图18A-18C中。首先，通过与图16A-16C中所示的相同的步骤在衬底181上形成预定阵列的凹入181d。然 后，通过气相沉积、溅射等如图18B形成金属材料、记录材料和电介质材料。如上述的实例一样，各个材料的厚度和凹入181d的深度被适当地选择，使得凹入181d中的金属层182、记录颗粒183和电介质层184与凹入181d上的金属材料182e、记录材料183e和电介质材料184e被分隔开。此后，执行表面抛光，以去除除了凹入181d之外的其他各个材料，如图18C所示。结果，可以获得具有图17所示的构造的记录介质180。 
除了光刻和纳米压印之外，还可以通过已知的其他各种技术(诸如阳极氧化涂敷)来形成衬底181的凹入181d。 
(5)记录颗粒形状的分析实例 
下面说明当近场光被照射在通过将记录颗粒112规则排列在对于工作波长足够透明的衬底111上所形成的记录介质110上时执行的分析实例。在此实例中，通过分析利用产生近场光的散射器将能量注入到记录介质110的记录颗粒112中而可以以高效率和高分辨率执行的记录来获得结果。在下面说明的分析的实例中，通过引起正常等离子体共振的散射器执行记录。当令人满意地执行记录时，可以预计可以利用用于根据本发明的实施例的信号检测装置和信号检测方法的记录介质执行令人满意的再现。换句话说，理想的是，在根据本发明的实施例的信号检测装置和信号检测方法中使用具有下述形状的记录颗粒的记录介质：通过分析，该记录介质执行了令人满意的记录。 
在下面说明的分析实例中，作为近场光发生部分，使用如下的形成在由SiO2制成的衬底上的散射器(即所谓的天线)：其材料为Au，其平行于衬底平面的表面为正三角形(顶点处的曲率为10nm，并且边长为115nm)，其厚度为30nm。当在光照射过程中正三角形的天线的一个顶点被设为入射光中心位置时，天线被布置成使得与该顶点的对边的垂直的方向与入射光的偏振方向彼此一致。作为形成近场光斑的条件，从衬底那侧照射波长为780nm的光，该波长接近此构造中的共振条件。 
作为记录介质，在由对于照射光足够光学透明的SiO2制成的衬底上，规则排列由与衬底相同的材料制成的柱状结构。由GeSbTe制成的相变记 录颗粒被布置在柱状结构上。记录颗粒的直径被设为20nm，并且柱状结构的阵列间距被设为40nm。天线和记录颗粒之间的距离被设为5nm。 
在这样的构造条件下，由近场光斑到GeSbTe记录颗粒的能量注入利用FDTD(时域有限差分)法来计算。对于从晶相到非晶相的相变来说足够的能量注入被施加的时刻的热分布状态被示于图19A和19B中。在图19A中，示出了从侧向观察时记录介质和天线的热分布图。在图19B中，示出了从上方观察时记录介质和天线的热分布图。柱状结构121p被形成在由SiO2制成的衬底121上，并且记录颗粒123被布置在柱状结构121p上。作为近场光发生部分，在由SiO2制成的衬底203上设置由Au制成的天线201。可以看到在中心处的GeSbTe记录颗粒123被天线201的末端处的局部近场光斑选择性地加热，而不引起邻近的GeSbTe颗粒123中的升温。最高的可达温度为约500℃。GeSbTe记录颗粒123可以达到本体GeSbTe的熔融温度。另一方面，可以看到，如果使得柱状结构121p和衬底121(它们是支撑记录颗粒123的部分)对于工作波长透明，则热扩散被抑制，仅仅目标的单个记录颗粒123被加热，并且信息记录可以被选择性和高效地执行。 
在图20中示出了指明在该情况下针对GeSbTe记录颗粒123的热解析的图线。为了比较，在图中示出了当用于近场光发生的相同天线201被使用并且厚度为10nm的均匀的GeSbTe连续膜被与天线201的上表面平行地布置在离开该上表面5nm的位置上时获得的热分布计算结果。在图20中，实线a1表示当记录颗粒123被布置在柱状结构121p上时获得的热分布。实线a2表示当连续膜被布置时获得的热分布。 
在连续膜的情况下，热分布的半宽为稍小于100nm，而相比而言，在柱状结构121p中的热分布的半宽为约30nm。这是因为发生了到膜中的热扩散。在记录过程中的相变区域被认为增加了。因此，如果相变膜为连续膜，可以认为难以提高记录密度，即使是使用局部近场光斑。因此，可以看到，通过使用对于工作波长透明的柱状结构121p作为支撑由相变材料制成的记录颗粒123的部分，热扩散可以被抑制，并且热降解性能明显提高。 
当对于工作波长足够透明的材料(例如石英玻璃、SiC、AlP、ZnO、ZnS、ZnSe、GaN和TiO2)被用作衬底203，并且天线201的材料是稀有金属(例如Pt、Mg、Al和Ag)时，获得相同的结果。即使当天线201的形状为椭圆、具有锐角的三角形和具有钝角的三角形时，通过选择对于该构造的共振频率周围的波长，也获得等同的效果。 
这对于记录介质同样适用。当采用与第一到第四构造实例的记录颗粒所指明的相同的材料和构造时，获得相同的结果。从非晶相到晶相的相变指明了相同的趋势。 
与记录颗粒123中的温度变化比和温度绝对值相比，天线201中的升温较小。可以通过形成冷却通路或排热通路(例如，通过设置与天线201接触的由诸如Al的具有高导热性的物质制成的热沉)，来抑制升温。可以预计，通过设计天线201和衬底203的形状、材料、构造等，温度升高和对于记录颗粒123的相对温度可以受到抑制。 
不仅在柱状结构121p中，而且在图6所示的记录颗粒112被规则排列在衬底111上情况下和在图13所示的凹入151d中的嵌入结构的规则阵列的情况下都实现了上述效果。 
下面说明在由相变材料制成的记录颗粒被布置在规则排列的凹入中的情况下的分析实例。在此分析实例中，如在上述的分析实例一样，使用包括Au天线和SiO2衬底的近场光发生部分1。如图13所示，当由GeSbTe相变材料制成的记录颗粒153被规则排列在凹入151d中时，获得与柱状结构的情形中等同的效果。 
此外，如图14所示，通过增大凹入161d的深度并使用高宽比被设得较大的相变记录颗粒163，可以提高对于近场光和相变材料的耦合有贡献的极化的量，而不会劣化记录密度的分辨率。在下面说明的实例中，由GeSbTe制成的棒状记录颗粒163被嵌入图14所示的规则排列的凹入161d中，所述棒状记录颗粒163具有固定为20nm的宽度w，如由图21中所示的记录颗粒163的截面所示的。 
图21中所示的高度h被改变，并且分析了在从具有图19A和19B所示的分析实例中所说明的形状的天线201产生近场光的情况下GeSbTe记 录颗粒163的下部中的场强度的变化。分析结果被示于图22中。可以看到，随着h/w高宽比增大，强度增大到几乎两倍。预计当由GeSbTe制成的记录颗粒163的h/w高宽比为约10时，场强度接近饱和。这被认为是因为当高宽比增大到超过某一程度时，棒状GeSbTe记录颗粒163中的极化相被近场光的照射扰乱，并且极化相的效果被减弱。难以制造高宽比超过10的记录颗粒163。因此，理想的是，将记录颗粒163的h/w高宽比设为等于或大于1并且等于或小于10。 
在图23和24中，分别示出了对于GeSbTe记录颗粒163的下部和Au天线的末端位置，在下面所限定的相态中介电常数的不同导致的场强的变化率P。Icrystal和Iamorphous分别表示记录颗粒163的结晶相和非晶相中的强度。变化率P由下面的式1表示。 
P = | I crystal , I amorphous | max ( I crystal , I amorphous ) - - - ( 1 )
如在图22所示的场强度的情况下一样，可以看到由GeSbTe记录颗粒163的下部中的相态导致的变化率P与高宽比h/w＝1(在h＝20的情况下变化率为0.15)的情况相比最大增大到几乎两倍。还可以看到，在Au天线的末端位置，与h＝20的情况下约0.9的变化率相比，变化率P最大增大到超过两倍并接近三倍。 
因此，可以看到，通过设定由相变材料制成的记录颗粒163的高宽比(h/w)，可以更有效地检测记录过程中的相态变化，而不会劣化分辨率。 
从上面的说明可见，通过使用记录介质160可以以高的分辨率和高的效率执行记录和再现，其中在所述记录介质160中，具有增大的高宽比的记录颗粒163被形成在规则排列在对于工作波长透明的衬底161中的凹入161d中。 
这样，通过形成具有大的高宽比h/w的纳米尺寸的记录颗粒163，可 以增大与近场光的相互作用相关的记录颗粒163中的极化的量。在此情况下，可以将记录颗粒163的在面内方向上的记录尺寸保持在比特尺寸，并且防止分辨率下降。结果，当通过信号检测装置50执行再现时，可以根据记录介质160的状态的差异增大近场光发生部分1和半导体衬底3之间的界面中的近场光发生强度。因此，可以精确地再现信号。具体地，从图23和24所示的结果可见，当高宽比被增大到接近10同时保持作为记录记号尺寸的沿记录介质面内方向的记录颗粒尺寸时，所产生的近场光强度差异明显。这可以提高再现信号的检测效率。 
如上所述，在根据本发明的实施例的信号检测装置和信号检测方法中，通过使用具有上述构造的记录介质，可以达到超过1T比特/平方英寸的记录密度，而这对于目前的相变光记录系统是难以实现的。换句话说，可以强化来自包括比特尺寸在10nm量级的记录颗粒的相变记录介质的光再现信号，以及令人满意地执行信号检测。 
本发明不限于实施例中说明的构造。在不偏离本发明的精神的情况下可以进行各种修改和变化，例如对于将光从光源引导到近场光发生部分的光学系统以及例如近场光发生部分和电极的形状。 
例如，导致双光子吸收作用的带隙能量和波长之间的关系不限于波长严格地为带隙能量的一半的关系。带隙能量与波长之间的关系仅仅需要处于这样的范围：在该范围中，在对于由双光子吸收过程所获得的光电流的检测中获得令人满意地信号输出和再现特性。 
本发明包括与分别于2008年6月11日和2008年12月26日向日本专利局递交的在先日本专利申请JP 2008-153184和JP 2008-334888有关的主题，其全部内容通过引用而包含于此。 
本领域的技术人员应该理解到，可以想到各种修改、组合、子组合和替换，这取决于设计要求和其它因素，只要这些修改、组合、子组合和替换，在权利要求的范围和其等同物内即可。 

Claims (14)

1.一种信号检测装置，包括：
半导体衬底；
近场光发生部分，其设置在所述半导体衬底上并在与所述半导体衬底的界面附近产生近场光；
光源，其输出具有与所述半导体衬底的材料的带隙能量的约一半大的光子能量对应的波长的光；以及
电流检测单元，其检测在所述近场光被产生时在所述半导体衬底中产生的光电流。
2.如权利要求1所述的信号检测装置，其中，所述近场光发生部分是散射器，所述散射器的纵向处于来自所述光源的光的电场振动方向。
3.如权利要求2所述的信号检测装置，其中，所述近场光发生部分是包含Pt、Mg、Au、Ag和Al中的至少任何一种的散射器。
4.如权利要求1所述的信号检测装置，其中，所述半导体衬底包含SiC、AlP、ZnO、ZnS、ZnSe、GaN和TiO2中的任何一种。
5.如权利要求4所述的信号检测装置，其中，所述光源中发射光包含波长处于从344nm到992nm的波长带中的光。
6.一种信号检测方法，包括如下步骤：
使得设置在半导体衬底上的近场光发生部分面对具有记录部分的记录介质并相对于其行进，所述记录部分的介电常数根据记录信息而改变；
将光照射在所述近场光发生部分上，所述光具有的波长对应于所述半导体衬底的材料的带隙能量的约一半大的光子能量，以在所述近场光发生部分和所述半导体衬底之间的界面附近产生近场光；
使所述记录介质的、介电常数变化的所述记录部分的表面与所述近场光发生部分相互作用，以改变所述半导体衬底中的近场光强度；以及
检测由所述半导体衬底中所述近场光的双光子吸收激发的光电流的变化，以检测所述记录介质的所述记录信息。
7.如权利要求6所述的信号检测方法，其中，记录介质包括通过将由随着光或热发生相变的材料制成的记录颗粒规则排列在对于工作波长透明的衬底上所形成的记录部分。
8.如权利要求7所述的信号检测方法，其中，所述记录颗粒被嵌入规则排列在所述衬底上的凹入中。
9.如权利要求8所述的信号检测方法，其中，所述凹入的直径与所述记录颗粒的外径基本相同。
10.如权利要求6所述的信号检测方法，其中，由不同于所述衬底的材料制成的电介质层或金属层被形成在所述记录颗粒的下部。
11.如权利要求8所述的信号检测方法，其中，所述凹入的高宽比为等于或大于1并且等于或小于10。
12.如权利要求7所述的信号检测方法，其中，所述记录颗粒被布置在形成在所述衬底上的柱状结构上。
13.如权利要求12所述的信号检测方法，其中，所述柱状结构的高度大于所述记录颗粒的外径。
14.如权利要求12所述的信号检测方法，其中，所述柱状结构的一部分包含Mg、Pt、Au、Ag和Al中的任何一种。
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