DE3752269T2

DE3752269T2 - Aufzeichnungsgerät und Wiedergabegerät

Info

Publication number: DE3752269T2
Application number: DE3752269T
Authority: DE
Inventors: Ken Eguchi; Takashi Hamamoto; Haruki Kawada; Hisaaki Kawade; Masaki Kuribayashi; Hiroshi Matsuda; Yuko Morikawa; Takashi Nakagiri; Kunihiro Sakai; Yoshihiro Yanagisawa
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1986-12-24
Filing date: 1987-12-23
Publication date: 1999-09-30
Anticipated expiration: 2007-12-24
Also published as: EP0272935A2; EP0555941A2; EP0551964A3; DE3752180T2; EP0555941B1; EP0555941A3; DE3789373D1; DE3752269D1; EP0551964B1; EP0551966A2; DE3789373T2; EP0551966B1; US5623476A; DE3752099T2; EP0272935A3; DE3752180D1; DE3752099D1; EP0272935B1; EP0551966A3; EP0551964A2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Gebiet der Erfindung

Diese Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Aufzeichnung und/oder Wiedergabe von Information, auf eine Vorrichtung zur Wiedergabe und auf ein Medium zur Speicherung der Information, die aufgezeichnet und/oder wiedergegeben werden soll.

Stand der Technik

In den letzten Jahren haben Speichermaterialien die Basis von elektronischen Vorrichtungen gebildet, wie Computern und verwandten Instrumenten, Videodisks und digitale Audiodisks. Speichermaterialien unterliegen einer aktiven Entwicklung. Die Leistungsfähigkeit, die für Speichermaterialien verlangt wird, unterscheidet sich in Abhängigkeit von der Verwendung für was das Material gedacht ist, aber sie kann im allgemeinen einschließen:
(1) hohe Dichte und große Aufzeichnungskapazität
(2) hohe Geschwindigkeit der Aufzeichnung und Wiedergabe;
(3) geringer Energieverbrauch; und
(4) Fähigkeit rasch und mit niedrigen Kosten hergestellt zu werden.
Bis jetzt sind die herrschenden Speicher-Vorrichtungen Halbleiter-Speicher oder magnetische Speicher, in denen ein Halbleiter oder ein magnetisches Material als Basismaterial verwendet wird. Mit der Entwicklung von Lasern, sind billige und Aufzeichnungsmedien von hoher Dichte entwickelt worden, die auf einem optischen Speicher gründen, der eine dünne organische Schicht, wie einen organischen Farbstoff oder ein Photopolymer verwendet.
Kürzlich ist ein Tunnelmikroskop vom Abtasttyp (hierin als STM abgekürzt) entwickelt worden, das in der Lage ist direkt die Elektronenstruktur der Oberflächenatome eines Leiters zu beobachten [G. Binning et al. Helvetica Physia Acta, 55, 726 (1982)]. Mit diesem Mikroskop ist es möglich geworden, ein reales räumliches Bild von sowohl einkristallinem als auch amorphen Materialien mit einer hohen Auflösungsenergie herzustellen. Das Mikroskop hat den Vorteil, daß die Beobachtungen mit einem niedrigen Energieverbrauch, bei dem das Medium nicht beschädigt wird, gemacht werden können. Des weiteren arbeitet das Mikroskop an der Luft und kann verwendet werden, um eine Vielzahl von Materialien zu untersuchen, so daß es einen weiten Bereich der Verwendung gefunden hat.
STM basierend auf dem Phänomen, daß ein Trunnelstrom fließt, wenn eine Spannung zwischen einer Sonde und einer elektrisch leitenden Substanz angelegt wird und die Sonde veranlaßt wird sich auf eine Distanz von ungefähr 1 nm von dieser Substanz zu nähern. Dieser Strom ist sehr empfindlich auf die Distanz zwischen der Sonde und der elektrisch leitenden Substanz und indem die Sonde abtastet, so daß der Tunnelstrom auf einem konstanten Wert gehalten werden kann, kann eine Zeichnung der Struktur der Oberfläche im echten Raum hergestellt werden und zur selben Zeit kann eine Vielzahl an Information gelesen werden, die die gesamte Elektronenwolke der Oberflächenatome betrifft. Obwohl die Analyse mittels der Verwendung von STM auf elektrisch leitendes Material beschränkt ist, ist seine Verwendung zur Analyse der Struktur einer monomolekularen Schicht, die auf der Oberfläche eines elektrisch leitenden Materials gebildet ist, vorgeschlagen worden. (siehe H. Fuchs et al. Surface Science, 8(1987) 391-393).
Ein elektrostatisches Aufzeichnungsverfahren ist auch bekannt, bei dem ein latentes Bild mittels eine Stroms aus einer Nadelähnlichen Elektrode gebildet wird und eine große Anzahl an Verwendungen, die Aufzeichnungspapier verwenden, ist vorgeschlagen worden (Japanische offengelegte Patentanmeldung Nr. 3435-1974). Die Schichtdicke, die bei diesem elektrostatischen Aufzeichnungsmedium verwendet wird, bewegt sich in der Größenordnung von Mikrometern und es gibt kein Beispiel eines elektrischen Lesens oder Wiedergabe des latenten Bildes.
Molekulare elektronische Vorrichtungen sind auch vorgeschlagen worden, bei denen ein einzelnes organisches Molekül wie ein logisches Element oder Speicherelement funktioniert. Es gibt eine beachtenswerte Studie von Langmuir-Blodgett Schichten (hierin als LB-Schicht abgekürzt), das als eines der Aufbauelemente einer molekularen elektronischen Vorrichtung angesehen werden kann. Eine Langmuir-Blodgett Schicht hat organische Moleküle, bei der regelmäßig eine molekulare Schicht auf eine andere geschichtet wird und die Schichtdicke kann in Einheiten der molekularen Länge eingestellt werden, so daß einheitliche und homogene ultra dünne Schichten gebildet werden können. Viele Versuche sind gemacht worden, um LB-Schichten zu verwenden, wie die isolierende Schicht in Vorrichtungen, die dieses Merkmal verwenden, zum Beispiel Tunnelanschluß-Elemente einer Metal - Isolator - Metall (MIM) Struktur sind offenbart worden [G. L. Larkins et al. Thin Solid Films, 99. (1983)] ein Elektrolumineszens Element, das eine Metall - Isolator - Halbleiterstruktur (MIS) hat [G. G. Roberts et al. Electronics Letters, 20, 489 (1984)]. oder ein Schaltelement [N. J. Thomas et al. Electronics letter. 20, 838 (1984)] ist vorgeschlagen worden. Bei diesen Untersuchungen sind die Eigenschaften der Vorrichtung untersucht worden, aber es bleiben ungelöste Probleme, die die Reproduzierbarkeit und Stabilität betreffen, zum Beispiel, eine Abweichung oder Änderung über die Zeit bei den Eigenschaften der Elemente.
Im Stand der Technik sind die obigen Untersuchungen primär über LB-Schichten von Fettsäuren gemacht worden, die relativ leicht durchgeführt werden können. Jedoch bei organischen Materialien, von denen angenommen worden ist, daß sie in der Widerstandsfähigkeit gegenüber Wärme und mechanischer Stärke unterlegen sind, sind wärme-resistente und mechanisch stärkere organische Materialien nacheinander entwickelt worden. Wir haben intensiv studiert, um ein MIM Element ausgezeichnet in der Reproduzierbarkeit und Stabilität herzustellen, indem eine LB-Schicht, unter Verwendung dieser Materialien, wie dem Isolator, verwendet wird und demzufolge konnte erfolgreich eine dünne und einheitliche Farbstoff isolierende Schicht hergestellt werden, die nicht im Stand der Technik gefunden wurde. Auch als Konsequenz ist ein MIM Element entdeckt worden, das in der Lage ist, das Schaltphänomen zu zeigen, das eine vollständig neue Speicherfunktion hat.
JP-A-58-12151 und Patent Abstracts of Japan, Vol. 7 Nr. 87, (P-190) (1232) offenbart ein Signal aufzeichnendes Signal und wiedergebendes System, bei dem die Informationsbits mittels der Produktion von Ag Dendriten hergestellt wird, die Wiedergabe der Information mittels Änderungen im elektrischen Widerstand oder der Kapazität. Das Aufzeichnungsmedium ist eine amorphe Halbleiterschicht.
GB-A-2051456 offenbart ein Medium um Information aufzuzeichnen, das ein Silicium-Substrat aufweist, das eine Siliciumdioxidschicht trägt. Eine Elektrode zum Aufzeichnen bewegt sich entlang der Oberfläche des Mediums, während eine Spannung eines Aufzeichnungssignals zwischen der Sonde und dem Substrat zu dem Medium zum Aufzeichnen angelegt wird. Die wird in jedem der Ansprüche unten definiert.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 stellt in Form des Diagramms die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Aufzeichnung der Strompassage und zur Wiedergabe dar.
Fig. 2 stellt die charakteristische Kurve des Stroms, der fließt dar, wenn 1 V an die Sondenelektrode angelegt wird, wenn die Distanz zwischen der Sondenelektrode und der Probe (Aufzeichnungsschicht) verändert wird.
Fig. 3 stellt die Wellenform Impulsspannung zur Aufzeichnung dar.
Fig. 4 ist eine schematische Darstellung der MIM Vorrichtung.
Fig. 5 und 6 sind charakteristische graphische Darstellungen, die elektrische Eigenschaften zeigen, die mit der Vorrichtung erhalten werden, die in Fig. 4 gezeigt wird.
Fig. 7 ist eine schematische Darstellungen der Vorrichtung zur Bildung einer Aufbauschicht.
Fig. 8A und 8B sind schematische Darstellungen von einer monomolekularen Schicht.
Fig. 9A bis 9C sind schematische Darstellungen einer Aufbauschicht.
Fig. 10A stellt in Form eines Diagramms den Stromdurchfluß der erfindungsgemäßen Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung dar.
Fig. 10B ist eine perspektivische Ansicht eines Substrats auf dem eine Vielzahl der Anzahl der Sonden bereitgestellt wurde und Fig. 10C ist eine Seitenansicht davon.
Fig. 10D stellt in Form eines Diagramms einen anderen Stromdurchfluß der erfindungsgemäßen Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung dar.
Fig. 10E ist eine perspektivische Ansicht eines Substrats auf dem eine Vielzahl der Anzahl der Sonden bereitgestellt ist und Fig. 10F ist eine Seitenansicht davon.
Die Fig. 11A bis 11C stellt schematisch die Spur und den aufgezeichneten Zustand der Daten in dem Aufzeichnungsmedium dar.
Fig. 12A ist eine schematische Darstellung des Aufzeichnungsmusters, das in der vorliegenden Erfindung verwendet wird und
Fig. 12B ist eine vergrößerte Ansicht auf das Linienmuster, das innerhalb jedes Gitters aufgezeichnet ist.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Das Aufzeichnungsmedium des vorliegenden Vergleichsbeispiels, in dem eine organisch aufgebaut Schicht mit Molekülen verwendet wird, die eine Gruppe haben, die ein π-Elektrodenniveau hat und eine Gruppe, die nur ein σ- Elektronenniveau in Kombination auf eine Elektrode laminiert hat, kann eine nicht lineare Strom-Spannungseigenschaft verschieden vom Stand der Technik zeigen, indem Strom angelegt wird, indem eine Sondenelektrode vertikal zu der Oberfläche der Schicht verwendet wird.
Da die meisten organischen Materialien im allgemeinen isolierende oder semi-isolierende Eigenschaften zeigen, werden eine beachtliche Verschiedenartigkeit von anwendbaren organischen Materialien, die eine Gruppe haben, die ein π- Elektrodenniveau hat, von dem Vergleichsbeispiel eingeschlossen.
Als Struktur des Farbstoffs, der ein π-Elektronensystem hat, der für das Vergleichsbeispiel geeignet ist, können hier, zum Beispiel Farbstoffe eingeschlossen sein, die ein Porphyringerüst haben, wie Phthalocyanin, Tetraphenylporphyrin, etc.; Farbstoffe vom Azulentyp, die eine Squariliumgruppe und Croconmethingruppe als Verbindungskette haben und Cyanin-ähnliche Farbstoffe, die zwei oder mehr Stickstoff enthaltende heterocyclische Ringe haben, wie Quinolin, Bezothiazol, Benzoxazol, etc., die über eine Squariliumgruppe und Croconmethingruppe gebunden sind; oder Cyanin-Farbstoffe, kondensierte polycyclische aromatische Verbindungen, wie Anthracen und Pyren und Kettenverbindungen, die über Polymerisation vom aromatischen Ring und heterocyclischen Verbindungen; und Polymere der Diacetylengruppe; des weiteren Derivate des Tetraquinodimethan oder Tetrathiafluvalen und Analoge davon und Chargetransfer-Komplexe davon und des weiteren Metallkomplexverbindungen, wie Ferrocen, Trisbipyridin Ruthenium Komplexe, etc.
Betreffend die Bildung des organischen Aufzeichnungsmedium kann sowohl das Dampfabscheidungsverfahren als auch das Cluster- Ionenstrahlverfahren verwendet werden, wobei ein LB-Verfahren sehr unter den bekannten Techniken geeignet ist, aufgrund der Kontrollierbarkeit, Leichtigkeit und Reproduzierbarkeit.
Gemäß dem LB-Verfahren kann eine monomolekulare Schicht aus einer organischen Verbindung, die eine hydrophobe Stelle und eine hydrophile Stelle in einem einzigen Molekül oder eine Aufbauschicht darauf hat, leicht auf einem Substrat gebildet werden, das eine Dicke im molekularen Bereich hat und eine einheitliche und eine homogene organische ultra dünne Schicht kann stabil über eine große Fläche aufgebracht werden.
Das LB-Verfahren ist ein Verfahren, bei dem eine monomolekularem Schicht oder ihre Aufbauschicht hergestellt wird, indem das Phänomen verwendet wird, daß in einem Molekül mit einer Struktur, die eine hydrophile Stelle und eine hydrophobe Stelle in einem Molekül hat, falls das Gleichgewicht der beiden (amphiphiles Gleichgewicht) auf einen richtigen Wert gebracht wird, wird das Molekül eine Schicht aus Monomolekül auf der Wasseroberfläche bilden, wobei die hydrophile Gruppe nach unten gerichtet ist.
Beispiele der Gruppe, die die hydrophobe Stelle bildet, kann verschiedene hydrophobe Gruppen einschließen, die im allgemeinen weit als gesättigte und ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppen, kondensierte polycyclische aromatische Gruppen und Ketten polycyclischer Phenylgruppen, etc. bekannt sind. Diese können den hydrophoben Anteil jeder allein oder als Kombination einer Mehrzahl davon bilden. Auf der anderen Seite sind als Bestandteile des hydrophilen Anteils zum Beispiel hydrophile Gruppen, wie die Carboxylgruppe, Estergruppe, Säureamidgruppe, Imidgruppe, Hydroxylgruppe, weiter Aminogruppen (primär, sekundär, tertiär, und quartiär), etc. sehr beispielhaft. Diese bilden auch den hydrophilen Anteil des obigen Moleküls jedes allein oder als eine Kombination einer Vielzahl davon.
Ein Farbstoffmolekül, das diese hydrophobe Gruppe oder hydrophile Gruppe in einem gut ausbalancierten Zustand hat und ein π-Elekronensystem hat, das eine geeignete Größe hat, kann eine monomolekularen Schicht auf der Wasseroberfläche bilden und es kann ein sehr geeignetes Material für das Vergleichsbeispiel sein.
Spezielle Beispiele können die Moleküle, die unten gezeigt werden, einschließen. [I] Croconmethin Farbstoffe:
worin R&sub1; zu der Gruppe korrespondiert, die ein σ- Elektronenniveau, wie oben erwähnt, hat und kann vorzugsweise eine lange Alkylkettengruppe sein, die mit der Kohlenstoffzahl n eingeführt werden, die von 5 ≤ n ≤ 30 reicht, um die Bildung der monomolekularen Schicht auf der Wasseroberfläche leichter zu machen. Die Verbindungen, die oben als spezielle Beispiele erwähnt sind, zeigen nur die Basisstrukturen und verschiedene Derivate dieser Verbindungen sind natürlich auch für das Vergleichsbeispiel geeignet.
[II] Squarilium Farbstoffe:
Verbindungen, die in [I] erwähnt sind, in der die Croconmethingruppen mit der Squariliumgruppe ersetzt werden, haben die folgende Struktur: [III] Farbstoffverbindungen vom Porphyrintyp:
R wird eingeführt, um die Bildung der monomolekularen Schicht leichter zu machen und es ist nicht auf die hier erwähnten Substituenten beschränkt. Auf der anderen Seite, R&sub1; -R&sub4; korrespondiert zu der Gruppe, die ein σ-Elektronenniveau hat, wie oben erwähnt. [IV] Kondensierte polycyclische aromatische Verbindungen:

[V] Diacetylen Verbindungen:

CH&sub3;-(CH&sub2;)-n C C-C C-(CH&sub2;)-m X
0 ≤ n, m ≤ 20
(mit der Maßgabe, daß n + m > 10)
X bedeutet eine hydrophile Gruppe und allgemein -COOH verwendet wird, aber -OH, -CONH&sub2;, etc. kann auch verwendet werde. [VI] Andere:
Farbstoffmaterialien, die für das LB-Verfahren geeignet sind, anders als die oben erwähnten, sind natürlich für das Vergleichsbeispiel geeignet. Zum Beispiel biologische Materialien, von denen das Studium populär wird (z. B. Bacteriorhodopsin oder Cytochrome c) oder synthetische Polypeptide (PBLG, etc.) und andere können auch verwendet werden.
Ein amphiphiles Molekül kann eine monomolekulare Schicht mit den nach unten gerichteten hydrophilen Gruppen bilden. Die monomolekulare Schicht auf der Wasseroberfläche hat die Eigenschaften des zweidimensionalen Systems. Falls die Moleküle spärlich zerstreut werden, ist die folgende Formel des zweidimensionalen idealen Gases zwischen der Fläche über ein Molekül A und den Oberflächendruck gültig:
πA = kT,
entsteht so eine "Gasschicht". Hier bedeutet k die Boltzmann- Konstante. und T bedeutet die absolute Temperatur. Falls A ausreichend klein gemacht wird, werden intermolekulare Wechselwirkungen verstärkt, wodurch die Moleküle eine "kondensierte Schicht (oder feste Schicht)" werden, die wie ein zweidimensionaler Feststoff wirkt. Die kondensierte Schicht kann übertragen werden, eine Schicht nach einer Schicht auf die Oberfläche jedes gewünschten Körpers, die verschiedene Materialien und Formen haben, wie Glas und Harz. Indem dieses Verfahren verwendet wird, kann eine monomolekulare Schicht oder Aufbauschichten darauf hergestellt werden und als Aufzeichnungsschicht verwendet werden.
Als ein spezielles Herstellungsverfahren kann das folgende Verfahren verwendet werden.
Eine gewünschte organische Verbindung wird in einem Lösungsmittel wie Chloroform, Benzol, Acetonitril etc. gelöst. Als nächstes wird diese Lösung auf eine wäßrige Phase 81 mittels einer geeigneten Vorrichtung ausgebreitet, wie in Fig. 7 in den begleitenden Zeichnungen gezeigt, um eine Schicht oder einen Film 82 auf der organischen Verbindung zu bilden. Nachher wird eine Platte zum Einteilen (oder einen Schwimmkörper) 83 zur Verfügung gestellt, um eine zu breite Ausbreitung der aufgetragenen Schicht 82 über eine freie Diffusion auf der wäßrigen Phase 81 zu verhindern, wodurch die aufgetragene Fläche der aufgetragenen Schicht 82 begrenzt wird, um den angesammelten Zustand der Schichtsubstanz zu kontrollieren und einen Oberflächendruck π in Abhängigkeit von dem angesammelten Zustand erhält. Indem diese Aufteilungsplatte 83 bewegt wird, kann der angesammelte Zustand auf dem Schichtsubstrat kontrolliert werden, indem die aufgetragene Fläche reduziert wird, wodurch der Oberflächendruck graduell bis zu einem Oberflächendruck angehoben wird, der geeignet für die Herstellung der Schicht ist. Mit dem Oberflächendruck, der konstant gehalten wird, indem ein sauberes Substrat 84 leicht vertikal bewegt wird, wird eine monomolekulare Schicht auf einer organischen Verbindung auf das Substrat 84 übertragen. Eine derartige Schicht 91 ist eine Schicht, die Moleküle hat, die in der Reihenfolge angeordnet sind, wie in den Fig. 8A oder 8B gezeigt.
Die monomolekulare Schicht 91 kann so hergestellt werden und eine Aufbauschicht mit der gewünschten Aufbauanzahl kann gebildet werden, in dem die obige Operation wiederholt wird. Zur Übertragung der monomolekularen Schicht 91 auf das Substrat 84, anders als das obige vertikale Eintauchverfahren, können derartige Verfahren wie das horizontale Verfahren des Anhebens, das Verfahren des rotierenden Zylinders verwendet werden. Das Verfahren des horizontalen Anhebens ist ein Verfahren in dem eine Übertragung auf das Substrat bewirkt wird, das horizontal in Kontakt zur Wasseroberfläche steht und das Verfahren des rotierenden Zylinders ist ein Verfahren, bei dem die monomolekulare Schicht auf die Substratoberfläche, mittels Rotierens eines zylindrischen Substrats auf die Wasseroberfläche übertragen wird.
Bei dem Verfahren des vertikalen Eintauchens, wie oben beschrieben, falls ein Substrat, das eine hydrophile Oberfläche hat, in der Richtung zurückgezogen wird, in dem es transversal zur Wasseroberfläche verläuft, wird eine monomolekulare Schicht 91 der organischen Verbindung mit den hydrophilen Stellen 92 der organischen Verbindung, die auf die Stelle des Substrats 84 gerichtet sind, auf dem Substrat 84 (Fig. 8B) gebildet. Falls das Substrat 84 vertikal bewegt wird, werden monomolekulare Schichten 91 eine Schicht nach der anderen in dem jeweiligen Schritt laminiert, um eine Aufbauschicht 101 zu bilden. Da die Richtung der Schicht, die Moleküle indem Schritt des Zurückziehens bildet, entgegengesetzt zu dem Schritt des Eintauchens ist, wird eine Schicht vom Y-Typ gemäß zu diesem Verfahren gebildet, bei dem die hydrophoben Stellen 93a und 93b der organischen Verbindung gegenüber einander zwischen den jeweiligen Schichten (Fig. 9A) angeordnet sind. Demgegenüber wird bei dem Verfahren des horizontalen Anhebens die monomolekulare Schicht 91 auf dem Substrat 84 mit der hydrophoben Stelle 93 der organischen Verbindung, die gegenüber der Stelle des Substrats 84 (Fig. 8A) angeordnet ist, gebildet. Gemäß diesem Verfahren, selbst wenn die monomolekulare Schicht 91 aufgebaut sein kann, gibt es keine Änderung bei der Richtung der die Schicht bildenden Moleküle, aber es wird eine Schicht vom X-Typ gebildet, bei der die hydrophoben Stellen 93a und 93b auf die hin Substratstelle bei allen dieser Schichten (Fig. 9B) gerichtet ist. Im Gegenteil, eine Aufbauschicht 101, bei der die hydrophilen Stellen 92a und 92b auf die Stelle des Substrats 84 gerichtet sind, wird eine Schicht vom Z-Typ (Fig. 9C) genannt.
Ein Verfahren zum Übertragen der monomolekularen Schicht 91 auf ein Substrat 84 ist nicht auf die obigen Verfahren beschränkt, aber es ist auch möglich ein Verfahren zu verwenden, bei dem ein Substrat in eine wäßrige Phase von einer Rolle extrudiert wird, falls ein großflächiges Substrat verwendet wird. Die Richtung der hydrophilen Gruppen und der hydrophoben Gruppen auf das Substrat hin, wie oben beschrieben, werden als eine allgemeine Regel gegeben und es kann auch mittels der Oberflächen-Behandlung des Substrats, etc modifiziert werden.
Wie oben beschrieben wird eine Potentialschwellenschicht, die die monomolekulare Schicht 91 der organischen Verbindung oder seiner Aufbauschicht enthält, auf dem Substrat 84 gebildet.
In dem Vergleichsbeispiel kann das Substrat 84 zum Tragen der dünnen Schicht, die eine Lamination des anorganischen Materials und organischen Materials aufweist, Metall, Glas, Keramik, Kunststoffmaterialien, etc. sein und weiter kann auch ein biologisches Material mit einer bemerkbar niedrigen Widerstandsfähigkeit gegen Wärme verwendet werden.
Das Substrat 84, wie oben beschrieben, kann in jeder gewünschten Gestalt sein, bevorzugt eine flache Platte, was aber nicht auf das Vergleichsbeispiel überhaupt begrenzt ist. Das geschieht, weil das obige eine Schicht bildende Verfahren einen derartigen Vorteil hat, daß die Schicht exakt in Übereinstimmung mit der Gestalt der Oberfläche des Substrats gebildet werden kann, unabhängig von der Gestalt der Oberfläche des Substrats.
Bei einem speziellen erfindungsgemäßen Beispiel ist es möglich das Phänomen zu verwenden, daß Tunnelstrom fließt, falls die Sonde aus einem Metall und einer elektrisch leitenden Substanz nahe aneinander auf einen Abstand von ungefähr 1 nm, unter Anlegen einer Spannung dort dazwischen, gebracht werden. Dieser Tunnelstrom hängt von der Austrittsarbeit auf der Oberfläche ab und daher können bezüglich der Information verschiedene Elektronenszustände der Oberfläche gelesen werden.
Das Verfahren, bei dem ein Tunnelstrom verwendet wird, hat eine Anzahl von Vorteilen, wie das, daß es keine Vakuumbedingung verlangt, es sowohl bei einkristallinen und amorphen Materialien anwendbar ist, ein hohes Auflösungsvermögen hat und noch eine Wiedergabe bei niedriger Energie möglich ist, ohne Schaden durch den Strom zu erleiden.
Des weiteren, da der Tunnelstrom in einer Größenordnung in der Größe von ungefähr nA ist, kann das Aufzeichnungsmedium eine Leitfähigkeit von 10&supmin;¹&sup0; (ohm.cm)&supmin;¹ oder höher, bevorzugt 10&supmin;&sup8; (ohm.cm)&supmin;¹ oder höher haben.
Als das Aufzeichnungsmedium, das erfindungsgemäß verwendet wird, wobei Materialien, die das Phänomen der Speicherschaltung bei Strom-Spannungs - Eigenschaft zeigen, verwendet werden können. Zum Beispiel können hier (1) amorphe Halbleiter, wie Chalcogenidglas, das Se, Te enthält, wie mit dem Element der Gruppen III, IV, V, oder VI des Periodensystems etc. versetzt. Es sind intrinsische Halbleiter, die einen optischen Bandspalt Eg von 0,6 bis 1,4 eV oder eine elektrische Aktivierungsenergie ΔE von ungefähr 0,7 bis 1,6 eV aufweisen. Spezielle Beispiele von Chalcogenidglas können As-Se-Te Typ, Ge-As-Se Typ, Si-Ge-As- Te-Typ, zum Beispiel Si&sub1;&sub6;Ge&sub1;&sub4;,As&sub5;Te&sub6;&sub5; (die tief gestellten zeigen Atom%) oder Ge-Te-X Typ, Si-Te-X-Typ (X steht für eine geringe Mengen an Gruppe V und VI Elementen), zum Beispiel Ge&sub1;&sub5;Te&sub8;&sub1;Sb&sub2;S&sub2; einschließen.
Des weiteren kann auch ein Chalcogenidglas vom Ge-Sb-Se Typ verwendet werden.
Bei der amorphen Halbleiterschicht, die die obige Verbindung aufweist, die auf der Elektrode abgeschieden ist, indem eine Spannung in der Richtung vertikal zu der Schichtoberfläche angelegt wird, indem eine Sondenelektrode verwendet wird, kann die elektrische Speicherwirkung des Mediums gezeigt werden.
Als Verfahren zum Abscheiden von derartigem Material kann der Gegenstand der vorliegenden Erfindung ausreichend gemäß der Technik eine dünne Schicht zu bilden, wie im Stand der Technik bekannt, vollendet werden. Zum Beispiel können geeignete Verfahren zur Bildung einer Schicht das Verfahren zur Dampfabscheidung im Vakuum, das Cluster- Ionenstrahlverfahren etc. einschließen. Allgemein gesprochen wird die elektrische Speicherwirkung von derartigem Material bei einer Schichtdicke von einigen um oder weniger beobachtet und bezugnehmend auf das Vermögen der Aufzeichnungsauflösung als das Aufzeichnungsmedium kann die Dicke vorzugsweise dünner sein. Jedoch im bezug auf die Einheitlichkeit und Aufzeichnungseigenschaft beträgt die Schichtdicke vorzugsweise 100 Å bis 1 um, besonders bevorzugt eine Dicke von 1000 Å oder weniger.
Als ein weiteres Vergleichsbeispiel kann hier eine (2) organische Halbleiterschicht eingeschlossen werden, die ein Salz einer Elektronen akzeptierenden Verbindung, wie Tetraquinodimethan (TCNQ), TCNQ Derivate, zum Beispiel Tetrafluortetracyanoquinodimethan (TCNQF&sub4;), Tetracyanoethylen (TCNE) und Tetracyanophthoquinodimethan (TNAP) etc. mit einem Metall, das ein relativ niedrigeres Reduktionsvermögen hat, wie Kupfer oder Silber auf der Elektrode abgeschieden haben.
Als Verfahren zur Bildung einer derartigen organischen Halbleiterschicht kann hier das Verfahren verwendet werden, bei dem die obige Elektronen akzeptierende Verbindung mittels Dampf im Vakuum auf die Elektrode aus Kupfer oder Silber abgeschieden wird.
Die elektrische Speicherwirkung von einem derartigen organischen Halbleiter wird bei einer Schichtdicke von einigen zehn um oder weniger beobachtet, aber eine Schichtdicke von 100 Å bis 1 mm wird bevorzugt in bezug auf Film-bildende Eigenschaften und die Einheitlichkeit.
Als ein weiteres Vergleichsbeispiel kann (3) ein Aufzeichnungsmedium verwendet werden, indem amorphes Silicum als Material verwendet wird. Zum Beispiel gibt es ein Aufzeichnungsmedium, das einen Schichtaufbau von Metall/a-Si (p&spplus; Schicht/n, Schicht/i Schicht) oder Metall/a-Si (n&spplus; Schicht/p Schicht/i Schicht) hat und die jeweiligen Schichten von a-Si können befriedigend gemäß den Verfahren abgeschieden werden, die im Stand der Technik bekannt sind. Bei dem Vergleichsbeispiel kann das Glimmentladungverfahren (GD) bevorzugt verwendet werden. Die Schichtdicke von a-Si kann vorzugsweise 2000 Å bis 8000 Å für die n Schicht, ungefähr 1000 Å für die p&spplus; Schicht betragen, mit einer gesamten Schichtdicke vorzugsweise von ungefähr 0,5 um bis 1 um.
Auf der anderen Seite kann das Elektrodenmaterial, das in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, eines sein, das eine hohe Leitfähigkeit hat, einschließlich einer großen Zahl von Materialien, typischen Metallen, wie Au, Pt, Ag, Pd, Al, In, Sn, Pb, W, etc. und Legierungen von diesen, des weiteren Graphit oder eine Silicid und weitere elektrisch leitende Oxide, wie ITO und die Verwendung von diesen Materialien für die vorliegende Erfindung kann erwartet werden. Das Verfahren zur Bildung von Elektroden unter Verwendung von derartigem Material kann die bekannte Technik zur Bildung von dünnen Schichten ausreichend sein. Jedoch als das Elektrodenmaterial, das direkt auf dem Substrat gebildet werden soll, ist es bevorzugt ein elektrisch leitendes Material zu verwenden, auf dem die Oberfläche nicht eine isolierende Oxidschicht bilden wird, während der Bildung einer LB-Schicht, zum Beispiel ein Edelmetall oder ein Oxidleiter wie ITO ist.
Die Metallelektrode des Aufzeichnungsmediums wird verlangt, wenn die erfindungsgemäße Aufzeichnungsschicht isoliert ist, aber keine derartige Metallelektrode wird verlangt, falls die Aufzeichnungsschicht Halbleitereigenschaften von MΩ oder weniger zeigt. Daher kann die Aufzeichnungsschicht selbst als Gegenelektrode der Sondenelektrode verwendet werden.
Auch wird verlangt, daß die Spitze der Sondenelektrode so spitz wie möglich ist, um das Auflösungsvermögen beim Aufzeichnen/Wiedergabe/Löschen zu verstärken. Bei der vorliegenden Erfindung wird ein Platin mit einer Dicke von 1 mm im Durchmesser mit einer Spitze mechanisch auf einen Kegel von 90ºC geschliffen, die einer Verdampfung der Oberflächenatome mittels Anlegens eines elektrischen Feldes im ultra hohem Vakuum unterworfen worden ist, verwendet, aber die Gestalt der Sonde und das Behandlungsverfahren sind nicht darauf beschränkt.
Indem die Materialien und die Verfahren wie oben beschrieben verwendet werden, wurde eine Vorrichtung mit MIM Struktur, wie in Fig. 4 gezeigt, hergestellt, wobei eine Speicherschaltvorrichtung erhalten wurde, die die Strom- Spannungseigenschaften, wie in Fig. 5 und Fig. 6 gezeigt, zeigt und die zwei Zustände (EIN Zustand und AUS Zustand), die die jeweiligen Speichereigenschaften haben, wurden schon gefunden. Diese Speicherschaltungseigenschaften erscheinen bei einer Schichtdicke von einigen Ä bis einige 1000 Å, aber das Aufzeichnungsmedium, das mit der Sondenelektrode verwendet wird, sollte vorzugsweise eine Schichtdicke im Bereich von einigen Ä bis einige 500 Å, besonders bevorzugt eine Schichtdicke von 10 Å bis 200 Å haben.
In Fig. 4 bedeutet 84 ein Substrat, 41 eine Au- Elektrode, 42 eine Al- Elektrode und 43 eine monomolekulare Aufbauschicht, wie oben beschrieben.
Fig. 1 ist ein Blockaufbaudiagramm, das die erfindungsgemäße Aufzeichnungs-Vorrichtung zeigt. In Fig. 1, bedeutet 105 einen Verstärker für den Sondenstrom, 106 bedeutet eine Servoschaltung zum Steuerung der Feinmechanik 107, indem ein piezoelektrisches Element verwendet wird, so daß der Sondenstrom konstant werden kann. 108 ist eine Versorgungsquelle zum Anlegen einer Impulsspannung zum Aufzeichen/Löschen zwischen der Sondenelektrode 102 und der Elektrode 103.
Falls eine Impulsspannung angelegt wird, wird der Sondenstrom abrupt geändert werden und daher steuert die die Servoschaltung 106 die HALTE Schaltung, um auf AN gesetzt zu werden, so daß die Ausgangsspannung konstant während dieser Periode gehalten wird.
109 bedeutet eine Steuereinheit zum XY Abtasten für die Bewegungssteuerung der Sondenelektrode in der XY- Richtung. 110 und 111 werden für die Grobsteuerung des Abstands zwischen der Sondenelektrode 102 und dem Aufzeichnungsmedium 1 verwendet, so daß der Sondenstrom von ungefähr 10&supmin;&sup9; A erhalten werden kann. Diese jeweiligen Instrumente befinden sich unter der zentralen Kontrolle mittels eines Mikrocomputers 112. Auch 113 hat eine Anzeigevorrichtung.
Die mechanischen Leistungsfähigkeiten bei der Bewegungsteuerung, indem ein piezolektrisches Element verwendet wird, werden unten gezeigt.
Bereich der Feinsteuerung in Z Richtung: 0,1 nm - 1 um Bereich der Grobsteuerung in Z Richtung 10 nm - 10 mm Abtastbereich in XY Richtung: 0,1 nm - 1 um Messung, tolerierbarer Steuerungsfehler: < 0,1 nm.
Fig. 10 A ist ein Block konstituierendes Diagramm, das eine andere erfindungsgemäße Aufzeichnungsvorrichtung zeigt. In Fig. 10A, bedeutet 1005 einen Verstärker für den Sondenstrom und 1006 bedeutet eine Servoschaltung zur Steuerung des Feinmechanismuses 1007, indem ein piezoelektrisches Element verwendet wird, so daß der Sondenstrom konstant werden kann. 1008 bedeutet Energiequelle zum Anlegen einer Impulsspannung für das Aufzeichnen/Löschen zwischen den Sondenelektroden 1002a, b, c und, Elektrode 1003.
Falls eine Impulsspannung angelegt wird, wird der Sondenstrom abrupt geändert werden, und daher steuert die Servoschaltung 1006 die HALTE Schaltung, um auf EIN gestellt zu werden, so daß die Ausgangsspannung während dieser Periode konstant gehalten wird.
1009 bedeutet eine Steuerschaltung der XY Abtastung für die Bewegungssteuerung der Sondenelektroden 1001a, b, c in der XY Richtung. 1010 und 1011 werden für die Grobsteuerung des Abstands zwischen den Sondenelektroden 1002a, b, c und dem Aufzeichnungsmedium 1 verwendet, so daß ein Sondenstrom von ungefähr 10&supmin;&sup9; A vorher erhalten werden kann. Die jeweiligen Instrumente sind alle unter zentraler Kontrolle mittels eines Mikrocomputers 1012. 1013 bedeutet ein Anzeigeinstrument und 1015 eine Verdrahtung.
Auch die mechanischen Leistungsfähigkeiten bei der Bewegungssteuerung, falls ein piezoelektrisches Element verwendet wird, werden unten gezeigt.
Bereich der Feinsteuerung in Z Richtung 0,1 nm - 1 um Bereich der Grobsteuerung in Z Richtung 10 nm - 10 mm Bereich des Abtastens in XY Richtung 0,1 nm - 1 um Messung, tolerierbarer Steuerungsfehler: < 0,1 nm.
Fig. 10 D ist ein anderes bevorzugtes erfindungsgemäßes Beispiel, das ein Blockdiagramm der Vorrichtung zeigt, die eine große Anzahl von Sondenelektroden 1002 zur Verfügung stellt, Fig. 10 E zeigt eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform, in der eine Anzahl von Sondenelektroden 1002 auf einem SiO&sub2; Substrat zur Verfügung gestellt werden und Fig. 10 F zeigt eine Seitenansicht davon.
Die Sondenelektroden, die in den Fig. 10D-10E gezeigt werden, können in einer großen Anzahl hergestellt werden, indem Silicium auf der SiO&sub2;-Platte mittels eines Fokusionenstrahl eingesetzt wird und erlauben Wolfram selektiv auf dem Silicium zu wachsen. Bei der Vorrichtung, die in Fig. 10 D gezeigt wird, kann anstelle der Servoschaltung 1006, die in der Vorrichtung verwendet wird, die in Fig. 10 A gezeigt wird, ein A/D Umwandler 1016 verwendet werden, um erhaltene analoge Signale in digitale Signale umzuwandeln.
In einem anderen Beispiel kann eine Aufzeichnung, die mit hoher Dichte geschrieben wird, indem ein Energiestrahl, wie ein Teilchenstrahl (ein Elektronenstrahl oder ein Ionenstrahl) oder ein Strahl mit einer höheren Energie einer elektromagnetischen Welle, wie ein Röntgenstrahl, etc. und sichtbares Licht, ein UV-Strahl oder Laserstrahl, etc. verwendet wird, kann elektrisch wiedergegeben werden, indem eine Sondenelektrode verwendet wird. Als eine Vorrichtung zur Wiedergabe kann eine Vorrichtung, die in Fig. 1 und Fig. 10 gezeigt wird, verwendet werden. In diesem Fall kann das Aufzeichnungsmedium 1, das verwendet werden soll, auf einer Substratelektrode 103 gebildet werden und eine Aufzeichnungsschicht 101 wird darauf gebildet.
Als Aufzeichnungsschicht 101, die oben erwähnt wird, kann eine anorganische oder organische Halbleiter-Substanz verwendet werden.
Zum Beispiel können anorganische Halbleiter halbleitende Substanzen einschließen, die die Elemente enthalten, die aus der Gruppe IVB des Periodensystems vom langen Perioden Typ (C, Si, Ge) ausgewählt werden, halbleitende Substanzen, die das Element enthalten, das aus der Gruppe IIIB (Ga) ausgewählt wird und das Element, das aus der Gruppe VB (As, P) ausgewählt wird oder halbleitende Substanzen, die das Element enthalten, das aus der Gruppe IIB (Zn, Cd) ausgewählt wird und das Element, das aus der Gruppe VIB (O, S, Se) ausgewählt wird. Speziell können hier eine große Anzahl an Materialien verwendet werden, einschließlich typische Halbleiter, wie Si (einzelkristallin, Polysilicium, amorphes), Ge, GeAs, GaP, InAs, InP oder CdS, CdSe, ZnO, ZnS, etc. Auf der anderen Seite können organische Halbleiter eine große Anzahl an organischen Halbleitern einschließen, zum Beispiel aromatische polycyclische Verbindungen, wie Phthalocyanin und Derivate davon, Pyren, Perylen, etc. und Derivate davon; polymere Verbindungen, die eine konjugierte π Bindung haben, wie Polyacetylen, Polydiacetylenderivate, etc.; des weiteren elektrolytisch polymerisierte Schichten, wie Pyroll, Thiophen etc.; oder Polyvinylcarbazol, Tetraquinodimethan, Docosylpyridin, Tetraquinodimethan Charge Transfer Komplexe etc.
Diese Halbleitersubstanzen können in üblicher Weise in dünnen Schichten gebildet werden. Zum Beispiel für die Schichtbildung eines anorganischen Halbleiters kann hier das Verfahren der Vakuumdampfabscheidung, das Sputteringverfahren, Glimmentladungsverfahren, etc. verwendet werden, während für die Schichtbildung eines organischen Halbleiters das Verfahren der Vakumdampfabscheidung, wie das Verfahren des Clusterionenstrahls oder das elektrolytische Verfahren der Polymerisation anwendbar sein können. Auch kann eine Schichtbildung bewirkt werden, indem eine Beschichtungsflüssigkeit geschichtet wird, die eine halbleitende Substanz dispergiert in einem geeigneten Harz (z. B. Polystyrol, Polyacrylonitril, Polycarbonat, Polyester, etc.) gemäß eines üblichen Verfahrens (Walzbeschichtung, Eintauchbeschichtung, etc.) aufweist.
Auch in anderen Vergleichsbeispielen, ist während der Bildung der Aufzeichnungsschicht 101, ein Langmuir-Blodgett Verfahren (ein LB Verfahren), vorgeschlagen von Langmuir et al. wie oben beschrieben, anwendbar.
Als allgemeine Struktur des Moleküls, das verwendet werden kann, können die Moleküle, wie unten gezeigt eingeschlossen werden.
(1) Moleküle mit der Stelle, die die gewünschte Funktion trägt, nämlich dem funktionellen Rest (z. B. π Elektronensystem), der zur selben Zeit in Kombination eine starke hydrophile Eigenschaft (oder starke hydrophobe Eigenschaft) hat, zum Beispiel Kupferphthalocyanin, Pyren, Triphenylmethan, etc., oder Moleküle mit einem derartigen funktionellen Rest, der Polymerisierbarkeit zeigt, zum Beispiel Diacetylenderivate, Polyimid, etc.
(2) Moleküle mit dem funktionellen Rest, der keine besondere hydrophile Eigenschaft oder hydrophobe Eigenschaft hat und die hydrophile Stellen und hydrophobe Stellen haben, die innerhalb des Moleküls mittels der Einführung von hydrophilen Gruppen und hydrophoben Gruppen gebildet werden, wie oben beschrieben, einschließlich zum Beispiel:
a) die, die funktionellen Reste haben, die an der Seite der hydrophoben Stellen angeordnet sind, zum Beispiel langkettige Alkyl-substituierte Melocyanin Farbstoffe, die Lichtleitfähigkeit aufweisen, etc.;
b) die, die funktionellen Reste, die an der Seite der hydrophoben Stellen angeordnet sind, zum Beispiel Pyren, das eine langkettige Alkylcarbonsäure daran gebunden hat;
c) die, die funktionelle Reste um das Zentrum angeordnet haben, nämlich in der Mitte der hydrophoben Stellen und der hydrophilen Stellen, zum Beispiel Anthracenderivate, Diazofarbstoffe, etc.
d) die, die keinen funktionellen Rest aufweisen, aber die aus nur hydrophoben Stellen und hydrophilen Stellen aufgebaut sind, Stearinsäure, Arachidonsäure etc., die mit langkettigen gesättigten Fettsäuren substituiert sind.
Andere Materialien, die für das LB Verfahren geeignet sind als die oben erwähnten, sind natürlich auch geeignet.
Zum Beispiel biologische Materialien über die vergleichende Studien in den letzten Jahren gemacht worden sind (z. B. Polypeptide, wie Bacteriorhodopsin oder Cytochrom c) oder synthetische Polypeptide (PBLG, etc.) können auch verwendet werden.
Eine Potentialbarriereschicht, die eine monomolekulare Schicht von einer derartigen organischen Verbindung oder ihrer Aufbauschicht aufweist, wird auf dem Substrat gebildet.
Das Substrat zum Tragen der dünnen Schicht, enthält ein Laminat aus anorganischen und organischen Materialien, wie oben beschrieben, kann jedes aus Metall, Glas, Keramik Kunststoff Materialien etc. sein und weiter ein biologisches Material mit einem bemerkenswert niedrigerem Wärmewiderstand kann auch verwendet werden.
Das Substrat, wie oben erwähnt, kann jede gewünschte Form aufweisen, vorzugsweise eine Form einer flachen Platte, aber die Form ist überhaupt nicht auf eine flache Platte beschränkt. So daß bei dem obigen Verfahren der Schichtbildung, unabhängig ob das Substrat jede Oberflächenform haben kann, besteht hier der Vorteil, daß die Schicht exakt gleich wie ihre Gestalt geformt werden kann.
Die Aufzeichnungsschicht 101 können mit verschiedenen Energiestrahlen, wie unten beschrieben, aufgezeichnet werden und das Aufzeichnungsbild kann mittels Mitteln an Wiedergabemitteln, wie oben beschrieben, wiedergegeben werden. Im folgenden werden spezielle Beispiele des Verfahrens zur Aufzeichnung gezeigt.
1) Ein Verfahren bei dem ein Teilchenstrahl von hoher Energie, wie ein Elektronenstrahl, Ionenstrahl auf die LB Schicht gestrahlt wird, wie oben beschrieben. Mittels Bestrahlung eines Teilchenstrom von hoher Energie auf die LB Schicht geschieht hier eine physikalische Veränderung in der Schichtstruktur der LB Schicht selbst, wobei die Änderung bei der Schichtdicke der LB Schicht veranlaßt wird zu geschehen.
2) Ein Verfahren bei dem die dünne Schicht eines Halbleiters mit einem Ionenstrahl, sichtbarem Licht oder einem UV-Strahl bestrahlt wird, wodurch die Änderung bei der Elektroleitfähigkeit veranlaßt wird in einem bestrahlten Bereich zu geschehen.
3) Ein Verfahren bei dem eine dünne Schicht eines Metallphthalocyanin (Kupferphthalocyanin, Nickelphthalocyanin, Bleiphthalocyanin, etc.) mit einem Elektronenstrahl bestrahlt wird, wodurch die Oxidation- Reduktions Reaktion auf dem Metallphthalocyanin in dem bestrahlten Bereich veranlaßt wird zu geschehen, um eine Änderung in der Schichtstruktur zu bewirken.
4) Ein Verfahren bei dem eine Änderung im Elektronenzustand begleitet mit einer Polymerisation mittels Elektronenstrahl, Röntgenstrahl oder UV-Strahl Bestrahlung bewirkt wird zu geschehen. Die Monomere, die in diesem Fall verwendet werden sollen, können die folgenden einschließen:
a) R&sub1;-(CH&sub2;)-nX-R&sub2; 10 ≤ n ≤ 25
X = -COO-, -CONH-, -OCO-
R&sub1; = -CH&sub3;, -CH=CH&sub2;
R&sub2; = -H, -CH=CH&sub2;, -C(CH&sub3;)=CH&sub2;
-CH&sub2;CH=CH&sub2;
(unter der Voraussetzung, daß R&sub2; können -H sein, wobei R&sub1; -CH&sub3;) bedeutet
b) H-(CH&sub2;)n- C CC-C C-(-CH&sub2;)m-X-R&sub2; O ≤ m ≤ 10 ≤ m+n ≤ 25
X = -COO, -CONH-, -OCO-
R&sub2; = -H, -CH=CH&sub2;, -C(CH&sub3;)=CH&sub2;, -CH&sub2; CH=CH&sub2;
5) Das Verfahren bei dem eine direkte Aufzeichnung durch eine Änderung in der Konformation oder Konfiguration der Verbindung mittels Bestrahlen mit sichtbarem Licht oder UV- Strahlen bewirkt wird. Zum Beispiel können verwendet werden:
a) Spiropyran, Fulgid oder Azobenzolderivate, die eine photochromatische Eigenschaft haben;
b) Farbstoffe bei denen der assozierte Zustand geändert wird, zum Beispiel, Melocyaninverbindungen, Cyaninverbindung oder Squarilium- oder Croconmethinverbindungen, insbesondere Verbindungen vom Azulentyp.
Die Änderung der dünnen Schichtstruktur einer LB Schicht etc., wie hier erwähnt, können manchmal allein geschehen, aber in vielen Fällen geschehen manche Effekte im allgemeinen zusammen.
Als Elektrode zum Laminieren einer dünnen Schicht, wie einer LB Schicht etc., wie oben beschrieben, können alle Leiter verwendet werden, die eine Leitfähigkeit von 10&supmin;&sup6; (ohm.cm)&supmin;¹ oder höher haben. Spezieller unter der Verwendung einer Metallplatte, wie Au, Pt, Pd, Ag, Al oder Glas, Keramiken, Kunststoffmaterialien, die diese Metalle aufweisen, die mittels Dampf darauf abgeschieden sind oder Halbleiter, wie Si (kristallin, amorph) als Substrat, kann eine dünne Schicht, wie eine LB-Schicht darauf laminiert werden und als Aufzeichnungsmedium verwendet werden.

Vergleichsbeispiel 1

Ein Aufzeichnungs/Wiedergabe-Vorrichtung wurde, wie in Fig. 1 gezeigt, verwendet. Als Sondenelektrode 102 wurde eine Sondenelektrode, die aus Platin gemacht ist, verwendet. Diese Sondenelektrode 102 wurde zum Steuern der Distanz (Z) von der Oberfläche der Aufzeichnungsschicht 101 verwendet und ihre Distanz (Z) wird fein mittels eines piezoelektrischen Elements gesteuert, so daß der Strom kontrolliert werden kann, um konstant zu bleiben. Des weiteren ist der feine Steuerungsmechanismus 107 entwickelt worden, so daß die feine Bewegungssteuerung auch in planer (X, Y) Richtung möglich ist. Jedoch sind dies alles bekannte Techniken. Auch kann die Sondenelektrode 102 für die direkte Aufzeichnung, die Wiedergabe und das Löschen verwendet werden. Das Aufzeichnungsmedium wird auf einer XY Bühne (114) mit hoher Präzision angeordnet und kann in jede gewünschte Position bewegt werden.
Als nächstes werden die Experimente der Aufzeichnung, Wiedergabe und Löschens unter Verwendung einer LB Schicht (8 Schichten) von Squarilium-bis-6-octylazulen (hierin im folgenden als SOAZ abgekürzt), die auf der Elektrode 103 gebildet ist, die aus Gold gebildet ist, im Detail beschrieben.
Ein Aufzeichnungsmedium 1, das eine Aufzeichnungsschicht mit 8 aufgebauten SOAZ Schichten hat, wird auf der XY Bühne 114 angeordnet und zuerst wurde die Position der Sondenelektrode 102 bestimmt und fest fixiert. Zwischen der Au-Elektrode (die Erdungsstelle) 103 und der Sondenelektrode 102, wurde eine Spannung von -3,0 V angelegt und die Distanz (Z) zwischen der Sondenelektrode 102 und der Oberfläche der Aufzeichnungsschicht 101 wurde gesteuert, während der Strom beobachtet wurde. Daher wurde die Distanz zwischen der Sondenelektrode 102 zu der Oberfläche der Aufzeichnungsschicht 101 geändert, indem der feine Steuerungsmechanismus 107 gesteuert wurde, wodurch die Stromeigenschaften, wie in Fig. 2 gezeigt, erhalten wurden. Es wird verlangt, daß die Sondenspannung kontrolliert werden soll, so daß der Sondenstrom Ip zum Steuern der Distanz von der Sondenelektrode 102 zu der Oberfläche der Aufzeichnungsschicht 101 10&supmin;&sup7; A ≥ Ip ≥ 10&supmin;¹² A, vorzugsweise 10&supmin;&sup8; A ≥ Ip ≥ 10&supmin;¹&sup0; A betragen kann.
Als erstes wurde der gesteuerte Strom so eingestellt, daß er der Strombetrag des ~ Bereichs in Fig. 2 ist (10&supmin;&sup7; A) (Bedingung der Sondenerdung). Falls der Strombetrag mittels des Anlegens einer Lesespannung von 1,5 V gemessen wurde, was eine Spannung war, die nicht die Schwellenspannung übersteigt, was einen elektrischen Speichereffekt zwischen der Sondenelektrode 102 und der Au Elektrode 103 ermöglicht, wobei der AUS Zustand bei uA oder weniger gezeigt wurde. Als nächstes, nachdem eine rechtwinklige Impulsspannung, die die Wellenform hat, die in Fig. 3 gezeigt wird, die eine Spannung von oder höher als die Schwellenspannung vom Vth EIN ist, die den EIN Zustand ermöglicht, wurde der Strom wieder gemessen, indem eine Spannung von 1,5 V zwischen den Elektroden angelegt wurde, wobei ein Strom von ungefähr 0,7 mA fließt, um so den EIN Zustand anzuzeigen.
Als nächstes, nachdem eine rechtwinklige Impulsspannung mit einer Spitzenspannung von 5 V und eine Impulsbreite von 1 uS. was eine Spannung von oder höher als die Schwellenspannung Vth AUS ist, von dem der Wechsel von dem EIN Zustand zu dem AUS Zustand eintritt, wurden 1,5 V wieder angelegt, wodurch bestätigt wurde, daß der Strombetrag zu dieser Zeit auf den AUS Zustand bei uA oder weniger umgekehrt wurde.
Als nächstes mit dem Sondenstrom Ip, der auf 10&supmin;&sup9; A (Bereich b in Fig. 2) gesetzt wurde, wurde die Distanz Z zwischen der Sondenelektrode 102 und der Oberfläche der Aufzeichnungsschicht 101 kontrolliert.
Während die XY Bühne 114 in einem konstanten Intervall (1 u) bewegt wurde, wurde eine Impulsspannung (15 Vmax, 1 uS) auf EIN oder höher als der Schwellenwert Vth EIN angelegt, die dieselbe Wellenform wie in Fig. 3 hat, um den EIN Zustand zu schreiben. Dann indem eine Sondenspannung von 1,5 V zum Lesen zwischen der Sondenelektrode 102 und der Gegenelektrode 103 angelegt wurde, kann die Änderung bei der Stromquantität, die zwischen dem EIN Zustandsbereich und dem AUS Zustandsbereich fließt, direkt oder über die Servoschaltung 106 gelesen werden. Bei diesem Beispiel wurde bestätigt, daß der Sondenstrom, der durch den EIN Zustandsbereich fließt, gefunden wurde, daß er sich um 3 Stellen oder mehr ändert als verglichen mit der vorigen Aufzeichnung (oder dem AUS Zustandsbereich).
Des weiteren als Ergebnis der Abtastung wieder der Aufzeichnungsposition, indem die Sondenspannung auf 10 Volt der Schwellenspannung Vth AUS oder höher gesetzt wurde, wurde auch bestätigt, daß der gesamte Aufzeichnungszustand gelöscht wurde, um auf den AUS Zustand übergegangen zu sein.
Als nächstes wurde unter Verwendung des feinen Steuerungsmechanismus 107, das Auflösungsvermögen gemessen, indem Streifen von 1 u mit verschiedenen Abständen zwischen 0,001 u und 0,1 u geschrieben wurden und es wurde gefunden, daß es bei 0,01 u oder weniger liegt.
Die SOAZ-LB Schicht, die in den obigen Experimenten verwendet wurde, wurde wie unten beschrieben hergestellt.
Nachdem ein optisch poliertes Glassubstrat (Substrat 104) gewaschen wurde, indem ein neutrales Detergens und Trichlen verwendet wurde, wurde Cr als Unterschicht mittels des Verfahrens der Vakuumabscheidung bis zu einer Dicke von 50 Å abgeschieden und weiter wurde Au mit dem selben Verfahren bis auf 400 Å Dampf-abgeschieden, um eine Unterelektrode (Au-Elektrode 103) zu bilden.
Als nächstes wurde eine Chloroform-Lösung, die SOAZ gelöst in einer Konzentration von 0,2 mg/ml enthält, über eine wäßrige Phase von 20ºC ausgebreitet, um eine monomolekulare Schicht auf der Wasseroberfläche zu bilden. Nach dem Verdampfen des Lösungsmittels wurde der Oberflächendruck von einer derartigen monomolekularen Schicht auf 20 mN/m erhöht und weiter während dieser konstant gehalten wurde, wurde das obige Elektrodensubstrat sanft mit einer Geschwindigkeit von 5 mm/min eingetaucht. So um über die Wasseroberfläche transversal zu verlaufen und weiter zurückgezogen zu werden, um zwei Schichten von einer Y- geformten monomolekularen Schicht aufzubauen. Indem einige Male, die geeignet sind, diese Operation wiederholt wurden, wurden 6 Arten von 2, 4, 8, 12, 20 und 30 Schichten der Aufbauschichten auf dem obigen Substrat gebildet und für Aufzeichnungs- und Wiedergabeexperimente verwendet. Die Bewertungsergebnisse werden in Tabelle 1 gezeigt.
Die Bewertung wurde über die gesamten Aufzeichnungs und Löscheigenschaften durchgeführt, nachdem die Impuls- und Löschspannung angelegt wurde, wobei weiter das Verhältnis des Strombetrags unter dem Aufzeichnungszustand zu dem des Löschungszustands (EIN/AUS) und der Auflösungsfähigkeit und die mit besonders guten Werten wurden als A, die mit ausgezeichneten Werten als B und die mit relativ einiges unteren Werten, verglichen mit anderen, als C eingeschätzt.

Vergleichsbeispiel 2

Die Experimente wurden in derselben Weise durchgeführt wie in Vergleichsbeispiel 1, mit der Ausnahme, daß ein t- Butylderivat von Luthetium-diphthalocyanin [LuH(Pc)&sub2;] anstelle von dem SOAZ Aufzeichnungsmedium verwendet wurden, die in Beispiel 1 verwendet werden. Die Ergebnisse werden in Tabelle 1 zusammengefaßt sind. Es wurde gefunden, daß das Schreiben und Lesen von einer Aufzeichnung bei einem ausreichenden S/N Verhältnis geschehen kann, wie in dem Fall von SOAZ.
Die Aufbaubedingungen vom t-Butylderivat von LuH(Pc)&sub2; werden unten gezeigt.
Lösungsmittel: Chloroform/Trimethylbenzol/Aceton (1/1/2)
Konzentration: 0,5 mg/mol
Wäßrige Phase: Reines Wasser, Wassertemperatur 20ºC
Oberflächendruck: 20 mN/m, vertikale
Bewegungsgeschwindigkeit des Substrats 3 mm/min.

Vergleichsbeispiele 3-9

Ein Aufzeichnungsmedium wurde hergestellt, indem die Substratelektrodenmaterialien und die Farbstoffverbindungen verwendet wurden, die in Tabelle 2 gezeigt werden und die gleichen Experimente wie in den Vergleichsbeispielen 1 und 2 wurden mit dem kontrollierten Strombetrag des Sondenstroms durchgeführt, der auf 10&supmin;&sup9; A gesetzt wurde, um die Ergebnisse zu erhalten, die in Tabelle 2 gezeigt werden. Wie mittels der Marke B in der Tabelle gezeigt, konnte ein Aufzeichnen und Wiedergeben mit einem ausreichenden Auflösungsvermögen und ein EIN/AUS Verhältnis für alle Proben vollbracht werden.
Die Aufbauanzahl der LB Farbstoffschicht betrug überall zwei Schichten. Auch die Pt Elektrode wurde Dampfbeschichtet, indem jeweils das EB Verfahren und ITO mittels des Sputteringverfahrens verwendet wurde. Tabelle 1 Tabelle 2
*** Violette Schicht, die aus einem kultivierten Produkt extrahiert wurde, das erhalten wurde, indem ein hoch halophiles Bakterium gemäß einem bekannten Verfahren kultiviert wurde.
Bei den Vergleichsbeispielen, wie oben beschrieben, wurde das LB Verfahren zur Bildung der Schicht zum Farbstoffaufzeichnen verwendet, aber jedes Schicht bildende Verfahren kann verwendet werden, ohne daß das LB Verfahren beschränkt wird, vorausgesetzt, daß eine extrem dünne Schicht hergestellt wird und speziell die Verfahren zur Dampfabscheidung im Vakuum, wie MBE, CVD Verfahren, etc. können eingeschlossen sein.
Anwendbare Materialien sind nicht nur auf organische Verbindungen beschränkt, sondern anorganische Materialien, wie Chalcogenid Verbindungen, etc. können auch verwendet werden.
Des weiteren ist es auch möglich die Elektrode und die Aufzeichnungsschicht zu kombinieren, indem ein Halbleiter als Elektrode auf der Seite des Aufzeichnungsmediums verwendet wird.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Verwendung von jedem speziellen Substratmaterial, Form oder Oberflächenstruktur beschränkt.

Beispiel 1

Eine Aufzeichnungs/Wiedergabevorrichtung, die unter bezug auf Fig. 1 gezeigt und beschrieben wird, wurde verwendet. Als Sondenelektrode 102, wurde eine Sondenelektrode verwendet, die aus Platin gemacht wurde, und Aufzeichnungs-, Wiedergabe- und Lösch- Experimente wurden ausgeführt, indem als Aufzeichnungsschicht 101 ein Chalcogenidglas verwendet wird, daß durch die Zusammensetzungsformel Si&sub1;&sub6;Ge&sub1;&sub4;As&sub5;Te&sub6;&sub5; wiedergegeben wird (die Tiefgestellten entsprechen den Atom%) (Schichtdicke 2000 Å) auf der Elektrode 103 gebildet, die auf Au gebildet ist.
Ein Aufzeichnungsmedium 1, das eine Aufzeichnungsschicht 101 aus dem obigen Chalcogenidglas hat, das eine Dicke von 2000 Å hat, wurde auf der XY Bühne 114 angeordnet. Zwischen der Au Elektrode (Erdungsseite) 103 und der Sondenelektrode 102, wurde eine Spannung von 1,0 V angelegt und die Distanz (Z) zwischen der Sondenelektrode 102 und der Oberfläche der Aufzeichnungsschicht 101 wurde kontrollier, während der Strom beobachtet wird. Danach wurde der feine Steuerungsmechanismus 107 gesteuert, so daß der Sondenstrom Ip 10&supmin;&sup9; A betrug.
Es wird verlangt, daß die Sondenspannung kontrolliert werden soll, so daß der Sondenstrom Ip zum Steuern der Distanz von der Sondenelektrode 102 zu der Oberfläche der Aufzeichnungsschicht 101 10&supmin;&sup7; A ≥ Ip ≥ 10&supmin;¹² A, bevorzugt 10&supmin;&sup8; ≥ A Ip ≥ 10&supmin;¹&sup0; A betragen kann.
Während die XY Bühne 114 in einem konstanten Intervall (1 u) bewegt wird, wird eine rechtwinklige Impulsspannung (20 Vmax), 0,1 uS) oder höher als der Schwellenwert Vth EIN wurde angelegt, um einen Zustand von niedrigem Widerstand (EIN Zustand) zu erreichen. Dann wurde eine Sondenspannung von 1,0 V zum Lesen zwischen der Sondenelektrode 102 und der Gegenelektrode 103 angelegt, wobei die Änderung bei der Stromquantität, die zwischen dem EIN Zustandsbereich und dem AUS Zustandsbereich fließen, direkt oder über die Servoschaltung 106 gelesen werden können. Bei diesem Beispiel wurde festgestellt, daß der Sondenstrom, der durch den EIN Zustandsbereich fließt, wurde um 2 Stellen oder mehr als verglichen mit der vorigen Aufzeichnung (oder der AUS Zustandsbereich) gefunden geändert zu sein.
Des weiteren als Ergebnis des Abtastens wieder der Aufzeichnungsposition, während eine rechtwinklige Impulsspannung (50 Vmax, 10 uS) von oder höher als die Schwellenspannung Vth AUS an der Sondenelektrode angelegt wurde, wurde auch bestätigt, daß der gesamte Aufzeichnungszustand gelöscht wurde und in den AUS Zustand zurückkehrt. Das Löschen der Aufzeichnung ist auch mittels eines optischen Verfahrens möglich.
Als nächstes indem der feine Kontrollmechanismus 107 verwendet wurde, wurde das Auflösungsvermögen gemessen, indem Streifen von 1 u Länge mit verschiedenen Abständen zwischen 0,01 u und 1 u geschrieben wurden und es wurde gefunden das es 0,1 u oder weniger beträgt.
Das Chalcogenidglas, das in den obigen Experimenten verwendet wurde, wurde hergestellt wie unten beschrieben.
Nachdem ein optisch poliertes Glassubstrat (Substrat 104) gewaschen wurde, indem ein neutrales Detergens und Trichlen verwendet wurde, wurde Cr als Unterschicht mittels des Verfahrens der Vakuumabscheidung bis zu einer Dicke von 50 Å abgeschieden und weiter wurde Au mit dem selben Verfahren bis auf 400 Å Dampf-abgeschieden, um eine Unterelektrode (Au Elektrode 103) zu bilden.
Als nächstes wurde ein amorpher Halbleiter, der durch das atomare Zusammensetzungsverhältnis Si&sub1;&sub6;Ge14,As&sub5;Te&sub6;&sub5; wiedergegeben wird, wurde auf eine Schichtdicke von 2000 Å mittels eines Verfahrens der Dampfabscheidung im Vakuum gebracht, das im Stand der Technik bekannt ist und als Aufzeichnungsmedium verwendet wird.

Beispiel 2

Dasselbe Experiment wie in Beispiel 1 wurde durchgeführt, mit der Ausnahme, daß Ge&sub1;&sub5;Te&sub8;&sub1;Sb&sub2;S&sub2; an Stelle von Si&sub1;&sub6;Ge14,As&sub5;Te&sub6;&sub5; verwendet wurde, das in Beispiel 1 verwendet wird. Es wurde gefunden, daß Schreiben und Lesen der Aufzeichnung bei einem ausreichenden S/N Verhältnis ähnlich wie Vergleichsbeispiel 1 gemacht werden konnte.

Vergleichsbeispiel 10

Dasselbe Aufzeichnungs- und Wiedergabe-Experiment wie in Vergleichsbeispiel 1 wurde durchgeführt, mit der Ausnahme, daß CuTCNQF&sub4; anstelle des Aufzeichnungsmediums aus Chalcogenidglases verwendet wird, das in den Beispielen 1 und 2 verwendet wird. Ein rechtwinkliger Impuls von 2 Vmax, 10 ns wurde als Anlegespannung zur Aufzeichnung verwendet und die Anlegespannung zur Kontrolle des Sondenstrom betrug 0,1 V. Als Ergebnis konnte die Aufzeichnung und Wiedergabe bei einem ausreichenden S/N Verhältnis ähnlich wie in Vergleichsbeispiel 1 gemacht werden. Das Verfahren zur Herstellung des CuTCNQF&sub4; Aufzeichnungsmediums ist unten beschrieben.
Nachdem ein optisch poliertes Glassubstrat gewaschen worden war, wurde Cu auf 2000 Å gemäß dem Verfahren des Bedampfens im Vakuum abgeschieden, um eine Elektrode zur Verfügung zu stellen. Des weiteren wurden Cu und TCNQF&sub4; mittels des Verfahren des Bedampfens im Vakuum zusammen abgeschieden, um eine Cu-TCNQF&sub4; Schicht auf 2000 Å abzuscheiden (Substrattemperatur: Raumtemperatur). Zu dieser Zeit wurde ein Erwärmen mittels des Fließenlassens eines Strombetrags bewirkt, der zuvor eingestellt worden ist, so daß die Bedampfungsgeschwindigkeit ungefähr bei Cu, 5 Å/s; TCNQF&sub4;, 20 Als betrug. Als Ergebnis wurde bestätigt, daß eine blaue Schicht mittels der Bildung von Cu TCNQF&sub4; abgeschieden wurde.

Vergleichsbeispiel 11

Nachdem eine Elektrode mittels der Bedampfung im Vakuum von Cr zu einer Schichtdicke von 500 Å auf einem optisch poliertem Glassubstrat gebildet wurde, wurde eine amorphe Siliciumschicht vom p&spplus; Typ mit einer Dicke von 1000 A gebildet. Die Herstellungsbedingungen waren zu dieser Zeit wie folgt:
Eingeführte Gase B&sub2;H&sub6;/SiH&sub4; (NBH/NSiH=10&supmin;¹) (verdünnt mit H&sub2; Gas auf 0,025 mol%)
rf Kraft: 0,01 W/cm²
Druck: 0,5 Torr
Substrattemperatur: 300ºC
Abscheidungsgeschwindigkeit: 30 Å/min
Als nächstes nachdem die überflüssigen Startgase abgelassen worden sind, wurden neu Startgase zugeführt, um amorphes Silicium vom n-Typ auf 5000 Å abzuscheiden. Die Herstellungsbedingungen waren wie folgt.
Eingeführte Gase PH&sub3;/SiH&sub4; (NpH/NSiH=5 · 10&supmin;³) (verdünnt mit H&sub2; Gas auf 0,05 mol%)
rf Kraft: 0,01 W/cm²
Druck: 0,5 Torr
Substrattemperatur: 300ºC
Abscheidungsgeschwindigkeit: 40 Å/min
Auch nachdem die Startgase abgelassen wurden, wurde SiH&sub4;, das mit H&sub2; Gas auf 0,05 mol% verdünnt ist, in die Kammer eingeführt und ein i-Phase amorphes Silicium wurde auf 1000 Å unter ansonsten den gleichen Bedingungen abgeschieden.
Unter Verwendung des Aufzeichnungsmediums, wie oben hergestellt, wurde dieselbe Aufzeichnung und Wiedergabe in derselben Weise ausgeführt wie in Beispiel 1. Als Ergebnis konnten Aufzeichnung und Wiedergabe mit gezeigtem ausreichendem S/N Verhältnis durchgeführt werden. Zur Aufzeichnung, Wiedergabe und Löschen wurden die folgenden Spannungen angelegt.
Zur Aufzeichnung: 20 V
Zur Wiedergabe: 0,5 V
Zum Löschen: -5 V
Nachdem Beschreiben der Verfahren für verschiedene Aufzeichnungsmedien in den obigen Beispielen, kann jedes Verfahren der Schichtbildung zur Herstellung einer extrem einheitlichen Schicht verwendet werden und es ist auch überhaupt nicht durch das Substratmaterial, seine Gestalt und die Oberflächenstruktur beschränkt.

Vergleichsbeispiel 12

Eine Aufzeichnungs/Wiedergabe Vorrichtung, die in Fig. 10 gezeigt wird, wurde verwendet. Als Sondenelektroden 1002a, b, c, wurden drei Wolframsondenelektroden 3 verwendet. Die Sondenelektroden 1002a, b, c wurden verwendet, um die Distanz (Z) von der Oberfläche der Aufzeichnungsschicht 101 zu kontrollieren und ihre Distanz (Z) wird fein mittels eines piezoelektrischen Elements gesteuert, so daß der Strom konstant gesteuert werden kann. Des weiteren ist der feine Steuerungsmechanismus 1007 so ausgebildet, daß die feine Steuerung auch in der planen (X, Y) Richtung möglich ist. Jedoch sind alle diese bekannte Techniken. Auch die Sondenelektroden 1002a, b, c können für die direkte Aufzeichnung, Wiedergabe und Löschen verwendet werden. Das Aufzeichnungsmedium wird auf der XY Bühne 1014 mit hoher Präzision angeordnet und kann in jede gewünschte Position bewegt werden.
Als nächstes werden die Experimente der Aufzeichnung, Wiedergabe und Löschens unter Verwendung einer LB Schicht (8 Schichten) aus Squarilium-bis-6-octylazulen (hierin im folgenden auf SOAZ abgekürzt), die auf einer Elektrode 1003 gebildet wurde, die aus Au gebildet wurde, im Detail beschrieben.
Ein Aufzeichnungsmedium 1, das eine Aufzeichnungsschicht 101 mit 8 aufgebauten SOAZ Schichten hat, wurde auf der XY Bühne 1014 angeordnet und zuerst wurden die Positionen der Sondenelektroden 1002a, b, c bestimmt und fest fixiert. Zwischen der Au Elektrode (der Erdungsstelle) 1003 und der Sondenelektrode 1002, wurde eine Spannung von -3,0 V angelegt und die Distanz (Z) zwischen der Sondenelektrode 1002 und der Oberfläche der Aufzeichnungsschicht 101 wurde kontrolliert, während der Strom überwacht wurde. Danach wurde die Distanz von der Sondenelektrode 1002 auf die Oberfläche der Aufzeichnungsschicht 101 geändert, indem der feine Steuerungsmechanismus 1007 gesteuert wurde, wodurch die Stromeigenschaften wie in Fig. 2 gezeigt erhalten wurden. Es ist notwendig, daß die Sondenspannung kontrolliert wird, so daß der Sondenstrom Ip zum Kontrollieren der Distanz von der Sondenelektrode 1002 zur Oberfläche der Aufzeichnungsschicht 101 10&supmin;&sup7; A ≥ Ip ≥ 10&supmin;¹² A, vorzugsweise 10&supmin;&sup8; A ≥ Ip ≥ 10&supmin;¹&sup0; A betragen kann.
Zuerst wurde der gesteuerte Strom auf den Strombetrag des a Bereichs in Fig. 2 (10&supmin;&sup7; A) (Bedingung der Sondenerdung) eingestellt. Falls der Strombetrag gemessen wurde, indem eine Lesespannung von 1,5 V angelegt wurde, die eine Spannung ist, die nicht die Schwellenspannung übersteigt, was eine elektrische Speicherwirkung zwischen der Sondenelektrode 1002 und der Au-Elektrode 1003 ermöglicht, wobei der AUS Zustand sich bei uA oder weniger zeigt. Als nächstes nach einer rechtwinkligen Impulsspannung, die die Wellenform hat, die in Fig. 3 gezeigt wird, die eine Spannung von oder höher als die Schwellenspannung Vth EIN aufweist, die einen EIN Zustand ermöglicht, wurde der Strom wieder gemessen, indem eine Spannung von 1,5 V zwischen den Elektroden angelegt wurde, wobei ein Strom von ungefähr 0,7 mA gefunden wurde, der fließt, so daß der EIN Zustand angezeigt wurde.
Als nächstes nachdem eine rechtwinklige Impulsspannung mit einer Spitzenspannung von 5 V und einer Impulsbreite von 1 uS. die eine Spannung von oder höher als die Schwellenspannung Vth AUS, an der die Änderung vom EIN Zustand zum AUS Zustand eintritt, wurden 1,5 V wieder angelegt, wodurch bestätigt wurde, daß der Strombetrag zu dieser Zeit zum AUS Zustand bei uA oder weniger zurückkehrte.
Als nächstes mit dem Sondenstrom Ip, der auf 10&supmin;&sup9; A (b Bereich in Fig. 2) eingestellt wurde, wurde die Distanz Z zwischen der Sondenelektrode 1002a, b, c und der Oberfläche der Aufzeichnungsschicht 101 gesteuert.
Während die XY Bühne langsam entlang der Y-Achse unter Anlegung einer rechtwinkligen Impulsspannung bewegt wird, die die Wellenform hat, wie in Fig. 3 zeigt, die eine Spannung der Schwellenspannung Vth EIN oder höher ist, bei der der EIN Zustand bei den drei Sonden eintritt, wurde das Spursignal der Y Spur aufgezeichnet (Fig. 11 A).
Die Sonden 1002a, b, und c wurden in ihre ursprünglichen Positionen gebracht, dann während eine rechtwinklige Impulsspannung angelegt wird, die die Wellenform hat, wie in Fig. 3 gezeigt, die eine Spannung der Schwellenspannung Vsch EIN oder höher ist, bei der der EIN Zustand bei den zwei Sonden (1002-a, c) entlang der X-Achse eintritt, wurden Spursignale entlang der X-Achse aufgezeichnet (Fig. 11B).
Die verbleibende eine Sonde (1002-b) schrieb den EIN Zustand, indem eine Impulsspannung (15 Vmax, 1 M5) der Schwellenspannung Vth EIN oder höher angelegt wurde, die dieselbe Wellenform, wie in Fig. 3, bei der vorbestimmten Position des Timingsignals hat und auch die Daten wurden auf den verbleibenden Stellen aufgezeichnet, indem dasselbe Verfahren verwendet wurde.
Als nächstes wurde die Sonde 1002-a entlang der Y-Achse zu der Spur bewegt, die mit der Sonde 1002-c aufgezeichnet wurde und dieselbe Operation, wie oben beschrieben, wurde durchgeführt. Zu dieser Zeit führte nur die Sonde 1001a ein Lesen des Spursignals durch. Demzufolge wurde diese Operation wiederholt bis ein Aufzeichnungsmedium, daß die Spursignale und die darauf aufgezeichneten Daten hat, hergestellt wurde (Fig. 11C).
Das Lesen kann durchgeführt werden, indem eine Sondenspannung von 1,5 V zum Lesen zwischen der Sondenelektrode 1002-b und die Gegenelektrode 1003 angelegt wurde und indem direkt die Änderung bei der Stromquantität gelesen wird, die zwischen dem EIN Zustandsbereich und dem AUS Zustandsbereich oder durch die Servoschaltung 1006 fließt. In diesem Beispiel wurde bestätigt, daß der Sondenstrom, der durch den EIN Zustandsbereich fließt, wurde gefunden, bei 3 Stellen oder mehr geändert zu sein, verglichen mit der vorigen Aufzeichnung (oder dem AUS Zustandsbereich).
Des weiteren als Ergebnis der Abtastung wieder der Aufzeichnungsposition, indem die Sondenspannung auf 10 Volt der Schwellenspannung Vth AUS oder höher gesetzt wurde, wurde auch bestätigt, daß der gesamte Aufzeichnungszustand gelöscht wurde, um auf den AUS Zustand übergegangen zu sein.
Als nächstes, indem der feine Steuerungsmechanismus 1007 verwendet wird, wurde das Auflösungsvermögen gemessen, indem Streifen von 1 u Länge mit verschiedenen Abständen zwischen 0,001 u und 0,1 u geschrieben wurden und es wurde gefunden, daß es bei 0,01 u oder weniger liegt.
Die SOAZ-LB Schicht, die in den obigen Experimenten verwendet wurde, wurde wie in Vergleichsbeispiel 1 hergestellt. Die Beurteilungsergebnisse werden in Tabelle 3 gezeigt und die Basis der Beurteilung (A, B, oder C) ist, wie in Vergleichsbeispiel 1 beschrieben.

Vergleichsbeispiel 13

Die Experimente wurden in der gleich Weise durchgeführt wie in Vergleichsbeispiel 12, mit der Ausnahme, daß t- Butylderivate des Luthetiumdiphthalocyanin [LuH(Pc)&sub2;] anstelle des SOAZ Aufzeichnungsmediums verwendet wurde, das in Vergleichsbeispiel 12 verwendet wird. Die Ergebnisse werden in Tabelle 3 zusammengefaßt. Es wurde gefunden, daß Schreiben und Lesen der Aufzeichnung konnte bei einem ausreichenden S/N Verhältnis wie im Fall des SOAZ getan werden.
Die Aufbaubedingungen des t-Butylderivat von LuH(Pc)2 werden unten gezeigt.
Lösungsmittel: Chloroform/Trimethylbenzol/Aceton (1/1/2).
Konzentration: 0,5 mg/ml
Wäßrige Phase: Reines Wasser, Wassertemperatur 20ºC
Oberflächendruck: 20 mN/m, vertikale
Bewegungsgeschwindigkeit des Substrats 3 mm/min.

Vergleichsbeispiele 14-20

Die Aufzeichnungsmedien wurde hergestellt, indem die Materialien der Substratelektrode und die Farbstoffverbindungen verwendet werden, die in Tabelle 4 gezeigt werden und die gleichen Experimente, wie in den Vergleichsbeispielen 12 und 13 wurden mit dem gesteuerten Strombetrag des Sondenstroms, der auf 10&supmin;&sup9; A eingestellt ist, durchgeführt, um die Ergebnisse zu erhalten, wie in Tabelle 4 gezeigt. Wie mittels der Markierung B in der Tabelle gezeigt, konnten die Aufzeichnung und Wiedergabe bei ausreichender Auflösungskraft und EIN/AUS Verhältnis für alle Proben durchgeführt werden.
Die Aufbauanzahl der Farbstoffschicht betrug insgesamt zwei Schichten. Auch die Pt-Elektrode wurde Dampfabgeschieden, indem jeweils das EB Verfahren und ITO mittels des Sputteringverfahren verwendet wurde. Tabelle 3 Tabelle 4
*** Violette Schicht, die aus einem kultivierten Produkt erhalten wurde, indem ein hoch halophilies Bakterium, gemäß dem bekannten Verfahren, kultiviert wurde.

Vergleichsbeispiel 21

Falls dieselben Experimente durchgeführt wurden, indem die Vorrichtungen, wie in Fig. 10 D-F gezeigt, anstelle der Vorrichtungen, die in Fig. 10 A-C gezeigt werden, wurden dieselben Ergebnisse erhalten.
In den Beispielen, wie oben beschrieben, wurde das LB- Verfahren zur Bildung der Farbstoffaufzeichnungsschicht verwendet, wobei jedes Verfahren zur Schichtbildung verwendet werden kann, ohne Beschränkung auf das LB Verfahren, vorausgesetzt, daß eine extrem dünne Schicht hergestellt werden kann und speziell das Verfahren der Vakuumbedampfung, wie ein MBE Verfahren, ein CVD Verfahren, etc. kann eingeschlossen sein.
Anwendbare Materialien sind nicht beschränkt auf nur andere organische Verbindungen, aber anorganische Materialien, wie Chalcogenidverbindungen etc. können auch verwendet werden.
Des weiteren ist es möglich, eine Integration der Elektrode und der Aufzeichnungsschicht zu verwenden, indem ein Halbleiter als Elektrode auf der Seite des Aufzeichnungsmediums verwendet wird.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf das Substratmaterial, seine Gestalt und Oberflächenstruktur überhaupt beschränkt. Auch obwohl drei Sonden in diesem Beispiel verwendet werden, kann die Anzahl der Sonden auch größer als drei sein.

Vergleichsbeispiel 22

Unter Verwendung von Au als Elektrode 103, die in Fig. 1 gezeigt wird, wurde eine LB Schicht, die zwei Schichten Pentacosa-10, 12-Diynoicsäure (DA12-8) aufweist, die als Aufzeichnungsschicht auf der Au-Elektrode aufgebaut sind, verwendet.
Ein derartiges polymerisierbares Aufzeichnungsmedium wurde auf eine ELS-3300 Zeichenvorrichtung für ein Elektronenstrahlbild montiert, die von Elionics Co hergestellt wird und ein Bild wurde gezeichnet, indem eine ein Gittermuster erzeugende Vorrichtung, die in Fig. 12A gezeigt wird, unter den Bedingungen einer Beschleunigungsspannung von 20 kV, einem Strombetrag von 1 · 10&supmin;&sup9; A, einem stationären Punktdurchmesser von 0,4 um, einer Aussetzungszeit von 0,5 usec/Punkt verwendet wird.
Die Vergrößerung betrug zu dieser Zeit das 50-fache.
Als nächstes wurde unter den Bedingungen einer Beschleunigungsspannung von 20 kV, einem Strombetrag von 1 · 10&supmin;¹¹ A, einem stationärem Punktdurchmesser von 0,04 um, einer Aussetzungzeit von 0,5 usek/Punkt, ein Linienmuster in Fig. 12 in ähnlicher Weise innerhalb jedes Gitters gezeichnet.
Das Muster, das so gezeichnet wurde, wurde gelesen, indem eine Wiedergabevorrichtung, wie in Fig. 1 gezeigt, verwendet wurde. Als nächstes wird sein Verfahren gezeigt.
Mit dem Aufzeichnungsmediums fest auf der Bühne fixiert, wurde zuerst die Position der Sondenelektrode mittels visueller Beobachtung bestimmt. Mit einer Sondenspannung, die auf 2 V eingestellt ist, wurde die Distanz zwischen der Sondenelektrode und dem Aufzeichnungsmedium gesteuert, so daß der Sondenstrom 10&supmin;&sup9; A betrug, indem der Grobmechanismus in der Z Richtung gesteuert wurde. Nachdem das Gittermuster zuerst mittels Grobabtastung in der Richtung innerhalb der Ebene (x, y) abgesucht wurde, wobei das Linienmuster mittels Feinabtastung innerhalb der Ebene (x, y) gelesen wurde. Es wurde gefunden, daß der Teil, der mittels des Elektronenstrahl bestrahlt wurde, polymerisiert wurde und seine Schichtdicke wurde erkannt um ungefähr einige Ä geändert zu sein (reduziert) als berechnet auf dem geänderten Betrag der Servospannung. Auch die Linienbreite, die gelesen wurde, betrug 0,022 um und so wurde gefunden, daß zumindest ein Auflösungsvermögen zum Aufzeichen von ungefähr 0,02 um erhalten werden konnte.
Das DA12-8 Aufzeichnungsmedium, das in dem obigen Experiment verwendet wird, wurde hergestellt wie unten beschrieben.
Nachdem ein optisch poliertes Glassubstrat sauber mit einem neutralen Detergens und Trichlen gewaschen wurde, wurde Cr als Unterschicht mittels des Verfahrens der Dampfabscheidung im Vakuum bis zu einer Dicke von 50 Å abgeschieden und weiter wurde Au mit dem selben Verfahren bis auf 400 Å Dampf-abgeschieden, um eine Unterelektrode zu bilden. DA12-8 wurde in Chloroform in einer Konzentration von 1 · 10&supmin;³ M aufgelöst und 200 ul der resultierenden Lösung wurde auf eine wäßrige Phase ausgebreitet (MnCl&sub2;: 5 · 10&supmin;&sup4; M, KHCO&sub3;: 5 · 10&supmin;&sup5; M, pH 6,8, Wasserstemperatur 20ºC).
Nach dem Abdampfen der Lösung wurde der Oberflächendruck auf 20 mN/m verstärkt und während der Druck konstant gehalten wurde, wurde das obige Elektrodensubstrat sanft eingetaucht, um so durch die Wasseroberfläche transversal zu laufen und weiter zurückgezogen wurde, um zwei Schichten einer monomolekularen Schicht aufzubauen. Die DA12-8 monomolekulare Aufbauschicht, die so auf der Au-Elektrode gebildet wurde, wurde an der Luft 24 Stunden getrocknet, um ein Aufzeichnungsmedium zur Verfügung zu stellen.

Vergleichsbeispiel 23

Fast das gesamte Experiment, wie in Vergleichsbeispiel 22 wurde durchgeführt, mit der Ausnahme, daß ein Aufzeichnungsmedium verwendet wird, das zwei Schichten aus ω-Tricosensäure auf einem n&spplus; -Si Substrat hat. Jedoch die Aussetzungzeit wurde auf 5 usec/Punkt eingestellt. Die Linienbreite, die gelesen wurde, betrug 0,013 um und ein Auflösungsvermögen der Aufzeichnung von ungefähr 0,01 um konnte erwartet werden.
Die Bedingungen zur Bildung der LB Schicht aus ω- Tricosensäure waren wie folgt.
Lösungsmittel: Chloroform
Konzentration: 1 mg/ml
Wäßrige Phase: H&sub2;O (reines Wasser), Wassertemperatur 20ºC.
Oberflächendruck: 20 mN/m, vertikale
Bewegungsgeschwindigkeit des Substrat 20 mm/min.

Vergleichsbeispiel 24

Fast die gleichen Experimente wie in Vergleichsbeispiel 22 wurde durchgeführt, mit der Ausnahme, daß eine zwei Schichten Aufbauschicht aus Arachidonsäure verwendet wird. Jedoch die Aussetzungszeit wurde auf 20 usec/Punkt eingestellt. Eine Aufzeichnung wurde durch eine Änderung in der LB Schicht Struktur durchgeführt, basierend auf der Erzeugung von Wärme mittels einer Bestrahlung mittels eines Elektronenstrahls und das Auflösungsvermögen war schlechter als verglichen mit den Beispielen 36A, 37, mit einer Linienbreite, die wiedergegeben 0,062 um betrug. Die Bedingungen der LB-Schichtbildung der Arachidonsäure waren wie folgt.
Lösungsmittel: Chloroform
Konzentration: 1 mg/ml
Wäßrige Phase: CdCl&sub2; 5 · 10&supmin;&sup4; M, Wassertemperatur 20ºC
Oberflächendruck: 30 mN/m,
vertikale Bewegungsgeschwindigkeit des Substrats 5 mm/min.

Vergleichsbeispiel 25

Auf derselben Au-Elektrode wie in Vergleichsbeispiel 22, Perylentetracarbonsäureanhydrid:
wurde im Vakuum Dampf-abgeschieden
(Bedampfungsgeschwindigkeit 5 k/sek, Schichtdicke 300 Å), um ein Aufzeichnungsmedium zur Verfügung zu stellen und andererseits wurde das gleiche Aufzeichnungs- und Wiedergabeexperiment wie in Beispiel 36 A durchgeführt.
Als Ergebnis des Experiments, das bei einer Aussetzungszeit von 200 usek/Punkt durchgeführt wurde, wurde der vom Elektronenstrahl bestrahlte Bereich als geschwärzt erkannt. Die Linienbreite, die mit einer Sondenspannung von 2 V wiedergegeben wurde, wurde als 0,04 um zu sein erkannt.

Vergleichsbeispiel 26

Das Muster, das in Fig. 12 gezeigt wird, wurde auf p- Form < 111> Wafersubstrat (10 ohm-cm) in derselben Weise gezeichnet, wie in Beispiel 24, indem P&spplus; Ionen mittels einer konvergierenden Ionenstrahlvorrichtung JIBL injiziert wurden, die von Nippon Denshi K. K. hergestellt wird. Die Injektionsbedingungen waren wie folgt.
Beschleunigungsspannung der Ionenquelle: 40 kV
Ionenstrahlstrom: 1 nA
Injektionsmenge: 1,3 · 10¹&sup4; Ionen/cm²
Wafertemperatur: 300ºC
Als nächstes wurde das obige Aufzeichnungsmuster mit einer Sondenspannung von -0,5 V wiedergegeben, wobei eine Linienbreite von 0,083 um im Durchschnitt gefunden wurde. So wurde gefunden, daß ein Auflösungsvermögen von ungefähr 0,1 um oder weniger erhalten werden konnte.
Als Ergebnis der Wärmebehandlung des obigen Aufzeichnungsmediums bei 600ºC, obwohl das Auflösungsvermögen auf ungefähr 0,1 um reduziert wurde, konnten stabil wiedergegebene Signale erhalten werden.

Vergleichsbeispiel 27

Das Muster in Fig. 12 wurde gezeichnet indem I&supmin; Ionen mittels desselben konvergierenden Ionenstrahlvorrichtung in derselben Weise wie in Vergleichsbeispiel 26 auf ein Aufzeichnungsmedium gezeichnet, das 13 Schichten an Tetraquinodimethan-docosylpyridinium aufweist, die auf einem optisch polierten Glassubstrat aufgebaut sind.
Die Injektionsbedingungen waren eine Beschleunigungsspannung der Ionenquelle von 40 kV, einem Ionenstrahlstrom von 1000 pA, injizierte Menge von 5 · 10¹³ Ionen/cm² und einer Substrattemperatur 20ºC.
Falls eine Wiedergabe des Gitters mit einer Sondenspannung von 1 V durchgeführt wurde, wurde eine Linienbreite von 0,1 um im Durchschnitt gefunden.
Bei den Beispielen, wie oben beschrieben, wurde ein Elektronenstrahl und Ionenstrahl als Energiestrahl verwendet, aber der Energiestrahl ist nicht auf diese beschränkt, aber elektromagnetische Wellen wie sichtbares Licht, UV-Strahlen und Röntgenstrahlen, etc. können auch verwendet werden.

Vergleichsbeispiel 28

Die SOAZ-LB Schicht, die in den obigen Experimenten verwendet werden, wurden wie unten beschrieben hergestellt.
Nachdem ein optisch poliertes Glassubstrat (Substrat 1004) gewaschen wurde, indem ein neutrales Detergens und Trichlen verwendet wurde, wurde Cr als Unterschicht mittels des Verfahrens der Vakuumabscheidung bis zu einer Dicke von 50 Å abgeschieden und weiter wurde Au mit dem selben Verfahren bis auf 400 Å Dampf-abgeschieden, um eine Unterelektrode (Au Elektrode 1003) zu bilden.
Als nächstes wurde eine Chloroform-Lösung, die SOAZ gelöst in einer Konzentration von 0,2 mg/ml enthält, über eine wäßrige Phase von 20ºC ausgebreitet, um eine monomolekulare Schicht auf der Wasseroberfläche zu bilden. Nach dem Verdampfen des Lösungsmittels wurde der Oberflächendruck von einer derartigen monomolekularen Schicht auf 20 mN/m erhöht und weiter während dieser konstant gehalten wurde, wurde das obige Elektrodensubstrat sanft mit einer Geschwindigkeit von 5 mm/min eingetaucht, um so über die Wasseroberfläche transversal zu verlaufen und weiter zurückgezogen zu werden, um zwei Schichten von einer Y- geformten monomolekularen Schicht aufgebaut zu haben. Indem einige Male in geeigneter Weise diese Operation wiederholt wurden, wurden 6 Arten von 2, 4, 8, 12, 20 und 30 Schichten der Aufbauschichten auf dem obigen Substrat gebildet und für Aufzeichnungs- und Wiedergabeexperimente verwendet. Die Bewertungsergebnisse werden in Tabelle 7 gezeigt.
Die Bewertung wurde über die gesamten Aufzeichnungs und Löscheigenschaften durchgeführt, nachdem die Impuls- und Löschspannung angelegt wurde, wobei weiter das Verhältnis des Spannungswerts unter dem Aufzeichnungszustand zu dem des Löschungszustands (EIN/AUS) und der Auflösungsvermögen und die mit besonders guten Werten wurden als A, die mit ausgezeichneten Werten als B und die mit relativ einiges unteren Werten, verglichen mit anderen, als C eingeschätzt.

Vergleichsbeispiel 29

Die Experimente werden in derselben Weise durchgeführt wie in Vergleichsbeispiel 28, mit der Ausnahme, daß ein t- Butylderivat von Luthetium-diphthalocyanin [LuH(Pc)&sub2;] anstelle von dem SOAZ Aufzeichnungsmedium verwendet wird, das in Vergleichsbeispiel 28 verwendet wird. Die Ergebnisse werden in Tabelle 7 zusammengefaßt. Es wurde gefunden, daß das Schreiben und Lesen von einer Aufzeichnung bei einem ausreichenden S/N Verhältnis geschehen kann, wie in dem Fall von SOAZ.
Die Aufbaubedingungen vom t-Butylderivat von LuH(Pc)&sub2; werden unten gezeigt.
Lösungsmittel: Chloroform/Trimethylbenzol/Aceton (1/1/2)
Konzentration: 0,5 mg/mol
Wäßrige Phase: Reines Wasser, Wassertemperatur 20ºC
Oberflächendruck: 20 mN/m, vertikale
Bewegungsgeschwindigkeit des Substrats 3 mm/min.

Vergleichsbeispiele 30-36

Ein Aufzeignungsmedium wurde hergestellt, indem die Substratelektrodenmaterialien und die Farbstoffverbindungen verwendet werden, die in Tabelle 8 gezeigt werden und die gleichen Experimente, wie in den Vergleichsbeispielen 28 und 29, wurden mit dem gesteuerten Strombetrag des Sondenstroms durchgeführt, der auf 10&supmin;&sup9; A gesetzt wurde, um die Ergebnisse zu erhalten, die in Tabelle 8 gezeigt werden. Wie mittels der Marke B in der Tabelle gezeigt, konnte ein Aufzeichnen und Wiedergeben mit einem ausreichenden Auflösungsvermögen und einem ETN/AUS Verhältnis für alle Beispiele vollbracht werden.
Die Aufbauanzahl der LB Farbstoffschicht betrug überall zwei Schichten. Auch die Pt Elektrode wurde Dampfbeschichtet, indem jeweils das EB Verfahren und ITO mittels des Sputteringverfahrens verwendet wird. Tabelle 7 Tabelle 8
*** Violette Schicht, die aus einem kultivierten Produkt extrahiert wurde, das erhalt n wurde, indem ein hoch halophiles Bakterium gemäß einem bekannten Verfahren kultiviert wurde.

Vergleichsbeispiel 37

Falls dieselben Experimente durchgeführt wurden, indem die Vorrichtungen, wie in Fig. 10 D-F gezeigt, anstelle der Vorrichtungen, die in Fig. 10 A-C gezeigt werden, die in den Vergleichsbeispielen 28-36 verwendet werden, wurden dieselben Ergebnisse erhalten.
In den Beispielen, wie oben beschrieben, wurde das LB- Verfahren zur Bildung der Farbstoffaufzeichnungsschicht verwendet, wobei jedes Verfahren zur Schichtbildung verwendet werden kann, ohne Beschränkung auf das LB Verfahren, vorausgesetzt, daß eine extrem dünne Schicht hergestellt werden kann und speziell das Verfahren der Vakuumbedampfung, wie ein MBE Verfahren, ein CVD Verfahren, etc. kann eingeschlossen sein.
Anwendbare Materialien sind nicht beschränkt auf nur organische Verbindungen, aber anorganische Materialien, wie Chalcogenidverbindungen etc. können auch verwendet werden.
Des weiteren ist es möglich eine Integration der Elektrode und der Aufzeichnungsschicht zu verwenden, indem ein Halbleiter als Elektrode auf der Seite des Aufzeichnungsmediums verwendet wird.
Die vorliegende Erfindung ist überhaupt nicht auf das Substratmaterial, seine Gestalt und Oberflächenstruktur beschränkt. Mehr als drei Sonden können in diesem Beispiel verwendet werden, obwohl drei Sonden in diesem Beispiel verwendet werden.
Die Ausführungsformen der Erfindung ermöglichen eine neue Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung, die die folgenden speziellen Merkmale zur Verfügung stellt.
(1) Selbst falls verglichen mit optischer Aufzeichnung, ist ein Aufzeichnen mit einer ziemlich höheren Dichte möglich.
(2) Da die Aufzeichnungsschicht mittels des Aufbaus von monomolekularen Schichten gebildet wird, konnte die Kontrolle der Schichtdicke leicht im molekularen Größenbereich (einige Å bis einige 10 Å) durchgeführt werden. Auch da die Kontrollfähigkeit ausgezeichnet ist, ist die Wiedergabefähigkeit hoch, wenn eine Aufzeichnungsschicht gebildet wird.
(3) Da die Aufzeichnung dünn und gut ist, ist die Produktivität hoch und ein günstiges Aufzeichnungsmedium kann zur Verfügung gestellt werden.
(4) Die Energie, die für die Herstellung notwendig ist, ist gering und der Energieverbrauch ist gering.
(5) Die Aufzeichnungsgeschwindigkeit und die Lesegeschwindigkeit sind schnell bei der Bereitstellung der Spur.
(6) Das Fehlerverhältnis ist niedrig wegen der Spur und Timingsignalen.
(7) Ein Auflösungsvermögen der Aufzeichnung von 0,01 um oder mehr kann erhalten werden und eine Aufzeichnung mit hoher Dichte besser um zwei Stellen oder mehr verglichen mit optischen Aufzeichnungsverfahren des Standes der Technik ist möglich.
(8) Weil die Energie, die zum Lesen der Aufzeichnung notwendig ist, gering ist, gibt es keine Zerstörung der Aufzeichnung in Verbindung mit der Wiedergabe. Daher kann eine große Kapazität des Dateispeichers mit großer Stabilität verwirklicht werden.
(9) Die Struktur des Aufzeichnungsmediums ist einfach und sein Herstellungsverfahren ist auch einfach. Daher ist aufgrund der ausgezeichneten Kontrollierbarkeit die Wiedergabefähigkeit hoch, wenn das Element gebildet wird und auch die Produktivität ist hoch.
Der Anwendungsbereich der anorganischen Materialien, die für das Aufzeichnungsmedium verwendet werden, ist breit und auch ein sehr billiges Aufzeichnungsmedium kann zur Verfügung gestellt werden.

Claims

1. System zur Wiedergabe von Information, wobei das System eine Sondenelektrode (102; 1002), ein Aufzeichnungsmedium (1), das entgegengesetzt zu der Sondenelektrode (102; 1002) angeordnet ist, so daß ein Tunnelstrom fließen kann, wenn eine Spannung dort dazwischen angelegt wird; Mittel zum Anlegen einer Lesespannung zwischen der Sondenelektrode (102) und dem Aufzeichnungsmedium (1; 101) aufweist, um dadurch einen Tunnelstrom zu ermitteln, der zwischen dem Medium und der Sondenelektrode (102; 1002) fließt, um dadurch Information zu ermitteln, die darauf aufgezeichnet ist, wobei das System dadurch gekennzeichnet ist, daß das Aufzeichnungsmedium ein amorpher Halbleiter ist, der auf einem Chalcogenidglas gebildet ist, das zumindest ein Element der Gruppen III, IV, V und VI des Periodensystems und zumindest eines aus Se, Te und As enthält.

2. System nach Anspruch 1, das Mittel zum Anlegen einer Schreibspannung zwischen der Sondenelektrode (102; 1002) und dem Aufzeichnungsmedium (1; 101) aufweist, um dadurch Information auf dem Aufzeichnungsmedium aufzuzeichnen, indem der elektrische Speichereffekt verwendet wird.

3. System nach Anspruch 1 oder 2, worin das Aufzeichnungsmedium (101) ein Film oder eine Schicht auf der Oberfläche eines Substrats (103) ist.

4. System nach jedem der vorangehenden Ansprüche, das weiter Mittel (107, 1007) zum Einstellen des Positions-Verhältnisses zwischen der Sondenelektrode (102; 1002) und dem Aufzeichnungsmedium (1, 101) aufweist.

5. System nach Anspruch 4, worin das Einstellmittel (107, 1007) angeordnet ist, um das Positions-Verhältnis in einer Richtung parallel zu der Oberfläche des Aufzeichnungsmedium (1, 101) einzustellen.

6. System nach Anspruch 5, worin das Einstellmittel ein X, Y- Abtastmittel für die Sondenelektrode (102, 1002) ist.

7. System nach jedem der Ansprüche 4 bis 6, worin das Einstellmittel (107, 1007) angeordnet ist, um das Positions- Verhältnis in einer Richtung senkrecht zu der Oberfläche des Aufzeichnungsmedium (1, 101) einzustellen.

8. System nach Anspruch 7, worin das Einstellmittel angeordnet ist, um eine konstante Distanz zwischen der Sondenelektrode (102, 1002) und der Oberfläche des Aufzeichnungsmediums während dem Aufzeichnen oder der Wiedergabe der Information (1, 101) einzuhalten.

9. System nach jedem der Ansprüche 4 bis 8, worin das Einstellmittel angeordnet ist, um feine Einstellungen in drei Dimensionen zwischen der relativen Position der Sondenelektrode (102, 1002) und dem Aufzeichnungsmedium (1, 101) zu bewirken.

10. System nach jedem der vorangehenden Ansprüche, bei dem das Mittel (108; 1008) zum Anlegen einer Lesespannung eine Servoschaltung (106; 1006) zur Wiedergabe von Information hat.

11. System nach jedem der vorangehenden Ansprüche, bei dem das Mittel (1008) zum Anlegen einer Lesespannung einen Analog/Digital Umformer (1016) zur Wiedergabe von Information hat.

12. System nach jedem der vorangehenden Ansprüche, worin die Lesespannung als Vorspannung (108; 1008) angelegt wird.

13. Vorrichtung nach jedem der vorangehenden Ansprüche, worin die Lesespannung die Information, die auf dem Aufzeichnungsmedium (1, 101) aufgezeichnet ist, unbeeinflußt läßt.

14. System nach jedem der vorangehenden Ansprüche, das Mittel (108; 1008) zum Anlegen einer Schreibspannung zwischen der Sondenelektrode (102, 1002) und dem Aufzeichnungsmedium (1, 101) einschließt, wobei dieses Mittel so angeordnet ist, um die Schreibspannung als Impulsspannung anzulegen.

15. System nach jedem der vorangehenden Ansprüche, das weiter Mittel (108; 1008) zum Löschen der aufgezeichneten Information hat, indem Spannung zwischen der Sondenelektrode (102, 1002) und dem Aufzeichnungsmedium (1, 101) angelegt ist.

16. System nach jedem der vorangehenden Ansprüche, worin das Aufzeichnungsmedium (1, 101) eine Schicht aufweist, die in der Lage ist, für sich als Elektrode zu wirken.

17. System nach jedem der vorangehenden Ansprüche, wobei eine Vielzahl von Sondenelektroden (1002a, 1002b, 1002c) zur Verfügung gestellt werden.

18. System nach jedem der vorangehenden Ansprüche, bei dem das Aufzeichnungsmedium aus den Gläsern der Typen As-Se-Te, Ge-As-Se, Si-Ge-As-Te und Ge-Te-X oder Si-Te-X ausgewählt wird, wobei X ein Element der Gruppe V oder VI ist.

19. Verfahren zum Aufzeichnen von Information, das den Betrieb eines Systems, wie in jedem Anspruch abhängig vom Anspruch 2, zum Aufzeichnen von Information aufweist.

20. Verfahren zur Wiedergabe von Information, das den Betrieb eines Systems, wie in jedem der Ansprüche 1 bis 18 beansprucht, aufweist, um Information wiederzugeben.