JP2883162B2 - 記録媒体 - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、コンピューター等のファイル記録装置用の
記録媒体に係り、特に高密度化、大記憶容量化に好適で
あり、且つ広い温度範囲で使用可能である書き換え可能
な記録媒体に関する。
記録媒体に係り、特に高密度化、大記憶容量化に好適で
あり、且つ広い温度範囲で使用可能である書き換え可能
な記録媒体に関する。
（従来の技術） 従来の大容量記憶装置用の記録媒体としては、磁性材
料が使われることが多い。この様な記録媒体について
は、例えば、オーム社、「磁性材料セラミックス」、桜
井、金丸編、P143（昭和61年）に記載されている。
料が使われることが多い。この様な記録媒体について
は、例えば、オーム社、「磁性材料セラミックス」、桜
井、金丸編、P143（昭和61年）に記載されている。
又、酸化物を上記記録媒体として用いた例としては、
酸化物超伝導体を用いて、超伝導臨界温度より低い温度
で記録再生することが特開昭63−268087号公報に開示さ
れている。しかし、この記録媒体は超伝導臨界温度以下
の低温で使用することが条件になっている。
酸化物超伝導体を用いて、超伝導臨界温度より低い温度
で記録再生することが特開昭63−268087号公報に開示さ
れている。しかし、この記録媒体は超伝導臨界温度以下
の低温で使用することが条件になっている。
（発明が解決しようとする問題点） 上記従来技術において、磁性材料を使用する場合は磁
性材料の磁化状態を利用する為、高密度化においては磁
区の微小化と検出する信号強度との関係から数μｍ程度
のビット周期が限界と考えられ、高密度化が達成出来な
いという問題がある。
性材料の磁化状態を利用する為、高密度化においては磁
区の微小化と検出する信号強度との関係から数μｍ程度
のビット周期が限界と考えられ、高密度化が達成出来な
いという問題がある。
一方、酸化物超伝導体を利用した記録媒体において
は、超伝導状態を示す温度まで媒体を冷却し、この状態
で酸素イオンと水素イオンを針状イオン照射源より照射
して超伝導状態と常伝導状態の２状態を２進法の２値信
号に対応させている為、この方式では記憶容量を大きく
することは出来るが実用上の問題がある。即ち、現在知
られている超伝導体の臨界温度は約160Kより低いものば
かりであり、実際に記録する場合には約160Kより低い温
度に冷却しなければならない為、液体窒素や液体ヘリウ
ム等の冷却用媒体を使用するか、或いはクライオポンプ
等の特殊な冷却装置を使用しなければならないという大
きな問題がある。
は、超伝導状態を示す温度まで媒体を冷却し、この状態
で酸素イオンと水素イオンを針状イオン照射源より照射
して超伝導状態と常伝導状態の２状態を２進法の２値信
号に対応させている為、この方式では記憶容量を大きく
することは出来るが実用上の問題がある。即ち、現在知
られている超伝導体の臨界温度は約160Kより低いものば
かりであり、実際に記録する場合には約160Kより低い温
度に冷却しなければならない為、液体窒素や液体ヘリウ
ム等の冷却用媒体を使用するか、或いはクライオポンプ
等の特殊な冷却装置を使用しなければならないという大
きな問題がある。
従って本発明の目的は、記録容量を磁性材料を使用し
た時よりも大きくし、且つ特殊な冷却媒体や冷却装置を
使用することなく情報の書き込み及び読み出しが可能な
記録媒体を提供することである。
た時よりも大きくし、且つ特殊な冷却媒体や冷却装置を
使用することなく情報の書き込み及び読み出しが可能な
記録媒体を提供することである。
（問題点を解決する為の手段） 上記目的は以下の本発明によって達成される。
即ち、本発明は、 酸化物に含まれる酸素量を制御し、酸素量の大小を利
用して情報を記録する記録媒体において、該記録媒体の
表面に１μｍ以下のピッチ間隔で高さが３μｍ以下の凹
凸が形成され、上記酸化物が電極を付けた基板上に形成
されていることを特徴とする記録媒体、 酸化物に含まれる酸素量を制御し、酸素量の大小を利
用して情報を記録する記録媒体において、該記録媒体の
表面に１μｍ以下のピット間隔で高さが３μｍ以下の凹
凸が形成され、上記酸化物上に酸素透過性膜が設けられ
ていることを特徴とする記録媒体、及び 酸化物に含まれる酸素量を制御し、酸素量の大小を利
用して情報を記録する記録媒体において、該記録媒体の
表面に１μｍ以下のピット間隔で高さが３μｍ以下の凹
凸が形成され、上記酸化物上に酸素を吸収する膜が設け
られていることを特徴とする記録媒体 である。
用して情報を記録する記録媒体において、該記録媒体の
表面に１μｍ以下のピッチ間隔で高さが３μｍ以下の凹
凸が形成され、上記酸化物が電極を付けた基板上に形成
されていることを特徴とする記録媒体、 酸化物に含まれる酸素量を制御し、酸素量の大小を利
用して情報を記録する記録媒体において、該記録媒体の
表面に１μｍ以下のピット間隔で高さが３μｍ以下の凹
凸が形成され、上記酸化物上に酸素透過性膜が設けられ
ていることを特徴とする記録媒体、及び 酸化物に含まれる酸素量を制御し、酸素量の大小を利
用して情報を記録する記録媒体において、該記録媒体の
表面に１μｍ以下のピット間隔で高さが３μｍ以下の凹
凸が形成され、上記酸化物上に酸素を吸収する膜が設け
られていることを特徴とする記録媒体 である。
（作用） 酸化物に含まれる酸素量を制御し、酸化物中の酸素含
有量の大小の状態を利用し、この状態変化を信号に対応
させ情報の書き込み及び読み出しを行う。
有量の大小の状態を利用し、この状態変化を信号に対応
させ情報の書き込み及び読み出しを行う。
例えば、YBa2Cu3O7-x（０＜ｘ＜１）材料では、ｘ値
が約0.5より大きい場合には、結晶構造はtetragonal構
造であり、ｘ値が0.5より小さい場合にはorthorhombic
構造をとるが、この酸素量変化に伴い電気抵抗率が変化
し、室温付近での電気抵抗率はtetragonal構造の方が大
きくなる。又、同じtetragonal構造でも酸素量を少なく
すると電気抵抗率は更に大きくなる。
が約0.5より大きい場合には、結晶構造はtetragonal構
造であり、ｘ値が0.5より小さい場合にはorthorhombic
構造をとるが、この酸素量変化に伴い電気抵抗率が変化
し、室温付近での電気抵抗率はtetragonal構造の方が大
きくなる。又、同じtetragonal構造でも酸素量を少なく
すると電気抵抗率は更に大きくなる。
又、光学特性も酸素量の変化に伴い変化し、例えば、
反射率も酸素量が少ない、つまりｘ値が大きい方が反射
率が小さくなる。そして吸収率も反射率と同様に酸素量
により変化する。この様な物性変化はｘ値が小さいorth
orhombic構造でも同様に生じ、又、酸素量の変化は酸化
物がどの様な温度においても電界や電流を加えることや
光を照射することにより制御出来、且つ酸化物中の酸素
量は電界、電流、光という入力信号の強さにより連続的
に変化させることが出来る。
反射率も酸素量が少ない、つまりｘ値が大きい方が反射
率が小さくなる。そして吸収率も反射率と同様に酸素量
により変化する。この様な物性変化はｘ値が小さいorth
orhombic構造でも同様に生じ、又、酸素量の変化は酸化
物がどの様な温度においても電界や電流を加えることや
光を照射することにより制御出来、且つ酸化物中の酸素
量は電界、電流、光という入力信号の強さにより連続的
に変化させることが出来る。
本発明は、上記の様な酸化物中の酸素量の変化により
生じる電気抵抗率、光の吸収率、反射率等の電気的又は
光学的な物理量の変化を利用して各種情報を記録するも
のである。
生じる電気抵抗率、光の吸収率、反射率等の電気的又は
光学的な物理量の変化を利用して各種情報を記録するも
のである。
更に、酸化物導電体の表面に１μｍ以下のピット間隔
で高さが３μｍ以下の凹凸をつけることにより、記録位
置のズレが少なくなり、書き込み、読み取りの精度を向
上させることが出来る。又、針の位置決めも容易とな
る。
で高さが３μｍ以下の凹凸をつけることにより、記録位
置のズレが少なくなり、書き込み、読み取りの精度を向
上させることが出来る。又、針の位置決めも容易とな
る。
ピット形状は酸化物導電体の種類、酸化物導電体層の
上に形成する保護膜の種類によって最適な形状を決める
ことが出来る。
上に形成する保護膜の種類によって最適な形状を決める
ことが出来る。
（実施例） 以下本発明の詳細を実施例により説明する。
実施例１ 第１図に本発明の実施例を示す。
石英基板（基板:1）上に抵抗加熱法でCrを100Å、Au
を1,000Åの厚さに夫々積層した（電極:2）。次にその
上にRFマグネトロンスパッタリング法でEr−Ba−Cu−Ｏ
膜を１μｍ堆積した（酸化物導電体層:3）。この時の成
膜条件は、Er:Ba:Cu＝1:2:3（原子数比）となる様に調
整したEr−Ba−Cu−Ｏ焼結体をスパッタリングターゲッ
トとして用い、ガス圧Ar5Pa、パワー100W、基板温度300
℃とした。これを通常のフォトリソグラフィー技術によ
り第１図に示す様に、１μｍピッチ、6,000Åの高さで
凹凸に加工した。この様にして作成したEr−Ba−Cu−Ｏ
膜は、電気抵抗率を測定したところ、３×10-3Ω・cmと
なった。
を1,000Åの厚さに夫々積層した（電極:2）。次にその
上にRFマグネトロンスパッタリング法でEr−Ba−Cu−Ｏ
膜を１μｍ堆積した（酸化物導電体層:3）。この時の成
膜条件は、Er:Ba:Cu＝1:2:3（原子数比）となる様に調
整したEr−Ba−Cu−Ｏ焼結体をスパッタリングターゲッ
トとして用い、ガス圧Ar5Pa、パワー100W、基板温度300
℃とした。これを通常のフォトリソグラフィー技術によ
り第１図に示す様に、１μｍピッチ、6,000Åの高さで
凹凸に加工した。この様にして作成したEr−Ba−Cu−Ｏ
膜は、電気抵抗率を測定したところ、３×10-3Ω・cmと
なった。
更にこの記録媒体に対する情報の書き込みの例を第２
図に示す。
図に示す。
４は針状電極であり、タングステンを用いた。この針
状電極４の先端と酸化物導電体層３の凸部3aとの距離を
10〜20Åに設定する。次に、針状電極４と酸化物導電体
層３の間に10Vの電圧パルスを印加すると、酸化物導電
体層の凸部3aの一部が加熱され、酸素の拡散が生じ酸素
量が変化し、その部分の酸化物導電体層３の電気抵抗率
が変化する（第２図の3b）。第３図はこの電圧パルスの
印加回数と電気抵抗率の変化を示したものである。
状電極４の先端と酸化物導電体層３の凸部3aとの距離を
10〜20Åに設定する。次に、針状電極４と酸化物導電体
層３の間に10Vの電圧パルスを印加すると、酸化物導電
体層の凸部3aの一部が加熱され、酸素の拡散が生じ酸素
量が変化し、その部分の酸化物導電体層３の電気抵抗率
が変化する（第２図の3b）。第３図はこの電圧パルスの
印加回数と電気抵抗率の変化を示したものである。
更に、針状電極４をXY方向にスキャンニングすること
により酸化物導電体層上に電気抵抗率の変化した部分3b
を多数作ることが出来、この結果、大容量且つ多値情報
の書き込みを行うことが出来る。
により酸化物導電体層上に電気抵抗率の変化した部分3b
を多数作ることが出来、この結果、大容量且つ多値情報
の書き込みを行うことが出来る。
尚、情報の消去は、酸素雰囲気中で250℃の熱処理を
行い、酸化物導電体層を元の状態に戻すことにより可能
となる。
行い、酸化物導電体層を元の状態に戻すことにより可能
となる。
実施例２ 第４図に本発明の第２の実施例の概略図を示す。
本実施例では基板１としてMgOを用い、その上にクラ
スターイオンビーム法でＹ−Ba−Cu−Ｏ膜を堆積し、酸
化物導電体層３を形成した。この時の成膜条件は、蒸着
源としてＹ、BaO、Cuを独立に用い、イオン化条件をＹ
についてはイオン化電流50mA、加速電圧0.5kV、BaO、Cu
についてはイオン化電流100mA、加速電圧1kVとし、基板
温度を420℃とした。成膜時には基板付近に４×10-4Tor
rの酸素ガスを吹き付けながら、基板上で金属３元素の
組成比が、Y:Ba:Cu＝15:30:55（原子数比）となる様に
成膜した。膜厚は6,000Åとした。
スターイオンビーム法でＹ−Ba−Cu−Ｏ膜を堆積し、酸
化物導電体層３を形成した。この時の成膜条件は、蒸着
源としてＹ、BaO、Cuを独立に用い、イオン化条件をＹ
についてはイオン化電流50mA、加速電圧0.5kV、BaO、Cu
についてはイオン化電流100mA、加速電圧1kVとし、基板
温度を420℃とした。成膜時には基板付近に４×10-4Tor
rの酸素ガスを吹き付けながら、基板上で金属３元素の
組成比が、Y:Ba:Cu＝15:30:55（原子数比）となる様に
成膜した。膜厚は6,000Åとした。
更にこの上に上部層５として酸素透過性物質である銀
を通常の抵抗加熱法で1,000Å成膜した。これを通常の
微細加工プロセスにより、第４図に示す様に0.5μｍピ
ッチで0.5μｍの高さに凹凸形状に加工した。
を通常の抵抗加熱法で1,000Å成膜した。これを通常の
微細加工プロセスにより、第４図に示す様に0.5μｍピ
ッチで0.5μｍの高さに凹凸形状に加工した。
この場合の電気抵抗率を測定したところ１×10-2Ω・
cmであった。
cmであった。
この様にして作成した記録媒体への書き込みは、記録
媒体の上部層５と針状電極４間の距離を50Å、印加電圧
を50Vとした以外は実施例１と同様にして行うことが出
来た。この場合のパルス印加回数と電気抵抗率の関係を
第５図に示す。
媒体の上部層５と針状電極４間の距離を50Å、印加電圧
を50Vとした以外は実施例１と同様にして行うことが出
来た。この場合のパルス印加回数と電気抵抗率の関係を
第５図に示す。
尚、情報の消去も実施例１と同様の方法で行うことが
出来た。本実施例では上部層を設けたことにより、酸化
物導電体層３を物理的に保護することが出来た。
出来た。本実施例では上部層を設けたことにより、酸化
物導電体層３を物理的に保護することが出来た。
実施例３〜６ 第６図は実施例３〜６の概略図である。
基板、電極、酸化物導電体、上部層に第１表に示す材
料を用いて、実施例１及び２と同様にして記録媒体を作
成した。その際、電極は通常の蒸着法で作成した。又、
酸化物導電体層３は、実施例２と同様にクラスタービー
ム法で、Ｙ、Ho、Ybが夫々金属組成全体の約15〜16％に
なる様に調整して作成した。これを微細加工プロセスに
より第６図に示す様に、0.4μｍピッチで１μｍの高さ
に凹凸形状に加工した。この凹凸のピットは基板中心か
ら渦巻状に並んでいるものである。
料を用いて、実施例１及び２と同様にして記録媒体を作
成した。その際、電極は通常の蒸着法で作成した。又、
酸化物導電体層３は、実施例２と同様にクラスタービー
ム法で、Ｙ、Ho、Ybが夫々金属組成全体の約15〜16％に
なる様に調整して作成した。これを微細加工プロセスに
より第６図に示す様に、0.4μｍピッチで１μｍの高さ
に凹凸形状に加工した。この凹凸のピットは基板中心か
ら渦巻状に並んでいるものである。
上部層５は材料により蒸着法、スピンコート法等を適
宜選んで作成した。上部層５として実施例３では、酸素
透過性物質であるシリコンオイルを用い、実施例４では
酸素を吸収する物質であるAlを用いた。又、実施例５、
６では上部層５として酸素を通さない物質であるAu、ａ
−Siを夫々用いた。
宜選んで作成した。上部層５として実施例３では、酸素
透過性物質であるシリコンオイルを用い、実施例４では
酸素を吸収する物質であるAlを用いた。又、実施例５、
６では上部層５として酸素を通さない物質であるAu、ａ
−Siを夫々用いた。
この様にして作成した記録媒体を用い、情報の書き込
み消去を行ったところ、実施例３では実施例１と同様の
方法で情報の書き込み及び消去を行うことが出来た。
み消去を行ったところ、実施例３では実施例１と同様の
方法で情報の書き込み及び消去を行うことが出来た。
実施例４では実施例２と同様の方法で書き込みを行っ
たところ、酸化物導電体膜中の酸素が加熱によって拡散
し、上部層５に吸収され電気抵抗率が変化し書き込みを
行うことが出来た。しかしながら、情報の消去は出来な
かった。
たところ、酸化物導電体膜中の酸素が加熱によって拡散
し、上部層５に吸収され電気抵抗率が変化し書き込みを
行うことが出来た。しかしながら、情報の消去は出来な
かった。
実施例５、６では実施例２と同様の方法で書き込みを
行ったところ、酸素は上部層５に抑えられ、酸化物導電
体層の基板１側へ移動し、書き込みを行なうことが出来
た。又、情報の消去も実施例１と同様に行なうことが出
来た。
行ったところ、酸素は上部層５に抑えられ、酸化物導電
体層の基板１側へ移動し、書き込みを行なうことが出来
た。又、情報の消去も実施例１と同様に行なうことが出
来た。
（発明の効果） 以上述べた様に本発明は、酸化物中の酸素量の変化を
利用して情報を記憶するものであり、磁性材料を用いた
場合に比べ記録容量が大幅に増大する。
利用して情報を記憶するものであり、磁性材料を用いた
場合に比べ記録容量が大幅に増大する。
又、超伝導酸化物を用いた場合でも常温で使用するこ
とが可能である。
とが可能である。
更に、本発明では酸化物導電体を１μｍ以下のピット
間隔で、高さが３μｍ以下の凹凸形状がある様に加工す
る為、平面形状とした場合に比べ書き込み、読み取りの
精度が向上する。針状電極と記録媒体の位置決めも容易
である。
間隔で、高さが３μｍ以下の凹凸形状がある様に加工す
る為、平面形状とした場合に比べ書き込み、読み取りの
精度が向上する。針状電極と記録媒体の位置決めも容易
である。
第１図、第２図、第４図及び第６図は、本発明の実施例
を示す概略図、第３図及び第５図は、パルス印加回数と
電気抵抗率の関係を示す図である。 1:基板、２、4:電極 3:酸化物導電体、5:上部層
を示す概略図、第３図及び第５図は、パルス印加回数と
電気抵抗率の関係を示す図である。 1:基板、２、4:電極 3:酸化物導電体、5:上部層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 敬介 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 金子 典夫 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (56)参考文献 特開 昭64−57438（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−268087（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G11B 9/04 G11B 9/00
Claims (7)
- 【請求項１】酸化物に含まれる酸素量を制御し、酸素量
の大小を利用して情報を記録する記録媒体において、該
記録媒体の表面に１μｍ以下のピット間隔で高さが３μ
ｍ以下の凹凸が形成され、上記酸化物が電極を付けた基
板上に形成されていることを特徴とする記録媒体。 - 【請求項２】酸化物に含まれる酸素量を制御し、酸素量
の大小を利用して情報を記録する記録媒体において、該
記録媒体の表面に１μｍ以下のピット間隔で高さが３μ
ｍ以下の凹凸が形成され、上記酸化物上に酸素透過性膜
が設けられていることを特徴とする記録媒体。 - 【請求項３】酸化物に含まれる酸素量を制御し、酸素量
の大小を利用して情報を記録する記録媒体において、該
記録媒体の表面に１μｍ以下のピット間隔で高さが３μ
ｍ以下の凹凸が形成され、上記酸化物上に酸素を吸収す
る膜が設けられていることを特徴とする記録媒体。 - 【請求項４】酸化物がその材料固有の温度により低温で
超伝導状態に転移する酸化物である請求項１〜３の何れ
か１項に記載の記録媒体。 - 【請求項５】酸化物がある特定の値前後の酸素量で、結
晶構造が変化する酸化物である請求項１〜３の何れか１
項に記載の記録媒体。 - 【請求項６】酸素量の大小の状態を光の照射、電界の印
加又は電流を流すことによって変化させる請求項１〜３
の何れか１項に記載の記録媒体。 - 【請求項７】酸化物が式Ln−Ba−Cu−Ｏ（Lnは、Sc、
Ｙ、La、Ac等の周期律表第III族ａ亜族に属する元素を
表わし、Ln、Ba、Cuの金属元素の合計量を100とした場
合、Lnの割合が10〜20である）で表される金属酸化物で
ある請求項１〜３の何れか１項に記載の記録媒体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2137868A JP2883162B2 (ja) | 1990-05-28 | 1990-05-28 | 記録媒体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2137868A JP2883162B2 (ja) | 1990-05-28 | 1990-05-28 | 記録媒体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0432049A JPH0432049A (ja) | 1992-02-04 |
| JP2883162B2 true JP2883162B2 (ja) | 1999-04-19 |
Family
ID=15208604
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2137868A Expired - Fee Related JP2883162B2 (ja) | 1990-05-28 | 1990-05-28 | 記録媒体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2883162B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04271037A (ja) * | 1991-02-25 | 1992-09-28 | Canon Inc | 記録媒体 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63268087A (ja) * | 1987-04-27 | 1988-11-04 | Hitachi Ltd | 記憶媒体 |
| JPS6457438A (en) * | 1987-08-28 | 1989-03-03 | Mitsubishi Electric Corp | Recording medium |
-
1990
- 1990-05-28 JP JP2137868A patent/JP2883162B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0432049A (ja) | 1992-02-04 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |