JP2884447B2 - カンチレバー型プローブ、及びこれを用いた走査型トンネル顕微鏡、情報処理装置 - Google Patents
カンチレバー型プローブ、及びこれを用いた走査型トンネル顕微鏡、情報処理装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、走査型トンネル顕微鏡
（以下、「ＳＴＭ」と記す）に用いるカンチレバー（片
持ばり）型プローブ及びかかるプローブを備えた走査型
トンネル顕微鏡に関する。
（以下、「ＳＴＭ」と記す）に用いるカンチレバー（片
持ばり）型プローブ及びかかるプローブを備えた走査型
トンネル顕微鏡に関する。
【０００２】さらに本発明は、ＳＴＭの手法により情報
の記録、再生及び消去等を行う、上記カンチレバー型プ
ローブを備えた情報処理装置に関する。
の記録、再生及び消去等を行う、上記カンチレバー型プ
ローブを備えた情報処理装置に関する。
【０００３】
【従来の技術】近年において、導体の表面原子の電子構
造を直接観測できる走査型トンネル顕微鏡が開発され
（Ｇ．Ｂｉｎｎｉｇ ｅｔ ａｌ．，Ｐｈｙｓ．Ｒｅ
ｖ．Ｌｅｔｔ．４９（１９８２）５７）、単結晶、非晶
質を問わず実空間像を著しく高い分解能（ナノメートル
以下）で測定できるようになった。ＳＴＭは金属のプロ
ーブと導電性物質の間に電圧を加えて、１ｎｍ程度の距
離まで近づけるとトンネル電流が流れることを利用して
いる。この電流は両者の距離変化に非常に敏感で指数関
数的に変化するので、トンネル電流を一定に保つように
プローブを走査することにより実空間の表面構造を原子
オーダの分解能で観察することができる。ＳＴＭを用い
た解析は導電性材料に限られるが、導電性材料の表面に
薄く形成された絶縁膜の構造解析にも応用され始めてい
る。さらに、係る装置・手段は微小電流を検知する方法
を用いているため、媒体に損傷を与えずに、且つ低電力
で観測できる利点をも有する。また、大気中での動作も
可能であるためＳＴＭの広範囲な応用が期待されてい
る。
造を直接観測できる走査型トンネル顕微鏡が開発され
（Ｇ．Ｂｉｎｎｉｇ ｅｔ ａｌ．，Ｐｈｙｓ．Ｒｅ
ｖ．Ｌｅｔｔ．４９（１９８２）５７）、単結晶、非晶
質を問わず実空間像を著しく高い分解能（ナノメートル
以下）で測定できるようになった。ＳＴＭは金属のプロ
ーブと導電性物質の間に電圧を加えて、１ｎｍ程度の距
離まで近づけるとトンネル電流が流れることを利用して
いる。この電流は両者の距離変化に非常に敏感で指数関
数的に変化するので、トンネル電流を一定に保つように
プローブを走査することにより実空間の表面構造を原子
オーダの分解能で観察することができる。ＳＴＭを用い
た解析は導電性材料に限られるが、導電性材料の表面に
薄く形成された絶縁膜の構造解析にも応用され始めてい
る。さらに、係る装置・手段は微小電流を検知する方法
を用いているため、媒体に損傷を与えずに、且つ低電力
で観測できる利点をも有する。また、大気中での動作も
可能であるためＳＴＭの広範囲な応用が期待されてい
る。
【０００４】特に、特開昭６３−１６１５５２号公報、
特開昭６３−１６１５５３号公報等に提案されている様
に、高密度な記録再生装置としての実用化が積極的に進
められている。これはＳＴＭと同様のプローブを用い
て、プローブと記録媒体間に印加する電圧を変化させて
記録を行うもので、記録媒体として電圧−電流特性にお
いてメモリ性のあるスイッチング特性を示す材料、例え
ばカルコゲン化物類、π電子系有機化合物の薄膜層を用
いている。再生は、係る記録を行った領域とそうでない
領域のトンネル抵抗の変化により行っている。この記録
方式の記録媒体としては、プローブに印加する電圧によ
り記録媒体の表面形状が変化するものでも記録再生が可
能である。
特開昭６３−１６１５５３号公報等に提案されている様
に、高密度な記録再生装置としての実用化が積極的に進
められている。これはＳＴＭと同様のプローブを用い
て、プローブと記録媒体間に印加する電圧を変化させて
記録を行うもので、記録媒体として電圧−電流特性にお
いてメモリ性のあるスイッチング特性を示す材料、例え
ばカルコゲン化物類、π電子系有機化合物の薄膜層を用
いている。再生は、係る記録を行った領域とそうでない
領域のトンネル抵抗の変化により行っている。この記録
方式の記録媒体としては、プローブに印加する電圧によ
り記録媒体の表面形状が変化するものでも記録再生が可
能である。
【０００５】このＳＴＭの操作あるいはＳＴＭ応用の記
録再生を行う場合、プローブと試料又は記録媒体との距
離をÅオーダーで制御すること、及び記録再生において
は媒体上に２次元に配列した情報を記録再生するため
に、プローブの２次元走査を数１０Åオーダーで制御す
ることの２点が重要である。さらに、記録再生システム
の機能向上、特に高速化の観点から多数のプローブを同
時に駆動すること（プローブのマルチ化）が提案されて
いる。つまり、多数のプローブが配置された面積内で上
記の精度でプローブと媒体の相対位置を３次元的に制御
しなければならない。
録再生を行う場合、プローブと試料又は記録媒体との距
離をÅオーダーで制御すること、及び記録再生において
は媒体上に２次元に配列した情報を記録再生するため
に、プローブの２次元走査を数１０Åオーダーで制御す
ることの２点が重要である。さらに、記録再生システム
の機能向上、特に高速化の観点から多数のプローブを同
時に駆動すること（プローブのマルチ化）が提案されて
いる。つまり、多数のプローブが配置された面積内で上
記の精度でプローブと媒体の相対位置を３次元的に制御
しなければならない。
【０００６】従来、この制御にはプローブ側或いは媒体
側に取りつけた積層型圧電素子、円筒型圧電素子等を用
いている。しかし、これらの素子は変位量は大きく取れ
るものの、集積化には適しておらず、マルチプローブ型
の記録再生装置に使用するのは不利である。この観点か
らプローブを長さ数１００μｍ程度のカンチレバー（片
持ち梁）上に取りつけ、このカンチレバーを圧電体で駆
動する方法が考えられている。
側に取りつけた積層型圧電素子、円筒型圧電素子等を用
いている。しかし、これらの素子は変位量は大きく取れ
るものの、集積化には適しておらず、マルチプローブ型
の記録再生装置に使用するのは不利である。この観点か
らプローブを長さ数１００μｍ程度のカンチレバー（片
持ち梁）上に取りつけ、このカンチレバーを圧電体で駆
動する方法が考えられている。
【０００７】従来、このカンチレバーの作製法として
は、半導体製造プロセス技術を用い、一つの基板上に微
細な構造を作る加工技術により圧電体薄膜、金属膜等の
多層構造を有するカンチレバーを作製する方法がある
（Ｔ．Ｒ．Ａｌｂｒｅｃｈｔ ｅｔ ａｌ．“Ｍｉｃｒ
ｏｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｉｎｔｅｇｒａｔｅ
ｄＳｃａｎｎｉｎｇ Ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ ｍｉｃｒｏ
ｓｃｏｐｅ”，Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ Ｆｏｕｒｔｈ
Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ
ｏｎ ｓｃａｎｎｉｎｇ ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ ｍｉ
ｃｒｏｓｃｏｐｙ／ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ．１９９
０）。
は、半導体製造プロセス技術を用い、一つの基板上に微
細な構造を作る加工技術により圧電体薄膜、金属膜等の
多層構造を有するカンチレバーを作製する方法がある
（Ｔ．Ｒ．Ａｌｂｒｅｃｈｔ ｅｔ ａｌ．“Ｍｉｃｒ
ｏｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｉｎｔｅｇｒａｔｅ
ｄＳｃａｎｎｉｎｇ Ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ ｍｉｃｒｏ
ｓｃｏｐｅ”，Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ Ｆｏｕｒｔｈ
Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ
ｏｎ ｓｃａｎｎｉｎｇ ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ ｍｉ
ｃｒｏｓｃｏｐｙ／ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ．１９９
０）。
【０００８】 図４に、従来例のカンチレバー型プロー
ブの斜視図を示す。１０１，１０２は圧電体膜、１０
３’，１０５，１０６，１０６’は圧電体駆動用電極、
１０８はチップ、１０９はプローブ引き出し電極、１０
０はシリコン基板、１１３はＳｉ3 Ｎ4 薄膜である。ま
たこのカンチレバー型プローブを用いたＳＴＭ装置のブ
ロック図を図３に示す。２０１はバイアス印加用電源、
２０２はトンネル電流増幅回路、２０３はカンチレバー
駆動用ドライバー、２０４はカンチレバー、２０５はプ
ローブ、２０６は試料である。ここでプローブ２０５と
試料２０６との間を流れるトンネル電流Ｉt を検出し、
Ｉt が一定となるようにフィードバックをかけ、カンチ
レバー２０４を駆動し、プローブ２０５と試料２０６と
の間隔を一定に保っている。
ブの斜視図を示す。１０１，１０２は圧電体膜、１０
３’，１０５，１０６，１０６’は圧電体駆動用電極、
１０８はチップ、１０９はプローブ引き出し電極、１０
０はシリコン基板、１１３はＳｉ3 Ｎ4 薄膜である。ま
たこのカンチレバー型プローブを用いたＳＴＭ装置のブ
ロック図を図３に示す。２０１はバイアス印加用電源、
２０２はトンネル電流増幅回路、２０３はカンチレバー
駆動用ドライバー、２０４はカンチレバー、２０５はプ
ローブ、２０６は試料である。ここでプローブ２０５と
試料２０６との間を流れるトンネル電流Ｉt を検出し、
Ｉt が一定となるようにフィードバックをかけ、カンチ
レバー２０４を駆動し、プローブ２０５と試料２０６と
の間隔を一定に保っている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来例
のカンチレバー型プローブは、圧電体駆動用電源の幅
（分割電極の場合は電極間のギャップを含めた幅）が上
下面、中間の何れも同一寸法に形成されていた。このた
め、図５に示す様に駆動用電極のパターン形成時に、位
置合せ精度により位置ずれ１１０を生じ、実効的な電極
面積が変化するという問題があった。この位置ずれはフ
ォトリソグラフィー工程のマスク合せ時に生じるもので
マスクアライナーにより異なるが、通常±３μｍ以下で
ある。これにより実際にカンチレバーをＺ方向に変位さ
せる場合に、変位領域１１１，１１１’は変位領域１１
２，１１２’より対向電極面積が小さくなることから変
位量が小さくなるため、カンチレバーがねじれるという
問題を生じていた。このためこのカンチレバーをＳＴＭ
操作或いは記録再生装置に用いた場合にはカンチレバー
の運動方向が変化するため、アクセスする座標に対して
位置ずれを起こし、安定した動作を行うことが難しかっ
た。さらにねじれ量が大きくなった場合では、試料に対
してプローブよりカンチレバーの端部が先に接触し、試
料又は記録媒体を損傷させてしまうという問題があっ
た。
のカンチレバー型プローブは、圧電体駆動用電源の幅
（分割電極の場合は電極間のギャップを含めた幅）が上
下面、中間の何れも同一寸法に形成されていた。このた
め、図５に示す様に駆動用電極のパターン形成時に、位
置合せ精度により位置ずれ１１０を生じ、実効的な電極
面積が変化するという問題があった。この位置ずれはフ
ォトリソグラフィー工程のマスク合せ時に生じるもので
マスクアライナーにより異なるが、通常±３μｍ以下で
ある。これにより実際にカンチレバーをＺ方向に変位さ
せる場合に、変位領域１１１，１１１’は変位領域１１
２，１１２’より対向電極面積が小さくなることから変
位量が小さくなるため、カンチレバーがねじれるという
問題を生じていた。このためこのカンチレバーをＳＴＭ
操作或いは記録再生装置に用いた場合にはカンチレバー
の運動方向が変化するため、アクセスする座標に対して
位置ずれを起こし、安定した動作を行うことが難しかっ
た。さらにねじれ量が大きくなった場合では、試料に対
してプローブよりカンチレバーの端部が先に接触し、試
料又は記録媒体を損傷させてしまうという問題があっ
た。
【００１０】本発明の目的は上述の従来法より作製した
カンチレバー型プローブの持つ上記問題点に鑑みなされ
たもので、圧電体駆動用電極の位置ずれによるカンチレ
バー動作時のねじれを低減され、信頼性、安定性に優れ
た走査型トンネル顕微鏡、情報処理装置及びこれらに用
いるカンチレバー型プローブを提供することにある。
カンチレバー型プローブの持つ上記問題点に鑑みなされ
たもので、圧電体駆動用電極の位置ずれによるカンチレ
バー動作時のねじれを低減され、信頼性、安定性に優れ
た走査型トンネル顕微鏡、情報処理装置及びこれらに用
いるカンチレバー型プローブを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明によれ
ば、圧電体バイモルフ構成からなるカンチレバー型プロ
ーブにおいて、中間の駆動用電極の幅を上下面の駆動用
電極の幅より大きくしてその両端部を幅方向に突出させ
ることにより、駆動用電極のパターン形成時に位置ずれ
を生じても、圧電体の変位領域が減少しないようにした
ものである。
ば、圧電体バイモルフ構成からなるカンチレバー型プロ
ーブにおいて、中間の駆動用電極の幅を上下面の駆動用
電極の幅より大きくしてその両端部を幅方向に突出させ
ることにより、駆動用電極のパターン形成時に位置ずれ
を生じても、圧電体の変位領域が減少しないようにした
ものである。
【００１２】 即ち本発明の第１は、第一の電極層、そ
の両面に積層した第一及び第二の圧電体膜、及び前記圧
電体膜の各々の表面に積層した第二及び第三の電極層を
有するカンチレバー状変位素子と、該変位素子の少なく
とも一の表面自由端部に設けた、引き出し電極に接続し
たチップ（ｔｉｐ）とを有し、前記変位素子の幅方向断
面において、前記第一の電極層両端部が前記第二及び第
三の電極層夫々の両側端よりも外方に突出して設けられ
ていることを特徴とするカンチレバー型プローブであ
り、第２は、上記第１のカンチレバー型プローブ、該プ
ローブの変位駆動手段、該プローブにおけるチップに近
接・配置される試料の載置台、及び上記チップと前記試
料との間にバイアス電圧を印加するための電圧印加手段
を備えたことを特徴とする走査型トンネル顕微鏡であ
り、第３は、上記第１のカンチレバー型プローブ、該プ
ローブの変位駆動手段、該プローブにおけるチップに近
接・配置される記録媒体の載置台、及び上記チップと前
記記録媒体との間にパルス電圧を印加するための電圧印
加手段を備え、前記チップと前記記録媒体との間に流れ
る電流により上記記録媒体への情報の書き込みを行なう
ことを特徴とする情報処理装置、第４は、上記第１のカ
ンチレバー型プローブ、該プローブの変位駆動手段、該
プローブにおけるチップに近接・配置される記録媒体の
載置台、及び上記チップと前記記録媒体との間にバイア
ス電圧を印加するための電圧印加手段を備え、上記チッ
プと上記記録媒体との間に流れる電流により上記記録媒
体中の情報の読み出しを行なうことを特徴とする情報処
理装置、第５は上記第１のカンチレバー型プローブ、該
プローブの変位駆動手段、該プローブにおけるチップに
近接・配置される記録媒体の載置台、上記チップと前記
記録媒体との間にパルス電圧を印加するための第一の電
圧印加手段、及び上記チップと上記記録媒体との間にバ
イアス電圧を印加するための第二の電圧印加手段を備
え、上記チップと上記記録媒体との間に流れる電流によ
り上記記録媒体への情報の書き込み、及び上記記録媒体
中の情報の読み出しを行なうことを特徴とする情報処理
装置である。
の両面に積層した第一及び第二の圧電体膜、及び前記圧
電体膜の各々の表面に積層した第二及び第三の電極層を
有するカンチレバー状変位素子と、該変位素子の少なく
とも一の表面自由端部に設けた、引き出し電極に接続し
たチップ（ｔｉｐ）とを有し、前記変位素子の幅方向断
面において、前記第一の電極層両端部が前記第二及び第
三の電極層夫々の両側端よりも外方に突出して設けられ
ていることを特徴とするカンチレバー型プローブであ
り、第２は、上記第１のカンチレバー型プローブ、該プ
ローブの変位駆動手段、該プローブにおけるチップに近
接・配置される試料の載置台、及び上記チップと前記試
料との間にバイアス電圧を印加するための電圧印加手段
を備えたことを特徴とする走査型トンネル顕微鏡であ
り、第３は、上記第１のカンチレバー型プローブ、該プ
ローブの変位駆動手段、該プローブにおけるチップに近
接・配置される記録媒体の載置台、及び上記チップと前
記記録媒体との間にパルス電圧を印加するための電圧印
加手段を備え、前記チップと前記記録媒体との間に流れ
る電流により上記記録媒体への情報の書き込みを行なう
ことを特徴とする情報処理装置、第４は、上記第１のカ
ンチレバー型プローブ、該プローブの変位駆動手段、該
プローブにおけるチップに近接・配置される記録媒体の
載置台、及び上記チップと前記記録媒体との間にバイア
ス電圧を印加するための電圧印加手段を備え、上記チッ
プと上記記録媒体との間に流れる電流により上記記録媒
体中の情報の読み出しを行なうことを特徴とする情報処
理装置、第５は上記第１のカンチレバー型プローブ、該
プローブの変位駆動手段、該プローブにおけるチップに
近接・配置される記録媒体の載置台、上記チップと前記
記録媒体との間にパルス電圧を印加するための第一の電
圧印加手段、及び上記チップと上記記録媒体との間にバ
イアス電圧を印加するための第二の電圧印加手段を備
え、上記チップと上記記録媒体との間に流れる電流によ
り上記記録媒体への情報の書き込み、及び上記記録媒体
中の情報の読み出しを行なうことを特徴とする情報処理
装置である。
【００１３】次に、図面を用いて本発明を詳細に説明す
る。
る。
【００１４】図１は本発明第１のカンチレバー型プロー
ブの幅方向断面図である。先ず下面の駆動用下電極１０
６，１０６’の上に第１層の圧電体膜１０１を形成す
る。次に駆動用下電極１０６，１０６’に位置合せを行
い中間の駆動用中電極１０５を形成する。ここで駆動用
中電極１０５の幅としては、パターン形成時の位置合せ
ずれが生じても駆動用下電極１０６，１０６’を覆う必
要があるため、好ましくは位置ずれ量の２倍以上の寸法
を加えた形状にする。例えば駆動用下電極１０６，１０
６’の幅が各５０μｍ、電極間ギャップが３０μｍ、位
置合せ精度が±２μｍとした場合には、最大の位置ずれ
量は片側２μｍであるため両側では２倍となり４μｍを
加え、駆動用中電極１０５の幅は１３４μｍ以上にす
る。尚ここでいう電極幅とはエッジから反対側のエッジ
までの距離であり、エッジにテーパーが生じている場合
には電極上部又は下部の長い方をもって電極幅とする。
次に駆動用中電極１０５の上に第２層の圧電体膜１０２
を形成した後、該圧電体膜１０２上に上面の駆動用上電
極１０３，１０３’及びプローブ引き出し電極１０９を
駆動用中電極１０５に対して位置合せし形成する。ここ
で位置合せずれを生じても対向電極である駆動用中電極
１０５の幅が位置合せずれ以上に大きく形成されている
ため、変位領域が減少することはない。次にプローブを
形成し、カンチレバー下部の基板を除去することでカン
チレバー型プローブを形成できる。
ブの幅方向断面図である。先ず下面の駆動用下電極１０
６，１０６’の上に第１層の圧電体膜１０１を形成す
る。次に駆動用下電極１０６，１０６’に位置合せを行
い中間の駆動用中電極１０５を形成する。ここで駆動用
中電極１０５の幅としては、パターン形成時の位置合せ
ずれが生じても駆動用下電極１０６，１０６’を覆う必
要があるため、好ましくは位置ずれ量の２倍以上の寸法
を加えた形状にする。例えば駆動用下電極１０６，１０
６’の幅が各５０μｍ、電極間ギャップが３０μｍ、位
置合せ精度が±２μｍとした場合には、最大の位置ずれ
量は片側２μｍであるため両側では２倍となり４μｍを
加え、駆動用中電極１０５の幅は１３４μｍ以上にす
る。尚ここでいう電極幅とはエッジから反対側のエッジ
までの距離であり、エッジにテーパーが生じている場合
には電極上部又は下部の長い方をもって電極幅とする。
次に駆動用中電極１０５の上に第２層の圧電体膜１０２
を形成した後、該圧電体膜１０２上に上面の駆動用上電
極１０３，１０３’及びプローブ引き出し電極１０９を
駆動用中電極１０５に対して位置合せし形成する。ここ
で位置合せずれを生じても対向電極である駆動用中電極
１０５の幅が位置合せずれ以上に大きく形成されている
ため、変位領域が減少することはない。次にプローブを
形成し、カンチレバー下部の基板を除去することでカン
チレバー型プローブを形成できる。
【００１５】係る駆動用電極及び圧電体膜の材料及び作
製方法は従来公知の技術、例えば半導体産業で一般に用
いられている真空蒸着法やスパッタ法、化学気相成長法
などの薄膜作製技術やフォトリソグラフ技術及びエッチ
ング技術を適用することができ、その作製方法は本発明
を制限するものではない。
製方法は従来公知の技術、例えば半導体産業で一般に用
いられている真空蒸着法やスパッタ法、化学気相成長法
などの薄膜作製技術やフォトリソグラフ技術及びエッチ
ング技術を適用することができ、その作製方法は本発明
を制限するものではない。
【００１６】また、本発明で好適に用いられる情報記録
用の記録媒体としては、前記の如き基板（電極基板）と
その上に設けられた記録層とからなり、しかも電流・電
圧特性に於いて、メモリースイッチング現象（電気メモ
リー効果）を持つものが利用できる。
用の記録媒体としては、前記の如き基板（電極基板）と
その上に設けられた記録層とからなり、しかも電流・電
圧特性に於いて、メモリースイッチング現象（電気メモ
リー効果）を持つものが利用できる。
【００１７】本発明で言う電気メモリー効果とは、電圧
印加に対応して少なくとも２つ以上の異なる抵抗状態を
示し、各状態間は記録層の導電率を変化させる閾値を越
えた電圧又は電流を印加することにより自由に遷移し、
また得られた各抵抗状態は閾値を越えない電圧又は電流
を印加する限りにおいてその状態を保持し得ることを言
う。
印加に対応して少なくとも２つ以上の異なる抵抗状態を
示し、各状態間は記録層の導電率を変化させる閾値を越
えた電圧又は電流を印加することにより自由に遷移し、
また得られた各抵抗状態は閾値を越えない電圧又は電流
を印加する限りにおいてその状態を保持し得ることを言
う。
【００１８】記録層を構成する材料の具体例としては、
例えば下記の様なものが挙げられる。
例えば下記の様なものが挙げられる。
【００１９】（１）酸化物ガラスやホウ酸塩ガラス或い
は周期律表ＩＩＩ，ＩＶ，Ｖ，ＶＩ族元素と化合したＳ
ｅ，Ｔｅ，Ａｓを含んだカルコゲン化物ガラス等のアモ
ルファス半導体が挙げられる。それらは光学的バンドギ
ャップＥｇが０．６〜１．４ｅＶ或いは電気的活性化エ
ネルギーΔＥが０．７〜１．６ｅＶ程度の真性半導体で
ある。カルコゲン化物ガラスの具体例としては、Ａｓ−
Ｓｅ−Ｔｅ系、Ｇｅ−Ａｓ−Ｓｅ系、Ｓｉ−Ｇｅ−Ａｓ
−Ｔｅ系、例えばＳｉ16Ｇｅ14Ａｓ5Ｔｅ65（添字は原
子％）、或いはＧｅ−Ｔｅ−Ｘ系、Ｓｉ−Ｔｅ−Ｘ系
（Ｘ＝少量のＶ，ＶＩ族元素）例えばＧｅ15Ｔｅ81Ｓｂ
2Ｓ2が挙げられる。
は周期律表ＩＩＩ，ＩＶ，Ｖ，ＶＩ族元素と化合したＳ
ｅ，Ｔｅ，Ａｓを含んだカルコゲン化物ガラス等のアモ
ルファス半導体が挙げられる。それらは光学的バンドギ
ャップＥｇが０．６〜１．４ｅＶ或いは電気的活性化エ
ネルギーΔＥが０．７〜１．６ｅＶ程度の真性半導体で
ある。カルコゲン化物ガラスの具体例としては、Ａｓ−
Ｓｅ−Ｔｅ系、Ｇｅ−Ａｓ−Ｓｅ系、Ｓｉ−Ｇｅ−Ａｓ
−Ｔｅ系、例えばＳｉ16Ｇｅ14Ａｓ5Ｔｅ65（添字は原
子％）、或いはＧｅ−Ｔｅ−Ｘ系、Ｓｉ−Ｔｅ−Ｘ系
（Ｘ＝少量のＶ，ＶＩ族元素）例えばＧｅ15Ｔｅ81Ｓｂ
2Ｓ2が挙げられる。
【００２０】さらにはＧｅ−Ｓｂ−Ｓｅ系カルコゲン化
物ガラスも用いることができる。
物ガラスも用いることができる。
【００２１】 上記化合物を電極上に堆積したアモルフ
ァス半導体層において、膜面に垂直な方向にプローブ電
極を用いて電圧を印加することにより媒体の電気メモリ
ー効果を発現することができる。
ァス半導体層において、膜面に垂直な方向にプローブ電
極を用いて電圧を印加することにより媒体の電気メモリ
ー効果を発現することができる。
【００２２】係る材料の堆積法としては従来公知の薄膜
形成技術で充分本発明の目的を達成することができる。
例えば好適な成膜法としては、真空蒸着法やクラスター
イオンビーム法等を挙げることができる。一般的には、
係る材料の電気メモリー効果は数μｍ以下の膜厚で観測
されているが、均一性、記録性の観点から１μｍ以下の
膜厚のものが良く、さらに５００Å以下の膜厚のものが
より好ましい。
形成技術で充分本発明の目的を達成することができる。
例えば好適な成膜法としては、真空蒸着法やクラスター
イオンビーム法等を挙げることができる。一般的には、
係る材料の電気メモリー効果は数μｍ以下の膜厚で観測
されているが、均一性、記録性の観点から１μｍ以下の
膜厚のものが良く、さらに５００Å以下の膜厚のものが
より好ましい。
【００２３】記録媒体としての記録分解能の観点からも
記録層はできるだけ薄いことが望ましく、さらに好まし
い膜厚は３０Å〜２００Åの範囲である。
記録層はできるだけ薄いことが望ましく、さらに好まし
い膜厚は３０Å〜２００Åの範囲である。
【００２４】（２）さらにはテトラキノジメタン（ＴＣ
ＮＱ）、ＴＣＮＱ誘導体、例えばテトラフルオロテトラ
シアノキノジメタン（ＴＣＮＱＦ4）、テトラシアノエ
チレン（ＴＣＮＥ）およびテトラシアノナフトキノジメ
タン（ＴＮＡＰ）などの電子受容性化合物と銅や銀など
の還元電位が比較的低い金属との塩を電極上に堆積した
有機半導体層も挙げることができる。
ＮＱ）、ＴＣＮＱ誘導体、例えばテトラフルオロテトラ
シアノキノジメタン（ＴＣＮＱＦ4）、テトラシアノエ
チレン（ＴＣＮＥ）およびテトラシアノナフトキノジメ
タン（ＴＮＡＰ）などの電子受容性化合物と銅や銀など
の還元電位が比較的低い金属との塩を電極上に堆積した
有機半導体層も挙げることができる。
【００２５】係る有機半導体層の形成法としては、銅あ
るいは銀の電極上に前記電子受容性化合物を真空蒸着す
る方法が用いられる。
るいは銀の電極上に前記電子受容性化合物を真空蒸着す
る方法が用いられる。
【００２６】係る有機半導体の電気メモリー効果は、数
十μｍ以下の膜厚のもので観測されているが、成膜性、
均一性の観点から１μｍ以下、更には３０Å〜５００Å
の膜厚のものが好ましい。
十μｍ以下の膜厚のもので観測されているが、成膜性、
均一性の観点から１μｍ以下、更には３０Å〜５００Å
の膜厚のものが好ましい。
【００２７】（３）またさらにはπ電子準位を持つ群と
σ電子準位のみを有する群を併有する分子を電極上に積
層した記録媒体を挙げることができる。
σ電子準位のみを有する群を併有する分子を電極上に積
層した記録媒体を挙げることができる。
【００２８】本発明に好適なπ電子系を有する色素の構
造としては例えば、フタロシアニン、テトラフェニルポ
ルフィリン等のポルフィリン骨格を有する色素、スクア
リリウム基及びクロコニックメチン基を結合鎖としても
つアズレン系色素及びキノリン、ベンゾチアゾール、ベ
ンゾオキサゾール等の２ケの含窒素複素環をスクアリリ
ウム基及びクロコニックメチン基により結合したシアニ
ン系類似の色素、またはシアニン色素、アントラセン及
びピレン等の縮合多環芳香族、及び芳香環及び複素環化
合物が重合した鎖状化合物及びジアセチレン基の重合
体、さらにはテトラキノジメタン又はテトラチアフルバ
レンの誘導体及びその類縁体及びその電荷移動錯体、ま
たさらにはフェロセン、トリスビピリジンルテニウム錯
体等の金属錯体化合物が挙げられる。
造としては例えば、フタロシアニン、テトラフェニルポ
ルフィリン等のポルフィリン骨格を有する色素、スクア
リリウム基及びクロコニックメチン基を結合鎖としても
つアズレン系色素及びキノリン、ベンゾチアゾール、ベ
ンゾオキサゾール等の２ケの含窒素複素環をスクアリリ
ウム基及びクロコニックメチン基により結合したシアニ
ン系類似の色素、またはシアニン色素、アントラセン及
びピレン等の縮合多環芳香族、及び芳香環及び複素環化
合物が重合した鎖状化合物及びジアセチレン基の重合
体、さらにはテトラキノジメタン又はテトラチアフルバ
レンの誘導体及びその類縁体及びその電荷移動錯体、ま
たさらにはフェロセン、トリスビピリジンルテニウム錯
体等の金属錯体化合物が挙げられる。
【００２９】以上の如き低分子材料に加えて、各種の高
分子材料を利用することも可能である。
分子材料を利用することも可能である。
【００３０】例えばポリイミド又はポリフェニレン、ポ
リチオフェン等の縮合重合体、或いはポリペプチドやバ
クテリオロドプシン等の生体高分子材料を挙げることが
できる。
リチオフェン等の縮合重合体、或いはポリペプチドやバ
クテリオロドプシン等の生体高分子材料を挙げることが
できる。
【００３１】有機記録媒体の形成に関しては、具体的に
は蒸着法やクラスターイオンビーム法等の適用も可能で
あるが、制御性、容易性そして再現性から公知の従来技
術の中ではＬＢ法が極めて好適である。
は蒸着法やクラスターイオンビーム法等の適用も可能で
あるが、制御性、容易性そして再現性から公知の従来技
術の中ではＬＢ法が極めて好適である。
【００３２】
【実施例】以下、本発明を実施例を用いて詳細に説明す
る。
る。
【００３３】 実施例１ 図１に本実施例のカンチレバーの断面図を示す。図中１
０１，１０２は圧電体膜、１０３，１０３’は駆動用上
電極、１０５は駆動用中電極、１０６，１０６’は駆動
用下電極、１０８はチップ、１０９はプローブ引き出し
電極である。ここで圧電体膜１０１，１０２としてはマ
グネトロンスパッタ法によりＺｎＯターゲットを酸素と
アルゴンの混合雰囲気中でスパッタした、Ｃ軸配向の
０．３μｍ厚ＺｎＯを用いた。また、駆動用電極１０
３，１０３’，１０５，１０６，１０６’及びプローブ
引き出し電極１０９としては、真空蒸着法により形成し
た厚さ０．１μｍの金を用いた。また、カンチレバーの
寸法は長さ１０００μｍ、幅２００μｍに設定した。
０１，１０２は圧電体膜、１０３，１０３’は駆動用上
電極、１０５は駆動用中電極、１０６，１０６’は駆動
用下電極、１０８はチップ、１０９はプローブ引き出し
電極である。ここで圧電体膜１０１，１０２としてはマ
グネトロンスパッタ法によりＺｎＯターゲットを酸素と
アルゴンの混合雰囲気中でスパッタした、Ｃ軸配向の
０．３μｍ厚ＺｎＯを用いた。また、駆動用電極１０
３，１０３’，１０５，１０６，１０６’及びプローブ
引き出し電極１０９としては、真空蒸着法により形成し
た厚さ０．１μｍの金を用いた。また、カンチレバーの
寸法は長さ１０００μｍ、幅２００μｍに設定した。
【００３４】次に本発明の特徴とする駆動用電極１０
３，１０３’１０５，１０６，１０６’の形状について
説明する。図１において駆動用上電極１０３，１０
３’、駆動用下電極１０６，１０６’の幅を７０μｍと
し、駆動用電極１０３，１０６と駆動用電極１０３’，
１０６’のスペース部分を４０μｍとした。このため全
体の幅としては１８０μｍとなった。また駆動用中電極
１０５の幅を１９０μｍと設定した。これにより、駆動
用中電極１０５を形成する時に２μｍの位置ずれを生じ
たが、駆動用中電極１０５が大きく設定されているた
め、位置ずれによる実効的な電極面積の減少は生じなか
った。また、駆動用上電極１０３，１０３’を形成する
時も同様に位置ずれを生じたが、この場合も、位置ずれ
による実効的な電極面積の減少は生じなかった。このカ
ンチレバーは駆動用電極１０３，１０３’，１０５，１
０６，１０６’の電界を制御することにより、３次元的
に駆動することができる。
３，１０３’１０５，１０６，１０６’の形状について
説明する。図１において駆動用上電極１０３，１０
３’、駆動用下電極１０６，１０６’の幅を７０μｍと
し、駆動用電極１０３，１０６と駆動用電極１０３’，
１０６’のスペース部分を４０μｍとした。このため全
体の幅としては１８０μｍとなった。また駆動用中電極
１０５の幅を１９０μｍと設定した。これにより、駆動
用中電極１０５を形成する時に２μｍの位置ずれを生じ
たが、駆動用中電極１０５が大きく設定されているた
め、位置ずれによる実効的な電極面積の減少は生じなか
った。また、駆動用上電極１０３，１０３’を形成する
時も同様に位置ずれを生じたが、この場合も、位置ずれ
による実効的な電極面積の減少は生じなかった。このカ
ンチレバーは駆動用電極１０３，１０３’，１０５，１
０６，１０６’の電界を制御することにより、３次元的
に駆動することができる。
【００３５】次に、駆動用中電極１０５を接地電位と
し、駆動用上電極１０３，１０３’、駆動用下電極１０
６，１０６’に各々＋１Ｖの電圧を加えたところ、カン
チレバーの先端部においてＺ方向に２．２μｍの変位を
生じた。またカンチレバーのねじれは生じていなかっ
た。
し、駆動用上電極１０３，１０３’、駆動用下電極１０
６，１０６’に各々＋１Ｖの電圧を加えたところ、カン
チレバーの先端部においてＺ方向に２．２μｍの変位を
生じた。またカンチレバーのねじれは生じていなかっ
た。
【００３６】尚、本実施例では圧電体膜１０１，１０２
としてＺｎＯを用いているが、これに限らずその他Ａｌ
Ｎ，ＴｉＢａＯ，ＰｂＺｒＴｉＯ，ＰｂＴｉＯ等の圧電
体を用いてもよい。さらにカンチレバーの寸法は前述の
値に限定されない。
としてＺｎＯを用いているが、これに限らずその他Ａｌ
Ｎ，ＴｉＢａＯ，ＰｂＺｒＴｉＯ，ＰｂＴｉＯ等の圧電
体を用いてもよい。さらにカンチレバーの寸法は前述の
値に限定されない。
【００３７】実施例２ 実施例１のカンチレバー型プローブを用いたＳＴＭ装置
を作製した。装置のブロック図は図３と同様のものであ
る。この装置でサンプルとしてＨＯＰＧ（高配向熱分解
グラファイト）基板のへき開面をバイアス電流ＩｎＡ、
スキャンエリア１００Å×１００Åで観察したところ、
良好な原子像を得ることができた。
を作製した。装置のブロック図は図３と同様のものであ
る。この装置でサンプルとしてＨＯＰＧ（高配向熱分解
グラファイト）基板のへき開面をバイアス電流ＩｎＡ、
スキャンエリア１００Å×１００Åで観察したところ、
良好な原子像を得ることができた。
【００３８】またスキャンエリア５００Å×５００Åで
同様にＨＯＰＧ基板の表面の小さい段差を観察した後、
プローブを基板から離し、再度観察を行ったところ再現
性良く、同じ場所に段差が観察された。
同様にＨＯＰＧ基板の表面の小さい段差を観察した後、
プローブを基板から離し、再度観察を行ったところ再現
性良く、同じ場所に段差が観察された。
【００３９】実施例３ 本実施例では、本発明のカンチレバー型プローブを複数
個用いた情報装置について述べる。
個用いた情報装置について述べる。
【００４０】 図２に本装置の主要部構成及びブロック
図を示す。本図に基づいて説明すると、記録再生ヘッド
１１には、本発明に係るカンチレバー型プローブ１２が
配置されている（図２ではこれらのうちの１つのみ示し
てある。）これら複数のプローブは、一様に媒体と対向
する様に配置してある。１４は情報記録用の記録媒体、
１５は媒体とチップとの間に電圧を印加するための下地
電極、１６は記録媒体ホルダーである。記録媒体として
は、例えば石英ガラス基板の上に下地電極１５として真
空蒸着法によってＣｒを５０Å堆積させ、さらにその上
にＡｕを３００Å同法により蒸着したものを用い、その
上にＬＢ法によってＳＯＡＺ（スクアリリウム−ビス−
６−オクチルアズレン）を４層積層した電気メモリー効
果を有する媒体を用いる。１７は記録すべきデータを記
録に適した信号に変調するデータ変調回路、１８はデー
タ変調回路で変調された信号を下地電極１５とチップ１
３の間に電圧を印加することで記録媒体１４に記録する
ための記録電圧印加装置である。チップ１３を記録媒体
１４に所定間隔まで近づけ、記録電圧印加装置１８によ
って記録媒体に導電率の変化を生じさせる閾値を越えた
電圧、例えば３Ｖ、幅５０ｎｓの矩形状のパルス電圧を
印加すると、記録媒体１４が特性変化を起こし電気抵抗
の低い部分が生じる。Ｘ−Ｙステージ１９を用いて、こ
の操作をチップ１３で記録媒体１４上で走査しながら行
なうことによって情報の記録がなされる。図では示して
いないが、Ｘ−Ｙステージ１９による走査の機構として
は、円筒型ピエゾアクチュエータ、平行ばね、差動マイ
クロメーター、ボイスコイル、インチウォーム等の制御
機構を用いて行なう。
図を示す。本図に基づいて説明すると、記録再生ヘッド
１１には、本発明に係るカンチレバー型プローブ１２が
配置されている（図２ではこれらのうちの１つのみ示し
てある。）これら複数のプローブは、一様に媒体と対向
する様に配置してある。１４は情報記録用の記録媒体、
１５は媒体とチップとの間に電圧を印加するための下地
電極、１６は記録媒体ホルダーである。記録媒体として
は、例えば石英ガラス基板の上に下地電極１５として真
空蒸着法によってＣｒを５０Å堆積させ、さらにその上
にＡｕを３００Å同法により蒸着したものを用い、その
上にＬＢ法によってＳＯＡＺ（スクアリリウム−ビス−
６−オクチルアズレン）を４層積層した電気メモリー効
果を有する媒体を用いる。１７は記録すべきデータを記
録に適した信号に変調するデータ変調回路、１８はデー
タ変調回路で変調された信号を下地電極１５とチップ１
３の間に電圧を印加することで記録媒体１４に記録する
ための記録電圧印加装置である。チップ１３を記録媒体
１４に所定間隔まで近づけ、記録電圧印加装置１８によ
って記録媒体に導電率の変化を生じさせる閾値を越えた
電圧、例えば３Ｖ、幅５０ｎｓの矩形状のパルス電圧を
印加すると、記録媒体１４が特性変化を起こし電気抵抗
の低い部分が生じる。Ｘ−Ｙステージ１９を用いて、こ
の操作をチップ１３で記録媒体１４上で走査しながら行
なうことによって情報の記録がなされる。図では示して
いないが、Ｘ−Ｙステージ１９による走査の機構として
は、円筒型ピエゾアクチュエータ、平行ばね、差動マイ
クロメーター、ボイスコイル、インチウォーム等の制御
機構を用いて行なう。
【００４１】 また、記録電圧印加装置１８は記録ビッ
トの消去にも使用する。即ちチップ１３を記録媒体１４
上の記録ビットに所定間隔まで近づけ、閾値を越えた電
圧例えば７Ｖ、幅５０ｎｓの三角波パルス電圧を印加す
ると、記録ビットが特性変化を起こして電気抵抗が記録
ビットのない部分と同じ値となり、記録ビットの消去が
行なわれる。
トの消去にも使用する。即ちチップ１３を記録媒体１４
上の記録ビットに所定間隔まで近づけ、閾値を越えた電
圧例えば７Ｖ、幅５０ｎｓの三角波パルス電圧を印加す
ると、記録ビットが特性変化を起こして電気抵抗が記録
ビットのない部分と同じ値となり、記録ビットの消去が
行なわれる。
【００４２】 ２０はチップ１３と記録媒体１４との間
にバイアス電圧を印加して両者間に流れるトンネル電流
を検出する記録信号検出回路、２１は記録信号検出回路
２０の検出したトンネル電流信号を復調するデータ復調
回路である。再生時にはチップ１３と記録媒体１４とを
所定間隔にし、記録媒体に導電率の変化を生じさせる閾
値電圧を越えない電圧、例えば２００ｍＶの直流電圧を
チップ１３と記録媒体１４間に加える。この状態で記録
媒体１４上の記録データ列に沿ってチップ１３にて走査
中に記録信号検出回路２０を用いて検出されるトンネル
電流信号が記録データ信号に対応する。従って、この検
出したトンネル電流信号を電流電圧変換して出力してデ
ータ復調回路２１で復調することにより再生データ信号
を得られる。
にバイアス電圧を印加して両者間に流れるトンネル電流
を検出する記録信号検出回路、２１は記録信号検出回路
２０の検出したトンネル電流信号を復調するデータ復調
回路である。再生時にはチップ１３と記録媒体１４とを
所定間隔にし、記録媒体に導電率の変化を生じさせる閾
値電圧を越えない電圧、例えば２００ｍＶの直流電圧を
チップ１３と記録媒体１４間に加える。この状態で記録
媒体１４上の記録データ列に沿ってチップ１３にて走査
中に記録信号検出回路２０を用いて検出されるトンネル
電流信号が記録データ信号に対応する。従って、この検
出したトンネル電流信号を電流電圧変換して出力してデ
ータ復調回路２１で復調することにより再生データ信号
を得られる。
【００４３】 ２２はプローブ高さ検出回路である。こ
のプローブ高さ検出回路２２は記録信号検出回路２０の
検出信号を受け、情報ビットの有無による高周波の振動
成分をカットして残った信号を処理し、この残りの信号
値が一定になる様にチップ１３を上下動制御させるため
に、ｘ，ｙ軸駆動制御回路２３に命令信号を発信する。
これによりチップ１３と媒体１４との間隔が略一定に保
たれる。
のプローブ高さ検出回路２２は記録信号検出回路２０の
検出信号を受け、情報ビットの有無による高周波の振動
成分をカットして残った信号を処理し、この残りの信号
値が一定になる様にチップ１３を上下動制御させるため
に、ｘ，ｙ軸駆動制御回路２３に命令信号を発信する。
これによりチップ１３と媒体１４との間隔が略一定に保
たれる。
【００４４】 ２３はトラック検出回路である。トラッ
ク検出回路２３はチップ１３で記録媒体１４上を走査す
る際にチップ１３のデータがこれに沿って記録されるべ
き経路、或いは記録されたデータ例（以下これらをトラ
ックと称する）からのずれを検出する回路である。
ク検出回路２３はチップ１３で記録媒体１４上を走査す
る際にチップ１３のデータがこれに沿って記録されるべ
き経路、或いは記録されたデータ例（以下これらをトラ
ックと称する）からのずれを検出する回路である。
【００４５】 上述の様にトラック検出回路２３で得る
データ列の信号によりチップ１３と媒体との間隔を調整
しつつ、トラッキングのためにプローブが振動しながら
走行する様に駆動制御回路２４にてカンチレバーを変位
させる必要がある。
データ列の信号によりチップ１３と媒体との間隔を調整
しつつ、トラッキングのためにプローブが振動しながら
走行する様に駆動制御回路２４にてカンチレバーを変位
させる必要がある。
【００４６】以上のデータ変調回路１７、記録電圧印加
装置１８、記録信号検出回路２０、データ復調回路２
１、プローブ高さ検出回路２２、トラック検出回路２
３、ｚ軸駆動制御回路２４、ｘ，ｙ軸駆動制御回路２４
で記録再生用回路２５を形成する。該記録再生用回路２
５をＣＰＵ２６によって制御して記録再生装置となる。
装置１８、記録信号検出回路２０、データ復調回路２
１、プローブ高さ検出回路２２、トラック検出回路２
３、ｚ軸駆動制御回路２４、ｘ，ｙ軸駆動制御回路２４
で記録再生用回路２５を形成する。該記録再生用回路２
５をＣＰＵ２６によって制御して記録再生装置となる。
【００４７】本実施例の情報処理装置により、同一プロ
ーブで記録情報の書き込み、読み出し、消去を再現性よ
く安定に行えることが確認できた。
ーブで記録情報の書き込み、読み出し、消去を再現性よ
く安定に行えることが確認できた。
【００４８】
【発明の効果】以上説明したように、カンチレバー型プ
ローブにおいて、駆動用中電極の幅が他の駆動用電極の
幅より大きな形状とすることにより、駆動用電極の形成
時に生じていた位置ずれによる実効的な電極面積の減少
がなくなったため、カンチレバー動作時のねじれが発生
しなくなった。又このカンチレバーをＳＴＭ操作或いは
情報処理装置に用いた場合には、アクセスする座標に対
して位置ずれを起こさないため、安定性、信頼性の向上
した装置となる。
ローブにおいて、駆動用中電極の幅が他の駆動用電極の
幅より大きな形状とすることにより、駆動用電極の形成
時に生じていた位置ずれによる実効的な電極面積の減少
がなくなったため、カンチレバー動作時のねじれが発生
しなくなった。又このカンチレバーをＳＴＭ操作或いは
情報処理装置に用いた場合には、アクセスする座標に対
して位置ずれを起こさないため、安定性、信頼性の向上
した装置となる。
【図１】本発明のカンチレバー型プローブの斜視図であ
る。
る。
【図２】本発明の情報処理装置のブロック図である。
【図３】本発明のＳＴＭ装置のブロック図である。
【図４】従来のカンチレバー型プローブの断面図であ
る。
る。
【図５】従来のカンチレバー型プローブで位置ずれを生
じた時の断面図である。
じた時の断面図である。
１１ 記録ヘッド １２ カンチレバー型プローブ １３ チップ １４ 記録媒体 １５ 下地電極 １６ 記録媒体ホルダー １７ データ変調回路 １８ 記録電圧印加装置 １９ Ｘ−Ｙステージ ２０ 記録信号検出回路 ２１ データ復調回路 ２２ プローブ高さ検出回路 ２３ トラック検出回路 ２４ ｘ，ｚ 軸駆動制御回路 ２５ 記録再生用回路 ２６ ＣＰＵ １００ シリコン基板 １０１，１０２ 圧電体膜 １０３，１０３’ 駆動用上電極 １０５ 駆動用中電極 １０６，１０６’ 駆動用下電極 １０８ チップ １０９ プローブ引き出し電極 １１０ 位置ずれ １１１，１１２ 変位領域 １１３ Ｓｉ3 Ｎ4 薄膜 ２０１ バイアス印加用電源 ２０２ トンネル電流増幅回路 ２０３ カンチレバー駆動用ドライバー ２０４ カンチレバー ２０５ プローブ ２０６ 試料
フロントページの続き (72)発明者 中山 優 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 笠貫 有二 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 平井 裕 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 平４−223203（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−238503（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−223204（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−128603（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−95804（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−147448（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01N 37/00 G11B 9/00 G01B 7/34 H01J 37/28
Claims (11)
- 【請求項１】 第一の電極層、その両面に積層した第一
及び第二の圧電体膜、及び前記圧電体膜の各々の表面に
積層した第二及び第三の電極層を有するカンチレバー状
変位素子と、該変位素子の少なくとも一の表面自由端部
に設けた、引き出し電極に接続したチップとを有し、前
記変位素子の幅方向断面において、前記第一の電極層両
端部が前記第二及び第三の電極層夫々の両側端よりも外
方に突出して設けられていることを特徴とするカンチレ
バー型プローブ。 - 【請求項２】 変位素子の幅方向断面において、第一の
電極層の幅が第二及び第三の電極層の幅に比して大であ
ることを特徴とする請求項１記載のカンチレバー型プロ
ーブ。 - 【請求項３】 変位素子の幅方向断面において、第一の
電極層の幅と、第二又は第三の電極層の幅との差異が、
位置合わせ精度による最大位置ずれ量の２倍以上である
ことを特徴とする請求項１記載のカンチレバー型プロー
ブ。 - 【請求項４】 第二及び第三の電極層が何れも、変位素
子の幅方向断面において分割されていることを特徴とす
る請求項１記載のカンチレバー型プローブ。 - 【請求項５】 変位素子を逆圧電効果により変位させる
ための駆動用電源を第一、第二、及び第三の電極層に接
続したことを特徴とする請求項１記載のカンチレバー型
プローブ。 - 【請求項６】 第一の電極層の面積が、第二及び第三の
電極層の面積に比べて大であることを特徴とする請求項
１記載のカンチレバー型プローブ。 - 【請求項７】 第一、第二、及び第三の電極層を平行配
置したことを特徴とする請求項１記載のカンチレバー型
プローブ。 - 【請求項８】 請求項１〜７の何れかに記載のカンチレ
バー型プローブ、該プローブの変位駆動手段、該プロー
ブにおけるチップに近接・配置される試料の載置台、及
び上記チップと前記試料との間にバイアス電圧を印加す
るための電圧印加手段を備えたことを特徴とする走査型
トンネル顕微鏡。 - 【請求項９】 請求項１〜７の何れかに記載のカンチレ
バー型プローブ 、該プローブの変位駆動手段、該プロー
ブにおけるチップに近接・配置される記録媒体の載置
台、及び上記チップと前記記録媒体との間にパルス電圧
を印加するための電圧印加手段を備え、前記チップと前
記記録媒体との間に流れる電流により上記記録媒体への
情報の書き込みを行なうことを特徴とする情報処理装
置。 - 【請求項１０】 請求項１〜７の何れかに記載のカンチ
レバー型プローブ、該プローブの変位駆動手段、該プロ
ーブにおけるチップに近接・配置される記録媒体の載置
台、及び上記チップと前記記録媒体との間にバイアス電
圧を印加するための電圧印加手段を備え、上記チップと
上記記録媒体との間に流れる電流により上記記録媒体中
の情報の読み出しを行なうことを特徴とする情報処理装
置。 - 【請求項１１】 請求項１〜７の何れかに記載のカンチ
レバー型プローブ、該プローブの変位駆動手段、該プロ
ーブにおけるチップに近接・配置される記録媒体の載置
台、上記チップと前記記録媒体との間にパルス電圧を印
加するための第一の電圧印加手段、及び上記チップと上
記記録媒体との間にバイアス電圧を印加するための第二
の電圧印加手段を備え、上記チップと上記記録媒体との
間に流れる電流により上記記録媒体への情報の書き込
み、及び上記記録媒体中の情報の読み出しを行なうこと
を特徴とする情報処理装置。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3116544A JP2884447B2 (ja) | 1991-04-22 | 1991-04-22 | カンチレバー型プローブ、及びこれを用いた走査型トンネル顕微鏡、情報処理装置 |
| AT92303507T ATE147163T1 (de) | 1991-04-22 | 1992-04-21 | Sonde mit freitragendem arm, sowie rastertunnelstrommikroskop und informationsverarbeitungsgerät welches dieselbe verwendet |
| CA002066478A CA2066478C (en) | 1991-04-22 | 1992-04-21 | Cantilever type probe, and scanning tunnel microscope and information processing apparatus employing the same |
| DE69216284T DE69216284T2 (de) | 1991-04-22 | 1992-04-21 | Sonde mit freitragendem Arm, sowie Rastertunnelstrommikroskop und Informationsverarbeitungsgerät welches dieselbe verwendet |
| EP92303507A EP0511763B1 (en) | 1991-04-22 | 1992-04-21 | Cantilever type probe, and scanning tunnel microscope and information processing apparatus employing the same |
| US07/871,727 US5317152A (en) | 1991-04-22 | 1992-04-21 | Cantilever type probe, and scanning tunnel microscope and information processing apparatus employing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3116544A JP2884447B2 (ja) | 1991-04-22 | 1991-04-22 | カンチレバー型プローブ、及びこれを用いた走査型トンネル顕微鏡、情報処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04321954A JPH04321954A (ja) | 1992-11-11 |
| JP2884447B2 true JP2884447B2 (ja) | 1999-04-19 |
Family
ID=14689747
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3116544A Expired - Fee Related JP2884447B2 (ja) | 1991-04-22 | 1991-04-22 | カンチレバー型プローブ、及びこれを用いた走査型トンネル顕微鏡、情報処理装置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5317152A (ja) |
| EP (1) | EP0511763B1 (ja) |
| JP (1) | JP2884447B2 (ja) |
| AT (1) | ATE147163T1 (ja) |
| CA (1) | CA2066478C (ja) |
| DE (1) | DE69216284T2 (ja) |
Families Citing this family (38)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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