JP2981804B2 - 情報処理装置、それに用いる電極基板、及び情報記録媒体 - Google Patents
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y10/00—Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
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- C30B29/02—Elements
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
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- C30B7/00—Single-crystal growth from solutions using solvents which are liquid at normal temperature, e.g. aqueous solutions
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B7/00—Single-crystal growth from solutions using solvents which are liquid at normal temperature, e.g. aqueous solutions
- C30B7/005—Epitaxial layer growth
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B9/00—Recording or reproducing using a method not covered by one of the main groups G11B3/00 - G11B7/00; Record carriers therefor
- G11B9/12—Recording or reproducing using a method not covered by one of the main groups G11B3/00 - G11B7/00; Record carriers therefor using near-field interactions; Record carriers therefor
- G11B9/14—Recording or reproducing using a method not covered by one of the main groups G11B3/00 - G11B7/00; Record carriers therefor using near-field interactions; Record carriers therefor using microscopic probe means, i.e. recording or reproducing by means directly associated with the tip of a microscopic electrical probe as used in Scanning Tunneling Microscopy [STM] or Atomic Force Microscopy [AFM] for inducing physical or electrical perturbations in a recording medium; Record carriers or media specially adapted for such transducing of information
- G11B9/1463—Record carriers for recording or reproduction involving the use of microscopic probe means
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B9/00—Recording or reproducing using a method not covered by one of the main groups G11B3/00 - G11B7/00; Record carriers therefor
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- Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、走査型トンネル顕微鏡
（Ｓｃａｎｎｉｎｇ ＴｕｎｎｅｌｉｎｇＭｉｃｒｏｓ
ｃｏｐｙ；以後ＳＴＭと略称する。）の原理を応用した
情報処理装置、及びそれに用いる電極基板、情報記録媒
体に関する。
（Ｓｃａｎｎｉｎｇ ＴｕｎｎｅｌｉｎｇＭｉｃｒｏｓ
ｃｏｐｙ；以後ＳＴＭと略称する。）の原理を応用した
情報処理装置、及びそれに用いる電極基板、情報記録媒
体に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、メモリ材料の用途はコンピュータ
及びその関連機器、ビデオディスク、ディジタルオーデ
ィオディスク等のエレクトロニクス産業の中核をなすも
のであり、その材料開発も極めて活発に進んでいる。メ
モリ材料に要求される性能は用途により異なるが、一般
的には 高密度で記録容量が大きい、 記録再生の応答速度が早い、 消費電力が少ない、 生産性が高く、価格が安い、等が挙げられる。
及びその関連機器、ビデオディスク、ディジタルオーデ
ィオディスク等のエレクトロニクス産業の中核をなすも
のであり、その材料開発も極めて活発に進んでいる。メ
モリ材料に要求される性能は用途により異なるが、一般
的には 高密度で記録容量が大きい、 記録再生の応答速度が早い、 消費電力が少ない、 生産性が高く、価格が安い、等が挙げられる。
【０００３】従来までは磁性体や半導体を素材とした半
導体メモリや磁気メモリが主であったが、近年レーザー
技術の進展に伴い、有機色素、フォトポリマー等の有機
薄膜を用いた光メモリによる安価で高密度な記録媒体が
登場してきた。
導体メモリや磁気メモリが主であったが、近年レーザー
技術の進展に伴い、有機色素、フォトポリマー等の有機
薄膜を用いた光メモリによる安価で高密度な記録媒体が
登場してきた。
【０００４】一方、最近、導体の表面原子の電子構造を
直接観察できる走査型トンネル顕微鏡（以後ＳＴＭと略
す）が開発され（Ｇ．Ｂｉｎｎｉｇ ｅｔ ａｌ．，Ｐ
ｈｙｓ．Ｒｅｖ．Ｌｅｔｔ．，４９，５７（１９８
２））、単結晶、非晶質を問わず実空間像の高い分解能
の測定ができるようになり、しかも試料に対しては、電
流による損傷を与えずに低電力で観察できる利点も有
し、さらに大気中でも動作し、種々の材料に対して用い
ることができるため広範囲な応用が期待されている。
直接観察できる走査型トンネル顕微鏡（以後ＳＴＭと略
す）が開発され（Ｇ．Ｂｉｎｎｉｇ ｅｔ ａｌ．，Ｐ
ｈｙｓ．Ｒｅｖ．Ｌｅｔｔ．，４９，５７（１９８
２））、単結晶、非晶質を問わず実空間像の高い分解能
の測定ができるようになり、しかも試料に対しては、電
流による損傷を与えずに低電力で観察できる利点も有
し、さらに大気中でも動作し、種々の材料に対して用い
ることができるため広範囲な応用が期待されている。
【０００５】係るＳＴＭは、金属の探針（プローブ電
極）と導電性物質間に電圧を加えて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あり、ト
ンネル電流を一定に保つ様に探針を走査することによ
り、実空間の全電子雲に関する種々の情報をも読み取る
ことができる。この際、面内方向の分解能は０．１ｎｍ
程度である。
極）と導電性物質間に電圧を加えて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あり、ト
ンネル電流を一定に保つ様に探針を走査することによ
り、実空間の全電子雲に関する種々の情報をも読み取る
ことができる。この際、面内方向の分解能は０．１ｎｍ
程度である。
【０００６】従って、ＳＴＭの原理を応用すれば十分に
原子オーダー（サブ・ナノメートル）での高密度記録再
生を行うことが可能である。例えば、特開昭６１−８０
５３６号公報に開示されている情報処理装置では電子ビ
ーム等によって媒体表面に吸着した原子粒子を取り除い
て書き込みを行い、ＳＴＭによりこのデータを再生して
いる。また、米国特許第４、５７５、８２２号明細書に
開示されているように、記録媒体表面とプローブ電極と
の間に流れるトンネル電流を用いて、媒体表面に形成さ
れた誘電体層に電荷を注入し記録する。或いはレーザー
光、電子ビーム、粒子線等を用いて媒体表面の物理的な
いし磁性的な崩壊によって記録する方法が提案されてい
る。
原子オーダー（サブ・ナノメートル）での高密度記録再
生を行うことが可能である。例えば、特開昭６１−８０
５３６号公報に開示されている情報処理装置では電子ビ
ーム等によって媒体表面に吸着した原子粒子を取り除い
て書き込みを行い、ＳＴＭによりこのデータを再生して
いる。また、米国特許第４、５７５、８２２号明細書に
開示されているように、記録媒体表面とプローブ電極と
の間に流れるトンネル電流を用いて、媒体表面に形成さ
れた誘電体層に電荷を注入し記録する。或いはレーザー
光、電子ビーム、粒子線等を用いて媒体表面の物理的な
いし磁性的な崩壊によって記録する方法が提案されてい
る。
【０００７】記録層としては電圧電流のスイッチング特
性に対してメモリ効果を持つ材料、例えばπ電子系有機
化合物やカルコゲン化合物類の薄膜層を用いて、記録・
再生をＳＴＭで行う方法が提案されている。（特開昭６
３−１６１５５２号公報、特開昭６３−１６１５５３号
公報）。この方法によれば、記録のビットサイズを１０
ｎｍとすれば、１０12ｂｉｔ／ｃｍ2 もの大容量記録再
生が可能である。
性に対してメモリ効果を持つ材料、例えばπ電子系有機
化合物やカルコゲン化合物類の薄膜層を用いて、記録・
再生をＳＴＭで行う方法が提案されている。（特開昭６
３−１６１５５２号公報、特開昭６３−１６１５５３号
公報）。この方法によれば、記録のビットサイズを１０
ｎｍとすれば、１０12ｂｉｔ／ｃｍ2 もの大容量記録再
生が可能である。
【０００８】図８に従来例の記録媒体の断面とプローブ
電極２０２の先端を示す。
電極２０２の先端を示す。
【０００９】１０１は基板、１０２は電極層、１０３は
記録層、１０４はトラックである。２０２はプローブ電
極である。また４０１は記録層１０３に記録されたデー
タビット、４０２は基板１０１上に電極層１０２を形成
した時にできた結晶粒である。この結晶粒４０２の大き
さは電極層１０２の製法として通常の真空蒸着法、スパ
ッタ法等を用いると３０〜５０ｎｍ程度である。
記録層、１０４はトラックである。２０２はプローブ電
極である。また４０１は記録層１０３に記録されたデー
タビット、４０２は基板１０１上に電極層１０２を形成
した時にできた結晶粒である。この結晶粒４０２の大き
さは電極層１０２の製法として通常の真空蒸着法、スパ
ッタ法等を用いると３０〜５０ｎｍ程度である。
【００１０】プローブ電極２０２と記録層１０３との間
隙は従来、周知の図７に示される様な回路構成により一
定に保つことができる。即ちプローブ電極と記録層の間
に流れるトンネル電流を検出し対数圧縮器３０２、低域
通過フィルタ３０３を介した後、この値を基準電圧と比
較し、この比較値が零に近づくようにプローブ電極を支
持するＺ軸アクチュエータ２０４を制御することによ
り、プローブ電極と記録層の間隙を一定にすることがで
きる。
隙は従来、周知の図７に示される様な回路構成により一
定に保つことができる。即ちプローブ電極と記録層の間
に流れるトンネル電流を検出し対数圧縮器３０２、低域
通過フィルタ３０３を介した後、この値を基準電圧と比
較し、この比較値が零に近づくようにプローブ電極を支
持するＺ軸アクチュエータ２０４を制御することによ
り、プローブ電極と記録層の間隙を一定にすることがで
きる。
【００１１】さらに、ＸＹステージ２０１を駆動するこ
とにより記録媒体の表面をプローブ電極２０２でなぞ
り、任意の点Ｐ点の信号の高域周波数成分を分離するこ
とにより記録層１０３のデータを検出できる。この時の
Ｐ点の信号の周波数に対する信号強度スペクトラムを図
９に示す。
とにより記録媒体の表面をプローブ電極２０２でなぞ
り、任意の点Ｐ点の信号の高域周波数成分を分離するこ
とにより記録層１０３のデータを検出できる。この時の
Ｐ点の信号の周波数に対する信号強度スペクトラムを図
９に示す。
【００１２】ｆ0 以下の周波数成分の信号は基板１０１
の反り、歪み等による媒体の穏やかな起伏によるもので
ある。ｆ1 を中心とした信号は電極層１０３の表面の凹
凸によるもので、主として電極材料形成時に生じる結晶
粒４０２によるものである。ｆ2 は記録データの搬送波
成分で４０３はデータの信号帯域を示す。ｆ3 は記録層
１０３の原子、分子配列から生じる信号成分である。ま
た、ｆT はトラッキング信号であり、この信号は、デー
タ列をプローブ電極２０２が追跡できるようにするため
の信号で、媒体上に溝を形成するかトラックから外れる
と検出できる信号を書き込むことにより実現できる。
の反り、歪み等による媒体の穏やかな起伏によるもので
ある。ｆ1 を中心とした信号は電極層１０３の表面の凹
凸によるもので、主として電極材料形成時に生じる結晶
粒４０２によるものである。ｆ2 は記録データの搬送波
成分で４０３はデータの信号帯域を示す。ｆ3 は記録層
１０３の原子、分子配列から生じる信号成分である。ま
た、ｆT はトラッキング信号であり、この信号は、デー
タ列をプローブ電極２０２が追跡できるようにするため
の信号で、媒体上に溝を形成するかトラックから外れる
と検出できる信号を書き込むことにより実現できる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】従来例に示された電極
基板による記録媒体を使用した場合以下のような問題点
があった。
基板による記録媒体を使用した場合以下のような問題点
があった。
【００１４】ＳＴＭの特徴である高分解能を活かし高
密度記録を行うにはデータ周波数成分４０３をｆ1 とｆ
3 の間に置かなければならない。この場合、データ成分
を分離するため遮断周波数ｆC の高域通過フィルタを用
いる。しかしながら、図９に示すように、ｆ1 の信号成
分の裾野がデータ帯域４０３と重なっている。これはｆ
1 の信号成分が電極層１０２の結晶粒４０２に起因して
いるためであり、結晶粒の３０〜５０ｎｍに対しデータ
の記録サイズ及びビット間隔が１〜１０ｎｍと接近して
いることによる。このため、データ再生のＳ／Ｎ比が低
下し、読み取りの誤り率を悪化させる原因となってい
た。
密度記録を行うにはデータ周波数成分４０３をｆ1 とｆ
3 の間に置かなければならない。この場合、データ成分
を分離するため遮断周波数ｆC の高域通過フィルタを用
いる。しかしながら、図９に示すように、ｆ1 の信号成
分の裾野がデータ帯域４０３と重なっている。これはｆ
1 の信号成分が電極層１０２の結晶粒４０２に起因して
いるためであり、結晶粒の３０〜５０ｎｍに対しデータ
の記録サイズ及びビット間隔が１〜１０ｎｍと接近して
いることによる。このため、データ再生のＳ／Ｎ比が低
下し、読み取りの誤り率を悪化させる原因となってい
た。
【００１５】トラッキング信号ｆT はｆ0 の近傍にし
か置くことができない。このため、トラッキング信号は
データ周波数に比べかなり低い周波数となってしまい、
トラッキングのデータ追跡精度が落ちる。このことは結
果として、データの読み取り誤り率を悪化させ、情報処
理装置としての信頼性を低下させる。
か置くことができない。このため、トラッキング信号は
データ周波数に比べかなり低い周波数となってしまい、
トラッキングのデータ追跡精度が落ちる。このことは結
果として、データの読み取り誤り率を悪化させ、情報処
理装置としての信頼性を低下させる。
【００１６】また、このような低いトラッキング周波
数に対応するトラック溝は、データビットのサイズに比
べかなり大きなものとなる。このことは結果として、デ
ータの記録密度を著しく下げＳＴＭの特徴である高分解
能を活かすことができなくなる。
数に対応するトラック溝は、データビットのサイズに比
べかなり大きなものとなる。このことは結果として、デ
ータの記録密度を著しく下げＳＴＭの特徴である高分解
能を活かすことができなくなる。
【００１７】本発明は上記従来の問題点を鑑みて為され
たものであり、その目的とするところは、従来になく高
密度での記録が可能であり、且つ情報の再生において、
高いＳ／Ｎ比、高速読み出しを可能にした電極基板、及
び記録媒体を提供することであり、更には、それ等を用
いる情報処理装置を提供することである。
たものであり、その目的とするところは、従来になく高
密度での記録が可能であり、且つ情報の再生において、
高いＳ／Ｎ比、高速読み出しを可能にした電極基板、及
び記録媒体を提供することであり、更には、それ等を用
いる情報処理装置を提供することである。
【００１８】
【課題を解決するための手段及び作用】しかして、本発
明の第一の態様は、基板とこの基板上に形成した貴金属
結晶からなる電極層とを有する電極基板であって、前記
貴金属結晶のドメイン境界がほぼ直線状に形成され、且
つＸ線回折による面方位の分散角が１°以下であること
を特徴とする電極基板であり、又、本発明の第二の態様
は、前記第一の態様における電極層を記録層として備え
たことを特徴とする情報記録媒体であり、第三の態様
は、基板とこの基板上に形成した貴金属結晶からなる電
極層とこの電極層上に設けた記録層とを有する情報記録
媒体であって、前記貴金属結晶のドメイン境界がほぼ直
線状に形成され、且つＸ線回折による面方位の分散角が
１°以下であることを特徴とする情報記録媒体である。
明の第一の態様は、基板とこの基板上に形成した貴金属
結晶からなる電極層とを有する電極基板であって、前記
貴金属結晶のドメイン境界がほぼ直線状に形成され、且
つＸ線回折による面方位の分散角が１°以下であること
を特徴とする電極基板であり、又、本発明の第二の態様
は、前記第一の態様における電極層を記録層として備え
たことを特徴とする情報記録媒体であり、第三の態様
は、基板とこの基板上に形成した貴金属結晶からなる電
極層とこの電極層上に設けた記録層とを有する情報記録
媒体であって、前記貴金属結晶のドメイン境界がほぼ直
線状に形成され、且つＸ線回折による面方位の分散角が
１°以下であることを特徴とする情報記録媒体である。
【００１９】更に、本発明の別の態様としては、前記本
発明の情報記録媒体と、この媒体に近接して配置される
プローブ電極と、前記媒体と前記プローブ電極との間に
パルス電圧を印加するための電圧印加回路とを有し、前
記パルス電圧の印加により前記媒体への情報の書き込み
を行うことを特徴とする情報処理装置であり、前記本発
明の情報記録媒体と、この媒体に近接して配置されるプ
ローブ電極と、前記媒体と前記プローブ電極との間にパ
ルス電圧を印加するための第一の電圧印加回路と、前記
媒体と前記プローブ電極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回路とを有し、前記パルス電圧
の印加により前記媒体への情報の書き込みを行い、前記
バイアス電圧の印加により前記媒体から情報の読み出し
を行うことを特徴とする情報処理装置であり、更には、
前記本発明の情報記録媒体と、この媒体に近接して配置
されるプローブ電極と、前記媒体と前記プローブ電極と
の間にバイアス電圧を印加するための電圧印加回路とを
有し、前記バイアス電圧の印加により前記媒体から情報
の読み出しを行うことを特徴とする情報処理装置であ
る。
発明の情報記録媒体と、この媒体に近接して配置される
プローブ電極と、前記媒体と前記プローブ電極との間に
パルス電圧を印加するための電圧印加回路とを有し、前
記パルス電圧の印加により前記媒体への情報の書き込み
を行うことを特徴とする情報処理装置であり、前記本発
明の情報記録媒体と、この媒体に近接して配置されるプ
ローブ電極と、前記媒体と前記プローブ電極との間にパ
ルス電圧を印加するための第一の電圧印加回路と、前記
媒体と前記プローブ電極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回路とを有し、前記パルス電圧
の印加により前記媒体への情報の書き込みを行い、前記
バイアス電圧の印加により前記媒体から情報の読み出し
を行うことを特徴とする情報処理装置であり、更には、
前記本発明の情報記録媒体と、この媒体に近接して配置
されるプローブ電極と、前記媒体と前記プローブ電極と
の間にバイアス電圧を印加するための電圧印加回路とを
有し、前記バイアス電圧の印加により前記媒体から情報
の読み出しを行うことを特徴とする情報処理装置であ
る。
【００２０】又、本発明の他の態様としては、前記本発
明の情報記録媒体を用意する過程と、前記媒体に対して
プローブ電極を近接して配置する過程と、前記媒体と前
記プローブ電極との間にパルス電圧を印加して前記媒体
への情報の書き込みを行う過程とを有することを特徴と
する情報処理方法であり、又、別には前記本発明の情報
記録媒体を用意する過程と、前記媒体に対してプローブ
電極を近接して配置する過程と、前記媒体と前記プロー
ブ電極との間にパルス電圧を印加して前記媒体への情報
の書き込みを行う過程と、前記媒体と前記プローブ電極
との間にバイアス電圧を印加して前記媒体から前記情報
の読み出しを行う過程とを有することを特徴とする情報
処理方法であり、更には、予め、情報を記録した前記本
発明の情報記録媒体を用意する過程と、前記媒体に対し
てプローブ電極を近接して配置する過程と、前記媒体と
前記プローブ電極との間にバイアス電圧を印加して前記
媒体から情報の読み出しを行う過程とを有することを特
徴とする情報処理方法である。
明の情報記録媒体を用意する過程と、前記媒体に対して
プローブ電極を近接して配置する過程と、前記媒体と前
記プローブ電極との間にパルス電圧を印加して前記媒体
への情報の書き込みを行う過程とを有することを特徴と
する情報処理方法であり、又、別には前記本発明の情報
記録媒体を用意する過程と、前記媒体に対してプローブ
電極を近接して配置する過程と、前記媒体と前記プロー
ブ電極との間にパルス電圧を印加して前記媒体への情報
の書き込みを行う過程と、前記媒体と前記プローブ電極
との間にバイアス電圧を印加して前記媒体から前記情報
の読み出しを行う過程とを有することを特徴とする情報
処理方法であり、更には、予め、情報を記録した前記本
発明の情報記録媒体を用意する過程と、前記媒体に対し
てプローブ電極を近接して配置する過程と、前記媒体と
前記プローブ電極との間にバイアス電圧を印加して前記
媒体から情報の読み出しを行う過程とを有することを特
徴とする情報処理方法である。
【００２１】本発明において、好ましくは電極基板の貴
金属結晶が平板状結晶であり、該平板面の面方位が［１
１１］のファセットを形成した上記平板結晶が形成され
た電極基板とすることであり、また、上記貴金属結晶
が、導電性基板上に形成された絶縁層に設けられたホー
ルを通じて、該導電性基板上から成長した結晶であるこ
とが好ましい。
金属結晶が平板状結晶であり、該平板面の面方位が［１
１１］のファセットを形成した上記平板結晶が形成され
た電極基板とすることであり、また、上記貴金属結晶
が、導電性基板上に形成された絶縁層に設けられたホー
ルを通じて、該導電性基板上から成長した結晶であるこ
とが好ましい。
【００２２】さらに、本発明の電極基板において、好ま
しくは平板面の面方位の分散角が０．６°以下、貴金属
結晶のアスペクト比が１０以上、１０μｍ□の最大表面
凹凸が１ｎｍ以下である。また、本発明の情報記録媒体
（以下、単に記録媒体と記す）において、記録層表面の
１０μｍ□の最大表面凹凸が１ｎｍ以下であり、記録層
の物理状態の変化により情報が記録され、記録層が「電
気メモリ効果」を有することが望ましい。さらに該記録
媒体がトラックを有し、記録層が有機化合物の単分子膜
又はその累積膜からなり、記録層の厚さが５〜３００Å
で繰り返し記録・消去可能であることが望ましい。ま
た、上記記録層はラングミュアー・ブロジェット法によ
り形成されるのが好ましい。
しくは平板面の面方位の分散角が０．６°以下、貴金属
結晶のアスペクト比が１０以上、１０μｍ□の最大表面
凹凸が１ｎｍ以下である。また、本発明の情報記録媒体
（以下、単に記録媒体と記す）において、記録層表面の
１０μｍ□の最大表面凹凸が１ｎｍ以下であり、記録層
の物理状態の変化により情報が記録され、記録層が「電
気メモリ効果」を有することが望ましい。さらに該記録
媒体がトラックを有し、記録層が有機化合物の単分子膜
又はその累積膜からなり、記録層の厚さが５〜３００Å
で繰り返し記録・消去可能であることが望ましい。ま
た、上記記録層はラングミュアー・ブロジェット法によ
り形成されるのが好ましい。
【００２３】尚、ここで、本発明に言う「電気メモリ効
果」とは、「有機化合物からなる薄膜を一対の電極間に
配置させ、閾値を越える電圧を電極に印加することによ
り第１の物理状態から第２の物理状態へ遷移し、更に第
１の状態あるいは第２の状態は閾値以上の電圧が電極に
印加されない限りそれぞれの状態を保持する。」現象を
意味するものである。
果」とは、「有機化合物からなる薄膜を一対の電極間に
配置させ、閾値を越える電圧を電極に印加することによ
り第１の物理状態から第２の物理状態へ遷移し、更に第
１の状態あるいは第２の状態は閾値以上の電圧が電極に
印加されない限りそれぞれの状態を保持する。」現象を
意味するものである。
【００２４】また、本発明の電極基板の製造方法におい
ては、基板表面に貴金属結晶析出の種となる構造が形成
されていることが望ましい。
ては、基板表面に貴金属結晶析出の種となる構造が形成
されていることが望ましい。
【００２５】さらにまた、本発明の情報処理装置におけ
る好ましい態様としては、上記好ましい電極基板或いは
記録媒体を用いる他に、プローブ電極が、記録媒体の電
極基板の特定可能なパターンと同じパターンを有してい
ること、プローブ電極がマルチプローブであることが望
ましい。
る好ましい態様としては、上記好ましい電極基板或いは
記録媒体を用いる他に、プローブ電極が、記録媒体の電
極基板の特定可能なパターンと同じパターンを有してい
ること、プローブ電極がマルチプローブであることが望
ましい。
【００２６】本発明は、平滑面を有する基板電極を提供
することにより、ＳＴＭの原理を応用した情報処理装置
の機能を十分に活かすことを可能とした。
することにより、ＳＴＭの原理を応用した情報処理装置
の機能を十分に活かすことを可能とした。
【００２７】以下、図面により本発明を詳細に説明す
る。
る。
【００２８】図１は本発明の電極基板の製造方法により
Ｓｉ結晶基板上に形成された平板状金結晶の光学顕微鏡
像である。図１に示した金結晶はほぼ正六角形の平面形
状を呈しているが、一般的には３回対称軸を有する平面
形状の結晶（図２）、或いは図２の形状が変形した非対
称な結晶も見られる。しかし、本発明においては図１に
示されているように、該金結晶は各結晶面に対応したフ
ァセット面が明瞭に形成されており、そして、該金結晶
の平板面はＳＥＭによりエレクトロンチャンネリングパ
ターンの測定をしたところ［１１１］配向で欠陥がほぼ
ないことが確認された。さらに図３に示したＸ線回折デ
ータ（理学電機・ＲＡＤ３Ｂ Ｘ線回折装置により測定
した）から、このような板状結晶からなる結晶金電極基
板の表面、即ち（１１１）面の方位の分散角は０．９°
以下で非常に配向性の高い電極基板が得られた。さら
に、より好適な条件では０．６以下の電極基板も得られ
る。さらにまた、多結晶金電極基板は、種々の基板材料
に対しても高い配向性の電極基板が得られ、結晶のドメ
イン境界はほぼ直線状に形成されており（図１２参
照）、その［１１１］方位の分散角は小さく、１°以下
の電極基板が得られる。さらにまた、該金結晶の（１１
１）面の最大径と板状結晶の高さとの比、即ちアスペク
ト比は３０程度であり、一般的には１０以上のものが容
易に得られ、本発明に好ましく用いられる。さらに好ま
しい条件では、１００以上の結晶も得られる。
Ｓｉ結晶基板上に形成された平板状金結晶の光学顕微鏡
像である。図１に示した金結晶はほぼ正六角形の平面形
状を呈しているが、一般的には３回対称軸を有する平面
形状の結晶（図２）、或いは図２の形状が変形した非対
称な結晶も見られる。しかし、本発明においては図１に
示されているように、該金結晶は各結晶面に対応したフ
ァセット面が明瞭に形成されており、そして、該金結晶
の平板面はＳＥＭによりエレクトロンチャンネリングパ
ターンの測定をしたところ［１１１］配向で欠陥がほぼ
ないことが確認された。さらに図３に示したＸ線回折デ
ータ（理学電機・ＲＡＤ３Ｂ Ｘ線回折装置により測定
した）から、このような板状結晶からなる結晶金電極基
板の表面、即ち（１１１）面の方位の分散角は０．９°
以下で非常に配向性の高い電極基板が得られた。さら
に、より好適な条件では０．６以下の電極基板も得られ
る。さらにまた、多結晶金電極基板は、種々の基板材料
に対しても高い配向性の電極基板が得られ、結晶のドメ
イン境界はほぼ直線状に形成されており（図１２参
照）、その［１１１］方位の分散角は小さく、１°以下
の電極基板が得られる。さらにまた、該金結晶の（１１
１）面の最大径と板状結晶の高さとの比、即ちアスペク
ト比は３０程度であり、一般的には１０以上のものが容
易に得られ、本発明に好ましく用いられる。さらに好ま
しい条件では、１００以上の結晶も得られる。
【００２９】上記平板状金結晶は、金を溶解する性質を
持つ酸化性溶液、例えばＫＩ水溶液にＩ2 を溶解したヨ
ウ素溶液に、金を溶解した金錯体水溶液（主に［ＡｕＩ
4 ］- の構造を有する錯体として金が溶解している）中
に基板を沈め、金の溶解性を減少するためにＩ2 を該反
応系外に取り除くための操作、即ち加熱によるＩ2 の蒸
発或いは還元剤を用いてＩ2 のＩ- への還元工程、さら
に加熱等により該金錯体を分解し基板上へ析出させる工
程を通して形成される。析出速度が速いと粒塊状の多結
晶が生じることから、析出した結晶をＩ3 -による酸化的
溶解反応によるエッチング速度と錯体の分解速度のバラ
ンスの上に該平板状金結晶は成長する。このことは、気
相エピ成長との類似性を示唆する。
持つ酸化性溶液、例えばＫＩ水溶液にＩ2 を溶解したヨ
ウ素溶液に、金を溶解した金錯体水溶液（主に［ＡｕＩ
4 ］- の構造を有する錯体として金が溶解している）中
に基板を沈め、金の溶解性を減少するためにＩ2 を該反
応系外に取り除くための操作、即ち加熱によるＩ2 の蒸
発或いは還元剤を用いてＩ2 のＩ- への還元工程、さら
に加熱等により該金錯体を分解し基板上へ析出させる工
程を通して形成される。析出速度が速いと粒塊状の多結
晶が生じることから、析出した結晶をＩ3 -による酸化的
溶解反応によるエッチング速度と錯体の分解速度のバラ
ンスの上に該平板状金結晶は成長する。このことは、気
相エピ成長との類似性を示唆する。
【００３０】このように成長させた（１１１）面のＳＴ
Ｍ像を図４に示す。図４（ａ）の（１１１）面内の１μ
ｍ□のＳＴＭ像に示されているように、該金結晶により
１μｍ□領域でほぼ平坦な平滑電極基板が実現できたと
いえる。その表面凹凸性はＺ軸方向の凹凸プロファイル
（図４（ｂ））に示されているように、１ｎｍ以下の原
子ステップ状の長周期な段差である。該平板状金電極に
よれば、さらに平滑性の高い電極基板を提供可能であ
り、即ち１０μｍ□において最も深い谷と最も高い山と
の差（最大表面凹凸）が１ｎｍ以下で、表面凹凸の平均
値からの凹凸分散のピーク値（分散ピーク）は０．５ｎ
ｍ以下の電極基板を提供できる。
Ｍ像を図４に示す。図４（ａ）の（１１１）面内の１μ
ｍ□のＳＴＭ像に示されているように、該金結晶により
１μｍ□領域でほぼ平坦な平滑電極基板が実現できたと
いえる。その表面凹凸性はＺ軸方向の凹凸プロファイル
（図４（ｂ））に示されているように、１ｎｍ以下の原
子ステップ状の長周期な段差である。該平板状金電極に
よれば、さらに平滑性の高い電極基板を提供可能であ
り、即ち１０μｍ□において最も深い谷と最も高い山と
の差（最大表面凹凸）が１ｎｍ以下で、表面凹凸の平均
値からの凹凸分散のピーク値（分散ピーク）は０．５ｎ
ｍ以下の電極基板を提供できる。
【００３１】該平板状金結晶の大きさは、通常の条件で
１μｍ以上で１ｍｍ以下であり、最適の条件では１０ｍ
ｍ以下、即ち数ｍｍ□の大きさの結晶が得られる。しか
し、１０ｍｍ以上の大きさの結晶も析出することがあ
り、その制御は難しいが可能である。一方、微細な該平
板状結晶を連続的に形成して電極基板を作製することも
でき、このような電極基板においても（１１１）面の面
方位の分散角は通常の真空成膜手段によるものよりも小
さな電極基板が得られ、配向性の非常に優れた電極が形
成できる。
１μｍ以上で１ｍｍ以下であり、最適の条件では１０ｍ
ｍ以下、即ち数ｍｍ□の大きさの結晶が得られる。しか
し、１０ｍｍ以上の大きさの結晶も析出することがあ
り、その制御は難しいが可能である。一方、微細な該平
板状結晶を連続的に形成して電極基板を作製することも
でき、このような電極基板においても（１１１）面の面
方位の分散角は通常の真空成膜手段によるものよりも小
さな電極基板が得られ、配向性の非常に優れた電極が形
成できる。
【００３２】さらに、該製造方法においては用いる基板
として該金錯体溶液で重大な腐食が起こらないものであ
れば、どのような材質の物でも基板として用いることが
できる。例えば、絶縁性素材であるマイカ、ＭｇＯ、Ｓ
ｉＯ2 、Ｓｉ3 Ｎ4 、さらには有機高分子材料など、そ
して導電性素材であるＳｉ基板（結晶、アモルファ
ス）、グラファイト（ＨＯＰＧ）、各種金属基板及びそ
の化合物基板を用いることができる。
として該金錯体溶液で重大な腐食が起こらないものであ
れば、どのような材質の物でも基板として用いることが
できる。例えば、絶縁性素材であるマイカ、ＭｇＯ、Ｓ
ｉＯ2 、Ｓｉ3 Ｎ4 、さらには有機高分子材料など、そ
して導電性素材であるＳｉ基板（結晶、アモルファ
ス）、グラファイト（ＨＯＰＧ）、各種金属基板及びそ
の化合物基板を用いることができる。
【００３３】しかし、基板の種類により金結晶の析出し
易さに差が見い出された。そのような基板による該金結
晶の析出特性の差を利用して、所望の位置に選択的に該
平板状金結晶を析出し成長させることができる。
易さに差が見い出された。そのような基板による該金結
晶の析出特性の差を利用して、所望の位置に選択的に該
平板状金結晶を析出し成長させることができる。
【００３４】さらにまた、上記平板状結晶の特性及びそ
の製造方法について金を材料として説明してきたが、該
平板状結晶の成長は金に限らず、ハロゲン化錯体ができ
る貴金属材料、例えばＰｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｉｒ等へも類
似の技術を応用できる。さらにはまた、シアノ錯体或い
は亜硫酸錯体への応用も可能である。
の製造方法について金を材料として説明してきたが、該
平板状結晶の成長は金に限らず、ハロゲン化錯体ができ
る貴金属材料、例えばＰｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｉｒ等へも類
似の技術を応用できる。さらにはまた、シアノ錯体或い
は亜硫酸錯体への応用も可能である。
【００３５】図５に本発明の電極基板を用いた記録媒体
の断面図を示す。１０１は基板、１０２は平滑面を有す
る電極層、１０３は記録層である。
の断面図を示す。１０１は基板、１０２は平滑面を有す
る電極層、１０３は記録層である。
【００３６】前記記録層としては、電流−電圧特性にお
いてメモリ−スイッチング現象（電気メモリ効果）を有
する材料、例えばπ電子準位をもつ群とσ電子準位のみ
を有する群を併有する分子を電極上に堆積した有機単分
子膜或いはその累積膜を用いることができる。電気メモ
リ効果は前記の有機単分子膜、その累積膜等の薄膜を一
対の電極間に配置させた状態（図１０、ＯＮ状態、ＯＦ
Ｆ状態）へ遷移させることが可能な閾値を越えた電圧を
印加することにより可逆的に低抵抗状態（ＯＮ状態）及
び高抵抗状態（ＯＦＦ状態）へ遷移（スイッチング）さ
せることができる。またそれぞれの状態は電圧を印加し
なくとも保持（メモリ）しておくことができる。
いてメモリ−スイッチング現象（電気メモリ効果）を有
する材料、例えばπ電子準位をもつ群とσ電子準位のみ
を有する群を併有する分子を電極上に堆積した有機単分
子膜或いはその累積膜を用いることができる。電気メモ
リ効果は前記の有機単分子膜、その累積膜等の薄膜を一
対の電極間に配置させた状態（図１０、ＯＮ状態、ＯＦ
Ｆ状態）へ遷移させることが可能な閾値を越えた電圧を
印加することにより可逆的に低抵抗状態（ＯＮ状態）及
び高抵抗状態（ＯＦＦ状態）へ遷移（スイッチング）さ
せることができる。またそれぞれの状態は電圧を印加し
なくとも保持（メモリ）しておくことができる。
【００３７】一般に有機材料のほとんどは絶縁性もしく
は半絶縁性を示すことから、係る本発明において適用可
能なπ電子準位を持つ群を有する有機材料は著しく多岐
にわたる。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持つ
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個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、又はシアニン色素、アントラセン及びピ
レン等の縮合多環芳香族、及び芳香環或いは複素環化合
物が重合した鎖状化合物及びジアセチレン基の重合体、
さらにはテトラシアノ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又はその電荷移動錯体、
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。さらに、本発明
に好適な高分子材料としては、ポリイミド、ポリアミド
等の縮合重合体、蛋白質等の生体高分子が挙げられる。
は半絶縁性を示すことから、係る本発明において適用可
能なπ電子準位を持つ群を有する有機材料は著しく多岐
にわたる。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持つ
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個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、又はシアニン色素、アントラセン及びピ
レン等の縮合多環芳香族、及び芳香環或いは複素環化合
物が重合した鎖状化合物及びジアセチレン基の重合体、
さらにはテトラシアノ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又はその電荷移動錯体、
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。さらに、本発明
に好適な高分子材料としては、ポリイミド、ポリアミド
等の縮合重合体、蛋白質等の生体高分子が挙げられる。
【００３８】これらのπ電子準位を有する化合物の電気
メモリ効果は数十ｎｍ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５〜３００Åの厚さと
することが好ましい。
メモリ効果は数十ｎｍ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５〜３００Åの厚さと
することが好ましい。
【００３９】ところで本発明の別の態様においては、記
録層１０３は必ずしも必須とはしない。文献（Ｈ．Ｊ．
Ｍａｍｉｎ ｅｔ ａｌ．，Ｐｈｙｓ．Ｒｅｖ．Ｌｅｔ
ｔ．，６５，２４１８（１９９０））に述べられている
ように、例えば、金プローブ電極を用いて金の電解蒸発
により電極層１０２の表面上に微小金粒子を堆積させる
方法により、直接、該電極層表面に摂動を加え、該表面
に選択的に乱れを生じさせて記録することができる。文
献によれば、この金の電解蒸発は、電極表面とプローブ
電極先端との距離条件によっても多少変化するが、金の
電解蒸発が起こる確率は３．２Ｖ以下の電圧では０で、
３．５Ｖから４Ｖの電圧印加では１００％の確率で生じ
る。この時のパルス幅は１μｓ以下で記録可能で高速記
録に対応できる。ピット径は種々の条件で変化するが、
通常、１００〜３００Åのピット径の記録ができ、好適
な条件では３０〜１００Å、さらに３０〜７０Åのピッ
トで記録することができる。貴金属の真空蒸着では通
常、３００〜５００Åの粒塊が生じるため、記録と基板
電極の凹凸を明確に区別することが難しい。そのため、
本発明の平滑電極基板の使用が本発明では必須の条件と
なる。電解蒸発の方向性は平滑基板電極の表面状態に大
きく依存しており、印加電極の極性に関係なく、上記現
象は起こる。即ち、プローブ電極側を正極性になるよう
にすれば、上述したように基板電極表面上に金の微小粒
子の堆積が起こる。逆に基板電極側を正に印加しても、
その閾値電圧は大きくなるが、同様な基板電極表面への
金の堆積が起こる。しかし、基板電極表面の微小金突起
上にプローブ電極を位置させ、電圧を印加することによ
り該金突起を取り去ることもできる（消去可能であ
る）。
録層１０３は必ずしも必須とはしない。文献（Ｈ．Ｊ．
Ｍａｍｉｎ ｅｔ ａｌ．，Ｐｈｙｓ．Ｒｅｖ．Ｌｅｔ
ｔ．，６５，２４１８（１９９０））に述べられている
ように、例えば、金プローブ電極を用いて金の電解蒸発
により電極層１０２の表面上に微小金粒子を堆積させる
方法により、直接、該電極層表面に摂動を加え、該表面
に選択的に乱れを生じさせて記録することができる。文
献によれば、この金の電解蒸発は、電極表面とプローブ
電極先端との距離条件によっても多少変化するが、金の
電解蒸発が起こる確率は３．２Ｖ以下の電圧では０で、
３．５Ｖから４Ｖの電圧印加では１００％の確率で生じ
る。この時のパルス幅は１μｓ以下で記録可能で高速記
録に対応できる。ピット径は種々の条件で変化するが、
通常、１００〜３００Åのピット径の記録ができ、好適
な条件では３０〜１００Å、さらに３０〜７０Åのピッ
トで記録することができる。貴金属の真空蒸着では通
常、３００〜５００Åの粒塊が生じるため、記録と基板
電極の凹凸を明確に区別することが難しい。そのため、
本発明の平滑電極基板の使用が本発明では必須の条件と
なる。電解蒸発の方向性は平滑基板電極の表面状態に大
きく依存しており、印加電極の極性に関係なく、上記現
象は起こる。即ち、プローブ電極側を正極性になるよう
にすれば、上述したように基板電極表面上に金の微小粒
子の堆積が起こる。逆に基板電極側を正に印加しても、
その閾値電圧は大きくなるが、同様な基板電極表面への
金の堆積が起こる。しかし、基板電極表面の微小金突起
上にプローブ電極を位置させ、電圧を印加することによ
り該金突起を取り去ることもできる（消去可能であ
る）。
【００４０】以上、電極層に直接摂動を加える方法につ
いて述べてきたが、図５に例示したように平滑電極表面
上に記録層１０３を設け記録層の形態変化を含む状態変
化を選択的に生じさせ記録することもできる。該記録層
に用いる材料としては、下述する低エネルギーの各種エ
ネルギー照射で形態変化が可能な有機化合物を用いるこ
とができる。また、個々の有機分子の状態変化により記
録を行えば、分子スケールの記録密度が得られることに
なる。
いて述べてきたが、図５に例示したように平滑電極表面
上に記録層１０３を設け記録層の形態変化を含む状態変
化を選択的に生じさせ記録することもできる。該記録層
に用いる材料としては、下述する低エネルギーの各種エ
ネルギー照射で形態変化が可能な有機化合物を用いるこ
とができる。また、個々の有機分子の状態変化により記
録を行えば、分子スケールの記録密度が得られることに
なる。
【００４１】１）記録層に形成された分子集合体の構
造、配向性を局所的に変化させる方法。
造、配向性を局所的に変化させる方法。
【００４２】例えば、ＬＢ膜にプローブ電流又は電界効
果を介して発生せしめられた局部電流及びイオン電流を
用いて、ＬＢ膜自体に物理的な膜構造の変化を生じさ
せ、この結果、ＬＢ膜の膜厚の局所的な変動を惹起し記
録する。後述するようにＬＢ膜は高配向の有機薄膜を得
るためには、現在知られた薄膜形成方法として最も好適
な方法である。
果を介して発生せしめられた局部電流及びイオン電流を
用いて、ＬＢ膜自体に物理的な膜構造の変化を生じさ
せ、この結果、ＬＢ膜の膜厚の局所的な変動を惹起し記
録する。後述するようにＬＢ膜は高配向の有機薄膜を得
るためには、現在知られた薄膜形成方法として最も好適
な方法である。
【００４３】さらにまた、この種の記録方法には液晶材
料の電界下での配向変化を用いた記録方法も可能であ
る。
料の電界下での配向変化を用いた記録方法も可能であ
る。
【００４４】２）上記、プローブ電流又は電界効果を介
して発生せしめられた局部電流及びイオン電流を用い
て、記録層の分子又は電子構造を局所的に変化させる方
法。
して発生せしめられた局部電流及びイオン電流を用い
て、記録層の分子又は電子構造を局所的に変化させる方
法。
【００４５】さらにまた、局所的な酸化−還元反応を生
じさせ、その結果膜構造に変化を生じさせて記録するこ
とができる。
じさせ、その結果膜構造に変化を生じさせて記録するこ
とができる。
【００４６】３）上記、プローブ電流又は電界効果を介
して発生せしめられた局部電流及びイオン電流を用い
て、局所的な重合反応に伴う電子状態の変化を生じさせ
る方法。
して発生せしめられた局部電流及びイオン電流を用い
て、局所的な重合反応に伴う電子状態の変化を生じさせ
る方法。
【００４７】この際に用いるモノマーとしては、
【００４８】
【化１】 ４）上記、プローブ電流又は電界効果を介して発生せし
められた局部電流及びイオン電流を用いて、分子のコン
フォーメーション（ｃｏｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）或いは
コンフィグレーション（ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）
の変化により直接記録する方法で、例えば、（ア）スピ
ロピラン、フルギド或いはアゾベンゼンの誘導体でポト
クロミックな特性を有する化合物、（イ）色素の会合状
態が変化するもので、例えば、メロシアニン化合物等が
用いられる。
められた局部電流及びイオン電流を用いて、分子のコン
フォーメーション（ｃｏｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）或いは
コンフィグレーション（ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）
の変化により直接記録する方法で、例えば、（ア）スピ
ロピラン、フルギド或いはアゾベンゼンの誘導体でポト
クロミックな特性を有する化合物、（イ）色素の会合状
態が変化するもので、例えば、メロシアニン化合物等が
用いられる。
【００４９】以上述べた記録方法は単独で起こることも
あるが一般的には幾つかの効果が複合しておこることが
多い。
あるが一般的には幾つかの効果が複合しておこることが
多い。
【００５０】前記記録層１０３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。このＬＢ
法によれば、１分子中に疎水性部位と親水性部位とを有
する有機化合物の単分子膜又はその累積膜を基板上に容
易に形成することができ、分子オーダの厚みを有し、か
つ大面積にわたって均一、均質な有機超薄膜を安定に供
給することができる。従って、下地電極基板の表面性を
そのまま反映した記録媒体を作製できる。
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。このＬＢ
法によれば、１分子中に疎水性部位と親水性部位とを有
する有機化合物の単分子膜又はその累積膜を基板上に容
易に形成することができ、分子オーダの厚みを有し、か
つ大面積にわたって均一、均質な有機超薄膜を安定に供
給することができる。従って、下地電極基板の表面性を
そのまま反映した記録媒体を作製できる。
【００５１】ＬＢ法は、分子内に親水性部位と疎水性部
位とを有する構造の分子において、両者のバランス（両
親媒性のバランス）が好適に保たれているとき、分子は
水面上で親水性基を下に向けて単分子の層になることを
利用して、単分子膜又はその累積膜を作成する方法であ
る。疎水性部位を構成する基としては、一般に広く知ら
れている飽和及び不飽和炭化水素基や縮合多環芳香族基
や鎖状多環フェニル基等の各種疎水性基が挙げられる。
これらは各々単独又はその複数が組み合わされて疎水性
部位を構成する。一方、親水性部位の構成要素として最
も代表的なものは、例えばカルボキシル基、エステル
基、酸アミド基、イミド基、ヒドロキシル基、さらには
アミノ基、（１、２、３級及び４級）等の親水性基等が
挙げられる。これらも各々単独又はその複数が組み合わ
されて上記分子の親水性部位を構成する。
位とを有する構造の分子において、両者のバランス（両
親媒性のバランス）が好適に保たれているとき、分子は
水面上で親水性基を下に向けて単分子の層になることを
利用して、単分子膜又はその累積膜を作成する方法であ
る。疎水性部位を構成する基としては、一般に広く知ら
れている飽和及び不飽和炭化水素基や縮合多環芳香族基
や鎖状多環フェニル基等の各種疎水性基が挙げられる。
これらは各々単独又はその複数が組み合わされて疎水性
部位を構成する。一方、親水性部位の構成要素として最
も代表的なものは、例えばカルボキシル基、エステル
基、酸アミド基、イミド基、ヒドロキシル基、さらには
アミノ基、（１、２、３級及び４級）等の親水性基等が
挙げられる。これらも各々単独又はその複数が組み合わ
されて上記分子の親水性部位を構成する。
【００５２】これらの疎水性基と親水性基をバランス良
く併有し、且つ適度な大きさを有する有機分子であれ
ば、水面上で単分子膜を形成することが可能であり、本
発明に対して極めて好適な材料となる。
く併有し、且つ適度な大きさを有する有機分子であれ
ば、水面上で単分子膜を形成することが可能であり、本
発明に対して極めて好適な材料となる。
【００５３】本発明において、プローブ電極２０２の先
端は記録、再生の分解能を上げるためにできるだけ尖ら
せる必要がある。一般的には、タングステン等の電解研
磨の方法で原子分解能を有するプローブ電極を作成でき
ることが知られているが、表面酸化膜等の問題のため、
１φの太さの白金の先端を９０°のコーンに機械的に研
磨し、超高真空中で電界をかけて表面原子を蒸発させた
物を用いることができる。このように作成したプローブ
電極が原子分解能を有することは既に知られているが、
プローブ電極の形状や処理方法は何らこれに限定するも
のではない。
端は記録、再生の分解能を上げるためにできるだけ尖ら
せる必要がある。一般的には、タングステン等の電解研
磨の方法で原子分解能を有するプローブ電極を作成でき
ることが知られているが、表面酸化膜等の問題のため、
１φの太さの白金の先端を９０°のコーンに機械的に研
磨し、超高真空中で電界をかけて表面原子を蒸発させた
物を用いることができる。このように作成したプローブ
電極が原子分解能を有することは既に知られているが、
プローブ電極の形状や処理方法は何らこれに限定するも
のではない。
【００５４】本発明の情報処理装置図７におけるＰ点の
信号の周波数スペクトラムを図６に示す。
信号の周波数スペクトラムを図６に示す。
【００５５】尚、ここで図７にＳＴＭの原理を応用した
情報処理装置の構成例を示す。以下図面に従って説明す
る。１０１は基板、１０２は金属電極層、１０３は記録
層である。２０１はＸＹステージ、２０２はプローブ電
極、２０３はプローブ電極の支持体、２０４はプローブ
電極をＺ方向に駆動するリニアアクチュエータ、２０
５、２０６はＸＹステージをそれぞれＸ、Ｙ方向に駆動
するリニアアクチュエータ、２０７はパルス電圧回路で
ある。
情報処理装置の構成例を示す。以下図面に従って説明す
る。１０１は基板、１０２は金属電極層、１０３は記録
層である。２０１はＸＹステージ、２０２はプローブ電
極、２０３はプローブ電極の支持体、２０４はプローブ
電極をＺ方向に駆動するリニアアクチュエータ、２０
５、２０６はＸＹステージをそれぞれＸ、Ｙ方向に駆動
するリニアアクチュエータ、２０７はパルス電圧回路で
ある。
【００５６】３０１はプローブ電極から記録層１０３を
介して電極層１０２へ流れるトンネル電流を検出する増
幅器である。３０２はトンネル電流の変化をプローブ電
流を記録層の間隙距離に比例する値に変換するための対
数圧縮器、３０３は記録層の表面凹凸成分を抽出するた
めの低域通過フィルタである。３０４は基準電圧ＶREF
と低域通過フィルタ３０３の出力との誤差を検出する誤
差増幅器、３０５はアクチュエータ２０４を駆動するド
ライバーである。３０６はＸＹステージの位置制御を行
う駆動回路である。３０７はデータ成分を分離する高域
通過フィルタである。
介して電極層１０２へ流れるトンネル電流を検出する増
幅器である。３０２はトンネル電流の変化をプローブ電
流を記録層の間隙距離に比例する値に変換するための対
数圧縮器、３０３は記録層の表面凹凸成分を抽出するた
めの低域通過フィルタである。３０４は基準電圧ＶREF
と低域通過フィルタ３０３の出力との誤差を検出する誤
差増幅器、３０５はアクチュエータ２０４を駆動するド
ライバーである。３０６はＸＹステージの位置制御を行
う駆動回路である。３０７はデータ成分を分離する高域
通過フィルタである。
【００５７】図６に於いて、ｆ0 以下の周波数成分の信
号は基板１０１の反り、歪み等による媒体の穏やかな起
伏によるものである。ｆ2 は記録データの搬送波成分
で、４０３はデータの信号帯域を示す。ｆ3 は記録層の
原子、分子配列から生じる信号成分である。また、ｆT
はトラッキング信号である。ｆ1 を中心とした信号は電
極層１０２の表面、（１１１）面の僅かな凹凸によるも
ので、この凹凸はデータの記録信号と同等かもしくは記
録信号より小さく形成される。この凹凸の変化はＳＴＭ
を応用した記録再生では電極材料の５層分（１ｎｍ以
下）程度である。また本発明による記録媒体では、記録
層１０３表面の平滑面の大きさが１μｍ□、好適な条件
では１０μｍ□以上になる。このことにより、以下のよ
うな作用効果が得られる。
号は基板１０１の反り、歪み等による媒体の穏やかな起
伏によるものである。ｆ2 は記録データの搬送波成分
で、４０３はデータの信号帯域を示す。ｆ3 は記録層の
原子、分子配列から生じる信号成分である。また、ｆT
はトラッキング信号である。ｆ1 を中心とした信号は電
極層１０２の表面、（１１１）面の僅かな凹凸によるも
ので、この凹凸はデータの記録信号と同等かもしくは記
録信号より小さく形成される。この凹凸の変化はＳＴＭ
を応用した記録再生では電極材料の５層分（１ｎｍ以
下）程度である。また本発明による記録媒体では、記録
層１０３表面の平滑面の大きさが１μｍ□、好適な条件
では１０μｍ□以上になる。このことにより、以下のよ
うな作用効果が得られる。
【００５８】記録層１０３表面の凹凸による信号成分
ｆ1 とデータ信号成分４０３は重なり合うことはなく、
ｆ1 のスペクトラムの拡がりによるＳ／Ｎの低下はな
い。即ち、データ誤り率を小さくすることができる。
ｆ1 とデータ信号成分４０３は重なり合うことはなく、
ｆ1 のスペクトラムの拡がりによるＳ／Ｎの低下はな
い。即ち、データ誤り率を小さくすることができる。
【００５９】トラッキング信号ｆT をデータ信号４０
３の近傍に置くことができる。即ち、トラッキングの周
波数を高く採れることから、トラッキングの追跡精度を
十分に確保することができる。
３の近傍に置くことができる。即ち、トラッキングの周
波数を高く採れることから、トラッキングの追跡精度を
十分に確保することができる。
【００６０】また、トラッキングの周波数が高いこと
から、このトラッキングのための溝を記録媒体へ形成す
る場合はデータビットサイズとほぼ同程度の形状でよ
く、記録密度を犠牲にすることなくトラッキングを行な
うことができる。
から、このトラッキングのための溝を記録媒体へ形成す
る場合はデータビットサイズとほぼ同程度の形状でよ
く、記録密度を犠牲にすることなくトラッキングを行な
うことができる。
【００６１】さらに、記録層１０３表面の凹凸がない
ため、記録層１０３の表面とプローブ電極２０２との間
隙を一定にしながらＸＹ走査を行なう時のプローブ電極
２０２のＺ軸の変位が少ない。このため、極めて高速に
ＸＹステージ２０１を駆動することができる。この結
果、高速データの読み出し書き込みが可能となる。
ため、記録層１０３の表面とプローブ電極２０２との間
隙を一定にしながらＸＹ走査を行なう時のプローブ電極
２０２のＺ軸の変位が少ない。このため、極めて高速に
ＸＹステージ２０１を駆動することができる。この結
果、高速データの読み出し書き込みが可能となる。
【００６２】電極基板の凹凸がないことから、プロー
ブ電極の先端、即ちトンネル電流が流れる先端原子の位
置が安定し選択される。凹凸のある電極基板で見られる
ようなプローブ電極の複数の原子と記録層との間でトン
ネル電流が流れる、いわゆるゴースト現象がなく、信頼
性の高い読み取りが行える。
ブ電極の先端、即ちトンネル電流が流れる先端原子の位
置が安定し選択される。凹凸のある電極基板で見られる
ようなプローブ電極の複数の原子と記録層との間でトン
ネル電流が流れる、いわゆるゴースト現象がなく、信頼
性の高い読み取りが行える。
【００６３】
【実施例】実施例１ ヨウ化カリウムＫＩ、４ｇとヨウ素Ｉ2 、０．６ｇを純
水５０ｍｌに溶解した後、該ヨウ素溶液に真空蒸着によ
って形成した５０００Å膜厚の金薄膜（重さに換算して
約０．０８ｇ）を完全に溶解した。該金ヨウ素錯体溶液
をストック溶液とし、該ストック溶液の１０ｍｌを分取
して純水５０ｍｌで希釈して反応母液とした。該母液中
にフッ酸で自然酸化膜をエッチングしたシリコン基板を
沈漬し、ホットプレート上で８０℃に加熱する。ヨウ素
が昇華して溶液が透明な薄黄色になるようになると、平
板状の金結晶が析出した。該平板状金結晶を光学顕微鏡
で観察した結果、平板結晶が基板上一面に観察された。
この電極基板の面方位分散角を測定したら０．９゜であ
った。次に、該平板金結晶の表面をＳＴＭで観察したと
ころ、１０μｍ□において、最大表面凹凸は０．８ｎｍ
で、分散ピークは０．４ｎｍであった。
水５０ｍｌに溶解した後、該ヨウ素溶液に真空蒸着によ
って形成した５０００Å膜厚の金薄膜（重さに換算して
約０．０８ｇ）を完全に溶解した。該金ヨウ素錯体溶液
をストック溶液とし、該ストック溶液の１０ｍｌを分取
して純水５０ｍｌで希釈して反応母液とした。該母液中
にフッ酸で自然酸化膜をエッチングしたシリコン基板を
沈漬し、ホットプレート上で８０℃に加熱する。ヨウ素
が昇華して溶液が透明な薄黄色になるようになると、平
板状の金結晶が析出した。該平板状金結晶を光学顕微鏡
で観察した結果、平板結晶が基板上一面に観察された。
この電極基板の面方位分散角を測定したら０．９゜であ
った。次に、該平板金結晶の表面をＳＴＭで観察したと
ころ、１０μｍ□において、最大表面凹凸は０．８ｎｍ
で、分散ピークは０．４ｎｍであった。
【００６４】続いて、集束イオンビームにより幅０．ｌ
μｍ、ピッチ１．０μｍ、深さ５．０Åのトラック１０
４を該平板状金結晶電極表面に形成した。該集束イオン
ビームは加速電圧４０ＫＶ、イオン電流１４ｐＡ、ドー
ズ量１．０×１０16／ｃｍ2、金イオンの条件で行っ
た。
μｍ、ピッチ１．０μｍ、深さ５．０Åのトラック１０
４を該平板状金結晶電極表面に形成した。該集束イオン
ビームは加速電圧４０ＫＶ、イオン電流１４ｐＡ、ドー
ズ量１．０×１０16／ｃｍ2、金イオンの条件で行っ
た。
【００６５】このようにして作製した平滑電極基板上に
４層のポリイミドＬＢ膜を形成して記録層１０３とし
た。以下、ポリイミドＬＢ膜を用いた記録層１０３形成
方法について述べる。
４層のポリイミドＬＢ膜を形成して記録層１０３とし
た。以下、ポリイミドＬＢ膜を用いた記録層１０３形成
方法について述べる。
【００６６】（１）式に示すポリアミド酸をＮ、Ｎ’−
ジメチルアセトアミド−ベンゼン混合溶媒（１：１Ｖ／
Ｖ）に溶解させた（単量体換算濃度１×１０-3Ｍ）後、
別途調整したＮ、Ｎ’−ジメチルオクタデシルアミンの
同溶媒による１×１０-3Ｍ溶液と１：２（Ｖ／Ｖ）に混
合して（２）式に示すポリアミド酸オクタデシルアミン
塩溶液を調整した。
ジメチルアセトアミド−ベンゼン混合溶媒（１：１Ｖ／
Ｖ）に溶解させた（単量体換算濃度１×１０-3Ｍ）後、
別途調整したＮ、Ｎ’−ジメチルオクタデシルアミンの
同溶媒による１×１０-3Ｍ溶液と１：２（Ｖ／Ｖ）に混
合して（２）式に示すポリアミド酸オクタデシルアミン
塩溶液を調整した。
【００６７】
【化２】 係る溶液を水温２０℃の純水からなる水相上に展開し、
水面上に単分子膜を形成した。溶媒蒸発除去後、表面圧
を２５ｍＮ／ｍに迄高めた。表面圧を一定に保ちながら
上述基板電極を水面を横切る方向に速度５ｍｍ／ｍｉｎ
で静かに浸漬した後、続いて５ｍｍ／ｍｉｎで静かに引
き上げて２層のＹ型単分子累積膜を作製した。係る操作
を繰り返して４層のポリアミド酸オクタデシルアミン塩
の単分子累積膜を形成した。次に、この基板を減圧（〜
ｌｍｍＨｇ）下、２００℃で３０分間加熱焼成してポリ
アミド酸オクタデシルアミン塩をイミド化し（式３）、
４層のポリイミド単分子累積膜を得た。
水面上に単分子膜を形成した。溶媒蒸発除去後、表面圧
を２５ｍＮ／ｍに迄高めた。表面圧を一定に保ちながら
上述基板電極を水面を横切る方向に速度５ｍｍ／ｍｉｎ
で静かに浸漬した後、続いて５ｍｍ／ｍｉｎで静かに引
き上げて２層のＹ型単分子累積膜を作製した。係る操作
を繰り返して４層のポリアミド酸オクタデシルアミン塩
の単分子累積膜を形成した。次に、この基板を減圧（〜
ｌｍｍＨｇ）下、２００℃で３０分間加熱焼成してポリ
アミド酸オクタデシルアミン塩をイミド化し（式３）、
４層のポリイミド単分子累積膜を得た。
【００６８】
【化３】 次に上述した方法により作製した記録媒体を用いて、図
７に示す情報処理装置により表面形状を調べたところ、
記録媒体表面が電極の平滑性及びトラック１０４を反映
しており、１０μｍ□においてトラック１０４は深さ５
０Åに形成されており該トラック１０４以外の最大表面
凹凸は０．９ｎｍで、分散ピークは０．４ｎｍであっ
た。このためトラック１０４が明確に判別できた。
７に示す情報処理装置により表面形状を調べたところ、
記録媒体表面が電極の平滑性及びトラック１０４を反映
しており、１０μｍ□においてトラック１０４は深さ５
０Åに形成されており該トラック１０４以外の最大表面
凹凸は０．９ｎｍで、分散ピークは０．４ｎｍであっ
た。このためトラック１０４が明確に判別できた。
【００６９】次に記録・再生の実験を行った。プローブ
電極２０２として白金／ロジウム製のプローブ電極２０
２を用いた。このプローブ電極２０２は記録層１０３の
表面との距離（Ｚ）を制御するためのもので電流を一定
微動制御されている。さらにリニアアクチュエータ２０
４、２０５、２０６は距離Ｚを一定に保ったまま、面内
（Ｘ、Ｙ）方向にも微動制御できるように設計されてい
る。
電極２０２として白金／ロジウム製のプローブ電極２０
２を用いた。このプローブ電極２０２は記録層１０３の
表面との距離（Ｚ）を制御するためのもので電流を一定
微動制御されている。さらにリニアアクチュエータ２０
４、２０５、２０６は距離Ｚを一定に保ったまま、面内
（Ｘ、Ｙ）方向にも微動制御できるように設計されてい
る。
【００７０】また、プローブ電極２０２は直接記録・再
生・消去を行うことができる。また、記録媒体は高精度
のＸＹステージ２０１の上に置かれ、任意の位置に移動
させることができる。
生・消去を行うことができる。また、記録媒体は高精度
のＸＹステージ２０１の上に置かれ、任意の位置に移動
させることができる。
【００７１】前述したポリイミド４層を累積した記録層
１０３を有する記録媒体をＸ、Ｙステージ２０２上に置
いた。次にプローブ電極２０２と記録媒体の電極層１０
２との間に＋１．５Ｖの電圧を印加し、電流をモニター
しながらプローブ電極２０２と記録層１０３表面との距
離（Ｚ）を調整した。この時、プローブ電極２０２と記
録媒体１０３表面との距離Ｚを制御するためのプローブ
電流Ｉｐを１０-10 Ａ≧Ｉｐ≧１０-11 Ａになるように
設定した。
１０３を有する記録媒体をＸ、Ｙステージ２０２上に置
いた。次にプローブ電極２０２と記録媒体の電極層１０
２との間に＋１．５Ｖの電圧を印加し、電流をモニター
しながらプローブ電極２０２と記録層１０３表面との距
離（Ｚ）を調整した。この時、プローブ電極２０２と記
録媒体１０３表面との距離Ｚを制御するためのプローブ
電流Ｉｐを１０-10 Ａ≧Ｉｐ≧１０-11 Ａになるように
設定した。
【００７２】次に、プローブ電極２０２を走査させなが
ら、１００Åピッチで情報の記録を行った。係る情報の
記録は、プローブ電極２０２を＋側、電極層１０２を−
側にして、電気メモリ材料（ポリイミド４層）が低抵抗
状態（ＯＮ状態）に変化するしきい値電圧ＶthＯＮ以上
の矩形パルス電圧を加えた。その後、プローブ電極２０
２を記録開始点に戻し、再び記録層１０３上を走査させ
た。この時、記録の読み出し時においてはＺ＝一定にな
るように調整した。その結果、記録ビットにおいては１
０ｎＡ程度のプローブ電流が流れ、ＯＮ状態となってい
ることが示された。
ら、１００Åピッチで情報の記録を行った。係る情報の
記録は、プローブ電極２０２を＋側、電極層１０２を−
側にして、電気メモリ材料（ポリイミド４層）が低抵抗
状態（ＯＮ状態）に変化するしきい値電圧ＶthＯＮ以上
の矩形パルス電圧を加えた。その後、プローブ電極２０
２を記録開始点に戻し、再び記録層１０３上を走査させ
た。この時、記録の読み出し時においてはＺ＝一定にな
るように調整した。その結果、記録ビットにおいては１
０ｎＡ程度のプローブ電流が流れ、ＯＮ状態となってい
ることが示された。
【００７３】尚、プローブ電圧を電気メモリ材料がＯＮ
状態からＯＦＦ状態に変化する閾値電圧ＶthＯＦＦ以上
の１０Ｖに設定して、再び記録位置をトレースした結
果、全ての記録状態が消去されＯＦＦ状態に遷移したこ
とも確認した。
状態からＯＦＦ状態に変化する閾値電圧ＶthＯＦＦ以上
の１０Ｖに設定して、再び記録位置をトレースした結
果、全ての記録状態が消去されＯＦＦ状態に遷移したこ
とも確認した。
【００７４】また更に、記録状態が消去されたＯＦＦ状
態の位置に、再び上記記録方法に従って記録パルスを印
加したところＯＮ状態に遷移することを確認した。そし
て再び記録状態を消去できることも確認した。
態の位置に、再び上記記録方法に従って記録パルスを印
加したところＯＮ状態に遷移することを確認した。そし
て再び記録状態を消去できることも確認した。
【００７５】実施例２ 実施例１に記載の母液を用い、基板の種類をかえて電極
層を形成し、実施例１と同様な実験を行った。実験で用
いた電極層の表面性について表１にまとめた。
層を形成し、実施例１と同様な実験を行った。実験で用
いた電極層の表面性について表１にまとめた。
【００７６】
【表１】 表１の電極基板を用いて作製した記録媒体を、図７に示
す情報処理装置により表面形状を調べたところ、記録媒
体表面が電極の平滑性及びトラック１０４を反映してお
り、１０μｍ□においてトラック１０４は深さ５０Åに
形成されており該トラック１０４以外の最大表面凹凸は
０．９ｎｍ以下で、分散ピークは０．４ｎｍ以下であっ
た。このためトラック１０４が実施例１と同様に明確に
判別できた。次に記録・再生・消去の実験を行ったとこ
ろ、実施例１と同様に記録・再生・消去が行えることを
確認した。
す情報処理装置により表面形状を調べたところ、記録媒
体表面が電極の平滑性及びトラック１０４を反映してお
り、１０μｍ□においてトラック１０４は深さ５０Åに
形成されており該トラック１０４以外の最大表面凹凸は
０．９ｎｍ以下で、分散ピークは０．４ｎｍ以下であっ
た。このためトラック１０４が実施例１と同様に明確に
判別できた。次に記録・再生・消去の実験を行ったとこ
ろ、実施例１と同様に記録・再生・消去が行えることを
確認した。
【００７７】実施例３ 実施例１で述べた実験条件の中で、ヨウ素を昇華により
反応系外に除去する変わりに、還元剤を用いて、ヨウ素
を還元する方法によっても実施例１と同様な平板状金結
晶を形成することができた。平滑性についてもほぼ同様
であった。尚、実験に用いた還元剤としては亜硫酸イオ
ン、及びハイドロキノンである。基板はシリコン基板で
析出温度は６０℃で行っている。
反応系外に除去する変わりに、還元剤を用いて、ヨウ素
を還元する方法によっても実施例１と同様な平板状金結
晶を形成することができた。平滑性についてもほぼ同様
であった。尚、実験に用いた還元剤としては亜硫酸イオ
ン、及びハイドロキノンである。基板はシリコン基板で
析出温度は６０℃で行っている。
【００７８】実施例４ 実施例１のストック溶液の金濃度を及び結晶析出温度を
変化させて実験を行った結果を表２にまとめた。尚、基
板としてはシリコン結晶基板を用いている。
変化させて実験を行った結果を表２にまとめた。尚、基
板としてはシリコン結晶基板を用いている。
【００７９】
【表２】
【００８０】実施例５ 実施例１で用いた母液に種々の公知な方法により５００
μｍ間隔のマトリックスの交点の位置を１μｍ□〜２μ
ｍ□の大きさに表面加工したシリコン基板及びガラス
（ＳｉＯ2 ）基板を沈漬し、実施例１と同様な条件にて
結晶の析出状況を観察した。
μｍ間隔のマトリックスの交点の位置を１μｍ□〜２μ
ｍ□の大きさに表面加工したシリコン基板及びガラス
（ＳｉＯ2 ）基板を沈漬し、実施例１と同様な条件にて
結晶の析出状況を観察した。
【００８１】実験に用いた選択推積用シード基板以下の
加工方法により作製した。
加工方法により作製した。
【００８２】熱酸化膜（膜厚：５００Å〜１０００
Å）を有するシリコン基板をＡＺ１３７０（ヘキスト社
製）をレジストとして用い、熱酸化膜をＨＦによりエッ
チングし、シードパターンを形成した。
Å）を有するシリコン基板をＡＺ１３７０（ヘキスト社
製）をレジストとして用い、熱酸化膜をＨＦによりエッ
チングし、シードパターンを形成した。
【００８３】表面自然酸化膜をエッチングにより除去
したシリコン基板上に１０００Å膜厚のチッ化シリコン
を低圧ＣＶＤ法により形成して、それをＡＺ１３７０を
レジストとして用いＣＦ４のリアクティブイオンエッチ
ング法によりエッチングしてシードパターンを形成し
た。
したシリコン基板上に１０００Å膜厚のチッ化シリコン
を低圧ＣＶＤ法により形成して、それをＡＺ１３７０を
レジストとして用いＣＦ４のリアクティブイオンエッチ
ング法によりエッチングしてシードパターンを形成し
た。
【００８４】表面自然酸化膜をエッチングにより除去
したシリコン基板上に１００Å膜厚の感光性ポリイミド
ＬＢ膜を成膜し、エッチングパターンを形成してシード
パターンとした。
したシリコン基板上に１００Å膜厚の感光性ポリイミド
ＬＢ膜を成膜し、エッチングパターンを形成してシード
パターンとした。
【００８５】表面自然酸化膜をエッチングにより除去
したシリコン基板上にＡＺ１３７０のレジストパターン
を形成した後、抵抗加熱真空蒸着法によりクロムを３０
Å下引層として１００Åの膜厚に金を蒸着し、リフトオ
フすることによりシードパターンを形成した。
したシリコン基板上にＡＺ１３７０のレジストパターン
を形成した後、抵抗加熱真空蒸着法によりクロムを３０
Å下引層として１００Åの膜厚に金を蒸着し、リフトオ
フすることによりシードパターンを形成した。
【００８６】１０００Å膜厚の熱酸化膜を有するシリ
コン基板を用い、と同様な方法によりシードパターン
を形成した。
コン基板を用い、と同様な方法によりシードパターン
を形成した。
【００８７】よく洗浄したコーニング＃７０５９ガラ
ス基板上にＧＤ法によりアモルファスシリコンを１００
０Å膜厚に形成し、それをＡＺ１３７０をレジストとし
て用いＣＦ4 のリアクティブイオンエッチング法により
エッチングしてシードパターンを形成した。
ス基板上にＧＤ法によりアモルファスシリコンを１００
０Å膜厚に形成し、それをＡＺ１３７０をレジストとし
て用いＣＦ4 のリアクティブイオンエッチング法により
エッチングしてシードパターンを形成した。
【００８８】シリコン基板に４０ｋＶで加速したＡｕ
++イオンをイオン注入することによりシードパターンを
形成した。用いたＦＩＢ装置はＪＩＢＬ−１００Ａ（日
本電子製）を用い、 イオン電流値：３０ｐＡ、 イオン注入量：１×１０15ｉｏｎｓ／ｃｍ2 である。
++イオンをイオン注入することによりシードパターンを
形成した。用いたＦＩＢ装置はＪＩＢＬ−１００Ａ（日
本電子製）を用い、 イオン電流値：３０ｐＡ、 イオン注入量：１×１０15ｉｏｎｓ／ｃｍ2 である。
【００８９】以上、該シード基板に対する実験結果を表
３にまとめた。
３にまとめた。
【００９０】
【表３】 次に、の方法により作製した電極基板上に実施例１と
同様にポリイミド単分子膜を４層累積して記録媒体を作
製し、図７に示す情報処理装置により表面形状を調べた
ところ、記録媒体表面が電極の平滑性を十分に反映して
おり、１０μｍ□において最大表面凹凸は０．９ｎｍ以
下で、分散ピークは０．４ｎｍ以下であった。
同様にポリイミド単分子膜を４層累積して記録媒体を作
製し、図７に示す情報処理装置により表面形状を調べた
ところ、記録媒体表面が電極の平滑性を十分に反映して
おり、１０μｍ□において最大表面凹凸は０．９ｎｍ以
下で、分散ピークは０．４ｎｍ以下であった。
【００９１】選択堆積された平板状金結晶は該平板面の
方位が［１１１］のファセットを形成し、更に該ファセ
ットは用いたシードパターンと同じパターンに形成され
ている。又、該ファセットのエッジは結晶面の特性を反
映して非常に直線性の高いトラックとなっていることが
わかった（図１２を参照）。形成されたトラック溝は深
く、このためトラックが実施例１と同様に明確に判別で
きた。
方位が［１１１］のファセットを形成し、更に該ファセ
ットは用いたシードパターンと同じパターンに形成され
ている。又、該ファセットのエッジは結晶面の特性を反
映して非常に直線性の高いトラックとなっていることが
わかった（図１２を参照）。形成されたトラック溝は深
く、このためトラックが実施例１と同様に明確に判別で
きた。
【００９２】次に記録・再生・消去の実験を行ったとこ
ろ、実施例１と同様に記録・再生・消去が行えることを
確認した。また更に、上記他の方法により作製した電極
基板でも記録・再生・消去が行えることも確認した。
ろ、実施例１と同様に記録・再生・消去が行えることを
確認した。また更に、上記他の方法により作製した電極
基板でも記録・再生・消去が行えることも確認した。
【００９３】実施例６ 市販（Ｎｅｗｔｒｏｎｅｘ３０９、日本レクトロプレー
ティングエンジニアーズ（株）製）の亜硫酸金メッキ液
に１規定水酸化ナトリウムを加えｐＨ＝１３に調整した
後、シリコン結晶基板、及びガラス基板、更に金及びア
ルミ蒸着基板をそれぞれ別々に沈漬し、結晶の析出状況
を観察した結果、シリコン結晶基板とアルミ蒸着基板上
に平板状金結晶の成長を観察した。
ティングエンジニアーズ（株）製）の亜硫酸金メッキ液
に１規定水酸化ナトリウムを加えｐＨ＝１３に調整した
後、シリコン結晶基板、及びガラス基板、更に金及びア
ルミ蒸着基板をそれぞれ別々に沈漬し、結晶の析出状況
を観察した結果、シリコン結晶基板とアルミ蒸着基板上
に平板状金結晶の成長を観察した。
【００９４】この場合の基板選択性は基板の溶解による
局部電池の形成が支配的であると考えられ、金よりもイ
オン化傾向の大きな素材には選択的な堆積が可能であ
る。従って、実施例５の方法による選択的な核形成と実
施例１に例示した核成長過程の組み合わせでも実施例６
に示したような金の選択堆積が可能である。
局部電池の形成が支配的であると考えられ、金よりもイ
オン化傾向の大きな素材には選択的な堆積が可能であ
る。従って、実施例５の方法による選択的な核形成と実
施例１に例示した核成長過程の組み合わせでも実施例６
に示したような金の選択堆積が可能である。
【００９５】実施例７ ヨウ化カリウム；ＫＩ、４ｇとヨウ素；Ｉ2 、０．６ｇ
を純水５０ｍｌに溶解した後、該ヨウ素溶液に真空蒸着
によって形成した５０００Å膜厚の金薄膜（重さに換算
して約０．０８ｇ）を完全に溶解した。該金ヨウ素錯体
溶液をストック溶液とし、該ストック溶液の１０ｍｌを
分取して純水５０ｍｌで希釈して反応母液とした。該母
液中にフッ酸で自然酸化膜をエッチングしたシリコン基
板を沈漬し、ホットプレート上で８０℃に加熱する。ヨ
ウ素が昇華して溶液が透明な薄黄色になるようになる
と、平板状の金結晶が析出した。該平板状金結晶を光学
顕微鏡で観察した結果、平板結晶が基板上一面に観察さ
れた。この電極基板の面方位分散角を測定したら０．９
゜であった。次に、該平板金結晶の表面をＳＴＭで観察
したところ、１０μｍ□において、最大表面凹凸は０．
８ｎｍで、分散ピークは０．４ｎｍであった。
を純水５０ｍｌに溶解した後、該ヨウ素溶液に真空蒸着
によって形成した５０００Å膜厚の金薄膜（重さに換算
して約０．０８ｇ）を完全に溶解した。該金ヨウ素錯体
溶液をストック溶液とし、該ストック溶液の１０ｍｌを
分取して純水５０ｍｌで希釈して反応母液とした。該母
液中にフッ酸で自然酸化膜をエッチングしたシリコン基
板を沈漬し、ホットプレート上で８０℃に加熱する。ヨ
ウ素が昇華して溶液が透明な薄黄色になるようになる
と、平板状の金結晶が析出した。該平板状金結晶を光学
顕微鏡で観察した結果、平板結晶が基板上一面に観察さ
れた。この電極基板の面方位分散角を測定したら０．９
゜であった。次に、該平板金結晶の表面をＳＴＭで観察
したところ、１０μｍ□において、最大表面凹凸は０．
８ｎｍで、分散ピークは０．４ｎｍであった。
【００９６】続いて、集束イオンビームにより幅０．ｌ
μｍ、ピッチ１．０μｍ、深さ５．０Åのトラック１０
４を該平板状金結晶電極表面に形成した。該集束イオン
ビームは加速電圧４０ＫＶ、イオン電流１４ｐＡ、ドー
ズ量１．０×１０16／ｃｍ2、金イオンの条件で行っ
た。
μｍ、ピッチ１．０μｍ、深さ５．０Åのトラック１０
４を該平板状金結晶電極表面に形成した。該集束イオン
ビームは加速電圧４０ＫＶ、イオン電流１４ｐＡ、ドー
ズ量１．０×１０16／ｃｍ2、金イオンの条件で行っ
た。
【００９７】次に上述した方法により作製した金電極基
板を用いて、図７に示す情報処理装置により表面形状を
調べたところ、記録媒体表面が電極の平滑性及びトラッ
ク１０４を反映しており、１０μｍ□においてトラック
１０４は深さ５０Åに形成されており該トラック１０４
以外の最大表面凹凸は０．９ｎｍで、分散ピークは０．
４ｎｍであった。このためトラック１０４が明確に判別
できた。次に、２５０μｍ径の金線を濃塩酸中で電解研
磨（１．５〜２Ｖｄｃで）することにより金チップを作
成し金のプローブ電極２０２として記録・再生の実験を
行った。このプローブ電極２０２は記録層１０３の表面
との距離（Ｚ）を制御するためのもので電流を一定微動
制御されている。更にリニアアクチュエータ２０４、２
０５、２０６は距離Ｚを一定に保ったまま、面内（Ｘ、
Ｙ）方向にも微動制御できるように設計されている。
板を用いて、図７に示す情報処理装置により表面形状を
調べたところ、記録媒体表面が電極の平滑性及びトラッ
ク１０４を反映しており、１０μｍ□においてトラック
１０４は深さ５０Åに形成されており該トラック１０４
以外の最大表面凹凸は０．９ｎｍで、分散ピークは０．
４ｎｍであった。このためトラック１０４が明確に判別
できた。次に、２５０μｍ径の金線を濃塩酸中で電解研
磨（１．５〜２Ｖｄｃで）することにより金チップを作
成し金のプローブ電極２０２として記録・再生の実験を
行った。このプローブ電極２０２は記録層１０３の表面
との距離（Ｚ）を制御するためのもので電流を一定微動
制御されている。更にリニアアクチュエータ２０４、２
０５、２０６は距離Ｚを一定に保ったまま、面内（Ｘ、
Ｙ）方向にも微動制御できるように設計されている。
【００９８】また、プロープ電極２０２は直接記録・再
生・消去を行うことができる。また、記録媒体は高精度
のＸＹステージ２０１の上に置かれ、任意の位置に移動
させることができる。
生・消去を行うことができる。また、記録媒体は高精度
のＸＹステージ２０１の上に置かれ、任意の位置に移動
させることができる。
【００９９】前述した金基板電極をＸ、Ｙステージ２０
２上に置いた。次にプローブ電極２０２と金基板電極１
０２との間に＋１．５Ｖの電圧を印加し、電流をモニタ
ーしながらプローブ電極２０２と記録層１０３表面との
距離（Ｚ）を調整した。このとき、プローブ電極２０２
と記録媒体１０３表面との距離Ｚを制御するためのプロ
ーブ電流Ｉｐを１０-10 Ａ≧Ｉｐ≧１０-11 Ａになるよ
うに設定した。
２上に置いた。次にプローブ電極２０２と金基板電極１
０２との間に＋１．５Ｖの電圧を印加し、電流をモニタ
ーしながらプローブ電極２０２と記録層１０３表面との
距離（Ｚ）を調整した。このとき、プローブ電極２０２
と記録媒体１０３表面との距離Ｚを制御するためのプロ
ーブ電流Ｉｐを１０-10 Ａ≧Ｉｐ≧１０-11 Ａになるよ
うに設定した。
【０１００】次に、プローブ電極２０２を走査させなが
ら、１００Åピッチで情報の記録を行った。係る情報の
記録は、プローブ電極２０２を＋側、金基板電極１０２
を−側にして、金の電界蒸発のしきい値電圧ＶthＯＮ以
上の矩形パルス電圧（通常は、電圧：４Ｖ、幅：３５０
ｎｓ）を加えた。その後、プローブ電極２０２を記録開
始点に戻し、再び記録層１０３上を走査させた。このと
き、記録の読み出し時においてはＺ＝一定になるように
調整した。その結果、記録ビットにおいては１０ｎＡ程
度のプローブ電流が流れ、金の微粒子の堆積されている
ことが示された。
ら、１００Åピッチで情報の記録を行った。係る情報の
記録は、プローブ電極２０２を＋側、金基板電極１０２
を−側にして、金の電界蒸発のしきい値電圧ＶthＯＮ以
上の矩形パルス電圧（通常は、電圧：４Ｖ、幅：３５０
ｎｓ）を加えた。その後、プローブ電極２０２を記録開
始点に戻し、再び記録層１０３上を走査させた。このと
き、記録の読み出し時においてはＺ＝一定になるように
調整した。その結果、記録ビットにおいては１０ｎＡ程
度のプローブ電流が流れ、金の微粒子の堆積されている
ことが示された。
【０１０１】実施例８ 実施例７と同様に金基板電極を形成した。作製した金基
板電極上に２層のスピロピランＬＢ膜を形成して記録層
１０３とした。以下、スピロピランＬＢ膜を用いた記録
層１０３の形成方法について述べる。
板電極上に２層のスピロピランＬＢ膜を形成して記録層
１０３とした。以下、スピロピランＬＢ膜を用いた記録
層１０３の形成方法について述べる。
【０１０２】オクタデシル基を導入したスピロピラン誘
導体とアラキジン酸の１：２混合溶液（溶媒：クロロホ
ルム、濃度：１×１０-3Ｍ）を水温２０℃のＣｄＣｌ2
水溶液（濃度：１×１０-4Ｍ）からなる水相上に展開
し、水面上に単分子膜を形成した。溶媒蒸発除去後、表
面圧を３０ｍＮ／ｍに迄高めた。表面圧を一定に保ちな
がら上記基板電極を水面を横切る方向に速度５ｍｍ／ｍ
ｉｎで静かに浸漬した後、続いて５ｍｍ／ｍｉｎで静か
に引き上げて２層のＹ型単分子累積膜を作製した。
導体とアラキジン酸の１：２混合溶液（溶媒：クロロホ
ルム、濃度：１×１０-3Ｍ）を水温２０℃のＣｄＣｌ2
水溶液（濃度：１×１０-4Ｍ）からなる水相上に展開
し、水面上に単分子膜を形成した。溶媒蒸発除去後、表
面圧を３０ｍＮ／ｍに迄高めた。表面圧を一定に保ちな
がら上記基板電極を水面を横切る方向に速度５ｍｍ／ｍ
ｉｎで静かに浸漬した後、続いて５ｍｍ／ｍｉｎで静か
に引き上げて２層のＹ型単分子累積膜を作製した。
【０１０３】次に上述した方法により作製した記録媒体
を用いて、図７に示す情報処理装置により表面形状を調
べたところ、記録媒体表面が電極の平滑性及びトラック
１０４を反映しており、１０μｍ□においてトラック１
０４は深さ５０Åに形成されており該トラック１０４以
外の最大表面凹凸は０．９ｎｍ以下で、分散ピークは
０．４ｎｍ以下であった。このためトラック１０４が実
施例７と同様に明確に判別できた。次に記録・再生の実
験を行ったところ、実施例７と同様に記録・再生が行え
ることを確認した。なお、記録ビット径は１０Åから５
０Å程度のものまで確認できた（記録電圧；３．２Ｖ、
幅・３５０ｎｓｅｃ）が、発生頻度を考慮した平均ビッ
ト径は１６Å程度であることがわかった。
を用いて、図７に示す情報処理装置により表面形状を調
べたところ、記録媒体表面が電極の平滑性及びトラック
１０４を反映しており、１０μｍ□においてトラック１
０４は深さ５０Åに形成されており該トラック１０４以
外の最大表面凹凸は０．９ｎｍ以下で、分散ピークは
０．４ｎｍ以下であった。このためトラック１０４が実
施例７と同様に明確に判別できた。次に記録・再生の実
験を行ったところ、実施例７と同様に記録・再生が行え
ることを確認した。なお、記録ビット径は１０Åから５
０Å程度のものまで確認できた（記録電圧；３．２Ｖ、
幅・３５０ｎｓｅｃ）が、発生頻度を考慮した平均ビッ
ト径は１６Å程度であることがわかった。
【０１０４】実施例９ 実施例７に記載の母液を用い、基板の種類をかえて電極
層を形成し、実施例７と同様な実験を行った。実験で用
いた電極層の表面性について表１（前掲）にまとめた。
層を形成し、実施例７と同様な実験を行った。実験で用
いた電極層の表面性について表１（前掲）にまとめた。
【０１０５】表１に示されているように、平滑基板電極
表面が電極の平滑性及びトラック１０４を反映してお
り、１０μｍ□においてトラック１０４は深さ５０Åに
形成されており該トラック１０４以外の最大表面凹凸は
０．９ｎｍ以下で、分散ピークは０．４ｎｍ以下であっ
た。このためトラック１０４が実施例７と同様に明確に
判別できた。次に記録・再生・消去の実験を行ったとこ
ろ、実施例７と同様に記録・再生・消去が行えることを
確認した。
表面が電極の平滑性及びトラック１０４を反映してお
り、１０μｍ□においてトラック１０４は深さ５０Åに
形成されており該トラック１０４以外の最大表面凹凸は
０．９ｎｍ以下で、分散ピークは０．４ｎｍ以下であっ
た。このためトラック１０４が実施例７と同様に明確に
判別できた。次に記録・再生・消去の実験を行ったとこ
ろ、実施例７と同様に記録・再生・消去が行えることを
確認した。
【０１０６】さらに実施例８と同様にスピロピランＬＢ
膜を記録層として、実施例７と同様な記録・再生実験を
行った結果、実施例７と同様に記録・再生が行えること
を確認した。また平均ビット径もほぼ同様な値であっ
た。
膜を記録層として、実施例７と同様な記録・再生実験を
行った結果、実施例７と同様に記録・再生が行えること
を確認した。また平均ビット径もほぼ同様な値であっ
た。
【０１０７】実施例１０ 実施例７で用いた母液に種々の公知な方法により５００
μｍ間隔のマトリックスの交点の位置を１μｍ□〜２μ
ｍ□の大きさに表面加工したシリコン基板及びガラス
（ＳｉＯ2 ）基板を沈漬し、実施例７と同様な条件にて
結晶の析出状況を観察した。
μｍ間隔のマトリックスの交点の位置を１μｍ□〜２μ
ｍ□の大きさに表面加工したシリコン基板及びガラス
（ＳｉＯ2 ）基板を沈漬し、実施例７と同様な条件にて
結晶の析出状況を観察した。
【０１０８】実験に用いた選択推積用シード基板以下の
加工方法により作製した。
加工方法により作製した。
【０１０９】熱酸化膜（膜厚：５００Å〜１０００
Å）を有するシリコン基板をＡＺ１３７０（ヘキスト社
製）をレジストとして用い、熱酸化膜をＨＦによりエッ
チングし、シードパターンを形成した。
Å）を有するシリコン基板をＡＺ１３７０（ヘキスト社
製）をレジストとして用い、熱酸化膜をＨＦによりエッ
チングし、シードパターンを形成した。
【０１１０】表面自然酸化膜をエッチングにより除去
したシリコン基板上に１０００Å膜厚のチッ化シリコン
を低圧ＣＶＤ法により形成して、それをＡＺ１３７０を
レジストとして用いＣＦ４のリアクティブイオンエッチ
ング法によりエッチングしてシードパターンを形成し
た。
したシリコン基板上に１０００Å膜厚のチッ化シリコン
を低圧ＣＶＤ法により形成して、それをＡＺ１３７０を
レジストとして用いＣＦ４のリアクティブイオンエッチ
ング法によりエッチングしてシードパターンを形成し
た。
【０１１１】表面自然酸化膜をエッチングにより除去
したシリコン基板上に１００Å膜厚の感光性ポリイミド
ＬＢ膜を成膜し、エッチングパターンを形成してシード
パターンとした。
したシリコン基板上に１００Å膜厚の感光性ポリイミド
ＬＢ膜を成膜し、エッチングパターンを形成してシード
パターンとした。
【０１１２】表面自然酸化膜をエッチングにより除去
したシリコン基板上にＡＺ１３７０のレジストパターン
を形成した後、抵抗加熱真空蒸着法によりクロムを３０
Å下引層として１００Åの膜厚に金を蒸着し、リフトオ
フすることによりシードパターンを形成した。
したシリコン基板上にＡＺ１３７０のレジストパターン
を形成した後、抵抗加熱真空蒸着法によりクロムを３０
Å下引層として１００Åの膜厚に金を蒸着し、リフトオ
フすることによりシードパターンを形成した。
【０１１３】１０００Å膜厚の熱酸化膜を有するシリ
コン基板を用い、と同様な方法によりシードパターン
を形成した。
コン基板を用い、と同様な方法によりシードパターン
を形成した。
【０１１４】よく洗浄したコーニング＃７０５９ガラ
ス基板上にＧＤ法によりアモルファスシリコンを１００
０Å膜厚に形成し、それをＡＺ１３７０をレジストとし
て用いＣＦ4 のリアクティブイオンエッチング法により
エッチングしてシードパターンを形成した。
ス基板上にＧＤ法によりアモルファスシリコンを１００
０Å膜厚に形成し、それをＡＺ１３７０をレジストとし
て用いＣＦ4 のリアクティブイオンエッチング法により
エッチングしてシードパターンを形成した。
【０１１５】シリコン基板に４０ｋＶで加速したＡｕ
++イオンをイオン注入することによりシードパターンを
形成した。用いたＦＩＢ装置はＪＩＢＬ−１００Ａ（日
本電子製）を用い、 イオン電流値：３０ｐＡ、 イオン注入量：１×１０１５ｉｏｎｓ／ｃｍ2 である。
++イオンをイオン注入することによりシードパターンを
形成した。用いたＦＩＢ装置はＪＩＢＬ−１００Ａ（日
本電子製）を用い、 イオン電流値：３０ｐＡ、 イオン注入量：１×１０１５ｉｏｎｓ／ｃｍ2 である。
【０１１６】以上、該シード基板に対する実験結果を表
３（前掲）にまとめた。
３（前掲）にまとめた。
【０１１７】次に、図７に示す情報処理装置により、
の方法により作製した基板電極の表面形状を調べたとこ
ろ、１０μｍ□において最大表面凹凸は０．９ｎｍ以下
で、分散ピークは０．４ｎｍ以下であった。
の方法により作製した基板電極の表面形状を調べたとこ
ろ、１０μｍ□において最大表面凹凸は０．９ｎｍ以下
で、分散ピークは０．４ｎｍ以下であった。
【０１１８】選択堆積された平板状金結晶ファセットの
エッジは結晶面の特性を反映して非常に直線性の高いト
ラックとなっていることがわかった。形成されたトラッ
ク溝は深く、このためトラックが実施例７と同様に明確
に判別できた。
エッジは結晶面の特性を反映して非常に直線性の高いト
ラックとなっていることがわかった。形成されたトラッ
ク溝は深く、このためトラックが実施例７と同様に明確
に判別できた。
【０１１９】次に記録・再生・消去の実験を行ったとこ
ろ、実施例７と同様に記録・再生・消去が行えることを
確認した。また更に、上記他の方法により作製した電極
基板でも記録・再生・消去が行えることも確認した。
ろ、実施例７と同様に記録・再生・消去が行えることを
確認した。また更に、上記他の方法により作製した電極
基板でも記録・再生・消去が行えることも確認した。
【０１２０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
下記の効果が得られる。
下記の効果が得られる。
【０１２１】表面凹凸が１ｎｍ以下の平滑面を１μｍ
□内、更には１０μｍ□内で有する記録媒体形成が可能
となった。
□内、更には１０μｍ□内で有する記録媒体形成が可能
となった。
【０１２２】基板材料によらず平滑な電極を形成でき
るので、記録媒体においてあらゆるシステムに適合させ
ることができ、更には記録媒体のみならず電子デバイス
用の電極基板としても用いることができる。
るので、記録媒体においてあらゆるシステムに適合させ
ることができ、更には記録媒体のみならず電子デバイス
用の電極基板としても用いることができる。
【０１２３】例えば、記録媒体を例に採るとＳｉチップ
状に書き込み、読み出しの制御回路を組み込み、このチ
ップを基板として、本発明の電極基板を形成する。これ
により、書き込み読み出しの制御回路と記録媒体が一体
に形成されたメモリ媒体が提供できる。
状に書き込み、読み出しの制御回路を組み込み、このチ
ップを基板として、本発明の電極基板を形成する。これ
により、書き込み読み出しの制御回路と記録媒体が一体
に形成されたメモリ媒体が提供できる。
【０１２４】また、最近のマイクロメカニクス技術を応
用し、Ｓｉチップ上に駆動アクチュエータを組み込み、
このアクチュエータ上に本発明の電極層を設け、微動機
構付きの記録媒体とすることもできる。このような応用
は、記録媒体に限らず、センサ、メモリ、ディスプレー
等の各種デバイスにも適用できることは言うまでもな
い。
用し、Ｓｉチップ上に駆動アクチュエータを組み込み、
このアクチュエータ上に本発明の電極層を設け、微動機
構付きの記録媒体とすることもできる。このような応用
は、記録媒体に限らず、センサ、メモリ、ディスプレー
等の各種デバイスにも適用できることは言うまでもな
い。
【０１２５】該金電極は結晶面が明瞭なファセットを
形成する。該結晶面の交線は原子オーダで均一な直線と
なるため、該金電極を記録媒体に用いる場合、該交線を
トラックとして用いることができ、原子オーダの均一性
を持つことにより記録・再生の制御性を向上することが
できる。
形成する。該結晶面の交線は原子オーダで均一な直線と
なるため、該金電極を記録媒体に用いる場合、該交線を
トラックとして用いることができ、原子オーダの均一性
を持つことにより記録・再生の制御性を向上することが
できる。
【０１２６】本発明の電極基板製造方法は、金結晶析
出特性に対する基板材料及び形状効果の差を利用するこ
とにより、基板上の所望の位置に該金平板状結晶を形成
できる利点を有する。さらに、このような選択堆積制御
は、本発明で用いられたプローブ電極による再生装置の
場合、プローブのマルチ化に対応して、例えば、１つ１
つのプローブ電極に対する独立した平滑電極を形成で
き、に記述した効果と合わせ、記録媒体の作製上の優
位性を持つ。
出特性に対する基板材料及び形状効果の差を利用するこ
とにより、基板上の所望の位置に該金平板状結晶を形成
できる利点を有する。さらに、このような選択堆積制御
は、本発明で用いられたプローブ電極による再生装置の
場合、プローブのマルチ化に対応して、例えば、１つ１
つのプローブ電極に対する独立した平滑電極を形成で
き、に記述した効果と合わせ、記録媒体の作製上の優
位性を持つ。
【０１２７】さらに、係る記録媒体を用いれば読み取
りデータの誤り率を低下させることができ、またトラッ
キングの追跡精度を向上させることができ、高速再生が
可能と成る。
りデータの誤り率を低下させることができ、またトラッ
キングの追跡精度を向上させることができ、高速再生が
可能と成る。
【０１２８】１分子中の形態変化を含む状態変化或い
は数原子の表面形状変化により記録できるため、分子ス
ケールの記録ビットを有する高密度の記録が可能と成
る。
は数原子の表面形状変化により記録できるため、分子ス
ケールの記録ビットを有する高密度の記録が可能と成
る。
【図１】本発明の製造方法によりシリコン基板上に形成
された平板状金結晶の光学顕微鏡写真である。
された平板状金結晶の光学顕微鏡写真である。
【図２】一般的な金結晶の光学顕微鏡写真である。
【図３】本発明の電極基板の小角Ｘ線反射回折スペクト
ルである。
ルである。
【図４】本発明の電極基板表面のＳＴＭ像及びＺ軸方向
の表面凹凸プロファイルである。
の表面凹凸プロファイルである。
【図５】本発明の記録媒体の断面図である。
【図６】本発明の記録媒体を用いた場合の再生信号の周
波数スペクトラムのダイヤグラムを示す。
波数スペクトラムのダイヤグラムを示す。
【図７】ＳＴＭを応用した情報処理装置の構成図であ
る。
る。
【図８】従来の記録媒体の断面図である。
【図９】従来の記録媒体を用いた場合の再生信号の周波
数スペクトラムのダイヤグラムを示す。
数スペクトラムのダイヤグラムを示す。
【図１０】本発明に係る、電流−電圧特性グラフであ
る。
る。
【図１１】本発明の実施例で用いられたシード基板の断
面図である。
面図である。
【図１２】本発明の実施例で作製された電極表面の要部
上面図（略式図）である。
上面図（略式図）である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 河田 春紀 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４−1950（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−201793（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−243638（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G11B 9/00
Claims (23)
- 【請求項１】 基板とこの基板上に形成した貴金属結晶
からなる電極層とを有する電極基板であって、前記貴金
属結晶のドメイン境界がほぼ直線状に形成され、且つＸ
線回折による面方位の分散角が１°以下であることを特
徴とする電極基板。 - 【請求項２】 前記貴金属結晶が、平板状結晶であり、
その平板状結晶面の面方位が［１１１］のファセットを
形成している請求項１に記載の電極基板。 - 【請求項３】 前記貴金属結晶のアスペクト比が１０以
上である請求項１に記載の電極基板。 - 【請求項４】 前記基板が、導電性基板とこの基板上に
形成した絶縁層とからなる請求項１に記載の電極基板。 - 【請求項５】 前記絶縁層が貫通孔を有し、前記貴金属
結晶が、前記貫通孔を通じて前記導電性基板から結晶成
長したものである請求項４に記載の電極基板。 - 【請求項６】 前記平板状結晶面の面方位の分散角が、
０．６°以下である請求項２に記載の電極基板。 - 【請求項７】 前記電極層の面内において、１μｍ□の
領域での最大表面凹凸が１ｎｍ以下である請求項１に記
載の電極基板。 - 【請求項８】 請求項１〜７の何れかに記載の電極層を
記録層として備えたことを特徴とする情報記録媒体。 - 【請求項９】 基板とこの基板上に形成した貴金属結晶
からなる電極層とこの電極層上に設けた記録層とを有す
る情報記録媒体であって、前記貴金属結晶のドメイン境
界がほぼ直線状に形成され、且つＸ線回折による面方位
の分散角が１°以下であることを特徴とする情報記録媒
体。 - 【請求項１０】 前記記録層が、有機化合物の単分子
膜、又はその累積膜からなる請求項９に記載の情報記録
媒体。 - 【請求項１１】 前記記録層が、その厚さ５〜３００Å
の範囲で設けられている請求項９に記載の情報記録媒
体。 - 【請求項１２】 前記記録層が、物理状態の変化として
情報を記録し得るものである請求項９に記載の情報記録
媒体。 - 【請求項１３】 前記記録層が、電気メモリー効果を有
する請求項９に記載の情報記録媒体。 - 【請求項１４】 更に、トラックを有する請求項８、又
は請求項９に記載の情報記録媒体。 - 【請求項１５】 請求項８〜１４の何れかに記載の情報
記録媒体と、この媒体に近接して配置されるプローブ電
極と、前記媒体と前記プローブ電極との間にパルス電圧
を印加するための電圧印加回路とを有し、前記パルス電
圧の印加により前記媒体への情報の書き込みを行うこと
を特徴とする情報処理装置。 - 【請求項１６】 請求項８〜１４の何れかに記載の情報
記録媒体と、この媒体に近接して配置されるプローブ電
極と、前記媒体と前記プローブ電極との間にパルス電圧
を印加するための第一の電圧印加回路と、前記媒体と前
記プローブ電極との間にバイアス電圧を印加するための
第二の電圧印加回路とを有し、前記パルス電圧の印加に
より前記媒体への情報の書き込みを行い、前記バイアス
電圧の印加により前記媒体から情報の読み出しを行うこ
とを特徴とする情報処理装置。 - 【請求項１７】 情報を記録した請求項８〜１４の何れ
かに記載の情報記録媒体と、この媒体に近接して配置さ
れるプローブ電極と、前記媒体と前記プローブ電極との
間にバイアス電圧を印加するための電圧印加回路とを有
し、前記バイアス電圧の印加により前記媒体から情報の
読み出しを行うことを特徴とする情報処理装置。 - 【請求項１８】 前記プローブ電極を複数個、有する請
求項１５〜１７の何れかに記載の情報処理装置。 - 【請求項１９】 前記パルス電圧の印加により、前記媒
体の表面に摂動を加えて選択的な乱れを生じさせる請求
項１５、又は請求項１６に記載の情報処理装置。 - 【請求項２０】 請求項８〜１４の何れかに記載の情報
記録媒体を用意する過程と、前記媒体に対してプローブ
電極を近接して配置する過程と、前記媒体と前記プロー
ブ電極との間にパルス電圧を印加して前記媒体への情報
の書き込みを行う過程とを有することを特徴とする情報
処理方法。 - 【請求項２１】 請求項８〜１４の何れかに記載の情報
記録媒体を用意する過程と、前記媒体に対してプローブ
電極を近接して配置する過程と、前記媒体と前記プロー
ブ電極との間にパルス電圧を印加して前記媒体への情報
の書き込みを行う過程と、前記媒体と前記プローブ電極
との間にバイアス電圧を印加して前記媒体から前記情報
の読み出しを行う過程とを有することを特徴とする情報
処理方法。 - 【請求項２２】 予め、情報を記録した請求項８〜１４
の何れかに記載の情報記録媒体を用意する過程と、前記
媒体に対してプローブ電極を近接して配置する過程と、
前記媒体と前記プローブ電極との間にバイアス電圧を印
加して前記媒体から情報の読み出しを行う過程とを有す
ることを特徴とする情報処理方法。 - 【請求項２３】 前記パルス電圧を印加したとき、前記
媒体の表面に摂動を加えて選択的な乱れを生じさせる請
求項２０、又は請求項２１に記載の情報処理方法。
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