JP3029503B2 - Recording method and information processing apparatus - Google Patents

Recording method and information processing apparatus

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JP3029503B2
JP3029503B2 JP4149635A JP14963592A JP3029503B2 JP 3029503 B2 JP3029503 B2 JP 3029503B2 JP 4149635 A JP4149635 A JP 4149635A JP 14963592 A JP14963592 A JP 14963592A JP 3029503 B2 JP3029503 B2 JP 3029503B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は走査型トンネル顕微鏡を
応用した情報処理装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an information processing apparatus to which a scanning tunnel microscope is applied.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、探針と試料とを接近させ、そのと
きに生じる物理現象(トンネル現象等)を利用して物質
表面および表面近傍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.Bi
nnig et al.,Helvetica Physica Acta,55,726(198
2)]、単結晶、非晶質を問わず実空間像を高い分解能で
測定できるようになった。またSTMは、媒体に対して
電流による損傷を与えずに低電力で観測できる利点をも
有し、さらには超高真空中のみならず大気中、溶液中で
も動作し種々の材料に対して用いることができ、学術的
あるいは研究分野での広範囲な応用が期待されている。
2. Description of the Related Art In recent years, a scanning tunneling microscope (hereinafter referred to as an STM) that allows a probe and a sample to approach each other, and directly observes the electronic structure near and on the surface of a material by utilizing a physical phenomenon (tunnel phenomenon or the like) generated at that time. [G.Bi]
nnig et al., Helvetica Physica Acta, 55,726 (198
2)], real space images can be measured with high resolution regardless of whether they are single crystals or amorphous. STM also has the advantage that it can be observed at low power without damaging the medium due to electric current. Furthermore, it can operate not only in ultra-high vacuum but also in air and solutions, and can be used for various materials. It is expected to have a wide range of applications in academic and research fields.

【0003】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た状態で1nm程度の距離に
近づけたときに流れるトンネル電流を利用している。こ
のトンネル電流の量は両者の距離変化に依存し非常に敏
感に変化する。そのためトンネル電流を一定に保つよう
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。このときの面内
方向の分解能は0.1nm程度である。
The STM utilizes a tunnel current that flows when a voltage is applied between a metal probe (probe electrode) and a conductive material and the distance is reduced to about 1 nm. The amount of the tunnel current changes very sensitively depending on the distance change between the two. Therefore, by scanning the probe so as to keep the tunnel current constant, it is possible to read various information on all electron clouds in the real space. The resolution in the in-plane direction at this time is about 0.1 nm.

【0004】したがって、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)での高密度な
記録再生を行なうことが可能となる。例えば、特開昭6
1−80536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
を取り除くことによる書き込みを行ない、STMにより
このデータを再生している。
[0004] Therefore, if the principle of STM is applied, it is possible to perform high-density recording / reproducing on the order of atoms (sub-nanometer). For example, JP
In the information processing apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-80536, writing is performed by removing atomic particles adsorbed on the medium surface by an electron beam or the like, and the data is reproduced by STM.

【0005】また、米国特許4,575,822号に開
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、あるいは、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、もしくは磁性的な崩壊によって記録する方法も提案
されている。
Further, as disclosed in US Pat. No. 4,575,822, charges are applied to a dielectric layer formed on the surface of a recording medium by using a tunnel current flowing between the surface of the recording medium and a probe electrode. A method of recording by injection and recording, or recording by physical or magnetic collapse of the medium surface using a laser beam, an electron beam, a particle beam or the like has also been proposed.

【0006】記録層として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記録媒体、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で行なう方法が特開昭63−16155
2号公報および特開昭63−161553号公報に開示
されている。これらの方法によれば、記録のビットサイ
ズを10nmとすれば、1012bit/cm2もの大容
量の記録再生が可能とされている。
A method in which recording and reproduction are performed by STM using a recording medium having a memory effect on the switching characteristics of voltage and current as a recording layer, for example, a thin film layer of a π-electron organic compound or a chalcogen compound, is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. H10-157,197. 63-16155
No. 2 and JP-A-63-161553. According to these methods, assuming that the recording bit size is 10 nm, large-capacity recording and reproduction of 10 12 bit / cm 2 is possible.

【0007】上記のような情報処理装置では、記録媒体
への記録再生を行うために、規準となる所定のもの、例
えば記録媒体表面に設けられた溝などを基準とした、い
わゆるトラッキングという位置決めを行う情報処理装置
が必要とされる。
In the information processing apparatus as described above, in order to perform recording and reproduction on a recording medium, positioning called so-called tracking based on a predetermined standard, for example, a groove or the like provided on the surface of the recording medium is performed. An information processing device for performing the processing is required.

【0008】STMを応用した超高密度の記録再生を行
う情報処理装置の場合、一般的には上記のトラッキング
を行いながら探針が走査されて1列づつ情報ビット列が
書き込まれる。
[0008] In the case of an information processing apparatus that performs recording and reproduction at a very high density to which the STM is applied, generally, the probe is scanned while the above-described tracking is performed, and an information bit string is written line by line.

【0009】また、情報ビット列の書き込みを行う場合
には、記録時に記録を行うピックアップとなる探針と記
録媒体との距離を制御する必要がある。特開平1−13
3239号公報においては、記録時に”記録のために電
流を強める前の時点における電流の平均値を規準として
保持しておく”という距離制御方法を記録方式が提案さ
れている。
In addition, when writing an information bit string, it is necessary to control the distance between a probe serving as a pickup for recording at the time of recording and the recording medium. JP-A-1-13
In Japanese Patent No. 3239, a recording method has been proposed which employs a distance control method in which "the average value of the current at the time before increasing the current for recording is held as a reference" during recording.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】上記のような超高密度
の情報処理装置の場合、その使われ方からくる性格上、
大容量で転送レートが速いものが求められる傾向にあ
る。
In the case of the above-described information processing device having a very high density, due to the nature of its use,
There is a tendency that a large capacity and a high transfer rate are required.

【0011】しかし従来の一般的な記録再生方法では、
STMの原理と同様に流れるトンネル電流を利用して、
プローブ電極をXY方向(記録媒体表面に水平方向)に
走査すると同時に記録媒体表面の凹凸検出によるトラッ
キングを行いながら記録用情報に従って記録用電圧を印
加して記録ビットを書き込むという方法がとられてい
る。
However, in a conventional general recording / reproducing method,
Using the tunnel current that flows in the same way as the STM principle,
A method is employed in which a probe electrode is scanned in the XY directions (horizontal direction on the surface of the recording medium), and at the same time, a recording voltage is applied in accordance with the recording information and recording bits are written while performing tracking by detecting irregularities on the surface of the recording medium. .

【0012】このため、記録媒体とプローブ電極間に流
れるトンネル電流を検出しながらこれを一定になるよう
にして両者間の距離を一定に保持するというフィードバ
ックを同時に実行しなければならず、単にフィードバッ
クオンでの探針の往復走査にかかる時間が長いために記
録再生の転送レートが遅くなってしまうという問題点が
ある。
For this reason, it is necessary to simultaneously execute the feedback of detecting the tunnel current flowing between the recording medium and the probe electrode and keeping the distance between the probe electrode and the probe electrode constant so as to keep the distance therebetween constant. Since the time required for the reciprocal scanning of the probe in the ON state is long, there is a problem in that the transfer rate of recording and reproduction is reduced.

【0013】例えば、上記の特開平1−133239号
公報に開示されている方法のように、距離制御信号のサ
ンプル/ホールド(S/H)を繰り返しながら記録を行
う場合には、ホールド中に探針が記録媒体に衝突しない
ように1つのビットを書き込んでから次のビットを書き
込むまでの間は、距離制御信号による高さ制御によって
探針と記録媒体との距離が一定となるまで待つ必要があ
る。このように高さ制御の応答周波数によって記録速度
が制限されてしまう。
For example, when recording is performed while repeating sample / hold (S / H) of the distance control signal as in the method disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-133239, the search is performed during the hold. Between writing one bit and writing the next bit so that the needle does not collide with the recording medium, it is necessary to wait until the distance between the probe and the recording medium becomes constant by height control using a distance control signal. is there. As described above, the recording speed is limited by the response frequency of the height control.

【0014】また、トンネル電流によるフィードバック
をかけて記録媒体・プローブ電極間距離を制御している
ため、両者間距離をトンネル電流が流れるほどの近距離
に設定したまま記録を行う必要があるが、記録媒体によ
っては記録に最適な距離と前記距離が異なるものがあ
る。この場合には実際の記録に支障を来す場合があり、
問題となっていた。
Further, since the distance between the recording medium and the probe electrode is controlled by applying feedback by the tunnel current, it is necessary to perform recording while setting the distance between the two to be short enough to allow the tunnel current to flow. Depending on the recording medium, the optimum distance for recording and the distance may be different. In this case, the actual record may be disturbed,
Had been a problem.

【0015】本発明は、上述したような従来の技術が有
する問題点に鑑みてなされたものであって、転送レート
を速くすることのできる記録方法およびこれを用いた情
報処理装置を実現することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and provides a recording method capable of increasing a transfer rate and an information processing apparatus using the recording method. With the goal.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】本発明の記録方法は、
録媒体に対向して配置されたプローブ電極で、前記記録
媒体を走査し、前記プローブ電極と記録媒体との間に情
報に応じて変調された電圧を印加することによって情報
を記録する方法において、前記プローブ電極によって前
記記録媒体の同一領域を往復走査し、往走査時に記録媒
体表面の凹凸を検出して、検出された凹凸情報を記憶し
ておき、復走査時に前記記憶された凹凸情報に応じて
ローブ電極と記録媒体との距離を変化させながら、該プ
ローブ電極によって情報を記録する
According to the present invention, there is provided a recording method comprising :
The probe electrode arranged opposite to the recording medium
The medium is scanned and information is stored between the probe electrode and the recording medium.
Information by applying a modulated voltage
A method of recording, before the said probe electrode
The same area of the recording medium is reciprocally scanned, and irregularities on the surface of the recording medium are detected at the time of forward scanning , and the detected irregularity information is stored.
Advance, while changing the distance between the flop <br/> probe electrode and the recording medium in accordance with said stored concave-convex information during the backward scanning, 該Pu
Information is recorded by the lobe electrode .

【0017】この場合、前記記憶された凹凸情報にオフ
セットを加え、前記プローブ電極の復走査時に、このオ
フセットが加えられた凹凸情報に応じてプローブ電極と
記録媒体との距離を変化させてもよい。
In this case, the stored unevenness information is turned off.
When the probe electrode is re-scanned, this set
The distance between the probe electrode and the recording medium may be changed according to the unevenness information to which the offset has been added .

【0018】本発明の情報処理装置は、記録媒体に対向
して配置されたプローブ電極と、該プローブ電極で前記
記録媒体を走査させる走査手段と、前記プローブ電極で
走査される記録媒体表面の凹凸を検出する凹凸検出手段
と、該凹凸検出手段で検出された凹凸情報に応じてプロ
ーブ電極と記録媒体との距離を変化させる凹凸応答駆動
機構と、前記プローブ電極と記録媒体との間に情報に応
じて変調された電圧を印加することによって情報を記録
する電源とを備えた情報処理装置において、前記凹凸情
報を記憶する記憶器を有し、前記走査手段は前記プロー
ブ電極によって前記記録媒体の同一領域を往復走査さ
せ、往走査時に前記検出手段で検出された凹凸情報を記
憶器に記憶しておき、復走査時に記憶器に記憶された凹
凸情報を読み出して、読み出された凹凸情報に応じて前
記凹凸駆動機構でプローブ電極と記録媒体との距離を変
化させながら、該プローブ電極によって情報を記録す
The information processing apparatus of the present invention faces a recording medium.
And a probe electrode arranged as
Scanning means for scanning a recording medium, and the probe electrode
Unevenness detecting means for detecting unevenness of the surface of a recording medium to be scanned
And a professional according to the unevenness information detected by the unevenness detecting means.
Irregular response drive that changes the distance between the probe electrode and the recording medium
Mechanism and information between the probe electrode and the recording medium.
Information by applying a modulated voltage
An information processing apparatus having a power supply for performing the processing, comprising: a storage device for storing the unevenness information;
The same area of the recording medium is reciprocally scanned by the
And the irregularity information detected by the detection means during forward scanning is recorded.
In the storage device, and the concave portion stored in the storage device at the time of rescanning.
Reads the convex information, and reads the convex information
The distance between the probe electrode and the recording medium is changed by the
And record information with the probe electrode.
You .

【0019】この場合、前記記憶器から読み出された凹
凸情報にオフセットを加えるオフセット加算器を有し、
前記凹凸駆動機構はこのオフセットが加えられた凹凸情
報に応じてプローブ電極と記録媒体との距離を変化させ
ることとしてもよい
In this case, the recess read from the storage unit is used.
An offset adder that adds an offset to the convex information,
The concave / convex driving mechanism operates the concave / convex information to which the offset is added.
The distance between the probe electrode and the recording medium according to the
It may be good .

【0020】また、前記記憶器がFILO型の記憶機構
から成るとしてもよい。
Further, the memory device is FILO type memory mechanism
It may be to consist of.

【0021】[0021]

【作用】本発明では、記録を行うときに記録媒体の同一
領域に対して走査が2度行われ、実際に記録が行われる
2度目の走査においては、1度目の走査時に検出された
記録媒体表面の凹凸に応じてプローブ電極と記録媒体と
の距離が変化する状態にて記録が行われる。このよう
に、記録時にはプローブ電極と記録媒体との距離をフィ
ードバック制御する必要がないので、記録データの転送
レートを速くすることが可能となる。
According to the present invention, when printing is performed, the same area of the printing medium is scanned twice, and in the second scanning in which printing is actually performed, the printing medium detected during the first scanning is used. Recording is performed in a state where the distance between the probe electrode and the recording medium changes according to the surface irregularities. As described above, since it is not necessary to perform feedback control of the distance between the probe electrode and the recording medium during recording, the transfer rate of the recording data can be increased.

【0022】また、オフセットを加えてプローブ電極と
記録媒体との距離を変化させることにより、凹凸を検出
するときのプローブ電極と記録媒体との距離と記録を行
うときのプローブ電極と記録媒体との距離をそれぞれ最
適な距離とすることができる。
Further, by changing the distance between the probe electrode and the recording medium by adding an offset, the distance between the probe electrode and the recording medium when detecting irregularities and the distance between the probe electrode and the recording medium when recording are performed. The distance can be set to an optimum distance.

【0023】また、表面の凹凸情報を記憶する表面凹凸
記憶器をFILO型の記憶機構によって構成すると、記
憶機構から読み出されるデータの順にプローブ電極と記
録媒体との距離を変化させればよいため、装置構成が簡
単となる。
Further, if the surface unevenness storage device for storing surface unevenness information is constituted by a FILO type storage mechanism, the distance between the probe electrode and the recording medium may be changed in the order of data read from the storage mechanism. The device configuration is simplified.

【0024】[0024]

【0025】[0025]

【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0026】図1は、本発明の一実施例の構成を示すブ
ロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of one embodiment of the present invention.

【0027】図中、101は記録媒体への記録再生を行
うためのプローブ電極であり、このプローブ電極101
からXYステージ102上に載置される記録媒体に電圧
を印加することによって記録ビットの形成や読み出し
(記録再生)が行われる。
In FIG. 1, reference numeral 101 denotes a probe electrode for performing recording and reproduction on a recording medium.
Then, by applying a voltage to a recording medium placed on the XY stage 102, formation or reading (recording / reproduction) of recording bits is performed.

【0028】記録媒体は、基板121と該基板121上
に積層される基板電極122および記録層123より構
成されるもので、プローブ電極101からの電圧印加に
よって記録層123に記録ビット124が形成される。
The recording medium is composed of a substrate 121, a substrate electrode 122 laminated on the substrate 121, and a recording layer 123. A recording bit 124 is formed on the recording layer 123 by applying a voltage from the probe electrode 101. You.

【0029】103はプローブ電極101と基板電極1
22の間に流れる電流を増幅するプローブ電流増幅器、
105はプローブ電極101の高さを調整するための圧
電素子を用いたZ方向微動制御機構、104はプローブ
電流を読みとってZ方向微動制御機構105によるプロ
ーブ電極101の高さ調整を制御するZ方向駆動回路、
106はプローブ電極101と基板電極102との間に
再生用のバイアス電圧や記録消去用のパルス電圧を印加
するための電源である。本発明による装置の場合、記録
時にZ方向のフィードバックをオフとするため、従来必
要とされた記録時のZ方向駆動回路におけるHOLD回
路は不要となっている。
Reference numeral 103 denotes the probe electrode 101 and the substrate electrode 1
A probe current amplifier for amplifying the current flowing between 22;
Reference numeral 105 denotes a Z-direction fine movement control mechanism using a piezoelectric element for adjusting the height of the probe electrode 101. Reference numeral 104 denotes a Z direction in which the probe current is read to control the height adjustment of the probe electrode 101 by the Z-direction fine movement control mechanism 105. Drive circuit,
Reference numeral 106 denotes a power supply for applying a bias voltage for reproduction or a pulse voltage for recording / erasing between the probe electrode 101 and the substrate electrode 102. In the case of the apparatus according to the present invention, since the feedback in the Z direction is turned off at the time of recording, the HOLD circuit in the Z direction driving circuit required at the time of recording, which is conventionally required, becomes unnecessary.

【0030】108はプローブ電極101をXY方向に
移動制御するためのXY方向微動制御機構、107はX
Y方向微動制御機構108を駆動するためのXY走査駆
動回路である。109および110は、あらかじめ10
-9A程度のプローブ電流が得られるようにプローブ電極
と記録媒体との距離を粗動制御したり、プローブ電極1
01と記録媒体とのXY方向相対変位を大きくとる(微
動制御機構の範囲外)のに用いられる粗動機構および粗
動駆動回路である。
Reference numeral 108 denotes an XY direction fine movement control mechanism for controlling the movement of the probe electrode 101 in the XY directions.
An XY scanning drive circuit for driving the Y-direction fine movement control mechanism 108. 109 and 110 are 10
The distance between the probe electrode and the recording medium is coarsely controlled so that a probe current of about -9 A can be obtained.
A coarse movement mechanism and a coarse drive circuit used to increase the relative displacement between the X.01 and the recording medium in the X and Y directions (outside the range of the fine movement control mechanism).

【0031】113と114は、表面凹凸記憶器および
凹凸応答駆動機器であり本発明の最も特徴的な構成要素
である。この表面凹凸記憶器113によりプローブ電極
101の1度目の走査となる往路で検出した記録媒体表
面の凹凸を記憶しておき、この凹凸情報に従って凹凸応
答駆動機器114により2度目の走査となる復路でのプ
ローブ電極101の上下動制御を行いながら電源106
からの記録用電圧印加で記録を行っている。112は表
示素子であり、記録ビット124の形成状態や、これに
よって再生される記録情報等の表示を行う。
Reference numerals 113 and 114 denote a surface unevenness storage device and an unevenness response driving device, which are the most characteristic components of the present invention. The unevenness of the surface of the recording medium detected in the forward scan, which is the first scan of the probe electrode 101, is stored by the surface unevenness storage unit 113, and the unevenness response drive unit 114 performs the second scan in the return scan according to the unevenness information. Power supply 106 while controlling the vertical movement of probe electrode 101
The recording is performed by applying the recording voltage from. Reference numeral 112 denotes a display element, which displays a state of formation of the recording bit 124, recording information reproduced by the recording bit 124, and the like.

【0032】これらの各機器の動作は、全てマイクロコ
ンピュータ111により中央制御されている。
The operation of each of these devices is centrally controlled by the microcomputer 111.

【0033】次に、本実施例における記録方法について
図2を参照して説明する。
Next, a recording method according to this embodiment will be described with reference to FIG.

【0034】記録を行うときに、プローブ電極101は
記録媒体の同一走査領域に対して往復走査される。往路
では、図2(a)に示すように、プローブ電極101を
左端の位置から図面右方向へトンネル電流によるZ方向
のフィードバック(図面上下方向)をかけて走査するこ
とにより記録媒体表面の凹凸を検出し、表面凹凸記憶器
113に記憶させる。
When recording, the probe electrode 101 is reciprocally scanned with respect to the same scanning area of the recording medium. On the outward path, as shown in FIG. 2A, the probe electrode 101 is scanned from the left end position to the right direction in the drawing with feedback in the Z direction (vertical direction in the drawing) by the tunnel current to remove irregularities on the surface of the recording medium. It is detected and stored in the surface unevenness storage unit 113.

【0035】プローブ電極101が右端に到達し、走査
領域1列分の表面凹凸の記憶が完了すると、記録動作に
移る。この記録動作においては、Z方向のフィードバッ
クをオフとした後に、図2(b)に示すように、往路で
表面凹凸記憶器113に記憶された記録媒体表面の凹凸
情報に従ってプローブ電極101を上下に動かしながら
図面左方向へ走査する。この復路で記録用情報に応じて
記録用の電圧等を印加して記録層に導電率変化等を発生
させることにより記録ビット124が形成されて記録が
行われる。
When the probe electrode 101 reaches the right end and the storage of the surface irregularities for one row of the scanning area is completed, the operation proceeds to the recording operation. In this recording operation, after the feedback in the Z direction is turned off, as shown in FIG. 2B, the probe electrode 101 is moved up and down according to the irregularity information of the recording medium surface stored in the surface irregularity storage unit 113 on the outward path. Scan leftward while moving. In this return path, by applying a recording voltage or the like in accordance with the recording information to cause a change in conductivity or the like in the recording layer, a recording bit 124 is formed and recording is performed.

【0036】ただし、この場合、記録媒体表面の凹凸情
報検出時と記録時の走査方向が反対向きであるため、プ
ローブ電極101の上下運動が記録媒体の表面凹凸と適
合するように、表面凹凸記憶器113からの情報が変換
されている。また、記録時と再生時の走査方向が反対向
きとなる場合には、予め記録用情報に処理が施されてい
る。
However, in this case, since the scanning direction at the time of detecting the unevenness information on the surface of the recording medium is opposite to the scanning direction at the time of recording, the vertical movement of the probe electrode 101 is adjusted so as to match the unevenness of the surface of the recording medium. The information from the unit 113 has been converted. If the scanning directions at the time of recording and at the time of reproduction are opposite, processing has been performed on the recording information in advance.

【0037】このように、本実施例のものにおいては、
復路ではZ方向のフィードバックをすることなく記録が
行われるので、プローブ電極101の走査速度を速くす
ることができるため、記録時の転送レートを速くするこ
とが可能となる。
Thus, in this embodiment,
On the return path, recording is performed without feedback in the Z direction, so that the scanning speed of the probe electrode 101 can be increased, so that the transfer rate during recording can be increased.

【0038】図3は本発明の第2の実施例の構成を示す
ブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the second embodiment of the present invention.

【0039】本実施例は、表面凹凸記憶器113に蓄積
した表面の凹凸情報にオフセットを付加するためのオフ
セット加算器315を付加したものである。この他の構
成は図1に示した実施例と同様であるため、説明は省略
する。。
In this embodiment, an offset adder 315 for adding an offset to the surface unevenness information stored in the surface unevenness storage unit 113 is added. Other configurations are the same as those of the embodiment shown in FIG. .

【0040】このオフセット加算器315を設けたこと
により、プローブ電極101の復路でのプローブ電極1
01・記録媒体間の距離を所望の値に保つことが可能と
なり、最適な状態にて記録を実行することが可能となっ
ている。
By providing the offset adder 315, the probe electrode 1 in the return path of the probe electrode 101
01. The distance between the recording media can be maintained at a desired value, and the recording can be executed in an optimal state.

【0041】なお、上記各実施例に用いられる圧電素子
を用いた移動制御における機械的性能を下に示す。
The mechanical performance in the movement control using the piezoelectric element used in each of the above embodiments is shown below.

【0042】 Z方向微動制御範囲 :0.1nm〜1μm Z方向粗動制御範囲 :10nm〜10mm XY方向走査範囲 :0.1nm〜1μm XY方向粗動制御範囲:10nm〜10mm 計測、制御許容誤差 :<0.1nm(微動制御時) 計測、制御許容誤差 :<1nm (粗動制御時) 以下、上記の実施例による具体的な実験例について説明
する。
Z direction fine movement control range: 0.1 nm to 1 μm Z direction coarse movement control range: 10 nm to 10 mm XY direction scanning range: 0.1 nm to 1 μm XY direction coarse movement control range: 10 nm to 10 mm Measurement and control tolerance: <0.1 nm (at the time of fine movement control) Measurement and control tolerance: <1 nm (at the time of coarse movement control) Hereinafter, a specific experimental example according to the above embodiment will be described.

【0043】[実験例1]光学研磨したガラス基板(基
板121)を中性洗剤およびトリクレン(トリクロロエ
チレン)を用いて洗浄した後、下引き層としてCrを真
空蒸着(抵抗加熱)法により厚さ50Å堆積させ、さら
にAuを同法により1000Å蒸着し、基板電極122
を形成した。
[Experimental Example 1] An optically polished glass substrate (substrate 121) was washed with a neutral detergent and trichlene (trichloroethylene), and then Cr was formed as a subbing layer to a thickness of 50 mm by a vacuum deposition (resistance heating) method. Then, Au was deposited at 1000 ° by the same method, and the substrate electrode 122 was deposited.
Was formed.

【0044】次にスクアリリウム−ビス−6−オクチル
アズレン(以下SOAZと略す)を濃度0.2mg/m
lで溶かしたクロロホルム溶液を20℃の水相上に展開
し、水面上に単分子膜を形成した。溶媒の蒸発を待ち、
係る単分子膜の表面圧を20mN/mまで高め、さらに
これを一定に保ちながら電極基板を水面に横切るように
速度5mm/分で静かに浸漬させた。次に、これを引き
上げて、2層のY形単分子膜の累積を行ない、前記基板
電極上に2層の累積膜(LB膜)を形成して、記録層1
23とした。このような構成とすることにより、電流−
電圧特性にメモリースイッチング現象(電気メモリー効
果)が生じる記録媒体となる。
Next, squarylium-bis-6-octylazulene (hereinafter abbreviated as SOAZ) was added at a concentration of 0.2 mg / m 2.
The chloroform solution dissolved in 1 was spread on an aqueous phase at 20 ° C. to form a monomolecular film on the water surface. Wait for the solvent to evaporate,
The surface pressure of the monomolecular film was increased to 20 mN / m, and the electrode substrate was gently immersed at a speed of 5 mm / min across the water surface while keeping the surface pressure constant. Next, this is pulled up, two Y-type monomolecular films are accumulated, and a two-layer accumulated film (LB film) is formed on the substrate electrode.
23. With such a configuration, the current-
This is a recording medium in which a memory switching phenomenon (electric memory effect) occurs in the voltage characteristics.

【0045】電気メモリー効果は、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で、異
なる2つの状態に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)および高抵抗状態(OFF状態)へ遷移(スイッチ
ング)させ、また、その状態を保持(メモリー)するこ
とをいう。
In the electric memory effect, a voltage exceeding a threshold value capable of transitioning to two different states is applied in a state in which a thin film such as an organic monomolecular film or its cumulative film is arranged between a pair of electrodes. This means reversibly making a transition (switching) between a low resistance state (ON state) and a high resistance state (OFF state) and holding (memory) the state.

【0046】以上の様な方法により作成した記録媒体
に、図1に示した情報処理装置を用いて記録再生実験を
行なった。ただし、プローブ電極101として電解研磨
法によって作成した白金/ロジウム製のプローブ電極を
用いており、このプローブ電極101は記録層123に
電圧を印加できるように、圧電素子により、その距離
(Z)が制御されている。さらに上記機能を持ったまま
プローブ電極101が面内(X,Y)方向にも移動制御
できるように微動制御機構系が設けられている。
A recording / reproducing experiment was performed on the recording medium prepared by the above method using the information processing apparatus shown in FIG. However, a platinum / rhodium probe electrode formed by an electrolytic polishing method is used as the probe electrode 101, and the distance (Z) of the probe electrode 101 is set by a piezoelectric element so that a voltage can be applied to the recording layer 123. Is controlled. Further, a fine movement control mechanism system is provided so that the probe electrode 101 can be controlled to move in the in-plane (X, Y) direction while having the above functions.

【0047】また、プローブ電極101は直接記録再生
を行うことができる。なお、記録媒体は高精度のXYス
テージ102の上に置かれ、任意の位置に移動させるこ
とができる。よって、この移動制御機構によりプローブ
電極101で任意の位置に記録再生を行なうことができ
る。
The probe electrode 101 can directly perform recording and reproduction. The recording medium is placed on the high-precision XY stage 102 and can be moved to any position. Therefore, recording and reproduction can be performed at an arbitrary position by the probe electrode 101 by this movement control mechanism.

【0048】前述したSOAZ2層を累積した記録層1
23を持つ記録媒体を情報処理装置にセットした。次
に、プローブ電極101と記録媒体の基板電極122と
の間に+1.5Vの電圧を印加し、記録層123に流れ
る電流をモニターしながらプローブ電極101と基板電
極122との距離(Z)を調整した。この時、プローブ
電極101と基板電極122との距離Zを制御するため
のプローブ電流Ipを10-8A≧Ip≧10-10Aになる
ように設定した。次に、プローブ電極101と基板電極
122の距離Zを一定に保ちながら、プローブ電極10
1を−X方向(図2参照)に走査させ記録領域左端まで
移動させた。
Recording layer 1 in which two SOAZ layers are accumulated.
The recording medium having 23 was set in the information processing apparatus. Next, a voltage of +1.5 V is applied between the probe electrode 101 and the substrate electrode 122 of the recording medium, and while monitoring the current flowing through the recording layer 123, the distance (Z) between the probe electrode 101 and the substrate electrode 122 is determined. It was adjusted. At this time, the probe current I p for controlling the distance Z between the probe electrode 101 and the substrate electrode 122 was set to be 10 −8 A ≧ I p ≧ 10 −10 A. Next, while keeping the distance Z between the probe electrode 101 and the substrate electrode 122 constant, the probe electrode 10
1 was moved in the −X direction (see FIG. 2) and moved to the left end of the recording area.

【0049】次に、プローブ電極101を右方向へトン
ネル電流によりZ方向のフィードバックをかけて走査し
た。この往路では記録媒体表面の凹凸が検出され、その
検出された凹凸情報が表面凹凸記憶器113に蓄積され
る。
Next, the probe electrode 101 was scanned in the right direction by applying feedback in the Z direction by a tunnel current. In the forward path, the unevenness of the surface of the recording medium is detected, and the detected unevenness information is stored in the surface unevenness storage unit 113.

【0050】次に、プローブ電極101が右端に到達
し、走査領域1列分の表面凹凸記憶完了後、Z方向のフ
ィードバックをオフにして、先ほど往路で表面凹凸記憶
器113に記憶された記録媒体表面の凹凸情報に従って
プローブ電極101を上下に動かしながら左方向へ往路
の2倍の速度で走査した。
Next, after the probe electrode 101 reaches the right end and the surface unevenness for one row of the scanning area is stored, the feedback in the Z direction is turned off, and the recording medium stored in the surface unevenness storage unit 113 in the outward path. Scanning was performed in the left direction at twice the speed of the outward path while moving the probe electrode 101 up and down according to the surface unevenness information.

【0051】この復路においては200Åピッチで情報
の記録を行った。かかる情報の記録は、プローブ電極1
01を+側、基板電極122を−側として、記録媒体で
ある電気メモリー材料(SOAZ−LB膜2層)が低抵
抗状態(ON状態)に変化する様に、図4に示すような
三角波パルス電圧を印加した。この時、記録媒体表面の
凹凸情報検出時と記録時の走査方向が反対向きであるた
め、記録媒体表面凹凸とプローブ電極101の上下運動
が一致するように、表面凹凸記憶器113からの位置情
報(X方向)が変換されている。また、本実施例で用い
た装置では記録時と再生時の走査方向が反対向きである
ため、記録ビット列が逆向きになるよう予め記録用情報
に処理が施されている。
In this return path, information was recorded at a pitch of 200 °. The recording of such information is performed by the probe electrode 1.
A triangular wave pulse as shown in FIG. 4 so that the electrical memory material (two layers of SOAZ-LB film) as a recording medium changes to a low resistance state (ON state) with 01 as the + side and the substrate electrode 122 as the − side. A voltage was applied. At this time, since the scanning direction at the time of detecting the unevenness information of the recording medium surface and the scanning direction at the time of recording are opposite, the position information from the surface unevenness storage unit 113 is adjusted so that the unevenness of the recording medium surface and the vertical movement of the probe electrode 101 coincide. (X direction) has been converted. Further, in the apparatus used in this embodiment, since the scanning directions at the time of recording and at the time of reproduction are opposite to each other, the recording information is processed in advance so that the recording bit string is reversed.

【0052】その後、プローブ電極101と基板電極1
22間に読み出し用のバイアス電圧+1.5Vを印加し
ながら先ほど書き込んだ記録情報の読み出しを行った。
このとき、記録用三角波パルス電圧を印加した所は0.
7mA程度のプローブ電流が流れ、ON状態に変化、す
なわち記録されており、また、記録再生部全体に渡って
記録すべき情報が正確に記録されていることがわかり、
記録時の速度を2倍にしても記録可能であることが示さ
れた。
Thereafter, the probe electrode 101 and the substrate electrode 1
While applying a read bias voltage of +1.5 V during the period 22, the recorded information written earlier was read.
At this time, the point at which the recording triangular pulse voltage was applied was 0.1 mm.
A probe current of about 7 mA flows, changes to the ON state, that is, is recorded, and information to be recorded is accurately recorded over the entire recording / reproducing unit.
It was shown that recording was possible even if the recording speed was doubled.

【0053】すなわち、本発明の記録再生方法およびそ
れを利用した情報処理装置により、記録時の転送レート
を速くすることが可能であることが証明された。
That is, it has been proved that the recording / reproducing method of the present invention and the information processing apparatus using the same can increase the transfer rate during recording.

【0054】なお、SOAZ1層あたりの厚さは、小角
X線回折法により求めたところ、約15Åであった。
The thickness per SOAZ layer was about 15 ° as determined by small-angle X-ray diffraction.

【0055】[実験例2]実験例1と全く同様に、ガラ
ス基板121上に基板電極122を形成し、次にポリイ
ミドLB膜を2層累積した記録層123を形成して記録
媒体とした。なお、ポリイミドLB膜の形成方法は以下
の通りである。
[Experimental Example 2] A substrate electrode 122 was formed on a glass substrate 121 in the same manner as in Experimental Example 1, and then a recording layer 123 formed by accumulating two polyimide LB films was formed to obtain a recording medium. The method for forming the polyimide LB film is as follows.

【0056】ポリアミック酸(分子量約20万)を濃度
1×10-3%(g/g)で溶かしたジメチルアセトアミ
ド溶液を、水温20℃の純水の水相上に展開し、水面上
に単分子膜を形成した。この単分子膜の表面圧を25m
N/mまで高め、さらにこれを一定に保ちながら、基板
を水面に横切るように5mm/分で移動させて浸漬、引
き上げを行ない、Y型単分子膜の累積を行った。次に、
これらの膜を300℃で10分間加熱を行なうことによ
りポリイミドにした。なお、ポリイミド1層あたりの厚
さは、エリプソメトリー法により約4Åと求められた。
A dimethylacetamide solution in which polyamic acid (molecular weight: about 200,000) was dissolved at a concentration of 1 × 10 −3 % (g / g) was spread on an aqueous phase of pure water at a water temperature of 20 ° C. A molecular film was formed. The surface pressure of this monolayer is 25 m
The substrate was moved at a rate of 5 mm / min so as to traverse the water surface at a rate of 5 mm / min, immersed and pulled up, and the Y-type monomolecular film was accumulated. next,
These films were heated at 300 ° C. for 10 minutes to obtain polyimide. The thickness per polyimide layer was determined to be about 4 ° by ellipsometry.

【0057】以上の様な方法により作成した記録媒体に
ついて、復路でのプローブ電極101走査速度を3倍に
して記録時の速度を速くした以外は実験例1と全く同様
の記録再生実験を行ったところ、記録再生部全体に渡っ
て正確に記録されており、本発明の方法および装置によ
れば、記録時の転送レートを速くできる事が確かめられ
た。
With respect to the recording medium prepared by the above method, a recording / reproducing experiment was performed in exactly the same manner as in Experimental Example 1 except that the scanning speed of the probe electrode 101 in the return path was tripled to increase the recording speed. However, accurate recording was performed over the entire recording / reproducing unit, and it was confirmed that the transfer rate at the time of recording could be increased according to the method and apparatus of the present invention.

【0058】次に、本発明の第2の実施例について説明
する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described.

【0059】[実験例3]光学研磨したガラス基板(基
板121)上に真空蒸着法(抵抗加熱法)を用いて膜厚
50ÅのCr下引き層と膜厚1000ÅのAu薄膜層を
形成し基板電極122とした。次に、プラズマCVD法
により、基板電極122上に膜厚300Åの水素を30
%含有した非晶質Si記録層103を積層した。この記
録層の形成は、基板温度を200℃に保ち、SiH4
2の混合ガスを20SCCM成膜装置内へ流しながら
装置内の圧力0.1torr、パワー50Wの条件下で
行った。
[Experimental Example 3] On a glass substrate (substrate 121) that had been optically polished, a Cr undercoat layer having a thickness of 50 ° and an Au thin layer having a thickness of 1000 ° were formed by a vacuum evaporation method (resistance heating method). The electrode 122 was used. Next, 300 Å of hydrogen is deposited on the substrate electrode 122 by plasma CVD.
% Amorphous silicon recording layer 103 was laminated. This recording layer was formed under the conditions of a pressure of 0.1 torr and a power of 50 W in the apparatus while maintaining the substrate temperature at 200 ° C. and flowing a mixed gas of SiH 4 and H 2 into the 20 SCCM film forming apparatus.

【0060】以上の様にして作成した記録媒体に、図3
に示した情報処理装置を用いて記録再生実験を行なっ
た。ただし、プローブ電極101として電解研磨法によ
って作成した白金/ロジウム製のプローブ電極を用いて
おり、また、プローブ電極101の駆動機構や記録機構
のほとんどは図1に示した装置と同等もしくはそれ以上
の機能を有している。
The recording medium created as described above is
Recording and reproduction experiments were performed using the information processing apparatus shown in FIG. However, as the probe electrode 101, a platinum / rhodium probe electrode created by an electrolytic polishing method is used, and most of the drive mechanism and recording mechanism of the probe electrode 101 are equivalent to or larger than the apparatus shown in FIG. Has a function.

【0061】水素含有非晶質Siからなる記録層123
を持つ記録媒体を情報処理装置にセットし、実験例1と
同様に、プローブ電極101・記録媒体間の距離を調整
した。
The recording layer 123 made of hydrogen-containing amorphous Si
Was set in the information processing apparatus, and the distance between the probe electrode 101 and the recording medium was adjusted as in Experimental Example 1.

【0062】次に、プローブ電極101と基板電極12
2の距離Zを一定に保ちながら、プローブ電極101を
−X方向に走査させ(図2参照)、記録領域左端まで移
動させた。
Next, the probe electrode 101 and the substrate electrode 12
While keeping the distance Z of 2 constant, the probe electrode 101 was moved in the −X direction (see FIG. 2) and moved to the left end of the recording area.

【0063】次に、プローブ電極101を右方向へトン
ネル電流によるZ方向のフィードバックをかけて走査し
た。この往路では記録媒体表面の凹凸が検出され、その
凹凸情報が表面凹凸記憶器113に蓄積される。
Next, the probe electrode 101 was scanned in the right direction by applying feedback in the Z direction by a tunnel current. In the outward path, the unevenness of the surface of the recording medium is detected, and the unevenness information is stored in the surface unevenness storage unit 113.

【0064】プローブ電極101が右端に到達し、走査
領域1列分の表面凹凸記憶完了後、Z方向のフィードバ
ックをオフにするとともに、記録媒体の記録最適条件に
合致させるために、先ほど往路で表面凹凸記憶器113
に記憶された記録媒体表面の凹凸情報にオフセット加算
器315からオフセットを加えることにより、プローブ
電極101復路でのプローブ電極101・記録媒体間の
距離を往路より30Å遠ざけてプローブ電極101を上
下に動かしながら左方向へ往路の2倍の速度で走査し
た。同時に、この復路において200Åピッチで情報の
記録を行った。
After the probe electrode 101 reaches the right end and the storage of the surface irregularities for one scanning area is completed, the feedback in the Z direction is turned off, and in order to match the optimal recording condition of the recording medium, Unevenness storage device 113
By adding an offset from the offset adder 315 to the unevenness information of the recording medium surface stored in the probe electrode 101, the distance between the probe electrode 101 and the recording medium in the return path of the probe electrode 101 is moved 30 ° away from the outward path to move the probe electrode 101 up and down. While scanning to the left at twice the speed of the outward path. At the same time, information was recorded at a pitch of 200 ° on this return path.

【0065】かかる情報の記録は、プローブ電極101
を+側、基板電極122を−側にして、水素含有非晶質
Siに変化が起きるように、波高値5ボルト、パルス幅
1μsecのパルス電圧を印加した。ただしこのときも
実験例1と同様に、記録媒体表面の凹凸情報検出時と記
録時の走査方向が反対向きであるため、表面凹凸とプロ
ーブ電極の上下運動を一致させるように、表面凹凸記憶
器からの位置情報(X方向)が変換されている。また、
本実験例で用いた装置では記録時と再生時の走査方向が
反対向きであるため、記録ビット列が逆向きになるよう
予め記録用情報に処理が施されている。
The recording of such information is performed by the probe electrode 101.
With a positive voltage and a substrate electrode 122 with a negative voltage, a pulse voltage having a peak value of 5 volts and a pulse width of 1 μsec was applied so as to cause a change in the hydrogen-containing amorphous Si. However, also in this case, as in Experimental Example 1, since the scanning direction at the time of detecting the unevenness information on the recording medium surface and the scanning direction at the time of recording are opposite, the surface unevenness storage device is set so that the vertical movement of the probe electrode is made to coincide with the surface unevenness. Has been converted (X direction). Also,
In the apparatus used in this experimental example, since the scanning directions at the time of recording and at the time of reproduction are opposite, the recording information is pre-processed so that the recording bit string is reversed.

【0066】その後、プローブ電極101と基板電極1
22間に読み出し用のバイアス電圧+1Vを印加しなが
ら先ほど書き込んだ記録情報の読み出しを行った。この
とき、記録用パルス電圧を印加した部分は直径10nm
程度の大きさの記録ビットが安定に形成されており、記
録用情報の正確な記録が実行されていることがわかっ
た。すなわち、従来の一般的な記録方法では記録ビット
サイズに大きなばらつきが見られ記録時の正確さに欠け
る点があったが、本発明によれば、記録時の転送レート
を速くでき、なおかつ、適正な記録条件で正確な記録が
可能となった。
Thereafter, the probe electrode 101 and the substrate electrode 1
While applying a read bias voltage of +1 V during the period 22, the recorded information written earlier was read. At this time, the portion to which the recording pulse voltage was applied was 10 nm in diameter.
It was found that the recording bits of the order of magnitude were formed stably, and that accurate recording of the recording information was performed. That is, in the conventional general recording method, there was a point that a large variation was observed in the recording bit size and the accuracy at the time of recording was lacking. However, according to the present invention, the transfer rate at the time of recording can be increased, and Accurate recording has become possible under various recording conditions.

【0067】以上述べてきた実験例3中では、記録時に
記録媒体・プローブ電極間距離を大きくしているがこれ
に限定する必要はなく、記録媒体の記録最適条件に合致
させることが重要である。
In Experimental Example 3 described above, the distance between the recording medium and the probe electrode is increased during recording. However, the distance is not limited to this, and it is important to match the optimum recording conditions of the recording medium. .

【0068】また、記録層としては電気的なスイッチン
グメモリー効果を持つものや電気的に状態変化を発現さ
せられるものであれば上述した実験例に限る事はなく、
その形成方法等もこれに限定されない。
The recording layer is not limited to the above-described experimental example as long as the recording layer has an electrical switching memory effect or is capable of electrically exhibiting a state change.
The formation method and the like are not limited to this.

【0069】さらには、各実施例において、プローブ電
極を1本として説明したが、記録・再生用のものとトラ
ッキング用のものを各々分けるなど、2本以上としても
良い。
Further, in each embodiment, one probe electrode has been described. However, two or more probe electrodes may be used, such as one for recording / reproducing and one for tracking.

【0070】次に、本発明の第3の実施例について説明
する。
Next, a third embodiment of the present invention will be described.

【0071】図5は本発明の第3の実施例の構成を示す
ブロック図である。
FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the third embodiment of the present invention.

【0072】本実施例は、図1および図3に示した各実
施例と同様に、往走査時にプローブ電極と記録媒体との
位置関係を検出して記憶し、復走査時に記憶された位置
関係を用いて記録を行うものである。図5には、検出さ
れた位置関係を記憶する部分が詳細に示されている。
In this embodiment, similarly to the embodiments shown in FIGS. 1 and 3, the positional relationship between the probe electrode and the recording medium is detected and stored at the time of forward scanning, and the positional relationship stored at the time of backward scanning. The recording is performed by using. FIG. 5 shows a portion for storing the detected positional relationship in detail.

【0073】図中、501は導電性のプローブ電極、5
02はプローブ電極501をZ方向に駆動する微動駆動
機構である円筒型圧電素子、503は記録媒体である。
円筒型圧電素子502は、図示せぬリニアモーターなど
の粗動駆動機構により任意の記録ビット列にアクセス可
能に構成されている。
In the figure, 501 is a conductive probe electrode, 5
02 is a cylindrical piezoelectric element which is a fine movement driving mechanism for driving the probe electrode 501 in the Z direction, and 503 is a recording medium.
The cylindrical piezoelectric element 502 is configured to be able to access an arbitrary recording bit string by a coarse driving mechanism such as a linear motor (not shown).

【0074】通常、プローブ電極501と記録媒体50
3の間には、バイアス回路504によりバイアス電圧が
印加され、トンネル電流または電界放射電流が流れる程
度まで近づけられている。このトンネル電流または電界
放射電流は、電流電圧変換回路505によって電圧変換
された後にZサーボ回路506に入力される。Zサーボ
回路506はトンネル電流または電界放射電流が一定と
なるように距離制御信号S3を出力する。距離制御信号
S3は円筒型圧電素子502の駆動電極である電極50
8に印加される。なお、プローブ電極501には、白金
を機械的に切断し、尖鋭化したものが用いられている。
Normally, the probe electrode 501 and the recording medium 50
A bias voltage is applied by the bias circuit 504 during the period 3 and the current is brought close to a level at which a tunnel current or a field emission current flows. This tunnel current or field emission current is input to the Z servo circuit 506 after voltage conversion by the current-voltage conversion circuit 505. The Z servo circuit 506 outputs the distance control signal S3 so that the tunnel current or the field emission current becomes constant. The distance control signal S3 is an electrode 50 which is a drive electrode of the cylindrical piezoelectric element 502.
8 is applied. The probe electrode 501 is formed by mechanically cutting platinum and sharpening it.

【0075】記録媒体503としては、特開昭63−1
61552号公報および特開昭63−161553号公
報に開示されているような電圧電流のスイッチング特性
に対し、電気メモリー効果をもつ材料を用いた。これら
は基本的に第1の実施例および第2の実施例での各実験
例にもちいられたものと同様の構成を有するもので、例
えば、基板電極としてガラスや雲母などの平坦な基板上
の金のエピタキシャル成長面を用いる。そして記録媒体
としてスクアリウム−ビス−6−オクチルアズレン(S
OAZ)を用い、ラングミュア・ブロジェット法によ
り、単分子膜2層の累積膜をこの基板電極上に形成した
ものである。
As the recording medium 503, JP-A-63-1
A material having an electric memory effect with respect to the switching characteristics of voltage and current as disclosed in JP-A-61552 and JP-A-63-161553 was used. These have basically the same configuration as those used in the respective experimental examples in the first embodiment and the second embodiment. For example, a substrate electrode on a flat substrate such as glass or mica is used as a substrate electrode. An epitaxial growth surface of gold is used. Squarium-bis-6-octylazulene (S
An OAZ) is formed by forming a two-layer monomolecular film on the substrate electrode by the Langmuir-Blodgett method.

【0076】本実施例における記録は以下のように行わ
れる。
The recording in this embodiment is performed as follows.

【0077】通常、プローブ電極501と記録媒体50
3の間には、バイアス回路504によりバイアス電圧が
印加され、これらはトンネル電流が流れる程度まで近づ
けられている。この状態で記録媒体503の所望の記録
位置までプローブ電極501を移動させ、バイアス回路
504からのバイアス電圧を変調して電気メモリー効果
が生じる閾値電圧をこえる電圧をプローブ電極501と
記録媒体503の間に印加し記録を行う。実際には、プ
ローブ電極501と記録媒体503の間にバイアス回路
504によるバイアス電圧を0.1〜1V程度印加し、
一定のトンネル電流(1pA)が流れる程度まで近づけ
ておく。
Normally, the probe electrode 501 and the recording medium 50
Between 3, the bias voltage is applied by the bias circuit 504, and these are brought close to the extent that a tunnel current flows. In this state, the probe electrode 501 is moved to a desired recording position on the recording medium 503, and the bias voltage from the bias circuit 504 is modulated to apply a voltage exceeding the threshold voltage at which the electric memory effect occurs between the probe electrode 501 and the recording medium 503. To record. Actually, a bias voltage of about 0.1 to 1 V by the bias circuit 504 is applied between the probe electrode 501 and the recording medium 503,
It is kept close to the extent that a constant tunnel current (1 pA) flows.

【0078】この状態で記録媒体503の所望の記録位
置間でプローブ電極501を移動させた後、バイアス回
路504によってバイアス電圧を変調し、図4のような
パルス電圧をプローブ電極501と記録媒体503の間
に印加すると、0.7mA程度の電流が流れる大きさ1
0nmφのビットが形成され、パルス電圧の印加後は、
その状態を保持する。そこでこの低抵抗状態にあるビッ
トを“1”に対応づけ、高抵抗状態の“0”と区別す
る。そして記録データに符号器515で“0”,“1”
のデータへのコード化を行い2値化記録を行う。
In this state, after the probe electrode 501 is moved between desired recording positions on the recording medium 503, the bias voltage is modulated by the bias circuit 504, and a pulse voltage as shown in FIG. 4 is applied to the probe electrode 501 and the recording medium 503. When a current of about 0.7 mA flows when applied between
A bit of 0 nmφ is formed, and after application of the pulse voltage,
Hold that state. Therefore, the bit in the low resistance state is associated with “1” and is distinguished from “0” in the high resistance state. The encoder 515 adds “0” and “1” to the recording data.
And performs binary recording.

【0079】2値化記録に際して、プローブ電極501
は記録媒体503上を2次元的にXYラスタ走査しなが
ら記録を行う。このとき、Xの往走査(+X方向)時
に、“1”のビットを記録する時のプローブ電極501
と記録媒体503の水平および垂直相対位置を一時スト
アしたのち、復走査(−X方向)時に、Z方向サーボを
切ってストア情報を用いてプローブ電極501を記録媒
体503上で相対移動させ、移動終了後にバイアス回路
504を制御して“1”に対応したビットの記録を行っ
た。
At the time of binarization recording, the probe electrode 501
Performs printing while two-dimensionally scanning an XY raster on the printing medium 503. At this time, at the time of forward scanning of X (+ X direction), the probe electrode 501 for recording the bit “1” is used.
And temporarily store the horizontal and vertical relative positions of the recording medium 503 and then, in the backward scanning (-X direction), turn off the servo in the Z direction and relatively move the probe electrode 501 on the recording medium 503 using the stored information. After the end, the bias circuit 504 was controlled to record a bit corresponding to "1".

【0080】本実施例における具体的な記録法について
図5中の各部の動作を示す図6を参照して説明する。
A specific recording method in this embodiment will be described with reference to FIG. 6 showing the operation of each unit in FIG.

【0081】本実施例では、往走査(+X方向)のとき
には制御回路510は切替信号S2によりSW回路50
9をA側に切り替える。これにより、プローブ電極50
1と記録媒体503間の距離を決定する制御電圧が印加
される電極508には、Zサーボ回路506によってプ
ローブ電極501の検出電流に応じた距離制御信号S3
が印加され、プローブ電極501と記録媒体503との
間に流れるトンネル電流または電界放射電流が一定に保
たれる。
In this embodiment, during forward scanning (+ X direction), the control circuit 510 uses the switching signal S2 to switch the SW circuit 50.
9 is switched to the A side. Thereby, the probe electrode 50
The Z servo circuit 506 applies a distance control signal S3 corresponding to a detection current of the probe electrode 501 to the electrode 508 to which a control voltage for determining the distance between the probe electrode 501 and the recording medium 503 is applied.
Is applied, and the tunnel current or the field emission current flowing between the probe electrode 501 and the recording medium 503 is kept constant.

【0082】このようにZ方向の高さ制御をしながら1
ラスタの走査(n番目のラスタ)を行う。このとき、制
御回路510は、プローブ電極501が記録媒体503
上の“1”に対応したビット記録位置(図6のX0,Z
0に相当する)にさしかかると、制御信号S1,S4に
よりXY微動駆動回路511のX方向走査信号(X0)
をFILO(First In Last Out)メモリ512(図
1および図3中の表面凹凸記憶器113に相当する)に
ストアさせ、このときの距離制御信号S3の値(Z0)
をFILOメモリ513にストアさせる。
As described above, while controlling the height in the Z direction, 1
Scan the raster (n-th raster). At this time, the control circuit 510 determines that the probe electrode 501 is
The bit recording position corresponding to the above "1" (X0, Z in FIG. 6)
(Equivalent to 0), the X-direction scanning signal (X0) of the XY fine movement drive circuit 511 is generated by the control signals S1 and S4.
Is stored in a FILO (First In Last Out) memory 512 (corresponding to the surface unevenness storage unit 113 in FIGS. 1 and 3), and the value (Z0) of the distance control signal S3 at this time is stored.
Is stored in the FILO memory 513.

【0083】往走査中、ビット記録位置でこの操作を繰
り返すことでFILOメモリ512,513には1ラス
タ中の“1”に対応したビット数分だけのX方向走査信
号と距離制御信号S3がストアされる。
By repeating this operation at the bit recording position during the forward scan, the FILO memories 512 and 513 store the X-direction scanning signal and the distance control signal S3 for the number of bits corresponding to "1" in one raster. Is done.

【0084】プローブ電極501の走査方向が反転され
る復(−X方向)走査時には、SW回路509は制御回
路510が出力する切替信号S2によりB側に切り替え
られる。これにより、電極508には制御回路510の
制御下に置かれるZ駆動回路514の出力が印加され
る。この状態で記録媒体503上に記録ビットが形成さ
れる。このとき、Zサーボ回路506の出力は電極50
8に印加されないため、往走査時のようなプローブ電極
501の高さ制御は行われない。
At the time of reverse scanning (−X direction) in which the scanning direction of the probe electrode 501 is reversed, the SW circuit 509 is switched to the B side by the switching signal S2 output from the control circuit 510. As a result, the output of the Z drive circuit 514 placed under the control of the control circuit 510 is applied to the electrode 508. In this state, recording bits are formed on the recording medium 503. At this time, the output of the Z servo circuit 506 is
8, the height control of the probe electrode 501 as in the forward scanning is not performed.

【0085】すなわち、プローブ電極501は復走査時
には、2つのFILOメモリ512,513からのデー
タに従ってオープンループで記録媒体503上の記録位
置に動かされる。
That is, at the time of the backward scanning, the probe electrode 501 is moved to the recording position on the recording medium 503 in an open loop according to the data from the two FILO memories 512 and 513.

【0086】上記のプローブ電極501の駆動制御につ
いて詳しく説明すると、制御回路510はFILOメモ
リ512にストアされた値に基づいてXY微動駆動回路
511を制御し、プローブ電極501を水平方向に動か
す信号(図6のX方向走査信号X1やX0)を出力させ
る。このとき、電極508にはSW回路509を介して
Z駆動回路514の出力が印加されている。プローブ電
極501の水平方向移動時に、制御回路510はZ駆動
回路514にプローブ電極501が十分記録媒体503
から離れるような電圧値Zinitを出力する。水平方向移
動の完了後、制御回路510はFILOメモリ513の
値をZ駆動回路514に出力して(電極508への電圧
値Z1やZ0)、プローブ電極501の高さ方向の制御
を行う。この状態で制御回路510はバイアス回路50
4を変調してパルス電圧を発生し、“1”に対応したビ
ット記録を行う。一つのビット記録完了後、Z駆動回路
514は再びZinitを出力してプローブ電極501を記
録媒体503から離し、FILOメモリ512の次のア
ドレスにストアされたビット記録位置へプローブ電極5
01を移動させて記録を行う。
The drive control of the probe electrode 501 will be described in detail. The control circuit 510 controls the XY fine movement drive circuit 511 based on the value stored in the FILO memory 512, and outputs a signal (for moving the probe electrode 501 in the horizontal direction). The X-direction scanning signals X1 and X0 in FIG. 6 are output. At this time, the output of the Z drive circuit 514 is applied to the electrode 508 via the SW circuit 509. When the probe electrode 501 moves in the horizontal direction, the control circuit 510 tells the Z drive circuit 514 that the probe electrode 501 has sufficient recording medium 503.
And outputs a voltage value Zinit that departs from the initial value. After the horizontal movement is completed, the control circuit 510 outputs the value of the FILO memory 513 to the Z drive circuit 514 (voltage values Z1 and Z0 to the electrode 508) and controls the height direction of the probe electrode 501. In this state, the control circuit 510 controls the bias circuit 50
4 is modulated to generate a pulse voltage, and bit recording corresponding to "1" is performed. After one bit recording is completed, the Z drive circuit 514 outputs Zinit again, separates the probe electrode 501 from the recording medium 503, and moves the probe electrode 5 to the bit recording position stored at the next address of the FILO memory 512.
01 is moved to perform recording.

【0087】制御回路510は上記のようにして復走査
(−X方向)時に、FILOメモリの値にストアされた
全てのビットが記録された後、Y方向走査信号を変化さ
せてプローブ電極501を次のラスタ(n+1番目のラ
スタ)に移動する。このとき、再びSW回路509をA
側に切り替え、Zサーボ回路506によるプローブ電極
501と記録媒体503間の距離制御を行いながら次の
ラスタの行き走査(+X方向)を開始する。
The control circuit 510 changes the Y-direction scanning signal after all the bits stored in the value of the FILO memory are recorded at the time of the backward scanning (-X direction) as described above to change the probe electrode 501. Move to the next raster (n + 1th raster). At this time, the SW circuit 509 is again set to A
Side, and the forward scan (+ X direction) of the next raster is started while controlling the distance between the probe electrode 501 and the recording medium 503 by the Z servo circuit 506.

【0088】本実施例によると、復走査(−X方向)時
における記録のためのプローブ電極501と記録媒体5
03間の相対移動速度がZサーボ回路506の応答周波
数によらないものとなるため、アクチュエータの応答周
波数近くの速度で移動させることができ、記録の高速化
が可能となった。また、FILO型のメモリ機構を用い
たことにより、記憶機構から読み出されるデータの順に
プローブ電極と記録媒体との距離を変化させればよいも
のとなり、装置構成を簡単にすることができた。
According to the present embodiment, the probe electrode 501 and the recording medium 5 for recording at the time of the backward scanning (−X direction).
Since the relative movement speed between the actuators 03 does not depend on the response frequency of the Z servo circuit 506, the actuator can be moved at a speed close to the response frequency of the actuator, and the recording can be speeded up. Further, by using the FILO type memory mechanism, the distance between the probe electrode and the recording medium may be changed in the order of data read from the storage mechanism, and the apparatus configuration can be simplified.

【0089】なお、本発明による記録方法としては、本
実施例に示した様にプローブ電極501が記録媒体50
3上を2次元的にXYラスタ走査するものに限定される
ことなく、例えば円周状にまたスパイラル状にプローブ
電極を動かし、一周毎やブロック毎にプローブ電極50
1と記録媒体503の水平および垂直相対位置をFIL
OまたはFIFO(First In First Out)型のメモ
リに一時ストアしたのち、高さサーボを切ってメモリ情
報を用いてプローブ電極を記録媒体上で相対移動し記録
を行ってもよい。この場合にも記憶機構から読み出され
るデータの順にプローブ電極と記録媒体との距離を変化
させればよいものとなり、装置構成を簡単にすることが
できる。
In the recording method according to the present invention, the probe electrode 501 is connected to the recording medium 50 as shown in this embodiment.
The probe electrode is not limited to two-dimensionally and XY raster-scanned on the probe electrode 3, but is moved, for example, circumferentially or spirally.
1 and the recording medium 503 in the horizontal and vertical relative positions
After temporarily storing data in an O or FIFO (First In First Out) type memory, the height servo may be turned off, and the probe electrode may be relatively moved on the recording medium using the memory information to perform recording. Also in this case, the distance between the probe electrode and the recording medium may be changed in the order of the data read from the storage mechanism, and the apparatus configuration can be simplified.

【0090】図7は、本発明の第4の実施例の構成を示
すブロック図である。
FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of the fourth embodiment of the present invention.

【0091】本実施例は図5に示した第3の実施例とほ
ぼ同様の構成をとるものであるが、記録に際してプロー
ブ電極により記録媒体の表面を変形させてビット記録を
行うものである。
This embodiment has substantially the same configuration as the third embodiment shown in FIG. 5, but performs bit recording by deforming the surface of the recording medium with a probe electrode during recording.

【0092】703は記録媒体であり、これに対向する
プローブ電極701が接近して設けられている。プロー
ブ電極701は、第3の実施例における円筒型圧電素子
502(図5参照)と同様のZ微動機構である円筒型圧
電素子702およびプローブ電極701を記録媒体70
2に接近させるための図示せぬステッピングモータ等の
Z粗動機構に取り付けられている。
Reference numeral 703 denotes a recording medium on which a probe electrode 701 facing the recording medium is provided in close proximity. The probe electrode 701 includes a cylindrical piezoelectric element 702, which is a Z fine movement mechanism similar to the cylindrical piezoelectric element 502 in the third embodiment (see FIG. 5), and a probe electrode 701.
2 is attached to a Z coarse movement mechanism such as a stepping motor (not shown) for approaching the motor 2.

【0093】通常、プローブ電極701と記録媒体70
3の間には、バイアス回路704によるバイアス電圧が
印加され、プローブ電極701と記録媒体703の間に
トンネル電流または電界放射電流が流れる程度まで近づ
けられている。このトンネル電流または電界放射電流
は、電流電圧変換回路705によって電圧に変換された
後に、Zサーボ回路706に入力される。Zサーボ回路
706はトンネル電流または電界放射電流が一定とする
ための距離制御信号S73を出力する。この距離制御信
号S73は円筒型圧電素子702の駆動電極である電極
708に印加される。
Normally, the probe electrode 701 and the recording medium 70
3, a bias voltage from the bias circuit 704 is applied, and the bias voltage is brought close to the extent that a tunnel current or a field emission current flows between the probe electrode 701 and the recording medium 703. The tunnel current or the field emission current is converted into a voltage by the current-voltage conversion circuit 705 and then input to the Z servo circuit 706. The Z servo circuit 706 outputs a distance control signal S73 for keeping the tunnel current or the field emission current constant. This distance control signal S73 is applied to an electrode 708 which is a drive electrode of the cylindrical piezoelectric element 702.

【0094】本実施例における記録は以下のように行わ
れる。
Recording in this embodiment is performed as follows.

【0095】プローブ電極701と記録媒体703の間
には、上述したようにバイアス回路704によるバイア
ス電圧が印加され、トンネル電流が流れる程度まで近づ
けられている。記録を行う際に制御回路710は、記録
媒体703の所望の記録位置までプローブ電極701を
移動させる。移動終了後、プローブ電極701の水平位
置を固定し、SW回路709をB側に切り替え、かつ、
Z駆動回路714はプローブ電極701を記録媒体70
3に近づける信号を発生させて電極708に印加する。
これによりプローブ電極701は記録媒体703に突き
刺さり、記録媒体703表面を凹状に変形させて記録を
行う。
As described above, the bias voltage from the bias circuit 704 is applied between the probe electrode 701 and the recording medium 703, and the probe electrode 701 and the recording medium 703 are brought close to the extent that a tunnel current flows. When performing recording, the control circuit 710 moves the probe electrode 701 to a desired recording position on the recording medium 703. After the movement is completed, the horizontal position of the probe electrode 701 is fixed, the SW circuit 709 is switched to the B side, and
The Z drive circuit 714 connects the probe electrode 701 to the recording medium 70.
A signal that approaches 3 is generated and applied to the electrode 708.
As a result, the probe electrode 701 pierces the recording medium 703 and performs recording by deforming the surface of the recording medium 703 into a concave shape.

【0096】本実施例ではプローブ電極701として導
電性を有する硬質の材料であるTiCを電解研磨加工し
て用いた。さらに記録媒体703として雲母上にエピタ
キシャル成長させたAuを用いた。この記録媒体703
上にプローブ電極701を突き刺して大きさ10nm
φ、深さ0.5nmの微小ビットを形成し、記録ビット
とした。この時の凹ビットを“1”に対応づけ、記録媒
体平坦部の“0”と区別する。記録データを符号器71
5で“0”,“1”のデータにコード化を行い2値化記
録を行う。このとき、プローブ電極701は記録媒体7
03上を2次元的にXYラスタ走査しながら記録を行
う。
In this embodiment, the probe electrode 701 is made of TiC, which is a hard material having conductivity, and is used after being subjected to electrolytic polishing. Further, as the recording medium 703, Au epitaxially grown on mica was used. This recording medium 703
The probe electrode 701 is pierced on the top and the size is 10 nm.
Fine bits having a diameter of 0.5 nm and a depth of 0.5 nm were formed and used as recording bits. The concave bit at this time is associated with “1” to distinguish it from “0” in the flat portion of the recording medium. The recorded data is encoded by the encoder 71.
In step 5, coding is performed on the data "0" and "1", and binary recording is performed. At this time, the probe electrode 701 is
The recording is performed while the XY raster scanning is performed two-dimensionally on the image 03.

【0097】この記録時においては、図5に示した第3
の実施例と同様に、Xの往走査(+X方向)時に、突き
刺しを行う時のプローブ電極701と記録媒体703の
水平および垂直相対位置を一時ストアしたのち、帰り走
査(−X方向)時に、高さサーボを切ってプローブ電極
701の記録媒体703上での相対移動を行ってからプ
ローブ電極701を突き刺し“1”に対応した凹ビット
の記録を行った。
At the time of this recording, the third data shown in FIG.
In the same manner as in the embodiment, during the forward scan of X (+ X direction), the horizontal and vertical relative positions of the probe electrode 701 and the recording medium 703 at the time of piercing are temporarily stored, and at the time of the backward scan (−X direction), After the height servo was turned off and the probe electrode 701 was moved relative to the recording medium 703, the probe electrode 701 was pierced to record a concave bit corresponding to "1".

【0098】この具体的な記録法について図7を用いて
説明する。
This specific recording method will be described with reference to FIG.

【0099】本実施例では、往走査(+X方向)時には
SW回路709をA側に切り替え、Z方向の高さ制御を
しながら1ラスタの走査(n番目のラスタ)を行う。こ
のとき、制御回路710は、プローブ電極701が記録
媒体703上で“1”に対応したビット記録位置にさし
かかると、制御信号S71,S74によりXY微動駆動
回路711のX方向走査信号をFILOメモリ712
に、また距離制御信号S73をFILOメモリ713に
ストアさせる。往走査(+X方向)中は、この操作を繰
り返すことで各FILOメモリ712,713には1ラ
スタ中の“1”に対応したビット数分だけのX方向走査
信号と距離制御信号S73がそれぞれストアされる。
In this embodiment, at the time of forward scanning (+ X direction), the SW circuit 709 is switched to the A side, and scanning of one raster (n-th raster) is performed while controlling the height in the Z direction. At this time, when the probe electrode 701 approaches the bit recording position corresponding to “1” on the recording medium 703, the control circuit 710 transmits the X-direction scanning signal of the XY fine movement driving circuit 711 by the control signals S71 and S74 to the FILO memory 712.
Then, the distance control signal S73 is stored in the FILO memory 713. By repeating this operation during forward scanning (+ X direction), X-direction scanning signals and distance control signals S73 for the number of bits corresponding to "1" in one raster are stored in each FILO memory 712, 713, respectively. Is done.

【0100】プローブ電極の走査方向が反転する復走査
(−X方向)時は、SW回路709をB側に切り替え、
記録媒体703上に凹ビットを記録していく。このとき
プローブ電極701の高さを制御するためのサーボ動作
は行われず、プローブ電極701は2つのFILOメモ
リ712,713にストアされたデータにしたがってオ
ープンループで、記録媒体703上の記録位置に動かさ
れる。
At the time of the backward scanning (-X direction) in which the scanning direction of the probe electrode is reversed, the SW circuit 709 is switched to the B side.
The concave bits are recorded on the recording medium 703. At this time, the servo operation for controlling the height of the probe electrode 701 is not performed, and the probe electrode 701 is moved to the recording position on the recording medium 703 in an open loop according to the data stored in the two FILO memories 712 and 713. It is.

【0101】制御回路711はFILOメモリ712の
値に基づきXY微動駆動回路710を制御し、プローブ
電極701を水平方向に動かす。このときZ駆動電極7
08にはSW回路709を介してZ駆動回路714の出
力が供給されている。
The control circuit 711 controls the XY fine movement drive circuit 710 based on the value of the FILO memory 712, and moves the probe electrode 701 in the horizontal direction. At this time, the Z drive electrode 7
08 is supplied with the output of the Z drive circuit 714 via the SW circuit 709.

【0102】制御回路710は、プローブ電極701の
水平方向移動時にはZ駆動回路714にプローブ電極7
01が記録媒体703から十分離れるような電圧値Zin
itを出力させ、プローブ電極701が離れた状態で水平
方向の移動を行う。水平方向移動の完了後、制御回路7
10はFILOメモリ713の値に記録を行うため記録
電圧値(ΔZ)を加算してZ駆動回路714に出力す
る。
When the probe electrode 701 moves in the horizontal direction, the control circuit 710 sends the Z drive circuit 714 the probe electrode 7.
01 is sufficiently separated from the recording medium 703 by a voltage value Zin.
It outputs it, and moves in the horizontal direction with the probe electrode 701 separated. After the horizontal movement is completed, the control circuit 7
Numeral 10 adds a recording voltage value (ΔZ) to the value of the FILO memory 713 for recording and outputs the value to the Z drive circuit 714.

【0103】上記のΔZは以下のようにして算出する。
例えば、Z制御機構である円筒型圧電素子702の電圧
−変位特性が0.5nm/Vであり、Zサーボ回路70
6で距離制御を行っているときのプローブ電極−試料間
の距離が1nmと見積もられた場合、深さ0.5nmの
凹形状ビットを作るには3Vの電圧をFILOメモリ7
13の値に加算して与えられる。これにより記録媒体7
02上に“1”に対応した凹ビット記録がなされる。一
つのビット記録が完了すると、Z駆動回路714は再び
Zinitを出力してプローブ電極701を記録媒体703
から離し、FILOメモリ712の次のアドレスにスト
アされているビット記録位置へプローブ電極701を移
動させて記録を行う。
The above ΔZ is calculated as follows.
For example, the voltage-displacement characteristic of the cylindrical piezoelectric element 702 as the Z control mechanism is 0.5 nm / V, and the Z servo circuit 70
If the distance between the probe electrode and the sample is estimated to be 1 nm when the distance control is performed in step 6, a voltage of 3 V is applied to the FILO memory 7 to form a concave bit having a depth of 0.5 nm.
13 and is given. Thereby, the recording medium 7
02, a concave bit recording corresponding to "1" is performed. When one bit recording is completed, the Z drive circuit 714 outputs Zinit again to connect the probe electrode 701 to the recording medium 703.
Then, the probe electrode 701 is moved to a bit recording position stored at the next address of the FILO memory 712 to perform recording.

【0104】このようにして復走査(−X方向)時に、
FILOメモリの値にストアされている全てのビットに
記録を行った後に、Y方向走査信号を変化させてプロー
ブ電極701を次のラスタ(n+1番目のラスタ)に移
動させる。このとき、再びSW回路709をA側に切り
替え、Zサーボ回路706によりプローブ電極701と
記録媒体703間の距離制御を行いながら次のラスタの
行き走査(+X方向)を開始する。
In this way, at the time of the backward scanning (-X direction),
After recording is performed on all bits stored in the value of the FILO memory, the Y-direction scanning signal is changed to move the probe electrode 701 to the next raster (n + 1-th raster). At this time, the SW circuit 709 is switched to the A side again, and the next raster going scanning (+ X direction) is started while controlling the distance between the probe electrode 701 and the recording medium 703 by the Z servo circuit 706.

【0105】なお本実施例ではSTMを応用してプロー
ブ電極を記録媒体に突き刺す記録装置を挙げたが、本発
明の概念はこれに限定されることなく、他にAFMなど
記録媒体表面上にプローブ電極を用いて凹凸または電子
状態の変化をnmのオーダーで記録する記録装置にも応
用することが可能である。
In this embodiment, a recording apparatus in which a probe electrode is pierced into a recording medium by using STM is described. However, the concept of the present invention is not limited to this. The present invention can also be applied to a recording device that records irregularities or changes in electronic state on the order of nm using electrodes.

【0106】[0106]

【発明の効果】本発明は以上説明したように構成されて
いるので、以下に記載するような効果を奏する。
Since the present invention is configured as described above, it has the following effects.

【0107】請求項1に記載の方法においては、プロー
ブ電極と記録媒体との間の距離についてフィードバック
制御を行うことなく記録が行われるため、記録データの
転送レートを速くすることができ、大容量の情報を迅速
に処理することができる効果がある。
In the method according to the first aspect, since the recording is performed without performing the feedback control on the distance between the probe electrode and the recording medium, the transfer rate of the recording data can be increased, and the large capacity can be achieved. There is an effect that the information can be promptly processed.

【0108】請求項2に記載の方法においては、上記効
果に加えて、記録を行うときのプローブ電極と記録媒体
との間の距離を最適な値とすることができる効果があ
る。
In the method according to the second aspect, in addition to the above-mentioned effects, there is an effect that the distance between the probe electrode and the recording medium at the time of recording can be set to an optimum value.

【0109】請求項3および請求項4に記載のものにお
いては、上記各効果をそれぞれ備えた情報処理装置を実
現することができる効果がある。
According to the third and fourth aspects, there is an effect that an information processing apparatus having each of the above effects can be realized.

【0110】請求項5および請求項6に記載のものにお
いては、プローブ電極の往復走査を行う情報処理装置お
よび同一方向にプローブ電極を走査する情報処理装置の
装置構成を簡単とすることができる効果がある。
According to the fifth and sixth aspects of the invention, the information processing apparatus for reciprocally scanning the probe electrode and the information processing apparatus for scanning the probe electrode in the same direction can be simplified. There is.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例の構成を示すブロック図であ
る。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の記録方法を示す図であり、(a)は往
走査時、(b)は復走査時をそれぞれ示している。
FIGS. 2A and 2B are diagrams showing a recording method of the present invention, wherein FIG. 2A shows a forward scan, and FIG. 2B shows a backward scan.

【図3】本発明の第2の実施例の構成を示すブロック図
である。
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a second exemplary embodiment of the present invention.

【図4】図1に示した実施例にて記録に用いられる三角
波パルス電圧を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a triangular pulse voltage used for recording in the embodiment shown in FIG.

【図5】本発明の第3の実施例の構成を示すブロック図
である。
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a third exemplary embodiment of the present invention.

【図6】図5中の各部の動作を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating the operation of each unit in FIG. 5;

【図7】本発明の第4の実施例の構成を示すブロック図
である。
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a fourth embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101,501,701 プローブ電極 102 XYステージ 103 プローブ電流増幅器 104 Z方向駆動回路 106 電源 107 XY走査回路 108 XY方向微動制御回路 109 粗動機構 110 粗動駆動回路 111 マイクロコンピュータ 112 表示素子 113 表面凹凸記憶器 114 凹凸応答駆動機構 121 基板 122 基板電極 123 記録層 124 記録ビット 315 オフセット加算器 502,702 円筒型圧電素子 503,703 記録媒体 504,704 バイアス回路 505,705 電流電圧変換回路 506,706 Zサーボ機構 509,709 SW回路 510,710 制御回路 511,711 XY微動駆動回路 512,513,712,713 FILOメモリ 514,714 Z駆動回路 S1,S4,S71,S74 制御信号 S2,S72 切替信号 S3,S73 距離制御信号 101, 501, 701 Probe electrode 102 XY stage 103 Probe current amplifier 104 Z-direction drive circuit 106 Power supply 107 XY scan circuit 108 XY-direction fine movement control circuit 109 Coarse movement mechanism 110 Coarse movement drive circuit 111 Microcomputer 112 Display element 113 Surface unevenness storage Device 114 Concavo-convex response drive mechanism 121 Substrate 122 Substrate electrode 123 Recording layer 124 Recording bit 315 Offset adder 502,702 Cylindrical piezoelectric element 503,703 Recording medium 504,704 Bias circuit 505,705 Current-voltage conversion circuit 506,706 Z servo Mechanism 509, 709 SW circuit 510, 710 Control circuit 511, 711 XY fine movement drive circuit 512, 513, 712, 713 FILO memory 514, 714 Z drive circuit S1, S4, S7 , S74 control signal S2, S72 switching signals S3, S73 distance control signal

フロントページの続き (72)発明者 小口 高弘 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 酒井 邦裕 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 (72)発明者 山野 明彦 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 紫藤 俊一 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 畑中 勝則 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 審査官 広岡 浩平 (56)参考文献 特開 平4−242061(JP,A) 特開 平4−241238(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G11B 9/14 Continued on the front page (72) Inventor Takahiro Oguchi 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Inside Canon Inc. (72) Inventor Kunihiro Sakai 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Inside Canon Inc. (72) Inventor Akihiko Yamano 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Inside Canon Inc. (72) Inventor Shunichi Shito 3-30-2 Shimomaruko 3-chome, Ota-ku, Tokyo Inside Canon Inc. (72) Invention Person Katsunori Hatanaka 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Examiner at Canon Inc. Kohei Hirooka (56) References JP-A-4-242061 (JP, A) JP-A-4-241238 (JP, A) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) G11B 9/14

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 記録媒体に対向して配置されたプローブ
電極で、前記記録媒体を走査し、前記プローブ電極と記
録媒体との間に情報に応じて変調された電圧を印加する
ことによって情報を記録する方法において、 前記プローブ電極によって前記記録媒体の同一領域を往
復走査し、往走査時に記録媒体表面の凹凸を検出して、
検出された凹凸情報を記憶しておき、復走査時に前記記
憶された凹凸情報に応じてプローブ電極と記録媒体との
距離を変化させながら、該プローブ電極によって情報を
記録することを特徴とする記録方法。
1. A probe arranged to face a recording medium.
An electrode scans the recording medium, and the probe electrode is written.
Apply a modulated voltage to the recording medium according to the information
The information is recorded in the same area of the recording medium by the probe electrode .
Scan backward , detect irregularities on the recording medium surface during forward scan ,
The detected unevenness information is stored, and the above described
While changing the distance between the probe electrode and the recording medium in accordance with the stored irregularity information, the information is read by the probe electrode.
Recording method and recording.
【請求項2】 前記記憶された凹凸情報にオフセットを
加え、前記プローブ電極の復走査時に、このオフセット
が加えられた凹凸情報に応じてプローブ電極と記録媒体
との距離を変化させる請求項1記載の記録方法。
2. An offset is added to the stored unevenness information.
In addition, this offset occurs when the probe electrode
The recording method according to claim 1 , wherein the distance between the probe electrode and the recording medium is changed according to the unevenness information to which the information is added .
【請求項3】 記録媒体に対向して配置されたプローブ
電極と、該プローブ電極で前記記録媒体を走査させる走
査手段と、前記プローブ電極で走査される記録媒体表面
の凹凸を検出する凹凸検出手段と、該凹凸検出手段で検
出された凹凸情報に応じてプローブ電極と記録媒体との
距離を変化させる凹凸応答駆動機構と、前記プローブ電
極と記録媒体との間に情報に応じて変調された電圧を印
加することによって情報を記録する電源とを備えた情報
処理装置において、 前記凹凸情報を記憶する記憶器を有し、前記走査手段は
前記プローブ電極によって前記記録媒体の同一領域を往
復走査させ、往走査時に前記検出手段で検出された凹凸
情報を記憶器に記憶しておき、復走査時に記憶器に記憶
された凹凸情報を読み出して、読み出された凹凸情報に
応じて前記凹凸駆動機構でプローブ電極と記録媒体との
距離を変化させながら、該プローブ電極によって情報を
記録することを特徴とする情報処理装置。
3. A probe arranged to face a recording medium.
An electrode and a probe for scanning the recording medium with the probe electrode.
Inspection means and a surface of a recording medium scanned by the probe electrode
Unevenness detecting means for detecting the unevenness of the surface, and detecting by the unevenness detecting means.
Between the probe electrode and the recording medium in accordance with the
A concavo-convex response drive mechanism for changing the distance;
A voltage modulated according to the information is applied between the pole and the recording medium.
The information processing apparatus having a power source for recording information by pressing, has a storage device for storing the irregularity information, the scanning means
The probe electrode travels through the same area of the recording medium.
Rescanning, irregularities detected by the detection means during forward scanning
Information is stored in the memory, and is stored in the memory when returning
Read out the unevenness information, and
Accordingly, the probe electrode and the recording medium
While changing the distance, information is collected by the probe electrode.
An information processing apparatus characterized by recording .
【請求項4】 更に、前記記憶器から読み出された凹凸
情報にオフセットを加えるオフセット加算器を有し、前
記凹凸駆動機構はこのオフセットが加えられた凹凸情報
に応じてプローブ電極と記録媒体との距離を変化させる
請求項3記載の情報処理装置。
4. The unevenness read from the storage device.
With an offset adder that adds an offset to the information
The unevenness drive mechanism is the unevenness information with this offset added.
The distance between the probe electrode and the recording medium according to the
The information processing device according to claim 3 .
【請求項5】 前記記憶器がFILO型の記憶機構から
成る請求項3又は4に記載の情報処理装置。
Wherein said storage device is a FILO type memory mechanism
The information processing device according to claim 3 or 4, wherein
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