JPH02187945A - 記録素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、情報の記録については記録媒体の仕事関数変
化を利用し、一方、情報の再生についてはいわゆる光電
効果を利用した情報の記録再生方法に関するものである
。

〔従来の技術〕

従来の記録再生方法としては、■磁気記録媒体上におい
て局所的な所定方向磁化部分を磁気ヘッドによって配列
形成して情報の記録を行う一方、上記の磁化方向の配列
パターンを磁気ヘッドにて検出することにより情報を再
生する磁気記録再生方法、■記録媒体表面上に微少な凹
凸のビットパターンを形成して記録を行う一方、この記
録媒体表面上に光を照射して反射してくる光の強度にて
上記ピットパターンを検出することにより情報を再生す
る光学的記録再生方法、■光磁気記録媒体上に磁界を印
加した状態で光を照射してその熱により光磁気記録媒体
において局所的に保磁力を低下させて上記磁界により所
定方向磁化部分を配列形成して情報の記録を行う一方、
この光磁気記録媒体上に光を照射して反射してくる光の
振動面の角度の相違、例えばＫｅｒｒ効果によって前記
の磁化方向の配列パターンを検出することにより情報を
再生する光磁気記録方法などが１２案されている。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、上記従来の方法において、例えば、光磁気記
録再生方式では、光磁気記録媒体として、保磁力が低く
、残留磁束密度の高い磁性材料であって、且つ、熱伝導
性の低い材料などといったように特定の物性を併せ持つ
材料を選ぶ必要があり、記録媒体として適する材料が著
しく限定されるという欠点がある。また、磁気記録再生
方法における情報の再生時には磁気→電流への変換が必
要であり、光学的記録再生方法における情報の再生時に
は光→電流への変換が必要であり、光磁気記録再生方法
における情報の再生時には光→電流への変換が必要とな
る。従って、再生信号の処理が複雑となり、信号変換時
の雑音の影響を受は易くなるという問題を招来していた
。

〔課題を解決するための手段］ 請求項第１項の発明に係る記録再生方法は、上記の課題
を解決するために、仕事関数が一様である仕事関数基準
部を持つ記録媒体に局所的な仕事関数の変化を持たせ、
この仕事関数変化部の分布パターンにより情報の記録を
行う一方、上記仕事関数変化部と仕事関数基準部とから
放出される電子の量の差異、若しくはエネルギー分布の
差異に基づいて前記の分布パターンを検出して情報の再
生を行うことを特徴としている。

記録媒体としては、例えば、光、Ｘ線、紫外線などの電
磁波、電子ビーム、イオンビームなどの荷電粒子ビーム
、或いは、中性粒子ビームなどの照射を受けて仕事関数
の変化を来すような材料が用いられる。例えば、Ｌ　ｉ
、Ｂｅ、Ｂ、Ｃ，Ｎ、０、Ａ、ｅＳＳ　ｉＸＰ、Ｓ、Ｔ
　ｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ５Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ
、Ｙ、Ｎｂ、Ｍｏ、、Ｔｅ、Ｐｄ、Ａｇ、、Ｔａ、Ｗ、
、Ｉ　ｒ、Ｐ　ｔ。

Ａｕ、、Ｈｇ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｔｈなどの元素を成
分として持つ合金、ＦｅｚＯｚ、Ｔｉ０１Ｔｈｏｚ　、
ＭｏＳ　ｉｚ　、５ｎＯｚ　、Ｚｒ０ｚ　、Ｌ　ｉＴａ
　Ｏｘ　、Ｙ３　Ａｆｆｉｓ　Ｏｓ　、Ｙ３　Ｆ　ｅｓ
　ｏｌＺ、ＢａＴ　ｉｏ：＋　、ＫＴａＯ＋　、Ｌ　１
Ｎｂｏ３、Ｂａ。

ＮａＮｂ５Ｏ＋ｓ、Ｂ　ｉ　＋ｔＧ　ｅ　Ｏｚｏなどを
焼結して得られるセラミックス、ＨＳＣ，Ｎ、Ｏの元素
を基調としてその他の元素、Ｓ、Ｐ、Ｃｆ！ＳＳ　ｉ。

■、Ｔｅなどを添加して得られる高分子材料、Ｃ１Ｓｉ
、Ｇｅ５Ａｊ２Ｐ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＴｎＰＳＺｎＳ
ｅなどの半導体材料などが用いられる。

また、これらの記録媒体を大気中か、若しくは、Ｎｚ　
、Ｏｚ　、Ｈ２、Ｈｅ、、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ。

ＨＣｊ２．　ＨＦ、　Ｓ　ｉ　Ｈ−、ＡＩ　Ｃ１：１な
どの特定のガス雰囲気中、または真空中において、記録
・再生・若しくは消去を行う。勿論、記録と再生は必ず
しも同じ雰囲気中で行うとは限らない。

請求項第２項の発明に係る記録再生方法は、一様な組成
を持つ記録媒体をその記録媒体と活性化たとえば熱的活
性化または光学的に活性化された条件のもとで反応する
雰囲気中で、記録媒体上にレーザ光を絞って照射するな
どのエネルギー手段により記録媒体または雰囲気の分子
を活性化させることにより、記録媒体上に局所的に雰囲
気中の分子を付着させて記録媒体上に局所的な組成の変
化を持たせて組成変化部の分布パターンにより情報の記
録を行う一方、この組成の変化により放出される電子の
量の差異若しくはエネルギー分布の差異に基づいて前記
の分布パターンを検出して情報の再生を行うことを特徴
としている。

請求項第３項の発明に係る記録素子は、少なくとも、基
本的に情報の記録を行うための記録媒体からなる記録部
と、記録媒体から放出された電子を検出するための検出
部とを同時に併せ持っていることを特徴としている。

〔作　用〕

請求項第１項の記録再生方法によると、記録媒体に局所
的な仕事関数の変化を持たせて情報の記録を行い、これ
に応じた電子の量の差異、若しくはエネルギー分布の差
異に基づいて情報の再生を行うので、高密度記録および
再生が可能な記録再生方法を提供できる。また、記録媒
体に特定の磁気的性質または光学的性質を要求する必要
がなくなるので、材料選択の余地が拡がり、かかる方法
の適用される情報記録再生装置においてその生産性の向
上や低コスト化を図ることが可能となる。

さらに、記録媒体から放出される電子を直接電流信号と
して捉えるため、物理的な信号変換時に生じがちな雑音
の問題を解消することができる。

請求項第２項の記録再生方法においても上記と同様の作
用を得ることができると共に、上記のエネルギー手段自
体で直接的に組成変化させるのではなく、上記のエネル
ギー手段は、記録媒体の加熱や化学的活性化を行うため
に、即ち、組成変化を誘起させるために使用されるので
、記録や消去の繰り返しによって記録媒体が劣化すると
いった問題は生じない。

請求項第３項の記録素子によれば、記録再生のために外
部に別個の検出器を必要とせず、再生信号を記録素子か
らそのまま取り出すことが可能である。

〔実施例〕

本発明の一実施例を第１図ないし第１４図に基づいて説
明すれば、以下の通りである。

本発明に係る記録再生方法において、まず記録方法を説
明すると、第２図に示すように、例えば、仕事関数変化
を行わせるエネルギー手段２としてレーザ光が用いられ
ると共に、記録媒体１としては、例えば、Ｔｅ、Ｔｅ５
ｅＸＴｅＳｂ、Ｔｅ５ｂＡｓ、ＴｅＧｅＳｂなどのＴｅ
系の合金、またはｒｎｓｅ、Ｉｎ５ｅＴｊ２Ｃｏなどの
Ｉｎ系の合金などが用いられる。この場合においては、
様な仕事関数を有する仕事関数基準部１４である結晶状
態部に対して局所的に仕事関数変化部１５であるアモル
ファス状態部を形成することで記録が行われる。即ち、
記録媒体１の相変化に伴って仕事関数が変化し、この仕
事関数変化部１５の分布パターンによって記録が行われ
ることになる。

また、第３図に示す記録方法においては、仕事関数変化
を行わせるエネルギー手段２として電子ビームが用いら
れる。一方、記録媒体１としては一様な仕事関数を有す
る仕事関数基準部１４である周期構造部若しくは結晶状
態部を持つものが用いられる。かかる記録媒体１に対し
て上記の電子ビームにより局所的に仕事関数変化部１５
である多数欠陥導入部、若しくはアモルファス状態部を
形成する。即ち、上記の電子ビームによって記録媒体１
には局所的な構造変化が起こり、これによって局所的な
仕事関数変化、若しくは、かかる仕事関数変化と共にエ
ネルギー状態密度分布の変化が生じて情報の記録が行わ
れることになる。電子ビームの加速エネルギーは、記録
速度並びに記録密度などの観点から、数百ｅＶから数十
ＫｅＶの範囲に設定するのが望ましいといえる。

さらに、第４図に示す記録方法においては、仕事関数変
化を行わせるエネルギー手段２として電子ビーム若しく
は他の粒子ビームが用いられる。

一方、記録媒体１としては、一様な仕事関数を有する仕
事関数基準部１４であるアモルファス状態部若しくは短
期的周期構造部を持つものが用いられる。かかる記録媒
体１に対して上記の電子ビームを照射して局所的な加熱
を行い、上記の電子ビームのエネルギーを徐々に降下さ
せることによりアニールして、仕事関数変化部１５であ
る結晶構造部若しくは規則的構造部を形成する。即ち、
第２図や第３図に示した記録方法とほぼ逆の関係で情報
の記録を行う。なお、かかる方法においては、上記の電
子ビームの代わりに、前記のレーザ光を用いることも可
能である。

以上説明した記録方法を組み合わせることにより、仕事
関数基準部１４と仕事関数変化部１５との間で行われる
相変化や構造変化を可逆的に繰り返し行えるので、記録
媒体１に対し情報の再記録や消去を行うことができる。

また、第３図および第４図に示した記録方法においては
、電子ビームの代わりに他の荷電粒子ビーム（イオンビ
ーム等）や中性粒子ビームを照射して記録媒体１に欠陥
導入等の構造変化を生じさせて記録を行うことができる
。ただ、この場合においては、記録媒体ｌの材質と粒子
ビームの元素との組み合わせ如何により、両者の間で化
学反応または記録媒体１への照射粒子の打ち込みが起こ
り、前述した構造変化による仕事関数変化よりも、記録
媒体ｌの組成変化による仕事関数変化の影響が生じる場
合がある。

ここで、上記の組成変化を利用する記録方法としては、
真空中で記録媒体に粒子ビームを照射して、この粒子ビ
ームの粒子（元素）の打ち込みや付着を行うことで組成
変化を生じさせて記録を行う方法が知られている（特開
昭５８−２２２４５３号公報参照）。勿論、この組成変
化は仕事関数変化を目的としたものではない。

特開昭５８−２２２４５３号公報の記録方法において、
その記録を消去するためには、電子ビーム、イオンビー
ム、或いは中性粒子ビームを照射して記録媒体表面をエ
ツチングするか、全面をスパッタエツチングして元の組
成状態に戻すか、若しくは、記録媒体を加熱して表面に
付着した元素を蒸発または媒体内部へ拡散させてしまう
必要があるため、記録と消去の操り返しによって記録媒
体が劣化するという欠点がある。

以下に、かかる欠点を解消した実施例を説明する。この
実施例では、上記のイオンビームや中性粒子ビーム自体
で直接的に組成変化させるのではなく、これらイオンビ
ームや中性粒子ビームは、記録媒体の加熱や化学的活性
化を行うために、即ち、組成変化を誘起させるために用
いられる。勿論、光ビーム、電子ビームを用いて記録媒
体を加熱し、または化学的に活性化させて組成変化を誘
起させるようにしてもよい。

この場合における記録方法について、光ビームによる具
体例を説明すると、第５図（ａ）に示すように、記録媒
体１を反応性ガス雰囲気Ｂ中にセットし、前記のエネル
ギー手段２としてのレーザ光を集光して記録媒体１の表
面を局所的に加熱または活性化する。このとき、雰囲気
Ｂを形成する成分ｂ・・・と記録媒体１を形成する成分
Ａ・・・との反応が局所的に誘起され、この反応による
成分ｂ・・・の付着により組成変化が生じて情報の記録
が行われる。一方、情報を消去するためには、同図（ｂ
）に示すように、記録媒体１を還元性雰囲気Ｃ中にセッ
トする。還元性雰囲気Ｃとしては、成分ｂ・・・に対し
て強い反応性を持つと共に、Ａ・・・に対しては弱い反
応性を持つものが適用される。記録媒体１が還元性雰囲
気Ｃ中にセットされた状態でレーザ光を集光して記録媒
体１の表面を局所的に加熱または活性化する。このとき
、記録媒体１の表面上に付着している成分ｂ・・・は還
元性雰囲気Ｃの成分Ｃ・・・と反応を起こし、この結果
、成分ｂ・・・は記録媒体１から引き離されて記録内容
の消去が行われる。これによれば、消去にエツチングな
どを用いる場合のように記録媒体ｌへの浸食も生じない
し、また記録に用いた異元素（成分ｂ・・・）が蓄積す
るといったことも生じない。このため、記録・消去を繰
り返しても、記録媒体１の劣化は防止されることになる
。

ここまでの説明において、第２図ないし第４図では、主
に記録媒体１における、周期的構造や結晶構造と、非周
期的構造やアモルファス構造との間での構造変化を利用
した記録方法について述べており、第５図（ａ）（ｂ）
では、記録媒体１上への異種成分ｂ・・・の付着および
離脱による組成変化を利用した記録方法について述べた
が、これらに限るものではない。例えば、記録媒体１と
してセラミックや高分子材料などを用い、大気中または
、Ｈ，、Ｎ、　、Ｏ□などの特定の反応性ガス雰囲気中
、或いは、不活性ガス雰囲気中、真空中において、レー
ザ光、Ｘ線、紫外線などの電磁波、電子ビーム、イオン
ビームなどの荷電粒子ビーム、或いは、中性粒子ビーム
を記録媒体１表面に照射して記録媒体１の材料中の結合
状態の変化、構造の変化若しくは組成の変化を起こして
記録媒体１に局所的な仕事関数変化、或いはこの仕事関
数変化と共に局所的エネルギー状態密度変化を生ぜしめ
て、その変化パターンにより情報の記録を行う方法も可
能である。

なお、以上の記録方法において、その記録中に記録を行
っている部分からの電子の放出量、エネルギー分布、発
熱による赤外線の発生状態などをモニターして記録媒体
の状態変化を検出して記録状態を良好に維持するように
制御することも可能である。

次に再生方法について説明すると、第１図（ａ）に示す
ように、電子３を放出させるためのエネルギー手段４と
してのレーザ光を記録媒体１上に集光し、このときに放
出される電子３の量が仕事関数基準部１４と仕事関数変
化部１５とで相違するのを同図（ｂ）に示すように電流
の強弱変化として検出することにより、仕事関数変化部
１５の分布パターンを検出して情報の再生を行う。エネ
ルギー手段４としては、上記のレーザ光に限らず、Ｘ線
や紫外線などの他の電磁波、電子ビームやイオンビーム
などの荷電粒子ビーム、または中性粒子ビームでもよい
。なお、この場合、記録媒体１に対する影響ができる限
り少なくなるように、反応性の弱い粒子、例えば、不活
性ガス等の粒子を選ぶのが望ましい。

ここで、仕事関数基準部１４における仕事関数をΦＩ４
とし、仕事関数変化部１５における仕事関数をΦ、５と
する。一般に、仕事関数Φの物質表面にｈν〉Φ（ｈブ
ランク定数ニジは振動数）なる光（エネルギー）を与え
ると、この物質表面から：Ｌネルギーを得た電子が外部
へ放出される。また、ｈνくΦなる場合であっても、微
少な電流がトンネリング現象によって流れることが知ら
れている。従って、Φ１４＝　ｈ　Ｖ　＋ａ＜　ｈ　ｌ
／Ｒ＜Φ、、−ｈｖ１、なる参照光ν８にて記録媒体１
上を走査すれば、仕事関数基準部１４ではΦ、くｈν８
となり、電子が放出される一方、仕事関数変化部１５で
はｈν８〈Φ１．となるので、電子は殆ど放出されない
。このときに放出される電子３を検出し、その電流の大
小を比較して記録媒体ｌから情報を読み取ることができ
る。

また、前記の条件を充たす光が得られない場合にあって
は、Φ、４くΦ、５くｈν５．なる参照光ν１、若しく
は、Φ１４〉Φ、５＞ｈｖｗ４□なる参照光νＲ□を用
いることもできる。この場合、仕事関数基準部１４およ
び仕事関数変化部１５の何れにおいても電子３が放出さ
れることになるが、電子３の放出量に差がでるので、こ
の差によって仕事関数変化部１５の分布パターンを検出
して情報の再生を行うことができる。

なお、放出される電子３の量は、電子の放出源が金属な
どのように導電性の良い材料の場合には仕事関数によっ
て主に支配されるが、半導体のように電子が特有のバン
ド構造を持っているものを記録媒体とした場合には、記
録媒体における電子の局所的状態密度の影響も受けるこ
とになる。このような場合には、放出電子のエネルギー
分布に着目して情報の再生を行うことが可能である。

第６図および第７図は再生用のエネルギー手段４として
レーザ光等の電磁波を用いた例を示している。レーザ光
は対物レンズ５（回折格子やミラー等の光学手段でもよ
い）により記録媒体１上に集光され、ここにエネルギー
が集中して電子３の放出が起こる。この放出された電子
３のうち記録媒体１の上面から放出したものを検出する
場合には記録媒体ｌの上方に検出器６を配置する一方、
記録媒体１の下面から放出したものを検出する場合には
記録媒体１の下方に検出器６を配置する。

ここで、大気中での再生を想定した場合、検出器６の位
置は記録媒体ｌの読み出し部から１０μｍ以下に近接さ
れていることが望ましい。また、検出効率を上げるため
に、検出器６を記録媒体ｌに対して正の電位に印加して
おくのが望ましく、特に記録媒体ｌが導電性の良い材質
からなる場合には、検出器６を記録媒体１に対して＋１
０ｍＶ〜＋５０Ｖ程度に印加しておくと、再生信号のノ
イズや再生信号の大きさの面で良い結果が得られる。ま
た、真空中や他の雰囲気中で再生を行う場合、および記
録媒体１の導電性が良くない場合などには、それぞれの
状況に応じて適切な条件設定を行えば検出効率を上げる
ことができる。

なお、第７図に示した再生方法においては、レーザ光が
照射される側と反対の側で電子３を検出するため、記録
媒体１の厚みも電子３の検出効率に影響を与える。この
場合、記録媒体１の厚みは、その材質にもよるが、一般
に、レーザ光の侵入深さと同程度かまたはそれ以下が望
ましい。即ち、記録媒体１の厚みが厚いほど、レーザ光
は記録媒体１の下面側に到達し難くなり、その光量が指
数的に減少してしまう。一方、記録媒体ｌの厚みが薄い
と、レーザ光の大部分が電子を励起せずに透過してしま
い、また電子を放出できる領域が小さくなり、却って検
出できる電子３の量が減ることになるためである。

また、このような場合において、記録媒体１の両面に検
出器６を設けて上下両方向に放出される電子３を検出す
れば、検出効率の一層の向上を図ることが可能である。

第８図および第９図は再生用のエネルギー手段４として
、レーザ光等の代わりに、電子ビーム、イオンビームな
どの荷電粒子ビームを照射することで電子３を放出させ
る。この場合、荷電粒子ビームの入射エネルギーを前記
レーザ光のエネルギーｈνと置き換えて考えることがで
きる。大気中または特定のガス雰囲気中では、照射する
粒子ビームの使用できる距離は、その雰囲気の持つ平均
自由行程に大きく制約されることになる。粒子ビームの
発生源１８と記録媒体１との距離は、上記の平均自由行
程を参考として決定するのが望ましい。例えば、大気中
で電子ビームを用いて再生を行う場合、上記の発生源１
８と記録媒体１との距離は０．００１μｍから１μｍの
範囲とし、ビーム加速電圧を１ｖ〜５００■に程度に設
定するのが良いといえる。また、電子ビームを用いる場
合には、記録媒体１を発生源１８に対し正の電位に印加
するが、正の電荷を持つ粒子ビームの場合には、記録媒
体１を負の電位に印加する。以上の場合も前記レーザ光
で再生する場合と同様、放出される電子３を記録媒体１
の上面または下面に設けられた検出器６、若しくは上下
両面に設けられた検出器６にて検出することができる。

また、電子３の検出効率を上げるために、検出器６は記
録媒体１に対して正の電位に印加すること、並びに、検
出器６の位置、印加電圧などの設定条件についても同様
である。

ただし、第８図に示した例において、電子ビームなどの
負の荷電粒子ビームを用いた場合、検出器６と発生源１
８とが記録媒体１に対して同じ側に位置しており、しか
も、検出器６および記録媒体１が共に発生源１８に対し
て正の電位を持っているため、記録媒体ｌへ照射される
粒子ビームの一部は検出器６による電界の影響を受けて
正常に記録媒体１の表面に収束できず、また、粒子ビー
ムが検出器６へ入って雑音となることが考えられる。従
って、かかる場合には、記録媒体１を発生ｉｔｓに対し
て＋１ｖ〜１００■に印加する一方、検出器６を上記印
加電圧の１／１０〜１／１００、すなわち０．０１Ｖ〜
ＩＯＶに設定し、記録媒体１と検出器６との印加電圧に
差異を設ければよい。

以上に説明した第６図〜第９図の例において、検出器６
の配置の関係上、エネルギー手段４としての光ビームや
粒子ビームは記録媒体１の表面に対して所定の角度を持
たせて入射させることも可能である。しかし、ビームを
収束させたときのビームのスポット径が小さい程、記録
密度の向上が望めることから、ビームは記録媒体１表面
に対して垂直に入射させることが望ましい。また、ビー
ムとして長波長のレーザ光またはより低エネルギーの粒
子ビームを当てて、記録媒体ｌの構造が変化しない程度
に加熱を行い、このときに記録媒体１より熱励起されて
放出された電子３を検出することによっても同様の原理
で記録媒体１の仕事関数変化を読み取って情報の再生を
行うことができる。

次に、かかる記録再生方法において用いられる記録素子
について説明する。第１Ｏ図に示すように、記録素子１
０は、例えば、記録を行うための記録媒体１と、記録内
容を再生するときの再生信号を検出する検出層７とを備
えてなる。これにより、記録再生のために外部に別個の
検出器を必要とせず、再生信号を記録素子１０からその
まま取り出すことができる。このような構造をもった記
録素子１０をディスク、テープ、或いはカードなどの形
状にして提供することにより、従来からある光デイスク
再生装置等の構成を利用することが可能となる。また、
記録素子１０の変質防止、や特定雰囲気中での使用のた
めに、全体に保護層を設ければ、記録素子ｌＯの保存や
取り扱いが容易になる。

第１１図の記録素子１１は、検出層７を構成する元素の
記録媒体１中への拡散、およびその逆の現象による記録
媒体１の性能劣化などを防止するために、記録媒体ｌと
検出層７との間に例えば絶縁層からなる中間層８を形成
したものである。この場合において、前記の第７図・第
９図の再生を行う場合、即ち、ビーム照射側と反対側に
検出器６を設ける場合を考えると、記録媒体１の厚みは
０．００１μｍから５μｍ、中間Ｎ（絶縁層）８の厚み
は０．００１μｍから０．１８ｍ１検出層７の厚みは０
．１μｍ以上に設定するのがよい。また、記録媒体１と
検出層７にはそれぞれ電圧を印加できるように引き出し
電極１９・１９を取りつけることにより、ビームの収束
性能を向上して検出効率を向上させることができる。一
方、第６図・第８図の再生を行う場合には、ビームは検
出層７と中間層８とを透過して記録媒体ｌに到達する必
要があるので、検出層７の厚さを０．１μｍ以下に、中
間層８を０．００１μｍから０．０１μｍ程度にするこ
とが望ましい。

第１２図の記録素子１２は、記録媒体１に対し両面に検
出層７・７と中間層８・８とを備えることにより、検出
効率を向上させたものである。なお、この場合には、ビ
ームの照射側と反対側について、第１１図で説明した膜
厚条件を充たすことが望まれる。

また、第１１図・第１２図に示した例で、ビーム照射に
より熱変化を起こして記録媒体ｌの仕事関数変化を生ぜ
しめて記録を行う場合、中間層８・８に熱拡散などによ
って記録媒体ｌや検出Ｎ７・７に悪影響を与えない材料
、例えば、５ｉ−０，５ｉ−Ｎ、またはＡｆ−０、ＡＡ
−Ｎなどの酸化物や窒化物を使用するのが望ましい。

第１３図の記録素子１３は、レーザ光、Ｘ線、紫外線な
どの電磁波を用いて記録再生を行う場合のディスク、テ
ープ、或いはカード形状で提供される記録素子を示した
ものである。記録素子１３は、ビームの照射される側の
第１Ｎ目に、外部からの疵・埃を防ぐための保護層２０
、以後順に記録媒体１、中間層８、検出層７を形成し、
最下層に保護層を兼ねるガラス基板２１を設けている。

なお、ビームが光などの電磁波のようにガラス基板２１
を透過できるものであれば、ガラス基板２１側からビー
ムを入射して再生を行うことも可能である。

第１４図（ａ）は第１３図の記録素子１３を用いて情報
の記録、再生、または消去する場合を示している。記録
素子１３が例えばディスク状である場合、これに対し記
録、再生を行うには、エネルギー手段２・４および記録
素子１３の何れか一方、もしくは双方を移動・回転させ
て、前述の仕事関数基準部１４と仕事関数変化部１５と
の列を同心円状、螺旋状に形成、または検出する。消去
の場合には仕事関数基準部１４を形成していく。

記録素子１３がテープ状若しくはカード状である場合、
エネルギー手段２・４および記録素子１３の何れか一方
、もしくは双方を移動させて、仕事関数基準部１４と仕
事関数変化部１５との列を形成（記録）、または検出（
再生）、若しくは仕事関数基準部１４を直線状に形成（
消去）していく。なお、この場合において、情報の記録
時には、記録情報に応じたパターンでエネルギー手段２
の出力が変調される一方、再生時には、同図（ｂ）に示
すように、上記仕事関数基準部１４と仕事関数変化部１
５との分布パターンに応じた電流の強弱変化が検出層７
を通じて得られ、これを適当なしきい値で２値化サンプ
リングすることにより、「１」と「０」で表されるデー
タが得られる。

〔発明の効果〕

請求項第１項の発明に係る記録再生方法は、以上のよう
に、仕事関数が一様である仕事関数基準部を持つ記録媒
体に局所的な仕事関数の変化を持たせ、この仕事関数変
化部の分布パターンにより情報の記録を行う一方、上記
仕事関数変化部と仕事関数基準部とから放出される電子
の量の差異、若しくはエネルギー分布の差異に基づいて
前記の分布パターンを検出して情報の再生を行う構成で
ある。

これにより、高密度記録および再生が可能な記録再生方
法を提供できる。また、記録媒体に特定の磁気的性質ま
たは光学的性質を要求する必要がなくなるので、材料選
択の余地が拡がり、かかる方法が適用される情報記録再
生装置においてその生産性の向上や低コスト化を図るこ
とが可能となる。さらに、記録媒体から放出される電子
を直接電流信号として捉えるため、物理的な信号変換時
に生しがちな雑音の問題を解消することができるという
効果も併せて奏する。

また、請求項第２項の発明に係る記録再生方法は、一様
な組成を持つ記録媒体をその記録媒体と活性化たとえば
熱的活性化または光学的に活性化された条件のもとで反
応する雰囲気中で、記録媒体上にレーザ光を絞って照射
するなどのエネルギー手段により記録媒体または雰囲気
の分子を活性化させることにより、記録媒体上に局所的
に雰囲気中の分子を付着させて記録媒体上に局所的な組
成の変化を持たせて組成変化部の分布パターンにより情
報の記録を行う一方、この組成の変化により放出される
電子の量の差異若しくはエネルギー分布の差異に基づい
て前記の分布パターンを検出して情報の再生を行う構成
である。

これにより、上記の効果と同様の効果を奏すると共に、
従来のごとくエネルギー手段自体で直接的に組成変化さ
せる場合に較べて記録媒体への悪影響を低減できるとい
う効果も併せて奏する。

請求項第３項の発明に係る記録素子は、少なくとも、基
本的に情報の記録を行うための記録媒体からなる記録部
と、記録媒体から放出された電子を検出するための検出
部とを同時に併せ持っている構成である。

これにより記録再生のために外部に別個の検出器を必要
とせず、再生信号を記録素子からそのまま取り出すこと
ができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第１４図は本発明の一実施例を示すもので
あって、第１図（ａ）は再生原理を示す説明図、同図（
ｂ）は同図（ａ）との関係で示された検出電流変化のグ
ラフ、第２図ないし第４図は各々記録原理を示す説明図
、第５図（ａ）は雰囲気成分の記録媒体上への付着によ
る記録原理を示す説明図、同図（ｂ）は記録媒体上に付
着している成分を引き離すことによる消去原理を示す説
明図、第６図ないし第９図は各々再生原理を示す説明図
、第１０図ないし第１３図は各々記録素子を示す断面図
、第１４図（ａ）は第１３図の記録素子にレーザ光を照
射している状態を示す説明図、同図（ｂ）は同図（ａ）
との関係により検出電流変化およびサンプリングデータ
を示しているグラフである。 １は記録媒体、２は仕事関数変化を行わせるエネルギー
手段、３は電子、４は電子を放出させるためのエネルギ
ー手段、６は検出器、７は検出層８は中間層、１０・１
１・１２・１３は記録素子、１４は仕事関数基準部、１
５は仕事関数変化部である。 特許出願人　　　　　シャープ　株式会社第 図（ｂ） 寓 図 第 図 冨 図 冨 図 第 １０図 第 図 第１２ 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、仕事関数が一様である仕事関数基準部を持つ記録媒
   体に局所的な仕事関数の変化を持たせ、この仕事関数変
   化部の分布パターンにより情報の記録を行う一方、上記
   仕事関数変化部と仕事関数基準部とから放出される電子
   の量の差異、若しくはエネルギー分布の差異に基づいて
   前記の分布パターンを検出して情報の再生を行うことを
   特徴とする記録再生方法。 ２、一様な組成を持つ記録媒体をその記録媒体と活性化
   たとえば熱的活性化または光学的に活性化された条件の
   もとで反応する雰囲気中で、記録媒体上にレーザ光を絞
   って照射するなどのエネルギー手段により記録媒体また
   は雰囲気の分子を活性化させることにより、記録媒体上
   に局所的に雰囲気中の分子を付着させて記録媒体上に局
   所的な組成の変化を持たせて組成変化部の分布パターン
   により情報の記録を行う一方、この組成の変化により放
   出される電子の量の差異若しくはエネルギー分布の差異
   に基づいて前記の分布パターンを検出して情報の再生を
   行うことを特徴とする記録再生方法。 ３、少なくとも、基本的に情報の記録を行うための記録
   媒体からなる記録部と、記録媒体から放出された電子を
   検出するための検出部とを同時に併せ持っていることを
   特徴とする記録素子。