JPH02253668A - 記憶媒体 - Google Patents
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- JPH02253668A JPH02253668A JP1073744A JP7374489A JPH02253668A JP H02253668 A JPH02253668 A JP H02253668A JP 1073744 A JP1073744 A JP 1073744A JP 7374489 A JP7374489 A JP 7374489A JP H02253668 A JPH02253668 A JP H02253668A
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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。
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、コンピューター等のファイル記憶装置用の媒
体に係り、特に高密度化、大記憶容量化に好適な書き換
えの可能な記憶媒体に関する。
体に係り、特に高密度化、大記憶容量化に好適な書き換
えの可能な記憶媒体に関する。
（従来の技術）
従来の大容量記憶装置用の記憶媒体としては、磁性材料
が使われることが多い。例えば、オーム社、磁性材料セ
ラミックス、桜井編、Ｐ１４３（昭和６１年）に記載の
ものがある。
が使われることが多い。例えば、オーム社、磁性材料セ
ラミックス、桜井編、Ｐ１４３（昭和６１年）に記載の
ものがある。
又、酸化物を上記媒体として用いた例としては、超伝導
臨界温度より低温で使用することが特開昭６３−２６８
０８７号公報に開示されている。
臨界温度より低温で使用することが特開昭６３−２６８
０８７号公報に開示されている。
（発明が解決しようとしている問題点）上記従来技術に
おいて磁性材料を使用する場合は、磁性材料の磁化状態
を利用する。この為、例えば、高密度化においては磁区
の微小化と検出する信号強度の関係から１μｍ程度のビ
ット周期が限界と考えられていた。
おいて磁性材料を使用する場合は、磁性材料の磁化状態
を利用する。この為、例えば、高密度化においては磁区
の微小化と検出する信号強度の関係から１μｍ程度のビ
ット周期が限界と考えられていた。
又、超伝導酸化物を利用した記憶媒体では、超伝導状態
を示す温度迄媒体を冷却し、この状態で酸素イオンと水
素イオンを針状照射源より照射して超伝導状態と常伝導
状態の２状態を２進法の２値信号に対応させている。こ
の方式では記憶容量は大きくすることが出来るが、現在
知られている超伝導体の臨界温度は約１６０により低い
ものばかりである。従って、記憶媒体を一１００℃以上
冷却しなければならないので、液体窒素や液体ヘリウム
等の冷却用媒体を必要とするか、或いはタライオボンプ
等特殊な冷却装置を使用しなければならないという大き
な問題があった。
を示す温度迄媒体を冷却し、この状態で酸素イオンと水
素イオンを針状照射源より照射して超伝導状態と常伝導
状態の２状態を２進法の２値信号に対応させている。こ
の方式では記憶容量は大きくすることが出来るが、現在
知られている超伝導体の臨界温度は約１６０により低い
ものばかりである。従って、記憶媒体を一１００℃以上
冷却しなければならないので、液体窒素や液体ヘリウム
等の冷却用媒体を必要とするか、或いはタライオボンプ
等特殊な冷却装置を使用しなければならないという大き
な問題があった。
従って本発明の目的は、記憶容量を磁性材料使用時より
も大きくし、且つ特殊な冷却媒体や冷却装置を使用する
ことなく書き換え可能な記憶媒体を提供することにある
。
も大きくし、且つ特殊な冷却媒体や冷却装置を使用する
ことなく書き換え可能な記憶媒体を提供することにある
。
（問題点を解決する為の手段）
上記目的は以下の本発明によフて達成される。
即ち、本発明は、酸化物に含まれる酸素量を制御し、酸
素量の大小の状態を利用して情報を記憶することを特徴
とする記憶媒体である。
素量の大小の状態を利用して情報を記憶することを特徴
とする記憶媒体である。
（作 用）
酸イし物に含まれる酸素量を制御し、酸化物中の酸素含
有量の大小の状態を利用し、状態の変化を信号に対応さ
せることによって、記憶容量を磁性材料使用時よりも大
きくし、且つ特殊な冷却媒体、冷却装置を使用すること
なく書き換え可能な記憶媒体を提供することが出来る。
有量の大小の状態を利用し、状態の変化を信号に対応さ
せることによって、記憶容量を磁性材料使用時よりも大
きくし、且つ特殊な冷却媒体、冷却装置を使用すること
なく書き換え可能な記憶媒体を提供することが出来る。
即ち、光或いは熱等により酸化物中の酸素量が変化する
ことを利用し、この酸素量の変化により上記酸化物の物
性は大きく変化する。例えば、ＹＢａ、Ｃｕ３０ｙ−６
（０＜δ〈１）では、δが０．５程度より小さい場合は
、結晶構造はｏｒｔｈｏｒｈｏｍｂｉｃであり、大きい
場合は ｔｅ ｔｒａｇｏｎａＪである。
ことを利用し、この酸素量の変化により上記酸化物の物
性は大きく変化する。例えば、ＹＢａ、Ｃｕ３０ｙ−６
（０＜δ〈１）では、δが０．５程度より小さい場合は
、結晶構造はｏｒｔｈｏｒｈｏｍｂｉｃであり、大きい
場合は ｔｅ ｔｒａｇｏｎａＪである。
ｏｒｔｈｏｒｈｏｍｂｉｃ構造では超伝導性を示すが、
ｔｅｔｒａｇｏｎａｌ構造では半導体的な電気特性を示
す。
ｔｅｔｒａｇｏｎａｌ構造では半導体的な電気特性を示
す。
この酸素量の変化に伴なう結晶構造の変化により、例え
ば、電気抵抗や反射率等が変化する。
ば、電気抵抗や反射率等が変化する。
本発明では、酸化物中の酸素量を光又は熱により変化さ
せ、これに伴う電気抵抗や反射率等の物性の変化を利用
して信号の記憶を行うことが出来る。
せ、これに伴う電気抵抗や反射率等の物性の変化を利用
して信号の記憶を行うことが出来る。
（実施例）
以下本発明の詳細を実施例により説明する。
実施例１
第１図は本実施例の概略図である。
１は基板であってここでは酸化マグネシウム（ＭｇＯ）
単結晶を用いた。２及び４は電極であり、２＆ｔ！ｌｊ
（Ａｇ）、４ハＩＴＯ（７）蒸着１１’ある。３はＹＢ
ａ２Ｃｕ３０ｙ−δ酸化物、５は石英ガラス等の透明体
である。又、４及び５の間は約１０−３Ｔｏｒｒに減圧
しである。
単結晶を用いた。２及び４は電極であり、２＆ｔ！ｌｊ
（Ａｇ）、４ハＩＴＯ（７）蒸着１１’ある。３はＹＢ
ａ２Ｃｕ３０ｙ−δ酸化物、５は石英ガラス等の透明体
である。又、４及び５の間は約１０−３Ｔｏｒｒに減圧
しである。
作製方法は以下の様である。先ず、酸化マグネシウム基
板１上に真空蒸着により銀電極を約５゜０００人の厚み
に蒸着する。次にＹＢａ、Ｃｕ、０．−δ酸化物なＲＦ
マグネトロンスパッタ法で約１μｍの厚みに蒸着し、約
９００℃で１時間熱処理し、酸化物中の酸素量をδ〜０
．５９とした。この酸化物の上にＩＴＯ電極を４，００
０人の厚みに蒸着する。これを通常のパターニング技術
により第１図に示す様に０．５μｍの間隔で凹凸を設け
る。
板１上に真空蒸着により銀電極を約５゜０００人の厚み
に蒸着する。次にＹＢａ、Ｃｕ、０．−δ酸化物なＲＦ
マグネトロンスパッタ法で約１μｍの厚みに蒸着し、約
９００℃で１時間熱処理し、酸化物中の酸素量をδ〜０
．５９とした。この酸化物の上にＩＴＯ電極を４，００
０人の厚みに蒸着する。これを通常のパターニング技術
により第１図に示す様に０．５μｍの間隔で凹凸を設け
る。
凹凸の大きさは電極部も含めて７，０００人である。
この様にして作製した記憶媒体を石英ガラス５を用いて
真空封入する。内部の圧力は約３×１０−３Ｔｏｒｒで
ある。１個の記憶素子は０．５×０．５μばの大きさで
、これを−次元に５個配列した。ＩＴＯ電極と銀電極間
の電気抵抗は、室温で約１乃至１００程度であったが、
１丁０電極部に半導体レーザー（波長７８０ｎｍ、出力
１０１）を照射すると、電極間の電気抵抗は無照射部分
に対して約１０％大きくなった。これはレーザー光の照
射により照射部の温度が上昇し、この為凸部の酸化物中
より酸素が抜けた為に、室温での電気抵抗が変化したも
のである。この電気抵抗変化を読み出すことにより、酸
化物中に記憶された情報を読み取ることが出来る。
真空封入する。内部の圧力は約３×１０−３Ｔｏｒｒで
ある。１個の記憶素子は０．５×０．５μばの大きさで
、これを−次元に５個配列した。ＩＴＯ電極と銀電極間
の電気抵抗は、室温で約１乃至１００程度であったが、
１丁０電極部に半導体レーザー（波長７８０ｎｍ、出力
１０１）を照射すると、電極間の電気抵抗は無照射部分
に対して約１０％大きくなった。これはレーザー光の照
射により照射部の温度が上昇し、この為凸部の酸化物中
より酸素が抜けた為に、室温での電気抵抗が変化したも
のである。この電気抵抗変化を読み出すことにより、酸
化物中に記憶された情報を読み取ることが出来る。
尚、酸素量を表わすδの値はＸ線回折法によりＣ軸の長
さより決定し、この関係を第２図に示した。又、δと電
気抵抗の関係は、正しくはＹ、 Ｂａ及びＣｕの組成比
とも関係するが一般的には第３図の様な関係である。
さより決定し、この関係を第２図に示した。又、δと電
気抵抗の関係は、正しくはＹ、 Ｂａ及びＣｕの組成比
とも関係するが一般的には第３図の様な関係である。
実施例２
本実施例の概略を第４図に示す。
図中７は記憶媒体３を約６０℃に加熱するヒーターであ
る。作製方法は記憶媒体３に凹凸をつけないこと以外は
実施例１と同様である。但し記憶媒体３中に含まれる酸
素量を示すδの値は０．４２であった。
る。作製方法は記憶媒体３に凹凸をつけないこと以外は
実施例１と同様である。但し記憶媒体３中に含まれる酸
素量を示すδの値は０．４２であった。
電極２と４の間の電気抵抗は６０℃で１０乃至１５Ωで
あり、これに実施例１と同様にレーザー光を照射すると
１５％程電気抵抗が増大し、情報の記憶をすることが出
来た。
あり、これに実施例１と同様にレーザー光を照射すると
１５％程電気抵抗が増大し、情報の記憶をすることが出
来た。
情報の消去はヒーター７で素子全体を８０℃に加熱する
ことにより行うことが出来る。
ことにより行うことが出来る。
実施例３
第５図に本実施例の概略を示す。
８は記憶媒体３の保護膜であり、９は情報の書き込み及
び読み出しを行う為の針状電極である。
び読み出しを行う為の針状電極である。
記憶媒体３はＥｒＢａ２Ｃｕ３０ｙ−６であり、クラス
ターイオンビーム蒸着法を用いて蒸着した。蒸発原料は
Ｅｒ２０．、ＢａＣＯ５及びＣｕＯを用い、Ｅｒ成分は
加速電圧Ｉ ＫＶ、イオン化電流５０ｍＡ、８ａ及びＣ
ｕ成分は加速電圧２ＫＶ、イオン化電流１００ｓＡで蒸
着し、その後９４０℃で３０分間熱処理した。熱処理後
の膜厚は３，０００人である。この上にＴｉＯ２と＾１
２０．の混合物（Ｔｉ：＾１＝９０：１０）を約１００
人の厚みに真空蒸着し、記憶媒体の保護膜とした。針状
Ｍ１８ｉはタングステンである。
ターイオンビーム蒸着法を用いて蒸着した。蒸発原料は
Ｅｒ２０．、ＢａＣＯ５及びＣｕＯを用い、Ｅｒ成分は
加速電圧Ｉ ＫＶ、イオン化電流５０ｍＡ、８ａ及びＣ
ｕ成分は加速電圧２ＫＶ、イオン化電流１００ｓＡで蒸
着し、その後９４０℃で３０分間熱処理した。熱処理後
の膜厚は３，０００人である。この上にＴｉＯ２と＾１
２０．の混合物（Ｔｉ：＾１＝９０：１０）を約１００
人の厚みに真空蒸着し、記憶媒体の保護膜とした。針状
Ｍ１８ｉはタングステンである。
情報の書き込みは、電極２と９の間に５ｖ程度の電圧を
印加すると、記憶媒体３が部分的に加熱され、この為に
酸素が周辺に拡散する。この結果、周辺部との電気抵抗
が変化し、情報を書き込むことが出来る。読み出しは電
極２と９の間の電気抵抗値により行う。
印加すると、記憶媒体３が部分的に加熱され、この為に
酸素が周辺に拡散する。この結果、周辺部との電気抵抗
が変化し、情報を書き込むことが出来る。読み出しは電
極２と９の間の電気抵抗値により行う。
本実施例では記憶容量は針状電極の先端の形状及び針状
電極の位置決め精度で決定される。通常は針状電極の先
端は曲率半径が１ｎ■程度となるので記憶セルの大きさ
も同程度となる。更に位置決めの精度も０．Ｏ２ｎｍ程
度の分解能にすることは可能である。
電極の位置決め精度で決定される。通常は針状電極の先
端は曲率半径が１ｎ■程度となるので記憶セルの大きさ
も同程度となる。更に位置決めの精度も０．Ｏ２ｎｍ程
度の分解能にすることは可能である。
実施例４
第６図に本実施例の構成図を示す。
記憶媒体３及び保護膜８は実施例３と同様に作製した。
半導体レーザー（波長７８０止、出力２０ａ＋Ｗ ）を
照射することにより情報の書き込みを行う。照射部は酸
素量が不足する為、反射率が周辺部より１％程度大きく
なる。このことを利用して情報の読み出しが可能である
。但し読み出し用の光は、波長は書き込み用の光と同じ
であるが、出力は３ＩＩｗ程度である。
照射することにより情報の書き込みを行う。照射部は酸
素量が不足する為、反射率が周辺部より１％程度大きく
なる。このことを利用して情報の読み出しが可能である
。但し読み出し用の光は、波長は書き込み用の光と同じ
であるが、出力は３ＩＩｗ程度である。
（発明の効果）
以上述べた様に本発明は酸化物、特に超伝導特性を示す
酸化物中の酸素量の変化を利用して情報を記憶するもの
であり、超伝導・常伝導転移を利用する記憶媒体に比べ
記憶容量は同程度であるが、低温に冷却する必要がない
為、室温でも記憶媒体として使用することが出来る。
酸化物中の酸素量の変化を利用して情報を記憶するもの
であり、超伝導・常伝導転移を利用する記憶媒体に比べ
記憶容量は同程度であるが、低温に冷却する必要がない
為、室温でも記憶媒体として使用することが出来る。
又、冷却して低温で使用してもその特性に変化がないこ
とは云う迄もない。
とは云う迄もない。
第１．４．５及び６図は本発明の実施例を示す図、第２
図は酸素量とＣ軸結晶軸の関係を示す図、第３図は酸素
量と電気抵抗の関係を示す図である。
図は酸素量とＣ軸結晶軸の関係を示す図、第３図は酸素
量と電気抵抗の関係を示す図である。
Claims (4)
- （１）酸化物に含まれる酸素量を制御し、酸素量の大小
の状態を利用して情報を記憶することを特徴とする記憶
媒体。 - （２）酸化物が、その材料固有の温度により低温で超伝
導状態に転移する酸化物である請求項１に記載の記憶媒
体。 - （３）酸化物が、ある特定の値の酸素量の前後で結晶構
造が変化する酸化物である請求項１に記載の記憶媒体。 - （４）酸素量の制御を光の照射或いは電気的加熱によっ
て行う請求項１に記載の記憶媒体。
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| US07/804,593 US5335197A (en) | 1989-03-28 | 1991-12-10 | Storage medium, storage method and stored information reading method |
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| JP1073744A JP2880180B2 (ja) | 1989-03-28 | 1989-03-28 | 記憶媒体 |
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