JPH03273539A - 記録再生装置 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、プローブ電極によって記録再生を行う記録再
生装置に関する。

［従来の技術］ 近年、メモリー素子の用途はコンピュータ及びその関連
機器、ビデオディスク、ディジタルオーディオディスク
等のエレクトロニクス産業の中核をなすものであり、そ
の開発も活発に進んでいる。メモリー素子に要求される
性能は一般的にはｌ　高密度で、記録容量が大きい ２　記録・再生の応答速度が速い ３）エラーレートが小さい ４　消費電力が少ない ５）生産性が高く、価格が安い 等が挙げられる。

従来までは、磁性体や半導体を素材とした磁気メモリー
、半導体メモリーが主流であったが、近年レーザー技術
の進展に伴い、有機色素、フォトポリマーなとの有機薄
膜を用いた安価で高密度な記録媒体を用いた光メモリー
素子などが登場してきた。

一方、最近導体の表面原子の電子構造を直接観測できる
走査型トンネル顕微鏡（以後ＳＴＭと略す）が開発され
（Ｇ、Ｂｉｎｎｉｇｅｔ　ａｌ、、Ｈｅ１ｖｅｔｉｃａ
Ｐｈｙｓｉｃａ　Ａｃｔａ、５５，７２６（１９８２）
、）、単結晶、非晶質を問わず実空間像の高い分解能の
測定ができるようになり、しかも媒体に電流による損傷
を与えずに低電力で観測できる利点をも有し、更に大気
中でも動作させることが可能であるため広範囲な応用が
期待されている。

かかるＳＴＭは、金属の探針（プローブ電極）と導電性
物質の間に電圧を加えて１　ｎｍ程度の距離まで近づけ
るとトンネル電流が流れることを利用している。この電
流は両者の距離変化に非常に敏感であり、トンネル電流
を一定に保つように探針を走査することにより実空間の
表面構造を描くことができると同時に、表面原子の全電
子雲に関する種々の情報をも読みとることができる。こ
の際、面内方向の分解能は１入程度である。従って、Ｓ
ＴＭの原理を応用すれば十分に原子オーダー（数人）で
の高密度記録再生を行うことが可能である。この際の記
録再生方法としては、粒子線（電子線、イオン線）或は
Ｘ線等の高エネルギー電磁波及び可視・紫外光等のエネ
ルギー線を用いて適当な記録層の表面状態を変化させて
記録を行い、ＳＴＭで再生する方法や、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もつ材
料、例えばπ電子系有機化合物やカルコゲン化物類の薄
膜層を用いて、記録・再生をＳＴＭを用いて行う方法等
が提案されている。

上記の様な記録・再生方法に於いて、実際に多量の情報
を記録・再生する為には、プローブ電極のＸＹ方向（記
録媒体面内方向）の位置検出及び補正側ａｌｌ（トラッ
キング）が必要となる。このトラッキングの方法として
は、既に記録媒体基板の原子配列を利用して、高密度か
つ高精度に行う方法が提案されているが、位置検出その
ものも極めて高精度に行う必要があるため、取扱上簡便
とはいい難い。

また、トラッキングを簡便に行うために、記録媒体の基
板にあらかじめ凹凸を設けることによりトラックを形成
し、そのトラックの凹状部分あるいは凸状部分にプロー
ブ電極を追従させることにより、トラッキングを行う方
法も提案されている。この場合、トラックの凹凸に追従
させる方法として、プローブ電極の高さを一定にしてト
ラッキングする方法（コンスタントハイドモード）と、
プローブ電極と対向電極間の距離を一定に保ちながらト
ラッキングする方法（コンスタントカレントモード）が
提案されている。

前者のコンスタントハイドモードの場合、凸状の部分で
トンネル電流が流れるようにプローブ電極の高さを調整
しておき、凸状部分からプローブ電極が凹状部分に外れ
た時にトンネル電流が流れなくなるのを検知して、プロ
ーブ電極を凸状部分に戻すよう位置制御することにより
トラッキングを行っている。しかし、この方法をとった
時、プローブ電極が凹状部分に位置したときほとんどト
ンネル電流が流れなくなるため、トラッキングを行うこ
とが非常に困難である。

また、後者のコンスタントカレントモードの場合、プロ
ーブ電極を基板上の凹凸に追従させながらトラッキング
を行う方法を取るため、プローブ電極を２方向（記録媒
体と垂直方法）に追従させてやらなければならなかった
。即ち、トラッキング用の２方向の追従系つまりフィー
ドバック系が必要となり、記録・再生装置自身にトラッ
キングのためのＺ方向フィードバック用メカ及び回路等
を設けなければならず、記録・再生装置自身が複雑にな
ってしまう。また、プローブ電極をＺ方向に追従させる
ため、トラッキングに時間がかかり、記録・再生時のス
ピードが遅くなるというものであった。

［発明が解決しようとする課題］ 上述したような従来技術において、本発明が解決しよう
とする問題の対象は、 ■、プローブ電極の記録媒体面内における位置検出及び
補正制御等が必要であるが、位置検出そのものが極めて
高精度を要するため、装置としての構成が極めて複雑困
難である。

■、プローブ電極の補正制御の一手段としてコンスタン
トハイド（プローブ電極の高さ一定）モードがあるが、
基板上凹凸の凹部にプローブ電極が位置したとき、トン
ネル電流が途絶し、その後の制御が困難である。

■、プローブ電極の補正制御の一手段としてコンスタン
トカレント（電極間距離一定）モードがあるが、プロー
ブ電極のＺ方向の制御にフィードバック系を要するため
、装置としての構成が極めて複雑困難である。

といった点にあり、すなわち、本発明の目的とするとこ
ろは、上述の点に鑑み、プローブ電極を用いた電気的な
高密度記録・再生手段に於いて、多量の情報の記録・再
生を容易に再現性良く簡便に実行でき、なおかつ、トラ
ッキング系を簡素化できる記録再生装置を提供すること
にある。

［課題を解決するための手段及び作用］本発明の特徴と
するところは、 第１に、少なくとも１つのプローブ電極と該プローブ電
極と対向配置した対向電極とを有し、導電性材料からな
る電極上に電気メモリー効果を有する記録層を形成し、
なおかつ該記録層自身の厚みを変化させることによりト
ラックを設けた記録層を有する記録媒体が一対の電極間
に配置されている記録再生装置。

第２に、前記記録層の膜厚が、数Å以上１００Å以下で
ある上述記載の記録再生装置。

第３に、前記記録層の膜厚が、数Å以上３０Å以下であ
る上述記載の記録再生装置。

第４に、前記トラックの幅が、５０Å以上９００Å以下
である上述記載の記録再生装置。

第５に、前記トラックのピッチが、８０Å以上１０００
Å以下である上述記載の記録再生装置。

第６に、前記記録層が、有機化合物の単分子膜または該
単分子膜を累積した累積膜を有している上述記載の記録
再生装置。

第７に、前記単分子膜または、累積膜がＬＢ法によって
成膜した膜である上述記載の記録再生装置。

第８に、前記有機化合物が、分子中にπ電子準位を持つ
群とσ電子準位を持つ群とを有する上述記載の記録再生
装置。

としている点にある。

以上、本発明の構成及び作用について詳述する。

先ず、本発明の記録再生装置において、記録・再生及び
その為のトラッキング方法は、プローブ電極（導電性探
針）と導電性物質との間に電圧を印加しつつ、両者の距
離を１０ｎｍ以下にするとトンネル電流が流れることを
利用している。以下、トラッキングの方法について述べ
る。

第１図は、本発明に用いられる記録媒体の断面図及び平
面図の一例である。ただし、この図では記録層の有・無
によりトラックを形成しているが、基本的に記録層の厚
みを変化させることによりトラックを形成すれば良い、
３＠１図に於いて、記録層１が対向ｔ８ｉ２上に部分的
に存在することによりトラックを形成しており、記録ビ
ット４の列はトラックを形成している記録層１上に書き
込まれる。従って、情報の記録・再生時に於いては、プ
ローブ電極を第１図中Ｙ方向に走査させる必要がある。

この時、本発明に於いてはプローブ電極の高さを一定（
コンスタントハイドモード）にして走査させる方法を用
いるが、トラックとなる記録層自身が１００Å以下と薄
いため記録層の厚みの変化によらずプローブ電極と対向
電極間にトンネル電流が流れる。しかし、この際、対向
電極２上に記録層が厚い部分と記録層が薄い部分、１Ｊ
１図では記録層の有る部分と無い部分であるが、両者で
はトンネル電流が異なるため、プローブ電極が記録層上
から非記録面である対向電極上に外れると、プローブ電
極に流れるトンネル電流が変化することになる。ここで
、このトンネル電流を一定に保つように、プローブ電極
をＸ方向若しくは−Ｘ方向に移動させる補正回路を設け
ることにより、プローブ電極をトラックを兼ねた記録層
上から外れることなく走査させることが可能となる。こ
のトラック上に記録を行う方法は後で述べるが、記録に
よりトラック上の記録ビット４に於ける電荷状態が変化
する。従って、記録後に於いてはトラック外れによる電
流変化と記録ビットによる電流変化が生ずるが、記録ビ
ットによる電流変化の方がはるかに大きいため、トラッ
キングに支障をきたすことは無い。また、以上のトラッ
キングは記録層の有・無の時だけでなく、記録層の膜厚
を変化させた時も全く同様に実行可能である。

すなわち、本発明によれば、少なくとも１つのプローブ
電極と該プローブ電極と対向配置した対向電極とを有し
、導電性材料からなる電極上に電気メモリー効果を有す
る記録層を形成し、なおかつ該記録層自身の厚みを変化
させることによりトラックを設けた記録層を有する記録
媒体を用いることによって、コンスタントハイドモード
でトラッキングした場合でも、トラック外れがおきた時
にトンネル電流が流れるため、かかるコンスタントハイ
ドモード使用時もトラッキングが容易にできるようにな
り、コンスタントカレントモート時の様なトラッキング
用のＺ方向の追従系つまりフィードバック系が不用とな
るため、トラッキング系を簡素化することも可能な記録
再生装置を提供することができる。

また、本発明に係るトラック形成方法としては、例えば
、以下に述べるような方法が考えられる。先ず、基板上
に対向電極となる導電性材料を形成し、次に、記録層を
対向電極上の全面に均一に積層する。その後に、部分的
に記録層を除去することにより、所望の形状にトラック
を形成する。

この時、記録層の除去方法としては、■リソグラフィー
技術を用いる方法、■電子ビームやイオンビーム等を照
射する方法等を挙げることができる。しかし、前者の方
法に於いては、現状のリソグラフィー技術では１０００
Å以下の幅を持つトラックを形成することは極めて困難
であり、記録密度としては１０’〜１０１０ビット／ｃ
１程度が限度である。これに対して、後者の方法による
と、電子ビームあるいはイオンビームのビーム径を小さ
く絞って希望の位置に照射し、９００Å以下の幅及び１
０００Å以下のピッチで記録層を除去することによって
微細なトラックを形成することが可能となり、１０１１
ビツト／ｃｖａ”以上の記録密度を容易に達成できる。

この時、ビームの走査部位がそのまま、記録層除去部と
なり、他の部分が記録部位となりトラックを形成できる
が、そのトラックの幅としては５０Å以上９００Å以下
、ピッチとしては８０Å以上１０００Å以下が好ましく
、より好ましくはそれぞれ５０大以上１５０Å以下、８
０Å以上２００λ以下である。また、記録層を完全に除
去する必要はなく、記録部位と非記録部位の厚みを変化
させるだけでも良い。

本発明で用いる記録層としては、電流−電圧特性に於い
てメモリースイッチング現象（電気メモリー効果）を有
する材料、例えば、π電子準位をもつ群とσ電子準位の
みを有する群を併有する分子を電極上に積層した有機単
分子膜あるいはその累積膜を用いることが可能となる。

一般に有機材料のほとんどは絶縁性もしくは半絶縁性を
示すことから、本発明に於いて、通用可能なπ電子準位
を持つ群を有する有機材料は著しく多岐にわたる。本発
明に好適なπ電子系を有する色素の構造としては、例え
ばフタロシアニン、テトラフェニルポルフィリン等のポ
ルフィリン骨格を有する色素、スクアリリウム基及びク
ロコニックメチン基を結合鎖として持つアズレン系色素
及びキノリン、ベンゾチアゾール、ベンゾオキサゾール
等の２個の含窒素複素環をスクアリリウム基及びクロコ
ニックメチン基により結合したシアニン系類似の色素、
またはシアニン色素、アントラセン及びピレン等の縮合
多環芳香族、及び芳香環及び複素環化合物が重合した鎖
状化合物及びジアセチレン基の重合体、更にはテトラシ
アノキノジメタンまたはテトラチアフルバレンの誘導体
及びその類縁体及びその電荷移動錯体、また更にはフェ
ロセン、トリスビピリジンルテニウム錯体等の金属錯体
化合物が挙げられる。

本発明に好適な高分子材料としては、例えばポリアクリ
ル酸誘導体等の付加重合体、ポリイミド等の縮合重合体
、ナイロン等の開環重合体、バクテリオロドプシン等の
生体高分子が挙げられる。

また、有機記録層の形成に関しては、具体的には蒸着法
やクラスターイオンビーム法等の通用も可能であるが、
制御性、容易性そして再現性から公知の従来技術の中で
は、ラングミュア−プロジェット法（ＬＢ法）が極めて
好適である。

このＬＢ法によれば、１分子中に疎水性部位と親木性部
位とを有する有機化合物の単分子膜またはその累積膜を
基板上に容易に形成することができ、分子オーダーの厚
みを有し、かつ大面積にわたって均一、均質な有機超薄
膜を安定に供給することができる。

かかるＬＢ法は、分子内に親木性部位と疎水性部位とを
有する構造の分子において、両者のバランス（両親媒性
のバランス）が適度に保たれているとき、分子は水面上
で親木性基を下に向けて単分子の層になることを利用し
て単分子膜またはその累積膜を作成する方法である。

ここで、疎水性部位を構成する基としては、一般に広く
知られている飽和及び不飽和炭化水素基や縮合多環芳香
族基及び鎖状多環フェニル基等の各種疎水基が挙げられ
る。これらは、各々単独又はその複数が組み合わされて
疎水性部位を構成する。

一方、親水性部位の構成要素として最も代表的なものは
、例えばカルボキシル基、エステル基、酸アミド基、イ
ミド基、ヒドロキシル基、更にはアミノ基（１，２，３
級及び４級）等の親木性基等が挙げられる。これらも各
々単独又はその複数が組み合わされて上記分子の親木性
部分を構成する。

これらの疎水性基と親水性基をバランス良く併有し、か
つ適度な大きさを持つπ電子系を有する有機分子であれ
ば、水面上で単分子膜を形成することが可能であり、本
発明に対して極めて好適な材料となる。

具体例としては、例えば下記の如き分子等が挙げられる
。

（以下余白） く有機材料〉 ［Ｉ］クロコニックメチン色素 ここでＲ１は前述の０電子率位をもつ群に相当したもの
で、しかも水面上で単分子膜を形成しやすくするために
導入された長鎖アルキル基で、その炭素数ｎは５　Ｓ　
ｎ≦３０が好適である。

［ＩＩ　］スクアリリウム色素 ［１］で挙げた化合物のクロコニックメチン基を下記の
構造を持つスクアリリウム基で置？！換えた化合物。

［ＩＩＩ　］ ポルフィ リ ン系色素化合物 ２） ＼ Ｈ３ −ＣＨ２ＮＨＣｓＨｙ Ｍ　＝　Ｈ２，ＣＬＩ、　　Ｎｉ、　　＾ｐ−ｃｐ希土
類金属イオン 及び Ｒ＝ＯＣＨ（ＣＯＯ）Ｉ）Ｃ，）１２．、＋　　　　５
≦ｎ≦２５Ｍ　＝　Ｈ２，Ｃｕ、　　Ｎｉ、　　Ｚｎ、
　　Ａｌ−Ｃ１２及び希土類金属イオン ［ＩＶ］ 縮合多環芳香族化合物 ＯＯＨ ｒ Ｒ＝Ｃｎ）Ｉ２ｎ、、　　　　　５≦ｎ≦２５Ｍ　＝　
Ｒ２，Ｃｕ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ａ１−Ｃ＃４及び希土類金属
イオン Ｒは単分子膜を形成しやすくするために導入されたもの
で、ここで挙げた置換基に限るものではない。又、Ｒ１
−Ｒ４，Ｒは前述した０電子量位をもつ群に相当してい
る。

［Ｖ］ジアセチレン化合物 ＣＨ３→ＣＨ，←ＣＩＣ−Ｃ蔽Ｃ−（−Ｃ）１２←ＸＯ
≦ｎ、ｌ≦２０ 但しｎ＋ｕ＞１０ Ｘは親木基で一般的には−ＣＯＯＨが用いられるが−０
）１．−ＣＯＮＨ２等も使用できる。

［ＶＩ］その他 Ｑｕｉｎｑｕｅｔｈｉｅｎｙｌ ２） 〈有機高分子材料〉 ［エコ付加重合体 １）ポリアクリル酸 Ｒ。

ポリアクリル酸エステル アクリル酸コポリマー ［ｒ【］縮合重合体 ポリカーボネート ［ＩＩ！　］開環重合体 １）ポリエチレンオキシド ４） アクリル酸エステルコポリマー Ｒ。

５） ポリビニルアセテート ６） 酢酸ビニルコポリマー ここで、Ｒ３は水面上で単分子膜を形成し易くするため
に導入された長鎖アルキル基で、その炭素数ｎは５≦ｎ
≦３０が好適である。また、Ｒ６は短鎖アルキル基であ
り、炭素数ｎは１≦ｎ≦４が好適である。重合度ｍは１
００≦ｍ≦５０００が好適である。

以上、具体例として挙げた化合物は基本構造のみであり
、これら化合物の種々の置換体も本発明に於いて好適で
あることは言うにおよばない。

尚、上記以外でもＬＢ法に通している有機材料、有機高
分子材料であれば、本発明に好適なのは言うまでもない
。例えば近年研究が盛んになりつつある生体材料（例え
ばバタテリオロドプシンやチトクロームＣ）や合成ポリ
ペプチド（ＰＢＬＧ）等も適用が可能である。

これらのπ電子準位を有する化合物の電気メモリー効果
は、数１０μｍ以下の膜厚のもので観測されているが、
前述した記録・再生方法を用いるため、プローブ１を極
と対向電極間にトンネル電流が流れるように両者間の距
離を近づけなければならないので、本発明の記録層の膜
厚は、数Å以上１００Å以下、好ましくは、数Å以上３
０Å以下であることが好ましい。

本発明において、上記の如き有機材料が積層された薄膜
を支持するための基板としては、表面が平滑であれば、
どの様な材料を用いても良いが、前述したトラック形成
法によっである程度利用できる基板材料は限定される。

本発明で用いられる対向電極の材料についても、高い導
電性を有するものであればよく、例えばＡｕ、　Ｐｔ、
　Ａｇ、　Ｐｄ、　ＡＣＩｎ、　Ｓｎ、　Ｐｂ、　Ｗな
どの金属やこれらの合金、更にはグラファイトやシリサ
イド、また更にはＩＴＯなとの導電性酸化物を始めとし
て数多くの材料が挙げられ、これらの本発明への適用が
考えられる。かかる材料を用いた電極形成法としても従
来公知の薄膜技術で十分である。但し、基板上に直接形
成される電極材料は表面がＬ８膜形成の際、絶縁性の酸
化物をつくらない導電材料、例えば貴金属やＩＴＯなと
の酸化物導電体を用いることが望ましく、なおかつ何れ
の材料を用いるにしてもその表面が平滑であることが好
ましい。

また、プローブ電極の材料は、導電性を示すものであれ
ば何を用いてもよく、例えばＰｔ、　Ｐｔ−Ｉｒ、Ｗ、
　Ａｕ、　Ａｇ等が挙げられる。プローブ電極の先端は
、記録・再生・消去の分解能を上げるためできるだけ尖
らせる必要がある。本発明では、針状の導電性材料を電
界研磨法を用い先端形状を制御して、プローブ電極を作
製しているが、プローブ電極の作製方法及び形状は何ら
これに限定するものではない。

更にはプローブ電極の本数も一本に限る必要もなく、位
置検出用と記録・再生用とを分ける等、複数のプローブ
電極を用いても良い。

次に、本発明の記録・再生装置を第２図のブロック図を
用いて説明する。第２図中、５は記録媒体に電圧を印加
するためのプローブ電極であり、このプローブ電極から
記録層１に電圧を印加することによって記録・再生を行
う。対象となる記録媒体は、ＸＹステージ１２上に載置
される。１０はプローブ電流増幅器で、９はプローブ電
流を読み取りプローブ電極の高さが一定になるように圧
電素子を用いた微動機構７を制御するサーボ回路である
。１１はプローブ電極５と対向電極２との間に記録・消
去用のパルス電圧を印加するための電源である。尚、か
かるパルス電圧を印加する際、プローブ電流が急激に変
化するため、サーボ回路９はその間出力電流が一定にな
るように、ＨＯＬＤ回路をＯＮにするように制御してい
る。６，８はＸＹ方向にプローブ電極５を移動制御する
ためのＸＹ方向微動制御機構およびＸＹ走査駆動回路で
ある。１３と１４は、あらかじめ１０−”Ａ程度のプロ
ーブ電流が得られるようにプローブ電極５と記録媒体と
の距離を粗動制御したり、プローブ電極と基板との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。

これらの各機器は、全てマイクロコンピュータ１５によ
り中央制御されている。また、１６は表示装置を表して
いる。また、圧電素子を用いた移動制御における機械的
性能を下記に示す。

Ｚ方向微動制御範囲　：　０．Ｉｎｍ〜１μｍＺ方向粗
動制御範囲　：　１０ｎｍ〜１０ｍｍＸＹ方向走査範囲
　　：　０．Ｉｎｍ　〜１　μｍＸＹ方向粗動制御範囲
：　１０ｎｍ−１０ａ＋ｍ計測、制御許容誤差　：　＜
０．１ｎｒａ（機動制御時）計測、制御許容誤差　：＜
ｌｎｍ（粗動制御時）以下、本発明を実施例に従って説
明する。

［実施例コ 実施例１ 光学研磨したガラス基板（基板３）を中性洗剤及びトリ
ク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５０入堆積させ、更に＾
Ｕを同法により４００人蒸着し、対向電極２を形成した
。

次にスクアリリウム−ビス−６−オクチルアズレン（以
下５ＯＡＺと略す）を濃度０．２ｍｇ／ｍＲ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、かかる単分子
膜の表面圧を２０ｍＮ／ｍまで高め、更にこれを一定に
保ちながら前記電極基板を水面に横切るように速度５ｍ
＋ｏ／分で静かに浸漬し、更に引き上げて、２層のＹ形
単分子膜の累積を行い、前記対向電極上に２層の累積膜
を形成して、記録層１とした。

次に、記録層１上にビーム径４０人、加速電圧１００Ｋ
Ｖ　、　ビーム電流５ｐ＾で電子ビームを１５０人ピッ
チ、長さ１００Ｂに渡って順次照射することにより、記
録層であるＳＯ＾２を部分的に除去して、幅約１００人
の記録層からなるトラックを形成した。

また、この時電子ビームのドーズ量が約Ｉ　Ｃ７ｃｍ２
になる様に走査速度を調節した。

以上の様な方法により作成した記録媒体に、第２図に示
した記録・再生装置を用いて記録・再生、消去の実験を
行った。ただし、プローブ電極５として電界研磨法によ
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５は記録層１に電圧を印加でき
るように、圧電素子により、その距１１！（Ｚ）が制御
されてし＼る。更に、上記機能を持ったままプローブ電
極５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計されている。

また、プローブ電極５は、直接記録・再生・消去を行う
ことができる。また、記録媒体は高精度のＸＹステージ
１２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５で
任意の位置のトラック上に記録・再生及び消去を行うこ
とができる。

前述した５ＯＡＺ２層を累積した記録層１を持つ記録媒
体を記録・再生装置にセットした。この時、トラックの
長さ方向（第１図に於いてＹ方向）と記録・再生装置の
Ｙ方向がほぼ平行となる様に設置した。次に、プローブ
電極５と記録媒体の対向電極２との間に＋１．５Ｖの電
圧を印加し、記録層１に流れる電流をモニターしながら
プローブ電極５と対向電極２との距１１（ｚ）を調整し
た。この時、プローブ電極５と対向電極２との距ｗｉＺ
を制御するためのプローブ電流Ｉｐを１０−’Ａ≧Ｉｐ
≧１０−”Ａ１．：なるように設定した。次に、距＠２
を一定に保ちながら、プローブ電極５をＸ方向、即ちト
ラックを横切る方向に走査させ、記録媒体にトラックが
形成されていることを確認した後、プローブ電極５を任
意のトラック（記録層）上で保持した。次に、プローブ
電極と対向電極の距離を一定に保ちながら、プローブ電
極をＹ方向に走査させた。この時、前述した方法により
トラッキングを行うことにより、任意のトラック上をこ
れから外れることなくプローブ電極５を走査させること
が可能であることがわかった。

次に、プローブ電極をトラック上で走査させながら、５
０人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５を＋側、対向電極２を一側にして、電
気メモリー材料（５ＯＡ２−ＬＢ膜２層）が低抵抗状態
（ＯＮ状態）に変化する様に、第３図に示すしきい値電
圧ｖｔｈ−ＯＮ以上の三角波パルス電圧を印加した。そ
の後、プローブ電極を記録開始点に戻し、再びトラック
上を走査させた。

その結果、記録ビットに於いては０．７ｍＡ程度のプロ
ーブ電流が流れ、ＯＮ状態となっていることが不された
。以上の再生実験に於いて、ピットエラーレートは３　
Ｘ　１０−６であった。また、プローブ電極を電気メモ
リー材料がＯＮ状態からＯＦＦ状態じ変化するしきい値
電圧ＶｔｈＯ□以上のＩＯＶに設定し、再び記録位置を
トレースした結果、全ての記録状態が消去されＯＦＦ状
態に遷移したことも確認した。

なお、５ＯＡＺ　１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１５人であった。

実施例２ 実施例１に於いて、電子ビーム照射のピッチを８０人と
した他は全く同様にして、記録媒体を作成した。この時
、トラックの幅は約５０人であった。

かかる記録媒体を用い実施例１と同様にして記録・再生
実験を行ったところ、ピットエラーレートはＩ　Ｘ　１
０−５であり、消去も可能であった。

実施例３ 実施例１と全く同様に、ガラス基板上に対向電極を形成
した後に、ポリイミドＬＢｌｊを２層累積し記録層１を
形成した。なお、ポリイミドＬＢＩＩ！ｊの形成方法は
以下の通りである。

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℃の純粋の水相上に展開し、水面上に単分子膜
を形成した。この単分子膜の表面圧を２５ｍＮ／＋ａま
テ高め、更にこれを一定に保ちながら、前記基板を水面
に横切るように５ｍ鳳／分で移動させて浸漬、引き上げ
を行い、Ｙ型単分子膜の累積を行った。更にこれらの膜
を３００℃で１０分加熱を行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−法により約４人と求められた。

以上のように形成したボリイよドから成る記録層（、ビ
ーム径５００人、加速電圧４０ＫＶ、ビーム電流１４ｐ
＾で＾Ｕイオンを１００ＯＡピッチ、長さ１００μｍに
渡って順次照射することにより、記録層であるポリイミ
ドを部分的に除去して、幅約５００人の記録層からなる
トラックを形成した。この時、＾Ｕイオンのドーズ量が
１Ｘ１０”個／Ｃ１１１２になる様に走査速度を調節し
た。

この記録媒体についても実施例１と同様に、記録・再生
、消去の実験を行ったところ、ビットエラーレートは１
Ｘ１０−’であり、消去も可能であった。

以上述べてきた実施例中では、トラック形成時に、記録
層を全面に形成してから除去するという方法を用いたが
、これに限定することはなく、最初から記録層の厚みの
変化を設けながら形成しても構わない。また、記録層除
去の方法も、電子ビーム照射やイオンビーム照射に限る
必要はない。また、トラックの形状についても直線状の
ものについて述べてきたが、これに限ることはなく、螺
旋状、円状等地の形態であっても全く構わない。また、
有機化合物記録層の形成にＬＢ法を使用してきたが、極
めて薄く均一な膜が作成できる成膜法であればＬＢ法に
限らず使用可能であり、具体的にはＭＢＥ　＋ＣＶＤ法
等の成膜法が挙げられる。

更に基板材料やその形状も本発明は何ら限定するもので
はない。更には、本実施例に於いてはプローブ電極を１
木としたが、記録・再生用のものとトラッキング用のも
のを各々分けて２本以上としても良い。

［発明の効果］ 以上述べたように、本発明によれば、 ■光記録に比べて、はるかに高密度な記録が可能な、全
く新しい記録媒体を用いた記録再生装置を提供すること
ができる。

■記録・再生時のトラッキングが容易に行え、記録・再
生装置の簡素化が可能になる。それと同時に、記録・再
生の応答速度も遅くならない。

といったような効果がある。

【図面の簡単な説明】

ＹＳ１図は、本発明に用いた記録媒体の構成国の一例で
ある。 第２図は、本発明に係る記録・再生装置の構成のブロッ
ク図である。 ′！Ｊ３図は、本発明の記録媒体に記録を行う際に加え
るパルス信号波形である。 １・・・記録層　　　　２・・・対向電極３・・・基板
　　　　　４・・・記録ビット５・・・ブひ一プ電極　
６・・・ＸＹ方向微動制御機構７・・・２方向微動制御
機構 ８・・・ＸＹ方向走査駆動回路 ９・・・サーボ回路　　１０・・・プローブ電流増幅器
１１・・・パルス電源　　１２・・・ＸＹステージ１３
・・・粗動機構　　　１４・・・粗動駆動回路１５・・
・マイクロコンピュータ １６・・・表示装置

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくとも１つのプローブ電極と該プローブ電極
   と対向配置した対向電極とを有し、導電性材料からなる
   電極上に電気メモリー効果を有する記録層を形成し、な
   おかつ該記録層自身の厚みを変化させることによりトラ
   ックを設けた記録層を有する記録媒体が一対の電極間に
   配置されていることを特徴とする記録再生装置。
2. （２）前記記録層の膜厚が、数Å以上１００Å以下であ
   ることを特徴とする請求項（１）記載の記録再生装置。
3. （３）前記記録層の膜厚が、数Å以上３０Å以下である
   ことを特徴とする請求項（１）記載の記録再生装置。
4. （４）前記トラックの幅が、５０Å以上９００Å以下で
   あることを特徴とする請求項（１）記載の記録再生装置
   。
5. （５）前記トラックのピッチが、８０Å以上１０００Å
   以下であることを特徴とする請求項（１）記載の記録再
   生装置。
6. （６）前記記録層が、有機化合物の単分子膜または該単
   分子膜を累積した累積膜を有していることを特徴とする
   請求項（１）記載の記録再生装置。
7. （７）前記単分子膜または、累積膜がＬＢ法によって成
   膜した膜であることを特徴とする請求項（６）記載の記
   録再生装置。
8. （８）前記有機化合物が、分子中にπ電子準位を持つ群
   とσ電子準位を持つ群とを有することを特徴とする請求
   項（６）記載の記録再生装置。