JPH04339337A - 情報処理装置 - Google Patents
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- JPH04339337A JPH04339337A JP3139631A JP13963191A JPH04339337A JP H04339337 A JPH04339337 A JP H04339337A JP 3139631 A JP3139631 A JP 3139631A JP 13963191 A JP13963191 A JP 13963191A JP H04339337 A JPH04339337 A JP H04339337A
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- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B9/00—Recording or reproducing using a method not covered by one of the main groups G11B3/00 - G11B7/00; Record carriers therefor
- G11B9/12—Recording or reproducing using a method not covered by one of the main groups G11B3/00 - G11B7/00; Record carriers therefor using near-field interactions; Record carriers therefor
- G11B9/14—Recording or reproducing using a method not covered by one of the main groups G11B3/00 - G11B7/00; Record carriers therefor using near-field interactions; Record carriers therefor using microscopic probe means, i.e. recording or reproducing by means directly associated with the tip of a microscopic electrical probe as used in Scanning Tunneling Microscopy [STM] or Atomic Force Microscopy [AFM] for inducing physical or electrical perturbations in a recording medium; Record carriers or media specially adapted for such transducing of information
- G11B9/1418—Disposition or mounting of heads or record carriers
- G11B9/1427—Disposition or mounting of heads or record carriers with provision for moving the heads or record carriers relatively to each other or for access to indexed parts without effectively imparting a relative movement
- G11B9/1436—Disposition or mounting of heads or record carriers with provision for moving the heads or record carriers relatively to each other or for access to indexed parts without effectively imparting a relative movement with provision for moving the heads or record carriers relatively to each other
- G11B9/1445—Disposition or mounting of heads or record carriers with provision for moving the heads or record carriers relatively to each other or for access to indexed parts without effectively imparting a relative movement with provision for moving the heads or record carriers relatively to each other switching at least one head in operating function; Controlling the relative spacing to keep the head operative, e.g. for allowing a tunnel current flow
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y10/00—Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01Q—SCANNING-PROBE TECHNIQUES OR APPARATUS; APPLICATIONS OF SCANNING-PROBE TECHNIQUES, e.g. SCANNING PROBE MICROSCOPY [SPM]
- G01Q80/00—Applications, other than SPM, of scanning-probe techniques
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S977/00—Nanotechnology
- Y10S977/84—Manufacture, treatment, or detection of nanostructure
- Y10S977/849—Manufacture, treatment, or detection of nanostructure with scanning probe
-
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- Y10S977/849—Manufacture, treatment, or detection of nanostructure with scanning probe
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- Y10S977/861—Scanning tunneling probe
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- Y10S977/88—Manufacture, treatment, or detection of nanostructure with arrangement, process, or apparatus for testing
- Y10S977/881—Microscopy or spectroscopy, e.g. sem, tem
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- Y10S977/932—Specified use of nanostructure for electronic or optoelectronic application
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- Y10S977/947—Information storage or retrieval using nanostructure with scanning probe instrument
Landscapes
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Debugging And Monitoring (AREA)
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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、走査型トンネル顕微鏡
等の技術を応用した情報処理装置に関するものである。
等の技術を応用した情報処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、メモリ材料の用途はコンピュータ
とその関連機器、ビデオ、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成すものであり、その材料開
発も極めて活発に行われている。従来では、磁性体、半
導体を素材とした磁気メモリ、半導体メモリが主であっ
たが、レーザー技術の進展に伴い有機色素、フォトポリ
マ等の有機薄膜を用いた安価でかつ高密度記録可能な光
メモリが登場しつつある。
とその関連機器、ビデオ、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成すものであり、その材料開
発も極めて活発に行われている。従来では、磁性体、半
導体を素材とした磁気メモリ、半導体メモリが主であっ
たが、レーザー技術の進展に伴い有機色素、フォトポリ
マ等の有機薄膜を用いた安価でかつ高密度記録可能な光
メモリが登場しつつある。
【０００３】一方で、最近では物質表面及び表面近傍の
電子構造を直接観察できる走査型トンネル顕微鏡（以下
ＳＴＭという）が開発され［Ｇ．Ｂｉｎｎｉｇｅｔ ａ
ｌ．，Ｈｅｌｖｅｔｉｃ −ａＰｈｙｓｉｃａ Ａｃｔ
ａ，５５，７２６（１９８２） ］、単結晶、非結晶を
問わず高分解能で実空間像の観測ができるようになり、
しかも試料物質に電流による損傷を殆ど与えずに低電力
で測定できる利点をも有し、更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適用
できるため広汎な応用が期待されている。
電子構造を直接観察できる走査型トンネル顕微鏡（以下
ＳＴＭという）が開発され［Ｇ．Ｂｉｎｎｉｇｅｔ ａ
ｌ．，Ｈｅｌｖｅｔｉｃ −ａＰｈｙｓｉｃａ Ａｃｔ
ａ，５５，７２６（１９８２） ］、単結晶、非結晶を
問わず高分解能で実空間像の観測ができるようになり、
しかも試料物質に電流による損傷を殆ど与えずに低電力
で測定できる利点をも有し、更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適用
できるため広汎な応用が期待されている。
【０００４】ＳＴＭは金属の探針と導電性試料との間に
電圧を印加して約１ｎｍ程度の距離まで近付けると、ト
ンネル電流が発生する現象を利用している。このトンネ
ル電流は両者間の距離変化に非常に敏感で指数関数的に
応答するため、トンネル電流を一定に保持して探針を試
料上で走査すれば、試料表面の実空間形状を面内方向の
分解能０．１ｎｍ程度まで得ることができる。
電圧を印加して約１ｎｍ程度の距離まで近付けると、ト
ンネル電流が発生する現象を利用している。このトンネ
ル電流は両者間の距離変化に非常に敏感で指数関数的に
応答するため、トンネル電流を一定に保持して探針を試
料上で走査すれば、試料表面の実空間形状を面内方向の
分解能０．１ｎｍ程度まで得ることができる。
【０００５】このＳＴＭの原理を応用すれば、原子オー
ダ（サブ・ナノメートル）での記録再生が可能となるた
め、この原理を応用した超高密度記録用の情報の記録・
再生・消去の少なくとも何れかを行う情報処理装置が種
々提案されている。例えば、特開昭６１−８０５３６号
公報に開示されるものでは、記録媒体表面に吸着した原
子粒子を電子ビームで除去して書込みを行っており、そ
の他にレーザービーム、電子ビーム、粒子ビーム等を用
いて記録媒体の表面を物理的、或いは磁性的に崩壊させ
て書込みを行う方法も提案されている。
ダ（サブ・ナノメートル）での記録再生が可能となるた
め、この原理を応用した超高密度記録用の情報の記録・
再生・消去の少なくとも何れかを行う情報処理装置が種
々提案されている。例えば、特開昭６１−８０５３６号
公報に開示されるものでは、記録媒体表面に吸着した原
子粒子を電子ビームで除去して書込みを行っており、そ
の他にレーザービーム、電子ビーム、粒子ビーム等を用
いて記録媒体の表面を物理的、或いは磁性的に崩壊させ
て書込みを行う方法も提案されている。
【０００６】また、米国特許第４，５７５，８２２ 号
公報に開示されるものでは、記録媒体表面に形成された
誘電体層にトンネル電流によって電荷を注入して記録を
行っており、何れの場合にもＳＴＭで記録再生が行われ
る。或いは、特開昭６３−１６１５５２号公報、同１６
１５５３号公報に開示されるように、電圧電流のスイッ
チング特性に対してメモリ効果を持つ材料、例えばπ電
子系有機化合物、カルコゲン化合物類の薄膜層を記録層
として用いて、ＳＴＭにより記録再生を行う方法も提案
され、この方法によれば記録ビットサイズを１０ｎｍと
して、１０１２ビット／ｃｍ２ の大容量記録再生が可
能となる。
公報に開示されるものでは、記録媒体表面に形成された
誘電体層にトンネル電流によって電荷を注入して記録を
行っており、何れの場合にもＳＴＭで記録再生が行われ
る。或いは、特開昭６３−１６１５５２号公報、同１６
１５５３号公報に開示されるように、電圧電流のスイッ
チング特性に対してメモリ効果を持つ材料、例えばπ電
子系有機化合物、カルコゲン化合物類の薄膜層を記録層
として用いて、ＳＴＭにより記録再生を行う方法も提案
され、この方法によれば記録ビットサイズを１０ｎｍと
して、１０１２ビット／ｃｍ２ の大容量記録再生が可
能となる。
【０００７】これらの情報処理装置においては、探針、
記録媒体間に流れるトンネル電流の平均値を一定に保持
して走査することが重要であり、その制御方法は例えば
特開平１−５３３６３号公報、同１３３２３９号公報等
に開示されるものに提案されている。
記録媒体間に流れるトンネル電流の平均値を一定に保持
して走査することが重要であり、その制御方法は例えば
特開平１−５３３６３号公報、同１３３２３９号公報等
に開示されるものに提案されている。
【０００８】図５は１従来例の探針、記録媒体間距離の
制御回路を示し、プローブ電極１、記録媒体２間に流れ
るトンネル電流は電流増幅器３で増幅され、低域通過型
フィルタ４によって抽出した帯域成分は、位相補償回路
５、誤差増幅器６、サンプルホールド回路７を介し、プ
ローブ電極１に取り付けられた円筒型ピエゾアクチュエ
ータ８の動作電圧にフィードバックが掛けられており、
トンネル電流の平均値が一定となるように制御されてい
る。また、高域通過型フィルタ９によって抽出された帯
域成分は、信号処理回路１０に入力されてそこで情報の
再生が行われる。なお、記録信号入力時には、サンプル
ホールド回路７を用いてプローブ電極１の制御出力信号
を一定に保つように制御している。
制御回路を示し、プローブ電極１、記録媒体２間に流れ
るトンネル電流は電流増幅器３で増幅され、低域通過型
フィルタ４によって抽出した帯域成分は、位相補償回路
５、誤差増幅器６、サンプルホールド回路７を介し、プ
ローブ電極１に取り付けられた円筒型ピエゾアクチュエ
ータ８の動作電圧にフィードバックが掛けられており、
トンネル電流の平均値が一定となるように制御されてい
る。また、高域通過型フィルタ９によって抽出された帯
域成分は、信号処理回路１０に入力されてそこで情報の
再生が行われる。なお、記録信号入力時には、サンプル
ホールド回路７を用いてプローブ電極１の制御出力信号
を一定に保つように制御している。
【０００９】この制御方法は図６に示す回路でも実現可
能である。即ち、プローブ電極１、記録媒体２間に流れ
る電流は、電流増幅器３、対数増幅器１１、低域通過型
フィルタ４を経た後に、増幅器１２、位相補償回路５、
誤差増幅器６、サンプルホールド回路７を介して円筒型
ピエゾアクチュエータ８の動作電圧にフィードバックが
掛けられ、低域通過型フィルタ４の出力は信号処理回路
１０で情報再生される。なお、記録信号入力時にはプロ
ーブ電極１は図５の回路と同様に動作させる。
能である。即ち、プローブ電極１、記録媒体２間に流れ
る電流は、電流増幅器３、対数増幅器１１、低域通過型
フィルタ４を経た後に、増幅器１２、位相補償回路５、
誤差増幅器６、サンプルホールド回路７を介して円筒型
ピエゾアクチュエータ８の動作電圧にフィードバックが
掛けられ、低域通過型フィルタ４の出力は信号処理回路
１０で情報再生される。なお、記録信号入力時にはプロ
ーブ電極１は図５の回路と同様に動作させる。
【００１０】ところで情報処理装置においては、記録媒
体２にアクセスする際にプローブ電極１の位置決めを行
う必要がある。この種の高密度メモリの場合には、一般
的に予め記録媒体２に位置決め用のエッジ部を刻設して
おいて、エッジ検出後にそのエッジに沿ってプローブ電
極１をアクセス位置まで移動する所謂トラッキング方法
が採用されている。従って、実際のアクセス時にはトラ
ックから次のトラックに移動するトラック移動が頻繁に
行われる。このトラック移動には、プローブ電極１の駆
動走査機構の駆動電圧にオフセットを与えたり、或いは
粗動機構自体を動かす等の方法が採られる。
体２にアクセスする際にプローブ電極１の位置決めを行
う必要がある。この種の高密度メモリの場合には、一般
的に予め記録媒体２に位置決め用のエッジ部を刻設して
おいて、エッジ検出後にそのエッジに沿ってプローブ電
極１をアクセス位置まで移動する所謂トラッキング方法
が採用されている。従って、実際のアクセス時にはトラ
ックから次のトラックに移動するトラック移動が頻繁に
行われる。このトラック移動には、プローブ電極１の駆
動走査機構の駆動電圧にオフセットを与えたり、或いは
粗動機構自体を動かす等の方法が採られる。
【００１１】前述したように従来の情報処理装置では、
トンネル電流の平均値をほぼ一定に保持して、プローブ
電極１を記録媒体２の面内方向に走査するため、プロー
ブ電極１が図７に示すような凹部のトラック溝Ｔを横切
る際には、プローブ電極１の先端の軌跡はトラック溝の
形状に沿って図中に点線で示すようになる。
トンネル電流の平均値をほぼ一定に保持して、プローブ
電極１を記録媒体２の面内方向に走査するため、プロー
ブ電極１が図７に示すような凹部のトラック溝Ｔを横切
る際には、プローブ電極１の先端の軌跡はトラック溝の
形状に沿って図中に点線で示すようになる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】一般に、プローブ電極
１の先端は非常に尖鋭であるから、プローブ電極１と記
録媒体２の接触は回避しなくてはならない。しかしなが
ら上述の従来例において、記録媒体２上の凹部からプロ
ーブ電極１が抜け出る際にプローブ電極１が記録媒体２
に衝突することを回避するために、フィードバック制御
が追従可能な走査速度でプローブ電極１が走査されてい
る。この走査速度がフィードバック制御の追従能力で制
限されるという事実は、装置の高速なアクセス速度が要
求されている分野への応用に制限を加える結果となって
いる。
１の先端は非常に尖鋭であるから、プローブ電極１と記
録媒体２の接触は回避しなくてはならない。しかしなが
ら上述の従来例において、記録媒体２上の凹部からプロ
ーブ電極１が抜け出る際にプローブ電極１が記録媒体２
に衝突することを回避するために、フィードバック制御
が追従可能な走査速度でプローブ電極１が走査されてい
る。この走査速度がフィードバック制御の追従能力で制
限されるという事実は、装置の高速なアクセス速度が要
求されている分野への応用に制限を加える結果となって
いる。
【００１３】本発明の目的は、上述の従来例の問題点を
解消しデータへのアクセス速度が速く、そのため用途が
広い情報処理装置を提供することにある。
解消しデータへのアクセス速度が速く、そのため用途が
広い情報処理装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの本発明に係る情報処理装置は、記録媒体からの信号
を検出するプローブの位置をフィードバック制御するプ
ローブ駆動手段と、前記記録媒体上の所定のエッジを検
出するエッジ検出手段と、該エッジ検出手段からの出力
信号に基づいて前記プローブ駆動手段の制御をホールド
するホールド手段とを有することを特徴とするものであ
る。
めの本発明に係る情報処理装置は、記録媒体からの信号
を検出するプローブの位置をフィードバック制御するプ
ローブ駆動手段と、前記記録媒体上の所定のエッジを検
出するエッジ検出手段と、該エッジ検出手段からの出力
信号に基づいて前記プローブ駆動手段の制御をホールド
するホールド手段とを有することを特徴とするものであ
る。
【００１５】
【作用】上述の構成を有する情報処理装置は、例えばト
ンネル電流検出手段によって検出されるトンネル電流の
平均値がほぼ一定となるように、プローブの位置をフィ
ードバック制御するが、記録媒体上でエッジを検出した
際にはプローブの制御がホールドされる。
ンネル電流検出手段によって検出されるトンネル電流の
平均値がほぼ一定となるように、プローブの位置をフィ
ードバック制御するが、記録媒体上でエッジを検出した
際にはプローブの制御がホールドされる。
【００１６】
【実施例】本発明を図１〜図４に図示の実施例の基づい
て詳細に説明する。図１は構成図を示し、図５と同一符
号は同一部材を示している。ステージ１３上には下地電
極１４を取り付けた記録媒体２が載置され、円筒型ピエ
ゾアクチュエータ８を取り付けられたプローブ電極１が
、記録媒体２に対向して下向きに設けられている。トン
ネル電流検出のために、プローブ電極１には電流増幅器
３が接続され、電流増幅器３の出力は電極制御用比較器
１５、サンプルホールド回路１６に接続されており、サ
ンプルホールド回路１６の出力は誤差増幅器６、低域通
過型フィルタ４、高域通過型フィルタ９に接続されてい
る。誤差増幅器６の出力は円筒型ピエゾアクチュエータ
８のｚ方向駆動電極８ａに接続され、低域通過型フィル
タ４の出力はデータ変復調部１７、可変抵抗ＶＲ２ を
介してデータ検出用比較器１８に接続され、高域通過型
フィルタ９の出力はデータ検出用比較器１８に接続され
、データ検出用比較器１８の出力はデータ変復調部１７
に接続されている。また、電極制御用比較器１５の出力
はトラッキング制御部１９からの出力と共にオア回路２
０、アンド回路２１に接続されている。オア回路２０に
はトラッキング制御部１９の出力も入力され、オア回路
２０の出力はサンプルホールド回路１６に接続されてい
る。アンド回路２１にはトラッキング制御部１９からの
出力が入力され、アンド回路２１の出力はオア回路２２
に接続され、オア回路２２の出力はトラッキング制御部
１９からの出力と共にアップダウンカウンタ２３に接続
され、アップダウンカウンタ２３の出力はＤ／Ａ変換器
２４に、Ｄ／Ａ変換器２４の出力は増幅器２５に、増幅
器２５の出力は円筒型ピエゾアクチュエータ８のｘ方向
駆動電極８ｂに接続されている。また、Ｄ／Ａ変換器２
４の出力は、トラッキング制御部１９からの出力と共に
、可変抵抗ＶＲ１ 、抵抗Ｒ１を介して増幅器２６に接
続され、増幅器２６は円筒型ピエゾアクチュエータ８の
ｙ方向駆動電極８ｃに接続されている。一方、ステージ
制御部２７の出力は増幅器２８ａ、２８ｂ、２８ｃに接
続され、増幅器２８ａ、２８ｂ、２８ｃの出力はステー
ジ１３に接続されて、ステージ１３上に載置された記録
媒体２の三次元移動が可能とされている。データ変復調
部１７の出力は、パルス発生器２９に接続され、更にＤ
Ｃバイアス電圧ＶＢ１ と合成され下地電極１４に接続
されている。なお、円筒型ピエゾアクチュエータ８はプ
ローブ電極１を三次元方向にそれぞれ最大２μｍ移動す
ることが可能とされている。
て詳細に説明する。図１は構成図を示し、図５と同一符
号は同一部材を示している。ステージ１３上には下地電
極１４を取り付けた記録媒体２が載置され、円筒型ピエ
ゾアクチュエータ８を取り付けられたプローブ電極１が
、記録媒体２に対向して下向きに設けられている。トン
ネル電流検出のために、プローブ電極１には電流増幅器
３が接続され、電流増幅器３の出力は電極制御用比較器
１５、サンプルホールド回路１６に接続されており、サ
ンプルホールド回路１６の出力は誤差増幅器６、低域通
過型フィルタ４、高域通過型フィルタ９に接続されてい
る。誤差増幅器６の出力は円筒型ピエゾアクチュエータ
８のｚ方向駆動電極８ａに接続され、低域通過型フィル
タ４の出力はデータ変復調部１７、可変抵抗ＶＲ２ を
介してデータ検出用比較器１８に接続され、高域通過型
フィルタ９の出力はデータ検出用比較器１８に接続され
、データ検出用比較器１８の出力はデータ変復調部１７
に接続されている。また、電極制御用比較器１５の出力
はトラッキング制御部１９からの出力と共にオア回路２
０、アンド回路２１に接続されている。オア回路２０に
はトラッキング制御部１９の出力も入力され、オア回路
２０の出力はサンプルホールド回路１６に接続されてい
る。アンド回路２１にはトラッキング制御部１９からの
出力が入力され、アンド回路２１の出力はオア回路２２
に接続され、オア回路２２の出力はトラッキング制御部
１９からの出力と共にアップダウンカウンタ２３に接続
され、アップダウンカウンタ２３の出力はＤ／Ａ変換器
２４に、Ｄ／Ａ変換器２４の出力は増幅器２５に、増幅
器２５の出力は円筒型ピエゾアクチュエータ８のｘ方向
駆動電極８ｂに接続されている。また、Ｄ／Ａ変換器２
４の出力は、トラッキング制御部１９からの出力と共に
、可変抵抗ＶＲ１ 、抵抗Ｒ１を介して増幅器２６に接
続され、増幅器２６は円筒型ピエゾアクチュエータ８の
ｙ方向駆動電極８ｃに接続されている。一方、ステージ
制御部２７の出力は増幅器２８ａ、２８ｂ、２８ｃに接
続され、増幅器２８ａ、２８ｂ、２８ｃの出力はステー
ジ１３に接続されて、ステージ１３上に載置された記録
媒体２の三次元移動が可能とされている。データ変復調
部１７の出力は、パルス発生器２９に接続され、更にＤ
Ｃバイアス電圧ＶＢ１ と合成され下地電極１４に接続
されている。なお、円筒型ピエゾアクチュエータ８はプ
ローブ電極１を三次元方向にそれぞれ最大２μｍ移動す
ることが可能とされている。
【００１７】データは記録媒体２上のデータ列上に記録
され、データ列間にはトラック溝が設けられていて、プ
ローブ電極１の位置決めに利用される。データ再生時に
は、サンプルホールド回路１６をスルー状態に従って、
後述する方法でこのデータ列上を走査する。プローブ電
極１、記録媒体２間に流れるトンネル電流は、電流増幅
器３で増幅され、サンプルホールド回路１６を経た後に
誤差増幅器６で基準電圧ＶＢ２ と比較され、その誤差
電圧がフィードバックされてｚ方向駆動電極８ａに印加
されるので、プローブ電極１は記録媒体２上のデータ列
の凸部分、又は電子状態の変化に追従するように走査さ
れる。
され、データ列間にはトラック溝が設けられていて、プ
ローブ電極１の位置決めに利用される。データ再生時に
は、サンプルホールド回路１６をスルー状態に従って、
後述する方法でこのデータ列上を走査する。プローブ電
極１、記録媒体２間に流れるトンネル電流は、電流増幅
器３で増幅され、サンプルホールド回路１６を経た後に
誤差増幅器６で基準電圧ＶＢ２ と比較され、その誤差
電圧がフィードバックされてｚ方向駆動電極８ａに印加
されるので、プローブ電極１は記録媒体２上のデータ列
の凸部分、又は電子状態の変化に追従するように走査さ
れる。
【００１８】一方で、サンプルホールド回路１６からの
出力は、低域通過型フィルタ４、高域通過型フィルタ９
に入力されており、低域通過型フィルタ４で積分したエ
ンベロープ信号を抵抗ＶＲ２ によって適当に減衰した
電圧と、高域通過型フィルタ９からの出力とがデータ検
出用比較器１８で比較され、２値化データとしてデータ
変復調部１７に出力される。なお、可変抵抗ＶＲ２ は
データ列による出力電圧よりも大きく設定されているも
のとする。
出力は、低域通過型フィルタ４、高域通過型フィルタ９
に入力されており、低域通過型フィルタ４で積分したエ
ンベロープ信号を抵抗ＶＲ２ によって適当に減衰した
電圧と、高域通過型フィルタ９からの出力とがデータ検
出用比較器１８で比較され、２値化データとしてデータ
変復調部１７に出力される。なお、可変抵抗ＶＲ２ は
データ列による出力電圧よりも大きく設定されているも
のとする。
【００１９】トラック移動時においては、電流増幅器３
の出力は電極制御用比較器１５に入力されており、図２
に示すようにトラック溝ＴのエッジＡ点にプローブ電極
１が到達すると、電極制御用比較器１５でエッジ検出が
行われる。その出力はオア回路２０を経てサンプルホー
ルド回路１６に入力され、プローブ電極１のｚ軸方向の
動きがホールドされる。プローブ電極１がトラック溝Ｔ
を越えてエッジＢ点に到達して再びトンネル電流が流れ
始めると、オア回路２０の出力がオフになり、プローブ
電極１のフィードバック制御が開始される。従って、プ
ローブ電極１の先端軌跡は図２の点線で示すようになる
。トラック移動時に、複数のトラック溝Ｔを横切る場合
には、プローブ電極１がトラック溝Ｔを検出した時点で
プローブ電極１のｚ軸方向の動きをホールドし、この動
作を繰り返す。なお、トラック間移動以外でプローブ電
極１のｚ軸方向の動きをホールドする場合には、オア回
路２０にオン信号を入力すればよい。
の出力は電極制御用比較器１５に入力されており、図２
に示すようにトラック溝ＴのエッジＡ点にプローブ電極
１が到達すると、電極制御用比較器１５でエッジ検出が
行われる。その出力はオア回路２０を経てサンプルホー
ルド回路１６に入力され、プローブ電極１のｚ軸方向の
動きがホールドされる。プローブ電極１がトラック溝Ｔ
を越えてエッジＢ点に到達して再びトンネル電流が流れ
始めると、オア回路２０の出力がオフになり、プローブ
電極１のフィードバック制御が開始される。従って、プ
ローブ電極１の先端軌跡は図２の点線で示すようになる
。トラック移動時に、複数のトラック溝Ｔを横切る場合
には、プローブ電極１がトラック溝Ｔを検出した時点で
プローブ電極１のｚ軸方向の動きをホールドし、この動
作を繰り返す。なお、トラック間移動以外でプローブ電
極１のｚ軸方向の動きをホールドする場合には、オア回
路２０にオン信号を入力すればよい。
【００２０】次に、プローブ電極１の走査においては、
電極制御用比較器１５によって検出されるエッジ検出信
号は、アンド回路２１、オア回路２２を介してアップダ
ウンカウンタ２３へのアップ入力となっており、トラッ
キング制御部１９からアンド回路２１に入力されるトラ
ック移動信号との論理積出力が取られ、次にオア回路２
２に入力されるアップ制御信号との論理和出力がとられ
ている。電極制御用比較器１５がエッジを検出をして、
アップダウンカウンタ２３がアップに切換わるとアップ
カウントが始まるが、一定数の計数後にトラッキング制
御部１９からダウン制御信号が入力されて、再びダウン
カウントに変わる。
電極制御用比較器１５によって検出されるエッジ検出信
号は、アンド回路２１、オア回路２２を介してアップダ
ウンカウンタ２３へのアップ入力となっており、トラッ
キング制御部１９からアンド回路２１に入力されるトラ
ック移動信号との論理積出力が取られ、次にオア回路２
２に入力されるアップ制御信号との論理和出力がとられ
ている。電極制御用比較器１５がエッジを検出をして、
アップダウンカウンタ２３がアップに切換わるとアップ
カウントが始まるが、一定数の計数後にトラッキング制
御部１９からダウン制御信号が入力されて、再びダウン
カウントに変わる。
【００２１】一方で、アップダウンカウンタ２３の出力
はＤ／Ａ変換器２４、増幅器２６を介してｘ方向駆動電
極８ｂに接続されているので、円筒型ピエゾアクチュエ
ータ８によって、プローブ電極１がｘ軸方向に駆動され
る。アップダウンカウンタ２３の出力信号は、トラッキ
ング制御部１９からの出力方向制御信号によって制御さ
れる可変抵抗ＶＲ２ 、抵抗Ｒ１を介して、トラッキン
グ制御部１９からのウォブリング信号と合成されｙ方向
駆動電極８ｃに入力され、円筒型ピエゾアクチュエータ
８によってプローブ電極１をｙ軸方向にも駆動するよう
になっている。従って、トラックの移動前に電極制御用
比較器１５がエッジ検出をして、トラッキング制御部１
９からトラック移動信号が入力されると、アップダウン
カウンタ２３がアップに切換わり、そのトラックに沿っ
てプローブ電極が往復移動して走査が行われることにな
る。
はＤ／Ａ変換器２４、増幅器２６を介してｘ方向駆動電
極８ｂに接続されているので、円筒型ピエゾアクチュエ
ータ８によって、プローブ電極１がｘ軸方向に駆動され
る。アップダウンカウンタ２３の出力信号は、トラッキ
ング制御部１９からの出力方向制御信号によって制御さ
れる可変抵抗ＶＲ２ 、抵抗Ｒ１を介して、トラッキン
グ制御部１９からのウォブリング信号と合成されｙ方向
駆動電極８ｃに入力され、円筒型ピエゾアクチュエータ
８によってプローブ電極１をｙ軸方向にも駆動するよう
になっている。従って、トラックの移動前に電極制御用
比較器１５がエッジ検出をして、トラッキング制御部１
９からトラック移動信号が入力されると、アップダウン
カウンタ２３がアップに切換わり、そのトラックに沿っ
てプローブ電極が往復移動して走査が行われることにな
る。
【００２２】このプローブ電極１の走査方位は、可変抵
抗ＶＲ２ を調整し、ｘ軸方向とｙ軸方向の駆動比を変
えることによって制御することが可能であり、適正走査
方位はウォブリング電圧を変化してプローブ電極１をｙ
軸方向で移動し、この際のトンネル電流のエンベロープ
信号をモニタして調整する。なお、トラッキング制御部
１９からアンド回路２１に入力される信号は、トラック
移動時にはオフになっているのでプローブ電極１の走査
方向が反転することはない。
抗ＶＲ２ を調整し、ｘ軸方向とｙ軸方向の駆動比を変
えることによって制御することが可能であり、適正走査
方位はウォブリング電圧を変化してプローブ電極１をｙ
軸方向で移動し、この際のトンネル電流のエンベロープ
信号をモニタして調整する。なお、トラッキング制御部
１９からアンド回路２１に入力される信号は、トラック
移動時にはオフになっているのでプローブ電極１の走査
方向が反転することはない。
【００２３】データ記録時には、プローブ電極１を記録
媒体２のデータ列に沿って走査し、データ書き込みクロ
ックに同期してサンプルホールド回路１６をホールド状
態として、データ変復調部１７から出力されるデータ信
号に従ってパルス発生器２９より書込みパルスを発生す
る。
媒体２のデータ列に沿って走査し、データ書き込みクロ
ックに同期してサンプルホールド回路１６をホールド状
態として、データ変復調部１７から出力されるデータ信
号に従ってパルス発生器２９より書込みパルスを発生す
る。
【００２４】図３は第２の実施例の構成図を示し、この
実施例においては電極制御用比較器１５の出力はサンプ
ルホールド回路１６、アンド回路２１、オフセット増幅
回路３０に接続され、更に誤差増幅器６の出力がオフセ
ット増幅回路３０に接続され、オフセット増幅回路３０
の出力はｚ方向駆動電極８ａに接続されている。また、
トラッキング制御部１９はサンプルホールド回路１６、
オフセット増幅回路３０に接続されており、他の構成は
第１の実施例と同様である。
実施例においては電極制御用比較器１５の出力はサンプ
ルホールド回路１６、アンド回路２１、オフセット増幅
回路３０に接続され、更に誤差増幅器６の出力がオフセ
ット増幅回路３０に接続され、オフセット増幅回路３０
の出力はｚ方向駆動電極８ａに接続されている。また、
トラッキング制御部１９はサンプルホールド回路１６、
オフセット増幅回路３０に接続されており、他の構成は
第１の実施例と同様である。
【００２５】この実施例では、電極制御用比較器１５に
よってトラック溝Ｔが検出された後に、プローブ電極１
をホールドする動作が第１の実施例と異なっている。エ
ッジ検出信号が電極制御用比較器１５からサンプルホー
ルド回路１６、オフセット増幅回路３０に入力されると
、プローブ電極１がホールドされるが、更にオフセット
増幅回路３０からｚ方向駆動電極８ａに一定のオフセッ
ト電圧が加えられるため、プローブ電極１は記録媒体２
から一定距離だけ離される。一定時間が経過すると、ト
ラッキング制御部１９からサンプルホールド回路１６、
オフセット増幅回路３０に信号が出力されて、ホールド
状態が解除され、再びプローブ電極１のフィードバック
制御が開始される。
よってトラック溝Ｔが検出された後に、プローブ電極１
をホールドする動作が第１の実施例と異なっている。エ
ッジ検出信号が電極制御用比較器１５からサンプルホー
ルド回路１６、オフセット増幅回路３０に入力されると
、プローブ電極１がホールドされるが、更にオフセット
増幅回路３０からｚ方向駆動電極８ａに一定のオフセッ
ト電圧が加えられるため、プローブ電極１は記録媒体２
から一定距離だけ離される。一定時間が経過すると、ト
ラッキング制御部１９からサンプルホールド回路１６、
オフセット増幅回路３０に信号が出力されて、ホールド
状態が解除され、再びプローブ電極１のフィードバック
制御が開始される。
【００２６】従って、プローブ電極１の先端の軌跡は図
４の点線で示すようになる。なお、広範囲移動の際には
、アクセス位置に到達するまではプローブ電極１を記録
媒体２から遠去けておいて、アクセス位置で降下すれば
よい。これは動作にも適用可能であり、プローブ電極１
、記録媒体２の衝突が回避される。
４の点線で示すようになる。なお、広範囲移動の際には
、アクセス位置に到達するまではプローブ電極１を記録
媒体２から遠去けておいて、アクセス位置で降下すれば
よい。これは動作にも適用可能であり、プローブ電極１
、記録媒体２の衝突が回避される。
【００２７】記録媒体２には、プローブ電極１、記録媒
体２間の電流、電圧特性に対してメモリ効果を有するも
のが使用される。記録媒体２の表面に凹凸を形成して記
録を行うものでは、ＨＯＰＧ（Ｈｉｇｈｌｙ Ｏｒｉｅ
ｎｔａｌ Ｐｙｒｏｌｉｔｈｉｃ Ｇｒａｐｈｉｔｅ）
劈開基板、シリコンウエハ、真空蒸着又はエピタキシ
ャル成長させたＡｕ、Ａｇ、Ｍｏ、Ｃｕ等の金属薄膜、
Ｒｈ２５Ｚｘ７５、Ｃｏ３５Ｔｂ６５などのガラス金属
があり、記録媒体２の表面の電子状態によって記録を行
うものでは、アモルファスシリコン、π電子系有機化合
物、カルコゲン化合物類の薄膜層などがある。
体２間の電流、電圧特性に対してメモリ効果を有するも
のが使用される。記録媒体２の表面に凹凸を形成して記
録を行うものでは、ＨＯＰＧ（Ｈｉｇｈｌｙ Ｏｒｉｅ
ｎｔａｌ Ｐｙｒｏｌｉｔｈｉｃ Ｇｒａｐｈｉｔｅ）
劈開基板、シリコンウエハ、真空蒸着又はエピタキシ
ャル成長させたＡｕ、Ａｇ、Ｍｏ、Ｃｕ等の金属薄膜、
Ｒｈ２５Ｚｘ７５、Ｃｏ３５Ｔｂ６５などのガラス金属
があり、記録媒体２の表面の電子状態によって記録を行
うものでは、アモルファスシリコン、π電子系有機化合
物、カルコゲン化合物類の薄膜層などがある。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係る情報処
理装置は、記録媒体上でエッジを検出した際には、プロ
ーブ電極のホールド状態が変化されるので、記録媒体上
に設けられたトラック溝等にプローブ電極の先端が入り
込むことがなく、プローブ電極と記録媒体の接触が防止
される。従って、走査速度を速めることができ、トラッ
ク間移動、データアクセスなどが高速化されるという効
果を有する。
理装置は、記録媒体上でエッジを検出した際には、プロ
ーブ電極のホールド状態が変化されるので、記録媒体上
に設けられたトラック溝等にプローブ電極の先端が入り
込むことがなく、プローブ電極と記録媒体の接触が防止
される。従って、走査速度を速めることができ、トラッ
ク間移動、データアクセスなどが高速化されるという効
果を有する。
【図１】第１の実施例の構成図である。
【図２】プローブ電極の先端の軌跡の説明図である。
【図３】第２の実施例の構成図である。
【図４】プローブ電極の先端の軌跡の説明図である。
【図５】第１の従来例の構成図である。
【図６】第２の従来例の構成図である。
【図７】従来例のプローブ電極の先端の軌跡の説明図で
ある。
ある。
１ プローブ電極
２ 記録媒体
３ 電流増幅器
４ 低域通過型フィルタ
６ 誤差増幅器
７、１６ サンプルホールド回路
８ 円筒型ピエゾアクチュエータ
９ 高域通過型フィルタ
１０ 信号処理回路
１３ ステージ
１５ 電極制御用比較器
１９ トラッキング制御部
２３ アップダウンカウンタ
２７ ステージ制御部
Claims (3)
- 【請求項１】 記録媒体からの信号を検出するプロー
ブの位置をフィードバック制御するプローブ駆動手段と
、前記記録媒体上の所定のエッジを検出するエッジ検出
手段と、該エッジ検出手段からの出力信号に基づいて前
記プローブ駆動手段の制御をホールドするホールド手段
とを有することを特徴とする情報処理装置。 - 【請求項２】 前記ホールド手段によるホールドはエ
ッジ検出時の前記プローブの鉛直方向の位置に前記プロ
ーブを固定するようにした請求項１に記載の情報処理装
置。 - 【請求項３】 前記ホールド手段によるホールドはエ
ッジ検出時の前記プローブの鉛直方向の位置よりも前記
プローブ電極を前記記録媒体から離した位置に固定する
ようにした請求項１に記載の情報処理装置。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3139631A JP2930447B2 (ja) | 1991-05-15 | 1991-05-15 | 情報処理装置 |
| CA002068587A CA2068587C (en) | 1991-05-15 | 1992-05-13 | Information reading and recording using a scanning tunnel microscope |
| DE69227399T DE69227399T2 (de) | 1991-05-15 | 1992-05-14 | Gerät zur Informationsverarbeitung |
| US07/882,930 US5299184A (en) | 1991-05-15 | 1992-05-14 | Information processing apparatus with held distance control on track edge detection |
| AT92108160T ATE172811T1 (de) | 1991-05-15 | 1992-05-14 | Gerät zur informationsverarbeitung |
| EP92108160A EP0513790B1 (en) | 1991-05-15 | 1992-05-14 | Information processing apparatus |
| US08/174,443 US5485451A (en) | 1991-05-15 | 1993-12-28 | Information processing apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3139631A JP2930447B2 (ja) | 1991-05-15 | 1991-05-15 | 情報処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04339337A true JPH04339337A (ja) | 1992-11-26 |
| JP2930447B2 JP2930447B2 (ja) | 1999-08-03 |
Family
ID=15249780
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3139631A Expired - Fee Related JP2930447B2 (ja) | 1991-05-15 | 1991-05-15 | 情報処理装置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US5299184A (ja) |
| EP (1) | EP0513790B1 (ja) |
| JP (1) | JP2930447B2 (ja) |
| AT (1) | ATE172811T1 (ja) |
| CA (1) | CA2068587C (ja) |
| DE (1) | DE69227399T2 (ja) |
Families Citing this family (39)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2744359B2 (ja) * | 1991-04-24 | 1998-04-28 | キヤノン株式会社 | 情報再生及び／又は情報記録装置 |
| ATE175515T1 (de) * | 1991-10-15 | 1999-01-15 | Canon Kk | Informationsverarbeitungsgerät mit spurausrichtungsmechanismus |
| JPH05325275A (ja) * | 1992-05-20 | 1993-12-10 | Canon Inc | 記録再生装置 |
| JP3025120B2 (ja) * | 1992-12-21 | 2000-03-27 | キヤノン株式会社 | 記録再生装置 |
| JP3073616B2 (ja) * | 1992-12-24 | 2000-08-07 | キヤノン株式会社 | マルチプローブを具備する情報処理装置 |
| US5517128A (en) * | 1993-01-05 | 1996-05-14 | Sentech Instruments Gmbh | Method and arrangement for charge carrier profiling in semiconductor structure by means of AFM scanning |
| JP3135753B2 (ja) * | 1993-08-26 | 2001-02-19 | キヤノン株式会社 | プローブを用いた記録再生方法および装置 |
| US6337479B1 (en) * | 1994-07-28 | 2002-01-08 | Victor B. Kley | Object inspection and/or modification system and method |
| US6339217B1 (en) * | 1995-07-28 | 2002-01-15 | General Nanotechnology Llc | Scanning probe microscope assembly and method for making spectrophotometric, near-field, and scanning probe measurements |
| US5751683A (en) * | 1995-07-24 | 1998-05-12 | General Nanotechnology, L.L.C. | Nanometer scale data storage device and associated positioning system |
| JP3599440B2 (ja) * | 1994-12-05 | 2004-12-08 | キヤノン株式会社 | 情報処理装置の探針位置制御機構および探針位置制御方法、情報処理装置 |
| JP3610108B2 (ja) * | 1995-01-13 | 2005-01-12 | キヤノン株式会社 | 情報処理装置 |
| JP3581421B2 (ja) * | 1995-02-23 | 2004-10-27 | キヤノン株式会社 | 情報処理装置 |
| US6507553B2 (en) | 1995-07-24 | 2003-01-14 | General Nanotechnology Llc | Nanometer scale data storage device and associated positioning system |
| US5835477A (en) * | 1996-07-10 | 1998-11-10 | International Business Machines Corporation | Mass-storage applications of local probe arrays |
| JP3679525B2 (ja) * | 1996-10-07 | 2005-08-03 | キヤノン株式会社 | 情報記録再生装置、および情報記録再生方法 |
| JPH10312592A (ja) * | 1997-05-13 | 1998-11-24 | Canon Inc | 情報処理装置および情報処理方法 |
| US6459088B1 (en) | 1998-01-16 | 2002-10-01 | Canon Kabushiki Kaisha | Drive stage and scanning probe microscope and information recording/reproducing apparatus using the same |
| US7196328B1 (en) | 2001-03-08 | 2007-03-27 | General Nanotechnology Llc | Nanomachining method and apparatus |
| US6752008B1 (en) | 2001-03-08 | 2004-06-22 | General Nanotechnology Llc | Method and apparatus for scanning in scanning probe microscopy and presenting results |
| US6802646B1 (en) | 2001-04-30 | 2004-10-12 | General Nanotechnology Llc | Low-friction moving interfaces in micromachines and nanomachines |
| US6787768B1 (en) | 2001-03-08 | 2004-09-07 | General Nanotechnology Llc | Method and apparatus for tool and tip design for nanomachining and measurement |
| US6923044B1 (en) | 2001-03-08 | 2005-08-02 | General Nanotechnology Llc | Active cantilever for nanomachining and metrology |
| US6506087B1 (en) * | 1998-05-01 | 2003-01-14 | Canon Kabushiki Kaisha | Method and manufacturing an image forming apparatus having improved spacers |
| CN1146879C (zh) * | 1999-02-03 | 2004-04-21 | 皇家菲利浦电子有限公司 | 带有被并行控制的致动器的光学扫描装置和光学播放器 |
| US6448553B1 (en) | 1999-04-26 | 2002-09-10 | Canon Kabushiki Kaisha | Signal detector to be used with scanning probe and atomic force microscope |
| AU6061100A (en) * | 1999-07-01 | 2001-01-22 | General Nanotechnology, Llc | Object inspection and/or modification system and method |
| US6931710B2 (en) | 2001-01-30 | 2005-08-23 | General Nanotechnology Llc | Manufacturing of micro-objects such as miniature diamond tool tips |
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