JPH05210875A - カンチレバー型プローブを用いた情報処理装置 - Google Patents
カンチレバー型プローブを用いた情報処理装置Info
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- JPH05210875A JPH05210875A JP30265191A JP30265191A JPH05210875A JP H05210875 A JPH05210875 A JP H05210875A JP 30265191 A JP30265191 A JP 30265191A JP 30265191 A JP30265191 A JP 30265191A JP H05210875 A JPH05210875 A JP H05210875A
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- B82Y10/00—Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
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- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B19/00—Driving, starting, stopping record carriers not specifically of filamentary or web form, or of supports therefor; Control thereof; Control of operating function ; Driving both disc and head
- G11B19/02—Control of operating function, e.g. switching from recording to reproducing
- G11B19/04—Arrangements for preventing, inhibiting, or warning against double recording on the same blank or against other recording or reproducing malfunctions
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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
- G11B9/1409—Heads
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- G—PHYSICS
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- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
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- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ＳＴＭの原理を応用した情報処理装置のプロ
ーブを位置制御する逆圧電効果を利用したカンチレバー
において、それを構成する圧電体や電極が電圧破壊を生
じないような駆動手段を講ずることにある。 【構成】 圧電体を電極で挟持したカンチレバー型プロ
ーブ２と記録媒体１間に流れるトンネル電流を用いて情
報の記録再生等を行う情報処理装置において、該カンチ
レバー型プローブ２を駆動する信号を振幅制限するリミ
ット回路１２を設けた情報処理装置を特徴とする。
ーブを位置制御する逆圧電効果を利用したカンチレバー
において、それを構成する圧電体や電極が電圧破壊を生
じないような駆動手段を講ずることにある。 【構成】 圧電体を電極で挟持したカンチレバー型プロ
ーブ２と記録媒体１間に流れるトンネル電流を用いて情
報の記録再生等を行う情報処理装置において、該カンチ
レバー型プローブ２を駆動する信号を振幅制限するリミ
ット回路１２を設けた情報処理装置を特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、情報処理装置におい
て、情報処理にカンチレバー型プローブを用いる情報処
理装置に関する。
て、情報処理にカンチレバー型プローブを用いる情報処
理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】高密度記録方法として、従来からいろい
ろな方法が知られているが、代表的なものは磁気記録お
よび光記録である。磁気記録では、記録再生に使用する
磁気ヘッドなどの装置の制約により記録波長が決まり、
この場合１μｍ程度が限界となる。光記録では、記録再
生に使用される光のビーム径によって記録波長が制限さ
れ、１〜０．５μｍ程度が限界となっている。
ろな方法が知られているが、代表的なものは磁気記録お
よび光記録である。磁気記録では、記録再生に使用する
磁気ヘッドなどの装置の制約により記録波長が決まり、
この場合１μｍ程度が限界となる。光記録では、記録再
生に使用される光のビーム径によって記録波長が制限さ
れ、１〜０．５μｍ程度が限界となっている。
【０００３】一方、近年ＳＴＭ（走査型トンネル顕微
鏡）が開発され、固体表面状態を水平分解能が数オング
ストローム、垂直分解能が１オングストローム以下の高
分解能で分析できるようになった（Ｇ．Ｂｉｎｎｉｇ
ｅｔ ａｌ．，Ｈｅｌｖｅｔｉｃａ Ｐｈｙｓｉｃａ
Ａｃｔａ，５５，７２６（１９８２））。
鏡）が開発され、固体表面状態を水平分解能が数オング
ストローム、垂直分解能が１オングストローム以下の高
分解能で分析できるようになった（Ｇ．Ｂｉｎｎｉｇ
ｅｔ ａｌ．，Ｈｅｌｖｅｔｉｃａ Ｐｈｙｓｉｃａ
Ａｃｔａ，５５，７２６（１９８２））。
【０００４】このＳＴＭの原理を用いて、試料としての
記録媒体の表面上にプローブを用いて凹凸または電子状
態の変化をｎｍのオーダーで記録再生することがいくつ
か提案されている（特開昭６３−１６１５５２、１６１
５５３）。
記録媒体の表面上にプローブを用いて凹凸または電子状
態の変化をｎｍのオーダーで記録再生することがいくつ
か提案されている（特開昭６３−１６１５５２、１６１
５５３）。
【０００５】この際、このプローブを長さ数１００μｍ
程度のカンチレバー（片持ちばり）上に取り付け、この
カンチレバーを圧電体で駆動する方法が考えられてい
る。従来この様なカンチレバーの作製法としては、半導
体プロセスを応用し、一つの基板上に微細加工を施す加
工技術を用いて圧電体薄膜、金属膜等の多層構造を有す
るカンチレバーを作製する方法があった（Ｔ．Ｒ．Ａｌ
ｂｒｅｃｈｔ ｅｔ ａｌ．“Ｍｉｃｒｏｆａｂｒｉｃ
ａｔｉｏｎ ｏｆ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｓｃａｎｎ
ｉｎｇ ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ ｍｉｃｒｏｓｃｏｐ
ｅ”；Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ４ｔｈ Ｉｎｔ
ｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｎ ｓ
ｃａｎｎｉｎｇ ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ ｍｉｃｒｏｓｃ
ｏｐｙ／ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ １９９０）。
程度のカンチレバー（片持ちばり）上に取り付け、この
カンチレバーを圧電体で駆動する方法が考えられてい
る。従来この様なカンチレバーの作製法としては、半導
体プロセスを応用し、一つの基板上に微細加工を施す加
工技術を用いて圧電体薄膜、金属膜等の多層構造を有す
るカンチレバーを作製する方法があった（Ｔ．Ｒ．Ａｌ
ｂｒｅｃｈｔ ｅｔ ａｌ．“Ｍｉｃｒｏｆａｂｒｉｃ
ａｔｉｏｎ ｏｆ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｓｃａｎｎ
ｉｎｇ ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ ｍｉｃｒｏｓｃｏｐ
ｅ”；Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ４ｔｈ Ｉｎｔ
ｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｎ ｓ
ｃａｎｎｉｎｇ ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ ｍｉｃｒｏｓｃ
ｏｐｙ／ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ １９９０）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このカ
ンチレバーは、ＺｎＯ等の圧電体薄膜、金属膜の薄膜を
積層しているため、数Ｖの電圧印加により電圧破壊を起
こしやすく、容易に静電気や帯電等で圧電体薄膜の破壊
を招いていた。このため、カンチレバーを電流検出のプ
ローブとして用いる場合、カンチレバーを駆動する駆動
電圧を制限する必要があり、カンチレバーを用いて位置
制御を行う上で障害になっていた。
ンチレバーは、ＺｎＯ等の圧電体薄膜、金属膜の薄膜を
積層しているため、数Ｖの電圧印加により電圧破壊を起
こしやすく、容易に静電気や帯電等で圧電体薄膜の破壊
を招いていた。このため、カンチレバーを電流検出のプ
ローブとして用いる場合、カンチレバーを駆動する駆動
電圧を制限する必要があり、カンチレバーを用いて位置
制御を行う上で障害になっていた。
【０００７】すなわち、本発明の目的とするところは、
上述のような問題点を解消し得る情報処理装置を提供す
ることにある。
上述のような問題点を解消し得る情報処理装置を提供す
ることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段及び作用】上記目的を達成
するための本発明の構成上の特徴は、以下の通りであ
る。
するための本発明の構成上の特徴は、以下の通りであ
る。
【０００９】その一つは、圧電体を電極で挟持したカン
チレバー型プローブと試料間で情報の処理を行う情報処
理装置において、該カンチレバー型プローブを駆動する
信号を振幅制限するリミット回路を設けた情報処理装
置、としている点にある。
チレバー型プローブと試料間で情報の処理を行う情報処
理装置において、該カンチレバー型プローブを駆動する
信号を振幅制限するリミット回路を設けた情報処理装
置、としている点にある。
【００１０】また一つは、上記情報処理装置の構成要件
に加えて、前記カンチレバー型プローブを駆動する信号
として、プローブと試料間の距離を制御する信号を用
い、かつ前記リミット回路でリミット値を越える制御信
号をカンチレバー型プローブと異なる位置制御機構に印
加する手段を有した情報処理装置、としている点にあ
る。
に加えて、前記カンチレバー型プローブを駆動する信号
として、プローブと試料間の距離を制御する信号を用
い、かつ前記リミット回路でリミット値を越える制御信
号をカンチレバー型プローブと異なる位置制御機構に印
加する手段を有した情報処理装置、としている点にあ
る。
【００１１】かかる構成によれば、例えばプローブと試
料間の距離を制御する位置制御信号の内、カンチレバー
を駆動する信号振幅をカンチレバーが電圧破壊する値以
下に設定し、かつこれを越える量の制御信号を他の駆動
機構に印加することで、カンチレバーを電圧破壊するこ
となく高精度のプローブと試料間の距離制御が行える。
料間の距離を制御する位置制御信号の内、カンチレバー
を駆動する信号振幅をカンチレバーが電圧破壊する値以
下に設定し、かつこれを越える量の制御信号を他の駆動
機構に印加することで、カンチレバーを電圧破壊するこ
となく高精度のプローブと試料間の距離制御が行える。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の実施例について具体的に説明
する。
する。
【００１３】（実施例１）図１は、本発明に係る情報の
記録再生を行う情報処理装置の概略図である。
記録再生を行う情報処理装置の概略図である。
【００１４】本図中、１は記録媒体であり、これに接近
してカンチレバー型プローブ２が対向している。カンチ
レバー型プローブ２はＺ微動機構３である積層型圧電素
子に、さらにカンチレバー型プローブ２を記録媒体１に
接近させるためのステッピングモータ等のＺ粗動機構４
に取り付けられている。
してカンチレバー型プローブ２が対向している。カンチ
レバー型プローブ２はＺ微動機構３である積層型圧電素
子に、さらにカンチレバー型プローブ２を記録媒体１に
接近させるためのステッピングモータ等のＺ粗動機構４
に取り付けられている。
【００１５】記録媒体１としては、電圧電流のスイッチ
ング特性に対し、メモリ効果をもつ材料を基板５上に形
成したものを用いた。本実施例では、ガラスや雲母など
の平坦な基板上に金をエピタキシャル成長させた基板５
を用意し、この基板上に電圧電流のスイッチング特性に
対しメモリ効果をもつ材料としてスクアリウム−ビス−
６−オクチルアズレンを用い、ラングミュア・ブロジェ
ット法（ＬＢ法）により、単分子膜２層の累積膜を基板
電極５上に形成した。
ング特性に対し、メモリ効果をもつ材料を基板５上に形
成したものを用いた。本実施例では、ガラスや雲母など
の平坦な基板上に金をエピタキシャル成長させた基板５
を用意し、この基板上に電圧電流のスイッチング特性に
対しメモリ効果をもつ材料としてスクアリウム−ビス−
６−オクチルアズレンを用い、ラングミュア・ブロジェ
ット法（ＬＢ法）により、単分子膜２層の累積膜を基板
電極５上に形成した。
【００１６】図２に本実施例で用いたカンチレバー型プ
ローブ２の断面図を示す。また図２（ｂ）は、図２
（ａ）中Ａ−Ａ’部の断面図である。図２中、２０１は
Ｓｉ基板、２０２，２１０はＳｉ3 Ｎ4 層、２０３，２
０４，２０６，２０８，２０９は駆動用電極、２０５及
び２０７は圧電体薄膜、２１１はプローブ、２１２はプ
ローブ用電極である。このカンチレバーは、バイモルフ
構造を有し、さらに該バイモルフ構造を２分割すること
により、３次元的に駆動可能とした。以下にその作製工
程を記す。
ローブ２の断面図を示す。また図２（ｂ）は、図２
（ａ）中Ａ−Ａ’部の断面図である。図２中、２０１は
Ｓｉ基板、２０２，２１０はＳｉ3 Ｎ4 層、２０３，２
０４，２０６，２０８，２０９は駆動用電極、２０５及
び２０７は圧電体薄膜、２１１はプローブ、２１２はプ
ローブ用電極である。このカンチレバーは、バイモルフ
構造を有し、さらに該バイモルフ構造を２分割すること
により、３次元的に駆動可能とした。以下にその作製工
程を記す。
【００１７】まず、Ｓｉ（１００）基板２０１（厚さ
０．５μｍ）上に、ＣＶＤ法によりＳｉ3 Ｎ4 膜を０．
１５μｍの厚さに成膜した。使用した原料ガスはＳｉＨ
2 Ｃｌ2 ：ＮＨ3 （１：９）であり、基板温度は８００
℃であった。次にフォトリソグラフィーおよびＣＦ4 ド
ライエッチングにより、Ｓｉ3 Ｎ4 を所望の形状にパタ
ーニングした。続いて、Ｃｒ０．０１μｍ、Ａｕ０．０
９μｍ成膜し、フォトリソグラフィーおよびウェットエ
ッチングによりパターニングした。次にスパッタ法でＡ
ｌＮを０．３μｍ成膜した。ターゲットはＡｌを用い、
Ａｒ＋Ｎ2 雰囲気でスパッタした。さらに、フォトリソ
グラフィーとＡｌ用エッチング液によるウェットエッチ
ングでパターニングした。その後上記工程を繰り返し、
結局Ｓｉ基板−Ａｕ／Ｃｒ−ＡｌＮ−Ａｕ／Ｃｒ−Ａｌ
Ｎ−Ａｕ／Ｃｒのバイモルフ構造を形成した。さらに、
保護層としてアモルファスＳｉＮを０．１５μｍＣＶＤ
法により成膜した。その後、タングステンプローブを蒸
着法で作製した後、ＫＯＨによるＳｉの異方性エッチン
グを用いて、Ｓｉ3 Ｎ4 がついていない部分を除去し、
カンチレバーを作製した。最後に、Ｗプローブ側をＰｔ
コーティングし、カンチレバー型プローブ２を作製し
た。
０．５μｍ）上に、ＣＶＤ法によりＳｉ3 Ｎ4 膜を０．
１５μｍの厚さに成膜した。使用した原料ガスはＳｉＨ
2 Ｃｌ2 ：ＮＨ3 （１：９）であり、基板温度は８００
℃であった。次にフォトリソグラフィーおよびＣＦ4 ド
ライエッチングにより、Ｓｉ3 Ｎ4 を所望の形状にパタ
ーニングした。続いて、Ｃｒ０．０１μｍ、Ａｕ０．０
９μｍ成膜し、フォトリソグラフィーおよびウェットエ
ッチングによりパターニングした。次にスパッタ法でＡ
ｌＮを０．３μｍ成膜した。ターゲットはＡｌを用い、
Ａｒ＋Ｎ2 雰囲気でスパッタした。さらに、フォトリソ
グラフィーとＡｌ用エッチング液によるウェットエッチ
ングでパターニングした。その後上記工程を繰り返し、
結局Ｓｉ基板−Ａｕ／Ｃｒ−ＡｌＮ−Ａｕ／Ｃｒ−Ａｌ
Ｎ−Ａｕ／Ｃｒのバイモルフ構造を形成した。さらに、
保護層としてアモルファスＳｉＮを０．１５μｍＣＶＤ
法により成膜した。その後、タングステンプローブを蒸
着法で作製した後、ＫＯＨによるＳｉの異方性エッチン
グを用いて、Ｓｉ3 Ｎ4 がついていない部分を除去し、
カンチレバーを作製した。最後に、Ｗプローブ側をＰｔ
コーティングし、カンチレバー型プローブ２を作製し
た。
【００１８】カンチレバーの寸法は、７００×２３０μ
ｍでＺ方向の共振周波数は３．３ｋＨｚ、１Ｖ印加時カ
ンチレバー先端の変位量は１．７５μｍであった。
ｍでＺ方向の共振周波数は３．３ｋＨｚ、１Ｖ印加時カ
ンチレバー先端の変位量は１．７５μｍであった。
【００１９】記録再生時、カンチレバー型プローブ２の
先端と記録媒体１の間にバイアス回路６によりバイアス
電圧を印加した状態でＺ粗動機構４を動かし、トンネル
電流が流れる程度までプローブを記録媒体に近づけ、両
者間の距離を一定とするようにサーボをかけておく。こ
の状態で記録媒体１上の所望の位置までプローブを移動
し、バイアス回路６からのバイアス電圧を変調し、電気
メモリ効果を生ずるしきい値電圧を越える電圧をプロー
ブと記録媒体間に印加し記録を行う。再生時も同様に、
バイアス回路６から読み取り用バイアス電圧をプローブ
と記録媒体間に加え、所望の位置で再生を行う。
先端と記録媒体１の間にバイアス回路６によりバイアス
電圧を印加した状態でＺ粗動機構４を動かし、トンネル
電流が流れる程度までプローブを記録媒体に近づけ、両
者間の距離を一定とするようにサーボをかけておく。こ
の状態で記録媒体１上の所望の位置までプローブを移動
し、バイアス回路６からのバイアス電圧を変調し、電気
メモリ効果を生ずるしきい値電圧を越える電圧をプロー
ブと記録媒体間に印加し記録を行う。再生時も同様に、
バイアス回路６から読み取り用バイアス電圧をプローブ
と記録媒体間に加え、所望の位置で再生を行う。
【００２０】具体的には、プローブと記録媒体１の間に
バイアス回路６によりバイアス電圧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。この状態で記録媒体３の所望の位置まで
プローブを移動し、バイアス回路６を変調し、６Ｖのパ
ルス電圧をプローブと記録媒体１の間に印加すると、１
０〜１００ｐＡの電流が流れる大きさ１０ｎｍφ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
した。再生時には、プローブと記録媒体１の間に電気メ
モリ効果を生じない１Ｖの電圧を印加しながら、トンネ
ル電流の変化を検出した。
バイアス回路６によりバイアス電圧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。この状態で記録媒体３の所望の位置まで
プローブを移動し、バイアス回路６を変調し、６Ｖのパ
ルス電圧をプローブと記録媒体１の間に印加すると、１
０〜１００ｐＡの電流が流れる大きさ１０ｎｍφ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
した。再生時には、プローブと記録媒体１の間に電気メ
モリ効果を生じない１Ｖの電圧を印加しながら、トンネ
ル電流の変化を検出した。
【００２１】次に、記録再生時のプローブの位置制御に
ついて説明する。前述したように、記録再生時にプロー
ブと記録媒体間の距離が一定となるようにサーボをかけ
ている。図１においてプローブから検出したトンネル電
流は、電流電圧変換回路７で電圧に変換される。この電
流電圧変換回路７の出力をＬＰＦ８に入力し、ＬＰＦ８
出力は距離制御回路９に入る。距離制御回路９はトンネ
ル電流が一定になるように距離制御信号１０を出力す
る。この距離出力信号１０をプローブをＺ方向に位置制
御する位置制御機構に印加することでプローブと記録媒
体間の距離は一定に保たれる。
ついて説明する。前述したように、記録再生時にプロー
ブと記録媒体間の距離が一定となるようにサーボをかけ
ている。図１においてプローブから検出したトンネル電
流は、電流電圧変換回路７で電圧に変換される。この電
流電圧変換回路７の出力をＬＰＦ８に入力し、ＬＰＦ８
出力は距離制御回路９に入る。距離制御回路９はトンネ
ル電流が一定になるように距離制御信号１０を出力す
る。この距離出力信号１０をプローブをＺ方向に位置制
御する位置制御機構に印加することでプローブと記録媒
体間の距離は一定に保たれる。
【００２２】本実施例では、プローブをＺ方向に制御す
る位置制御機構として、カンチレバー型プローブとＺ微
動機構３である積層型圧電素子を用いる。この２つの位
置制御機構を制御するため、距離制御信号１０を２つに
分ける。
る位置制御機構として、カンチレバー型プローブとＺ微
動機構３である積層型圧電素子を用いる。この２つの位
置制御機構を制御するため、距離制御信号１０を２つに
分ける。
【００２３】具体的には、距離制御信号１０をＨＰＦ１
１及びリミット回路１２を通し、振幅制限した距離制御
信号をカンチレバー駆動距離制御信号１３として取り出
し、カンチレバー型プローブをＺ方向に制御する。
１及びリミット回路１２を通し、振幅制限した距離制御
信号をカンチレバー駆動距離制御信号１３として取り出
し、カンチレバー型プローブをＺ方向に制御する。
【００２４】一方、リミット回路１２においてリミット
値を越える信号分を、差動アンプ１４により取り出し、
これを距離制御信号１０の低周波数成分であるＬＰＦ１
５の出力と加算器１６で足し合わせ、Ｚ微動機構制御信
号１７としてＺ微動機構３である積層型圧電素子に印加
する。
値を越える信号分を、差動アンプ１４により取り出し、
これを距離制御信号１０の低周波数成分であるＬＰＦ１
５の出力と加算器１６で足し合わせ、Ｚ微動機構制御信
号１７としてＺ微動機構３である積層型圧電素子に印加
する。
【００２５】図３に本実施例で用いたリミット回路の詳
細を示す。図３において用いる抵抗値を等しくすれば、
入力された信号は電圧ＬＩＭ１，ＬＩＭ２で与えられる
電圧値でリミットされる。本実施例では、電圧ＬＩＭ１
＝２Ｖ、ＬＩＭ２＝−２Ｖとして設定し、入力信号を±
２Ｖの範囲に制限した。
細を示す。図３において用いる抵抗値を等しくすれば、
入力された信号は電圧ＬＩＭ１，ＬＩＭ２で与えられる
電圧値でリミットされる。本実施例では、電圧ＬＩＭ１
＝２Ｖ、ＬＩＭ２＝−２Ｖとして設定し、入力信号を±
２Ｖの範囲に制限した。
【００２６】このようにカンチレバー型プローブ２の位
置制御を行いながら、記録媒体１上で記録信号１８に応
じて、制御回路１９はバイアス回路６を制御し、記録を
行う。この時カンチレバー型プローブ２をＸＹ走査信号
２１でＸＹ方向に位置制御し、さらにカンチレバー型プ
ローブのストロークを越える範囲はＸＹ微動駆動回路２
０を介してＸＹ微動機構２２を制御した。再生は所望の
記録ビット列へＸＹ微動機構２２によって移動した後、
記録時と同様にカンチレバー型プローブ２の位置制御を
行いながら、記録媒体１上のデータビット領域からのト
ンネル電流変化を検出する。データはトラック構や基板
電極のうねりに比べて高い空間周波数で記録されている
のでＨＰＦ２３のあと、例えば二値化回路のような復調
回路２４を用いて、再生信号２５を得る。
置制御を行いながら、記録媒体１上で記録信号１８に応
じて、制御回路１９はバイアス回路６を制御し、記録を
行う。この時カンチレバー型プローブ２をＸＹ走査信号
２１でＸＹ方向に位置制御し、さらにカンチレバー型プ
ローブのストロークを越える範囲はＸＹ微動駆動回路２
０を介してＸＹ微動機構２２を制御した。再生は所望の
記録ビット列へＸＹ微動機構２２によって移動した後、
記録時と同様にカンチレバー型プローブ２の位置制御を
行いながら、記録媒体１上のデータビット領域からのト
ンネル電流変化を検出する。データはトラック構や基板
電極のうねりに比べて高い空間周波数で記録されている
のでＨＰＦ２３のあと、例えば二値化回路のような復調
回路２４を用いて、再生信号２５を得る。
【００２７】（実施例２）図４は、本発明に係る第２の
実施例としての情報処理装置の概略図である。
実施例としての情報処理装置の概略図である。
【００２８】図４中、５０１は記録媒体であり、これに
接近してカンチレバー型プローブ５０２が対向してい
る。カンチレバー型プローブ５０２はＺ微動機構５０３
である積層型圧電素子に、さらにカンチレバー型プロー
ブ５０２を記録媒体５０１に接近させるためのステッピ
ングモータ等のＺ粗動機構５０４に取り付けられてい
る。
接近してカンチレバー型プローブ５０２が対向してい
る。カンチレバー型プローブ５０２はＺ微動機構５０３
である積層型圧電素子に、さらにカンチレバー型プロー
ブ５０２を記録媒体５０１に接近させるためのステッピ
ングモータ等のＺ粗動機構５０４に取り付けられてい
る。
【００２９】記録媒体５０１として、電圧電流のスイッ
チング特性に対しメモリ効果をもつ材料であるスクアリ
ウム−ビス−６−オクチルアズレンを用い、ラングミュ
ア・ブロジェット法（ＬＢ法）により、単分子膜２層の
累積膜を基板電極５０５上に形成した。カンチレバー型
プローブも実施例１と同じものを用いた。
チング特性に対しメモリ効果をもつ材料であるスクアリ
ウム−ビス−６−オクチルアズレンを用い、ラングミュ
ア・ブロジェット法（ＬＢ法）により、単分子膜２層の
累積膜を基板電極５０５上に形成した。カンチレバー型
プローブも実施例１と同じものを用いた。
【００３０】次に、本実施例における記録再生時のプロ
ーブの位置制御について説明する。本実施例においても
記録再生時にプローブと記録媒体間の距離が一定となる
ようにサーボをかけている。
ーブの位置制御について説明する。本実施例においても
記録再生時にプローブと記録媒体間の距離が一定となる
ようにサーボをかけている。
【００３１】図４においてプローブから検出したトンネ
ル電流は、電流電圧変換回路５０７で電圧に変換され
る。この電流電圧変換回路５０７の出力をＬＰＦ５０８
に入力し、ＬＰＦ５０８出力は距離制御回路５０９に入
る。距離制御回路５０９はトンネル電流が一定になるよ
うに距離制御信号５１０を出力する。この距離出力信号
５１０をプローブをＺ方向に位置制御する位置制御機構
に印加することでプローブと記録媒体間の距離は一定に
保たれる。本実施例でもプローブをＺ方向に制御する位
置制御機構としてカンチレバー型プローブとＺ微動機構
５０３である積層型圧電素子を用いる。この２つの位置
制御機構を制御するため、距離制御信号５１０をリミッ
ト回路５１１を通し、振幅制限した距離制御信号をカン
チレバー駆動距離制御信号５１２として取り出し、カン
チレバー型プローブをＺ方向に制御する。
ル電流は、電流電圧変換回路５０７で電圧に変換され
る。この電流電圧変換回路５０７の出力をＬＰＦ５０８
に入力し、ＬＰＦ５０８出力は距離制御回路５０９に入
る。距離制御回路５０９はトンネル電流が一定になるよ
うに距離制御信号５１０を出力する。この距離出力信号
５１０をプローブをＺ方向に位置制御する位置制御機構
に印加することでプローブと記録媒体間の距離は一定に
保たれる。本実施例でもプローブをＺ方向に制御する位
置制御機構としてカンチレバー型プローブとＺ微動機構
５０３である積層型圧電素子を用いる。この２つの位置
制御機構を制御するため、距離制御信号５１０をリミッ
ト回路５１１を通し、振幅制限した距離制御信号をカン
チレバー駆動距離制御信号５１２として取り出し、カン
チレバー型プローブをＺ方向に制御する。
【００３２】一方、リミット回路５１１のリミット値を
越える信号分は、差動アンプ５１３により取り出し、Ｚ
微動機構制御信号５１４としてＺ微動機構５０３である
積層型圧電素子に印加する。本実施例においても図３の
リミット回路５１１によりカンチレバー駆動距離制御信
号を±２Ｖの範囲に制限した。この時、制御回路５２３
は距離制御信号５１０をモニタし、この電圧がリミット
回路のリミット電圧内に納まるように場合に応じてオフ
セット電圧５１５を発生し、これを加算器５１６に加え
て、Ｚ微動機構制御信号としている。
越える信号分は、差動アンプ５１３により取り出し、Ｚ
微動機構制御信号５１４としてＺ微動機構５０３である
積層型圧電素子に印加する。本実施例においても図３の
リミット回路５１１によりカンチレバー駆動距離制御信
号を±２Ｖの範囲に制限した。この時、制御回路５２３
は距離制御信号５１０をモニタし、この電圧がリミット
回路のリミット電圧内に納まるように場合に応じてオフ
セット電圧５１５を発生し、これを加算器５１６に加え
て、Ｚ微動機構制御信号としている。
【００３３】このようにカンチレバー型プローブ５０２
の位置制御を行いながら、記録媒体５０１上で記録信号
５１７に応じて制御回路５１４はバイアス回路５０６を
制御し、記録を行う。再生は所望の記録ビット列へＸＹ
微動機構５１９及びカンチレバー型プローブの走査によ
って移動した後、記録時と同様にカンチレバー型プロー
ブ５０２の位置制御を行いながら、記録媒体５０１上の
データビット領域からのトンネル電流変化を検出する。
データはトラック溝や基板電極のうねりに比べて高い空
間周波数で記録されているのでＨＰＦ５２０のあと、例
えば二値化回路のような復調回路５２１を用いて、再生
信号５２２を得る。
の位置制御を行いながら、記録媒体５０１上で記録信号
５１７に応じて制御回路５１４はバイアス回路５０６を
制御し、記録を行う。再生は所望の記録ビット列へＸＹ
微動機構５１９及びカンチレバー型プローブの走査によ
って移動した後、記録時と同様にカンチレバー型プロー
ブ５０２の位置制御を行いながら、記録媒体５０１上の
データビット領域からのトンネル電流変化を検出する。
データはトラック溝や基板電極のうねりに比べて高い空
間周波数で記録されているのでＨＰＦ５２０のあと、例
えば二値化回路のような復調回路５２１を用いて、再生
信号５２２を得る。
【００３４】なお、本実施例で用いた位置制御信号、リ
ミット回路等は、実施例のようなアナログ信号、アナロ
グ回路である必要はなく、トンネル電流信号をデジタル
変換した後、同様の効果を持つように位置制御信号を振
幅制限し、再びアナログ信号としてアクチュエータに印
加しても良い。
ミット回路等は、実施例のようなアナログ信号、アナロ
グ回路である必要はなく、トンネル電流信号をデジタル
変換した後、同様の効果を持つように位置制御信号を振
幅制限し、再びアナログ信号としてアクチュエータに印
加しても良い。
【００３５】上述の実施例は記録再生装置として説明し
たが、記録のみ、再生のみ（あるいは表面の情報検出の
み、例えばＳＴＭ）の装置でも良い。
たが、記録のみ、再生のみ（あるいは表面の情報検出の
み、例えばＳＴＭ）の装置でも良い。
【００３６】
【発明の効果】本発明によれば、情報処理にカンチレバ
ー型プローブを用いた情報処理装置において、カンチレ
バー型プローブを電圧破壊することなく高精度のプロー
ブと試料間の距離制御を行えるため、安定した情報処理
が可能となった。
ー型プローブを用いた情報処理装置において、カンチレ
バー型プローブを電圧破壊することなく高精度のプロー
ブと試料間の距離制御を行えるため、安定した情報処理
が可能となった。
【図１】本発明によるカンチレバー型プローブを用いた
情報処理装置の構成を示すブロック図である。
情報処理装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明で用いたカンチレバー型プローブの断面
図である。
図である。
【図３】本発明で用いたカンチレバー型プローブの駆動
用リミット回路の構成図である。
用リミット回路の構成図である。
【図４】本発明の第２の実施例によるカンチレバー型プ
ローブを用いた情報処理装置の構成を示すブロック図で
ある。
ローブを用いた情報処理装置の構成を示すブロック図で
ある。
１ 記録媒体 ２ カンチレバー型プローブ ３ Ｚ微動機構 ４ Ｚ粗動機構 ６ バイアス回路 ９ 距離制御回路 １２ リミット回路 １９ 制御回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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
Claims (2)
- 【請求項１】 圧電体を電極で挟持したカンチレバー型
プローブと試料間で情報の処理を行う情報処理装置にお
いて、該カンチレバー型プローブを駆動する信号を振幅
制限するリミット回路を設けたことを特徴とする情報処
理装置。 - 【請求項２】 前記カンチレバー型プローブを駆動する
信号として、プローブと試料間の距離を制御する信号を
用い、かつ前記リミット回路でリミット値を越える制御
信号をカンチレバー型プローブと異なる位置制御機構に
印加する手段を有することを特徴とする請求項１記載の
情報処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30265191A JPH05210875A (ja) | 1991-10-23 | 1991-10-23 | カンチレバー型プローブを用いた情報処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30265191A JPH05210875A (ja) | 1991-10-23 | 1991-10-23 | カンチレバー型プローブを用いた情報処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05210875A true JPH05210875A (ja) | 1993-08-20 |
Family
ID=17911553
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30265191A Pending JPH05210875A (ja) | 1991-10-23 | 1991-10-23 | カンチレバー型プローブを用いた情報処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05210875A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997035308A1 (fr) * | 1996-03-15 | 1997-09-25 | Hitachi, Ltd. | Appareil d'enregistrement |
-
1991
- 1991-10-23 JP JP30265191A patent/JPH05210875A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997035308A1 (fr) * | 1996-03-15 | 1997-09-25 | Hitachi, Ltd. | Appareil d'enregistrement |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19991214 |