JPH05242685A - ナノメートル範囲にある情報単位の記憶方法 - Google Patents
ナノメートル範囲にある情報単位の記憶方法Info
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- JPH05242685A JPH05242685A JP2415157A JP41515790A JPH05242685A JP H05242685 A JPH05242685 A JP H05242685A JP 2415157 A JP2415157 A JP 2415157A JP 41515790 A JP41515790 A JP 41515790A JP H05242685 A JPH05242685 A JP H05242685A
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- semiconductor
- scanning
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- scanning probe
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- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/62—Record carriers characterised by the selection of the material
-
- 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
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- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B11/00—Recording on or reproducing from the same record carrier wherein for these two operations the methods are covered by different main groups of groups G11B3/00 - G11B7/00 or by different subgroups of group G11B9/00; Record carriers therefor
- G11B11/16—Recording on or reproducing from the same record carrier wherein for these two operations the methods are covered by different main groups of groups G11B3/00 - G11B7/00 or by different subgroups of group G11B9/00; Record carriers therefor using recording by mechanical cutting, deforming or pressing
-
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- 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
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、局部的な格子構造を破壊すること
なしにナノメートル範囲の情報単位を記憶して、時間的
に安定な情報記憶を特に可能にする方法を達成すること
を目的とするものである。 【構成】 本発明は、ナノメートル範囲にある情報単位
の時間的に安定な記憶方法として、半導体ラミネートの
表面を表面感度のある走査プローブを用いて原子順序を
変えることなしに塑性変形させることに存する。
なしにナノメートル範囲の情報単位を記憶して、時間的
に安定な情報記憶を特に可能にする方法を達成すること
を目的とするものである。 【構成】 本発明は、ナノメートル範囲にある情報単位
の時間的に安定な記憶方法として、半導体ラミネートの
表面を表面感度のある走査プローブを用いて原子順序を
変えることなしに塑性変形させることに存する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体ラミネートの表
面変形によってナノメートル範囲の情報単位を記憶でき
るようにする方法に係るものである。
面変形によってナノメートル範囲の情報単位を記憶でき
るようにする方法に係るものである。
【０００２】情報、特に画像およびデータシグナルの記
憶は、現在好適には磁気または光記録キャリアーを使用
して行なわれる。これらの記録キャリアーにより達成で
きる情報密度は、この方法により再び書き込みおよび読
み取りされることのできる最小の情報単位により、決め
られる。通常の磁気メモリーにおいては、これらの単位
は磁区の大きさにより決められ、機械的には書き込み／
読み取りヘッドのヘッド間距離および書き込み／読み取
り装置の本来の情報キャリアーからの距離で決められ
る。記憶される情報が光物性の変化により生成される情
報キャリアーにおいては、限界は使用される光の波長で
ある。従ってここでは、最小の情報単位は光の波長の約
半分より小さくなることはできない。このタイプの光記
録キャリアーにおける記憶密度における増加は、また光
クローズ−フィールド顕微鏡によって達成されており、
ここでは光読み取り単位が情報伝達表面上僅かに数ナノ
メートルである。ここで達成される最高の情報密度は、
約２０ナノメートルの段階になっている。
憶は、現在好適には磁気または光記録キャリアーを使用
して行なわれる。これらの記録キャリアーにより達成で
きる情報密度は、この方法により再び書き込みおよび読
み取りされることのできる最小の情報単位により、決め
られる。通常の磁気メモリーにおいては、これらの単位
は磁区の大きさにより決められ、機械的には書き込み／
読み取りヘッドのヘッド間距離および書き込み／読み取
り装置の本来の情報キャリアーからの距離で決められ
る。記憶される情報が光物性の変化により生成される情
報キャリアーにおいては、限界は使用される光の波長で
ある。従ってここでは、最小の情報単位は光の波長の約
半分より小さくなることはできない。このタイプの光記
録キャリアーにおける記憶密度における増加は、また光
クローズ−フィールド顕微鏡によって達成されており、
ここでは光読み取り単位が情報伝達表面上僅かに数ナノ
メートルである。ここで達成される最高の情報密度は、
約２０ナノメートルの段階になっている。
【０００３】さらに情報密度を上昇させるためには、サ
ブナノメートル範囲での分解能を有するクローズ−フィ
ールド技術の利用によってのみ可能となる。この目的の
ための好適な方法は、走査型トンネル顕微鏡および走査
型原子間力顕微鏡を含む走査プローブ技術である。これ
らの方法は、表面の画像形成を原子１個の幅で行なうこ
とを可能にしている。従って情報メモリーを最高の密
度、すなわち個々の原子または分子の範囲で可能にする
ことが、提案されている。これらのメモリー開発の成功
は、情報密度をテラ−バイト／ｃｍ2 にまで上げるこ
とを可能にしている。
ブナノメートル範囲での分解能を有するクローズ−フィ
ールド技術の利用によってのみ可能となる。この目的の
ための好適な方法は、走査型トンネル顕微鏡および走査
型原子間力顕微鏡を含む走査プローブ技術である。これ
らの方法は、表面の画像形成を原子１個の幅で行なうこ
とを可能にしている。従って情報メモリーを最高の密
度、すなわち個々の原子または分子の範囲で可能にする
ことが、提案されている。これらのメモリー開発の成功
は、情報密度をテラ−バイト／ｃｍ2 にまで上げるこ
とを可能にしている。
【０００４】
【従来技術】ナノメートル範囲の情報記憶を無機体また
は有機体表面にメモリーさせるためには、既に一連の提
案があり、例えば特にエム・エー・マックコードおよび
共同研究者（Ｍ．Ａ．ＭｃＣｏｒｄ ｅｔ ａｌ．）、
真空科学技術誌（Ｊ．Ｖａｃ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏ
ｌ．）Ｂ４、８６−８８（１９８６）、マール・エム・
シルバーおよび共同研究者（Ｒ．Ｍ．Ｓｉｌｖｅｒ ｅ
ｔ ａｌ．）、応用物理レター（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．
Ｌｅｔｔ．）５１、２４７−２４９（１９８７）、ユー
・ストーファーおよび共同研究者（Ｕ．Ｓｔａｕｆｅｒ
ｅｔ ａｌ．）、真空科学技術誌（Ｊ．Ｖａｃ．Ｓｃ
ｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．）Ａ６、５３７−５３９（１９８
８）．に記述されている。また個々の原子を所定の位置
に植えつける技術が、報告されている〔アール・エス・
ベッカーおよび共同研究者（Ｒ．Ｓ．Ｂｅｃｋｅｒ ｅ
ｔ ａｌ．）、ネイチャー（Ｎａｔｕｒｅ）３２５（１
９８７）、４１５−４２１〕。
は有機体表面にメモリーさせるためには、既に一連の提
案があり、例えば特にエム・エー・マックコードおよび
共同研究者（Ｍ．Ａ．ＭｃＣｏｒｄ ｅｔ ａｌ．）、
真空科学技術誌（Ｊ．Ｖａｃ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏ
ｌ．）Ｂ４、８６−８８（１９８６）、マール・エム・
シルバーおよび共同研究者（Ｒ．Ｍ．Ｓｉｌｖｅｒ ｅ
ｔ ａｌ．）、応用物理レター（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．
Ｌｅｔｔ．）５１、２４７−２４９（１９８７）、ユー
・ストーファーおよび共同研究者（Ｕ．Ｓｔａｕｆｅｒ
ｅｔ ａｌ．）、真空科学技術誌（Ｊ．Ｖａｃ．Ｓｃ
ｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．）Ａ６、５３７−５３９（１９８
８）．に記述されている。また個々の原子を所定の位置
に植えつける技術が、報告されている〔アール・エス・
ベッカーおよび共同研究者（Ｒ．Ｓ．Ｂｅｃｋｅｒ ｅ
ｔ ａｌ．）、ネイチャー（Ｎａｔｕｒｅ）３２５（１
９８７）、４１５−４２１〕。
【０００５】しかしながら、最高の分解能を有する情報
メモリーであり、さらに特に長時間にわたって安定であ
る情報メモリーの装置のための提案は、これまですべて
不十分である。有機メモリーは１０ ｎｍ よりも小さ
い幅の線を作ることが不可能であり、一方で無機メモリ
ーは３ ｎｍ 以下の構造を再生することができるが、
比較的長時間にわたっては不安定であり、即ち数分間か
ら数時間程度の安定性しかない。またこれまでに公示さ
れている〔バン・レーネンおよび共同研究者（ＶａｎＬ
ｏｅｎｅｎ ｅｔ ａｌ．）、応用物理レター（Ａｐｐ
ｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．）５５（１９８９）、１３１
２−１３１４〕シリコン安定構造の場合には、時間的に
安定ではあるが、逆に原子構造が乱されており原子順序
が失なわれるようになる。従ってこのような方法は、消
去できないメモリー製造だけに適用されるだけである。
メモリーであり、さらに特に長時間にわたって安定であ
る情報メモリーの装置のための提案は、これまですべて
不十分である。有機メモリーは１０ ｎｍ よりも小さ
い幅の線を作ることが不可能であり、一方で無機メモリ
ーは３ ｎｍ 以下の構造を再生することができるが、
比較的長時間にわたっては不安定であり、即ち数分間か
ら数時間程度の安定性しかない。またこれまでに公示さ
れている〔バン・レーネンおよび共同研究者（ＶａｎＬ
ｏｅｎｅｎ ｅｔ ａｌ．）、応用物理レター（Ａｐｐ
ｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．）５５（１９８９）、１３１
２−１３１４〕シリコン安定構造の場合には、時間的に
安定ではあるが、逆に原子構造が乱されており原子順序
が失なわれるようになる。従ってこのような方法は、消
去できないメモリー製造だけに適用されるだけである。
【０００６】
【発明の目的】従って本発明の使命は、局部的な格子構
造を破壊することなしにナノメートル範囲の情報単位を
記憶して、時間的に安定な情報記憶を特に可能にする方
法を達成することであった。
造を破壊することなしにナノメートル範囲の情報単位を
記憶して、時間的に安定な情報記憶を特に可能にする方
法を達成することであった。
【０００７】
【発明の構成】半導体ラミネートの表面を表面感度のあ
る走査プローブにより原子順序を変えることなしに塑性
変形させることにより、ナノメートル範囲における情報
単位の時間的に安定な記憶を達成することによって、こ
の使命が解決できることが発見された。
る走査プローブにより原子順序を変えることなしに塑性
変形させることにより、ナノメートル範囲における情報
単位の時間的に安定な記憶を達成することによって、こ
の使命が解決できることが発見された。
【０００８】半導体ラミネート表面を、表面感度のある
走査プローブにより原子順序を変えることなしに塑性変
形するのには、本発明方法による機械的な力の作用によ
るかまたは短時間電場に置くことによって達成すること
ができる。
走査プローブにより原子順序を変えることなしに塑性変
形するのには、本発明方法による機械的な力の作用によ
るかまたは短時間電場に置くことによって達成すること
ができる。
【０００９】さらに本発明方法の特徴としては、本発明
方法により半導体ラミネート表面構造に記憶された情報
単位が、原子順序を変えることなしにエネルギー供給に
よる弛緩作用により再び元の状態に戻されることがで
き、即ち消去されることができることである。この目的
のためには全表面を過熱することにより熱エネルギーを
供給するか、または全表面または局所的な点単位でレー
ザー光処理することが好適である。
方法により半導体ラミネート表面構造に記憶された情報
単位が、原子順序を変えることなしにエネルギー供給に
よる弛緩作用により再び元の状態に戻されることがで
き、即ち消去されることができることである。この目的
のためには全表面を過熱することにより熱エネルギーを
供給するか、または全表面または局所的な点単位でレー
ザー光処理することが好適である。
【００１０】本発明方法の実施においては、例えばＷＳ
ｅ2またはその他のセレン化物、テルル化物および硫化
物をベースにした既知の半導体層を含む半導体層から出
発する。この半導体層の表面が、クローズ−フィールド
技術を用いた表面感度のある走査プローブにより、塑性
変形される。通常では円形またはだ円形であるこれらの
ピットは、半導体層形成材料の原子順序が乱されること
なしに、生成される。次に半導体ラミネートの塑性変形
表面は、例えば熱処理および可能ならば赤外レーザー光
処理により、非常に速やかに元のメモリーされていない
構造に戻ることができる。情報を書き込むのに利用され
るクローズ−フィールド技術は、走査型トンネル顕微鏡
または走査型原子間力顕微鏡の既知方法を利用すること
になる。このクローズ−フィールド技術の方法は、表面
の特徴ずけ法として既知であり文献から公知となってい
る〔ワイ・クウクおよび共同研究者（Ｙ．Ｋｕｋ ｅｔ
ａｌ．）、科学装置レビュー（Ｒｅｖ．Ｓｃｉ．Ｉｎｓ
ｔｒｕｍ．）６０（２）、１６５−１８０）〕。
ｅ2またはその他のセレン化物、テルル化物および硫化
物をベースにした既知の半導体層を含む半導体層から出
発する。この半導体層の表面が、クローズ−フィールド
技術を用いた表面感度のある走査プローブにより、塑性
変形される。通常では円形またはだ円形であるこれらの
ピットは、半導体層形成材料の原子順序が乱されること
なしに、生成される。次に半導体ラミネートの塑性変形
表面は、例えば熱処理および可能ならば赤外レーザー光
処理により、非常に速やかに元のメモリーされていない
構造に戻ることができる。情報を書き込むのに利用され
るクローズ−フィールド技術は、走査型トンネル顕微鏡
または走査型原子間力顕微鏡の既知方法を利用すること
になる。このクローズ−フィールド技術の方法は、表面
の特徴ずけ法として既知であり文献から公知となってい
る〔ワイ・クウクおよび共同研究者（Ｙ．Ｋｕｋ ｅｔ
ａｌ．）、科学装置レビュー（Ｒｅｖ．Ｓｃｉ．Ｉｎｓ
ｔｒｕｍ．）６０（２）、１６５−１８０）〕。
【００１１】
【実施例】本発明方法は、以下に例示して説明されてい
る： 実施例 ２セレン化タングステン試料が、高真空条件下において
走査型トンネル顕微鏡中で初めに１原子のスケールで画
像形成された。図１は、このような原子スケールの２セ
レン化タングステン表面の配列を示している。次に試料
表面上に走査型トンネル顕微鏡（ＳＴＭ）チップ（針）
を短時間一定方向に動かして（偏差１０ｎｍ ）、２セ
レン化タングステン表面を塑性変形される。続いてこの
ようにして生成された表面の変形個所が、同じチップを
用いて観察された。変形表面を、図２に示す。この変形
表面の主画像から、ピット（くぼみ）の原子スケールの
配列が破壊されていないことが明らかである。ピットは
約２．５ ｎｍ の直径と、約７Åの深さを有してい
る。この表面の変形は安定であり、熱処理によってのみ
元の平滑形状に戻されることができる。図２に示されて
いる面積は約１００Å2であり、示されている表面変形
４個所の場所を与えている。これによって、情報記憶密
度は４・１０4ビット（４・１０3バイト）／μｍ2、ま
たは４・１０9バイト／ ｍｍ2および４・１０11バイト
／ ｃｍ2または４テラ−ビット／ｃｍ2となる。
る： 実施例 ２セレン化タングステン試料が、高真空条件下において
走査型トンネル顕微鏡中で初めに１原子のスケールで画
像形成された。図１は、このような原子スケールの２セ
レン化タングステン表面の配列を示している。次に試料
表面上に走査型トンネル顕微鏡（ＳＴＭ）チップ（針）
を短時間一定方向に動かして（偏差１０ｎｍ ）、２セ
レン化タングステン表面を塑性変形される。続いてこの
ようにして生成された表面の変形個所が、同じチップを
用いて観察された。変形表面を、図２に示す。この変形
表面の主画像から、ピット（くぼみ）の原子スケールの
配列が破壊されていないことが明らかである。ピットは
約２．５ ｎｍ の直径と、約７Åの深さを有してい
る。この表面の変形は安定であり、熱処理によってのみ
元の平滑形状に戻されることができる。図２に示されて
いる面積は約１００Å2であり、示されている表面変形
４個所の場所を与えている。これによって、情報記憶密
度は４・１０4ビット（４・１０3バイト）／μｍ2、ま
たは４・１０9バイト／ ｍｍ2および４・１０11バイト
／ ｃｍ2または４テラ−ビット／ｃｍ2となる。
【図１】半導体の２セレン化タングステン表面の原子ス
ケール配列を示す図である。
ケール配列を示す図である。
【図２】２セレン化タングステン表面を、走査型トンネ
ル顕微鏡（ＳＴＭ）チップ処理をした後の変形表面を示
す図である。
ル顕微鏡（ＳＴＭ）チップ処理をした後の変形表面を示
す図である。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成４年２月１９日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図１】半導体の２セレン化タングステン表面の原子配
列を示す走査型トンネル顕微鏡写真である。
列を示す走査型トンネル顕微鏡写真である。
【図２】図１に示すような２セレン化タングステン表面
を、走査型トンネル顕微鏡（ＳＴＭ）チップ処理をした
後の変形表面を示す走査型トンネル顕微鏡写真である。
を、走査型トンネル顕微鏡（ＳＴＭ）チップ処理をした
後の変形表面を示す走査型トンネル顕微鏡写真である。
Claims (3)
- 【請求項１】 半導体ラミネートの表面を、表面感度の
ある走査プローブを用いて原子順序を変えることなしに
塑性変形させることを特徴とする、ナノメートル範囲に
ある情報単位の時間的に安定な記憶方法。 - 【請求項２】 表面の塑性変形が、表面感度のある走査
プローブを用いる機械力により達成されることを特徴と
する、請求項１記載の方法。 - 【請求項３】 表面の塑性変形が、表面感度のある走査
プローブを用いて短時間電場に置くことにより実施され
ることを特徴とする、請求項１記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3943414A DE3943414A1 (de) | 1989-12-30 | 1989-12-30 | Verfahren zur speicherung von informationseinheiten im nanometerbereich |
| DE3943414.1 | 1989-12-30 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05242685A true JPH05242685A (ja) | 1993-09-21 |
Family
ID=6396662
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2415157A Withdrawn JPH05242685A (ja) | 1989-12-30 | 1990-12-27 | ナノメートル範囲にある情報単位の記憶方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0436175B1 (ja) |
| JP (1) | JPH05242685A (ja) |
| KR (1) | KR910013085A (ja) |
| AT (1) | ATE135843T1 (ja) |
| CA (1) | CA2031819A1 (ja) |
| DE (2) | DE3943414A1 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4015656A1 (de) * | 1990-05-16 | 1991-11-21 | Basf Ag | Verfahren zur zeitlich stabilen markierung einzelner atome oder atomgruppen einer festkoerperoberflaeche sowie verwendung dieses verfahrens zur speicherung von informationseinheiten im atomaren bereich |
| DE4120365A1 (de) * | 1991-06-20 | 1992-12-24 | Basf Ag | Verfahren zur gezielten modifikation einzelner nanometer- und subnanometer-strukturen einer festkoerperoberflaeche |
| US5308974B1 (en) * | 1992-11-30 | 1998-01-06 | Digital Instr Inc | Scanning probe microscope using stored data for vertical probe positioning |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4575822A (en) * | 1983-02-15 | 1986-03-11 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Method and means for data storage using tunnel current data readout |
| EP0272935B1 (en) * | 1986-12-24 | 1994-03-16 | Canon Kabushiki Kaisha | Recording device and reproducing device |
| NL8802335A (nl) * | 1988-09-21 | 1990-04-17 | Philips Nv | Werkwijze en inrichting voor het op sub-mikron schaal bewerken van een materiaal-oppervlak. |
-
1989
- 1989-12-30 DE DE3943414A patent/DE3943414A1/de not_active Withdrawn
-
1990
- 1990-12-07 CA CA002031819A patent/CA2031819A1/en not_active Abandoned
- 1990-12-18 DE DE59010217T patent/DE59010217D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1990-12-18 AT AT90124482T patent/ATE135843T1/de not_active IP Right Cessation
- 1990-12-18 EP EP90124482A patent/EP0436175B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1990-12-27 JP JP2415157A patent/JPH05242685A/ja not_active Withdrawn
- 1990-12-31 KR KR1019900023031A patent/KR910013085A/ko not_active Application Discontinuation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0436175B1 (de) | 1996-03-20 |
| EP0436175A3 (en) | 1992-08-12 |
| ATE135843T1 (de) | 1996-04-15 |
| DE59010217D1 (de) | 1996-04-25 |
| EP0436175A2 (de) | 1991-07-10 |
| CA2031819A1 (en) | 1991-07-01 |
| KR910013085A (ko) | 1991-08-08 |
| DE3943414A1 (de) | 1991-07-04 |
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