JPH05342773A - Recording and reproduction method and apparatus - Google Patents

Recording and reproduction method and apparatus

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JPH05342773A
JPH05342773A JP15370892A JP15370892A JPH05342773A JP H05342773 A JPH05342773 A JP H05342773A JP 15370892 A JP15370892 A JP 15370892A JP 15370892 A JP15370892 A JP 15370892A JP H05342773 A JPH05342773 A JP H05342773A
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JP
Japan
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recording
recording medium
information
recorded
probe electrode
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Application number
JP15370892A
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Japanese (ja)
Inventor
Isaaki Kawade
一佐哲 河出
Kiyoshi Takimoto
清 瀧本
Etsuro Kishi
悦朗 貴志
Hideyuki Kawagishi
秀行 河岸
Toshihiko Takeda
俊彦 武田
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Abstract

PURPOSE:To achieve a higher transfer rate and a minimizing of an error rate in recording and reproduction method and apparatus applying the theory of a scan-type tunnel microscope. CONSTITUTION:One row of record information is recorded into a record layer 13 of a record medium 10 making a scanning with a probe electrode 1 in the right direction as viewed in the drawing along the direction of an X axis as illustrated. Here, when the operation of recording one row of record information is completed, a scanning is performed in the left direction as viewed in the drawing along the direction of the X axis as illustrated to reproduce the one row of record information recorded. The one row of record information reproduced is compared with the one row of the record information recorded to check to determine whether a recording operation is executed normally or not. When occurrence of abnormality is determined in the recording operation. the operation done so far is repeated again.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、記録再生方法および記
録再生装置に関し、特に、走査型トンネル顕微鏡の原理
を応用した記録再生方法および記録再生装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a recording / reproducing method and a recording / reproducing apparatus, and more particularly to a recording / reproducing method and a recording / reproducing apparatus to which the principle of a scanning tunneling microscope is applied.

【0002】[0002]

【従来の技術】最近、導体の表面原子の電子構造を直接
観察できる走査型トンネル顕微鏡(STM)が開発さ
れ、以下に示す理由により、広範囲な応用が期待されて
いる(G.Binnig et al. Phys. Rev. Lett, 49, 57, 198
2)。 (1)単結晶 ,非晶質を問わずに、実空間像の測定を
高分解能で行える。 (2)試料に電流による損傷を与えずに、低電力で観測
できる利点を有する。 (3)大気中でも動作し、種々の材料に対して用いるこ
とができる。
2. Description of the Related Art Recently, a scanning tunneling microscope (STM) has been developed which can directly observe the electronic structure of surface atoms of a conductor, and is expected to be applied in a wide range for the following reasons (G. Binnig et al. Phys. Rev. Lett, 49, 57, 198
2). (1) It is possible to measure a real space image with high resolution regardless of whether it is single crystal or amorphous. (2) It has the advantage that it can be observed at low power without damaging the sample with current. (3) It operates in the atmosphere and can be used for various materials.

【0003】走査型トンネル顕微鏡は、プローブ電極
(金属の探針)と導電性物質との間に電圧を加えた状態
で探針を導電性物質の表面から1nm程度の距離まで近
づけたときに、プローブ電極と導電性物質の表面との間
に流れるトンネル電流を利用するものである。このトン
ネル電流の大きさは、プローブ電極と導電性物質の表面
との距離に依存し、かつ、この距離の変化に非常に敏感
である。そのため、トンネル電流を一定に保つようにプ
ローブ電極を走査することにより、実空間の全電子雲に
関する種々の情報を読み取ることが可能となる。なお、
このときの導電性物質の面内方向の分解能は、0.1n
m程度である。
A scanning tunneling microscope, when a probe is brought closer to a distance of about 1 nm from the surface of the conductive material in a state where a voltage is applied between the probe electrode (metal probe) and the conductive material, It utilizes a tunnel current flowing between the probe electrode and the surface of the conductive material. The magnitude of this tunnel current depends on the distance between the probe electrode and the surface of the conductive material, and is very sensitive to changes in this distance. Therefore, by scanning the probe electrode so as to keep the tunnel current constant, it becomes possible to read various kinds of information regarding all electron clouds in the real space. In addition,
The resolution of the in-plane direction of the conductive material at this time is 0.1 n.
It is about m.

【0004】走査型トンネル顕微鏡の原理を応用すれ
ば、十分に原子オーダー(サブ・ナノメートル)での高
密度記録再生を行うことが可能である。たとえば、特開
昭61−80536号に開示されている記録再生装置で
は、電子ビームなどによって記録媒体の表面に吸着した
原子粒子を取り除くことによって記録情報(データ)の
記録(書き込み)を行うとともに、記録した記録情報の
再生(読み出し)を走査型トンネル顕微鏡により行って
いる。また、USP第4,575,822号に開示され
ている記録再生装置では、プローブ電極と記録媒体の表
面との間に流れるトンネル電流を用いて、記録媒体の表
面に形成された誘電体層に電荷を注入することにより、
記録情報の記録を行っている。さらに、レーザー光,電
子ビームおよび粒子線などを用いて、記録媒体の表面の
物理的な崩壊または磁性的な崩壊を生じさせることによ
り、記録情報の記録を行う方法も提案されている。さら
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(たとえば、π電子系有機化合物やカルゴゲン
化合物類)の薄膜層を記録層として用いて、記録および
再生を走査型トンネル顕微鏡で行う方法も提案されてい
る(特開昭63−161552号公報,特開昭63−1
61553号公報)。この方法によれば、記録ビットの
サイズを10nmとしたとき、1012bit/cm2
の大容量記録再生が可能となる。
By applying the principle of the scanning tunneling microscope, it is possible to sufficiently perform high density recording / reproducing in the atomic order (sub-nanometer). For example, in the recording / reproducing apparatus disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 61-80536, recording information (data) is recorded (written) by removing atomic particles adsorbed on the surface of the recording medium by an electron beam or the like. Reproduction (reading) of recorded recorded information is performed by a scanning tunneling microscope. Further, in the recording / reproducing apparatus disclosed in USP 4,575,822, a tunnel current flowing between the probe electrode and the surface of the recording medium is used to form a dielectric layer formed on the surface of the recording medium. By injecting the charge,
Record information is being recorded. Furthermore, a method of recording recorded information by causing physical or magnetic collapse of the surface of a recording medium using a laser beam, an electron beam, a particle beam, or the like has been proposed. Furthermore, there is also a method in which recording and reproduction are performed by a scanning tunneling microscope using a thin film layer of a material having a memory effect with respect to the switching characteristics of voltage and current (for example, π-electron organic compound or chalcogen compound) as a recording layer. Proposed (JP-A-63-161552, JP-A-63-1)
61553). According to this method, when the recording bit size is 10 nm, a large capacity recording / reproducing of 10 12 bit / cm 2 is possible.

【0005】記録情報の記録媒体への記録または記録媒
体からの再生を行う際には、一般的に、記録媒体の表面
に設けられた溝(トラック)などを基準としたトラッキ
ングという位置決めが行われる。走査型トンネル顕微鏡
の原理を応用した超高密度の記録再生装置においても、
トラッキングを行いながらプローブ電極を走査して、記
録情報が一列づつ記録される。
When recording the recorded information on the recording medium or reproducing the recorded information from the recording medium, positioning called tracking is generally performed with reference to a groove (track) provided on the surface of the recording medium. .. Even in a high-density recording / reproducing device that applies the principle of the scanning tunneling microscope,
By scanning the probe electrode while performing tracking, the record information is recorded line by line.

【0006】図5は、走査型トンネル顕微鏡の原理を応
用した記録再生装置の一従来例を示す概略構成図であ
る。
FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing a conventional example of a recording / reproducing apparatus to which the principle of the scanning tunneling microscope is applied.

【0007】記録再生装置110 は、プローブ電極111 と
記録媒体100 の表面との間に流れるトンネル電流の強弱
によって記録媒体100 の表面(記録層103 )の電子状態
を変化させて記録媒体100 に記録情報を記録するととも
に、トンネル電流を検知して記録した記録情報を記録媒
体100 から再生するものである。
The recording / reproducing apparatus 110 records on the recording medium 100 by changing the electronic state of the surface (recording layer 103) of the recording medium 100 depending on the strength of the tunnel current flowing between the probe electrode 111 and the surface of the recording medium 100. In addition to recording information, the recording information recorded by detecting the tunnel current is reproduced from the recording medium 100.

【0008】記録再生装置110 は、プローブ電極111
と、Z方向微動制御機構112 と、XY方向微動制御機構
113 と、電源114 と、プローブ電流増幅器115 と、Z方
向駆動回路116 と、XY走査駆動回路117 と、XYステ
ージ118 と、粗動機構119 と、粗動駆動回路120 と、マ
イクロコンピュータ121 と、表示装置122 とを含む。ま
た、記録媒体100 は、基板101 と、基板101 上に形成さ
れた基板電極102 と、基板電極102 上に形成された記録
層103 とからなる。
The recording / reproducing apparatus 110 includes a probe electrode 111.
, Z direction fine movement control mechanism 112, XY direction fine movement control mechanism
113, a power supply 114, a probe current amplifier 115, a Z direction drive circuit 116, an XY scan drive circuit 117, an XY stage 118, a coarse movement mechanism 119, a coarse movement drive circuit 120, a microcomputer 121, And a display device 122. The recording medium 100 includes a substrate 101, a substrate electrode 102 formed on the substrate 101, and a recording layer 103 formed on the substrate electrode 102.

【0009】記録媒体100 の記録層103 への記録情報の
記録は、記録用バイアス電圧および記録用パルス電圧が
電源114 からプローブ電極111 にそれぞれ印加されるこ
とにより行われ、また、記録した記録情報の記録媒体10
0 からの再生は、再生用バイアス電圧が電源114 からプ
ローブ電極111 に印加されることにより行われる。Z方
向微動制御機構112 は、プローブ電極111 を図示Z軸方
向に微動させてプローブ電極111 と記録媒体100 の表面
との距離を調整するためのものであり、Z方向駆動回路
116 により駆動される。XY方向微動制御機構113 は、
プローブ電極111 を図示X軸方向およびy軸方向にそれ
ぞれ微動させて、記録媒体100 へ記録情報を2次元的に
記録するためのものであり、XY走査駆動回路117 によ
り駆動される。電源114 は、プローブ電極111 に記録用
バイアス電圧,記録用パルス電圧,再生用バイアス電圧
および記録消去用パルス電圧をそれぞれ印加するための
ものである。プローブ電流増幅器115 は、プローブ電極
111 から出力されるプローブ電流を増幅するためのもの
である。XYステージ118 は、記録媒体100 を保持する
ためのものである。粗動機構119 は、XYステージ118
を図示X軸方向,Y軸方向およびZ軸方向にそれぞれ粗
動させるためのものであり、粗動駆動回路120 により駆
動される。マイクロコンピュータ121 は、電源114 とZ
方向駆動回路116 とXY走査駆動回路117 と粗動駆動回
路120 とを制御するとともに、必要な情報を表示装置12
2 に表示させるものである。
Recording of recording information on the recording layer 103 of the recording medium 100 is performed by applying a recording bias voltage and a recording pulse voltage from the power source 114 to the probe electrode 111, respectively, and recording the recorded information. Recording medium 10
The reproduction from 0 is performed by applying a reproduction bias voltage from the power supply 114 to the probe electrode 111. The Z-direction fine movement control mechanism 112 is for finely moving the probe electrode 111 in the Z-axis direction in the figure to adjust the distance between the probe electrode 111 and the surface of the recording medium 100, and is a Z-direction drive circuit.
Driven by 116. XY direction fine movement control mechanism 113,
This is for two-dimensionally recording the record information on the recording medium 100 by finely moving the probe electrode 111 in the X-axis direction and the y-axis direction in the figure, and is driven by the XY scanning drive circuit 117. The power supply 114 is for applying a recording bias voltage, a recording pulse voltage, a reproducing bias voltage, and a recording / erasing pulse voltage to the probe electrode 111. The probe current amplifier 115 is a probe electrode.
It is for amplifying the probe current output from 111. The XY stage 118 is for holding the recording medium 100. The coarse movement mechanism 119 is used for the XY stage 118.
Is roughly moved in the X-axis direction, the Y-axis direction and the Z-axis direction in the figure, and is driven by a coarse drive circuit 120. The microcomputer 121 has a power source 114 and a Z
The direction drive circuit 116, the XY scan drive circuit 117, and the coarse movement drive circuit 120 are controlled, and necessary information is displayed on the display device 12.
It is to be displayed on 2.

【0010】表1に、Z方向微動制御機構112,XY方
向微動制御機構113および粗動機構119との機械的性能の
一例を示す。
Table 1 shows an example of the mechanical performance of the Z direction fine movement control mechanism 112, the XY direction fine movement control mechanism 113, and the coarse movement mechanism 119.

【0011】[0011]

【表1】 記録再生装置110 では、記録媒体100 とプローブ電極11
1 との初期位置決め動作,記録媒体100 への記録情報の
記録動作および記録媒体100 からの記録情報の再生動作
はそれぞれ、以下のようにして行われる。
[Table 1] In the recording / reproducing device 110, the recording medium 100 and the probe electrode 11
The initial positioning operation with 1, the recording operation of recording information on the recording medium 100, and the reproducing operation of recording information from the recording medium 100 are performed as follows.

【0012】(1)記録媒体100 とプローブ電極111 と
の初期位置決め動作 基板101 をXYステージ118 側として、記録媒体100 が
XYステージ118 上に載置される。このとき、記録媒体
100 の基板電極102 は、電源114 のアース端子およびプ
ローブ電流増幅器115 のアース端子にそれぞれ接続され
ることにより、接地される。その後、記録用バイアス電
圧が電源114 からプローブ電極111 に印加され、このと
きプローブ電極111 から出力されるプローブ電流IP
が、プローブ電流増幅器115 を介してマイクロコンピュ
ータ121 に入力される。マイクロコンピュータ121 は、
入力されてきたプローブ電流IP の電流値が10-9A程
度になるように、粗動駆動回路120 とZ方向駆動回路11
6 とをそれぞれ制御してプローブ電極111 と記録媒体10
0 の表面との距離を調整する。その後、マイクロコンピ
ュータ121 は、プローブ電流IP の電流値が10-9A程
度になるように粗動駆動回路120 とZ方向駆動回路116
とを引続きそれぞれ制御してプローブ電極111と記録媒
体100 の表面との距離を一定に保ちながら、粗動駆動回
路120 とXY走査駆動回路117 とをそれぞれ制御してプ
ローブ電極111 を図示X軸方向および図示Y軸方向にそ
れぞれ走査させて、プローブ電極111 を記録媒体100 の
初期位置(たとえば、記録媒体100 の図示手前側でかつ
図示左端側)にまで移動させる。
(1) Initial Positioning Operation of Recording Medium 100 and Probe Electrode 111 The recording medium 100 is placed on the XY stage 118 with the substrate 101 facing the XY stage 118. At this time, the recording medium
The substrate electrode 102 of 100 is grounded by being connected to the ground terminal of the power supply 114 and the ground terminal of the probe current amplifier 115, respectively. Then, a recording bias voltage is applied from the power supply 114 to the probe electrode 111, and at this time, the probe current I P output from the probe electrode 111.
Is input to the microcomputer 121 via the probe current amplifier 115. The microcomputer 121 is
The coarse drive circuit 120 and the Z-direction drive circuit 11 are adjusted so that the input probe current I P has a current value of about 10 −9 A.
6 to control the probe electrode 111 and the recording medium 10 respectively.
Adjust the distance from the 0 surface. After that, the microcomputer 121 controls the coarse drive circuit 120 and the Z-direction drive circuit 116 so that the current value of the probe current I P becomes about 10 −9 A.
And the XY scanning drive circuit 117 are controlled by controlling the coarse drive circuit 120 and the XY scanning drive circuit 117 while keeping the distance between the probe electrode 111 and the surface of the recording medium 100 constant. Then, the probe electrode 111 is moved to the initial position of the recording medium 100 (for example, the front side of the recording medium 100 and the left end side in the figure) by scanning in the Y-axis direction.

【0013】(2)記録媒体100 への記録情報の記録動
作 記録媒体100 への記録情報の記録は、次のようにして行
われる。前述した初期位置決め動作のときと同様にし
て、プローブ電極111 と記録媒体100 の表面との距離が
マイクロコンピュータ121 により一定に保たれながら、
プローブ電極111がマイクロコンピュータ121 により図
示X軸方向に沿って図示右方向に走査される。このと
き、記録する1ビットの記録情報が”1”のときには、
記録用パルス電圧が電源114 からプローブ電極111 へ印
加されて記録層103 の電子状態が変化させられ、一方、
記録する1ビットの記録情報が”0”のときには、記録
層103の電子状態がそのままに保たれながら、一列分の
記録情報が1ビットずつ記録媒体100 に記録されてい
く。
(2) Recording Operation of Recording Information on Recording Medium 100 Recording of recording information on the recording medium 100 is performed as follows. Similarly to the case of the initial positioning operation described above, while the distance between the probe electrode 111 and the surface of the recording medium 100 is kept constant by the microcomputer 121,
The probe electrode 111 is scanned by the microcomputer 121 rightward in the figure along the X-axis direction in the figure. At this time, when the 1-bit recording information to be recorded is "1",
A recording pulse voltage is applied from the power supply 114 to the probe electrode 111 to change the electronic state of the recording layer 103, while
When the 1-bit recording information to be recorded is “0”, one row of recording information is recorded on the recording medium 100 bit by bit while the electronic state of the recording layer 103 is maintained as it is.

【0014】以上のようにして、一列分の記録情報の記
録動作が終了すると、プローブ電極111 が、マイクロコ
ンピュータ121 により図示X軸方向に沿って図示左方向
に走査されて前記初期位置まで戻されたのち、図示Y軸
方向に沿って図示奥側へ所定の距離だけ移動されて、二
列目の初期位置まで移動される。その後、次の一列分の
記録情報が、最初の一列分の記録情報と同様にして1ビ
ットずつ記録媒体100に記録されていく。
When the recording operation of the recording information for one row is completed as described above, the probe electrode 111 is scanned leftward in the figure along the X-axis direction by the microcomputer 121 and returned to the initial position. After that, it is moved a predetermined distance along the Y-axis direction in the drawing toward the back side in the drawing to the initial position in the second row. After that, the recording information for the next one row is recorded bit by bit on the recording medium 100 in the same manner as the recording information for the first one row.

【0015】(3)記録媒体100 からの記録情報の再生
動作 最初の一列分の記録情報を記録媒体100 から再生する動
作は、次のようにして行われる。プローブ電極111 が、
マイクロコンピュータ121 により前記初期位置まで戻さ
れる。その後、再生用バイアス電圧が電源114 からプロ
ーブ電極111 へ印加されながら、プローブ電極111 がマ
イクロコンピュータ121 により図示X軸方向に沿って図
示右方向に走査される。このとき、記録媒体100 の記録
層103 の電子状態が変化している部分では、プローブ電
極111 と記録媒体100 の表面との間に大きな電流が流れ
るため、大きなプローブ電流IP がプローブ電極111 か
ら出力されるのに対して、記録媒体100 の記録層103 の
電子状態が変化していない部分では、小さなプローブ電
流IP しかプローブ電極111 から出力されないので、プ
ローブ電流IP の大小により記録された1ビットの記録
情報が”1”か”0”であるかが判別できる。したがっ
て、プローブ電流IP がプローブ電流増幅器115 を介し
てマイクロコンピュータ121 に入力されることにより、
最初の一列分の記録情報をすべて記録媒体100 から再生
することができる。
(3) Reproduction Operation of Recording Information from Recording Medium 100 The operation of reproducing the first row of recording information from the recording medium 100 is performed as follows. The probe electrode 111 is
It is returned to the initial position by the microcomputer 121. Thereafter, while the reproducing bias voltage is applied from the power source 114 to the probe electrode 111, the probe electrode 111 is scanned by the microcomputer 121 in the right direction in the figure along the X-axis direction in the figure. At this time, since a large current flows between the probe electrode 111 and the surface of the recording medium 100 in the portion where the electronic state of the recording layer 103 of the recording medium 100 is changing, a large probe current I P is generated from the probe electrode 111. On the other hand, in the portion where the electronic state of the recording layer 103 of the recording medium 100 is not changed, only a small probe current I P is outputted from the probe electrode 111, so that the recording is made depending on the magnitude of the probe current I P. It is possible to determine whether the 1-bit recording information is "1" or "0". Therefore, by inputting the probe current I P to the microcomputer 121 via the probe current amplifier 115,
It is possible to reproduce all the recording information for the first column from the recording medium 100.

【0016】[0016]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図5に
示した記録再生装置100 のような超高密度の記録再生装
置においては、その使われ方からくる性格上、大容量で
転送レートが速くしかも非常に誤り率の小さいものが求
められる傾向にある。かかる記録再生装置に用いられて
いる記録再生方法では、プローブ電極(探針)を走査し
てトラッキングが行われるが、記録情報は一列づつ記録
されていくため、記録再生装置の誤り率が記録媒体自身
の記録時の誤り率に大きく依存してしまうという問題が
ある。
However, in an ultra-high-density recording / reproducing apparatus such as the recording / reproducing apparatus 100 shown in FIG. 5, a large capacity and a high transfer rate are required due to the nature of its usage. Those with very low error rates tend to be required. In the recording / reproducing method used in such a recording / reproducing apparatus, the probe electrode (probe) is scanned to perform tracking, but since the record information is recorded one by one, the error rate of the recording / reproducing apparatus is high. There is a problem that it largely depends on the error rate at the time of recording.

【0017】この問題を解決する方法として、プローブ
電極を走査しながら記録情報を一列分記録したのちに、
記録時と同一方向にその列をプローブ電極で再度走査し
て記録情報の再生を行うことにより、正確に記録情報が
記録されたか否かを確認するという方法が提案されてい
る。この方法では、記録時に誤りが発生した場合でも、
同じ記録情報を再度記録するという方法をとれるため、
誤り率を小さくできる。しかし、記録情報を記録するた
めにプローブ電極を一回往復走査させ、記録した記録情
報を確認するためにプローブ電極を一回往復走査させる
必要があるため、一列分の記録情報を記録するのにプロ
ーブ電極を二回往復走査させなければならず、転送レー
トが半分に落ちてしまうという問題がある。
As a method of solving this problem, after recording the record information for one line while scanning the probe electrode,
There has been proposed a method of confirming whether or not the record information is accurately recorded by reproducing the record information by scanning the row again with the probe electrode in the same direction as when recording. With this method, even if an error occurs during recording,
Because you can take the method of recording the same recording information again,
The error rate can be reduced. However, it is necessary to reciprocally scan the probe electrode once to record the record information and to reciprocally scan the probe electrode once to confirm the record information recorded. Since the probe electrode has to be reciprocally scanned twice, there is a problem that the transfer rate drops to half.

【0018】本発明の目的は、転送レートが速く、か
つ、誤り率が非常に小さい、走査型トンネル顕微鏡の原
理を応用した記録再生方法および記録再生装置を提供す
ることにある。
It is an object of the present invention to provide a recording / reproducing method and a recording / reproducing apparatus which apply the principle of a scanning tunneling microscope and which have a high transfer rate and a very small error rate.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】本発明の記録再生方法
は、プローブ電極と記録媒体の表面との間に流れるトン
ネル電流の強弱によって前記記録媒体の表面の凹凸また
は電子状態を変化させて該記録媒体に記録情報を記録
し、前記トンネル電流を検知して前記記録媒体から前記
記録した記録情報を再生する記録再生方法において、前
記記録媒体に前記記録情報を記録する際に、前記プロー
ブ電極を前記記録媒体の表面上方を往復走査させ、該往
復走査の往路走査で、前記記録情報を前記記録媒体に記
録し、前記往復走査の復路走査で、前記記録した記録情
報を前記記録媒体から再生し、該再生した記録情報と前
記記録情報とを比較して、前記往路走査での記録が正確
に行われたか否かの確認を行う。
According to the recording / reproducing method of the present invention, the unevenness or the electronic state of the surface of the recording medium is changed depending on the strength of the tunnel current flowing between the probe electrode and the surface of the recording medium. In a recording / reproducing method of recording recording information on a medium, detecting the tunnel current and reproducing the recorded recording information from the recording medium, when recording the recording information on the recording medium, the probe electrode is Reciprocally scanning above the surface of the recording medium, the recording information is recorded on the recording medium by forward scanning of the reciprocal scanning, and the recorded recording information is reproduced from the recording medium by backward scanning of the reciprocating scanning, The reproduced record information is compared with the record information to confirm whether or not the recording in the forward scan is accurately performed.

【0020】本発明の記録再生装置は、プローブ電極と
記録媒体の表面との間に流れるトンネル電流の強弱によ
って前記記録媒体の表面の凹凸または電子状態を変化さ
せて該記録媒体に記録情報を記録し、前記トンネル電流
を検知して前記記録媒体から前記記録した記録情報を再
生する記録再生装置において、前記プローブ電極を前記
記録媒体の表面上方を往復走査させる往復走査手段と、
前記記録情報を一括または分割して蓄積する記録情報記
憶手段と、前記プローブ電極の往路走査で、前記記録情
報記憶手段に蓄積された記録情報を前記記録媒体に記録
させるとともに、前記プローブ電極の復路走査で、前記
記録した記録情報を前記記録媒体から再生させる記録再
生手段と、前記記録情報記憶手段に蓄積された記録情報
と前記記録再生手段で再生した記録情報とを比較する比
較手段とを含む。
In the recording / reproducing apparatus of the present invention, the recording information is recorded on the recording medium by changing the unevenness or the electronic state of the surface of the recording medium depending on the strength of the tunnel current flowing between the probe electrode and the surface of the recording medium. Then, in the recording / reproducing apparatus that detects the tunnel current and reproduces the recorded recording information from the recording medium, a reciprocating scanning unit that reciprocally scans the probe electrode above the surface of the recording medium,
Recording information storage means for storing the recording information collectively or dividedly, and recording the recording information stored in the recording information storage means on the recording medium by forward scanning of the probe electrode, and returning path of the probe electrode. The recording medium includes recording / reproducing means for reproducing the recorded recording information from the recording medium by scanning, and comparing means for comparing the recording information accumulated in the recording information storage means with the recording information reproduced by the recording / reproducing means. ..

【0021】ここで、前記記録情報記憶手段が、前記プ
ローブ電極の往復走査のうち往路走査中に、前記記録情
報を一括または分割して蓄積する蓄積機構を有し、前記
比較器が、前記プローブ電極の往復走査のうち復路走査
中に、前記記録情報記憶手段に蓄積された記録情報と前
記記録再生手段で再生した記録情報とを比較する比較機
構を有していてもよい。
Here, the recording information storage means has an accumulation mechanism for accumulating the recording information collectively or dividedly during forward scanning of the reciprocating scanning of the probe electrode, and the comparator is the probe. A comparison mechanism may be provided for comparing the record information accumulated in the record information storage unit with the record information reproduced by the record reproducing unit during the backward scan of the reciprocating scan of the electrodes.

【0022】[0022]

【作用】本発明の記録再生方法は、記録媒体に記録情報
を記録する際に、プローブ電極を記録媒体の表面上方を
往復走査させ、往復走査の往路走査で、記録情報を記録
媒体に記録し、往復走査の復路走査で、記録した記録情
報を記録媒体から再生し、再生した記録情報と記録情報
とを比較して、往路走査での記録が正確に行われたか否
かの確認を行うことにより、プローブ電極を一回だけ往
復走査させるだけで、記録媒体への記録情報の記録が正
確に行われたか否かの確認を行うことができる。
According to the recording / reproducing method of the present invention, when the recording information is recorded on the recording medium, the probe electrode is reciprocally scanned above the surface of the recording medium, and the recording information is recorded on the recording medium by forward and backward scanning. , Reproducing the recorded record information from the recording medium in the backward scan of the reciprocating scan and comparing the reproduced record information with the recorded information to confirm whether or not the recording in the forward scan is accurately performed. Thus, it is possible to confirm whether or not the recording information is accurately recorded on the recording medium, by only reciprocally scanning the probe electrode once.

【0023】本発明の記録再生装置は、プローブ電極を
記録媒体の表面上方を往復走査させる往復走査手段と、
記録情報を一括または分割して蓄積する記録情報記憶手
段と、プローブ電極の往路走査で、記録情報記憶手段に
蓄積された記録情報を記録媒体に記録させるとともに、
プローブ電極の復路走査で、記録した記録情報を記録媒
体から再生させる記録再生手段と、記録情報記憶手段に
蓄積された記録情報と記録再生手段で再生した記録情報
とを比較する比較手段とを含むことにより、本発明の記
録再生方法を実現することができる。
The recording / reproducing apparatus of the present invention comprises reciprocating scanning means for reciprocally scanning the probe electrode above the surface of the recording medium.
Recorded information storage means for storing the recorded information in a batch or divided manner, and forward recording scan of the probe electrode to record the recorded information stored in the recorded information storage means on a recording medium,
It includes a recording / reproducing means for reproducing the recorded recording information from the recording medium by the backward scan of the probe electrode, and a comparing means for comparing the recording information accumulated in the recording information storing means with the recording information reproduced by the recording / reproducing means. As a result, the recording / reproducing method of the present invention can be realized.

【0024】[0024]

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0025】図1(A),(B)はそれぞれ、本発明の
記録再生方法の一実施例を説明するための図である。
FIGS. 1A and 1B are views for explaining one embodiment of the recording / reproducing method of the present invention.

【0026】図1(A)に示した記録媒体10は、基板
11と、基板11上に形成された基板電極12と、基板
電極12上に形成された記録層13とからなる。
The recording medium 10 shown in FIG. 1A comprises a substrate 11, a substrate electrode 12 formed on the substrate 11, and a recording layer 13 formed on the substrate electrode 12.

【0027】本実施例の記録再生方法では、一列分の記
録情報の記録媒体10への記録は、以下のようにして行
われる。 (1)図示左方にある初期位置(不図示)から、同図
(A)に示すように、プローブ電極1を図示X軸方向に
沿って図示右方向へ走査させながら、必要に応じてプロ
ーブ電極1に記録用パルス電圧を印加して記録層13に
導電率変化を発生させることにより、一列分の記録情報
を記録媒体10の記録層13に1ビットずつ記録する。 (2)プローブ電極1が記録媒体10の図示右方の端に
到達して一列分の記録情報の記録動作が完了すると、プ
ローブ電極1に再生用バイアス電圧を印加しながら、同
図(B)に示すように、プローブ電極1を図示X軸方向
に沿って図示左方向へ走査させることにより、上記
(1)で記録した一列分の記録情報の再生を行う。 (3)上記(2)で再生した一列分の記録情報と上記
(1)で記録した一列分の記録情報とを比較することに
より、上記(1)の記録動作が正常に実行されたか否か
の確認を行う。 (4)上記(3)での比較により、記録動作に異常が生
じていたと判断した場合には、上記(1)〜(3)まで
の動作が再度繰り返される。
In the recording / reproducing method of this embodiment, the recording information for one line is recorded on the recording medium 10 as follows. (1) While scanning the probe electrode 1 from the initial position (not shown) on the left side in the drawing to the right direction in the drawing along the X-axis direction in the drawing, as shown in FIG. By applying a recording pulse voltage to the electrode 1 to cause a change in conductivity in the recording layer 13, recording information for one column is recorded in the recording layer 13 of the recording medium 10 bit by bit. (2) When the probe electrode 1 reaches the right end of the recording medium 10 in the figure and the recording operation of one row of recording information is completed, the reproducing bias voltage is applied to the probe electrode 1 while the drawing electrode (B) in FIG. As shown in (1), the probe electrode 1 is scanned in the left direction in the figure along the X-axis direction in the figure to reproduce the record information for one column recorded in (1) above. (3) Whether or not the recording operation of (1) above has been normally performed by comparing the recording information of one row reproduced in (2) above with the recording information of one row recorded in (1) above. Check. (4) When it is determined by the comparison in (3) above that the recording operation is abnormal, the above operations (1) to (3) are repeated.

【0028】したがって、本実施例の記録再生方法で
は、一列分の記録情報が正確に記録されるまで記録動作
を繰り返すため、記録時の誤り率を非常に小さく抑える
ことが可能となり、また、プローブ電極1の一回の往復
走査で、一列分の記録情報の記録動作および一列分の記
録情報の記録の確認動作を行うことができるため、記録
情報の記録を高い転送レートで行うことが可能となる。
Therefore, in the recording / reproducing method of the present embodiment, since the recording operation is repeated until the recording information for one row is accurately recorded, the error rate at the time of recording can be suppressed to a very small level, and the probe can be used. With one reciprocating scan of the electrode 1, the recording operation of the recording information for one row and the confirmation operation of recording the recording information for one row can be performed, so that the recording information can be recorded at a high transfer rate. Become.

【0029】図1に示した実施例の記録再生方法は、プ
ローブ電極と記録媒体の表面との間に流れるトンネル電
流の強弱によって記録媒体の表面の電子状態を変化させ
て記録媒体に記録情報を記録するものの一例であるが、
プローブ電極と記録媒体の表面との間に流れるトンネル
電流の強弱によって記録媒体の表面の凹凸を変化させ
て、記録媒体に記録情報を記録するものであっても、同
様の効果が得られる。
In the recording / reproducing method of the embodiment shown in FIG. 1, the electronic state of the surface of the recording medium is changed depending on the strength of the tunnel current flowing between the probe electrode and the surface of the recording medium to record information on the recording medium. An example of what is recorded,
The same effect can be obtained even if the recording information is recorded on the recording medium by changing the unevenness of the surface of the recording medium depending on the strength of the tunnel current flowing between the probe electrode and the surface of the recording medium.

【0030】図2は、本発明の記録再生装置の一実施例
を示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment of the recording / reproducing apparatus of the present invention.

【0031】本実施例の記録再生装置20は、以下に示
す点で、図5に示した記録再生装置100 と異なる。 (1)マイクロコンピュータ31は、一列分の記録情報
を記録媒体10に記録する際に、プローブ電極21を記
録媒体10の表面上方を往復走査させるように、粗動駆
動回路30およびXY走査駆動回路27をそれぞれ制御
する。すなわち、マイクロコンピュータ31は、プロー
ブ電極を記録媒体の表面上方を往復走査させる往復走査
手段として機能する。 (2)記録媒体10に記録する一列分の記録情報が蓄積
される記録情報記憶回路40を有する。ここで、記録情
報記憶回路40は、記録情報を分割して蓄積する記録情
報記憶手段として機能する。 (3)マイクロコンピュータ31は、プローブ電極21
の往路走査で、記録情報記憶回路40に蓄積された一列
分の記録情報を記録媒体10に記録させるとともに、プ
ローブ電極21の復路走査で、前記記録した一列分の記
録情報を記録媒体10から再生させる。すなわち、マイ
クロコンピュータ31は、プローブ電極の往路走査で、
記録情報記憶手段に蓄積された記録情報を記録媒体に記
録させるとともに、プローブ電極の復路走査で、記録し
た記録情報を記録媒体から再生させる記録再生手段とし
て機能する。 (4)記録情報記憶回路40に蓄積された一列分の記録
情報と再生した一列分の記録情報とを比較する比較回路
41を有する。ここで、比較回路41は、記録情報記憶
手段に蓄積された記録情報と記録再生手段で再生した記
録情報とを比較する比較手段として機能する。
The recording / reproducing apparatus 20 of this embodiment differs from the recording / reproducing apparatus 100 shown in FIG. 5 in the following points. (1) When the recording information for one row is recorded on the recording medium 10, the microcomputer 31 reciprocally scans the probe electrode 21 above the surface of the recording medium 10 so that the coarse driving circuit 30 and the XY scanning driving circuit. 27 are controlled respectively. That is, the microcomputer 31 functions as a reciprocal scanning unit that reciprocally scans the probe electrode above the surface of the recording medium. (2) It has the record information storage circuit 40 in which the record information for one line to be recorded in the recording medium 10 is accumulated. Here, the record information storage circuit 40 functions as a record information storage unit that divides and stores the record information. (3) The microcomputer 31 has the probe electrode 21.
The recording information for one row accumulated in the recording information storage circuit 40 is recorded on the recording medium 10 by the forward scanning of the above, and the recording information for the one recording row is reproduced from the recording medium 10 by the backward scanning of the probe electrode 21. Let That is, the microcomputer 31 performs forward scan of the probe electrode,
The recording information stored in the recording information storage means is recorded on the recording medium, and also functions as recording / reproducing means for reproducing the recorded recording information from the recording medium by the backward scan of the probe electrode. (4) The comparison information storage circuit 40 has a comparison circuit 41 for comparing one row of record information accumulated in the record information storage circuit 40 with reproduced one row of record information. Here, the comparison circuit 41 functions as a comparison means for comparing the record information accumulated in the record information storage means with the record information reproduced by the recording / reproducing means.

【0032】次に、本実施例の記録再生装置20の動作
について説明するが、記録媒体10とプローブ電極21
との初期位置決め動作および記録媒体10からの記録情
報の再生動作については、図5に示した記録再生装置10
0 と同様であるため、記録媒体10への記録情報の記録
動作についてのみ説明する。
Next, the operation of the recording / reproducing apparatus 20 of this embodiment will be described. The recording medium 10 and the probe electrode 21 will be described.
For the initial positioning operation with respect to and the reproducing operation of the recorded information from the recording medium 10, the recording / reproducing apparatus 10 shown in FIG.
Since it is similar to 0, only the recording operation of recording information on the recording medium 10 will be described.

【0033】記録媒体10へ記録される一列分の記録情
報が、マイクロコンピュータ31から記録情報記憶回路
40へ送られて、記録情報記憶回路40に蓄積される。
その後、粗動駆動回路30とXY走査駆動回路27とが
マイクロコンピュータ31によりそれぞれ制御されて、
プローブ電極21が図示X軸方向に沿って図示右方向に
走査されるとともに、電源24がマイクロコンピュータ
31により制御されて、記録用バイアス電圧および前記
一列分の記録情報に応じた記録用パルス電圧が電源24
からプローブ電極21にそれぞれ印加される。その結
果、記録媒体10の記録層13に前記一列分の記録情報
が1ビットずつ記録される。このとき、記録媒体10へ
の記録情報の1ビット分の記録は、たとえば、記録情報
が”1”のときには、電源24からプローブ電極21へ
記録用パルス電圧を印加してプローブ電極21と記録媒
体10の表面との間にトンネル電流を流して記録層13
の電子状態を変化させ、一方、記録情報が”0”のとき
には、記録媒体10の記録層13の電子状態をそのまま
にすることにより行われる。
The recording information for one line to be recorded on the recording medium 10 is sent from the microcomputer 31 to the recording information storage circuit 40 and accumulated in the recording information storage circuit 40.
After that, the coarse drive circuit 30 and the XY scan drive circuit 27 are controlled by the microcomputer 31, respectively,
The probe electrode 21 is scanned rightward in the figure along the X-axis direction, and the power supply 24 is controlled by the microcomputer 31 to generate a recording bias voltage and a recording pulse voltage corresponding to the recording information for one column. Power supply 24
Are applied to the probe electrodes 21 from the respective. As a result, the recording information for one row is recorded bit by bit on the recording layer 13 of the recording medium 10. At this time, for recording one bit of the recording information on the recording medium 10, for example, when the recording information is “1”, a recording pulse voltage is applied from the power supply 24 to the probe electrode 21 and the probe electrode 21 and the recording medium. A tunnel current is passed between the recording layer 13 and the surface of the recording layer 13.
When the recording information is "0", the electronic state of the recording layer 13 of the recording medium 10 is left unchanged.

【0034】以上のようにして、一列分の記録情報の記
録動作が終了すると、粗動駆動回路30とXY走査駆動
回路27とがマイクロコンピュータ121 によりそれぞれ
制御されて、プローブ電極21が図示X軸方向に沿って
図示左方向に走査されるとともに、電源24がマイクロ
コンピュータ31により制御されて、再生用バイアス電
圧がプローブ電極21に印加される。その結果、記録媒
体10の記録層13の電子状態を変化させた部分では、
プローブ電極21と記録媒体10の表面との間に大きな
電流が流れるためプローブ電極21からプローブ電流I
P が出力されるのに対して、記録媒体10の記録層13
の電子状態を変化させていない部分では、プローブ電極
21から小さなプローブ電流IP しか出力されないの
で、プローブ電流IP をプローブ電流増幅器25を介し
てマイクロコンピュータ31に入力させることにより、
一列分の記録情報が記録媒体10から再生される。
When the recording operation of the record information for one row is completed as described above, the coarse drive circuit 30 and the XY scan drive circuit 27 are controlled by the microcomputer 121, respectively, and the probe electrode 21 is moved to the X-axis shown in the figure. The scanning is performed in the leftward direction in the figure, and the power source 24 is controlled by the microcomputer 31 to apply the reproducing bias voltage to the probe electrode 21. As a result, in the portion where the electronic state of the recording layer 13 of the recording medium 10 is changed,
Since a large current flows between the probe electrode 21 and the surface of the recording medium 10, the probe current I flows from the probe electrode 21.
While P is output, the recording layer 13 of the recording medium 10
In the portion where the electronic state of is not changed, only a small probe current I P is output from the probe electrode 21, so by inputting the probe current I P to the microcomputer 31 via the probe current amplifier 25,
The recording information for one row is reproduced from the recording medium 10.

【0035】以上のようにして、一列分の記録情報が再
生されると、再生された一列分の記録情報が、再生され
たときの順番でマイクロコンピュータ31から比較回路
41に送られる。このとき、マイクロコンピュータ31
から送られてくる前記再生された一列分の記録情報の順
番は、前記記録される一列分の記録情報が記録情報記憶
回路40に蓄積されたときと時間的に逆となっている。
したがって、比較回路41では、記録情報記憶回路40
に蓄積された一列分の記録情報が、蓄積されたときと時
間的に逆の順番で記録情報記憶回路40から1ビットず
つ読み出され、該読み出された一列分の記録情報とマイ
クロコンピュータ31から送られてきた再生された一列
分の記録情報とが1ビットずつ比較される。該比較結果
は、比較回路41からマイクロコンピュータ31に送ら
れる。マイクロコンピュータ31では、比較回路41か
ら送られて比較結果が一致を示している場合には、一列
分の記録情報が正確に記録されたと判断して、次の列の
記録情報の記録動作を同様にして行わせる。一方、前記
比較結果が一致を示していない場合には、一列分の記録
情報が正確に記録されなかったと判断して、該一列分の
記録情報の記録動作を同様にして再度行わせる。
As described above, when the recording information for one row is reproduced, the reproduced recording information for one row is sent from the microcomputer 31 to the comparison circuit 41 in the order of reproduction. At this time, the microcomputer 31
The order of the reproduced one row of the record information sent from is temporally opposite to that when the recorded one row of record information is accumulated in the record information storage circuit 40.
Therefore, in the comparison circuit 41, the recording information storage circuit 40
The recording information for one column stored in the recording information storage circuit 40 is read bit by bit from the recording information storage circuit 40 in the reverse order of time when the recording information is stored, and the readout recording information for one column and the microcomputer 31 are read. The reproduced record information for one column sent from the device is compared bit by bit. The comparison result is sent from the comparison circuit 41 to the microcomputer 31. In the microcomputer 31, when the comparison result sent from the comparison circuit 41 indicates a match, it is determined that the recording information for one column is accurately recorded, and the recording operation of the recording information for the next column is performed in the same manner. Let's do it. On the other hand, if the comparison result does not indicate a match, it is determined that the recording information for one row was not accurately recorded, and the recording operation of the recording information for one row is performed again in the same manner.

【0036】したがって、本実施例の記録再生装置20
では、一列分の記録情報が正確に記録されるまで記録動
作を繰り返すため、記録時の誤り率を非常に小さく抑え
ることが可能となり、また、プローブ電極21の一回の
往復走査で、一列分の記録情報の記録動作および一列分
の記録情報の記録の確認動作を行うことができるため、
記録情報の記録を高い転送レートで行うことが可能とな
る。
Therefore, the recording / reproducing apparatus 20 of the present embodiment.
In this case, since the recording operation is repeated until the recording information for one row is accurately recorded, the error rate at the time of recording can be suppressed to a very small value, and one reciprocating scan of the probe electrode 21 causes one row to be recorded. Since it is possible to perform the recording operation of the recording information and the confirmation operation of the recording of the recording information for one row,
It becomes possible to record the record information at a high transfer rate.

【0037】なお、本実施例の記録再生装置20の変形
例として、以下に示すものが考えられる。 (1)1ビットずつ比較を行う比較回路41の代わり
に、一列分の記録情報を一度に比較する比較回路を使用
する。 (2)記録情報記憶回路40に蓄積された一列分の記録
情報を、蓄積されたときと時間的に逆の順番で記録情報
記憶回路40から1ビットずつ読み出す代わりに、記録
情報記憶回路40に蓄積された一列分の記録情報を、蓄
積されたときの順番で記録情報記憶回路40から1ビッ
トずつ読み出すとともに、前記再生した一列分の記録情
報を、再生したときと時間的に逆の順番でマイクロコン
ピュータ31から比較回路41へ送ることにより、両者
の時間的順番を揃える。 (3)再生した一列分の記録情報をマイクロコンピュー
タ31から比較回路41へ送る代わりに、プローブ電流
増幅器25から比較回路41へ送る。 (4)一列分の記録情報がすべて再生されたのち、比較
回路41での比較を行う代わりに、プローブ電極21の
往路走査中に、記録する一列分の記録情報をマイクロコ
ンピュータ31から記録情報記憶回路40に送るととも
に、プローブ電極21の復路走査中に、記録された記録
情報を1ビット再生するごとに、記録情報記憶回路40
に蓄積された一列分の記録情報を1ビットずつ時間的に
逆の順番で比較回路41が読み出すことにより、記録情
報を再生しながら比較を行ってもよい。 (5)記録情報記憶回路40および比較回路41をマイ
クロコンピュータ31に内蔵させる。 (6)一列分の記録情報を蓄積する記録情報記憶回路4
0の代わりに、記録情報を一括して蓄積する記録情報記
憶回路を使用する。このとき、比較回路41が比較のた
めに読み出す一列分の記録情報は、マイクロコンピュー
タ31により指示する。 (7)プローブ電極21と記録媒体10の表面との間に
流れるトンネル電流の強弱によって記録媒体10の表面
の電子状態を変化させて記録媒体10に記録情報を記録
する代わりに、プローブ電極21と記録媒体の表面との
間に流れるトンネル電流の強弱によって記録媒体の表面
の凹凸を変化させて記録媒体に記録情報を記録する。
As a modification of the recording / reproducing apparatus 20 of the present embodiment, the following may be considered. (1) Instead of the comparison circuit 41 that compares bit by bit, a comparison circuit that compares recording information for one column at a time is used. (2) Instead of reading the recording information for one column accumulated in the recording information storage circuit 40 bit by bit from the recording information storage circuit 40 in the reverse order of time when it was stored, instead of reading it in the recording information storage circuit 40, The accumulated record information for one column is read out bit by bit from the record information storage circuit 40 in the order in which it was accumulated, and the reproduced record information for one column is temporally reversed in the order of reproduction. By sending from the microcomputer 31 to the comparison circuit 41, the temporal order of both is made uniform. (3) Instead of sending the reproduced recording information for one column to the comparison circuit 41 from the microcomputer 31, the probe current amplifier 25 sends it to the comparison circuit 41. (4) After all the recorded information for one column is reproduced, instead of performing comparison in the comparison circuit 41, the recorded information for one column to be recorded is stored from the microcomputer 31 during forward scanning of the probe electrode 21. The recording information storage circuit 40 is sent to the circuit 40, and every time the recorded recording information is reproduced by 1 bit during the backward scan of the probe electrode 21.
The comparison circuit 41 may perform the comparison while reproducing the record information by reading out the record information for one column accumulated in 1) bit by bit in a temporally reverse order. (5) The recording information storage circuit 40 and the comparison circuit 41 are built in the microcomputer 31. (6) Record information storage circuit 4 for accumulating record information for one column
Instead of 0, a record information storage circuit that collectively stores record information is used. At this time, one row of the record information read out by the comparison circuit 41 for comparison is designated by the microcomputer 31. (7) Instead of changing the electronic state of the surface of the recording medium 10 to record the recorded information on the recording medium 10 depending on the strength of the tunnel current flowing between the probe electrode 21 and the surface of the recording medium 10, The recording information is recorded on the recording medium by changing the unevenness of the surface of the recording medium depending on the strength of the tunnel current flowing between the recording medium and the surface of the recording medium.

【0038】次に、図1に示した記録再生装置20の試
作例について説明する。 [試作例1]記録媒体10としては、以下に示すものを
用いた。 (1)基板11 光学研磨したガラス基板を基板11として用いた。 (2)基板電極12 基板電極12は、次のようにしてガラス基板(基板1
1)上に形成した。中性洗剤およびトリクレンを用いて
洗浄したガラス基板上に、真空蒸着(抵抗加熱)法によ
りCrを厚さ50Åだけ下引き層として堆積させたの
ち、真空蒸着(抵抗加熱)法によりAuを厚さ1000
Åだけ蒸着した。 (3)記録層13 記録層13は、次のようにして基板電極12上に形成し
た。20℃の水相上に、スクアリリウム−ビス−6−オ
クチルアズレン(以下、「SOAZ」と称する。)を濃
度0.2mg/mlで溶かしたクロロホルム溶液を展開
して、水面上に単分子膜を形成した。溶媒の蒸発を待っ
て、単分子膜の表面圧を20mN/mまで高めた。単分
子膜の表面圧を一定に保ちながら、水面を横切るように
速度5mm/分で、基板電極12が形成された基板11
を静かに浸漬させた。その後、基板電極12が形成され
た基板11を引き上げたのち、二層のY形単分子膜の累
積を行って、基板電極12上に二層の累積膜(LB膜)
を形成した。
Next, a prototype of the recording / reproducing apparatus 20 shown in FIG. 1 will be described. [Prototype Example 1] The following recording medium 10 was used. (1) Substrate 11 An optically polished glass substrate was used as the substrate 11. (2) Substrate electrode 12 The substrate electrode 12 is a glass substrate (substrate 1) as follows.
1) Formed on top. After depositing Cr as a subbing layer by a thickness of 50Å by vacuum deposition (resistance heating) on a glass substrate washed with a neutral detergent and trichlene, then depositing Au by vacuum deposition (resistance heating). 1000
Only Å was deposited. (3) Recording Layer 13 The recording layer 13 was formed on the substrate electrode 12 as follows. A chloroform solution in which squarylium-bis-6-octylazulene (hereinafter referred to as "SOAZ") was dissolved at a concentration of 0.2 mg / ml was developed on the water phase at 20 ° C to form a monomolecular film on the water surface. Formed. After waiting for the evaporation of the solvent, the surface pressure of the monomolecular film was increased to 20 mN / m. Substrate 11 on which substrate electrode 12 is formed at a speed of 5 mm / min so as to cross the water surface while keeping the surface pressure of the monomolecular film constant.
Was gently dipped. Then, after pulling up the substrate 11 on which the substrate electrode 12 is formed, two layers of Y-shaped monomolecular film are accumulated to form a two-layer accumulated film (LB film) on the substrate electrode 12.
Formed.

【0039】記録再生装置20のプローブ電極21とし
ては、電解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た。
As the probe electrode 21 of the recording / reproducing apparatus 20, a platinum / rhodium probe electrode prepared by electropolishing was used.

【0040】SOAZが二層累積された記録層13を有
する記録媒体10をXYステージ28上にセットした。
続いて、電源24よりプローブ電極21に+1.5Vの
記録用バイアス電圧を印加して、プローブ電極21から
出力されるプローブ電流Ipをプローブ電流増幅器25
を介してマイクロコンピュータ31に入力させた。この
とき、マイクロコンピュータ31により粗動駆動回路3
0とZ方向駆動回路26と制御して、プローブ電流Ip
が10-8A≧Ip ≧10-10 Aになるようにプローブ電
極21と記録媒体10の表面との距離を調整した。続い
て、プローブ電極21と記録媒体10の表面との距離を
一定に保ちながら、プローブ電極21を図2図示X軸方
向に走査させて、記録媒体10の記録領域の左端まで移
動させた。
The recording medium 10 having the recording layer 13 in which two SOAZ layers were accumulated was set on the XY stage 28.
Subsequently, a recording bias voltage of +1.5 V is applied from the power source 24 to the probe electrode 21, and the probe current I p output from the probe electrode 21 is supplied to the probe current amplifier 25.
It is input to the microcomputer 31 via. At this time, the microcomputer 31 causes the coarse drive circuit 3 to move.
0 and the Z direction drive circuit 26 to control the probe current I p.
The distance between the probe electrode 21 and the surface of the recording medium 10 was adjusted so that the value of 10 −8 A ≧ I p ≧ 10 −10 A. Subsequently, while keeping the distance between the probe electrode 21 and the surface of the recording medium 10 constant, the probe electrode 21 was scanned in the X-axis direction in FIG. 2 and moved to the left end of the recording area of the recording medium 10.

【0041】その後、記録する一列分の記録情報を記録
情報記憶回路40に蓄積したのち、プローブ電極21を
図示X軸方向に沿って図示右方向へ走査させながら、1
00Åのピッチで前記一列分の記録情報の記録を行っ
た。記録情報の記録は、プローブ電極21を+側とする
とともに基板電極12を−側にして、記録層13(SO
AZの二層LB膜)が低抵抗状態(ON状態)に変化す
るように、図3に示す三角波パルス電圧を記録用パルス
電圧として電源24からプローブ電極21に印加した。
Then, after one row of recording information to be recorded is accumulated in the recording information storage circuit 40, while the probe electrode 21 is scanned in the right direction in the drawing along the X-axis direction in the drawing, 1
The recording information for one row was recorded at a pitch of 00Å. The recording of the recording information is performed by setting the probe electrode 21 on the + side and the substrate electrode 12 on the − side and recording layer 13 (SO
The triangular wave pulse voltage shown in FIG. 3 was applied as the recording pulse voltage from the power supply 24 to the probe electrode 21 so that the two-layer LB film of AZ changed to the low resistance state (ON state).

【0042】その後、電源24からプローブ電極21に
再生用バイアス電圧(+1.5V)を印加しながら、プ
ローブ電極21を図示X軸方向に沿って図示左方向へ走
査して、先ほど記録した一列分の記録情報を読み出し
た。このとき、記録媒体10の三角波パルス電圧を印加
した部分では、0.7mA程度のプローブ電流IP がプ
ローブ電極21から出力された。
Thereafter, while applying a reproducing bias voltage (+1.5 V) from the power source 24 to the probe electrode 21, the probe electrode 21 is scanned in the left direction in the drawing along the X-axis direction in the drawing, and the one line recorded previously is recorded. The recorded information of was read. At this time, in the portion of the recording medium 10 to which the triangular wave pulse voltage was applied, a probe current I P of about 0.7 mA was output from the probe electrode 21.

【0043】比較回路41で、蓄積されたときと時間的
に逆の順番で記録情報記憶回路40から1ビットずつ読
み出した記録情報とマイクロコンピュータ31から送ら
れてきた再生された一列分の記録情報とを比較した結
果、両者は一致し、一列分の記録情報が記録媒体10に
正確に記録されたことが確認できた。
In the comparison circuit 41, the record information read out bit by bit from the record information storage circuit 40 in the order reverse to the time when the data was stored and the reproduced record information for one column sent from the microcomputer 31. As a result of the comparison between and, it was confirmed that the two coincided with each other and that the recording information for one row was accurately recorded on the recording medium 10.

【0044】なお、しきい値電圧VthOFF (記録層1
3がON状態からOFF状態に変化する電圧)以上の電
圧である10Vの消去用パルス電圧を電源24からプロ
ーブ電極21に印加しながら、プローブ電極21を図示
X軸方向に走査させたところ、すべての記録状態が消去
されて、記録層13がOFF状態に遷移したことも確認
した。また、SOAZの一層あたりの厚さを小角X線回
折法により求めたところ、約15Åであった。 [試作例2]記録媒体10としては、以下に示すものを
用いた。 (1)基板11 基板11としては、上述した試作例1と同様に、光学研
磨したガラス基板を用いた。 (2)基板電極12 基板電極12は、次のようにしてガラス基板(基板1
1)上に形成した。中性洗剤およびトリクレンを用いて
洗浄したガラス基板上に、真空蒸着(抵抗加熱)法によ
りCrを厚さ50Åだけ下引き層として堆積させたの
ち、真空蒸着(抵抗加熱)法によりAuを厚さ1000
Åだけ蒸着した。 (3)トラック14の形成 基板電極12上に、ビーム径40Å,加速電圧100k
Vおよびビーム電流5pAで電子ビームを150Åピッ
チおよび長さ1μmに渡って順次照射することにより、
基板電極12の表面に凹凸を規則的に作り、多量情報の
記録再生時の位置決めに必要となるトラック14を形成
した。このとき、電子ビームのドーズ量が約1C/cm
2 になるように走査速度を調整した。 (4)記録層13 記録層13は、トラック14が形成された基板電極12
上に、以下に示すようにしてポリイミドLB膜を二層累
積することにより形成した。
Threshold voltage Vth OFF (recording layer 1
When the probe electrode 21 was scanned in the X-axis direction in the drawing while applying an erasing pulse voltage of 10 V, which is a voltage higher than the voltage (3 is a voltage changing from the ON state to the OFF state) to the probe electrode 21, It was also confirmed that the recording state of No. 1 was erased and the recording layer 13 was changed to the OFF state. Further, the thickness of one layer of SOAZ was determined by the small-angle X-ray diffraction method, and it was about 15Å. [Prototype Example 2] The following recording medium 10 was used. (1) Substrate 11 As the substrate 11, an optically polished glass substrate was used as in the case of the prototype example 1 described above. (2) Substrate electrode 12 The substrate electrode 12 is a glass substrate (substrate 1) as follows.
1) Formed on top. After depositing Cr as a subbing layer by a thickness of 50Å by vacuum deposition (resistance heating) on a glass substrate washed with a neutral detergent and trichlene, then depositing Au by vacuum deposition (resistance heating). 1000
Only Å was deposited. (3) Formation of track 14 Beam diameter 40 Å, acceleration voltage 100 k on substrate electrode 12
By sequentially irradiating an electron beam with a V and a beam current of 5 pA over a 150 Å pitch and a length of 1 μm,
Irregularities are regularly formed on the surface of the substrate electrode 12 to form the tracks 14 required for positioning when recording and reproducing a large amount of information. At this time, the dose of the electron beam is about 1 C / cm.
The scanning speed was adjusted to be 2 . (4) Recording Layer 13 The recording layer 13 includes the substrate electrode 12 on which the track 14 is formed.
It was formed by accumulating two layers of polyimide LB film on the above as shown below.

【0045】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℃の純水の水相上に展開し、水面上
に単分子膜を形成した。この単分子膜の表面圧を25m
N/mまで高め、さらに単分子膜の表面圧を一定に保ち
ながら、基板電極12およびトラック14が形成された
基板10を水面に横切るように5mm/分で移動させて
浸漬させたのち、基板10を引き上げることにより、Y
型単分子膜の累積を行った。さらに、Y型単分子膜を3
00℃で10分間加熱して、ポリイミド膜とした。な
お、ポリイミド膜一層あたりの厚さをエリプソメトリー
法により求めたところ、約4Åであった。
A dimethylacetamide solution in which a polyamic acid (molecular weight: about 200,000) was dissolved at a concentration of 1 × 10 −3 % (g / g) was spread on the pure water aqueous phase at a water temperature of 20 ° C. A molecular film was formed. The surface pressure of this monolayer is 25m
The substrate 10 on which the substrate electrode 12 and the track 14 are formed is moved at a rate of 5 mm / min so as to traverse the water surface and immersed while the surface pressure of the monomolecular film is kept constant. By pulling up 10
Type monolayers were accumulated. In addition, a Y-type monolayer
It heated at 00 degreeC for 10 minutes, and it was set as the polyimide film. The thickness per layer of the polyimide film was about 4Å as determined by ellipsometry.

【0046】以上のようにして作成した記録媒体10の
構造を、図4に示す。
The structure of the recording medium 10 produced as described above is shown in FIG.

【0047】トラック14の長さ方向が図2図示X軸方
向となるように、図4に示した記録媒体10をXYステ
ージ28上に載置した。続いて、試作例1と同様にし
て、プローブ電極21と記録媒体10の表面との距離を
調整したのち、所定の一のトラック14上にくるように
プローブ電極21を位置決めした。その後、プローブ電
極21と記録媒体10の表面との距離を一定に保ちつ
つ、プローブ電極21が前記所定の一のトラック14上
から外れないようトラッキングしながら、プローブ電極
21を図2図示X軸方向に往復走査させて、試作例1と
同様にして、一列分の記録情報の記録および記録した記
録情報の確認を行った。
The recording medium 10 shown in FIG. 4 was placed on the XY stage 28 so that the length direction of the track 14 was the X-axis direction shown in FIG. Then, the distance between the probe electrode 21 and the surface of the recording medium 10 was adjusted in the same manner as in Prototype Example 1, and then the probe electrode 21 was positioned so as to come on the predetermined one track 14. After that, while keeping the distance between the probe electrode 21 and the surface of the recording medium 10 constant and tracking the probe electrode 21 so as not to deviate from above the predetermined track 14, the probe electrode 21 is moved in the X-axis direction in FIG. By reciprocating scanning, the recording information for one row was recorded and the recorded recording information was confirmed in the same manner as in Prototype Example 1.

【0048】トラック14を一列づつ移動させながら、
以上の動作を繰り返し実行したところ、あるトラック1
4で1ビットだけ記録エラーが生じたが、該記録エラー
の発生を即座に確認することができた。また、記録情報
記憶回路40に蓄積された一列分の記録情報に基づい
て、該一列分の記録情報を再度記録するとともに、正確
に記録できたか否かを確認した。その結果、正確に記録
できたことを確認することができた。
While moving the tracks 14 line by line,
When the above operation is repeatedly executed, a certain track 1
Although the recording error occurred only for 1 bit in No. 4, it was possible to immediately confirm the occurrence of the recording error. Further, based on the record information for one row accumulated in the record information storage circuit 40, the record information for one row was recorded again, and it was confirmed whether or not the record information was correctly recorded. As a result, it was possible to confirm that the recording was accurate.

【0049】以上のようにして、記録媒体10全体に渡
って記録情報の記録を行ったのち、すべての記録情報を
再生して、正確に記録できたか否かを確認したところ、
記録すべき記録情報がすべて正確に記録されていること
が確認された。したがって、本実施例の記録再生装置2
0を用いることにより、誤り率の非常に小さい記録が可
能となることが確かめられた。
As described above, after the record information is recorded on the entire recording medium 10, all the record information is reproduced and it is confirmed whether or not the record information is correctly recorded.
It was confirmed that all the record information to be recorded was recorded accurately. Therefore, the recording / reproducing apparatus 2 of the present embodiment
It was confirmed that the use of 0 enables recording with a very small error rate.

【0050】なお、本試作例では、プローブ電極21を
用いてトラッキングを行ったが、トラッキング用のプロ
ーブ電極を別途設けてもよい。
In this prototype, tracking is performed using the probe electrode 21, but a probe electrode for tracking may be provided separately.

【0051】[0051]

【発明の効果】本発明は、上述のとおり構成されている
ので、次の効果を奏する。
Since the present invention is configured as described above, it has the following effects.

【0052】請求項1記載の発明は、記録媒体に記録情
報を記録する際に、プローブ電極を記録媒体の表面上方
を往復走査させ、往復走査の往路走査で、記録情報を記
録媒体に記録し、往復走査の復路走査で、記録した記録
情報を記録媒体から再生し、再生した記録情報と記録情
報とを比較して、往路走査での記録が正確に行われたか
否かの確認を行うことにより、プローブ電極を一回だけ
往復走査させるだけで、記録媒体への記録情報の記録が
正確に行われたか否かの確認を行うことができるため、
転送レートを速くすることができるとともに、誤り率を
非常に小さくすることができる。
According to the first aspect of the present invention, when the recording information is recorded on the recording medium, the probe electrode is reciprocally scanned above the surface of the recording medium, and the recording information is recorded on the recording medium by the forward scanning of the reciprocal scanning. , Reproducing the recorded record information from the recording medium in the backward scan of the reciprocating scan and comparing the reproduced record information with the recorded information to confirm whether or not the recording in the forward scan is accurately performed. Therefore, it is possible to confirm whether or not the recording information is accurately recorded on the recording medium by only reciprocally scanning the probe electrode once.
The transfer rate can be increased and the error rate can be extremely reduced.

【0053】請求項2または請求項3記載の発明は、プ
ローブ電極を記録媒体の表面上方を往復走査させる往復
走査手段と、記録情報を一括または分割して蓄積する記
録情報記憶手段と、プローブ電極の往路走査で、記録情
報記憶手段に蓄積された記録情報を記録媒体に記録させ
るとともに、プローブ電極の復路走査で、記録した記録
情報を記録媒体から再生させる記録再生手段と、記録情
報記憶手段に蓄積された記録情報と記録再生手段で再生
した記録情報とを比較する比較手段とを含むことによ
り、本発明の記録再生方法を実現することができるた
め、転送レートを速くすることができるとともに、誤り
率を非常に小さくすることができる。
The invention described in claim 2 or claim 3 is a reciprocating scanning means for reciprocally scanning the probe electrode above the surface of the recording medium, a record information storage means for accumulating record information collectively or in a divided manner, and a probe electrode. The recording information stored in the recording information storage means is recorded on the recording medium by the forward scanning of the recording medium, and the recording information is recorded on the recording medium by the backward scanning of the probe electrode. Since the recording / reproducing method of the present invention can be realized by including the comparing means for comparing the accumulated recording information and the recording information reproduced by the recording / reproducing means, the transfer rate can be increased, and The error rate can be made very small.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の記録再生方法の一実施例を説明するた
めの図であり、(A)は記録時のプローブ電極の走査方
向を示す図、(B)は再生時のプローブ電極の走査方向
を示す図である。
FIG. 1 is a diagram for explaining an embodiment of a recording / reproducing method of the present invention, (A) shows a scanning direction of a probe electrode at the time of recording, and (B) shows a scanning of a probe electrode at the time of reproducing. It is a figure which shows a direction.

【図2】本発明の記録再生装置の一実施例を示すブロッ
ク図である。
FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment of a recording / reproducing apparatus of the present invention.

【図3】図2に示した記録再生装置の一試作例において
記録用パルス電圧としてプローブ電極に印加した三角波
パルス電圧の波形図である。
3 is a waveform diagram of a triangular wave pulse voltage applied to a probe electrode as a recording pulse voltage in the prototype of the recording / reproducing apparatus shown in FIG.

【図4】図2に示した記録再生装置の他の試作例におい
て使用した記録媒体の構造を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a structure of a recording medium used in another prototype of the recording / reproducing apparatus shown in FIG.

【図5】走査型トンネル顕微鏡の原理を応用した記録再
生装置の一従来例を示す概略構成図である。
FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing a conventional example of a recording / reproducing device to which the principle of a scanning tunneling microscope is applied.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,21 プローブ電極 10 記録媒体 11 基板 12 基板電極 13 記録層 14 トラック 20 記録再生装置 22 Z方向微動制御機構 23 XY方向微動制御機構 24 電源 25 プローブ電流増幅器 26 Z方向駆動回路 27 XY方向走査駆動回路 28 XYステージ 29 粗動機構 30 粗動駆動回路 31 マイクロコンピュータ 32 表示装置 40 記録情報記憶回路 41 比較回路 X,Y,Z 軸 1, 21 probe electrode 10 recording medium 11 substrate 12 substrate electrode 13 recording layer 14 track 20 recording / reproducing device 22 Z direction fine movement control mechanism 23 XY direction fine movement control mechanism 24 power supply 25 probe current amplifier 26 Z direction drive circuit 27 XY direction scan drive Circuit 28 XY stage 29 Coarse movement mechanism 30 Coarse movement drive circuit 31 Microcomputer 32 Display device 40 Recorded information storage circuit 41 Comparison circuit X, Y, Z axes

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 河岸 秀行 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 武田 俊彦 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 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Hideyuki Kawagishi 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. (72) Inventor Toshihiko Takeda 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Within the corporation

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 プローブ電極と記録媒体の表面との間に
流れるトンネル電流の強弱によって前記記録媒体の表面
の凹凸または電子状態を変化させて該記録媒体に記録情
報を記録し、 前記トンネル電流を検知して前記記録媒体から前記記録
した記録情報を再生する記録再生方法において、 前記記録媒体に前記記録情報を記録する際に、 前記プローブ電極を前記記録媒体の表面上方を往復走査
させ、 該往復走査の往路走査で、前記記録情報を前記記録媒体
に記録し、 前記往復走査の復路走査で、前記記録した記録情報を前
記記録媒体から再生し、該再生した記録情報と前記記録
情報とを比較して、前記往路走査での記録が正確に行わ
れたか否かの確認を行うことを特徴とする記録再生方
法。
1. The recording information is recorded on the recording medium by changing the unevenness or the electronic state of the surface of the recording medium depending on the strength of the tunnel current flowing between the probe electrode and the surface of the recording medium. A recording / reproducing method for detecting and reproducing the recorded recording information from the recording medium, wherein when recording the recording information on the recording medium, the probe electrode is reciprocally scanned above the surface of the recording medium, The recording information is recorded on the recording medium by a forward scan of scanning, the recorded recording information is reproduced from the recording medium by a backward scan of the reciprocating scan, and the reproduced recording information is compared with the recording information. Then, it is confirmed whether or not the recording in the forward scan is accurately performed.
【請求項2】 プローブ電極と記録媒体の表面との間に
流れるトンネル電流の強弱によって前記記録媒体の表面
の凹凸または電子状態を変化させて該記録媒体に記録情
報を記録し、 前記トンネル電流を検知して前記記録媒体から前記記録
した記録情報を再生する記録再生装置において、 前記プローブ電極を前記記録媒体の表面上方を往復走査
させる往復走査手段と、 前記記録情報を一括または分割して蓄積する記録情報記
憶手段と、 前記プローブ電極の往路走査で、前記記録情報記憶手段
に蓄積された記録情報を前記記録媒体に記録させるとと
もに、前記プローブ電極の復路走査で、前記記録した記
録情報を前記記録媒体から再生させる記録再生手段と、 前記記録情報記憶手段に蓄積された記録情報と前記記録
再生手段で再生した記録情報とを比較する比較手段とを
含むことを特徴とする記録再生装置。
2. The recording information is recorded on the recording medium by changing the unevenness or the electronic state of the surface of the recording medium depending on the strength of the tunnel current flowing between the probe electrode and the surface of the recording medium, In a recording / reproducing device for detecting and reproducing the recorded recording information from the recording medium, a reciprocating scanning means for reciprocally scanning the probe electrode above the surface of the recording medium, and storing the recording information collectively or in a divided manner. Record information stored in the recording medium is recorded in the recording medium by the record information storage means and the forward scan of the probe electrode, and the record information is recorded in the return scan of the probe electrode. Recording / reproducing means for reproducing from a medium, recording information accumulated in the recording information storage means, and recording information reproduced by the recording / reproducing means Recording and reproducing apparatus which comprises a comparing means for comparing.
【請求項3】 前記記録情報記憶手段が、 前記プローブ電極の往復走査のうち往路走査中に、前記
記録情報を一括または分割して蓄積する蓄積機構を有
し、 前記比較器が、 前記プローブ電極の往復走査のうち復路走査中に、前記
記録情報記憶手段に蓄積された記録情報と前記記録再生
手段で再生した記録情報とを比較する比較機構を有する
ことを特徴とする請求項2の記録再生装置。
3. The recording information storage means has a storage mechanism for storing the recording information collectively or in a divided manner during forward scanning of reciprocal scanning of the probe electrode, and the comparator comprises the probe electrode. 3. The recording / reproducing apparatus according to claim 2, further comprising a comparing mechanism for comparing the recording information accumulated in the recording information storing means with the recording information reproduced by the recording / reproducing means during the backward scanning of the reciprocal scanning. apparatus.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007010599A (en) * 2005-07-04 2007-01-18 Jeol Ltd Scanning probe microscope

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