JPH06187675A - 情報処理装置、及びそれを用いる情報処理方法 - Google Patents
情報処理装置、及びそれを用いる情報処理方法Info
- Publication number
- JPH06187675A JPH06187675A JP5203708A JP20370893A JPH06187675A JP H06187675 A JPH06187675 A JP H06187675A JP 5203708 A JP5203708 A JP 5203708A JP 20370893 A JP20370893 A JP 20370893A JP H06187675 A JPH06187675 A JP H06187675A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- information processing
- recording medium
- electrode
- recording
- probe electrode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- 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
-
- 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
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B9/00—Recording or reproducing using a method not covered by one of the main groups G11B3/00 - G11B7/00; Record carriers therefor
- G11B9/12—Recording or reproducing using a method not covered by one of the main groups G11B3/00 - G11B7/00; Record carriers therefor using near-field interactions; Record carriers therefor
- G11B9/14—Recording or reproducing using a method not covered by one of the main groups G11B3/00 - G11B7/00; Record carriers therefor using near-field interactions; Record carriers therefor using microscopic probe means, i.e. recording or reproducing by means directly associated with the tip of a microscopic electrical probe as used in Scanning Tunneling Microscopy [STM] or Atomic Force Microscopy [AFM] for inducing physical or electrical perturbations in a recording medium; Record carriers or media specially adapted for such transducing of information
- G11B9/1418—Disposition or mounting of heads or record carriers
- G11B9/1427—Disposition or mounting of heads or record carriers with provision for moving the heads or record carriers relatively to each other or for access to indexed parts without effectively imparting a relative movement
- G11B9/1436—Disposition or mounting of heads or record carriers with provision for moving the heads or record carriers relatively to each other or for access to indexed parts without effectively imparting a relative movement with provision for moving the heads or record carriers relatively to each other
-
- 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
- G11B9/1463—Record carriers for recording or reproduction involving the use of microscopic probe means
-
- 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
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S977/00—Nanotechnology
- Y10S977/902—Specified use of nanostructure
- Y10S977/932—Specified use of nanostructure for electronic or optoelectronic application
- Y10S977/943—Information storage or retrieval using nanostructure
- Y10S977/947—Information storage or retrieval using nanostructure with scanning probe instrument
Landscapes
- Semiconductor Memories (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 走査型トンネル顕微鏡や原子間力顕微鏡の原
理を応用した高密度の情報の記録再生等を行う情報処理
装置を提供する。 【構成】 基板電極１０２上に絶縁体的、或いは半導体
的特性を持つ記録層１０１を有する記録媒体１と、この
記録媒体に近接して配置されるプローブ電極２と、情報
記録用パルス電圧印加回路、及び／又は情報再生用バイ
アス電圧印加回路１０とを具備し、基板電極１０２の１
μｍ□の面内領域での最大表面凹凸が１ｎｍ以下であ
り、且つプローブ電極２の先端曲率半径が０．１μｍ〜
２００μｍの範囲にあり、更に、前記記録媒体表面とプ
ローブ電極先端との間隔制御を行う手段である片持ち梁
３を有することを特徴とする情報処理装置。 【効果】 信頼性の高い情報処理操作が可能である。
理を応用した高密度の情報の記録再生等を行う情報処理
装置を提供する。 【構成】 基板電極１０２上に絶縁体的、或いは半導体
的特性を持つ記録層１０１を有する記録媒体１と、この
記録媒体に近接して配置されるプローブ電極２と、情報
記録用パルス電圧印加回路、及び／又は情報再生用バイ
アス電圧印加回路１０とを具備し、基板電極１０２の１
μｍ□の面内領域での最大表面凹凸が１ｎｍ以下であ
り、且つプローブ電極２の先端曲率半径が０．１μｍ〜
２００μｍの範囲にあり、更に、前記記録媒体表面とプ
ローブ電極先端との間隔制御を行う手段である片持ち梁
３を有することを特徴とする情報処理装置。 【効果】 信頼性の高い情報処理操作が可能である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、走査型トンネル顕微
鏡、或いは原子間力顕微鏡の原理を応用して、電気的に
情報の記録／再生等を行う情報処理装置、及びそれを用
いる情報処理方法に関する。
鏡、或いは原子間力顕微鏡の原理を応用して、電気的に
情報の記録／再生等を行う情報処理装置、及びそれを用
いる情報処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、情報化社会の発展につれて、大容
量メモリの開発が極めて活発に行なわれている。
量メモリの開発が極めて活発に行なわれている。
【０００３】かかるメモリ材料に要求される性能は用途
により異なるが、一般的には 高密度で記録容量が大きい、 記録再生の応答速度が速い、 消費電力が少ない、 生産性が高く、価格が安い 等が挙げられ、現在もこうした性能を実現するメモリ方
式やメモリ媒体の開発が極めて活発に進められている。
により異なるが、一般的には 高密度で記録容量が大きい、 記録再生の応答速度が速い、 消費電力が少ない、 生産性が高く、価格が安い 等が挙げられ、現在もこうした性能を実現するメモリ方
式やメモリ媒体の開発が極めて活発に進められている。
【０００４】従来までは磁性体や半導体を素材とした磁
気メモリや半導体メモリが主であったが、近年、レーザ
ー技術の進展に伴い、有機色素、フォトポリマー等の有
機薄膜を用いた光メモリによる安価で高密度な記録媒体
が登場してきた。
気メモリや半導体メモリが主であったが、近年、レーザ
ー技術の進展に伴い、有機色素、フォトポリマー等の有
機薄膜を用いた光メモリによる安価で高密度な記録媒体
が登場してきた。
【０００５】現在、これらのメモリを更に高密度で大容
量にするために、単位メモリビットの微細化に向けての
技術開発が進められているが、これら従来のメモリとは
全く別の原理に基づくメモリの提案もされている。例え
ば、個々の有機分子に論理素子やメモリ素子の機能を持
たせた分子電子デバイスの概念もそのひとつである。か
かる分子電子デバイスは単位メモリビットの微細化を極
限まで進めたものと見ることができるが、これまで個々
の分子にいかにしてアクセスするかが問題とされてき
た。
量にするために、単位メモリビットの微細化に向けての
技術開発が進められているが、これら従来のメモリとは
全く別の原理に基づくメモリの提案もされている。例え
ば、個々の有機分子に論理素子やメモリ素子の機能を持
たせた分子電子デバイスの概念もそのひとつである。か
かる分子電子デバイスは単位メモリビットの微細化を極
限まで進めたものと見ることができるが、これまで個々
の分子にいかにしてアクセスするかが問題とされてき
た。
【０００６】一方、最近では走査型トンネル顕微鏡（以
後ＳＴＭと略す）が開発され［Ｇ．Ｂｉｎｎｉｎｇ ｅ
ｔ ａｌ．，Ｐｈｙｓ．Ｒｅｖ．Ｌｅｔｔ．，４９，５
７（１９８２）］、単結晶、非晶質を問わず実空間像の
高い分解能の測定ができるようになった。
後ＳＴＭと略す）が開発され［Ｇ．Ｂｉｎｎｉｎｇ ｅ
ｔ ａｌ．，Ｐｈｙｓ．Ｒｅｖ．Ｌｅｔｔ．，４９，５
７（１９８２）］、単結晶、非晶質を問わず実空間像の
高い分解能の測定ができるようになった。
【０００７】かかるＳＴＭは、金属の探針（プローブ電
極）と導電性物質間に電圧を加えて１ｎｍ程度の距離ま
で近づけるとトンネル電流が流れることを利用してい
る。この電流は両者の距離変化に非常に敏感であり、ト
ンネル電流を一定に保つ様に探針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も読み取る
ことができる。この際、面内方向の分解能は０．１ｎｍ
程度である。
極）と導電性物質間に電圧を加えて１ｎｍ程度の距離ま
で近づけるとトンネル電流が流れることを利用してい
る。この電流は両者の距離変化に非常に敏感であり、ト
ンネル電流を一定に保つ様に探針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も読み取る
ことができる。この際、面内方向の分解能は０．１ｎｍ
程度である。
【０００８】従って、ＳＴＭ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。例えば、特開昭６１−８０
５３６号公報に開示されている情報処理装置では、電子
ビーム等によって媒体表面に吸着した原子粒子を取り除
いて書き込みを行い、ＳＴＭによりこのデータを再生し
ている。また、米国特許第４，５７５，８２２号明細書
に開示されているように、記録媒体表面とプローブ電極
との間に流れるトンネル電流を用いて、媒体表面に形成
された誘電体層に電荷を注入し記録する。あるいはレー
ザー光、電子ビーム、粒子線等を用いて媒体表面の物理
的ないし磁性的な崩壊によって記録する方法が提案され
ている。
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。例えば、特開昭６１−８０
５３６号公報に開示されている情報処理装置では、電子
ビーム等によって媒体表面に吸着した原子粒子を取り除
いて書き込みを行い、ＳＴＭによりこのデータを再生し
ている。また、米国特許第４，５７５，８２２号明細書
に開示されているように、記録媒体表面とプローブ電極
との間に流れるトンネル電流を用いて、媒体表面に形成
された誘電体層に電荷を注入し記録する。あるいはレー
ザー光、電子ビーム、粒子線等を用いて媒体表面の物理
的ないし磁性的な崩壊によって記録する方法が提案され
ている。
【０００９】記録層としては電圧電流のスイッチング特
性に対してメモリ効果を持つ材料、例えばπ電子系有機
化合物やカルコゲン化合物類の薄膜層を用いて、記録・
再生をＳＴＭで行う方法等が提案されている（特開昭６
３−１６１５５２号公報、特開昭６３−１６１５５３号
公報）。この方法によれば、記録のビットサイズを１０
ｎｍとすれば、１０12ｂｉｔ／ｃｍ2 もの大容量記録再
生が可能である。
性に対してメモリ効果を持つ材料、例えばπ電子系有機
化合物やカルコゲン化合物類の薄膜層を用いて、記録・
再生をＳＴＭで行う方法等が提案されている（特開昭６
３−１６１５５２号公報、特開昭６３−１６１５５３号
公報）。この方法によれば、記録のビットサイズを１０
ｎｍとすれば、１０12ｂｉｔ／ｃｍ2 もの大容量記録再
生が可能である。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】上述のような情報処理
装置における再生方法としては、具体的にはプローブ電
極と記録媒体表面の間を流れる電流を一定に保持しなが
ら記録媒体表面上でプローブ電極を走査し、記録ビット
に相当する凹凸を検出する方法や、記録ビットに相当す
る電導度の高い領域上で、プローブ電極と記録媒体表面
間を流れる電流が増すことを利用して、この電流量を検
知して記録ビットを再生するものがある。
装置における再生方法としては、具体的にはプローブ電
極と記録媒体表面の間を流れる電流を一定に保持しなが
ら記録媒体表面上でプローブ電極を走査し、記録ビット
に相当する凹凸を検出する方法や、記録ビットに相当す
る電導度の高い領域上で、プローブ電極と記録媒体表面
間を流れる電流が増すことを利用して、この電流量を検
知して記録ビットを再生するものがある。
【００１１】しかし、前者の再生方法をとった場合、記
録媒体の僅かな凹凸に対しても、プローブ電極が追従す
る為、媒体表面の凹凸と記録ビットの区別をプローブ電
極の動き量だけから行なうことは困難であった。また、
電流を一定に保持するための帰還制御回路の帯域の上限
によって、制御可能な走査周波数が制限されるため、高
速走査が困難であった。また、後者の再生方法によった
場合は、高速走査が可能であるものの、媒体表面の凹凸
によっても、電流量が変化してしまい前者同様区別が困
難であった。
録媒体の僅かな凹凸に対しても、プローブ電極が追従す
る為、媒体表面の凹凸と記録ビットの区別をプローブ電
極の動き量だけから行なうことは困難であった。また、
電流を一定に保持するための帰還制御回路の帯域の上限
によって、制御可能な走査周波数が制限されるため、高
速走査が困難であった。また、後者の再生方法によった
場合は、高速走査が可能であるものの、媒体表面の凹凸
によっても、電流量が変化してしまい前者同様区別が困
難であった。
【００１２】さらにプローブ電極と媒体表面間は一定距
離だけ離れており、これが絶縁障壁として働いている
が、この障壁は記録ビット書き込み部とそうでない領域
とに共通であり、実効的にはトンネル抵抗として直列に
挿入されることになる。このためプローブ電極と媒体表
面の距離が変化してしまった場合、書き込み部と非書き
込み部とで検出される電流量の比が大きく異なってしま
うため、ビットを正確に読み出す際に問題となる可能性
があった。
離だけ離れており、これが絶縁障壁として働いている
が、この障壁は記録ビット書き込み部とそうでない領域
とに共通であり、実効的にはトンネル抵抗として直列に
挿入されることになる。このためプローブ電極と媒体表
面の距離が変化してしまった場合、書き込み部と非書き
込み部とで検出される電流量の比が大きく異なってしま
うため、ビットを正確に読み出す際に問題となる可能性
があった。
【００１３】従って、再生信号は記録媒体の凹凸による
成分が分離されたものである必要があり、また、プロー
ブ電極と記録媒体表面間の絶縁障壁によるトンネル抵抗
を可能な限り小さく、一定に保持して記録ビットの有無
による再生信号比を可能な限り大きくする必要がある。
また、記録による印加電圧変化がプローブ電極と媒体と
の間隔制御に影響を与えにくいことが好ましい。
成分が分離されたものである必要があり、また、プロー
ブ電極と記録媒体表面間の絶縁障壁によるトンネル抵抗
を可能な限り小さく、一定に保持して記録ビットの有無
による再生信号比を可能な限り大きくする必要がある。
また、記録による印加電圧変化がプローブ電極と媒体と
の間隔制御に影響を与えにくいことが好ましい。
【００１４】更に、記録媒体とプローブ電極間の距離が
大きい場合、ＳＴＭとしての分解能が下がり、即ち、記
録密度の点からも記録媒体とプローブ電極は極力接近す
るほうが好ましい。
大きい場合、ＳＴＭとしての分解能が下がり、即ち、記
録密度の点からも記録媒体とプローブ電極は極力接近す
るほうが好ましい。
【００１５】一方、媒体表面の凹凸による成分を再生信
号から除き、且つ記録時の間隔制御が印加電圧に左右さ
れないようにするためには、媒体表面とプローブ間の距
離を両者間に流れる電流以外の量によって一定に制御す
る方法が考えられ、そのひとつとして両者間に働く原子
間力によって距離を制御する原子間力顕微鏡（以後ＡＦ
Ｍと略す）の利用が特開平１−２４５４４５号公報に開
示されている。
号から除き、且つ記録時の間隔制御が印加電圧に左右さ
れないようにするためには、媒体表面とプローブ間の距
離を両者間に流れる電流以外の量によって一定に制御す
る方法が考えられ、そのひとつとして両者間に働く原子
間力によって距離を制御する原子間力顕微鏡（以後ＡＦ
Ｍと略す）の利用が特開平１−２４５４４５号公報に開
示されている。
【００１６】ＡＦＭにおいては、プローブ電極を弾性体
で支持し、プローブ電極先端と記録媒体表面間に働く力
を弾性体の変形によるバネ力と釣り合わせ、この変形量
を一定に保持するように帰還制御が行なわれる。
で支持し、プローブ電極先端と記録媒体表面間に働く力
を弾性体の変形によるバネ力と釣り合わせ、この変形量
を一定に保持するように帰還制御が行なわれる。
【００１７】かかるＡＦＭ制御では、媒体表面とプロー
ブ電極先端との間に作用する原子間力に基づいた距離制
御を行なうため、原子分解能を実現するために、先端の
非常に鋭利（通常、先端曲率半径は０．１μｍ以下）な
プローブ電極を用いている。その場合、上記原子間力は
非常に微小な領域（原子オーダー）に作用することにな
り、媒体表面にかかる力の密度は非常に大きなものとな
る。そのため、媒体として有機分子等を用いた場合、局
所的な力による媒体表面の変形や媒体の剥離等の可能性
が考えられていた。
ブ電極先端との間に作用する原子間力に基づいた距離制
御を行なうため、原子分解能を実現するために、先端の
非常に鋭利（通常、先端曲率半径は０．１μｍ以下）な
プローブ電極を用いている。その場合、上記原子間力は
非常に微小な領域（原子オーダー）に作用することにな
り、媒体表面にかかる力の密度は非常に大きなものとな
る。そのため、媒体として有機分子等を用いた場合、局
所的な力による媒体表面の変形や媒体の剥離等の可能性
が考えられていた。
【００１８】更には、上記原子間力によりプローブ電極
の走査時の移動抵抗が大きくなり、安定した走査ができ
ず、記録媒体表面の電気特性等の変化を安定して読み取
ることが困難であった。
の走査時の移動抵抗が大きくなり、安定した走査ができ
ず、記録媒体表面の電気特性等の変化を安定して読み取
ることが困難であった。
【００１９】従って、本発明の目的とするところは、上
記従来の問題点に鑑み、特に、情報の再生において、信
頼性の高い、高速読み出しを可能にしたＳＴＭやＡＦＭ
の原理を応用して情報の記録再生等を行う情報処理装置
及び、これを用いる情報処理方法を提供することにあ
る。
記従来の問題点に鑑み、特に、情報の再生において、信
頼性の高い、高速読み出しを可能にしたＳＴＭやＡＦＭ
の原理を応用して情報の記録再生等を行う情報処理装置
及び、これを用いる情報処理方法を提供することにあ
る。
【００２０】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明によれ
ば、平滑性の高い基板電極上に記録層を形成してなる記
録媒体に対して、比較的、先端曲率の大きいプローブ電
極を近接制御することにより、信頼性の高い情報処理操
作が可能である。
ば、平滑性の高い基板電極上に記録層を形成してなる記
録媒体に対して、比較的、先端曲率の大きいプローブ電
極を近接制御することにより、信頼性の高い情報処理操
作が可能である。
【００２１】即ち、第一の本発明は、基板電極上に絶縁
体的、或は半導体的特性を持つ記録層を有する記録媒体
と、この記録媒体に近接して配置されるプローブ電極
と、情報記録用パルス電圧印加回路、及び／又は情報再
生用バイアス電圧印加回路とを具備する情報処理装置で
あって、前記基板電極の１μｍ×１μｍの面内領域での
最大表面凹凸が１ｎｍ以下であり、且つ前記プローブ電
極の先端曲率半径が０．１μｍ〜２００μｍの範囲にあ
り、更に、前記記録媒体表面と前記プローブ電極先端と
の間隔制御を行う手段を有することを特徴とする情報処
理装置であり、更に、第二の本発明は、上記の情報処理
装置を用いて、記録媒体に対して情報を記録することを
特徴とする情報処理方法であり、第三の本発明は、上記
の情報処理装置を用いて、記録媒体の記録情報を再生す
ることを特徴とする情報処理方法であり、第四の本発明
は、上記の情報処理装置を用いて、記録媒体に対する情
報の記録とその記録情報の消去とを繰り返し行うことを
特徴とする情報処理方法である。
体的、或は半導体的特性を持つ記録層を有する記録媒体
と、この記録媒体に近接して配置されるプローブ電極
と、情報記録用パルス電圧印加回路、及び／又は情報再
生用バイアス電圧印加回路とを具備する情報処理装置で
あって、前記基板電極の１μｍ×１μｍの面内領域での
最大表面凹凸が１ｎｍ以下であり、且つ前記プローブ電
極の先端曲率半径が０．１μｍ〜２００μｍの範囲にあ
り、更に、前記記録媒体表面と前記プローブ電極先端と
の間隔制御を行う手段を有することを特徴とする情報処
理装置であり、更に、第二の本発明は、上記の情報処理
装置を用いて、記録媒体に対して情報を記録することを
特徴とする情報処理方法であり、第三の本発明は、上記
の情報処理装置を用いて、記録媒体の記録情報を再生す
ることを特徴とする情報処理方法であり、第四の本発明
は、上記の情報処理装置を用いて、記録媒体に対する情
報の記録とその記録情報の消去とを繰り返し行うことを
特徴とする情報処理方法である。
【００２２】まず、本発明に用いられる１μｍ□（本明
細書において、１μｍ×１μｍ；つまり１辺を１μｍと
する正方形）の領域での最大表面凹凸が１ｎｍと高い平
滑性を有する基板電極の製造方法について述べる。
細書において、１μｍ×１μｍ；つまり１辺を１μｍと
する正方形）の領域での最大表面凹凸が１ｎｍと高い平
滑性を有する基板電極の製造方法について述べる。
【００２３】例えば、シリコン結晶基板上に平板状金結
晶を形成する場合には、金を溶解する性質を持つ酸化性
溶液、例えばＫＩ水溶液にＩ2 を溶解したヨウ素溶液
に、金を溶解した金錯体水溶液（主に［ＡｕＩ4 ］- の
構造を有する錯体として金が溶解している）中に基板を
沈め、金の溶解性を減少するためにＩ2 を該反応系外に
取り除くための操作、即ち加熱によるＩ2 の蒸発或いは
還元剤を用いてＩ2 のＩ- への還元工程、更に加熱等に
より該金錯体を分解し基板上へ析出させる工程を通して
形成される。析出速度が速いと粒塊状の多結晶が生じる
ことから、析出した結晶をＩ3 -による酸化的溶解反応に
よるエッチング速度と錯体の分解速度のバランスの上に
該平板状金結晶は成長する。
晶を形成する場合には、金を溶解する性質を持つ酸化性
溶液、例えばＫＩ水溶液にＩ2 を溶解したヨウ素溶液
に、金を溶解した金錯体水溶液（主に［ＡｕＩ4 ］- の
構造を有する錯体として金が溶解している）中に基板を
沈め、金の溶解性を減少するためにＩ2 を該反応系外に
取り除くための操作、即ち加熱によるＩ2 の蒸発或いは
還元剤を用いてＩ2 のＩ- への還元工程、更に加熱等に
より該金錯体を分解し基板上へ析出させる工程を通して
形成される。析出速度が速いと粒塊状の多結晶が生じる
ことから、析出した結晶をＩ3 -による酸化的溶解反応に
よるエッチング速度と錯体の分解速度のバランスの上に
該平板状金結晶は成長する。
【００２４】図１は、このようにしてＳｉ結晶基板上に
形成された平板状金結晶の光学顕微鏡像である。図１
（ａ）に示した該金結晶はほぼ正六角形の平面形状を呈
しているが、一般的には３回対称軸を有する平面形状の
結晶（図１（ｂ））、或いは図１（ｂ）の形状が変形し
た非対称な結晶も見られる。しかし、図１に示されてい
るように、該金結晶は各結晶面に対応したファセット面
が明瞭に形成されており、そして、該金結晶の平板面は
ＳＥＭによりエレクトロンチャンネリングパターンの測
定をしたところ［１１１］配向で欠陥がほぼないことが
確認された。更に、図２に示したＸ線回折データ（理学
電機・ＲＡＤ３Ｂ Ｘ線回折装置により測定した）か
ら、このような板状結晶からなる多結晶金電極基板の表
面、即ち（１１１）面の方位の分散角は０．９°以下で
非常に配向性の高い電極基板が得られた。更に、より好
適な条件では０．６°以下の電極基板も得られる。更に
また、平板状金結晶は、種々の基板材料に対しても高い
配向性の電極基板が得られ、その［１１１］方位の分散
角は小さく、１°以下の電極基板が得られる。更にま
た、該金結晶の（１１１）面の最大径と板状結晶の高さ
との比は３０程度であり、一般的には１０以上のものが
容易に得られ、好ましい条件では、１００以上の結晶も
得られる。
形成された平板状金結晶の光学顕微鏡像である。図１
（ａ）に示した該金結晶はほぼ正六角形の平面形状を呈
しているが、一般的には３回対称軸を有する平面形状の
結晶（図１（ｂ））、或いは図１（ｂ）の形状が変形し
た非対称な結晶も見られる。しかし、図１に示されてい
るように、該金結晶は各結晶面に対応したファセット面
が明瞭に形成されており、そして、該金結晶の平板面は
ＳＥＭによりエレクトロンチャンネリングパターンの測
定をしたところ［１１１］配向で欠陥がほぼないことが
確認された。更に、図２に示したＸ線回折データ（理学
電機・ＲＡＤ３Ｂ Ｘ線回折装置により測定した）か
ら、このような板状結晶からなる多結晶金電極基板の表
面、即ち（１１１）面の方位の分散角は０．９°以下で
非常に配向性の高い電極基板が得られた。更に、より好
適な条件では０．６°以下の電極基板も得られる。更に
また、平板状金結晶は、種々の基板材料に対しても高い
配向性の電極基板が得られ、その［１１１］方位の分散
角は小さく、１°以下の電極基板が得られる。更にま
た、該金結晶の（１１１）面の最大径と板状結晶の高さ
との比は３０程度であり、一般的には１０以上のものが
容易に得られ、好ましい条件では、１００以上の結晶も
得られる。
【００２５】このように成長させた（１１１）面のＳＴ
Ｍ像を図３に示す。図３（ａ）の（１１１）面内の１μ
ｍ□のＳＴＭ像に示されているように、該金結晶により
１μｍ□領域でほぼ平坦である。その表面凹凸性はＺ軸
方向の凹凸プロファイル（図３（ｂ））に示されている
ように、１ｎｍ以下の原子ステップ状の長周期な段差で
ある。上記の方法によれば、更に平滑性の高い電極基板
を製造可能であり、即ち１０μｍ□（１辺が１０μｍの
正方形）において最も深い谷と最も高い山との差（最大
表面凹凸）は１ｎｍ以下で、表面凹凸の平均値からの凹
凸分散のピーク値（分散ピーク）は０．５ｎｍ以下の電
極基板を製造できる。
Ｍ像を図３に示す。図３（ａ）の（１１１）面内の１μ
ｍ□のＳＴＭ像に示されているように、該金結晶により
１μｍ□領域でほぼ平坦である。その表面凹凸性はＺ軸
方向の凹凸プロファイル（図３（ｂ））に示されている
ように、１ｎｍ以下の原子ステップ状の長周期な段差で
ある。上記の方法によれば、更に平滑性の高い電極基板
を製造可能であり、即ち１０μｍ□（１辺が１０μｍの
正方形）において最も深い谷と最も高い山との差（最大
表面凹凸）は１ｎｍ以下で、表面凹凸の平均値からの凹
凸分散のピーク値（分散ピーク）は０．５ｎｍ以下の電
極基板を製造できる。
【００２６】該平板状金結晶の大きさは、通常の条件で
１μｍ以上で１ｍｍ以下であり、最適の条件では１０ｍ
ｍ以下、即ち数ｍｍ□（１辺が数ｍｍの正方形）の大き
さの結晶が得られる。
１μｍ以上で１ｍｍ以下であり、最適の条件では１０ｍ
ｍ以下、即ち数ｍｍ□（１辺が数ｍｍの正方形）の大き
さの結晶が得られる。
【００２７】本発明に用いられる基板としては、電極形
成時に重大な腐食が起こらないものであれば、どのよう
な材質の物でも用いることができる。例えば、絶縁性素
材であるマイカ、ＭｇＯ、ＳｉＯ2 、Ｓｉ3 Ｎ4 、更に
は有機高分子材料など、そして導電性素材であるＳｉ基
板（結晶、アモルファス）、グラファイト（ＨＯＰ
Ｇ）、各種金属基板及びその化合物基板を用いることが
できる。
成時に重大な腐食が起こらないものであれば、どのよう
な材質の物でも用いることができる。例えば、絶縁性素
材であるマイカ、ＭｇＯ、ＳｉＯ2 、Ｓｉ3 Ｎ4 、更に
は有機高分子材料など、そして導電性素材であるＳｉ基
板（結晶、アモルファス）、グラファイト（ＨＯＰ
Ｇ）、各種金属基板及びその化合物基板を用いることが
できる。
【００２８】更にまた、上記平板状結晶の特性及びその
製造方法について金を材料として説明してきたが、該平
板状結晶の成長は金に限らず、ハロゲン化錯体ができる
貴金属材料、例えばＰｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｉｒ等へも類似
の技術を応用できる。更にはまた、シアノ錯体或いは亜
硫酸錯体への応用も可能である。
製造方法について金を材料として説明してきたが、該平
板状結晶の成長は金に限らず、ハロゲン化錯体ができる
貴金属材料、例えばＰｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｉｒ等へも類似
の技術を応用できる。更にはまた、シアノ錯体或いは亜
硫酸錯体への応用も可能である。
【００２９】本発明において、絶縁体的特性を持つ記録
層としては、例えばπ電子準位をもつ群とσ電子準位の
みを有する群を併有する分子を電極上に堆積した有機単
分子膜或いはその累積膜を用いることができる。本発明
に係る記録媒体の呈する電気メモリ効果は前記の有機単
分子膜或いはその累積膜等の薄膜を一対の電極間に配置
させた状態で生じ、それは、図９（スイッチング特
性），図１０（メモリ特性）に示されるような電流−電
圧特性を示し、２つの状態（ＯＮ状態とＯＦＦ状態）
は、各状態へ遷移させることが可能なしきい値を越えた
電圧を印加することにより可逆的に低抵抗状態（ＯＮ状
態）および高抵抗状態（ＯＦＦ状態）へ遷移（スイッチ
ング）させることができる。また、それぞれの状態は電
圧を印加しなくとも保持（メモリ）しておくことができ
る。
層としては、例えばπ電子準位をもつ群とσ電子準位の
みを有する群を併有する分子を電極上に堆積した有機単
分子膜或いはその累積膜を用いることができる。本発明
に係る記録媒体の呈する電気メモリ効果は前記の有機単
分子膜或いはその累積膜等の薄膜を一対の電極間に配置
させた状態で生じ、それは、図９（スイッチング特
性），図１０（メモリ特性）に示されるような電流−電
圧特性を示し、２つの状態（ＯＮ状態とＯＦＦ状態）
は、各状態へ遷移させることが可能なしきい値を越えた
電圧を印加することにより可逆的に低抵抗状態（ＯＮ状
態）および高抵抗状態（ＯＦＦ状態）へ遷移（スイッチ
ング）させることができる。また、それぞれの状態は電
圧を印加しなくとも保持（メモリ）しておくことができ
る。
【００３０】一般に有機材料のほとんどは絶縁性もしく
は半絶縁性を示すことから、本発明において適用可能な
π電子準位をもつ群を有する有機材料は著しく多岐にわ
たる。本発明に好適なπ電子系を有する色素の構造とし
ては例えば、フタロシアニン、テトラフェニルポルフィ
リン等のポルフィリン骨格を有する色素、スクアリリウ
ム基及びクロコニックメチン基を結合鎖として持つアズ
レン系色素及びキノリン、ベンゾチアゾール、ベンゾオ
キサゾール等の２個の含窒素複素環をスクアリリウム基
及びクロコニックメチン基により結合したシアニン系類
似の色素、又はシアニン色素、アントラセン及びピレン
等の縮合多環芳香族、及び芳香環或いは複素環化合物が
重合した鎖状化合物及びジアセチレン基の重合体、更に
はテトラシアノキノジメタン又はテトラチアフルバレン
の誘導体及びその類縁体又はその電荷移動錯体、また更
にはフェロセン、トリスビピリジンルテニウム錯体等の
金属錯体化合物が挙げられる。更に、本発明に好適な高
分子材料としては、ポリイミド等の縮合重合体、バクテ
リオロドプシン、蛋白質等の生体高分子が挙げられる。
は半絶縁性を示すことから、本発明において適用可能な
π電子準位をもつ群を有する有機材料は著しく多岐にわ
たる。本発明に好適なπ電子系を有する色素の構造とし
ては例えば、フタロシアニン、テトラフェニルポルフィ
リン等のポルフィリン骨格を有する色素、スクアリリウ
ム基及びクロコニックメチン基を結合鎖として持つアズ
レン系色素及びキノリン、ベンゾチアゾール、ベンゾオ
キサゾール等の２個の含窒素複素環をスクアリリウム基
及びクロコニックメチン基により結合したシアニン系類
似の色素、又はシアニン色素、アントラセン及びピレン
等の縮合多環芳香族、及び芳香環或いは複素環化合物が
重合した鎖状化合物及びジアセチレン基の重合体、更に
はテトラシアノキノジメタン又はテトラチアフルバレン
の誘導体及びその類縁体又はその電荷移動錯体、また更
にはフェロセン、トリスビピリジンルテニウム錯体等の
金属錯体化合物が挙げられる。更に、本発明に好適な高
分子材料としては、ポリイミド等の縮合重合体、バクテ
リオロドプシン、蛋白質等の生体高分子が挙げられる。
【００３１】前記記録層の形成に関しては、具体的には
蒸着法やクラスターイオンビーム法等の適用も可能であ
るが、制御性、容易性そして再現性から、公知の従来技
術の中ではＬＢ法が極めて好適である。このＬＢ法によ
れば、１分子中に疎水性部位と親水性部位とを有する有
機化合物の単分子膜又はその累積膜を基板上に容易に形
成することができ、分子オーダの厚みを有し、かつ大面
積にわたって均一、均質な有機超薄膜を安定に供給する
ことができる。従って、下地電極基板の表面性をそのま
ま反映した記録媒体を作製できる。
蒸着法やクラスターイオンビーム法等の適用も可能であ
るが、制御性、容易性そして再現性から、公知の従来技
術の中ではＬＢ法が極めて好適である。このＬＢ法によ
れば、１分子中に疎水性部位と親水性部位とを有する有
機化合物の単分子膜又はその累積膜を基板上に容易に形
成することができ、分子オーダの厚みを有し、かつ大面
積にわたって均一、均質な有機超薄膜を安定に供給する
ことができる。従って、下地電極基板の表面性をそのま
ま反映した記録媒体を作製できる。
【００３２】かかるＬＢ法は、分子内に親水性部位と疎
水性部位とを有する構造の分子において、両者のバラン
ス（両親媒性のバランス）が好適に保たれているとき、
分子は水面上で親水性基を下に向けて単分子の層になる
ことを利用して、単分子膜又はその累積膜を作成する方
法である。疎水性部位を構成する基としては、一般に広
く知られている飽和及び不飽和炭化水素基や縮合多環芳
香族基や鎖状多環フェニル基等の各種疎水基が挙げられ
る。これらは各々単独又はその複数が組み合わされて疎
水性部位を構成する。一方、親水性部位の構成要素とし
て最も代表的なものは、例えばカルボキシル基、エステ
ル基、酸アミド基、イミド基、ヒドロキシル基、更には
アミノ基（１，２，３級及び４級）等の親水性基等が挙
げられる。これらも各々単独又はその複数が組み合わさ
れて上記分子の親水性部分を構成する。
水性部位とを有する構造の分子において、両者のバラン
ス（両親媒性のバランス）が好適に保たれているとき、
分子は水面上で親水性基を下に向けて単分子の層になる
ことを利用して、単分子膜又はその累積膜を作成する方
法である。疎水性部位を構成する基としては、一般に広
く知られている飽和及び不飽和炭化水素基や縮合多環芳
香族基や鎖状多環フェニル基等の各種疎水基が挙げられ
る。これらは各々単独又はその複数が組み合わされて疎
水性部位を構成する。一方、親水性部位の構成要素とし
て最も代表的なものは、例えばカルボキシル基、エステ
ル基、酸アミド基、イミド基、ヒドロキシル基、更には
アミノ基（１，２，３級及び４級）等の親水性基等が挙
げられる。これらも各々単独又はその複数が組み合わさ
れて上記分子の親水性部分を構成する。
【００３３】これらの疎水性基と親水性基をバランス良
く併有し、かつ適度な大きさを有する有機分子であれ
ば、水面上で単分子膜を形成することが可能であり、本
発明に対して極めて好適な材料となる。また、先に挙げ
た化合物の内、特に耐熱性の観点から高分子化合物の利
用或いはフタロシアニン等の大環状化合物の使用が望ま
しく、特にポリイミド類の高分子材料を使用すれば、耐
熱性に優れるばかりでなく１層当りの膜厚を４Å程度に
できる。
く併有し、かつ適度な大きさを有する有機分子であれ
ば、水面上で単分子膜を形成することが可能であり、本
発明に対して極めて好適な材料となる。また、先に挙げ
た化合物の内、特に耐熱性の観点から高分子化合物の利
用或いはフタロシアニン等の大環状化合物の使用が望ま
しく、特にポリイミド類の高分子材料を使用すれば、耐
熱性に優れるばかりでなく１層当りの膜厚を４Å程度に
できる。
【００３４】これらのπ電子準位を有する化合物の電気
メモリ効果は数十ｎｍ以下の膜厚のもので観測されてい
るが、成膜性、均一性の観点から５〜３００Åの厚さと
することが好ましい。
メモリ効果は数十ｎｍ以下の膜厚のもので観測されてい
るが、成膜性、均一性の観点から５〜３００Åの厚さと
することが好ましい。
【００３５】本発明において、前述した基板電極上に上
記のような記録層を形成してなる記録媒体は、その表面
凹凸が１μｍ□の領域での最大表面凹凸が１．０ｎｍ以
下となる。
記のような記録層を形成してなる記録媒体は、その表面
凹凸が１μｍ□の領域での最大表面凹凸が１．０ｎｍ以
下となる。
【００３６】このように、本発明で用いられる記録媒体
の表面は、記録領域（０．１μｍ□以下）の大きさに比
べ非常に平坦なため、極端に先鋭化されたプローブ電極
を用いなくとも記録媒体表面の電気特性の変化を安定
に、高い信頼性を持って読み取ることが可能となる。
の表面は、記録領域（０．１μｍ□以下）の大きさに比
べ非常に平坦なため、極端に先鋭化されたプローブ電極
を用いなくとも記録媒体表面の電気特性の変化を安定
に、高い信頼性を持って読み取ることが可能となる。
【００３７】本発明で用いるプローブ電極の先端曲率半
径は０．１〜２００μｍの範囲であり、より好ましくは
１〜１００μｍの範囲である。このプローブ電極の先端
曲率半径が０．１μｍ未満であると、プローブ電極を記
録媒体表面上に近接制御し走査する際に、これらの間に
作用する原子間力の密度が非常に大きなものとなるた
め、走査時の移動抵抗が大きく安定した走査ができず、
更には、有機分子等からなる記録層表面の変形或いは剥
離等が生じやすく好ましくない。
径は０．１〜２００μｍの範囲であり、より好ましくは
１〜１００μｍの範囲である。このプローブ電極の先端
曲率半径が０．１μｍ未満であると、プローブ電極を記
録媒体表面上に近接制御し走査する際に、これらの間に
作用する原子間力の密度が非常に大きなものとなるた
め、走査時の移動抵抗が大きく安定した走査ができず、
更には、有機分子等からなる記録層表面の変形或いは剥
離等が生じやすく好ましくない。
【００３８】また、プローブ電極の先端曲率半径が２０
０μｍを超えると、ＳＴＭ，ＡＦＭとしての分解能が低
下し、実用的な記録密度が得られない。
０μｍを超えると、ＳＴＭ，ＡＦＭとしての分解能が低
下し、実用的な記録密度が得られない。
【００３９】次に、図面を用いて本発明を詳述する。
【００４０】図４は本発明の情報処理装置の一例を示す
ブロック構成図である。図中、１は前述した基板１０
３，電極１０２，記録層１０１からなる記録媒体、２は
記録媒体１に対向して設けられたプローブ電極、３はプ
ローブ電極２が取りつけられている片持ち梁、４は片持
ち梁３の支持体である。この片持ち梁３によってプロー
ブ電極２はＺ軸方向に変位できるようになっている。記
録媒体１はＸＹＺ微動装置５によってＸ，Ｙ及びＺ軸方
向に微小量動かすことができ、更にＸＹＺ粗動装置６に
よって動かすことができる。片持ち梁の支持体４とＸＹ
Ｚ粗動装置６はベース７に固定されている。ベース７は
図示されていないが、除振台上に設置してある。また、
図６に図示した片持ち梁３と記録媒体１の表面とに働く
力を測定するために、片持ち梁３の撓み量を計測する手
段（例えば、光テコ法による片持ち梁３の先端の変位を
測定する手段，不図示）を設けることも可能である。
ブロック構成図である。図中、１は前述した基板１０
３，電極１０２，記録層１０１からなる記録媒体、２は
記録媒体１に対向して設けられたプローブ電極、３はプ
ローブ電極２が取りつけられている片持ち梁、４は片持
ち梁３の支持体である。この片持ち梁３によってプロー
ブ電極２はＺ軸方向に変位できるようになっている。記
録媒体１はＸＹＺ微動装置５によってＸ，Ｙ及びＺ軸方
向に微小量動かすことができ、更にＸＹＺ粗動装置６に
よって動かすことができる。片持ち梁の支持体４とＸＹ
Ｚ粗動装置６はベース７に固定されている。ベース７は
図示されていないが、除振台上に設置してある。また、
図６に図示した片持ち梁３と記録媒体１の表面とに働く
力を測定するために、片持ち梁３の撓み量を計測する手
段（例えば、光テコ法による片持ち梁３の先端の変位を
測定する手段，不図示）を設けることも可能である。
【００４１】本装置では、プローブ電極２と記録媒体１
間に働く斥力を弾性体であるところの片持ち梁３の変形
によるバネ力と釣り合わせる構成を用いている。本発明
は、このような構成に限定されるものではなく、例え
ば、両持ち梁の中央にプローブ電極を設けるものであっ
ても良い。また、梁の材料としては、Ａｕ，Ｎｉ，ＳＵ
Ｓなどの箔を用いるのが良く、更に微小な梁を作るに
は、マイクロメカニクスでよく行なわれるＳｉＯ2 薄膜
などが挙げられる。また、プローブ電極と記録媒体との
間に働く力は非常に小さいので、プローブ電極及び弾性
支持体の質量はできるだけ小さくしたほうが好ましく、
また、変位を大きくするために弾性支持体は柔らかくし
かも外部からの振動に対しては強いことが好ましい。
間に働く斥力を弾性体であるところの片持ち梁３の変形
によるバネ力と釣り合わせる構成を用いている。本発明
は、このような構成に限定されるものではなく、例え
ば、両持ち梁の中央にプローブ電極を設けるものであっ
ても良い。また、梁の材料としては、Ａｕ，Ｎｉ，ＳＵ
Ｓなどの箔を用いるのが良く、更に微小な梁を作るに
は、マイクロメカニクスでよく行なわれるＳｉＯ2 薄膜
などが挙げられる。また、プローブ電極と記録媒体との
間に働く力は非常に小さいので、プローブ電極及び弾性
支持体の質量はできるだけ小さくしたほうが好ましく、
また、変位を大きくするために弾性支持体は柔らかくし
かも外部からの振動に対しては強いことが好ましい。
【００４２】本装置において、プローブ電極２と記録媒
体１の間の距離を両者の間に斥力が作用するまで近接し
た状態で、プローブ電極２を記録媒体１表面上で走査
し、かつ両者間に電圧印加回路１０によって所望の電圧
を加え、記録、再生、及び消去を行なうため、ＳｉＯ2
基板からなる片持ち梁３上にＡｕを蒸着して導電性処理
を行なった後、一端にＡｕを厚く堆積して作製したプロ
ーブ電極をもちいている。
体１の間の距離を両者の間に斥力が作用するまで近接し
た状態で、プローブ電極２を記録媒体１表面上で走査
し、かつ両者間に電圧印加回路１０によって所望の電圧
を加え、記録、再生、及び消去を行なうため、ＳｉＯ2
基板からなる片持ち梁３上にＡｕを蒸着して導電性処理
を行なった後、一端にＡｕを厚く堆積して作製したプロ
ーブ電極をもちいている。
【００４３】該プローブ電極の先端曲率を制御する方法
としては、種々考えられるが、例えば、電解エッチング
或いは熱融解による方法等が挙げられる。しかし、本発
明に用いられるプローブ電極の先端曲率の制御方法或い
はプローブ電極の形状や処理方法は何らこれに限定され
るものではない。
としては、種々考えられるが、例えば、電解エッチング
或いは熱融解による方法等が挙げられる。しかし、本発
明に用いられるプローブ電極の先端曲率の制御方法或い
はプローブ電極の形状や処理方法は何らこれに限定され
るものではない。
【００４４】上記のような本発明の情報処理装置では、
以下の作用効果が得られる。
以下の作用効果が得られる。
【００４５】記録媒体表面の凹凸による信号成分ｆ1
とデータ信号成分は重なり合うことはなく、ｆ1 のスペ
クトラムの拡がりによるＳ／Ｎの低下はない。即ち、デ
ータ誤り率を小さくすることができる。
とデータ信号成分は重なり合うことはなく、ｆ1 のスペ
クトラムの拡がりによるＳ／Ｎの低下はない。即ち、デ
ータ誤り率を小さくすることができる。
【００４６】記録媒体表面の凹凸がないため、記録媒
体の表面とプローブ電極との間隙を一定にしながらＸＹ
走査を行なう時のプローブ電極のＺ軸の変位が少ない。
このため、極めて高速に走査することができる。この結
果、高速データの読み出し書き込みが可能となる。
体の表面とプローブ電極との間隙を一定にしながらＸＹ
走査を行なう時のプローブ電極のＺ軸の変位が少ない。
このため、極めて高速に走査することができる。この結
果、高速データの読み出し書き込みが可能となる。
【００４７】記録媒体表面の凹凸がないことから、プ
ローブ電極の先端、即ちトンネル電流が流れる先端原子
の位置が安定し選択される。凹凸のある記録媒体表面で
見られるようなプローブ電極の複数の原子と記録層との
間でトンネル電流が流れる、いわゆるゴースト現象がな
く、信頼性の高い読み取りが行える。
ローブ電極の先端、即ちトンネル電流が流れる先端原子
の位置が安定し選択される。凹凸のある記録媒体表面で
見られるようなプローブ電極の複数の原子と記録層との
間でトンネル電流が流れる、いわゆるゴースト現象がな
く、信頼性の高い読み取りが行える。
【００４８】更に本発明は、図５に示すようなマルチプ
ローブ電極を有する記録及び／又は再生用の装置とする
ことも可能である。
ローブ電極を有する記録及び／又は再生用の装置とする
ことも可能である。
【００４９】本装置では、図５に示されるように片持ち
梁が形成されたＳｉ基板４を支持台１３に固定してい
る。支持台１３は少なくとも３個の圧電素子１４を介し
てベース７に取付けられている。これら圧電素子１４は
マイクロコンピュータ１１によって制御された圧電素子
制御回路１２によって個々に駆動される。また電圧印加
及び電流検知回路１０によって、個々のプローブ電極２
に電圧が印加され、個々のプローブ電極２と記録媒体１
の間に流れる電流がそれぞれ別個に検知される。
梁が形成されたＳｉ基板４を支持台１３に固定してい
る。支持台１３は少なくとも３個の圧電素子１４を介し
てベース７に取付けられている。これら圧電素子１４は
マイクロコンピュータ１１によって制御された圧電素子
制御回路１２によって個々に駆動される。また電圧印加
及び電流検知回路１０によって、個々のプローブ電極２
に電圧が印加され、個々のプローブ電極２と記録媒体１
の間に流れる電流がそれぞれ別個に検知される。
【００５０】以上述べてきた装置例はＡＦＭ制御状態で
駆動する情報処理装置であるが、ＳＴＭ制御状態におい
ても、同様な分解能で記録再生を行なうことが可能であ
る。また、本発明は記録及び再生を行う装置であって
も、記録のみ、再生のみを行う装置であっても良い。
駆動する情報処理装置であるが、ＳＴＭ制御状態におい
ても、同様な分解能で記録再生を行なうことが可能であ
る。また、本発明は記録及び再生を行う装置であって
も、記録のみ、再生のみを行う装置であっても良い。
【００５１】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。
【００５２】実施例１ 本実施例では、図４に示したような情報処理装置を作製
し、情報の記録，再生，消去の実験を行った。
し、情報の記録，再生，消去の実験を行った。
【００５３】片持ち梁３はシリコンのエッチング技術を
用いて作製した。シリコンの結晶の性質を高度に利用し
た異方性エッチングの手法で長さ１００μｍ、幅２０μ
ｍ、厚さ１μｍのＳｉＯ2 の片持ち梁を形成した。この
手法は公知である［Ｋ．Ｅ．Ｐｅｔｅｒｓｅｎ，Ｐｒｏ
ｃ．ＩＥＥＥ ７０，４２０（１９８２）］。プローブ
電極２は片持ち梁３を前記異方性エッチングで作製する
工程の中で、ＳｉＯ2の片持ち梁３の一端にスピント法
により高さ３μｍ、底部の直径５μｍの円錐形状のＡｕ
ティップ２０１を形成し、さらにＡｕ２０２を真空蒸着
により３００Å蒸着し、導電性処理を施した。その後、
走査型電子顕微鏡で観察しながら、先端部のみ電解エッ
チング処理を行ない、先端曲率半径が５μｍになるまで
エッチングしてプローブ電極２を作製した。ＸＹＺ微動
装置５は円筒形圧電素子を用いており、任意の電圧を印
加することで、Ｘ，Ｙ及びＺ軸方向に記録媒体１を微動
できる。
用いて作製した。シリコンの結晶の性質を高度に利用し
た異方性エッチングの手法で長さ１００μｍ、幅２０μ
ｍ、厚さ１μｍのＳｉＯ2 の片持ち梁を形成した。この
手法は公知である［Ｋ．Ｅ．Ｐｅｔｅｒｓｅｎ，Ｐｒｏ
ｃ．ＩＥＥＥ ７０，４２０（１９８２）］。プローブ
電極２は片持ち梁３を前記異方性エッチングで作製する
工程の中で、ＳｉＯ2の片持ち梁３の一端にスピント法
により高さ３μｍ、底部の直径５μｍの円錐形状のＡｕ
ティップ２０１を形成し、さらにＡｕ２０２を真空蒸着
により３００Å蒸着し、導電性処理を施した。その後、
走査型電子顕微鏡で観察しながら、先端部のみ電解エッ
チング処理を行ない、先端曲率半径が５μｍになるまで
エッチングしてプローブ電極２を作製した。ＸＹＺ微動
装置５は円筒形圧電素子を用いており、任意の電圧を印
加することで、Ｘ，Ｙ及びＺ軸方向に記録媒体１を微動
できる。
【００５４】ＸＹＺ微動装置５としては、上記以外にも
トライポット型の圧電素子やバイモルフ型なども用いる
ことができる。
トライポット型の圧電素子やバイモルフ型なども用いる
ことができる。
【００５５】ＸＹＺ粗動装置６はＸＹＺステージを使用
している。プローブ電極２と記録媒体１の電極１０２
は、記録、消去用の電圧を印加する電圧印加回路とプロ
ーブ電極２と記録媒体１の間に流れる電流を検知する電
流検知回路からなる、電圧印加及び電流検知回路１０に
接続されている。ＸＹＺ微動装置５及びＸＹＺ粗動装置
６は制御回路８，９によってそれぞれ駆動される。これ
らの回路と電圧印加及び電流検知回路１０はマイクロコ
ンピュータ１１と接続され制御される。
している。プローブ電極２と記録媒体１の電極１０２
は、記録、消去用の電圧を印加する電圧印加回路とプロ
ーブ電極２と記録媒体１の間に流れる電流を検知する電
流検知回路からなる、電圧印加及び電流検知回路１０に
接続されている。ＸＹＺ微動装置５及びＸＹＺ粗動装置
６は制御回路８，９によってそれぞれ駆動される。これ
らの回路と電圧印加及び電流検知回路１０はマイクロコ
ンピュータ１１と接続され制御される。
【００５６】本実施例では記録媒体１を以下のごとく作
製した。
製した。
【００５７】まず、ヨウ化カリウム（ＫＩ）４ｇとヨウ
素（Ｉ2 ）０．６ｇを純水５０ｍｌに溶解した後、該ヨ
ウ素溶液に真空蒸着によって形成した５０００Å膜厚の
金薄膜（重さに換算して約０．０８ｇ）を完全に溶解し
た。該金ヨウ素錯体溶液をストック溶液とし、該ストッ
ク溶液の１０ｍｌを分取して純水５０ｍｌで希釈して反
応母液とした。該母液中にフッ酸で自然酸化膜をエッチ
ングしたシリコン基板を沈漬し、ホットプレート上で８
０℃に加熱する。ヨウ素が昇華して溶液が透明な薄黄色
になるようになると、平板状の金結晶が析出した。該平
板状金結晶を光学顕微鏡で観察した結果、平板結晶が基
板上一面に観察された。この電極基板の面方位分散角を
測定したところ０．４°であった。次に、該平板金結晶
の表面をＳＴＭで観察したところ、１０μｍ□におい
て、最大表面凹凸は０．８ｎｍで、分散ピークは０．４
ｎｍであった。
素（Ｉ2 ）０．６ｇを純水５０ｍｌに溶解した後、該ヨ
ウ素溶液に真空蒸着によって形成した５０００Å膜厚の
金薄膜（重さに換算して約０．０８ｇ）を完全に溶解し
た。該金ヨウ素錯体溶液をストック溶液とし、該ストッ
ク溶液の１０ｍｌを分取して純水５０ｍｌで希釈して反
応母液とした。該母液中にフッ酸で自然酸化膜をエッチ
ングしたシリコン基板を沈漬し、ホットプレート上で８
０℃に加熱する。ヨウ素が昇華して溶液が透明な薄黄色
になるようになると、平板状の金結晶が析出した。該平
板状金結晶を光学顕微鏡で観察した結果、平板結晶が基
板上一面に観察された。この電極基板の面方位分散角を
測定したところ０．４°であった。次に、該平板金結晶
の表面をＳＴＭで観察したところ、１０μｍ□におい
て、最大表面凹凸は０．８ｎｍで、分散ピークは０．４
ｎｍであった。
【００５８】このようにして作製した平滑電極基板上に
４層の下記ポリイミドＬＢ膜を定法に従い形成して記録
媒体とした。
４層の下記ポリイミドＬＢ膜を定法に従い形成して記録
媒体とした。
【００５９】
【化１】
【００６０】次に、上述した方法により作製した記録媒
体をＳＴＭにより表面形状を調べたところ、記録媒体表
面が電極の平滑性を反映しており、１０μｍ□の最大表
面凹凸は０．９ｎｍで、分散ピークは０．４ｎｍであっ
た。
体をＳＴＭにより表面形状を調べたところ、記録媒体表
面が電極の平滑性を反映しており、１０μｍ□の最大表
面凹凸は０．９ｎｍで、分散ピークは０．４ｎｍであっ
た。
【００６１】次に、記録・再生・消去の具体的な方法に
ついて述べる。
ついて述べる。
【００６２】まず、記録媒体１をＸＹＺ微動装置５の上
に固定した後、プローブ電極２とＡｕ電極１０２の間に
バイアス電圧１００ｍＶを印加し、ＸＹＺ粗動装置６、
そしてＸＹＺ微動装置５を駆動し、記録媒体１をプロー
ブ電極２に近付ける。プローブ電極２と記録媒体１の間
に流れる電流をモニターしながら両者間の距離を変えて
ゆくと、図６に示すような電流特性（図中のＩで示す曲
線）が得られた。
に固定した後、プローブ電極２とＡｕ電極１０２の間に
バイアス電圧１００ｍＶを印加し、ＸＹＺ粗動装置６、
そしてＸＹＺ微動装置５を駆動し、記録媒体１をプロー
ブ電極２に近付ける。プローブ電極２と記録媒体１の間
に流れる電流をモニターしながら両者間の距離を変えて
ゆくと、図６に示すような電流特性（図中のＩで示す曲
線）が得られた。
【００６３】一方、プローブ電極２と記録媒体１が接近
すると両者の間に力が働き、この力によって片持ち梁３
が変形する。この変形量をレーザービームの片持ち梁で
の反射ビームのずれによって検出する光テコ方式を用い
て、前記電流特性と同時に測定した結果も同時に図６に
示してある（図中のＦで示す曲線）。
すると両者の間に力が働き、この力によって片持ち梁３
が変形する。この変形量をレーザービームの片持ち梁で
の反射ビームのずれによって検出する光テコ方式を用い
て、前記電流特性と同時に測定した結果も同時に図６に
示してある（図中のＦで示す曲線）。
【００６４】プローブ電極２と記録媒体１の間の斥力が
働く図６のａ領域では、両者間に流れる電流は両者間の
距離に対してほぼ一定となっている。そこで以後の走査
では、まず、回路１０によって電流をモニターして、マ
イクロコンピュータ１１による制御によってプローブ電
極２と記録媒体１とを両者間に斥力（具体的には１０-8
［Ｎ］程度）が働く距離まで接近させる。
働く図６のａ領域では、両者間に流れる電流は両者間の
距離に対してほぼ一定となっている。そこで以後の走査
では、まず、回路１０によって電流をモニターして、マ
イクロコンピュータ１１による制御によってプローブ電
極２と記録媒体１とを両者間に斥力（具体的には１０-8
［Ｎ］程度）が働く距離まで接近させる。
【００６５】この状態でＸＹＺ微動装置５は記録媒体１
のＺ軸方向の位置を固定させ、Ｘ軸及びＹ軸方向に記録
媒体１を移動させることにより、プローブ電極２で記録
媒体１を走査させる。情報記録時には、この走査中に記
録情報に応じて所定の位置で記録媒体１をＯＮ状態にす
るしきい値電圧以上の電圧を回路１０で印加していく。
これにより記録媒体１上に情報記録がなされていく。
のＺ軸方向の位置を固定させ、Ｘ軸及びＹ軸方向に記録
媒体１を移動させることにより、プローブ電極２で記録
媒体１を走査させる。情報記録時には、この走査中に記
録情報に応じて所定の位置で記録媒体１をＯＮ状態にす
るしきい値電圧以上の電圧を回路１０で印加していく。
これにより記録媒体１上に情報記録がなされていく。
【００６６】消去時には、媒体をＯＦＦ状態に戻すしき
い値電圧以上の電圧を、消去情報に応じて記録時と同様
に印加していけば良い。再生時はこの走査中に上述のし
きい値以下の電圧を印加しながら、回路１０でプローブ
電極２と記録媒体１との間に流れる電流を検出してい
く。この時の検出電流の変化状態が記録媒体１上に記録
された情報を示すことになる。
い値電圧以上の電圧を、消去情報に応じて記録時と同様
に印加していけば良い。再生時はこの走査中に上述のし
きい値以下の電圧を印加しながら、回路１０でプローブ
電極２と記録媒体１との間に流れる電流を検出してい
く。この時の検出電流の変化状態が記録媒体１上に記録
された情報を示すことになる。
【００６７】この様に本実施例では、プローブ電極の先
端と記録媒体表面とを、この間に斥力が働くまで近づ
け、該斥力によってプローブ電極の支持体を弾性変形さ
せた状態でプローブ電極２を記録媒体１表面上で走査さ
せ、同時にプローブ電極２と記録媒体１間に状態変化電
圧を加えて記録、消去を行ない、かつ微小電圧を印加し
て記録媒体を流れる電流を検知することによって電導度
の異なる領域、すなわち記録ビットを検出する。
端と記録媒体表面とを、この間に斥力が働くまで近づ
け、該斥力によってプローブ電極の支持体を弾性変形さ
せた状態でプローブ電極２を記録媒体１表面上で走査さ
せ、同時にプローブ電極２と記録媒体１間に状態変化電
圧を加えて記録、消去を行ない、かつ微小電圧を印加し
て記録媒体を流れる電流を検知することによって電導度
の異なる領域、すなわち記録ビットを検出する。
【００６８】プローブ電極の支持体をプローブ電極先端
と記録媒体表面との間に働く斥力による弾性変形状態で
使用するため、媒体表面の凹凸によって、プローブ電極
先端が媒体表面に近づき斥力が大きくなれば、支持体の
変形は増して、プローブ電極先端は媒体表面から遠ざか
り、また、プローブ電極先端が媒体表面から遠ざかって
斥力が小さくなれば、支持体の変形が減りプローブ電極
先端は媒体表面に近づき、走査中の表面凹凸によるプロ
ーブ電極支持体の変形量が弾性変形の範囲にあれば、プ
ローブ電極２と記録媒体１表面との距離は、支持体にア
クチュエータを取付け、支持体の変形量によって帰還制
御をしなくても略一定に保たれることになる。
と記録媒体表面との間に働く斥力による弾性変形状態で
使用するため、媒体表面の凹凸によって、プローブ電極
先端が媒体表面に近づき斥力が大きくなれば、支持体の
変形は増して、プローブ電極先端は媒体表面から遠ざか
り、また、プローブ電極先端が媒体表面から遠ざかって
斥力が小さくなれば、支持体の変形が減りプローブ電極
先端は媒体表面に近づき、走査中の表面凹凸によるプロ
ーブ電極支持体の変形量が弾性変形の範囲にあれば、プ
ローブ電極２と記録媒体１表面との距離は、支持体にア
クチュエータを取付け、支持体の変形量によって帰還制
御をしなくても略一定に保たれることになる。
【００６９】更に、上述の駆動状態でも、記録媒体表面
の凹凸がないことから、先端曲率の大きなプローブ電極
を用いても、電流の流れる先端原子の位置が安定し選択
される。従って、凹凸のある記録媒体表面で見られるよ
うなプローブ電極の複数の原子と記録層との間で電流が
流れる、いわゆるゴースト現象がなく、信頼性の高い読
み取りが行える。更にまた、極端に先鋭化されたプロー
ブ電極を用いる場合に比べ、走査時の移動抵抗が少なく
安定な走査が可能となり、記録媒体表面の電気特性の変
化を安定に、高い信頼性も持ち読み取ることが可能とな
った。
の凹凸がないことから、先端曲率の大きなプローブ電極
を用いても、電流の流れる先端原子の位置が安定し選択
される。従って、凹凸のある記録媒体表面で見られるよ
うなプローブ電極の複数の原子と記録層との間で電流が
流れる、いわゆるゴースト現象がなく、信頼性の高い読
み取りが行える。更にまた、極端に先鋭化されたプロー
ブ電極を用いる場合に比べ、走査時の移動抵抗が少なく
安定な走査が可能となり、記録媒体表面の電気特性の変
化を安定に、高い信頼性も持ち読み取ることが可能とな
った。
【００７０】次に、この装置において行なった記録、再
生、消去の実験について述べる。
生、消去の実験について述べる。
【００７１】検出電流をモニターしながらプローブ電極
２と記録媒体１との距離を図６のａ領域で示す状態まで
接近させ、この状態でＸＹＺ微動装置５、ＸＹＺ粗動装
置６の制御回路８，９の出力を保持し、ＯＮ状態を生じ
るしきい値電圧Ｖth ON 以上の電圧である図７に示され
る波形をもつ三角波パルス電圧をプローブ電極２とＡｕ
電極１０２との間に印加した後、再び１００ｍＶのバイ
アスを印加して電流を測定したところ、８μＡ程度の電
流が流れ、ＯＮ状態となったことを示した。
２と記録媒体１との距離を図６のａ領域で示す状態まで
接近させ、この状態でＸＹＺ微動装置５、ＸＹＺ粗動装
置６の制御回路８，９の出力を保持し、ＯＮ状態を生じ
るしきい値電圧Ｖth ON 以上の電圧である図７に示され
る波形をもつ三角波パルス電圧をプローブ電極２とＡｕ
電極１０２との間に印加した後、再び１００ｍＶのバイ
アスを印加して電流を測定したところ、８μＡ程度の電
流が流れ、ＯＮ状態となったことを示した。
【００７２】次に、ＯＮ状態からＯＦＦ状態へ変化する
しきい値電圧Ｖth OFF以上の電圧である図８に示される
波形をもつ三角波パルス電圧を印加した後、再び１００
ｍＶのバイアスを印加したところ、電流値１ｎＡ程度
で、ＯＦＦ状態へ戻ることが確認された。
しきい値電圧Ｖth OFF以上の電圧である図８に示される
波形をもつ三角波パルス電圧を印加した後、再び１００
ｍＶのバイアスを印加したところ、電流値１ｎＡ程度
で、ＯＦＦ状態へ戻ることが確認された。
【００７３】次に、前記と同様にプローブ電極２と記録
媒体１との距離を図６のａ領域で示される状態まで接近
させた状態で、ＸＹＺ微動装置５のＹ，Ｚ軸を固定し、
Ｘ軸方向のみ駆動して電流をモニターしたところ、電流
値はほぼ１ｎＡの一定値を示した。次に、Ｘ軸方向のみ
駆動しながら、１０ｎｍ間隔に図７の波形を有するしき
い値電圧Ｖth ON 以上の三角波パルス電圧をプローブ電
極２とＡｕ電極１０２の間に印加した後、バイアス１０
０ｍＶ一定下で、再びＸ軸方向のみの駆動を繰り返し、
プローブ電極２とＡｕ電極１０２との間を流れる電流を
測定したところ、１０ｎｍ周期で４桁程度に変化する電
流が観測され、ＯＮ状態が周期的に書き込まれたことが
確認された。更に、ＯＮ状態とＯＦＦ状態とでの電流の
比もほぼ一定値を保持していた。
媒体１との距離を図６のａ領域で示される状態まで接近
させた状態で、ＸＹＺ微動装置５のＹ，Ｚ軸を固定し、
Ｘ軸方向のみ駆動して電流をモニターしたところ、電流
値はほぼ１ｎＡの一定値を示した。次に、Ｘ軸方向のみ
駆動しながら、１０ｎｍ間隔に図７の波形を有するしき
い値電圧Ｖth ON 以上の三角波パルス電圧をプローブ電
極２とＡｕ電極１０２の間に印加した後、バイアス１０
０ｍＶ一定下で、再びＸ軸方向のみの駆動を繰り返し、
プローブ電極２とＡｕ電極１０２との間を流れる電流を
測定したところ、１０ｎｍ周期で４桁程度に変化する電
流が観測され、ＯＮ状態が周期的に書き込まれたことが
確認された。更に、ＯＮ状態とＯＦＦ状態とでの電流の
比もほぼ一定値を保持していた。
【００７４】また、上記のＯＮ状態が周期的に書き込ま
れた領域を再びＸ軸駆動のみによって走査し、任意のＯ
Ｎ状態領域上でＸＹＺ微動装置５を停止させ、この位置
を保持した状態で、図８の波形を有するしきい値電圧Ｖ
th OFF以上の三角波パルス電圧をプローブ電極２とＡｕ
電極１０２の間に印加した。Ｘ軸方向のみの走査を繰り
返し、電流を測定したところ、上記パルス電圧を印加し
た領域のＯＮ状態が消去され、１ｎＡ程度の電流を示す
ＯＦＦ状態に戻っていることが確認された。この任意の
ビット消去同様、プローブ電極２とＡｕ電極１０２の間
の電圧をしきい値電圧Ｖth OFF以上に設定して、記録領
域上を走査し、その後電流を測定したところ、電流値は
１ｎＡ程度でほぼ一定値を示し、１０ｎｍ周期で記録さ
れたＯＮ状態が全て消去され、ＯＦＦ状態となったこと
が確認された。
れた領域を再びＸ軸駆動のみによって走査し、任意のＯ
Ｎ状態領域上でＸＹＺ微動装置５を停止させ、この位置
を保持した状態で、図８の波形を有するしきい値電圧Ｖ
th OFF以上の三角波パルス電圧をプローブ電極２とＡｕ
電極１０２の間に印加した。Ｘ軸方向のみの走査を繰り
返し、電流を測定したところ、上記パルス電圧を印加し
た領域のＯＮ状態が消去され、１ｎＡ程度の電流を示す
ＯＦＦ状態に戻っていることが確認された。この任意の
ビット消去同様、プローブ電極２とＡｕ電極１０２の間
の電圧をしきい値電圧Ｖth OFF以上に設定して、記録領
域上を走査し、その後電流を測定したところ、電流値は
１ｎＡ程度でほぼ一定値を示し、１０ｎｍ周期で記録さ
れたＯＮ状態が全て消去され、ＯＦＦ状態となったこと
が確認された。
【００７５】続いて、ＸＹＺ微動装置５を制御し１ｎｍ
から１μｍのあいだの種々のピッチで長さ１μｍのスト
ライプを上記の方法で書き込み、分解能を測定したとこ
ろ、４ｎｍ以上のピッチでは常に４桁程度の電流変化が
書き込みピッチと同じピッチで確認された。
から１μｍのあいだの種々のピッチで長さ１μｍのスト
ライプを上記の方法で書き込み、分解能を測定したとこ
ろ、４ｎｍ以上のピッチでは常に４桁程度の電流変化が
書き込みピッチと同じピッチで確認された。
【００７６】さらに上記実験において、プローブ電極に
よる記録媒体表面の変形やプローブ電極の急激な位置の
変動はなく、プローブ電極走査中のエラーはなかった。
よる記録媒体表面の変形やプローブ電極の急激な位置の
変動はなく、プローブ電極走査中のエラーはなかった。
【００７７】実施例２ 実施例１で用いた片持ち梁の形成方法により、長さ３０
０μｍ、幅５０μｍ、厚さ１μｍのＳｉＯ2 の片持ち梁
を作製した後、３００Åの膜厚にＡｕを蒸着し導電処理
を施した。次に、Ａｕを電子ビームで熔融して作製した
１０μｍ〜１００μｍ直径の微小球を上記片持ち梁の一
端に導電性接着剤を用いて接着してプローブ電極を作製
した以外は実施例１と同様にして記録再生性能を測定し
た。結果を表１に示したが、何れも５ｎｍ以上の分解能
を有し、記録媒体表面の走査時の移動抵抗が少なく安定
な走査が可能となり、記録媒体表面の電気特性の変化を
安定に、高い信頼性も持ち読み取ることが可能であっ
た。
０μｍ、幅５０μｍ、厚さ１μｍのＳｉＯ2 の片持ち梁
を作製した後、３００Åの膜厚にＡｕを蒸着し導電処理
を施した。次に、Ａｕを電子ビームで熔融して作製した
１０μｍ〜１００μｍ直径の微小球を上記片持ち梁の一
端に導電性接着剤を用いて接着してプローブ電極を作製
した以外は実施例１と同様にして記録再生性能を測定し
た。結果を表１に示したが、何れも５ｎｍ以上の分解能
を有し、記録媒体表面の走査時の移動抵抗が少なく安定
な走査が可能となり、記録媒体表面の電気特性の変化を
安定に、高い信頼性も持ち読み取ることが可能であっ
た。
【００７８】
【表１】
【００７９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明で用いてい
る記録媒体の表面は記録領域の大きさに比べ非常に平坦
なため、極端に先鋭化されたプローブ電極を用いなくと
も記録媒体表面の電気特性の変化を安定に、高い信頼性
も持ち読み取ることが可能となった。
る記録媒体の表面は記録領域の大きさに比べ非常に平坦
なため、極端に先鋭化されたプローブ電極を用いなくと
も記録媒体表面の電気特性の変化を安定に、高い信頼性
も持ち読み取ることが可能となった。
【００８０】更に、極端に先鋭化されたプローブ電極を
用いる場合に比べ、走査時の移動抵抗が少なく安定な走
査が可能となり、記録媒体表面の電気特性の変化を安定
に、高い信頼性も持ち読み取ることが可能となった。
用いる場合に比べ、走査時の移動抵抗が少なく安定な走
査が可能となり、記録媒体表面の電気特性の変化を安定
に、高い信頼性も持ち読み取ることが可能となった。
【図１】本発明に好適に用いられるシリコン基板上に形
成された平板状金結晶からなる電極基板の光学顕微鏡像
である。
成された平板状金結晶からなる電極基板の光学顕微鏡像
である。
【図２】図１の電極基板の小角Ｘ線反射回折スペクトル
である。
である。
【図３】図１の電極基板表面のＳＴＭ像及びＺ軸方向の
表面凹凸プロファイルである。
表面凹凸プロファイルである。
【図４】本発明の情報処理装置の一例を示すブロック構
成図である。
成図である。
【図５】複数個のプローブ電極を有する本発明の情報処
理装置のブロック構成図である。
理装置のブロック構成図である。
【図６】プローブ電極と記録媒体表面との距離を変えた
時に得られた両者間に流れる電流と両者間に働く力の変
化を示す特性図である。
時に得られた両者間に流れる電流と両者間に働く力の変
化を示す特性図である。
【図７】記録用のパルス電圧波形である。
【図８】消去用のパルス電圧波形である。
【図９】本発明に用いた記録層を金属電極で挟持したＭ
ＩＭ構造素子で得られる電流電圧特性である。
ＩＭ構造素子で得られる電流電圧特性である。
【図１０】本発明に用いた記録層を金属電極で挟持した
ＭＩＭ構造素子で得られるメモリ効果を表す電流電圧特
性である。
ＭＩＭ構造素子で得られるメモリ効果を表す電流電圧特
性である。
１ 記録媒体 ２ プローブ電極 ３ 片持ち梁 ４ 片持ち梁の支持体 ５ ＸＹＺ微動装置 ６ ＸＹＺ粗動装置 ７ ベース ８ ＸＹＺ微動装置の制御回路 ９ ＸＹＺ粗動装置の制御回路 １０ 電圧印加及び電流検出回路 １１ マイクロコンピュータ １２ 圧電素子の制御回路 １３ 支持台 １４ 圧電素子
Claims (11)
- 【請求項１】 基板電極上に絶縁体的、或いは半導体的
特性を持つ記録層を有する記録媒体と、この記録媒体に
近接して配置されるプローブ電極と、情報記録用パルス
電圧印加回路、及び／又は情報再生用バイアス電圧印加
回路とを具備する情報処理装置であって、前記基板電極
の１μｍ×１μｍの面内領域での最大表面凹凸が１ｎｍ
以下であり、且つ前記プローブ電極の先端曲率半径が
０．１μｍ〜２００μｍの範囲にあり、更に、前記記録
媒体表面と前記プローブ電極先端との間隔制御を行う手
段を有することを特徴とする情報処理装置。 - 【請求項２】 前記基板電極が、絶縁体基板とその上に
形成された平板状金結晶からなる請求項１に記載の情報
処理装置。 - 【請求項３】 前記基板電極が、導電体基板とその上に
形成された平板状金結晶からなる請求項１に記載の情報
処理装置。 - 【請求項４】 前記記録媒体が、電気メモリー効果を呈
する請求項１に記載の情報処理装置。 - 【請求項５】 前記記録層が、有機化合物の単分子膜、
又は単分子累積膜からなる請求項１に記載の情報処理装
置。 - 【請求項６】 前記記録層が、その厚さ５Å〜３００Å
の範囲で設けられている請求項１に記載の情報処理装
置。 - 【請求項７】 前記記録媒体が、情報の記録・消去を繰
り返し行うことができるものである請求項１に記載の情
報処理装置。 - 【請求項８】 前記プローブ電極を、複数個、具備する
請求項１〜７のいずれかに記載の情報処理装置。 - 【請求項９】 請求項１〜８のいずれかに記載の情報処
理装置を用いて、記録媒体に対して情報を記録すること
を特徴とする情報処理方法。 - 【請求項１０】 請求項１〜８のいずれかに記載の情報
処理装置を用いて、記録媒体の記録情報を再生すること
を特徴とする情報処理方法。 - 【請求項１１】 請求項１〜８のいずれかに記載の情報
処理装置を用いて、記録媒体に対する情報の記録とその
記録情報の消去とを繰り返し行うことを特徴とする情報
処理方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5203708A JPH06187675A (ja) | 1992-09-25 | 1993-07-27 | 情報処理装置、及びそれを用いる情報処理方法 |
| US08/124,002 US5481528A (en) | 1992-09-25 | 1993-09-21 | Information processor and method using the information processor |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27930092 | 1992-09-25 | ||
| JP4-279300 | 1992-09-25 | ||
| JP5203708A JPH06187675A (ja) | 1992-09-25 | 1993-07-27 | 情報処理装置、及びそれを用いる情報処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06187675A true JPH06187675A (ja) | 1994-07-08 |
Family
ID=26514072
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5203708A Pending JPH06187675A (ja) | 1992-09-25 | 1993-07-27 | 情報処理装置、及びそれを用いる情報処理方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5481528A (ja) |
| JP (1) | JPH06187675A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100468822B1 (ko) * | 1997-10-27 | 2005-04-06 | 삼성전자주식회사 | 금을이용한기록매체및그기록재생방법 |
Families Citing this family (30)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3135779B2 (ja) * | 1994-03-18 | 2001-02-19 | キヤノン株式会社 | 情報処理装置 |
| JP3576644B2 (ja) * | 1995-06-19 | 2004-10-13 | キヤノン株式会社 | 情報記録装置のプローブ及び記録媒体、並びにこれらを用いた情報記録方法 |
| US7260051B1 (en) * | 1998-12-18 | 2007-08-21 | Nanochip, Inc. | Molecular memory medium and molecular memory integrated circuit |
| US20020138301A1 (en) * | 2001-03-22 | 2002-09-26 | Thanos Karras | Integration of a portal into an application service provider data archive and/or web based viewer |
| US7233517B2 (en) | 2002-10-15 | 2007-06-19 | Nanochip, Inc. | Atomic probes and media for high density data storage |
| US7133351B2 (en) * | 2003-08-01 | 2006-11-07 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Data storage device and a method of reading data in a data storage device |
| US20050243660A1 (en) * | 2004-04-16 | 2005-11-03 | Rust Thomas F | Methods for erasing bit cells in a high density data storage device |
| US20050243592A1 (en) * | 2004-04-16 | 2005-11-03 | Rust Thomas F | High density data storage device having eraseable bit cells |
| US7444856B2 (en) * | 2004-09-23 | 2008-11-04 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Sensors for electrochemical, electrical or topographical analysis |
| US7787350B2 (en) * | 2005-01-13 | 2010-08-31 | International Business Machines Corporation | Data storage device |
| US7420106B2 (en) * | 2005-03-18 | 2008-09-02 | The University Of Utah Research Foundation | Scanning probe characterization of surfaces |
| US7212488B2 (en) * | 2005-03-21 | 2007-05-01 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Method and device enabling capacitive probe-based data storage readout |
| US20060291271A1 (en) * | 2005-06-24 | 2006-12-28 | Nanochip, Inc. | High density data storage devices having servo indicia formed in a patterned media |
| US7463573B2 (en) * | 2005-06-24 | 2008-12-09 | Nanochip, Inc. | Patterned media for a high density data storage device |
| US7367119B2 (en) * | 2005-06-24 | 2008-05-06 | Nanochip, Inc. | Method for forming a reinforced tip for a probe storage device |
| US20070041237A1 (en) * | 2005-07-08 | 2007-02-22 | Nanochip, Inc. | Media for writing highly resolved domains |
| US7309630B2 (en) | 2005-07-08 | 2007-12-18 | Nanochip, Inc. | Method for forming patterned media for a high density data storage device |
| US20070008867A1 (en) * | 2005-07-08 | 2007-01-11 | Nanochip, Inc. | High density data storage devices with a lubricant layer comprised of a field of polymer chains |
| US20070008866A1 (en) * | 2005-07-08 | 2007-01-11 | Nanochip, Inc. | Methods for writing and reading in a polarity-dependent memory switch media |
| US20070008865A1 (en) * | 2005-07-08 | 2007-01-11 | Nanochip, Inc. | High density data storage devices with polarity-dependent memory switching media |
| US20080001075A1 (en) * | 2006-06-15 | 2008-01-03 | Nanochip, Inc. | Memory stage for a probe storage device |
| US20080174918A1 (en) * | 2007-01-19 | 2008-07-24 | Nanochip, Inc. | Method and system for writing and reading a charge-trap media with a probe tip |
| US20080175033A1 (en) * | 2007-01-19 | 2008-07-24 | Nanochip, Inc. | Method and system for improving domain stability in a ferroelectric media |
| US20080233672A1 (en) * | 2007-03-20 | 2008-09-25 | Nanochip, Inc. | Method of integrating mems structures and cmos structures using oxide fusion bonding |
| US8023393B2 (en) * | 2007-05-10 | 2011-09-20 | International Business Machines Corporation | Method and apparatus for reducing tip-wear of a probe |
| US20090129246A1 (en) * | 2007-11-21 | 2009-05-21 | Nanochip, Inc. | Environmental management of a probe storage device |
| ES2351742B1 (es) * | 2008-02-05 | 2011-12-12 | Consejo Superior De Investigaciones Científicas (Csic) | Método y sistema para reducir o eliminar el contenido de gases de efecto invernadero en un gas o mezcla de gases. |
| US20090294028A1 (en) * | 2008-06-03 | 2009-12-03 | Nanochip, Inc. | Process for fabricating high density storage device with high-temperature media |
| US20100039729A1 (en) * | 2008-08-14 | 2010-02-18 | Nanochip, Inc. | Package with integrated magnets for electromagnetically-actuated probe-storage device |
| US20100039919A1 (en) * | 2008-08-15 | 2010-02-18 | Nanochip, Inc. | Cantilever Structure for Use in Seek-and-Scan Probe Storage |
Family Cites Families (26)
| 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 |
| JPS6180536A (ja) * | 1984-09-14 | 1986-04-24 | ゼロツクス コーポレーシヨン | 原子規模密度情報記緑および読出し装置並びに方法 |
| JPH0777272B2 (ja) * | 1986-10-13 | 1995-08-16 | キヤノン株式会社 | スイッチング素子およびその駆動方法 |
| DE3751376T2 (de) * | 1986-10-13 | 1995-11-16 | Canon Kk | Schaltungselement. |
| JPH0777273B2 (ja) * | 1986-12-24 | 1995-08-16 | キヤノン株式会社 | スイッチング素子およびその駆動方法 |
| JP2556491B2 (ja) * | 1986-12-24 | 1996-11-20 | キヤノン株式会社 | 記録装置及び記録法 |
| JP2556492B2 (ja) * | 1986-12-24 | 1996-11-20 | キヤノン株式会社 | 再生装置及び再生法 |
| EP0299461B1 (en) * | 1987-07-15 | 1995-05-10 | Canon Kabushiki Kaisha | Electron-emitting device |
| EP0309236B1 (en) * | 1987-09-24 | 1994-07-06 | Canon Kabushiki Kaisha | Microprobe, preparation thereof and electronic device by use of said microprobe |
| US5255258A (en) * | 1987-09-24 | 1993-10-19 | Canon Kabushiki Kaisha | Microprobe, preparation thereof and electronic device by use of said microprobe |
| JP2627071B2 (ja) * | 1988-01-26 | 1997-07-02 | キヤノン株式会社 | 光変調素子 |
| US5136212A (en) * | 1988-02-18 | 1992-08-04 | Canon Kabushiki Kaisha | Electron emitting device, electron generator employing said electron emitting device, and method for driving said generator |
| JP2675803B2 (ja) * | 1988-02-22 | 1997-11-12 | キヤノン株式会社 | スイッチング素子 |
| JP2756254B2 (ja) * | 1988-03-25 | 1998-05-25 | キヤノン株式会社 | 記録装置及び再生装置 |
| EP0335630B1 (en) * | 1988-03-28 | 1994-02-23 | Canon Kabushiki Kaisha | Switching device and method of preparing it |
| US5270965A (en) * | 1988-03-28 | 1993-12-14 | Canon Kabushiki Kaisha | Method of driving device having metal-insulator-metal(mim)structure |
| US5241527A (en) * | 1989-03-16 | 1993-08-31 | Canon Kabushiki Kaisha | Recording and reproducing apparatus and method using a recording layer having a positioning region |
| US5222060A (en) * | 1989-09-07 | 1993-06-22 | Canon Kabushiki Kaisha | Accessing method, and information processing method and information processing device utilizing the same |
| DE69024571T2 (de) * | 1989-09-07 | 1996-06-13 | Canon Kk | Informationsverarbeitungsverfahren und -vorrichtung |
| JP3213757B2 (ja) * | 1990-04-03 | 2001-10-02 | キヤノン株式会社 | 情報転送方法、情報転送装置及び画像読出装置 |
| JP2783646B2 (ja) * | 1990-04-18 | 1998-08-06 | キヤノン株式会社 | 情報記録再生装置 |
| DE4021075A1 (de) * | 1990-07-03 | 1992-01-09 | Basf Ag | Verfahren zur speicherung von informationseinheiten im nanometerbereich |
| JP2743213B2 (ja) * | 1990-07-25 | 1998-04-22 | キヤノン株式会社 | 記録及び／又は再生を行なう装置および方法 |
| JP2744339B2 (ja) * | 1990-08-03 | 1998-04-28 | キヤノン株式会社 | 情報処理装置及び情報処理方法 |
| DE4120365A1 (de) * | 1991-06-20 | 1992-12-24 | Basf Ag | Verfahren zur gezielten modifikation einzelner nanometer- und subnanometer-strukturen einer festkoerperoberflaeche |
| JP2981804B2 (ja) * | 1991-07-31 | 1999-11-22 | キヤノン株式会社 | 情報処理装置、それに用いる電極基板、及び情報記録媒体 |
-
1993
- 1993-07-27 JP JP5203708A patent/JPH06187675A/ja active Pending
- 1993-09-21 US US08/124,002 patent/US5481528A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100468822B1 (ko) * | 1997-10-27 | 2005-04-06 | 삼성전자주식회사 | 금을이용한기록매체및그기록재생방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5481528A (en) | 1996-01-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH06187675A (ja) | 情報処理装置、及びそれを用いる情報処理方法 | |
| JP2981804B2 (ja) | 情報処理装置、それに用いる電極基板、及び情報記録媒体 | |
| JP2884447B2 (ja) | カンチレバー型プローブ、及びこれを用いた走査型トンネル顕微鏡、情報処理装置 | |
| JP2859715B2 (ja) | 記録媒体用基板及びその製造方法、記録媒体、記録方法、記録再生方法、記録装置、記録再生装置 | |
| EP0334677B1 (en) | Information recording device and information recording and reproducing process | |
| JPH05282717A (ja) | 記録媒体の製造方法、及び記録媒体、及び情報処理装置 | |
| JP2942013B2 (ja) | 記録及び／又は再生装置 | |
| JP2556520B2 (ja) | 記録装置及び記録法 | |
| JP3023728B2 (ja) | プローブ構造体、記録装置、情報検出装置、再生装置及び記録再生装置 | |
| JP2981789B2 (ja) | 記録媒体及び情報処理装置 | |
| JP3060143B2 (ja) | 記録媒体及びそれを用いた情報処理装置 | |
| JPH06333276A (ja) | 記録媒体及びその製造方法、及び該記録媒体を用いた情報処理装置 | |
| JP2862352B2 (ja) | 情報処理方法及び情報処理装置 | |
| JP3005077B2 (ja) | 記録及び／又は再生方法及び装置 | |
| JPH05314551A (ja) | 記録媒体製造方法及び記録媒体 | |
| JP3220914B2 (ja) | 記録媒体製造方法 | |
| JP3261539B2 (ja) | 電極基板の製造方法 | |
| JP2866165B2 (ja) | 記録媒体およびその製造方法、情報処理方法、情報処理装置 | |
| JP2992908B2 (ja) | 基板電極の製造方法、記録媒体の製造方法 | |
| JPH06195770A (ja) | 記録再生装置 | |
| JP2932220B2 (ja) | 記録媒体製造方法 | |
| JPH0714224A (ja) | 記録媒体及び情報処理装置 | |
| JPH04129043A (ja) | プローブユニット、該プローブユニットを備えた情報処理装置及び情報処理方法 | |
| JPH0869640A (ja) | 記録媒体 | |
| JPH04159636A (ja) | 記録媒体、その製造方法、及びそれを用いた情報処理装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040316 |