JPH07235087A - 情報記録装置 - Google Patents

情報記録装置

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JPH07235087A
JPH07235087A JP2391294A JP2391294A JPH07235087A JP H07235087 A JPH07235087 A JP H07235087A JP 2391294 A JP2391294 A JP 2391294A JP 2391294 A JP2391294 A JP 2391294A JP H07235087 A JPH07235087 A JP H07235087A
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JP
Japan
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recording
recording medium
medium
information
tunnel current
Prior art date
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JP2391294A
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Inventor
Mitsuhide Miyamoto
光秀 宮本
Sumio Hosaka
純男 保坂
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B2005/0002Special dispositions or recording techniques
    • GPHYSICS
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    • G11B2005/0005Arrangements, methods or circuits
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    • G11B5/00Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B2005/0002Special dispositions or recording techniques
    • G11B2005/0005Arrangements, methods or circuits
    • G11B2005/0021Thermally assisted recording using an auxiliary energy source for heating the recording layer locally to assist the magnetization reversal

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  • Recording Or Reproducing By Magnetic Means (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 大容量の情報を記録、検出する記録装置を提
供すること。 【構成】 情報の記録及び検出用の探針に磁性体を含ん
だ導電性の片持ちバネを用い、片持ちバネと記録媒体と
の間の距離の制御及び情報の記録にトンネル電流を用い
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高密度情報記録装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】不揮発性の情報記録装置には、磁気デイ
スク、光デイスク、磁気テープが実用化されている。こ
れらの情報記録装置は、現在その情報記録密度が最高で
数百Mbit/in2程度まで達している。
【0003】近年、これらの情報記録装置の記録密度を
はるかに上回る情報記録装置の原理提案が行われるよう
になった。このような方式については例えば、特開平1
−53363、特開平1−298551に述べられてい
る。これらは、走査型トンネル顕微鏡の探針を記録用の
ヘッドとして用い、記録媒体の局所的な形状の変化、も
しくは電気的なメモリー効果を用い、バイナリー情報の
記録を行うものである。
【0004】また走査型トンネル顕微鏡等のプローブ顕
微鏡を用いた記録装置で、特に書き換え機能を持った記
録装置に関して例えば特開平4−315837、アプラ
イドフィジクス レター 61,142(1992)(Appl.Phys.Let
t.61,142(1992))がある。前者は、例えば記録媒体にゲ
ルマニウム、アンチモン、テルルの合金を用い、走査型
トンネル顕微鏡探針を媒体に近づけ探針に電圧を印加す
ることにより、記録媒体の結晶相、非結晶相間の変化を
行い、記録を行うものである。また、後者は、記録媒体
に磁気記録媒体を用い、近視野走査型光顕微鏡(NSOM)
により、媒体を局所的に加熱し、媒体の磁化の反転を行
うものである。
【0005】後者の例では、情報を磁気的に記録するも
のであるが、試料の微小な磁気的構造を観察する手段に
は、TSMFM(Tunneling Stabilized Magnetic Force Mic
roscope)等がある。TSMFMとは、走査型トンネル顕微鏡
の探針に磁性体フィルムを用い、試料からの漏洩磁化に
よる磁性体フィルムの反りの変位を観察する顕微鏡(Ap
pl.Phys.Lett.57,310(1990),J.Appl.Phys.70,520(1991)
に記載)である。
【0006】TSMFMは、本来試料の磁気的構造を観察す
る顕微鏡であるが、この手法により試料の磁化を反転さ
せた例が、上記報告(Appl.Phys.Lett.57,310(1990))中
にある。磁性体フィルムの片持ちバネを磁性体試料に近
付け、トンネル電流を観察時のトンネル電流より大きな
電流に保ち、観察時の走査スピードよりも遅いスピード
で走査し、500nm径の大きさの磁気的構造を形成したも
のである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術で述べた、
TSMFMによる磁気的構造の形成は、試料内に構造を1つ
形成するのに非常に時間がかかり、情報記録というもの
ではなかった。かつ、その手法を情報記録へ応用するこ
とは、困難であると考えられる。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、プロー
ブと記録媒体間に一定のトンネル電流を流すことがで
き、そのトンネル電流量を一時的に変化させる手段を有
する。また、記録媒体に外部磁界を印加するための手段
を有する。また前記プローブが磁気力により反り返る機
能を持つ。
【0009】前記プローブは、表面に導電性を持ち、か
つ内部に磁性体を含み、片持ちバネの構造をしている。
【0010】前記記録媒体は、その最表面層が、導電性
を有する磁性層もしくは、厚さ100nm以下の導電層より
成っている。
【0011】
【作用】本発明によれば、情報の記録、検出に用いるプ
ローブと記録媒体間に一定のトンネル電流を流すことに
より、プローブ、記録媒体間の距離を一定に制御するこ
とができる。また、プローブ、記録媒体間を流れるトン
ネル電流量を一時的に大きくすることにより記録媒体の
加熱をすることができる。また、上記の記録媒体の加熱
及び外部磁界により記録媒体に磁気的に情報の書き込み
および消去を行うことができる。
【0012】前記プローブは、表面に導電性を持つこと
からトンネル電流を流すことができる。また、プローブ
内部に磁性体を含むことから磁気記録媒体から磁気力を
受ける。また前記プローブが、片持ちバネの形状をして
いることから磁気力を受けることにより前記プローブは
反り返る。
【0013】前記記録媒体の最表面層が導電性を有する
磁性層もしくは、100nm以下の厚さの導電層から成るこ
とから、トンネル電流を流すことができる。
【0014】
【実施例】以下に本発明を実施例により説明する。
【0015】実施例1 図1に情報記録装置の概略図を示す。記録媒体1の記録
層4側に対向して磁性体を含んだ、表面に導電性のある
片持ちバネ6を支持部7に保持し、両者間をトンネル電
流が流れる距離まで相対的に近付ける。バイアス電源1
0により片持ちバネ6と記録媒体1の間に一定のバイア
ス電圧を加え、この時一定のトンネル電流(Iref)が流
れるように、支持部7が保持されているアクチュエータ
9に加える電圧を制御する。これにより、片持ちバネ6
と記録媒体1の間隔を常に一定にする。
【0016】例えばこの記録装置にマイクロコンピュー
タ50からの情報の記録を行うには、まずインターフェ
イス回路15からの信号によりスイッチ14を切り替
え、コイル13に電流を流す。この電流により記録媒体
1に外部磁界を加える。また、片持ちバネ6と記録媒体
1の間隔を一定に制御した状態で、インターフェイス回
路15からの信号によりラッチ回路17の出力を一定に
する。これにより、アクチュエータ9に加わる電圧を一
定にし、片持ちバネ6と記録媒体1の間隔を固定する。
この状態でスイッチ12を一時的に切り替え、高いバイ
アス電圧源11により、片持ちバネ6と記録媒体1間の
電圧を大きくする。これにより片持ちバネ6と記録媒体
1間を流れるトンネル電流を一時的に大きくし、このト
ンネル電流により記録層4を局所的に記録層4のキュリ
ー温度以上の温度に加熱する。加熱された部分の磁化は
冷却される過程において、図2(a)に示すように、コ
イル13による外部磁界22および媒体の反磁界24に
より反転し、記録部5を形成する。この後、ラッチ回路
17によるアクチュエータ9に加わる電圧の固定を終了
し、再び片持ちバネ6と記録媒体1間の距離のサーボを
再開させる。これらの動作を、片持ちバネ6を記録媒体
1上で移動させながら、繰返し行う。これは、記録媒体
1を移動させても可能である。なおコイル13に電流を
流すためのスイッチ14は、1ビットの記録ごとに切り
替えをする必要はない。
【0017】次に記録の消去を行う場合は、まずスイッ
チ14を切り替え、記録媒体1に、記録動作時と反対方
向の外部磁界を印加する。片持ちバネ6を消去される記
録部5上に移動し、ラッチ回路17により片持ちバネ6
と記録媒体1の間の距離を固定する。この状態でスイッ
チ12をバイアス電源11側に切り替えることにより、
片持ちバネ6と記録媒体1の間を流れるトンネル電流を
一時的に大きくする。このトンネル電流により記録部5
は加熱され、冷却される過程において、記録部5の磁化
は図2(b)に示すように、外部磁界23の方向を向
き、記録部5が消去される。
【0018】記録あるいは消去がなされた状態の記録層
には、図2(a)、(b)に矢印21で示すように、磁
化の状態が保持される。
【0019】なお、記録、消去いずれの場合において
も、片持ちバネ6の位置制御を行う回路の時定数が記録
部5を形成する時間に対し遅い場合は、記録および消去
の動作時に片持ちバネ6と記録媒体1の距離をラッチ回
路17により固定する必要はない。
【0020】また、記録媒体1は基板2上に下地層3を
介して記録層4が形成されている。8は片持ちバネ6を
記録媒体1の面上で移動させるためのアクチュエータを
代表して示すものであるが、この制御は、いわゆるST
Mと同じであり、説明は省略する。片持ちバネ6に流す
トンネル電流を一定に制御するループにはA/D変換器
16、D/A変換器18及び符号を省略した演算増幅器
を含む回路が備えられるが、これらもSTMで良く知ら
れた回路構成で実現出来るから、説明は省略する。
【0021】記録された情報を検出するには、片持ちバ
ネ6と記録媒体1間を流れるトンネル電流を一定に保ち
ながら、片持ちバネ6を記録媒体1上で記録媒体面方向
に相対的に移動させる。図3に示すように記録媒体1内
の記録層4には記録部5が存在するが、この記録部5
は、記録層4内の他の部分と磁化の向きが異なってい
る。片持ちバネ6を、記録媒体1上で記録媒体面上で相
対的に動かすと、片持ちバネ6が、記録部5上にある時
と、記録部5上にない時とでは、矢印24で先端の磁化
方向を示す片持ちバネ6の先端部に加わる磁気力が異な
る。この磁気力により片持ちバネ6は反り返るが、磁気
力の差異に基づき、図3中の変位ΔZが発生する。ここ
で、片持ちバネ6と記録媒体1の間隔を一定に保つた
め、この変位を補うように、アクチュエータ9に加わる
電圧が変化する。この電圧の変化を検出することによ
り、情報の検出を行う。
【0022】実施例2 図4にプローブとして用いる片持ちバネ6の構成及び記
録媒体1の構成を示す。片持ちバネ6の作製は、蒸着法
もしくはスパッタリング法により、基板上に白金層3
0、磁性層31、白金層32による三層膜を形成し、こ
れを基板から剥離し片持ちバネ状に加工することにより
行う。白金層30は、基板から剥離するのに十分な厚さ
が必要で、かつバネ定数を小さくするため、1〜5μm
程度の厚さが好ましい。白金層32は、磁性層31を記
録媒体1に十分接近させる必要から、100nm以下の
厚さが好ましい。この片持ちバネ6を白金層32側から
記録媒体16に接近させ、白金層32、記録媒体1間に
トンネル電流を流す。白金層32を100nm以下の厚
さにすることにより、磁性層31は、記録媒体1に10
0nm以下に近付けることができ、記録媒体の漏洩磁界
を感度良く検出することができる。また、片持ちバネの
加工精度上の問題や、片持ちバネと記録媒体の接触によ
る片持ちバネ先端の劣化による、トンネル電流の安定性
の劣化は、白金層30が電流通路を補うことにより解消
される。
【0023】実施例3 図4に示した記録媒体1の構成図において、記録層4に
は例えばCo/Pt多層膜の垂直磁気記録媒体を用い、
最上層をPt層で構成することにより膜表面に導電性を
持たせ、トンネル電流を流すことができる。なお、表面
に導電性を持たない記録媒体を用いる場合には、記録媒
体表面に100nm以下の厚さの導電層を形成すること
により、トンネル電流を流すことを可能とし、また片持
ちバネ6内の磁性層31と記録層を十分近づけることが
出来る。
【0024】
【発明の効果】本発明により、情報の記録面積が1ビッ
ト当たり100nm径以下の、書き換え可能な不揮発性
高密度情報記録装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例にかかる情報記録装置のブロック構成を
示す図。
【図2】情報の記録、消去の原理を説明する図。
【図3】情報の検出原理を説明する図。
【図4】片持ちバネの具体例を説明する図。
【符号の説明】
1:記録媒体、2:基板、3:下地層、4:記録層、
5:記録部、6:片持ちバネ、7:支持部、8:アクチ
ュエータ、9:アクチュエータ、10:バイアス電源、
11:バイアス電源、12:スイッチ、13:コイル、
14:スイッチ、15:インターフェイス部、16:A
/D変換器、17:ラッチ回路、18:D/A変換器、
21:記録媒体内の磁化方向、22:外部磁界、23:
外部磁界、24:片持ちバネ先端の磁化方向、30:白
金層、31:磁性層、32:白金層、50:マイクロコ
ンピュータ。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】記録媒体に磁性層を含み、前記磁性層の局
    所的な磁化の方向により記録を行う情報記録装置におい
    て、前記記録媒体への情報の書き込み、検出を行うプロ
    ーブと前記記録媒体との間にトンネル電流を流す手段を
    有し、前記トンネル電流量を制御することにより前記プ
    ローブと前記記録媒体間の距離を制御し、また前記トン
    ネル電流量を一時的に増大させることにより発生する熱
    エネルギー及び、前記記録媒体外部からの磁界により記
    録媒体に磁気的に情報を記録または消去することにより
    行うことを特徴とした情報記録装置。
  2. 【請求項2】前記記録媒体の磁気情報の検出には、前記
    プローブの前記記録媒体からの磁気力による変形を検出
    することにより行うことを特徴とした請求項1記載の情
    報記録装置。
  3. 【請求項3】前記プローブが、その表面に導電性を持
    ち、かつ前記プローブ内部に磁性体を有する片持ちバネ
    により形成されていることを特徴とした請求項1記載の
    情報記録装置。
  4. 【請求項4】前記記録媒体がその最表面に導電性を有す
    る磁性層もしくは、100nm以下の厚さの導電層より成る
    ことを特徴とした請求項1記載の情報記録装置。
JP2391294A 1994-02-22 1994-02-22 情報記録装置 Pending JPH07235087A (ja)

Priority Applications (1)

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JP2391294A JPH07235087A (ja) 1994-02-22 1994-02-22 情報記録装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2391294A JPH07235087A (ja) 1994-02-22 1994-02-22 情報記録装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH07235087A true JPH07235087A (ja) 1995-09-05

Family

ID=12123703

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2391294A Pending JPH07235087A (ja) 1994-02-22 1994-02-22 情報記録装置

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JP (1) JPH07235087A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1995003348A1 (en) * 1993-07-26 1995-02-02 Eastman Chemical Company A process for preparing hydrolytically stable poly(ethylene-2,6-naphthalene dicarboxylate) polymers
US5949600A (en) * 1995-09-06 1999-09-07 Kabushiki Kaisha Toshiba Signal reproduction method and magnetic recording and reproducing apparatus using tunnel current

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WO1995003348A1 (en) * 1993-07-26 1995-02-02 Eastman Chemical Company A process for preparing hydrolytically stable poly(ethylene-2,6-naphthalene dicarboxylate) polymers
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