JPH08161778A - Information processor - Google Patents

Information processor

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JPH08161778A
JPH08161778A JP32988894A JP32988894A JPH08161778A JP H08161778 A JPH08161778 A JP H08161778A JP 32988894 A JP32988894 A JP 32988894A JP 32988894 A JP32988894 A JP 32988894A JP H08161778 A JPH08161778 A JP H08161778A
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JP
Japan
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probe
recording
signal
potential difference
medium
Prior art date
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Pending
Application number
JP32988894A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshihiko Takeda
俊彦 武田
Hiroshi Matsuda
宏 松田
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Filing date
Publication date
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Priority to JP32988894A priority Critical patent/JPH08161778A/en
Publication of JPH08161778A publication Critical patent/JPH08161778A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE: To obtain an information processor in which the resolution of a probe is enhanced by a method wherein a frictional force generated at a time when the probe is scanned in a state that a probe tip has been brought close to, or brought into contact with, a medium is reduced by applying a voltage across the probe and the medium. CONSTITUTION: A reverse-potential signal from a reverse-potential-signal application means 108 is applied across a probe 101 and a medium 104 so as to offset a potential-difference signal generated across the probe 101 and the medium 104. When a potential difference generated in the generation process of dynamic friction is reduced in this manner, a frictional force which is generated across a probe tip 103 and a recording face or a sample face 105 can be reduced. As a result, the resolution of the probe and the reliability of a recording and reproducing operation can be enhanced, and the power consumption of an information processor can be reduced sharply.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はプローブと媒体(記録媒
体または試料)間の物理的相互作用により情報の書き込
み・読み出しを行う情報記録再生装置または表面観察を
行う走査型プローブ顕微鏡等の情報処理装置に関するも
のである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to information processing such as an information recording / reproducing apparatus for writing / reading information by a physical interaction between a probe and a medium (recording medium or sample) or a scanning probe microscope for observing the surface. It relates to the device.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、米国特許第4343993号明細
書に記載されているようなナノメートル以下の分解能で
導電性物質表面を観察可能な走査型トンネル顕微鏡(以
下STMと略す)が開発され、金属、半導体表面の原子
配列、有機分子の配向等の観察が原子・分子スケールで
なされている。また、STM技術を発展させ、絶縁物質
等の表面をSTMと同様の分解能で観察可能な原子間力
顕微鏡(以下AFMと略す)も開発された(米国特許第
4724318号明細書)。走査型プローブ顕微鏡と
は、このような試料間の距離に依存する様々な相互作用
を検出しながらプローブを試料表面上で走査させること
により試料の表面状態を測定する技術の総称である。こ
のうちの、AFMはプローブと試料表面間に働く原子間
力を利用しているので、観察試料が金属等の導電性の物
質のみならず有機物を含めた絶縁性の物質の表面を観察
できるという長所がある。
2. Description of the Related Art In recent years, a scanning tunneling microscope (hereinafter abbreviated as STM) capable of observing the surface of a conductive material with a resolution of nanometer or less as described in US Pat. No. 4,434,993 has been developed. The atomic arrangement on the semiconductor surface and the orientation of organic molecules have been observed on an atomic / molecular scale. Further, by developing STM technology, an atomic force microscope (hereinafter abbreviated as AFM) capable of observing the surface of an insulating material or the like with the same resolution as STM was also developed (US Pat. No. 4,724,318). The scanning probe microscope is a general term for a technique of measuring the surface state of a sample by scanning the sample surface with the probe while detecting various interactions depending on the distance between the samples. Among them, the AFM uses the atomic force acting between the probe and the sample surface, so that the observation sample can observe not only the conductive substance such as a metal but also the surface of an insulating substance including an organic substance. There are advantages.

【0003】以下、一般的なAFM装置の基本的な構成
を説明する。プローブは鋭利に尖った先端を持ち、カン
チレバーの自由端近傍に形成されている。カンチレバー
または試料支持台には、3次元方向への変位が可能なよ
うに例えば圧電素子のようなアクチュエーターが取りつ
けられており、プローブと試料支持台は相対的に3次元
動作可能な構成になっている。プローブを試料表面に対
して数オングストローム以下に接近させると、プローブ
と試料間表面には原子間力が働く。カンチレバーは該原
子間力に応じて変位したプローブの働きに連動して湾曲
する。つまりプローブ−記録媒体間の原子間力に応じて
カンチレバーは湾曲する。この原子間力を一定に保つよ
うに、即ちカンチレバーの湾曲量を一定に保つようにプ
ローブの試料支持台からの高さを調節しながらプローブ
を試料上で走査して、プローブの高さ変化量から試料表
面の凹凸情報を得ることができる。一方、プローブをプ
ローブ先端−試料表面間に原子間力が働く距離に試料表
面に近接させた状態でプローブを試料支持台からの高さ
を一定にして試料表面上を走査すると、プローブは試料
表面の凹凸に応じて変位するので、カンチレバーの湾曲
量から試料表面の凹凸情報を得ることもできる。上記カ
ンチレバーの湾曲を検出する方法として、レーザー光を
用いた光てこ法やレーザー干渉法がよく利用されてい
る。これらの方法ではレーザー光をカンチレバー先端に
照射してカンチレバー背面で反射されてきたレーザー光
を2分割あるいは4分割光センサーで検出することによ
りカンチレバーの湾曲を検出する。
The basic configuration of a general AFM device will be described below. The probe has a sharply pointed tip and is formed near the free end of the cantilever. An actuator such as a piezoelectric element is attached to the cantilever or the sample support so that it can be displaced in three dimensions, and the probe and the sample support are configured to be capable of relative three-dimensional operation. There is. When the probe is brought closer than a few angstroms to the sample surface, an atomic force acts on the probe-sample surface. The cantilever bends in conjunction with the action of the probe displaced according to the interatomic force. That is, the cantilever bends according to the atomic force between the probe and the recording medium. In order to keep this atomic force constant, that is, to keep the amount of bending of the cantilever constant, the probe is scanned over the sample while adjusting the height from the sample support, and the amount of change in the height of the probe is measured. It is possible to obtain the unevenness information of the sample surface from. On the other hand, when the probe is scanned on the sample surface while keeping the height from the sample support base constant with the probe close to the sample surface at a distance where the atomic force acts between the probe tip and the sample surface, the probe is Since it is displaced according to the unevenness of the sample, it is possible to obtain the unevenness information of the sample surface from the amount of bending of the cantilever. As a method of detecting the curvature of the cantilever, an optical lever method using laser light or a laser interference method is often used. In these methods, the cantilever curvature is detected by irradiating the tip of the cantilever and detecting the laser light reflected on the back surface of the cantilever with a 2- or 4-division optical sensor.

【0004】また、上記のようなSTMの原理を応用
し、記録媒体に対して導電性を有するプローブを原子、
分子のスケールでアクセスし、記録再生を行うことによ
り、高密度メモリーを実現するという提案がなされてい
る(日本特開昭63−161552、161553号公
報)。さらに、STMとAFMとを組み合わせた装置構
成の高密度メモリーに関して、STM構成で探針−記録
媒体間に電圧を印加することにより記録を行い、AFM
構成で記録ビット形状を検出することにより再生を行う
記録再生装置や、記録及び再生中の探針位置制御をAF
Mの原理を応用して行う記録再生装置や、探針を支持す
る弾性体の変形を利用して、記録及び再生中に探針を記
録媒体表面を追従させる記録再生装置の提案もなされて
いる(特開平1−245445号公報、特開平4−32
1955号公報)。
Further, by applying the STM principle as described above, a probe having conductivity with respect to a recording medium is used as an atom,
It has been proposed to realize a high-density memory by accessing and recording / reproducing on a molecular scale (Japanese Patent Laid-Open Nos. 63-161552 and 161553). Further, for a high-density memory having a device configuration in which STM and AFM are combined, recording is performed by applying a voltage between the probe and the recording medium in the STM configuration,
A recording / playback device that plays back by detecting the recording bit shape in the configuration, and a probe position control during recording and playback
A recording / reproducing device that applies the principle of M and a recording / reproducing device that makes the probe follow the surface of the recording medium during recording and reproducing by utilizing the deformation of the elastic body that supports the probe have also been proposed. (JP-A-1-245445, JP-A-4-32
1955).

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来における走査型プローブ顕微鏡や、STMとAF
Mとを組み合わせてなる記録再生装置等の情報処理装置
においては、プローブを媒体に近接乃至接触した状態で
走査するので、プローブ先端と媒体間に摩擦力が生じる
場合がある。そして、この摩擦力によりプローブ走査中
に媒体表面が変形したり破壊される場合を生じる。更
に、摩擦により発生した媒体表面の破片がプローブ先端
に付着(プローブ先端の汚染)する場合を生じる。その
結果、プローブの分解能が低下したり、プローブ先端の
導電性が低下し、この媒体が記録媒体である場合にはそ
の記録再生の信頼性が低下したりするという問題が起こ
ることがあった。またプローブ先端と媒体面間の摩擦力
に起因する熱がプローブ先端と該先端が接触している記
録面に発生する。その結果、プローブ先端及び記録面に
熱ドリフトが生じ、試料観察像や情報の記録再生の信頼
性の低下をもたらす場合があった。
However, the above-mentioned conventional scanning probe microscope, STM and AF are used.
In an information processing apparatus such as a recording / reproducing apparatus that is a combination of M and M, since the probe is scanned in the state of being close to or in contact with the medium, frictional force may occur between the tip of the probe and the medium. Then, this frictional force may deform or destroy the medium surface during scanning of the probe. Further, there may be a case where a fragment of the medium surface generated by friction adheres to the probe tip (contamination of the probe tip). As a result, the resolution of the probe may be lowered, the conductivity of the tip of the probe may be lowered, and when this medium is a recording medium, the reliability of recording and reproducing may be lowered. Further, heat resulting from the frictional force between the probe tip and the medium surface is generated on the probe tip and the recording surface in contact with the tip. As a result, thermal drift may occur at the tip of the probe and the recording surface, which may lead to a decrease in the reliability of recording / reproduction of the sample observation image and information.

【0006】一方、プローブ媒体面間の摩擦力のため、
プローブと媒体を相対的に駆動する手段の駆動電力は摩
擦のない場合より当然大きくなる問題点がある。従来、
このような摩擦力低減するために媒体表面あるいはプロ
ーブ表面に潤滑膜を設けることがある。しかしながら、
プローブ表面に潤滑膜を設けた場合、つぎのような問題
がある。それが走査型プローブ顕微鏡である場合には、
潤滑膜によりプローブの曲率半径やプローブ先端と試料
表面間距離が大きくなり、プローブの分解能が低下する
という問題があった。また、潤滑膜を設けることを前提
にプローブ先端を鋭利にするとプローブの機械的強度を
低下させるいう問題があった。さらに、それが情報記録
再生装置である場合、潤滑膜が記録媒体表面或はプロー
ブ表面どちらに固定されていても、潤滑膜により記録媒
体表面とプローブとの距離が大きくなり記録媒体表面に
プローブを直接アクセスすることが困難になるという問
題があった。更に、潤滑膜とプローブの界面、潤滑膜と
記録媒体との界面に電荷が溜まり、情報の記録再生に支
障をきたす場合があるという問題があった。また潤滑膜
が記録媒体表面に固定されている場合、潤滑膜に発生す
るピンホール等の欠陥により、プローブがピンホール上
を走査する際に潤滑膜を破壊する場合があるという問題
があった。そこで、本発明は、上記諸問題を解決するた
め、プローブと媒体間の摩擦力を低減した情報記録再生
装置および走査型プローブ顕微鏡等の情報処理装置を提
供することを目的としている。
On the other hand, because of the frictional force between the probe medium surfaces,
There is a problem that the driving power of the means for driving the probe and the medium relative to each other is naturally higher than that without friction. Conventionally,
In order to reduce such frictional force, a lubricating film may be provided on the medium surface or the probe surface. However,
When a lubricating film is provided on the probe surface, there are the following problems. If it is a scanning probe microscope,
There is a problem that the lubricant film increases the radius of curvature of the probe and the distance between the probe tip and the sample surface, thus degrading the resolution of the probe. Further, if the tip of the probe is sharpened on the assumption that the lubricating film is provided, there is a problem that the mechanical strength of the probe is lowered. Further, in the case of an information recording / reproducing apparatus, whether the lubricating film is fixed on the recording medium surface or the probe surface, the distance between the recording medium surface and the probe increases due to the lubricating film, and the probe is attached to the recording medium surface. There was a problem that it would be difficult to access it directly. Further, there is a problem that electric charges may be accumulated at the interface between the lubricating film and the probe and the interface between the lubricating film and the recording medium, which may hinder the recording and reproduction of information. Further, when the lubricant film is fixed on the surface of the recording medium, there is a problem that the lubricant film may be destroyed when the probe scans the pinhole due to defects such as pinholes generated in the lubricant film. Therefore, an object of the present invention is to provide an information processing apparatus such as an information recording / reproducing apparatus and a scanning probe microscope in which a frictional force between a probe and a medium is reduced in order to solve the above problems.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、つぎのような特徴を有する情報処理装置を
提供するものである。すなわち、本発明に係る情報処理
装置は、第1に、媒体に対してプローブを走査して情報
処理を行う情報処理装置において、前記プローブの先端
が前記媒体の表面に、近接乃至接触した状態で前記媒体
の表面上を走査する際に、前記プローブと前記媒体との
間に生じる電位差信号を検出する電位差信号検出手段
と、前記電位差信号検出手段から出力される電位差信号
に対する逆電位信号を形成する逆電位信号形成手段と、
前記逆電位信号形成手段で形成した逆電位信号を印加す
る逆電位信号印加手段とを有し、前記逆電位信号印加手
段の逆電位信号を近接乃至接触した状態で走査中の前記
プローブと前記媒体間に印加して、前記プローブと前記
媒体間に生じている前記電位差信号を打ち消すようにし
たことを特徴とする情報処理装置である。第2に、前記
情報処理装置が、弾性体に支持された導電性を有するプ
ローブと、前記プローブに対向して設けられた記録媒体
と、前記プローブと前記記録媒体とを相対的に2次元走
査する手段と、情報記録を行うための電圧を前記プロー
ブと前記記録媒体との間に印加する電圧印加手段とを有
する情報記録再生装置であることを特徴としている。第
3に、前記情報記録再生装置は、前記プローブと前記記
録媒体との間に印加される電圧印加手段の記録信号によ
り、その記録媒体に記録ビットを形成するように構成さ
れていることを特徴としている。第4に、前記記録媒体
は、Siウエハで形成されていることを特徴としてい
る。第5に、前記記録媒体は、Au膜で形成されている
ことを特徴としている。第6に、前記記録ビットは、凸
形状又は凹形状に形成されることを特徴としている。第
7に、前記情報記録再生装置は、前記記録媒体上を前記
プローブが走査する際に生じる該プローブの支持用弾性
体の弾性変形量を検出する弾性変形量検出手段と、前記
弾性変形量検出手段から出力される弾性変形量検出信号
から、情報が記録された該記録媒体表面の該記録ビット
の形状を検知することにより、情報の再生を行う情報再
生手段とを有することを特徴とする情報記録再生装置で
ある。第8に、前記電位差信号検出手段は、前記記録ビ
ットの形成中においては検出した電位差信号から記録ビ
ット形成用電位成分を差し引いた信号を前記逆電位信号
形成手段に出力するようにしたことを特徴としている。
第9に、前記電位差信号検出手段は、前記記録ビットの
形成中においては検出した電位差信号から記録ビット形
成用電位成分を差し引かない信号を前記逆電位信号形成
手段に出力するようにしたことを特徴とする情報記録再
生装置である。第10に、前記情報記録再生装置におい
て、その記録媒体が、プローブ記録媒体間に印加された
電圧により局所的に導電率が変化し、かつこの変化後の
導電率が前記電圧印加後も保存されるように構成されて
いることを特徴としている。第11に、前記記録媒体
は、前記導電率が局所的に変化する記録ビット領域を有
するすることを特徴とする情報記録再生装置である。第
12に、前記記録媒体は、Siウエハで形成されている
ことを特徴としている。第13に、前記記録ビットは、
凸形状又は凹形状に形成されることを特徴としている。
第14に、前記情報記録再生装置は、前記プローブ記録
媒体間に定電圧を印加して前記記録媒体上を前記プロー
ブを走査した際に該プローブに流れる電流値を検出する
電流検出手段と、該電流検出手段が検出した電流信号か
ら、前記記録ビットの導電率を検知することにより、情
報の再生を行う情報再生手段とを有していることを特徴
としている。第15に、前記情報処理装置は、電位差信
号検出手段が、前記導電率の変化検出中においては検出
した電位差信号から導電率変化検出用の前記定電圧成分
を差し引いた信号を前記逆電位信号形成手段に出力する
ことを特徴としている。第16に、前記情報処理装置
が、表面状態検出用のプローブを試料上で走査させて前
記試料の表面状態を測定する走査型プローブ顕微鏡であ
ることを特徴としている。第17に、前記走査型プロー
ブ顕微鏡は、プローブと試料間の原子間力を利用するも
のであることを特徴としている。第18に、前記走査型
プローブ顕微鏡は、表面状態を測定するために前記プロ
ーブと試料との間に電圧を印加する電圧印加手段と、前
記電圧印加手段による電圧の印加により前記プローブに
流れる電流値を検出する電流検出手段とを有しているこ
とを特徴としている。第19に、前記電位差信号検出手
段は、前記電圧印加手段による電圧の印加中においては
検出した電位差信号から前記電圧印加手段により前記プ
ローブと試料との間に印加している電位成分を差し引い
た信号を前記逆電位信号形成手段に出力するようにした
ことを特徴としている。第20に、前記走査型プローブ
顕微鏡は、前記電圧印加手段によりプローブと試料との
間に電圧が印加された際に、前記プローブに流れる電流
値と、プローブと試料間の原子間力とを同時に検出する
ようにしたことを特徴としている。
In order to achieve the above object, the present invention provides an information processing apparatus having the following features. That is, first, the information processing apparatus according to the present invention is an information processing apparatus that scans a probe with respect to a medium to perform information processing, in a state where the tip of the probe is close to or in contact with the surface of the medium. When scanning on the surface of the medium, a potential difference signal detecting means for detecting a potential difference signal generated between the probe and the medium, and an inverse potential signal with respect to the potential difference signal output from the potential difference signal detecting means are formed. Reverse potential signal forming means,
A reverse potential signal applying means for applying a reverse potential signal formed by the reverse potential signal forming means, wherein the probe and the medium are being scanned while the reverse potential signal of the reverse potential signal applying means is close to or in contact with the medium. The information processing apparatus is characterized in that the potential difference signal generated between the probe and the medium is canceled by applying the voltage between them. Secondly, the information processing apparatus relatively two-dimensionally scans the conductive probe supported by an elastic body, a recording medium provided so as to face the probe, and the probe and the recording medium. And a voltage applying means for applying a voltage for recording information between the probe and the recording medium. Thirdly, the information recording / reproducing apparatus is configured to form a recording bit on the recording medium by a recording signal of a voltage applying means applied between the probe and the recording medium. I am trying. Fourthly, the recording medium is formed of a Si wafer. Fifth, the recording medium is characterized by being formed of an Au film. Sixth, the recording bit is formed in a convex shape or a concave shape. Seventh, the information recording / reproducing apparatus includes elastic deformation amount detecting means for detecting an elastic deformation amount of a supporting elastic body of the probe generated when the probe scans the recording medium, and the elastic deformation amount detecting means. Information reproducing means for reproducing information by detecting the shape of the recording bit on the surface of the recording medium on which information is recorded, from the elastic deformation amount detection signal output from the means. It is a recording / reproducing device. Eighth, the potential difference signal detecting means outputs a signal obtained by subtracting the recording bit forming potential component from the detected potential difference signal during the formation of the recording bit to the reverse potential signal forming means. I am trying.
Ninth, the potential difference signal detecting means outputs a signal which does not subtract the recording bit forming potential component from the detected potential difference signal during the formation of the recording bit to the reverse potential signal forming means. This is an information recording / reproducing apparatus. Tenth, in the information recording / reproducing apparatus, the conductivity of the recording medium is locally changed by the voltage applied between the probe recording media, and the changed conductivity is preserved even after the voltage application. It is characterized by being configured as. Eleventh, the information recording / reproducing apparatus is characterized in that the recording medium has a recording bit area in which the conductivity locally changes. Twelfth, the recording medium is formed of a Si wafer. Thirteenth, the recorded bits are
It is characterized in that it is formed in a convex shape or a concave shape.
Fourteenth, the information recording / reproducing apparatus includes a current detecting means for detecting a value of a current flowing through the probe when a constant voltage is applied between the probe recording media and the probe is scanned over the recording medium, The present invention is characterized by further comprising information reproducing means for reproducing information by detecting the conductivity of the recording bit from the current signal detected by the current detecting means. Fifteenthly, in the information processing apparatus, the potential difference signal detecting means subtracts the constant voltage component for conductivity change detection from the potential difference signal detected during the change in conductivity to form the reverse potential signal. It is characterized by outputting to the means. Sixteenth, the information processing apparatus is a scanning probe microscope that measures the surface condition of the sample by scanning the sample for a surface condition detection probe. Seventeenth, the scanning probe microscope uses an atomic force between a probe and a sample. Eighteenth, the scanning probe microscope has a voltage applying means for applying a voltage between the probe and the sample for measuring a surface state, and a current value flowing through the probe by applying a voltage by the voltage applying means. And a current detecting means for detecting. Nineteenth, the potential difference signal detecting means subtracts the potential component applied between the probe and the sample by the voltage applying means from the detected potential difference signal during the voltage application by the voltage applying means. Is output to the reverse potential signal forming means. Twentieth, in the scanning probe microscope, when a voltage is applied between the probe and the sample by the voltage applying means, the current value flowing in the probe and the atomic force between the probe and the sample are simultaneously measured. The feature is that it is detected.

【0008】[0008]

【作用】本発明は、以上の構成により、プローブ先端が
媒体(記録面あるいは試料面)に近接乃至接触した状態
で走査する際に生じる摩擦力を、プローブと媒体間に電
圧を印加することで低減するようにしたものである。こ
のように電気的に摩擦力を制御する方法についての原理
は、山本好夫氏により報告されている[電子情報通信学
会技術研究報告(EMC).Vo1.91、no.27
1、1991]。上記報告は金属製のロッドとリングを
擦り合わせた際、2つの金属間に生じる電位差を打ち消
すように外部より電気信号を印加することで、2つの物
体間に発生している摩擦力を低減できることを報告して
いる。本発明はこのような電気的摩擦力を低減する手法
を、プローブ先端が媒体(記録面あるいは試料面)に近
接乃至接触した状態で走査する情報記録再生装置あるい
は走査型プローブ顕微鏡等の情報処理装置に用い、プロ
ーブと媒体間に発生する摩擦力を低減するようにしたも
のである。
According to the present invention, by applying the voltage between the probe and the medium, the frictional force generated when scanning is performed with the tip of the probe in the vicinity of or in contact with the medium (recording surface or sample surface) is constituted by the above structure. It is designed to be reduced. The principle of the method of electrically controlling the frictional force in this way has been reported by Yoshio Yamamoto [Technical Research Report of the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers (EMC). Vo1.91, no. 27
1, 1991]. The above report shows that when a metal rod and a ring are rubbed together, an electric signal is externally applied so as to cancel the potential difference generated between the two metals, and the frictional force generated between the two objects can be reduced. Is reported. The present invention is an information recording / reproducing apparatus that scans such a method for reducing the electric frictional force in a state where the probe tip is close to or in contact with a medium (recording surface or sample surface) or an information processing apparatus such as a scanning probe microscope. It is used to reduce the frictional force generated between the probe and the medium.

【0009】以下、その詳細を図面に基づいて説明す
る。図1において、101は導電性を有するプローブ、
102はプローブ101を支持するカンチレバー、10
3はプローブの先端、104は媒体(記録媒体・試
料)、105がその記録面あるいは試料面である。10
6はプローブ先端103が記録面あるいは試料面105
に接触した状態で両者が相対的に走査した際、プローブ
101と媒体104との間に生じた電位差信号を検出す
る電位差信号検出手段である。107は該電位差信号検
出手段106から出力される電位差信号に対する逆電位
信号を形成する逆電位信号形成手段である。108は該
逆電位信号形成手段107で形成した逆電位信号を、互
いに接触した状態で相対的に走査中の該プローブ101
と該媒体104の間に印加する逆電位信号印加手段であ
る。該逆電位信号印加手段108からの逆電位信号は、
プローブ101と媒体104間に発生している前記電位
差信号を打ち消すように、プローブ101と媒体104
間に印加される。このように本発明では、動摩擦の発生
過程で生じている電位差を低減することにより、プロー
ブ先端103と記録面あるいは試料面105との間で生
じていた摩擦力を低減している。この摩擦力を低減する
過程を信号処理の観点から図2を用いて模式的に説明す
る。プロ ーブ先端103を記録面あるいは試料面10
5に接触させて走査したとする。その際、電位差信号検
出手段106が図2(a)に模式的に示したような時間
tの関数として電位差信号△Vを検出する。なお図2
(a)中のt1とt2は走査中の任意の時刻を示してい
る。 そしてV1とV2はそれぞれ時刻t1、t2の時
の電位差値である。逆電位信号形成手段107は、この
電位差信号検出手段106からの電位差信号△Vに対す
る逆電位信号△Vg(図2(b)参照)を逐次的に形成
する。従って、任意の時刻での△Vと△Vgの信号値
は、大きさがほぼ同じで極性が逆である。たとえば図2
(b)における時刻t1及びt2近傍での逆電位信号値
はそれぞれほぼ−V1、−V2となる。
The details will be described below with reference to the drawings. In FIG. 1, 101 is a conductive probe,
102 is a cantilever for supporting the probe 101,
3 is the tip of the probe, 104 is the medium (recording medium / sample), and 105 is the recording surface or sample surface. 10
6, the probe tip 103 has a recording surface or a sample surface 105.
It is a potential difference signal detecting means for detecting a potential difference signal generated between the probe 101 and the medium 104 when both are relatively scanned while being in contact with. 107 is a reverse potential signal forming means for forming a reverse potential signal for the potential difference signal output from the potential difference signal detecting means 106. Reference numeral 108 denotes the probe 101 which is relatively scanning the reverse potential signal formed by the reverse potential signal forming means 107 while being in contact with each other.
And a reverse potential signal applying means for applying between the medium and the medium 104. The reverse potential signal from the reverse potential signal applying means 108 is
The probe 101 and the medium 104 are arranged so as to cancel the potential difference signal generated between the probe 101 and the medium 104.
Applied between. As described above, according to the present invention, the frictional force generated between the probe tip 103 and the recording surface or the sample surface 105 is reduced by reducing the potential difference generated during the dynamic friction generation process. The process of reducing the frictional force will be schematically described with reference to FIG. 2 from the viewpoint of signal processing. Set the probe tip 103 to the recording surface or the sample surface 10
It is assumed that scanning is performed by contacting with 5. At that time, the potential difference signal detection means 106 detects the potential difference signal ΔV as a function of the time t as schematically shown in FIG. Figure 2
T1 and t2 in (a) indicate arbitrary times during scanning. V1 and V2 are potential difference values at times t1 and t2, respectively. The reverse potential signal forming means 107 sequentially forms the reverse potential signal ΔVg (see FIG. 2B) for the potential difference signal ΔV from the potential difference signal detecting means 106. Therefore, the signal values of ΔV and ΔVg at arbitrary times have substantially the same magnitude and opposite polarities. Figure 2
The reverse potential signal values near times t1 and t2 in (b) are approximately -V1 and -V2, respectively.

【0010】逆電位信号印加手段108は逆電位信号形
成手段106からの信号に基づいてプローブ101と記
録媒体104の間に生じていた電位差△Vを低減するよ
うに逆電位△Vgをプローブ101と記録媒体104の
間に印加する。逆電位信号印加手段108による逆電位
信号が印加されている際のプローブ101と記録媒体1
03の間に見かけ上生じている電位差信号△Vmは、△
V+△Vgである。前述したように任意の時刻での△V
gは、△Vと大きさが同じで符号が逆である。従って見
かけの電位差信号△Vmは、原理的に0にすることがで
きる。仮に時刻0から時刻t2までは、プローブ101
と媒体104間に逆電位信号を印加しておらず、時刻t
2以降逆電位信号を印加したとすると、時刻t2以降プ
ローブ101と媒体104の間の見かけの電位差信号△
Vmの強度は低減する(図2(c)参照)。見かけの電
位差信号△Vmの大きさが減少するに従いプローブ10
1と媒体104の間に生じている摩擦力の大きさfを低
減することができる(図2(d)参照)。このプローブ
−記録面間の摩擦力の計測は、原子間力顕微鏡(AF
M)の原理を応用した公知の方法で行うことができる。
すなわちプローブ101を記録面あるいは試料面105
上で走査するとカンチレバー102は記録面の表面形態
と摩擦力に応じた変形をする。例えばプローブをカンチ
レバーの主軸方向に対して垂直な方向に走査させたとす
る。この場合、表面形態に応じたカンチレバーの変形は
主に記録面に垂直な方向である。一方、摩擦力に応じた
カンチレバーの変形は主にカンチレバーをその主軸の回
りにねじる方向である。この摩擦力に起因する変形(カ
ンチレバーのねじれ)は、カンチレバーの背後から半導
体レーザー109によりレーザー光を照射して、カンチ
レバーからの反射光を4分割光センサー110で検出す
ることにより計測することができる。なお逆電位を印加
してプローブと記録媒体間の電位差の低減により摩擦力
が減少する理由については、今のところ究明されていな
い。
The reverse potential signal applying means 108 uses the reverse potential ΔVg as the probe 101 so as to reduce the potential difference ΔV generated between the probe 101 and the recording medium 104 based on the signal from the reverse potential signal forming means 106. It is applied between the recording media 104. The probe 101 and the recording medium 1 when the reverse potential signal is applied by the reverse potential signal applying means 108.
The potential difference signal ΔVm apparently generated during 03 is
It is V + ΔVg. As mentioned above, ΔV at any time
g has the same size as ΔV and the sign is opposite. Therefore, the apparent potential difference signal ΔVm can be set to 0 in principle. Temporarily from time 0 to time t2, the probe 101
When the reverse potential signal is not applied between the medium and the medium 104,
If the reverse potential signal is applied after 2, the apparent potential difference signal Δ between the probe 101 and the medium 104 after time t2.
The intensity of Vm is reduced (see FIG. 2 (c)). As the apparent potential difference signal ΔVm decreases, the probe 10
It is possible to reduce the magnitude f of the frictional force generated between the medium 1 and the medium 104 (see FIG. 2D). The friction force between the probe and the recording surface is measured by an atomic force microscope (AF
It can be carried out by a known method applying the principle of M).
That is, the probe 101 is attached to the recording surface or the sample surface 105.
When scanned above, the cantilever 102 deforms according to the surface form of the recording surface and the frictional force. For example, assume that the probe is scanned in a direction perpendicular to the main axis direction of the cantilever. In this case, the deformation of the cantilever depending on the surface morphology is mainly in the direction perpendicular to the recording surface. On the other hand, the deformation of the cantilever according to the frictional force is mainly in the direction of twisting the cantilever around its main axis. The deformation (torsion of the cantilever) caused by this frictional force can be measured by irradiating the semiconductor laser 109 with laser light from behind the cantilever and detecting the reflected light from the cantilever with the four-division optical sensor 110. . The reason why the frictional force is reduced by reducing the potential difference between the probe and the recording medium by applying the reverse potential has not yet been clarified.

【0011】[0011]

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。 [実施例1]図3に本発明の実施例1に関する情報記録
再生装置の構成図を示す。本実施例では、記録再生動作
を行わず、プローブを記録ビットの形成されていない記
録面に接触させて走査させた際に、プローブ−記録面間
に生じる摩擦力を本発明における摩擦力低減の方法によ
り低減させた。図3において、301は導電性を有する
プローブであり、Wからなる。302はプローブ先端で
ある。プローブ301はカンチレバー303の自由端に
固定されている。304aは形状が円盤状の記録媒体で
あり、305aは記録面である。記録面305aはプロ
ーブ先端302に対向している。本実施例では記録媒体
304aとしてエピタキシャル成長Siウェハを用い
た。306aは記録媒体304aを支持、固定する記録
媒体支持台である。307aは記録媒体支持台306a
を図3に示したz軸方向に駆動するz方向駆動手段であ
り、微動と粗動が可能である。なおz軸は記録面305
aの法線方向と平行である。また、x軸、y軸は記録面
305aに平行である。z方向駆動手段307aはプロ
ー先端302と記録面305aとの間隔を調整する。3
08aはz方向駆動手段307aを回転させることによ
り記録媒体304aをx−y平面内で回転させる回転手
段であり、粗動と微動が可能である。記録媒体304a
の回転時の回転軸は円形の記録面302の円の中心をと
おり、z軸に平行である。309aはカンチレバーの
x、y軸方向への駆動を行う駆動手段であり、粗動と微
動が可能である。314aは本実施例の情報記録再生装
置の除振台である。図3では除振台309aは回転手段
308aを支持しているが、カンチレバー303に対す
る除振も行っている。310は、プローブ先端302が
記録面305aに接触した状態で記録面305a上を走
査している際、プローブ301と記録媒体304aとの
間に生じた電位差信号を検出する電位差信号検出手段で
ある。311は、電位差信号検出手段310から出力さ
れる電位差信号に対する逆電位信号を形成する逆電位信
号形成手段である。312は、逆電位信号形成手段31
1で形成した逆電位信号を、互いに接触した状態で相対
的に走査中のプローブ301と記録媒体304aとの間
に印加する逆電位信号印加手段である。
Embodiments of the present invention will be described below. [Embodiment 1] FIG. 3 is a block diagram of an information recording / reproducing apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. In the present embodiment, the friction force generated between the probe and the recording surface when the probe is brought into contact with the recording surface on which the recording bit is not formed and is scanned without performing the recording / reproducing operation can reduce the friction force in the present invention. It was reduced by the method. In FIG. 3, reference numeral 301 denotes a conductive probe, which is made of W. 302 is the tip of the probe. The probe 301 is fixed to the free end of the cantilever 303. 304a is a disk-shaped recording medium, and 305a is a recording surface. The recording surface 305a faces the probe tip 302. In this example, an epitaxially grown Si wafer was used as the recording medium 304a. A recording medium support base 306a supports and fixes the recording medium 304a. 307a is a recording medium support 306a
Is a z-direction driving means for driving in the z-axis direction shown in FIG. 3, and is capable of fine movement and coarse movement. The z-axis is the recording surface 305.
It is parallel to the normal direction of a. The x axis and the y axis are parallel to the recording surface 305a. The z-direction driving means 307a adjusts the interval between the tip 302 of the probe and the recording surface 305a. Three
Reference numeral 08a denotes a rotating unit that rotates the recording medium 304a in the xy plane by rotating the z-direction driving unit 307a, and is capable of coarse and fine movements. Recording medium 304a
The rotation axis at the time of rotation passes through the center of the circle of the circular recording surface 302 and is parallel to the z-axis. Reference numeral 309a is a drive means for driving the cantilever in the x and y axis directions, and is capable of coarse and fine movements. Reference numeral 314a is a vibration isolation table of the information recording / reproducing apparatus of this embodiment. In FIG. 3, the vibration isolation table 309a supports the rotating means 308a, but also performs vibration isolation on the cantilever 303. Reference numeral 310 denotes a potential difference signal detection unit that detects a potential difference signal generated between the probe 301 and the recording medium 304a when the recording surface 305a is scanned while the probe tip 302 is in contact with the recording surface 305a. Reference numeral 311 is a reverse potential signal forming means for forming a reverse potential signal with respect to the potential difference signal output from the potential difference signal detecting means 310. 312 is a reverse potential signal forming means 31.
It is a reverse potential signal applying means for applying the reverse potential signal formed in 1 between the probe 301 and the recording medium 304a which are relatively scanning while being in contact with each other.

【0012】本実施例では、記録面305aをz方向駆
動手段307aによりプローブ先端302に接触させ
て、記録媒体304aを回転手段308aにより回転さ
せる。この際、プローブ先端302と記録面305aの
間には摩擦力が発生する。本実施例では、先に図1と図
2を用いて説明した方法で、この摩擦力の低減を行っ
た。プローブ先端302を記録面305aに接触させて
走査させたとする。その際、電位差信号検出手段310
が図2(a)に示したような時間tの関数として電位差
信号△Vを検出する。なお図2(a)中のt1とt2は
走査中の任意の時刻を示している。そしてV1とV2は
それぞれ時刻t1、t2の時の電位差値である。逆電位
信号形成手段311は、この電位差信号検出手段310
からの電位差信号△Vに対する逆電位信号△Vg(図2
(b)参照)を逐次的に形成する。従って、任意の時刻
での△Vと△Vgの信号値は、大きさがほぼ同じで極性
が逆である。例えば図2(b)における時刻t1及びt
2近傍での逆電位信号値はそれぞれほぼ−V1、−V2
となる。逆電位信号印加手段312は逆電位信号形成手
段311からの信号に基づいてプローブ301と記録媒
体304aの間に生じていた電位差△Vを低減するよう
に逆電位△Vgをプローブ301と記録媒体304aと
の間に印加する。逆電位信号印加手段312による逆電
位信号が印加されている際のプローブ301と記録媒体
304aの間に見かけ上生じている電位差信号△Vm
は、△V+△Vgである。前述したように任意の時刻で
の△Vgは、△Vと大きさがほぼ同じで符号が逆であ
る。従って見かけの電位差信号△Vmは、原理的に0に
することができる。なお、本実施例で用いたエピタキシ
ャル成長Siウェハの大きさは2インチであり、面の結
晶軸は(111)である。基板SiはSbドープのnタ
イプで、抵抗率は0.01Ω・cmであった。基板Si
上に成長させたエピ層SiはPドープのnタイプで、抵
抗率は5Ω・cmであった。このSiウェハを10%の
HF溶液に5秒間浸し、表面の自然酸化膜を取り除く。
この処理を行うことにより、Si表面に露出したSiの
ダングリングボンドがH(水素)により終端化され、S
i表面が大気中ですぐには酸化されにくい安定な構造を
造ることがわかっている。酸化膜の厚さが大きいと記録
の際に十分な電流が流れないため、記録が不安定になる
という問題があり、この処理を行うことが望ましい。こ
こで、(111)軸エピタキシャル成長Siウェハを用
いたのは、他のSiウェハ((100)軸のウェハやF
Z法やCZ法で作成されたウェハ)に比べ、HF処理後
の記録ビットの大きさのレベルでの表面平坦性が良いか
らである。
In this embodiment, the recording surface 305a is brought into contact with the probe tip 302 by the z-direction driving means 307a, and the recording medium 304a is rotated by the rotating means 308a. At this time, a frictional force is generated between the probe tip 302 and the recording surface 305a. In this example, this frictional force was reduced by the method described above with reference to FIGS. 1 and 2. It is assumed that the probe tip 302 is brought into contact with the recording surface 305a for scanning. At that time, the potential difference signal detecting means 310
Detects the potential difference signal ΔV as a function of time t as shown in FIG. Note that t1 and t2 in FIG. 2A indicate arbitrary times during scanning. V1 and V2 are potential difference values at times t1 and t2, respectively. The reverse potential signal forming means 311 uses the potential difference signal detecting means 310.
The reverse potential signal ΔVg (FIG. 2) to the potential difference signal ΔV from
(See (b)) are sequentially formed. Therefore, the signal values of ΔV and ΔVg at arbitrary times have substantially the same magnitude and opposite polarities. For example, the times t1 and t in FIG.
The reverse potential signal values near 2 are approximately -V1 and -V2, respectively.
Becomes The reverse potential signal applying means 312 applies the reverse potential ΔVg to the probe 301 and the recording medium 304a so as to reduce the potential difference ΔV generated between the probe 301 and the recording medium 304a based on the signal from the reverse potential signal forming means 311. Applied between and. The potential difference signal ΔVm apparently generated between the probe 301 and the recording medium 304a when the reverse potential signal is applied by the reverse potential signal applying means 312.
Is ΔV + ΔVg. As described above, ΔVg at an arbitrary time has substantially the same magnitude as ΔV and the sign is opposite. Therefore, the apparent potential difference signal ΔVm can be set to 0 in principle. The size of the epitaxially grown Si wafer used in this example is 2 inches, and the crystal axis of the plane is (111). The substrate Si was an Sb-doped n type and had a resistivity of 0.01 Ω · cm. Substrate Si
The epitaxial layer Si grown on it was P-doped n-type and had a resistivity of 5 Ω · cm. This Si wafer is dipped in a 10% HF solution for 5 seconds to remove the native oxide film on the surface.
By performing this treatment, the dangling bond of Si exposed on the Si surface is terminated by H (hydrogen), and S
It has been found that the i surface creates a stable structure that is not readily oxidized in the atmosphere. When the thickness of the oxide film is large, a sufficient current does not flow during recording, which causes a problem of unstable recording, and it is desirable to perform this process. The (111) -axis epitaxially grown Si wafer is used here because it is used for other Si wafers ((100) -axis wafer and F
This is because the surface flatness at the level of the size of the recording bit after the HF treatment is better than that of a wafer manufactured by the Z method or the CZ method).

【0013】またプローブ−記録面間の摩擦力の計測
は、前述した原子間力顕微鏡(AFM)の原理を応用し
た公知の方法を用いて行った。即ちプローブ301を記
録面305上で走査するとカンチレバー303は記録面
305aの表面形態と摩擦力に応じた変形をする。プロ
ーブ301をカンチレバー303の主軸方向に対して垂
直な方向に走査させたとする。この場合、表面形態に応
じたカンチレバー303の変形は主に記録面305aに
垂直な方向である。一方、摩擦力に応じたカンチレバー
303の変形は主にカンチレバー303をその主軸の回
りにねじる方向である。この摩擦力に起因する変形(カ
ンチレバーのねじれ)は、カンチレバー303の背後か
ら半導体レーザー316によりレーザー光を照射して、
カンチレバー303からの反射光を4分割光センサー3
17で検出することにより計測することができる。逆電
位信号印加手段312の信号出力制御はコンピュータ3
13により行った。時刻0から時刻t2の間はプローブ
301と記録媒体304aの間に逆電位信号を印加せ
ず、時刻t2以降逆電位信号を印加した。その結果、時
刻t2以降プローブ301と記録媒体304aの間の見
かけの電位差信号△Vmの強度は低減した(図2(c)
参照)。見かけの電位差信号△Vmの大きさが減少する
に従いプローブ301と記録媒体304aの間に生じて
いる摩擦力の大きさfを低減することができた(図2
(d)参照)。なお、図3における315は電圧印加手
段であり、記録面に記録ビットを形成するためにプロー
ブ−記録媒体間に電圧を印加する機能を有する。記録ビ
ットの形成に関しては実施例2で述べる。
Further, the measurement of the frictional force between the probe and the recording surface was carried out by a known method applying the principle of the atomic force microscope (AFM) described above. That is, when the probe 301 is scanned on the recording surface 305, the cantilever 303 deforms according to the surface form of the recording surface 305a and the frictional force. It is assumed that the probe 301 is scanned in a direction perpendicular to the main axis direction of the cantilever 303. In this case, the deformation of the cantilever 303 depending on the surface form is mainly in the direction perpendicular to the recording surface 305a. On the other hand, the deformation of the cantilever 303 depending on the frictional force is mainly in the direction of twisting the cantilever 303 around its main axis. The deformation (torsion of the cantilever) caused by this frictional force is generated by irradiating the semiconductor laser 316 with laser light from behind the cantilever 303,
Light sensor 3 that divides the reflected light from the cantilever 303 into four
It can be measured by detecting at 17. The computer 3 controls the signal output of the reverse potential signal applying means 312.
13 was performed. The reverse potential signal was not applied between the probe 301 and the recording medium 304a from time 0 to time t2, and the reverse potential signal was applied after time t2. As a result, after time t2, the intensity of the apparent potential difference signal ΔVm between the probe 301 and the recording medium 304a was reduced (FIG. 2C).
reference). As the magnitude of the apparent potential difference signal ΔVm decreases, the magnitude f of the frictional force generated between the probe 301 and the recording medium 304a can be reduced (FIG. 2).
(See (d)). Incidentally, reference numeral 315 in FIG. 3 is a voltage applying means having a function of applying a voltage between the probe and the recording medium in order to form a recording bit on the recording surface. The formation of recording bits will be described in the second embodiment.

【0014】[実施例2]本実施例では実施例1で用い
た情報記録再生装置(図3参照)と全く同じ構成の装置
を用いた。そして、ディスク型の記録媒体304aであ
るエピタキシャルSiウエハの表面への情報の書き込み
及び書き込まれた情報の再生動作中に、プローブ−記録
面間に生じる摩擦力を本発明に関する摩擦力低減の方法
により低減させた。本実施例では、記録面305aをz
方向駆動手段307によりプローブ先端302に接触さ
せて、記録媒体304aを回転手段308aにより回転
させる。そして記録媒体304aを回転させながら記録
面305aに記録ビットの形成及び記録ビットの再生動
作を行う。
[Embodiment 2] In this embodiment, an apparatus having exactly the same structure as the information recording / reproducing apparatus (see FIG. 3) used in Embodiment 1 is used. Then, the friction force generated between the probe and the recording surface during the writing of information on the surface of the epitaxial Si wafer which is the disk-type recording medium 304a and the reproducing operation of the written information is performed by the method for reducing the frictional force according to the present invention. Reduced. In the present embodiment, the recording surface 305a is z
The probe tip 302 is brought into contact with the direction driving means 307, and the recording medium 304a is rotated by the rotating means 308a. Then, while rotating the recording medium 304a, a recording bit is formed on the recording surface 305a and a recording bit reproducing operation is performed.

【0015】ここで本実施例で行った記録の原理につい
て説明する。情報の記録は大気中で行い、記録面305
aにプローブ先端302を接触させて、記録媒体304
aとプローブ301との間に電圧を印加する。本実施例
では記録面は表面原子数層程度の厚さのSiの自然酸化
膜で被われているが、プローブ先端に接触している部分
に電流が流れると、発生するジュール熱により、記録面
で局所的に酸化が促進される。このような局所的酸化に
より、記録媒体を構成する物質が大気中よりさらに酸素
を取り込むことになり、酸化膜の膜厚が増大し、体積が
増大するため表面形状が局所的に凸に変化し、記録ビッ
トを形成する。本実施例では、記録面305aの所望の
位置にプローブ先端302を接触させ、電圧印加手段3
15によりプローブ−記録媒体間に4V、10μsの電
圧パルスを印加したところ、高さ1nm、直径30nm
の凸形状を有する記録ビットが再現性良く形成された
(記録ビットの形状検出、即ち記録ビットの再生方法に
ついては後述)。印加する電圧パルスの波高値及び時間
幅を変えて記録を行うことにより、記録ビットの高さや
直径を変化させることができた。例えば、4V、100
msの電圧パルスでは、高さ10nm、直径100nm
の記録ビットが形成された。ただし波高値は2〜5Vの
範囲であることが望ましい。なお、記録ビット形成動作
中における電位差信号検出手段310が検出する電位差
信号の取扱に関しては後述する。次に、書き込まれた凸
形状の記録ビットの大気中での再生の原理について説明
する。本実施例ではAFMの原理を用いて凸形状の検出
を行った。具体的にはプローブ先端302を記録面30
5a上に接触させて走査したさい、凸形状の記録ビット
上をプローブ先端302が走査すると、プローブ301
を支持するカンチレバー303はたわむ。このカンチレ
バーのたわみ量を光てこ方式により検出する。すなわち
カンチレバー303の背後から半導体レーザー316か
らレーザー光を照射して、その反射光スポットの位置ず
れ量から求める。この反射光スポットの位置ずれ量は4
分割光センサー317で検出する。そして4分割光セン
サー317からの出力を再生信号とする。なお、プロー
ブ303のたわみ量を検出する手段としては、他に光波
干渉計等の光学的な検出手段や圧電センサ、歪抵抗セン
サ等の電気的な検出手段等のプローブのたわみ量検出手
段をプローブと一体構成に集積化したものを用いること
もできる。
Here, the principle of recording performed in this embodiment will be described. Recording of information is performed in the atmosphere, and the recording surface 305
The probe tip 302 is brought into contact with a and the recording medium 304
A voltage is applied between a and the probe 301. In this embodiment, the recording surface is covered with a natural oxide film of Si having a thickness of several atomic layers on the surface. However, when a current flows in the portion in contact with the probe tip, the recording surface is generated by Joule heat. The oxidation is locally promoted at. Due to such local oxidation, the substance forming the recording medium further takes in oxygen from the atmosphere, the thickness of the oxide film increases, and the volume increases, so that the surface shape locally changes to be convex. , Form recording bits. In this embodiment, the probe tip 302 is brought into contact with a desired position on the recording surface 305a, and the voltage applying means 3 is applied.
When a voltage pulse of 4 V and 10 μs was applied between the probe and the recording medium by 15, the height was 1 nm and the diameter was 30 nm.
The recording bits having a convex shape were formed with good reproducibility (the method of detecting the shape of the recording bits, that is, the reproducing method of the recording bits will be described later). It was possible to change the height and diameter of the recording bit by changing the peak value and time width of the applied voltage pulse. For example, 4V, 100
For ms voltage pulse, height 10 nm, diameter 100 nm
Recording bits were formed. However, the peak value is preferably in the range of 2 to 5V. The handling of the potential difference signal detected by the potential difference signal detecting means 310 during the recording bit forming operation will be described later. Next, the principle of reproducing the written convex recording bits in the atmosphere will be described. In this embodiment, the convex shape is detected by using the principle of AFM. Specifically, the probe tip 302 is connected to the recording surface 30.
When the probe tip 302 scans on the convex recording bit when the probe 5a is contacted and scanned, the probe 301
The cantilever 303 that supports the flexure. The deflection amount of this cantilever is detected by an optical lever method. That is, laser light is emitted from the semiconductor laser 316 from behind the cantilever 303, and the amount of positional deviation of the reflected light spot is obtained. The amount of displacement of this reflected light spot is 4
It is detected by the split light sensor 317. Then, the output from the four-division optical sensor 317 is used as a reproduction signal. In addition, as a means for detecting the deflection amount of the probe 303, a probe deflection amount detection means such as an optical detection means such as an optical wave interferometer or an electrical detection means such as a piezoelectric sensor or a strain resistance sensor may be used as the probe. It is also possible to use one integrated with the above.

【0016】以下、上記情報記録ビットの再生動作中そ
して記録ビットの形成動作中にプローブ先端−記録面間
に生じる摩擦力を、本発明に関する摩擦力低減操作によ
り低減した方法について説明する。また、摩擦力の計測
も実施例1で述べたのと同じ方法を用いた。記録ビット
再生動作中の摩擦力低減の方法は実施例1で先に述べた
のと同じ方法で行った。すなわち、電位差信号検出手段
310によりプローブ−記録媒体間に生じた電位差信号
を検出する。次に該電位差信号に対する逆電位信号を逆
電位信号形成手段311により形成する。そして逆電位
信号印加手段312により、プローブ−記録媒体間に生
じた電位差信号を打ち消すように逆電位信号をプローブ
−記録媒体間に印加した。その結果、記録ビットの再生
動作中に前記プローブ先端−記録面間に生じる摩擦力を
低減することができた。次に、記録ビット形成動作中に
おけるプローブ−記録面間に生じる摩擦力の低減方法
は、上記記録ビット再生動作中と以下の点で異なる。記
録ビットの形成中では、前記電位差信号検出手段310
は、検出した電位差信号から記録ビット形成用の電位信
号成分を差し引いた信号を前記逆電位信号形成手段31
1に出力する。
A method for reducing the frictional force generated between the probe tip and the recording surface during the reproducing operation of the information recording bit and the recording bit forming operation by the frictional force reducing operation according to the present invention will be described below. Further, the same method as described in Example 1 was used for measuring the frictional force. The method of reducing the frictional force during the recording bit reproducing operation was the same as that described in the first embodiment. That is, the potential difference signal detecting means 310 detects the potential difference signal generated between the probe and the recording medium. Next, a reverse potential signal for the potential difference signal is formed by the reverse potential signal forming means 311. Then, the reverse potential signal applying means 312 applied a reverse potential signal between the probe and the recording medium so as to cancel the potential difference signal generated between the probe and the recording medium. As a result, it was possible to reduce the frictional force generated between the probe tip and the recording surface during the reproducing operation of the recording bit. Next, the method of reducing the frictional force generated between the probe and the recording surface during the recording bit forming operation differs from that during the recording bit reproducing operation in the following points. During the formation of the recording bit, the potential difference signal detecting means 310.
Is a signal obtained by subtracting the potential signal component for forming the recording bit from the detected potential difference signal, the reverse potential signal forming means 31.
Output to 1.

【0017】より詳細な記録ビット形成動作中の摩擦力
低減の方法について図3及び図4を用いて説明する。図
4(a)は電圧印加手段315の出力電圧Vwの時間変
化の1例を模式的に示している。図4(a)では、時刻
0から時刻t1の間は出力電圧Vw=0、時刻t1から
パルス幅=(t3−t1)、Vw=Voの記録ビット形
成用の矩形波を出力して、プローブ−記録媒体間に該矩
形波を印加している。図4(b)は電位差信号検出手段
310に入力される電位差信号△Vの時間変化を示して
いる。時刻0から時刻t1の間は主にプローブ−記録面
間の摩擦力のみに起因する電位差信号が電位差信号検出
手段310に入力される。しかし、時刻t1からt3の
間は、プローブ−記録面間の摩擦力に起因する電位差信
号に記録ビット形成用電圧の信号が加算された信号が電
位差信号検出手段310に入力される。本発明では、記
録ビット形成動作中、電位差信号検出手段310は入力
されてきた電位差信号から記録ビット形成用電圧信号成
分を差し引いた信号を逆電位信号形成手段311に出力
する。図4(c)は、電位差信号検出手段310が出力
する信号△vである。時刻0から時刻t1の間は、電位
差信号検出手段310に入力された信号を出力してい
る。しかし時刻t1から時刻t3の間は、電位差信号検
出手段310に入力された信号から記録ビット形成用電
圧信号成分を差し引いた信号を出力している。つまり時
刻t1から時刻t3の間は、△v=△V−Voである。
この減算処理は、コンピュータ313の制御により行
う。図4(d)は、電位差信号検出手段310からの信
号をもとに、逆電位信号形成手段311が出力した逆電
位信号である。本実施例において、逆電位信号印加手段
312は記録ビット形成動作中の時刻t2まで、逆電位
信号形成手段311からの信号にもとづく逆電位信号を
プローブ−記録媒体間に印加せず、時刻t2以降に印加
した。その結果、時刻t2以降プローブ301と記録媒
体304aの間の見かけの電位差信号△Vmの強度は低
減した(図4(e)参照)。見かけの電位差信号△Vm
の大きさが減少するに従いプローブ301と記録媒体3
04aの間に生じている摩擦力の大きさfを低減するこ
とができた(図4(f)参照)。なお記録ビット形成用
電圧の波形は矩形波に限定されるもではなく、記録がで
きれば三角波等の任意の波形でも構わない。
A more detailed method of reducing the frictional force during the recording bit forming operation will be described with reference to FIGS. 3 and 4. FIG. 4A schematically shows an example of the time change of the output voltage Vw of the voltage applying unit 315. In FIG. 4A, the output voltage Vw = 0 from time 0 to time t1, the pulse width = (t3-t1) from time t1 and the rectangular wave for recording bit formation of Vw = Vo are output, and the probe is used. -The rectangular wave is applied between recording media. FIG. 4B shows a time change of the potential difference signal ΔV input to the potential difference signal detecting means 310. From time 0 to time t1, the potential difference signal mainly due to only the frictional force between the probe and the recording surface is input to the potential difference signal detecting means 310. However, from time t1 to time t3, a signal obtained by adding the signal of the recording bit forming voltage to the potential difference signal caused by the frictional force between the probe and the recording surface is input to the potential difference signal detecting means 310. In the present invention, during the recording bit forming operation, the potential difference signal detecting means 310 outputs a signal obtained by subtracting the recording bit forming voltage signal component from the input potential difference signal to the reverse potential signal forming means 311. FIG. 4C shows the signal Δv output by the potential difference signal detection means 310. From time 0 to time t1, the signal input to the potential difference signal detection means 310 is output. However, during the period from time t1 to time t3, a signal obtained by subtracting the recording bit forming voltage signal component from the signal input to the potential difference signal detecting means 310 is output. That is, from time t1 to time t3, Δv = ΔV−Vo.
This subtraction process is performed under the control of the computer 313. FIG. 4D shows the reverse potential signal output by the reverse potential signal forming means 311 based on the signal from the potential difference signal detecting means 310. In this embodiment, the reverse potential signal applying means 312 does not apply the reverse potential signal based on the signal from the reverse potential signal forming means 311 between the probe and the recording medium until the time t2 during the recording bit forming operation, and after the time t2. Applied to. As a result, after time t2, the intensity of the apparent potential difference signal ΔVm between the probe 301 and the recording medium 304a decreased (see FIG. 4 (e)). Apparent potential difference signal ΔVm
Probe 301 and recording medium 3 as the size of the probe decreases.
It was possible to reduce the magnitude f of the frictional force generated during 04a (see FIG. 4 (f)). Note that the waveform of the recording bit forming voltage is not limited to the rectangular wave, and any waveform such as a triangular wave may be used as long as recording can be performed.

【0018】[実施例3]本実施例における情報記録再
生装置は、Au薄膜を記録媒体として用い、プローブ先
端をWで構成している。 それ意外の情報記録再生装置
の構成は実施例1、2と同じである。本実施例における
記録ビットの形成は、記録面305aの所望の位置にプ
ローブ先端302を接触させ、プローブ−記録媒体間に
電圧印加手段315により電圧パルスを印加して行っ
た。その結果、高さ及び直径がnmオーダーの凸形状を
有する記録ビットが再現性良く形成された。印加する電
圧パルスの波高値及び時間幅を変えて記録を行うことに
より、記録ビットの高さや直径を変化させることができ
る。また記録ビットの形状を凹形状にすることも可能で
ある。書き込まれた記録ビットの大気中での再生の原理
は、実施例1と同じであり、AFMの原理を用いて記録
ビットの検出を行った。本実施例では、上記情報記録ビ
ットの再生及び記録動作中にプローブ先端−記録面間に
生じる摩擦力を低減するために、実施例2で述べた摩擦
力低減操作と同様の操作を行った。その結果、記録ビッ
トを再生中及び記録動作中に前記プローブ先端−記録面
間に生じる摩擦力を低減することができた。
[Embodiment 3] In the information recording / reproducing apparatus of this embodiment, an Au thin film is used as a recording medium, and the tip of the probe is made of W. The structure of the information recording / reproducing apparatus is the same as that of the first and second embodiments. The recording bit formation in this embodiment was performed by bringing the probe tip 302 into contact with a desired position on the recording surface 305a and applying a voltage pulse between the probe and the recording medium by the voltage applying means 315. As a result, recording bits having a convex shape with a height and a diameter on the order of nm were formed with good reproducibility. By changing the peak value and the time width of the applied voltage pulse for recording, the height and diameter of the recording bit can be changed. It is also possible to make the shape of the recording bit concave. The principle of reproducing the written recording bit in the atmosphere is the same as that of the first embodiment, and the recording bit was detected using the principle of AFM. In this embodiment, in order to reduce the frictional force generated between the probe tip and the recording surface during the reproduction and recording operations of the information recording bit, the same operation as the frictional force reducing operation described in the second embodiment was performed. As a result, it was possible to reduce the frictional force generated between the probe tip and the recording surface during the reproduction of the recording bit and the recording operation.

【0019】[実施例4]本実施例では、実施例2で用
いた情報記録再生装置と全く同じ構成の装置を用いた。
そして以下の信号処理以外実施例2と同様のことを行い
記録再生動作中のプローブ先端−記録面間に生じる摩擦
力の低減を行った。実施例2と異なる信号処理とは、記
録ビットの記録動作中に電位差信号検出手段310は入
力してきた電位差信号から記録ビット形成用電圧信号成
分を差し引かずに入力信号を逆電位形成手段311に出
力させることである。このような信号処理を行ったこと
は、記録ビット形成用電圧値は、プローブ先端−記録面
間に生じる摩擦力に起因する電位差に対して大きいから
である。つまり、記録ビット形成用電圧がプローブ−記
録媒体間に印加されている時、電位差信号検出手段31
0が検出する電位差信号の主要成分はほとんど記録ビッ
ト形成用の電圧信号であるからである。上記信号処理を
行った結果、記録ビット再生動作中にプローブ先端−記
録面間に生じる摩擦力を低減することができた。
[Embodiment 4] In this embodiment, an apparatus having exactly the same configuration as the information recording / reproducing apparatus used in Embodiment 2 was used.
Then, except for the following signal processing, the same operation as in Example 2 was performed to reduce the frictional force generated between the probe tip and the recording surface during the recording / reproducing operation. The signal processing different from that of the second embodiment is that the potential difference signal detecting means 310 outputs the input signal to the reverse potential forming means 311 without subtracting the recording bit forming voltage signal component from the inputted potential difference signal during the recording bit recording operation. It is to let. The reason for performing such signal processing is that the recording bit forming voltage value is large with respect to the potential difference caused by the frictional force generated between the probe tip and the recording surface. That is, when the recording bit forming voltage is applied between the probe and the recording medium, the potential difference signal detecting means 31.
This is because the main component of the potential difference signal detected by 0 is almost the voltage signal for forming the recording bit. As a result of the above signal processing, the frictional force generated between the probe tip and the recording surface during the recording bit reproducing operation could be reduced.

【0020】[実施例5]図5に本発明に関する情報記
録再生装置の構成図を示す。装置の構成は電流−電圧変
換回路318aが図5に示してあるように組み込まれて
いる以外、実施例2と全て同じである。なお電流−電圧
変換回路318aは、記録ビットの再生時に用いる(詳
細は後述)。本実施例における記録ビットの形成方法
は、実施例2と同じである。すなわち記録媒体(Siウ
エハ)304aの記録面305aの所望の位置にプロー
ブ先端302を接触させ、プローブ−記録媒体間に記録
用電圧印加手段315により記録用電圧パルスを印加し
て行う(詳細は実施例2参照)。一方、本実施例では書
き込まれた記録ビットの再生は下記の様に電気的に行っ
た。まず電圧印加手段315によりプローブ−記録媒体
間に定電圧を印加してプローブ301を記録面305a
上を走査する。その際プローブ301に流れる微少な電
流を、電流−電圧変換回路318aにより電圧に変換し
て検出する。記録ビットは前述したように凸形状をして
おり、かつSiの酸化物から構成されている。従って、
記録媒体の記録面の法線方向に関する導電率は記録ビッ
ト領域が記録ビットが形成されていない部分と比較して
小さい(電気抵抗が大きい)。従って、電流−電圧変換
回路318aが検出した電流値の大きさをもとに記録ビ
ットの再生を行うことができる。
[Embodiment 5] FIG. 5 is a block diagram of an information recording / reproducing apparatus according to the present invention. The configuration of the device is the same as that of the second embodiment except that the current-voltage conversion circuit 318a is incorporated as shown in FIG. The current-voltage conversion circuit 318a is used when reproducing recorded bits (details will be described later). The method of forming recording bits in this embodiment is the same as that in the second embodiment. That is, the probe tip 302 is brought into contact with a desired position of the recording surface 305a of the recording medium (Si wafer) 304a, and a recording voltage pulse is applied between the probe and the recording medium by the recording voltage applying means 315 (details will be described). See Example 2). On the other hand, in the present example, the reproduction of the written recording bits was performed electrically as follows. First, a constant voltage is applied between the probe and the recording medium by the voltage applying unit 315 to move the probe 301 to the recording surface 305a.
Scan over. At that time, a minute current flowing through the probe 301 is converted into a voltage by the current-voltage conversion circuit 318a and detected. The recording bit has a convex shape as described above and is made of an oxide of Si. Therefore,
The conductivity in the normal direction of the recording surface of the recording medium is smaller (the electrical resistance is larger) in the recording bit area than in the portion where the recording bit is not formed. Therefore, the recorded bits can be reproduced based on the magnitude of the current value detected by the current-voltage conversion circuit 318a.

【0021】本実施例では、上記情報記録ビットの形成
動作中にプローブ先端−記録面間に生じる摩擦力を低減
するために、実施例2で述べた摩擦力低減走査と同様の
操作を行った。つまり、記録ビット形成動作中では、基
本的に電位差信号検出手段310によりプローブ−記録
媒体間に生じた電位差信号を検出する。次に該電位差信
号に対する逆電位信号を逆電位信号形成手段311によ
り形成する。そして逆電位信号印加手段312により、
プローブ−記録媒体間に生じた電位差信号を打ち消すよ
うに逆電位信号をプローブ−記録媒体間に印加する。た
だし、記録ビット形成用電圧がプローブ記録媒体間に印
加されているタイミングだけ電位差信号検出手段310
が検出した信号から記録ビット形成電圧信号成分を差し
引いた信号を電位差信号検出手段310は逆電位形成手
段311に出力する。その結果、記録ビット形成動作中
にプローブ先端−記録面間に生じる摩擦力を低減するこ
とができた。一方、本実施例では、記録ビット再生動作
中においてもプローブ先端−記録面間に生じる摩擦力を
低減するために、上記記録ビット形成中と同様の信号処
理を施して摩擦力低減操作を行った。すなわち、記録ビ
ット再生用電圧がプローブ−記録媒体間に印加されてい
るタイミングだけ電位差信号検出手段310が検出した
信号から記録ビット再生用電圧信号成分を差し引いた信
号を電位差信号検出手段310は逆電位形成手段311
に出力する。次に該電位差信号に対する逆電位信号を逆
電位信号形成手段311により形成する。そして逆電位
信号印加手段312により、プローブ−記録媒体間に生
じた電位差信号を打ち消すように逆電位信号をプローブ
−記録媒体間に印加する。その結果、記録ビット再生動
作中にプローブ先端−記録面間に生じる摩擦力を低減す
ることができた。なお、記録媒体やプローブの材料構
成、そして記録再生の方法は上記実施例に限定されるも
のではない。
In this embodiment, in order to reduce the frictional force generated between the probe tip and the recording surface during the operation of forming the information recording bit, the same operation as the frictional force reduction scanning described in the second embodiment is performed. . That is, basically, during the recording bit forming operation, the potential difference signal detecting means 310 detects the potential difference signal generated between the probe and the recording medium. Next, a reverse potential signal for the potential difference signal is formed by the reverse potential signal forming means 311. Then, by the reverse potential signal applying means 312,
A reverse potential signal is applied between the probe and the recording medium so as to cancel the potential difference signal generated between the probe and the recording medium. However, the potential difference signal detecting means 310 is provided only when the recording bit forming voltage is applied between the probe recording media.
The potential difference signal detection means 310 outputs to the reverse potential formation means 311 a signal obtained by subtracting the recording bit formation voltage signal component from the signal detected by. As a result, it was possible to reduce the frictional force generated between the probe tip and the recording surface during the recording bit forming operation. On the other hand, in this embodiment, in order to reduce the frictional force generated between the probe tip and the recording surface even during the recording bit reproducing operation, the same signal processing as that during the recording bit formation is performed to perform the frictional force reduction operation. . That is, the potential difference signal detection means 310 subtracts a signal obtained by subtracting the recording bit reproduction voltage signal component from the signal detected by the potential difference signal detection means 310 only at the timing when the recording bit reproduction voltage is applied between the probe and the recording medium. Forming means 311
Output to. Next, a reverse potential signal for the potential difference signal is formed by the reverse potential signal forming means 311. Then, the reverse potential signal applying means 312 applies a reverse potential signal between the probe and the recording medium so as to cancel the potential difference signal generated between the probe and the recording medium. As a result, it was possible to reduce the frictional force generated between the probe tip and the recording surface during the recording bit reproducing operation. The material structure of the recording medium and the probe, and the recording / reproducing method are not limited to those in the above embodiment.

【0022】[実施例6]図6に本発明に関する走査型
原子間力顕微鏡の構成図を示す。本実施例では、プロー
ブの試料支持台からの高さを一定にして試料表面上を走
査して、試料表面の凹凸を観察した。このプローブ走査
時にプローブ−試料面間に生じる摩擦力を、本発明に関
する摩擦力低減の方法により低減させた。図6におい
て、301は導電性を有するプローブであり、本実施例
ではWからなる。302はプローブ先端である。プロー
ブ301はカンチレバー303の自由端に固定されてい
る。304bは試料であり、305bは試料表面であ
る。試料表面305bはプローブ先端302に対向して
いる。本実施例では試料304bとしてエピタキシャル
成長Siウェハを用いた。306bは試料304bを支
持、固定する試料支持台である。307bは試料支持台
306bを図6に示したz軸方向に駆動するz方向駆動
手段であり、微動と粗動が可能である。なおz軸は試料
表面305bの法線方向と平行である。また、x軸、y
軸は試料表面305bに平行である。z方向駆動手段3
07bはプローブ先端302と試料表面305bとの間
隔を調整する。308bはz方向駆動手段307bをx
−y平面に平行に2次元駆動させることにより、試料3
04bをx−y平面内で移動させる2次元駆動手段であ
り、粗動と微動が可能である。309bはカンチレバー
のx,y軸方向への駆動を行う駆動手段であり、粗動と
微動が可能である。314bは本実施例の走査型プロー
ブ顕微鏡の除振台である。図6では除振台314bは回
転手段308bを支持しているが、カンチレバー303
に対する除振も行っている。313は装置の制御及び画
像処理機能を備えたコンピュータである。また319は
試料表面の観察像等を表示する画像表示手段である。3
10は、プローブ先端302が試料表面305bに近接
した状態で試料表面305b上を走査している際、プロ
ーブ301と試料304bとの間に生じた電位差信号を
検出する電位差信号検出手段である。311は、電位差
信号検出手段310から出力される電位差信号に対する
逆電位信号を形成する逆電位信号形成手段である。31
2は、逆電位信号形成手段311で形成した逆電位信号
を、互いに近接した状態で相対的に走査中のプローブ3
01と試料304bとの間に印加する逆電位信号印加手
段である。本実施例では、プローブを試料表面上で2次
元走査して試料表面を観察している過程で、プローブ−
試料表面間に働く摩擦力につき、実施例1と同じ方法で
その摩擦力の低減を行った。そして、図2に示される実
施例1と同じ結果を得た。
[Embodiment 6] FIG. 6 is a block diagram of a scanning atomic force microscope according to the present invention. In this example, the height of the probe from the sample support was kept constant and the sample surface was scanned to observe the irregularities on the sample surface. The frictional force generated between the probe and the sample surface during the scanning of the probe was reduced by the frictional force reduction method according to the present invention. In FIG. 6, reference numeral 301 denotes a conductive probe, which is made of W in this embodiment. 302 is the tip of the probe. The probe 301 is fixed to the free end of the cantilever 303. 304b is a sample and 305b is a sample surface. The sample surface 305b faces the probe tip 302. In this example, an epitaxially grown Si wafer was used as the sample 304b. 306b is a sample support base that supports and fixes the sample 304b. Reference numeral 307b denotes a z-direction driving unit that drives the sample support base 306b in the z-axis direction shown in FIG. 6, and is capable of fine and coarse movements. The z axis is parallel to the normal line direction of the sample surface 305b. Also, x-axis, y
The axis is parallel to the sample surface 305b. z-direction driving means 3
07b adjusts the distance between the probe tip 302 and the sample surface 305b. 308b is the z-direction driving means 307b x
-Sample 2 is driven by two-dimensional driving parallel to the y-plane.
This is a two-dimensional driving means for moving 04b in the xy plane, and is capable of coarse and fine movements. Reference numeral 309b is a driving means for driving the cantilever in the x and y axis directions, and is capable of coarse and fine movements. Reference numeral 314b is an anti-vibration table of the scanning probe microscope of this embodiment. In FIG. 6, the vibration isolation table 314b supports the rotation means 308b, but the cantilever 303
We are also performing vibration isolation for. Reference numeral 313 is a computer having a device control and an image processing function. An image display unit 319 displays an observation image of the sample surface. Three
Reference numeral 10 denotes a potential difference signal detecting means for detecting a potential difference signal generated between the probe 301 and the sample 304b when scanning the sample surface 305b with the probe tip 302 being close to the sample surface 305b. Reference numeral 311 is a reverse potential signal forming means for forming a reverse potential signal with respect to the potential difference signal output from the potential difference signal detecting means 310. 31
Reference numeral 2 denotes a probe 3 which is relatively scanning the reverse potential signal formed by the reverse potential signal forming means 311 in a state where they are close to each other.
01 is a reverse potential signal applying means applied between the sample 01 and the sample 304b. In this embodiment, in the process of observing the sample surface by two-dimensionally scanning the sample surface with the probe, the probe-
Regarding the frictional force acting between the sample surfaces, the frictional force was reduced by the same method as in Example 1. Then, the same result as in Example 1 shown in FIG. 2 was obtained.

【0023】[実施例7]本実施例では、プローブ先端
−試料表面間の原子間力に基づいたAFMモードで試料
表面の凹凸を観察すると同時に、試料表面の導電率の分
布を観察した。上記導電率を観察するために、プローブ
−試料間に定電圧を印加して、プローブ−試料間に流れ
る電流を計測した。この電流値の試料表面での分布が試
料表面の導電率の分布に対応する。そこで本実施例で
は、上記試料の表面凹凸像及び電流像の同時計測をしな
がらプローブを試料表面上を走査する過程でプローブ先
端−試料表面間に生じる摩擦力の低減を行った。図7に
本実施例で用いた走査型プローブ顕微鏡の構成図を示
す。図7に示した315はプローブ−試料間に電圧を印
加する電圧印加手段である。電圧印加手段315は逆電
位信号印加手段312とは異なる。318bは電圧印加
手段315により電圧がプローブ−試料間に印加された
際にプローブに流れる電流値を検出する電流検出手段で
ある。本実施例では観察試料としてエピタキシャル成長
Siウェハを用いた。観察面の結晶軸は(111)であ
る。基板SiはSbドープのnタイプであり、該基板S
i上に成長させたエピ層SiはPドープのnタイプであ
る。このSiウェハを10%のHF溶液に5秒間浸し、
表面の自然酸化膜を取り除く。この処理を行うことによ
り、Si表面に露出したSiのダングリングボンドがH
(水素)により終端化され、Si表面が大気中ですぐに
は酸化されにくい安定な構造を造ることがわかってい
る。酸化膜の厚さが大きいと観察の際十分な電流が流れ
ないため、この処理を行うことが望ましい。
[Embodiment 7] In this embodiment, the unevenness of the sample surface was observed in the AFM mode based on the atomic force between the probe tip and the sample surface, and at the same time, the conductivity distribution of the sample surface was observed. In order to observe the conductivity, a constant voltage was applied between the probe and the sample, and the current flowing between the probe and the sample was measured. The distribution of this current value on the sample surface corresponds to the conductivity distribution on the sample surface. Therefore, in this example, the frictional force generated between the probe tip and the sample surface was reduced in the process of scanning the probe on the sample surface while simultaneously measuring the surface unevenness image and the current image of the sample. FIG. 7 shows a configuration diagram of the scanning probe microscope used in this example. Reference numeral 315 shown in FIG. 7 is a voltage applying means for applying a voltage between the probe and the sample. The voltage applying means 315 is different from the reverse potential signal applying means 312. Reference numeral 318b is a current detection unit that detects the value of the current flowing through the probe when a voltage is applied between the probe and the sample by the voltage application unit 315. In this example, an epitaxially grown Si wafer was used as an observation sample. The crystal axis of the observation plane is (111). The substrate Si is an Sb-doped n type, and the substrate S
The epilayer Si grown on i is P-doped n-type. Immerse this Si wafer in a 10% HF solution for 5 seconds,
Remove the native oxide film on the surface. By performing this treatment, the dangling bond of Si exposed on the Si surface becomes H
It is known that it is terminated with (hydrogen) and the Si surface forms a stable structure that is not easily oxidized in the atmosphere immediately. If the thickness of the oxide film is large, a sufficient current will not flow during observation, so this treatment is desirable.

【0024】以下、電圧印加手段315によりプローブ
−試料間に電圧を印加しながら試料表面の凹凸像を観察
する過程でプローブ先端−試料間に生じる摩擦力を、本
発明に関する摩擦力低減操作により低減した方法につい
て説明する。なお、摩擦力の計測も実施例6で述べたの
と同じ方法を用いた。本実施例のように試料の凹凸観察
と試料の導電率測定を並列して行う場合のプローブ先端
−試料表面間に生じる摩擦力低減方法は、実施例6のよ
うに試料の凹凸のみ観察している場合と以下の点で異な
る。電圧印加手段315によりプローブ−試料間に導電
率測定用の電圧が印加されている場合には、前記電位差
信号検出手段310は、検出した電位差信号から導電率
測定用の電位信号成分を差し引いた信号を前記逆電位信
号形成手段311に出力する信号処理を行う。
Hereinafter, the frictional force generated between the probe tip and the sample in the process of observing the unevenness image of the sample surface while applying the voltage between the probe and the sample by the voltage applying means 315 is reduced by the frictional force reducing operation according to the present invention. The method of doing is explained. The frictional force was measured by the same method as described in Example 6. As in Example 6, the method of reducing the frictional force generated between the probe tip and the sample surface in the case where the sample unevenness observation and the sample conductivity measurement were performed in parallel was performed by observing only the sample unevenness as in Example 6. The following points are different from the case. When the voltage for measuring conductivity is applied between the probe and the sample by the voltage applying means 315, the potential difference signal detecting means 310 is a signal obtained by subtracting the potential signal component for measuring conductivity from the detected potential difference signal. Is output to the reverse potential signal forming means 311 for signal processing.

【0025】上記信号処理に関するより詳細な説明を図
4及び図7を用いて説明する。図4(a)は電圧印加手
段315の出力電圧Vwの時間変化の1例を模式的に示
している。図4(a)では、時刻0から時刻t1の間は
出力電圧Vw=0、時刻t1から時刻t3の間は出力電
圧Vw=Voの導電率測定用の定電圧を出力して、プロ
ーブ−試料媒体間に該定電圧を印加した。図4(b)は
電位差信号検出手段310に入力される電位差信号△V
の時間変化を示している。時刻0から時刻t1の間は主
にプローブ−試料面間の摩擦力のみに起因する電位差信
号が電位差信号検出手段310に入力される。しかし、
時刻t1からt3の間は、プローブ−試料面間の摩擦力
に起因する電位差信号に試料の導電率測定用電圧の信号
が加算された信号が電位差信号検出手段310に入力さ
れる。本発明では、導電率測定動作中、電位差信号検出
手段310は入力されてきた電位差信号から導電率測定
用電圧信号成分を差し引いた信号を逆電位信号形成手段
311に出力する。図4(c)は、電位差信号検出手段
310が出力する信号△vである。時刻0から時刻t1
の間は、電位差信号検出手段310に入力された信号を
出力している。しかし時刻t1から時刻t3の間は、電
位差信号検出手段310に入力された信号から導電率測
定用電圧信号成分を差し引いた信号を出力している。つ
まり時刻t1から時刻t3の間は、△v=△V−Voで
ある。この減算処理は、コンピュータ313の制御によ
り行う。図4(d)は、電位差信号検出手段310から
の信号をもとに、逆電位信号形成手段311が出力した
逆電位信号である。本実施例において、逆電位信号印加
手段312は試料の導電率測定動作中の時刻t2(t1
<t2<t3)まで、逆電位信号形成手段311からの
信号に基づく逆電位信号をプローブ−試料媒体間に印加
せず、時刻t2以降に印加した。その結果、時刻t2以
降プローブ301と試料媒体304bの間の見かけの電
位差信号△Vmの強度は低減した(図4(e)参照)。
見かけの電位差信号△Vmの大きさが減少するに従いプ
ローブ301と試料媒体304bの間に生じている摩擦
力の大きさfを低減することができた(図4(f)参
照)。
A more detailed description of the above signal processing will be given with reference to FIGS. 4 and 7. FIG. 4A schematically shows an example of the time change of the output voltage Vw of the voltage applying unit 315. In FIG. 4A, a constant voltage for conductivity measurement is output from the probe-sample between the time 0 and the time t1 and the output voltage Vw = 0, and between the time t1 and the time t3, the output voltage Vw = Vo. The constant voltage was applied between the media. FIG. 4B shows the potential difference signal ΔV input to the potential difference signal detecting means 310.
Shows the change over time. From time 0 to time t1, the potential difference signal mainly due to only the frictional force between the probe and the sample surface is input to the potential difference signal detecting means 310. But,
From time t1 to t3, a signal obtained by adding the signal of the voltage for measuring the conductivity of the sample to the signal of the potential difference due to the frictional force between the probe and the sample surface is input to the potential difference signal detecting means 310. In the present invention, during the conductivity measuring operation, the potential difference signal detecting means 310 outputs a signal obtained by subtracting the conductivity measuring voltage signal component from the inputted potential difference signal to the reverse potential signal forming means 311. FIG. 4C shows the signal Δv output by the potential difference signal detection means 310. Time 0 to time t1
During the period, the signal input to the potential difference signal detection means 310 is output. However, from time t1 to time t3, a signal obtained by subtracting the conductivity measuring voltage signal component from the signal input to the potential difference signal detecting means 310 is output. That is, from time t1 to time t3, Δv = ΔV−Vo. This subtraction process is performed under the control of the computer 313. FIG. 4D shows the reverse potential signal output by the reverse potential signal forming means 311 based on the signal from the potential difference signal detecting means 310. In this embodiment, the reverse potential signal applying means 312 is operated at the time t2 (t1 during the conductivity measurement operation of the sample).
Until <t2 <t3), the reverse potential signal based on the signal from the reverse potential signal forming unit 311 was not applied between the probe and the sample medium, but was applied after the time t2. As a result, after time t2, the intensity of the apparent potential difference signal ΔVm between the probe 301 and the sample medium 304b decreased (see FIG. 4 (e)).
It was possible to reduce the magnitude f of the frictional force generated between the probe 301 and the sample medium 304b as the magnitude of the apparent potential difference signal ΔVm decreased (see FIG. 4 (f)).

【0026】[実施例8]本実施例では実施例7で用い
た走査型プローブ顕微鏡(図7参照)と全く同じ構成の
装置を用いた。そして本実施例では試料304bとして
Au薄膜を試料媒体として用いた。本実施例では、試料
表面の凹凸観察と試料の導電率測定を並列して行った。
そしてこの際にプローブ先端−試料面間で生じる摩擦力
の低減を、実施例7で述べたのと同様の操作で行うこと
を試みた。その結果、試料表面の凹凸観察と試料の導電
率測定を並列に行っている過程で、前記プローブ先端−
試料面間に生じる摩擦力を低減することができた。な
お、プローブの材料構成、そして導電率測定用の電圧波
形は上記実施例に限定されるものではない。以上の他
に、本発明はAFMにおけるプローブをFeやNiの強
磁性体、またはこれらを他の材料で作成したプローブ上
にコーティングしたものに代えて、試料上の局所的な磁
力を測定する走査型磁力顕微鏡(MFM)に応用するこ
とが可能である。また、光りの波長より小さい直径のピ
ンホールを有する光学プローブ(ピンホール部以外は導
電性物質でコーティングされている)を用い、外部光源
により試料を照射した際に生じる試料表面に生じたエバ
ネッセント光を光学プローブで検出して、試料の表面構
造を知る走査型近接場光学顕微鏡(NSOM)等につい
ても応用可能である。
[Embodiment 8] In this embodiment, an apparatus having the same structure as the scanning probe microscope (see FIG. 7) used in Embodiment 7 was used. Then, in this example, an Au thin film was used as the sample medium as the sample 304b. In this example, the unevenness of the surface of the sample and the conductivity of the sample were measured in parallel.
Then, at this time, it was attempted to reduce the frictional force generated between the probe tip and the sample surface by the same operation as described in Example 7. As a result, in the process of observing the unevenness of the sample surface and measuring the conductivity of the sample in parallel, the probe tip-
The frictional force generated between the sample surfaces could be reduced. The material structure of the probe and the voltage waveform for measuring the conductivity are not limited to those in the above embodiment. In addition to the above, the present invention replaces the probe in the AFM with a ferromagnetic substance of Fe or Ni, or a probe made of any of these materials and coats the probe, instead of scanning for measuring the local magnetic force on the sample. It can be applied to a magnetic force microscope (MFM). Also, using an optical probe having a pinhole with a diameter smaller than the wavelength of light (coated except for the pinhole part with a conductive substance), the evanescent light generated on the sample surface when the sample is irradiated by an external light source. Is also applicable to a scanning near-field optical microscope (NSOM) or the like in which the surface structure of a sample is detected by detecting the.

【0027】[0027]

【発明の効果】本発明は、以上のように、情報処理装置
においてプローブ先端が媒体(記録面あるいは試料面)
に近接乃至接触した状態で走査する際に生じる摩擦力
を、プローブと媒体間に電圧を印加することによって低
減させ、プローブの走査中にプローブ先端乃至は媒体表
面が変形したり破壊されることや、プローブ先端の汚染
を防止することができる。また、本発明によるときは、
その摩擦力の低減を潤滑膜に依存することなく行うこと
ができるから、これによって情報記録再生装置あるいは
走査型プローブ顕微鏡等の情報処理装置を構成した場合
には、プローブ先端と媒体面間の摩擦力に起因する熱の
発生やプローブ先端及び記録面の熱ドリフトを抑制する
ことが可能となり、プローブの分解能および記録再生の
信頼性を向上させることができると共に、消費電力を大
幅に低減することができる。
As described above, according to the present invention, the probe tip is a medium (recording surface or sample surface) in the information processing apparatus.
The frictional force generated when scanning in the vicinity of or in contact with the probe is reduced by applying a voltage between the probe and the medium, and the tip of the probe or the medium surface is deformed or destroyed during scanning of the probe. It is possible to prevent contamination of the probe tip. Further, according to the present invention,
Since the frictional force can be reduced without depending on the lubricating film, when an information recording / reproducing device or an information processing device such as a scanning probe microscope is configured by this, the friction between the probe tip and the medium surface is reduced. Generation of heat due to force and thermal drift of the probe tip and recording surface can be suppressed, the resolution of the probe and the reliability of recording and reproduction can be improved, and power consumption can be significantly reduced. it can.

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

【図1】摩擦力を電気的に低減する手段の模式的なブロ
ック図
FIG. 1 is a schematic block diagram of means for electrically reducing frictional force.

【図2】摩擦力を電気的に低減する原理を説明する図FIG. 2 is a diagram for explaining the principle of electrically reducing frictional force.

【図3】実施例1、2、3、4の情報記録再生装置の模
式図
FIG. 3 is a schematic diagram of an information recording / reproducing apparatus of Examples 1, 2, 3, and 4.

【図4】記録・試料及び/または再生時における摩擦力
を電気的に低減する原理を示す図
FIG. 4 is a diagram showing a principle of electrically reducing a frictional force during recording / sample and / or reproduction.

【図5】実施例5の情報記録再生装置の模式図FIG. 5 is a schematic diagram of an information recording / reproducing apparatus according to a fifth embodiment.

【図6】実施例6の走査型プローブ顕微鏡の模式図FIG. 6 is a schematic diagram of a scanning probe microscope of Example 6.

【図7】実施例7の走査型プローブ顕微鏡の模式図FIG. 7 is a schematic diagram of a scanning probe microscope of Example 7.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101、301 プローブ 102、303 カンチレバー 103、302 プローブ先端 104 媒体 304a 記録媒体 304b 試料媒体 105 媒体面 305a 記録面 305b 試料面 106、310 電位差信号検出手段 107、311 逆電位信号形成手段 108、312 逆電位信号印加手段 313 コンピュータ 314a 情報記録再生装置の徐振台 314b 顕微鏡の徐振台 315 電圧印加手段 316 半導体レーザー 317 4分割光センサー 318a 電流−電圧変換回路 318b 電流検出装置 101, 301 probe 102, 303 cantilever 103, 302 probe tip 104 medium 304a recording medium 304b sample medium 105 medium surface 305a recording surface 305b sample surface 106, 310 potential difference signal detecting means 107, 311 reverse potential signal forming means 108, 312 reverse potential Signal applying means 313 Computer 314a Slow shaking table of information recording / reproducing apparatus 314b Slow shaking table of microscope 315 Voltage applying means 316 Semiconductor laser 317 Four-division optical sensor 318a Current-voltage conversion circuit 318b Current detecting device

Claims (20)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 媒体に対してプローブを走査して情報処
理を行う情報処理装置において、 前記プローブの先端が前記媒体の表面に、近接乃至接触
した状態で前記媒体の表面上を走査する際に、前記プロ
ーブと前記媒体との間に生じる電位差信号を検出する電
位差信号検出手段と、 前記電位差信号検出手段から出力される電位差信号に対
する逆電位信号を形成する逆電位信号形成手段と、 前記逆電位信号形成手段で形成した逆電位信号を印加す
る逆電位信号印加手段とを有し、 前記逆電位信号印加手段の逆電位信号を近接乃至接触し
た状態で走査中の前記プローブと前記媒体間に印加し
て、前記プローブと前記媒体間に生じている前記電位差
信号を打ち消すようにしたことを特徴とする情報処理装
置。
1. An information processing apparatus which scans a medium with a probe to perform information processing, when the tip of the probe scans the surface of the medium in a state of being close to or in contact with the surface of the medium. A potential difference signal detecting means for detecting a potential difference signal generated between the probe and the medium; a reverse potential signal forming means for forming a reverse potential signal with respect to the potential difference signal output from the potential difference signal detecting means; A reverse potential signal applying means for applying a reverse potential signal formed by the signal forming means, and the reverse potential signal of the reverse potential signal applying means is applied between the probe and the medium being scanned in a state of being close to or in contact with the medium. Then, the information processing apparatus is configured to cancel the potential difference signal generated between the probe and the medium.
【請求項2】前記情報処理装置が、プローブと、前記プ
ローブに対向して設けられた記録媒体と、前記プローブ
と前記記録媒体とを相対的に2次元走査する手段と、情
報記録を行うための電圧を前記プローブと前記記録媒体
との間に印加する電圧印加手段とを有する情報記録再生
装置であることを特徴とする請求項1に記載の情報処理
装置。
2. The information processing apparatus comprises a probe, a recording medium provided so as to face the probe, a means for relatively two-dimensionally scanning the probe and the recording medium, and information recording. 2. The information processing apparatus according to claim 1, which is an information recording / reproducing apparatus having a voltage applying unit that applies the voltage of 2 between the probe and the recording medium.
【請求項3】請求項2に記載の情報記録再生装置におい
て、該情報記録再生装置が前記プローブと前記記録媒体
との間に印加される電圧印加手段の記録信号により、そ
の記録媒体に記録ビットを形成するように構成されてい
ることを特徴とする情報記録再生装置。
3. The information recording / reproducing apparatus according to claim 2, wherein the information recording / reproducing apparatus records a bit on a recording medium by a recording signal of a voltage applying means applied between the probe and the recording medium. An information recording / reproducing apparatus, which is configured to form a.
【請求項4】前記記録媒体は、Siウエハで形成されて
いることを特徴とする請求項3に記載の情報記録再生装
置。
4. The information recording / reproducing apparatus according to claim 3, wherein the recording medium is formed of a Si wafer.
【請求項5】前記記録媒体は、Au膜で形成されている
ことを特徴とする請求項3に記載の情報記録再生装置。
5. The information recording / reproducing apparatus according to claim 3, wherein the recording medium is formed of an Au film.
【請求項6】前記記録ビットは、凸形状又は凹形状に形
成されることを特徴とする請求項3〜請求項5のいずれ
か1項に記載の情報記録再生装置。
6. The information recording / reproducing apparatus according to claim 3, wherein the recording bit is formed in a convex shape or a concave shape.
【請求項7】請求項3〜請求項6のいずれか1項に記載
の情報記録再生装置において、前記記録媒体上を前記プ
ローブが走査する際に生じる該プローブの支持用弾性体
の弾性変形量を検出する弾性変形量検出手段と、前記弾
性変形量検出手段から出力される弾性変形量検出信号か
ら、情報が記録された該記録媒体表面の該記録ビットの
形状を検知することにより、情報の再生を行う情報再生
手段とを有することを特徴とする情報記録再生装置。
7. The information recording / reproducing apparatus according to claim 3, wherein an elastic deformation amount of a supporting elastic body of the probe generated when the probe scans the recording medium. Of the information by detecting the shape of the recording bit on the surface of the recording medium on which the information is recorded, from the elastic deformation amount detecting means for detecting the elastic deformation amount detecting signal and the elastic deformation amount detecting signal output from the elastic deformation amount detecting means. An information recording / reproducing apparatus comprising: an information reproducing means for reproducing.
【請求項8】前記電位差信号検出手段は、前記記録ビッ
トの形成中においては検出した電位差信号から記録ビッ
ト形成用電位成分を差し引いた信号を前記逆電位信号形
成手段に出力するようにしたことを特徴とする請求項3
に記載の情報記録再生装置。
8. The potential difference signal detecting means outputs a signal obtained by subtracting a recording bit forming potential component from the detected potential difference signal during formation of the recording bit to the reverse potential signal forming means. Claim 3 characterized by
The information recording / reproducing apparatus described in.
【請求項9】前記電位差信号検出手段は、前記記録ビッ
トの形成中においては検出した電位差信号から記録ビッ
ト形成用電位成分を差し引かない信号を前記逆電位信号
形成手段に出力するようにしたことを特徴とする請求項
3に記載の情報記録再生装置。
9. The potential difference signal detecting means outputs, to the reverse potential signal forming means, a signal that does not subtract the potential component for recording bit formation from the detected potential difference signal during formation of the recording bit. The information recording / reproducing apparatus according to claim 3, which is characterized in that.
【請求項10】請求項2に記載の前記情報記録再生装置
において、その記録媒体が、プローブ記録媒体間に印加
された電圧により局所的に導電率が変化し、かつこの変
化後の導電率が前記電圧印加後も保存されるように構成
されていることを特徴とする情報記録再生装置。
10. The information recording / reproducing apparatus according to claim 2, wherein the recording medium has its conductivity locally changed by a voltage applied between the probe recording media, and the conductivity after the change is changed. An information recording / reproducing apparatus, wherein the information recording / reproducing apparatus is configured to be stored even after the voltage is applied.
【請求項11】前記記録媒体は、前記導電率が局所的に
変化する記録ビット領域を有するすることを特徴とする
請求項10に記載の情報記録再生装置。
11. The information recording / reproducing apparatus according to claim 10, wherein the recording medium has a recording bit area in which the conductivity locally changes.
【請求項12】前記記録媒体は、Siウエハで形成され
ていることを特徴とする請求項10または請求項11に
記載の情報記録再生装置。
12. The information recording / reproducing apparatus according to claim 10, wherein the recording medium is formed of a Si wafer.
【請求項13】前記記録ビットは、凸形状又は凹形状に
形成されることを特徴とする請求項10〜請求項12の
いずれか1項に記載の情報記録再生装置。
13. The information recording / reproducing apparatus according to claim 10, wherein the recording bit is formed in a convex shape or a concave shape.
【請求項14】請求項10に記載の情報記録再生装置に
おいて、前記プローブと記録媒体間に定電圧を印加して
前記記録媒体上を前記プローブを走査した際に、該プロ
ーブに流れる電流値を検出する電流検出手段と、該電流
検出手段が検出した電流信号から、前記記録ビットの導
電率を検知することにより、情報の再生を行う情報再生
手段とを有していることを特徴とする情報記録再生装
置。
14. The information recording / reproducing apparatus according to claim 10, wherein when a constant voltage is applied between the probe and a recording medium to scan the recording medium with the probe, a current value flowing through the probe is measured. Information having a current detecting means for detecting and an information reproducing means for reproducing information by detecting the conductivity of the recording bit from the current signal detected by the current detecting means. Recording / playback device.
【請求項15】請求項14に記載の情報記録再生装置に
おいて、電位差信号検出手段が、前記導電率の変化検出
中においては検出した電位差信号から導電率変化検出用
の前記定電圧成分を差し引いた信号を前記逆電位信号形
成手段に出力するように構成されていることを特徴とす
る情報記録再生装置。
15. The information recording / reproducing apparatus according to claim 14, wherein the potential difference signal detecting means subtracts the constant voltage component for detecting the conductivity change from the detected potential difference signal during the detection of the change in the conductivity. An information recording / reproducing apparatus, which is configured to output a signal to the reverse potential signal forming means.
【請求項16】前記情報処理装置が、表面状態検出用の
プローブを試料上で走査させて前記試料の表面状態を測
定する走査型プローブ顕微鏡であることを特徴とする請
求項1に記載の情報処理装置。
16. The information processing apparatus according to claim 1, wherein the information processing apparatus is a scanning probe microscope that scans a probe for surface state detection on the sample to measure the surface state of the sample. Processing equipment.
【請求項17】請求項16に記載の走査型プローブ顕微
鏡において、該走査型プローブ顕微鏡が、プローブと試
料間の原子間力を利用するものであることを特徴とする
走査型プローブ顕微鏡。
17. The scanning probe microscope according to claim 16, wherein the scanning probe microscope uses an atomic force between a probe and a sample.
【請求項18】請求項16に記載の走査型プローブ顕微
鏡において、表面状態を測定するために前記プローブと
試料との間に電圧を印加する電圧印加手段と、前記電圧
印加手段による電圧の印加により前記プローブに流れる
電流値を検出する電流検出手段とを有していることを特
徴とする走査型プローブ顕微鏡。
18. The scanning probe microscope according to claim 16, wherein voltage applying means applies a voltage between the probe and the sample for measuring a surface state, and voltage is applied by the voltage applying means. A scanning probe microscope, comprising: a current detection unit that detects a value of a current flowing through the probe.
【請求項19】前記電位差信号検出手段は、前記電圧印
加手段による電圧の印加中においては検出した電位差信
号から前記電圧印加手段により前記プローブと試料との
間に印加している電位成分を差し引いた信号を前記逆電
位信号形成手段に出力するようにしたことを特徴とする
請求項18に記載の走査型プローブ顕微鏡。
19. The potential difference signal detecting means subtracts the potential component applied between the probe and the sample by the voltage applying means from the detected potential difference signal during the voltage application by the voltage applying means. 19. The scanning probe microscope according to claim 18, wherein a signal is output to the reverse potential signal forming means.
【請求項20】請求項18に記載の走査型プローブ顕微
鏡において、該走査型プローブ顕微鏡は、前記電圧印加
手段によりプローブと試料との間に電圧が印加された際
に、前記プローブに流れる電流値と、プローブと試料間
の原子間力とを同時に検出するように構成されているこ
とを特徴とする走査型プローブ顕微鏡。
20. The scanning probe microscope according to claim 18, wherein the scanning probe microscope has a current value flowing through the probe when a voltage is applied between the probe and the sample by the voltage applying means. And the atomic force between the probe and the sample are simultaneously detected.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100499127B1 (en) * 2002-07-05 2005-07-04 삼성전자주식회사 High density information storage medium and method of manufacturing the same and information storage apparatus and method of writing, reading and erasing information utilizing the same

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