JPH0831027A - 強誘電体記録装置 - Google Patents

強誘電体記録装置

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JPH0831027A
JPH0831027A JP15738494A JP15738494A JPH0831027A JP H0831027 A JPH0831027 A JP H0831027A JP 15738494 A JP15738494 A JP 15738494A JP 15738494 A JP15738494 A JP 15738494A JP H0831027 A JPH0831027 A JP H0831027A
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JP
Japan
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needle
shaped conductor
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ferroelectric recording
ferroelectric
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JP15738494A
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English (en)
Inventor
Shinji Fujii
眞治 藤井
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y10/00Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B9/00Recording or reproducing using a method not covered by one of the main groups G11B3/00 - G11B7/00; Record carriers therefor
    • G11B9/12Recording or reproducing using a method not covered by one of the main groups G11B3/00 - G11B7/00; Record carriers therefor using near-field interactions; Record carriers therefor
    • G11B9/14Recording or reproducing using a method not covered by one of the main groups G11B3/00 - G11B7/00; Record carriers therefor using near-field interactions; Record carriers therefor using microscopic probe means, i.e. recording or reproducing by means directly associated with the tip of a microscopic electrical probe as used in Scanning Tunneling Microscopy [STM] or Atomic Force Microscopy [AFM] for inducing physical or electrical perturbations in a recording medium; Record carriers or media specially adapted for such transducing of information
    • G11B9/1409Heads
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 針状導電体を用いて強誘電体材料に情報を書
き込む。 【構成】 強誘電体記録ディスク102は、強誘電体記
録材料であるジルコン酸チタン酸鉛を記録膜としてポリ
エステルフィルム上にスパッタ法によって蒸着したもの
である。針状導電体103は白金棒を曲率半径200n
mに電解研摩したものを用いた。移動機構106により
針状導電体103を強誘電体記録ディスク102上の所
定の位置に移動するとともにレーザー光源109より発
せられて、集光レンズ108によって絞り込まれたレー
ザー光107を片持ちレバー104の背に照射する。照
射されたレーザー光107は片持ちレバー104の背で
反射して2分割個のフォトダイオードよりなる光検出器
110に達する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、強誘電体記録装置、特
に高密度強誘電体記録装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、集光したレーザー光を用いて
記録媒体に情報を高密度に記録させる装置としては光磁
気記録装置が知られている。光磁気記録装置はレーザー
光を磁気記録媒体に照射し、光記録磁気媒体の磁区の有
無によって反射レーザー光の偏波面が変化することを利
用して、情報の有無を識別するものである。
【0003】また、一般的な磁気記録媒体の磁区読み取
り装置としては、磁気ヘッドが用いられている。磁気ヘ
ッドは磁気記録媒体の記録情報にもとづく漏洩磁界の時
間的、空間的変化を検出コイルによって検出するもので
ある。
【0004】また、従来の強誘電体材料を記憶媒体とし
て用いる記憶装置は、強誘電体材料に電界を印加して電
界を取り去った後、残留した分極を利用して情報を記録
する場合、残留した分極による電界を打ち消すように不
純物や空孔が移動し、残留した分極が打ち消されること
(空間電荷による補償)が多かった。しかし、近年、空
間電荷による補正は不純物を添加することによって改善
されるようになった。たとえば、ジルコン酸チタン酸鉛
はランタンやニオブ等を添加することによって、DRA
M(ダイナミックランダムアクセスメモリ)の記憶容量
薄膜として実用化されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】前記光磁気記録装置に
おいて、現在、ビット径0.5mm、ビット周期1.2m
m、記録密度約100Mb/cm2程度の技術開発が行
われている。しかしながら、さらなる記憶密度の向上を
目指して、集光レーザー光の直径を小口径化、たとえ
ば、レーザー光の波長の短波長化等が検討されている。
しかし、レーザー光を使用する場合、光学的制限から、
レーザー光の直径の下限寸法は、0.5mm程度が限界
となる。
【0006】また、小口径化したレーザー光ではなく、
小口径の集束した電子線やイオンビームを用いて情報磁
気記録媒体に書き込む方法がある。たとえば、0.1m
m厚の、Tb−Fe膜(キュリー温度約200℃)に
は、加速電圧:30keV、電流密度:200A/cm
2、ビーム径:0.1mmの電子線での情報を書き込むこ
とができる。しかし、これらの集束した電子線やイオン
ビームを用いて書き込まれた情報を、レーザー光の反射
光の偏波成分が変化することを利用したり、磁気記録情
報の有無を電子線やイオンビームを用いて識別すること
は困難である。
【0007】すなわち、光磁気的に情報を書き込み、読
み出しを行う装置では、記録密度はレーザー光の直径に
よって制限される。
【0008】また、磁気ヘッドを用いた磁気記録方式の
場合、漏洩磁界を検知するため磁気ヘッドのコイルの寸
法によって記録密度が制約される。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明の強誘電体記録装置は、強誘電体記録媒体を
保持する手段と、強誘電体記録媒体に微小間隙をおいて
対向させて針状導電体を配置し、針状導電体を強誘電体
記録媒体上の任意の位置に移動せしめる手段と、針状導
電体に電圧バイアスを印加する手段と、強誘電体記録媒
体に書き込まれた情報にもとづく針状導電体の位置の変
化または針状導電体が受ける力の変化を検出する手段を
有する。
【0010】また、強誘電体記録媒体を保持する手段
と、強誘電体記録媒体に対向し微小間隙をおいて針状導
電体を配置し、針状導電体を強誘電体記録媒体上の任意
の位置に移動せしめる手段と、針状導電体に電圧バイア
スを印加する手段と、強誘電体記録媒体に書き込まれた
情報にもとづく針状導電体と強誘電体記録媒体の間に流
れる電流を検出する手段を有する。
【0011】さらに、針状導電体は、片持ちレバーの自
由端に取付けられ、検出手段は片持ちレバーの変形を光
によって検出する。
【0012】
【作用】本発明は上述の構成により、強誘電体記録媒体
に書き込まれた情報にもとづく針状導電体が受ける力の
変化を検出することができる。
【0013】強誘電体記録媒体と前記針状導電体の間に
働く電界による力は、強誘電体記録媒体の分域から発生
している漏洩電界は情報のある領域とない領域で異なっ
ている。以下、情報のある領域とない領域では漏洩電界
は逆転しているのものとする。したがって、針状導電体
に直流電源により正または負の電圧バイアスを与えてお
くと、針状導電体の強誘電体記録媒体側の極性と強誘電
体記録媒体の漏洩電界が同極であれば、針状導電体は反
発し、異極であれば吸引する。
【0014】記録媒体を回転させると強誘電体分域情報
の有無に応じて、漏洩電界の極性が時間変化し、針状導
電体は反発/吸引を繰り返す。針状導電体の吸引/反
発、すなわち、振動数の変化が生じる。この周波数の変
化を光学的に検知することによって強誘電体記録媒体の
記録情報を読み出すことができる。
【0015】また、記録情報の書き込みは針状導電体と
強誘電体記録媒体の間に電圧を印加して強誘電体の分域
を反転させることによって行う。
【0016】また、本発明は上述の構成により、強誘電
体記録媒体に書き込まれた情報にもとづく、針状導電体
と強誘電体記録媒体の間に流れる電流(トンネル電流)
を検出することができる。
【0017】
【実施例】図1は、本発明の第1の実施例の読み出し機
構の概略図である。1/2インチの強誘電体記録ディス
ク102は、強誘電体記録材料であるジルコン酸チタン
酸鉛(膜厚100nm、ジルコン:チタン比=48:5
2)に3.0重量%のニオブを添加したものを、記録膜
としてポリエステルフィルム上にスパッタ法によって蒸
着したものである、針状導電体103は白金棒を曲率半
径200nmに電界研摩したものを用いた。移動機構1
06により針状導電体103を強誘電体記録ディスク1
02上の所定の位置に移動するとともに、レーザー光源
109より発せられて、集光レンズ108によって絞り
込まれたレーザー光107を片持ちレバー104の背に
照射する。また、このとき、レーザー光源109(78
0nm半導体レーザー)、集光レンズ108、およびレ
ーザー光107よりなる光学系と片持ちレバー104を
保持する移動機構106は同時に移動するものであり、
相対的位置は不変である。
【0018】照射されたレーザー光107は片持ちレバ
ー104の背で反射して2分割個のフォトダイオードよ
りなる光検出器110に達する。
【0019】このとき、バイモルフ振動子105によっ
て片持ちレバー104を振動させ、片持ちレバー104
の先端部に集光したレーザー光107を照射して、レー
ザー光107の反射光を2個分割のフォトダイオードよ
りなる光検出器110で検出する。すなわち、レーザー
光107の反射光を2個分割の各フォトダイオードでの
強度および周波数を検出比較することによって、片持ち
レバー104の振動周波数の変化を知ることができる。
【0020】強誘電体記録ディスク102は回転機構1
01によって1800rpmで回転している。
【0021】強誘電体記録媒体102と前記針状導電体
103の間に働く力は、強誘電体記録媒体の分域から発
生している漏洩電界によって生じる。
【0022】図2に示すように、強誘電体記録媒体の分
域201から発生している漏洩電界202は、情報のあ
る領域とない領域で逆転している。したがって、針状導
電体203に直流電源により負にバイアスを与えておく
と、針状導電体の強誘電体記録媒体側の極性と強誘電体
記録媒体の漏洩電界が異極であれば、針状導電体は吸引
される(図2(a))。同極であれば、反発する(図2
(b))。記録媒体を回転させると、強誘電体分域情報
の有無に応じて漏洩電界の極性が時間変化し、針状導電
体は吸引/反発を繰り返す。
【0023】片持ちレバー104の振動数の変化は、強
誘電体記録媒体に書き込まれた情報の列にもとづく針状
導電体103が受ける力の吸引/反発に応じて生じる。
この振動数の変化は、制御用コンピュータ111にフィ
ードバックされ、強誘電体記録媒体102と針状導電体
103の間の微小間隙を一定にするように調節される。
【0024】この周波数の変化を光学的に検知すること
によって、強誘電体記録媒体の記録情報を読み出すこと
ができる。
【0025】本発明により強誘電性分域径0.2mm、
ビット周期0.4mm、記録密度420Mb/cm2を達
成することができる。
【0026】上記した一例では、針状導電体と強誘電体
記録媒体との間の力による片持ちレバー104の振動数
の変化から、書き込まれている記録情報を読み取るとし
たが、バイモルフ振動子105による振動を与えること
なく、針状導電体103の強誘電体記録媒体側の極性に
よって生じる反発/吸引によって変形する片持ちレバー
104の先端部に集光したレーザー光107を照射して
おき、2数個のフォトダイオードを用いてレーザー光1
07の反射光の強度を検出比較する。これによって、片
持ちレバー104の変形を検知してもよい。これを光て
こ方式という。この変形が一定となるように、強誘電体
記録媒体保持機構を用いて針状導電体103と強誘電体
記録媒体の間の微小間隙を一定に調節保持する。この場
合、微小間隙を調節する電圧信号は、強誘電体記録装置
に書き込まれた情報に対応している。
【0027】図3は、本発明の第2の実施例の読み出し
機構の概略図である。1/2インチの強誘電体記録ディ
スク302は、強誘電体記録材料であるジルコン酸チタ
ン酸鉛を記録膜としてポリエステルフィルム上にスパッ
タ法によって蒸着したものである。針状導電体303は
白金棒を曲率半径200nmに電界研摩したものを用い
た。移動機構305により、針状導電体303を強誘電
体記録ディスク302上の所定の位置に移動する。
【0028】強誘電体記録ディスク302は回転機構3
01によって1800rpmで回転している。強誘電体
記録媒体と針状導電体303の間に働く力は、強誘電体
記録媒体の分域から発生している漏洩電界によって生じ
る。
【0029】強誘電体記録媒体に書き込まれた情報にも
とづく針状導電体303と強誘電体記録媒体の間に流れ
る電流(トンネル電流)の漏洩電界依存性を検出するこ
とができる。
【0030】図4に示すように、強誘電体記録媒体の分
域401から発生している漏洩電界402は情報のある
領域とない領域で逆転するように情報が記憶されている
場合、針状導電体303と強誘電体記録媒体302の間
に、正または負のバイアスを与えておくと、針状導電体
303の強誘電体記録媒体側の極性と強誘電体記録媒体
の漏洩電界が同極であれば、針状導電体303と強誘電
体記録媒体の間に流れる電流は小さい。異極であれば、
電流は大きい。記録媒体を回転させると強誘電体分域情
報の有無に応じて、漏洩電界の極性が時間変化し、針状
導電体303と強誘電体記録媒体の間に流れる電流は変
化する。この電流の変化が一定となるように、針状導電
体303と強誘電体記録媒体の間の微小間隙を一定とす
るように制御用コンピュータ308および保持機構30
5を用いて調節する。この場合の微小間隙を調節する電
圧信号は、強誘電体記録装置に書き込まれた情報に対応
している。
【0031】本発明により強誘電性分域径0.15m
m、ビット周期0.3mm、記録密度480Mb/cm2
を達成することができた。
【0032】
【発明の効果】本発明によれば、強誘電体を記録媒体と
する高密度情報記録装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例の強誘電体記録装置の構
造概略図
【図2】本発明の第1の実施例の部分拡大図
【図3】本発明の第2の実施例の強誘電体記録装置の構
造概略図
【図4】本発明の第2の実施例の部分拡大図
【符号の説明】
101 回転機構 102 強誘電体記録ディスク 103 針状導電体 104 片持ちレバー 105 バイモルフ振動子 106 移動機構 107 レーザー光 108 集光レンズ 109 レーザー光源 110 光検出器 111 コンピュータ 112 X軸制御装置 113 Y軸制御装置 114 出力

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 強誘電体記録媒体を保持する手段と、前
    記強誘電体記録媒体に微小間隙をおいて対向させて針状
    導電体を配置し、前記針状導電体を前記強誘電体記録媒
    体上の任意の位置に移動せしめる手段と、前記針状導電
    体に電圧バイアスを印加する手段と、前記強誘電体記録
    媒体に書き込まれた情報にもとづく前記針状導電体の位
    置の変化または前記針状導電体が受ける力の変化を検出
    する手段を有することを特徴とする強誘電体記録装置。
  2. 【請求項2】 強誘電体記録媒体を保持する手段と、前
    記強誘電体記録媒体に対向し微小間隙をおいて針状導電
    体を配置し、前記針状導電体を前記強誘電体記録媒体上
    の任意の位置に移動せしめる手段と、前記針状導電体に
    電圧バイアスを印加する手段と、前記強誘電体記録媒体
    に書き込まれた情報にもとづく前記針状導電体と前記強
    誘電体記録媒体の間に流れる電流を検出する手段を有す
    ることを特徴とする強誘電体記録装置。
  3. 【請求項3】 前記針状導電体は、片持ちレバーの自由
    端に取付けられ、前記検出手段は前記片持ちレバーの変
    形を光によって検出することを特徴とする請求項1また
    は2記載の強誘電体記録装置。
JP15738494A 1994-07-08 1994-07-08 強誘電体記録装置 Pending JPH0831027A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010011646A (ko) * 1999-07-29 2001-02-15 정선종 강유전체를 매체로 하는 정보 저장 장치
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US7869336B1 (en) 2003-10-31 2011-01-11 Samsung Electronics Co., Ltd. Data storage devices including conductive probes and ferroelectric storage medium and methods of operating the same

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