JPH08315433A - 情報処理装置および情報処理方法 - Google Patents
情報処理装置および情報処理方法Info
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- JPH08315433A JPH08315433A JP13989095A JP13989095A JPH08315433A JP H08315433 A JPH08315433 A JP H08315433A JP 13989095 A JP13989095 A JP 13989095A JP 13989095 A JP13989095 A JP 13989095A JP H08315433 A JPH08315433 A JP H08315433A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明は、探針先端の破壊が起こらず、記録ビ
ットの形成数に限界のない信頼性の高い情報処理装置お
よび情報処理方法を提供することを目的とするものであ
る。 【構成】本発明は上記目的を達成するために、導電性の
探針をこれに対向する記録媒体に対して走査し情報の記
録再生を行う情報処理装置において、導電性の基板上に
設けられた炭素化合物の記録層からなる記録媒体と、前
記探針と前記基板との間への電圧印加手段と、該電圧印
加手段の電圧印加に基づき前記探針と前記基板との間に
流れる電流によって発生する熱により、該探針が接触す
る部分の前記記録層の温度を上昇させ該記録層の探針と
の接触部分を炭化させて記録ビットを形成する記録ビッ
ト形成手段とにより、その接触部を炭化して導電性を増
大させ記録ビットを形成するようにし、探針先端に破壊
の起こらない信頼性の高い情報処理装置を実現したもの
である。
ットの形成数に限界のない信頼性の高い情報処理装置お
よび情報処理方法を提供することを目的とするものであ
る。 【構成】本発明は上記目的を達成するために、導電性の
探針をこれに対向する記録媒体に対して走査し情報の記
録再生を行う情報処理装置において、導電性の基板上に
設けられた炭素化合物の記録層からなる記録媒体と、前
記探針と前記基板との間への電圧印加手段と、該電圧印
加手段の電圧印加に基づき前記探針と前記基板との間に
流れる電流によって発生する熱により、該探針が接触す
る部分の前記記録層の温度を上昇させ該記録層の探針と
の接触部分を炭化させて記録ビットを形成する記録ビッ
ト形成手段とにより、その接触部を炭化して導電性を増
大させ記録ビットを形成するようにし、探針先端に破壊
の起こらない信頼性の高い情報処理装置を実現したもの
である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は走査型プローブ顕微鏡の
構成を応用し、情報の記録再生を行う情報処理装置およ
び情報処理方法に関するものである。
構成を応用し、情報の記録再生を行う情報処理装置およ
び情報処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、米国特許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４
７２４３１８号明細書）。このＳＴＭの原理を応用し、
ＳＴＭ構成でトンネル電流を一定にするように記録媒体
−探針間隔をフィードバック制御しながら、記録媒体に
探針をアクセスし、間に電圧を印加し、原子・分子スケ
ールのビットサイズの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（米国
特許第４５７５８２２号明細書、特開昭６３−１６１５
５２号公報、特開昭６３−１６１５５３号公報）。ま
た、ＳＴＭとＡＦＭとを組み合わせた装置構成を用い、
探針を記録媒体に接触させた状態で間に電圧を印加する
ことにより記録を行い、ＡＦＭの原理を用いて記録ビッ
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ＡＦＭの原理を応
用して行う記録再生装置、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先端を記録媒体表面
をならわ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４−３２１９５５号
公報）。このようなＳＴＭやＡＦＭの原理を用いた高密
度メモリーの記録方式の一つとして、最近、探針と試料
基板との間に電界を印加し、静電力や電界蒸発などの電
界効果を用い、探針先端から探針材料を基板表面に移動
・付着させることにより記録ビットを形成する方法が示
されている（Ｍａｍｉｎ他 Ｐｈｙｓ．Ｒｅｖ．Ｌｅｔ
ｔ．ｖｏｌ．６５（１９９０）ｐｐ．２４１８、Ｈｏｓ
ａｋａ他 Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．ｖｏｌ．
３２（１９９３）ｐｐ．Ｌ４６４）。
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４
７２４３１８号明細書）。このＳＴＭの原理を応用し、
ＳＴＭ構成でトンネル電流を一定にするように記録媒体
−探針間隔をフィードバック制御しながら、記録媒体に
探針をアクセスし、間に電圧を印加し、原子・分子スケ
ールのビットサイズの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（米国
特許第４５７５８２２号明細書、特開昭６３−１６１５
５２号公報、特開昭６３−１６１５５３号公報）。ま
た、ＳＴＭとＡＦＭとを組み合わせた装置構成を用い、
探針を記録媒体に接触させた状態で間に電圧を印加する
ことにより記録を行い、ＡＦＭの原理を用いて記録ビッ
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ＡＦＭの原理を応
用して行う記録再生装置、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先端を記録媒体表面
をならわ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４−３２１９５５号
公報）。このようなＳＴＭやＡＦＭの原理を用いた高密
度メモリーの記録方式の一つとして、最近、探針と試料
基板との間に電界を印加し、静電力や電界蒸発などの電
界効果を用い、探針先端から探針材料を基板表面に移動
・付着させることにより記録ビットを形成する方法が示
されている（Ｍａｍｉｎ他 Ｐｈｙｓ．Ｒｅｖ．Ｌｅｔ
ｔ．ｖｏｌ．６５（１９９０）ｐｐ．２４１８、Ｈｏｓ
ａｋａ他 Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．ｖｏｌ．
３２（１９９３）ｐｐ．Ｌ４６４）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような静電力や電界蒸発などの電界効果を用い、探針先
端から探針材料を基板表面に移動・付着させることによ
り記録ビットを形成する方法では次のような問題があっ
た。すなわち、この記録ビットを形成方法は、上記した
ように探針先端材料を基板表面に移動・付着させるとい
うメカニズムであるため、本質的に探針先端の破壊が進
行し、多数の記録ビットを形成していくと、除々に探針
先端材料が減少していく。このため、記録ビットの形成
数に限界があり、また、探針先端の破壊が進むにつれ、
記録ビットの形成確率が低下し、メモリー装置としての
信頼性低下を生じるという問題があった。さらに、探針
先端材料が基板側に移動するため、ビット記録毎に探針
先端の形状が変化し、探針上で基板との間で電界が加わ
る位置が変化し、図４ａに示すように、基板上の記録ビ
ット位置に横方向の位置ずれを生じたり、また、探針先
端形状の変化により、ビット形状・ビット径・ビット高
さがばらついてしまうことがあった。この結果、情報再
生の際、ビット列のトラッキング動作が不安定になった
り、ビット検出が不安定になったりし、図４ｂの記録ビ
ットの再生信号波形図に示されるように、メモリー装置
としての信頼性が低下してしまうという問題があった。
ような静電力や電界蒸発などの電界効果を用い、探針先
端から探針材料を基板表面に移動・付着させることによ
り記録ビットを形成する方法では次のような問題があっ
た。すなわち、この記録ビットを形成方法は、上記した
ように探針先端材料を基板表面に移動・付着させるとい
うメカニズムであるため、本質的に探針先端の破壊が進
行し、多数の記録ビットを形成していくと、除々に探針
先端材料が減少していく。このため、記録ビットの形成
数に限界があり、また、探針先端の破壊が進むにつれ、
記録ビットの形成確率が低下し、メモリー装置としての
信頼性低下を生じるという問題があった。さらに、探針
先端材料が基板側に移動するため、ビット記録毎に探針
先端の形状が変化し、探針上で基板との間で電界が加わ
る位置が変化し、図４ａに示すように、基板上の記録ビ
ット位置に横方向の位置ずれを生じたり、また、探針先
端形状の変化により、ビット形状・ビット径・ビット高
さがばらついてしまうことがあった。この結果、情報再
生の際、ビット列のトラッキング動作が不安定になった
り、ビット検出が不安定になったりし、図４ｂの記録ビ
ットの再生信号波形図に示されるように、メモリー装置
としての信頼性が低下してしまうという問題があった。
【０００４】そこで、本発明は、上記問題を解決し、探
針先端の破壊が起こらず、記録ビットの形成数に限界の
ない信頼性の高い情報処理装置および情報処理方法を提
供することを目的とするものである。
針先端の破壊が起こらず、記録ビットの形成数に限界の
ない信頼性の高い情報処理装置および情報処理方法を提
供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題を解
決するため、導電性の探針をこれに対向する記録媒体に
対して走査し情報の記録再生を行う情報処理装置におい
て、導電性の基板上に設けられた炭素化合物の記録層か
らなる記録媒体と、前記探針と前記基板との間への電圧
印加手段と、該電圧印加手段の電圧印加に基づき前記探
針と前記基板との間に流れる電流によって発生する熱に
より、該探針が接触する部分の前記記録層の温度を上昇
させ該記録層の探針との接触部分を炭化させて記録ビッ
トを形成する記録ビット形成手段とにより、その接触部
を炭化して導電性を増大させ記録ビットを形成するよう
にし、探針先端に破壊の起こらない信頼性の高い情報処
理装置を実現したものである。本発明においては、前記
探針と前記基板の熱的破壊を防止するため、それらを１
０００℃以上の融点を有する導電性材料で構成すること
が好ましい。また、本発明においては、その熱的破壊を
防止すると共に記録層の炭化を促進するため、前記探針
と前記基板と前記電圧印加手段とからなる電気回路ルー
プ中に、電流制限電気抵抗を挿入し、その値が前記電圧
印加中に流れる電流によって発生する熱により該記録
層、該基板、該探針のいずれかが熱的破壊するしきい値
に対応する第１の電流しきい値に電流を制限する電気抵
抗の第１のしきい値より大きい値で、かつ、該電圧印加
中に流れる電流により発生する熱により前記記録媒体が
炭化するしきい値に対応する第２の電流しきい値に電流
を制限する電気抵抗の第２のしきい値より小さい値の範
囲から選択し、例えば、前記電圧印加時に流れる電流に
よる前記温度上昇が５００〜１０００℃の範囲となるよ
うに構成することができる。本発明の探針は、弾性体に
より支特され、その先端を前記記録媒体表面に接触させ
て走査するように構成することができ、また、この情報
処理装置は前記電圧印加手段の電圧印加に基づき前記探
針と前記基板との間に流れる電流を検出する電流検出手
段と、該電流検出手段から出力される電流検出信号の変
化から前記記録層に形成された記録ビットを検出する情
報再生のための信号処理手段とによる接触電流再生装置
を構成することができる。さらに、本発明においては、
電圧印加手段の電圧印加に基づき前記探針と前記基板と
の間に流れる電流によって発生する熱により、炭素化合
物の記録層からなる記録媒体に対して該探針が接触する
部分の該記録層の温度を上昇させ、該記録層の探針との
接触部分を炭化させて該部の導電性を増大させることに
より記録ビットを形成する情報処理方法を構成すること
ができる。
決するため、導電性の探針をこれに対向する記録媒体に
対して走査し情報の記録再生を行う情報処理装置におい
て、導電性の基板上に設けられた炭素化合物の記録層か
らなる記録媒体と、前記探針と前記基板との間への電圧
印加手段と、該電圧印加手段の電圧印加に基づき前記探
針と前記基板との間に流れる電流によって発生する熱に
より、該探針が接触する部分の前記記録層の温度を上昇
させ該記録層の探針との接触部分を炭化させて記録ビッ
トを形成する記録ビット形成手段とにより、その接触部
を炭化して導電性を増大させ記録ビットを形成するよう
にし、探針先端に破壊の起こらない信頼性の高い情報処
理装置を実現したものである。本発明においては、前記
探針と前記基板の熱的破壊を防止するため、それらを１
０００℃以上の融点を有する導電性材料で構成すること
が好ましい。また、本発明においては、その熱的破壊を
防止すると共に記録層の炭化を促進するため、前記探針
と前記基板と前記電圧印加手段とからなる電気回路ルー
プ中に、電流制限電気抵抗を挿入し、その値が前記電圧
印加中に流れる電流によって発生する熱により該記録
層、該基板、該探針のいずれかが熱的破壊するしきい値
に対応する第１の電流しきい値に電流を制限する電気抵
抗の第１のしきい値より大きい値で、かつ、該電圧印加
中に流れる電流により発生する熱により前記記録媒体が
炭化するしきい値に対応する第２の電流しきい値に電流
を制限する電気抵抗の第２のしきい値より小さい値の範
囲から選択し、例えば、前記電圧印加時に流れる電流に
よる前記温度上昇が５００〜１０００℃の範囲となるよ
うに構成することができる。本発明の探針は、弾性体に
より支特され、その先端を前記記録媒体表面に接触させ
て走査するように構成することができ、また、この情報
処理装置は前記電圧印加手段の電圧印加に基づき前記探
針と前記基板との間に流れる電流を検出する電流検出手
段と、該電流検出手段から出力される電流検出信号の変
化から前記記録層に形成された記録ビットを検出する情
報再生のための信号処理手段とによる接触電流再生装置
を構成することができる。さらに、本発明においては、
電圧印加手段の電圧印加に基づき前記探針と前記基板と
の間に流れる電流によって発生する熱により、炭素化合
物の記録層からなる記録媒体に対して該探針が接触する
部分の該記録層の温度を上昇させ、該記録層の探針との
接触部分を炭化させて該部の導電性を増大させることに
より記録ビットを形成する情報処理方法を構成すること
ができる。
【０００６】
【作用】本発明は、上記したように、温度上昇により炭
化が起こるような記録層材料を用い、記録時の電流で熱
を発生させ、局所的に炭化を起こし記録ビットを形成す
ることにより、探針先端の破壊が起こらず、数に限界の
ない記録ビットの形成が可能となる。また、探針先端の
破壊がないため、記録ビットの形成確率が低下すること
がなく、信頼性の高い情報記録再生装置を構成すること
ができる。また、ビット記録毎に探針先端の形状が変化
することもないため、探針上で基板との間で電界が加わ
る位置の変化がなく、基板上の記録ビット位置に横方向
の位置ずれをなくすことができる。さらに、電流制限抵
抗の挿入により、ビット形状・ビット径・ビット高さの
ばらつきをなくすことができ、情報再生の際におけるビ
ット列のトラッキング動作およびビット検出が安定にな
り、その信頼性が向上する。
化が起こるような記録層材料を用い、記録時の電流で熱
を発生させ、局所的に炭化を起こし記録ビットを形成す
ることにより、探針先端の破壊が起こらず、数に限界の
ない記録ビットの形成が可能となる。また、探針先端の
破壊がないため、記録ビットの形成確率が低下すること
がなく、信頼性の高い情報記録再生装置を構成すること
ができる。また、ビット記録毎に探針先端の形状が変化
することもないため、探針上で基板との間で電界が加わ
る位置の変化がなく、基板上の記録ビット位置に横方向
の位置ずれをなくすことができる。さらに、電流制限抵
抗の挿入により、ビット形状・ビット径・ビット高さの
ばらつきをなくすことができ、情報再生の際におけるビ
ット列のトラッキング動作およびビット検出が安定にな
り、その信頼性が向上する。
【０００７】
【実施例】以下に本発明の内容を図１〜図４に示した実
施例に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の実施
例である情報記録再生装置の構成を示す図である。図１
において、ホストコンピュータ１０６の制御により、ｘ
ｙｚ駆動回路１１０からの信号をもとに、ｘｙｚ駆動機
構１１１を駆動し、探針１０３の先端を記録媒体１０４
表面上の記録を行う所定の位置に近接させる。ここで、
同様にホストコンピュータ１０６の制御を受けて、記録
制御信号回路１０７からパルス電圧源１０８に記録制御
信号を送り、パルス電圧源１０８により記録パルス電圧
を探針１０３と記録媒体１０４との間に印加し、記録媒
体１０４に記録ビットを形成し、情報の記録を行う。探
針１０３は弾性体からなるレバー１０６によって支持さ
れており、探針１０３先端は記録媒体１０４表面に対し
て１０-7〜１０-9Ｎ程度の斥力が作用する程度に接触し
ている。記録再生時における記録媒体１０４に対する探
針１０３の走査の際は、レバー１０６の弾性変形によ
り、探針１０３が記録媒体１０４表面のうねりに沿って
ならうように走査される。探針は常に記録層に接触した
状態にあるため、探針と基板との間隔を調節して電流値
を調節することは難しい。そこで、記録時に探針１０３
と記録媒体１０４との間に流れる電流値が適切な範囲に
なるように調節するために、電流制限電気抵抗１０９
を、図のように探針１０３−記録媒体１０４−パルス電
圧源１０８からなる電気回路ループ中に挿入する。
施例に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の実施
例である情報記録再生装置の構成を示す図である。図１
において、ホストコンピュータ１０６の制御により、ｘ
ｙｚ駆動回路１１０からの信号をもとに、ｘｙｚ駆動機
構１１１を駆動し、探針１０３の先端を記録媒体１０４
表面上の記録を行う所定の位置に近接させる。ここで、
同様にホストコンピュータ１０６の制御を受けて、記録
制御信号回路１０７からパルス電圧源１０８に記録制御
信号を送り、パルス電圧源１０８により記録パルス電圧
を探針１０３と記録媒体１０４との間に印加し、記録媒
体１０４に記録ビットを形成し、情報の記録を行う。探
針１０３は弾性体からなるレバー１０６によって支持さ
れており、探針１０３先端は記録媒体１０４表面に対し
て１０-7〜１０-9Ｎ程度の斥力が作用する程度に接触し
ている。記録再生時における記録媒体１０４に対する探
針１０３の走査の際は、レバー１０６の弾性変形によ
り、探針１０３が記録媒体１０４表面のうねりに沿って
ならうように走査される。探針は常に記録層に接触した
状態にあるため、探針と基板との間隔を調節して電流値
を調節することは難しい。そこで、記録時に探針１０３
と記録媒体１０４との間に流れる電流値が適切な範囲に
なるように調節するために、電流制限電気抵抗１０９
を、図のように探針１０３−記録媒体１０４−パルス電
圧源１０８からなる電気回路ループ中に挿入する。
【０００８】以下、図２を用いて、本発明の記録方法の
詳細について説明する。図２に示すように、記録媒体２
０１は導電性を有する基板２０２上に記録層２０３を設
けたものから成り立っている。記録層２０３の材料とし
ては、温度上昇により、炭化が起こるようなものを選
ぶ。具体的には、炭素を骨格とする炭素化合物が好まし
く、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチ
レン、ポリメタクリル酸メチルなどのポリオレフィンが
挙げられる。これら炭素化合物の炭化温度は物質により
異なるが、ほとんどのものが５００〜１０００℃の範囲
にある。探針２０４、基板２０２の材料としては、記録
時の５００〜１０００℃程度の温度上昇によって熱的破
壊を受けないように１０００℃以上の融点を有する導電
性材料、例えば、Ａｕ、Ｐｔ、Ｉｒ、Ｗ、Ｓｉ、ＧａＡ
ｓ等の金属・半導体を用いればよい。
詳細について説明する。図２に示すように、記録媒体２
０１は導電性を有する基板２０２上に記録層２０３を設
けたものから成り立っている。記録層２０３の材料とし
ては、温度上昇により、炭化が起こるようなものを選
ぶ。具体的には、炭素を骨格とする炭素化合物が好まし
く、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチ
レン、ポリメタクリル酸メチルなどのポリオレフィンが
挙げられる。これら炭素化合物の炭化温度は物質により
異なるが、ほとんどのものが５００〜１０００℃の範囲
にある。探針２０４、基板２０２の材料としては、記録
時の５００〜１０００℃程度の温度上昇によって熱的破
壊を受けないように１０００℃以上の融点を有する導電
性材料、例えば、Ａｕ、Ｐｔ、Ｉｒ、Ｗ、Ｓｉ、ＧａＡ
ｓ等の金属・半導体を用いればよい。
【０００９】記録層２０３の厚さは、電圧印加の際に電
流が十分流れる程度の厚さ、具体的には１０ｎｍ以下の
厚さが望ましい。このように基板２０２上に１０ｎｍ以
下の薄膜の記録層２０３を形成する方法として、真空蒸
着法を用いることが可能である。
流が十分流れる程度の厚さ、具体的には１０ｎｍ以下の
厚さが望ましい。このように基板２０２上に１０ｎｍ以
下の薄膜の記録層２０３を形成する方法として、真空蒸
着法を用いることが可能である。
【００１０】以上のように作製した記録媒体２０１上の
記録層２０３表面に対し、探針２０４先端を接触させ、
記録パルス電圧印加を行って、探針２０４と基板２０３
との間に電流２０５を流す。この電流２０５によって発
生する熱により、記録層２０３の温度を局所的に５００
〜１０００℃まで上昇させ、記録層２０３を局所的に炭
化する。ポリジアセチレン等一部を除いて、炭素化合物
は一般的に絶縁性を示すものが多く、炭化が起こること
により導電性が増大する。このように炭化を起こすこと
により、局所的に導電性が増大した記録ビット２０６を
形成する。記録時には、電流が流れる際に発生する熱に
より記録層材料が炭化する温度まで温度上昇させるが、
あまり温度が高くなり過ぎると、記録層２０３が蒸発し
たり、記録層２０３に接している探針２０４、基板２０
２が熱溶融したり、蒸発したり等の熱的破壊が起こって
しまう。したがって、記録層２０３の温度上昇は、この
ような熱的破壊を生じる温度よりも小さくなるようにす
る必要がある。そこで記録時に探針２０４−基板２０３
間に流す電流の大きさを調節するための電流制限電気抵
抗２０７の大きさを次のように選ぶ。
記録層２０３表面に対し、探針２０４先端を接触させ、
記録パルス電圧印加を行って、探針２０４と基板２０３
との間に電流２０５を流す。この電流２０５によって発
生する熱により、記録層２０３の温度を局所的に５００
〜１０００℃まで上昇させ、記録層２０３を局所的に炭
化する。ポリジアセチレン等一部を除いて、炭素化合物
は一般的に絶縁性を示すものが多く、炭化が起こること
により導電性が増大する。このように炭化を起こすこと
により、局所的に導電性が増大した記録ビット２０６を
形成する。記録時には、電流が流れる際に発生する熱に
より記録層材料が炭化する温度まで温度上昇させるが、
あまり温度が高くなり過ぎると、記録層２０３が蒸発し
たり、記録層２０３に接している探針２０４、基板２０
２が熱溶融したり、蒸発したり等の熱的破壊が起こって
しまう。したがって、記録層２０３の温度上昇は、この
ような熱的破壊を生じる温度よりも小さくなるようにす
る必要がある。そこで記録時に探針２０４−基板２０３
間に流す電流の大きさを調節するための電流制限電気抵
抗２０７の大きさを次のように選ぶ。
【００１１】すなわち、電圧印加中に流れる電流によっ
て発生する熱により該記録層、該基板、該探針のいずれ
かが熱的破壊するしきい値に対応する第１の電流しきい
値に電流を制限する電気抵抗の第１のしきい値より大き
く、該電圧印加中に流れる電流により発生する熱により
前記記録媒体が炭化するしきい値に対応する第２の電流
しきい値に電流を制限する電気抵抗の第２のしきい値よ
り小さい値の範囲から選択すればよい。このようにし
て、前記電圧印加時に流れる電流による前記温度上昇が
５００〜１０００℃の範囲となるように構成することが
できる。このような電流制限電気抵抗の最適値は、探針
・記録層・基板の材料や印加電圧により少しずつ異なる
が大体１００ｋ〜１０ＭΩの間が最適となる。
て発生する熱により該記録層、該基板、該探針のいずれ
かが熱的破壊するしきい値に対応する第１の電流しきい
値に電流を制限する電気抵抗の第１のしきい値より大き
く、該電圧印加中に流れる電流により発生する熱により
前記記録媒体が炭化するしきい値に対応する第２の電流
しきい値に電流を制限する電気抵抗の第２のしきい値よ
り小さい値の範囲から選択すればよい。このようにし
て、前記電圧印加時に流れる電流による前記温度上昇が
５００〜１０００℃の範囲となるように構成することが
できる。このような電流制限電気抵抗の最適値は、探針
・記録層・基板の材料や印加電圧により少しずつ異なる
が大体１００ｋ〜１０ＭΩの間が最適となる。
【００１２】以上のように情報記録を行なった記録媒体
からの情報再生について説明する。図１において、記録
時と同様にｘｙｚ駆動機構１１１を駆動し、記録媒体１
０４に対し探針１０３の走査を行い、記録ビットを検出
することにより、情報の再生を行う。この記録ビットの
検出方法は接触電流を検出することにより行う。これ
は、図１に示すように、バイアス電圧源１０１により、
バイアス電圧を探針１０３−記録媒体１０４間に印加
し、探針１０３−記録媒体１０４間に流れる接触電流を
電流検出回路１０２で検出し、記録ビットを検出するも
のである。図３に示すように、記録媒体上の記録ビット
の部分では、記録層に局所的な導電性の増大部分を形成
しているため、記録ビット非形成部分に比べ、探針先端
と基板との間の電気抵抗が小さくなり、接触電流が増大
する。この接触電流の増大変化を電流検出回路１０２で
検出し、この検出信号を再生信号処理回路１０５で処理
して、記録ビット検出信号、すなわち再生信号とし、ホ
ストコンピュータ１０６に入力する。
からの情報再生について説明する。図１において、記録
時と同様にｘｙｚ駆動機構１１１を駆動し、記録媒体１
０４に対し探針１０３の走査を行い、記録ビットを検出
することにより、情報の再生を行う。この記録ビットの
検出方法は接触電流を検出することにより行う。これ
は、図１に示すように、バイアス電圧源１０１により、
バイアス電圧を探針１０３−記録媒体１０４間に印加
し、探針１０３−記録媒体１０４間に流れる接触電流を
電流検出回路１０２で検出し、記録ビットを検出するも
のである。図３に示すように、記録媒体上の記録ビット
の部分では、記録層に局所的な導電性の増大部分を形成
しているため、記録ビット非形成部分に比べ、探針先端
と基板との間の電気抵抗が小さくなり、接触電流が増大
する。この接触電流の増大変化を電流検出回路１０２で
検出し、この検出信号を再生信号処理回路１０５で処理
して、記録ビット検出信号、すなわち再生信号とし、ホ
ストコンピュータ１０６に入力する。
【００１３】
【発明の効果】本発明は、以上のように、温度上昇によ
り炭化が起こるような記録層材料を用い、記録時の電流
で熱を発生させ、局所的に炭化を起こし記録ビットを形
成するようにしたものであるから、探針先端の破壊が防
止され、記録ビットの形成数に限界のない情報記録再生
装置を実現することができる。また、探針先端の破壊が
ないため、記録ビットの形成確率が低下することがな
く、その信頼性を向上することがてきると共に、ビット
記録毎に探針先端の形状が変化することもないため、探
針上で基板との間で電界が加わる位置の変化がなく、基
板上の記録ビット位置に横方向の位置ずれをなくすこと
ができる。さらに、探針と基板と電圧印加手段とからな
る電気回路ループ中に、電流制限抵抗を挿入する構成を
採用することにより、ビット形状・ビット径・ビット高
さのばらつきをなくし、情報再生の際におけるビット列
のトラッキング動作およびビット検出を安定して行うこ
とができ、情報記録再生装置の信頼性を向上させること
ができる。
り炭化が起こるような記録層材料を用い、記録時の電流
で熱を発生させ、局所的に炭化を起こし記録ビットを形
成するようにしたものであるから、探針先端の破壊が防
止され、記録ビットの形成数に限界のない情報記録再生
装置を実現することができる。また、探針先端の破壊が
ないため、記録ビットの形成確率が低下することがな
く、その信頼性を向上することがてきると共に、ビット
記録毎に探針先端の形状が変化することもないため、探
針上で基板との間で電界が加わる位置の変化がなく、基
板上の記録ビット位置に横方向の位置ずれをなくすこと
ができる。さらに、探針と基板と電圧印加手段とからな
る電気回路ループ中に、電流制限抵抗を挿入する構成を
採用することにより、ビット形状・ビット径・ビット高
さのばらつきをなくし、情報再生の際におけるビット列
のトラッキング動作およびビット検出を安定して行うこ
とができ、情報記録再生装置の信頼性を向上させること
ができる。
【図１】本発明における情報記録再生装置の構成図であ
る。
る。
【図２】本発明における記録方法の説明図である。
【図３】本発明における再生方法の説明図である。
【図４】従来のメモリー装置における記録ビットの並
び、および信号波形の説明図である。
び、および信号波形の説明図である。
１０１：バイアス電圧源 １０２：電流検出回路 １０３：探針 １０４：記録媒体 １０５：再生信号処理回路 １０６：レバー １０７：記録制御信号回路 １０８：パルス電圧源 １０９：電流制限電気抵抗 １１０：ｘｙｚ駆動回路 １１１：ｘｙｚ駆動機構 ２０１：記録媒体 ２０２：基板 ２０３：記録層 ２０４：探針 ２０５：電流 ２０６：記録ビット ２０７：電流制限電気抵抗 ３０１：記録ビット
Claims (9)
- 【請求項１】 導電性の探針をこれに対向する記録媒体
に対して走査し情報の記録再生を行う情報処理装置にお
いて、導電性の基板上に設けられた炭素化合物の記録層
からなる記録媒体と、前記探針と前記基板との間への電
圧印加手段と、該電圧印加手段の電圧印加に基づき前記
探針と前記基板との間に流れる電流によって発生する熱
により、該探針が接触する部分の前記記録層の温度を上
昇させ該記録層の探針との接触部分を炭化させて記録ビ
ットを形成する記録ビット形成手段とを有することを特
徴とする情報処理装置。 - 【請求項２】 前記探針と前記基板とは、それぞれ１０
００℃以上の融点を有する導電性材料で構成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の情報処理装置。 - 【請求項３】 前記探針と前記基板と前記電圧印加手段
とからなる電気回路ループ中に、電流制限電気抵抗を有
することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の
情報処理生装置。 - 【請求項４】 前記電流制限電気抵抗は、その値が前記
電圧印加中に流れる電流によって発生する熱により該記
録層、該基板、該探針のいずれかが熱的破壊するしきい
値に対応する第１の電流しきい値に電流を制限する電気
抵抗の第１のしきい値より大きい値で、かつ、該電圧印
加中に流れる電流により発生する熱により前記記録媒体
が炭化するしきい値に対応する第２の電流しきい値に電
流を制限する電気抵抗の第２のしきい値より小さい値の
範囲から選択されることを特徴とする請求項３に記載の
情報処理装置。 - 【請求項５】 前記電流制限抵抗の値が、１００ｋΩと
１０ＭΩの間の範囲から選択される値であることを特徴
とする請求項４に記載の情報処理装置。 - 【請求項６】 前記探針は、弾性体により支特され、そ
の先端を前記記録媒体表面に接触させて走査するように
構成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれ
か１項に記載の情報処理装置。 - 【請求項７】 前記情報処理装置は、前記電圧印加手段
の電圧印加に基づき前記探針と前記基板との間に流れる
電流を検出する電流検出手段と、該電流検出手段から出
力される電流検出信号の変化から前記記録層に形成され
た記録ビットを検出する情報再生のための信号処理手段
とを有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１
項に記載の情報処理装置。 - 【請求項８】 導電性の探針を、これに対向する導電性
の基板上に設けられた記録媒体に対して走査し情報の記
録再生を行う情報処理方法において、電圧印加手段の電
圧印加に基づき前記探針と前記基板との間に流れる電流
によって発生する熱により、炭素化合物の記録層からな
る記録媒体に対して該探針が接触する部分の該記録層の
温度を上昇させ、該記録層の探針との接触部分を炭化さ
せて該部の導電性を増大させることにより記録ビットを
形成するようにしたことを特徴とする情報処理方法。 - 【請求項９】 前記探針と前記基板と前記電圧印加手段
とからなる電気回路ループ中に、電流制限電気抵抗を挿
入し前記電圧印加時の電流による前記温度上昇が５００
〜１０００℃の範囲となるようにしたことを特徴とする
請求項８に記載の情報処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13989095A JPH08315433A (ja) | 1995-05-15 | 1995-05-15 | 情報処理装置および情報処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13989095A JPH08315433A (ja) | 1995-05-15 | 1995-05-15 | 情報処理装置および情報処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08315433A true JPH08315433A (ja) | 1996-11-29 |
Family
ID=15255994
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13989095A Pending JPH08315433A (ja) | 1995-05-15 | 1995-05-15 | 情報処理装置および情報処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08315433A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1154422A2 (en) * | 2000-05-10 | 2001-11-14 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Rewritable data storage using carbonaceous material and writing/reading method therof |
| KR100425338B1 (ko) * | 1997-05-22 | 2005-02-23 | 삼성전자주식회사 | 산화를이용한고밀도기록매체및그구동방법 |
| KR100468823B1 (ko) * | 1998-02-04 | 2005-04-06 | 삼성전자주식회사 | 다이아몬드팁을이용한고밀도데이터저장장치및그작동방법 |
-
1995
- 1995-05-15 JP JP13989095A patent/JPH08315433A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100425338B1 (ko) * | 1997-05-22 | 2005-02-23 | 삼성전자주식회사 | 산화를이용한고밀도기록매체및그구동방법 |
| KR100468823B1 (ko) * | 1998-02-04 | 2005-04-06 | 삼성전자주식회사 | 다이아몬드팁을이용한고밀도데이터저장장치및그작동방법 |
| EP1154422A2 (en) * | 2000-05-10 | 2001-11-14 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Rewritable data storage using carbonaceous material and writing/reading method therof |
| EP1154422A3 (en) * | 2000-05-10 | 2003-07-02 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Rewritable data storage using carbonaceous material and writing/reading method therof |
| US7020064B2 (en) | 2000-05-10 | 2006-03-28 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Rewritable data storage using carbonaceous material and writing/reading method thereof |
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