JPH10112083A - 情報記録装置および情報記録方法 - Google Patents
情報記録装置および情報記録方法Info
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- JPH10112083A JPH10112083A JP8265895A JP26589596A JPH10112083A JP H10112083 A JPH10112083 A JP H10112083A JP 8265895 A JP8265895 A JP 8265895A JP 26589596 A JP26589596 A JP 26589596A JP H10112083 A JPH10112083 A JP H10112083A
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- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y10/00—Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
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- Semiconductor Memories (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 導電性探針が接触走査中に記録媒体表面を磨
耗により損傷させることを防ぎ、さらに書き込みや消去
に必要な電圧を低減することができ、耐久性の高い超高
密度記録装置および超高密度記録方法を提供することを
目的とする。 【解決手段】 カンチレバー１先端部に設けられた導電
性探針２をアモルファス半導体薄膜４とダイヤモンド薄
膜５で構成された記録媒体６表面に接触させた状態で、
導電性探針２と記録媒体６との間に電圧を印加して、デ
ータ・ビットを記録する情報記録装置である。
耗により損傷させることを防ぎ、さらに書き込みや消去
に必要な電圧を低減することができ、耐久性の高い超高
密度記録装置および超高密度記録方法を提供することを
目的とする。 【解決手段】 カンチレバー１先端部に設けられた導電
性探針２をアモルファス半導体薄膜４とダイヤモンド薄
膜５で構成された記録媒体６表面に接触させた状態で、
導電性探針２と記録媒体６との間に電圧を印加して、デ
ータ・ビットを記録する情報記録装置である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、原子間力顕微鏡
（以下「ＡＦＭ」称する）技術を応用した情報記録装置
およびそれを用いた情報記録方法に関するものである。
（以下「ＡＦＭ」称する）技術を応用した情報記録装置
およびそれを用いた情報記録方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】現在、実用化されている情報の記録方法
の代表例としては、下記に示す４種類の方法が挙げられ
る。
の代表例としては、下記に示す４種類の方法が挙げられ
る。
【０００３】まず第１に、磁気テープ、磁気ディスク等
の強磁性体微粒子の磁化方向を変化させ、あるいは検出
することにより情報の記録、再生を行う磁気記録方法、
第２に、光ディスク等のディスク上に形成されたピット
をレーザー光を利用してピックアップする光記録方法、
第３に磁気カー効果やファラデー効果などの磁気光学効
果を有する光磁気膜にレーザー光と外部磁場を利用して
記録、再生を行う光磁気記録方法、第４に、結晶相とア
モルファス相をレーザー光の熱エネルギーによって制御
し、それらの間の屈折率の違いをレーザー光で検出する
相変化記録方法である。
の強磁性体微粒子の磁化方向を変化させ、あるいは検出
することにより情報の記録、再生を行う磁気記録方法、
第２に、光ディスク等のディスク上に形成されたピット
をレーザー光を利用してピックアップする光記録方法、
第３に磁気カー効果やファラデー効果などの磁気光学効
果を有する光磁気膜にレーザー光と外部磁場を利用して
記録、再生を行う光磁気記録方法、第４に、結晶相とア
モルファス相をレーザー光の熱エネルギーによって制御
し、それらの間の屈折率の違いをレーザー光で検出する
相変化記録方法である。
【０００４】上記の４種類の記録技術はすべて記録密度
の向上を目指しているものであるが、いずれも記録密度
の向上に関しては原理的に限界を有している。例えば、
第１の方法である磁気記録方法の場合には、磁性材料の
磁化状態を利用して記録するために、磁区の微小化と検
出信号の微弱化との兼ね合いから記録密度には限界があ
る。また、第２の方法である光記録方法の場合には、記
録、再生できるピット径はレーザー光の集光スポット径
に依存するが、このスポット径は、レーザー光の波長に
より制限される。さらに、第３及び第４の方法である光
磁気記録方法、相変化記録方法に関しても、レーザー光
を利用して記録を行うために、上記の第２の方法と同様
の理由から限界がある。
の向上を目指しているものであるが、いずれも記録密度
の向上に関しては原理的に限界を有している。例えば、
第１の方法である磁気記録方法の場合には、磁性材料の
磁化状態を利用して記録するために、磁区の微小化と検
出信号の微弱化との兼ね合いから記録密度には限界があ
る。また、第２の方法である光記録方法の場合には、記
録、再生できるピット径はレーザー光の集光スポット径
に依存するが、このスポット径は、レーザー光の波長に
より制限される。さらに、第３及び第４の方法である光
磁気記録方法、相変化記録方法に関しても、レーザー光
を利用して記録を行うために、上記の第２の方法と同様
の理由から限界がある。
【０００５】以上のような、記録の高密度化への課題を
解決するために、近年、走査トンネル顕微鏡（以下「Ｓ
ＴＭ」という）やＡＦＭなどの走査型プローブ顕微鏡
（以下「ＳＰＭ」という）技術を応用した超高密度記録
方法が提案されている。これは、記録媒体の表面形状に
変化を生じさせたり、表面の物理的性質に変化を与える
ことにより情報を記録するというものである。
解決するために、近年、走査トンネル顕微鏡（以下「Ｓ
ＴＭ」という）やＡＦＭなどの走査型プローブ顕微鏡
（以下「ＳＰＭ」という）技術を応用した超高密度記録
方法が提案されている。これは、記録媒体の表面形状に
変化を生じさせたり、表面の物理的性質に変化を与える
ことにより情報を記録するというものである。
【０００６】上記したＳＴＭにより記録媒体の表面形状
に変化を生じさせたり、表面の物理的性質に変化を与え
る方法としては、下記に示すような３種類の方法が提案
されている。まず第１に、探針を記録媒体に直接押し付
ける機械的加工法、第２に、探針と基板との間に強電界
を発生させ、探針材料を記録媒体表面に堆積させたり、
記録媒体表面から物質を除去する電界蒸発法、第３に、
探針と記録媒体との間に電圧を印加し、流れる電流の熱
エネルギーを利用して表面状態を変化させる電気的方法
などである。また、ＡＦＭを用いた記録方法において
も、ＳＴＭの場合と同様な提案がなされている。
に変化を生じさせたり、表面の物理的性質に変化を与え
る方法としては、下記に示すような３種類の方法が提案
されている。まず第１に、探針を記録媒体に直接押し付
ける機械的加工法、第２に、探針と基板との間に強電界
を発生させ、探針材料を記録媒体表面に堆積させたり、
記録媒体表面から物質を除去する電界蒸発法、第３に、
探針と記録媒体との間に電圧を印加し、流れる電流の熱
エネルギーを利用して表面状態を変化させる電気的方法
などである。また、ＡＦＭを用いた記録方法において
も、ＳＴＭの場合と同様な提案がなされている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】まず上記したＳＴＭを
用いた電気的な記録方法は、記録密度を１Ｔｂ／ｉｎ2
以上に上げることができる可能性がある点では有望であ
る。
用いた電気的な記録方法は、記録密度を１Ｔｂ／ｉｎ2
以上に上げることができる可能性がある点では有望であ
る。
【０００８】しかしながら、信号の書き込み、読み出し
速度を大きくするには、探針を記録媒体表面からｎｍの
オーダーで離れた位置に高速に高精度で制御する必要が
あるために実用化の面で問題が多い。また、記録時に探
針と記録媒体とが離れているために、比較的大きな電圧
を印加する必要があり、探針が破損し易いといった問題
点がある。さらに、電気的方法で変化させた表面状態
を、トンネル電流を検出して再生する場合、記録媒体表
面にそもそも存在する表面の凹凸の情報が検出されるト
ンネル電流に含まれるために、これらの情報を分離する
複雑な操作や装置が必要となる。
速度を大きくするには、探針を記録媒体表面からｎｍの
オーダーで離れた位置に高速に高精度で制御する必要が
あるために実用化の面で問題が多い。また、記録時に探
針と記録媒体とが離れているために、比較的大きな電圧
を印加する必要があり、探針が破損し易いといった問題
点がある。さらに、電気的方法で変化させた表面状態
を、トンネル電流を検出して再生する場合、記録媒体表
面にそもそも存在する表面の凹凸の情報が検出されるト
ンネル電流に含まれるために、これらの情報を分離する
複雑な操作や装置が必要となる。
【０００９】一方ＡＦＭを用いた電気的な記録方法にお
いても、記録密度を１Ｔｂ／ｉｎ2以上に上げることが
できる可能性があり有望であるものの、探針と記録媒体
が接触しているために、記録媒体や探針の磨耗や、書き
込み速度を速くするために、書き込みパルス幅を小さく
し、パルス電圧を高くすると探針が破損するといった問
題点がある。
いても、記録密度を１Ｔｂ／ｉｎ2以上に上げることが
できる可能性があり有望であるものの、探針と記録媒体
が接触しているために、記録媒体や探針の磨耗や、書き
込み速度を速くするために、書き込みパルス幅を小さく
し、パルス電圧を高くすると探針が破損するといった問
題点がある。
【００１０】そこで本発明は、上記した従来技術におけ
る課題を解決するため、ＡＦＭ技術を応用し、超高密度
で書き込み速度が速く、記録媒体や探針の磨耗が少なく
耐久性に優れた情報記録装置およびそれに用いる情報記
録方法を提供することを目的とするものである。
る課題を解決するため、ＡＦＭ技術を応用し、超高密度
で書き込み速度が速く、記録媒体や探針の磨耗が少なく
耐久性に優れた情報記録装置およびそれに用いる情報記
録方法を提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の情報記録装置は、カンチレバー先端部に設
けられた導電性探針を記録媒体表面に接触させた状態
で、前記導電性探針と前記記録媒体との間に電圧を印加
して、データ・ビットを記録する情報記録装置であっ
て、前記記録媒体の最表面がダイヤモンド薄膜あるいは
ダイヤモンド状カーボン薄膜で構成されたものである。
め、本発明の情報記録装置は、カンチレバー先端部に設
けられた導電性探針を記録媒体表面に接触させた状態
で、前記導電性探針と前記記録媒体との間に電圧を印加
して、データ・ビットを記録する情報記録装置であっ
て、前記記録媒体の最表面がダイヤモンド薄膜あるいは
ダイヤモンド状カーボン薄膜で構成されたものである。
【００１２】また、本発明の情報記録装置においては、
記録媒体がアモルファス半導体薄膜を含んだ構成である
ことが好ましい。
記録媒体がアモルファス半導体薄膜を含んだ構成である
ことが好ましい。
【００１３】また、アモルファス半導体薄膜材料が、硫
黄（Ｓ）、セレン（Ｓｅ）、テルル（Ｔｅ）から選ばれ
る少なくとも１種類を含有しているカルコゲナイド系材
料であることが好ましい。
黄（Ｓ）、セレン（Ｓｅ）、テルル（Ｔｅ）から選ばれ
る少なくとも１種類を含有しているカルコゲナイド系材
料であることが好ましい。
【００１４】また、導電性探針の記録媒体との接触部が
ダイアモンドあるいはダイヤモンド状カーボンで構成さ
れたことが好ましい。
ダイアモンドあるいはダイヤモンド状カーボンで構成さ
れたことが好ましい。
【００１５】また、記録媒体の最表面のダイヤモンド薄
膜あるいはダイヤモンド状カーボン薄膜が、記録媒体を
構成するアモルファス半導体薄膜と同じ導電型であるこ
とが好ましい。
膜あるいはダイヤモンド状カーボン薄膜が、記録媒体を
構成するアモルファス半導体薄膜と同じ導電型であるこ
とが好ましい。
【００１６】さらに、導電性探針が、記録媒体を構成す
るアモルファス半導体薄膜と同じ導電型の半導体で構成
されていることが好ましい。
るアモルファス半導体薄膜と同じ導電型の半導体で構成
されていることが好ましい。
【００１７】次に、本発明の第１の情報記録方法は、記
録媒体の最表面のダイヤモンド薄膜あるいはダイヤモン
ド状カーボン薄膜が、記録媒体を構成するアモルファス
半導体薄膜と同じ導電型である前記記録媒体表面に、カ
ンチレバー先端部に設けられた導電性探針を接触させた
状態で、前記導電性探針と前記記録媒体との間に電圧を
印加して、データ・ビットを記録する情報記録方法であ
って、導電型がＰ型の記録媒体を用いる場合には、デー
タ・ビットの書き込み時に前記導電性探針に正の電圧
を、消去時には負の電圧を印加し、導電型がＮ型の記録
媒体を用いる場合には、データ・ビットの書き込み時に
前記導電性探針に負の電圧を、消去時には正の電圧を印
加することを特徴とする。
録媒体の最表面のダイヤモンド薄膜あるいはダイヤモン
ド状カーボン薄膜が、記録媒体を構成するアモルファス
半導体薄膜と同じ導電型である前記記録媒体表面に、カ
ンチレバー先端部に設けられた導電性探針を接触させた
状態で、前記導電性探針と前記記録媒体との間に電圧を
印加して、データ・ビットを記録する情報記録方法であ
って、導電型がＰ型の記録媒体を用いる場合には、デー
タ・ビットの書き込み時に前記導電性探針に正の電圧
を、消去時には負の電圧を印加し、導電型がＮ型の記録
媒体を用いる場合には、データ・ビットの書き込み時に
前記導電性探針に負の電圧を、消去時には正の電圧を印
加することを特徴とする。
【００１８】また、本発明に係る情報記録方法の第２の
構成は、記録媒体の最表面のダイヤモンド薄膜あるいは
ダイヤモンド状カーボン薄膜が、記録媒体を構成するア
モルファス半導体薄膜と同じ導電型である前記記録媒体
表面に、カンチレバー先端部に設けられた導電性探針を
接触させた状態で、前記導電性探針と前記記録媒体との
間に電圧を印加して、データ・ビットを記録する情報記
録方法であって、導電型がＰ型の記録媒体を用いる場合
には前記導電性探針に負の電圧を印加した状態で、前記
導電性探針を記録媒体表面に沿って相対的に移動させな
がら、書き込み時にのみ前記導電性探針に正の電圧を印
加することによりデータ・ビットをオーバーライトし、
導電型がＮ型の記録媒体を用いる場合には、前記導電性
探針に正の電圧を印加した状態で、前記導電性探針を前
記記録媒体表面に沿って相対的に移動させながら、書き
込み時にのみ前記導電性探針に、負の電圧を印加するこ
とによりデータ・ビットをオーバーライトすることを特
徴とする。
構成は、記録媒体の最表面のダイヤモンド薄膜あるいは
ダイヤモンド状カーボン薄膜が、記録媒体を構成するア
モルファス半導体薄膜と同じ導電型である前記記録媒体
表面に、カンチレバー先端部に設けられた導電性探針を
接触させた状態で、前記導電性探針と前記記録媒体との
間に電圧を印加して、データ・ビットを記録する情報記
録方法であって、導電型がＰ型の記録媒体を用いる場合
には前記導電性探針に負の電圧を印加した状態で、前記
導電性探針を記録媒体表面に沿って相対的に移動させな
がら、書き込み時にのみ前記導電性探針に正の電圧を印
加することによりデータ・ビットをオーバーライトし、
導電型がＮ型の記録媒体を用いる場合には、前記導電性
探針に正の電圧を印加した状態で、前記導電性探針を前
記記録媒体表面に沿って相対的に移動させながら、書き
込み時にのみ前記導電性探針に、負の電圧を印加するこ
とによりデータ・ビットをオーバーライトすることを特
徴とする。
【００１９】また、本発明の情報記録方法の第１、第２
の構成においては、記録媒体の最表面のダイヤモンド薄
膜あるいはダイヤモンド状カーボン薄膜が、記録媒体を
構成するアモルファス半導体薄膜と同じ導電型である前
記記録媒体表面に、カンチレバー先端部に設けられた導
電性探針を接触させた状態で、前記導電性探針と前記記
録媒体との間に電圧を印加して、データ・ビットを記録
する情報記録方法であって、前記導電性探針と前記記録
媒体との間に書き込み時と同じ極性の電圧を印加した状
態で、前記導電性探針を前記記録媒体表面に沿って相対
的に移動させながら、前記導電性探針と前記記録媒体と
の間に流れる電流を検出して、データ・ビットを再生す
ることが好ましい。
の構成においては、記録媒体の最表面のダイヤモンド薄
膜あるいはダイヤモンド状カーボン薄膜が、記録媒体を
構成するアモルファス半導体薄膜と同じ導電型である前
記記録媒体表面に、カンチレバー先端部に設けられた導
電性探針を接触させた状態で、前記導電性探針と前記記
録媒体との間に電圧を印加して、データ・ビットを記録
する情報記録方法であって、前記導電性探針と前記記録
媒体との間に書き込み時と同じ極性の電圧を印加した状
態で、前記導電性探針を前記記録媒体表面に沿って相対
的に移動させながら、前記導電性探針と前記記録媒体と
の間に流れる電流を検出して、データ・ビットを再生す
ることが好ましい。
【００２０】また、アモルファス半導体薄膜材料が、硫
黄（Ｓ）、セレン（Ｓｅ）、テルル（Ｔｅ）から選ばれ
る少なくとも１種類を含有しているカルコゲナイド系材
料であることが好ましい。
黄（Ｓ）、セレン（Ｓｅ）、テルル（Ｔｅ）から選ばれ
る少なくとも１種類を含有しているカルコゲナイド系材
料であることが好ましい。
【００２１】また、導電性探針の記録媒体との接触部が
ダイアモンドあるいはダイヤモンド状カーボンで構成さ
れたことが好ましい。
ダイアモンドあるいはダイヤモンド状カーボンで構成さ
れたことが好ましい。
【００２２】さらに、導電性探針が、記録媒体を構成す
るアモルファス半導体薄膜と同じ導電型の半導体で構成
されていることが好ましい。
るアモルファス半導体薄膜と同じ導電型の半導体で構成
されていることが好ましい。
【００２３】
（実施の形態１）以下、本発明の実施の形態１における
情報記録装置及び情報記録方法について、図面を参照し
ながら説明する。
情報記録装置及び情報記録方法について、図面を参照し
ながら説明する。
【００２４】図１は本発明実施の形態１における情報記
録装置の概略を示す断面図である。カンチレバー１の先
端部に設けられた導電性探針２を、導電性基体３上に形
成されたアモルファス半導体薄膜４とダイヤモンド薄膜
５からなる記録媒体６の表面に接触させた状態で、前記
導電性探針２と前記記録媒体６との間に電圧を印加し
て、データ・ビットを記録するというものである。
録装置の概略を示す断面図である。カンチレバー１の先
端部に設けられた導電性探針２を、導電性基体３上に形
成されたアモルファス半導体薄膜４とダイヤモンド薄膜
５からなる記録媒体６の表面に接触させた状態で、前記
導電性探針２と前記記録媒体６との間に電圧を印加し
て、データ・ビットを記録するというものである。
【００２５】以下では、記録媒体と情報記録装置とに分
けて本実施の形態を説明する。まず記録媒体についてで
あるが、図１に示すように、円盤７（例えばＡｌ等から
形成されている）の上には導電性基体３（例えばＡｕ等
から形成されている）が形成されており、さらに導電性
基体３の上には、アモルファス半導体材料である厚さ２
０ｎｍのアモルファス状態のＧｅＳｂ2 Ｔｅ4 薄膜４と
厚さ１０ｎｍのダイヤモンド薄膜５が形成されている。
そして上記の導電性基体３とアモルファス半導体材料４
およびダイヤモンド薄膜５により記録媒体６（１０3Ω
ｃｍ）を形成している。
けて本実施の形態を説明する。まず記録媒体についてで
あるが、図１に示すように、円盤７（例えばＡｌ等から
形成されている）の上には導電性基体３（例えばＡｕ等
から形成されている）が形成されており、さらに導電性
基体３の上には、アモルファス半導体材料である厚さ２
０ｎｍのアモルファス状態のＧｅＳｂ2 Ｔｅ4 薄膜４と
厚さ１０ｎｍのダイヤモンド薄膜５が形成されている。
そして上記の導電性基体３とアモルファス半導体材料４
およびダイヤモンド薄膜５により記録媒体６（１０3Ω
ｃｍ）を形成している。
【００２６】一方情報記録装置についてであるが、記録
媒体６に対向して配置されたカンチレバー１は、記録中
又は再生中に導電性探針２が記録媒体６の記録面に衝突
した場合に衝撃を緩和するために、Ｓｉ薄膜等で作製さ
れている。また、導電性探針２はカンチレバー１先端部
に一体加工で形成され、導電性を高めるために厚さ１０
０ｎｍの金薄膜で被覆されている。上記のカンチレバー
１は、Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向に精密駆動可能なアク
チュエータ８に取り付けられており、これにより、導電
性探針２を記録媒体６の表面に沿って０．１ｎｍ以下の
精度で移動させることができる。また、直流電圧電源９
と、パルス電圧電源１０と、これらの電圧を加算する電
圧加算器１１とにより、導電性探針２と記録媒体６との
間に電圧を印加する構成となっている。なお、これらの
回路には１ＭΩの保護抵抗１２と、導電性探針２を流れ
る電流を検出するための電流増幅器１３とが接続されて
いる。
媒体６に対向して配置されたカンチレバー１は、記録中
又は再生中に導電性探針２が記録媒体６の記録面に衝突
した場合に衝撃を緩和するために、Ｓｉ薄膜等で作製さ
れている。また、導電性探針２はカンチレバー１先端部
に一体加工で形成され、導電性を高めるために厚さ１０
０ｎｍの金薄膜で被覆されている。上記のカンチレバー
１は、Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向に精密駆動可能なアク
チュエータ８に取り付けられており、これにより、導電
性探針２を記録媒体６の表面に沿って０．１ｎｍ以下の
精度で移動させることができる。また、直流電圧電源９
と、パルス電圧電源１０と、これらの電圧を加算する電
圧加算器１１とにより、導電性探針２と記録媒体６との
間に電圧を印加する構成となっている。なお、これらの
回路には１ＭΩの保護抵抗１２と、導電性探針２を流れ
る電流を検出するための電流増幅器１３とが接続されて
いる。
【００２７】次に以下では、図１を参照しながら本実施
の形態における情報の記録、再生方法について説明す
る。
の形態における情報の記録、再生方法について説明す
る。
【００２８】導電性探針２は、アクチュエータ８によっ
て記録媒体６の表面に小さな力で接触するように制御さ
れながら、相対速度２ｍｍ／ｓｅｃで円盤７を回転させ
ることにより記録媒体６表面上を移動する。導電性探針
２が記録すべき位置に達した瞬間に、パルス電圧電源１
０によって＋４Ｖ−１０μｓｅｃのパルス電圧を発生さ
せ導電性探針２に電圧を印加すると、記録媒体６のうち
パルス電圧を印加した部分１４は、抵抗値が低下して
（１０Ωｃｍ）、これがデータ・ビットとして記録され
た。上記のように抵抗値が変化する理由は、媒体表面の
エネルギーバンド構造が変化し、結果として電流が流れ
やすくなったためと考えられる。
て記録媒体６の表面に小さな力で接触するように制御さ
れながら、相対速度２ｍｍ／ｓｅｃで円盤７を回転させ
ることにより記録媒体６表面上を移動する。導電性探針
２が記録すべき位置に達した瞬間に、パルス電圧電源１
０によって＋４Ｖ−１０μｓｅｃのパルス電圧を発生さ
せ導電性探針２に電圧を印加すると、記録媒体６のうち
パルス電圧を印加した部分１４は、抵抗値が低下して
（１０Ωｃｍ）、これがデータ・ビットとして記録され
た。上記のように抵抗値が変化する理由は、媒体表面の
エネルギーバンド構造が変化し、結果として電流が流れ
やすくなったためと考えられる。
【００２９】今度は記録した情報の再生方法について説
明する。記録部は抵抗値が未記録部と異なり、抵抗値が
低くなっているため、この抵抗値の変化を電流値の変化
として読み出すことにより記録された情報を読み出すこ
とができる。具体的には、導電性探針２に電源９によっ
て＋１Ｖの直流電圧を印加し、記録媒体６の表面に接触
させながら相対速度２ｍｍ／ｓｅｃで円盤７を回転させ
ることにより記録媒体６表面を走査した。この時、探針
２を流れる電流を電流増幅器１３を通して検出すること
により、記録されたデータ・ビットを読み出すことがで
きた。但し、この再生時の再生電圧は、記録媒体が抵抗
値変化を起こさない程度の大きさである必要がある。本
実施の形態の場合、書き込み可能な電圧（言い換えれば
記録媒体の抵抗値に変化を与えることの可能な電圧）の
しきい値は＋３Ｖであった。したがって、それ以下の電
圧を印加することにより、情報の読み出しを行う必要が
ある。この方法によって再生された記録部１４の大きさ
は、直径が約２０ｎｍの円であった（なお、探針の先端
の曲率半径は１００ｎｍ程度である）。記録ビットがこ
の程度の大きさの場合には、１Ｔｂｉｔ／ｉｎ2 程度の
情報を記録することは十分可能である。また、この記録
ビットの大きさは、導電性探針２と記録媒体６との接触
面積に依存する。従って、先端曲率半径の小さい導電性
探針を用いることにより、さらなる高密度化を図ること
ができる。
明する。記録部は抵抗値が未記録部と異なり、抵抗値が
低くなっているため、この抵抗値の変化を電流値の変化
として読み出すことにより記録された情報を読み出すこ
とができる。具体的には、導電性探針２に電源９によっ
て＋１Ｖの直流電圧を印加し、記録媒体６の表面に接触
させながら相対速度２ｍｍ／ｓｅｃで円盤７を回転させ
ることにより記録媒体６表面を走査した。この時、探針
２を流れる電流を電流増幅器１３を通して検出すること
により、記録されたデータ・ビットを読み出すことがで
きた。但し、この再生時の再生電圧は、記録媒体が抵抗
値変化を起こさない程度の大きさである必要がある。本
実施の形態の場合、書き込み可能な電圧（言い換えれば
記録媒体の抵抗値に変化を与えることの可能な電圧）の
しきい値は＋３Ｖであった。したがって、それ以下の電
圧を印加することにより、情報の読み出しを行う必要が
ある。この方法によって再生された記録部１４の大きさ
は、直径が約２０ｎｍの円であった（なお、探針の先端
の曲率半径は１００ｎｍ程度である）。記録ビットがこ
の程度の大きさの場合には、１Ｔｂｉｔ／ｉｎ2 程度の
情報を記録することは十分可能である。また、この記録
ビットの大きさは、導電性探針２と記録媒体６との接触
面積に依存する。従って、先端曲率半径の小さい導電性
探針を用いることにより、さらなる高密度化を図ること
ができる。
【００３０】次に以下では、記録した情報の消去方法に
ついて説明する。上記した記録時と同様に導電性探針２
を記録されたデータ・ビット上に移動し、導電性探針２
を記録媒体６に接触させた状態で、−２Ｖ−１０μｓｅ
ｃのパルス電圧を印加すると、記録部の抵抗値が増加し
て記録前の抵抗値に戻り、結果としてデータ・ビットが
消去できる。
ついて説明する。上記した記録時と同様に導電性探針２
を記録されたデータ・ビット上に移動し、導電性探針２
を記録媒体６に接触させた状態で、−２Ｖ−１０μｓｅ
ｃのパルス電圧を印加すると、記録部の抵抗値が増加し
て記録前の抵抗値に戻り、結果としてデータ・ビットが
消去できる。
【００３１】上記の記録・再生・消去時には、導電性探
針２は常に記録媒体６表面に接触しているために、記録
媒体６表面の磨耗が問題となる。しかし、本実施の形態
に示したように、記録媒体６表面にダイヤモンド薄膜５
を形成することにより、磨耗による記録媒体の損傷は大
きく改善された。アモルファス状態のＧｅＳｂ2 Ｔｅ 4
薄膜４表面にダイヤモンド薄膜５を設けた場合と設けな
い場合の、磨耗量の力依存性を図２に示す。横軸が導電
性探針−記録媒体間にかかる力、縦軸がその力で１０回
導電性探針を記録媒体表面を往復走査したときに、記録
媒体が削られた深さを表している。実線がダイヤモンド
薄膜がない場合、破線がダイヤモンド薄膜を設けた場合
であり、ダイヤモンド薄膜により磨耗量が大きく低減す
ることが確認された。
針２は常に記録媒体６表面に接触しているために、記録
媒体６表面の磨耗が問題となる。しかし、本実施の形態
に示したように、記録媒体６表面にダイヤモンド薄膜５
を形成することにより、磨耗による記録媒体の損傷は大
きく改善された。アモルファス状態のＧｅＳｂ2 Ｔｅ 4
薄膜４表面にダイヤモンド薄膜５を設けた場合と設けな
い場合の、磨耗量の力依存性を図２に示す。横軸が導電
性探針−記録媒体間にかかる力、縦軸がその力で１０回
導電性探針を記録媒体表面を往復走査したときに、記録
媒体が削られた深さを表している。実線がダイヤモンド
薄膜がない場合、破線がダイヤモンド薄膜を設けた場合
であり、ダイヤモンド薄膜により磨耗量が大きく低減す
ることが確認された。
【００３２】なお、ダイヤモンド薄膜の代わりにダイヤ
モンド状カーボンを用いても、ほぼ同様の効果が得られ
た。
モンド状カーボンを用いても、ほぼ同様の効果が得られ
た。
【００３３】また、本実施の形態では、導電性探針にＡ
ｕ蒸着したものを用いたが、表面をダイヤモンドやダイ
ヤモンド状カーボンで被覆した探針、あるいは全体をダ
イヤモンドやダイヤモンド状カーボンで形成した探針を
用いれば、探針側の磨耗も改善することができた。
ｕ蒸着したものを用いたが、表面をダイヤモンドやダイ
ヤモンド状カーボンで被覆した探針、あるいは全体をダ
イヤモンドやダイヤモンド状カーボンで形成した探針を
用いれば、探針側の磨耗も改善することができた。
【００３４】さらに、本実施の形態において、アモルフ
ァス半導体薄膜材料として用いたＧｅ−Ｓｂ−Ｔｅの組
成比はＧｅＳｂ2 Ｔｅ4 に限定されるものではなく、ま
た、アモルファス半導体薄膜材料としてもＧｅＳｂＴｅ
に限定されるものではない。従って、Ｓ、Ｓｅ、及びＴ
ｅから選ばれる少なくとも１種類を含んでいるカルコゲ
ナイド系アモルファス半導体材料、例えば、ＧｅＴｅ、
ＳｉＴｅ、ＧｅＴｅＳｎ、ＳｂＴｅ、ＳｂＳｅ、ＳｎＴ
ｅ、ＰｂＴｅ、ＳｂＳｅ、ＢｉＳｅ、ＧｅＳｅ、ＩｎＳ
ｂＴｅを用いることも可能で、さらに、アモルファスＧ
ｅ、アモルファスＳｉを用いても上記した本実施の形態
のように情報を記録、再生、消去を行うことができる。
ァス半導体薄膜材料として用いたＧｅ−Ｓｂ−Ｔｅの組
成比はＧｅＳｂ2 Ｔｅ4 に限定されるものではなく、ま
た、アモルファス半導体薄膜材料としてもＧｅＳｂＴｅ
に限定されるものではない。従って、Ｓ、Ｓｅ、及びＴ
ｅから選ばれる少なくとも１種類を含んでいるカルコゲ
ナイド系アモルファス半導体材料、例えば、ＧｅＴｅ、
ＳｉＴｅ、ＧｅＴｅＳｎ、ＳｂＴｅ、ＳｂＳｅ、ＳｎＴ
ｅ、ＰｂＴｅ、ＳｂＳｅ、ＢｉＳｅ、ＧｅＳｅ、ＩｎＳ
ｂＴｅを用いることも可能で、さらに、アモルファスＧ
ｅ、アモルファスＳｉを用いても上記した本実施の形態
のように情報を記録、再生、消去を行うことができる。
【００３５】（実施の形態２）実施の形態２は、基本的
には上記した実施の形態１における情報記録再生装置と
構成が類似しているが、記録媒体の最表面のダイヤモン
ド薄膜あるいはダイヤモンド状カーボン薄膜が、記録媒
体を構成するアモルファス半導体薄膜と同じ導電型であ
るという特徴を有する。
には上記した実施の形態１における情報記録再生装置と
構成が類似しているが、記録媒体の最表面のダイヤモン
ド薄膜あるいはダイヤモンド状カーボン薄膜が、記録媒
体を構成するアモルファス半導体薄膜と同じ導電型であ
るという特徴を有する。
【００３６】記録媒体を構成するダイヤモンド薄膜ある
いはダイヤモンド状カーボン薄膜を、アモルファス半導
体薄膜と同じ導電型の半導体で構成することにより、書
き込みのために必要とされる導電性探針への印加電圧
を、異なる導電型のダイヤモンド薄膜あるいはダイヤモ
ンド状カーボン薄膜とアモルファス半導体で構成した場
合よりも低くすることができる。つまり、Ｐ型のアモル
ファス半導体に対してはＰ型のダイヤモンド薄膜あるい
はダイヤモンド状カーボン薄膜を被覆し、Ｎ型のアモル
ファス半導体に対してはＮ型のダイヤモンド薄膜あるい
はダイヤモンド状カーボン薄膜を被覆してやればよい。
これは、ダイヤモンド薄膜あるいはダイヤモンド状カー
ボン薄膜とアモルファス材料薄膜との導電型を一致させ
ることにより、アモルファス半導体薄膜への電子や正孔
の注入がより低い電圧で行なわれるようになったためと
考えられる。
いはダイヤモンド状カーボン薄膜を、アモルファス半導
体薄膜と同じ導電型の半導体で構成することにより、書
き込みのために必要とされる導電性探針への印加電圧
を、異なる導電型のダイヤモンド薄膜あるいはダイヤモ
ンド状カーボン薄膜とアモルファス半導体で構成した場
合よりも低くすることができる。つまり、Ｐ型のアモル
ファス半導体に対してはＰ型のダイヤモンド薄膜あるい
はダイヤモンド状カーボン薄膜を被覆し、Ｎ型のアモル
ファス半導体に対してはＮ型のダイヤモンド薄膜あるい
はダイヤモンド状カーボン薄膜を被覆してやればよい。
これは、ダイヤモンド薄膜あるいはダイヤモンド状カー
ボン薄膜とアモルファス材料薄膜との導電型を一致させ
ることにより、アモルファス半導体薄膜への電子や正孔
の注入がより低い電圧で行なわれるようになったためと
考えられる。
【００３７】次に情報を記録する際の具体的な方法につ
いてであるが、導電型がＰ型のダイヤモンド薄膜あるい
はダイヤモンド状カーボン薄膜およびアモルファス半導
体を用いる場合には、データ・ビットの書き込み時に探
針に正の電圧を、消去時には負の電圧を印加することに
より、それぞれ逆極性の電圧を印加する場合よりも再現
性良く、かつ低電圧で書き込みおよび消去を行なうこと
ができる。また、導電型がＮ型のダイヤモンド薄膜ある
いはダイヤモンド状カーボン薄膜およびアモルファス半
導体を用いる場合には、データ・ビットの書き込み時に
導電性探針に負の電圧を、消去時には正の電圧を印加す
ることにより、それぞれ逆極性の電圧を印加する場合よ
りも再現性良く、かつ低電圧で書き込みおよび消去を行
なうことができる。この原因としては、書き込みはＰ型
のアモルファス半導体ではＰ型のダイヤモンド薄膜ある
いはダイヤモンド状カーボン薄膜を用いることにより容
易に正孔の注入が行なわれ、Ｎ型のアモルファス半導体
ではＮ型のダイヤモンド薄膜あるいはダイヤモンド状カ
ーボン薄膜により電子の注入が容易に行なわれるためと
考えられる。
いてであるが、導電型がＰ型のダイヤモンド薄膜あるい
はダイヤモンド状カーボン薄膜およびアモルファス半導
体を用いる場合には、データ・ビットの書き込み時に探
針に正の電圧を、消去時には負の電圧を印加することに
より、それぞれ逆極性の電圧を印加する場合よりも再現
性良く、かつ低電圧で書き込みおよび消去を行なうこと
ができる。また、導電型がＮ型のダイヤモンド薄膜ある
いはダイヤモンド状カーボン薄膜およびアモルファス半
導体を用いる場合には、データ・ビットの書き込み時に
導電性探針に負の電圧を、消去時には正の電圧を印加す
ることにより、それぞれ逆極性の電圧を印加する場合よ
りも再現性良く、かつ低電圧で書き込みおよび消去を行
なうことができる。この原因としては、書き込みはＰ型
のアモルファス半導体ではＰ型のダイヤモンド薄膜ある
いはダイヤモンド状カーボン薄膜を用いることにより容
易に正孔の注入が行なわれ、Ｎ型のアモルファス半導体
ではＮ型のダイヤモンド薄膜あるいはダイヤモンド状カ
ーボン薄膜により電子の注入が容易に行なわれるためと
考えられる。
【００３８】次に既に書き込まれた情報の上に、新しい
情報を書き込むオーバーライトを行なう際の具体的な方
法についてであるが、導電型がＰ型のダイヤモンド薄膜
あるいはダイヤモンド状カーボン薄膜およびＰ型のアモ
ルファス半導体を用いる場合には、導電性探針に負の電
圧を印加した状態で、探針を記録媒体表面に沿って相対
的に移動させながら、書き込み時にのみ導電性探針に正
の電圧を印加し、導電型がＮ型のダイヤモンド薄膜ある
いはダイヤモンド状カーボン薄膜およびＮ型のアモルフ
ァス半導体を用いる場合には、導電性探針に正の電圧を
印加した状態で、探針を記録媒体表面に沿って相対的に
移動させながら、書き込み時にのみ前記導電性探針に、
負の電圧を印加する。
情報を書き込むオーバーライトを行なう際の具体的な方
法についてであるが、導電型がＰ型のダイヤモンド薄膜
あるいはダイヤモンド状カーボン薄膜およびＰ型のアモ
ルファス半導体を用いる場合には、導電性探針に負の電
圧を印加した状態で、探針を記録媒体表面に沿って相対
的に移動させながら、書き込み時にのみ導電性探針に正
の電圧を印加し、導電型がＮ型のダイヤモンド薄膜ある
いはダイヤモンド状カーボン薄膜およびＮ型のアモルフ
ァス半導体を用いる場合には、導電性探針に正の電圧を
印加した状態で、探針を記録媒体表面に沿って相対的に
移動させながら、書き込み時にのみ前記導電性探針に、
負の電圧を印加する。
【００３９】なお、情報の読み出し（再生）は、導電性
探針と記録媒体との間に書き込み時と同じ極性の電圧を
印加した状態で、導電性探針を記録媒体表面に沿って相
対的に移動させながら、導電性探針に流れる電流を検出
することにより行なうことができる。
探針と記録媒体との間に書き込み時と同じ極性の電圧を
印加した状態で、導電性探針を記録媒体表面に沿って相
対的に移動させながら、導電性探針に流れる電流を検出
することにより行なうことができる。
【００４０】以下では詳細に本発明の形態を説明するこ
ととする。記録媒体は、図１に示すように円盤７の上に
は導電性基体３が形成されており、さらに導電性基体３
の上には、厚さ２０ｎｍのＰ型のアモルファス状態のＧ
ｅＳｂ2 Ｔｅ4 薄膜４と厚さ１０ｎｍのダイヤモンド薄
膜５が形成されている。ダイヤモンド薄膜５は、ほう素
をイオン注入したＰ型導電性である。この記録媒体で
は、導電性探針に印加する電圧が＋３Ｖ−１０μｓｅｃ
のパルス電圧で記録、＋０．５Ｖの直流電圧で再生、−
１Ｖ−１０μｓｅｃのパルス電圧で消去が可能であっ
た。
ととする。記録媒体は、図１に示すように円盤７の上に
は導電性基体３が形成されており、さらに導電性基体３
の上には、厚さ２０ｎｍのＰ型のアモルファス状態のＧ
ｅＳｂ2 Ｔｅ4 薄膜４と厚さ１０ｎｍのダイヤモンド薄
膜５が形成されている。ダイヤモンド薄膜５は、ほう素
をイオン注入したＰ型導電性である。この記録媒体で
は、導電性探針に印加する電圧が＋３Ｖ−１０μｓｅｃ
のパルス電圧で記録、＋０．５Ｖの直流電圧で再生、−
１Ｖ−１０μｓｅｃのパルス電圧で消去が可能であっ
た。
【００４１】書き込み時に、記録媒体を構成するＰ型ア
モルファス半導体の代わりに金属や導電型がＮ型の半導
体（例えばＮ型炭化珪素、Ｎ型Ｇｅなど）を用いると、
書き込みされる電圧のしきい値は＋３．５Ｖ程度に上昇
してしまう。さらに、書き込み、読み出し、消去時にお
いても、Ｐ型アモルファス半導体を用いた場合と比較し
て、それぞれの操作の再現性が低下し、書き込まれたビ
ットの形状も不安定なものとなった。
モルファス半導体の代わりに金属や導電型がＮ型の半導
体（例えばＮ型炭化珪素、Ｎ型Ｇｅなど）を用いると、
書き込みされる電圧のしきい値は＋３．５Ｖ程度に上昇
してしまう。さらに、書き込み、読み出し、消去時にお
いても、Ｐ型アモルファス半導体を用いた場合と比較し
て、それぞれの操作の再現性が低下し、書き込まれたビ
ットの形状も不安定なものとなった。
【００４２】一方、アモルファス半導体材料の導電型が
Ｎ型、例えばＮ型Ｇｅ、Ｎ型Ｓｉ、Ｎ型ＧｅＳｅなどの
場合には、Ｎ型のダイヤモンド薄膜あるいはダイヤモン
ド状カーボン薄膜を用いることにより優れた書き込み、
読み出し、消去特性が得られ、た。各種組合せの中でＰ
型のアモルファス半導体材料とＰ型のダイアモンド薄膜
の組合せにおいて最も優れた特性が得られた。
Ｎ型、例えばＮ型Ｇｅ、Ｎ型Ｓｉ、Ｎ型ＧｅＳｅなどの
場合には、Ｎ型のダイヤモンド薄膜あるいはダイヤモン
ド状カーボン薄膜を用いることにより優れた書き込み、
読み出し、消去特性が得られ、た。各種組合せの中でＰ
型のアモルファス半導体材料とＰ型のダイアモンド薄膜
の組合せにおいて最も優れた特性が得られた。
【００４３】ここで、情報記録速度（書き込み速度）に
ついて説明する。情報の記録速度を高めるためには、一
般に印加するパルス電圧のパルス幅を短くしてやればよ
い。しかしながら、一方でパルス幅を短くするためには
パルス電圧の値そのものを大きくする必要性があり、あ
まりにもパルス電圧の値を高くすると、探針が損傷して
しまう。本発明では、上記したように、アモルファス半
導体材料の導電型とダイヤモンド薄膜あるいはダイヤモ
ンド状カーボン薄膜の導電型とを一致させることによ
り、アモルファス半導体薄膜への電子や正孔の注入を行
うことのできる最低電圧を低下させることが可能となる
ため、たとえパルス幅を短くするためにパルス電圧の値
を大きくしても根本的に記録を行う電圧が小さいため、
探針が損傷するといった問題点は生じず、結果的には情
報記録の高速化と情報記録装置の耐久性の向上とを同時
に達成することができる。
ついて説明する。情報の記録速度を高めるためには、一
般に印加するパルス電圧のパルス幅を短くしてやればよ
い。しかしながら、一方でパルス幅を短くするためには
パルス電圧の値そのものを大きくする必要性があり、あ
まりにもパルス電圧の値を高くすると、探針が損傷して
しまう。本発明では、上記したように、アモルファス半
導体材料の導電型とダイヤモンド薄膜あるいはダイヤモ
ンド状カーボン薄膜の導電型とを一致させることによ
り、アモルファス半導体薄膜への電子や正孔の注入を行
うことのできる最低電圧を低下させることが可能となる
ため、たとえパルス幅を短くするためにパルス電圧の値
を大きくしても根本的に記録を行う電圧が小さいため、
探針が損傷するといった問題点は生じず、結果的には情
報記録の高速化と情報記録装置の耐久性の向上とを同時
に達成することができる。
【００４４】次に以下では図１を参照しながら、記録さ
れた情報のオーバーライト操作について説明する。導電
性探針２には、予め直流電圧電源９によって−１Ｖの直
流電圧が印加されている。上記のように負の電圧を印加
した状態で、記録媒体６の表面に探針を接触させなが
ら、２ｍｍ／ｓｅｃの速度で走査すると、＋３Ｖ−１０
μｓｅｃのパルス電圧印加で記録されたデータ・ビット
はすべて消去される。
れた情報のオーバーライト操作について説明する。導電
性探針２には、予め直流電圧電源９によって−１Ｖの直
流電圧が印加されている。上記のように負の電圧を印加
した状態で、記録媒体６の表面に探針を接触させなが
ら、２ｍｍ／ｓｅｃの速度で走査すると、＋３Ｖ−１０
μｓｅｃのパルス電圧印加で記録されたデータ・ビット
はすべて消去される。
【００４５】導電性探針２がオーバーライト情報を記録
すべき位置に達した瞬間に、パルス電圧電源１０によっ
て＋４Ｖ−１０μｓｅｃのパルス電圧を発生させ、電圧
加算器１１を通して導電性探針２に＋３Ｖ−１０μｓｅ
ｃのパルス電圧を印加する。上記の操作により、記録媒
体６のうちパルス電圧を印加した部分１４は、抵抗値が
低下して、これがデータ・ビットとして記録される。よ
り詳細に説明すると、予め抵抗値が高い状態で記録され
ていた領域は上記の＋３Ｖ−１０μｓｅｃのパルス電圧
の印加により抵抗値が低下し、予め抵抗値が低い状態で
記録されていた領域は＋３Ｖ−１０μｓｅｃのパルス電
圧の印加により記録媒体の状態は変化しないものの、抵
抗値が低い状態が保持される結果となる。
すべき位置に達した瞬間に、パルス電圧電源１０によっ
て＋４Ｖ−１０μｓｅｃのパルス電圧を発生させ、電圧
加算器１１を通して導電性探針２に＋３Ｖ−１０μｓｅ
ｃのパルス電圧を印加する。上記の操作により、記録媒
体６のうちパルス電圧を印加した部分１４は、抵抗値が
低下して、これがデータ・ビットとして記録される。よ
り詳細に説明すると、予め抵抗値が高い状態で記録され
ていた領域は上記の＋３Ｖ−１０μｓｅｃのパルス電圧
の印加により抵抗値が低下し、予め抵抗値が低い状態で
記録されていた領域は＋３Ｖ−１０μｓｅｃのパルス電
圧の印加により記録媒体の状態は変化しないものの、抵
抗値が低い状態が保持される結果となる。
【００４６】以上の操作により、以前に記録されたデー
タ・ビットを消去しながら、新たなデータ・ビット１４
を記録する、いわゆるオーバーライト操作を、１本の導
電性探針２で行うことが可能となった。
タ・ビットを消去しながら、新たなデータ・ビット１４
を記録する、いわゆるオーバーライト操作を、１本の導
電性探針２で行うことが可能となった。
【００４７】また、アモルファス半導体薄膜材料として
Ｎ型半導体を用い、Ｎ型のダイヤモンド薄膜あるいはダ
イヤモンド状カーボン薄膜を用いた場合は、導電性探針
２に＋１Ｖの直流電圧を印加した状態で導電性探針２を
移動させて、記録された以前のデータ・ビットを消去し
ながら、導電性探針２が記録すべき位置に達した瞬間
に、電源１０によって−４Ｖ−１０μｓｅｃのパルス電
圧を発生させ、電圧加算器１１を通して導電性探針２に
−３Ｖ−１０μｓｅｃのパルス電圧を印加することによ
り、新たなデータ・ビットを記録することができた。
Ｎ型半導体を用い、Ｎ型のダイヤモンド薄膜あるいはダ
イヤモンド状カーボン薄膜を用いた場合は、導電性探針
２に＋１Ｖの直流電圧を印加した状態で導電性探針２を
移動させて、記録された以前のデータ・ビットを消去し
ながら、導電性探針２が記録すべき位置に達した瞬間
に、電源１０によって−４Ｖ−１０μｓｅｃのパルス電
圧を発生させ、電圧加算器１１を通して導電性探針２に
−３Ｖ−１０μｓｅｃのパルス電圧を印加することによ
り、新たなデータ・ビットを記録することができた。
【００４８】オーバーライト操作においてもアモルファ
ス半導体とダイヤモンド薄膜あるいはダイヤモンド状カ
ーボン薄膜の導電型が異なる場合には書き込み電圧が上
昇したり、再現性が不十分な場合があり、優れた特性が
得られなかった。
ス半導体とダイヤモンド薄膜あるいはダイヤモンド状カ
ーボン薄膜の導電型が異なる場合には書き込み電圧が上
昇したり、再現性が不十分な場合があり、優れた特性が
得られなかった。
【００４９】なお、前記実施の形態において、探針材料
を記録媒体を構成するアモルファス半導体薄膜と同じ導
電型の半導体で構成することにより、さらに記録電圧を
低下させることができ、記録速度の高速化も可能であっ
た。各種組合せの中でＰ型のアモルファス半導体材料と
Ｐ型のダイアモンド探針の組合せにおいて最も優れた特
性が得られた。
を記録媒体を構成するアモルファス半導体薄膜と同じ導
電型の半導体で構成することにより、さらに記録電圧を
低下させることができ、記録速度の高速化も可能であっ
た。各種組合せの中でＰ型のアモルファス半導体材料と
Ｐ型のダイアモンド探針の組合せにおいて最も優れた特
性が得られた。
【００５０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の構成によ
れば、導電性探針走査中に記録媒体表面が磨耗により損
傷を受けることがなくなり、また、書き込みや消去に必
要な電圧を低減させることができる。その結果超高密度
メモリー装置としての安定性、信頼性を高めることがで
きる。
れば、導電性探針走査中に記録媒体表面が磨耗により損
傷を受けることがなくなり、また、書き込みや消去に必
要な電圧を低減させることができる。その結果超高密度
メモリー装置としての安定性、信頼性を高めることがで
きる。
【図１】本発明の実施の形態における情報記録装置の構
成断面図
成断面図
【図２】本発明の実施の形態における磨耗量の力依存性
を表した図
を表した図
１ カンチレバー ２ 導電性探針 ３ 導電性基体 ４ アモルファス半導体薄膜 ５ ダイヤモンド薄膜 ６ 記録媒体 ７ 円盤 ８ アクチュエータ ９ 直流電圧電源 １０ パルス電圧電源 １１ 電圧加算器 １２ 保護抵抗 １３ 電流増幅器 １４ 記録されたデータ・ビット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 榊間 博 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内
Claims (12)
- 【請求項１】カンチレバー先端部に設けられた導電性探
針を記録媒体表面に接触させた状態で、前記導電性探針
と前記記録媒体との間に電圧を印加して、データ・ビッ
トを記録する情報記録装置であって、前記記録媒体の最
表面がダイヤモンド薄膜あるいはダイヤモンド状カーボ
ン薄膜で構成されたことを特徴とする情報記録装置。 - 【請求項２】記録媒体がアモルファス半導体薄膜を含ん
だ構成であることを特徴とする請求項１に記載の情報記
録装置。 - 【請求項３】アモルファス半導体薄膜材料が、硫黄
（Ｓ）、セレン（Ｓｅ）、テルル（Ｔｅ）から選ばれる
少なくとも１種類を含有しているカルコゲナイド系材料
であることを特徴とする請求項２に記載の情報記録装
置。 - 【請求項４】導電性探針の記録媒体との接触部がダイア
モンドあるいはダイヤモンド状カーボンで構成されたこ
とを特徴とする請求項１に記載の情報記録装置。 - 【請求項５】記録媒体の最表面のダイヤモンド薄膜ある
いはダイヤモンド状カーボン薄膜が、記録媒体を構成す
るアモルファス半導体薄膜と同じ導電型であることを特
徴とする請求項２記載の情報記録装置。 - 【請求項６】導電性探針が、記録媒体を構成するアモル
ファス半導体薄膜と同じ導電型の半導体で構成されてい
ることを特徴とする請求項５記載の情報記録装置。 - 【請求項７】記録媒体の最表面のダイヤモンド薄膜ある
いはダイヤモンド状カーボン薄膜が、記録媒体を構成す
るアモルファス半導体薄膜と同じ導電型である前記記録
媒体表面に、カンチレバー先端部に設けられた導電性探
針を接触させた状態で、前記導電性探針と前記記録媒体
との間に電圧を印加して、データ・ビットを記録する情
報記録方法であって、導電型がＰ型の記録媒体を用いる
場合には、データ・ビットの書き込み時に前記導電性探
針に正の電圧を、消去時には負の電圧を印加し、導電型
がＮ型の記録媒体を用いる場合には、データ・ビットの
書き込み時に前記導電性探針に負の電圧を、消去時には
正の電圧を印加することを特徴とする情報記録方法。 - 【請求項８】記録媒体の最表面のダイヤモンド薄膜ある
いはダイヤモンド状カーボン薄膜が、記録媒体を構成す
るアモルファス半導体薄膜と同じ導電型である前記記録
媒体表面に、カンチレバー先端部に設けられた導電性探
針を接触させた状態で、前記導電性探針と前記記録媒体
との間に電圧を印加して、データ・ビットを記録する情
報記録方法であって、導電型がＰ型の記録媒体を用いる
場合には前記導電性探針に負の電圧を印加した状態で、
前記導電性探針を記録媒体表面に沿って相対的に移動さ
せながら、書き込み時にのみ前記導電性探針に正の電圧
を印加することによりデータ・ビットをオーバーライト
し、導電型がＮ型の記録媒体を用いる場合には、前記導
電性探針に正の電圧を印加した状態で、前記導電性探針
を前記記録媒体表面に沿って相対的に移動させながら、
書き込み時にのみ前記導電性探針に、負の電圧を印加す
ることによりデータ・ビットをオーバーライトすること
を特徴とする情報記録方法。 - 【請求項９】記録媒体の最表面のダイヤモンド薄膜ある
いはダイヤモンド状カーボン薄膜が、記録媒体を構成す
るアモルファス半導体薄膜と同じ導電型である前記記録
媒体表面に、カンチレバー先端部に設けられた導電性探
針を接触させた状態で、前記導電性探針と前記記録媒体
との間に電圧を印加して、データ・ビットを記録する情
報記録方法であって、前記導電性探針と前記記録媒体と
の間に書き込み時と同じ極性の電圧を印加した状態で、
前記導電性探針を前記記録媒体表面に沿って相対的に移
動させながら、前記導電性探針と前記記録媒体との間に
流れる電流を検出して、データ・ビットを再生すること
を特徴とする請求項７または８記載の情報記録方法。 - 【請求項１０】アモルファス半導体薄膜材料が、硫黄
（Ｓ）、セレン（Ｓｅ）、テルル（Ｔｅ）から選ばれる
少なくとも１種類を含有しているカルコゲナイド系材料
であることを特徴とする請求項７または８記載の情報記
録方法。 - 【請求項１１】導電性探針の記録媒体との接触部がダイ
アモンドあるいはダイヤモンド状カーボンで構成された
ことを特徴とする請求項７または８記載の情報記録方
法。 - 【請求項１２】導電性探針が、記録媒体を構成するアモ
ルファス半導体薄膜と同じ導電型の半導体で構成されて
いることを特徴とする請求項７または８記載の情報記録
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8265895A JPH10112083A (ja) | 1996-10-07 | 1996-10-07 | 情報記録装置および情報記録方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8265895A JPH10112083A (ja) | 1996-10-07 | 1996-10-07 | 情報記録装置および情報記録方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10112083A true JPH10112083A (ja) | 1998-04-28 |
Family
ID=17423600
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8265895A Pending JPH10112083A (ja) | 1996-10-07 | 1996-10-07 | 情報記録装置および情報記録方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10112083A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2832845A1 (fr) * | 2001-11-27 | 2003-05-30 | Commissariat Energie Atomique | Support d'enregistrement a transition de phase et systeme d'enregistrement utilisant un tel support |
| FR2856184A1 (fr) * | 2003-06-13 | 2004-12-17 | Commissariat Energie Atomique | Dispositif d'enregistrement de donnees comportant des micro-pointes et un support d'enregistrement |
-
1996
- 1996-10-07 JP JP8265895A patent/JPH10112083A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2832845A1 (fr) * | 2001-11-27 | 2003-05-30 | Commissariat Energie Atomique | Support d'enregistrement a transition de phase et systeme d'enregistrement utilisant un tel support |
| FR2856184A1 (fr) * | 2003-06-13 | 2004-12-17 | Commissariat Energie Atomique | Dispositif d'enregistrement de donnees comportant des micro-pointes et un support d'enregistrement |
| WO2005004140A1 (fr) * | 2003-06-13 | 2005-01-13 | Commissariat A L'energie Atomique | Dispositif d’enregistrement de donnees comportant des micro-pointes et un support d’enregistrement |
| JP2006527448A (ja) * | 2003-06-13 | 2006-11-30 | コミサリア、ア、レネルジ、アトミク | マイクロチップ及び記録媒体を有するデータ記録装置 |
| US7209429B2 (en) | 2003-06-13 | 2007-04-24 | Commissariat A L'energie Atomique | Data recording device comprising micro-tips and a recording medium |
| JP4902350B2 (ja) * | 2003-06-13 | 2012-03-21 | コミサリア ア レネルジー アトミック エ オ ゼネルジー アルテルナティブ | マイクロチップ及び記録媒体を有するデータ記録装置 |
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