JPWO2005098846A1

JPWO2005098846A1 - 強誘電体記録媒体用の情報再生装置

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Publication number: JPWO2005098846A1
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Inventors: 長　康雄; 康雄長; 尾上　篤; 篤尾上
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Filing date: 2005-04-08
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Abstract

記録媒体１の強誘電体層２の容量Ｃｓと共振子１４とにより共振回路１７を形成し、この共振回路により、強誘電体層２の容量Ｃｓの変化を発振信号の周波数に変換する。共振子１４として、ＳＡＷ共振子などのＱの高い共振素子を用いる。

Description

本発明は、強誘電体の自発分極により情報を保持する強誘電体記録媒体用の情報再生装置に関する。

高密度情報記録媒体として、ハードディスクドライブ等の磁気メモリー、およびコンパクトディスク、ＤＶＤ等の光メモリーが広く普及している。このような高密度情報記録媒体の技術分野においては、記録媒体の記録密度の向上を目指して、日々、研究開発が行われている。ところが、磁気メモリーにあっては超常磁性限界により、また、光メモリーにあっては回折限界により、記録密度の向上にはそれぞれ限界がある。例えば、磁気メモリーにあっては、垂直磁気記録を利用しても、６．４５平方センチメートル（１平方インチ）あたり１テラビットの記録密度が限界であることが知られている。

そこで、近時、強誘電体の自発分極を利用して情報を保持する強誘電体記録媒体の開発が行われている。強誘電体記録媒体は、まだ開発途上であり、一般に普及するまでには至っていない。強誘電体記録媒体は、理論的には、強誘電体の結晶格子単位まで記録密度を向上させることが可能である。したがって、強誘電体記録媒体によれば、磁気メモリーまたは光メモリーの記録密度の限界を超えることが可能である。例えば、走査型非線形誘電率顕微鏡（ＳＮＤＭ：Scanning Nonlinear Dielectric Microscope）の技術を応用した記録再生方式（以下、「ＳＮＤＭ方式」という。）によれば、６．４５平方センチメートルあたり１．５テラビットの記録密度で強誘電体記録媒体に情報を記録し、かつ再生し得ることが実験により明らかにされている。

特開２００３−０８５９６９号公報（特許文献１）には、ＳＮＤＭ方式により、強誘電体記録媒体に対し情報の記録および再生を行う技術が記載されている。以下、ＳＮＤＭ方式による情報の記録・再生について概説する。

強誘電体記録媒体は、例えばニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ₃ ）またはタンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ_３）等の強誘電体から形成された強誘電体層を有する。情報はこの強誘電体層に記録され、保持される。そして、情報の記録・再生には、タングステン等の金属から形成されたナノメートルスケールのプローブを用いる。

強誘電体記録媒体に情報を記録するときには、プローブを強誘電体記録媒体の表面（記録面）に接触させ、またはプローブを強誘電体記録媒体の表面のきわめて近い位置に接近させる。そして、プローブから強誘電体記録媒体の強誘電体層に抗電界を超える電界を印加し、プローブ直下の強誘電体層の分極方向を反転させる。この印加電圧を記録すべき情報に従ってレベルが変化するパルス信号とし、これを、プローブを介して強誘電体層に印加しながら、強誘電体記録媒体に対するプローブの位置を強誘電体記録媒体の表面に平行な方向に移動させる。これにより、強誘電体記録媒体に情報を強誘電体層の分極状態として記録することができる。

一方、強誘電体記録媒体に記録された情報を再生するときには、強誘電体層の分極方向に従って強誘電体層の非線形誘電率が異なることを利用する。すなわち、強誘電体層の非線形誘電率を強誘電体層の容量の変化を検出することによって読み取り、これにより、強誘電体層の分極状態として記録されている情報を再生する。具体的には、プローブを強誘電体記録媒体の表面に接触させ、またはプローブを強誘電体記録媒体の表面のきわめて近い位置に接近させる。そして、強誘電体記録媒体の強誘電体層に、抗電界よりも小さい交番電界を印加し、強誘電体層の容量が交番的に変化する状態を作る。この状態で、強誘電体層の容量変化を、プローブを介して検出する。

この強誘電体層の容量変化の検出は以下のようにして行う。すなわち、強誘電体層の容量と、外付けのインダクタのインダクタンスとからＬＣ共振回路を形成する。さらに、このＬＣ共振回路に増幅回路に接続し、全体として発振器を形成する。これにより、当該発振器は、強誘電体層の容量変化に対応して周波数が変化する発振信号を出力する。続いて、この発振信号の周波数変化を振幅変化に変換する。続いて、この周波数−振幅変換された信号から、強誘電体層の容量に対応する成分を抽出する。そして、この抽出された成分に基づいて情報を再生する。

特開２００３−０８５９６９号公報

ところで、上述した特開２００３−０８５９６９号公報に記載によれば、ＬＣ共振回路を含む発振器を用いて、強誘電体記録媒体の強誘電体層の容量変化を検出し、情報を再生する。情報再生の精度または安定性を高めるためには、強誘電体層の容量変化を精度よく発振信号の周波数変化に変換することが求められる。このため、ＬＣ共振回路のＱが高いことが望ましい。しかし、インダクタンス素子としてインダクタを用いたＬＣ共振回路では、Ｑを高くすることが困難である。このため、情報再生の精度または安定性を高めることが難しいという問題がある。

本発明は上記に例示したような問題点に鑑みなされたものであり、本発明の課題は、情報再生の精度または安定性の高い強誘電体記録媒体用の情報再生装置を提供することにある。

上記課題を解決するために本発明の情報再生装置は、強誘電体層を有し前記強誘電体層の自発分極により情報を保持する記録媒体から、前記情報を読み取って再生する情報再生装置であって、前記記録媒体の表面を走査し、前記強誘電体層の容量を検出するプローブと、前記記録媒体の表面に所定の間隔をもって対向し、かつ、前記プローブの近傍に配置されたリターン電極と、前記プローブによる前記強誘電体層の容量検出を可能にするために、前記強誘電体層に電界を印加する電界印加手段と、前記プローブにより検出された前記強誘電体層の容量と共に共振回路を形成する共振子と、前記プローブにより検出された前記強誘電体層の容量と前記共振子とにより選定された共振周波数を有する発振信号を生成する発振信号生成手段と、前記発振信号生成手段により生成された発振信号に基づいて前記記録媒体に保持された情報を再生する情報再生手段とを備えている。

本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施形態及び実施例から明らかにされる。

本発明の情報再生装置の第１実施形態を示すブロック図である。本発明の情報再生装置の第２実施形態を示すブロック図である。本発明の情報再生装置の実施例を示すブロック図である。本発明の情報再生装置の他の実施例を示すブロック図である。

符号の説明

１…記録媒体
２…強誘電体層
１０、２０、４０、５０…情報再生装置
１１、４１…プローブ
１２、４２…リターン電極
１３、４３…電界印加手段（交流電源）
１４、４４…共振子（ＳＡＷ共振子）
１５、４５…発振信号生成手段（発振用増幅回路）
１６、２１、４６、４７…情報再生手段（周波数−振幅変換回路、ロックインアンプ）
１７、４９…共振回路

以下、本発明を実施するための最良の形態について実施形態毎に順に図面に基づいて説明する。なお、本発明の実施形態の説明に用いる図面の内容は、本発明の構成要素等を、本発明の技術思想を説明する限りにおいて具体化したものであり、各構成要素等の形状、大きさ、位置、接続関係などは、これに限定されるものではない。また、本発明を実施するためのより具体的な例は、「実施例」という項目の下に開示する。

（第１実施形態）
図１は、本発明の情報再生装置の第１実施形態を示している。図１中の情報再生装置１０は、強誘電体記録媒体１に記録・保持された情報を読み取って再生する装置である。情報再生装置１０は、例えば、ディスクドライブ、ディスクプレーヤ等と同様に、コンピュータ、映像機器、オーディオ機器、通信機器、医療機器、制御機械などデジタル情報を取り扱う種々の機器における情報再生処理に利用することができる。

記録媒体１は、例えばニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ₃ ）またはタンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ_３）等の強誘電体から形成された強誘電体層２を有する。情報は、強誘電体層２の分極方向として記録されており、強誘電体の自発分極の性質より保持されている。強誘電体層２の背面には、背面電極３が形成されており、背面電極３およびリターン電極１２を介して強誘電体層２に電界を印加することができるようになっている。

情報再生装置１０は、ＳＮＤＭ方式を採用している。ＳＮＤＭ方式により、強誘電体の分極方向として保持されている情報を再生する原理は、以下のとおりである。一般に、強誘電体の非線形誘電率は、強誘電体の分極方向に応じて相違する。例えば、図１中の矢示Ｐに示すように、強誘電体の非線形誘電率は、強誘電体の分極方向が上向きか下向きかによって相違する。この強誘電体の非線形誘電率の相違は、強誘電体にその抗電界よりも小さい電界を印加して強誘電体の容量を検出することにより知ることができる。具体的には、強誘電体にその抗電界よりも小さい電界を印加する。そして、図１に示すように、強誘電体の非線形誘電率の相違つまり強誘電体の分極方向の相違に応じた、強誘電体の内部または表層部における静電容量の変化を直接検出する。強誘電体に印加する電界は直流電界でもよいが、交番電界の方が検出感度を高めることができる。強誘電体に交番電界を印加すると、交番電界に従って強誘電体の容量が交番的に変化する。このとき、強誘電体の分極方向が上向きか下向きかで、容量変化の描くカーブが異なる。これは、印加電界の変化に対する強誘電体の分極変化がヒステリシス曲線を描く性質をもっているためである。したがって、強誘電体に交番電界を印加した状態で、強誘電体の容量変化を検出し、この容量変化のカーブの相違を識別することにより、強誘電体の非線形誘電率の相違を知ることができ、そして強誘電体の分極方向を知ることができる。そして、分極方向として記録・保持されている情報を再生することができるのである。

図１に示すように、情報再生装置１０は、プローブ１１、リターン電極１２、電界印加手段１３、共振子１４、発振信号生成手段１５および情報再生手段１６を備えている。

プローブ１１は、記録媒体１（強誘電体層２）の表面を走査し、強誘電体層２の容量を検出する部材である。プローブ１１は、例えばタングステン等の金属またはカーボンナノチューブなどに形成されている。プローブ１１は針状に形成されており、その先端径は、例えば、数ナノメートルないし数百ナノメートルである。プローブ１１は、記録媒体１の上側に配置されており、記録媒体１の表面に垂直な方法に伸びている。

リターン電極１２は、背面電極３と共に、電界印加手段１３から出力される電界を強誘電体層２に印加する機能を有する。さらに、リターン電極１２は、プローブ１１の先端から強誘電体層２を通って当該リターン電極１２に至る電気経路Ｓを形成する機能を有する。そして、電気経路Ｓは、強誘電体層２の容量Ｃｓと共振子１４とから形成される共振回路の一部となる。つまり、リターン電極１２は、この共振回路における共振周波数を選定するための帰還回路の一部を構成する経路である。リターン電極１２は、記録媒体１の表面に所定の間隔をもって対向し、かつ、プローブ１１の近傍に配置されている。具体的には、リターン電極１２は、プローブ１１と共に強誘電体層２の一側に位置する表面の上方に配置されている。リターン電極１２と記録媒体１の表面との間の距離は、例えばおよそ数十ナノメートルないし数十マイクロメートルである。リターン電極１２がプローブ１１の近傍に配置されているため、電界印加手段１３から出力される電界は、強誘電体層２においてプローブ１１の先端直下とその周辺を含む領域に印加される。また、リターン電極１２が記録媒体１の表面から比較的微小な間隔をもって対向し、かつプローブ１１の近傍に配置されているため、電気経路Ｓがきわめて短くなる。電気経路Ｓを短くすることにより、プローブ１１により強誘電体層２の容量変化を検出するときに、予測不能な浮遊容量等のノイズが混入するのを抑制することができる。なお、図１中のリターン電極１２は、リング状に形成されており、リングの中央にプローブ１１が配置されている。リターン電極１２をリング状に形成することにより、電界印加手段１３から出力される電界をプローブ１１の近傍周辺に均等に印加することができるという利点がある。しかし、リターン電極１２の形状は、プローブ１１との間の位置関係および記録媒体１の表面との間の位置関係を上述したように適切に設定できれば、他の形状でもよい。

電界印加手段１３は、プローブ１１による強誘電体層２の容量Ｃｓの検出を可能または容易にするために、強誘電体層２に電界を印加する。電界印加手段１３は、交番電圧または直流電圧を生成し、これをリターン電極１２と背面電極３との間に供給する。これにより、交番電界または直流電界が強誘電体層２に印加される。電界印加手段１３により印加される電界の強度は、強誘電体層２の抗電界よりも小さい。また、電界印加手段１３により印加される電界が交番電界の場合には、交番電界の周波数は例えば５ｋないし１００ｋＨｚ程度である。電界印加手段１３は、交流電圧または直流電圧を生成する通常の電気回路により実現することができる。なお、図１では、直流電界または交番電界をリターン電極１２および背面電極３を介して強誘電体層２に印加しているが、この電界をプローブ１１および背面電極３を介して強誘電体層２に印加することも可能である。

共振子１４は、プローブ１１により検出された強誘電体層２の容量Ｃｓと共に共振回路１７を形成する。すなわち、共振子１４は、強誘電体層２の容量Ｃｓと共に、共振周波数を選定する機能を有する。そして、強誘電体層２の容量Ｃｓと共振子１４によって選定された共振周波数は、発振信号生成手段１５により生成される発振信号の周波数となる。強誘電体層２の容量Ｃｓと共振子１４とにより選定される共振周波数の平均は、例えば１ＧＨｚ程度である（なお、後述するように、この共振周波数は、強誘電体層２の容量変化に従って例えば１ＧＨｚを中心に変化する）。共振子１４として、例えばＳＡＷ（Surface Acoustic Wave）共振子、水晶発振子またはセラミック発振子など、種々の共振子、発振子または振動子を用いることができる。もっとも、Ｑが高いことが望ましいので、共振子１４としてＳＡＷ共振子または水晶発振子を用いることが望ましい。さらに、一般に、ＳＡＷ共振子の方が水晶発振子よりもＱが高いので、Ｑをより高める観点から、共振子１４としてＳＡＷ共振子を用いることがより望ましい。

発振信号生成手段１５は、プローブ１１により検出された強誘電体層２の容量Ｃｓと共振子１４とにより選定された共振周波数を有する発振信号を生成する。例えば、発振信号生成手段１５は、強誘電体層２の容量Ｃｓと共振子１４とから形成される共振回路１７と共に発振器を構成する。発振信号生成手段１５は、例えば、増幅回路のほか、共振回路１７と共に発振器を構成するための種々の素子により実現することができる。より具体的には、ＶＣＳＯ（Voltage Controlled SAW Oscillator）またはＶＣＸＯ（Ｖoltage Controlled X'tal(crystal) Oscillator）に用いられる回路構成（電圧制御部分を除く。また、強誘電体層２の容量が可変容量素子に相当する）を適用することが可能である。

情報再生手段１６は、発振信号生成手段１５により生成された発振信号に基づいて記録媒体に保持された情報を再生する。後述するように、強誘電体層２の容量Ｃｓの変化に対応して発振信号の周波数が変化する。情報再生手段１６は、この発振信号の周波数の変化を検出し、強誘電体層２の容量Ｃｓの変化を知り、これに基づいて、強誘電体層２の非線形誘電率を知り、さらに強誘電体層２の分極方向を知る。情報は強誘電体層２の分極方向として保持されているので、このような検出・分析を行うことで、強誘電体層２に保持された情報を再生することができる。

このような構成を有する情報再生装置１０の動作は以下のとおりである。記録媒体１に保持された情報を再生するとき、まず、図示しない位置決め機構が、プローブ１１または記録媒体１を移動させ、プローブ１１の先端を記録媒体１の表面に接触させ、または、プローブ１１の先端を記録媒体１の表面から数ナノメートルないし数十ナノメートル離れた位置まで接近させる。続いて、電界印加手段１３は、背面電極３とリターン電極１２との間に例えば交番電圧を供給する。これにより、交番電界が強誘電体層２に印加される。そして、交番電界の印加により、強誘電体層２においてプローブ１１の先端直下とその周辺の領域の容量Ｃｓが、交番電界に従って交番的に変化する。強誘電体層２の容量Ｃｓの変化（具体的には図１に示すように強誘電体層２の内部または表層部における容量Ｃｓの変化）は、プローブ１１により検出される。そして、強誘電体層１２の容量Ｃｓの変化に従って、強誘電体層１２の容量Ｃｓと共振子１４とから形成される共振回路１７の共振周波数が変化するので、これに従って、発振信号生成手段１５により生成される発振信号の周波数が変化する。この発振信号は、情報再生手段１６に供給される。続いて、情報再生手段１６は、発振信号に基づいて強誘電体層２の容量Ｃｓの変化を認識し、強誘電体層２に保持された情報を再生する。

以上より、情報再生装置１０では、強誘電体層２の容量Ｃｓの変化に従って発振信号の周波数を変化させるための共振回路１７において、共振子１４を用いている。共振子１４を用いたことにより、高いＱを有する共振回路１７を実現することができる。これにより、強誘電体層２の容量Ｃｓの変化に発振信号の周波数の変化を高精度かつ鋭敏に追従させることができる。すなわち、たとえ強誘電体層２の容量Ｃｓの変化が微小でも、この微小な変化に従って発振信号の周波数を変化させることができる。また、たとえ強誘電体層２の容量Ｃｓの変化が高速でも、この高速な変化に従って発振信号の周波数を変化させることができる。この結果、情報再生装置１０によれば、情報再生の精度および速度を向上させることができる。

また、情報再生装置１０によれば、共振子１４を用いたことにより、情報再生の精度またはＳＮ比を低下させることなく、強誘電体層２に印加する交番電界の振幅を小さくできる。また、交番電界に代えて直流電界を印加する構成を採用しても、高精度な情報再生を実現することが可能となる。この理由は、以下のとおりである。

すなわち、上述したように、ＳＮＤＭ方式では、強誘電体に交番電界を印加したときの強誘電体の容量変化のカーブの相違を識別し、これに基づいて強誘電体の分極方向を知る。具体的には、まず、強誘電体に交番電界を印加し、強誘電体の容量を変化させる。続いて、共振回路を用いて、強誘電体の容量変化に発振信号の周波数の変化を追従させ、いわば、強誘電体の容量変化を発振信号の周波数変化に変換する。続いて、発振信号の周波数変化に対して信号検出処理を行って、強誘電体の分極方向を知る。したがって、共振回路の感度が悪いと、強誘電体の容量変化を発振信号の周波数変化に精度よく変換することができず、強誘電体の分極方向を正確に知ることが困難となる。

この問題を解決するための一つの方法として、交番電界の振幅を大きくする方法がある。交番電界の振幅を大きくすれば、強誘電体の容量変化が大きくなり、強誘電体の分極方向の相違に対応する容量変化のカーブの相違が顕著となる。したがって、共振回路の感度が悪くても、発振信号の周波数変化から、強誘電体の分極方向を読み取ることができる。ところが、交番電界の強度は強誘電体の抗電界を超えることはできないので、交番電界の振幅を大きくするのには限界がある。このため、この方法では、強誘電体の分極方向の認識精度を十分に高めることができない場合がある。

これに対し、本発明の第１実施形態である情報再生装置１０によれば、Ｑの高い共振子１４を用いて共振回路１７を形成しているため、共振回路１７の感度が良い。このため、強誘電体の容量変化を発振信号の周波数変化に精度よく変換することができ、強誘電体の分極方向を正確に知ることができる。そして、共振回路１７の感度が良いため、交番電界の振幅を大きくしなくてもよい。さらには、共振回路１７の感度が良いため、交番電界の振幅を小さくしても、強誘電体の分極方向を正確に知ることができる。したがって、情報再生の精度またはＳＮ比を低下させることなく、強誘電体層２に印加する交番電界の振幅を小さくでき、さらには、交番電界に代えて直流電界を印加する構成を採用することが可能となるのである。

（第２実施形態）
図２は、本発明による情報再生装置の第２実施形態を示している。第２実施形態の特徴は、情報再生手段をより具体化した点にある。すなわち、図２中の情報再生装置２０は、情報再生手段２１を有する。情報再生手段２１は、変換手段２２および抽出手段２３を備えている。

変換手段２２は、プローブ１１により検出された強誘電体層２の容量変化に対応する発振信号の周波数変化を振幅変化に変換し、変換された信号を出力する。変換手段２２は、例えば、周波数−電圧変換回路またはＦＭ復調器などにより実現することができる。

抽出手段２３は、変換手段２２により変換された信号から、プローブ１１により検出された強誘電体層２の容量変化に対応する成分を抽出する。抽出手段２３は、ロックインアンプなどの検波回路により実現することができる。電界印加手段１３によりリターン電極１２と背面電極３との間に交番電圧を供給し、これにより強誘電体層２に交番電界を印加する構成を採用した場合には、この交番電圧を、抽出手段１３における信号成分抽出処理（検波処理）に参照信号として用いることが望ましい（図２中の点線の接続ラインを参照）。これにより、信号成分抽出処理（検波処理）の精度を向上させることができる。

（実施例）
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。以下の実施例は、本発明を実施するための好適な一例である。

記録媒体３０は、強誘電体層３１および背面電極３２を備えている。強誘電体層３１は、例えばニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ₃ ）から形成されている。背面電極３２は、アルミニウム、白金または銅などの導体から形成されており、強誘電体層３１の背面に、スパッタリングや蒸着などの薄膜形成プロセスによって形成（積層）されている。

情報再生装置４０は、プローブ４１、リターン電極４２、交流電源４３、ＳＡＷ共振子４４、発振用増幅回路４５、周波数−振幅変換回路４６およびロックインアンプ４７を備えている。

プローブ４１は、記録媒体３０（強誘電体層３１）の表面を走査し、強誘電体層３１の容量を検出する部材である。プローブ１１は、例えばタングステンにより針状に形成されており、その先端径は、数十ナノメートル程度である。記録媒体３０に保持された情報を再生するとき、プローブ４１の先端は、記録媒体３０表面上の読取位置に接近する。このときのプローブ４１の先端と記録媒体３０の表面との間の距離は、数ナノメートルないし数十ナノメートル程度である。プローブ４１の先端と記録媒体３０表面とをこのような微小な距離となるまで接近させることにより、プローブ４１による記録媒体３０表面の走査の容易性・迅速性を確保しつつ、プローブ４１の先端が記録媒体３０の表面と接触しているのと同様の電気的作用を実現することができる。また、プローブ４１の先端と記録媒体３０の表面とを接触させても構わない。

リターン電極４２は、背面電極３２と共に、交流電源４３から出力される電界を強誘電体層３１に印加する機能を有する。さらに、リターン電極４２は、プローブ４１の先端から強誘電体層３１を通って当該リターン電極４２に至る電気経路Ｓを形成する機能を有する。リターン電極４２は、記録媒体３０の表面に所定の間隔をもって対向している。リターン電極４２と記録媒体３０の表面との間の距離は、例えばおよそ数百ナノメートル程度である。また、リターン電極４２は、リング状に形成されており、プローブ４１の周囲を囲んでいる。

交流電源４３は、プローブ４１による強誘電体層３１の容量Ｃｓの検出を可能または容易にするために、強誘電体層３１に交番電界を印加する電源である。交流電源４３は、交番電圧を生成し、これをリターン電極４２と背面電極３２との間に供給する。これにより、交番電界が強誘電体層３１に印加される。交流電源４３により印加される電界の強度は、強誘電体層３１の抗電界よりも小さく、その周波数は例えば５ｋＨｚ程度である。

ＳＡＷ共振子４４は、プローブ４１により検出された強誘電体層３１の容量Ｃｓと共に共振回路４９を形成する。すなわち、共振子４４は、強誘電体層３１の容量Ｃｓと共に、共振周波数を選定する機能を有する。強誘電体層３１の容量ＣｓとＳＡＷ共振子４４とにより選定される共振周波数の平均は、例えば１ＧＨｚ程度である。

発振用増幅回路４５は、プローブ４１により検出された強誘電体層３１の容量ＣｓとＳＡＷ共振子４４とにより選定された共振周波数を有する発振信号を生成する回路である。すなわち、強誘電体層３１の容量Ｃｓ、ＳＡＷ共振子４４および発振用増幅回路４５は、全体で発振器を構成しており、強誘電体層３１の容量ＣｓおよびＳＡＷ共振子４４が当該発振器の周波数選定回路に相当し、発振用増幅回路４５が当該発振器の増幅回路に相当する。

周波数−振幅変換回路４６は、プローブ４１により検出された強誘電体層３１の容量変化に対応する発振信号の周波数変化を振幅変化に変換し、変換された信号を出力する回路である。

ロックインアンプ４７は、周波数−振幅変換回路４６により変換された信号から、プローブ４１により検出された強誘電体層３１の容量変化に対応する成分を抽出する回路である。交流電源４３から出力される交流電圧は、リターン電極４２および背面電極３２に供給されるだけでなく、ロックインアンプ４７にも供給される。ロックインアンプ４７は、この交流電圧を参照信号として用いて、強誘電体層３１の容量変化に対応する成分の抽出を行い、強誘電体層２に保持された情報を再生する。

移動機構４８は、例えば、Ｘ−Ｙステージであり、その上に載置された記録媒体３０を、記録媒体３０の表面と平行な方向（図３中のＸ方向およびＹ方向）に移動させる機構である。移動機構４８により記録媒体３０を移動させることにより、プローブ４１による記録媒体３０表面の走査が実現される。

（他の実施例）
図４に本発明の他の実施例を示す。情報再生装置５０においては、前述の実施例においてＳＡＷ共振子４４、プローブ４１により検出される強誘電体層３１の容量Ｃｓにより構成される共振回路４９中のＳＡＷ共振子４４、プローブ４１間に更にインダクタ５１が挿入されており、ＳＡＷ共振子４４の共振周波数の中で、プローブ４１により検出された強誘電体層３１の容量Ｃｓとインダクタ５１によって選択される周波数が共振回路４９の共振条件を満たし、これが発振用増幅回路４５の発振周波数となる。

なお、本発明は、請求の範囲および明細書全体から読み取ることのできる発明の要旨または思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う装置もまた本発明の技術思想に含まれる。

本発明に係る強誘電体記録媒体用の情報再生装置は、例えば、強誘電体の自発分極により情報を保持する強誘電体記録媒体用の情報再生装置に利用可能である。

Claims

強誘電体層を有し前記強誘電体層の自発分極により情報を保持する記録媒体から、前記情報を読み取って再生する情報再生装置であって、
前記記録媒体の表面を走査し、前記強誘電体層の容量を検出するプローブと、
前記記録媒体の表面に所定の間隔をもって対向し、かつ、前記プローブの近傍に配置されたリターン電極と、
前記プローブによる前記強誘電体層の容量検出を可能にするために、前記強誘電体層に電界を印加する電界印加手段と、
前記プローブにより検出された前記強誘電体層の容量と共に共振回路を形成する共振子と、
前記プローブにより検出された前記強誘電体層の容量と前記共振子とにより選定された共振周波数を有する発振信号を生成する発振信号生成手段と、
前記発振信号生成手段により生成された発振信号に基づいて前記記録媒体に保持された情報を再生する情報再生手段と
を備えていることを特徴とする情報再生装置。
前記共振子は、ＳＡＷ（Surface Acoustic Wave）共振子であることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の情報再生装置。
前記共振子は、水晶発振子であることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の情報再生装置。
前記電界印加手段は、前記強誘電体層に交番電界を印加することを特徴とする請求の範囲第１項に記載の情報再生装置。
前記情報再生手段は、
前記プローブにより検出された前記強誘電体層の容量変化に対応する前記発振信号の周波数変化を振幅変化に変換し、変換された信号を出力する変換手段と、
前記変換手段により変換された信号から、前記プローブにより検出された前記強誘電体層の容量変化に対応する成分を抽出する抽出手段と
を備えていることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の情報再生装置。