KR19990069112A - Near field emitters and high density recording devices using the same - Google Patents

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KR19990069112A
KR19990069112A KR1019980003148A KR19980003148A KR19990069112A KR 19990069112 A KR19990069112 A KR 19990069112A KR 1019980003148 A KR1019980003148 A KR 1019980003148A KR 19980003148 A KR19980003148 A KR 19980003148A KR 19990069112 A KR19990069112 A KR 19990069112A
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emitter
near field
recording medium
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electron beam
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Inventor
유인경
김병만
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윤종용
삼성전자 주식회사
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Abstract

본 발명은 컴팩트 디스트(CD), 디지털 다목적 디스크(DVD), 하드 디스크 드라이브(HDD) 등을 이을 차세대 고밀도 데이터 저장(high data storage)에 매체에 부합되는 니어 필드 에미터와 이를 이용한 고밀도 기록 장치 및 그 작동 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 니어 필드 에미터는 평판형의 강유전체 에미터나 일반 금속 혹은 반도체 에미터로 방출되는 전자빔을 이용하여 강유전체 기록 매체에 데이타를 기록하거나 해독한다. 이러한 전자빔의 방출 과정은 기록 매체와 에미터가 이격된체 원격으로 진행되기 때문에 진동에 의한 오차가 발생하지 않는다.The present invention provides a near field emitter and a high density recording device using the same for medium to next-generation high data storage, such as a compact disk (CD), a digital multipurpose disk (DVD), a hard disk drive (HDD), and the like. How it works. The near field emitter according to the present invention records or decodes data on a ferroelectric recording medium by using an electron beam emitted by a flat ferroelectric emitter or a general metal or semiconductor emitter. Since the electron beam is emitted remotely from the recording medium and the emitter, no error due to vibration occurs.

Description

니어 필드 에미터와 이를 이용한 고밀도 기록 장치 및 그 작동 방법Near-field emitters and high-density recording devices using them and methods of operation

본 발명은 컴팩트 디스트(CD), 디지털 다목적(버자타일) 디스크(DVD), 하드 디스크 드라이브(HDD) 등을 이을 차세대 고밀도 데이터 저장(high data storage)에 매체에 부합되는 니어 필드 에미터와 이를 이용한 고밀도 기록 장치 및 그 작동 방법에 관한 것이다.The present invention provides a near field emitter suitable for medium to next generation high data storage, including compact disc (CD), digital versatile (versatile) disc (DVD), and hard disk drive (HDD). A high density recording apparatus and a method of operating the same.

고밀도 데이터 저장(High data storage) 연구에서 가장 각광을 받는 것은 AFM, 혹은 STM에 의한 데이터 저장(data storage)이다. 그러나 이 것들은 진동에 민감한 결정적인 취약점이 있는 것으로, 원격으로 데이타를 읽고 쓸 수 있는 기능을 필요로 한다. 이를 위하여 가장 적절한 것은 전자빔(electron beam)이다. 즉, CD, DVD, HDD 등을 이을 차세대 고밀도 데이터 저장(high data storage) 매체에 가장 부합되는 것은 전자(electron)를 기록 소스(source)로 사용하는 것이다. 전자빔(Electron beam)은 SEM, TEM, 전자빔 리소그래피(electron-beam lithography) 등에 이용되고 있으나, 집속(focus)된 빔(beam) 형성에 주력하여 왔다. 그러나, 전자빔 소스(electron beam source)를 고밀도 데이터 저장 시스템(high data storage system)에 적용하기에는 그 규모가 크고 고가이기 때문에 데이터 저장에는 적합하지 않다.High data storage research is most popular in data storage by AFM, or STM. However, these are critical vibration-sensitive vulnerabilities and require the ability to read and write data remotely. The most suitable for this is an electron beam. That is, the best match for the next generation high data storage media following CD, DVD, HDD, etc. is to use electron as a recording source. Electron beams are used in SEM, TEM, electron-beam lithography, and the like, but have focused on forming focused beams. However, they are not suitable for data storage because they are large and expensive to apply electron beam sources to high data storage systems.

그 대안으로, 간단하게 전자빔을 발생시킬 수 있는 장치로 대두되는 것이 필드 에미터(field emitter)이다. 그러나 필드 에미션(field emission)에서는 전자빔이 사방으로 퍼진다는 물리적 한계가 문제점으로 대두된다.Alternatively, a field emitter is emerging as a device that can simply generate an electron beam. However, in field emission, a physical limitation that an electron beam spreads in all directions is a problem.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하고자 창안된 것으로, 전자빔을 고밀도 데이터 저장(high data storage)에 응용할 수 있도록 전자빔 소스(electron beam source)로 사용할 수 있는 니어 필드 에미터(Near Field Emitter)와 이를 이용한 고밀도 기록 장치 및 그 작동 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention was devised to improve the above problems, and a near field emitter (Near Field Emitter) which can be used as an electron beam source to apply an electron beam to high data storage, and the same An object of the present invention is to provide a high-density recording apparatus and a method of operating the same.

도 1은 본 발명에 따른 강유전체 니어 필드 에미터의 개략적 수직 단면도,1 is a schematic vertical cross-sectional view of a ferroelectric near field emitter in accordance with the present invention;

도 2는 본 발명에 따른 일반물질 니어 필드 에미터의 개략적 수직 단면도,Figure 2 is a schematic vertical cross-sectional view of a general material near field emitter according to the present invention,

도 3은 도 1 및 도 2의 니어 필드 에미터의 개략적 사시도,3 is a schematic perspective view of the near field emitter of FIGS. 1 and 2;

도 4는 그리드를 가진 도 1의 강유전체형 니어 필드 에미터의 개략적 수직 단면도,4 is a schematic vertical cross-sectional view of the ferroelectric near field emitter of FIG. 1 with a grid, FIG.

도 5a 내지 도 5d는 본 발명에 따른 고밀도 기록 장치에서 니어 필드 에미터가 컬렉터를 가진 경우의 작동 방법을 설명하기 위한 도면으로서,5A to 5D are diagrams for explaining an operation method when the near field emitter has a collector in the high density recording apparatus according to the present invention;

도 5a는 강유전체 기록 매체를 초기화하는 단계를 설명하기 위한 도면,5A is a diagram for explaining a step of initializing a ferroelectric recording medium;

도 5b는 "쓰기"를 보여주는 도면,5b shows "write",

도 5c는 "0"으로 기록된 것을 읽는 원리를 보여주는 도면,5C shows the principle of reading what is written as "0";

그리고 도 5d는 "1"로 기록된 것을 읽는 원리를 보여주는 도면이다.And FIG. 5D shows the principle of reading what is written as "1".

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

1. 에미터 홀더(Emitter holder)겸 에미터 바닥 전극(emitter bottom electrode) 혹은 음극(cathode)1.Emitter holder and emitter bottom electrode or cathode

2. 강유전체 에미터(Ferroelectrc emitter)Ferrolectrc emitter

3. 상부 전극(Top electrode)3. Top electrode

4. 콜렉터(Collector)4. Collector

5. 일반 에미터(emitter)(금속, 다이아몬드, 유사 다이아몬드 등)5. Common emitters (metals, diamonds, pseudo diamonds, etc.)

6. 절연 게이트(Insulating gate)6. Insulating gate

7. 빛 혹은 광자(다이아몬드 혹은 유사 다이아몬드 에미터를 사용할 경우)7. Light or photons (when using diamond or pseudo diamond emitters)

8. 강유전체 에미터(emitter)와 그리드(grid)의 격리판(절연체)8. Separators (insulators) of ferroelectric emitters and grids

9. 그리드(Grid)9. Grid

10. 기록매체(강유전체)10. Recording medium (ferroelectric)

11. 윗전극11. Upper electrode

12. 아래전극12. Bottom electrode

13. 유전막13. The dielectric film

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 니어 필드 에미터는, 에미터 홀더; 상기 에미터 홀더 상에 강유전체가 평판형으로 장착되어 형성된 에미터; 및 상기 에미터 상에 일정한 직경의 전자빔 방출용 홀을 갖는 도전성 게이트;를 구비하여 된 것을 특징으로 한다.Near field emitter according to the present invention to achieve the above object, the emitter holder; An emitter formed by mounting a ferroelectric in a flat plate shape on the emitter holder; And a conductive gate having an electron beam emission hole of a constant diameter on the emitter.

본 발명에 있어서, 상기 에미터 홀더 상에 상기 에미터와 일정한 거리 만큼 이격되어 배치된 컬렉터를 더 구비한 것도 바람직하며, 상기 도전성 게이트 상에 방출되는 전자빔을 가속하기 위한 가속 그리드를 더 구비한 것이 바람직하다.In the present invention, it is preferable to further include a collector disposed on the emitter holder spaced apart from the emitter by a predetermined distance, further comprising an acceleration grid for accelerating the electron beam emitted on the conductive gate. desirable.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 또 다른 니어 필드 에미터는, 에미터 홀더; 상기 에미터 홀더 상에 금속, 다이아몬드 혹은 유사 다이아몬드가 평판형으로 장착되어 형성된 에미터; 및 상기 에미터 상에 일정한 직경의 전자빔 방출용 홀을 갖는 절연성 게이트;를 구비하여 된 것을 특징으로 한다.In addition, another near field emitter according to the present invention in order to achieve the above object, the emitter holder; An emitter formed by flatly mounting metal, diamond or pseudo diamond on the emitter holder; And an insulating gate having an electron beam emission hole having a constant diameter on the emitter.

본 발명에 있어서, 상기 에미터 홀더 상에 상기 에미터와 일정한 거리 만큼 이격되어 배치된 컬렉터를 더 구비한 것도 바람직하며, 상기 도전성 게이트 상에 방출되는 전자빔을 가속하기 위한 가속 그리드를 더 구비한 것이 바람직하다.In the present invention, it is preferable to further include a collector disposed on the emitter holder spaced apart from the emitter by a predetermined distance, further comprising an acceleration grid for accelerating the electron beam emitted on the conductive gate. desirable.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 니어 필드 에미터를 이용한 고밀도 기록 장치는, 에미터 홀더, 상기 에미터 홀더 상에 강유전체가 평판형으로 장착되어 형성된 에미터 및 상기 에미터 상에 소정 구경의 전자빔 방출용 홀을 갖는 도전성 게이트를 구비한 니어 필드 에미터; 및 강유전체층 및 상기 강유전체층 상하 양면에 상부전극 및 하부전극이 각각 형성된 기록 매체;를 구비하여 된 것을 특징으로 한다.In addition, in order to achieve the above object, a high density recording apparatus using a near field emitter according to the present invention includes an emitter holder, an emitter formed by mounting a ferroelectric on the emitter holder in a flat plate shape, and the emitter image. A near field emitter having a conductive gate having a hole for emitting electron beams of a predetermined aperture in the chamber; And a recording medium having upper and lower electrodes formed on upper and lower surfaces of the ferroelectric layer and the ferroelectric layer, respectively.

본 발명에 있어서, 상기 에미터 홀더 상에 상기 에미터와 일정한 거리 만큼 이격되어 배치된 컬렉터를 더 구비한 것도 바람직하며, 상기 도전성 게이트 상에 방출되는 전자빔을 가속하기 위한 가속 그리드를 더 구비한 것이 바람직하며, 상기 기록 매체의 상하부 전극이 금속이나 도전성 세라믹 혹은 반도체로 형성되고, 상기 상부 전극 상에는 유전막을 형성하되 유전막은 절연체, 상유전체, 혹은 고유전체로 형성된 것이 바람직하다.In the present invention, it is preferable to further include a collector disposed on the emitter holder spaced apart from the emitter by a predetermined distance, further comprising an acceleration grid for accelerating the electron beam emitted on the conductive gate. Preferably, the upper and lower electrodes of the recording medium are formed of a metal, a conductive ceramic or a semiconductor, and a dielectric film is formed on the upper electrode, but the dielectric film is formed of an insulator, a dielectric, or a high dielectric material.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 또 다른 니어 필드 에미터를 이용한 고밀도 기록 장치는, 에미터 홀더, 상기 에미터 홀더 상에 금속이나 다이아몬드 혹은 유사 다이아몬드가 평판형으로 장착되어 형성된 에미터 및 상기 에미터 상에 일정한 직경의 전자빔 방출용 홀을 갖는 절연성 게이트를 구비한 니어 필드 에미터; 및 강유전체층 및 상기 강유전체층 상하 양면에 상부전극 및 하부전극이 각각 형성되고 상기 상부 전극 상에는 유전체막이 각각 형성된 기록 매체;를 구비하여 된 것을 특징으로 한다.In addition, in order to achieve the above object, another high-density recording apparatus using the near field emitter according to the present invention is formed by mounting a metal, diamond or pseudo diamond on the emitter holder and the emitter holder in a flat plate shape. A near field emitter having an emitter and an insulating gate having an electron beam emission hole of a constant diameter on the emitter; And a recording medium having upper and lower electrodes formed on the upper and lower surfaces of the ferroelectric layer and the ferroelectric layer, respectively, and a dielectric film formed on the upper electrode, respectively.

본 발명에 있어서, 상기 에미터 홀더 상에 상기 에미터와 일정한 거리 만큼 이격되어 배치된 컬렉터를 더 구비한 것도 바람직하며, 상기 도전성 게이트 상에 방출되는 전자빔을 가속하기 위한 가속 그리드를 더 구비한 것이 바람직하며, 기록 매체의 전극이 금속 혹은 도전성 세라믹 혹은 반도체로 형성되고 상기 상부 전극 위에는 유전막을 형성하되 상기 유전막은 절연체, 상유전체 혹은 고유전체로 형성된 것이 바람직하다.In the present invention, it is preferable to further include a collector disposed on the emitter holder spaced apart from the emitter by a predetermined distance, further comprising an acceleration grid for accelerating the electron beam emitted on the conductive gate. Preferably, the electrode of the recording medium is formed of a metal, a conductive ceramic or a semiconductor, and a dielectric film is formed on the upper electrode, but the dielectric film is formed of an insulator, a dielectric or a high dielectric material.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 고밀도 기록 장치의의 작동 방법은, 니어 필드 에미터 및 강유전체 기록 매체를 구비한 고밀도 기록 장치에 있어서, (가) 상기 니어 필드 에미터로 상기 강유전체 기록 매체 상에 전자빔을 방출하여 상기 강유전체 기록 매체의 분극 상태를 변화시켜 정보를 기록하는 쓰기 단계; 및 (나) 상기 니어 필드 에미터로 상기 강유전체 기록 매체에 전자빔을 방출하여 상기 강유전체 기록 매체의 강유전체층의 분극 상태에 따라 상기 유전막 상에 형성되는 포텐셜 혹은 전계의 차이를 감지하여 정보를 읽는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, in order to achieve the above object, a method of operating the high density recording apparatus according to the present invention, in the high density recording apparatus having a near field emitter and a ferroelectric recording medium, (A) the near field emitter A writing step of recording information by emitting an electron beam on the ferroelectric recording medium to change the polarization state of the ferroelectric recording medium; And (b) reading the information by emitting an electron beam to the ferroelectric recording medium with the near field emitter to detect a difference in potential or electric field formed on the dielectric film according to the polarization state of the ferroelectric layer of the ferroelectric recording medium; Characterized in that it comprises a.

본 발명에 있어서, 상기 (가) 단계에 앞서 상기 강유전체 기록 매체를 초기화하는 단계를 더 포함하고, 상기 (나) 단계에서 방출된 전자빔이 스캐터링되는 것을 검출하여 정보를 읽는 것이 바람직하다.In the present invention, the method further comprises the step of initializing the ferroelectric recording medium prior to the step (a), and preferably reading the information by detecting that the electron beam emitted in the step (b) is scattered.

이하 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 니어 필드 에미터와 이를 이용한 고밀도 기록 장치 및 그 작동 방법을 상세하게 설명한다.Hereinafter, a near field emitter, a high density recording apparatus using the same, and a method of operating the same according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1 및 도 2는 각각 본 발명에 따른 니어 필드 에미터의 개략적 수직 단면도로서, 각각 강유전체를 에미터로 사용하는 강유전체형 니어 필드 에미터 및 금속이나 다이아몬드 혹은 유사 다이아몬드 혹은 반도체를 에미터로 사용하는 일반형 니어 필드 에미터이다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 니어 필드 에미터는 평판형 필드 에미터(flat type field emitter)를 응용한 것이다. 즉, 평판형 필드 에미터에서 발생하는 전자빔의 니어 필드(near field)를 이용한 것이다. 일반적으로 니어 필드(near field)에서는 빔의 세기(beam intensity)가 불규칙한 대신 빔의 퍼짐(beam spread)이 거의 없다. 광학이론에 의하면 니어 필드(near field)는 에미터의 크기와 전자의 파장(혹은 전자빔 에너지)에 의해 결정된다. 이러한 니어 필드 빔을 갖는 에미터를 제작하면 원격으로 작은 전자빔 스폿(electron beam spot)을 얻을 수 있고, 이를 이용하여 데이타를 기록 재생할 수 있다. 도 1 및 도 2는 이러한 조건을 만족시키는 에미터의 구조를 보여준다. 먼저, 강유전체(2)를 에미터로 사용하는 강유전체형 니어 필드 에미터에서는 윗전극(3) 즉 게이트(3)로 도전성 물질을 사용하고, 일반형 에미터(5)를 사용하는 일반형 니어 필드 에미터에서는 절연체 게이트(6)를 사용한다. 여기서, 부재번호 1은 전자를 공급하는 음극이고, 부재번호 4는 전자를 수집하는 컬렉터이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 게이트(3,6) 가운데에는 미세한 구멍을 뚫고 에미터(2, 5)가 드러나도록 하여 음극(1)으로부터 제공되는 전자들이 구멍을 통해서 방출(emission)되도록 한다. 방출(Emission)되는 전자들의 에너지를 제어(control)하거나 일단은 빔의 퍼짐을 1차적으로 차단하고자 할 때에는, 도 4에 도시된 바와 같이, 미세한 구멍이 뚫린 그리드(grid)(9)를 장착하여 사용할 수도 있다. 여기서, 그리드(9)는 게이트(3)와 전기적으로 절연이 되도록 절연체(8)를 사이에 개재시킨다.1 and 2 are schematic vertical cross-sectional views of a near field emitter according to the present invention, respectively, with ferroelectric type near field emitters using ferroelectrics as emitters and metal, diamond, or similar diamonds or semiconductors as emitters General near field emitter. As shown, the near field emitter according to the present invention is an application of a flat type field emitter. That is, the near field of the electron beam generated in the flat field emitter is used. In general, in the near field, the beam intensity is irregular, and there is little beam spread. According to optical theory, the near field is determined by the size of the emitter and the wavelength (or electron beam energy) of the electron. By fabricating an emitter having such near field beams, small electron beam spots can be obtained remotely, and data can be recorded and reproduced using them. 1 and 2 show the structure of the emitter satisfying these conditions. First, in a ferroelectric near field emitter using the ferroelectric 2 as an emitter, a general near field emitter using a conductive material as the upper electrode 3, that is, the gate 3, and using a general emitter 5 Insulator gate 6 is used. Here, the member number 1 is a cathode for supplying electrons, and the member number 4 is a collector for collecting electrons. As shown in FIG. 3, a minute hole is drilled in the center of the gates 3 and 6 and the emitters 2 and 5 are exposed so that electrons provided from the cathode 1 are emitted through the holes. To control the energy of emitted electrons or to block the spread of the beam first, as shown in FIG. 4, a grid 9 having a small hole is mounted. Can also be used. Here, the grid 9 is interposed between the insulator 8 so as to be electrically insulated from the gate 3.

이러한 구조를 갖는 에미터(2)에 전압을 가하여 전자를 방출(emission)시키고 방출 패턴(emission pattern) 중 니어 필드(near field) 영역에 기록 대상물체즉 기록 매체를 놓은 것이 본 발명에 따른 고밀도 기록 장치이다. 도 5a 내지 도 5d는 이와 같은 본 발명에 따른 고밀도 기록 장치 및 그 작동 방법을 보여준다. 여기서는 기록 매체로는 강유전체 기판을 사용한 것을 예로 들었다. 이 강유전체(10) 기판은 윗전극(11)과 아래전극(12)이 있는 것으로, 강유전체 캐패시터로 볼 수 있다. 전극물질은 금속, 도전성 세라믹 및 반도체를 사용한다. 우선 기록 매체인 강유전체 기판을 도 5a에 도시된 바와 같이 전체적으로 분극시켜 초기화(initialize)한다. 그 후에 니어 필드 에미터로, 도 5b에 도시된 바와 같이, 기판의 아래 전극(12)을 접지시킨 다음 전자를 강유전체 기판의 특정 부위에 조사시켜 기판이 국부적으로 분극반전이 되도록 한다. 강유전체 기판이 분극되면 초기화 때와는 반대가 되는 도메인이 형성되고 도메인에 의해 전계가 형성된다. 이 때 기판에 다시 전자를 방출하면 기판 표면에서 전자가 스캐터링(scattering)되는 양상이 도메인 방향에 따라 달라지게 된다. 예를 들어 위쪽으로 도메인이 형성된 부위에서는 음방향 전계에 의해 전자 스캐터링이 강하게 발생할 것이고, 아래로 도메인이 형성된 부위에서는 양방향 전계에 의해 스캐터링이 적거나 아예 흡수되는 현상도 보일 것이다. 이러한 점을 이용하여 도 5c 및 도 5d에 도시된 바와 같이 정보를 읽는다.The high-density recording according to the present invention is to emit an electron by applying a voltage to the emitter 2 having such a structure and to place a recording object or a recording medium in a near field area of an emission pattern. Device. 5A to 5D show such a high density recording apparatus and its operation method according to the present invention. Here, an example is used in which a ferroelectric substrate is used as the recording medium. The ferroelectric substrate 10 includes an upper electrode 11 and a lower electrode 12, which can be viewed as a ferroelectric capacitor. Electrode materials include metals, conductive ceramics and semiconductors. First, the ferroelectric substrate, which is a recording medium, is initialized by polarizing as a whole as shown in FIG. 5A. Thereafter, as a near field emitter, as shown in FIG. 5B, the bottom electrode 12 of the substrate is grounded, and then electrons are irradiated to a specific portion of the ferroelectric substrate so that the substrate is locally polarized reversed. When the ferroelectric substrate is polarized, a domain opposite to that of the initialization is formed, and an electric field is formed by the domain. At this time, when electrons are emitted to the substrate again, the scattering of the electrons on the substrate surface varies depending on the domain direction. For example, electron scattering may be strongly generated by a negative electric field in a region where an upper domain is formed, and scattering may be less or even absorbed by a bidirectional electric field in a region where a lower domain is formed. Using this point, information is read as shown in Figs. 5C and 5D.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 니어 필드 에미터는 전자빔 방출(emission)을 이용하여 데이타를 기록하거나 해독한다. 이러한 전자빔의 방출 과정은 기록 매체와 에미터가 이격된체 원격으로 진행되기 때문에 진동에 기록 재생시의 오작동이 작아진다. 특히 홀더(holder)는 고정시키고 기판을 움직여 정보를 저장, 재생한다면 진동에 대한 안전도가 보다 향상된다. 또한, 이를 이용한 고밀도 기록 장치는 기존의 CD, DVD의 작동방식과 개념상 동일한 것이므로 AFM이나 STM에 의한 데이터 저장에 비하여 보다 실현성이 높다.As described above, the near field emitter according to the present invention uses electron beam emission to record or decode data. Since the electron beam emission process proceeds remotely from the recording medium and the emitter, the malfunction in recording and reproduction due to vibration is reduced. In particular, if the holder is fixed and the substrate is moved to store and reproduce the information, the safety against vibration is improved. In addition, the high-density recording device using the same concept is the same as the operation method of the conventional CD, DVD, and is more practical than the data storage by AFM or STM.

Claims (22)

에미터 홀더;Emitter holder; 상기 에미터 홀더 상에 강유전체가 평판형으로 장착되어 형성된 에미터; 및An emitter formed by mounting a ferroelectric in a flat plate shape on the emitter holder; And 상기 에미터 상에 일정한 직경의 전자빔 방출용 홀을 갖는 도전성 게이트;를A conductive gate having holes for emitting electron beams of a constant diameter on the emitter; 구비하여 된 것을 특징으로 하는 니어 필드 에미터.Near field emitter, characterized in that provided. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 에미터 홀더 상에 상기 에미터와 일정한 거리 만큼 이격되어 배치된 컬렉터를 더 구비한 것을 특징으로 하는 니어 필드 에미터.And a collector disposed on the emitter holder and spaced apart from the emitter by a predetermined distance. 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 도전성 게이트 상에 방출되는 전자빔을 가속하기 위한 가속 그리드를 더 구비한 것을 특징으로 하는 니어 필드 에미터.And an acceleration grid for accelerating the electron beam emitted on the conductive gate. 에미터 홀더;Emitter holder; 상기 에미터 홀더 상에 금속이 평판형으로 장착되어 형성된 에미터; 및An emitter formed by mounting a metal in a flat plate shape on the emitter holder; And 상기 에미터 상에 일정한 직경의 전자빔 방출용 홀을 갖는 절연성 게이트;를An insulating gate having holes for emitting electron beams of a constant diameter on the emitter; 구비하여 된 것을 특징으로 하는 니어 필드 에미터.Near field emitter, characterized in that provided. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 에미터는 상기 금속 대신에 다이아몬드 혹은 유사 다이아몬드가 평판형으로 장착되어 형성된 것을 특징으로 하는 니어 필드 에미터.The emitter is a near field emitter, characterized in that the diamond or pseudo-diamond is formed in a flat plate instead of the metal. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 에미터 홀더 상에 상기 에미터와 일정한 거리 만큼 이격되어 배치된 컬렉터를 더 구비한 것을 특징으로 하는 니어 필드 에미터.And a collector disposed on the emitter holder and spaced apart from the emitter by a predetermined distance. 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 4 to 6, 상기 절연성 게이트 상에 방출되는 전자빔을 가속하기 위한 가속 그리드를 더 구비한 것을 특징으로 하는 니어 필드 에미터.And an accelerating grid for accelerating electron beams emitted on said insulating gates. 에미터 홀더, 상기 에미터 홀더 상에 강유전체가 평판형으로 장착되어 형성된 에미터 및 상기 에미터 상에 소정 구경의 전자빔 방출용 홀을 갖는 도전성 게이트를 구비한 니어 필드 에미터; 및A near field emitter having an emitter holder, an emitter formed by mounting a ferroelectric on the emitter holder in a flat plate shape, and a conductive gate having an electron beam emission hole having a predetermined diameter on the emitter; And 강유전체층 및 상기 강유전체층 상하 양면에 상부전극 및 하부전극이 각각 형성되고 상기 상부전극 위에는 유전막이 형성된 기록 매체;를A recording medium having upper and lower electrodes formed on upper and lower surfaces of the ferroelectric layer and the ferroelectric layer, respectively, and a dielectric film formed on the upper electrode. 구비하여 된 것을 특징으로 하는 고밀도 기록 장치.A high density recording device, characterized in that provided. 제8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 에미터 홀더 상에 상기 에미터와 일정한 거리 만큼 이격되어 배치된 컬렉터를 더 구비한 것을 특징으로 하는 고밀도 기록 장치.And a collector disposed on the emitter holder spaced apart from the emitter by a predetermined distance. 제8항 또는 제9항에 있어서,The method according to claim 8 or 9, 상기 도전성 게이트 상에 방출되는 전자빔을 가속하기 위한 가속 그리드를 더 구비한 것을 특징으로 하는 고밀도 기록 장치.And an acceleration grid for accelerating the electron beam emitted on the conductive gate. 제8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 기록 매체의 전극을 금속, 도전성 세라믹 및 반도체 중 적어도 어느 한 물질로 형성한 것을 특징으로 하는 고밀도 기록 장치.And the electrode of the recording medium is formed of at least one of a metal, a conductive ceramic and a semiconductor. 제8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 기록 매체의 유전막은 절연체, 저유전체, 고유전체 중 적어도 어느 한 물질로 형성된 것을 특징으로 하는 고밀도 기록 장치.And the dielectric film of the recording medium is formed of at least one of an insulator, a low dielectric material, and a high dielectric material. 에미터 홀더, 상기 에미터 홀더 상에 금속이 평판형으로 장착되어 형성된 에미터 및 상기 에미터 상에 일정한 직경의 전자빔 방출용 홀을 갖는 절연성 게이트를 구비한 니어 필드 에미터; 및A near field emitter having an emitter holder, an emitter formed by flatly mounting metal on the emitter holder, and an insulated gate having an electron beam emission hole of a constant diameter on the emitter; And 강유전체층 및 상기 강유전체층 상하 양면에 상부전극 및 하부전극이 각각 형성되고 상기 상부 전극 위에는 유전막이 형성된 기록 매체;를A recording medium having upper and lower electrodes formed on upper and lower surfaces of the ferroelectric layer and the ferroelectric layer, respectively, and a dielectric film formed on the upper electrode. 구비하여 된 것을 특징으로 하는 고밀도 기록 장치.A high density recording device, characterized in that provided. 제13항에 있어서,The method of claim 13, 상기 에미터는 상기 금속 대신에 다이아몬드 혹은 유사 다이아몬드가 평판형으로 장착되어 형성된 것을 특징으로 하는 니어 필드 에미터.The emitter is a near field emitter, characterized in that the diamond or pseudo-diamond is formed in a flat plate instead of the metal. 제13항에 있어서,The method of claim 13, 상기 에미터 홀더 상에 상기 에미터와 일정한 거리 만큼 이격되어 배치된 컬렉터를 더 구비한 것을 특징으로 하는 고밀도 기록 장치.And a collector disposed on the emitter holder spaced apart from the emitter by a predetermined distance. 제13항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 13 to 15, 상기 도전성 게이트 상에 방출되는 전자빔을 가속하기 위한 가속 그리드를 더 구비한 것을 특징으로 하는 고밀도 기록 장치.And an acceleration grid for accelerating the electron beam emitted on the conductive gate. 제13항에 있어서,The method of claim 13, 상기 기록 매체의 전극을 금속 혹은 도전성 세라믹으로 형성한 것을 특징으로 하는 고밀도 기록 장치.An electrode of the recording medium is formed of a metal or a conductive ceramic. 제13항에 있어서,The method of claim 13, 상기 기록 매체의 유전막은 절연체, 저유전체, 고유전체 중 적어도 어느 한 물질로 형성된 것을 특징으로 하는 고밀도 기록 장치.And the dielectric film of the recording medium is formed of at least one of an insulator, a low dielectric material, and a high dielectric material. 니어 필드 에미터 및 강유전체 기록 매체를 구비한 고밀도 기록 장치에 있어서,A high density recording apparatus comprising a near field emitter and a ferroelectric recording medium, (가) 상기 니어 필드 에미터로 상기 강유전체 기록 매체 상에 전자빔을 방출하여 상기 강유전체 기록 매체의 분극 상태를 변화시켜 정보를 기록하는 쓰기 단계; 및(A) writing to record information by emitting an electron beam on the ferroelectric recording medium with the near field emitter to change the polarization state of the ferroelectric recording medium; And (나) 상기 니어 필드 에미터로 상기 강유전체 기록 매체에 전자빔을 방출하여 상기 강유전체 기록 매체의 강유전체층의 분극 상태에 따라 상기 상부전극 상의 유전막 상에 형성되는 포텐셜의 차이를 감지하여 정보를 읽는 단계;를(B) reading the information by emitting an electron beam to the ferroelectric recording medium with the near field emitter to detect a difference in potential formed on the dielectric film on the upper electrode according to the polarization state of the ferroelectric layer of the ferroelectric recording medium; To 포함하는 것을 특징으로 하는 고밀도 기록 장치의 작동 방법.A method of operating a high density recording device, characterized in that it comprises a. 제19항에 있어서,The method of claim 19, 상기 (가) 단계에 앞서 상기 강유전체 기록 매체를 초기화하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고밀도 기록 장치의 작동 방법.And initiating said ferroelectric recording medium prior to said step (a). 제19항에 있어서,The method of claim 19, 상기 (나) 단계에서 상기 상부전극 상의 유전막 상에 형성되는 전계의 차리를 검출하여 정보를 읽는 것을 특징으로 하는 고밀도 기록 장치의 작동 방법.And (b) reading the information by detecting the difference of the electric field formed on the dielectric film on the upper electrode in the step (b). 제19항에 있어서,The method of claim 19, 상기 (나) 단계에서 방출된 전자빔이 스캐터링되는 것을 검출하여 정보를 읽는 것을 특징으로 하는 고밀도 기록 장치의 작동 방법.And (b) read the information by detecting the scattering of the electron beam emitted in step (b).
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KR100537498B1 (en) * 2001-09-20 2005-12-19 삼성전자주식회사 High density information storage apparatus using electron emission and methods for writing, reading and erasing using the same

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