JPH0316046A - 記録及び再生装置 - Google Patents
記録及び再生装置Info
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- JPH0316046A JPH0316046A JP2056130A JP5613090A JPH0316046A JP H0316046 A JPH0316046 A JP H0316046A JP 2056130 A JP2056130 A JP 2056130A JP 5613090 A JP5613090 A JP 5613090A JP H0316046 A JPH0316046 A JP H0316046A
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- JP
- Japan
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- recording
- phase
- reproducing
- recording medium
- probe electrode
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- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B11/00—Recording on or reproducing from the same record carrier wherein for these two operations the methods are covered by different main groups of groups G11B3/00 - G11B7/00 or by different subgroups of group G11B9/00; Record carriers therefor
- G11B11/03—Recording on or reproducing from the same record carrier wherein for these two operations the methods are covered by different main groups of groups G11B3/00 - G11B7/00 or by different subgroups of group G11B9/00; Record carriers therefor using recording by deforming with non-mechanical means, e.g. laser, beam of particles
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B9/00—Recording or reproducing using a method not covered by one of the main groups G11B3/00 - G11B7/00; Record carriers therefor
- G11B9/06—Recording or reproducing using a method not covered by one of the main groups G11B3/00 - G11B7/00; Record carriers therefor using record carriers having variable electrical capacitance; Record carriers therefor
- G11B9/061—Record carriers characterised by their structure or form or by the selection of the material; Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of record carriers
- G11B9/063—Record carriers characterised by their structure or form or by the selection of the material; Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of record carriers characterised by the selection of the material
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B9/00—Recording or reproducing using a method not covered by one of the main groups G11B3/00 - G11B7/00; Record carriers therefor
- G11B9/12—Recording 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
- G11B9/14—Recording 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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Recording Or Reproduction (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Optical Record Carriers And Manufacture Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、高密度記録が可能でしかも再現性良く記録・
再生を行なうことが可能な記録・再生装置及び記録・再
生方法に関する。
再生を行なうことが可能な記録・再生装置及び記録・再
生方法に関する。
近年メモリ材料の用途は、コンピュータ及びその関連機
器、ビデオディスク、デイジタルオーディオディスク等
のエレクトロニクス産業の中核を威すものであり、その
材料開発も極めて活発に進んでいる。メモリ材料に要求
される性能は用途により異なるが、一般的には ■高密度で記録容量が大きい ■記録再生の応答速度が速い ■消費電力が少ない ■生産性が高く価格が安い 等が挙げられる。
器、ビデオディスク、デイジタルオーディオディスク等
のエレクトロニクス産業の中核を威すものであり、その
材料開発も極めて活発に進んでいる。メモリ材料に要求
される性能は用途により異なるが、一般的には ■高密度で記録容量が大きい ■記録再生の応答速度が速い ■消費電力が少ない ■生産性が高く価格が安い 等が挙げられる。
従来までは磁性体や半導体を素材とした磁気メモリや半
導体メモリが主であったが、近年レーザー技術の進展に
ともない有機色素、フオトボリマーなどの有機薄膜を用
いた光メモリによる安価で高密度な記録媒体が登場して
きた。
導体メモリが主であったが、近年レーザー技術の進展に
ともない有機色素、フオトボリマーなどの有機薄膜を用
いた光メモリによる安価で高密度な記録媒体が登場して
きた。
一方、最近、導体の表面原子の電子構造を直接観察でき
る走査型トンネル顕微鏡（以下ＳＴＭと略す）が開発さ
れ（Ｇ．Ｂｉｎｎｉ％ｇ ｅｔａｌ．，Ｈｅｌｖｅｔｉ
ｃａ ＰｈｙｓｉｃａＡｃｔａ，５５，７２６ （１
９８２））、単結晶、非晶買を問わず実空間像の高い分
解能の測定ができるようになり、しかも媒体に電流によ
る損傷を与えずに低電力で観測できる利点をも有し、更
に大気中でも動作し種々の材料に対して用いることがで
きるため広範囲な応用が期待されている。
る走査型トンネル顕微鏡（以下ＳＴＭと略す）が開発さ
れ（Ｇ．Ｂｉｎｎｉ％ｇ ｅｔａｌ．，Ｈｅｌｖｅｔｉ
ｃａ ＰｈｙｓｉｃａＡｃｔａ，５５，７２６ （１
９８２））、単結晶、非晶買を問わず実空間像の高い分
解能の測定ができるようになり、しかも媒体に電流によ
る損傷を与えずに低電力で観測できる利点をも有し、更
に大気中でも動作し種々の材料に対して用いることがで
きるため広範囲な応用が期待されている。
ＳＴＭは金属の探針（プローブ電極）と導電性物買の間
に電圧を印加しｉｎｎ程度の距離まで近付けるとトンネ
ル電流が流れることを利用している。この電流は両者の
距離変化は非常に敏感であり、トンネル電流を一定に保
つように探針を走査することにより実空間の表面構造を
描くことができると同時に表面原子の全電子雲に関する
種々の情報を読み取ることができる。この際、面内方向
の分解能は０．１ｎｍ程度である。従って、ＳＴＭの原
理を応用すれば充分に原子オーダー（数Ａ）での高密度
記録再生を行うことが可能である。この際の記録再生方
法としては、粒子線（ｔ子線、イオン線）或はＸ線等の
高エネルギー電磁波及び可視・紫外光等のエネルギー線
を用いて適当な記録層の表面状態を変化させて記録を行
い、ＳＴＭで再生する方法や、記録層として電圧電流の
スイッチング特性に対してメモリ効果を持つ材料、例え
ばπ電子系有機化合物やカルコゲン化物類の薄膜を用い
て、記録再生をＳＴＭを用いて行う方法等が提案されて
いる（特開昭６３−１． ６ １ ５ ５ ２号公報、
特開昭６３−１６１５５３号公報）。
に電圧を印加しｉｎｎ程度の距離まで近付けるとトンネ
ル電流が流れることを利用している。この電流は両者の
距離変化は非常に敏感であり、トンネル電流を一定に保
つように探針を走査することにより実空間の表面構造を
描くことができると同時に表面原子の全電子雲に関する
種々の情報を読み取ることができる。この際、面内方向
の分解能は０．１ｎｍ程度である。従って、ＳＴＭの原
理を応用すれば充分に原子オーダー（数Ａ）での高密度
記録再生を行うことが可能である。この際の記録再生方
法としては、粒子線（ｔ子線、イオン線）或はＸ線等の
高エネルギー電磁波及び可視・紫外光等のエネルギー線
を用いて適当な記録層の表面状態を変化させて記録を行
い、ＳＴＭで再生する方法や、記録層として電圧電流の
スイッチング特性に対してメモリ効果を持つ材料、例え
ばπ電子系有機化合物やカルコゲン化物類の薄膜を用い
て、記録再生をＳＴＭを用いて行う方法等が提案されて
いる（特開昭６３−１． ６ １ ５ ５ ２号公報、
特開昭６３−１６１５５３号公報）。
（発明が解決しようとする問題点）
これらの記録再生方法は、何れもＳＴＭの特徴を生かし
た高密度記録を可能ならしめる手法であることに間違い
はないが、係る高密度化は、記録面内方向へのプローブ
電極の走査精度並びに位置制御精度に大きく依存する。
た高密度記録を可能ならしめる手法であることに間違い
はないが、係る高密度化は、記録面内方向へのプローブ
電極の走査精度並びに位置制御精度に大きく依存する。
現在プローブ電極の微小移Ｕ機構（微動機構）は、圧電
素子を用いた電圧アクチュエーターを利用したものであ
るが、圧電体のヒステリシスという問題点があり、記録
の高密度化に対する障害となっている。更には、プロー
ブ電極のＸ−Ｙ方向への微動走査機構は一般にＸ軸とＹ
軸の直交度という点でも必ずしも十分ではない。即ち、
記録・再生に於けるプローブ電極の徴勤或は走査機構の
位置再現性に問題点がある。係る問題点を解決する手段
と１７で記録媒体上に位置及び方向に対して基準となる
目盛りを作威しておき、係る目盛りから位置及び方向性
に関する情報を検出し、検出された位置情報に対応する
位置で記録・再生を行なうことが考えられる。
素子を用いた電圧アクチュエーターを利用したものであ
るが、圧電体のヒステリシスという問題点があり、記録
の高密度化に対する障害となっている。更には、プロー
ブ電極のＸ−Ｙ方向への微動走査機構は一般にＸ軸とＹ
軸の直交度という点でも必ずしも十分ではない。即ち、
記録・再生に於けるプローブ電極の徴勤或は走査機構の
位置再現性に問題点がある。係る問題点を解決する手段
と１７で記録媒体上に位置及び方向に対して基準となる
目盛りを作威しておき、係る目盛りから位置及び方向性
に関する情報を検出し、検出された位置情報に対応する
位置で記録・再生を行なうことが考えられる。
この様な手法はＶＴＲによる記録再生方法を始め、今日
一般に高密度記録方式に分類される記録方式、例えば、
光ディスク或は光カード等に於いても採用されている。
一般に高密度記録方式に分類される記録方式、例えば、
光ディスク或は光カード等に於いても採用されている。
この際、記録の高密度・微細化に伴って、当然より微細
な位置情報が記入されかつ検出されなければならない。
な位置情報が記入されかつ検出されなければならない。
しかし、現状の精密加工技術（ＥＢ描画やイオンビーム
加工）ではせいぜい０．０１μｍの分解能の精度が限界
であり、又検出技術（光ヘテロダイン法）に於いても０
．０１μｍの分解能が限界である。従って、ＳＴＭを用
いた記録・再生には著しく精度に劣ると共に、格子作戒
の為に複雑な工程が必要という問題があった● そこで本発明の目的は、プローブ電極を用いた電気的な
高密度記録・再生方法に於いて、高精度な位置制御性を
備えた記録媒体を有し、記録・再生を高密度且つ再現性
良く実行せしむることかできる記録・再生装置及び記録
・再生方法を撞供することにある。
加工）ではせいぜい０．０１μｍの分解能の精度が限界
であり、又検出技術（光ヘテロダイン法）に於いても０
．０１μｍの分解能が限界である。従って、ＳＴＭを用
いた記録・再生には著しく精度に劣ると共に、格子作戒
の為に複雑な工程が必要という問題があった● そこで本発明の目的は、プローブ電極を用いた電気的な
高密度記録・再生方法に於いて、高精度な位置制御性を
備えた記録媒体を有し、記録・再生を高密度且つ再現性
良く実行せしむることかできる記録・再生装置及び記録
・再生方法を撞供することにある。
上記の目的は、以下の本発明によって達成される。即ち
本発明は、少なくとも２種類の化合物を含み、該化合物
はそれぞれ相を形成し、該相を構戒単位とした規則的な
周期構造を有する記録層を備えた記録媒体、該記録媒体
に対向して配置され？プローブ電極、該記録媒体とプロ
ーブ電極との間に電圧を印加する手段と、該記録媒体と
プローブ電極との間に流れる電流を検知する手段を備え
たことを特徴とする記録・再生装置である．又、本発明
は、少なくとも２種類の化合物を含み、該化合物はそれ
ぞれ相を形威し、該相を構戒単位とした規則的な周期構
造を有する記録層を備えｋ記録媒体に対し、プロープ電
極を用いて該相の少なくとも１つを検出し、該検出位置
に基づいて記録又は記録情報の再生を行なうことを特徴
とする記録■・再生方法である。
本発明は、少なくとも２種類の化合物を含み、該化合物
はそれぞれ相を形成し、該相を構戒単位とした規則的な
周期構造を有する記録層を備えた記録媒体、該記録媒体
に対向して配置され？プローブ電極、該記録媒体とプロ
ーブ電極との間に電圧を印加する手段と、該記録媒体と
プローブ電極との間に流れる電流を検知する手段を備え
たことを特徴とする記録・再生装置である．又、本発明
は、少なくとも２種類の化合物を含み、該化合物はそれ
ぞれ相を形威し、該相を構戒単位とした規則的な周期構
造を有する記録層を備えｋ記録媒体に対し、プロープ電
極を用いて該相の少なくとも１つを検出し、該検出位置
に基づいて記録又は記録情報の再生を行なうことを特徴
とする記録■・再生方法である。
更に又、本発明は、少なくとも２種類の化合物を含み、
該化合物はそれぞれ相を形成し、該相を構成単位とした
規則的な周期構造を有する記録層を備えた記録媒体は対
し、プローブ電極を用いて該相の少なくとも１つを検出
し、光照射下で該検〔作用〕 本発明に係る記録相検出手段は、情報の記録・再生と同
様、プローブ電極と記録媒体との間は電圧を印加しつつ
両者の距離をｉｎｎ程度に迄近づけるとトンネル電流が
流れることを利用している。トンネル電流は記録媒体表
面での仕事関数に依存するため、種々の表面電子状態に
ついての情報を読み取ることが出来る。これを利用して
少なくともＺ ｆｌ類の化合物を含み、該化合物はそれ
ぞれ相を形威し、該相を構成単位とした規則的な周期構
造を有する記録媒体の少なくとも１つの相を検出し、該
相に記録し、或は記録情報を再生することが出来る。こ
のように用いられる記録媒体としては蛋白質と脂質から
構威される蛋白脂質二分子膜がある。例えば、高塩菌の
細胞膜から抽出される紫膜や好熱菌細胞壁に存在するＳ
−ｌａｙｅｒ等が挙げられる。さらには、前記の様な膜
蛋白質と種々な脂質分子と再構戒して得られる蛋白脂質
二分子膜が挙げることが出来る。第４図に紫膜の結晶構
造解析の結果を示す。紫膜中の膜蛋白であるバクテリオ
ロドプシンは六方晶に配列（その間隔は６ｎｍ）し、隙
間を脂質二分子膜が埋めた構造となっている。即ち、脂
質分子とバクテリオロドプシンの表面状態の違いを検出
し相対的な位置情報を読み取りながら記録再生を行なう
ことが出来る。前記蛋白脂質二分子膜を用いた記録媒体
に関しては、具体的には電着法を始め種々の威膜法の適
用が可能であるが、制御性、容易性そして再現性から公
知の従来の技術の中ではＬＢ法が極めて好適である。
該化合物はそれぞれ相を形成し、該相を構成単位とした
規則的な周期構造を有する記録層を備えた記録媒体は対
し、プローブ電極を用いて該相の少なくとも１つを検出
し、光照射下で該検〔作用〕 本発明に係る記録相検出手段は、情報の記録・再生と同
様、プローブ電極と記録媒体との間は電圧を印加しつつ
両者の距離をｉｎｎ程度に迄近づけるとトンネル電流が
流れることを利用している。トンネル電流は記録媒体表
面での仕事関数に依存するため、種々の表面電子状態に
ついての情報を読み取ることが出来る。これを利用して
少なくともＺ ｆｌ類の化合物を含み、該化合物はそれ
ぞれ相を形威し、該相を構成単位とした規則的な周期構
造を有する記録媒体の少なくとも１つの相を検出し、該
相に記録し、或は記録情報を再生することが出来る。こ
のように用いられる記録媒体としては蛋白質と脂質から
構威される蛋白脂質二分子膜がある。例えば、高塩菌の
細胞膜から抽出される紫膜や好熱菌細胞壁に存在するＳ
−ｌａｙｅｒ等が挙げられる。さらには、前記の様な膜
蛋白質と種々な脂質分子と再構戒して得られる蛋白脂質
二分子膜が挙げることが出来る。第４図に紫膜の結晶構
造解析の結果を示す。紫膜中の膜蛋白であるバクテリオ
ロドプシンは六方晶に配列（その間隔は６ｎｍ）し、隙
間を脂質二分子膜が埋めた構造となっている。即ち、脂
質分子とバクテリオロドプシンの表面状態の違いを検出
し相対的な位置情報を読み取りながら記録再生を行なう
ことが出来る。前記蛋白脂質二分子膜を用いた記録媒体
に関しては、具体的には電着法を始め種々の威膜法の適
用が可能であるが、制御性、容易性そして再現性から公
知の従来の技術の中ではＬＢ法が極めて好適である。
このＬＢ法によれば、前記蛋白脂質二分子膜を１層づつ
配内方向を制御して電極基板上に累積することができ、
分子オーダーの厚みを有し、且つ大面積に渡って均一、
均質な記録媒体を安定に供給することが出来る。記録層
とプローブ電極間の距離を一定に保つように流れる電流
を制御するため、絶縁性である記録層の層厚は十分に薄
い必要がある。電気スイッチングに於けるメモリ効果は
ｉｎｎ〜数１００ｎｍの層厚のものに発現されているが
、本発明に於ける記録媒体としては数ｎｍ〜５０ｎｍの
範囲の層厚のものがよく、最も好ましくは５ｎｍ〜２０
ｎｍの層厚を持つものがよい．前記蛋白脂質二分子膜は
絶縁性であり、該二分子膜を支持する基板としては電極
としての性格を有する必要があるが、１０−’（Ω・ａ
ｍ”’）以上の導電率を有する導電体であれば全て使用
することが出来るＡｕ，Ｐｄ，Ａｇ，ＡＪ２、Ｉｎ，Ｓ
ｎ，Ｐｂ．Ｗ等の金属板やこれらの合金、或はこれらの
金属や合金を蒸着したガラス、セラよツクス、プルスチ
ック材料、又はＳｔ（結晶、アモルファス）やグラファ
イト、又、更にはＩＴＯ等の導電性酸化物を始めとして
数多くの材料が挙げられる。
配内方向を制御して電極基板上に累積することができ、
分子オーダーの厚みを有し、且つ大面積に渡って均一、
均質な記録媒体を安定に供給することが出来る。記録層
とプローブ電極間の距離を一定に保つように流れる電流
を制御するため、絶縁性である記録層の層厚は十分に薄
い必要がある。電気スイッチングに於けるメモリ効果は
ｉｎｎ〜数１００ｎｍの層厚のものに発現されているが
、本発明に於ける記録媒体としては数ｎｍ〜５０ｎｍの
範囲の層厚のものがよく、最も好ましくは５ｎｍ〜２０
ｎｍの層厚を持つものがよい．前記蛋白脂質二分子膜は
絶縁性であり、該二分子膜を支持する基板としては電極
としての性格を有する必要があるが、１０−’（Ω・ａ
ｍ”’）以上の導電率を有する導電体であれば全て使用
することが出来るＡｕ，Ｐｄ，Ａｇ，ＡＪ２、Ｉｎ，Ｓ
ｎ，Ｐｂ．Ｗ等の金属板やこれらの合金、或はこれらの
金属や合金を蒸着したガラス、セラよツクス、プルスチ
ック材料、又はＳｔ（結晶、アモルファス）やグラファ
イト、又、更にはＩＴＯ等の導電性酸化物を始めとして
数多くの材料が挙げられる。
本発明で用いられるプローブ電極の先端は記録／再生／
消去の分解能を上げるためできるだけ尖らせる必要があ
る。本発明では１φの太さのｐｔの先端を９０°のコー
ンになるように機械的に研磨し超高真空中で電界をかけ
て表面原子を蒸発させたものを用いているが、プローブ
の形状や処理方法は何らこれに限定するものではない。
消去の分解能を上げるためできるだけ尖らせる必要があ
る。本発明では１φの太さのｐｔの先端を９０°のコー
ンになるように機械的に研磨し超高真空中で電界をかけ
て表面原子を蒸発させたものを用いているが、プローブ
の形状や処理方法は何らこれに限定するものではない。
更にプローブ電極の本数も一木に限る必要はなく、位置
検出用と記録・再生用とを分ける等、複数のプローブ電
極を用いてもよい。
検出用と記録・再生用とを分ける等、複数のプローブ電
極を用いてもよい。
第１図は本発明の記録・再生装置を示すブロック構成図
である。第１図中、１０６はプローブ電流が一定になる
ように、即ち記録層１０１とプローブ電極１０２間の距
離を一定に保つように圧電素子を用いた徹劾機構１０７
を制御するサーボ回路である。１０８はプローブ電極１
０２と基板電極１０３の間の記録層１０１に記録／再生
／消去用のパルス電圧を印加するための電源である。
である。第１図中、１０６はプローブ電流が一定になる
ように、即ち記録層１０１とプローブ電極１０２間の距
離を一定に保つように圧電素子を用いた徹劾機構１０７
を制御するサーボ回路である。１０８はプローブ電極１
０２と基板電極１０３の間の記録層１０１に記録／再生
／消去用のパルス電圧を印加するための電源である。
パルス電圧を印加するときプローブ電流が急激に変化す
るためサーボ回路１０６は、その間出力電圧が一定にな
るようにＨＯＬＤ回路をＯＮにするように制御している
。
るためサーボ回路１０６は、その間出力電圧が一定にな
るようにＨＯＬＤ回路をＯＮにするように制御している
。
１１０と１１１は、あらかじめ１０−”Ａ程度のプロー
ブ電流が得られるようにプローブ電極と記録媒体１０１
との距離を粗勤制御するものである。
ブ電流が得られるようにプローブ電極と記録媒体１０１
との距離を粗勤制御するものである。
１０９はＸＹ方向にプローブ電極を移動制御するための
ＸＹ走査駆動回路である。この時、Ｘ方向及びＹ方向へ
走査駆動させるために印加する電圧の大きさ及び位相を
調節することによりプローブ電極１０２の軌跡を種々の
形に制御することが可能である。
ＸＹ走査駆動回路である。この時、Ｘ方向及びＹ方向へ
走査駆動させるために印加する電圧の大きさ及び位相を
調節することによりプローブ電極１０２の軌跡を種々の
形に制御することが可能である。
これらの各機器は、全てマイクロコンピュータ１１２に
より中央制御されている。又１１３は表示機器を表わし
ている。又、圧電素子を用いた移動制御に於ける機械的
性能を下記に示す。
より中央制御されている。又１１３は表示機器を表わし
ている。又、圧電素子を用いた移動制御に於ける機械的
性能を下記に示す。
Ｚ方向微動制御範囲：０．１ｎｍ〜１μｍ２方向粗動制
御範囲：１０ｎｍ〜ｉｎｎＸＹ方向走査範囲： ０．
１ ｎｍ〜ｌ μｍ計測・制御許容誤差：＜Ｏ．ｉｎ
ｎ 以下、本発明を実施例に従って詳細に説明する。
御範囲：１０ｎｍ〜ｉｎｎＸＹ方向走査範囲： ０．
１ ｎｍ〜ｌ μｍ計測・制御許容誤差：＜Ｏ．ｉｎ
ｎ 以下、本発明を実施例に従って詳細に説明する。
実施例１
１１図に示す記録再生装置を用いた。プローブ電極１０
２として白金製のプローブ電極を用いた。このプローブ
電極は記１ｉＪｉｌｌｏ１の表面との距ｍ （Ｚ）を制
御するためのもので電流を一定に保つように圧電素子に
より、その距１！（Ｚ）が徴勤制御されている。更に微
動制御機構１０７は距１１１１ｉ（Ｚ）を一定に保った
まま、面内（Ｘ，Ｙ）方向にも徴勧制御できるように設
計されている。
２として白金製のプローブ電極を用いた。このプローブ
電極は記１ｉＪｉｌｌｏ１の表面との距ｍ （Ｚ）を制
御するためのもので電流を一定に保つように圧電素子に
より、その距１！（Ｚ）が徴勤制御されている。更に微
動制御機構１０７は距１１１１ｉ（Ｚ）を一定に保った
まま、面内（Ｘ，Ｙ）方向にも徴勧制御できるように設
計されている。
第２ａ図に徹勅制御機構１０７とプローブ電極１０２、
記録媒体の模式図を示す。微ｌ！ｌＩ機構１０７は、円
筒型圧電素子とＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向への徴勤制御用
電圧を印加する電極をそれぞれもっており、例えば第２
ｂ図の様に＋Ｘ、−Ｘに電圧を印加することによりＸ方
向へ走査することが出来る。又プローブ電極１０２は直
接記録／再生／消去を行うことが出来る。又記録媒体は
高精度のＸＹステージ１１４の上に置かれ、任意の位置
に移動させることが出来る。
記録媒体の模式図を示す。微ｌ！ｌＩ機構１０７は、円
筒型圧電素子とＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向への徴勤制御用
電圧を印加する電極をそれぞれもっており、例えば第２
ｂ図の様に＋Ｘ、−Ｘに電圧を印加することによりＸ方
向へ走査することが出来る。又プローブ電極１０２は直
接記録／再生／消去を行うことが出来る。又記録媒体は
高精度のＸＹステージ１１４の上に置かれ、任意の位置
に移動させることが出来る。
次にＡｕで形成した電極１０３の上に形威された紫膜を
用いた記１！／再生／消去の実験についてその詳細を記
す。
用いた記１！／再生／消去の実験についてその詳細を記
す。
紫膜１層を累積した記録層１０１をもつ記録媒体１をＸ
Ｙステージ１１４の上に置き、先ず目視によりプローブ
電８ｉ１０２の位置を決め、しっかりと固定した。Ａｕ
電極（アース側）１０３とプローブ電極１０２の間に＋
１００ｍＶの電圧を印加し、電流をモニターしながらプ
ロープ電極１０２と記録層１０１表面との距離（Ｚ）を
調整した。この時、プローブ電極１０２と記録層１０１
表面との距離Ｚを制御するためのプローブ電流Ｉｐを１
０−”Ａ≧Ｉｐと１０−”Ａになるように設定した．プ
ローブ電流！ｐを１０ｐＡに設定し記録媒体の走査型ト
ンネル顕Ｉ！鏡像を測定した。第４図で示す構造に対応
したトボグラムを得ることができた。次に、前回と同様
にプローブ電圧を１００ｍＶ、 プローブ電流を１０ｐ
Ａに設定して、プローブ電極を走査しながら、サーボ回
路１０６出力の極大値を検出し、ビット情報に同期させ
、パルス電源１０８を作動してトボグラムの特定の位置
に第３図に示した波形を持つ三角波パルス電圧を印加し
た。その後、前記と同じ条件でトンネル顕微鏡像を測定
したところ、パルス電圧印加状態（１）と印加しない状
態（０）間のトポグラム出力は１桁以上大きく変化して
いることが解った。即ち、紫膜の表面状態の変化がトポ
グラム上の凹凸として記録ざれた。
Ｙステージ１１４の上に置き、先ず目視によりプローブ
電８ｉ１０２の位置を決め、しっかりと固定した。Ａｕ
電極（アース側）１０３とプローブ電極１０２の間に＋
１００ｍＶの電圧を印加し、電流をモニターしながらプ
ロープ電極１０２と記録層１０１表面との距離（Ｚ）を
調整した。この時、プローブ電極１０２と記録層１０１
表面との距離Ｚを制御するためのプローブ電流Ｉｐを１
０−”Ａ≧Ｉｐと１０−”Ａになるように設定した．プ
ローブ電流！ｐを１０ｐＡに設定し記録媒体の走査型ト
ンネル顕Ｉ！鏡像を測定した。第４図で示す構造に対応
したトボグラムを得ることができた。次に、前回と同様
にプローブ電圧を１００ｍＶ、 プローブ電流を１０ｐ
Ａに設定して、プローブ電極を走査しながら、サーボ回
路１０６出力の極大値を検出し、ビット情報に同期させ
、パルス電源１０８を作動してトボグラムの特定の位置
に第３図に示した波形を持つ三角波パルス電圧を印加し
た。その後、前記と同じ条件でトンネル顕微鏡像を測定
したところ、パルス電圧印加状態（１）と印加しない状
態（０）間のトポグラム出力は１桁以上大きく変化して
いることが解った。即ち、紫膜の表面状態の変化がトポ
グラム上の凹凸として記録ざれた。
次に記録情報の書き込まれた前記記録媒体にピーク電圧
５■、パルス巾１μｓの三角波パルス電圧をトボグラム
の極大位置で印加した後、再びトンネルＲ微鏡像を測定
したところ、極大値と極小値の凹凸は初期状態に戻った
。即ち記録状態は消去することが出来た。
５■、パルス巾１μｓの三角波パルス電圧をトボグラム
の極大位置で印加した後、再びトンネルＲ微鏡像を測定
したところ、極大値と極小値の凹凸は初期状態に戻った
。即ち記録状態は消去することが出来た。
以上の実験に用いた紫膜は下記のごとく作威した。
光学研磨したガラス基板を注意深く洗浄した後、下引き
層としてＣｒを真空蒸着法により５ｎｍ堆積させ、更に
Ａｕを同法により４０ｎｍ蒸着した電極基板を形成した
。
層としてＣｒを真空蒸着法により５ｎｍ堆積させ、更に
Ａｕを同法により４０ｎｍ蒸着した電極基板を形成した
。
高塩菌から従来公知の方法に従い抽出した紫膜を２５％
のＤＭＦ／水の混合溶媒に吸光度にして１ （５７０ｎ
ｍに於いて）になるように分散した溶液を２０℃、ｐＨ
６．７の０．５ｍＭ塩化カルシュウム水相上に展開し、
水面上に単分子膜を形成した。展開後、直ちに単分子膜
の圧縮を開始し、表面厚を２ ０ ｍ Ｎ ／ ｍまで
高め、更はこれを一定に保ちながら前記電極基板の大き
さに予め分割した。該分割された単分子膜を水平付着法
により前記電極基板上に累積した．累積操作を適当回数
繰り返すことによって前記電極基板上に１、２、３、４
、５、１０層の紫膜を累積した記録媒体を形成し、記録
再生実験を行った。又、更に下地電極を種々変えた記録
媒体に対して記録再生実験を行った．その結果を表１に
示す． 評価基準は以下に示すとおりである。記録性（消去性）
の良否・・・記録書込みパルス（消去電記録位置の検出
の良否・・・トボグラムの山と谷の差◎・・・１人以上 ○・・・０．５人以上１人未満 △・・・０．５人未満 Ｏ・・・９９％以上 ○・・・９０％以上９９％未満 △・・・９０％未満 Ｏ Ｎ／Ｏ Ｆ Ｆ比・・・記録状態と未記録状態（又
は消去状態）とで検出されるトンネル電流の比Ｏ・・・
２０ｄＢ以上 Ｑ−１０ｄＢ以上２０ｄＢ未満 Δ・・・１ ０ｄＢ未満 表１ 実施例２ 下地金電極上の紫膜３層を記録媒体として光照射下で実
施例１と同様な記録再生実験を行った。
のＤＭＦ／水の混合溶媒に吸光度にして１ （５７０ｎ
ｍに於いて）になるように分散した溶液を２０℃、ｐＨ
６．７の０．５ｍＭ塩化カルシュウム水相上に展開し、
水面上に単分子膜を形成した。展開後、直ちに単分子膜
の圧縮を開始し、表面厚を２ ０ ｍ Ｎ ／ ｍまで
高め、更はこれを一定に保ちながら前記電極基板の大き
さに予め分割した。該分割された単分子膜を水平付着法
により前記電極基板上に累積した．累積操作を適当回数
繰り返すことによって前記電極基板上に１、２、３、４
、５、１０層の紫膜を累積した記録媒体を形成し、記録
再生実験を行った。又、更に下地電極を種々変えた記録
媒体に対して記録再生実験を行った．その結果を表１に
示す． 評価基準は以下に示すとおりである。記録性（消去性）
の良否・・・記録書込みパルス（消去電記録位置の検出
の良否・・・トボグラムの山と谷の差◎・・・１人以上 ○・・・０．５人以上１人未満 △・・・０．５人未満 Ｏ・・・９９％以上 ○・・・９０％以上９９％未満 △・・・９０％未満 Ｏ Ｎ／Ｏ Ｆ Ｆ比・・・記録状態と未記録状態（又
は消去状態）とで検出されるトンネル電流の比Ｏ・・・
２０ｄＢ以上 Ｑ−１０ｄＢ以上２０ｄＢ未満 Δ・・・１ ０ｄＢ未満 表１ 実施例２ 下地金電極上の紫膜３層を記録媒体として光照射下で実
施例１と同様な記録再生実験を行った。
ハロゲンランプ（１２Ｖ，５０Ｗ）光を赤色スイルター
により分光し、紫膜表面に照射した。その結果、記録位
置検出信号のＳ／Ｎ比が向上し記録エラーの発生率が半
減した。
により分光し、紫膜表面に照射した。その結果、記録位
置検出信号のＳ／Ｎ比が向上し記録エラーの発生率が半
減した。
実施例３
実施例１で用いた紫＠ １ ｍ １１を４℃のベーサル
塩溶液（４．３Ｍ ＮａＣｕ、０．２７５ＭＫＣｊ２
、０．０８０Ｍ ＭｇＳＯ４と０．００９Ｍ酒石酸ナ
トリウム、ｐＨ７．０）２ｍｕに懸濁し、３０秒の間、
超音波攪拌した後、保存した。
塩溶液（４．３Ｍ ＮａＣｕ、０．２７５ＭＫＣｊ２
、０．０８０Ｍ ＭｇＳＯ４と０．００９Ｍ酒石酸ナ
トリウム、ｐＨ７．０）２ｍｕに懸濁し、３０秒の間、
超音波攪拌した後、保存した。
次に、大豆から抽出したフォスファジルコリンを従来公
知の方法によりシリカゲルカラムを用いて精製し、メル
ク社製のシリカゲル６０ＴＬＣ薄層クロマトにより精製
状態を確認した後、クロロホルム／アセトン／酢酸／メ
タノール／水（５：２：１：０．５）の混合溶媒に０．
１６ｍｇ／ｍｊ２の濃度に溶かした。この脂質溶液０．
５ｍ．Ｉ２を紫膜懸濁液の上に層状になるようは静かに
加好酸好熱菌Ｓｕｌｆｏｌｏｂｕｓ ａｃｉｄｏ行っ
た。最下層の水層を取り除いた後、２．２ｍＩｌのへキ
サンを加え、ＬＢ｝−ラフ水相上に展開する直前に６０
秒の間超音波攪拌を行い試料とした。上記のように調製
した紫膜と大豆フォスファジルコリン混合試料を実施例
１と同様な方法で金電極上に１層堆積したものを記録媒
体として実施例１と同じ記録再生実験を行った結果、実
施例ｌ同様に高い記録密度の媒体として用いることが出
来た。
知の方法によりシリカゲルカラムを用いて精製し、メル
ク社製のシリカゲル６０ＴＬＣ薄層クロマトにより精製
状態を確認した後、クロロホルム／アセトン／酢酸／メ
タノール／水（５：２：１：０．５）の混合溶媒に０．
１６ｍｇ／ｍｊ２の濃度に溶かした。この脂質溶液０．
５ｍ．Ｉ２を紫膜懸濁液の上に層状になるようは静かに
加好酸好熱菌Ｓｕｌｆｏｌｏｂｕｓ ａｃｉｄｏ行っ
た。最下層の水層を取り除いた後、２．２ｍＩｌのへキ
サンを加え、ＬＢ｝−ラフ水相上に展開する直前に６０
秒の間超音波攪拌を行い試料とした。上記のように調製
した紫膜と大豆フォスファジルコリン混合試料を実施例
１と同様な方法で金電極上に１層堆積したものを記録媒
体として実施例１と同じ記録再生実験を行った結果、実
施例ｌ同様に高い記録密度の媒体として用いることが出
来た。
実施例４
実施例１で用いた紫膜のかわりに、好酸好熱菌から抽出
したＳ−１ａｙｅｒを記録媒体として、実施例１と同様
な記録・再生実験を行った。その結果、実施例１と同様
に高い記録密度の媒体として用いることができることが
判明した。なお、Ｓ−１ａｙｅｒを用いた記録媒体の作
戒方法を下記に示す。
したＳ−１ａｙｅｒを記録媒体として、実施例１と同様
な記録・再生実験を行った。その結果、実施例１と同様
に高い記録密度の媒体として用いることができることが
判明した。なお、Ｓ−１ａｙｅｒを用いた記録媒体の作
戒方法を下記に示す。
Ｉｎａｔｏｍｉらの方法（Ｋｅｎ−ｉｃｈｉ Ｉｎａ
ｔｏｍｉ，ｍａｓａｙｕｋｉ Ｏｈｂａ ＆Ｔ
ａｉｒｏ Ｏｓｉｍａ．ＣｈｅｍｉｓｔｒｙＬｅｔ
ｔｅｒｓ， １１９１−１１９４（１９８３））に基
づいて採取・単離・培養を行った。次に先に挙げたＩｎ
ａｔｏｍｉらの方法に基づいてＳ．ａｃｉｄｏｃａｌｄ
ａｒｉｕｓの細胞壁蛋白質Ｓ−１ａｙｅｒを抽出した。
ｔｏｍｉ，ｍａｓａｙｕｋｉ Ｏｈｂａ ＆Ｔ
ａｉｒｏ Ｏｓｉｍａ．ＣｈｅｍｉｓｔｒｙＬｅｔ
ｔｅｒｓ， １１９１−１１９４（１９８３））に基
づいて採取・単離・培養を行った。次に先に挙げたＩｎ
ａｔｏｍｉらの方法に基づいてＳ．ａｃｉｄｏｃａｌｄ
ａｒｉｕｓの細胞壁蛋白質Ｓ−１ａｙｅｒを抽出した。
Ｓ−１ａｙｅｒを１０ｍｇ／ｍｕの濃度に蒸留水中に懸
濁し、水浴型超音波発生器（ブランソン社）で３０秒間
処理して分散させた。一部をとって例えばＤｅａｔｈｅ
ｒａｇｅらの方法（Ｊ．Ｆ．Ｄｅａｔｈｅｒａｇｅ，Ｋ
．Ａ．Ｔａｙｌｏｒ ＆ Ｌ．Ａ．Ａｍｏｓ，
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ
Ｂｉｏ１ｏｇｙ．１６３，８２３−８５２（１９８
３））に基づいて透過型電子顕微鏡で観察したところＳ
−）ａｙｅｒが単層の断片となっていることが確認され
た。
濁し、水浴型超音波発生器（ブランソン社）で３０秒間
処理して分散させた。一部をとって例えばＤｅａｔｈｅ
ｒａｇｅらの方法（Ｊ．Ｆ．Ｄｅａｔｈｅｒａｇｅ，Ｋ
．Ａ．Ｔａｙｌｏｒ ＆ Ｌ．Ａ．Ａｍｏｓ，
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ
Ｂｉｏ１ｏｇｙ．１６３，８２３−８５２（１９８
３））に基づいて透過型電子顕微鏡で観察したところＳ
−）ａｙｅｒが単層の断片となっていることが確認され
た。
先に挙げた方法で調整したＳ−１ａｙｅｒ懸濁液を、例
えばインジウムスズ酸化物を蒸着したガラス基板もしく
は金蒸着を行い更に親木処理を施したガラス基板の上に
滴下した。蒸留水で液滴を洗浄した後、余分な水分をろ
紙で吸い取った。さらに真空デジケータ中で水分を完全
に除去した。
えばインジウムスズ酸化物を蒸着したガラス基板もしく
は金蒸着を行い更に親木処理を施したガラス基板の上に
滴下した。蒸留水で液滴を洗浄した後、余分な水分をろ
紙で吸い取った。さらに真空デジケータ中で水分を完全
に除去した。
以上述べてきた実施例中で記録媒体の作成法に付いて述
べてきたが、極めて均一な膜が作成できる戒膜法であれ
ばよく、実施例の方法に限定されるものではない。尚、
本発明は基板材料やその形状および表面構造についても
何ら限定されるものではない。
べてきたが、極めて均一な膜が作成できる戒膜法であれ
ばよく、実施例の方法に限定されるものではない。尚、
本発明は基板材料やその形状および表面構造についても
何ら限定されるものではない。
基準座標の機能を記録層自体が備えているため記録・再
生動作が簡単になり、従来方法に較べ、はるかに高密度
な記録が可能な全く新しい記録・再生装置を開示した。
生動作が簡単になり、従来方法に較べ、はるかに高密度
な記録が可能な全く新しい記録・再生装置を開示した。
第１図は本発明に用いた記録・再生装置のブロック構成
図である。 第２ａ図、第２ｂ図は微動制御機構の模式図及び走査説
明図である． 第３図は記録信号波形である。 第４図は紫膜の構造図である．
図である。 第２ａ図、第２ｂ図は微動制御機構の模式図及び走査説
明図である． 第３図は記録信号波形である。 第４図は紫膜の構造図である．
Claims (9)
- （１）少なくとも２種類の化合物を含み、該化合物はそ
れぞれ相を形成し、該相を構成単位とした規則的な周期
構造を有する記録層を備えた記録媒体、該記録媒体に対
向して配置されたプローブ電極、該記録媒体とプローブ
電極との間に電圧を印加する手段と、該記録媒体とプロ
ーブ電極との間に流れる電流を検知する手段を備えたこ
とを特徴とする記録・再生装置。 - （２）前記記録層が有機化合物を含む請求項（１）に記
載の記録・再生装置。 - （３）前記記録層が蛋白質と脂質を含む請求項（１）に
記載の記録・再生装置。 - （４）前記記録層がバクテリオロドプシンと脂質からな
る蛋白・脂質複合膜を含む請求項（１）に記載の記録・
再生装置。 - （５）前記記録層が高度好塩菌から抽出した紫膜を含む
請求項（１）に記載の記録・再生装置。 - （６）前記記録層が好塩菌から抽出された耐熱性の蛋白
・脂質膜を含む請求項（１）に記載の記録・再生装置。 - （７）前記記録媒体とプローブ電極との相対的位置を調
整する手段を備えた請求項（１）に記載の記録・再生装
置。 - （８）少なくとも２種類の化合物を含み、該化合物はそ
れぞれ相を形成し、該相を構成単位とした規則的な周期
構造を有する記録層を備えた記録媒体に対し、プローブ
電極を用いて該相の少なくとも１つを検出し、該検出位
置に基づいて記録又は記録情報の再生を行なうことを特
徴とする記録・再生方法。 - （９）少なくとも２種類の化合物を含み、該化合物はそ
れぞれ相を形成し、該相を構成単位とした規則的な周期
構造を有する記録層を備えた記録媒体に対し、プローブ
電極を用いて該相の少なくとも１つを検出し、光照射下
で該検出位置に基づいて記録又は記録情報の再生を行な
うことを特徴とする記録・再生方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2056130A JP2714211B2 (ja) | 1989-03-16 | 1990-03-06 | 記録及び再生装置 |
| CA002011913A CA2011913C (en) | 1989-03-16 | 1990-03-09 | Recording-reproducing apparatus, and recording-reproducing method |
| EP90302818A EP0388213B1 (en) | 1989-03-16 | 1990-03-15 | Recording-reproducing apparatus and recording-reproducing method |
| DE69009547T DE69009547T2 (de) | 1989-03-16 | 1990-03-15 | Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät und Methode. |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6569789 | 1989-03-16 | ||
| JP1-65697 | 1989-03-16 | ||
| JP2056130A JP2714211B2 (ja) | 1989-03-16 | 1990-03-06 | 記録及び再生装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0316046A true JPH0316046A (ja) | 1991-01-24 |
| JP2714211B2 JP2714211B2 (ja) | 1998-02-16 |
Family
ID=26397069
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2056130A Expired - Fee Related JP2714211B2 (ja) | 1989-03-16 | 1990-03-06 | 記録及び再生装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0388213B1 (ja) |
| JP (1) | JP2714211B2 (ja) |
| CA (1) | CA2011913C (ja) |
| DE (1) | DE69009547T2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5241527A (en) * | 1989-03-16 | 1993-08-31 | Canon Kabushiki Kaisha | Recording and reproducing apparatus and method using a recording layer having a positioning region |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6140012A (en) * | 1998-05-11 | 2000-10-31 | Bend Research, Inc. | Bacteriorhodopsin preparations having increased information storage times |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4575822A (en) * | 1983-02-15 | 1986-03-11 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Method and means for data storage using tunnel current data readout |
| JPS6180536A (ja) * | 1984-09-14 | 1986-04-24 | ゼロツクス コーポレーシヨン | 原子規模密度情報記緑および読出し装置並びに方法 |
| DE3752099T2 (de) * | 1986-12-24 | 1997-11-13 | Canon Kk | Aufzeichnungsgerät und Wiedergabegerät |
| DE3701412A1 (de) * | 1987-01-20 | 1988-07-28 | Bayer Ag | Verfahren zum ein- bzw. auslesen von informationen in elektrisch polarisierbare schichten unter verwendung eines rastertunnelmikroskops |
| DE3856296T2 (de) * | 1987-08-25 | 1999-07-15 | Canon K.K., Tokio/Tokyo | Tunnelstromkodierer |
-
1990
- 1990-03-06 JP JP2056130A patent/JP2714211B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1990-03-09 CA CA002011913A patent/CA2011913C/en not_active Expired - Fee Related
- 1990-03-15 DE DE69009547T patent/DE69009547T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1990-03-15 EP EP90302818A patent/EP0388213B1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5241527A (en) * | 1989-03-16 | 1993-08-31 | Canon Kabushiki Kaisha | Recording and reproducing apparatus and method using a recording layer having a positioning region |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0388213A2 (en) | 1990-09-19 |
| JP2714211B2 (ja) | 1998-02-16 |
| CA2011913A1 (en) | 1990-09-16 |
| DE69009547T2 (de) | 1994-11-10 |
| DE69009547D1 (de) | 1994-07-14 |
| CA2011913C (en) | 1994-08-02 |
| EP0388213B1 (en) | 1994-06-08 |
| EP0388213A3 (en) | 1991-02-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |