JPH03203840A - 記憶装置 - Google Patents
記憶装置Info
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- JPH03203840A JPH03203840A JP34181589A JP34181589A JPH03203840A JP H03203840 A JPH03203840 A JP H03203840A JP 34181589 A JP34181589 A JP 34181589A JP 34181589 A JP34181589 A JP 34181589A JP H03203840 A JPH03203840 A JP H03203840A
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- Japan
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- storage device
- needle
- recording
- probe
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- Signal Processing For Digital Recording And Reproducing (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）
本発明はコンピュータ等のファイル記憶装置、特に大容
量化に好適な記憶装置に関する。
量化に好適な記憶装置に関する。
（従来の技術）
従来のファイル記憶装置としては、磁気ディスクが用い
られており、更に光磁気ディスク、光ディスク等の実用
も始まっている。これら装置内によって達成出来る記録
密度は、１０’／ｃｒｒｒ程度が限界と考えられている
。これらの容量の限界を超える為の手法として、ペロブ
スカイト型酸化物の超伝導状態と正常状態とを２値信号
に対応させ、超伝導状態と正常状態との転移を、水素イ
オン及び酸素イオンの照射によって行うという方法が提
案されている（特開昭６３−２６８０８７号公報参照）
。
られており、更に光磁気ディスク、光ディスク等の実用
も始まっている。これら装置内によって達成出来る記録
密度は、１０’／ｃｒｒｒ程度が限界と考えられている
。これらの容量の限界を超える為の手法として、ペロブ
スカイト型酸化物の超伝導状態と正常状態とを２値信号
に対応させ、超伝導状態と正常状態との転移を、水素イ
オン及び酸素イオンの照射によって行うという方法が提
案されている（特開昭６３−２６８０８７号公報参照）
。
（発明が解決しようとしている問題点）しかしながら上
記の方法では、読み出しの際に所定のビットが超伝導状
態にあるか、正常状態にあるかを判定しなければならな
い為、記録媒体を超伝導転移温度（Ｔｃ）以下に保持す
ることが必要となる。
記の方法では、読み出しの際に所定のビットが超伝導状
態にあるか、正常状態にあるかを判定しなければならな
い為、記録媒体を超伝導転移温度（Ｔｃ）以下に保持す
ることが必要となる。
酸化物超伝導のＴｃは高いもので１００に前後であって
、従ってこの装置を動作されるには液体窒素等の冷媒か
、ヘリウム冷凍機の様な冷却手段が必要であり、装置の
大型化や設計上の制約を免れない。
、従ってこの装置を動作されるには液体窒素等の冷媒か
、ヘリウム冷凍機の様な冷却手段が必要であり、装置の
大型化や設計上の制約を免れない。
更に情報の記録に超伝導−常伝導の二つの状態の遷移を
用いる為、２値のディジタル記録にしか使用出来ず、多
値記録やアナログ記録用に用いることは出来ない。
用いる為、２値のディジタル記録にしか使用出来ず、多
値記録やアナログ記録用に用いることは出来ない。
従って本発明の目的は上記従来技術の問題点を解決し、
コンピュータ等のファイル記憶装置、特に大容量化に好
適な記憶装置を提供することにある。
コンピュータ等のファイル記憶装置、特に大容量化に好
適な記憶装置を提供することにある。
（問題点を解決する為の手段）
上記目的は以下の本発明によって達成される。
即ち、本発明は、電気的特性が酸素含有量に応じて変化
する酸化物導電体を少なくとも構成要素とする記録媒体
と、上記記録媒体を構成する酸化物導電体の酸素含有量
を局所的に変化させる手段と、上記記録媒体を構成する
酸化物導電体の電気的特性を局所的に検出する手段とを
有することを特徴とする記憶装置である。
する酸化物導電体を少なくとも構成要素とする記録媒体
と、上記記録媒体を構成する酸化物導電体の酸素含有量
を局所的に変化させる手段と、上記記録媒体を構成する
酸化物導電体の電気的特性を局所的に検出する手段とを
有することを特徴とする記憶装置である。
（作 用）
本発明は、酸化物導電体の電気的特性の違いによって信
号を記憶することにより、室温での使用を可能とし、従
って装置の小型化、設計上の制限の緩和を図ったもので
ある。
号を記憶することにより、室温での使用を可能とし、従
って装置の小型化、設計上の制限の緩和を図ったもので
ある。
更には電気的特性の違いを多値的に又は連続的に記憶す
ることにより、多値記録やアナログ記録にも対応出来る
様にしたものである。
ることにより、多値記録やアナログ記録にも対応出来る
様にしたものである。
（実施例）
次ぎに実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明する。
実施例１
第１図に本装置の第１の実施形態を示す。
１はステージであり、２は記録媒体でステージに固定さ
れている。３はステージをＸ、Ｙ、Ｚ方向に駆動する為
の粗動機構であり、４は粗動駆動回路である。５は記録
・再生用針状プローブであり、６は針状プローブの高さ
と位置を調整する為の微動機構で、圧電素子を用いて駆
動される。７は信号検出回路、８は微動駆動機構、９は
記録用パルス電圧印加回路であり、４．７．８．９はマ
イクロコンピュータ１０によって制御されている。記録
媒体及び針状プローブの周辺は窒素雰囲気に保たれてい
る。
れている。３はステージをＸ、Ｙ、Ｚ方向に駆動する為
の粗動機構であり、４は粗動駆動回路である。５は記録
・再生用針状プローブであり、６は針状プローブの高さ
と位置を調整する為の微動機構で、圧電素子を用いて駆
動される。７は信号検出回路、８は微動駆動機構、９は
記録用パルス電圧印加回路であり、４．７．８．９はマ
イクロコンピュータ１０によって制御されている。記録
媒体及び針状プローブの周辺は窒素雰囲気に保たれてい
る。
針状プローブは、φｌのタングステン針の先端を９０′
のコーンとなる様に機械的に研磨した後、高真空中で高
電界を印加し、表面原子を蒸発させたものを用いている
。
のコーンとなる様に機械的に研磨した後、高真空中で高
電界を印加し、表面原子を蒸発させたものを用いている
。
記録媒体はＭｇＯ単結晶基板上に高周波スパッタリング
法によりＹ−Ｂａ−Ｃｕ−０薄膜を３，０００人成膜し
、酸素雰囲気中で９００℃に１時間保持した後５に／ｌ
ｌｌ１ｎ、で徐冷したものに、その端部に取り出し電極
としてＣｒ及びＡｕを夫々ｓ、ｏｏｏ人及び１．０００
人の厚さに真空蒸着法により成膜したものである。
法によりＹ−Ｂａ−Ｃｕ−０薄膜を３，０００人成膜し
、酸素雰囲気中で９００℃に１時間保持した後５に／ｌ
ｌｌ１ｎ、で徐冷したものに、その端部に取り出し電極
としてＣｒ及びＡｕを夫々ｓ、ｏｏｏ人及び１．０００
人の厚さに真空蒸着法により成膜したものである。
本装置の針状プローブの微動機構は公知の技術であり、
１人程度の分解能で位置の制御が可能である。
１人程度の分解能で位置の制御が可能である。
本装置による記録は次の様にして行う。記録媒体の所定
位置の上部に針状プローブの位置を合わせた後、針状プ
ローブの高さを調整する。この時、針状プローブと記録
媒体の間に１ｖの電圧を印加し、トンネル電流が１０−
’Ａとなる様にした。続いて記録の為に針状プローブと
記録媒体との間にパルスを印加する。このパルスは電圧
１０Ｖ、印加時間は１μｓｅｃ、である。
位置の上部に針状プローブの位置を合わせた後、針状プ
ローブの高さを調整する。この時、針状プローブと記録
媒体の間に１ｖの電圧を印加し、トンネル電流が１０−
’Ａとなる様にした。続いて記録の為に針状プローブと
記録媒体との間にパルスを印加する。このパルスは電圧
１０Ｖ、印加時間は１μｓｅｃ、である。
本装置による読み出しは次の様な方法で行う。
上記と同様の方法で針状プローブの位置と高さを合わせ
た後、針状プローブの高さを適当な振幅（ここでは１人
）で振動させ、トンネル電流の変化をこの振動に周期さ
せてロックイン・アンプにより読み取る。記録されてい
る場合とされていない場合とでは、上記の様にして読み
取る信号の大きさは約２０倍の違いがあり判別可能であ
る。
た後、針状プローブの高さを適当な振幅（ここでは１人
）で振動させ、トンネル電流の変化をこの振動に周期さ
せてロックイン・アンプにより読み取る。記録されてい
る場合とされていない場合とでは、上記の様にして読み
取る信号の大きさは約２０倍の違いがあり判別可能であ
る。
又、記録の際、パルスを１度印加した場合と２度印加し
た場合とでは、やはり検出される信号の大きさが違う為
、これを利用して多値の記録が可能である。
た場合とでは、やはり検出される信号の大きさが違う為
、これを利用して多値の記録が可能である。
実施例２
本実施例では第３図に示す方法で入力を行う。
１５は結像光学系で、１６はシャッター、１７は実施例
１で述べたものと同じ記録媒体である。
１で述べたものと同じ記録媒体である。
シャッターを開放すると記録媒体上に画像が結像され、
記録媒体上の各位置で光量に応じ酸化物薄膜の特性が変
化する。
記録媒体上の各位置で光量に応じ酸化物薄膜の特性が変
化する。
読み出しは実施例１と同様に行う。情報は連続的に記録
されており、前記の針状プローブの制御精度の許す範囲
の分解能で読み出すことが出来る。又は針状プローブを
スキャンしながら連続的に読み出すことも可能である。
されており、前記の針状プローブの制御精度の許す範囲
の分解能で読み出すことが出来る。又は針状プローブを
スキャンしながら連続的に読み出すことも可能である。
この方法によれば、画像の様な多量の情報を瞬時に入力
することが可能である。
することが可能である。
本装置の動作原理について簡単に説明する。本装置の針
状プローブとその動作機構は走査トンネル顕微鏡（ＳＴ
Ｍ）として公知のものである。記録媒体に用いた記録材
料は高温超伝導物質の一種でバルク状態での安定な組成
はＹＢａｉＣｕａＯｙ−６であるが、薄膜の場合は作成
条件によりこれからズレることもある。酸素量７−δは
６．０乃至６．８の間の値を取り得て、酸素量が増すほ
ど電気抵抗が下がる。特に６．５付近で電子状態は半導
体から金属的な状態に変化する。酸素量は加熱すること
などで容易に変化させられる。
状プローブとその動作機構は走査トンネル顕微鏡（ＳＴ
Ｍ）として公知のものである。記録媒体に用いた記録材
料は高温超伝導物質の一種でバルク状態での安定な組成
はＹＢａｉＣｕａＯｙ−６であるが、薄膜の場合は作成
条件によりこれからズレることもある。酸素量７−δは
６．０乃至６．８の間の値を取り得て、酸素量が増すほ
ど電気抵抗が下がる。特に６．５付近で電子状態は半導
体から金属的な状態に変化する。酸素量は加熱すること
などで容易に変化させられる。
実施例１で針状プローブと記録媒体の間にパルスが印加
されたときに大きなトンネル電流が流れて、記録媒体表
面が加熱され、第２図の様に酸素量の少ない領域が発生
しているものと思われる。
されたときに大きなトンネル電流が流れて、記録媒体表
面が加熱され、第２図の様に酸素量の少ない領域が発生
しているものと思われる。
実施例２の場合には入射する光の強さに応じて酸素が表
面から抜は出る。
面から抜は出る。
読み出し方法は、ＳＴＭによる表面の仕事関数の分布を
調べる方法として公知の技術である。即ち、トンネル電
流Ｊは近似的に次式で与えられる。
調べる方法として公知の技術である。即ち、トンネル電
流Ｊは近似的に次式で与えられる。
ｅ２ ｖ
Ｊ ＝ （＝ −） ｅ ｘ ｐ （−Ａ ｚφ１７
２）４πｈｚ ここで定数であり、■は印加電圧、Ｚは記録媒体から針
状プローブまでの距離、φは記録媒体表面仕事関数であ
る。このとき、針状プローブを微妙な振幅で上下させる
と、Ｊの変化からφを読み取ることが出来る。本装置の
読み出し方法はこの原理によっている。
２）４πｈｚ ここで定数であり、■は印加電圧、Ｚは記録媒体から針
状プローブまでの距離、φは記録媒体表面仕事関数であ
る。このとき、針状プローブを微妙な振幅で上下させる
と、Ｊの変化からφを読み取ることが出来る。本装置の
読み出し方法はこの原理によっている。
上記の説明から明らかな様に記録媒体に用いる記録層の
材料は、上記実施例に限定されるものではなく、酸素量
の変化により電気的特性が変化する酸化物なら使用可能
であり、例えば、Ｎｄ＋、 ５ｓｃｅｏ、 ＋５Ｃｕ（
Ｌ−６，５ｒＴｉＯｓ−６、ＥｕＯ＋ −６、ＹＦｅ２
０４−６等の酸化物を用いることが出来る。
材料は、上記実施例に限定されるものではなく、酸素量
の変化により電気的特性が変化する酸化物なら使用可能
であり、例えば、Ｎｄ＋、 ５ｓｃｅｏ、 ＋５Ｃｕ（
Ｌ−６，５ｒＴｉＯｓ−６、ＥｕＯ＋ −６、ＹＦｅ２
０４−６等の酸化物を用いることが出来る。
又、針状プローブの材質や作製方法は本実施例に示さ−
れたものに限定されるものではなく、他の材質や方法に
よっても差し支えないことは明らかである。
れたものに限定されるものではなく、他の材質や方法に
よっても差し支えないことは明らかである。
実施例３
本実施例に用いた記録媒体は、第４図に示す様ｉ：Ｍｇ
ｏ単結晶基板１８上ニＹ−Ｂａ−Ｃｕ−０薄膜５．００
０人１９を成膜し、実施例１と同様の熱処理なした後、
電子線描画により、幅０．２μｍの溝２０を格子状に形
成したものである。第５図は上面図を示す。この凸部２
１を記録ビットとする。
ｏ単結晶基板１８上ニＹ−Ｂａ−Ｃｕ−０薄膜５．００
０人１９を成膜し、実施例１と同様の熱処理なした後、
電子線描画により、幅０．２μｍの溝２０を格子状に形
成したものである。第５図は上面図を示す。この凸部２
１を記録ビットとする。
装置の全体は実施例１に示したものと同様で、書き込み
の際は針状プローブを記録媒体表面に接触させ、針状プ
ローブと記録媒体との間に１０ｖ、 １ｕｓｅｃ、の
パルスを印加する。
の際は針状プローブを記録媒体表面に接触させ、針状プ
ローブと記録媒体との間に１０ｖ、 １ｕｓｅｃ、の
パルスを印加する。
読み出しの際は、同様に針状プローブを記録ビットに接
触させ、交流又は直流のバイアス電圧を印加し、流れる
電流を測定する。
触させ、交流又は直流のバイアス電圧を印加し、流れる
電流を測定する。
ビットに記録されている場合は、ビット表面に酸素欠乏
による高抵抗部分が作られている為、流れる電流は小さ
い。
による高抵抗部分が作られている為、流れる電流は小さ
い。
（発明の効果）
本発明によれば、記録媒体上での記録位置の決定は、オ
ングストローム単位で制御可能である為、極めて高密度
の記録が可能である他、室温で使用可能である為、冷却
手段を必要とせず、装置全体を小型化出来、又、設計も
簡単に行える。
ングストローム単位で制御可能である為、極めて高密度
の記録が可能である他、室温で使用可能である為、冷却
手段を必要とせず、装置全体を小型化出来、又、設計も
簡単に行える。
第１図は、本発明の実施例の構成図。
第２図は、記録の状態を示す説明図。
第３図は、実施例２の記録方法の説明図。
第４図は、実施例３の記録媒体の断面図。
第５図は、実施例３の記録媒体の上面図。
１：ステージ ２：記録媒体３：粗動機構
４：粗動駆動回路５：針状プローブ
６：微動機構７：記録再生回路 ８：微動駆動回
路９：パルス印加回路 １０：マイクロ・コンピュータ １１ ： ＭｇＯ基板 １２ ： Ｙ−Ｂａ−
Ｃｕ−０薄膜１３：針状プローブ １４：記録箇所（酸素欠乏部分） １５：結像光学系 １６：シヤツター１７：記録
媒体 １８ ： ＭｇＯ基板１９：酸化物導電
体層 ２０：ミゾ ２１；記録用ビット 第４図 ０ 第５図 １ 第２図 第３図
４：粗動駆動回路５：針状プローブ
６：微動機構７：記録再生回路 ８：微動駆動回
路９：パルス印加回路 １０：マイクロ・コンピュータ １１ ： ＭｇＯ基板 １２ ： Ｙ−Ｂａ−
Ｃｕ−０薄膜１３：針状プローブ １４：記録箇所（酸素欠乏部分） １５：結像光学系 １６：シヤツター１７：記録
媒体 １８ ： ＭｇＯ基板１９：酸化物導電
体層 ２０：ミゾ ２１；記録用ビット 第４図 ０ 第５図 １ 第２図 第３図
Claims (9)
- （１）電気的特性が酸素含有量に応じて変化する酸化物
導電体を少なくとも構成要素とする記録媒体と、上記記
録媒体を構成する酸化物導電体の酸素含有量を局所的に
変化させる手段と、上記記録媒体を構成する酸化物導電
体の電気的特性を局所的に検出する手段とを有すること
を特徴とする記憶装置。 - （２）酸化物導電体が、Ｌｎ、ＡＥ、Ｃｕ及びＯ（Ｌｎ
＝Ｙ又はランタノイド、ＡＥ＝Ｓｒ又はＢａ）よりなる
請求項１に記載の記憶装置。 - （３）記録媒体を構成する酸化物導電体の表面に周期的
な凹凸を形成し、これを記録用ビットとして用いる請求
項１に記載の記憶装置。 - （４）酸素含有量を局所的に変化させる手段が、記録媒
体表面に近接した針状プローブと記録媒体との間にトン
ネル電流を流す手段である請求項１に記載の記憶装置。 - （５）酸素含有量を局所的に変化させる手段が、記録媒
体表面に接触した針状プローブと記録媒体の間に電圧を
印加して電流を流す手段である請求項１に記載の記憶装
置。 - （６）酸素含有量を局所的に変化させる手段が、光学系
により記録媒体表面に像を結ばせる手段である請求項１
に記載の記憶装置。 - （７）電気的特性を局所的に検出する手段が、記録媒体
表面とそれに近接した針状プローブの間に流れるトンネ
ル電流を検出する手段である請求項１に記載の記憶装置
。 - （８）電気的特性を局所的に検出する手段が、記録媒体
表面に接触した針状プローブと記録媒体の間に電圧を印
加し、電流を検出する手段である請求項１に記載の記憶
装置。 - （９）針状プローブの位置調整の機構が、少なくとも圧
電素子を用いた微動機構を有する請求項４、５、７又は
８に記載の記憶装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34181589A JP2788313B2 (ja) | 1989-12-29 | 1989-12-29 | 記憶装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34181589A JP2788313B2 (ja) | 1989-12-29 | 1989-12-29 | 記憶装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03203840A true JPH03203840A (ja) | 1991-09-05 |
| JP2788313B2 JP2788313B2 (ja) | 1998-08-20 |
Family
ID=18348974
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34181589A Expired - Fee Related JP2788313B2 (ja) | 1989-12-29 | 1989-12-29 | 記憶装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2788313B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002074654A (ja) * | 2000-08-23 | 2002-03-15 | Tdk Corp | 機能素子の製造方法および機能素子 |
-
1989
- 1989-12-29 JP JP34181589A patent/JP2788313B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002074654A (ja) * | 2000-08-23 | 2002-03-15 | Tdk Corp | 機能素子の製造方法および機能素子 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2788313B2 (ja) | 1998-08-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |