JPH04143942A - トラック形成方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、高密度記録媒体の微小トラックの形成方法に
関するものである。

［従来の技術］ 近年、メモリー素子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、ディ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なすものであり、そ
の開発も活発に進んでいる。メモリー素子に要求される
性能は一般的には（１）高密度で、記録容量が大きい （２）記録・再生の応答速度が速い （３）消費電力が少ない （４）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ー、
半導体メモリーが主流であったが、近年レーザー技術の
進展に伴い、有機色素、フォトポリマーなとの有機薄膜
を用いた安価で高密度な記録媒体を用いた光メモリー素
子などが登場してきた。

一方、最近導体の表面原子の電子構造を直接観測できる
走査型トンネル顕微鏡（以後ＳＴＭと略す）が開発され
（Ｇ、Ｂ１ｎｎ１ｇ　ｅｔ　ａｌ、］ｅｌｖｅｔｉｃａ
Ｐｈｙｓｉｃａ　Ａｃｔａ、５５，７２６（１９８２）
、）、単結晶、非晶質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
中でも動作させることが可能であるため広範囲な応用が
期待されている。

ＳＴＭは金属のプローブ電極（探針）と導電性物質の間
に電圧を加えてｉｎｎ程度の距離まで近づけるとトンネ
ル電流が流れることを利用している。この電流は両者の
距離変化に非常に敏感であり、トンネル電流を一定に保
つようにプローブ電極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も読みとることができる。この際
面内方向の分解能は１形成度である。従って、ＳＴＭの
原理を応用すれば十分に原子オーダー（数人）での高密
度記録再生を行な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（電子線、イオン線）或いは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
録を行ない、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もつ材
料、例えばπ電子系有機化合物やカルコゲン化物類の薄
膜層を用いて、記録・再生をＳＴＭを用いて行なう方法
等が提案されている。

上記の様な記録・再生方法において、実際に多量の情報
を記録・再生するためには、プローブ電極のＸＹ方向（
記録媒体面内方向）の位置検出及び補正制御（トラッキ
ング）が必要となる。このトラッキングの方法としては
、既に記録媒体基板の原子配列を利用して、高密度且つ
高精度に行なう方法が提案されているが、位置検出その
ものも極めて高精度に行なう必要があるため、取扱上簡
便とはいい難かった。

そこで、トラッキングを簡便に行なうために、記録媒体
の基板にあらかじめ凹凸を設けることにより案内溝（ト
ラック）を形成し、そのトラックの凹状部分或いは凸状
部分にプローブ電極を追従させることにより、トラッキ
ングを行なう方法が提案されている。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、上記の場合、基板にあらかじめ微小な凹凸、即
ち微小なトラックを形成しなければならない。基板に凹
凸を形成する方法としてリソグラフィー技術を用いる方
法や、超微粒子の選択的蒸着を用いる方法等が考えられ
ている。前者の方法においては、トラックをレジスト材
料で形成する場合、基板を選択的にエツチングしてトラ
ックを作る場合、対向電極を選択的エツチング或いはり
フトオフにより凹凸状に形成しこれのトラックとする場
合、等が考えられるが、何れの方法を用いるにしても、
トラック形成に複雑な行程が必要になり、又、現状のリ
ソグラフィー技術では０．　１μｍ以下の幅を持つ微小
なトラックを形成することは極めて困難である。また、
後者の方法は、基板上にある種の物質を極めて微量蒸着
すると、この蒸着物質は基板表面の微細構造を反映した
選択的成長をするという性質を利用してトラックを形成
するものであり、０．１μｍ以下のトラック幅を得るこ
とが可能であるが、やはりこの場合も、基板表面の前処
理や選択的蒸着などの特殊な行程が必要となり、微小ト
ラックの形成が簡単であるとは言い難かった。

又、上述した方法の様な場合、トラックの高さを極めて
低くしたり、或いは高さを均一にすることが困難である
という問題点もあった。

又、基板表面に微小な凹凸を形成する方法として、ＳＴ
Ｍのプローブ電極を基板に接触させて基板の表面形状を
変化させるという方法が報告されている（ｖａｎ　　Ｌ
ｏｅｎｅｎ　　ｅｔａｌ、Ｊ。

Ｖａｃ、Ｓｃｉ、Ａ、８，５７４　（１９９０））。

この報告によれば、タングステン（Ｗ）からなるプロー
ブ電極をＳｉ単結晶からなる基板に押しつけることによ
り、２〜１０ｎｍ程度の大きさで表面形状を変化させて
おり、これを利用すれば数ｎｍオーダーの非常に微小な
トラックを形成することが可能となる。

しかし、この報告例のように、プローブ電極の材料とし
てタングステン（Ｗ）、基板材料としてＳｉ単結晶を用
いた場合、たくさんのトラックを形成する際、基板にＷ
プローブを長いあいだ接触させなければならず、このよ
うな場合、基板材料が硬い無機材料で形成されており、
又プローブ電極も基板材料に比べ柔らかい材料でできて
いるため、多数の接触によりどうしてもＷプローブ自身
が変形してしまい、多量の微小なトラック形成ができな
くなってしまうという問題があった。

即ち、本発明の目的とするところは、上述した従来技術
の問題点に鑑み、高密度な記録・再生をする場合に、多
量の情報の記録・再生を容易に再現性良く簡便に実行で
きるように、多量の微小なトラックを容易に形成するこ
とを可能にした微小トラック形成方法を提案することで
ある。

［課題を解決するための手段及び作用］本発明の特徴と
するところは、基板上に導電性を有する有機化合物層を
形成し、モース硬度が７より大きい材料からなるプロー
ブ電極を該有機化合物層に接触させることによって表面
形状に微小な凹凸を設けることによりトラックを形成す
る微小トラック形成方法であり、トラック形成時にプロ
ーブ電極と導電性有機化合物層に流れるプローブ電流を
モニターして接触を検知し、プローブ電極と導電性有機
化合物層との接触量を制御する手段を有することを特徴
としている。

この時、形成される微小トラックの凹凸は数Å〜１００
０人であり、凸部の幅が数Å〜９００人、そのピッチが
数Å〜１０００人である。

又、前記プローブ電極は、具体的にはＴｉＣ１ＷＣ，Ｍ
ｏ等からなる。

又、前記有機化合物層は、例えば導電性を有する有機化
合物の単分子膜又は該単分子膜を累積した累積膜を有し
ており、該単分子膜又は累積膜が、ＬＢ法によって成膜
した膜である。

更には、前記プローブ電極がＸＹ走査駆動手段を有して
いると好ましい。

即ち、前述した高密度記録再生方法において、本発明の
微小トラック形成方法によれば、プローブ電極を基板に
接触させて微小トラックを形成する際に、モース硬度が
７より大きい材料からなる硬いプローブ電極を用い、尚
且つ基板上に導電性有機材料からなる柔らかい有機化合
物層を設け、同時に、トラック形成時の接触量を制御す
ることが可能なため、トラック形成を行うプローブ電極
自身の変形が非常に起こりにくく、多量の微小トラック
の形成を安定に実行することができる。

以下、図面を用いて本発明を更に詳細に説明する。

本発明のトラック形成方法の模式図の一例を第１図に示
す。第１図（ａ）では、基板２上に、導電性有機材料か
らなる有機化合物層１を積層している。本発明では、こ
の導電性有機化合物層ｌに、プローブ電極５を接触させ
そのまま走査させることにより、有機化合物層の表面形
状を変化させて微小トラック３を形成している（第１図
（ｂ）参照）。また、このプローブ電極５を有機化合物
層表面上に多数回走査させて第１図（ｃ）に示した様な
微小トラックを形成することができる。鷺の後、記録層
４を積層することにより、微小トラックを有する記録媒
体を作成することができる。

本発明で用いる導電性有機化合物層１の材料としては、
微小トラック形成時に、プローブ電極と有機化合物層間
に流れるプローブ電流をモニターする必要があるため、
導電性を有する有機材料を用いる必要があり、その導電
率が１０−３／Ω・ａｍ以上のものが望ましい。その導
電性有機材料としては、例えば、少なくとも４つ以上の
二重結合部が共役したπ電子共役構造を骨格に含む重合
体が挙げられ、具体的にはポリアセチレン及びその誘導
体、ポリジアセチレン及びその誘導体、ポリパラフェニ
レン、ポリパラフェニレンビニレン、ポリパラフェニレ
ンキシリデン、ポリベンジル、ポリパラフェニレンサル
ファルト、ポリジメチルパラフェニレンサルファルト、
ポリチェニレン、ポリフラン、ポリセレノフェン、ポリ
−２−ビニルピリジン、ポリ−１−ビニルナフタレン、
ポリ−２−ビニルナフタレン、ポリ−ビニルフェロセン
、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、ポリ−パラフェニレ
ンオキシド及びその誘導体、ポリパラフェニレンセレニ
ド、ポリ−１，６−へブタジイン、ポリベンゾチオフェ
ン、ポリチオフェン、ポリピロール及びその誘導体、ポ
リアニリン及びその誘導体、ポリナフチレンの少なくと
も一種の骨格を含む重合体等を挙げることができる。こ
れらの導電性を有する有機材料は、蒸着法、スパッタ法
或いはプラズマ重合法、電解重合法等を用いて形成する
ことが可能である。

又、導電性有機化合物層の材料として、ＬＢ法により単
分子膜又は単分子累積膜を形成することのできる電荷移
動錯体等も好適である。

このＬＢ法によれば、１分子中に疎水性部位と親水性部
位とを有する有機化合物の単分子膜又はその累積膜を基
板上に容易に形成することができ、分子オーダーの厚み
を有し、且つ大面積にわたって均一、均質な有機超薄膜
を安定に供給することができるため、本発明のような高
密度な記録再生を行うための微小トラックを形成するた
めには、有機化合物層の欠陥や有機化合物層表面の凹凸
を少なくしなければならず、この点からＬＢ法は導電性
有機化合物層形成に非常に適している。

ＬＢ法は分子内に親木性部位と疎水性部位とを有する構
造の分子において、両者のバランス（両親媒性のバラン
ス）が適度に保たれている時、分子は水面上で親木性基
を下に向けて単分子の層になることを利用して単分子膜
又はその累積膜を作成する方法である。

上述したＬＢ法により形成できる電荷移動錯体を具体的
に示せば、導電性部位として、例えば、テトラシアノキ
ノジメタン（ＴＣＮＱ）又はその誘導体［例えば１１，
１１，１２．１２−テトラシアノ−２，６−ナツタキノ
ジメタン（ＴＭＡＰ）］もしくはその類縁体、更にはテ
トラチアフルバレン（ＴＴＦ）又はその置換誘導体、更
にはテトラチアテトラセン（ＴＴＴ）又はその類縁体な
どを有するものが挙げられる。中でも絶縁性且つ疎水性
部位としてアルキル基、アリール基、アルキルアリール
基等の疎水性炭化水素基を有し、導電性且つ親水性部位
として第四級アンモニウム基とテトラシアノキノジメタ
ンとの錯体構造を有する電荷移動錯体が好適なものとし
て挙げられる。

上記電荷移動錯体として好ましい化合物は下記−最大（
Ｉ）で表わされる。

［Ａ］［ＴＣＮＱ］ｎＸ、　　　−（Ｉ）例えば、下記
の化合物が挙げられる。

Ｒ （ｌＯ） Ｒ，Ｒ （１１）Ｒ−Ｎ＠（Ｒ１）３　・　（ＴＣＮＱ）ｎ上記
（１）〜（１１）におけるＲは、絶縁性且つ疎水性部位
であり、アルキル基、アリール基またはアルキルアリー
ル基であり、好ましいものは炭素数５〜３０のアルキル
基であり、且つアルキル基はその鎖中に１個以上の二重
結合や三重結合等の重合性部位を含有してもよい。Ｒ，
は低級アルキル基であり、ｎは１，２．３又は４、ｑは
０．１又は２、ｍは０又は１であり、Ｘはハロゲン等の
アニオン基であり、Ｙは酸素原子又は硫黄原子である。

又ＴＣＮＱは下記式で表わされる化合物である。

上記式中のａ　−ｂの位置にはアルキル基、アルケニル
基、ハロゲン原子、水素等の任意の置換基を有し得るも
のであり、ａ　％　ｄに位置する置換基は同一のもので
もよいし、異なっていてもよい。

更には前記式（Ｉ）に挙げた化合物の他、式（Ｉ）のＴ
ＣＮＱを下記式（ｎ　）にて示される１１．１１，１２
．１２−テトラシアノ−２，６−ナツタキノジメタンと
した化合物や、下記式（ｍ）にて示される化合物等も好
適なものとして挙げられる。

上記式（ＩＩＩ　）におけるＤは、下記に例示するよう
なテトラチアフルバレン又はその誘導体もしくは類縁体
を表わし、ｎは１２〜３０である。

Ｄの例としては、以下のようなものを挙げることができ
る。

尚、前記以外でも、高い導電性を有する有機材料であれ
ば、本発明に好適なのは言うまでもない。例えば、フタ
ロシアニン金属錯体及びその誘導体を用いて作られる導
電性薄膜媒体等も適用が可能である。

プローブ電極５としては、多量の微小トラックを安定に
形成するために、モース硬度が７より大きい導電性材料
からなるものであれば何を用いてもよく、例えばＰｔ−
Ｒｈ、Ｐｔ−Ｉｒ、Ｃｒ等が挙げられるが、微小トラッ
ク形成の安定性の点から、特に、Ｔ　ｉ　Ｃ，ＷＣ，Ｍ
ｏが望ましい。

プローブ電極の先端は、トラックの幅や深さを小さ（す
るためできるだけ尖らせる必要がある。

本発明では、針状の導電性材料を電解研磨法を用い先端
形状を制御して、プローブ電極を作製しているが、プロ
ーブ電極の作製方法及び形状は何らこれに限定するもの
ではない。

更にはプローブ電極の本数も一本に限る必要もなく、同
時に多数のトラックを形成する等のために、複数のプロ
ーブ電極を用いても良い。

本発明において、上記の如き導電性有機化合物層が積層
された薄膜を支持するための基板２としては、表面が平
滑であれば、金属、ガラス、セラミックス、プラスチッ
クス材料等いずれの材料でもよく、更に耐熱性の著しく
低い生体材料も使用できる。又、前述した基板は任意の
形状でよく、平板状であるのが好ましいが、平板になん
ら限定されない。即ち前記成膜法（ＬＢ法）においては
、基板の表面がいかなる形状であってもその形状通りに
膜を形成し得る利点を有するからである。

次に、本発明のトラック形成方法を第２図のブロック図
を用いて説明する。ただし、第２図に示した装置は、ト
ラック形成装置だけでなく、記録再生装置としての機能
も兼ね備えている。

第２図中、５は導電性有機化合物層に接触して微小トラ
ックを形成するためのプローブ電極であり、又、このプ
ローブ電極から記録媒体にアクセスすることによって記
録媒体に記録・再生を行なうことができるように設計し
である。

対象となるトラック形成用基板（導電性有機化合物層形
成済み）は、ＸＹステージ１２上に載置される。１０は
バイアス電圧源及びプローブ電流増幅器で、９はプロー
ブ電流を読み取りプローブ電極の高さが一定になるよう
に圧電素子を用いた２方向微動制御機構７を制御する再
生用サーボ回路であり、１１がトラック形成用電圧源お
よびサーボ回路である。１１からトラック形成用の電圧
が７に出力され、プローブ電極を上下させて導電性有機
化合物１１１に接触し、ＸＹ走査駆動回路８によりＸＹ
力方向プローブ電極をＸＹ方向微動制御機構６を用いて
走査してトラックを形成するようになっている。

ただし、この時プローブ電流をモニターして、急激な電
流増加、即ちプローブ電極と有機化合物層の接触を検知
し、その後の有機化合物層とプローブ電極の接触量を制
御するようにサーボ回路を設はトラック形成用の印加電
圧を調整できるようになっている。

又、トラック形成時の接触量（２方向押し込み量）は、
有機化合物層の膜厚及び希望するトラ・ツクの大きさに
よるが、数Å〜５０００人程度が形成しい。

尚、トラック形成時にプローブ電極５と有機化合物層１
が接触しプローブ電流が急激に増加するため再生用サー
ボ回路９は、その間出力電圧が一定になるようにＨＯＬ
Ｄ回路をＯＮにするよう制御している。

１３と１４は、あらかじめ１Ｏ−９Ａ程度のプローブ電
流が得られるようにプローブ電極５と基板との距離を粗
動制御したり、プローブ電極と基板とのＸＹ方向相対変
位を大きくとる（微動制御機構の範囲外）のに用いられ
る。

これらの各機器は、全てマイクロコンピュータ１５によ
り中央制御されている。又１６は表示装置を表している
。

又、圧電素子を用いた移動制御における機械的性能を下
記に示す。

２方向微動制御範囲　二〇、１ｎｍ〜１μｍ２方向粗動
制御範囲　：１０ｎｍ〜１０ｍｍＸＹ方向走査範囲　　
：０．１層ｍ　〜１μｍＸＹ方向粗動制御範囲：１０ｎ
ｍ〜１０ｍｍ計測、制御許容誤差　：＜Ｏ，１ｎｎ （ｔ！’勅制開制御 時測、制御許容誤差　＋＜ｌｎｍ （粗動制御時） 又、第２図に示した装置は、電気的なメモリー効果を有
する記録層を持つ記録媒体の記録再生装置も兼任してい
る。前述したような方法で形成した微小トラックを持つ
基板上に電気メモリー効果を有する有機超薄膜からなる
記録層を積層した記録媒体の記録再生方法について述べ
る。

第２図において、前記記録媒体をＸＹステージ１２に載
置し、先はどのプローブ電極から記録用パルス電源１７
により記録層に電圧を印加することにより記録を行う。

その後、プローブ電極で記録層上を走査して流れる電流
値の変化を検出することにより記録ビットの再生を行っ
ている。この際、前述した方法で形成された導電性有機
化合物層の凹凸、即ち微小トラックを検知し、そのトラ
ック上にトラッキングすることにより、高密度な記録再
生を安定に実行できるようにしている。

［実施例］ 実施例１ 光学研磨したガラス基板（基板２）を中性洗剤及びトリ
クレンを用いて洗浄した後、ヘキサメチルジシラザン（
ＨＭＤＳ）の飽和蒸気中に一昼夜放置して疎水処理を行
フた。

次に、オクタデーシル・ＴＣＮＱ−テトラメチルテトラ
チアフルバレン（以下０ＤＴＣＮＱ・ＴＭＴＴＦと略す
）を濃度１　ｍ　ｇ　／　ｍ　Ｉｔで溶かしたヘンゼン
ーアセトニトリル（１：１）溶液を２０℃の水相上に展
開し、水面上に単分子膜を形成した。溶媒の蒸発を待ち
係る単分子膜の表面圧を２０　ｍ　Ｎ　／　ｍまで高め
、更にこれを一定に保ちながら前記基板を水面に横切る
ように速度５ｍｍ／分で静かに浸漬し、更に引き上げて
２層のＹ形車分子膜を形成した。これを繰り返すことに
より、３０層の累積膜を形成し、導電性有機化合物層１
とした。

次に、モース硬度９．８以上の炭化チタン（ＴｉＣ）を
用いて、電解研磨法により先端形状の曲率半径０．１μ
ｍ以下のトラック形成用プローブ電極５を作成した。

以上の様な方法により作成した基板及びプローブ電極を
使用して、第２図に示した装置を用いて微小トラックの
形成を行った。ただし、このプローブ電極５は導電性有
機化合物層１に接触してその表面形状を変化させること
ができるように、圧電素子により、その距離（Ｚ）が制
御されている。更に上記機能を持ったままプローブ電極
５が面内（Ｘ、Ｙ）方向にも移動制御できるように微動
制御機構系が設計されている。

又、基板は高精度のＸＹステージ１２の上に置かれ、任
意の位置に移動させることができる。

よって、この移動制御機構によりプローブ電極５で基板
の任意の位置上に微小トラックの形成を行なうことがで
きる。

前述したＯＤＴＣＮＱ−ＴＭＴＴＦを３０層累積した導
電性有機化合物層１を持つ基板を前記装置にセットした
。次に、プローブ電極５と導電性有機化合物層との間に
＋１．５ｖのバイアス電圧を印加し、プローブ電極と導
電性有機化合物層間に流れるプローブ電流をモニターし
ながらプローブ電極５と導電性有機化合物層１との距ｍ
＜ｚ＞を調整した。この時、距ｌＩｚを制御するための
プローブ電流Ｉｐを１０−’Ａ≧Ｉｐ≧１Ｏ−１０Ａに
なるように設定した。

次に、プローブ電極５のＺ方向微動制御機構７の圧電素
子にトラック形成用電圧源及びサーボ回路１１からトラ
ック形成用電圧を印加することによりプローブ電極を上
下させプローブ電極５を導電性有機化合物層１に接触さ
せ、Ｙ方向に走査させることにより、導電性有機化合物
層１の表面形状を変化させてライン状の微小トラック形
成を行った。ただし、この時プローブ電極５と導電性有
機化合物層１の接触量を５０人に調整した。

又、再生用サーボ回路９はその間出力電圧が一定になる
ようにＨＯＬＤ回路をＯＮにするよう制御している。次
に、プローブ電極なＸ方向に１００λ移動させ、先はど
と同様にライン状のトラックを形成し、これを繰り返す
ことにより、１００人ピッチの１０００本の微小トラッ
クを形成した。

次に、プローブ電極と導電性有機化合物層の間に電圧を
印加しながらトンネル電流を観測し距離Ｚを一定に保ち
ながら、先はど微小トラックを形成した場所にプローブ
電極をＸ方向に走査させたところ、導電性有機化合物層
１の表面形状の変化が確認でき、１００人ピッチの微小
トラックが形成されていることがわかった。尚、微小ト
ラック形成の前後で、このトラック形成に使用したプロ
ーブ電極のＳＥＭ観察を行ったが、微小トラック形成に
よるプローブ電極の損傷は見られなかった。

又、上記のような方法で形成した微小トラック上に、記
録層４として電気メモリー効果を持つスクアリリウム系
色素（スクアリリウム−ビス−６−オクチルアズレン・
以下５ＯＡＺと略す）をＬＢ法により２層成膜して、記
録媒体を作成した。尚、５ＯＡＺの累積条件は下記のと
おりである。

溶媒：クロロホルム 濃度＝０．２　ｍ　ｇ　／　ｍ　１１ 水相：純水、水温２０℃ 表面圧：２０ｍＮ／ｍ。

基板上下速度５ｍｍ／分 この記録媒体を、図２に示した記録再生装置にセットし
て、記録再生の実験を行った。ただし、プローブ電極と
して前述のＴｉＣを用いた。記録媒体は高精度のＸＹス
テージ上に置かれ、任意の位置に移動させることができ
るため、この移動制御機構によりプローブ電極で任意の
トラックに記録再生及び消去ができるようになっている
。次に、トラック形成時と同様に、プローブ電極と記録
媒体間の距離を調整し、距ｍｚを一定に保って、プロー
ブ電極５を任意のトラック（記録層）上で保持した。そ
の後、距Ｈｚを一定に保ちトラッキングしながら、プロ
ーブ電極をトラックのライン方向に走査させたところ、
このトラック上を外れることなくプローブ電極を走査可
能であつた。

次に、プローブ電極をトラック上で走査させながら、５
０人ピッチで情報の記録を行った。かかる情報の記録は
、プローブ電極５を＋側、導電性有機化合物層１を一側
にして、電気メモリー材料（ＳＯＡＺ−ＬＢ膜膜層層が
低抵抗状態（ＯＮ状態）に変化する様に、波高値８■の
三角波パルス電圧を印加した。その後、プローブ電極を
記録開始点に戻し、再びトラック上を走査させた。その
結果記録ビットにおいては０．７ｍＡ程度のプローブ電
流が流れ、ＯＮ状態となっていることが示された。以上
の記録再生実験において、ピットエラーレートは３Ｘ１
（Ｍ’であった。

尚、プローブ電極を電気メモリー材料がＯＮ状態からＯ
ＦＦ状態に変化するしきい値電圧以上の１０Ｖに設定し
、再び記録位置をトレースした結果、全ての記録状態が
消去されＯＦＦ状態に遷移したことも確かめられた。

以上の結果から、ＴｉＣからなるプローブ電極とＯＤＴ
ＣＮＱ−ＴＭＴＴＦからなる導電性有機化合物層を用い
、上述した方法でトラックを形成することにより、安定
に多数の微小トラックを形成する事が可能であり、尚且
つ、それを用いて作成した記録媒体において安定な記録
及び再生をすることが可能であることがわかった。

尚、ＯＤＴＣＮＱ−ＴＭＴＴＦ及び５ＯＡＺ１層あたり
の厚さは、小角Ｘ線回折法により求めたところ、約１５
人であった。

比較例 プローブ電極材料をモース硬度７のタングステン（Ｗ）
、トラック形成用基板としてＳｉ車結晶基板を用いたこ
と以外は、実施例１と全く同様の装置を用いてトラック
形成の実験を行った。この場合、最初はＷプローブ電極
の接触によりＳｉ表面の形状変化が観察され、トラック
形成が可能であることは確認できたが、その後１０００
本のトラック形成を繰り返ｌノおこなったところ、表面
形状の変化があまり観察されなくなり、最終的にはトラ
ック形成が不可能になってしまった。又、その時のＷプ
ローブ電極のＳＥＭ観察を行ったところ、プローブ電極
の先端が折れ曲がっていることが確認され、Ｗプローブ
電極が損傷していることがわかフた。

以上の結果より、モース硬度７のタングステン（Ｗ）を
プローブ電極とし、Ｓｉ単結晶基板をトラック形成用基
板とした場合では、安定なトラック形成を繰り返し続け
ることが不可能であることがわかった。

実施例２ 実施例１において、プローブ電極の材料としてＴｉＣの
かわりに炭化タングステン（ＷＣ’：モース硬度９．８
）を用いた他は全く同様にして、第２図で示した装置を
用意した。尚、ｗｃプローブ電極は、電解研磨法により
作成した。かかるプローブ電極を用い実施例１と同様に
してトラック形成及び記録・再生実験を行ったところ、
１０００本のトラック形成及び繰り返し記録再生が安定
にできた。尚、トラック形成の前後で、このトラック形
成に使用したプローブ電極のＳＥＭ観察を行ったが、ト
ラック形成によるプローブ電極の損傷は見られなかった
。

以上の結果から、ＷＣからなるプローブ電極とＯＤＴＣ
ＮＱ−ＴＭＴＴＦからなる導電性有機化合物層を用いる
ことにより、安定なトラック形成及び記録再生をするこ
とが可能であることがわかった。

実施例３ 実施例１において、プローブ電極の材料としてＴｉＣの
かわりにモリブデン（ＭＯ＝モース硬度８．５）を用い
た他は全く同様にして、第２図で示した装置を用意した
。尚、ＭＯプローブ電極は、電解研磨法により作成した
。かかるプローブ電極を用い実施例１と同様にしてトラ
ック形成及び記録・再生実験を行ったところ、１０００
本のトラック形成及び繰り返し記録再生が安定にできた
。尚、トラック形成の前後で、このトラック形成に使用
したプローブ電極のＳＥＭ観察を行ったが、トラック形
成によるプローブ電極の損傷は見られな力じた。

以上の結果から、ＭＯからなるプローブ電極とＯＤＴＣ
ＮＱ−ＴＭＴＴＦからなる導電性有機化合物層を用いる
ことにより、安定なトラック形成及び記録再生をするこ
とが可能であることがわかった。

実施例４ 実施例１の導電性有機化合物層として用いた３０層ＯＤ
ＴＣＮＱ−ＴＭＴＴＦ単分子累積膜の代わりに導電性高
分子である８層ポリパラフェニレン単分子累積膜を用い
た以外は実施例１と同様にして実験を行った。その結果
、１０００本のトラック形成及び綬り返し記録再生も安
定に行うことができ、尚且つ、実験後でもプローブ電極
の損傷は認められなかった。

尚、ポリハラフェニレンの成膜方法を以下に示す。

（ＩＶ）式に示したポリパラフェニレン先駆体（Ｒ＝Ｏ
ＣＨ３）をＮ−メチル−２−ピロリドンに溶解させ（単
量体換算濃度ＩＸＩＯ−３Ｍ）展開溶液とした。

次に係る溶液を水温２０℃の純水からなる水相上に展開
し、水面上に単分子膜を形成した。溶媒蒸発除去後、係
る単分子膜の表面圧を２５ｍＮ／ｍまで高め、更に表面
圧を一定に保ちながら、係る基板を水面に横切る方向に
３ｍｍ／ｍｉｎで静かに浸漬したのち、続いて３ｍｍ／
ｍｉｎで静かに引き上げて２層のＹ型車分子累積膜を作
成した。係る操作を繰り返して８層のポリパラフェニレ
ン先駆体の単分子累積膜を作成した。

次に係る基板を加熱し、ポリパラフェニレン先駆体から
ポリパラフェニレン車分子累積膜を得た（式（Ｖ））。

この手順は、先ず前乾燥として１７０℃で３０分間加熱
し、次にＮ２雰囲気下で４００℃に達するまで毎分１５
℃程度の速度で加熱し、４００℃に達した後１０分間４
００’ｅに保った。そののち室温に達するまで放置冷却
することにより希望の単分子累積膜を得た。

以上述べてきた実施例中では、導電性有機化合物層の形
成方法としてＬＢ法を用いてきたが、均一な導電性有機
薄膜が形成できる成膜法であればＬＢ法に限らず使用可
能であり、具体的にはＭＢＥやＣＶＤ法等の成膜法が挙
げられる。又、記録再生実験の記録層として５ＯＡＺ−
ＬＢｌ］ｉを使用してきたが、電気メモリー効果を有し
高密度記録が可能である材料であればこれに限定する必
要はない。プローブ電極の形成法も電解研磨法に限定す
る必要はなく、先端の曲率半径を小さくすることができ
ればどの桜な方法でもかまわない。その他、形成するト
ラックの形状についてもライン状ではなく、螺旋状や円
状等の曲線形状でもかまわない。更に基板材料やその形
状も本発明は何ら限定するものではない。

［発明の効果コ 以上述べたように、本発明に依れば、プローブ電極を基
板に接触させて微小トラックを形成する際に、モース硬
度が７より大きい材料からなる硬いプローブ電極を用い
、尚且つ基板上に導電性有機材料からなる柔らかい有機
化合物層を設け、同時に、トラック形成時の接触量を制
御することが可能なため、トラック形成を行うプローブ
電極自身の変形が非常に起こりにくく、多量の微小トラ
ックの形成を安定に実行することができた。

又、この微小トラック形成方法を用いて形成した微小ト
ラックを使用した記録媒体において高密度な記録再生を
安定に行うことも可能であった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のトラック形成方法の模式図である。 第２図は本発明の実施例で用いたトラック形成用兼記録
再生用の装置の構成のブロック図である。 １・・・導電性有機化合物層 ２・・・基板　　　　　３・・・微小トラック４・・・
記録層　　　　５・・・プローブ電極６・・・ＸＹ方向
微動制御機構 ７・・・Ｚ方向＠動制御機構 ８・・・ＸＹ方向走査駆動回路 ９・・・再生用サーボ回路 １０・・・バイアス電圧源及びプローブ電流増幅器１１
・・・トラック形成用電圧源及びサーボ回路１２・・・
ＸＹステージ １３・・・粗動機構　　１４・・・粗動駆動回路１５・
・・マイクロコンピュータ １６・・・表示装置 １７・・・記録用パルス電源

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板上に導電性を有する有機化合物層を形成し、
   モース硬度が７より大きい材料からなるプローブ電極を
   用い、該プローブ電極と上記有機化合物層間に流れるプ
   ローブ電流をモニターしてプローブ電極と有機化合物層
   との接触を検知し、その接触量を制御する手段を有し、
   該接触によって有機化合物層表面形状に微少な凹凸を設
   けることを特徴とするトラック形成方法。
2. （２）前記トラックの凹凸の深さが数Å〜１０００Åで
   あることを特徴とする請求項（１）記載のトラック形成
   方法。
3. （３）前記トラックの凹部の幅が数Å〜９００Åである
   ことを特徴とする請求項（１）記載のトラック形成方法
   。
4. （４）前記トラックのピッチが数Å〜１０００Åである
   ことを特徴とする請求項（１）記載のトラック形成方法
   。
5. （５）前記プローブ電極が、ＴｉＣ、ＷＣ、Ｍｏからな
   ることを特徴とする請求項（１）記載のトラック形成方
   法。
6. （６）前記導電性を有する有機化合物層が、導電性を有
   する有機化合物の単分子膜又は該単分子膜を累積した累
   積膜を有している請求項（１）記載のトラック形成方法
   。
7. （７）前記単分子膜又は、累積膜がＬＢ法によって成膜
   した膜である請求項（６）記載のトラック形成方法。
8. （８）前記プローブ電極がＸＹ走査駆動手段を有してい
   る請求項（１）記載のトラック形成方法。