JPH06139629A - 情報記録坦体およびこれを使用する情報処理装置 - Google Patents
情報記録坦体およびこれを使用する情報処理装置Info
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- JPH06139629A JPH06139629A JP29003192A JP29003192A JPH06139629A JP H06139629 A JPH06139629 A JP H06139629A JP 29003192 A JP29003192 A JP 29003192A JP 29003192 A JP29003192 A JP 29003192A JP H06139629 A JPH06139629 A JP H06139629A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 記録または再生時のプローブ電極と記録媒体
との間に高い剛性を有するとともに間隔制御を容易にす
る。 【構成】 情報記録坦体11は密閉容器5を有し、密閉
容器5の下側内壁面にはXY方向走査機構8が固定さ
れ、その上面には記録媒体基台9が固定される。記録媒
体基台9の上面には記録媒体10が固定され、記録媒体
10の上方にはプローブ電極1の先端が下向きに設けら
れ、プローブ電極1の先端と反対側の端部はZ方向微動
機構2により保持される。Z方向微動機構2は各凸部を
記録媒体基台9に向けた凹状の可動フレーム3に固定保
持され、各凸部の先端にはV型溝6がそれぞれ形成され
る。可動フレーム3は密閉容器5の上側内壁面に固定さ
れた押し付け機構4より付勢されるとともに各先端部に
形成されたV型溝6に球7を介して記録媒体基台9に押
し付けられる。情報記録坦体11は、マイクロコンピュ
ータにより動作制御される。
との間に高い剛性を有するとともに間隔制御を容易にす
る。 【構成】 情報記録坦体11は密閉容器5を有し、密閉
容器5の下側内壁面にはXY方向走査機構8が固定さ
れ、その上面には記録媒体基台9が固定される。記録媒
体基台9の上面には記録媒体10が固定され、記録媒体
10の上方にはプローブ電極1の先端が下向きに設けら
れ、プローブ電極1の先端と反対側の端部はZ方向微動
機構2により保持される。Z方向微動機構2は各凸部を
記録媒体基台9に向けた凹状の可動フレーム3に固定保
持され、各凸部の先端にはV型溝6がそれぞれ形成され
る。可動フレーム3は密閉容器5の上側内壁面に固定さ
れた押し付け機構4より付勢されるとともに各先端部に
形成されたV型溝6に球7を介して記録媒体基台9に押
し付けられる。情報記録坦体11は、マイクロコンピュ
ータにより動作制御される。
Description
【0001】
【産業の利用分野】本発明は、走査型トンネル顕微鏡の
原理を応用した記録再生装置、例えば高密度かつ大容量
を有する情報記録坦体およびこれを使用する情報処理装
置に関する。
原理を応用した記録再生装置、例えば高密度かつ大容量
を有する情報記録坦体およびこれを使用する情報処理装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年において、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、ST
Mと略す)が開発され、広範囲な応用が期待されてい
る。また、STM技術を応用した原子間力顕微鏡が開発
され、絶縁体の試料に対しても原子オーダーの観測がで
きるようになってきた。これらの新しい顕微鏡は、走査
型プローブ顕微鏡と称され、様々な応用が考えられてい
る。特に、記録媒体中に高分解能で情報を書き込む記録
装置、また記録媒体中に書き込まれた情報を高分解能で
読み出す再生装置としての応用が進められている。この
ようにSTM技術を応用した装置では、プローブと記録
媒体とを1nm程度まで近づけるため、高度な精密制御
技術が必要とされている。また、記録再生速度を速める
ために複数のプローブ電極を有する記録再生装置も提案
されている。
造を直接観察できる走査型トンネル顕微鏡(以下、ST
Mと略す)が開発され、広範囲な応用が期待されてい
る。また、STM技術を応用した原子間力顕微鏡が開発
され、絶縁体の試料に対しても原子オーダーの観測がで
きるようになってきた。これらの新しい顕微鏡は、走査
型プローブ顕微鏡と称され、様々な応用が考えられてい
る。特に、記録媒体中に高分解能で情報を書き込む記録
装置、また記録媒体中に書き込まれた情報を高分解能で
読み出す再生装置としての応用が進められている。この
ようにSTM技術を応用した装置では、プローブと記録
媒体とを1nm程度まで近づけるため、高度な精密制御
技術が必要とされている。また、記録再生速度を速める
ために複数のプローブ電極を有する記録再生装置も提案
されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記S
TMの原理を応用した従来技術において、プローブ電極
と記録媒体表面との距離をnmオーダーで精密に制御す
る必要がある。そのために両者を相対移動させる接近粗
動機構・微動機構・制御回路などが複雑になったり、装
置全体が大型化するなどの問題点がある。
TMの原理を応用した従来技術において、プローブ電極
と記録媒体表面との距離をnmオーダーで精密に制御す
る必要がある。そのために両者を相対移動させる接近粗
動機構・微動機構・制御回路などが複雑になったり、装
置全体が大型化するなどの問題点がある。
【0004】また、粗動機構および微動機構は同一方向
に対して位置制御を行なうが、粗動時の震動が微動機構
に伝わり接近精密制御が難しいため、プローブ電極と記
録媒体との間の位置制御機構の剛性を高くしたいという
要求もあった。
に対して位置制御を行なうが、粗動時の震動が微動機構
に伝わり接近精密制御が難しいため、プローブ電極と記
録媒体との間の位置制御機構の剛性を高くしたいという
要求もあった。
【0005】更に、複数のプローブ電極を有する装置の
場合、複数のプローブ電極の先端を連ねた面と記録媒体
表面との面合わせ機構などが必要になり、制御回路など
も複雑化するという問題点もある。
場合、複数のプローブ電極の先端を連ねた面と記録媒体
表面との面合わせ機構などが必要になり、制御回路など
も複雑化するという問題点もある。
【0006】本発明は上記従来技術の有する問題点に鑑
みてなされたものであって、プローブ電極と記録媒体と
の接近粗動機構を省略し、同時に記録または再生時のプ
ローブ電極と記録媒体との間隔制御を容易にし、剛性の
高いSTM技術を応用した情報記録坦体およびこれを使
用する情報処理装置を提供することを目的とする。
みてなされたものであって、プローブ電極と記録媒体と
の接近粗動機構を省略し、同時に記録または再生時のプ
ローブ電極と記録媒体との間隔制御を容易にし、剛性の
高いSTM技術を応用した情報記録坦体およびこれを使
用する情報処理装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、記録媒体の表面とプローブ電極とが極微小
間隔まで接近した状態で該記録媒体と該プローブ電極と
を相対移動させながら、前記記録媒体への情報の記録お
よび再生がなされる情報処理装置に用いられる情報記録
坦体であって、前記記録媒体が保持される第1の基板
と、前記記録媒体の表面と垂直方向に変位可能な前記プ
ローブ電極が取り付けられた第2の基板と、前記第1の
基板と前記第2基板との間に設けられ、前記第1の基板
あるいは前記第2の基板のいずれかに設けられた溝に転
がり可能に保持される転がり部材と、を密閉容器内に具
備し、外部と制御信号の送受を行なうために前記密閉容
器の外部に露出するような電極が設けられたものであ
る。
の本発明は、記録媒体の表面とプローブ電極とが極微小
間隔まで接近した状態で該記録媒体と該プローブ電極と
を相対移動させながら、前記記録媒体への情報の記録お
よび再生がなされる情報処理装置に用いられる情報記録
坦体であって、前記記録媒体が保持される第1の基板
と、前記記録媒体の表面と垂直方向に変位可能な前記プ
ローブ電極が取り付けられた第2の基板と、前記第1の
基板と前記第2基板との間に設けられ、前記第1の基板
あるいは前記第2の基板のいずれかに設けられた溝に転
がり可能に保持される転がり部材と、を密閉容器内に具
備し、外部と制御信号の送受を行なうために前記密閉容
器の外部に露出するような電極が設けられたものであ
る。
【0008】また、前記転がり部材は球であるものでも
よく、上記基板は単結晶板からなるものでもよい。
よく、上記基板は単結晶板からなるものでもよい。
【0009】さらに、前記情報記録坦体を用いる情報処
理装置であって、記録媒体走査機構を駆動する駆動手段
と、記録媒体と垂直方向にプローブ電極を変位させる変
位手段と、前記プローブ電極と前記記録媒体との間に電
圧を印加する電圧印加手段と、前記プローブ電極と前記
記録媒体との間に流れる電流を検出する電流検出手段
と、前記各手段の動作制御を行うマイクロコンピュータ
とを有し、前記情報記録坦体の電極が着脱自在とされ、
電気的に接続可能となるものである。
理装置であって、記録媒体走査機構を駆動する駆動手段
と、記録媒体と垂直方向にプローブ電極を変位させる変
位手段と、前記プローブ電極と前記記録媒体との間に電
圧を印加する電圧印加手段と、前記プローブ電極と前記
記録媒体との間に流れる電流を検出する電流検出手段
と、前記各手段の動作制御を行うマイクロコンピュータ
とを有し、前記情報記録坦体の電極が着脱自在とされ、
電気的に接続可能となるものである。
【0010】
【作用】上記手段からなる本発明の情報記録坦体は、密
閉容器内に収納された記録媒体を保持する第1の基板
と、前記記録媒体の表面と垂直方向に変位可能な前記プ
ローブ電極が取り付けられた第2の基板との間に、転が
り部材を転がり可能に保持することで、プローブ電極の
先端と記録媒体表面との間に剛性が保たれるとともに、
それらの間の距離が最初から微動制御範囲の間隔に保た
れる。
閉容器内に収納された記録媒体を保持する第1の基板
と、前記記録媒体の表面と垂直方向に変位可能な前記プ
ローブ電極が取り付けられた第2の基板との間に、転が
り部材を転がり可能に保持することで、プローブ電極の
先端と記録媒体表面との間に剛性が保たれるとともに、
それらの間の距離が最初から微動制御範囲の間隔に保た
れる。
【0011】また情報処理装置に情報記録坦体を装着し
て電気的に接続し、電圧印加手段により記録媒体とプロ
ーブ電極の先端に電圧を印加しながら、変位手段により
プローブ電極の先端を記録媒体表面に電流検出手段によ
って検出される電流が所定値になるまで接近させること
で、情報記録坦体は記録再生可能な状態になる。
て電気的に接続し、電圧印加手段により記録媒体とプロ
ーブ電極の先端に電圧を印加しながら、変位手段により
プローブ電極の先端を記録媒体表面に電流検出手段によ
って検出される電流が所定値になるまで接近させること
で、情報記録坦体は記録再生可能な状態になる。
【0012】情報記録は、上記状態のままでプローブ電
極の先端に対して記録媒体を駆動手段により走査しなが
ら電圧印加手段により電圧を印加したりしなかったりす
ることで、記録媒体が抵抗変化を起こし記録ビットが形
成される。
極の先端に対して記録媒体を駆動手段により走査しなが
ら電圧印加手段により電圧を印加したりしなかったりす
ることで、記録媒体が抵抗変化を起こし記録ビットが形
成される。
【0013】記録再生は、記録箇所と同様の箇所を電圧
印加手段により印加しつつ駆動手段により走査し、電流
検出手段による電流変化を検出することで行なわれる。
印加手段により印加しつつ駆動手段により走査し、電流
検出手段による電流変化を検出することで行なわれる。
【0014】
【実施例】次に本発明の実施例について図面をもとに説
明する。
明する。
【0015】図1は本発明の情報記録坦体およびこれを
使用する情報処理装置の一実施例の構成を説明するため
の断面図である。
使用する情報処理装置の一実施例の構成を説明するため
の断面図である。
【0016】この図において本実施例の記録情報坦体1
1は六面壁からなる密閉容器5を有し、密閉容器5の下
側内壁面にはXY方向に走査可能な記録媒体走査機構と
してのXY方向走査機構8が固定されている。XY方向
走査機構8の上面には記録媒体基台9が固定されてお
り、第1の基板としての記録媒体基台9の上面にはこの
面と平行になるように記録媒体10が固定されている。
記録媒体10は、下からマイカをへき開して得られた平
滑な基板であり、マイカ基板の上にAuをエキピタキシ
ャル成長させた下地電極、さらに電気メモリー効果を有
するスクアリリウム−ビス−6−オクチルアズレン(以
下、SOAZと略す)をLB法により8層累積した記録
層の順番で構成されている。記録媒体10の上方には、
電解研磨法で作成されたタングステン製のプローブ電極
1の先端が鉛直下向きに設けられており、プローブ電極
1の先端と反対側の端部は鉛直方向に微動させる円筒型
圧電素子からなるZ方向微動機構2により保持されてい
る。Z方向微動機構2は縦断面視コの字型からなる第2
の基板としての可動フレーム3の凹部内に固定保持され
ている。可動フレーム3はこの凹部を形成する各凸部の
先端部を記録媒体基台9に向けて設けられており、各先
端部にはV型溝6がそれぞれ形成されている。一方、可
動フレーム3の上面は密閉容器5の上側内壁面に固定さ
れた圧縮ばねからなる弾性部材としての押し付け機構4
により付勢されており、可動フレーム3はこの各先端部
に形成されたV型溝6に転がり部材としての球7を介し
て記録媒体基台9に押し付けられている。可動フレーム
3の各溝6と記録媒体基台9との間に介された球7は、
プローブ電極1の先端と記録媒体10との距離を決定す
るものである。
1は六面壁からなる密閉容器5を有し、密閉容器5の下
側内壁面にはXY方向に走査可能な記録媒体走査機構と
してのXY方向走査機構8が固定されている。XY方向
走査機構8の上面には記録媒体基台9が固定されてお
り、第1の基板としての記録媒体基台9の上面にはこの
面と平行になるように記録媒体10が固定されている。
記録媒体10は、下からマイカをへき開して得られた平
滑な基板であり、マイカ基板の上にAuをエキピタキシ
ャル成長させた下地電極、さらに電気メモリー効果を有
するスクアリリウム−ビス−6−オクチルアズレン(以
下、SOAZと略す)をLB法により8層累積した記録
層の順番で構成されている。記録媒体10の上方には、
電解研磨法で作成されたタングステン製のプローブ電極
1の先端が鉛直下向きに設けられており、プローブ電極
1の先端と反対側の端部は鉛直方向に微動させる円筒型
圧電素子からなるZ方向微動機構2により保持されてい
る。Z方向微動機構2は縦断面視コの字型からなる第2
の基板としての可動フレーム3の凹部内に固定保持され
ている。可動フレーム3はこの凹部を形成する各凸部の
先端部を記録媒体基台9に向けて設けられており、各先
端部にはV型溝6がそれぞれ形成されている。一方、可
動フレーム3の上面は密閉容器5の上側内壁面に固定さ
れた圧縮ばねからなる弾性部材としての押し付け機構4
により付勢されており、可動フレーム3はこの各先端部
に形成されたV型溝6に転がり部材としての球7を介し
て記録媒体基台9に押し付けられている。可動フレーム
3の各溝6と記録媒体基台9との間に介された球7は、
プローブ電極1の先端と記録媒体10との距離を決定す
るものである。
【0017】プローブ電極1と記録媒体10との位置関
係は、Z方向微動機構2でプローブ電極1をZ方向に制
御しながらプローブ電極1が記録媒体10表面と衝突す
ることなく走査することができる関係にある。球7は記
録媒体10のXY方向の粗動の時には記録媒体基台9上
を滑りながら転動し、記録再生時など数μmの微動時に
は弾性変形内で動く。即ち、球7は記録再生時には、可
動フレーム3と記録媒体基台9との間の構造体の役目を
する。
係は、Z方向微動機構2でプローブ電極1をZ方向に制
御しながらプローブ電極1が記録媒体10表面と衝突す
ることなく走査することができる関係にある。球7は記
録媒体10のXY方向の粗動の時には記録媒体基台9上
を滑りながら転動し、記録再生時など数μmの微動時に
は弾性変形内で動く。即ち、球7は記録再生時には、可
動フレーム3と記録媒体基台9との間の構造体の役目を
する。
【0018】以上のように構成された本実施例の情報記
録坦体11は、Z方向微動機構2を変位する変位手段と
してのZ方向駆動回路14と、XY方向走査機構8を駆
動する駆動手段としての走査機構駆動回路16と、プロ
ーブ電極1と記録媒体10との間に電圧を印加する電圧
印加手段としての電圧印加回路13と、プローブ電極1
と記録媒体10との間に流れる電流を検出する電流検出
手段としての電流検出回路を有しており、これらはマイ
クロコンピュータ12により駆動制御される。電圧印加
回路13はマイクロコンピュータ12からの信号指令に
より、記録時にはデータを書き込むためのパルス状電圧
を印加し、また再生時には読み出し電圧を印加し、更に
消去時には消去用のパルス状電圧を印加する。これら制
御回路からの信号線は、情報記録坦体11を形成する密
閉容器5の外部に設けられる電極を通して密閉容器5内
の各機構に接続されている。
録坦体11は、Z方向微動機構2を変位する変位手段と
してのZ方向駆動回路14と、XY方向走査機構8を駆
動する駆動手段としての走査機構駆動回路16と、プロ
ーブ電極1と記録媒体10との間に電圧を印加する電圧
印加手段としての電圧印加回路13と、プローブ電極1
と記録媒体10との間に流れる電流を検出する電流検出
手段としての電流検出回路を有しており、これらはマイ
クロコンピュータ12により駆動制御される。電圧印加
回路13はマイクロコンピュータ12からの信号指令に
より、記録時にはデータを書き込むためのパルス状電圧
を印加し、また再生時には読み出し電圧を印加し、更に
消去時には消去用のパルス状電圧を印加する。これら制
御回路からの信号線は、情報記録坦体11を形成する密
閉容器5の外部に設けられる電極を通して密閉容器5内
の各機構に接続されている。
【0019】次に本実施例のマイクロコンピュータによ
る動作を説明する。
る動作を説明する。
【0020】情報記録坦体11の運搬時の衝撃などを考
慮し、プローブ電極1は記録媒体10との衝突を避ける
ために離れているので、最初Z方向微動機構2により両
者を接近させる必要がある。手順は、まずプローブ電極
1と記録媒体10の下地電極との間に電圧印加回路13
により例えば0.1Vの読み出し電圧を印加しながらZ
方向微動機構2を駆動し、電流検出回路15により検出
される電流が例えば10pAになるまでプローブ電極1
の先端を記録媒体10に近づける。球7によってプロー
ブ電極1の先端1と記録媒体10との距離はZ方向微動
機構のみで接近可能な距離にまで接近しているので、電
流を検出するまでの時間は従来装置に比べて早くなって
いる。ここでZ方向微動機構2を保持し、プローブ電極
1に対し記録媒体10をXY方向走査機構8を用いて走
査することで、記録媒体10に記録再生が可能な状態に
なる。実際にこの状態で記録媒体10を走査しながら得
られる電流検出回路15の出力値は、プローブ電極1と
記録媒体4の下地電極との間に流れる電流に換算して1
0pAの値であった。
慮し、プローブ電極1は記録媒体10との衝突を避ける
ために離れているので、最初Z方向微動機構2により両
者を接近させる必要がある。手順は、まずプローブ電極
1と記録媒体10の下地電極との間に電圧印加回路13
により例えば0.1Vの読み出し電圧を印加しながらZ
方向微動機構2を駆動し、電流検出回路15により検出
される電流が例えば10pAになるまでプローブ電極1
の先端を記録媒体10に近づける。球7によってプロー
ブ電極1の先端1と記録媒体10との距離はZ方向微動
機構のみで接近可能な距離にまで接近しているので、電
流を検出するまでの時間は従来装置に比べて早くなって
いる。ここでZ方向微動機構2を保持し、プローブ電極
1に対し記録媒体10をXY方向走査機構8を用いて走
査することで、記録媒体10に記録再生が可能な状態に
なる。実際にこの状態で記録媒体10を走査しながら得
られる電流検出回路15の出力値は、プローブ電極1と
記録媒体4の下地電極との間に流れる電流に換算して1
0pAの値であった。
【0021】記録は、上述の状態にて記録媒体10を走
査しながらプローブ電極1が記録領域の書き込み位置に
きたときに電圧印加回路13により電圧を印加して行な
う。この書き込み電圧は電気メモリー効果を有する記録
層がON状態(低抵抗)に変化するのに十分な電圧であ
る。書き込みのタイミングなどはマイクロコンピュータ
12による制御信号による。記録領域においてX方向に
記録媒体10を移動させながら記録を行ない、X方向の
1列分の記録を終了すると、Y方向に1列分ずれて次の
列で同様にX方向1列分の記録を行なう。この記録媒体
10の走査中に、記録媒体10上の各書き込み位置で書
き込み電圧を印加することで、記録ビットが形成され
る。
査しながらプローブ電極1が記録領域の書き込み位置に
きたときに電圧印加回路13により電圧を印加して行な
う。この書き込み電圧は電気メモリー効果を有する記録
層がON状態(低抵抗)に変化するのに十分な電圧であ
る。書き込みのタイミングなどはマイクロコンピュータ
12による制御信号による。記録領域においてX方向に
記録媒体10を移動させながら記録を行ない、X方向の
1列分の記録を終了すると、Y方向に1列分ずれて次の
列で同様にX方向1列分の記録を行なう。この記録媒体
10の走査中に、記録媒体10上の各書き込み位置で書
き込み電圧を印加することで、記録ビットが形成され
る。
【0022】再生は、プローブ電極1と記録媒体10の
下地電極との間に例えば0.1Vの読み出し電圧を電圧
印加回路13により印加しながらXY方向走査機構8を
用いて記録媒体10を記録時と同様の経路で走査し、電
流検出回路15により検出される電流変化を読みとるこ
とで行なわれる。読み出し電圧は記録層が抵抗状態の変
化をおこさないような十分小さな値にする。実際に記録
媒体10を走査しながら得られる電流検出回路15の出
力値はプローブ電極1と記録媒体10の下地電極の間に
流れる電流に換算して、記録ビットの位置では10nA
以上であり、その他の場所は10pAの値であった。こ
の電流変化はコンピュータ6を通して外部装置に出力さ
れる。またこの読み出しのタイミングなどもコンピュー
タ6の制御信号による。
下地電極との間に例えば0.1Vの読み出し電圧を電圧
印加回路13により印加しながらXY方向走査機構8を
用いて記録媒体10を記録時と同様の経路で走査し、電
流検出回路15により検出される電流変化を読みとるこ
とで行なわれる。読み出し電圧は記録層が抵抗状態の変
化をおこさないような十分小さな値にする。実際に記録
媒体10を走査しながら得られる電流検出回路15の出
力値はプローブ電極1と記録媒体10の下地電極の間に
流れる電流に換算して、記録ビットの位置では10nA
以上であり、その他の場所は10pAの値であった。こ
の電流変化はコンピュータ6を通して外部装置に出力さ
れる。またこの読み出しのタイミングなどもコンピュー
タ6の制御信号による。
【0023】記録再生どちらの時も、安定した記録再生
ができた。記録ビットの寸法は直径70nmであった。
ができた。記録ビットの寸法は直径70nmであった。
【0024】本実施例で使用したプローブ電極は、タン
グステン棒を電解研磨したものであったが白金−ロジウ
ム、あるいは白金−イリジウムなどの棒を電解研磨ある
いは機械研磨して用いてもかまわない。Z方向微動機構
は、円筒型圧電素子を用いたがバイモルフ型圧電素子な
どを用いることもできる。
グステン棒を電解研磨したものであったが白金−ロジウ
ム、あるいは白金−イリジウムなどの棒を電解研磨ある
いは機械研磨して用いてもかまわない。Z方向微動機構
は、円筒型圧電素子を用いたがバイモルフ型圧電素子な
どを用いることもできる。
【0025】次に本発明の他の実施例について図2乃至
図5に基づいて説明する。
図5に基づいて説明する。
【0026】図2は本発明の他の実施例の全体構成を説
明するための断面図である。図3は本発明の他の実施例
を示す部分構成拡大図である。
明するための断面図である。図3は本発明の他の実施例
を示す部分構成拡大図である。
【0027】図2および図3において本実施例の情報記
録坦体30は六面壁からなる密閉容器24を有し、密閉
容器24の下側内壁面にはXY方向に走査可能な記録媒
体走査機構としてのXY方向走査機構27が固定されて
いる。XY方向走査機構27の上面には第1の基板とし
ての記録媒体基台28が固定されており、記録媒体基台
28の上面にはこの面と平行になるように記録媒体29
が固定されている。記録媒体29は、上からLB法によ
りSOAZを6層積層した記録層、真空蒸着法によりC
rを5nm堆積させ更にその上に同法によりAuを30
nm蒸着した下地電極、表面研磨された石英ガラス基板
の順番で構成されている。記録媒体29の上方には、電
解研磨法で作成されたタングステン製の複数のプローブ
電極21の各先端が鉛直下向きに設けられており、各プ
ローブ電極1の先端と反対側の端部はそれぞれ鉛直方向
に微動させるZ方向微動機構であるバイモルフ梁35
(図3参照)により保持されている。各バイモルフ梁3
5は第2の基板としての可動フレーム22の記録媒体基
台28側の一面にそれぞれ固定保持されており、その面
のプローブ電極21を挟む各位置にはV型溝25がそれ
ぞれ形成されている。一方、可動フレーム22の上面は
密閉容器24の上側内壁面に固定された弾性部材23に
より付勢されており、可動フレーム22は形成されたV
型溝25に転がり部材としてのセラミック製の球26を
介して記録媒体基台28に押し付けられている。可動フ
レーム22の各V型溝25と記録媒体基台28との間に
介された球26は、プローブ電極21の先端と記録媒体
29との距離を決定するものである。
録坦体30は六面壁からなる密閉容器24を有し、密閉
容器24の下側内壁面にはXY方向に走査可能な記録媒
体走査機構としてのXY方向走査機構27が固定されて
いる。XY方向走査機構27の上面には第1の基板とし
ての記録媒体基台28が固定されており、記録媒体基台
28の上面にはこの面と平行になるように記録媒体29
が固定されている。記録媒体29は、上からLB法によ
りSOAZを6層積層した記録層、真空蒸着法によりC
rを5nm堆積させ更にその上に同法によりAuを30
nm蒸着した下地電極、表面研磨された石英ガラス基板
の順番で構成されている。記録媒体29の上方には、電
解研磨法で作成されたタングステン製の複数のプローブ
電極21の各先端が鉛直下向きに設けられており、各プ
ローブ電極1の先端と反対側の端部はそれぞれ鉛直方向
に微動させるZ方向微動機構であるバイモルフ梁35
(図3参照)により保持されている。各バイモルフ梁3
5は第2の基板としての可動フレーム22の記録媒体基
台28側の一面にそれぞれ固定保持されており、その面
のプローブ電極21を挟む各位置にはV型溝25がそれ
ぞれ形成されている。一方、可動フレーム22の上面は
密閉容器24の上側内壁面に固定された弾性部材23に
より付勢されており、可動フレーム22は形成されたV
型溝25に転がり部材としてのセラミック製の球26を
介して記録媒体基台28に押し付けられている。可動フ
レーム22の各V型溝25と記録媒体基台28との間に
介された球26は、プローブ電極21の先端と記録媒体
29との距離を決定するものである。
【0028】プローブ電極21と記録媒体29との位置
関係は、Z方向微動機構であるバイモルフ梁35でプロ
ーブ電極21をZ方向に制御しながらプローブ電極21
が記録媒体29表面と衝突することなく走査することが
できる関係にある。
関係は、Z方向微動機構であるバイモルフ梁35でプロ
ーブ電極21をZ方向に制御しながらプローブ電極21
が記録媒体29表面と衝突することなく走査することが
できる関係にある。
【0029】一方、密閉容器24内部の図示左側には上
述した複数のプローブ電極21の選択を行なう選択器な
どを含む駆動回路31が固設されており、駆動回路31
の図示左側の側面には情報処理装置本体33内の制御系
からの信号や電源を密閉容器24内の各機構へ供給する
ための電極32が突設されている。電極32は密閉容器
24に設けられた穴を介して情報処理装置本体側の電極
接触部34に接続されている。そして情報記録坦体30
は情報処理装置本体33に対して矢印A方向に着脱自在
に設けられている。
述した複数のプローブ電極21の選択を行なう選択器な
どを含む駆動回路31が固設されており、駆動回路31
の図示左側の側面には情報処理装置本体33内の制御系
からの信号や電源を密閉容器24内の各機構へ供給する
ための電極32が突設されている。電極32は密閉容器
24に設けられた穴を介して情報処理装置本体側の電極
接触部34に接続されている。そして情報記録坦体30
は情報処理装置本体33に対して矢印A方向に着脱自在
に設けられている。
【0030】本実施例の上記各構成を制御する制御手段
の構成は、一実施例と同様にコンピュータにより制御さ
れる構成となっている。
の構成は、一実施例と同様にコンピュータにより制御さ
れる構成となっている。
【0031】ここで上述した本実施例の可動フレーム2
2の製造方法を以下に説明する。
2の製造方法を以下に説明する。
【0032】図4は本発明の他の実施例の可動フレーム
の主構成を説明するための詳細図である。この図に示す
本発明の主要構成であるV型溝25を形成するには、両
面研磨したn型シリコン基板に、マスク層となる窒化シ
リコンをCVD法により50nm成膜し、V型溝25を
設ける部分に円形開口部をパターニングした後、基板表
面の窒化シリコンをCF4ガスを用いたドライエッチン
グによりエッチングをした後、80度に加熱した濃度3
0%の水酸化カリウム水溶液にてシリコン基板をエッチ
ングすることで、四角すい型の凹部が形成される。この
凹部はV字型の溝形状をしており、その頂角は70.6
度であった。一方、21はプローブ電極、35はバイモ
ルフ梁、36は配線領域である。
の主構成を説明するための詳細図である。この図に示す
本発明の主要構成であるV型溝25を形成するには、両
面研磨したn型シリコン基板に、マスク層となる窒化シ
リコンをCVD法により50nm成膜し、V型溝25を
設ける部分に円形開口部をパターニングした後、基板表
面の窒化シリコンをCF4ガスを用いたドライエッチン
グによりエッチングをした後、80度に加熱した濃度3
0%の水酸化カリウム水溶液にてシリコン基板をエッチ
ングすることで、四角すい型の凹部が形成される。この
凹部はV字型の溝形状をしており、その頂角は70.6
度であった。一方、21はプローブ電極、35はバイモ
ルフ梁、36は配線領域である。
【0033】バイモルフ梁35の配線領域は、例えば上
電極(Au)/絶縁膜(Si3N4)/圧電層(ZnO)
/絶縁膜(Si3N4)/中電極(Au)/絶縁膜(Si
3N4)/圧電層(ZnO)/絶縁膜(Si3N4)/下電
極(Au)となっており、寸法は600μm×120μ
m、厚さ10μm程度のものを作製して用いた。上、
中、下電極に電圧を加えバイモルフとして駆動させるこ
とで、プローブ電極21を動かすことができ、印加電極
±10Vで変位量として約4μmが得られる。なお、こ
れらの製作は、マイクロメカニクス、あるいはマイクロ
マシーニングと呼ばれる公知の方法[参考文献:K.E.Pe
tersen,Proc.IEEE,70,420(1982)]で行なった。 タン
グステン製プローブ電極21からの信号線は、バイモル
フ梁35上を通り配線領域36上の回路へ導かれ最終的
には図2に示す電極32につながっている。また各バイ
モルフ梁35の制御信号を図2に示す電極32から導く
回路も配線領域36上に形成されている。
電極(Au)/絶縁膜(Si3N4)/圧電層(ZnO)
/絶縁膜(Si3N4)/中電極(Au)/絶縁膜(Si
3N4)/圧電層(ZnO)/絶縁膜(Si3N4)/下電
極(Au)となっており、寸法は600μm×120μ
m、厚さ10μm程度のものを作製して用いた。上、
中、下電極に電圧を加えバイモルフとして駆動させるこ
とで、プローブ電極21を動かすことができ、印加電極
±10Vで変位量として約4μmが得られる。なお、こ
れらの製作は、マイクロメカニクス、あるいはマイクロ
マシーニングと呼ばれる公知の方法[参考文献:K.E.Pe
tersen,Proc.IEEE,70,420(1982)]で行なった。 タン
グステン製プローブ電極21からの信号線は、バイモル
フ梁35上を通り配線領域36上の回路へ導かれ最終的
には図2に示す電極32につながっている。また各バイ
モルフ梁35の制御信号を図2に示す電極32から導く
回路も配線領域36上に形成されている。
【0034】図5は本発明の情報処理装置から取り外し
た情報記録坦体の外観図である。
た情報記録坦体の外観図である。
【0035】上述したようにこの密閉容器24内には複
数のプローブ電極と記録媒体が相対して配置され、プロ
ーブ電極と記録媒体との距離を決める球、更に記録媒体
表面に対して垂直方向に動かす微動機構、記録媒体を動
かす走査機構が収納されている。情報記録坦体30の一
側面には窓が形成されており、この窓には情報処理装置
本体と接続するために電極32が突設されている。電極
32は、密閉容器24内に収納されたプローブ電極、記
録媒体の下地電極、プローブ電極の微動機構、記録媒体
走査機構とそれぞれ電気的に接続されている。また、情
報記録坦体30の側面には情報処理装置本体にセッティ
ングするための案内溝37が穿設されている。
数のプローブ電極と記録媒体が相対して配置され、プロ
ーブ電極と記録媒体との距離を決める球、更に記録媒体
表面に対して垂直方向に動かす微動機構、記録媒体を動
かす走査機構が収納されている。情報記録坦体30の一
側面には窓が形成されており、この窓には情報処理装置
本体と接続するために電極32が突設されている。電極
32は、密閉容器24内に収納されたプローブ電極、記
録媒体の下地電極、プローブ電極の微動機構、記録媒体
走査機構とそれぞれ電気的に接続されている。また、情
報記録坦体30の側面には情報処理装置本体にセッティ
ングするための案内溝37が穿設されている。
【0036】次に本実施例のマイクロコンピュータによ
る動作を説明する。
る動作を説明する。
【0037】記録媒体29に情報の記録を行なうには、
一実施例と同様にバイモルフ梁35を用いてプローブ電
極21の先端を記録媒体29表面に近づけ、電圧印加回
路により例えば3.5Vの書き込み電圧を印加すること
により記録媒体29の記録層が特性変化を起こす。この
ため電気抵抗の低い部分(1ビットに相当)が生じ、記
録媒体29の記録層に記録ビットが形成される。そして
XY方向走査機構27を用いて記録媒体29を走査しな
がら記録領域の記録位置へ書き込み電圧を印加すること
で記録ができる。
一実施例と同様にバイモルフ梁35を用いてプローブ電
極21の先端を記録媒体29表面に近づけ、電圧印加回
路により例えば3.5Vの書き込み電圧を印加すること
により記録媒体29の記録層が特性変化を起こす。この
ため電気抵抗の低い部分(1ビットに相当)が生じ、記
録媒体29の記録層に記録ビットが形成される。そして
XY方向走査機構27を用いて記録媒体29を走査しな
がら記録領域の記録位置へ書き込み電圧を印加すること
で記録ができる。
【0038】再生を行なうには、書き込み電圧より低い
例えば0.2Vの読み出し電圧を電圧印加回路により印
加しながら、XY方向走査機構27を用いて記録媒体2
9表面を記録時と同様に走査し、電流検出回路で電流変
化を検出することで行なう。以上に述べた実施例では、
製作段階でV型溝を設ける部分に円形開口部をパターニ
ングするとき、円形開口部の直径を変えることでV型溝
の深さを制御することができる。また、開口部を長方形
にして細長い溝形状にしてもよい。使用する基板はシリ
コンに限定されるものではなく、異方性エッチングので
きる単結晶基板であればよい。さらに、記録媒体基台側
にV型溝を設けてもよい。
例えば0.2Vの読み出し電圧を電圧印加回路により印
加しながら、XY方向走査機構27を用いて記録媒体2
9表面を記録時と同様に走査し、電流検出回路で電流変
化を検出することで行なう。以上に述べた実施例では、
製作段階でV型溝を設ける部分に円形開口部をパターニ
ングするとき、円形開口部の直径を変えることでV型溝
の深さを制御することができる。また、開口部を長方形
にして細長い溝形状にしてもよい。使用する基板はシリ
コンに限定されるものではなく、異方性エッチングので
きる単結晶基板であればよい。さらに、記録媒体基台側
にV型溝を設けてもよい。
【0039】さらに本実施例では、シリコンの単結晶基
板を用いたのでV型溝を所望の位置に設けることがで
き、球を任意の位置に保持できる。また、V型溝とバイ
モルフ梁を一体にして基板上に製作でき、プローブ電極
と球との位置関係を精度良く設定できるので、プローブ
電極と記録媒体との距離を精度良く設定できる。
板を用いたのでV型溝を所望の位置に設けることがで
き、球を任意の位置に保持できる。また、V型溝とバイ
モルフ梁を一体にして基板上に製作でき、プローブ電極
と球との位置関係を精度良く設定できるので、プローブ
電極と記録媒体との距離を精度良く設定できる。
【0040】また、本実施例では、記録媒体をXY方向
走査機構によってXY走査したが、記録媒体とプローブ
電極が相対的に面内(XY、rθ)移動走査できる構成
(例えば、記録媒体をX方向走査機構でX方向走査し、
プローブ電極をY方向走査と垂直変位させる構成)なら
ば適用可能である。
走査機構によってXY走査したが、記録媒体とプローブ
電極が相対的に面内(XY、rθ)移動走査できる構成
(例えば、記録媒体をX方向走査機構でX方向走査し、
プローブ電極をY方向走査と垂直変位させる構成)なら
ば適用可能である。
【0041】
【発明の効果】以上のように構成された本発明は以下に
記載する効果を奏する。
記載する効果を奏する。
【0042】請求項1乃至3に記載の本発明では、記録
媒体を保持する第1の基板と、プローブ電極が設けられ
た第2の基板との間に、転がり可能に保持される転がり
部材を設けることで、予めプローブ電極の先端と記録媒
体表面との間隔が剛性を保ちつつ一定となるので、プロ
ーブ電極と記録媒体との接近粗動機構が不要となる。そ
のため装置の小型化が実現できる。
媒体を保持する第1の基板と、プローブ電極が設けられ
た第2の基板との間に、転がり可能に保持される転がり
部材を設けることで、予めプローブ電極の先端と記録媒
体表面との間隔が剛性を保ちつつ一定となるので、プロ
ーブ電極と記録媒体との接近粗動機構が不要となる。そ
のため装置の小型化が実現できる。
【0043】また、複数のプローブ電極を有する情報記
録坦体を用いる情報処理装置の場合も、プローブ電極の
先端と記録媒体表面との間隔が剛性を保ちつつ一定とな
るので面合わせ機構が不要となり、制御回路などの単純
化が図れる。
録坦体を用いる情報処理装置の場合も、プローブ電極の
先端と記録媒体表面との間隔が剛性を保ちつつ一定とな
るので面合わせ機構が不要となり、制御回路などの単純
化が図れる。
【0044】さらに、請求項4に記載の本発明では、情
報記録および再生をする情報記録坦体の各機能の動作制
御をマイクロコンピュータにより行なう情報処理装置を
別にして着脱自在に設けることで、装置の単純化が達成
されるとともに情報記録媒体のみの持ち運びが可能にな
る。
報記録および再生をする情報記録坦体の各機能の動作制
御をマイクロコンピュータにより行なう情報処理装置を
別にして着脱自在に設けることで、装置の単純化が達成
されるとともに情報記録媒体のみの持ち運びが可能にな
る。
【図1】本発明の一実施例を示す概略断面図である。
【図2】本発明の他の実施例の全体構成を説明するため
の断面図である。
の断面図である。
【図3】本発明の他の実施例を示す部分構成拡大図であ
る。
る。
【図4】本発明の他の実施例の可動フレームの主構成を
説明するための詳細図である
説明するための詳細図である
【図5】本発明の情報処理装置から取り外した情報記録
坦体の外観図である。
坦体の外観図である。
1,21 プローブ電極 2 Z方向微動機構 3,22 可動フレーム 4 押付け機構 5,24 密閉容器 6,25 V型溝 7,26 球 8,27 XY方向走査機構 9,28 記録媒体基台 10,29 記録媒体 11,30 情報記録坦体 12 マイクロコンピュータ 13 電圧印加回路 14 Z方向駆動回路 15 電流検出回路 16 走査機構駆動回路 23 弾性部材 31 駆動回路 32 電極 33 情報処理装置本体 34 電極接触部 35 バイモルフ梁 36 配線領域 37 案内溝
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 多川 昌宏 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内
Claims (4)
- 【請求項1】 記録媒体の表面とプローブ電極とが極微
小間隔まで接近した状態で該記録媒体と該プローブ電極
とを相対移動させながら、前記記録媒体への情報の記録
および再生がなされる情報処理装置に用いられる情報記
録坦体であって、 前記記録媒体が保持される第1の基板と、前記記録媒体
の表面と垂直方向に変位可能な前記プローブ電極が取り
付けられた第2の基板と、前記第1の基板と前記第2基
板との間に設けられ、前記第1の基板あるいは前記第2
の基板のいずれかに設けられた溝に転がり可能に保持さ
れる転がり部材とを密閉容器内に具備し、 外部と制御信号の送受を行なうために前記密閉容器の外
部に露出するような電極が設けられた情報記録坦体。 - 【請求項2】 転がり部材は球である請求項1に記載の
情報記録坦体。 - 【請求項3】 基板は単結晶板からなる請求項1または
2に記載の情報記録坦体。 - 【請求項4】 請求項1に記載の情報記録坦体を用いる
情報処理装置であって、 記録媒体走査機構を駆動する駆動手段と、 記録媒体と垂直方向にプローブ電極を変位させる変位手
段と、 前記プローブ電極と前記記録媒体との間に電圧を印加す
る電圧印加手段と、 前記プローブ電極と前記記録媒体との間に流れる電流を
検出する電流検出手段と、 前記各手段の動作制御を行うマイクロコンピュータとを
有し、前記情報記録坦体の電極が着脱自在とされ、電気
的に接続可能となる情報処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29003192A JPH06139629A (ja) | 1992-10-28 | 1992-10-28 | 情報記録坦体およびこれを使用する情報処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29003192A JPH06139629A (ja) | 1992-10-28 | 1992-10-28 | 情報記録坦体およびこれを使用する情報処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06139629A true JPH06139629A (ja) | 1994-05-20 |
Family
ID=17750893
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29003192A Pending JPH06139629A (ja) | 1992-10-28 | 1992-10-28 | 情報記録坦体およびこれを使用する情報処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06139629A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6957542B1 (en) * | 1999-11-09 | 2005-10-25 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel tank system |
| WO2005102908A3 (fr) * | 2004-04-15 | 2006-02-16 | Commissariat Energie Atomique | Systeme d'enregistrement comportant une couche memoire et un reseau de micro-pointes |
| WO2008044267A1 (en) * | 2006-10-05 | 2008-04-17 | Pioneer Corporation | Recording/reproducing device |
-
1992
- 1992-10-28 JP JP29003192A patent/JPH06139629A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6957542B1 (en) * | 1999-11-09 | 2005-10-25 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel tank system |
| WO2005102908A3 (fr) * | 2004-04-15 | 2006-02-16 | Commissariat Energie Atomique | Systeme d'enregistrement comportant une couche memoire et un reseau de micro-pointes |
| US7567497B2 (en) | 2004-04-15 | 2009-07-28 | Commissariat A L'energie Atomique | Recording system comprising a storage layer and an array of microtips |
| WO2008044267A1 (en) * | 2006-10-05 | 2008-04-17 | Pioneer Corporation | Recording/reproducing device |
| JPWO2008044267A1 (ja) * | 2006-10-05 | 2010-02-04 | パイオニア株式会社 | 記録再生装置 |
| JP4817465B2 (ja) * | 2006-10-05 | 2011-11-16 | パイオニア株式会社 | 記録再生装置 |
| US8116190B2 (en) | 2006-10-05 | 2012-02-14 | Pioneer Corporation | Recording/reproducing apparatus |
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