JPH07101514B2 - 記録再生方法 - Google Patents

記録再生方法

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JPH07101514B2
JPH07101514B2 JP61173868A JP17386886A JPH07101514B2 JP H07101514 B2 JPH07101514 B2 JP H07101514B2 JP 61173868 A JP61173868 A JP 61173868A JP 17386886 A JP17386886 A JP 17386886A JP H07101514 B2 JPH07101514 B2 JP H07101514B2
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信 長尾
五郎 明石
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Fuji Photo Film Co Ltd
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  • Optical Recording Or Reproduction (AREA)
  • Thermal Transfer Or Thermal Recording In General (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は記録媒体に真空中で電子ビーム,荷電粒子ビー
ム及び中性粒子ビームから選ばれるビームを使用して高
密度の記録再生を行う方法に関する。
〔従来の技術〕
高密度記録媒体、及びその記録再生方法としては従来か
ら種々の媒体及びその使用方法が知られているが、代表
的な方法として磁気記録および光記録がある。
磁気記録および光記録はそれぞれその記録密度は記録波
長にして1.0〜0.5μm程度である。磁気記録において
は、強磁性体として存在できる最小の粒子サイズである
約100Åが原理的に可能な最小の記録波長であると考え
られるが、現在、記録再生に使用する磁気ヘツド等の装
置側の制約から記録の最短波長は1μm〜0.7μm程度
となつている。一方、光記録では、記録再生に使用され
る光ビームの径によつて記録密度が制限され、記録の最
短波長は約1μm〜0.5μm程度である。
〔発明が解決しようとする問題点〕
そこで、これらに代わり、さらに高い記録密度を実現す
る方式に対する要望が各種の技術分野において高まつて
きている。
本発明はこれらの要望に応え、従来の磁気記録や光記録
よりもさらに高い密度での記録再生を可能とする新規な
記録再生方法を提供することを目的とするものである。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は第1に支持体上に、原子層を交互に積み重ねた
多層構造を有してなる記録媒体を、真空雰囲気下におい
て電子ビーム,荷電粒子ビーム及び中性粒子ビームから
選ばれる記録用ビームを用いて、該記録媒体表面に照射
し、下層の原子とAg−Mg、Cs−Te、Sb−Cs、Cu−Be、Ga
−As−Pからなる群から選択される混合物を形成せしめ
ることにより、情報の記録を行い、更に情報を記録した
該記録媒体の表面に電子ビームである再生用ビームを照
射し、該記録媒体の表面から2次電子を放出せしめ、2
次電子放出特性の場所による差を読み取ることにより記
録した情報の再生を行うことを特徴とする記録再生方法
に関する。
又第2に支持体上に、原子層を交互に積み重ねた多層構
造を有してなる記録媒体を用い、真空雰囲気下において
電子ビーム,荷電粒子ビーム及び中性粒子ビームから選
ばれる記録用ビームを用いて、該記録媒体表面に照射
し、下層の原子とAg−Mg、Cs−Te、Sb−Cs、Cu−Be、Ga
−As−Pからなる群から選択される混合物を形成せしめ
ることにより、情報の記録を行い、上記混合物の形成さ
れた部分をプラズマエツチング又は化学スパツタリング
により除去することにより記録の消去を行い、更に情報
を記録した該記録媒体の表面に電子ビームである再生用
ビームを照射し、該記録媒体の表面から2次電子を放出
せしめ、2次電子放出特性の場所による差を読み取るこ
とにより記録した情報の再生を行うことを特徴とする記
録再生方法に関する。
以下本発明を詳細に説明する。
第1図は本発明の一実施態様として、記録媒体の構成及
びその記録媒体の記録消去時の状態を示した断面図であ
り(a)…記録媒体の構成,(b)…記録,(c)…記
録部消去,(d)…記録付加訂正,(e)…記録全面消
去,の状態を示す。
第1図(a)は本発明の記録媒体の一例を示す。支持体
1の上に、原子層として、第1の原子層2,第2の原子層
3,第1の原子層4,及び第2の原子層5と交互に繰り返し
積み重ね、該各原子層は記録用ビームにより隣あう原子
層間で混合物を形成する原子層の組み合わせである4層
構造とした記録媒体である。
第1図(b)はこの記録媒体に記録用ビームを用いて該
記録媒体表面の最上層である第2の原子層5の一部に照
射し下層の第1の原子層4と混合物を形成せしめた記録
部分6aの断面図を示す。この情報を記録した記録媒体の
表面に、電子ビーム,荷電粒子ビーム及び中性粒子ビー
ムから選ばれるの再生用ビームを照射させ、記録部分6a
の混合部分より放出される2次電子と,記録媒体の最上
層第2の原子層5より放出される2次電子との放出特性
の差を読み取ることにより、記録した情報の再生を行う
ことが出来る。
第1図(c)は第1図(b)の記録部分6aを消去した状
態を示したもので、記録部分6aに消去用ビームを照射
し、第2の原子層5と第1の原子層4を取除き消去部分
7を作ることにより、消去部分7の表面は第2の原子層
3になるため再生時に最上層の第2の原子層5より発す
る2次電子との放射特性に差異はなくなり、部分消去が
完成することになる。
第1図(d)は第1図(b)と同様な方法で、記録部分
6aに対し記録部分6bの追加が出来ることを示す。
第1図(e)は記録部分6a,6bを全部消去して新しい記
録面を作るため、第2の原子層5と第1の原子層4とを
消去用ビームを用いて全面的に取除いた状態を示し、最
上層は第2の原子層3に変る。
以上が概要であるが、次に本発明の各要素について説明
する。
本発明における支持体としては真空中での使用のため有
害ガスを放出しないものが好ましく、表面が平滑である
金属およびその酸化物,ガラス又はプラスチツクフイル
ム等が用いられ、その形状は板状でも、薄いフイルム状
でも良い。
本発明における2次電子放出特性とは、例えば2次電子
放出効率又は2次電子のエネルギースペクトル等をい
う。又、ここでいう2次電子とは電子ビーム,荷電粒子
ビーム及び中性粒子ビームから選ばれる再生ビームが物
体に当たった際、物体から生ずる電子の総称であり、オ
ージエ電子も含んでいる。
記録した情報の再生における読み取り方式としては、出
力の強さからは2次電子放射効率を検出することが好ま
しく、固体表面の凹凸の影響を受けないことからはエネ
ルギースペクトルを検出する方式が好ましい。
本発明の原子層は真空蒸着法やスパツター法を用いて成
膜される。
本発明の交互に積層された原子層とは、それぞれの原子
層を形成している元素が単体の元素で構成されていても
良いし、2種以上の元素から構成されていてもよい。
又、本発明における少くとも2種類の原子層とは、2種
類が最も一般的だが必要に応じて3,4種類の原子層を用
いてもよいことを意味する。
層構成としては隣りあう2層の元素間の混合物形成によ
つて単体の層と異つた2次電子放出特性を有する混合物
を含む層が出来る事が必要である。
本発明は、上下の原子層間で混合された際、単体の原子
層と合金との電子放出効率の差をできるだけ多く示す様
に原子層に含まれる元素を選定したもので、該混合物
は、Ag−Mg、Cs−Te、Sb−Cs、Cu−Be、Ga−As−Pから
なる群から選択される。
したがって、記録用ビーム照射により上記混合物を形成
するよう隣り合う層をそれぞれの成分元素の1種または
2種により形成しておくことが好ましい。
また、2次電子のエネルギースペクトルを検出する場
合、再生時に粒界からのノイズを少くするために、生成
される混合物は非晶質(アモルフアス)構造を有するも
のが望ましい。
本発明において、原子層を交互に重ねた多層構造にする
ということは、記録・消去を多数回行う用途に対しては
層は4層に限らず更に多層構造にすることが好ましい。
本発明における原子層の厚さは、層が薄すぎると表面層
の下の層から2次電子が放出されることになりS/Nが充
分とれなくなる、又厚すぎると記録又は消去時に層の必
要な部分を除去するのに時間を多く必要とすること等よ
り、10〜100Åが好ましい。
本発明において用いる記録用ビームを発生させる荷電粒
子又は中性粒子の元素としては常温で気体であり、かつ
不活性であるものを用いる。例えばAr,N,である。
本発明における記録用ビームは、電子ビーム,荷電粒子
ビーム及び中性粒子ビームから選ばれたビームを用い、
記録媒体表面の最上層である原子層の一部とその下の原
子層との混合化を行うエネルギーの強さをもつことが必
要である。
本発明において、記録の消去は上下の原子層の混合が進
行しないようにプラズマエツチング,又は化学スパツタ
リングで行う。化学スパツタリングとは放電ガスとター
ゲツトの反応を伴ないながら行うスパツタリングをい
う。
本発明において用いる荷電粒子ビーム又は中性粒子の消
去用ビームを発生させる元素としてはCl,C,O,S,F,H,Ar,
N等を含むもの例えばCF(+O2,H2),CCl4等が好まし
い。これらの混合気体を上下の原子層の合金化が進行し
ない状態で消去を行うためには記録媒体を冷却しながら
ビームを照射させることが好ましい。
又記録媒体表面に収束される電子ビーム,中性粒子ビー
ムあるいは荷電粒子ビームは約300Å以下にまで絞るこ
とが可能である。従って約1010ビット/cm2の高記録密度
の記録が可能である。
本発明における電子ビームによる再生ビームのエネルギ
ーの強さは記録媒体の表面の混合物形成を促進すること
なく、原子層の表面から2次電子を放出せしめるだけの
程度に調節される。又これらのビームは前記同様細いビ
ーム径に絞って用いることが出来る。
制御性およびビームの絞り易さからは、電子ビームが選
択された。
〔作用〕
本発明は少なくとも2種類の2次電子放出特性が異なる
原子層を、交互に重ねた多層構造を有し、該各原子層は
記録用ビームにより隣りあう原子層間で混合物を形成す
る元素の組み合わせをもつ記録媒体であるので、記録用
ビームを用いて記録媒体表面の最上層の原子層の一部に
照射し、下層の異種原子層と混合せしめることにより、
記録部分をつくり、記録媒体に再生用ビームを照射した
とき、その混合部分からは最上層とは異なつた放出特性
の2次電子が放出される。従つて放出される2次電子特
性の場所による差を読み取ることにより、記録した情報
の再生を行うことができる。
又本発明で用いる記録用ビームとしての荷電粒子ビー
ム,又は中性粒子ビームを発生させる元素は常温で気体
であり、かつ不活性な気体例えばAr,N等を用いるので固
体や液体の元素を用いるのに比較して装置の稼動が極め
て安定となる。
本発明の記録密度は、固体表面に収束される電子ビー
ム,中性粒子ビーム又は荷電粒子ビームのビーム径まで
記録密度(解像度)を上げることができるので、約300
Å以下にまで絞ることができる中性粒子ビームあるいは
荷電粒子ビームを使用すれば、約1010ビツト/cm2以上の
高記録密度での記録が可能になる。
又本発明は、記録を訂正する場合又は消去する場合は、
記録媒体が2種以上の原子層を交互に積み重ねた多層構
造であるので、最上層の第2の原子層と下の第1の原子
層とが混合されているので、この混合された部分を消去
用ビームによつて取り除き更にその下の第2の原子層を
露出させることにより、その部分は最上層と同じ種類の
原子層となるので、記録が消去されたことになる。
又記録を全部消去するためには、最上層とその下の第1
の原子層全部を消去用ビームにより取除くことにより最
上層は次の第2原子層となり、原子層より放出される2
次電子放出特性の場所による差はなくなり、新しい第2
の原子層による記録面が作られることになる。次の記録
の場合はこの第2の原子層とその下の第1の原子層の合
金化によつて記録がされることになる。
〔実 施 例〕
真空中で冷却した支持体Cu板の上にマグネトロンスパツ
タ法により第1の原子層としてBeの原子層、第2の原子
層としてCuの原子層を、夫々100Åの厚みで交互に2層
づつ形成させ、全体で4層よりなる記録媒体を作成し
た。
記録媒体を冷却しながらAr+イオンを500Åに絞りドット
状に照射し、最上層の第2の原子層Cuとその下の第1の
原子層Beとの混合層Cu−Beを作り、記録とした。
電界放射型走査型電子顕微鏡を用い、25KVの加速電界で
電子ビームで走査してこの膜面を観察したところ、直径
約500Åのドツト状に明るいパターンが読み取れた。
〔発明の効果〕
本発明は支持体上に、少くとも2種類の原子層を、交互
に積み重ねた多層構造を有し、該各原子層は記録用ビー
ムにより上下の原子層間で合金化をおこす原子層の組み
合わせを持つ記録媒体を、真空雰囲気下において電子ビ
ーム,荷電粒子ビーム及び中性粒子ビームより選ばれる
記録用ビームを用いて、該記録媒体表面の最上層の原子
層の一部に照射し、下層の異種原子層との混合層を作る
ことにより、情報の記録を行い、該混合層の部分をプラ
ズマエツチング又は化学スパツタリングにより除去する
ことにより記録の消去を行い、更に情報を記録した該記
録媒体の表面に電子ビームである再生用ビームを照射
し、該記録媒体の表面から2次電子を放出せしめ、2次
電子放出特性の場所による差を読み取ることにより記録
した情報の再生を行うことを特徴とする記録再生方法
で、今迄にない超高密度で、情報の記録,付加,訂正,
消去が自由に出来る記録媒体及びその記録再生方法が得
られた。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例としての記録媒体の構成、及
びその記録媒体を用いた記録・消去時の状態をしめした
断面図であり、(a)…記録媒体の構造,(b)…記
録,(c)…記録部消去,(d)…記録付加,(e)…
記録全面消去の状態を示す。 1……支持体、2……第1の原子層 3……第2の原子層 4……第1の原子層 5……第2の原子層 6a,6b……記録部分 7……消去部分

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】支持体上に、原子層を交互に積み重ねた多
    層構造を有してなる記録媒体を、真空雰囲気下において
    電子ビーム、荷電粒子ビーム及び中性粒子ビームから選
    ばれる記録用ビームを用いて、該記録媒体表面に照射
    し、下層の原子とAg−Mg、Cs−Te、Sb−Cs、Cu−Be、Ga
    −As−Pからなる群から選択される混合物を形成せしめ
    ることにより情報の記録を行い、更に情報を記録した該
    記録媒体の表面に電子ビームである再生用ビームを照射
    し、該記録媒体の表面から2次電子を放出せしめ、2次
    電子放出特性の場所による差を読み取ることにより記録
    した情報の再生を行うことを特徴とする記録再生装置。
  2. 【請求項2】支持体上に、原子層を交互に積み重ねた多
    層構造を有してなる記録媒体を、真空雰囲気下において
    電子ビーム、荷電粒子ビーム及び中性粒子ビームから選
    ばれる記録用ビームを用いて、該記録媒体表面に照射
    し、下層の原子とAg−Mg、Cs−Te、Sb−Cs、Cu−Be、Ga
    −As−Pからなる群から選択される混合物を形成せしめ
    ることにより情報の記録を行い、該混合物の形成された
    部分をプラズマエッチング又は化学スパッタリングを用
    いて除去することにより記録の消去を行い、更に情報を
    記録した該記録媒体の表面に電子ビームである再生用ビ
    ームを照射し、該記録媒体の表面から2次電子を放出せ
    しめ、2次電子放出特性の場所による差を読み取ること
    により記録した情報の再生を行うことを特徴とする記録
    再生方法。
JP61173868A 1986-07-25 1986-07-25 記録再生方法 Expired - Lifetime JPH07101514B2 (ja)

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DE19873724617 DE3724617A1 (de) 1986-07-25 1987-07-24 Aufzeichnungsmedium und verfahren zur durchfuehrung der aufzeichnung/wiedergabe unter verwendung des aufzeichnungsmediums
US07/338,509 US5348811A (en) 1986-07-25 1989-04-14 Recording medium and method of performing recording/producing on the recording medium

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JPS6331035A JPS6331035A (ja) 1988-02-09
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