JPH10172188A - 情報記録方法および情報記録装置 - Google Patents
情報記録方法および情報記録装置Info
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- JPH10172188A JPH10172188A JP8328591A JP32859196A JPH10172188A JP H10172188 A JPH10172188 A JP H10172188A JP 8328591 A JP8328591 A JP 8328591A JP 32859196 A JP32859196 A JP 32859196A JP H10172188 A JPH10172188 A JP H10172188A
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- G—PHYSICS
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- 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
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- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 所定の電圧を印加して薄膜の抵抗値を変化さ
せることにより、高速かつ高い安定性で情報を超高密度
に記録することができる情報記録方法および情報記録装
置を提供する。 【解決手段】 導電性材料からなる電極４とＣａＦ2 薄
膜５とからなる記録媒体１に、金薄膜６により被覆され
た導電性探針３を接触させ、導電性探針３と電極４との
間に所定電圧のパルスを印加し、導電性探針３と電極４
との接触部分であるＣａＦ2 薄膜５の記録部１０の抵抗
値を変化させ、情報を記録する。
せることにより、高速かつ高い安定性で情報を超高密度
に記録することができる情報記録方法および情報記録装
置を提供する。 【解決手段】 導電性材料からなる電極４とＣａＦ2 薄
膜５とからなる記録媒体１に、金薄膜６により被覆され
た導電性探針３を接触させ、導電性探針３と電極４との
間に所定電圧のパルスを印加し、導電性探針３と電極４
との接触部分であるＣａＦ2 薄膜５の記録部１０の抵抗
値を変化させ、情報を記録する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、走査トンネル顕微
鏡（以下「ＳＴＭ」という）や原子間力顕微鏡（以下
「ＡＦＭ」という）などの走査型プローブ顕微鏡（以下
「ＳＰＭ］という）技術を応用した情報記録方法および
情報記録装置に関するものである。
鏡（以下「ＳＴＭ」という）や原子間力顕微鏡（以下
「ＡＦＭ」という）などの走査型プローブ顕微鏡（以下
「ＳＰＭ］という）技術を応用した情報記録方法および
情報記録装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、ＳＴＭやＡＦＭ等を含むＳＰＭ技
術を応用した超高密度記録方法が提案されている。ＳＰ
Ｍによって記録媒体の表面形状に変化を起こさせたり、
記録媒体の表面の物理的性質に変化を与える方法とし
て、探針を記録媒体に直接押し付ける機械的加工法、探
針と基板との間に強電界を発生させて探針材料を記録媒
体の表面に堆積させる方法、記録媒体の表面から物質を
除去する電界蒸発法、探針と記録媒体との間に電圧を印
加することにより流れる電流の熱エネルギーを利用して
表面状態を変化させる電気的方法等が知られている。こ
れらの記録方法によれば、いずれの場合でも記録密度を
１平方インチ当たり１テラビット以上に超高密度化する
可能性がある。
術を応用した超高密度記録方法が提案されている。ＳＰ
Ｍによって記録媒体の表面形状に変化を起こさせたり、
記録媒体の表面の物理的性質に変化を与える方法とし
て、探針を記録媒体に直接押し付ける機械的加工法、探
針と基板との間に強電界を発生させて探針材料を記録媒
体の表面に堆積させる方法、記録媒体の表面から物質を
除去する電界蒸発法、探針と記録媒体との間に電圧を印
加することにより流れる電流の熱エネルギーを利用して
表面状態を変化させる電気的方法等が知られている。こ
れらの記録方法によれば、いずれの場合でも記録密度を
１平方インチ当たり１テラビット以上に超高密度化する
可能性がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】一般的に、これらの情
報記録再生技術は、加工安定性の面で問題が多い。例え
ば、電気的方法を用いる場合、記録媒体の表面状態を変
化させるために必要かつ十分な熱エネルギーを発生させ
るべく、探針と記録媒体との間に比較的大きな電流を流
す必要がある。それに伴って、探針と記録媒体との間に
比較的大きな電圧を印加しなければならない。しかし、
探針と記録媒体とに間に高電圧を印加することにより記
録媒体に情報を記録する場合、探針の先端形状が変化し
たり、探針が破壊される可能性がある。そのため、いま
だ安定した情報の記録を実現するには到っていない。
報記録再生技術は、加工安定性の面で問題が多い。例え
ば、電気的方法を用いる場合、記録媒体の表面状態を変
化させるために必要かつ十分な熱エネルギーを発生させ
るべく、探針と記録媒体との間に比較的大きな電流を流
す必要がある。それに伴って、探針と記録媒体との間に
比較的大きな電圧を印加しなければならない。しかし、
探針と記録媒体とに間に高電圧を印加することにより記
録媒体に情報を記録する場合、探針の先端形状が変化し
たり、探針が破壊される可能性がある。そのため、いま
だ安定した情報の記録を実現するには到っていない。
【０００４】一方、上記電気的方法の問題点を解決する
方法として、例えば、”Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔ
ｔ．，Ｖｏｌ．６１，Ｎｏ．８，２４ Ａｕｇｕｓｔ
１９９２，ｐｐ．１００３−１００５”に記載されてい
るように、記録媒体に接触させた探針をレーザー光で加
熱し、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタアクリレート）表面を
形状変化させる方法が提案されている。この方法によれ
ば、探針からの熱エネルギーを利用して記録媒体に情報
を記録するため、探針と記録媒体との間に電圧を印加す
る必要はなく、探針の寿命を延ばすことが可能である。
しかし、この方法では、情報の記録速度は、探針の加熱
速度及び冷却速度に律速され、１００ｋＨｚ程度が限界
となっている。
方法として、例えば、”Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔ
ｔ．，Ｖｏｌ．６１，Ｎｏ．８，２４ Ａｕｇｕｓｔ
１９９２，ｐｐ．１００３−１００５”に記載されてい
るように、記録媒体に接触させた探針をレーザー光で加
熱し、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタアクリレート）表面を
形状変化させる方法が提案されている。この方法によれ
ば、探針からの熱エネルギーを利用して記録媒体に情報
を記録するため、探針と記録媒体との間に電圧を印加す
る必要はなく、探針の寿命を延ばすことが可能である。
しかし、この方法では、情報の記録速度は、探針の加熱
速度及び冷却速度に律速され、１００ｋＨｚ程度が限界
となっている。
【０００５】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたものであり、高速かつ高い安定性で情報を超高密度
に記録することができる情報記録方法および情報記録装
置を提供することを目的とする。
れたものであり、高速かつ高い安定性で情報を超高密度
に記録することができる情報記録方法および情報記録装
置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の情報記録方法は、導電性材料からなる電極
と、アルカリ金属またはアルカリ土類金属とハロゲン元
素との化合物の中から選ばれた少なくとも１種類の化合
物を含む絶縁体または半導体からなる薄膜とを含む記録
媒体の前記薄膜の表面に、導電性探針の先端を接近又は
接触させ、電極と導電性探針との間に所定の電圧を印加
し、薄膜の抵抗値を変化させて情報を記録する。
め、本発明の情報記録方法は、導電性材料からなる電極
と、アルカリ金属またはアルカリ土類金属とハロゲン元
素との化合物の中から選ばれた少なくとも１種類の化合
物を含む絶縁体または半導体からなる薄膜とを含む記録
媒体の前記薄膜の表面に、導電性探針の先端を接近又は
接触させ、電極と導電性探針との間に所定の電圧を印加
し、薄膜の抵抗値を変化させて情報を記録する。
【０００７】上記の方法により、導電性探針から電圧を
印加することによって、薄膜中にフィラメントが形成さ
れ、抵抗値が減少し、この抵抗値の変化を利用すること
で、情報を記録することができる。この結果、高速かつ
高い安定性で情報を超高密度に記録することができる。
印加することによって、薄膜中にフィラメントが形成さ
れ、抵抗値が減少し、この抵抗値の変化を利用すること
で、情報を記録することができる。この結果、高速かつ
高い安定性で情報を超高密度に記録することができる。
【０００８】また、薄膜は、ＬｉＦ、ＭｇＦ2 、および
ＣａＦ2 の中から選ばれた少なくとも１種類の化合物を
含むことが好ましい。この場合、各イオンのイオン半径
が小さいため、所定電圧のパルスの印加時にイオンが高
速に移動し、高速で安定した記録を行うことができる。
ＣａＦ2 の中から選ばれた少なくとも１種類の化合物を
含むことが好ましい。この場合、各イオンのイオン半径
が小さいため、所定電圧のパルスの印加時にイオンが高
速に移動し、高速で安定した記録を行うことができる。
【０００９】また、電極と導電性探針との間に所定の電
圧を印加しながら、導電性探針を記録媒体の表面に沿っ
て相対的に移動し、電極と導電性探針との間に流れる電
流を検出し、薄膜の抵抗値の変化した領域を検出して記
録媒体に記録された情報を再生することが好ましい。こ
の場合、記録媒体の表面形状が変化しないため、再生速
度が導電性探針の共振周波数に律速されず、高速に再生
することができる。
圧を印加しながら、導電性探針を記録媒体の表面に沿っ
て相対的に移動し、電極と導電性探針との間に流れる電
流を検出し、薄膜の抵抗値の変化した領域を検出して記
録媒体に記録された情報を再生することが好ましい。こ
の場合、記録媒体の表面形状が変化しないため、再生速
度が導電性探針の共振周波数に律速されず、高速に再生
することができる。
【００１０】また、電極と導電性探針との間に情報記録
時に印加した電圧と逆極性の電圧を印加し、記録媒体に
記録された情報を消去することが好ましい。この場合、
薄膜の抵抗値が増大し、電極と導電性探針との間に流れ
る電流値が記録前の電流値に戻り、高速で安定した消去
を行うことができる。
時に印加した電圧と逆極性の電圧を印加し、記録媒体に
記録された情報を消去することが好ましい。この場合、
薄膜の抵抗値が増大し、電極と導電性探針との間に流れ
る電流値が記録前の電流値に戻り、高速で安定した消去
を行うことができる。
【００１１】次に、本発明の情報記録装置は、導電性材
料からなる電極と絶縁体または半導体からなる薄膜とを
含む記録媒体と、導電性探針と、導電性探針を支持し、
薄膜の表面に導電性探針の先端を接近又は接触させる支
持手段と、電極と導電性探針との間に電圧を印加する印
加手段とを備え、薄膜は、アルカリ金属またはアルカリ
土類金属とハロゲン元素との化合物の中から選ばれた少
なくとも１種類の化合物を含み、印加手段により所定の
電圧を印加し、薄膜の抵抗値を変化させて情報を記録す
る。
料からなる電極と絶縁体または半導体からなる薄膜とを
含む記録媒体と、導電性探針と、導電性探針を支持し、
薄膜の表面に導電性探針の先端を接近又は接触させる支
持手段と、電極と導電性探針との間に電圧を印加する印
加手段とを備え、薄膜は、アルカリ金属またはアルカリ
土類金属とハロゲン元素との化合物の中から選ばれた少
なくとも１種類の化合物を含み、印加手段により所定の
電圧を印加し、薄膜の抵抗値を変化させて情報を記録す
る。
【００１２】上記の構成により、導電性探針から電圧を
印加することによって、薄膜中にフィラメントが形成さ
れ、抵抗値が減少し、この抵抗値の変化を利用すること
で、情報を記録することができる。この結果、高速かつ
高い安定性で情報を超高密度に記録することができる。
印加することによって、薄膜中にフィラメントが形成さ
れ、抵抗値が減少し、この抵抗値の変化を利用すること
で、情報を記録することができる。この結果、高速かつ
高い安定性で情報を超高密度に記録することができる。
【００１３】また、薄膜は、ＬｉＦ、ＭｇＦ2 、および
ＣａＦ2 の中から選ばれた少なくとも１種類の化合物を
含むことが好ましい。この場合、各イオンのイオン半径
が小さいため、所定電圧のパルスの印加時にイオンが高
速に移動し、高速で安定した記録を行うことができる。
ＣａＦ2 の中から選ばれた少なくとも１種類の化合物を
含むことが好ましい。この場合、各イオンのイオン半径
が小さいため、所定電圧のパルスの印加時にイオンが高
速に移動し、高速で安定した記録を行うことができる。
【００１４】また、電極と導電性探針との間に所定の電
圧を印加しながら、導電性探針を記録媒体の表面に沿っ
て相対的に移動する移動手段と、電極と導電性探針との
間に流れる電流を検出する検出手段とをさらに含み、薄
膜の抵抗値の変化した領域を検出して記録媒体に記録さ
れた情報を再生することが好ましい。この場合、記録媒
体の表面形状が変化しないため、再生速度が導電性探針
の共振周波数に律速されず、高速に再生することができ
る。
圧を印加しながら、導電性探針を記録媒体の表面に沿っ
て相対的に移動する移動手段と、電極と導電性探針との
間に流れる電流を検出する検出手段とをさらに含み、薄
膜の抵抗値の変化した領域を検出して記録媒体に記録さ
れた情報を再生することが好ましい。この場合、記録媒
体の表面形状が変化しないため、再生速度が導電性探針
の共振周波数に律速されず、高速に再生することができ
る。
【００１５】また、印加手段は、電極と導電性探針との
間に情報記録時に印加した電圧と逆極性の電圧を印加
し、記録媒体に記録された情報を消去することが好まし
い。この場合、薄膜の抵抗値が増大し、電極と導電性探
針との間に流れる電流値が記録前の電流値に戻り、高速
で安定した消去を行うことができる。
間に情報記録時に印加した電圧と逆極性の電圧を印加
し、記録媒体に記録された情報を消去することが好まし
い。この場合、薄膜の抵抗値が増大し、電極と導電性探
針との間に流れる電流値が記録前の電流値に戻り、高速
で安定した消去を行うことができる。
【００１６】また、支持手段は、導電性探針を先端部に
設けられているカンチレバーを含むことが好ましい。こ
の場合、電極と導電性探針との距離を正確に保つことが
できる。
設けられているカンチレバーを含むことが好ましい。こ
の場合、電極と導電性探針との距離を正確に保つことが
できる。
【００１７】また、支持手段は、薄膜の表面に導電性探
針の先端を接近させる場合、トンネル電流を検出して薄
膜と導電性探針との間の距離を制御することが好まし
い。この場合、薄膜と導電性探針との距離を高精度に制
御することができる。
針の先端を接近させる場合、トンネル電流を検出して薄
膜と導電性探針との間の距離を制御することが好まし
い。この場合、薄膜と導電性探針との距離を高精度に制
御することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態にお
ける情報記録装置について図面を参照しながら説明す
る。図１は、本発明の一実施の形態における情報記録装
置の構成を示す概略図である。
ける情報記録装置について図面を参照しながら説明す
る。図１は、本発明の一実施の形態における情報記録装
置の構成を示す概略図である。
【００１９】図１に示すように、本実施の形態の情報記
録装置では、絶縁性基板１１の上の記録媒体１の記録面
であるＣａＦ2 薄膜５に対向するようにカンチレバー２
が配置されている。また、カンチレバー２の自由端部に
は導電性探針３が設けられている。記録媒体１は、Ｐｔ
薄膜からなる電極４と、ＣａＦ2 薄膜５とで形成され
る。ＣａＦ2 薄膜５の厚さは２０ｎｍである。カンチレ
バー２は、記録中または再生中に導電性探針３が記録媒
体１の記録面に衝突した場合に衝撃を緩和するため、Ｓ
ｉ薄膜等で作製されている。また、導電性探針３は、カ
ンチレバー２の先端部に一体加工で形成され、導電性を
高めるために厚さ１００ｎｍの金薄膜６で被覆されてい
る。カンチレバー２は、Ｘ、ＹおよびＺ方向に微小駆動
可能なアクチュエータ７に取り付けられており、記録媒
体１の記録面上を１オングストローム以下の精度で移動
可能である。導電性探針３と電極４との間には、電源８
により電圧を印加することができる。また、導電性探針
３と電極４との間に流れる電流は、電流増幅器９を介し
て検出される。
録装置では、絶縁性基板１１の上の記録媒体１の記録面
であるＣａＦ2 薄膜５に対向するようにカンチレバー２
が配置されている。また、カンチレバー２の自由端部に
は導電性探針３が設けられている。記録媒体１は、Ｐｔ
薄膜からなる電極４と、ＣａＦ2 薄膜５とで形成され
る。ＣａＦ2 薄膜５の厚さは２０ｎｍである。カンチレ
バー２は、記録中または再生中に導電性探針３が記録媒
体１の記録面に衝突した場合に衝撃を緩和するため、Ｓ
ｉ薄膜等で作製されている。また、導電性探針３は、カ
ンチレバー２の先端部に一体加工で形成され、導電性を
高めるために厚さ１００ｎｍの金薄膜６で被覆されてい
る。カンチレバー２は、Ｘ、ＹおよびＺ方向に微小駆動
可能なアクチュエータ７に取り付けられており、記録媒
体１の記録面上を１オングストローム以下の精度で移動
可能である。導電性探針３と電極４との間には、電源８
により電圧を印加することができる。また、導電性探針
３と電極４との間に流れる電流は、電流増幅器９を介し
て検出される。
【００２０】次に、上記のように構成された情報記録装
置の情報記録方法について説明する。導電性探針３を記
録媒体１の表面に小さな力（例えば、１０-8Ｎ〜１０
-10Ｎ程度）で接触するように制御しながら、アクチュ
エータ７を駆動し、導電性探針３をカンチレバー２と共
に記録媒体１の記録面に平行に２ｍｍ／ｓｅｃの速度で
移動させた。導電性探針３の先端が情報を記録すべき所
定の領域の真上に到達すると同時に、電源８により、パ
ルス幅１μ秒、電圧＋１０Ｖのパルスを導電性探針３に
印加した。このパルスが印加された記録媒体１の記録面
の所定の領域１０（以下、「記録部」という）の状態が
変化し、その結果、抵抗値が変化した。すなわち、この
抵抗値変化を利用して情報を記録することができる。こ
の抵抗値変化は、ＣａＦ2 中のＣａイオンまたはＦイオ
ンが、上記パルスの印加により発生する高電界によって
移動し、導電性探針３と電極４の間にフィラメントを形
成するために起こったものと考えられる。なお、抵抗値
変化を生じさせるために必要なパルス幅は、電圧を増加
させることにより短くなる。
置の情報記録方法について説明する。導電性探針３を記
録媒体１の表面に小さな力（例えば、１０-8Ｎ〜１０
-10Ｎ程度）で接触するように制御しながら、アクチュ
エータ７を駆動し、導電性探針３をカンチレバー２と共
に記録媒体１の記録面に平行に２ｍｍ／ｓｅｃの速度で
移動させた。導電性探針３の先端が情報を記録すべき所
定の領域の真上に到達すると同時に、電源８により、パ
ルス幅１μ秒、電圧＋１０Ｖのパルスを導電性探針３に
印加した。このパルスが印加された記録媒体１の記録面
の所定の領域１０（以下、「記録部」という）の状態が
変化し、その結果、抵抗値が変化した。すなわち、この
抵抗値変化を利用して情報を記録することができる。こ
の抵抗値変化は、ＣａＦ2 中のＣａイオンまたはＦイオ
ンが、上記パルスの印加により発生する高電界によって
移動し、導電性探針３と電極４の間にフィラメントを形
成するために起こったものと考えられる。なお、抵抗値
変化を生じさせるために必要なパルス幅は、電圧を増加
させることにより短くなる。
【００２１】次に、記録媒体１に記録した情報を再生す
る情報再生方法について説明する。ＣａＦ2 薄膜５の未
記録部分と所定電圧のパルスの印加により形成されたフ
ィラメント部分とでは抵抗値が異なる。そのため、この
抵抗値変化を利用して、記録された情報を読み取ること
ができる。例えば、図１に示す導電性探針３を記録媒体
１の記録面に接触させ、電源８により導電性探針３と電
極４との間に直流電圧を印加し、導電性探針３と電極４
との間に流れる電流を電流増幅器９を介して検出する。
すなわち、電流増幅器９の出力の変化からフィラメント
が形成された領域を見分けることができる。
る情報再生方法について説明する。ＣａＦ2 薄膜５の未
記録部分と所定電圧のパルスの印加により形成されたフ
ィラメント部分とでは抵抗値が異なる。そのため、この
抵抗値変化を利用して、記録された情報を読み取ること
ができる。例えば、図１に示す導電性探針３を記録媒体
１の記録面に接触させ、電源８により導電性探針３と電
極４との間に直流電圧を印加し、導電性探針３と電極４
との間に流れる電流を電流増幅器９を介して検出する。
すなわち、電流増幅器９の出力の変化からフィラメント
が形成された領域を見分けることができる。
【００２２】但し、この情報再生時の再生電圧は、発生
する電界により記録媒体が抵抗値変化を起こさない程度
の大きさである必要があり、本実施の形態の場合、記録
される電圧のしきい値は＋８Ｖであったため、それ以下
の電圧を印加することにより、情報の読み出しを行う必
要があった。具体的には、導電性探針３に電源８によっ
て＋３Ｖの直流電圧を印加し、記録媒体１の表面に接触
させながら相対速度２ｍｍ／ｓｅｃで移動させた。記録
部１０では、１ｎＡ程度の電流が検出され、その他の部
分では、１０ｐＡ程度の電流が検出され、比較的高いＳ
Ｎ比での再生が可能であった。
する電界により記録媒体が抵抗値変化を起こさない程度
の大きさである必要があり、本実施の形態の場合、記録
される電圧のしきい値は＋８Ｖであったため、それ以下
の電圧を印加することにより、情報の読み出しを行う必
要があった。具体的には、導電性探針３に電源８によっ
て＋３Ｖの直流電圧を印加し、記録媒体１の表面に接触
させながら相対速度２ｍｍ／ｓｅｃで移動させた。記録
部１０では、１ｎＡ程度の電流が検出され、その他の部
分では、１０ｐＡ程度の電流が検出され、比較的高いＳ
Ｎ比での再生が可能であった。
【００２３】この方法で再生された記録部１０は、直径
約２０ｎｍの円であった。記録部１０がこの程度の大き
さの場合、１平方インチ当たり１テラビット程度の情報
の記録が可能である。また、記録部１０の大きさは、電
圧が印加される範囲、すなわち導電性探針３と記録媒体
１との接触面積に依存する。従って、導電性探針３の先
端の曲率半径を小さくすることにより、さらに高密度記
録が可能になる。
約２０ｎｍの円であった。記録部１０がこの程度の大き
さの場合、１平方インチ当たり１テラビット程度の情報
の記録が可能である。また、記録部１０の大きさは、電
圧が印加される範囲、すなわち導電性探針３と記録媒体
１との接触面積に依存する。従って、導電性探針３の先
端の曲率半径を小さくすることにより、さらに高密度記
録が可能になる。
【００２４】次に、記録媒体１に記録した情報を消去す
る方法について説明する。記録された情報は、記録時と
逆極性の電圧を印加することにより消去することができ
た。具体的には、導電性探針３に電源８によって−５Ｖ
の直流電圧を印加し、上記方法で情報を記録した記録媒
体１の表面に接触させながら、相対速度２ｍｍ／ｓｅｃ
で移動させて情報を消去した後、＋３Ｖの直流電圧で情
報を再生した。情報の記録部１０では、抵抗値が増大
し、消去前には１ｎＡ程度であった電流が、１０ｐＡ程
度まで減少し、記録前の電流値に戻り、情報が消去され
ることが確認された。
る方法について説明する。記録された情報は、記録時と
逆極性の電圧を印加することにより消去することができ
た。具体的には、導電性探針３に電源８によって−５Ｖ
の直流電圧を印加し、上記方法で情報を記録した記録媒
体１の表面に接触させながら、相対速度２ｍｍ／ｓｅｃ
で移動させて情報を消去した後、＋３Ｖの直流電圧で情
報を再生した。情報の記録部１０では、抵抗値が増大
し、消去前には１ｎＡ程度であった電流が、１０ｐＡ程
度まで減少し、記録前の電流値に戻り、情報が消去され
ることが確認された。
【００２５】以上説明したように、本実施の形態によれ
ば、導電性材料からなる電極４と、アルカリ金属または
アルカリ土類金属とハロゲン元素との化合物材料の薄膜
５とで構成される記録媒体１に、導電性探針３から電圧
を印加することにより、薄膜５中にフィラメントが形成
され、抵抗値が減少する。したがって、この現象を利用
することで、情報を記録することができる。
ば、導電性材料からなる電極４と、アルカリ金属または
アルカリ土類金属とハロゲン元素との化合物材料の薄膜
５とで構成される記録媒体１に、導電性探針３から電圧
を印加することにより、薄膜５中にフィラメントが形成
され、抵抗値が減少する。したがって、この現象を利用
することで、情報を記録することができる。
【００２６】また、本実施の形態による記録方法では、
記録媒体１の表面形状が変化しないために、再生速度が
導電性探針３の共振周波数に律速されずに、高速再生も
可能である。したがって、従来の情報記録装置に比べ、
高速での記録、再生および消去が可能な情報記録装置を
提供することができる。
記録媒体１の表面形状が変化しないために、再生速度が
導電性探針３の共振周波数に律速されずに、高速再生も
可能である。したがって、従来の情報記録装置に比べ、
高速での記録、再生および消去が可能な情報記録装置を
提供することができる。
【００２７】なお、上記の実施の形態では、電極４は、
Ｐｔ薄膜を用いたが、Ａｕ等の導電性材料を用いてもよ
く、また、金属、半導体など用途に応じて各種導電性材
料を用いることができる。
Ｐｔ薄膜を用いたが、Ａｕ等の導電性材料を用いてもよ
く、また、金属、半導体など用途に応じて各種導電性材
料を用いることができる。
【００２８】また、ＣａＦ2 薄膜５の材料としては、本
実施の形態に限られるものではなく、アルカリ金属また
はアルカリ土類金属とハロゲン元素との化合物材料であ
ればよい。特に、ＬｉＦ、ＭｇＦ2 、およびＣａＦ2 の
中から選ばれた少なくとも１種類の化合物を含む薄膜を
用いれば、イオン半径が小さいために、記録するための
パルス印加時にイオンの移動が高速に行われ、高速で安
定した記録を達成できる。
実施の形態に限られるものではなく、アルカリ金属また
はアルカリ土類金属とハロゲン元素との化合物材料であ
ればよい。特に、ＬｉＦ、ＭｇＦ2 、およびＣａＦ2 の
中から選ばれた少なくとも１種類の化合物を含む薄膜を
用いれば、イオン半径が小さいために、記録するための
パルス印加時にイオンの移動が高速に行われ、高速で安
定した記録を達成できる。
【００２９】さらに、本実施の形態では、ＡＦＭに用い
られるカンチレバー２の先端部に取り付けられた導電性
探針３を記録媒体１に接触させて、記録、再生および消
去を行ったが、通常のＳＴＭで用いられる導電性探針を
用いて、記録媒体に接触させずに、１ｎｍ程度の距離を
保ちながら記録、再生および消去を行うことも可能であ
った。この場合、記録媒体と導電性探針との間の距離の
制御は、トンネル電流を検出して行うことが必要であっ
た。
られるカンチレバー２の先端部に取り付けられた導電性
探針３を記録媒体１に接触させて、記録、再生および消
去を行ったが、通常のＳＴＭで用いられる導電性探針を
用いて、記録媒体に接触させずに、１ｎｍ程度の距離を
保ちながら記録、再生および消去を行うことも可能であ
った。この場合、記録媒体と導電性探針との間の距離の
制御は、トンネル電流を検出して行うことが必要であっ
た。
【００３０】
【発明の効果】本発明によれば、導電性探針から所定の
電圧を印加することによって、薄膜中にフィラメントが
形成され、抵抗値が減少し、この抵抗値の変化を利用す
ることで、情報を記録することができる。この結果、高
速かつ高い安定性で情報を超高密度に記録することがで
きる。
電圧を印加することによって、薄膜中にフィラメントが
形成され、抵抗値が減少し、この抵抗値の変化を利用す
ることで、情報を記録することができる。この結果、高
速かつ高い安定性で情報を超高密度に記録することがで
きる。
【図１】本発明の一実施の形態の情報記録装置の構成を
示す概略図
示す概略図
１ 記録媒体 ２ カンチレバー ３ 導電性探針 ４ 電極 ５ ＣａＦ2 薄膜 ６ 金薄膜 ７ アクチュエータ ８ 電源 ９ 電流増幅器 １０ 記録部 １１ 絶縁性基板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 榊間 博 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内
Claims (10)
- 【請求項１】 導電性材料からなる電極と、アルカリ金
属またはアルカリ土類金属とハロゲン元素との化合物の
中から選ばれた少なくとも１種類の化合物を含む絶縁体
または半導体からなる薄膜とを含む記録媒体の前記薄膜
の表面に、導電性探針の先端を接近又は接触させ、前記
電極と前記導電性探針との間に所定の電圧を印加し、前
記薄膜の抵抗値を変化させて情報を記録する情報記録方
法。 - 【請求項２】 前記薄膜は、ＬｉＦ、ＭｇＦ2 、および
ＣａＦ2 の中から選ばれた少なくとも１種類の化合物を
含む請求項１記載の情報記録方法。 - 【請求項３】 前記電極と前記導電性探針との間に所定
の電圧を印加しながら、前記導電性探針を前記記録媒体
の表面に沿って相対的に移動し、前記電極と前記導電性
探針との間に流れる電流を検出し、前記薄膜の抵抗値の
変化した領域を検出して前記記録媒体に記録された情報
を再生する請求項１または請求項２記載の情報記録方
法。 - 【請求項４】 前記電極と前記導電性探針との間に情報
記録時に印加した電圧と逆極性の電圧を印加し、前記記
録媒体に記録された情報を消去する請求項１から請求項
３までのいずれか一項記載の情報記録方法。 - 【請求項５】 導電性材料からなる電極と絶縁体または
半導体からなる薄膜とを含む記録媒体と、導電性探針
と、前記導電性探針を支持し、前記薄膜の表面に前記導
電性探針の先端を接近又は接触させる支持手段と、前記
電極と前記導電性探針との間に電圧を印加する印加手段
とを備え、 前記薄膜は、アルカリ金属またはアルカリ土類金属とハ
ロゲン元素との化合物の中から選ばれた少なくとも１種
類の化合物を含み、 前記印加手段により所定の電圧を印加し、前記薄膜の抵
抗値を変化させて情報を記録する情報記録装置。 - 【請求項６】 前記薄膜は、ＬｉＦ、ＭｇＦ2 、および
ＣａＦ2 の中から選ばれた少なくとも１種類の化合物を
含む請求項５記載の情報記録装置。 - 【請求項７】 前記電極と前記導電性探針との間に所定
の電圧を印加しながら、前記導電性探針を前記記録媒体
の表面に沿って相対的に移動する移動手段と、前記電極
と前記導電性探針との間に流れる電流を検出する検出手
段とをさらに含み、 前記検出手段により前記薄膜の抵抗値の変化した領域を
検出し、前記記録媒体に記録された情報を再生する請求
項５または請求項６記載の情報記録装置。 - 【請求項８】 前記印加手段は、前記電極と前記導電性
探針との間に情報記録時に印加した電圧と逆極性の電圧
を印加し、前記記録媒体に記録された情報を消去する請
求項５から請求項７までのいずれか一項記載の情報記録
装置。 - 【請求項９】 前記支持手段は、前記導電性探針を先端
部に設けられているカンチレバーを含む請求項５から請
求項８までのいずれか一項記載の情報記録装置。 - 【請求項１０】 前記支持手段は、前記薄膜の表面に前
記導電性探針の先端を接近させる場合、トンネル電流を
検出して前記薄膜と前記導電性探針との間の距離を制御
する請求項５から請求項９までのいずれか一項記載の情
報記録装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8328591A JPH10172188A (ja) | 1996-12-09 | 1996-12-09 | 情報記録方法および情報記録装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8328591A JPH10172188A (ja) | 1996-12-09 | 1996-12-09 | 情報記録方法および情報記録装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10172188A true JPH10172188A (ja) | 1998-06-26 |
Family
ID=18211992
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8328591A Withdrawn JPH10172188A (ja) | 1996-12-09 | 1996-12-09 | 情報記録方法および情報記録装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10172188A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103792392A (zh) * | 2014-01-13 | 2014-05-14 | 西安交通大学 | 原子力显微镜测量纳米薄膜材料电阻分布的装置及方法 |
-
1996
- 1996-12-09 JP JP8328591A patent/JPH10172188A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103792392A (zh) * | 2014-01-13 | 2014-05-14 | 西安交通大学 | 原子力显微镜测量纳米薄膜材料电阻分布的装置及方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20060428 |