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Die vorliegende Erfindung betrifft eine
Speichervorrichtung, die ein unebenes Muster aufweist.
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In einer jüngeren Entwicklung einer
informationsorientierten Gesellschaft, erhöht sich die in Computern zu
verarbeitende Menge von Daten immer mehr. Verschiedene Typen
von Speichern einer großen Kapazität, wie zum Beispiel
DRAMs mit 16 Mbit oder Bildplattenspeicher, erfüllen diesen
Bedarf unter diesen Umständen. Es ist ebenso erforderlich,
daß zur Hochgeschwindigkeitsdatenverarbeitung mit einer
hohen Geschwindigkeit auf diese Speicher zugegriffen wird.
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Um die Speicherkapazität eines Aufzeichnungsmediums zu
erhöhen, ist es ausreichend, wenn die Größe des
Aufzeichnungsmediums erhöht wird. Wenn sich die Größe des
Aufzeichnungsmediums erhöht, treten jedoch elektrische Probleme,
wie zum Beispiel eine Erhzhung einer Parasitärkapazität
oder Parasitärinduktivität, und mechanische Probleme, wie
zum Beispiel eine Erhöhung eines Betriebsbereichs auf.
Folglich verringert sich die Zugriffsgeschwindigkeit auf
den Speicher. Unter diesen Umständen ist die Verringerung
der Größe des Speichers zum Erzielen des
Hochgeschwindigkeitsspeichers zum Erzielen des
Hochgeschwindigkeitsspeicherzugriffs erwünscht gewesen.
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Zum Beispiel wird die Zugriffsgeschwindigkeit eines
Speichers unter Verwendung elektrischer Schaltungen durch
ein Integrieren der Schaltungen auf einem
Halbleitersubstrat erhöht. Ebenso wird der
Hochgeschwindigkeitsspeicherzugriff eines Bildplattenspeichers durch ein Verringern
der Größe eines Datenaufzeichnungsbereichs (Speicherlochs)
und ein Erhöhen der Dichte von Speicherlöchern erzielt.
Jedoch befinden sich die Verringerung der Größe des Speichers
und die Erhöhung der Zugriffsgeschwindigkeit mittels dieser
Verfahren nahe an den Grenzen.
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Im allgemeinen wird bei einem Speicher, der elektrische
Schaltungen verwendet, ein Lithographieverfahren verwendet,
um ein Entwurfsmuster auf einem Halbleitersubstrat
auszubilden. Bei diesem Verfahren wird die Interferenz von Licht
(elektromagnetische Welle), das von einer Lichtquelle
abgestrahlt wird, um so weniger vernachlässigbar, desto feiner
das Entwurfsmuster wird. Als Ergebnis ist die Verringerung
der Breite von Verdrahtungsleitungen begrenzt. Andererseits
werden bei dem Bildplattenspeicher Speicherlöcher zum
Beispiel durch ein Abstrahlen eines Laserstrahls mit einem
kleinen Durchmesser auf ein Material ausgebildet, wodurch
Löcher mit einem unebenen Aufbau oder sich ändernden
physikalischen Eigenschaften, wie zum Beispiel einem
Reflexionsvermögen oder einem Brechungsindex, ausgebildet werden. In
diesem Fall ist auch die Verringerung des Durchmessers
eines Strahlquerschnitts durch die Interferenz von Licht
(Laserstrahl) begrenzt und demgemäß ist die Verringerung
der Größe jedes Speicherlochs begrenzt.
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Ein Rastertunnelmikroskop (STM) ist als eine
Oberflächenuntersuchungsvorrichtung mit hoher Auflösung bekannt.
Wenn eine angespitzte Spitze einer Metallsonde der
Oberfläche eines Werkstücks mit einem Abstand von ungefähr 1 nm
nähergebracht wird und eine Spannung über die Sonde und das
Werkstück angelegt wird, wird es ermöglicht, daß Elektronen
durch einen Spalt fließen (Tunneleffekt), was von dem
Gesichtspunkt der klassischen Mechanik als unmöglich
betrachtet wurde, und ein Tunnelstrom fließt dazwischen. Das STM
nutzt den Vorteil dieses Tunneleffekts aus. Die Sonde wird
in dreidimensionalen Richtungen bewegt, wobei der
Tunnelstrom erfaßt wird, um die Oberflächengestaltung des
Werkstücks zu untersuchen. Die Auflösung des STM beträgt
ungefähr 0.1 nm und der atomare Aufbau der Oberfläche des
Werkstücks kann untersucht werden. Es ist vorgeschlagen worden
das ein Speicher in Übereinstimmung mit dem Prinzip des STM
mit hoher Auflösung hergestellt wird.
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Die US-A-4,575,822 offenbart ein Verfahren und eine
Vorrichtung zum Aufzeichnen von Daten, bei denen eine
Spannung über eine elektrisch leitende Sonde und ein Substrat
angelegt wird, das in der Lage ist, elektrische Ladung zu
halten, und eine Störung wird durch einen dazwischen
fließenden Tunnelstrom in dem Substrat bewirkt. Daten werden in
Übereinstimmung mit dem Vorhandensein/Nichtvorhandensein
der Störung aufgezeichnet. Da dieses Verfahren die Änderung
einer Austrittsarbeit des Substrats aufgrund eines
elektrischen Feldes verwendet, ist die Größe eines Speicherlochs
beträchtlich größer als die eines Atoms. Zum Beispiel wird
in dem Fall eines Substrats mit einer Kapazität von 1 mF
pro 1 cm² die Dichte einer Ladung 10&supmin;&sup6;/nm&sub2; (10&supmin;&sup8;/Ų), wenn
das Potential einer Ladung in dem Substrat auf 10 mV oder
mehr eingestellt ist, um eine thermische Störung zu
vermeiden. Anders ausgedrückt beträgt die Fläche, die von einem
elektrischen Feld eines Elektrons beeinträchtigt wird,
d.h., die Größe eines Speicherlochs 10&spplus;&sup6;nm² (10&sup8;Ų). Somit
wird die Auflösung auf atomarem Niveau des STM nicht
vollständig verwendet.
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Vorher offenbart die nicht vorveröf fentlichte EP-A-
0 325 056 eine digitale Datenspeichervorrichtung, welche
eine leitende Sonde aufweist, die eine Spitze aufweist, die
in der Nähe von einer flachen Speicheroberfläche, die einem
Fluid ausgesetzt ist, das eine Mehrzahl von getrennt
anbringbaren Molekülen enthält, beabstandet ist und relativ
beweglich dazu ist. Die Sonde wird selektiv gepulst, um zu
bewirken, daß Moleküle von dem Fluid eingefangen werden und
entfembar an ausgewählten Stellen auf der Oberfläche
angebracht werden, um Datenbits an den Stellen in der Form von
Oberflächenunregelmäßigkeiten zu schreiben. Um die so
geschriebenen Bits zu lesen, werden die Sonde und das
Substrat mit einer Spannung vorgespannt, um zu bewirken,
daß ein Tunnelelektronenstrom zwischen der Sondenspitze und
der Oberfläche fließt; woraufhin Änderungen des Stroms
(und/oder einer Spitzenposition, wenn die Spitze
rückkopplungsgesteuert
wird, um einen konstanten Abstand oberhalb
der Oberfläche aufrechtzuerhalten) gemessen und erfaßt
werden, um die Zustände der Bits zu bezeichnen. Die Bits
werden durch ein Erregen der Sonde mit einem Puls einer
zweckmäßigen Spannung selektiv gelöscht, wodurch Moleküle an
ausgewählten Stellen ohne eine Beschädigung an der
Oberfläche zum Wiederherstellen der Oberfläche an den Stellen zu
im wesentlichen ihrer ursprünglichen flachen Gestaltung
losgelöst werden.
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Die EP-A-0 174 860 beschreibt ein Aufzeichnungs- und
Ausleseinformationssystem, das ein Aufzeichnungsmedium
aufweist, das einen Träger und eine Einrichtung aufweist, um
ein Muster von atomaren Teilchen auf der Oberfläche des
Trägers auszubilden. Das auf dem Träger erzeugte Muster von
atomaren Teilchen stellt auf der Grundlage der Größe und
des Abstands von solchen Teilchen eine aufgezeichnete
Information, z.B. eine binär dargestellte Information, von
extrem hoher Dichte dar. Das System weist ein
Aufzeichnungsmedium mit einem adsorbierenden Träger und eine
Einrichtung auf, um ein Muster von zu adsorbierenden atomaren
Teilchen auf der Oberfläche des adsorbierenden Trägers
auszubilden, wobei die zu adsorbierenden atomaren Teilchen
aufgrund - zumindest zum Teil - von elektrischen
Anziehungscharakteristiken zwischen den zu adsorbierenden
atomaren Teilchen und dem adsorbierenden Träger ein
Adsorptionsvermögen zu dem adsorbierenden Träger aufweisen. Die
Ausleseeinrichtung, die den Tunnelstromeffekt verwendet, wird
verwendet, um das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein der
atomaren Teilchen auf der Oberfläche des Trägers zu
bestimmen und ein elektrisches Signal zu erzeugen, das das Muster
einer auf dem Aufzeichnungsmedium aufgezeichneten
Information darstellt.
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Die Patent Abstracts of Japan, Bd. 12, Nr. 417 (P-782),
offenbaren eine ferroelektrische Speichervorrichtung, bei
welcher getrennte ferroelektrische Speicherzellen, die
durch jeweilige obere Elektroden, einen ferroelektrischen
Dünnfilm und eine gemeinsame untere Elektrode
zusammengesetzt sind, über Auswahlschaltungen, welche
lichtempfindlich zu sein scheinen, d.h., lichtempfangende Elemente,
getrennt an einen Ausleseverstärker anschließbar sind. Die
Auswahlschaltungen sind passive Schalter, die nach einer
Einstrahlung von Licht leitend gemacht werden. Der Zweck
der beschriebenen Vorrichtung besteht darin, die
Verringerung der Impedanz aufgrund einer erhöhten Kapazität durch
ein selektives Anschließen eines Speicherbereichs unter
einem Lesebetrieb an einen Verstärker zu verhindern.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin,
einen Speicher zu schaffen, bei welchem die
Aufzeichnungsdichte erhöht ist, während die Zugriffsgeschwindigkeit
nicht verringert ist.
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Um diese Aufgabe zu lösen, wird eine
Speichervorrichtung gemäß Anspruch 1 geschaffen.
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Eine Speichervorrichtung gemäß der Erfindung kann eine
Grundplatte, die eine Trägerschicht mit einer flachen
Aufzeichnungsfläche aufweist, und eine Adsorptionseinrichtung
aufweisen, die bewirkt, daß die Moleküle selektiv auf der
Aufzeichnungsfläche adsorbiert werden. Wo es notwendig ist,
kann die Speichervorrichtung desweiteren eine
Entfernungseinrichtung zum Entfernen der Moleküle, die auf der
Aufzeichnungsfläche adsorbiert sind, von der
Aufzeichnungsfläche aufweisen.
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Die Adsorptionseinrichtung und die Unterscheidungsein
richtung weisen zum Beispiel eine Sonde mit einem
angespitzten Spitzenabschnitt zum Erzeugen eines Tunnelstroms
und eine Abtasteinrichtung zum Bewirken, daß die Sonde über
der Aufzeichnungsfläche abtastet, auf. Es wird bewirkt, daß
ein Tunnelstrom zu einem bestimmten Bereich der
Aufzeichnungsfläche fließt, um den bestimmten Bereich lokal zu
erregen,
wodurch lediglich auf dem bestimmten Bereich ein
Molekül adsorbiert wird. Daten werden in der Form eines
Erhöhungs-und-Vertiefungs-(unebenen)-Musters aufgezeichnet, das
erzielt wird, wenn Moleküle selektiv auf der
Aufzeichnungsfläche adsorbiert werden. Die aufgezeichneten Daten werden
durch ein Untersuchen des unebenen Musters der
Aufzeichnungsfläche gemäß dem Prinzip eines Rastertunnelmikroskops
(STM) ausgelesen.
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Zusätzliche Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden
in der Beschreibung, welche folgt, dargelegt und werden
teilweise aus der Beschreibung ersichtlich und können durch
die praktische Umsetzung der Erfindung erlernt werden. Die
Aufgaben und Vorteile der Erfindung können mittels der
Mittel und Kombinationen, die insbesondere in den beiliegenden
Ansprüchen ausgeführt sind, verwirklicht und erzielt
werden.
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Diese Erfindung ist aus der folgenden detaillierten
Beschreibung besser zu verstehen, wenn diese in Verbindung
mit der beiliegenden Zeichnung aufgenommen wird, in
welcher:
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Die beiliegende Zeichnung, welche in der Beschreibung
beinhaltet ist und einen Teil von ihr bildet, derzeit
bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung darstellt und
zusammen mit der allgemeinen Beschreibung, die zuvor
gegeben worden ist, und der detaillierten Beschreibung der
bevorzugten Ausführungsbeispiele, die nachfolgend gegeben
wird, dazu dient, die Grundlagen der Erfindung zu erklären.
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Fig. 1 eine Grundstruktur eines Speichers der vorliegenden
Erfindung zeigt;
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Fig. 2 eine eine in Fig. 1 gezeigtes Feinabtastelement
darstellende perspektivische Ansicht zeigt;
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Fig. 3 eine Speichervorrichtung zeigt, wobei eine Anzahl
von in Fig. 1 dargestellten Speichern auf einer
einzigen Aufzeichnungsplatte angeordnet sind;
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Fig. 4 eine Grundstruktur des auf der in Fig. 3 gezeigten
Aufzeichnungsplatte angeordneten Speichers zeigt;
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Fig. 5 ein eine Schaltung zum Zugreifen auf einen
bestimmten Speicher auf der in Fig. 3 gezeigten
Aufzeichnungsplatte darstellendes Blockschaltbild zeigt;
und
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Fig. 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer
Speichervorrichtung zeigt, wobei die in Fig. 1 gezeigten
Speicher auf einer einzigen Platte angeordnet sind.
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Unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung werden
nun bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden
Erfindung beschrieben.
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Wie es in Fig. 1 gezeigt ist, besteht eine
Speichervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung grundsätzlich aus
einer Grundplatte 10, einer Sonde 18 und einem
Feinabtastelement 20. Die Grundplatte 10 weist ein Substrat 12 und
eine Speicherelementträgerschicht 14 auf. An die Sonde 18
wird eine geeignete Vorspannung angelegt. Das
Feinabtastelement 20 bewirkt, daß sich die Sonde 18 in
dreidimensionalen Richtungen bewegt. Jeder Typ eines Substrats 12 kann
verwendet werden, wenn es die Speicherträgerschicht 14
tragen kann. Das Substrat 12 kann weggelassen werden, wenn die
Speicherelementträgerschicht 14 selbst eine ausreichende
Festigkeit aufweist. In diesem Fall kann die Schicht 14
selbst als ein Substrat verwendet werden.
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Daten werden so aufgezeichnet, daß ein Speicherelement
(Molekül) 16 selektiv auf der Grundplatte 10 (genauer
gesagt, der Speicherelementträgerschicht 14) adsorbiert wird.
Daten werden so gelöscht, daß das Speicherelement 16 von
der Grundplatte 10 entfernt wird. Ein Verfahren zum
Adsorbieren/Entfernen des Speicherelements 16 auf/von der
Grundplatte 10 wurde von J.S. Folster et al. in NATURE, Bd. 331,
Seite 324, 1988, offenbart. Gemäß diesem Verfahren kann ein
Molekül von Di-(2-Ethylhexyl)-Phthalat auf einem bestimmten
Bereich der Oberfläche einer Graphitgrundplatte, die
mittels eines Tunnelstroms erregt wird, adsorbiert werden.
Ebenso wird das adsorbierte Molekül von Di-(2-Ethylhexyl)-
Phthalat durch ein Anlegen einer geeigneten Vorspannung an
die Sonde entfernt.
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Da Daten auf der Speicherelementträgerschicht 14 in der
Form von Erhöhungen und Vertiefungen in der Größenordnung
von Molekülen aufgezeichnet werden, ist es notwendig, daß
die Oberfläche der Speicherelementträgerschicht 14 eine
exakte Flachheit aufweist. Eine Unebenheit der Oberfläche der
Grundplatte beeinträchtigt nachteilig den
Signal/Rauschabstand eines Datenlesens. Somit kann ein
monomolekularer Film aus Graphit, Metall oder organischem
Material, welcher eine hervorragende Flachheit sicherstellt,
als die Speicherelementträgerschicht 14 verwendet werden.
Insbesondere ist ein LB-Film, der mittels eines Langmuir-
Blodgett's-Verfahrens (LB-Verfahrens) ausgebildet wird,
wünschenswert. Der LB-Film weist eine Struktur auf, in der
monomolekulare Filme von Kettenmolekülen aus
Kohlenwasserstoff, die alle an einem Ende eine hydrophobe Eigenschaft
und an dem anderen eine hydrophile Eigenschaft aufweisen,
regelmäßig angeordnet sind. Theoretisch weist die Oberflä
che des LB-Films eine Flachheit einer molekularen
Größenordnung auf. Durch die Verwendung des LB-Films kann ein
hoher Signal/Rauschabstand sichergestellt werden.
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Das Speicherelement 16 besteht aus einer
Molekularverbindung einer oder mehrerer chemischer Substanzen.
Wünschenswerte chemische Substanzen sind Di-(2-Ethylhexyl)-
Phthalat, Benzol, TTF-TCNQ, Phthalocyanin, eine
Flüssigkristallverbindung
und Protein. Wenn das Molekül einer
chemischen Substanz als das Speicherelement 16 verwendet wird,
kann die Größe eines Speicherlochs minimal auf die Größe
eines einzigen Moleküls verringert werden. Wenn zum
Beispiel das Molekül von Di-(2-Ethylhexyl)-Phtalat als das
Speicherelement verwendet wird, beträgt die Größe des
Speicherlochs 4 Å x 4 Å. Demgemäß wird die Aufzeichnungsdichte
viel größer und die Speicherkapazität erhöht sich. Das
heißt, es ist möglich, ungefähr das 10&sup8;-fache der
Speicherkapazität eines gegenwärtig verfügbaren
Bildplattenspeichers zu erzielen.
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Wenn die Speicherelementträgerschicht 14 aus einem
organischen LB-Film ausgebildet ist und das Speicherelement
16 aus einer organischen Substanz ausgebildet ist, so daß
die Charakteristiken von beiden ähnlich zueinander sind,
wird die Adsorption und das Entfernen des Speicherelements
16 auf/von der Grundplatte 10 einfacher. Wenn das
Speicherelement 16 mittels einer chemischen Bindung oder
Polymerisation an der Grundplatte 10 angebracht ist, kann ebenso
ein natürliches Entfernen des Speicherelements 16 für eine
lange Zeit verhindert werden. Dieser Typ einer
Speichervorrichtung ist an einem ROM anwendbar, welcher eine hohe
Beständigkeit aufweisen muß.
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Ein Spitzenabschnitt der Sonde 18 weist einen
Krümmungsradius von ungefähr 0.1 µm auf und es ist
wünsöhenswert, daß mindestens 1 µm des Spitzenabschnitts konisch
ist. Die Sonde kann mittels eines Elektropolierens ähnlich
einer Sonde, die für ein Feldemissionsmikroskop verwendet
wird, hergestellt werden oder kann mittels eines
mechanischen Polierens hergestellt werden.
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Das Feinabtastelement 20 ist eine
Betätigungsvorrichtung für ein mikroskopisches Positionssteuern und Abtasten
der Sonde 18. Das Feinabtastelement 20 ist z.B. aus einem
piezoelektrischem Material ausgebildet. Fig. 2 zeigt ein
Beispiel des Feinabtastelements 20. Piezoelektrische
Elemente 24 und 26 sind mit einer sich dazwischen befindenden
Elektrode angeordnet. Zwei Elektroden 28 und 32 sind auf
einem Abschnitt einer oberen Oberfläche des
piezoelektrischen Elements 24 ausgebildet und zwei Elektroden 30 und 34
sind in einem Abschnitt einer unteren Oberfläche des
piezoelektrischen Elements 26 ausgebildet. Die Sonde 18
befindet sich an einem vorderen Mittenabschnitt des
Feinabtastelements 20. Die Sonde 18 ist durch eine Leitung 36 an eine
STM-(Rastertunnelmikroskop)-Ansteuerschaltung
angeschlossen. Wenn zum Beispiel ein elektrisches Feld an die
piezoelektrischen Elemente 24 und 26 in einer Richtung von der
Elektrode 28 zur Elektrode 30 angelegt wird, dehnen sich
die piezoelektrischen Elemente 24 und 26 in einer Richtung
einer X-Achse (in Fig. 2 gezeigt) aus. Kraft dieser
Eigenschaft wird eine geeignete Spannung an die Elektroden 22,
28, 30, 32 und 34 angelegt, so daß das Feinabtastelement 20
in dreidimensionalen Richtungen bewegt werden (oder
abtasten) kann. Die Beziehung zwischen den Intensitäten der
elektrischen Feldvektoren E1, E2, E3 und E4 und der
Abtastrichtung des Feinabtastelements 20 ist wie folgt:
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X: Positive Richtung E1 = E2 = E3 = E4 > 0
Negative Richtung E1 = E2 = E3 = E4 < 0
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Y: Positive Richtung E1 = E2 > E3 = E4
Negative Richtung E1 = E2 < E3 = E4
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Z: Positive Richtung E1 = E2 < E3 = E4
Negative Richtung E1 = E2 > E3 = E4
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Der Datenlesebetrieb der Speichervorrichtung wird nun
beschrieben. Es wird bewirkt, daß der Spitzenabschnitt der
Sonde 18 der Oberfläche der Grundplatte 10 mit einem
Abstand von ungefähr 1 nm nähergebracht wird. Eine
Vorspannung wird über die Sonde 18 und die Grundplatte 10
angelegt, so daß ein Tunnelstrom dazwischen fließt. Der
Tunnelstrom
ändert sich in Übereinstimmung mit dem Abstand
zwischen der Spitze der Sonde 18 und der Grundplatte 10 fein.
Die Erhöhungen und Vertiefungen der Oberfläche der
Grundplatte 10, d.h., die aufgezeichneten Daten, können kraft
dieser Eigenschaft des Tunnelstroms gelesen werden. Zum
Beispiel wird es mittels des Feinabtastelements 20 bewirkt,
daß die Sonde über der Oberfläche der Grundplatte abtastet,
während der Abstand zwischen der Sonde und der Grundplatte
eingestellt wird, um den Tunnelstrom konstant zu halten. In
diesem Fall bewegt sich der Spitzenabschnitt der Sonde über
der unebenen Oberfläche der Grundplatte mit einem
vorbestimmten Abstand zu der Oberfläche der Grundplatte. Auf der
Grundlage der an das Feinabtastelement 20 angelegten
Spannung kann eine Abbildung einer unebenen Oberfläche, die die
Gestaltung der Oberfläche der Grundplatte darstellt,
erzielt werden. Somit wird die Unebenheit der Oberfläche der
Grundplatte als aufgezeichnete Daten ausgelesen.
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Fig. 3 zeigt eine Speichervorrichtung, in der eine
Mehrzahl von Speichern auf einer einzigen Platte vorgesehen
ist. Die Speichervorrichtung weist eine Aufzeichnungsplatte
40 mit Speichern 38 und einen optischen Kopf 42 zum
Auswählen eines gegebenen Speichers auf. Wie es schematisch in
Fig. 4 gezeigt ist, weist jeder Speicher 38 ein Paar eines
Feinabtastelements 20 und einer Grundplatte 10 und ein
Lichtempfangselement 44 zum Starten eines
Schreib/Lesebetriebs nach einem Empfang eines Lichtstrahls
einer bestimmten Wellenlänge auf. Die Speicher sind zum
Beispiel konzentrisch mit einer vorbestimmten Teilung
angeordnet. Auf einen gegebenen Speicher kann durch ein
Bezeichnen einer Spurnummer und einer Sektornummer
zugegriffen werden.
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Der optische Kopf 42 ist in der radialen Richtung der
Aufzeichnungsplatte 40 beweglich. Eine Laserstrahlquelle 46
des optischen Kopfs 42 gibt auf eine pulsierende Weise
einen Erfassungslichtstrahl zum Erfassen der Position eines
Zielspeichers und einen Ansteuerlichtstrahl zum Durchführen
eines Schreib/Lese-Betriebs ab, der eine Wellenlänge
aufweist, die zu der des Erfassungslichtstrahls
unterschiedlich ist. Der Erfassungslichtstrahl, der aus der
Laserstrahlquelle 46 abgegeben wird, wird von einem Halbspiegel
48 reflektiert und von einer ersten Sammellinse 50 auf der
Aufzeichnungsplatte 40 gesammelt. Die Platte 40 weist in
Bereichen eine Spiegelfläche auf, in denen die Speicher 38
nicht angeordnet sind, und die Spiegelfläche reflektiert
den Erfassungsstrahl weitestgehend vollständig. Der
Erfassungsstrahl, der von der Aufzeichnungsplatte 40 reflektiert
wird, kehrt durch die erste Sammellinse 50 zu dem
Halbspiegel 48 zurück. Die Hälfte des Erfassungsstrahls wird von
dem Halbspiegel 48 reflektiert und die andere Hälfte geht
durch den Halbspiegel 48. Die Strahlkomponente, welche
durch den Halbspiegel 48 gegangen ist, wird durch eine
zweite Sammellinse 52 zum Zugreifen auf einen Zielspeicher
zu einem Empfangslichtdetektor 54 geleitet.
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Die Funktionsweise zum Zugreifen auf den Zielspeicher
wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 5 beschrieben. Die
Aufzeichnungsplatte 40 wird von einem Motor 56 mit einer
vorbestimmten Winkelgeschwindigkeit gedreht. Der optische Kopf
42 wird in der radialen Richtung (z.B., Richtung radial
außen) der Aufzeichnungsplatte 40 bewegt, während er den
Erfassungsstrahl auf die Platte 40 strahlt. In diesem Fall
ändert sich die Intensität des in den Empfangslichtdetektor
54 eingegebenen Erfassungsstrahls auf eine pulsartige
Weise, wenn der Strahl die Spur des Speichers 38 kreuzt.
Die Änderung der Intensität des Erfassungsstrahls wird von
dem Empfangslichtdetektor 54 erfaßt und die Anzahl von
Pulsen wird von einem Zähler 58 gezählt. Die Positionsdaten
(Spurnummer und Sektornummer) des Speichers, auf den
zuzugreifen ist, wird im voraus von einer Tastatur 60
eingegeben und wird in einer CPU 62 verarbeitet. Somit ist die
Nummer der Spur, über welcher der Kopf 42 festzusetzen ist,
bestimmt. Eine Schaltung 64 zum Ansteuern des optischen
Kopfs wird von der CPU 62 gesteuert und der Betrieb der
Ansteuerschaltung 42 wird gestoppt, wenn der Zählwert des
Zählers 58 anzeigt, daß sich der optische Kopf 42 an der
Zielspur befindet. Dann wird der optische Kopf 42 über der
Spur festgesetzt. Dieser optische Kopf 42 erfaßt eine auf
der Platte 40 aufgezeichnete Ausgangsposition Spur um Spur.
Desweiteren ändert sich auf der gleichen Spur die
Intensität des Erfassungsstrahls auf eine pulsartige Weise, wenn
er den Speicher 38 durchläuft. Somit wird die Anzahl von
Pulsen von dem Zähler 58 als eine Sektornummer gezählt,
wobei von der Ausgangsposition begonnen wird Folglich wird
der Zielspeicher 38 ausgewählt. Wenn der ausgewählte
Speicher 38 zu dem Brennpunkt des optischen Kopfs 42 kommt,
gibt die Laserstrahlquelle 46 einen Ansteuerpulsstrahl
einer bestimmten Wellenlänge ab, um das Lichtempfangselement
44 anzusteuern. Wenn das Lichtempfangselement 44 den Strahl
der bestimmten Wellenlänge empfängt, startet die
STM-Ansteuerschaltung 68 den Daten-Schreib/Lese-Betrieb auf die
zuvor beschriebene Weise. Ein Anzahl von Speichern 38 auf
der Platte 40 ist Block um Block (z.B. Spur um Spur) an
Ausgangsleitungen 70 angeschlossen. Die Anzahl der
Ausgangsleitungen 70 ist die gleiche wie die Anzahl von
Blökken (z.B. Spuren). Die Ausgangsleitungen 70 sind an Leiter
an einer drehbaren Welle (nicht gezeigt) der
Aufzeichnungsplatte 40 angeschlossen und sind durch einen
Quecksilberschalter, eine Bürste oder dergleichen zu einer externen
Vorrichtung geführt. In Fig. 5 wird, obgleich die
STM-Ansteuerschaltung 68 parallel an die Speicher 38
angeschlossen ist, lediglich ein bestimmter Speicher betrieben, da
das Lichtempfangselement 44 nach einem Empfang des
pulsierenden Ansteuerstrahls geschaltet wird.
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Die Zugriffsgeschwindigkeit auf jeden Speicher 38 ist
im wesentlichen gleich zu der Lesegeschwindigkeit bei einer
herkömmlichen optischen Platte. Die Lesegeschwindigkeit
jedes Speichers 38 ist höher als die Lesegeschwindigkeit bei
einem herkömmlichen STM-Speicher. Der Grund dafür ist, daß,
da das Feinabtastelement 20 in einem
Halbleiter-IC-Verfahren sehr fein hergestellt ist, der mechanische
Betriebsbereich klein wird und die Parasitärkapazität und
Parasitärinduktivität der elektrischen Schaltungen verringert
werden. Als Ergebnis kann die Speicherkapazität ohne eine
Verringern der Zugriffsgeschwindigkeit bemerkenswert erhöht
werden.
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Fig. 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der
Erfindung. Ähnlich wie in dem vorhergehenden
Ausführungsbeispiel weist jeder einer Mehrzahl von Speichern 38, die auf
einer Aufzeichnungsplatte 72 vorgesehen sind, ein
Lichtempfangselement 11 auf. Wenn das Lichtempfangselement 44 einen
Strahl einer bestimmten wellenlänge empfängt, wird ein
Schreib/Lesebetrieb gestartet. In diesem
Ausführungsbeispiel wird ein optisches Muster, das von einem Generator 74
für ein optisches Muster erzeugt wird, auf die
Aufzeichnungsplatte 72 projeziert, wobei einer oder mehrere
Speicher, welche das Licht auf Grundlage des optischen Musters
empfangen haben, gleichzeitig betrieben werden. Eine
optische Maske (Transparenz), ein photographischer Projektor,
ein Hologrammabbildungsgenerator oder dergleichen kann als
der Generator 74 für ein optisches Muster verwendet werden.
Da gleichzeitig auf eine Mehrzahl von Speichern 38
zugegriffen werden kann, ist die Speichervorrichtung dieses
Ausführungsbeispiels für einen
Parallelarithmetikoperationscomputer geeignet. Da die Parallelzugriffsfunktion bei
arithmetischen Operationen von Vektordaten sehr vorteilhaft
ist, ist diese Speichervorrichtung insbesondere an einer
Bildverarbeitungsvorrichtung, einer zugehörigen
Arithmetikoperationsvorrichtung, einer AI-Vorrichtung, usw.
anwendbar.