DE69126343T2 - Verfahren/Gerät zur Informationsaufzeichnung und Informationswiedergabe - Google Patents

Description

Hintergrund der Erfindung Gebiet der Erfindung
• Die Erfindung wird vorzugsweise in einer Informationsaufzeichnungs-Wiedergabe- Vorrichtung sowie bei einem Verfahren eingesetzt, bei dem beispielsweise das Prinzip eines Rastertunnelmikroskops genutzt wird.
Zugrundeliegender Stand der Technik
• Es gibt zahlreiche Verfahren zum Aufzeichnen mit hoher Dichte, typischerweise die magnetische und die optische Aufzeichnung. Bei der magnetischen Aufzeichnung bestimmt sich die Aufzeichnungswellenlänge durch Beschränkungen, die durch das Gerät vorgegeben sind, beispielsweise durch einen für die Aufzeichnung und die Wiedergabe verwendeten Magnetkopf. In einem solchen Fall liegt die Grenze in der Größenordnung von 1 µm. Bei der optischen Aufzeichnung wird die Aufzeichnungswellenlänge begrenzt durch den Durchmesser eines für die Aufzeichnung und die Wiedergabe verwendeten Lichtstrahls, die Grenze liegt in der Größenordnung von 1-0,5 µm.
• Andererseits wurde in den vergangenen Jahren das STM (von scanning type tunnel microscope) abgeleitete Abkürzung für das Rastertunnelmikroskop) entwickelt, und es wurde möglich, den Oberflächenzustand eines Feststoffs mit hoher Auflösung zu analysieren, d.h. mit einer horizontalen Auflösung von einigen Å und einer vertikalen Auflösung von 1 Å oder darunter [G. Binning et al. Helvetica Physica Acta, 55, 726 (1982)].
• Es sind zahlreiche Vorschläge gemacht worden, wie das Prinzip dieses STM dazu benutzt werden kann, Änderungen in der Ungleichmäßigkeit oder dem Elektronenzustand auf der Oberfläche eines Aufzeichnungsmediums in der Größenordnung von nm aufzuzeichnen und zu reproduzieren (US-Patent 4 575 822, japanische Patent- Offenlegungsschrift 63-161552 und japanische Patent-Offenlegungsschrift 63- 161553).
• Außerdem wurde ein System vorgeschlagen, bei dem ein Ionenstrahl zur Ausbildung von Nuten zur Spurverfolgung durch Ätzen eingesetzt wird, wobei gleichzeitig die Stärke des Ionenstrahls nach Maßgabe eines Aufzeichnungssignals moduliert wird, um Vertiefungen und damit Aufzeichnungsbits auszubilden. Diese werden unter Verwendung des Prinzips des STM wiedergegeben, wodurch eine Aufzeichnung mit hoher Dichte sowie eine Wiedergabe mit etwa 50 Gbits/cm möglich ist (japanische Patent-Offenlegungsschrift 1-151035).
• Allerdings war es bei einem solchen System schwierig, zu unterscheiden, ob Abschnitte der Nuten, die frei von Vertiefungen waren, Abschnitte ohne Aufzeichnungsbits oder Aufzeichnungsbits, die durch das Fehlen von Vertiefungen dargestellt sind. Wenn also Bitzustände, die durch Fehlen von Vertiefungen dargestellt sind, kontinuierlich aufeinanderfolgend vorlagen, war es schwierig, die Anzahl der Bits zu ermitteln.
• Ein Verfahren zum Aufzeichnen und Wiedergeben digitaler Information sowie eine Vorrichtung zum Aufzeichnen und Wiedergeben von Information der in den Oberbegriffen der Ansprüche 1 bzw. 3 angegebenen Art sind aus der JP-A-1 154 332 bekannt. Diese Schrift lehrt, einen der beiden digitalen Werte mit Hilfe eines Aufzeichnungsbits aufzuzeichnen und die Oberfläche des Informationsaufzeichnungsmediums für die jeweils anderen Werte unverändert zu belassen. Dies führt in der Tat dazu, daß eine Taktverfolgung nicht präzise anwendbar ist, die Spurverfolgungsgenauigkeit also beeinträchtigt wird. Das gleiche Problem haftet auch der US-A- 4 631 704, der JP-A-63-271 743 und der DE-A-1 439 811 an, die lehrt, eine Mehrzahl von Arten von Aufzeichnungsbits mit unterschiedlichen Zuständen gegenüber dem aufzeichnungsfreien Zustand zu bilden, wobei die Spurverfolgung unter Verwendung eines speziellen Führungslochs erfolgt.
• Die EP-A-0 435 645 und die EP-A-0 390 470 betreffen eine mehrwertige (binär oder mehr) Aufzeichnung digitaler Information. Speziell lehrt die letztgenannte Druckschrift, daß die einem oxidierten Film zugeführte Lichtintensität und die Amplitude der angelegten Spannung so gesteuert werden, daß die Amplitude der angelegten Spannung so gesteuert werden, daß eine mehrwertige Aufzeichnung oder eine Analogaufzeichnung stattfindet.
• Die US-A-4 575 822 offenbart die Aufzeichnung und die Wiedergabe von Information unter Ausnutzung des Tunnelstroms.
• Ein Aufzeichnungsmedium, bei dem Aufzeichnungsbits Taktsignale repräsentieren und auf einer separaten Spur aufgezeichnet sind, ist offenbart in Principles of Digital Audio, Ken C. Pohlmann, 1985, 1989, 2. Ausgabe, S. 157-161.
Offenbarung der Erfindung
• Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufzeichnen/Wiedergeben gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 3 anzugeben, die in der Lage sind, Daten zu reproduzieren, und dabei das Vorhandensein eines jeden Informationsbits zuverlässiger zu bestätigen und bei der Aufzeichnung und der Wiedergabe z. B. vom STM-Prinzip Gebrauch gemacht wird.
• Erreicht wird dieses Ziel bei dem Verfahren durch die Merkmale des Anspruchs 1 und bei der Vorrichtung durch die Merkmale des Anspruchs 3. Vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
• Weitere Ziele der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden, detaillierten Beschreibung einiger Ausführungsformen der Erfindung.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
• Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, welches den Aufbau einer ersten Ausfüh rungsform einer Informationsaufzeichnungs-Wiedergabe- Vorrichtung gemäß der Erfindung darstellt.
• Fig. 2A und 2B veranschaulichen Signalwellenform der Vorrichtung nach Fig. 1.
• Fig. 3 ist ein Blockdiagramm des Aufbaus einer zweiten Ausführungsform der Informationsaufzeichnungs-Wiedergabe-Vorrichtung der Erfin dung.
• Fig. 4 ist ein Blockdiagramm des Aufbaus einer dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Informationsaufzeichnungs-Wiedergabe- Vorrichtung.
• Fig. 5 zeigt die besondere Abtastposition und die Sondenabtastposition und den Signalzustand in der Vorrichtung nach Fig. 4.
• Fig. 6 und 7 veranschaulichen Signalwellenformen in der Vorrichtung nach Fig. 4.
• Fig. 8 ist eine schematische anschauliche Ansicht der Vorrichtung nach Fig. 4.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
• Im folgenden werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen einige Ausführungsformen der Erfindung erläutert.
• Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, welches den Aufbau einer Informationsaufzeichnungs- Wiedergabe-Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht.
• Zunächst soll unter Bezugnahme auf Fig. 1 schematisch der Aufbau beschrieben werden.
• Wie in der Figur gezeigt ist, ist diese Informationsaufzeichnungs-Wiedergabe- Vorrichtung mit einer Sonde 1, einer veränderlichen Spannungsquelle 6 zum Anlegen einer Spannung zwischen einem Aufzeichnungsmedium 3 und die Sonde 1, und einer Steuerschaltung 9 ausgestattet, die ein Energiequellensteuersignal 13 ausgibt, welches ein eingegebenes Aufzeichnungssignal 14 berücksichtigt und die veränderliche Spannungsquelle 6 derart steuert, daß auf dem Aufzeichnungsmedium 3 mit einer vorbestimmten zeitlichen Steuerung Bitreihen 4 sukzessive gebildet werden können. Jede Bitreihe 4 umfaßt konkave oder konvexe (hier konvexe) Spurverfolgungsbits 4a und Informationsbits 4b. Die Steuerschaltung 9 gibt außerdem ein zweidimensionales Rastersignal 10 aus, und treibt piezoelektrische Elemente 5b und 5b' an, um die Sonde 1 in einer Richtung senkrecht zu der Spurrichtung zum Schwingen zu bringen, und sie gibt ein Spursteuersignal 11 aus, und treibt die piezoelektrischen Elemente 5b und 5b' in der Weise an, daß die Spurverfolgung der Sonde 1 erfolgt, wobei sie gleichzeitig ein Abstandssteuersignal 12 ausgibt und den Abstand zwischen dem Aufzeichnungsmedium 3 und der Sonde 1 steuert. Diese Informationsaufzeichnungs-Wiedergabe-Vorrichtung ist außerdem mit einer Strom- Spannungs-Wandlerschaltung 7 ausgestattet, die einen Tunnelstrom oder einen elektrischen Feldemissionsstrom, der zwischen der Sonde 1 und dem Aufzeichnungsmedium 3 fließt, ferner mit einem Verstärker 8, der das Ausgangssignal der Wandlerschaltung 7 verstärkt, und einer Demodulierschaltung zum Demodulieren des Ausgangssignals des Verstärkers 8 und zum Erzeugen eines Wiedergabesignals 16. Ein als Zylinder ausgebildete piezoelektrisches Element 2 kann mit Hilfe eines Antriebsmechanismus, beispielsweise eines (nicht gezeigten) Linearmotors, Zugriff zu irgendeiner Bitreihe nehmen.
• Während der Aufzeichnung und der Wiedergabe wird zwischen die Sonde 1 und das Medium 3 von der veränderlichen Spannungsquelle eine Vorspannung gelegt, und die Sonde 1 wird nah an das Medium 3 herangeführt, und zwar so weit, daß ein Tunnelstrom oder ein elektrischer Feldemissionsstrom dazwischen fließt. Dieser Tunnelstrom oder elektrische Feldemissionsstrom wird von der Strom-Spannungs- Wandlerschaltung 7 in eine Spannung umgesetzt, woraufhin diese über den Verstärker 8 in die Steuerschaltung 9 eingegeben wird. Die Steuerschaltung 9 gibt ein Abstandssteuersignal 12 aus, so daß der Tunnelstrom oder der elektrische Feldemissionsstrom konstant gehalten wird, und dieses Signal wird an einer Elektrode 5a zum Treiben des piezoelektrischen Zylinderelements 2 in Richtung Z angelegt.
• Als Material des Mediums 3 wird von einem Glas-Metall Gebrauch gemacht, welches nach dem Spritz-Lösch-Verfahren hergestellt wird. Insbesondere kann von Rh- Zr Gebrauch gemacht werden, bei dem es sich um eine Art Legierungsglas handelt. Dieses Glas-Metall hat ausreichende Flachheit (0,1 mm Effektivwert oder darunter), um bei der vorliegenden Ausführungsform zur Anwendung zu gelangen, indem mit Hilfe von Ar&spplus;-Ionen oder dergleichen physikalisch geätzt wird. Die dem Medium 3 gegenüberliegende Sonde 1 wird durch Elektrolyse und Polieren eines Wolframdrahts gewonnen, sie hat einen Spitzenradius R von 0,1 µm oder weniger.
• Im folgenden wird das Aufzeichnungsverfahren beschrieben.
• Die Ausbildung der Spurverfolgungsbits 4a wird dadurch erreicht, daß eine Spannung von 1,0 V zwischen das Medium 3 und die Sonde 1 über die veränderliche Spannungsquelle 6 gelegt wird, um anschließend einen elektrischen Strom von 200 nA, also viel größer als der Tunnelstrom, der 1 nA beträgt, zwischen dem Medium 3 und der Sonde 1 fließen lassen, wenn eine Sonde mit Hilfe des STM betrachtet wird, um anschließend den elektrischen Strom von 1 nA erneut einzustellen. Durch diesen Vorgang wird die Glas-Metall-Oberfläche des Mediums 3 durch Joul'sche Wärme angeschmolzen und von einer starken elektrostatischen Kraft zwischen dem Medium 3 und der Sonde 1 angezogen, wodurch ein Spurverfolgungsbit 4a als kleiner Höcker ausgebildet wird. Die Größe dieses Höckers beträgt, wie sich durch eine STM-Beobachtung abschätzen läßt, im Durchmesser 20 nm und in der Höhe 5nm im aufzeichnungsfreien Zustand (gegenüber dem Boden).
• Andererseits wird das Informationsbit 4b in ähnlicher Weise durch Modulieren des Tunnelstroms von 1 nA auf 200 nA bei fixierter Ausgangsspannung der veränderlichen Spannungsquelle 6 bei 1,5 V und anschließendes Zurückstellen des Stroms auf 1 nA gebildet. In diesem Fall wird das Informationsbit als Bit mit einem Durchmesser von 30 nm und einer Höhe von 10 nm gebildet, was größer ist als die entsprechenden Abmessungen des Spurverfolgungsbits 4a, und zwar um die Differenz der elektrostatischen Kraft, die zwischen dem Medium 3 und der Sonde 1 wirkt, sowie der dem Medium zugeführten Energie. Dann werden die Sonde 1 und das Medium 3 relativ zueinander mit Hilfe eines nicht dargestellten Antriebsmechanismus bewegt, und die veränderliche Spannungsquelle 6 wird von der Steuerschaltung 9 gesteuert. Je nach der tatsächlichen Aufzeichnungsinformation werden die Informationsbits 4b an einigen Stellen anstelle der Spurverfolgungsbits 4a in Übereinstimmung mit einem Aufzeichnungssignal 14 erzeugt, während die Spurverfolgungsbits 4a in vorbestimmten Intervallen aufgezeichnet werden. In anderen Worten: Wenn beispielsweise ein digitales Signal "0" aufzuzeichnen ist, so wird ein Spurverfolgungsbit 4a gebildet, und wenn ein digitales Signal "1" aufgezeichnet werden soll, wird ein Informationsbit 4b erzeugt. Auf diese Weise werden Bits in gleichen Intervallen gebildet.
• Während der Wiedergabe wird die Sonde 1 zu der gewünschten Aufzeichnungsbitreihe 4 mit Hilfe eines nicht dargestellten Antriebsmechanismus bewegt, woraufhin die Aufzeichnungsbitreihe 4 von der Sonde 1 abgetastet wird. Die Änderung des Tunnelstroms, die durch die Klassifizierung der Bits hervorgerufen wird, d.h., durch die Differenz zwischen den Spurverfolgungsbits und den Informationsbits, wird nachgewiesen, und es erfolgt die Wiedergabe. Während der Aufzeichnung der Aufzeichnungsbitreihen 4 erfolgt die Aufzeichnung mit der Positionsgenauigkeit des Geräts, und deshalb werden die Bitreihen 4 in sehr genau gewellter Form aufgezeichnet. Bei der Wiedergabe erfolgt also eine Steuerung (Spurverfolgung) folgendermaßen, so daß die Sonde 1 den Bitreihen 4 zu folgen vermag.
• Wenn die Sonde 1 sich auf einer Bitreihe 4 befindet, werden die Signale unterschiedlicher Pegel von dem Spurverfolgungsbit 4a und dem Informationsbit 4b als Wiedergabesignale nachgewiesen. Zu dieser Zeit wird die Sonde 1 in einer Richtung senkrecht zu der Bitreihe 4 mit einer Amplitude in Schwingung versetzt, die geringer ist als die Breite des Spurverfolgungsbits 4a, und einer Frequenz f (die Frequenz f ist im Vergleich zu der Frequenz des Wiedergabesignals der Bitreihe 4 ausreichend gering). Die Amplitude des Wiedergabesignals der Bitreihe 4 wird gemäß Fig. 2A dann am größten, wenn die Sonde 1 die Mitte der Bitreihe 4 abtastet, und sie wird klein, wenn die Sonde 1 irgendeinen Abschnitt außermittig bezüglich der Bitreihe 4 abtastet. Wenn zu dieser Zeit die Sonde 1 mit der Frequenz f in Schwingung versetzt wird, wie dies bei a in der Fig. angedeutet ist, verursacht das Wiedergabesignal Schwankungen in seiner Amplitude, wie dies durch die Signale Sb-Sd in Fig. 2B angedeutet ist, übereinstimmend mit den Abtastpositionen der Sonde 1 auf der Bitreihe 4, die durch Pfeile b-d angegeben sind. Wenn das Hüllkurvensignal dieses Wiedergabesignals herausgezogen wird, erhält man die Wellenformen der Signale Sb' - Sd' in Fig. 2B. Das heißt, im Gegensatz zu der Schwingungswellenform a der Sonde 1 wird das Hüllkurvensignal davon ähnlich klein wie das Signal Sc', wenn die Sonde 1 ihre Abtastung direkt oberhalb der Mittellinie der Bitreihe 4 durchführt, wie es durch den Pfeil c angedeutet ist, wobei die Phase des Hüllkurvensignals sich um 180º verschiebt und seine Amplitude dann groß wird, wenn die Sonde 1 sich gegenüber der Mittellinie nach oben verlagert, wie durch den Pfeil b angedeutet ist, während das Hüllkurvensignal gleiche Phase erhält und seine Amplitude groß wird, wenn die Sonde 1 sich gegenüber der Mittellinie nach unten verlagert, wie dies durch den Pfeil d angegeben ist. Wenn daher eine Phasendemodulation mit dem Standardsignal a der Frequenz f der Sonde 1 als Referenzsignal durchgeführt wird, erhält man ein Signal proportional zum Betrag der Abweichung von der Bitreihe 4 (ein Rückkopplungssignal), und es wird eine Regelung unter Einsatz dieses Signals möglich, mit der die Sonde 1 auf der Bitreihe 4 gehalten werden kann.
• Die in Fig. 1 gezeigte Steuerschaltung 9 beinhaltet einen Generator für das Standardsignal a, und sie generiert mit diesem Generator eine Sinuswelle mit der Frequenz f. Dieses Signal wird verstärkt und einem zweidimensionalen Rastersignal 10 überlagert, wodurch das piezoelektrische zylinderförmige Element 2 sehr fein in Schwingung gesetzt wird. Andererseits wird auf der Grundlage des reproduzierten Tunnelstromsignals und des Standardsignals a von der Steuerschaltung 9 ein Spursteuersignal 11 ausgegeben, welches ein Rückkopplungssignal gemäß der oben beschriebenen Methode ist, wodurch die Sonde 1 auf der Bitreihe 4 gehalten wird. Wenn die Wiedergabe vorgenommen wird, während der die Sonde 1 der Bitreihe 4 in dieser Weise folgt, so erhält man Tunnelstromsignale unterschiedlicher Pegel, entsprechend den Höhen des Spurverfolgungsbits 4a und des Informationsbits 4b, und auf der Grundlage dieser Signale kann man folglich ein Wiedergabesignal 16 aus der Demodulierschaltung 15, die als Binärumsetzschaltung fungiert, gewinnen.
• Das Tunnelstromsignal nimmt einen Tunnelstromwert an, der sich von dem umgebenden aufzeichnungsfreien Bereich auch dann unterscheidet, wenn die Sonde ein Spurverfolgungsbit passiert, welches beispielsweise der Information "O" entspricht. Außerdem werden die Bits intermittierend gebildet. Aus diesem Grund läßt sich der Bitbildungsabschnitt sehr einfach als Bit nachweisen. Also auch dann, wenn die Spurverfolgungsbits durchgängig sind, läßt sich die Anzahl der Bits mit der Information "O" sehr einfach ermitteln.
• Bei der vorliegenden Ausführungsform wird ein Glas-Metall als Material für das Aufzeichnungsmedium 3 verwendet. Anstelle dieses Materials kann jedoch auch ein Material verwendet werden, welches elektrisch leitfähig ist, und dessen Oberflächenform durch Modulation des Tunnelstroms verändert wird. Auch können Spurverfolgungsbits und Informationsbits durch Modulieren des Tunnelstroms in einer Atmosphäre aus Organo-Metallgas gebildet werden, um dadurch Metallschichten unterschiedlicher Größe aufzuhäufen.
• Fig. 3 zeigt eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
• Diese Ausführungsform ist eine Aufzeichnungs-Wiedergabe-Vorrichtung, die als Aufzeichnungsmedium ein Material verwendet, welches zwei oder noch mehr Arten von Speichereffekten für die Strom-Spannungs-Umschaltkennlinie aufweist. Als Speichermedium 3 kann beispielsweise Gebrauch gemacht werden von zwei Schichten eines monomolekularen Films, der auf der durch epitaktisches Wachstum gebildeten Goldoberfläche nach dem Langmuir-Blodgett-Verfahren unter Verwendung von Squalirium-bis-6-octylazulen (im folgenden als SOAZ bezeichnet) ausgebildet ist. Dieses Aufzeichnungsmedium 3 wird mit einer konstanten Winkelgeschwindigkeit oder einer konstanten Lineargeschwindigkeit von einer Antriebseinrichtung, beispielsweise einem nicht dargestellten Motor gedreht. Die Sonde 1 ist in ihrem Abstand bezüglich des Mediums 3 durch ein piezoelektrisches Element 17a eingestellt, eine Feineinstellung der Sonde in Richtung parallel zu der Spursteuerrichtung erfolgt durch ein piezoelektrisches Element 17b. Während der Aufzeichnung und der Wiedergabe wird eine Vorspannung in der Größenordnung von 0,1 - 1 V von der veränderlichen Spannungsquelle 6 zwischen die Sonde 1 und das Aufzeichnungsmedium 3 gelegt, und die Steuerschaltung 9 gibt ein Abstandssteuersignal 12 aus, so daß der zwischen der Sonde und dem Medium fließende Tunnelstrom konstant werden kann (1 pA), und sie steuert das den Abstand einstellende piezoelektrische Element 17a. Als Sonde 1 wird von einem Stück mechanisch geschnittenen und zugespitzten Platin Gebrauch gemacht.
• Wenn bei diesem Aufbau das Ausgangssignal der veränderlichen Spannungsquelle 6 moduliert wird und zwischen die Sonde 1 und das Medium 3 eine impulsförmige Spannung von 6 V gelegt wird, bildet sich ein Bit mit einer Größe von 10 nm im Querschnitt, durch das hindurch ein elektrischer Strom von 10 pA fließt, und nach Anlegen der Impulsspannung wird dieser Zustand beibehalten (der Anfangszustand). Wenn in diesem Zustand weiterhin eine Spannung von -8 V und eine Spannung von + 1,5 V impulsförmig angelegt werden, bildet sich ein EIN-Schaltzustand aus, in welchem ein elektrischer Strom von 100 nA fließt. Dieser EIN-Schaltzustand wird auch wie der Anfangs-Zustand aufrecht erhalten und wird in den Anfangs-Zustand zurückgestellt, in dem außerdem eine impulsförmige Spannung von 5 V angelegt wird. Es wird von der Steuerschaltung 9 an die veränderliche Spannungsquelle 6 ein Spannungsquellensteuersignal 13 gelegt, so daß ein für den Anfangs-Zustand kennzeichnender Spannungsimpuls seitens der Steuerschaltung 9 zwischen die Sonde 1 und das Aufzeichnungsmedium 3 gelegt werden kann, um dadurch das oben erwähnte Bit zu bilden, welches als Spurverfolgungsbit 4a aufgezeichnet wird. Andererseits wird in Übereinstimmung mit einer Änderung eines Aufzeichnungssignals 14 eine Impulsspannung angelegt, die bezeichnend für den Ein-Schaltzustand ist, um ein Bit zu bilden, welches als Informationsbit 4b aufgezeichnet wird. Auf diese Weise werden Aufzeichnungs-Bitreihen 4 gebildet, welche Spurverfolgungsbits 4a und Informationsbits 4b beinhalten, die in Form jeweils eines konzentrischen Kreises oder einer Spirale angeordnet sind, wie dies aus Fig. 3 hervorgeht.
• Wie bei der oben beschriebenen Ausführungsform wird während der Wiedergabe eine Spannung von 1 V, die keinen elektrischen Speichereffekt erzeugen wird, zwischen das Medium 3 und die Sonde 1 gelegt, und die Sonde 1 wird zu einem gewünschten Aufzeichnungsbit 4 bewegt, woraufhin eine Änderung des dazwischen fließenden Tunnelstroms, d.h. eine Änderung des Widerstandswerts, nachgewiesen wird. Zu dieser Zeit erfolgt eine Steuerung in der Weise, daß die Sonde 1 der Bitreihe 4 ebenso wie bei der oben beschriebenen Ausführungsform folgen kann. Das heißt: die Sonde 1 wird in einer Richtung senkrecht zu der Bitreihe 4 mit einer Amplitude in Schwingungen versetzt, die geringer ist als die Breite der Aufzeichnungsbitreihe 4, und die Steuerschaltung 9 gibt ein Spursteuersignal 11 an das spurverfolgende piezoelektrische Element 7b aus, um dieses derart zu steuern, daß die Sonde 1 sich auf der Bitreihe 4 halten kann, genauso wie bei der oben beschriebenen Ausführungsform. Wenn die Wiedergabe mit der der Bitreihe 4 auf diese Weise folgenden Sonde 1 erfolgt, erhält man Signale unterschiedlicher Pegel entsprechend dem Spurverfolgungsbit 4a und dem Informationsbit 4b über die Strom- Spannungs-Wandlerschaltung 7 und den Verstärker 8. Diese Signale werden von der Demodulierschaltung 15, beispielsweise einer Binärumsetzschaltung wie bei der obigen Ausführungsform, in der Weise demoduliert, daß man ein Wiedergabesignal 16 erhalten kann. Das heißt, das Demodulieren erfolgt aufgrund der Differenz zwischen dem Widerstandswert der Bits mit Hilfe beispielsweise einer Binärumsetzschaltung.
• Fig. 4 ist ein Blockdiagramm, welches den Aufbau der Aufzeichnungs-Wiedergabe- Vorrichtung nach einer dritten Ausführungsform der Erfindung zeigt. Fig. 5 zeigt die Lagebeziehung zwischen der Sonde und Datenreihen sowie der Stärke einer Modulationskomponente einer feinen Schwingung, die in dem dann erhaltenen Nachweissignal enthalten ist. Fig. 6 veranschaulicht das dann erhaltene Tunnelstrom- Nachweissignal. Fig. 8 ist eine Darstellung einer Aufzeichnungs-Wiedergabe- Vorrichtung unter Verwendung eines plattenähnlichen Aufzeichnungsmediums.
• Im folgenden wird der Aufbau schematisch anhand der Fig. 8 erläutert. Bezugszeichen 101 bezeichnet eine Sonde, Bezugszeichen 102 ein piezoelektrisches Element vom zylindrischen Typ zum Treiben der Sonde 101, Bezugszeichen 103 bezeichnet ein Aufzeichnungsmedium, und Bezugszeichen 104 bezeichnet eine Datenreihe, die auf dem Aufzeichnungsmedium aufgezeichnet ist.
• Das Aufzeichnungsmedium 103 ist scheibenförmig ausgebildet und wird von einem Motor 141 mit konstanter Winkelgeschwindigkeit oder konstanter linearer Geschwindigkeit bewegt. Die Datenreihe 104 kann spiralförmig oder in Form konzentrischer Kreise aufgezeichnet werden. Die Sonde 101 ist an einer Kopfeinheit 142 mit dem zylindrischen piezoelektrischen Element 102 fixiert, während radial in Richtung des Aufzeichnungsmediums 103 entlang einer Führungswelle 143 von einem Angriffsmechanismus, beispielsweise einem nicht gezeigten Linearmotor linear angetrieben und kann auf irgendeine Datenreihe zugreifen, um dadurch ein Aufzeichnen oder Wiedergeben von Daten vorzunehmen. Zu dieser Zeit erfolgt der Zugriff zu einer gewünschten Datenreihe durch einen Positionsdetektor, beispielsweise einen nicht dargestellten Linearcodierer. Anschließend wird die Sonde 101 derart gesteuert, daß sie der gewünschten Datenreihe folgt.
• Anhand der Fig. 4 wird das Aufzeichnungs-Wiedergabe-Verfahren beschrieben. Zwischen die Sonde 101 und das Aufzeichnungsmedium 103 wird von einer Vorspannungsquelle 106 eine Vorspannung gelegt. Ein zwischen der Sonde 101 und dem Medium 103 jetzt fließende Tunnelstrom wird von einer Strom-Spannungs- Wandlerschaltung 107 in ein Spannungssignal umgesetzt, welches von einer logarithmischen Umsetzschaltung 108 logarithmisch transformiert wird, so daß die Signalstärke proportional zu dem Abstand zwischen der Sonde und dem Aufzeichnungsmedium sein kann. Durch Verwendung dieses Ausgangssignals erfolgt eine Steuerung in der Weise, daß der mittlere Abstand konstant werden kann, wenn sich die Sonde 101 und das Aufzeichnungsmedium 103 relativ zueinander bewegen. Das heißt: das Ausgangssignal der logarithmischen Umsetzschaltung 108 wird eine Einstellschaltung 109 für einen mittleren Tunnelstrom eingegeben, und ein Differenzsignal (ein Fehlersignal) in Bezug auf einen Einstellwert, der ein gewünschtes Intervall darstellt, wird nachgewiesen, und dieses Signal wird dann über ein Tiefpaßfilter 110, welches eine Frequenz durchläßt, die ausreichend geringer ist als die Datenbit-Nachweisfrequenz, und einen Verstärker 111 an eine Elektrode 113 gelegt, um das zylindrische piezoelektrische Element in eine Richtung Z zu steuern. Hierdurch treibt das zylindrische piezoelektrische Element die Sonde in Z-Richtung an, um die Abweichung von dem Soll-Intervall wettzumachen.
• Während der Aufzeichnung wird ein Signal von einer Aufzeichnungssteuereinheit 115 nach Maßgabe eines Aufzeichnungssignals 114 an eine Impulsanlegeschaltung 116 gegeben. Die impulsförmige Spannung aus dieser Impulsanlegeschaltung 116 wird von einem Addierer 105 auf die Vorspannung addiert, um dann zwischen das Aufzeichnungsmedium 103 und die Sonde 101 gelegt zu werden, wodurch die Aufzeichnung erfolgt.
• Während der Wiedergabe wird die Sonde 101 über eine gewünschte Datenreihe bewegt, und die Sonde 101 weist eine Änderung des Informationsbitabschnitts und des Spurverfolgungsbitteils des Tunnelstroms zwischen der Sonde und der Oberfläche des Aufzeichnungsmediums 103 nach, was weiter unten noch erläutert wird, um dadurch die Wiedergabe durchzuführen.
• Als Aufzeichnungsmedium 103 kann von einem Glas-Metall Gebrauch gemacht werden, welches unter Verwendung der Spritz-Lösch-Methode hergestellt wird. Insbesondere wird Rh-Zr verwendet, bei dem es sich um eine Art Glaslegierung handelt. Das Glas-Metall hat ausreichende Flachheit (0,1 nm Effektivwert oder darunter) bei der vorliegenden Ausführungsform, indem vom physikalischen Ätzen mit Ar&spplus;-Ionen oder dergleichen Gebrauch gemacht wird. Die dem Aufzeichnungsmedium 103 gegenüberliegende Sonde 101 wird durch Elektrolyse und Polieren von Wolfram erhalten, ihr Spitzenradius R beträgt 0,1 µm oder weniger.
• Im folgenden wird das Aufzeichnungsverfahren beschrieben. Das Aufzeichnen erfolgt durch die Ausbildung von Informationsbits und Spurverfolgungsbits. Die Ausbildung der Spurverfolgungsbits 100A erfolgt durch Anlegen einer Spannung von 1,0 V zwischen das Aufzeichnungsmedium 103 und die Sonde 101 über die Vorspannungsquelle 106, wobei anschließend ein elektrischer Strom von 200 nA, der viel größer ist als 1 nA (dies ist ein Tunnelstrom, der üblicherweise zwischen dem Aufzeichnungsmedium 103 und der Sonde 101 fließt, wenn eine Probe mit Hilfe des STM beobachtet wird) eingespeist, um dann erneut auf 1 nA zurückzukehren. Hierdurch wird die Oberfläche des Glas-Metalls durch Joul'sche Wärme angeschmolzen und durch starke elektrostatische Kraft zwischen dem Aufzeichnungsmedium 103 und der Sonde 101 angezogen, so daß sich ein kleines Bit ausbildet. Die Größe des Bits, wie sie anschließend mit Hilfe des STM abgeschätzt wird, betrug 20 nm im Durchmesser und 5 nm in der Höhe.
• Andererseits wird das Informationsbit 100B dadurch ausgebildet, daß eine Spannung von 1,5 V zwischen das Aufzeichnungsmedium 103 und die Sonde 101 gelegt und anschließend der Tunnelstrom von 1 nA auf 200 nA moduliert wird, um anschließend auf 1 nA zurückzukehren. In diesem Fall wird durch die Differenz zwischen der elektrostatischen Kraft, die zwischen dem Aufzeichnungsmedium 103 und der Sonde 101 wirkt, und der zugeführten Energie, das Informationsbit als ein Bit mit einem Durchmesser von 30 nm und einer Höhe von 10 nm gebildet, was also größer ist als die Abmessungen des Aufzeichnungsbits. Die eigentliche Aufzeichnung erfolgt durch Aufzeichnen der Informationsbits 100B anstelle von Spurverfolgungsbits, entsprechend einem Aufzeichnungssignal 114, während das Auftragen der Spurverfolgungsbits 100a in den übrigen Intervallen stattfindet. In anderen Worten: wenn ein digitales Signal "O" aufgezeichnet werden soll, wird ein Spurverfolgungsbit gebildet, und wenn ein digitales Signal "1" aufgezeichnet werden soll, wird ein Informationsbit gebildet.
• Im folgenden wird das Wiedergabeverfahren beschrieben.
• Während der Wiedergabe wird die Sonde 101 zu einer gewünschten Bitreihe 104 bewegt, anschließend wird die Bitreihe 104 mit Hilfe der Sonde 101 abgetastet, und eine Änderung des Tunnelstroms, verursacht durch die Klassifizierungen der Bits, d.h. die Differenz zwischen den Informationsbits und den Spurverfolgungsbits, wird nachgewiesen, um dadurch die Wiedergabe zu bewerkstelligen. Da die Aufzeichnung der Bitreihe 104 nur positioniert wird durch den Positionsdetektor eines Bewegungsmechanismus, wird die Datenreihe fein gewellt aufgezeichnet durch die Temperaturdrift der Vorrichtung und durch von außen einwirkende Schwingungen. Außerdem wird die Wiedergabe in ähnlicher Weise beeinflußt, und die Sonde 101 kann die Datenreihe 104 nicht dadurch verfolgen, daß sie lediglich mit Hilfe des Positionsdetektors des Bewegungsmechanismus positioniert wird, so daß der Rauschabstand bei der Wiedergabe schlecht wird. Erfindungsgemäß erfolgt deshalb die Steuerung in der Weise, daß die Wiedergabe erfolgen kann, während die Sonde 101 einer gewünschten Datenreihe 104 folgt, wenn die Sonde von dem Bewegungsmechanismus so bewegt wird, daß sie der Datenreihe 104 folgt.
• Wenn die Sonde 101 auf der Datenreihe 104 positioniert ist, werden Wiedergabesignale von den Spurverfolgungsbit 100A und Informationsbits 100B dem Tunnelstrom überlagert, und aus dem Ausgangssignal der logarithmischen Umsetzschaltung 108 wird lediglich die Frequenz des Wiedergabesignals mit Hilfe des Bandpaßfilters 117 herausgegriffen. Dabei wird die Sonde 101 ständig in Schwingungen versetzt, wie dies in Fig. 5 gezeigt ist, und zwar mit einer Amplitude, die kleiner ist als die Breite der Datenreihe 104, und mit einer Frequenz f in einer Richtung senkrecht zu der Datenreihe 104. (Die Frequenz f ist genügend klein, im Vergleich zu der Frequenz des Wiedergabesignals der Datenreihe 104.) Die Amplitude des Wiedergabesignals der Datenreihe variiert in Übereinstimmung mit der Lagerabweichung der Abtastlinie (der Abtastposition) der Sonde 101 gegenüber der Datenreihe 104. Das heißt: die Amplitudenstärke des Modulationssignals wird gemäß Fig. 5 dann am größten, wenn die Sonde die Mitte der Datenreihe abtastet, sie wird am kleinsten, wenn die Sonde sich außerhalb der Datenreihe befindet. Wenn zu dieser Zeit die Sonde 101 mit der Frequenz f in Schwingung versetzt wird, wie dies bei a&sub1; in Fig. 6 angedeutet ist, ändert sich das Ausgangssignal der Binärumsetzschaltung A, der das Ausgangssignal des Bandpaßfilters 117 zugeführt wird, wie dies in Fig. 6 durch die Signale Sb&sub1;, Sc&sub1; und Sd&sub1; dargestellt ist, abhängig von den Positionen der Pfeile b&sub1;-d&sub1; in Fig. 5. Das heißt: das Signal von der Datenreihe ist in seiner Impulsbreite übereinstimmend mit dem Abweichungsbetrag gegenüber der Spur moduliert. Wenn dieses Signal mit Hilfe eines Bandpaßfilters (BPF) 121 herausgegriffen wird, hat es die in Fig. 6 bei Sb&sub1;', Sc&sub1;' bzw. Sd&sub1;' dargestellte Form. Im Gegensatz zu der Schwingungswellenform a&sub1; der Sonde 101 wird das Signal in der Amplitude klein gemäß dem Signal Sc&sub1;', wenn die Sonde 101 sich in direkter Abtastung auf der Mittellinie der Datenreihe befindet, was dem Pfeil c&sub1; entspricht, und im Gegensatz zu der Schwingungswellenform a&sub1; ist das Signal um 180º außer Phase und wird in der Amplitude klein, wenn die Sonde gegen die Mittellinie nach oben versetzt abtastet, wie es durch den Pfeil b&sub1; angegeben ist, und im Gegensatz zu der Schwingungswellenform a&sub1; der Sonde hat das Signal gleiche Phase und erhält größte Amplitude dann, wenn die Sonde die Abtastung gegenüber der Mittellinie nach unten versetzt durchführt. Wenn daher eine Phasendemodulation des Ausgangssignals des BPF 121 mit dem Standardsignal der Frequenz f der Sonde 101 als Referenzsignal erfolgt, erhält man ein Signal, welches proportional zum Abweichungsbetrag gegenüber der Datenreihe ist, und es wird eine Regelung möglich, mit deren Hilfe die Sonde 101 unter Verwendung dieses Signals auf der Datenreihe gehalten wird.
• Dies wird im folgenden detailliert unter Bezugnahme auf die Fig. 4 erläutert.
• In Fig. 4 wird eine Sinuswelle mit einer Frequenz f, die von einem Referenzsignaloszillator 118 erzeugt wird, an die Elektrode 112 eines zylindrischen piezoelektrischen Elements 102 über einen Addierer 119 gelegt, wodurch die Sonde 101 ständig sehr fein in Schwingungen versetzt wird, und zwar senkrecht zur Richtung der Datenreihe. Andererseits wird das Ausgangssignal des Bandpaßfilters 117, bei dem es sich um ein Wiedergabesignal der Datenreihe handelt, in die Binärumsetzschaltung A 120 eingegeben, um die Spurverfolgungsinformation herauszugreifen, und wird auf das Bandpaßfilter 121 gegeben. Dieses Ausgangssignal wird in eine Phasendemodulierschaltung 122 eingegeben, und es erfolgt die oben erläuterte Phasendemodulation des Referenzsignals aus dem Referenzsignaloszillator 118 mit der Frequenz f. Das Ergebnis am Ausgang wird mit Hilfe eines Tiefpaßfilters 123 geglättet und als Positionsabweichungs-Detektiersignal über einen Verstärker 124 und den Addierer 119 zusammen mit einem Treibersignal, welches die vorerwähnte Schwingung mit der Frequenz f bewirkt, auf die Elektrode 112 des zylindrischen piezoelektrischen Elements 102 gegeben, so daß die Sonde 101 so gesteuert wird, daß sie nicht von der Datenreihe abweicht. Auf diese Weise erfolgt die Spursteuerung. Ein Teil des Ausgangssignals der Binärumsetzschaltung A 120 wird in ein Bandpaßfilter 128 eingegeben und zur Bildung eines Referenztaktsignals verwendet, was weiter unten noch beschrieben wird.
• Die Wiedergabe des Signais erfolgt, während eine derartige Positionssteuerung der Sonde vorgenommen wird, und diese Wiedergabe soll im folgenden unter Bezugnahme auf Fig. 7 erläutert werden.
• Wenn die Sonde 101 auf der Datenreihe gemäß Fig. 7A in ihrer Position geregelt wird, werden Tunnelstromsignale unterschiedlicher Pegel nach Maßgabe der Spurverfolgungsbits 100a und der Informationsbits 100b von dem Bandpaßfilter 117 erhalten (Fig. 7B). Zu dieser Zeit wird das Ausgangssignal mit Hilfe eines Schwellenwerts A&sub1; in einen binären Wert umgesetzt (dies ist der Abschneidepegel der Binärumsetzschaltung A 120), und wie in Fig. 7D gezeigt ist, wird ein binäres Signal, basierend auf den Signalen sowohl von den Spurverfolgungsbits als auch den Informationsbits erhalten, wobei die Positionssteuerung in der oben erläuterten Weise mit Hilfe dieses Signals erfolgt. Außerdem wird das Ausgangssignal des Bandpaßfilters 117 mit Hilfe eines Schwellenwerts B&sub1; in einen Binärwert umgesetzt (der Abschnittspegel einer Binärumsetzschaltung B 125), und ein Signal von lediglich den Informationsbits gemäß Fig. 7C wird separiert. Damit wird das Signal von diesen Informationsbits in eine Wiedergabesignal-Demodulierschaltung 126 eingegeben, die mit dem Ausgangssignal des Bandpaßfilters 128 (Fig. 7E) als Referenztakt arbeitet, so daß ein Wiedergabesignal 127 erhalten wird. Das heißt: das Vorhandensein oder das Fehlen des Signals von einem Informationsbit während der Erzeugung jedes Taktsignals wird mit Hilfe dieses Referenztakts erkannt, und es wird beispielsweise unterschieden zwischen digitalen Signalen "1" und "0", wodurch schließlich ein Wiedergabesignal gebildet wird. Da auf diese Weise das Vorhandensein oder das Fehlen des Informationsbits ermittelt wird durch die Zeitsteuerung des Referenztaktsignals, welches sowohl von den Spurverfolgungsbits als auch den Informationsbits gewonnen wird, kann die Wiedergabesignal-Demodulierschaltung zuverlässig unterscheiden zwischen dem Vorhandensein und dem Fehlen des Informationsbits an einer betreffenden Stelle, an der sich ein Bit (ein Informationsbit oder ein Spurverfolgungsbit) befindet, und selbst dann, wenn es kein Informationsbit gibt (d.h. wenn nur Spurverfolgungsbits vorhanden sind), gibt es keine fehlerhafte Feststellung bezüglich der Anzahl von Bits.
• Bei den oben erläuterten Ausführungsbeispielen wird die Sonde in einer feinen Schwingbewegung über der Datenreihe gehalten, um sie auf dem Medium in ihrer Position zu steuern, jedoch beeinflußt dies nur wenig die Unterscheidung des Vorhandenseins bzw. Fehlens des Informationsbits, weil das gebildete Informationsbit groß ist, und unabhängig von der Position der Sonde über der Datenreihe ein Signal mit hohem Rauschabstand aus den Informationsbits gewonnen wird.
• Bei der dritten Ausführungsform wird eine Binärumsetzschaltung mit einem vorbestimmten Abschneidepegel dazu benutzt, Informationsbits von Spurverfolgungsbits zu trennen. Allerdings ist die vorliegende Erfindung nicht auf ein solches Verfahren beschränkt, sondern man kann der Nachweisimpulsbreite bezüglich des Tunnelstromsignals Aufmerksamkeit schenken. Das heißt, man kann eine Unterscheidungsschaltung vorsehen, die die Impulsbreite des Tunnelstroms auswertet, und man kann die Informationsbitkomponenten von den Spurverfolgungsbitkomponenten mit Hilfe einer solchen Schaltung trennen. Der Unterschied in der Größe von Informationsbits einerseits und Spurverfolgungsbits andererseits läßt sich auf diese Weise nachweisen, um die Bits voneinander zu unterscheiden und so die Information wieder zu gewinnen.
• Zwar ist bei den oben beschriebenen Ausführungsformen das Aufzeichnungsmedium scheibenförmig ausgebildet, jedoch kann eine ähnliche Steuerung auch dann vorgenommen werden, wenn das Aufzeichnungsmedium kartenförmig oder bandförmig ist.
• Bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen wird die Sonde in eine feine Schwingbewegung versetzt, alternativ jedoch kann ein Antriebselement in der Weise verwendet werden, daß das Aufzeichnungsmedium in feine Schwingungen versetzt wird. Außerdem ist die Antriebseinrichtung für die Sonde nicht beschränkt auf ein zylindrisches piezoelektrisches Element, sondern es können auch andere Antriebselemente verwendet werden, beispielsweise ein bimorphes piezoelektrisches Element.
• Bei der dritten Ausführungsform wird als Aufzeichnungsmedium ein Medium verwendet, bei dem das Modulationsmaß der Oberfläche zwecks Änderung des Tunnelstroms bei der Vorspannung variiert, jedoch kann alternativ von einem Medium Gebrauch gemacht werden, welches drei oder mehr elektrisch stabile Zustände bei einer Änderung des Tunnelstroms oder der Vorspannung gemäß der zweiten Ausführungsform aufweist, beispielsweise eine organische monomolekulare Schicht, deren Moleküle ein auf eine Elektrode auflaminiertes konjugiertes p-Elektronen- System aufweisen, oder man kann einen daraus geschichteten Film verwenden. Wird ein derartiges Medium verwendet, so wird eine geeignete Differenz der Aufzeichnungsfläche zwischen dem Informationsbit und dem Spurverfolgungsbit hergenommen, und dennoch kann der Unterschied zwischen den Signalpegeln auf einem großen Wert gehalten werden, so daß die Spurverfolgung nur geringfügig fehleranfällig ist und dennoch eine Wiedergabe mit noch höherem Rauschabstand möglich wird.
• Die Änderungen der Bitzustände sind nicht auf zwei Arten beschränkt, sondern es können drei und noch mehr Arten gegeben sein. Das heißt, das beispielsweise drei oder noch mehr Arten von Bits unterschiedlicher Größe als Bits für die Aufzeichnung und die Wiedergabe gebildet werden können.

Claims (4)

1. Verfahren zum Aufzeichnen und Wiedergeben digitaler Information, umfassend die Schritte:

- ein Informationsaufzeichnungsmedium (3) und eine Sonde (1) werden derart relativ zueinander bewegt, daß die Sonde eine Oberfläche des Mediums in einer vorbestimmten Abtastrichtung abtastet,

- es werden Aufzeichnungsbits (4) entsprechend der Information auf dem Medium mit Hilfe der Sonde gebildet,

- die gebildeten Aufzeichnungsbits werden mit Hilfe der Sonde reproduziert, und

- es wird eine Spursteuerung der Sonde durchgeführt,

dadurch gekennzeichnet, daß

- die gebildeten Aufzeichnungsbits während der Wiedergabe für die Spursteuerung herangezogen werden,

- bei dem Schritt der Bildung der Aufzeichnungsbits Aufzeichnungsbits (4a, b) immer dann gebildet werden, wenn ein die Information repräsentierender Digitalwert aufzuzeichnen ist,

- jedes der gebildeten Aufzeichnungsbits mit Hilfe eines von zwei oder mehr Arten von Zustandsänderungen relativ zu dem aufzeichnungsfreien Zustand auf dem Medium gebildet wird, und

- die gebildeten Aufzeichnungsbits in etwa gleichen Intervallen zueinander entlang der Abtastrichtung angeordnet sind.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Zustand die Form oder die elektrischen Kennwerte der gebildeten Aufzeichnungsbits (4a, 4b) betrifft.

3. Informationsaufzeichnungs- und -Wiedergabevorrichtung, umfassend:

- eine Sonde (2),

- eine Einrichtung (9, 10, 5b, 5b') zum Bewegen der Sonde relativ zu einem Informationsaufzeichnungsmedium (3) derart, daß die Sonde eine Oberfläche des Mediums abtastet, und

- eine Einrichtung (6, 9, 13, 14) zum Bilden von digitaler Information entsprechenden Aufzeichnungsbits (4) auf dem Medium unter Verwendung der Sonde,

- eine Einrichtung zum Reproduzieren der gebildeten Aufzeichnungsbits mit Hilfe der Sonde, und

- eine Einrichtung (9) zum Durchführen einer Spursteuerung der Sonde,

dadurch gekennzeichnet, daß

- die Einrichtung zum Ausführen einer Spurverfolgung dazu ausgebildet ist, während der Wiedergabe für die Spursteuerung die gebildeten Aufzeichnungsbits zu verwenden,

- die Einrichtung zum Bilden von Aufzeichnungsbits dazu ausgebildet ist, Aufzeichnungsbits (4a, 4b) immer dann zu bilden, wenn ein die Information repräsentierender Digitalwert aufzuzeichnen ist, so daß jedes der gebildeten Aufzeichnungsbits durch eine von zwei oder mehr Arten von Zustandsänderungen relativ zu dem aufzeichnungsfreien Zustand des Mediums gebildet wird und die Aufzeichnungsbits entlang der Abtastrichtung in im wesentlichen gleichen Intervallen angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, bei der der Zustand die Form oder die elektrischen Kennwerte der gebildeten Aufzeichnungsbits (4b) betrifft.