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JP2748182B2 - Recording medium, method of manufacturing the same, recording method, recording / reproducing method, recording device, reproducing device, recording / reproducing device - Google Patents

Recording medium, method of manufacturing the same, recording method, recording / reproducing method, recording device, reproducing device, recording / reproducing device

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JP2748182B2
JP2748182B2 JP20115790A JP20115790A JP2748182B2 JP 2748182 B2 JP2748182 B2 JP 2748182B2 JP 20115790 A JP20115790 A JP 20115790A JP 20115790 A JP20115790 A JP 20115790A JP 2748182 B2 JP2748182 B2 JP 2748182B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
recording
recording medium
probe electrode
electrode
layer
Prior art date
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JP20115790A
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Japanese (ja)
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春紀 河田
清 瀧本
秀行 河岸
有子 森川
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Priority to CA002035748A priority patent/CA2035748C/en
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Priority to EP91301000A priority patent/EP0441626B1/en
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Priority to US08/967,784 priority patent/US6308405B1/en
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  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Optical Record Carriers And Manufacture Thereof (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、導電性材料の探針であるプローブ電極と導
電性物質間に電圧を加えることで生じるトンネル電流を
適用する記録媒体とその製造方法、かかる記録媒体を用
いた記録方法、記録再生方法、記録装置、再生装置、記
録再生装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a recording medium applying a tunnel current generated by applying a voltage between a probe electrode, which is a probe of a conductive material, and a conductive substance, and manufacturing the recording medium. The present invention relates to a method, a recording method using such a recording medium, a recording / reproducing method, a recording device, a reproducing device, and a recording / reproducing device.

[従来の技術] 近年、情報化社会の発展につれ、大容量メモリ化技術
の開発が行われている。最近では走査型トンネル電子顕
微鏡(以後STMと略す)を用いた記録再生装置が登場し
てきた(例えば特開昭61−80536号公報等)。かかるSTM
は導電性材料からなる探針(プローブ電極)と導電性物
質間に電圧を加えて1nm程度の距離まで近づけるとトン
ネル電流が流れることを利用しているものである。この
電流は両者の距離変化に非常に敏感である。トンネル電
流を一定に保つようにプローブ電極を走査することによ
り実空間の全電子雲に関する種々の情報をも読みとるこ
とができる。この際、面内方向の分解能は0.1nm程度で
ある。
[Prior Art] In recent years, with the development of the information-oriented society, development of a large-capacity memory technology has been performed. Recently, a recording / reproducing apparatus using a scanning tunneling electron microscope (hereinafter abbreviated as STM) has appeared (for example, JP-A-61-80536). Such STM
Utilizes the fact that a tunnel current flows when a voltage is applied between a probe (probe electrode) made of a conductive material and a conductive material to approach a distance of about 1 nm. This current is very sensitive to changes in the distance between them. By scanning the probe electrode so as to keep the tunnel current constant, it is possible to read various kinds of information on all electron clouds in the real space. At this time, the resolution in the in-plane direction is about 0.1 nm.

従って、STMの原理を応用すれば充分に原子オーダー
(サブナノメートル)での高密度記録再生を行うことが
可能である。
Therefore, if the principle of STM is applied, it is possible to perform high-density recording / reproducing on the order of atoms (sub-nanometer).

また、STMを応用したメモリの記録再生方法に関して
は、検出されたトンネル電流の値を平均化させサーボを
かけることによってプローブ電極と記録面表面の距離
(Z)をあまり変化させずにプローブを高速に移動さ
せ、再生を高速に行う提案がされている(実開平1−13
3239号公報)。
Regarding the recording / reproducing method of memory using STM, the detected tunnel current value is averaged and servo is applied, so that the probe can be operated at high speed without changing the distance (Z) between the probe electrode and the recording surface much. (Japanese Utility Model Application Laid-Open No. 1-13).
No. 3239).

この方式は、プローブを記録層表面を走査させるとき
にZ軸方向に表面の凹凸に応じたプローブの空間位置の
変位量を少なくすることによってプローブ走査速度を高
速化し、再生速度を大幅に向上させたものである。
In this method, when scanning the surface of the recording layer with a probe, the probe scanning speed is increased by reducing the amount of displacement of the spatial position of the probe according to the surface irregularities in the Z-axis direction, thereby greatly improving the reproduction speed. It is a thing.

また、記録層として電圧電流のスイッチング特性に対
してメモリ効果をもつ材料、例えばπ電子系有機材料や
カルコゲン化合物類の薄膜層を用いて記録、再生をSTM
で行う方法が提案されている(特開昭63−161552号公報
等)。この方法によれば、記録のビットサイズを10nmと
すれば1012bit/cm2もの大容量記録再生が可能である。
STM is used for recording and playback using a material that has a memory effect on the switching characteristics of voltage and current, such as a π-electron organic material or a thin film layer of chalcogen compounds as the recording layer.
(For example, JP-A-63-161552). According to this method, large-capacity recording and reproduction of 10 12 bits / cm 2 is possible if the recording bit size is 10 nm.

第2図に従来の記録媒体の断面例を示す。105はトラ
ックであり、106はトラックを有する溝(トラック
溝)、102は金属電極及び記録層、101は平滑基板であ
る。また、104は記録面である。ここで用いられる記録
媒体には、トラックを有することが必要である。トラッ
クがない場合においては、記録再生が非常に困難なもの
となる。
FIG. 2 shows a cross-sectional example of a conventional recording medium. 105 is a track, 106 is a groove having a track (track groove), 102 is a metal electrode and a recording layer, and 101 is a smooth substrate. Reference numeral 104 denotes a recording surface. The recording medium used here must have a track. When there is no track, recording and reproduction become very difficult.

トラックが凹凸の段差部分を指し、このときトラック
溝の深さは電極表面から約50Å乃至100Åであった。
The track indicates the step portion of the unevenness, and the depth of the track groove was about 50 ° to 100 ° from the electrode surface.

かかるトラック溝深さを有する場合、記録面104との
間のトンネル電流は検出可能でも、その位置(Z軸方
向)にプローブ電極がある限り、記録面上方からトラッ
ク溝上方に移動しても、トラック溝底部からのトンネル
電流を検出することは困難である。
With such a track groove depth, a tunnel current between the recording surface 104 and the recording surface 104 can be detected. It is difficult to detect the tunnel current from the bottom of the track groove.

このような構成において、仮にプローブ電極が記録再
生時のZ軸空間座標の位置を保ったままトラック溝の上
部に位置してしまった場合、即ちトラッキングエラーを
生じた場合、プローブにより電流を検出することができ
なくなるため、Z軸方向のフィードバックがかからない
可能性が高くなる。フィードバックを常にかけるために
は、プローブがどの位置にあってもプローブにより電流
を検出する必要がある。
In such a configuration, if the probe electrode is positioned above the track groove while maintaining the position of the Z-axis spatial coordinate at the time of recording / reproducing, that is, if a tracking error occurs, a current is detected by the probe. Therefore, there is a high possibility that feedback in the Z-axis direction is not applied. In order to always provide feedback, it is necessary to detect the current by the probe regardless of the position of the probe.

[発明が解決しようとする課題] 以上述べたような従来技術の問題点に鑑み、本発明の
目的とするところは、 プローブ電極が記録面上方からずれトラック溝上方
に位置したときでも、トンネル電流を検出ならしめZ軸
方向のフィードバックがかかった状態を保つようにし、
プローブ電極のZ軸の高さ情報を常に検知しておくこと
によりプローブ電極の記録面への接触、トラック溝の一
部の接触による記録面、プローブ電極の損傷等を防ぐこ
とを可能にした記録媒体であり更には高速記録再生を可
能にした記録媒体、 上述のような記録媒体を用いた記録装置、再生装
置、記録再生装置、 さらには、かかる記録媒体の製造方法、等を提供す
ることにある。
[Problems to be Solved by the Invention] In view of the above-mentioned problems of the prior art, an object of the present invention is to provide a structure in which even when a probe electrode is displaced from above a recording surface and positioned above a track groove, a tunnel current is reduced. And keep the feedback in the Z-axis direction.
Recording that can prevent the contact of the probe electrode with the recording surface, the recording surface due to the contact of a part of the track groove, the damage of the probe electrode, etc. by always detecting the height information of the Z-axis of the probe electrode. It is an object of the present invention to provide a recording medium which is a medium and which enables high-speed recording and reproduction, a recording apparatus using the recording medium as described above, a reproducing apparatus, a recording and reproducing apparatus, and a method for manufacturing such a recording medium. is there.

[課題を解決するための手段及び作用] 本発明の特徴とするところは、 第1に、プローブ電極から電圧を印加することにより
情報の記録又は再生が行なわれる記録媒体において、基
板と、該基板上に形成され、前記プローブ電極に対向す
る側の表面に、凹凸の高さの差が1nm以下の平滑面及び
該平滑面に隣接して平滑面に対して凹状に形成されたト
ラック溝を有する電極層と、該電極層の平滑面上に形成
され、電圧を印加することによって互いに導電率が異な
る2つ以上の状態の間でその特性が遷移する記録層とか
らなり、前記トラック溝の深さが20Åであることを特徴
とする記録媒体である。
[Means and Actions for Solving the Problems] The features of the present invention are as follows. First, in a recording medium on or from which information is recorded or reproduced by applying a voltage from a probe electrode, On the surface on the side facing the probe electrode, formed is a smooth surface having a height difference of 1 nm or less and a track groove formed adjacent to the smooth surface and formed concavely with respect to the smooth surface. An electrode layer; and a recording layer formed on a smooth surface of the electrode layer and having a property that transitions between two or more states having different conductivity by applying a voltage. Is a recording medium characterized by having a length of 20 mm.

第2に、ブローブ電極から電圧を印加することにより
情報の記録又は再生が行なわれるトラックを有する記録
媒体の製造方法において、凹凸の高さの差が1nm以下の
平滑面を有する母材を用意する工程と、該母材の平滑面
上に厚さが20Å以下の有機薄膜を形成する工程と、該有
機薄膜をパターニングすることによって、前記トラック
に対応した形状の凸部を残して、前記母材の平滑面を露
出させる工程と、前記母材の平滑面及び凸部上に電極層
を形成する工程と、該電極層の母材と接している面と反
対側の面に基板を貼り合わせる工程と、前記電極層を母
材から引き剥がすことにより、電極層を基板に転写する
工程と、基板に転写された電極層の前記母材の平滑面及
び凸部に接していた面上に、電圧を印加することによっ
て互いに導電率が異なる2つ以上の状態の間でその特性
が遷移する記録層を形成する工程とからなることを特徴
とする記録媒体の製造方法である。
Second, in a method for manufacturing a recording medium having a track on which information is recorded or reproduced by applying a voltage from a probe electrode, a base material having a smooth surface with a difference in height of unevenness of 1 nm or less is prepared. A step of forming an organic thin film having a thickness of 20 ° or less on a smooth surface of the base material, and patterning the organic thin film to leave a convex portion having a shape corresponding to the track, thereby forming the base material. Exposing a smooth surface, forming an electrode layer on the smooth surface and the projections of the base material, and bonding a substrate to a surface of the electrode layer opposite to a surface in contact with the base material. Transferring the electrode layer to the substrate by peeling the electrode layer from the base material, and applying a voltage to the surface of the electrode layer transferred to the substrate that is in contact with the smooth surface and the convex portion of the base material. Different conductivity by applying Its characteristics between two or more states are producing method of a recording medium, characterized in that comprising the step of forming a recording layer of transition.

第3に、上記第1の発明の記録媒体を用い、該記録媒
体の記録層の表面を該表面に近接配置されたプローブ電
極で相対的に走査しながら、前記電極層とプローブ電極
との間にバイアス電圧を印加し、プローブ電極に流れる
トンネル電流を検出することによって前記記録媒体のト
ラックを識別し、前記電極層とプローブ電極との間にパ
ルス電圧を印加することによって情報を記録することを
特徴とする記録方法である。
Third, while using the recording medium of the first invention, the surface of the recording layer of the recording medium is relatively scanned by a probe electrode disposed close to the surface, the distance between the electrode layer and the probe electrode is increased. Applying a bias voltage to the recording medium to identify a track of the recording medium by detecting a tunnel current flowing through the probe electrode, and recording information by applying a pulse voltage between the electrode layer and the probe electrode. This is a characteristic recording method.

第4に、上記第1の発明の記録媒体を用い、該記録媒
体の記録層の表面を該表面に近接配置されたプローブ電
極で相対的に走査しながら、前記電極層とプローブ電極
との間にバイアス電圧を印加し、プローブ電極に流れる
トンネル電流を検出することによって前記記録媒体のト
ラックを識別し、前記電極層とプローブ電極との間にパ
ルス電圧を印加することによって情報を記録し、情報が
記録された記録層の表面を該表面に近接配置されたプロ
ーブ電極で相対的に走査しながら、前記電極層とプロー
ブ電極との間にバイアス電圧を印加し、プローブ電極に
流れるトンネル電流を検出することによって情報を再生
することを特徴とする記録再生方法である。
Fourth, using the recording medium according to the first aspect of the invention, the surface of the recording layer of the recording medium is relatively scanned by a probe electrode disposed close to the surface, and the surface of the recording layer is interposed between the electrode layer and the probe electrode. A bias voltage is applied to detect a track of the recording medium by detecting a tunnel current flowing through a probe electrode, and information is recorded by applying a pulse voltage between the electrode layer and the probe electrode, thereby recording information. A bias voltage is applied between the electrode layer and the probe electrode while relatively scanning the surface of the recording layer on which is recorded by the probe electrode disposed close to the surface, and a tunnel current flowing through the probe electrode is detected. And reproducing the information by performing the operation.

第5に、上記第1の発明の記録媒体と、該記録媒体の
記録層の表面に近接配置されたプローブ電極と、該プロ
ーブ電極を記録媒体に対して相対的に走査させる走査手
段と、前記記録媒体の電極層とプローブ電極との間にバ
イアス電圧を印加し、プローブ電極に流れるトンネル電
流を検出することによって前記記録媒体のトラックを識
別する識別回路と、前記記録媒体の電極層とプローブ電
極との間にパルス電圧を印加することによって情報を記
録する記録回路とからなることを特徴とする記録装置で
ある。
Fifth, the recording medium according to the first aspect of the invention, a probe electrode disposed in proximity to the surface of the recording layer of the recording medium, a scanning unit configured to scan the probe electrode relative to the recording medium, An identification circuit that identifies a track of the recording medium by applying a bias voltage between the electrode layer of the recording medium and the probe electrode and detects a tunnel current flowing through the probe electrode; And a recording circuit for recording information by applying a pulse voltage between the recording device and the recording circuit.

第6に、上記第1の発明の記録媒体と、該記録媒体の
記録層の表面に近接配置されたプローブ電極と、該プロ
ーブ電極を記録媒体に対して相対的に走査させる走査手
段と、前記記録媒体の電極層とプローブ電極との間にバ
イアス電圧を印加し、プローブ電極に流れるトンネル電
流を検出することによって前記記録媒体の記録層に記録
された情報を再生する再生回路とからなることを特徴と
する再生装置である。
Sixth, the recording medium according to the first aspect of the invention, a probe electrode disposed close to a surface of a recording layer of the recording medium, scanning means for scanning the probe electrode relative to the recording medium, A bias voltage is applied between the electrode layer of the recording medium and the probe electrode, and a reproducing circuit that reproduces information recorded on the recording layer of the recording medium by detecting a tunnel current flowing through the probe electrode. It is a reproducing apparatus characterized by the following.

第7に、上記第1の発明の記録媒体と、該記録媒体の
記録層の表面に近接配置されたプローブ電極と、該プロ
ーブ電極を記録媒体に対して相対的に走査させる走査手
段と、前記記録媒体の電極層とプローブ電極との間にバ
イアス電圧を印加し、プローブ電極に流れるトンネル電
流を検出することによって前記記録媒体のトラックを識
別する識別回路と、前記記録媒体の電極層とプローブ電
極との間にパルス電圧を印加することによって情報を記
録する記録回路と、前記記録媒体の電極層とプローブ電
極との間にバイアス電圧を印加し、プローブ電極に流れ
るトンネル電流を検出することによって前記記録媒体の
記録層に記録された情報を再生する再生回路とからなる
記録再生装置である。
Seventh, the recording medium according to the first aspect of the invention, a probe electrode arranged in proximity to the surface of the recording layer of the recording medium, a scanning unit for relatively scanning the probe electrode with respect to the recording medium, An identification circuit that identifies a track of the recording medium by applying a bias voltage between the electrode layer of the recording medium and the probe electrode and detects a tunnel current flowing through the probe electrode; A recording circuit for recording information by applying a pulse voltage between the recording medium and a bias voltage between the electrode layer of the recording medium and the probe electrode, and detecting a tunnel current flowing through the probe electrode. This is a recording / reproducing apparatus including a reproducing circuit for reproducing information recorded on a recording layer of a recording medium.

以下に、本発明の構成及び作用につき説明する。 Hereinafter, the configuration and operation of the present invention will be described.

第1図に本発明の一つである記録媒体を示す。105は
トラック、106はトラックを有する溝(トラック溝)で
あり、102は金属電極及び記録層であり、101は基板であ
る。また104は記録位置に相当する記録面である。
FIG. 1 shows a recording medium according to one embodiment of the present invention. 105 is a track, 106 is a groove having a track (track groove), 102 is a metal electrode and a recording layer, and 101 is a substrate. Reference numeral 104 denotes a recording surface corresponding to a recording position.

ここで、本発明の特徴であるトラック溝106はできる
だけ浅い方がよく、好ましい深さは導電性材料層の表面
からトンネル電流を検出することが可能な領域である。
それは導電性材料の仕事関数、バイアス電圧等によって
若干異なり、最大でもその距離は数nm程度であるが、そ
の電流検出方法等の観点により距離は20Å以下である。
Here, the track groove 106, which is a feature of the present invention, is preferably as shallow as possible, and a preferable depth is a region where a tunnel current can be detected from the surface of the conductive material layer.
It varies slightly depending on the work function of the conductive material, the bias voltage, and the like. The distance is at most about several nm, but the distance is 20 ° or less from the viewpoint of the current detection method and the like.

次に、本発明に係る別の記録媒体を第3図に示す。本
発明においては、上述第1図に示す記録媒体に比べ、金
属電極102′と記録層103とを別体としたものである。か
かる構成の特徴とする点は、記録層103としては導電性
材料に限らず、層状の有機薄膜等を用いることができる
ことにある。この場合、薄膜の厚さとしては4Å〜20Å
以内(印加電圧0.1〜10Vのとき)であれば両電極間にト
ンネル電流を得ることができる。
Next, another recording medium according to the present invention is shown in FIG. In the present invention, the metal electrode 102 'and the recording layer 103 are separate from the recording medium shown in FIG. The feature of this configuration is that the recording layer 103 is not limited to a conductive material, and a layered organic thin film or the like can be used. In this case, the thickness of the thin film is 4 to 20 mm.
Within this range (when the applied voltage is 0.1 to 10 V), a tunnel current can be obtained between both electrodes.

次に、上述の記録媒体を用いた記録再生装置について
説明する。第4図に示すのは、かかる装置の概略構成図
である。
Next, a recording / reproducing apparatus using the above-described recording medium will be described. FIG. 4 is a schematic configuration diagram of such an apparatus.

ここでは、基板101上に金属電極層102′さらにその上
に記録層103を設けたタイプの記録媒体を具備した構成
とした。201はXYステージ、202はプローブ電極、203は
プローブ電極の支持体、204はプローブ電極をZ方向に
駆動するリニアアクチュエータ、205、206はXYステージ
をそれぞれX、Y方向に駆動するリニアアクチュエー
タ、207はパルス電圧回路である。301はプローブ電極か
ら記録層103を介して電極層102′へ流れる電流を検出す
る増幅器である。302は電流の変化をプローブ電極と記
録層の間隙距離に比例する値に変換するための対数圧縮
器、303は記録層の表面凹凸成分を抽出するための低域
通過フィルターである。304は基準電圧VREFと低域通過
フィルター303との出力との誤差を検出する誤差増幅
器、305はアクチュエータ204を駆動するドライバーであ
る。306はXYステージの位置制御を行う駆動回路、307は
データ成分を分離する高域通過フィルターである。
Here, a configuration is provided in which a recording medium of a type in which a metal electrode layer 102 ′ is provided on a substrate 101 and a recording layer 103 is further provided thereon. 201 is an XY stage, 202 is a probe electrode, 203 is a support for the probe electrode, 204 is a linear actuator for driving the probe electrode in the Z direction, 205 and 206 are linear actuators for driving the XY stage in the X and Y directions, 207 Is a pulse voltage circuit. An amplifier 301 detects a current flowing from the probe electrode to the electrode layer 102 'via the recording layer 103. Reference numeral 302 denotes a logarithmic compressor for converting a change in current into a value proportional to the distance between the probe electrode and the recording layer, and reference numeral 303 denotes a low-pass filter for extracting a surface unevenness component of the recording layer. An error amplifier 304 detects an error between the reference voltage V REF and the output of the low-pass filter 303, and a driver 305 drives the actuator 204. 306 is a drive circuit for controlling the position of the XY stage, and 307 is a high-pass filter for separating data components.

尚、言うまでもなく上述他の記録媒体を具備した構成
とすることも可能である。さらに、ここでは記録再生消
去装置について示したが、記録装置,再生装置等として
も構成することができる。
Needless to say, a configuration including the other recording medium described above is also possible. Furthermore, although the recording / reproducing / erasing device has been described here, the present invention can also be configured as a recording device, a reproducing device, or the like.

次に、本発明に係る記録媒体の製造方法を示す。先
ず、第5図(b)に示すように溶融石英、マイカ基板等
の平滑性の極めて良好な基板107上に電気線等のエネル
ギー線に感度を有する両親媒性の有機材料をラングミュ
アーブロジェット法(LB法)により薄膜108を形成させ
る。LB法で形成された膜はLB膜と呼ばれる。次に(c)
に示すようにエネルギー線をパターン状に照射後、現像
等を行いパターニングを行う。次に(d)に示すように
通常の真空蒸着法、スパッタ法、エピタキシャル成長法
により金属電極層102をパターニングされた基板上に形
成する。次に(e)に示すように剥離を行う基板(電極
を形成する基板101)にポリイミド系接着剤、エポキシ
系接着剤、シアノアクリレート系接着剤等の接着剤を塗
布し、その後電極表面に密着させる。次に、(f)に示
すようにこれを引きはがし金属電極を平滑基板から剥離
することによって電極基板(記録媒体)を得ることがで
きる。
Next, a method for manufacturing a recording medium according to the present invention will be described. First, as shown in FIG. 5 (b), an amphiphilic organic material having sensitivity to energy rays such as electric rays is coated on a substrate 107 having extremely good smoothness such as a fused quartz or mica substrate by Langmuir Blodget. The thin film 108 is formed by a method (LB method). The film formed by the LB method is called an LB film. Then (c)
After irradiation with energy rays in a pattern as shown in FIG. Next, as shown in (d), a metal electrode layer 102 is formed on the patterned substrate by a normal vacuum deposition method, a sputtering method, or an epitaxial growth method. Next, as shown in (e), an adhesive such as a polyimide-based adhesive, an epoxy-based adhesive, a cyanoacrylate-based adhesive, or the like is applied to the substrate to be peeled (the substrate 101 on which the electrodes are formed), and then adhered to the electrode surface Let it. Next, as shown in (f), the metal substrate is peeled off and the metal electrode is peeled off from the smooth substrate to obtain an electrode substrate (recording medium).

次に、(g)に示すようにこの電極基板を用い、記録
層を形成する。記録層に用いる有機材料及び形成方法は
以下に述べる。
Next, a recording layer is formed using this electrode substrate as shown in FIG. The organic material used for the recording layer and the forming method are described below.

有機薄膜材料としては、電流−電圧特性に於いてメモ
リースイッチング現象(電気メモリー効果)を有する材
料、例えば、π電子準位をもつ群とσ電子準位のみを有
する群を併有する分子を電極上に積層した有機単分子膜
あるいはその累積膜を用いることが可能となる。電気メ
モリー効果は前記の有機単分子膜、その累積膜等の薄膜
を一対の電極間に配置させた状態でそれぞれ異なる2つ
以上の導電率を示す状態(第7図ON状態、OFF状態)へ
遷移させることが可能なしきい値電圧を印加することに
より可逆的に低抵抗状態(ON状態)及び高抵抗状態(OF
F状態)へ遷移(スイッチング)させることができる。
またそれぞれの状態は電圧を印加しなくとも、保持(メ
モリー)しておくことができる。
As an organic thin film material, a material having a memory switching phenomenon (electric memory effect) in current-voltage characteristics, for example, a molecule having both a group having a π-electron level and a group having only a σ-electron level is formed on an electrode. It is possible to use an organic monomolecular film or a cumulative film thereof laminated on the substrate. The electric memory effect is a state in which a thin film such as the above-mentioned organic monomolecular film and its cumulative film is disposed between a pair of electrodes, and shows a state showing two or more different electric conductivities (FIG. 7 ON state, OFF state). A low-resistance state (ON state) and a high-resistance state (OF
(F state).
In addition, each state can be retained (memory) without applying a voltage.

一般に有機材料のほとんどは絶縁性もしくは半絶縁性
を示すことから係る本発明に於て、適用可能なπ電子準
位を持つ群を有する有機材料は著しく多岐にわたる。本
発明に好適なπ電子系を有する色素の構造として例え
ば、フタロシアニン、テトラフェニルポリフィリン等の
ポルフィリン骨格を有する色素、スクアリリウム基及び
クロコニックメチン基を結合鎖として持つアズレン系色
素及びキノリン、ベンゾチアゾール、ベンゾオキサゾー
ル等の2個の含窒素複素環をスクアリリウム基及びクロ
コニックメチン基により結合したシアニン系類似の色
素、またはシアニン色素、アントラセン及びピレン等の
縮合多環芳香族、及び芳香環及び複素環化合物が重合し
た鎖状化合物及びジアセチレン基の重合体、さらにはテ
トラシアノキノジメタンまたはテトラチアフルバレンの
誘導体およびその類縁体およびその電荷移動錯体、また
さらにはフェロセン、トリスビピリジンルテニウム錯体
等の金属錯体化合物が挙げられる。
In general, most of organic materials exhibit insulating or semi-insulating properties, and therefore, in the present invention, the organic materials having a group having an applicable π-electron level are extremely wide-ranging. Examples of the structure of the dye having a π-electron system suitable for the present invention include, for example, phthalocyanine, a dye having a porphyrin skeleton such as tetraphenylporphyrin, an azulene-based dye having a squarylium group and a croconic methine group as a binding chain, quinoline, and benzothiazole; Cyanine-like dyes in which two nitrogen-containing heterocycles such as benzoxazole are bonded by a squarylium group and a croconic methine group, or condensed polycyclic aromatics such as cyanine dyes, anthracene and pyrene, and aromatic rings and heterocyclic compounds Is a chain compound and a polymer of a diacetylene group, furthermore, a derivative of tetracyanoquinodimethane or tetrathiafulvalene and an analog thereof and a charge transfer complex thereof, and further, a metal complex such as ferrocene and trisbipyridine ruthenium complex. Compound And the like.

本発明に好適な高分子材料としては、例えばポリアク
リル酸誘導体等の付加重合体、ポリイミド等の縮合重合
体、ナイロン等の開環重合体等の生体高分子が挙げられ
る。
Examples of the polymer material suitable for the present invention include biopolymers such as addition polymers such as polyacrylic acid derivatives, condensation polymers such as polyimide, and ring-opening polymers such as nylon.

有機記録層の形成に関しては、具体的には蒸着法やク
ラスターイオンビーム法等の適用も可能であるが、制御
性、容易性そして再現性から公知の従来技術の中ではLB
法が極めて好適である。
With respect to the formation of the organic recording layer, specifically, a vapor deposition method, a cluster ion beam method, or the like can be applied.However, among known conventional techniques from the viewpoint of controllability, easiness and reproducibility, LB is used.
The method is very suitable.

このLB法によれば、1分子中に疎水性部位と親水性部
位とを有する有機化合物の単分子膜またはその累積膜を
基板上に容易に形成することができ、分子オーダーの厚
みを有し、かつ大面積にわたって均一、均質な有機超薄
膜を安定に供給することができる。
According to this LB method, a monomolecular film of an organic compound having a hydrophobic site and a hydrophilic site in one molecule or a cumulative film thereof can be easily formed on a substrate, and has a thickness on a molecular order. In addition, a uniform and uniform organic ultrathin film can be stably supplied over a large area.

LB法は分子内に親水性部位と疎水性部位とを有する構
造の分子において、両者のバランス(両親媒性のバラン
ス)が適度に保たれているとき、分子は水面上で親水性
基を下に向けて単分子の層になることを利用して単分子
膜またはその累積膜を形成する方法である。
In the LB method, when a molecule having a structure having a hydrophilic site and a hydrophobic site in the molecule and the balance between them (the balance of amphipathicity) is appropriately maintained, the molecule moves down the hydrophilic group on the water surface. This is a method of forming a monomolecular film or a cumulative film thereof by utilizing a monomolecular layer.

疎水性部位を構成する基としては、一般に広く知られ
ている飽和及び不飽和炭化水素基や縮合多環芳香族基及
び鎖状多環フェニル基等の各種疎水基が挙げられる。こ
れらは各々単独又はその複数が組み合わされて疎水性部
位を構成する。一方、親水性部位の構成要素として最も
代表的なものは、例えばカルボキシル基、エステル基、
酸アミド基、イミド基、ヒドロキシル基、更にはアミノ
基(1,2,3級及び4級)等の親水性基等が挙げられる。
Examples of the group constituting the hydrophobic site include various generally known saturated and unsaturated hydrocarbon groups, condensed polycyclic aromatic groups, and linear polycyclic phenyl groups. Each of these constitutes a hydrophobic site alone or in combination of two or more thereof. On the other hand, the most typical components of the hydrophilic site are, for example, a carboxyl group, an ester group,
Examples thereof include acid amide groups, imide groups, hydroxyl groups, and hydrophilic groups such as amino groups (1, 2, tertiary and quaternary).

これらも各々単独又はその複数が組み合わされて上記
分子の親水性部分を構成する。
Each of these may be used alone or in combination with a plurality thereof to constitute the hydrophilic portion of the molecule.

これらの疎水性基と親水性基をバランス良く併有した
有機分子であれば、水面上で単分子膜を形成することが
可能であり、本発明に対して極めて好適な材料となる。
An organic molecule having both a hydrophobic group and a hydrophilic group in a well-balanced manner can form a monomolecular film on the water surface, and is a very suitable material for the present invention.

一方、平滑な面を有する電極はこの過程で平滑な基板
上に蒸着させた電極を剥離し、他の基板上の移しとるこ
とによって作成することができる。この電極表面は平滑
な基板の表面を反映したものであり、得られる電極基板
の表面も平滑な基板表面と同等なものを得ることができ
る。
On the other hand, an electrode having a smooth surface can be formed by peeling off the electrode deposited on a smooth substrate in this process and transferring it to another substrate. The electrode surface reflects the smooth surface of the substrate, and the surface of the obtained electrode substrate can be equivalent to the smooth substrate surface.

以上のような製造方法により、電極層に従来に比べて
浅いトラック溝を形成することができ、最終的にかかる
溝底部からのトンネル電流を検出できることが可能とな
る。
According to the manufacturing method as described above, a track groove shallower than the conventional one can be formed in the electrode layer, and it becomes possible to finally detect a tunnel current from the groove bottom.

[実施例] 以下、本発明の実施例を説明する。[Example] Hereinafter, an example of the present invention will be described.

実施例1 本実施例では、第1図に示すタイプの記録媒体を作製
した。先ず、ポリイソブチルメタクリレート(PIBM)を
溶融石英基板上にラングミュアーブロジェット法(LB
法)により1層堆積させた。1層の厚さは約10Åであっ
た。
Example 1 In this example, a recording medium of the type shown in FIG. 1 was manufactured. First, polyisobutyl methacrylate (PIBM) was coated on a fused silica substrate by the Langmuir-Blodgett method (LB).
Method) to deposit one layer. The thickness of one layer was about 10 °.

以下にPIBMの単分子膜の作成方法について述べる。PI
BMをクロロホルムに溶解させ、濃度1g/に調製した。
この溶液を水温20℃、純水からなる水相上に展開し、水
面上に単分子膜を形成した。表面圧を12mN/mまで高め、
予め水相中に浸漬させていた洗浄した溶融石英基板を速
度5mm/minで引き上げを行いPIBM単分子膜を形成した。
The method for forming a PIBM monolayer is described below. PI
BM was dissolved in chloroform to adjust the concentration to 1 g /.
This solution was developed on an aqueous phase composed of pure water at a water temperature of 20 ° C. to form a monomolecular film on the water surface. Increase surface pressure to 12mN / m,
The washed fused quartz substrate previously immersed in the aqueous phase was pulled up at a speed of 5 mm / min to form a PIBM monomolecular film.

この薄膜にEB露光装置(エリオニクス社製ELS−330
0)により加速電圧30kV、Does量100μC/cm2で描画を行
った。イソプロピルアルコール/水(85/15)で現像を
行った。続いて真空蒸着法によりAuを25Å/secの蒸着速
度で厚さ1500Åの膜を形成させた。この後、ガラス基板
(Corning#7059)に接着剤(コニシボンドハイテンプH
T−10)を微量塗布しAuを蒸着させた基板のAu表面に密
着させた。密着圧を約0.5kg/cm2に保ち、120℃に加温し
ながら2日間放置した。双方の基板を引き剥したとこ
ろ、溶融石英基板及びパターニングされたPIBM単分子膜
の表面状態を保ったままパターニングされたトラックを
有する記録媒体を得ることができた。
An EB exposure apparatus (ELIONICS ELS-330)
According to 0), writing was performed at an acceleration voltage of 30 kV and a dose of 100 μC / cm 2 . Development was performed with isopropyl alcohol / water (85/15). Subsequently, a film having a thickness of 1500 Å was formed by a vacuum deposition method at a deposition rate of 25 Å / sec. Then, an adhesive (KONISHI BOND HIGH TEMP H) is attached to the glass substrate (Corning # 7059).
A small amount of T-10) was applied and adhered to the Au surface of the substrate on which Au was deposited. The contact pressure was maintained at about 0.5 kg / cm 2, and the mixture was left for 2 days while heating to 120 ° C. When the two substrates were peeled off, a recording medium having patterned tracks was obtained while maintaining the surface states of the fused quartz substrate and the patterned PIBM monomolecular film.

観察はSTMを用いることによって行った。トラックは
設定通りの幅を有していた。トラック溝深さは約8Åで
あった。これをプローブのZ軸方向のフィードバック制
御を穏やかにし、検知された電流値の変化に対し、プロ
ーブのZ軸変位量を小さくした状態でSTMを用いて記録
再生時と同様にプローブを走査したところ、トラック溝
の位置にプローブがきてもプローブで電流を検知するこ
とができた。
The observation was performed by using STM. The truck had the width as set. The track groove depth was about 8 °. When the probe was scanned in the same manner as recording and playback using STM with the probe's Z-axis direction feedback control moderated and the probe's Z-axis displacement reduced against the detected change in the current value. Even when the probe came to the position of the track groove, the current could be detected by the probe.

実施例2 本実施例では、第1図に示すタイプの記録媒体を作製
した。先ず、ポリイソブチルメタクリレート(PIBM)を
溶融石英基板上にラングミュアーブロジェット法(LB
法)により2層堆積させた。1層の厚さは約10Åであっ
た。
Example 2 In this example, a recording medium of the type shown in FIG. 1 was manufactured. First, polyisobutyl methacrylate (PIBM) was coated on a fused silica substrate by the Langmuir-Blodgett method (LB).
Method) to deposit two layers. The thickness of one layer was about 10 °.

以下にPIBMの単分子膜の作成方法について述べる。PI
BMをクロロホルムに溶解させ、濃度1g/に調製した。
この溶液を水温20℃、純水からなる水相上に展開し、水
面上に単分子膜を形成した。表面圧を12mN/mまで高め、
予め水相中に浸漬させていた洗浄した溶融石英基板を速
度5mm/minで引き上げを行いPIBM単分子累積膜を形成し
た。
The method for forming a PIBM monolayer is described below. PI
BM was dissolved in chloroform to adjust the concentration to 1 g /.
This solution was developed on an aqueous phase composed of pure water at a water temperature of 20 ° C. to form a monomolecular film on the water surface. Increase surface pressure to 12mN / m,
The washed fused quartz substrate previously immersed in the aqueous phase was pulled up at a speed of 5 mm / min to form a PIBM monomolecular cumulative film.

この薄膜にEB露光装置(エリオニクス社製ELS−330
0)により加速電圧30kV、Dose量100μC/cm2で描画を行
った。イソプロピルアルコール/水(85/15)で現像を
行った。続いて真空蒸着法によりAuを25Å/secの蒸着速
度で厚さ1500Åの膜を形成させた。この後、ガラス基板
(Corning#7059)に接着剤(コニシボンドハイテンプH
T−10)を微量塗布しAuを蒸着させた基板のAu表面に密
着させた。密着圧を約0.5kg/cm2に保ち、120℃に加温し
ながら2日間放置した。双方の基板を引き剥したとこ
ろ、溶融石英基板及びパターニングされたPIBM単分子膜
の表面状態を保ったままパターニングされたトラックを
有する記録媒体を得ることができた。
An EB exposure apparatus (ELIONICS ELS-330)
According to 0), writing was performed at an acceleration voltage of 30 kV and a dose of 100 μC / cm 2 . Development was performed with isopropyl alcohol / water (85/15). Subsequently, a film having a thickness of 1500 Å was formed by a vacuum deposition method at a deposition rate of 25 Å / sec. Then, an adhesive (KONISHI BOND HIGH TEMP H) is attached to the glass substrate (Corning # 7059).
A small amount of T-10) was applied and adhered to the Au surface of the substrate on which Au was deposited. The contact pressure was maintained at about 0.5 kg / cm 2, and the mixture was left for 2 days while heating to 120 ° C. When the two substrates were peeled off, a recording medium having patterned tracks was obtained while maintaining the surface states of the fused quartz substrate and the patterned PIBM monomolecular film.

観察はSTMを用いることによって行った。トラックは
設定通りの幅を有していた。トラック溝深さは約18Åで
あった。これをプローブのZ軸方向のフィードバック制
御を穏やかにし、検知された電流値の変化に対し、プロ
ーブのZ軸変位量を小さくした状態でSTMを用いて記録
再生時と同様にプローブを走査したところ、トラック溝
の位置にプローブがきてもプローブで電流を検知するこ
とができた。
The observation was performed by using STM. The truck had the width as set. The track groove depth was about 18 mm. When the probe was scanned in the same manner as recording and playback using STM with the probe's Z-axis direction feedback control moderated and the probe's Z-axis displacement reduced against the detected change in the current value. Even when the probe came to the position of the track groove, the current could be detected by the probe.

実施例3 本実施例では、第1図に示すタイプの記録媒体を作製
した。先ず、4,4′−ジアミノジフェニルエーテル及び
無水ピロメリット酸を重合して得られるポリアミック酸
(PAAD−DDE/PAA)を用い、溶融石英基板上にラングミ
ュアーブロジェット法により2層の単分子累積膜を形成
させた。1層の厚さは約15Åであった。
Example 3 In this example, a recording medium of the type shown in FIG. 1 was manufactured. First, using a polyamic acid (PAAD-DDE / PAA) obtained by polymerizing 4,4'-diaminodiphenyl ether and pyromellitic anhydride, a two-layer monomolecular cumulative film is formed on a fused quartz substrate by a Langmuir-Blodgett method. Was formed. The thickness of one layer was about 15 °.

以下にPAAD−DDE/PAAの単分子膜の作成方法について
述べる。PAAD−DDE/PAAのジメチルアセトアミド(DMA
C)溶液(単量体換算濃度1×10-3mol/)にPAAD−DDE
/PAAの繰り返し単位1当量に対して2の割合でN,N−ジ
メチルヘキサデシルアミン(DHDA)を加え、PAAD−DDE/
PAA/DHDA溶液を調製した。この溶液を水温20℃、純水か
らなる水相上に展開し、水面上に単分子膜を形成した。
Hereinafter, a method of forming a monolayer of PAAD-DDE / PAA will be described. Dimethylacetamide of PAAD-DDE / PAA (DMA
C) PAAD-DDE in solution (concentration in terms of monomer 1 × 10 -3 mol /)
N, N-dimethylhexadecylamine (DHDA) was added at a ratio of 2 to 1 equivalent of the repeating unit of / PAA, and PAAD-DDE /
A PAA / DHDA solution was prepared. This solution was developed on an aqueous phase composed of pure water at a water temperature of 20 ° C. to form a monomolecular film on the water surface.

この薄膜にLB露光装置(エリオニクス社製ELS−330
0)により加速電圧30kV、Dose量60μC/cm2で描画を行っ
た。DMACで現像を行い、150℃で2時間焼成しポリアミ
ック酸をイミド化しポリイミド(PI−DDE/PAA)にし
た。このとき得られたポリイミドの厚さは1層あたり約
5Åであった。
An LB exposure system (ELIONICS ELS-330)
According to 0), writing was performed at an acceleration voltage of 30 kV and a dose of 60 μC / cm 2 . The film was developed by DMAC and baked at 150 ° C. for 2 hours to imidize the polyamic acid to obtain a polyimide (PI-DDE / PAA). The thickness of the polyimide obtained at this time was about 5 ° per layer.

続いて真空蒸着法によりAuを25Å/secの蒸着速度で厚
さ1500Åの膜を形成させた。この後、ガラス基板(Corn
ing#7059)に接着剤(コニシボンドハイテンプHT−1
0)を微量塗布しAuを蒸着させた基板のAu表面に密着さ
せた。密着圧を約0.5kg/cm2に保ち、120℃に加温しなが
ら2日間放置した。双方の基板を引き剥したところ、溶
融石英基板及びパターニングされたポリイミドLB膜の表
面状態を保ったままパターニングされたトラックを有す
る記録媒体を得ることができた。
Subsequently, a film having a thickness of 1500 Å was formed by a vacuum deposition method at a deposition rate of 25 Å / sec. After this, the glass substrate (Corn
ing # 7059) with adhesive (KONISHI BOND HIGH TEMP HT-1)
A small amount of 0) was applied and adhered to the Au surface of the substrate on which Au was deposited. The contact pressure was maintained at about 0.5 kg / cm 2, and the mixture was left for 2 days while heating to 120 ° C. When the two substrates were peeled off, a recording medium having patterned tracks was obtained while maintaining the surface condition of the fused quartz substrate and the patterned polyimide LB film.

観察はSTMを用いることによって行った。トラックは
設定通りの幅を有していた。トラック溝深さは約8Åで
あった。これをプローブのZ軸方向のフィードバック制
御を穏やかにし、検知された電流値の変化に対し、プロ
ーブのZ軸変位量を小さくした状態でSTMを用いて記録
再生時と同様にプローブを走査したところ、トラック溝
の位置にプローブがきてもプローブで電流を検知するこ
とができた。
The observation was performed by using STM. The truck had the width as set. The track groove depth was about 8 °. When the probe was scanned in the same manner as recording and playback using STM with the probe's Z-axis direction feedback control moderated and the probe's Z-axis displacement reduced against the detected change in the current value. Even when the probe came to the position of the track groove, the current could be detected by the probe.

実施例4 本実施例では、第1図に示すタイプの記録媒体を作製
した。先ず、4,4′−ジアミノジフェニルエーテル及び
無水ピロメリット酸を重合して得られるポリアミック酸
(PAAD−DDF/PAA)を用い、溶融石英基板上にラングミ
ュアーブロジェット法により2層の単分子累積膜を形成
させた。1層の厚さは約15Åであった。
Example 4 In this example, a recording medium of the type shown in FIG. 1 was manufactured. First, using a polyamic acid (PAAD-DDF / PAA) obtained by polymerizing 4,4'-diaminodiphenyl ether and pyromellitic anhydride, a two-layer monomolecular cumulative film is formed on a fused quartz substrate by a Langmuir-Blodgett method. Was formed. The thickness of one layer was about 15 °.

以下にPAAD/DDE/PAAの単分子膜の作成方法について述
べる。PAAD−DDE/PAAのジメチルアセトアミド(DMAC)
溶液(単量体換算濃度1×10-3mol/)にPAAD−DDE/PA
Aの繰り返し単位1当量に対して2の割合でN,N−ジメチ
ルヘキサデシルアミン(DHDA)を加え、PAAD−DDE/PAA/
DHDA溶液を調製した。この溶液を水温20℃、純水からな
る水相上に展開し、水面上に単分子累積膜を形成した。
Hereinafter, a method for preparing a monolayer of PAAD / DDE / PAA will be described. Dimethylacetamide (DMAC) of PAAD-DDE / PAA
PAAD-DDE / PA in solution (concentration of monomer 1 × 10 -3 mol /)
N, N-dimethylhexadecylamine (DHDA) was added at a ratio of 2 to 1 equivalent of the repeating unit of A, and PAAD-DDE / PAA /
A DHDA solution was prepared. This solution was developed on an aqueous phase composed of pure water at a water temperature of 20 ° C. to form a monomolecular cumulative film on the water surface.

表面圧を25mN/mまで高め、予め水相上に浸漬させてい
た洗浄した溶融石英基板を速度5mm/minで浸漬、引き上
げを行いPAAD−DDE/PAA単分子累積膜を作成した。
The surface pressure was increased to 25 mN / m, and the washed fused quartz substrate previously immersed in the aqueous phase was immersed at a speed of 5 mm / min and pulled up to form a PAAD-DDE / PAA monomolecular cumulative film.

この薄膜にEB露光装置(エリオニクス社製ELS−330
0)により加速電圧30kV、Dose量60μC/cm2で描画を行っ
た。電子線で露光した部分はイミド化が進行し、ポリイ
ミド(PI−DDE/PAA)になった。このとき得られたポリ
イミドの厚さは1層あたり約5Åであった。段差を有す
る有機単分子膜を得ることができた。
An EB exposure apparatus (ELIONICS ELS-330)
According to 0), writing was performed at an acceleration voltage of 30 kV and a dose of 60 μC / cm 2 . The portion exposed to the electron beam was subjected to imidization to form polyimide (PI-DDE / PAA). The thickness of the polyimide obtained at this time was about 5 ° per layer. An organic monomolecular film having a step was obtained.

続いて真空蒸着法によりAuを25Å/secの蒸着速度で厚
さ1500Åの膜を形成させた。この後、ガラス基板(Corn
ing#7059)に接着剤(コニシボンドハイテンプHT−1
0)を微量塗布しAuを蒸着させた基板のAu表面に密着さ
せた。密着圧を約0.5kg/cm2に保ち、120℃に加温しなが
ら2日間放置した。双方の基板を引き剥したところ、溶
融石英基板及びパターニングされたポリイミドLB膜の表
面状態を保ったままパターニングされたトラックを有す
る記録媒体を得ることができた。
Subsequently, a film having a thickness of 1500 Å was formed by a vacuum deposition method at a deposition rate of 25 Å / sec. After this, the glass substrate (Corn
ing # 7059) with adhesive (KONISHI BOND HIGH TEMP HT-1)
A small amount of 0) was applied and adhered to the Au surface of the substrate on which Au was deposited. The contact pressure was maintained at about 0.5 kg / cm 2, and the mixture was left for 2 days while heating to 120 ° C. When the two substrates were peeled off, a recording medium having patterned tracks was obtained while maintaining the surface condition of the fused quartz substrate and the patterned polyimide LB film.

観察はSTMを用いることによって行った。トラックは
設定通りの幅を有していた。トラック溝深さは約10Åで
あった。これをプローブのZ軸方向のフィードバック制
御を穏やかにし、検知された電流値の変化に対し、プロ
ーブのZ軸変位量を小さくした状態でSTMを用いて記録
再生時と同様にプローブを走査したところ、トラック溝
の位置にプローブがきてもプローブで電流を検知するこ
とができた。
The observation was performed by using STM. The truck had the width as set. The track groove depth was about 10 mm. When the probe was scanned in the same manner as recording and playback using STM with the probe's Z-axis direction feedback control moderated and the probe's Z-axis displacement reduced against the detected change in the current value. Even when the probe came to the position of the track groove, the current could be detected by the probe.

実施例5 実施例1中でのAuの蒸着速度を25Å/secから1Å/sec
に変え、実施例1と同様に行った。その結果、実施例1
と同様の結果を得た。
Example 5 The deposition rate of Au in Example 1 was changed from 25 ° / sec to 1 ° / sec.
And carried out in the same manner as in Example 1. As a result, Example 1
And similar results were obtained.

実施例6 実施例1中で接着剤をコニシボンドハイテンプHT−10
から10時間硬化型2液混合エポキシ系接着剤(コニシボ
ンドEセット)に替え実施例1と同様に行った。その結
果、実施例1と同様の結果を得た。
Example 6 The adhesive in Example 1 was replaced with Konishi Bond High Temp HT-10.
And a 10-hour curable two-liquid mixed epoxy adhesive (KONISHIBON E set) was used in the same manner as in Example 1. As a result, the same result as in Example 1 was obtained.

実施例7 実施例1中で用いられた溶融石英基板の代わりにマイ
カを用い、実施例1と同様に行った。その結果、実施例
1と同様の結果を得た。
Example 7 The same operation as in Example 1 was performed, except that mica was used instead of the fused quartz substrate used in Example 1. As a result, the same result as in Example 1 was obtained.

実施例8 ポリイソブチルメタクリレート(PIBM)を溶融石英基
板上にラングミュアープロジェット法(LB法)により1
層堆積させた。1層の厚さは約10Åであった。
Example 8 Polyisobutyl methacrylate (PIBM) was coated on a fused quartz substrate by the Langmuir Project method (LB method).
Layers were deposited. The thickness of one layer was about 10 °.

以下にPIBMの単分子膜の作成方法について述べる。PI
BMをクロロホルムに溶解させ、濃度1g/に調製した。
この溶液を水温20℃、純水からなる水相上に展開し、水
面上に単分子膜を形成した。表面圧を12mN/mまで高め、
予め水相中に浸漬させていた洗浄した溶融石英基板を速
度5mm/min.で引き上げを行いPIBM単分子膜を作成した。
The method for forming a PIBM monolayer is described below. PI
BM was dissolved in chloroform to adjust the concentration to 1 g /.
This solution was developed on an aqueous phase composed of pure water at a water temperature of 20 ° C. to form a monomolecular film on the water surface. Increase surface pressure to 12mN / m,
The washed fused quartz substrate previously immersed in the aqueous phase was pulled up at a speed of 5 mm / min. To form a PIBM monomolecular film.

この薄膜に紫外光露光装置(キヤノン社製PLA−521F
A)により波長250nmの紫外光をパターンを介して照射を
行った。イソプロピルアルコール/水(85/15)で現像
を行った。続いて真空蒸着法によりAuを25Å/secの蒸着
速度で厚さ1500Åの膜を形成させた。この後、ガラス基
板(Corning#7059)に接着剤(コニシボンドハイテン
プHT−10)を微量塗布しAuを蒸着させた基板のAu表面に
密着させた。密着圧を約0.5kg/cm2に保ち、120℃に加温
しながら2日間放置した。双方の基板を引き剥したとこ
ろ溶融石英基板及びパターニングされたPIBM単分子膜の
表面状態を保ったままパターニングされたトラックを有
する記録媒体を得ることができた。
An ultraviolet light exposure device (PLA-521F manufactured by Canon Inc.) is applied to this thin film.
According to A), ultraviolet light having a wavelength of 250 nm was irradiated through the pattern. Development was performed with isopropyl alcohol / water (85/15). Subsequently, a film having a thickness of 1500 Å was formed by a vacuum deposition method at a deposition rate of 25 Å / sec. Thereafter, a small amount of an adhesive (Conishi Bond High Temp HT-10) was applied to a glass substrate (Corning # 7059), and was adhered to the Au surface of the substrate on which Au was deposited. The contact pressure was maintained at about 0.5 kg / cm 2, and the mixture was left for 2 days while heating to 120 ° C. When both substrates were peeled off, a recording medium having patterned tracks was obtained while maintaining the surface state of the fused quartz substrate and the patterned PIBM monomolecular film.

観察はSTMを用いることによって行った。トラックは
設定通りの幅を有していた。トラック溝深さは約8Åで
あった。これをプローブのZ軸方向のフィードバック制
御を穏やかにし、検知された電流値の変化に対し、プロ
ーブのZ軸変位量を小さくした状態でSTMを用いて記録
再生時と同時にプローブを走査したところトラック溝の
位置にプローブがきてもプローブで電流を検知すること
ができた。
The observation was performed by using STM. The truck had the width as set. The track groove depth was about 8 °. When the probe was scanned at the same time as recording and reproduction using STM with the probe's Z-axis displacement amount reduced while the probe's Z-axis displacement amount was reduced in response to the detected current value change, Even when the probe came to the position of the groove, the current could be detected by the probe.

実施例9 ポリイソブチルメタクリレート(PIBM)を溶融石英基
板上にラングミュアープロジェット法(LB法)により1
層堆積させた。1層の厚さは約10Åであった。
Example 9 Polyisobutyl methacrylate (PIBM) was coated on a fused quartz substrate by the Langmuir Project method (LB method).
Layers were deposited. The thickness of one layer was about 10 °.

以下にPIBMの単分子膜の作成方法について述べる。PI
BMをクロロホルムに溶解させ、濃度1g/に調製した。
この溶液を水温20℃、純水からなる水相上に展開し、水
面上に単分子膜を形成した。表面圧を12mM/mまで高め、
予め水相中に浸漬させていた洗浄したSiO2(1μm厚)
を有するSi基板を速度5mm/min.で引き上げを行いPIBM単
分子膜を作成した。
The method for forming a PIBM monolayer is described below. PI
BM was dissolved in chloroform to adjust the concentration to 1 g /.
This solution was developed on an aqueous phase composed of pure water at a water temperature of 20 ° C. to form a monomolecular film on the water surface. Increase surface pressure to 12mM / m,
Washed SiO 2 (1 μm thick) previously immersed in the aqueous phase
Was lifted at a speed of 5 mm / min. To produce a PIBM monolayer.

この薄膜にEB露光装置(エリオニクス社製ELS−330
0)により加速電圧30kV、Dose量10μc/cm2で描画を行っ
た。イソプロピルアルコール/水(85/15)で現像を行
った。続いて真空蒸着法によりAuを25Å/secの蒸着速度
で厚さ1500Åの膜を形成させた。この後、ガラス基板
(Corning#7059)に接着剤(コニシボンドハイテンプH
T−10)を微量塗布しAuを蒸着させた基板のAu表面に密
着させた。密着圧を約0.5kg/cm2に保ち、120℃に加温し
ながら2日間放置した。双方の基板を引き剥したところ
溶融石英基板及びパターニングされたPIBM単分子膜の表
面状態を保ったままパターニングされたトラックを有す
る記録媒体を得ることができた。
An EB exposure apparatus (ELIONICS ELS-330)
According to 0), writing was performed at an acceleration voltage of 30 kV and a dose of 10 μc / cm 2 . Development was performed with isopropyl alcohol / water (85/15). Subsequently, a film having a thickness of 1500 Å was formed by a vacuum deposition method at a deposition rate of 25 Å / sec. Then, an adhesive (KONISHI BOND HIGH TEMP H) is attached to the glass substrate (Corning # 7059).
A small amount of T-10) was applied and adhered to the Au surface of the substrate on which Au was deposited. The contact pressure was maintained at about 0.5 kg / cm 2, and the mixture was left for 2 days while heating to 120 ° C. When both substrates were peeled off, a recording medium having patterned tracks was obtained while maintaining the surface state of the fused quartz substrate and the patterned PIBM monomolecular film.

観察はSTMを用いることによって行った。トラックは
設定通りの幅を有していた。トラック溝深さは約8Åで
あった。これをプローブのZ軸方向のフィードバック制
御を穏やかにし、検知された電流値の変化に対し、プロ
ーブのZ軸変位量を小さくした状態でSTMを用いて記録
再生時と同時にプローブを走査したところトラック溝の
位置にプローブがきてもプローブで電流を検知すること
ができた。
The observation was performed by using STM. The truck had the width as set. The track groove depth was about 8 °. When the probe was scanned at the same time as recording and reproduction using STM with the probe's Z-axis displacement amount reduced while the probe's Z-axis displacement amount was reduced in response to the detected current value change, Even when the probe came to the position of the groove, the current could be detected by the probe.

実施例10 実施例1で得られた記録媒体を用い、記録再生の実験
を行った。
Example 10 Using the recording medium obtained in Example 1, an experiment of recording and reproduction was performed.

第4図に示す記録再生装置を用い、プローブ電極にタ
ングステンを電解研磨したものを使用した。このプロー
ブ電極は記録層の表面との距離(Z)を電流を一定に保
つように圧電素子により、その距離(Z)が微動制御さ
れている。更に微動制御機構は距離(Z)を一定に保っ
たまま、面内(X,Y)方向にも微動制御できるように設
計されている。
The recording / reproducing apparatus shown in FIG. 4 was used, and a probe electrode obtained by electrolytically polishing tungsten was used. The distance (Z) between the probe electrode and the surface of the recording layer is finely controlled by a piezoelectric element so that the current is kept constant. Further, the fine movement control mechanism is designed so that fine movement control can be performed in the in-plane (X, Y) direction while keeping the distance (Z) constant.

また、プローブ電極は直接、記録再生を行うことがで
きる。記録媒体は高精度のXYステージの上に置かれ、任
意の位置に移動させることができる。前述の記録媒体を
XYステージ上に置いた。次に、プローブ電極と記録媒体
との間に1Vの電圧を印加し、電流をモニターしながらプ
ローブ電極と記録層表面との距離(Z)を調整した。こ
の時、プローブ電極と記録層表面との距離Zを制御する
ためのプローブ電流IPを1010A≧IP≧10-11Aになるよう
に設定した。次に、プローブ電極をトラック上で走査さ
せながら100Åピッチで情報の記録を行った。情報の記
録はプローブ電極を+側、基板電極を−側にして10V、
5μsecの矩形パルス電圧を加えた。
Further, the probe electrode can directly perform recording and reproduction. The recording medium is placed on a high-precision XY stage and can be moved to any position. The above recording medium
Placed on XY stage. Next, a voltage of 1 V was applied between the probe electrode and the recording medium, and the distance (Z) between the probe electrode and the recording layer surface was adjusted while monitoring the current. In this case, setting the probe current I P for controlling the distance Z between the probe electrode and the recording layer surface so that the 10 10 A ≧ I P ≧ 10 -11 A. Next, information was recorded at a pitch of 100 ° while the probe electrode was scanned on the track. Recording information is 10V with the probe electrode + side and the substrate electrode-side.
A rectangular pulse voltage of 5 μsec was applied.

STMを用い、記録表面の観察を行ったところ、記録位
置においては数Åの高さを有する突起物が形成されてい
た。その後プローブ電極を記録開始点に戻し、再び記録
層上を走査させた。この時、記録の読みだしにおいては
Zがほぼ一定になるように設定した。その結果、記録ビ
ットにおいては10nA程度のプローブ電流が流れ、記録を
再生することができた。
Observation of the recording surface using STM revealed that a protrusion having a height of several tens of mm was formed at the recording position. Thereafter, the probe electrode was returned to the recording start point, and the recording layer was scanned again. At this time, Z was set to be substantially constant in reading the record. As a result, a probe current of about 10 nA flowed in the recording bit, and recording could be reproduced.

実施例11 実施例1で得られた記録媒体を用い、記録再生の実験
を行った。
Example 11 Using the recording medium obtained in Example 1, an experiment of recording and reproduction was performed.

第4図に示す記録再生装置を用い、プローブ電極にタ
ングステンを電解研磨したものを使用した。このプロー
ブ電極は記録層の表面との距離(Z)を電流を一定に保
つように圧電素子により、その距離(Z)が微動制御さ
れている。更に微動制御機構は距離(Z)を一定に保っ
たまま、面内(X,Y)方向にも微動制御できるように設
計されている。
The recording / reproducing apparatus shown in FIG. 4 was used, and a probe electrode obtained by electrolytically polishing tungsten was used. The distance (Z) between the probe electrode and the surface of the recording layer is finely controlled by a piezoelectric element so that the current is kept constant. Further, the fine movement control mechanism is designed so that fine movement control can be performed in the in-plane (X, Y) direction while keeping the distance (Z) constant.

また、プローブ電極は直接、記録再生を行うことがで
きる。記録媒体は高精度のXYステージの上に置かれ、任
意の位置に移動させることができる。前述の記録媒体を
XYステージ上に置いた。次に、プローブ電極と記録媒体
との間に1Vの電圧を印加し、電流をモニターしながらプ
ローブ電極と記録層表面との距離(Z)を調整した。こ
の時、プローブ電極と記録層表面との距離Zを制御する
ためのプローブ電流IPを10-10A≧IP≧10-11Aになるよう
に設定した。プローブ電極を予め設けた基準マーカーに
合わせるように初期設定した。基準マーカーより一定の
距離をトラック溝の段差部(トラック)に沿って移動さ
せ、トラック溝方向に対して垂直方向に記録面上を走査
して100Åピッチで情報の記録を行った。そして記録ビ
ットを複数形成した段階で元のトラック位置にプローブ
電極を戻した。更に200Åトラックに沿ってプローブ電
極を移動させ、同様に情報の記録を行った。これを繰り
返し行った。情報の記録はプローブ電極を+側、基板電
極を−側にして4V、50μsecの矩形パルス電圧を加え
た。
Further, the probe electrode can directly perform recording and reproduction. The recording medium is placed on a high-precision XY stage and can be moved to any position. The above recording medium
Placed on XY stage. Next, a voltage of 1 V was applied between the probe electrode and the recording medium, and the distance (Z) between the probe electrode and the recording layer surface was adjusted while monitoring the current. In this case, setting the probe current I P for controlling the distance Z between the probe electrode and the recording layer surface so that 10 -10 A ≧ I P ≧ 10 -11 A. Initially, the probe electrode was set to match a reference marker provided in advance. A certain distance from the reference marker was moved along the step (track) of the track groove, and information was recorded at a pitch of 100 ° by scanning the recording surface in a direction perpendicular to the track groove direction. When a plurality of recording bits were formed, the probe electrode was returned to the original track position. Further, the probe electrode was moved along the 200 ° track, and information was recorded in the same manner. This was repeated. For recording information, a rectangular pulse voltage of 4 V, 50 μsec was applied with the probe electrode on the + side and the substrate electrode on the − side.

STMを用い、記録表面の観察を行ったところ、記録位
置においては数Åの高さを有する突起物が形成されてい
た。
Observation of the recording surface using STM revealed that a protrusion having a height of several tens of mm was formed at the recording position.

またトラックも観察された。その後、記録時と同様に
プローブ電極を予め設けた基準マーカーに合わせるよう
に初期設定した。基準マーカーよりトラックに沿って記
録時に移動させた距離と同等の距離を移動させた。トラ
ック溝方向に垂直に記録面上をZ軸のフィードバックを
穏やかにかけながら走査して情報の再生を行った。少な
くとも全記録ビットを読み出す距離を移動させ、移動が
終了した段階で速やかにプローブ電極をトラックまで戻
した。この時プローブ電極のZ軸に対してフィードバッ
クがかけることが可能であるか検討を行うためにトラッ
クを検出した後に数nm更に同方向に移動させたところ、
即ち、意図的にトラッキングエラーを生じさせたとこ
ろ、十分にトラック溝底部からの電流を検知することが
できた。このことによって常にプローブ電極がZ軸空間
に対しての記録面からの絶対位置を知ることが可能であ
ることが分かった。その後プローブ電極を記録開始点に
戻し、再び記録層上を走査させた。この時、記録の読み
だしにおいてはZがほぼ一定になるように設定した。そ
の結果、記録ビットにおいては10nA程度のプローブ電流
が流れ、記録を再生することができた。
Tracks were also observed. Thereafter, initial settings were made so that the probe electrode was adjusted to a reference marker provided in advance, as in the case of recording. A distance equivalent to the distance moved during recording along the track from the reference marker was moved. Information was reproduced by scanning the recording surface perpendicularly to the track groove direction while gently applying Z-axis feedback. At least the distance for reading all the recording bits was moved, and the probe electrode was immediately returned to the track when the movement was completed. At this time, after detecting a track to move the probe electrode to the Z-axis to determine whether feedback can be applied, the probe was moved several nm further in the same direction.
That is, when a tracking error was intentionally caused, the current from the bottom of the track groove could be sufficiently detected. From this, it was found that the probe electrode can always know the absolute position from the recording surface with respect to the Z-axis space. Thereafter, the probe electrode was returned to the recording start point, and the recording layer was scanned again. At this time, Z was set to be substantially constant in reading the record. As a result, a probe current of about 10 nA flowed in the recording bit, and recording could be reproduced.

実施例12 実施例1で得られた記録媒体を用い、記録再生の実験
を行った。
Example 12 Using the recording medium obtained in Example 1, an experiment of recording and reproduction was performed.

第4図に示す記録再生装置を用い、プローブ電極に白
金製のものを使用した。このプローブ電極は記録層の表
面との距離(Z)を電流を一定に保つように圧電素子に
より、その距離(Z)が微動制御されている。更に微動
制御機構は距離(Z)を一定に保ったまま、面内(X,
Y)方向にも微動制御できるように設計されている。
The recording / reproducing apparatus shown in FIG. 4 was used, and a probe electrode made of platinum was used. The distance (Z) between the probe electrode and the surface of the recording layer is finely controlled by a piezoelectric element so that the current is kept constant. Furthermore, the fine movement control mechanism keeps the distance (Z) constant, and the in-plane (X,
It is designed so that fine movement control can also be performed in the Y) direction.

またプローブ電極は直接、記録再生を行うことができ
る。記録媒体は高精度のXYステージの上に置かれ、任意
の位置に移動させることができる。前述の記録媒体をXY
ステージ上に置いた。
Further, the probe electrode can directly perform recording and reproduction. The recording medium is placed on a high-precision XY stage and can be moved to any position. The above recording medium is XY
Placed on stage.

次にプローブ電極と記録媒体との間に1Vの電圧を印加
し、電流をモニターしながらプローブ電極と記録層表面
との距離(Z)を調整した。この時、プローブ電極と記
録層表面との距離Zを制御するためのプローブ電流IP
10-10A≧IP≧10-11Aになるように設定した。次にプロー
ブ電極をトラック上で走査させながら100Åピッチで情
報の記録を行った。情報の記録はプローブ電極を+側、
基板電極を−側にして10V、5μsecの矩形パルス電圧を
加えた。
Next, a voltage of 1 V was applied between the probe electrode and the recording medium, and the distance (Z) between the probe electrode and the recording layer surface was adjusted while monitoring the current. At this time, the probe current I P for controlling the distance Z between the probe electrode and the recording layer surface
It was set so that 10 -10 A ≧ I P ≧ 10 -11 A. Next, information was recorded at a pitch of 100 ° while scanning the probe electrode on the track. To record information, set the probe electrode to the + side,
A rectangular pulse voltage of 10 V and 5 μsec was applied with the substrate electrode on the negative side.

STMを用い、記録表面の観察を行ったところ、記録位
置においては数Åの高さを有する突起物が形成されてい
た。その後プローブ電極を記録開始点に戻し、再び記録
層上を走査させた。この時、記録の読みだしにおいては
Zがほぼ一定になるように設定した。その結果、記録ビ
ットにおいては10nA程度のプローブ電流が流れ、記録を
再生することができた。
Observation of the recording surface using STM revealed that a protrusion having a height of several tens of mm was formed at the recording position. Thereafter, the probe electrode was returned to the recording start point, and the recording layer was scanned again. At this time, Z was set to be substantially constant in reading the record. As a result, a probe current of about 10 nA flowed in the recording bit, and recording could be reproduced.

実施例13 本実施例では、第3図に示すタイプの記録媒体を作製
した。先ず、ポリイソブチルメタクリレート(PIBM)を
溶融石英基板上にラングミュアーアーブロジェット法
(LB法)により1層堆積させた。1層の厚さは約10Åで
あった。
Example 13 In this example, a recording medium of the type shown in FIG. 3 was manufactured. First, one layer of polyisobutyl methacrylate (PIBM) was deposited on a fused quartz substrate by a Langmuir-Arbjet method (LB method). The thickness of one layer was about 10 °.

以下にPIBMの単分子膜の作成方法について述べる。PI
BMをクロロホルムに溶解させ、濃度1g/に調製した。
この溶液を水温20℃、純水からなる水相上に展開し、水
面上に単分子膜を形成した。表面圧を12mN/mまで高め、
予め水相中に浸漬させていた洗浄した溶融石英基板を速
度5mm/minで引き上げを行いPIBM単分子膜を形成した。
The method for forming a PIBM monolayer is described below. PI
BM was dissolved in chloroform to adjust the concentration to 1 g /.
This solution was developed on an aqueous phase composed of pure water at a water temperature of 20 ° C. to form a monomolecular film on the water surface. Increase surface pressure to 12mN / m,
The washed fused quartz substrate previously immersed in the aqueous phase was pulled up at a speed of 5 mm / min to form a PIBM monomolecular film.

この薄膜にEB露光装置(エリオニクス社製ELS−330
0)により加速電圧30kV、Dose量10μC/cm2で描画を行っ
た。イソプロピルアルコール/水(85/15)で現像を行
った。続いて真空蒸着法によりAuを25Å/secの蒸着速度
で厚さ1500Åの膜を形成させた。この後、ガラス基板
(Corning#7059)に接着剤(コニシボンドハイテンプH
T−10)を微量塗布しAuを蒸着させた基板のAu表面に密
着させた。密着圧を約0.5kg/cm2に保ち、120℃に加温し
ながら2日間放置した。双方の基板を引き剥したとこ
ろ、溶融石英基板及びパターニングされたPIBM単分子膜
の表面状態を保ったままパターニングされたトラックを
有する電極基板を得ることができた。尚、トラック溝深
さは約8Åであった。
An EB exposure apparatus (ELIONICS ELS-330)
According to 0), writing was performed at an acceleration voltage of 30 kV and a dose of 10 μC / cm 2 . Development was performed with isopropyl alcohol / water (85/15). Subsequently, a film having a thickness of 1500 Å was formed by a vacuum deposition method at a deposition rate of 25 Å / sec. Then, an adhesive (KONISHI BOND HIGH TEMP H) is attached to the glass substrate (Corning # 7059).
A small amount of T-10) was applied and adhered to the Au surface of the substrate on which Au was deposited. The contact pressure was maintained at about 0.5 kg / cm 2, and the mixture was left for 2 days while heating to 120 ° C. When the two substrates were peeled off, an electrode substrate having patterned tracks was obtained while maintaining the surface states of the fused quartz substrate and the patterned PIBM monomolecular film. The track groove depth was about 8 °.

次に、かかる電極基板に、記録層103としてPI−DDE/P
AAのラングミュアーブロジェット膜を形成した。以下に
PI−DDE/PAA LB記録層の作成方法について述べる。
Next, PI-DDE / P is formed as a recording layer 103 on the electrode substrate.
A Langmuir-Blodgett film of AA was formed. less than
The method of forming the PI-DDE / PAA LB recording layer will be described.

PI−DDE−PPAの単分子膜は実施例2で記されている成
膜方法によって上述トラック付き電極基板上に2層のPA
AD−DDE/PAA単分子膜を累積する。この薄膜を150℃に加
熱し、記録層103を形成させることにより、プローブを
近接させ電流値を読みとる記録再生装置における記録媒
体を得ることができた。この記録媒体を用い、記録再生
消去の実験を行った。
The monomolecular film of PI-DDE-PPA was formed on the electrode substrate with the track by two layers of PA by the film forming method described in Example 2.
Accumulate AD-DDE / PAA monolayer. By heating this thin film to 150 ° C. to form the recording layer 103, a recording medium in a recording / reproducing apparatus capable of reading a current value by bringing a probe close was obtained. Using this recording medium, an experiment of recording / reproduction / erasing was performed.

プローブ電極として白金製のものを用いた。このプロ
ーブ電極は記録層の表面との距離(Z)を制御するため
のもので電流を一定に保つように圧電素子により、その
距離(Z)が微動制御されている。更に微動制御機構は
距離(Z)を一定に保ったまま、面内(X,Y)方向にも
微動制御できるように設計されている。
A platinum electrode was used as the probe electrode. This probe electrode is for controlling the distance (Z) from the surface of the recording layer, and the distance (Z) is finely controlled by a piezoelectric element so as to keep the current constant. Further, the fine movement control mechanism is designed so that fine movement control can be performed in the in-plane (X, Y) direction while keeping the distance (Z) constant.

またプローブは直接記録再生消去を行うことができ
る。また記録媒体は高精度のXYステージの上に置かれ、
任意の位置に移動させることができる。前述の記録媒体
をXYステージ上に置いた。次にプローブ電極と記録媒体
の基板電極との間に1.5Vの電圧を印加し、電流をモニタ
ーしながらプローブ電極と記録層表面との距離(Z)を
調整した。この時、プローブ電極と記録層表面との距離
Zを制御するためのプローブ電流IPを10-10A≧IP≧10
-11Aになるように設定した。次にプローブ電極をトラッ
ク上で走査させながら100Åピッチで情報の記録を行っ
た。情報の記録はプローブ電極を+側、基板電極を−側
にして電気メモリー材料(ポリイミド薄膜記録層)が低
抵抗状態(ON状態)に変化する第6図に示すしきい値電
圧Vth以上の矩形パルス電圧を加えた。その後、プロー
ブ電極を記録開始点に戻し、再び記録層上を走査させ
た。この時、記録の読みだし時においてはZが一定にな
るように調整した。その結果、記録ビットにおいては10
nA程度のプローブ電流が流れ、ON状態になっていること
が示された。なおプローブ電圧を電気メモリー材料がON
状態からOFF状態に変化するしきい値電圧VthOFF以上の1
0Vに設定し、再び記録位置をトレースした結果、すべて
の記録が消去されOFF状態に遷移したことも確認した。
さらに再度前述の記録開始点にプローブ電極を戻し、前
述の記録方法と同時に再記録を行った。再記録開始点に
プローブ電極を戻し、記録層上を走査し記録の読みだし
を行った。記録ビットにおいては前述と同様に10nA程度
の電流が流れON状態となっていることが確認された。
Further, the probe can directly perform recording / reproduction / erasing. The recording medium is placed on a high-precision XY stage,
It can be moved to any position. The recording medium described above was placed on an XY stage. Next, a voltage of 1.5 V was applied between the probe electrode and the substrate electrode of the recording medium, and while monitoring the current, the distance (Z) between the probe electrode and the recording layer surface was adjusted. In this case, the probe current I P of 10 -10 A ≧ I P ≧ 10 for controlling the distance Z between the probe electrode and the recording layer surface
-11 A. Next, information was recorded at a pitch of 100 ° while scanning the probe electrode on the track. Information records a probe electrode (+) side, the substrate electrode - electrical memory materials in the side (polyimide thin film recording layer) is a low-resistance state (ON state) above the threshold voltage V th shown in FIG. 6 which changes A rectangular pulse voltage was applied. Thereafter, the probe electrode was returned to the recording start point, and the recording layer was scanned again. At this time, adjustment was made so that Z was constant when reading the record. As a result, 10
It was shown that a probe current of about nA flowed and was in the ON state. The probe voltage is turned on for the electric memory material.
Threshold voltage Vth OFF or more that changes from the off state to the off state
As a result of setting the voltage to 0 V and tracing the recording position again, it was confirmed that all the recordings were erased and the state transited to the OFF state.
The probe electrode was returned to the above-mentioned recording start point again, and re-recording was performed simultaneously with the above-mentioned recording method. The probe electrode was returned to the re-recording start point, and the recording layer was scanned to read out the recording. In the recording bit, it was confirmed that a current of about 10 nA flowed in the same manner as described above and was in the ON state.

尚、プローブを白金製のものからタングステンワイヤ
ーを電解研磨したものを用いた場合にも同様の結果を得
た。
Similar results were obtained when using a probe made of platinum and a tungsten wire electrolytically polished.

[発明の効果] 以上述べたように、本発明の記録媒体及びこれを用い
た記録再生装置等によれば、 1)記録再生時においてトラック溝の底部の上でプロー
ブが停止するようなトラッキングエラーが起きても復帰
が容易に行うことが可能になる。
[Effects of the Invention] As described above, according to the recording medium of the present invention and the recording / reproducing apparatus using the same, 1) a tracking error such that the probe stops on the bottom of the track groove during recording / reproducing. Recovery can be easily performed even if the error occurs.

2)アクセス時にトラック溝の上部に位置してしまった
場合、走査時にトラック溝壁に接触が避けられるように
することが可能になる。
2) If it is located above the track groove at the time of access, it is possible to avoid contact with the track groove wall during scanning.

3)トラック溝を形成する場合にパターニングされたLB
膜を用いるが、LB膜は数オングストロームで表面が平滑
な膜を形成することが可能であるためトラック溝の内部
においても記録ビットと錯覚されるような突起物がな
い。
3) Patterned LB when forming track grooves
Although a film is used, the LB film can form a film having a smooth surface at several angstroms, and therefore, there is no projection that is illusion of a recording bit even inside the track groove.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図及び第3図は、本発明の記録媒体の構成断面図を
示すものである。 第2図は、従来の記録媒体の構成断面図を示すものであ
る。 第4図は、本発明の記録媒体を用いた記録再生装置の構
成を示すものである。 第5図は、本発明に係る記録媒体の作製工程を示すもの
である。 第6図は、情報の記録に際し適用した矩形パルス電圧波
形を示すものである。 第7図は、記録媒体の電気的特性を示す特性図である。 101……基板(電極形成用) 102……金属電極層及び記録層 102′……金属電極層 103……記録層 104……記録位置に相当する電極表面 105……トラック 106……トラック溝 107……平滑基板 108……LB膜 201……XYステージ 202……プローブ電極 203……プローブ電極の支持体 204……リニアアクチュエータ(Z軸) 205,206……リニアアクチュエータ(X、Y軸) 207……パルス電圧回路 301……増幅器 302……対数圧縮器 303……低域通過フィルター 304……誤差増幅器 305……ドライバー 306……駆動回路 307……高域通過フィルター
FIG. 1 and FIG. 3 are sectional views showing the configuration of the recording medium of the present invention. FIG. 2 is a sectional view showing the structure of a conventional recording medium. FIG. 4 shows a configuration of a recording / reproducing apparatus using the recording medium of the present invention. FIG. 5 shows a process for producing a recording medium according to the present invention. FIG. 6 shows a rectangular pulse voltage waveform applied in recording information. FIG. 7 is a characteristic diagram showing electrical characteristics of the recording medium. 101 substrate (for forming electrodes) 102 metal electrode layer and recording layer 102 'metal electrode layer 103 recording layer 104 electrode surface corresponding to recording position 105 track 106 groove 107 … Smooth substrate 108 LB film 201 XY stage 202 Probe electrode 203 Probe electrode support 204 Linear actuator (Z axis) 205,206 Linear actuator (X, Y axis) 207 Pulse voltage circuit 301… Amplifier 302… Logarithmic compressor 303… Low-pass filter 304… Error amplifier 305… Driver 306… Drive circuit 307… High-pass filter

Claims (13)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】プローブ電極から電圧を印加することによ
り情報の記録又は再生が行なわれる記録媒体において、
基板と、該基板上に形成され、前記プローブ電極に対向
する側の表面に、凹凸の高さの差が1nm以下の平滑面及
び該平滑面に隣接して平滑面に対して凹状に形成された
トラック溝を有する電極層と、該電極層の平滑面上に形
成され、電圧を印加することによって互いに導電率が異
なる2つ以上の状態の間でその特性が遷移する記録層と
からなり、前記トラック溝の深さが20Åであることを特
徴とする記録媒体。
1. A recording medium on or from which information is recorded or reproduced by applying a voltage from a probe electrode,
A substrate, formed on the substrate, on the surface on the side facing the probe electrode, formed with a difference in height of irregularities of 1 nm or less and a concave surface with respect to the smooth surface adjacent to the smooth surface. An electrode layer having a track groove, and a recording layer formed on a smooth surface of the electrode layer, the characteristics of which transition between two or more states having different electrical conductivity by applying a voltage, A recording medium, wherein the track groove has a depth of 20 °.
【請求項2】前記記録層が、π電子準位をもつ群とσ電
子準位のみをもつ群とを併有する分子を有する有機材料
からなる請求項1に記載の記録媒体。
2. The recording medium according to claim 1, wherein the recording layer is made of an organic material having molecules having both a group having a π-electron level and a group having only a σ-electron level.
【請求項3】前記記録層が、前記有機材料の単分子膜ま
たはこの単分子膜の累積膜からなる請求項2に記載の記
録媒体。
3. The recording medium according to claim 2, wherein said recording layer comprises a monomolecular film of said organic material or a cumulative film of said monomolecular film.
【請求項4】前記記録層の厚さが、4Å〜20Åの範囲に
ある請求項1〜3のいずれかに記載の記録媒体。
4. The recording medium according to claim 1, wherein said recording layer has a thickness in the range of 4 ° to 20 °.
【請求項5】プローブ電極から電圧を印加することによ
り情報の記録又は再生が行なわれるトラックを有する記
録媒体の製造方法において、凹凸の高さの差が1nm以下
の平滑面を有する母材を用意する工程と、該母材の平滑
面上に厚さが20Å以下の有機薄膜を形成する工程と、該
有機薄膜をパターニングすることによって、前記トラッ
クに対応した形状の凸部を残して、前記母材の平滑面を
露出させる工程と、前記母材の平滑面及び凸部上に電極
層を形成する工程と、該電極層の母材と接している面と
反対側の面に基板を貼り合わせる工程と、前記電極層を
母材から引き剥がすことにより、電極層を基板に転写す
る工程と、基板に転写された電極層の前記母材の平滑面
及び凸部に接していた面上に、電圧を印加することによ
って互いに導電率が異なる2つ以上の状態の間でその特
性が遷移する記録層を形成する工程とからなることを特
徴とする記録媒体の製造方法。
5. A method for manufacturing a recording medium having tracks on which information is recorded or reproduced by applying a voltage from a probe electrode, wherein a base material having a smooth surface with a height difference of 1 nm or less is prepared. Performing a step of forming an organic thin film having a thickness of 20 ° or less on a smooth surface of the base material, and patterning the organic thin film to leave a convex portion having a shape corresponding to the track, thereby forming the organic thin film. Exposing a smooth surface of the material, forming an electrode layer on the smooth surface and the projections of the base material, and bonding a substrate to a surface of the electrode layer opposite to a surface in contact with the base material. The step and, by peeling the electrode layer from the base material, the step of transferring the electrode layer to the substrate, and on the surface that was in contact with the smooth surface and the convex portion of the base material of the electrode layer transferred to the substrate, By applying voltage, the conductivity of each other The method of manufacturing a recording medium whose characteristics between two or more states characterized by comprising the step of forming a recording layer that changes made.
【請求項6】前記記録層が、π電子準位をもつ群とσ電
子準位のみをもつ群とを併有する分子を有する有機材料
から形成される請求項5に記載の記録媒体の製造方法。
6. The method for manufacturing a recording medium according to claim 5, wherein said recording layer is formed of an organic material having a molecule having both a group having a π electron level and a group having only a σ electron level. .
【請求項7】前記記録層が、ラングミュアーブロジェッ
ト法(LB法)により、前記有機材料の単分子膜またはこ
の単分子膜の累積膜から形成される請求項6に記載の記
録媒体の製造方法。
7. The production of a recording medium according to claim 6, wherein the recording layer is formed from a monomolecular film of the organic material or a cumulative film of the monomolecular film by a Langmuir-Blodgett method (LB method). Method.
【請求項8】前記記録層の厚さが、4Å〜20Åの範囲に
なるように形成される請求項5〜7のいずれかに記載の
記録媒体の製造方法。
8. The method for manufacturing a recording medium according to claim 5, wherein said recording layer is formed to have a thickness in a range of 4 ° to 20 °.
【請求項9】請求項1〜4のいずれかに記載の記録媒体
を用い、該記録媒体の記録層の表面を該表面に近接配置
されたプローブ電極で相対的に走査しながら、前記電極
層とプローブ電極との間にバイアス電圧を印加し、プロ
ーブ電極に流れるトンネル電流を検出することによって
前記記録媒体のトラックを識別し、前記電極層とプロー
ブ電極との間にパルス電圧を印加することによって情報
を記録することを特徴とする記録方法。
9. The recording medium according to claim 1, wherein the surface of the recording layer of the recording medium is relatively scanned by a probe electrode disposed close to the surface, and the electrode layer is scanned. By applying a bias voltage between the probe electrode and the probe electrode, identifying the track of the recording medium by detecting the tunnel current flowing through the probe electrode, by applying a pulse voltage between the electrode layer and the probe electrode A recording method characterized by recording information.
【請求項10】請求項1〜4のいずれかに記載の記録媒
体を用い、該記録媒体の記録層の表面を該表面に近接配
置されたプローブ電極で相対的に走査しながら、前記電
極層とプローブ電極との間にバイアス電圧を印加し、プ
ローブ電極に流れるトンネル電流を検出することによっ
て前記記録媒体のトラックを識別し、前記電極層とプロ
ーブ電極との間にパルス電圧を印加することによって情
報を記録し、情報が記録された記録層の表面を該表面に
近接配置されたプローブ電極で相対的に走査しながら、
前記電極層とプローブ電極との間にバイアス電圧を印加
し、プローブ電極に流れるトンネル電流を検出すること
によって情報を再生することを特徴とする記録再生方
法。
10. The recording medium according to claim 1, wherein the surface of the recording layer of the recording medium is relatively scanned by a probe electrode arranged close to the surface, and the electrode layer is scanned. By applying a bias voltage between the probe electrode and the probe electrode, identifying the track of the recording medium by detecting the tunnel current flowing through the probe electrode, by applying a pulse voltage between the electrode layer and the probe electrode While recording information, while relatively scanning the surface of the recording layer on which the information is recorded by a probe electrode disposed close to the surface,
A recording / reproducing method, wherein information is reproduced by applying a bias voltage between the electrode layer and the probe electrode and detecting a tunnel current flowing through the probe electrode.
【請求項11】請求項1〜4のいずれかに記載の記録媒
体と、該記録媒体の記録層の表面に近接配置されたプロ
ーブ電極と、該プローブ電極を記録媒体に対して相対的
に走査させる走査手段と、前記記録媒体の電極層とプロ
ーブ電極との間にバイアス電圧を印加し、プローブ電極
に流れるトンネル電流を検出することによって前記記録
媒体のトラックを識別する識別回路と、前記記録媒体の
電極層とプローブ電極との間にパルス電圧を印加するこ
とによって情報を記録する記録回路とからなることを特
徴とする記録装置。
11. A recording medium according to claim 1, a probe electrode disposed close to a surface of a recording layer of the recording medium, and scanning the probe electrode relative to the recording medium. Scanning means for applying, a bias voltage applied between an electrode layer of the recording medium and a probe electrode, an identification circuit for identifying a track of the recording medium by detecting a tunnel current flowing through the probe electrode, and the recording medium A recording circuit for recording information by applying a pulse voltage between the electrode layer and the probe electrode.
【請求項12】請求項1〜4のいずれかに記載の記録媒
体と、該記録媒体の記録層の表面に近接配置されたプロ
ーブ電極と、該プローブ電極を記録媒体に対して相対的
に走査させる走査手段と、前記記録媒体の電極層とプロ
ーブ電極との間にバイアス電圧を印加し、プローブ電極
に流れるトンネル電流を検出することによって前記記録
媒体の記録層に記録された情報を再生する再生回路とか
らなることを特徴とする再生装置。
12. The recording medium according to claim 1, a probe electrode disposed close to a surface of a recording layer of the recording medium, and scanning the probe electrode relative to the recording medium. A reproducing unit for reproducing information recorded on the recording layer of the recording medium by applying a bias voltage between the electrode layer and the probe electrode of the recording medium and detecting a tunnel current flowing through the probe electrode. A playback device comprising a circuit.
【請求項13】請求項1〜4のいずれかに記載の記録媒
体と、該記録媒体の記録層の表面に近接配置されたプロ
ーブ電極と、該プローブ電極を記録媒体に対して相対的
に走査させる走査手段と、前記記録媒体の電極層とプロ
ーブ電極との間にバイアス電圧を印加し、プローブ電極
に流れるトンネル電流を検出することによって前記記録
媒体のトラックを識別する識別回路と、前記記録媒体の
電極層とプローブ電極との間にパルス電圧を印加するこ
とによってに情報を記録する記録回路と、前記記録媒体
の電極層とプローブ電極との間にバイアス電圧を印加
し、プローブ電極に流れるトンネル電流を検出すること
によって前記記録媒体の記録層に記録された情報を再生
する再生回路とからなる記録再生装置。
13. The recording medium according to claim 1, a probe electrode disposed close to a surface of a recording layer of the recording medium, and scanning the probe electrode relative to the recording medium. Scanning means for applying, a bias voltage applied between an electrode layer of the recording medium and a probe electrode, an identification circuit for identifying a track of the recording medium by detecting a tunnel current flowing through the probe electrode, and the recording medium A recording circuit for recording information by applying a pulse voltage between the electrode layer and the probe electrode, and a bias voltage applied between the electrode layer of the recording medium and the probe electrode, and a tunnel flowing through the probe electrode. A reproducing circuit for reproducing information recorded on the recording layer of the recording medium by detecting a current.
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