JPH0191339A

JPH0191339A - メモリー出力装置

Info

Publication number: JPH0191339A
Application number: JP24715287A
Authority: JP
Inventors: Manabu Omi; 学大海; Toshihiko Sakuhara; 寿彦作原; Tatsuaki Ataka; 龍明安宅
Original assignee: Seiko Instruments Inc
Current assignee: Seiko Instruments Inc
Priority date: 1987-09-30
Filing date: 1987-09-30
Publication date: 1989-04-11

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明はメモリー出力装置に関するもので、特に微細な
先端部を有する多数の針と、該針をメモリー部の表面に
充分に接近させる手段と、前記針が前記メモリー部表面
上を走査させる手段を用いる事によって、高密度に記録
されているメモリーを出力する装置に関するものである
。

〔発明の概要〕

本発明はメモリー出力装置において、微細な先端部を持
つ多数の針とその走査制御手段によって、高密度に記録
されているメモリーを出力する装置に関するものである
。この装置により、従来のメモリー出力装置では不可能
であった単原子・単分子単位・非接触式のメモリー出力
が可能になった。

〔従来の技術〕

従来、メモリー出力装置はフロッピーディスク。

磁気テープ等の磁気記録媒体には磁気ヘッドが用いられ
、光ディスク、光磁気ディスク等の媒体には光学ヘッド
が用いられていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、これらの方法ではメモリー部に出力装置の一部
が物理的に接触する事によってメモリー部が長期間使用
に耐えられなかったり、単位メモリー部が一定の原子数
・分子数以上の構成要素から成っていないと出力できな
いという問題点があった。

〔問題点を解決するための手段〕

そこでこの発明は、微細な先端部を有する多数の針と咳
針をメモリー部表面を走査させる制御手段と、前記針の
先端部を充分にメモリー部表面に接近させる制御手段を
用いる事によって、非接触式・原子レベル・分子レベル
出力を可能にするものである。

〔作用〕

上記のように構成されたメモリー出力装置を用・いてメ
モリーの出力を行うと、非接触式・原子レベル・分子レ
ベルの出力が可能になる。

（実施例〕以下に本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

（実施例１）第１図に本発明によるメモリー出力装置を示す。

防震台ｌ上に乗せされた定盤２に固定されたアーム３に
針操作部７が取り付けられており、ダイヤル６を回すこ
とにより、針操作部７を垂直方向に移動する事が可能で
あり、メモリー部５と多数の微細な針８のＺ軸方向の粗
い位置決めを行うのに用いることができる。面内方向（
Ｘ−Ｙ軸）の粗位置決め用としてＸ−Ｙステージ３と粗
動制御部１１により制御を行う。また、取り付けられて
いる光学顕微鏡２５は、多数の微細な針８とメモリー部
５との粗位置合わせの際に用いる事ができる。面内方向
の走査は針操作部７内に組み込まれた三次元圧電素子を
Ｘ、Ｙ軸制御部１３で制御することで行う。メモリー部
５と多数の微細な針８との間に１〜１００＋ｍＶの範囲
の一定電圧を加える事によってメモリーの出力を行う。

粗動制御部１１．Ｚ軸制御部１２．ＸＹ輪軸制御１３は
いずれもコンピュータ１４により制御される。電源、制
御部（１１〜１３）、コンピュータ１４を除いた装置は
、シールドボックス２４内で設置されている。

（実施例２）本実施例では実施例１の装置を用いて、メモリー部５と
して誘電体を用い、微細な針８として多数の導電性針を
用いて、出力したものについて述べる。

第２図は本実施例によるメモリー部の一部と針の一部の
拡大図である。メモリー部（１５〜１８）は誘電体によ
り成り、これが分極しているか、していないかによって
情報を保持している。このメモリー部５の表面に多数の
導電性の針を近づけると、分極している分子（１５，１
７）に近づけた針（８１，８３）にはトンネル効果によ
り、より大きな電流が流れる。一方、分極していない分
子　（Ｉ６．１８）に近づけた針（８０，８２）には電
流が流れにくい０次に、針８をＸＹＹ面上のＸ軸方向あ
るいはＹ軸方向に移動して同様にトンネル電流を測定す
る。このようにして分子レベルのメモリー出力が実現さ
れる。

（実施例３）本実施例では実施例１の装置を用いて、メモリー部５に
多価元素原子を用い、微細な針８として多数の導電性針
を用いて出力したものについて述べる。第３図は本実施
例によるメモリー部の一部と針の一部の拡大図である。

メモリー部５の多価元素原子は１原子の持つ電荷数の違
いによって原子レベルで情報を保持している。このメモ
リー部５表面に導電性針を近づけると、多くの電荷を持
っている原子（２６，２８）に近づけた針（８１，８３
）にはトンネル効果により、より大きな電流が流れる。

一方、少ない電荷を持っている原子（２７，２９）に近
づけた針（８０，８２）には電流は流れにくい。次に針
８をＸＹＹ面上のＸ軸方向あるいはＹ軸方向に移動して
同様にトンネル電流を測定する。このようにして原子レ
ベルのメモリー出力が実現される。

（実施例４）本実施例では実施例１の装置を用いて、メモリー部５に
人工超格子を用い、微細な針８として多数の導電性針を
用いて出力したものについて述べる。第４図は本実施例
によるメモリー部のゴ部と針の一部の拡大図である。メ
モリー部は種類の異なる元素が配列する事によって原子
レベルで情報が保持されている。このメモリー部５表面
に導電性針を近づけると、トンネル効果によって大きな
原子　（３１，３３）と小さな原子（３２，３４）が区
別できる。次に針をＸＹＹ面上のＸ軸あるいはＹ軸方向
に移動して同様に情報が出力される。このようにして原
子レベルでのメモリー出力が実現される。

（実施例５）本実施例では実施例１の装置を用いて、メモリー部５に
人工超格子を用い、微細な針８として多数の導電性針を
用いて出力したものについて述べる。第５図は本実施例
によるメモリー部の一部と針の一部の拡大図である。メ
モリー部５は導電性元素が１〜数原子だけメモリー部表
面より垂直方向の膜厚が位置によって異なる事によって
、原子レベルで情報が保持されている。このメモリー部
５表面に導電性針を近づけると、トンネル効果によって
膜厚の大きな部分に近づけた針（８１，８３）にはより
大きなトンネル電流が流れ、膜厚の小さな部分に近づけ
た針（８０，８２）には電流が流れにくい。

次に針８をＸＹ千開面上Ｘ軸あるいはＹ軸方向に移動し
、同様にトンネル効果を利用して情報を出力する。この
ようにして原子レベルでのメモリー出力が実現される。

（実施例６）本実施例では実施例１の装置を用い、微細な針８として
多数の導電性の針を用い、メモリー部５に非共有電子軌
道が異方性を持つ分子を用いて出力したものについて述
べる。第６図は本実施例によるメモリー部の一部と針の
一部の拡大図である。

メモリー部５は非共存電子軌道が異方性を持つ分子が、
非共有電子軌道を外側に向けているものと、非共有電子
軌道を内側に向けているものの二種類ある事によって分
子レベルで情報を保持している。

このメモリー部５表面に導電性針を近づけると、非共有
電子軌道を外側に向けている分子（３６，３８）に近づ
けた針（８１，８３）にはトンネル効果によって流れる
トンネル電流が、間のポテンシャル障壁が低いために大
きい。一方、非共有電子軌道を内側に向けている分子（
３７，３９）に近づけた針（８０，８２）は、ポテンシ
ャル障壁が高いために、流れるトンネル電流は小さい。

次に針をＸＹ平面上のＸ軸あるいはＹ軸方向に移動して
同様に、トンネル効果を利用する事によって分子レベル
の情報を出力する。このようにして分子レベルでのメモ
リー出力が実現される。

（実施例７）本実施例では実施例１の装置を用い、微細な針８として
多数の導電性針を用い、メモリー部５として極性溶媒中
に浸した極性物質を用いたものについて述べる。メモリ
ー部５の極性物質は電離しているものと、していないも
のの二種類がある事によって、分子レベルで情報を保持
している。これに導電性針を近づけると、電離している
場合としていない場合では観測されるトンネル電流の大
きさが異なる。次に計８をＸＹ平面上のＸ軸あるいはＹ
軸方向に移動し、同様にトンネル効果を利用する事によ
って、分子レベルでのメモリー出力が可能になる。

〔発明の効果〕

本発明は以上説明したように、微細な先端部を持つ多数
の針と、メモリー部の表面に前記多数の針の先端部を充
分接近させるための手段と、前記多数の針の先端部が前
記メモリー部の表面を走査させるための手段と、前記多
数の針の先端部が前記メモリー部の表面を走査する間の
距離を制御するための手段を有するメモリー出力装置を
用いることによって、従来は実現困難であった非接触・
原子レベル・分子レベルのメモリー出力を可能にするも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるメモリー出力装置の概略説明図で
あり、第２図〜第６図はそれぞれ実施例２〜実施例６に
おけるメモリー部の一部と針の概略説明図である。３・・・Ｘ−Ｙステージ５・・・メモリー部６・・・ダイヤル７・・・針操作部８・・・針１１・・・粗動制御部１２・・・Ｚ軸制御部１３・・・ｘ、ｙ軸制御部１４・・・コンピュータ以上出願人　セイコー電子工業株式会社木浴ｅ月にゴろメモリー出力仮Ｊｌ／’ｌ、１既略吉ｔ
σ月図も１図大杷ＷＩ２１ぐ誹ろ装置とメモリー節のＪ１唱＆え唱図
第２０

Claims

【特許請求の範囲】

（１）メモリー部に記録されている情報を読み出すため
の出力部分を制御する手段を有し、該制御手段によって
前記メモリー部に記録されている情報を読み出すメモリ
ー出力装置において、前記制御手段が微細な先端部を有
する多数の針と、前記メモリー部の表面を前記多数の針
の先端部と接近させて位置づけさせるための手段と、前
記多数の針の先端部が前記メモリー部の表面を走査させ
るための手段と、前記多数の針の先端部が前記メモリー
部の表面を走査する間の距離を制御するための手段を有
する事を特徴とするメモリー出力装置。
（２）前記微細な先端部を有する多数の針が導電性であ
る事を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のメモリー
出力装置。
（３）前記微細な先端部が原子１個〜数十個分の幅であ
る事を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のメモリー
出力装置。
（４）前記メモリー部の表面と前記多数の針の先端部と
の距離がトンネル効果を生ぜしめる程度である特許請求
の範囲第１項から第３項までいずれか記載のメモリー出
力装置。
（５）前記針の先端部が前記メモリー部の表面を走査さ
せるための手段が、前記先端部と前記メモリー部の表面
との間に生じたトンネル効果に応答するものである事を
特徴とする特許請求の範囲第１項から第４項までいずれ
か記載のメモリー出力装置。
（６）前記針の針の先端部が前記メモリー部の表面を走
査する間の距離を制御するための手段が自動的なもので
ある事を特徴とする特許請求の範囲第１項から第５項ま
でいずれか記載のメモリー出力装置。
（７）前記メモリー部に誘電体を用いた事を特徴とする
特許請求の範囲第１項から第６項までいずれか記載のメ
モリー出力装置。
（８）前記メモリー部に多価元素原子を用いた事を特徴
とする特許請求の範囲第１項から第６項までいずれか記
載のメモリー出力装置。
（９）前記メモリー部に種類の異なる元素が配列してい
る人工超格子を用いた事を特徴とする特許請求の範囲第
１項から第６項までいずれか記載のメモリー出力装置。
（１０）前記メモリー部に膜厚が位置によって異なって
いる人工超格子を用いた事を特徴とする特許請求の範囲
第１項から第６項までいずれか記載のメモリー出力装置
。
（１１）前記メモリー部に非共有電子軌道が異方性を持
つ分子を用いた事を特徴とする特許請求の範囲第１項か
ら第６項までいずれか記載のメモリー出力装置。
（１２）前記メモリー部に極性溶媒中に浸した極性物質
を用いた事を特徴とする特許請求の範囲第１項から第６
項までいずれか記載のメモリー出力装置。