JPH0291836A - 記録・再生装置及び方法 - Google Patents

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〕 本発明は記録再生装置及び記録再生方法に関するもので
ある。

更に詳しくは、一方をプローブ電極とした一対の電極間
に有機化合物の層構造を有し、電圧電流のスイッチング
特性に対してメモリー効果をもつ記録媒体を用いた記録
再生装置及び記録再生方法に関する。

〔従来の技術〕

近年、メモリ材料の用途は、コンピュータおよびその関
連機器、ビデオディスク、ディジタルオーディオディス
ク等のエレクトロニクス産業の中核をなすものであり、
その材料開発も極めて活発に進んでいる。メモリ材料に
要求される性能は用途により異なるが、−船釣には、 ■高密度で記録容量が大きい、 ■記録再生の応答速度が速い、 ■消費電力が少ない、 ■生産性が高く、価格が安い、 等が挙げられる。

従来までは磁性体や半導体を素材とした半導体メモリや
磁気メモリが主であったが、近年レーザー技術の進展に
ともない、有機色素、フォトポリマーなどの有機薄膜を
用いた光メモリによる安価で高密度な記録媒体が登場し
てきた。

また、１個の有機分子に論理素子やメモリ素子等の機能
を持たせた分子電子デバイスの提案が発表され、分子電
子デバイスの構築技術の一つとみられるラングミュア−
プロジェット膜（以下ＬＢ膜と略す）についての研究も
活発化している。

ＬＢ膜は有機分子を規則正しく１分子層ずつ積層したも
ので膜厚の制御は分子長の単位で行うことができ、−様
で均質な超薄膜を形成できる。この特徴を十分に活した
デバイス作成としてＬＢ膜を絶縁膜として使う多（の試
みが行われてきている。

例えば金属・絶縁体・金属（ＭＩＭ）構造のトンネル接
合素子［Ｇ、Ｌ、Ｌａｒｋｉｎｓ　ｅｔ　ａｌ、、　Ｔ
ｈ１ｎ　ＳｏｌｉｄＦｉｌｍｓ、　９９．　　（１９８
３）］や金属・絶縁体・半導体（ＭＩＳ）構造に発光素
子［Ｇ、Ｇ、Ｒｏｂｅｒｔｓ　　ｅｔａｔ、、　Ｅｌｅ
ｃｔｒｏｎｉｃｓ　Ｌｅｔｔｅｒｓ、　２０．４８９　
（１９８４）］あるいはスイッチング素子［Ｎ、Ｊ、Ｔ
ｈｏｍｓａ　　ｅｔａｌ、、　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ
　Ｌｅｔｔｅｒｓ、　２０．８３８　（１９８４）］が
ある。これら一連の研究によって素子特性の検討がされ
ているが、未だ素子ごとの特性のバラツキ、経時変化な
ど再現性と安定性の欠如は未解決の問題として残った。

従来、上記の如き検討は取扱いが比較的容易な脂肪酸の
ＬＢ膜を中心に進められてきた。しかし最近、これまで
劣るとされていた耐熱性２機械強度に対してもこれを克
服した有機材料が次々に生まれている。

我々は研究を進める中で従来にな（薄く均一な色素絶縁
膜を作製できるようになった。又、その結果全（新しい
メモリ機能を有するスイッチング現象を発現するＭＩＭ
素子をも発見するに至っている。

一方、最近、導体の表面原子の電子構造を直接観察でき
る走査型トンネル顕微鏡（以後、ＳＴＭと略す）が開発
され、［Ｇ、Ｂ１ｎｎ１ｇ　ｅｔ　ａｌ、、Ｈｅ１ｖｅ
ｔｉｃａＰｈｙｓｉｃａ　　Ａｃｔａ、５５，７２６　
（１９８２）］単結晶。

非晶質を問わず実空間像の高い分解能の測定ができるよ
うになり、しかも媒体に電流による損傷を与えずに低電
力で観測できる利点をも有し、さらに大気中でも動作し
、種々の材料に対して用いることができるため広範囲な
応用が期待されている。

ＳＴＭは金属の探針（プローブ電極）と導電性物質の間
に電圧を加えてｌｎｍ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。

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探針を走査することにより実
空間の表面構造を描（ことができると同時に表面原子の
全電子雲に関する種々の情報をも読み取ることができる
。この際、面内方向の分解能は１人種度である。従って
、ＳＴＭの原理を応用すれば十分に原子オーダー（数人
）での高密度記録再生を行うことが可能である。この際
の記録再生方法としては、粒子線（電子線、イオン線）
或いはＸ線等の高エネルギー電磁波及び可視・紫外光等
のエネルギー線を用いて適当な記録層の表面状態を変化
させて記録を行い、ＳＴＭで再生する方法や、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電子系有機化合物やカルコゲン化物
類の薄膜層を用いて、記録・再生をＳＴＭを用いて行う
方法等が提案されている。（特開昭６３−１６１５５２
、特開昭６３−１６１５５３）〔発明が解決しようとし
ている問題点〕しかしながら、ＳＴＭを応用した方法に
おいて従来ではプローブ電極をＸ方向またはＹ方向へ直
線往復運動させて記録・再生を行っていたため、プロー
ブ電極が反転する場所で発生する振動のため記録・再生
信号のノイズが増加するという問題点があった。また、
プローブ電極が反転する付近では、プローブ電極の速度
が減少するため記録・再生速度が低下してしまい、一定
速度で連続に記録・再生することが困難であるという問
題点もあった。

〔問題点を解決するための手段（及び作用）〕本発明に
よれば記録・再生用のプローブ電極を円運動させながら
記録媒体に電圧を印加して記録・再生を行うため直線往
復運動時にプローブ電極の反転時に発生する振動を除去
でき、この振動によるノイズ成分を排除することが可能
となる。なおかつ、プローブ電極を一定の速さで動作さ
せることができるため、一定速度で連続に記録・再生す
ることも可能となる。

つまり、本発明はプローブ電極と電気メモリー効果をも
つ記録媒体を有し、前記プローブ電極を円運動させなが
ら記録媒体に電圧を印加して同心円状または旋状に記録
・再生を行うことを特徴とする記録再生装置を提供する
ものである。

〔発明の態様の詳細な説明〕

本発明で用いる記録媒体は、π電子準位をもつ群とび電
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
た有機累積膜において、膜面に垂直な方向にプローブ電
極を用いて電流を流すことにより、従来とは異なる非線
型電流電圧特性を発現することができる。

一般に有機材料のほとんどは絶縁性若しくは半絶縁性を
示すことから係る本発明に於いて、適用可能なπ電子準
位をも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は例
えば、フタロシアニン、テトラフェニルポルフィン等の
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もつアズレン系色
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ケの含窒
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感芳香族、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更にはフェロセン、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。

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、バクテリオロドプシン等の
生体高分子が挙げられる。

有機記録媒体の形成に関しては、具体的には蒸着法やク
ライ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。

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。

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時、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作製する方法である。

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、親水性部分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。

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。

これらの疎水性基と親水性基をバランス良く併有してい
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。

具体例としては、例えば下記の如き分子等が挙げられる
。

〈有機材料〉 ［１１クロコニックメチン色素 ［１１］　　スクアリリウム色素 ［Ｉ］で挙げた化合物のクロコニックメチン基を下記の
構造を持つスクアリリウム基で置き換えた化合物。

［ＩＩＩ　１ ポルフィリ ン系色素化合物 ここでＲ，は前述のσ電子準位をもつ群に相当したもの
で、しかも水面上で単分子膜を形成しやすくするために
導入された長鎖アルキル基で、その炭素数ｎは５＜ｎ＜
３０が好適である。

希土類金属イオン ［Ｔｖコ 縮合多環芳香族化合物 （ＣＨ２） ＯＯＨ Ｂｒ− Ｒは単分子膜を形成しゃす（するために導入されたもの
で、ここで挙げた置換基に限るものではない。

又、Ｒ１−Ｒ４，Ｒは前述したσ電子準位をもつ群に［
Ｖ］ ジアセチレン化合物 ＣＨ３（−ＣＨ２矢。

ＣミＣ−（、：Ｃ（−ＣＨ２）、Ｘ ０≦ｎ。

！ ≦−２０ 但し ｎ＋１ 〉 Ｏ Ｘは親水基で一般的には一〇〇ＯＨが用いられるが−Ｏ
Ｈ。

−ＣＯＮＨ２等も使用できる。

［ＶＩ］ その他 く 有機高分子材料 〉 ６）酢酸ビニルコポリマー ［Ｉ］付加重合体 １）ポリアクリル酸 Ｒ。

ポリアクリル酸エステル ポリイミド Ｃｏ　２Ｒ。

アクリル酸コポリマー アクリル酸エステルコポリマー ÷０ＣＯ−ＣＨ−ＣＨ２÷ ポリビニルアセテート ［ｍ］開環重合体 ｌ）ポリエチレンオキシド ÷ ０−ＣＨ−ＣＨ２ ± すしすし１″ｉ３ ここで、Ｒ１は水面上で単分子膜を形成しやすくするた
めに導入された長鎖アルキル基で、その炭素数ｎは５≦
ｎ≦３０が好適である。

また、Ｒ５は短鎖アルキル基であり、炭素数ｎは１≦ｎ
≦４が好適である。重合度ｍは１００≦ｍ≦５０００が
好適である。

以上、具体例として挙げた化合物は基本構造のみであり
、これら化合物の種々の置換体も本発明に於いて好適で
あることは言うにおよばない。

尚、上記以外でもＬＢ法に適している有機材料。

有機高分子材料であれば、本発明に好適なのは言うまで
もない。例えば近年研究が盛んになりつつある生体材料
（例えばバタテリオロドブシンやチトクロームＣ）や合
成ポリペプチド（ＰＢＬＧなど）等も適用が可能である
。

係る両親媒性の分子は、水面上で親水基を下に向けて単
分子の層を形成する。このとき、水面上の単分子層は二
次元系の特徴を有し、分子がまばらに散゛開していると
きは、一分子当り面積Ａと表面圧πとの間に二次元理想
気体の式、π　Ａ＝ｋＴ が成り立ち、“気体膜”となる。ここに、ｋはボルツマ
ン定数、Ｔは絶対温度である。Ａを十分小さくすれば分
子間相互作用が強まり、二次元固体の“凝縮膜（または
固体膜）”になる。凝縮膜はガラスや樹脂の如き種々の
材質や形状を有する任意の物体の表面へ一層ずつ移すこ
とができる。この方法を用いて、単分子膜またはその累
積膜を形成し、記録層として使用することができる。

具体的な製法としては、例えば以下に示す方法を挙げる
ことができる。

所望の有機化合物をクロロホルム、ベンゼン。

アセトニトリル等の溶剤に溶解させる。次に添付図面の
第７図に示す如き適当な装置を用いて、係る溶液を水相
８１上に展開させて有機化合物を膜状に形成させる。

次に、この展開層８２が水相８１上を自由に拡散して広
がりすぎないように仕切板（または浮子）８３を設け、
展開膜８２の展開面積を制限して膜物質の集合状態を制
御し、その集合状態に比例した表面圧πを得る。この仕
切板８３を動かし、展開面積を縮小して膜物質の集合状
態を制御し、表面圧を徐々に上昇させ、膜の製造に適す
る表面圧πを設定することができる。この表面圧を維持
しながら、静かに清浄な基板８４を垂直に上昇又は下降
させることにより有機化合物の単分子膜が基板８４上に
移し取られる。このような単分子膜９１は第８ａ図また
は第８ｂ図に模式的に示す如（分子が秩序正しく配列し
た膜である。

単分子膜９１は以上で製造されるが、前記の操作を繰り
返すことにより所望の累積数の累積膜が形成される。単
分子膜９１を基板８４上に移すには、上述した垂直浸漬
法の他、水平付着法、回転円筒法等の方法でも可能であ
る。尚、水平付着法は、基板を水面に水平に接触させて
単分子膜を移し取る方法であり、回転円筒法は円筒形の
基板を水面上を回転させて単分子膜を基板表面に移し取
る方法である。

前述した垂直浸漬法では、表面が親水性である基板を水
面を横切る方向に水中から引き上げると有機化合物の親
水性部位９２が基板８４側に向いた有機化合物の単分子
膜９１が基板８４上に形成される（第８ｂ図）。前述の
ように基板８４を上下させると、各行程毎に一枚ずつ単
分子膜９１が積み重なって累積膜１０１が形成される。

成膜分子の向きが引上行程と浸漬行程で逆になるので、
この方法によると単分子膜の各層間は有機化合物の疎水
性部位９３ｉｉと９３ｂが向かいあうＹ型膜が形成され
る（第９ａ図）。これに対し、水平付着法は、有機化合
物の疎水性部位９３が基板８４側に向いた単分子膜９１
が基板８４上に形成される（第８ａ図）。この方法では
、単分子膜９１を累積しても成膜分子の向きの交代はな
く全ての層において、疎水性部位９３ａと９３ｂが基板
８４側に向いたＸ型膜が形成される（第９ｂ図）。反対
に全ての層において親水性部位９２ａ、　　９２ｂが基
板８４側に向いた累積膜１０１は２型膜と呼ばれる（第
９Ｃ図）。

単分子膜９１を基板８４上に移す方法は、上記方法に限
定されるわけではなく、大面積基板を用いる時にはロー
ルから水相中に基板を押し出していく方法なども採り得
る。また、前述した親水性基および疎水性基の基板への
向きは原則であり、基板の表面処理等によって変えるこ
ともできる。

以上の如くして有機化合物の単分子膜９１またはその累
積膜１０１からなるポテンシャル障壁層が基板８４上に
形成される。

本発明において、上記の如き無材及び有機材料が積層さ
れた薄膜を支持するための基板８４は、金属、ガラス、
セラミックス、プラスチック材料等いずれの材料でもよ
く、更に耐熱性の著しく低い生体材料も使用できる。

上記の如き基板８４は任意の形状でよ（平板状であるの
が好ましいが、平板に何ら限定されない。

すなわち前記成膜法においては、基板の表面がいかなる
形状であってもその形状通りに膜を形成し得る利点を有
するからである。

一方、本発明で用いられる電極材料も高い伝導性を有す
るものであれば良（、例えばＡｕ、　Ｐｔ。

Ａｇ、Ｐｄ、Ａｆ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｗなどの金属や
これらの合金、さらにはグラファイトやシリサイド、ま
たさらにはＩＴＯなどの導電性酸化物を始めとして数多
（の材料が挙げられ、これらの本発明への適用が考えら
れる。係る材料を用いた電極形成法としても従来公知の
薄膜技術で十分である。但し、基板上に直接形成される
電極材料は表面がＬＢ膜形成の際、絶縁性の酸化膜をつ
くらない導電材料、例えば貴金属やＩＴＯなどの酸化物
導電体を用いることが好ましい。

なお、記録媒体の金属電極は、本発明となる記録層が絶
縁性のため必要となるが、該記録層がＭΩ以下の半導体
的性質を示すものであれば該金属電極は不必要となる。

すなわち、記録層そのものをプローブ電極の対向電極と
して用いることができる。

また、プローブ電極の先端は記録／再生／消去の分解能
を上げるためできるだけ尖らせる必要がある。本発明で
は、ＳｉＯ□基板上にＳｉをフォーカスト・イオンビー
ムで打ち込み、Ｓｉの上に選択的にＳｔを結晶成長させ
、Ａｕを蒸着して導電性の処理を行なつたプローブを用
いているが、プローブの形状や処理方法は何らこれに限
定するものではない。

以上述べてきた材料および成膜方法を用いて第４図に示
したＭＩＭ構造の素子を作成したとき、第５図と第６図
に示すような電流電圧特性を示すメモリースイッチング
素子が得られ、２つの状態（ＯＮ状態とＯＦＦ状態）が
それぞれメモリ性を有することがすでに見い出されてい
る。これらのメモリースイッチング特性は数λ〜数１，
０００人の層厚のものに発現されているが、本発明にお
ける記録媒体としては数Å〜５００人の範囲の層厚のも
のが良（、最も好ましくはｌＯλ〜２００人の層厚をも
つものが良い。

第４図中８４は基板、４１はＡｕ電極、４２はＡｉ電極
、４３は前述した単分子累積膜を表わしている。

第１図は本発明の記録・再生装置を示すブロック構成図
である。第１図中、１０５はプローブ電流増巾器で、１
０６はプローブ電流が一定になるようにすなわち記録層
１０１とプローブ電極１０２間の距離を一定に保つよう
に圧電素子を用いた微動機構１０７を制御するサーボ回
路である。１０８はプローブ電極１０２と基板電極１０
３の間の記録層１０１に記録／消去用のパルス電圧を印
加するための電源である。

パルス電圧を印加するときプローブ電流が急激に変化す
るためサーボ回路１０６は、その間出力電圧が一定にな
るようにＨＯＬＤ回路をＯＮにするように制御している
。

１１０と１１１は、あらかじめ１０−’Ａ程度のプロー
ブ電流が得られるようにプローブ電極１０２と記録媒体
１０１との距離を粗動制御するものである。

１０９はＸＹ力方向プローブ電極１０２を移動制御する
ためのｘＹ走査駆動回路である。本発明ではＸ方向およ
びＹ方向へ走査駆動させるために印加する電圧Ｖｘ、Ｖ
ｙの大きさおよび位相を調節することにより、プローブ
電極１０２を円運動するように制御している。

これらの各機器は、すべてマイクロコンピュータ１１２
により中央制御されている。また１１３は表示機器を表
している。

また、圧電素子を用いた移動制御における機械曲性能を
下記に示す。

Ｚ方向微動制御範囲　：　０．ｌｎｍ−１μｍＺ方向粗
動制御範囲　：１０ｎｍ　〜１０ｍｍＸＹ方向走査範囲
　　：　０．１層ｍ　〜Ｉ　ｐ　ｍ計測・制御許容誤差
　　：　＜０．１層ｍ以下、本発明を実施例に従って説
明する。

［実施例１コ 第１図に示す記録再生装置を用いた。プローブ電極１０
２として白金／ロジウム製のプローブ電極を用いた。こ
のプローブ電極１０２は記録層１０１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１０７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。

第２ａ図に微動制御機構１０７とプローブ電極１０２、
記録媒体の模式図を示す。微動制御機構１０７は、円筒
型圧電素子とＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向への微動制御用電
圧を印加する電極をそれぞれもっており、例えば第２ｂ
図の様に＋Ｘ、　　−Ｘに電圧を印加することによりＸ
方向へ走査することができる。

またプローブ電極１０２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１
１４の上に置かれ、任意の位置に移動させることができ
る。

次に、Ａｕで形成した電極１０３の上に形成されたスク
アリリュウムービス−６−才りチルアズレン（以下５Ｏ
ＡＺと略す）のＬＢ膜（８層）を用いた記録・再生・消
去の実験についてその詳細を記す。

５ＯＡＺ８層を累積した記録層１０１をもつ記録媒体１
をＸＹステージ１１４の上に置き、まず目視によりプロ
ーブ電極１０２の位置を決め、しっがりと固定した。Ａ
ｕ電極（アース側）１ｏ３とプローブ電極１０２の間に
＋３．ＯＶの電圧を印加し、電流をモニターしながらプ
ローブ電極１０２と記録層１０１表面との距離（Ｚ）を
調整した。この時、プローブ電極１０２と記録層１０１
表面との距離Ｚを制御するためのプローブ電流１ｐを１
Ｏ−ＩＩＡ≧Ｉｐ≧１０弔Ａになるように設定した。プ
ローブ電極１０２とＡｕ電極１０３との間に電気メモリ
ー効果を生じる閾値電圧を越えていない電圧である１、
５Ｖの読み取り用電圧を印加して電流値を測定したとこ
ろ、μＡ以下でＯＦＦ状態を示した。次にＯＮ状態を生
じる閾値電圧Ｖｔｈ、ＯＮ以上の電圧である第３図に示
した波形をもつ三角波パルス電圧を印加したのち、再び
１．５ｖの電圧を電極間に印加して電流を測定したとこ
ろ０．７ｍＡ程度の電流が流れＯＮ状態となっていたこ
とを示した。すなわち、ＯＮ状態が記録された。

次にＯＮ状態からＯＦＦ状態へ変化する閾値電圧Ｖｔｈ
、ＯＦＦ以上の電圧であるピーク電圧５Ｖ、パルス巾１
μｓの三角波パルス電圧を印加したのち、再び１．５ｖ
を印加したところ、この時の電流値はμへ以下でＯＦＦ
状態に戻ることが確認された。

第２ａ図に示した微動制御機構１０７のＸ方向およびＹ
方向の電極にＸＹ走査駆動回路からそれぞれ電圧Ｖｘ、
Ｖｙを印加してプローブ電極１０２を動かす。この時の
印加電圧Ｖｘ、Ｖｙを下記に示した。

上記の電圧を円筒型圧電素子に印加することによってプ
ローブ電極をら旋状に動作させながら前述した方法でプ
ローブ電極とＡｕ電極との間に三角波パルス電圧を印加
して、ｏ、ｏｏｉμｍ　ＮＯ、１μｍの間の種々のピッ
チでＯＮ状態を書き込み連続したデータをら旋状に記録
した。

次に、記録時とまった（同等にプローブ電極をら旋状に
動作させながら、プローブ電極とＡｕ電極の間に１．５
ｖの電圧を印加して再生を行ったところ、０．０１μｍ
以下の分解能で、かつ一定の速度で連続にデータ信号を
読みだすことができた。また、プローブ電極をＸ方向ま
たはＹ方向に直線往復運動して記録・再生した時にみら
れた振動によるノイズは本実験ではみられなかった。

以上の実験に用いた５ＯＡＺ−ＬＢ膜は下記のごと（作
成した。

光学研磨したガラス基板（基板１０４）を中性洗剤およ
びトリクレンを用いて洗浄した後、下引き層としてＣｒ
を真空蒸着法により厚さ５０人堆積させ、更にＡｕを同
法により４００人蒸着口た下地電極（Ａｕ電極１０３）
を形成した。

次に５ＯＡＺを濃度０．２ｍｇ／ｍ１で溶かしたクロロ
ホルム溶液を２０℃の水相上に展開し、水面上に単分子
膜を形成した。溶媒の蒸発を待ち係る単分子膜の表面圧
を２０ｍＮ／ｍまで高め、更にこれを一定に保ちながら
前記電極基板を水面を横切るように速度５　ｍ　ｍ　７
分で静かに浸漬し、さらに引上げ２層のＹ形単分子膜の
累積を行つた。この操作を適当回数繰返すことによって
前記基板上に２．４．８゜１２、２０．３０層の６種類
の累積膜を形成し、記録再生実験を行った。その評価結
果を表１に示す。

評価は記録書き込みパルスおよび消去電圧を印加した後
の記録性および消去性の良否、更に記録状態と消去状態
での電流値の比（ＯＮ１０ＦＦ比）および分解能により
総合的に判定し、特に良好なものを◎、良好なものを○
、他のものと比較していくぶん評価の低いものを△とし
た。

［実施例２コ 実施例１で用いた５ＯＡＺ記録媒体の代わりにルテチウ
ムシフタロジアニン［ＬｕＨ（Ｐｃ）　２　］の］ｔ−
ブチル誘導を用いた以外は実施例１と同様にして実験を
行った。記録性、０Ｎ１０ＦＦ比、消去性、分解能の結
果は表１にまとめて示した。５ＯＡＺと同様に、一定の
速度で連続にデータ信号の記録・再生ができ、振動によ
るノイズはみられず、Ｓ／Ｎ比の良い信号が得られた。

なお、ＬｕＨ（Ｐｃ）２のｔ−ブチル誘導体の累積条件
は下記の通りである。

溶　媒：クロロホルム／トリメチルベンゼン／アセトン
（１／１／２） 濃　　度：　　０．５ｍｇ／ｍＩ！ 水　相：純粋、水温２０℃ 表面圧：　２０　ｍ　Ｎ　／　ｍ　、基板上下速度３　
ｍ　ｍ　／公表　　　　１ ［実施例３コ 実施例１と同様に、第２ａ図に示した円筒型圧電素子か
らなる微動制御機構１０７をもった第１図の記録・再生
装置および５ＯＡＺのＬＢ膜（８層）を記録媒体として
用い実験を行った。

円筒型圧電素子に印加する微動制御用電圧を下記に示し
た。

但しω：角速度、ｖ　（Ｂ　：電圧の振幅、Ｃ，Ｄは定
数であり、Ｉｎｔ　（ｘ）はＸの整数部を示す。

上記の電圧を印加することによって、プローブ電極を同
心円状に動作させながら実施例１と同様に記録・再生実
験を行ったところ、実施例１とほぼ同等の結果が得られ
た。

以上、実施例では微動制御機構１０７として円筒型圧電
素子を用いて説明を行ったが、本発明はこれに限定する
ものではなく、例えば平行ヒンジバネ等を利用したもの
でもよく、ＸＹ力方向微動制御できるものであればよい
。

〔発明の効果〕

以上説明したように、記録・再生用のプローブ電極を円
運動させながら記録媒体に電圧を印加して記録・再生を
行うことにより往復直線運動時にプローブ電極の反転時
に発生する振動を除去でき、この振動によるノイズ成分
を排除することができ、なおかつ、プローブ電極を一定
の速さで動作させることができるため、一定速度で連続
に記録・再生することも可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に用いた記録・再生装置図である。 第２ａ図、第２ｂ図は微動制御機構の模式図および走査
説明図である。 第３図は記録信号波形である。 第４図はＭＩＭ素子の構成略図で、第５図と第６図は第
４図の素子で得られる電気的特性を示す特性図である。 第７図は累積膜の成膜装置の模式図である。 第８ａ図と第８ｂ図は単分子膜の模式図であり、第９ａ
図、第９ｂ図と第９Ｃ図は累積膜の模式図である。 １・・・・・・・・・・・・・・・記録媒体１０１・・
・・・・・・・・・・・・・・記録層１０２・・・・・
・・・・・・・・プローブ電極１０３・・・・・・・・
・・・・・・・基板電極１０４・・・・・・・・・・・
・・・・・・基板１０５・・・・・・・・・・プローブ
電流増幅器１０６・・・・・・・・・・・・・・サーボ
回路１０７・・・・・・・・・・・・・微動制御機構１
０８・・・・・・・・・・・・・・パルス電源１０９・
・・・・・・・・・・ｘＹ走査駆動回路１１０・・・・
・・・・・・・・・・・粗動機構１１１・・・・・・・
・・・・・・粗動駆動回路１１２・・・・・・・・・マ
イクロコンピュータ１１３・・・・・・・・・・・・・
・・表示装置１１４・・・・・・・・・・・・・ＸＹス
テージ第２久７ Ｘ方向走査 第 ワ 時 聞 集録Ｚ 砲リフ 尭９０区

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. （１）プローブ電極と電気メモリー効果をもつ記録媒体
   及び前記プローブ電極から記録媒体に電圧を印加する記
   録及び又は再生手段を有する記録・再生装置であって、
   さらに該プローブ電極を円運動させる駆動手段を有する
   ことを特徴とする記録・再生装置。
2. （２）前記記録媒体が前記プローブ電極と、該プローブ
   電極に対向配置した対向電極との間に配置されている請
   求項１記載の記録・再生装置。
3. （３）前記記録媒体が有機化合物の単分子膜又は該単分
   子層を累積した累積膜を有している請求項１記載の記録
   ・再生装置。
4. （４）前記単分子膜又は累積膜の膜厚が数Å〜数１００
   ０Åの範囲である請求項３記載の記録・再生装置。
5. （５）前記単分子膜又は累積膜の膜厚が数Å〜５００Å
   の範囲である請求項３記載の記録・再生装置。
6. （６）前記単分子膜又は累積膜の膜厚が１０Å〜２００
   Åの範囲である請求項３記載の記録・再生装置。
7. （７）前記単分子膜又は累積膜がＬＢ法によって成膜し
   た膜である請求項３記載の記録・再生装置。
8. （８）前記有機化合物が分子中にπ電子準位をもつ群と
   σ電子準位をもつ群とを有する請求項３記載の記録・再
   生装置。
9. （９）前記有機化合物が有機色素化合物である請求項１
   記載の記録・再生装置。
10. （１０）前記有機化合物がポルフィリン骨格を有する色
    素、アズレン系色素、シアニン系色素、スクアリリウム
    基をもつ色素、クロコニックメチン基をもつ色素、縮合
    多環芳香族化合物、縮合複素環化合物、ジアセチレン重
    合体、テトラキノジメタン、テトラチアフルバレン及び
    金属錯体化合物からなる群より選択された少なくとも１
    種の化合物である請求項３記載の記録・再生装置。
11. （１１）前記プローブ電極を円運動させるためのＸＹ走
    査駆動装置を有している請求項１記載の記録・再生装置
    。
12. （１２）前記プローブ電極と記録媒体の相対位置を３次
    元的に微動制御する手段を有している請求項１記載の記
    録・再生装置。
13. （１３）電気メモリー効果をもつ記録媒体に、プローブ
    電極から電気メモリー効果を生じる閾値電圧を越えた電
    圧を印加して書込みを行うかまたは電気メモリー効果を
    生じる閾値電圧を越えていない電圧を印加して、前記記
    録媒体に流れる電流量の変化を読む記録・再生方法であ
    って、さらに書込みまたは読み取りを行う際、該プロー
    ブ電極を円運動させる工程を有することを特徴とする記
    録・再生方法。
14. （１４）前記円運動が同心円状またはら旋状に移動させ
    るものである請求項１３記載の記録・再生方法。