JPH04117642A - Recording medium, its manufacture recorder and reproducing device recorder, and reproducing device using relevant medium - Google Patents
Recording medium, its manufacture recorder and reproducing device recorder, and reproducing device using relevant mediumInfo
- Publication number
- JPH04117642A JPH04117642A JP23564390A JP23564390A JPH04117642A JP H04117642 A JPH04117642 A JP H04117642A JP 23564390 A JP23564390 A JP 23564390A JP 23564390 A JP23564390 A JP 23564390A JP H04117642 A JPH04117642 A JP H04117642A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- recording
- recording medium
- track
- manufacturing
- substrate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Optical Recording Or Reproduction (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[a業上の利用分野]
本発明は、走査型トンネル!i徴鏡の原理を用いた超高
密度メモリーに関するものである。[Detailed description of the invention] [A field of application] The present invention is directed to a scanning tunnel! This paper relates to ultra-high density memory using the i-mirror principle.
[従来の技術及び発明が解決しようとする課B]近年、
メモリー素子の用途はコンピュータ及びその関連機器、
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、その開発
も活発に進んでいる。メモリー素子に要求される性能は
一般的には(1)高密度で、記録容量が大ぎい
(2)記録・再生の応答速度が速い
(3)エラーレートが小さい
(4)消費電力が少ない
(5)生産性が高く、価格が安い
等が挙げられる。[Problem B to be solved by conventional technology and invention] In recent years,
Memory devices are used in computers and related equipment,
It forms the core of the electronics industry, producing video discs, digital audio discs, etc., and its development is actively progressing. The performance required of memory devices is generally (1) high density and large storage capacity, (2) fast response speed for recording and playback, (3) low error rate, and (4) low power consumption. 5) High productivity and low price.
従来までは磁性体や半導体を素材とした磁気メモリー、
半導体メモリーが主流であったが、近年レーザー技術の
進展に伴い、有機色素、フォトポリマーなどの有機薄膜
を用いた安価で高密度な記録媒体を用いた光メモリー素
子などが登場してきた。Until now, magnetic memory was made from magnetic materials or semiconductors,
Semiconductor memories have been the mainstream, but with advances in laser technology in recent years, optical memory devices have appeared that use inexpensive, high-density recording media that use organic thin films such as organic dyes and photopolymers.
一方、最近、導体の表面原子の電子構造を直接観測でき
る走査型トンネル顕微鏡(以後STMと略す)が開発さ
れ[ジー・ビニッヒ (G、 Binnig)他[ヘル
ベティカ・フィズイ力・アクタ (Helve−tic
a Physica Acta)J 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、更に大気中でも動作させることが可能であるた
め広範囲な応用が期待されている。On the other hand, recently, a scanning tunneling microscope (hereinafter abbreviated as STM) that can directly observe the electronic structure of surface atoms of a conductor has been developed [G. Binnig et al.
a Physica Acta) J 55,726
(1982), )], it has become possible to measure real space images with high resolution regardless of whether they are single crystal or amorphous, and it also has the advantage of being able to observe with low power without damaging the medium due to current. Moreover, since it can be operated even in the atmosphere, it is expected to have a wide range of applications.
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り、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。従って、STMの
原理を応用すれば十分に原子オーダー(0,数nm)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
記録を行ない、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。STM utilizes the fact that a tunnel current flows when a voltage is applied between a metal probe (probe electrode) and a conductive substance and the probe is brought close to a distance of about 1 nm. This current is very sensitive to changes in the distance between the two, and by scanning the probe while keeping the tunneling current constant, it is possible to draw the surface structure in real space (at the same time, it is possible to draw various information about the total electron cloud of surface atoms). The in-plane resolution is about 0.1 nm. Therefore, applying the STM principle is sufficient for high-density recording and reproduction on the atomic order (0, several nm). The recording and reproducing method at this time is to perform appropriate recording using high-energy electromagnetic waves such as particle beams (electron beams, ion beams) or X-rays, and energy beams such as visible and ultraviolet light. A method of recording by changing the surface state of the layer and reproducing it with STM, and a thin film layer of a material that has a memory effect on voltage/current switching characteristics as a recording layer, such as a π-electron organic compound or chalcogenide. A method of recording and reproducing using STM has been proposed.
上記の様な記録・再生方法に於いて、実際に多量の情報
を記録・再生する為には、プローブ電極のxy力方向記
録媒体面内方向)の位置検出及び補正制御(トラッキン
グ)が必要となる。このトラッキングの方法としては、
既に、記録媒体基板の原子配列を利用して、高密度かつ
高精度に行う方法が提案されているが、原子配列の検出
を極めて高精度に行う必要があるため、取扱上簡便とは
いい難かった。In the recording/reproducing method described above, in order to actually record/reproduce a large amount of information, position detection and correction control (tracking) of the probe electrode in the x-y force direction (direction in the plane of the recording medium) is required. Become. This tracking method is
A method has already been proposed that uses the atomic arrangement of the recording medium substrate to perform high-density and high-precision detection, but since the atomic arrangement must be detected with extremely high precision, it is difficult to say that it is easy to handle. Ta.
そこで、トラッキングを簡便に行うために、記録媒体の
基板にあらかじめ凹凸を設けることにより案内溝(トラ
ック)を形成し、そのトラックの凹状部分あるいは凸状
部分にプローブ電極を追従させることにより、トラッキ
ングを行う方法が提案されている。Therefore, in order to perform tracking easily, a guide groove (track) is formed by providing unevenness on the substrate of the recording medium in advance, and a probe electrode follows the concave or convex portion of the track. A method is proposed.
この方法においては、プローブ電極によるトラックの検
知に於いて、プローブ電極と記録媒体の間に流れる電流
を常に測定し、記録媒体表面の形状変化に応じて、この
電流値が、一定になるようなフィードバックを、プロー
ブ電極の高さを制御している素子に与えることにより、
プローブ電極と媒体間の距離の制御を行うか、または、
このフィードバックを止めて、プローブ電極と記録媒体
の間に流れる電流値を変換してプローブ電極と記録媒体
の間の距離を測定する事によりトラックの位置の記識を
行っている。一方、プローブ電極の先端は、ある有限の
曲率半径を持っている。ゆえに、もし、記録媒体表面の
トラック部分の形状変化が、急峻であった場合、トラッ
クと記録面との境界であるエツジ部の検出よりも先に、
トラックとプローブ電極が接触する恐れがある。In this method, when detecting a track using a probe electrode, the current flowing between the probe electrode and the recording medium is constantly measured, and this current value is adjusted to be constant according to changes in the shape of the recording medium surface. By providing feedback to the element controlling the height of the probe electrode,
control the distance between the probe electrode and the medium, or
The track position is recorded by stopping this feedback, converting the value of the current flowing between the probe electrode and the recording medium, and measuring the distance between the probe electrode and the recording medium. On the other hand, the tip of the probe electrode has a certain finite radius of curvature. Therefore, if the shape change of the track portion on the surface of the recording medium is steep, the detection of the edge portion, which is the boundary between the track and the recording surface, will occur.
There is a risk of the track and probe electrode coming into contact.
しかし、従来のこの方法においては、トラックの側壁の
記録面に対する角度に何等の工夫がなかったためにプロ
ーブ電極を用いたトラッキングの際に、トラックと記録
面の境界のエツジ部の検出が困難で、精度の高いトラッ
キングの実現が困難であフたばかりでなく、プローブ電
極とトラックの側壁の接触により、プローブ電極やトラ
ックの損傷が生じる問題があった。However, in this conventional method, there was no consideration given to the angle of the side wall of the track with respect to the recording surface, which made it difficult to detect the edge of the boundary between the track and the recording surface during tracking using a probe electrode. Not only is it difficult to achieve highly accurate tracking, but there is also the problem that the probe electrode and the track may be damaged due to contact between the probe electrode and the side wall of the track.
すなわち、本発明の目的とするところは、上述した従来
技術の問題点に鑑み、プローブ電極を用いた電気的な高
密度記録・再生方法に於いて、多量の情報の記録・再生
を容易に再現性良く簡便に実行できるようにする記録媒
体とその製造方法、及び係る記録媒体を用いる記録・再
生装置、記録装置、再生装置を提案することである。In other words, an object of the present invention is to easily reproduce the recording and reproducing of a large amount of information in an electrical high-density recording and reproducing method using probe electrodes, in view of the problems of the prior art described above. The purpose of the present invention is to propose a recording medium and a method for manufacturing the same, which can be executed easily and efficiently, and a recording/reproducing apparatus, a recording apparatus, and a reproducing apparatus using such a recording medium.
[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、記録媒体に於いて、基板上に、電気メモ
リー効果による記録を行う面とトラックの側壁の面が常
に鈍角である凸形状のトラックを有する事にある。更に
は、係るトラックを含む記録媒体の製造方法、及び係る
記録媒体を有する記録・再生装置、記録装置、再生装置
のそれぞれにおいて、前述したトラックに対応した特徴
がある。[Means and effects for solving the problem] The present invention is characterized by a recording medium having a convex surface on the substrate in which the surface on which recording is performed by the electric memory effect and the surface of the side wall of the track are always at an obtuse angle. It consists in having a shaped track. Furthermore, there are features corresponding to the above-mentioned tracks in a method of manufacturing a recording medium including such a track, and in a recording/reproducing apparatus, a recording apparatus, and a reproducing apparatus each having such a recording medium.
本発明の記録媒体の一例として、第5図にその断面図を
示す8本発明に用いられる基板4としては、後述する記
#3N1となる有機化合物絶縁層、トラック2、基板電
8i3を支持するために用いるので、表面が平滑であれ
ば、どの様な材料を用いても良いが、記録層1となる有
機化合物絶縁層、トラック2、基板電極3の形成法によ
っである程度利用できる基板材料は限定される。As an example of the recording medium of the present invention, a cross-sectional view thereof is shown in FIG. Since it is used for is limited.
係る基板4上にトラック2となる凸型の段差を形成する
方法としては、従来のレジストを用いたリソグラフィー
技術を利用した金属、無機物、有機物等のエツチングや
リフトオフ、或はレジストそのものを段差として利用す
ることも可能である。また、電子ビームやイオンビーム
等の高エネルギーの放射線を照射することにより基板を
加工して、基板に直接段差を形成すること、Si基板の
異方性エツチングで形成することも考えられる。また、
基板上にビーム照射により物質を付着させる方法も可能
であり、この方法には、電子ビームを照射したときに基
板に付着するコンタミ形成がある。Methods for forming the convex steps that will become the tracks 2 on the substrate 4 include etching and lift-off of metals, inorganic materials, organic materials, etc. using conventional lithography technology using resist, or using the resist itself as the step. It is also possible to do so. It is also conceivable to form the step directly on the substrate by processing the substrate by irradiating it with high-energy radiation such as an electron beam or ion beam, or to form it by anisotropic etching of the Si substrate. Also,
A method of depositing a substance on a substrate by beam irradiation is also possible, and this method involves the formation of contaminants that adhere to the substrate when irradiated with an electron beam.
以上のような段差形成に際しては、電気メモリー効果に
よる記録を行う面とトラックの側壁の面が常に鈍角であ
る必要があり、この為にはリソグラフィー技術を用いる
場合には、エツチングはサイドエツチングの利用、レジ
ストそのものを段差に利用する場合には、ポジタイプの
利用が好適である。また、電子ビーム照射によフて生じ
るコンタミの付着を利用したトラックの形成は、電子ビ
ームの強度分布が、ガウシアン分布することから、コン
タミもガウシアン分布の形状に積層するため、電気メモ
リー効果による記録を行う面とトラックの側壁の面が常
に鈍角として得られる好適な方法である。When forming a step as described above, it is necessary that the surface on which recording is performed by the electric memory effect and the surface of the side wall of the track always have an obtuse angle.For this purpose, when using lithography technology, it is necessary to use side etching for etching. When using the resist itself as a step, it is preferable to use a positive type. In addition, track formation using the adhesion of contamination caused by electron beam irradiation is possible because the intensity distribution of the electron beam is Gaussian, so the contamination also accumulates in the shape of a Gaussian distribution, so it is possible to record by the electric memory effect. This is the preferred method, as the plane of the track and the plane of the side wall of the track always form an obtuse angle.
この様に、トラック2を形成した基板上には、基板電極
3となる導電層を形成する必要がある。In this way, it is necessary to form a conductive layer that will become the substrate electrode 3 on the substrate on which the tracks 2 are formed.
但し、基板4、及びトラック2となる段差が導電性を有
する材料であるならば、この導電層は、形成する必要は
ない。導電層を形成する方法としては、トラックを形成
した基板4上にまんべんなく均一な薄膜を形成する方法
として、極めて簡便な、公知のスパッタ法による形成な
どが適当であるが、これに限らず、均質な導電層が形成
できる手段であれば、いずれも可能である。However, if the substrate 4 and the steps forming the tracks 2 are made of conductive material, it is not necessary to form this conductive layer. As a method for forming the conductive layer, it is possible to form a thin film evenly and uniformly on the substrate 4 on which tracks have been formed, such as by the very simple known sputtering method, but the method is not limited to this method. Any means that can form a conductive layer is possible.
本発明で記録層1として用いる、有機化合物絶縁層の材
料としては、絶縁性を示す有機材料であれば何を用いて
も良い。As the material of the organic compound insulating layer used as the recording layer 1 in the present invention, any organic material may be used as long as it exhibits insulation properties.
有機化合物絶縁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。Regarding the formation of an organic compound insulating layer, specifically, it is possible to apply vapor deposition methods, cluster ion beam methods, etc., but the LB method is extremely superior among known conventional techniques due to its controllability, ease, and reproducibility. suitable.
このLB法によれば、1分子中に疎水性部位と親木性部
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、かつ大面積にわたフて均一、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, it is possible to easily form a monomolecular film of an organic compound having a hydrophobic site and a lignophilic site in one molecule or a cumulative film thereof on a substrate, and to have a thickness on the order of a molecule. Moreover, it is possible to stably supply a uniform and homogeneous ultra-thin organic film 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、分子は水面上で親木性
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成する方法である。The LB method is a molecule with a structure that has a hydrophilic site and a hydrophobic site, and when the balance between the two (balance of amphiphilicity) is maintained appropriately, the molecule has a lignophilic group on the water surface. This is a method of creating a monomolecular film or a cumulative film thereof by utilizing the fact that the monomolecular layer forms downward.
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、親木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)等の親木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
分子の親木性部分を構成する。Examples of the group constituting the hydrophobic moiety include various hydrophobic groups such as generally widely known saturated and unsaturated hydrocarbon groups, fused polycyclic aromatic groups, and chain polycyclic phenyl groups. These each constitute a hydrophobic site singly or in combination. On the other hand, the most typical constituent elements of the wood-loving site are carboxyl groups, ester groups, acid amide groups, imide groups, hydroxyl groups, and amino groups (1, 2, tertiary, and quaternary), etc. Examples include wood-loving groups such as . These also constitute the tree-like part of the above molecule either singly or in combination.
これらの疎水性基と親水性基をバランス良く併有し、絶
縁性を有する有機分子であれば、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。Organic molecules that have both hydrophobic and hydrophilic groups in a well-balanced manner and have insulating properties can form a monomolecular film on the water surface, making them extremely suitable materials for the present invention. becomes.
本発明で用いられる基板電極3の材料も高い導電性を有
するものであればよく、例えばAu。The material of the substrate electrode 3 used in the present invention may be any material as long as it has high conductivity, such as Au.
Pt、Ag、Pd、AJL、In、Sn、Pb、Wなど
の金属やこれらの合金、更にはグラファイトやシリサイ
ド、また更にはITOなとの導電性酸化物を始めとして
数多くの材料が挙げられ、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、基板電極の材料は表
面が記録層形成の際、絶縁性の酸化物をつくらない導電
材料、例えば貴金属やITOなどの酸化物導電体を用い
ることが望ましく、なおかつ何れの材料を用いるにして
もその表面が平滑であることが好ましい。There are many materials, including metals such as Pt, Ag, Pd, AJL, In, Sn, Pb, and W, and alloys thereof, as well as conductive oxides such as graphite, silicide, and even ITO. Application of these to the present invention is conceivable. Conventionally known thin film techniques are sufficient for forming electrodes using such materials. However, when forming the recording layer on the surface of the substrate electrode, it is preferable to use a conductive material that does not form an insulating oxide, such as an oxide conductor such as a noble metal or ITO. It is also preferable that the surface is smooth.
本発明で用いる記録層としては、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。The recording layer used in the present invention is a material that has a memory switching phenomenon (electrical memory effect) in current-voltage characteristics, such as a molecule that has both a group with a π electron level and a group with only a σ electron level. It becomes possible to use an organic monomolecular film laminated on an electrode or a cumulative film thereof.
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いて、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。Since most organic materials generally exhibit insulating or semi-insulating properties, the present invention can be applied to a wide variety of organic materials having a group having a π-electron level.
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、テトラフェニルポルフィリン等の
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、アントラセン及びビレン等の縮
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、更にはテトラ
シアノキノジメタンまたはテトラチアフルバレンのお導
体及びその順縁体及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。Examples of structures of dyes having a π-electron system suitable for the present invention include phthalocyanine, dyes having a porphyrin skeleton such as tetraphenylporphyrin, azulene dyes having squarylium groups and croconic methine groups as bonding chains, quinoline, benzothiazole, Cyanine-based similar dyes in which two nitrogen-containing heterocycles are bonded by a squarylium group and a croconic methine group such as benzoxazole, or cyanine dyes, fused polycyclic aromatics such as anthracene and birene, and aromatic ring and heterocyclic compounds are polymerized chain compounds and diacetylene group polymers, as well as conductors of tetracyanoquinodimethane or tetrathiafulvalene, their normal analogs, and their charge transfer complexes, and furthermore ferrocene, trisbipyridine ruthenium complexes, etc. Examples include metal complex compounds.
本発明に好適な高分子材料としては、例えばポリアクリ
ル酸訪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。Examples of polymeric materials suitable for the present invention include addition polymers such as polyacrylic acid-conducting conductors, condensation polymers such as polyimide, ring-opening polymers such as nylon, and biopolymers such as bacteriorhodopsin.
有機記録層の形成に関しても、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前述
したLB法が極めて好適である。Regarding the formation of the organic recording layer, it is also possible to specifically apply vapor deposition methods, cluster ion beam methods, etc., but the above-mentioned LB method is the most suitable among known conventional techniques due to its controllability, ease, and reproducibility. suitable.
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f!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、親木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)等の親木性基等が挙げられ
る。これらも各々単独又はその複数が組み合わされて上
記分子の親木性部分を構成する。Examples of the groups constituting the hydrophobic moiety include the widely known saturated and unsaturated hydrocarbon groups, fused polycyclic aromatic groups, and chain polycyclic phenyl groups. Examples include hydrophobic groups. These each constitute a hydrophobic site singly or in combination. On the other hand, the most typical constituent elements of the wood-loving site are carboxyl groups, ester groups,
Examples include acid amide groups, imide groups, hydroxyl groups, and wood-loving groups such as amino groups (1, 2, 3, and 4). These also constitute the tree-like part of the above molecule either singly or in combination.
これらの疎水性基と親水性基をバランス良く併有し、か
つ適度な大きさを持つπ電子系を有する有機分子であれ
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。Organic molecules that have a well-balanced combination of these hydrophobic groups and hydrophilic groups and a π-electron system with an appropriate size can form a monomolecular film on the water surface, and this is the It is an extremely suitable material for the invention.
具体例としては、例えば下記の如き分子等が挙げられる
。Specific examples include the following molecules.
以下余白
く有機材料〉
[I
]
クロコニックメヂン色素
ここでR3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ギル基で、その炭素数nは5≦n≦
30が好適である。Organic materials in the margin below> [I] Croconic medium dye Here, R3 corresponds to the group with the σ electron level mentioned above, and was introduced to facilitate the formation of a monomolecular film on the water surface. A long-chain argyl group, the number of carbon atoms n is 5≦n≦
30 is preferred.
[■]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。[■] Squarylium dye A compound in which the croconic methine group of the compound listed in [I] is replaced with a squarylium group having the following structure.
[+11] ポルフィ リン系色素化合物 飄 HI −CH2NIIC,l+。[+11] Porphy Phosphorous pigment compound air HI -CH2NIIC,l+.
M = H,、Cu、Ni、Al2−CI!希土類金灰
イオン
及び
R= 0CR(COOH)CnH,、、、5≦n≦25
M = if、、 Cu、 Ni、 Zn、
Al2−CR及び希土類金属イオン
R=CI、H,n、、 550525M =
fiz、 Cu、 Ni、 Zn、 Al2
<I!及び希土類金属イオン
Rは単分子膜を形成しやすく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相当してい
る。M = H, Cu, Ni, Al2-CI! Rare earth gold ash ion and R=0CR(COOH)CnH,...5≦n≦25
M = if, Cu, Ni, Zn,
Al2-CR and rare earth metal ion R = CI, H, n, 550525M =
fiz, Cu, Ni, Zn, Al2
<I! and rare earth metal ion R are introduced to facilitate the formation of a monomolecular film, and are not limited to the substituents listed here. Also, R1
-R4,R corresponds to the group having the above-mentioned σ electron level.
[■l
縮合多環芳香族化合物
■
OOH
[Vコシアセチレン化合物
0113→C112斤(:= c−c= C→CIt
2 )7 XO≦n、l≦20
イ旦しn十℃〉10
Xは親木基で一般的には−COOHが用いられるが−0
11,−CONH,等も使用できる。[■l Condensed polycyclic aromatic compound■ OOH [V cocyacetylene compound 0113→C112 catties (:= c-c= C→CIt
2)7 XO≦n, l≦20 〉10〉10
11,-CONH, etc. can also be used.
[VI]その他
キンキチェニル
〈有機高分子材料〉
[I
]
付加重合体
ポリアクリル酸
ポリアクリル酸エステル
アクリル酸コポリマー
4〕
アクリル酸エステルコポリマー
[TI ]縮合重合体
ポリカーボネート
■
−F−OCO−CH−C1+、)−
[+11]
開環重合体
l)
ポリエチレンオキシド
−f−O−CI−CHd−
ここで、R1は水面上で単分子膜を形成し易くするため
に導入された長鎖アルキル基で、その原素数nは5≦n
≦30が好適である。[VI] Other quinquichenyl <organic polymeric materials> [I] Addition polymer polyacrylic acid polyacrylic acid ester acrylic acid copolymer 4] Acrylic acid ester copolymer [TI] Condensation polymer polycarbonate ■ -F-OCO-CH-C1+, )- [+11] Ring-opening polymer l) Polyethylene oxide-f-O-CI-CHd- Here, R1 is a long-chain alkyl group introduced to facilitate the formation of a monomolecular film on the water surface; The prime number n is 5≦n
≦30 is suitable.
また、R4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。Further, R4 is a short-chain alkyl group, and the number of carbon atoms n is 1≦n
≦4 is suitable. The degree of polymerization m is preferably 100≦m≦5000.
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
あることは言うに及ばない。The compounds mentioned above as specific examples are only basic structures, and it goes without saying that various substituted products of these compounds are also suitable in the present invention.
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
ばバクテリオロドプシンやチトクロームC)や合成ポリ
ペプチド(PBLG)等も適用が可能である。It goes without saying that any organic material or organic polymer material other than those mentioned above is also suitable for the present invention as long as it is suitable for the LB method. For example, biomaterials (for example, bacteriorhodopsin and cytochrome C) and synthetic polypeptides (PBLG), which have been actively researched in recent years, can also be applied.
これらのπ電子準位を有する化合物の電気メモリー効果
は数1101L以下の膜厚のもので観測されているが、
記録・再生時にプローブ電極と基板電極間に流れるトン
ネル電流を用いるため、プローブ電極と基板電極間にト
ンネル電流が流れるよう両者間の距離を近づけなければ
ならないので、本発明の記録層と有機化合物絶縁層を加
えた膜厚は、0.数nm以上10nm以下、好ましくは
、O0数nm以上3nm以下である。The electrical memory effect of compounds with these π electron levels has been observed in films with a thickness of several 1101 L or less;
Since a tunnel current flowing between the probe electrode and the substrate electrode is used during recording and reproduction, the distance between the probe electrode and the substrate electrode must be shortened so that the tunnel current flows between the probe electrode and the substrate electrode. The thickness of the added layer is 0. The thickness is several nm or more and 10 nm or less, preferably O0 is several nm or more and 3 nm or less.
また、プローブ電極5の材料は、導電性を示すものであ
れば何を用いてもよく、例えばPt。Further, the material of the probe electrode 5 may be any material as long as it exhibits conductivity, such as Pt.
Pt−I r、W、Au、Ag等が挙げられる。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、針状の
導電性材料を電界研磨法を用い先端形状を制御して、プ
ローブ電極を作製しているが、プローブ電極の作製方法
及び形状は何らこれに限定するものではない。Examples include Pt-Ir, W, Au, and Ag. The tip of the probe electrode needs to be as sharp as possible to increase the resolution of recording, playback, and erasure. In the present invention, a probe electrode is produced by controlling the shape of the tip of a needle-shaped conductive material using an electropolishing method, but the method and shape of the probe electrode are not limited thereto.
更にはプローブ電極の本数も一本に限る必要もなく、位
置検出用と記録・再生用とを分ける等、複数のプローブ
電極を用いても良い。Furthermore, the number of probe electrodes does not need to be limited to one; a plurality of probe electrodes may be used, such as one for position detection and one for recording/reproduction.
次に、本発明の記録媒体を用いる記録・再生、記録、再
生装置を第1図のブロック図を用いて説明する。第1図
中、5は記録媒体に電圧を印加するためのプローブ電極
であり、このプローブ電極から記録層1に電圧を印加す
ることによって記録・再生を行う。Next, a recording/reproducing apparatus using the recording medium of the present invention will be explained using the block diagram shown in FIG. In FIG. 1, reference numeral 5 denotes a probe electrode for applying a voltage to the recording medium, and recording and reproduction are performed by applying a voltage to the recording layer 1 from this probe electrode.
対象となる記録媒体は、XYステージ12上に載置され
る。このXYステージ12により、記録媒体上で記録・
再生を行う、大まかな場所が設定される。lOはプロー
ブ電流増幅器で、9はプローブ電極の記録媒体からの高
さが一定になるように圧電素子を用いたZ方向微動制御
機構7を制御するサーボ回路である。11はプローブ電
極5と基板電極4との間に記録・消去用のパルス電圧を
印加するための電源である。なお、パルス電圧を印加す
るときに、プローブ電流が急激に変化するため、サーボ
回路9は、その間出力電流が一定になるように、HOL
D回路をONにするように制御している。The target recording medium is placed on the XY stage 12. This XY stage 12 allows recording and recording on the recording medium.
The rough location for playback is set. IO is a probe current amplifier, and 9 is a servo circuit that controls the Z-direction fine movement control mechanism 7 using a piezoelectric element so that the height of the probe electrode from the recording medium is constant. Reference numeral 11 denotes a power source for applying a pulse voltage for recording and erasing between the probe electrode 5 and the substrate electrode 4. Note that when applying the pulse voltage, the probe current changes rapidly, so the servo circuit 9 uses HOL to keep the output current constant during that time.
It is controlled to turn on the D circuit.
8は、プローブ電極5を、6のXY方向微動制御機構を
用いてXY力方向移動制価するためのXY走査駆動回路
である。13の粗動機構と14の粗動駆動回路は、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5と記録媒体との距離を粗動制御したり、
プローブ電極と基板とのXY方向相対変位を太き(とる
(微動制御機構の範囲外)のに用いられる。8 is an XY scanning drive circuit for controlling the movement of the probe electrode 5 in the XY force direction using the XY direction fine movement control mechanism 6. The coarse movement mechanism 13 and the coarse movement drive circuit 14 coarsely control the distance between the probe electrode 5 and the recording medium so that a probe current of about 10-'A can be obtained in advance.
It is used to increase the relative displacement between the probe electrode and the substrate in the XY direction (outside the range of the fine movement control mechanism).
これらの各機器は、全てマイクロコンピュータ15によ
り中央制御されている。また16は表示装置を表してい
る。All of these devices are centrally controlled by a microcomputer 15. Further, 16 represents a display device.
また、圧電素子を用いた移動制御における機械的性能を
下記に示す。In addition, the mechanical performance in movement control using piezoelectric elements is shown below.
2方向微動制御範囲 :0.1層m〜1μmZ方向粗動
制御範囲 : 10層m〜I OmmXY方向走査範囲
: 0. 1 nm 〜1 umXY方向粗動制御
範囲:10層m 〜10mm計測、制御許容誤差 :<
O,lnm
(微動制御時)
計測、制御許容誤差 :<lnm
(粗動制御時)
以下、本発明を実施例に従って説明する。Two-direction fine movement control range: 0.1 layer m to 1 μm Z direction coarse movement control range: 10 layers m to I Omm XY direction scanning range: 0. 1 nm ~ 1 um XY direction coarse movement control range: 10 layers m ~ 10 mm Measurement, control tolerance: <
O, lnm (during fine movement control) Measurement and control tolerance: <lnm (during coarse movement control) The present invention will be described below according to examples.
[実施例]
実施例1
光学研磨したガラス基板(基板4)を中性洗剤及びトリ
クレンを用いて洗浄した後、基板に電子描画装置を用い
てエレクトロン・ビームを照射してコンタミを積層し、
トラック2を形成した。この時のエレクトロン・ビーム
の描画条件は、加速電圧30kV、電子線電流8X10
−”A、スポット径0.1μm、掃引速度10−’mm
/SeCで行い、第2図に示したような1.0mmX0
.5mmの領域に2.0μmピッチで長さ1mm、幅0
.1μmのトラックを形成した。[Example] Example 1 After cleaning an optically polished glass substrate (substrate 4) using a neutral detergent and Triclean, the substrate was irradiated with an electron beam using an electron drawing device to remove contaminants.
Track 2 was formed. The electron beam drawing conditions at this time were an acceleration voltage of 30 kV and an electron beam current of 8 x 10
-”A, spot diameter 0.1μm, sweep speed 10-'mm
/SeC, and 1.0 mm x 0 as shown in Figure 2.
.. 5mm area with 2.0μm pitch, length 1mm, width 0
.. Tracks of 1 μm were formed.
なお、この時トラックは、高さが、0,01μmで、幅
方向の断面は、おおよそガウシアンカーブの形状であっ
た。また、描画中の真空度は、試料室が8X10−’T
orrで、電子銃室が5×1CM’Torrであった。At this time, the height of the track was 0.01 μm, and the cross section in the width direction was approximately in the shape of a Gaussian curve. Also, the degree of vacuum during drawing is 8X10-'T in the sample chamber.
orr, and the electron gun chamber was 5×1 CM'Torr.
次に、係る基板上に、Auをスパッタ法によりlnm積
層して基板電極3とした後、記録層1となるポリイミド
LB膜を形成した。以下に、このLB膜の成膜方法を示
す。Next, on the substrate, Au was deposited to a thickness of 1 nm by sputtering to form a substrate electrode 3, and then a polyimide LB film, which was to become a recording layer 1, was formed. The method for forming this LB film will be described below.
ポリアミック酸(以下PAと略す)を繰り返し単位濃度
1.0mmoJ2I2/ρで溶かしたジメチルアセトア
ミドとベンゼンの混合溶液を、20℃の純水上に展開し
、水面から溶媒を蒸発除去させた後、その表面圧を25
mN/mに高めて水面上単分子膜を形成させた。次に、
この表面圧を一定に保持したまま、前記基板を水面に横
切るように速度5mm/分で静かに浸漬し、更に引き上
げて2層のY形単分子膜の累積を行った。次に、係る基
板を300℃で10分間熱処理する事によりPA累積膜
をイミド化してポリイミド(以下PIと略す)薄膜を形
成し、有機化合物絶縁層とした。A mixed solution of dimethylacetamide and benzene in which polyamic acid (hereinafter abbreviated as PA) is dissolved at a repeating unit concentration of 1.0 mmoJ2I2/ρ is spread on pure water at 20°C, and after evaporating and removing the solvent from the water surface, Surface pressure 25
mN/m to form a monomolecular film on the water surface. next,
While maintaining this surface pressure constant, the substrate was gently immersed across the water surface at a speed of 5 mm/min, and then pulled up to accumulate two Y-shaped monomolecular films. Next, the substrate was heat-treated at 300° C. for 10 minutes to imidize the PA cumulative film to form a polyimide (hereinafter abbreviated as PI) thin film to form an organic compound insulating layer.
以上の様な方法により作成した記録媒体に、第1図に示
した記録・再生、記録、再生装置を用いて記録・再生・
消去の実験を行った。ただし、プローブ電極5として電
界研磨法によって作成した白金/ロジウム製のプローブ
電極を用いた。このプローブ電極5は、直接、記録・再
生・消去を行うために用いることができる。プローブ電
極5と配録層1の距離(Z)は、サーボ回路9からZ方
向微動制御機構7に適度な電圧を与えることにより制御
し、更にこの機能を保持したまま、プローブ電極5が面
内(X、Y)方向にも移動制御できるようにXY方向微
動制御機構6をXY走査駆動回路8によって制御してい
る。また、記録媒体は高精度のXYステージ12の上に
置かれ、任意の位置に移動させることができる。よって
、この移動制御機構によりプローブ電極5で記録媒体の
任意の位置で記録・再生及び消去を行うことができる。Recording/playback/recording/playback is performed on the recording medium created by the method described above using the recording/playback/recording/playback device shown in Figure 1.
We conducted an erasure experiment. However, as the probe electrode 5, a platinum/rhodium probe electrode prepared by an electric field polishing method was used. This probe electrode 5 can be used for directly recording, reproducing, and erasing. The distance (Z) between the probe electrode 5 and the recording layer 1 is controlled by applying an appropriate voltage from the servo circuit 9 to the Z-direction fine movement control mechanism 7, and furthermore, while maintaining this function, the probe electrode 5 is The XY direction fine movement control mechanism 6 is controlled by the XY scanning drive circuit 8 so that the movement can be controlled in the (X, Y) directions as well. Further, the recording medium is placed on a high-precision XY stage 12 and can be moved to any position. Therefore, this movement control mechanism allows the probe electrode 5 to perform recording, reproduction, and erasing at any position on the recording medium.
前述したPI27iFを累積した記録層1を持つ記録媒
体を記録・再生装置にセットした。この時、トラック2
の長さ方向と記録・再生装置のY方向がほぼ平行となる
様に設置した。次に、記録媒体の基板電極3に対してプ
ローブ電極5に−1,0■の電圧を印加し、記録層1に
流れる電流をモニターしながらプローブ電極5と基板電
極3との距離(Z)を調整した。その後、Z方向微動制
御機構7を制御してプローブ電極5と記録層1表面まで
の距離を変えていくと、第3図に示すような電流特性が
得られた。なお、プローブ電流及び、プローブ電圧を変
化させることでプローブ電極5と記録層1表面との距離
2を調整することができるが、距離Zを適当な値で一定
に保持するためには、プローブ電流I、が10−’A≧
工、≧1O−12A、好適には10−”A≧工、≧10
−”Aになるようにプローブ電圧を調整する必要がある
。ここではプローブ電圧を0.5Vとし、プローブ電流
工、を10−’A(第3図のb領域に相当する。)に設
定して、プローブ電極5と記録層1表面との距離を制御
した。次にこの距離2を一定に保ちながら、プローブ電
極5をX方向、即ちトラック2を横切る方向に走査させ
、記録媒体にトラック2が形成されていることを確認し
た後、プローブ電極5を任意の隣合う2本のトラック2
の間(記録面)で保持した。A recording medium having a recording layer 1 in which PI27iF was accumulated as described above was set in a recording/reproducing apparatus. At this time, track 2
The recording/playback device was installed so that its length direction and the Y direction of the recording/reproducing device were almost parallel. Next, apply a voltage of -1.0 to the probe electrode 5 with respect to the substrate electrode 3 of the recording medium, and measure the distance (Z) between the probe electrode 5 and the substrate electrode 3 while monitoring the current flowing through the recording layer 1. adjusted. Thereafter, by controlling the Z-direction fine movement control mechanism 7 to change the distance between the probe electrode 5 and the surface of the recording layer 1, current characteristics as shown in FIG. 3 were obtained. Note that the distance 2 between the probe electrode 5 and the surface of the recording layer 1 can be adjusted by changing the probe current and the probe voltage, but in order to keep the distance Z constant at an appropriate value, the probe current must be changed. I, is 10-'A≧
engineering, ≧1O-12A, preferably 10-”A≧engineering, ≧10
It is necessary to adjust the probe voltage so that the voltage is 0.5V and the probe current is set to 10-'A (corresponding to region b in Figure 3). The distance between the probe electrode 5 and the surface of the recording layer 1 was controlled.Next, while keeping this distance 2 constant, the probe electrode 5 was scanned in the X direction, that is, in the direction across track 2, and track 2 was formed on the recording medium. After confirming that the probe electrode 5 is formed, move the probe electrode 5 to any two adjacent tracks 2.
(recording surface).
次に、プローブ電極5をトラック2にそって走査させな
がら、5nmピッチで情報の記録を行った。トラッキン
グは、サーボ回路9の出力電圧を一定(HOLD回路O
N)でも、サーボ回路9を動作させたまま(HOLD回
路0FF)でも行うことができる。この時トラック2の
検出は、サーボ回路9の出力電圧を一定にした場合(H
OLD回路ON)は、プローブ電流が飽和するまでの増
加、サーボ回路9を動作させたまま(HOLD回路0F
F)の場合は、サーボ回路の出力電圧の変化として、3
vの増加をもってトラック2と認識した。係る情報の記
録は、第4図(a)と同様な波形を有するしきい値電圧
Vt、hos以上のパルス電圧(V、、、=−15V)
を印加して、ON状態を書き込んだ。なお、パルス電圧
を印加する際は、サーボ回路9の出力電圧を一定にして
いる。書き込まれた情報は、書き込みの際と同じ条件で
プローブ電極5と記録層1の表面の距離を制御した後、
サーボ回路9の出力を一定に保持したままで、プローブ
電極5を走査し、ON状態領域とOFF状態領域とのプ
ローブ電流の変化で直接読みとるか、または、サーボ回
路9を動作させたまま(HOLD回路0FF)プローブ
電極5を走査して、ON状態領域とOFF状態領域とで
のサーボ回路9の出力電圧の変化で読みとることができ
る。本例では、ON状態領域でのプローブ電流が記録前
(またはOFF状態領域)と比較して3桁以上変化して
いたことを確認した。Next, while scanning the probe electrode 5 along the track 2, information was recorded at a pitch of 5 nm. Tracking is performed by keeping the output voltage of the servo circuit 9 constant (HOLD circuit O
(N), it can also be performed with the servo circuit 9 operating (HOLD circuit 0FF). At this time, track 2 is detected when the output voltage of the servo circuit 9 is kept constant (H
OLD circuit ON) is increased until the probe current is saturated, and the servo circuit 9 is kept operating (HOLD circuit 0F).
In the case of F), the change in the output voltage of the servo circuit is 3.
Track 2 was recognized by the increase in v. Recording of such information is performed using a pulse voltage (V, , = -15V) that is higher than the threshold voltage Vt, hos and has a waveform similar to that shown in Fig. 4(a).
was applied to write the ON state. Note that when applying the pulse voltage, the output voltage of the servo circuit 9 is kept constant. The written information is written after controlling the distance between the probe electrode 5 and the surface of the recording layer 1 under the same conditions as when writing.
While keeping the output of the servo circuit 9 constant, scan the probe electrode 5 and directly read the changes in probe current between the ON state area and the OFF state area, or leave the servo circuit 9 operating (HOLD). Circuit 0FF) By scanning the probe electrode 5, it is possible to read the change in the output voltage of the servo circuit 9 between the ON state region and the OFF state region. In this example, it was confirmed that the probe current in the ON state region changed by more than three orders of magnitude compared to before recording (or in the OFF state region).
更に、書き込みの際と同じ条件でプローブ電極5と記録
層1の表面との距離を制御した後サーボ回路9の出力を
一定に保持し、プローブ電圧なV th。0以上の8■
に設定して、(第4図(b))、再びプローブ電極5を
走査して記録位置をトレースした結果、全ての記録状態
が消去され、OFF状態に遷移したことも確認した。以
上の再生実験に於いて、ピットエラーレートは3X10
−6であった。Furthermore, after controlling the distance between the probe electrode 5 and the surface of the recording layer 1 under the same conditions as during writing, the output of the servo circuit 9 is held constant, and the probe voltage V th is set. 0 or more 8■
(FIG. 4(b)), and as a result of scanning the probe electrode 5 again and tracing the recorded position, it was confirmed that all recorded states were erased and the state transitioned to the OFF state. In the above playback experiment, the pit error rate was 3X10
-6.
また、この記録媒体の、トラック2を横切る方向の断面
を、電子顕微鏡で観測したところ、第3図のようにトラ
ック2の高さは、10nmあり、断面が、ガウシアンカ
ーブであるため、電気メモリー効果による記録を行う面
とトラック2の側壁の面が常に鈍角であり、特にトラッ
ク2と記録面の境であるエツジ部は、非常になだらかな
曲線であった。Furthermore, when the cross section of this recording medium in the direction across the track 2 was observed with an electron microscope, the height of the track 2 was 10 nm as shown in Fig. 3, and the cross section was a Gaussian curve. The surface on which recording is effected and the surface of the side wall of track 2 always have an obtuse angle, and especially the edge portion, which is the boundary between track 2 and the recording surface, has a very gentle curve.
実施例2
実施例1と同様に洗浄した基板4上に実施例1と同様に
基板電極3を厚さ30nm形成し、さらに、Crを通常
の蒸着法により30nm蒸着した後、ネガ型レジスト(
日立化成RD−200ON−10)を塗布し、ブレベー
ク(80℃ 20分)の後、遠紫外線による露光と専用
現像液による現像を行って、ラインアンドスペースがそ
れぞれ0.5μmで、長さが2mmのレジストパターン
を形成した。次に係る基板4をボストベーク(120℃
20分)した後、Crのエツチング液に30秒間浸し
てCrのエツチングを行い、最後にレジストをアセトン
により剥離した。以上のようにトラック2を形成した基
板上に、実施例1と同様にPIの薄膜を形成した(第6
図)。このようにして作成した記録媒体に対して実施例
1と同様にして記録・再生・消去の実験を行った。その
結果、ピットエラーレートは5X10−’であり、消去
も可能であった。Example 2 A substrate electrode 3 with a thickness of 30 nm was formed in the same manner as in Example 1 on a substrate 4 that had been cleaned in the same manner as in Example 1, and Cr was further deposited to a thickness of 30 nm by a normal vapor deposition method, and then a negative resist (
Hitachi Chemical RD-200ON-10) was applied, and after a bre-bake (80°C for 20 minutes), exposure to far ultraviolet rays and development using a special developer were performed to obtain lines and spaces of 0.5 μm and length of 2 mm. A resist pattern was formed. Next, the substrate 4 is subjected to a boss bake (120°C
After 20 minutes), Cr was etched by dipping it in a Cr etching solution for 30 seconds, and finally the resist was removed with acetone. On the substrate on which track 2 was formed as described above, a PI thin film was formed in the same manner as in Example 1 (6th
figure). Recording, reproducing, and erasing experiments were conducted on the thus prepared recording medium in the same manner as in Example 1. As a result, the pit error rate was 5×10 −′, and erasing was also possible.
また、この記録媒体の、トラック2を横切る方向の断面
を、電子顕微鏡で観測したところ、第6図のように電気
メモリー効果による記録を行う面とトラック2の側壁の
面が常に鈍角であり、特にトラック2と記録面の境であ
るエツジ部は、非常になだらかな曲線であった。Furthermore, when a cross section of this recording medium in the direction across the track 2 was observed using an electron microscope, it was found that the surface where recording is performed by the electric memory effect and the surface of the side wall of the track 2 always form an obtuse angle, as shown in FIG. In particular, the edge portion, which is the boundary between track 2 and the recording surface, had a very gentle curve.
比較例1
実施例1と同様に洗浄した基板4をヘキサメチルジシラ
ザンによって疎水処理した後、ネガ型レジスト(日立化
成RD−200ON−10)を塗布し、ブレベーク(8
0℃ 20分)の後、遠紫外線による露光と専用現像液
による現像を60秒間行って、ラインアンドスペースが
それぞれ0.5μmで、長さが2mmのレジストパター
ンを形成し、トラック2とした。次に係る基板をボスト
ベーク(120℃ 20分)した後、基板4上に、実施
例1と同様にAuとPIの薄膜を形成した(第11図)
。以上のようにして作成した記録媒体に対して実施例1
と同様にして記録・再生・消去の実験を行った。その結
果、トラッキングの際には、トラック2の確認が困難で
あり、ピットエラーレートが実施例1と比べて著しく悪
化し、また、使用したプローブ電極5と記録・再生実験
を行った場所のトラック2を、電子顕微鏡で観測したと
ころ、プローブ電極5の先端が屈折し、トラック2には
損傷がみられた。この記録媒体の、トラック2を横切る
方向の断面を、電子顕微鏡で観測したところ、第11図
のように電気メモリー効果による記録を行う面とトラッ
ク2の側壁の面がほぼ垂直か、やや鋭角であった。Comparative Example 1 After hydrophobically treating the substrate 4 cleaned in the same manner as in Example 1 with hexamethyldisilazane, a negative resist (Hitachi Chemical RD-200ON-10) was applied, and a brebake (8
After 20 minutes at 0° C., exposure to deep ultraviolet rays and development using a special developer were performed for 60 seconds to form a resist pattern with a line and space of 0.5 μm and a length of 2 mm, which was designated as track 2. Next, after the substrate was post-baked (120°C for 20 minutes), a thin film of Au and PI was formed on the substrate 4 in the same manner as in Example 1 (Fig. 11).
. Example 1 for the recording medium created as described above
Recording, playback, and erasing experiments were conducted in the same manner as above. As a result, during tracking, it was difficult to confirm track 2, the pit error rate was significantly worse than in Example 1, and the probe electrode 5 used and the track where the recording/playback experiment was performed 2 was observed with an electron microscope, it was found that the tip of the probe electrode 5 was bent and the track 2 was damaged. When a cross section of this recording medium in the direction across track 2 was observed using an electron microscope, it was found that the surface on which recording is performed by the electric memory effect and the surface of the side wall of track 2 are almost perpendicular or at a slightly acute angle, as shown in Figure 11. there were.
実施例3
実施例1と同様に洗浄した、ガラス基板4上にポジ型レ
ジスト(東京応化TSMR−8800)を塗布し、ブレ
ベーク(90℃ 30分)の後、遠紫外線による露光(
Nikon NSR−1505G3A)と専用現像液
による現像を行って、ラインアンドスペースがそれぞれ
0.6μmで、長さが2mmのレジストパターンを形成
した。次に係る基板4をボストベーク(120℃20分
)した後、実施例1と同様にAuとPIの薄膜を形成し
記録媒体とした(第7図)。以上のようにして作成した
記録媒体に対して実施例1と同様にして記録・再生・消
去の実験を行った。その結果、ピットエラーレートは5
X10−”であり、消去も可能であった。Example 3 A positive resist (Tokyo Ohka TSMR-8800) was coated on a glass substrate 4 that had been cleaned in the same manner as in Example 1, and after blebake (90°C for 30 minutes), exposure to deep ultraviolet rays (
A resist pattern with a line and space of 0.6 μm and a length of 2 mm was formed by developing with Nikon NSR-1505G3A) and a special developer. Next, the substrate 4 was post-baked (120° C. for 20 minutes), and then a thin film of Au and PI was formed in the same manner as in Example 1 to form a recording medium (FIG. 7). Recording, reproducing, and erasing experiments were conducted in the same manner as in Example 1 on the recording medium prepared as described above. As a result, the pit error rate was 5.
X10-'', and erasing was also possible.
また、この記録媒体の、トラック2を横切る方向の断面
を、電子顕微鏡で観測したところ、第7図のように電気
メモリー効果による記録を行う面とトラック2の側壁の
面が常に鈍角であり、特にトラック2と記録面の境であ
るエツジ部は、非常になだらかな曲線であった。Furthermore, when a cross section of this recording medium in the direction across the track 2 was observed with an electron microscope, it was found that the surface where recording is performed by the electric memory effect and the surface of the side wall of the track 2 always form an obtuse angle, as shown in FIG. In particular, the edge portion, which is the boundary between track 2 and the recording surface, had a very gentle curve.
実施例4
実施例1と同様に洗浄したガラス基板4に実施例1と同
様に基板電極3を厚さ30nm形成し、さらにネガ型レ
ジスト(日立化成RD−200ON−10)を塗布し、
ブL、べ−1(80’C20分)の後、遠紫外線による
露光と専用現像液による現像を行って、ラインアンドス
ペースがそれぞれ0.5μmで、長さが2mmのレジス
トパターンを形成した。次に係る基板をボストベーク(
120℃ 20分)した後、真空蒸着法によりAuを3
0nmの厚さで形成した。次に係る基板4をアセトンに
浸したまま超音波洗浄を行い、レジストを剥離した。最
後に、実施例1と同様に、記録層1を形成して、記録媒
体とした(第8図)。以上のようにして作成した記録媒
体に対して実施例1と同様にして記録・再生・消去の実
験を行った。その結果、ピットエラーレートは5×10
−6であり、消去も可能であった。Example 4 A substrate electrode 3 with a thickness of 30 nm was formed in the same manner as in Example 1 on a glass substrate 4 that had been cleaned in the same manner as in Example 1, and a negative resist (Hitachi Chemical RD-200ON-10) was further applied.
After B-L and B-1 (80'C, 20 minutes), exposure to deep ultraviolet rays and development using a special developer were performed to form a resist pattern with a line and space of 0.5 μm and a length of 2 mm. Next, the related board is boss baked (
120°C for 20 minutes), then 3% Au was deposited by vacuum evaporation method.
It was formed with a thickness of 0 nm. Next, the substrate 4 was subjected to ultrasonic cleaning while immersed in acetone, and the resist was peeled off. Finally, in the same manner as in Example 1, a recording layer 1 was formed to obtain a recording medium (FIG. 8). Recording, reproducing, and erasing experiments were conducted in the same manner as in Example 1 on the recording medium prepared as described above. As a result, the pit error rate was 5×10
-6, and erasing was also possible.
また、この記録媒体の、トラック2を横切る方向の断面
を、電子顕微鏡で観測したところ、第8図のように電気
メモリー効果による記録を行う面とトラック2の側壁の
面が常に鈍角であり、特にトラック2と記録面の境であ
るエツジ部は、非常になだらかな曲線であった。Furthermore, when a cross section of this recording medium in the direction across the track 2 was observed using an electron microscope, it was found that the surface on which recording is performed by the electric memory effect and the surface of the side wall of the track 2 always form an obtuse angle, as shown in FIG. In particular, the edge portion, which is the boundary between track 2 and the recording surface, had a very gentle curve.
実施例5
実施例1と同様に洗浄を行った基板4上に実施例1と同
様に基板電極3を30nm形成し、さらに実施例1と同
様に記録層1を成膜して、その後、記録層1上に実施例
2と同様にエツチングによりCrのトラック2を形成し
記録媒体とした(第9図)。以上のようにして作成した
記録媒体に対して実施例1と同様にして記録・再生・消
去の実験を行った。その結果、ピットエラーレートは5
X10−’であり、消去も可能であった。Example 5 A substrate electrode 3 with a thickness of 30 nm was formed in the same manner as in Example 1 on a substrate 4 that had been cleaned in the same manner as in Example 1. Furthermore, a recording layer 1 was formed in the same manner as in Example 1, and then a recording layer was formed. Tracks 2 of Cr were formed on the layer 1 by etching in the same manner as in Example 2 to form a recording medium (FIG. 9). Recording, reproducing, and erasing experiments were conducted in the same manner as in Example 1 on the recording medium prepared as described above. As a result, the pit error rate was 5.
X10-', and erasing was also possible.
また、この記録媒体の、トラック2を横切る方向の断面
を、電子顕微鏡で観測したところ、第9図のように電気
メモリー効果による記録を行う面とトラック2の側壁の
面が常に鈍角であり、特にトラック2と記録面の境であ
るエツジ部は、非常になだらかな曲線であった。Furthermore, when a cross section of this recording medium in the direction across the track 2 was observed using an electron microscope, it was found that the surface where recording is performed by the electric memory effect and the surface of the side wall of the track 2 always form an obtuse angle, as shown in FIG. In particular, the edge portion, which is the boundary between track 2 and the recording surface, had a very gentle curve.
実施例6
Si基板を異方性エツチングすることによって作成した
トラック2を持つ記録媒体を作成した。Example 6 A recording medium having tracks 2 formed by anisotropically etching a Si substrate was produced.
以下にその方法を示す。The method is shown below.
まず、SL基板表面の酸化膜を公知のレジストと、エツ
チング液を用いてラインアンドスペースがそれぞれ0.
5μmで、長さが2mmのバターニングをした。そのの
ち、係る基板4をKOH液を用いて、Si部分を3分間
異方性エツチングして、トラック2を作成して、このの
ちSiの酸化膜を取り去った。First, the oxide film on the surface of the SL substrate is etched using a known resist and an etching solution so that the lines and spaces are 0.
It was patterned with a thickness of 5 μm and a length of 2 mm. Thereafter, the Si portion of the substrate 4 was anisotropically etched for 3 minutes using a KOH solution to form tracks 2, and then the Si oxide film was removed.
以上のようにトラック2を形成した基板4上に、実施例
1と同様にAuとPIの薄膜を形成した(第10図)。On the substrate 4 on which the tracks 2 were formed as described above, thin films of Au and PI were formed in the same manner as in Example 1 (FIG. 10).
このようにして作成した記録媒体に対して実施例1と同
様にして記録・再生・消去の実験を行った。その結果、
ピットエラーレートは5X10”’であり、消去も可能
であった。Recording, reproducing, and erasing experiments were conducted on the thus prepared recording medium in the same manner as in Example 1. the result,
The pit error rate was 5×10'', and erasing was possible.
また、この記録媒体の、トラック2を横切る方向の断面
を、電子顕微鏡で観測したところ、第10図のように電
気メモリー効果による記録を行う面とトラック2の側壁
の面が常に鈍角であった。Furthermore, when a cross section of this recording medium in the direction across track 2 was observed using an electron microscope, it was found that the surface where recording is performed by the electric memory effect and the surface of the side wall of track 2 were always at an obtuse angle, as shown in Figure 10. .
以上述べてきた実施例中では、トラック形成を、電子線
照射の際に生じるコンタミやレジストを用いたプロセス
によって行ったが、これに限定することはな(、物理的
に段差を形成できれば、どんな方法を用いてもよく、例
えばイオンビームのような高エネルギーの放射線を照射
することによって、基板に直接溝を形成する方法も考え
られる。また、トラックの形状についても直線状のもの
について述べてきたが、これに限ることはなく、螺旋状
、円状等地の形態であっても全く構わない。また、有機
化合物絶縁層及び記録層の形成にLB法を使用してきた
が、極めて薄く均一な膜が作成できる成膜法であればL
B法に限らず使用可能であり、具体的にはMBEやCV
D法等の成膜法が挙げられる。更に基板材料やその形状
も本発明は何ら限定するものではない。更には、本実施
例に於いてはプローブ電極を1本としたが、記録・再生
用のものとトラッキング用のものを各々分けて2本以上
としても良い。In the examples described above, track formation was carried out by a process using contamination and resist generated during electron beam irradiation, but it is not limited to this. (If steps can be physically formed, any For example, it is possible to form grooves directly on the substrate by irradiating high-energy radiation such as an ion beam.In addition, as for the shape of the track, we have described a linear one. However, the LB method is not limited to this, and may be in the form of a spiral, circular, etc.Also, the LB method has been used to form the organic compound insulating layer and the recording layer, but it is not possible to form an extremely thin and uniform layer. L if it is a film formation method that can create a film
It can be used not only for method B, but specifically for MBE and CV.
Film forming methods such as the D method can be mentioned. Furthermore, the present invention does not limit the substrate material or its shape in any way. Furthermore, although one probe electrode is used in this embodiment, two or more probe electrodes may be used, one for recording/reproduction and one for tracking.
[発明の効果]
以上述べたように、本発明に依れば
■光記録に比べて、はるかに高密度な記録が可能な全く
新しい記録媒体において、その製造行程を簡易化するこ
とが可能となる。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, it is possible to simplify the manufacturing process of a completely new recording medium that is capable of recording at a much higher density than optical recording. Become.
■記録・再生・消去において、トラック検知が容易であ
り、また、プローブ電極やトラックの損傷の恐れがない
。■ Track detection is easy during recording, playback, and erasing, and there is no risk of damage to probe electrodes or tracks.
第1図は本発明で用いた記録・再生装置の構成のブロッ
ク図である。
第2図は本発明の記録媒体において形成されるトラック
パターンの一例を示す図である。
第3図は本発明の記録媒体の電流特性である。
第4図(a)は本発明の記録媒体に記録を行う際に加え
るパルス信号波形である。
第4図(b)は本発明の記録媒体に消去を行う際に加え
るパルス信号波形である。
第5図〜第10図は本発明の記録媒体の断面を示す図で
ある。
第11図は従来の記録媒体の断面を示す図である。
1・・・記録層 2・・・トラック3・・・基板
電極 4・・・基板
5・・・プローブ電極 6・・・XY方向微動制御機機
構・・・2方向微動制御機構
8・・・XY方向走査駆動回路
9・・・サーボ回路 10・・・プローブ電流増幅器
11・・・パルス電源 12・・・XYステージ13
・・・粗動機構 14・・・粗動駆動回路15・・
・マイクロコンピュータ
16・・・表示装置FIG. 1 is a block diagram of the configuration of a recording/reproducing apparatus used in the present invention. FIG. 2 is a diagram showing an example of a track pattern formed on the recording medium of the present invention. FIG. 3 shows the current characteristics of the recording medium of the present invention. FIG. 4(a) shows a pulse signal waveform applied when recording on the recording medium of the present invention. FIG. 4(b) shows a pulse signal waveform applied to the recording medium of the present invention when erasing data. 5 to 10 are cross-sectional views of the recording medium of the present invention. FIG. 11 is a diagram showing a cross section of a conventional recording medium. 1... Recording layer 2... Track 3... Substrate electrode 4... Substrate 5... Probe electrode 6... XY direction fine movement control mechanism... Two direction fine movement control mechanism 8... XY direction scanning drive circuit 9...Servo circuit 10...Probe current amplifier 11...Pulse power supply 12...XY stage 13
...Coarse movement mechanism 14...Coarse movement drive circuit 15...
・Microcomputer 16...Display device
Claims (14)
る記録再生装置に用いる記録媒体であって、該記録媒体
が物理的な凸型の形態のトラックと記録媒体表面に電気
メモリー効果を有する記録層を有し、電気メモリー効果
による記録を行う面とトラックの側壁の面が常に鈍角で
あることを特徴とする記録媒体。(1) A recording medium used in a recording/reproducing device that detects a current flowing through an element using a probe electrode, the recording medium having a physically convex track and a recording layer having an electric memory effect on the surface of the recording medium. A recording medium characterized in that the surface on which recording is performed by the electric memory effect and the surface of the side wall of the track are always at an obtuse angle.
に付加するコンタミで形成することを特徴とする請求項
(1)記載の記録媒体の製造方法。(2) The method for manufacturing a recording medium according to claim (1), wherein the track is formed by contamination added to the irradiated surface when the electron beam is irradiated.
とを特徴とする請求項(1)記載の記録媒体の製造方法
。(3) The method for manufacturing a recording medium according to claim (1), wherein the tracks are formed with a positive type resist.
することを特徴とする請求項(1)記載の記録媒体の製
造方法。(4) The method for manufacturing a recording medium according to claim (1), wherein the tracks are formed by etching using a resist.
することを特徴とする請求項(1)記載の記録媒体の製
造方法。(5) The method for manufacturing a recording medium according to claim (1), wherein the tracks are formed by lift-off using a resist.
することを特徴とする請求項(1)記載の記録媒体の製
造方法。(6) The method for manufacturing a recording medium according to claim (1), wherein the tracks are formed by anisotropic etching of the Si substrate.
徴とする記録再生装置。(7) A recording/reproducing device comprising the recording medium according to claim (1).
徴とする記録装置。(8) A recording device comprising the recording medium according to claim (1).
徴とする再生装置。(9) A reproducing device comprising the recording medium according to claim (1).
であることを特徴とする請求項(1)記載の記録媒体、
請求項(2)、(3)、(4)、(5)、(6)記載の
記録媒体製造方法、請求項(7)、(8)、(9)記載
の記録再生装置、記録装置、再生装置。(10), the thickness of the recording layer is 0. The recording medium according to claim (1), characterized in that it is several nm or more and 10 nm or less,
The recording medium manufacturing method according to claims (2), (3), (4), (5), and (6), the recording and reproducing apparatus and recording apparatus according to claims (7), (8), and (9), playback device.
あることを特徴とする請求項(1)記載の記録媒体、請
求項(2)、(3)、(4)、(5)、(6)記載の記
録媒体製造方法、請求項(7)、(8)、(9)記載の
記録再生装置、記録装置、再生装置。(11), the thickness of the recording layer is 0. The recording medium according to claim (1), characterized in that the thickness is several nm or more and 3 nm or less, the method for manufacturing a recording medium according to claims (2), (3), (4), (5), or (6), A recording and reproducing device, a recording device, and a reproducing device according to claims (7), (8), and (9).
分子膜を累積した累積膜を有することを特徴とする請求
項(1)記載の記録媒体、請求項(2)、(3)、(4
)、(5)、(6)記載の記録媒体製造方法、請求項(
7)、(8)、(9)記載の記録再生装置、記録装置、
再生装置。(12) The recording medium according to claim (1), wherein the recording layer has a monomolecular film of an organic compound or a cumulative film formed by accumulating the monomolecular film; claims (2) and (3) ,(4
), (5), and (6), the recording medium manufacturing method described in claim (
7), (8), and (9) recording and reproducing devices and recording devices;
playback device.
膜した膜であることを特徴とする請求項(12)記載の
記録媒体、記録媒体製造方法、記録再生装置、記録装置
、再生装置。(13) The recording medium, recording medium manufacturing method, recording and reproducing apparatus, recording apparatus, and reproducing apparatus according to claim (12), wherein the monomolecular film or the cumulative film is a film formed by the LB method. .
σ電子準位を持つ群とを有することを特徴とする請求項
(12)記載の記録媒体、記録媒体製造方法、記録再生
装置、記録装置、再生装置。(14) The recording medium, recording medium manufacturing method, and recording/reproduction according to claim (12), wherein the organic compound has a group having a π electron level and a group having a σ electron level in the molecule. equipment, recording equipment, playback equipment.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23564390A JPH04117642A (en) | 1990-09-07 | 1990-09-07 | Recording medium, its manufacture recorder and reproducing device recorder, and reproducing device using relevant medium |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23564390A JPH04117642A (en) | 1990-09-07 | 1990-09-07 | Recording medium, its manufacture recorder and reproducing device recorder, and reproducing device using relevant medium |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04117642A true JPH04117642A (en) | 1992-04-17 |
Family
ID=16989056
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP23564390A Pending JPH04117642A (en) | 1990-09-07 | 1990-09-07 | Recording medium, its manufacture recorder and reproducing device recorder, and reproducing device using relevant medium |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04117642A (en) |
-
1990
- 1990-09-07 JP JP23564390A patent/JPH04117642A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2859715B2 (en) | Recording medium substrate and manufacturing method thereof, recording medium, recording method, recording / reproducing method, recording apparatus, recording / reproducing apparatus | |
JP2794348B2 (en) | Recording medium, manufacturing method thereof, and information processing apparatus | |
EP0551964B1 (en) | Recording and reproducing device | |
JP2603270B2 (en) | Recording device and playback device | |
JP3044421B2 (en) | Recording medium manufacturing method | |
JPH04117642A (en) | Recording medium, its manufacture recorder and reproducing device recorder, and reproducing device using relevant medium | |
JP3220914B2 (en) | Recording medium manufacturing method | |
JP2961451B2 (en) | Smooth electrode substrate and its manufacturing method, recording medium and its manufacturing method, and information processing device | |
JP3054895B2 (en) | recoding media | |
JP2981786B2 (en) | RECORDING MEDIUM, AND INFORMATION PROCESSOR FOR RECORDING, REPRODUCING, AND ERASING USING THE SAME | |
JP2926522B2 (en) | Recording medium, method of manufacturing the same, and information processing apparatus | |
JP2936290B2 (en) | Method for manufacturing recording medium, recording medium, and information processing apparatus having the same | |
JP2872662B2 (en) | Recording medium and its erasing method | |
JP2748182B2 (en) | Recording medium, method of manufacturing the same, recording method, recording / reproducing method, recording device, reproducing device, recording / reproducing device | |
JP3086988B2 (en) | Information processing device | |
JP2866165B2 (en) | Recording medium, method of manufacturing the same, information processing method, and information processing apparatus | |
JP2782275B2 (en) | Method of manufacturing electrode substrate and recording medium | |
JP3261539B2 (en) | Manufacturing method of electrode substrate | |
JP2932220B2 (en) | Recording medium manufacturing method | |
JP2992908B2 (en) | Method for manufacturing substrate electrode and method for manufacturing recording medium | |
JPH0528549A (en) | Recording medium and information processor | |
JPH03295044A (en) | Production of recording medium | |
JPH03295043A (en) | Recording medium | |
JPH04143942A (en) | Formation of track | |
JPH03273539A (en) | Recording and reproducing device |