CN1981337A - 探针、记录装置、重放装置以及记录/重放装置 - Google Patents

Abstract

一种探针(100)，其具有：衬底(110)，该衬底具有面对介质(20)的表面；以及在该衬底中形成的点电极(120)，用于至少检测或改变该介质中的小区域的状态。该点电极当中的作为面对该介质的一侧上的边缘部分的顶端部分被布置在形成有该点电极的区域部分的周边中由该衬底的该表面形成的平面内。

Description

探针、记录装置、重放装置以及记录/重放装置

技术领域

本发明涉及一种用于记录和重放在诸如铁电记录介质等介电物质中记录的极化信息的探针，以及一种例如使用了该探针的记录装置、重放装置和记录/重放装置。

背景技术

本发明的发明人提出了一种通过使用对介电记录介质进行纳米级分析的SNDM(扫描非线性介电显微镜)的记录/重放装置的技术。在SNDM中，可以通过使用一种用于原子力显微镜(AFM)的顶端具有小凸起部分的导电悬臂(或探针)，将测量分辨率增加到亚纳米级。近期，一种超高密度的记录/重放装置已被开发出来，其中该设备通过使用SNDM技术来将数据记录到具有由铁电材料制成的记录层的记录介质中的(参见专利文献1)。

在使用这种SNDM的记录/重放装置中，通过检测记录介质极化的正/负方向来重放信息。这是通过小电容的变化ΔC可以改变LC振荡器的振荡频率的事实来进行的，这种改变是由正/负极化分布而引起的非线性介电常数的范围造成的，其中所述LC振荡器包括：包含L元件的高频反馈放大器，安装在放大器上的导电探针，以及在探针下方的铁电材料的电容器Cs。也就是说，这是通过检测作为振荡频率变化Δf的正/负极化分布变化来进行的。

此外，为了检测正/负极化的不同，通过以足够低的频率对于振荡频率施加交流电场，该振荡频率会随着交流电场而改变。同时，包括代码或符号的振荡频率的变化比例是根据探针下方的铁电材料的非线性介电常数来确定的。此外，通过FM(频率调制)解调并从LC振荡器的高频频率中提取由交流电场产生的分量，可以重放铁电记录介质中记录的记录信息，其中所述高频信号是根据与交流电场的施加有关的小电容的变化ΔC而被FM调制的。

专利文献1：日本专利申请公开2003-085969

发明内容

本发明所要解决的问题

对于用于这种记录/重放装置的探针，使凸起部分的顶端与介电记录介质接触，或者使该顶端在能够被认为接触的条件下非常接近介电记录介质，由此记录和重放信息。这时，由于凸起部分与介电记录介质相接触或进行相似动作这一事实，因此该凸起部分被磨损，结果，存在探针的工作寿命缩短的技术问题。

此外，为了提高信息记录速度和重放速度，还可以使用具有多个凸起部分的多探针。在该多探针中，期望使多个凸起部分同时与介电记录介质接触或进行相似动作，从而稳定记录操作和重放操作。然而，在使具有极小结构的凸起部分具有相同高度的条件下形成该多探针是非常困难的。由此，通过将这种多探针压入介电记录介质，来实现多个凸起部分同时与介电记录介质接触或执行相似动作的的状态。然而，由于多探针是被压入介电记录介质的，所以多个凸起部分会更快地被磨损，结果存在探针的工作寿命缩短的技术问题。

因此，为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种工作寿命相对较长的探针，以及使用该探针的记录装置、重放装置和记录/重放装置。

解决该问题的方式

(探针)

本发明的上述目的可以通过第一探针来实现，该第一探针具有：衬底，该衬底具有面对介质的表面；以及在衬底上形成的点电极，用于执行介质的畴(domain)的状态的检测操作和介质的畴的状态的改变中的至少一种，点电极当中的作为面对介质一侧上的边缘部分的顶端部分被布置在下述平面中的一个点中，其中所述平面是在形成有点电极的区域部分附近由所述表面形成的。

根据本发明的第一探针，例如，其能够将预定电场(或电压、电流等等)从点电极施加到介质，将预定电场等经由介质施加到点电极，或者检测点电极的电气变化。结果，例如，能够将信息记录到稍后描述的介电记录介质中(例如改变介电记录介质的畴的状态)，或者重放记录在介电记录介质中的信息(例如检测介电记录介质的畴的状态)。点电极是在衬底中(即，在如稍后所述的衬底中制成的孔中、或者在衬底上，等等)形成的。顺便提及，在从点电极施加预定电场的情况中，点电极和介质可以接触，或者可以在能够被视为接触的范围内分离。此外，本发明的“点电极”指的是具有小尺寸(例如，如稍后描述的纳米或亚微米的量级)的电极，并且没有必要严格地为一个“点”。

特别地，在本发明的第一探针中，点电极的顶端部分被布置在衬底的所述表面的区域(平面)的至少一部分之中的一个点(即预定点)中。点电极形成在衬底的所述表面的区域(平面)的至少一部分中。顺便提及，在本发明中的“区域部分附近”不仅是指形成点电极的部分，而且还指例如其附近区域或周围区域或相邻(邻近)区域。此外，点电极的“顶端部分”是点电极的面对介质一侧的边缘部分，并且其与最靠近介质的点电极部分或实际接触介质的点电极部分相对应。由此，在从点电极施加电场中，在所述一点中形成的点电极的顶端部分(特别地，小的顶端部分)与介质接触或进行相似动作。那么，顶端部分形成在作为衬底的所述表面的至少一部分的平面中，从而如果顶端部分与介质接触或进行相似动作，那么衬底的所述表面(特别地，作为所述表面的至少一部分的平面)也与之接触或进行相似动作。

因此，在物理上，由于衬底的存在，本发明的第一探针可以在相对较大的平面作为接触边界表面的情况下与介质接触(或者实现能够被视为接触的状态)。也就是说，能够增加探针与介质之间的物理接触面积。因此，在不对点电极施加局部压力的情况下，能够抑制或阻止探针磨损的进程。因此，根据本发明的第一探针，能够相对增加工作寿命。另一方面，在电气上，由于点电极的存在，本发明的第一探针能够在小的接触顶端部分中与介质接触或是进行相似动作。也就是说，能够减小探针与介质之间的电接触面积。因此，例如，在稍后描述的记录/重放装置上，能够实现高密度的数据记录操作和重放操作。

因此，根据本发明的第一探针，能够增加探针与介质之间的物理接触面积，并且减小探针与介质之间的电接触面积。因此，能够在相对增加探针的工作寿命的同时，执行优选的操作(例如稍后描述的数据记录操作和重放操作)。

在本发明的探针的一个方面中，从介质起连续达到预定高度地在衬底中形成点电极。

根据该方面，即使衬底的一个部分因为衬底与介质之间的接触而被磨损，点电极也能够在具有小接触面积的顶端部分中与介质接触或进行相似动作。也就是说，能够保持电接触面积很小的状态。这样，能够实现工作寿命很长的探针。

在本发明的探针的另一个方面中，所述表面距离介质的高度与顶端部分距离介质的高度是相等的。

根据该方面，在形成有点电极的部分中，点电极的顶端部分和衬底表面可以布置在相同的平面中。由此，能够进一步增加物理接触面积，并且能够更有效地防止点电极(特别是其顶端部分)的磨损。这样，能够增加探针的工作寿命。

顺便提及，并不限于该方面，如上所述，即使例如将顶端部分构造成从衬底的所述表面向面对介质的一侧略微凸出，也能够增加介质与探针之间的物理接触面积并且减少其间的电接触面积，并且能够收到上述各种益处。可以替换地，如果将顶端部分构造成从衬底的所述表面反向于面对介质的一侧下陷，那么能够更有效地防止探针的磨损。这种探针结构也包括在上述本发明的第一探针的范围内。

在本发明的探针的另一个方面中，衬底包括绝缘体和高阻部件中的至少一种。

根据该方面，能够相对容易地确保衬底和点电极的绝缘性。此外，在稍后描述的多探针中，能够相对容易地确保多个点电极之间的绝缘性。

在本发明的探针的另一个方面中，所述表面是沿着介质的平面。

根据该方面，能够在衬底和介质不翘起或倾斜地接触的情况下，使探针和介质以优选的状态接触或进行相似动作。例如，能够有效地抑制或防止衬底的棱角部分与介质接触这样的缺点。因此，能够增加物理接触面积，由此增加探针的工作寿命。

在本发明的探针的另一个方面中，点电极是在位于衬底中的孔中形成的。

根据该方面，能够相对容易地在衬底中形成点电极。

如上所述，在点电极形成于孔中的探针的一个方面中，点电极至少可以通过用金属膜覆盖所述孔的侧表面来形成。此外，该点电极至少可以通过用具有导电性的部件覆盖所述孔的侧表面来形成。此外，该点电极至少可以通过在孔中形成包括碳纳米材料的部件来形成。

借助于这种结构，能够相对容易地形成点电极。

顺便提及，如果点电极是在孔的内部形成的，那么衬底和点电极优选通过在孔的侧表面上形成绝缘层等来绝缘。此外，不局限于通过形成孔来形成点电极的情况，而且衬底和点电极还优选通过在衬底和点电极的边界部分中形成绝缘层等来绝缘。这样，如上所述，衬底自身优选具有绝缘性或高阻。

如上所述，在点电极形成于孔中的探针的一个方面中，在衬底中提供了具有预定第一直径的预备孔，并且具有第二直径的第二孔(即实际形成有点电极的孔)至少通过氧化预备孔的侧表面来提供，其中第二直径小于第一直径。

借助于这种结构，如稍后所述，通过氧化预备孔的侧表面，能够扩大该侧表面，由此减小预备孔的直径。也就是说，能够相对容易地形成具有小直径的孔，结果，能够在小的顶端部分中使点电极与介质接触或进行相似动作。

如上所述，在形成有预备孔的探针的一个方面中，在衬底当中的与所述表面相对的后表面的至少一部分中形成有凹陷，并且预备孔是在氧化了该凹陷的表面之后提供的。

借助于这种结构，能够提供具有相对小的第一直径的预备孔，尽管第一直径大于第二直径。

在本发明的探针的另一个方面中，点电极的顶端部分在所述表面上与形成所述区域部分的衬底的周围部件接触。

根据该方面，能够对探针进行构造，使得点电极优选分布在衬底的所述表面上。

在本发明的探针的另一个方面中，根据施加给点电极的电压和提供给点电极的电流中的至少一个，点电极执行畴的状态的检测操作和畴的状态的改变操作中的至少一个。

根据该方面，从点电极向介质施加预定电场等，或者经由介质向点电极施加预定电场等。可以替换地，点电极中的电压值或电流值被改变，并且这样，将检测到某些电气变化(例如电压值变化、电流值变化等等)。因此，根据该电气变化等，能够检测出介质的畴的状态，或介质的畴的状态变化。

顺便提及，这里的“施加的电压”和“提供的电流”除了照字面意义表示从直流电源和交流电源等施加或提供的电压和电流之外，它还广义地表示电气变化的概念，诸如因为存在具有某种电位或电荷的区域而在点电极中产生或检测到的电压(或电压值)和电流(或电流值)。

本发明的上述目的还可以通过第二探针来实现，该第二探针具有：衬底，该衬底具有面对介质的表面；以及在衬底中形成的多个点电极，每一个点电极都执行介质的畴的状态的检测操作和改变介质的畴的状态中的至少一种，所述点电极中的至少一个点电极的作为面对介质的一侧的边缘部分的顶端部分被布置在下述平面中的一个点中，其中所述平面是在形成有点电极中的至少一个点电极的区域部分附近由所述表面形成的。

根据本发明的第二探针，与本发明的上述第一探针一样，能够增加探针与介质之间的物理接触面积，并且减小其间的电接触面积。因此，能够收到与本发明的上述第一探针的益处相同的益处。

特别地，根据本发明的第二探针，通过在形成有每个点电极的区域部分的平面中的所述一个点中形成每个点电极的顶端部分，能够相对容易地将每个点电极的顶端部分布置在与衬底的所述表面相同的平面上。因此，甚至在探针具有多个点电极(例如多探针)的情况中，也不必为了将各点电极的各顶端部分布置在相同平面上而向介质按压探针，因此能够更有效地抑制或阻止探针的磨损进程。因此，能够更有效地增加探针的工作寿命。

顺便提及，响应于本发明的上述第一探针的各方面，本发明的第二探针也能采用各方面。

(记录装置)

本发明的上述目的还可以通过用于将数据记录到介电记录介质中的记录装置来实现，该记录装置具有：本发明的上述第一或第二探针(包括其各个方面)；以及用于生成与数据相对应的记录信号的记录信号生成设备。

根据本发明的记录装置，能够基于由记录信号生成设备生成的记录信号来记录数据，同时具有本发明的上述第一或第二探针的优点。

顺便提及，响应于本发明的上述第一或第二探针的各个方面，本发明的记录装置也能够采用各个方面。

(重放装置)

本发明的上述目的还可以通过用于重放在介电记录介质中记录的数据的重放装置来实现，该重放装置具有：本发明的上述第一或第二探针(包括其各个方面)；用于向介电记录介质施加电场的电场施加设备；振荡设备，在该设备中，振荡频率根据与介电记录介质的非线性介电常数相对应的电容差而改变；以及重放设备，用于解调并重放来自振荡设备的振荡信号。

根据本发明的重放装置，通过由电场施加设备向介电记录介质施加电场，可以改变振荡设备的振荡频率，这种变化是由于与介电记录介质的非线性介电常数变化相对应的电容变化造成的。然后，该重放设备解调和重放与由振荡设备引起的振荡频率的变化相对应的振荡信号，从而重放数据。

特别地，在本发明中，能够对数据进行重放，同时具有本发明的上述第一或第二探针的优点。

顺便提及，响应于本发明的上述第一或第二探针的各个方面，本发明的重放装置也能够采用各个方面。

(记录/重放装置)

本发明的上述目的还可以通过用于将数据记录到介电记录介质中并且用于重放在介电记录介质中记录的数据的记录/重放装置来实现，该记录/重放装置具有：本发明的上述第一或第二探针(包括其各个方面)；记录信号生成设备，用于生成与数据相对应的记录信号；电场施加设备，用于向介电记录介质施加电场；振荡设备，在该设备中，振荡频率是根据与介电记录介质的非线性介电常数相对应的电容差而改变的；以及重放设备，用于解调并重放来自振荡设备的振荡信号。

根据本发明的记录/重放装置，能够对数据进行记录或重放，同时具有本发明的上述第一或第二探针的优点。

顺便提及，响应于本发明的上述第一或第二探针的各个方面，本发明的记录/重放装置也能够采用各个方面。

从以下的实施例中可以更清楚地了解本发明的这些效果以及其他优点。

如上所述，根据本发明的第一探针，其具有衬底和点电极，并且点电极的顶端部分被布置在下述平面中的一个点中，所述平面是在形成有点电极的区域部分附近由衬底的所述表面形成的。此外，根据本发明的第二探针，其具有衬底和多个点电极，并且至少一个点电极的顶端部分被布置在下述平面中的一个点中，所述平面是在形成有点电极的区域部分附近由衬底的所述表面形成的。由此，能够增加探针与介质之间的物理接触面积，并减小其间的电接触面积，从而增加探针的工作寿命。

此外，根据本发明的记录装置，其具有本发明的第一或第二探针以及记录信号生成设备。因此，其能够收到本发明的第一或第二探针所拥有的各种益处。

此外，根据本发明的重放装置，其具有本发明的第一探针或第二探针、电场施加设备、振荡设备以及重放设备。因此，其能够收到本发明的第一或第二探针所拥有的各种益处。

此外，根据本发明的记录/重放装置，其具有本发明的第一或第二探针、记录信号生成设备、电场施加设备、振荡设备以及重放设备。由此，其能够收到本发明的第一或第二探针所拥有的各种益处。

附图说明

图1是概念性地示出了本发明的探针的实施例的透视图。

图2是概念性示出了本发明的探针的实施例的截面图和底视图。

图3是更详细地示出了为本发明的探针的实施例提供的电极的截面图。

图4是概念性地示出了本发明的探针的实施例的其他结构的截面图。

图5是概念性地示出了本发明的探针的实施例的修改实例的透视图。

图6是概念性地示出了制造本发明的探针的实施例的制造方法的一个工序的截面图。

图7是概念性地示出了制造本发明的探针的实施例的制造方法的另一个工序的截面图。

图8是概念性地示出了制造本发明的探针的实施例的制造方法的另一个工序的截面图。

图9是概念性地示出了制造本发明的探针的实施例的制造方法的另一个工序的截面图。

图10是概念性地示出了制造本发明的探针的实施例的制造方法的另一个工序的截面图。

图11是概念性地示出了制造本发明的探针的实施例的制造方法的另一个工序的截面图。

图12是概念性地示出了制造本发明的探针的实施例的制造方法的其他工序的截面图。

图13是概念性地示出了制造本发明的探针的实施例的制造方法的其他工序的截面图。

图14是概念性地示出了制造本发明的探针的实施例的制造方法的另一个工序的截面图。

图15是概念性地示出了制造本发明的探针的实施例的制造方法的另一个工序的截面图。

图16是概念性地示出了制造本发明的探针的实施例的制造方法的另一个工序的截面图和平面图。

图17是概念性地示出了制造本发明的探针的实施例的制造方法的另一个工序的截面图。

图18是概念性地示出了制造本发明的探针的实施例的制造方法的另一个工序的截面图。

图19是概念性地示出了制造本发明的探针的实施例的制造方法的另一个工序的截面图。

图20是概念性地示出了采用了本发明的探针的实施例的介电记录/重放装置的实施例的基本结构的框图。

图21是概念性地示出了用于实施例中的介电记录/重放装置上的重放的介电记录介质的平面图和截面图。

图22是概念性地示出了实施例中的介电记录/重放装置的记录操作的截面图。

图23是概念性地示出了实施例中的介电记录/重放装置的重放操作的截面图。

参考代码描述

1介电记录/重放装置

12返回电极

13振荡器

14谐振电路

16电极

17介电材料

20介电记录介质

21交流信号生成器

22记录信号生成器

100，101探针

110衬底

120电极

201硅衬底

202二氧化硅膜

具体实施方式

在下文中将参考附图来描述本发明的探针的实施例。

(1)探针的实施例

首先，参考图1～19来描述本发明的探针的实施例。

(i)探针的结构

首先，参考图1～图4来对实施例中的探针的结构(即基本结构)进行说明。图1是概念性地示出了实施例中的探针的结构的透视图。图2是概念性地示出了实施例中的探针的结构的截面图和底视图。图3是更详细示出了为实施例中的探针提供的电极的截面图。图4是概念性地示出了实施例中的探针的其他结构的截面图。

如图1所示，实施例中的探针100具有：衬底110；多个电极120(本发明的“点电极”的一个具体实例)。

衬底110包括绝缘部件或高阻部件，例如诸如硅和玻璃，其内部形状被构造成上部为平面的棱锥形。然后，在内表面侧，形成有四边棱锥形的多个凹陷(在图1中是四个凹陷)，并且在每个凹陷上部(即顶端)附近形成有朝向衬底110的面对介电记录介质20一侧的表面(图1中的下侧的表面)的通孔。电极1 20形成在四边棱锥形凹陷和通孔中。

顺便提及，衬底110的材料并不局限于硅和玻璃等，具有绝缘性和高阻的任何部件都可以用作衬底110。

电极120被构造成在稍后描述的介电记录/重放装置的记录操作和重放操作时在电极120与介电记录介质20之间施加电场。电极120包括各种金属，诸如铬和铂或其合金，并且其形成于衬底110中形成的通孔中。具体地，如图1所示，电极120是通过在四边棱锥形凹陷和通孔的表面上镀或淀积金属来形成的。此外，用各种金属和/或其合金等来填充(即阻塞)通孔也可以形成电极120。此外，电极120在衬底110的面对介电记录介质20的一侧上的表面上具有小的圆形。例如，该电极的半径优选约为400nm或更小，较为优选约为100nm或更小，更为优选约为50nm(或更小)。

优选地，在本实施例的探针100中，如图2(a)所示，电极120的顶端(即电极120与介电记录介质20接触的部分，其是本发明的“顶端部分”的一个具体实例)与衬底110的面对介电记录介质20一侧的表面是被布置在相同平面上。也就是说，电极120是以如下方式形成的，其中在面对介电记录介质20的一侧，电极120的顶端既未从衬底110的表面突出，也没有凹陷到衬底110中，并且该顶端与衬底110的面对介电记录介质20一侧的表面对齐。

由此，如图2(b)的底视图(即通过从面对介电记录介质20的一侧观察实施例中的探针100所得到的视图)所示，能够实现这样一种探针100，其中具有相对小的面积的电极120规则(或分离地)分布在具有相对大的面积的衬底110的平面中。也就是说，能够实现具有多个小的点电极的探针100。

由此，在物理上，由于存在衬底110，因此该实施例中的探针100能够接触介电记录介质20(或者能够实现能够被视为接触的状态)，同时其边界表面具有相对大的平面。也就是说，能够增加探针100与介电记录介质20之间的物理接触面积。例如，如在实施例中的探针100中，在具有多个电极120的探针(多探针)的情况下，接触面积能够增加到例如大约5mm²。可以替换地，在具有一个信号电极的探针(单探针)的情况下，接触面积能够增加到例如大约500μm²。这样，由于没有向电极120(或衬底110)施加局部力(局部压力)，因此能够抑制或防止探针100(即衬底110和电极120)的磨损的进程。因此，根据实施例中的探针100，能够相对地增加工作寿命。

另一方面，在电气上，由于存在电极120，因此探针100能够以小的接触点与介电记录介质20接触或是进行相似动作。也就是说，能够减小探针100与介电记录介质20之间的电接触面积。例如，考虑每一个电极，能够减小接触面积，直到对应于具有400nm、优选100nm、更为优选约50nm的直径的圆形的尺寸。由此，例如，在稍后描述的介电记录/重放装置上，根据需要，能够进一步减小作为信息记录单位的介电材料的极化方向能够改变的区域。更具体地，例如，能够以小于激光波长(大约400nm)的单位来高密度地记录信息，其中所述激光波长用于确定当前正在开发的使用蓝色激光的下一代DVD(例如蓝光盘片和HD DVD等等)的信息的记录密度。由此，能够实现高密度数据记录操作和重放操作。

此外，由于探针100能够在相对大的平面上与介电记录介质20接触或进行相似动作，因此能够消除探针100从介电记录介质20不必要或无用的浮置。这，探针100能够与介电记录介质20稳定接触或进行相似动作。也就是说，能够抑制或防止因为探针100的不必要或无用的浮置而使电极120与介电记录介质20过度分离的缺点以及无法正确执行记录操作和重放操作的缺点。

此外，由于电极120的顶端被布置在与衬底110的面对介电记录介质20一侧的表面相同的平面中，因此能够抑制或防止诸如微小灰尘等某些污物附着到电极的顶端的缺点，这种缺点从例如具有突起形状的一个或多个电极的探针中被看到。由此，在记录操作和重放操作中，能够有效地抑制或防止信号特性恶化的缺点。

此外，电极120是在形成于衬底110的通孔中连续形成的。因此，即使衬底110的一部分因为衬底110与介电记录介质20的接触而磨损，形成有电极120的小直径通孔仍旧会得到保留，从而能够使具有小的圆形形状的电极120与介电记录介质20继续接触。也就是说，能够保持探针110与介电记录介质20之间的电接触面积是相对较小的状态。

此外，如图3所示，在衬底110与电极120之间形成有二氧化硅膜，由此确保衬底110与电极120之间(或一个电极120与另一个电极120之间)的绝缘性。因此，即使提供了多个电极120，在每一个电极120中也能够优选地执行记录操作和重放操作。形成二氧化硅膜的方面将会在稍后描述的制造本实施例中的探针的制造方法的说明中加以详细叙述。

顺便提及，显然，通过具有绝缘性或高阻的衬底110可以在某种程度上确保绝缘性。因此，如果由衬底110来确保绝缘性，那么没有必要提供二氧化硅膜。

此外，通过将衬底110的内部形状设置成棱锥形，能够在确保形成有电极120的部分具有理想厚度的同时，从总体上保持探针100的强度。但是，从如上所述增加探针100的工作寿命的观点来看，显然，衬底110的内部形状不必是棱锥形的。此外，从增加探针100的工作寿命的观点来看，没有必要提供形成于衬底110的内表面的四边棱锥形凹陷。

此外，从增大探针100与介电记录介质20之间的物理接触面积和减小其间的电接触面积的观点来看，电极120不必在通孔中连续形成，并且只需形成电极120使其至少接触介电记录介质20或进行相似动作。例如，即使不具有从四边棱锥形凹陷的上部延伸的通孔，也只需构造探针使其基本实现上部具有约50nm～400nm的直径的圆形电极120。此外，通孔不是必需的，并且电极120例如可以形成在上部被衬底110等覆盖的孔中。

此外，电极120不必是上述金属，其可以是具有导电特性的部件，例如掺杂了诸如硼的杂质的硅和金刚石。可以替换地，通过在形成于衬底110的通孔中促使碳纳米管(CNT)、碳纳米突以及无定形碳等等的生长，可以将其用作电极120。简而言之，如果该部件能够向介电记录介质20施加电场，则其可以被用作为实施例中的探针提供的电极120。

此外，在这里仅仅需要在形成于衬底110中的通孔和四边棱锥形凹陷的侧表面上形成电极120。然而，显然，电极120可以通过用金属等填充整个通孔来形成。

顺便提及，如图4(a)所示，电极120的顶端可以被构造成从衬底110的面对介电记录介质20一侧的表面略微突出(即在凸状态下)。即使在这种结构中，与衬底110的面对介电记录介质20一侧的表面的大小相比，电极120的顶端还是非常小的。因此，能够增加探针100与介电记录介质20之间的物理接触面积，并且减小其间的电接触面积。然而，从有效地抑制或阻止探针100的磨损进程的观点来看，电极120的顶端优选地与衬底110的面对介电记录介质20一侧的表面在相同的平面内。

可以替换地，从更有效地抑制或阻止探针100的磨损进程的观点来看，电极120的顶端还可以被构造成从衬底110的面对介电记录介质20一侧的表面略微凹陷(即在凹状态下)。即使在这种结构中，电场也可以从电极120施加到介电记录介质20，由此可以更有效地抑制或阻止探针100的磨损进程，而不影响记录操作和重放操作。

(ii)探针的修改实例

接下来，将参考图5来说明实施例中的探针的修改实例。图5是概念性地示出了从底表面侧(面对介电记录介质20的一侧)看到的实施例中的探针的结构的修改实例。

如图5所示，在修改实例的探针101中，在衬底110的面对介电记录介质20一侧的表面上形成有期望的槽(或是凹状或凸状)。例如，可以形成这样的槽，使得当探针101在介电记录介质20的记录表面上移位时该槽可以产生风道(wind way)。甚至在修改实例的探针101中，在衬底110的面对介电记录介质20一侧的表面当中，在形成有电极120的部分中(此外，在其周围部分中)，电极120的顶端和衬底110被布置在相同的平面内。形成有电极120的部分及周围部分与本发明的“区域部分附近”的一个具体实例相对应。换句话说，在衬底110的面对介电记录介质20一侧的表面当中，电极120的顶端形成在形成有电极120的区域部分的表面中的预定点中。

甚至在这种结构中，如果在衬底110的面对介电记录介质20一侧的表面当中，至少在形成有电极120的部分中，电极1 20的顶端和衬底110被布置在相同的平面内，那么，能够收到与上述实施例中的探针100相同的优点。但是，从进一步增加探针100与介电记录介质20之间的物理接触面积的观点来看，优选的是较宽范围的衬底110和电极120的顶端被布置在相同平面内。

(iii)探针的制造方法

接下来，将参考图6～19来说明制造本实施例中的探针的制造方法。图6～19是概念性地示出了制造本实施例中的探针的制造方法的每个工序的截面图。

首先，如图6所示，提供硅衬底201。硅衬底201通过稍后描述的工序而主要成为为探针100提供的衬底110。顺便提及，优选的是提供这样一种硅衬底201，使得在后续工序中沿着晶格结构的(100面)(或与之平行)而形成二氧化硅膜。这是为了如稍后所述(参考图11)，通过执行各向异性蚀刻，在形成有电极120的部分中形成四边棱锥形(或棱锥形)的凹陷。硅衬底201被称为(100)衬底。

然后，在硅衬底201的前侧和后侧的表面上形成二氧化硅(Si0₂)膜202。在这里，通过将硅衬底201放置在高温氧化气氛中，在各表面上形成二氧化硅(Si0₂)膜202。

然后，通过旋涂方法在二氧化硅膜202上涂布光致抗蚀剂203。具体地，在将光致抗蚀剂203涂布在形成于硅衬底201的一侧(例如前表面)的二氧化硅膜202上之后，通过使用根据衬底110的内部形状构图的光掩模来照射紫外线等。此后，通过对其进行显影，来执行光致抗蚀203的构图。当然，也可以使用例如EB(电子束)抗蚀剂以及其他材料来执行该构图。

然后，在执行了光致抗蚀203的构图的硅衬底201上执行蚀刻。在这里，通过使用例如BHF(缓冲氢氟酸)等，在二氧化硅膜203的没有覆盖光致抗蚀剂203的部分中执行该蚀刻。然而，可以使用其它蚀刻剂来执行该蚀刻，或者可以通过干蚀刻来执行该蚀刻。

在二氧化硅膜202的蚀刻之后，光致抗蚀剂203被去除。由此，保留图7所示的硅衬底201和二氧化硅膜202。在这里，光致抗蚀剂203可以通过干蚀刻或湿蚀刻来去除。

然后，在硅衬底201上执行各向异性蚀刻。在这里，通过使用例如诸如TMAH(四甲基氢氧化铵)KOH(氢氧化钾)的碱性蚀刻剂执行各向异性蚀刻。

这时，硅衬底201具有这样一种特性，即蚀刻是沿着(100)面的法线方向(即与图11中的硅衬底201垂直的方向)进行的，而在(111)面的法线方向(即相对于图11中的硅衬底201大约45度的方向)上很难进行蚀刻。各向异性蚀刻是通过利用这个特性来执行的，由此形成图8所示的顶部为平面的棱锥形状的衬底110。

内表面侧的凹陷优选地通过将硅衬底201仅仅蚀刻约250μm的厚度来形成。那么，凹陷部分中的硅衬底201优选为大约100μm或更小的厚度。

然后，如图9所示，在硅衬底201的前侧和后侧的表面上再次形成二氧化硅膜202。

然后，如图10所示，为了形成具有四边棱锥形的凹陷，二氧化硅膜202的一部分被蚀刻掉。在这里，如上所述，通过使用光致抗蚀剂等来执行构图，以便将二氧化硅膜202蚀刻成例如50μm²的矩形。根据该构图，来刻蚀二氧化硅膜202。

然后，如图11所示，对硅衬底201执行各向异性蚀刻。在这里，例如，各向异性蚀刻是使用诸如TMAH(四甲基氢氧化铵)KOH(氢氧化钾)等碱性蚀刻剂来执行的。由此，硅衬底201被蚀刻成具有四边棱锥形的凹陷。

具体地，从四边棱锥凹陷的顶部(即图11中的最下部)到硅衬底201的面对介电记录介质20一侧的表面的厚度优选为约1μm或更小。这时，考虑到蚀刻的进行速率等，优选的是调整图8中由蚀刻所留下的硅衬底201的厚度，或图10中被蚀刻的二氧化硅膜202的尺寸和形状等等。

然后，如图12(a)所示，通过再次将硅衬底201置入高温氧化气氛中，来形成二氧化硅膜202。在二氧化硅膜202的形成中，如图12(b)中详细示出的那样，很难在四边棱锥凹陷的表面上的边缘部分(例如四边棱锥凹陷的顶部等)中形成二氧化硅膜202，然而形成靠近四边棱锥凹陷的表面的中部的二氧化硅膜202是相对容易的。也就是说，二氧化硅膜202在四边棱锥凹陷的表面上的边缘部分中形成得相对较薄，并且二氧化硅膜202在靠近四边棱锥凹陷的表面的中部形成得相对较厚。

此后，如图13(a)所示，形成的二氧化硅膜202被略微蚀刻。这时，在图12的工序中形成于四边棱锥凹陷的边缘部分中的二氧化硅膜202(即形成得相对较薄的二氧化硅膜202)被去除。然后，如图13(b)所示，在四边棱锥凹陷的顶端部分的大约100nm的区域中形成二氧化硅膜202的间隙。优选地，二氧化硅膜202的该间隙约为100nm。

然后，如图14所示，在硅衬底201的面对介电记录介质一侧的表面上形成的二氧化硅膜202被去除。

然后，如图15所示，在硅衬底201上形成直径约为100nm的通孔。该通孔是通过利用例如ICP-RCE(电感耦合等离子反应离子蚀刻)将离子束照射到二氧化硅膜202的约100nm的间隙来切削或去除硅衬底201而形成的。

然后，如图16(a)所示，具有形成的通孔的硅衬底201(尤其是通孔的侧表面)被氧化，由此形成二氧化硅膜202。这时，硅被氧化成二氧化硅，从而其体积增加。这样，如图16(b)详细示出的那样，通孔的直径变窄。因此，二氧化硅膜202的形成导致形成了直径例如约为50nm的孔。

顺便提及，在下文的说明中，为了简化附图，只从附图的多个电极120中提取了一个电极120并对其进行说明。当然，显然，可以对多个电极120当中的其他电极120执行相同的工序。

然后，如图17所示，形成电极120的至少一部分。具体地，至少通过在四边棱锥凹陷的表面上淀积金属等，来形成电极120的至少一部分。在这里，例如，通过使用气相淀积方法、溅射方法、Cupper-CVD方法等等来形成电极120。这时，为了增加电极120与二氧化硅膜202的粘附性，电极120可以通过在淀积作为电极120的材料的金属等之前，淀积诸如钛的基底，随后淀积该金属等来形成。

此后，在图17中的工序中形成的电极120的至少一部分的基础上，用金属来镀通孔的侧面或内部。也就是说，如图18所示，通过使用图17中的工序中形成的电极120作为种籽，使金属在通孔内部生长，由此可以形成电极120，其中通孔内部被金属填充。

然后，硅衬底201的面对介电记录介质20一侧的表面被研磨或抛光等以使其光滑。在这里，执行研磨或抛光等以使所述表面几乎是平面，更为优选的是使所述表面是相对于介电记录介质20的记录表面的几乎平行的平面。这样，能够制造上述实施例中的探针。

(2)记录/重放装置的实施例

接下来，将参考图20～图23，来说明使用实施例中的上述探针的记录/重放装置。

(i)基本结构

首先，参考图20来说明实施例中的介电记录/重放装置的基本结构。图20是概念性地示出了实施例中的介电记录/重放装置的基本结构的框图。

介电记录/重放装置1具有：用于施加电场的探针100，其具有面对介电记录介质20的介电材料17的电极120；返回电极12，用于返回从探针100(尤其是电极120)施加的用于信号重放的高频电场；布置在探针100(尤其是电极120)与返回电极12之间的电感器L；以如下谐振频率振荡的振荡器13，所述谐振频率是根据电感器L和下述部分的电容Cs来确定的，所述部分是根据记录信息极化的部分并且形成在探针100(尤其是电极120)下方的介电材料17中；交流(AC)信号生成器21，用于施加交流电场以检测介电材料17中记录的极化状态；记录信号生成器22，用于将极化状态记录到介电材料中；开关23，用于改变AC信号生成器21和记录信号生成器22的输出；HPF(高通滤波器)24；解调器30，用于解调由与探针100下方的介电材料17拥有的极化状态相对应的电容调制的FM信号；信号检测器34，用于检测来自解调信号的数据；跟踪误差检测器35，用于从解调信号中检测出跟踪误差信号；等等。

对于探针100，使用实施例中的上述探针100等。在探针100当中，电极120经由HPF 24连接到振荡器13，并且经由HPF 24和开关23连接到AC信号生成器21和记录信号生成器22。然后，探针100起到向介电材料17施加电场的电极的作用。

顺便提及，为了简化说明，将探针100描述成具有单个电极120。然而，毫无疑问，探针100可以具有多个电极120。在这种情况下，优选的是与各个电极120相关联地提供多个AC信号生成器21。此外，为了区别与AC信号生成器21相对应的重放信号，优选的是提供多个信号检测器34，并且各信号检测器34从各AC信号生成器21获取基准信号，由此输出相应的重放信号。

返回电极12是用于返回从探针100(尤其是电极120)施加到介电材料17的高频电场(即来自振荡器13的谐振电场)的电极，并且处于探针100的周围。顺便提及，如果高频电场是在没有电阻的情况下返回电极12的，那么返回电极12的形状和位置可以任意设置。此外，返回电极12可以形成在为探针100提供的硅衬底110上。

电感器L位于探针100与返回电极12之间，并且电感器L可以由例如微带线路形成。构造包括电感器L和电容Cs的谐振电路14。如此确定电感器L的电感，使得该谐振频率大约是例如1GHz。

振荡器13是在根据电感器L和电容Cs确定的谐振频率处振荡的振荡器。振荡频率根据电容Cs的变化而改变。因此，与电容Cs的变化相对应地执行FM调制，其中电容Cs是由对应于记录数据的极化区域确定的。通过解调该FM调制，能够读取记录在介电记录介质20中的记录数据。

顺便提及，如稍后详细描述的那样，探针100、返回电极12、振荡器13、电感器L、HPF 24以及介电材料17的电容Cs构成了谐振电路14，并且在振荡器13中放大的FM信号被输出到解调器30。

AC信号生成器21在返回电极12与电极16之间施加交流电场。此外，在使用具有多个电极120的探针的介电记录/重放装置中，交流电场的频率被用作用于同步的基准信号，由此来区分由探针100检测到的信号。交流电场的频率集中在大约5kHz。在这种情况下，交流电场被施加于介电材料17的区域中。

记录信号生成器22生成用于记录的信号，并且在记录时将其提供给探针100。该信号并不局限于数字信号，其可以是模拟信号。该信号包括各种信号，诸如音频信息、视频信息以及用于计算机的数字数据。此外，当信号重放时，叠加在记录信号上的AC信号作为基准信号来区分和重放每一个探针上的信息。

开关23对输出进行选择，以便在重放时向探针100提供来自AC信号生成器21的信号，并且在记录时向探针100提供来自记录信号生成器21的信号。对于该装置，使用机械继电器和半导体电路。优选地，在模拟信号的情况下，由继电器来构造开关23，在数字信号的情况下，由半导体电路来构造开关23。

HPF 24包括电感器和电容器，并且用于构造用于截止信号***的高通滤波器，以使来自AC信号生成器21和记录信号生成器23的信号不与振荡器13的振荡相干扰。截止频率是f＝1/2π{LC}。在这里，L是在HPF 24中包括的电感器的电感，C是在HPF 24中包括的电容器的电容。AC信号的频率约为5KHz，振荡器13的振荡频率是大约1GHz。因此，用一阶LC滤波器足以执行分离。也可以使用高阶滤波器，但是元件的数量将会增加，从而存在装置变大的可能性。

解调器30对因为电容Cs的小的变化而被FM调制的振荡器13的振荡频率进行解调，并且重建与探针100跟踪的部分的极化状态相对应的波形。如果记录的数据是数字数据“0”和“1”，那么要解调的频率是两种类型的。通过判断该频率，可以很容易地执行数据重放。

信号检测器34根据在解调器30上解调的信号来重放记录数据。例如，使用锁定放大器作为信号检测器34，并且基于AC信号生成器21的交流电场的频率来执行相干检测或同步检测，由此重放数据。顺便提及，显然，可以使用其它的相位检测设备。

跟踪误差检测器35从在解调器30上解调的信号中检测出用于控制装置的跟踪误差信号。检测到的跟踪误差信号被输入到用于控制的跟踪机构中。

接下来，将参考图21来描述图20所示介电记录介质20的一个实例。图21是概念性地示出了实施例中使用的介电记录介质20的一个实例的平面图和截面图。

如图21(a)所示，介电记录介质20是圆盘形介电记录介质，其具有：中心孔10；内部区域7；记录区域9以及外部区域9，这些区域是从中心孔10开始按上述顺序同心设置的。中心孔10用于将介电记录介质20安装于主轴电机等上。

记录区域8是用于将数据记录在其中的区域，其具有轨道和介于轨道之间的间隔。此外，对于轨道和间隔，提供了用于将与记录和重放相关联的控制信息记录在其中的区域。此外，内部区域7和外部区域9分别用于识别介电记录介质20的内部位置和外部位置，并且可以被用作将与记录的数据相关的信息记录在其中的区域，所述信息诸如标题、其地址、记录时间长度以及记录容量。顺便提及，上述结构是介电记录介质20的一个实例，也可以采用诸如卡片形的其它结构。

此外，如图21(b)所示，介电记录介质20是以如下方式形成的，其中电极16层压在衬底15上，并且介电材料17层压在电极16上。

衬底15例如是Si(硅)，在其强度、化学稳定性、可加工性等方面其是优选材料。电极16用于在电极16与探针100(或返回电极12)之间产生电场。通过向介电材料17施加与介电材料17的矫顽电场相等或是更强的该电场，可以确定极化方向。通过根据数据确定极化方向，来执行记录。

介电材料17是通过诸如将作为铁电物质的LiTaO₃等溅射到电极16上这样的已知技术来形成的。然后，相对于LiTaO₃的Z表面执行记录，在所述Z表面中，极化的正表面和负表面具有180度的畴关系。显然，也可以使用其它介电材料。在介电材料17中，通过与直流偏置电压同时施加的用于数据的电压，以高速形成小的极化。

此外，例如，作为介电记录介质20的形状，可以是圆盘形、卡片形等。通过旋转介质或者通过探针100或介质线性地位移(例如在X轴和Y轴这两个轴上)，来进行相对于探针100的相对位置位移。

(ii)工作原理

接下来，将参考图22和23来说明实施例中的介电记录/重放装置的工作原理。顺便提及，在以下的说明中，其中提取并说明图20所示的介电记录/重放装置1的组成元件的一部分。

(记录操作)

首先，参考图22来说明实施例中的介电记录/重放装置的记录操作。图22是概念性地示出了信息记录操作的截面图。

如图22所示，通过在探针100(即为探针100提供的电极120)与电极16之间施加超出介电材料17的矫顽电场的电场，介电材料17在与施加的电场的方向相对应的方向上极化。然后，通过控制施加电压以由此改变极化方向，能够记录预定信息。这使用了这样一种特性，即如果将超出介电物质的矫顽电场的电场施加于介电物质(尤其是铁电物质)，那么极化方向将会反转，并且该极化方向被保持。

例如，假设在施加了从探针100指向电极16的电场时，微畴具有向下的极化P，而在施加了从电极16指向探针100的电场时，微畴具有向上的极化P。这与记录数据信息的状态是对应的。如果探针100在箭头指向的方向上工作，那么检测电压与极化P相对应，并且作为上下摆动的方波输出。顺便提及，这种电平变化取决于极化P的极化程度，并且可以作为模拟信号来记录。

特别地，在本实施例中，实施例中的上述探针100等作为探针使用，从而能够增加探针100与介电记录介质20之间的物理接触面积并且减小其间的电接触面积。因此，如上所述，探针100的磨损不再继续，从而会增加探针100的工作寿命。通过使用这种探针100，可以更优选地执行记录操作。

(重放操作)

接下来，将参考图23来说明实施例中的介电记录/重放装置1的重放操作。图23是概念性地示出了信息重放操作的截面图。

介电物质的非线性介电常数是根据介电物质的极化方向改变的。当向介电物质施加电场时，介电物质的非线性介电常数能够作为介电物质的电容差或电容变化差来检测。因此，通过向介电材料施加电场，以及通过检测当时介电材料的一定畴中的电容Cs的差或电容Cs的变化差，能够读取和重放作为极化材料的极化方向记录的数据。

具体地，首先，如图23所示，来自未示出的AC信号生成器21的交流电场被施加在电极16与探针100(即为探针100提供的电极120)之间。该交流电场具有不超出介电材料17的矫顽电场的电场强度，并且具有例如约5kHz的频率。生成该交流电场主要用于区别与介电材料17的极化方向相对应的电容变化差。顺便提及，替代交流电场，也可以施加直流偏置电压以在介电材料17中形成电场。交流电场的施加导致在介电记录介质20的介电材料17中生成电场。

然后，使探针100靠近记录表面，直至电极120的顶端与记录表面之间的距离小到纳米量级。在这种状态下，驱动振荡器13。顺便提及，为了高精度地检测探针100下方的介电材料17的电容Cs，优选的是使探针100接触介电材料17的表面，即记录表面。然而，例如，即使电极120的顶端不与记录表面相接触，即使电极120的顶端接近记录表面的程度基本可以被视为相互接触，那么也可以执行重放操作。

然后，振荡器13以谐振电路的谐振频率来振荡，所述谐振电路包括作为组成因素的电感器L以及与电极120下方的介电材料17相关联的电容Cs。如上所述，谐振频率的中心频率被设置成大约1GHz。

在这里，返回电极12和探针100构成了包括振荡器13的振荡电路14的一部分。如图23中的实线所示，从探针100施加于介电材料17的约为1GHz的高频信号通过介电材料17并且返回到返回电极12。通过将返回电极12布置在探针100附近并且通过缩短到包括振荡器13的振荡电路的反馈路径，能够减小进入振荡电路的噪声(例如浮置电容分量)。

此外，与介电材料17的非线性介电常数相对应的电容Cs的变化是很小的，为了检测这种变化，有必要采用一种检测精度很高的检测方法。在使用FM调制的检测方法中，通常可以获得高的检测精度，但是为了能够检测与介电材料17的非线性介电常数相对应的小电容变化，有必要进一步提高检测精度。因此，在实施例的介电记录/重放装置(即使用了SNDM原理的记录/重放装置)中，返回电极12处于探针100的附近，以尽可能地缩短到振荡电路的反馈路径。这样，能够获得极高的检测精度，并且因此能够检测到与介电物质的非线性介电常数相对应的小的电容变化。

在驱动了振荡器13之后，探针100在介电记录介质20上与记录表面平行地位移。通过这种位移，改变了探针100下方的介电材料17的畴，并且只要其极化方向改变，那么电容Cs也会改变。如果电容Cs改变，那么谐振频率，即振荡器13的振荡频率会发生变化。结果，振荡器13输出基于电容Cs的变化而被FM调制的信号。

该FM信号是由解调器30转换的频率-电压。结果，电容Cs的变化被转换成电压范围。电容Cs的变化与介电材料17的非线性介电常数相对应。非线性介电常数与介电材料17的极化方向相对应。极化方向与介电材料17中记录的数据相对应。因此，从解调器30获得的信号是这样的信号，在该信号中，电压随着介电记录介质中记录的数据相应地改变。此外，从解调器30获得的信号被提供给信号检测器34，并且介电记录介质20中记录的数据通过例如相干检测和同步检测被提取。

这时，在信号检测器34中，由AC信号生成器21生成的AC信号被用作基准信号。如稍后所述，这使得即使从解调器30获得的信号包括很多噪声或者即使要提取的数据非常微弱，通过与基准信号相同步，也能够高精度地提取数据。

特别地，在实施例中，实施例中的上述探针100等被用作探针，从而能够增加探针100与介电记录介质20之间的物理接触面积，并且减小其间的电接触面积。因此，如上所述，探针100的磨损将不再继续，这增加了探针100的工作寿命。通过使用这种探针100，能够优选地执行重放操作。

顺便提及，在上述实施例中，并未详细描述驱动介电记录介质20和探针100的具体方法；但是可以采用各种驱动方法。例如，可以通过将介电记录介质20和探针100中的至少一个提供给能够沿着直角相交的两个轴(例如沿着介电记录介质20的记录表面)任意位移的x-y扫描器等，来驱动介电记录介质20或探针100。在这种驱动方法中，如果根据将要记录数据或记录所要重放数据的介电记录介质20上的记录区域的位置来控制x轴方向的位移量和y轴方向的位移量，那么能够相对容易地执行数据记录操作和重放操作。此外，除了x轴和y轴这两个轴之外，介电记录介质20或探针100还可以在z轴方向(例如与介电记录介质20的记录表面相垂直的方向)上被驱动，以便调整介电记录介质20与探针100之间的距离。

可以替换地，例如，圆形的介电记录介质20可以由主轴电机等来旋转。在这种情况下，例如，与光盘的CLV(恒定线速度)记录方法相同，能够使介电记录介质20的相对线速度被设置成相对于探针100是恒定的。这样，能够在介电记录介质20与探针100之间产生气流，从而能够将探针构造成探针100以微小的量浮置在介电记录介质的记录表面上的浮置型记录/重放头(浮动头)。这时，在稳定状态中(即在探针100浮置的状态中)，探针100的磨损不会发展；但是，依靠介电记录介质20的弯曲(或倾斜)或作用于探针100的力，也足以认为介电记录介质20与探针100是接触的。即使出现了不期望的接触，如上所述，根据本实施例中的探针100，探针100的磨损也能够得到抑制或阻止，这极大的优点。

可以替换地，不仅在这种情况中，而且如果数据可以被正确地记录在介电记录介质20中，并且记录在介电记录介质20中的数据可以被正确地重放，那么用在各种记录/重放装置中的各种驱动方法都是可以采用的。此外，显然，必要时，只要具有本发明的上述特征，那么介电记录介质20和探针100的形状、结构和功能等等都可以根据采用的驱动方法而改变。

此外，在上述实施例中，介电材料17被用于记录层。但是从存在/缺少非线性介电常数以及自发极化的观点来看，介电材料17优选是铁电物质。

顺便提及，上述实施例中的探针100等不但可以用于与实施例中说明的SNDM相关联的记录/重放装置，而且还可以用于诸如SCaM的扫描电容显微镜或记录/重放装置，或例如用于产生诸如SHG(次谐波发生器)的各种设备的装置。

此外，在本发明中，如果希望，在不脱离可以从权利要求和整个说明书中了解的发明本质或精神的情况下，可以进行各种变化。包含此类变化的探针、记录装置、重放装置以及记录/重放装置也意图包含在本发明的技术范围内。

工业适用性

本发明的探针、记录装置、重放装置以及记录/重放装置可以应用于用以记录和重放那些记录在诸如铁电记录介质的介电物质中的极化信息的探针，以及用以记录和重放那些记录在诸如铁电记录介质的介电物质中的极化信息的记录装置、重放装置以及记录/重放装置。

Claims (20)

1.一种探针，包括：

衬底，其具有面对介质的表面；以及

在所述衬底中形成的点电极，用于执行该介质的畴的状态的检测操作和该介质的畴的状态的改变操作中的至少一种，

所述点电极当中的、作为面对该介质的一侧上的边缘部分的顶端部分被布置在下述平面中的一个点中，其中所述平面是在形成有所述点电极的区域部分附近由该表面形成的。

2.根据权利要求1的探针，其中从该介质起连续达到预定高度地在所述衬底中形成所述点电极。

3.根据权利要求1的探针，其中该表面距离该介质的高度等于该顶端部分距离该介质的高度。

4.根据权利要求1的探针，其中所述衬底包括绝缘体和高阻部件中的至少一种。

5.根据权利要求1的探针，其中该表面是沿着该介质的平面。

6.根据权利要求1的探针，其中所述点电极形成在位于所述衬底中的孔中。

7.根据权利要求6的探针，其中所述点电极至少通过用金属膜覆盖该孔的侧表面来形成。

8.根据权利要求6的探针，其中所述点电极至少通过用具有导电性的部件覆盖该孔的侧表面来形成。

9.根据权利要求6的探针，其中所述点电极至少通过在该孔中形成包括碳纳米材料的部件来形成。

10.根据权利要求6的探针，其中在所述衬底中提供具有预定第一直径的预备孔，并且至少通过氧化该预备孔的侧表面来提供具有小于该第一直径的第二直径的该孔。

11.根据权利要求10的探针，其中在所述衬底当中的作为与该表面相对侧的后表面的至少一部分中形成凹陷，并且该预备孔是在氧化该凹陷的表面之后提供的。

12.根据权利要求1的探针，其中所述点电极的该顶端部分在该表面上与形成该区域部分的所述衬底的周围部件相接触。

13.根据权利要求1的探针，其中所述点电极基于施加于所述点电极的电压和提供给所述点电极的电流中的至少一个的变化来执行畴的状态的检测操作和畴的状态的改变操作中的至少一种。

14.一种探针，包括：

衬底，其具有面对介质的表面；以及

在所述衬底中形成的多个点电极，每一个点电极执行该介质的畴的状态的检测操作和该介质的畴的状态的改变操作中的至少一种，

所述点电极中的至少一个点电极的、作为面对该介质的一侧的边缘部分的顶端部分被布置在下述平面中的一个点中，其中所述平面是在形成有所述点电极中的至少一个点电极的区域部分附近由该表面形成的。

15.一种用于将数据记录到介电记录介质中的记录装置，所述记录装置包括：

根据权利要求1的探针；以及

用于生成与该数据相对应的记录信号的记录信号生成设备。

16.一种用于将数据记录到介电记录介质中的记录装置，所述记录装置包括：

根据权利要求14的探针；以及

用于生成与该数据相对应的记录信号的记录信号生成设备。

17.一种用于重放在介电记录介质中记录的数据的重放装置，所述重放装置包括：

根据权利要求1的探针；

电场施加设备，用于向该介电记录介质施加电场；

振荡设备，在该振荡设备中，振荡频率根据与该介电记录介质的非线性介电常数相对应的电容的差而改变；以及

重放设备，用于解调和重放来自所述振荡设备的振荡信号。

18.一种用于重放在介电记录介质中记录的数据的重放装置，所述重放装置包括：

根据权利要求14的探针；

电场施加设备，用于向该介电记录介质施加电场；

振荡设备，在该振荡设备中，振荡频率根据与该介电记录介质的非线性介电常数相对应的电容的差而改变；以及

重放设备，用于解调和重放来自所述振荡设备的振荡信号。

19.一种用于将数据记录到介电记录介质中并且用于重放在该介电记录介质中记录的该数据的记录/重放装置，所述记录/重放装置包括：

根据权利要求1的探针；

记录信号生成设备，用于生成与该数据相对应的记录信号；

电场施加设备，用于向该介电记录介质施加电场；

振荡设备，在该振荡设备中，振荡频率根据与该介电记录介质的非线性介电常数相对应的电容的差而改变；以及

重放设备，用于解调和重放来自所述振荡设备的振荡信号。

20.一种用于将数据记录到介电记录介质中并且用于重放在该介电记录介质中记录的该数据的记录/重放装置，所述记录/重放装置包括：

根据权利要求14的探针；

记录信号生成设备，用于生成与该数据相对应的记录信号；

电场施加设备，用于向该介电记录介质施加电场；

振荡设备，在该振荡设备中，振荡频率根据与该介电记录介质的非线性介电常数相对应的电容的差而改变；以及

重放设备，用于解调和重放来自所述振荡设备的振荡信号。

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