JP2001291258A - 近接場光ヘッド、近接場光ヘッドの作製方法ならびに光情報記録再生装置 - Google Patents
近接場光ヘッド、近接場光ヘッドの作製方法ならびに光情報記録再生装置Info
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- JP2001291258A JP2001291258A JP2000159193A JP2000159193A JP2001291258A JP 2001291258 A JP2001291258 A JP 2001291258A JP 2000159193 A JP2000159193 A JP 2000159193A JP 2000159193 A JP2000159193 A JP 2000159193A JP 2001291258 A JP2001291258 A JP 2001291258A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ２０〜５０ｎｍの微小な光スポットを形成で
き、かつ光透過率の優れた近接場光ヘッド、近接場光ヘ
ッドの作製方法ならびにこれを用いた記録再生装置を提
供する。 【解決手段】 平坦面２２に微小開口２３を持つ近接場
光ヘッドにおいて、微小開口部２３に貴金属微粒子構造
２４が形成され、かつ該貴金属微粒子２４の先端がヘッ
ド平坦面２２より外部に出ていないことを特徴とする近
接場光ヘッド。
き、かつ光透過率の優れた近接場光ヘッド、近接場光ヘ
ッドの作製方法ならびにこれを用いた記録再生装置を提
供する。 【解決手段】 平坦面２２に微小開口２３を持つ近接場
光ヘッドにおいて、微小開口部２３に貴金属微粒子構造
２４が形成され、かつ該貴金属微粒子２４の先端がヘッ
ド平坦面２２より外部に出ていないことを特徴とする近
接場光ヘッド。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光により高密度の
記録が可能な近接場光ヘッド、近接場光ヘッドの作製方
法ならびに情報記録再生装置に関する。
記録が可能な近接場光ヘッド、近接場光ヘッドの作製方
法ならびに情報記録再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年の情報化社会において、増大の一途
を辿る情報量に対応した、従来より飛躍的に記録密度の
高い記録・再生方法や、それに基づく記録・再生装置の
出現が待望されている。
を辿る情報量に対応した、従来より飛躍的に記録密度の
高い記録・再生方法や、それに基づく記録・再生装置の
出現が待望されている。
【０００３】光記録を実現する技術としては、光を熱と
して利用するヒートモードと、熱に変換しないで記録す
るフォトンモード記録がある。ヒートモード記録は光磁
気記録や相転移記録などで現在実用化されている。
して利用するヒートモードと、熱に変換しないで記録す
るフォトンモード記録がある。ヒートモード記録は光磁
気記録や相転移記録などで現在実用化されている。
【０００４】ヒートモード記録で記録密度の向上を図る
ために、微小開口部から光の波長よりも小さいスポット
が形成できる近接場光走査型顕微鏡Ｎｅａｒ−ｆｉｅｌ
ｄＳｃａｎｎｉｎｇ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｍｉｃｒｏｓｃ
ｏｐｅ（ＮＳＯＭ）を用いた技術が提案されている。た
とえば、Ｂｅｔｚｉｇらは、Ａｒイオンレーザの出力を
ファイバーを延伸して作製したＮＳＯＭ探針によりＣｏ
／Ｐｔ多層膜に照射し、光磁気的に情報の記録・再生を
試み、直径６０ｎｍの記録パタ−ンを形成している（Ａ
ｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．６１，１４２（１９９
２））。また、Ｈｏｓａｋａらは、半導体レーザの出力
をＮＳＯＭ探針により、膜厚３０ｎｍのＧｅ２Ｓｂ２Ｔ
ｅ５薄膜に照射して相変化させ、直径５０ｎｍの記録パ
ターンを実現している（Ｔｈｉｎ Ｓｏｌｉｄ Ｆｉｌ
ｍｓ ２７３，１２２（１９９６），Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐ
ｂｙｓ．７９，８０８２（１９９６））。
ために、微小開口部から光の波長よりも小さいスポット
が形成できる近接場光走査型顕微鏡Ｎｅａｒ−ｆｉｅｌ
ｄＳｃａｎｎｉｎｇ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｍｉｃｒｏｓｃ
ｏｐｅ（ＮＳＯＭ）を用いた技術が提案されている。た
とえば、Ｂｅｔｚｉｇらは、Ａｒイオンレーザの出力を
ファイバーを延伸して作製したＮＳＯＭ探針によりＣｏ
／Ｐｔ多層膜に照射し、光磁気的に情報の記録・再生を
試み、直径６０ｎｍの記録パタ−ンを形成している（Ａ
ｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．６１，１４２（１９９
２））。また、Ｈｏｓａｋａらは、半導体レーザの出力
をＮＳＯＭ探針により、膜厚３０ｎｍのＧｅ２Ｓｂ２Ｔ
ｅ５薄膜に照射して相変化させ、直径５０ｎｍの記録パ
ターンを実現している（Ｔｈｉｎ Ｓｏｌｉｄ Ｆｉｌ
ｍｓ ２７３，１２２（１９９６），Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐ
ｂｙｓ．７９，８０８２（１９９６））。
【０００５】しかし、上記のファイバーＮＳＯＭ探針を
用いた方法では、微小開口から照射される近接場光の強
度は著しく小さく、高速書き込みや読み出しは不可能で
ある。これに対して、Ｍａｔｓｕｍｏｔｏらは、図１で
示すように貴金属微粒子をファイバープローブの先端に
付けることにより、光透過利率が向上すること報告して
いるが、高速回転する記録媒体用の光ヘッドとしては使
用できない（Ｔ． Ｍａｔｓｕｍｏｔｏ， Ｔ． Ｉｃ
ｈｉｍｕｒａ， Ｔ． Ｙａｔｓｕｉ， Ｍ．Ｋｏｕｒ
ｏｇｉ， Ｔ．Ｓａｉｋｉ ａｎｄ Ｍ． Ｏｈｔｓ
ｕ， ， ｉｎＴｅｃｈ． Ｄｉｇｅｓｔ ｏｆ ５ｔ
ｈ Ｉｎｔ． Ｃｏｎｆ． ｏｎ Ｎｅａｒ Ｆｉｅｌ
ｄ Ｏｐｔｉｃｓ ａｎｄ Ｒｅｌａｔｅｄ ｔｅｃｈ
ｎｉｑｕｅｓ （ＮＦＯ−５），ｐａｐｅｒ ＰＣ７
（１９９８））。また距離ｄのためにプラズモン共鳴効
果が小さくなる。さらに、作製が困難であるため、１イ
ンチ平方当たり１テラビットの記録容量を持つ超高密度
メモリに必要な２０〜５０ｎｍ径の開口に対応すること
は非常に難しい。
用いた方法では、微小開口から照射される近接場光の強
度は著しく小さく、高速書き込みや読み出しは不可能で
ある。これに対して、Ｍａｔｓｕｍｏｔｏらは、図１で
示すように貴金属微粒子をファイバープローブの先端に
付けることにより、光透過利率が向上すること報告して
いるが、高速回転する記録媒体用の光ヘッドとしては使
用できない（Ｔ． Ｍａｔｓｕｍｏｔｏ， Ｔ． Ｉｃ
ｈｉｍｕｒａ， Ｔ． Ｙａｔｓｕｉ， Ｍ．Ｋｏｕｒ
ｏｇｉ， Ｔ．Ｓａｉｋｉ ａｎｄ Ｍ． Ｏｈｔｓ
ｕ， ， ｉｎＴｅｃｈ． Ｄｉｇｅｓｔ ｏｆ ５ｔ
ｈ Ｉｎｔ． Ｃｏｎｆ． ｏｎ Ｎｅａｒ Ｆｉｅｌ
ｄ Ｏｐｔｉｃｓ ａｎｄ Ｒｅｌａｔｅｄ ｔｅｃｈ
ｎｉｑｕｅｓ （ＮＦＯ−５），ｐａｐｅｒ ＰＣ７
（１９９８））。また距離ｄのためにプラズモン共鳴効
果が小さくなる。さらに、作製が困難であるため、１イ
ンチ平方当たり１テラビットの記録容量を持つ超高密度
メモリに必要な２０〜５０ｎｍ径の開口に対応すること
は非常に難しい。
【０００６】光ヘッドとして、平坦部に微小開口を有す
るものを一色らは報告している（一色史雄、伊藤顕知、
江藤公俊、保坂純男、１９９９年春季第４６回応用物理
学関係連合講演会、３０Ｐ−ＺＢ−１５）。この場合、
ファイバーを用いずに、レーザー光を集光して微小開口
部に入れることができるが、開口部は空気であり、その
ため開口からの光透過率は低い。
るものを一色らは報告している（一色史雄、伊藤顕知、
江藤公俊、保坂純男、１９９９年春季第４６回応用物理
学関係連合講演会、３０Ｐ−ＺＢ−１５）。この場合、
ファイバーを用いずに、レーザー光を集光して微小開口
部に入れることができるが、開口部は空気であり、その
ため開口からの光透過率は低い。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、２０
〜５０ｎｍの微小な光スポットを形成でき、かつ光透過
率の優れた近接場光ヘッド、近接場光ヘッドの作製方法
ならびにこれを用いた記録再生装置を提供することにあ
る。
〜５０ｎｍの微小な光スポットを形成でき、かつ光透過
率の優れた近接場光ヘッド、近接場光ヘッドの作製方法
ならびにこれを用いた記録再生装置を提供することにあ
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明に係る第１の発明
の近接場光ヘッドは、平坦面に微小開口を持つ近接場光
ヘッドにおいて、微小開口部に貴金属微粒子構造が形成
され、かつ該貴金属微粒子の先端がヘッド平坦面より外
部に出ていないことを特徴とする。
の近接場光ヘッドは、平坦面に微小開口を持つ近接場光
ヘッドにおいて、微小開口部に貴金属微粒子構造が形成
され、かつ該貴金属微粒子の先端がヘッド平坦面より外
部に出ていないことを特徴とする。
【０００９】そのため図２で示すように、貴金属微粒子
は開口部に入射された光と効率よくプラズモン共鳴する
ことが可能となり、光透過率が向上する。また平坦性が
確保できるために媒体が高速で回転するフライングヘッ
ド等に用いることができる。さらに、貴金属微粒子自体
は開口よりも小さく、近接場光はそこに集中するため、
開口径よりも小さい光スポットを得ることが可能とな
る。
は開口部に入射された光と効率よくプラズモン共鳴する
ことが可能となり、光透過率が向上する。また平坦性が
確保できるために媒体が高速で回転するフライングヘッ
ド等に用いることができる。さらに、貴金属微粒子自体
は開口よりも小さく、近接場光はそこに集中するため、
開口径よりも小さい光スポットを得ることが可能とな
る。
【００１０】貴金属微粒子としては、金、銀、白金、こ
れらの合金等があるが、金、銀が好ましい。貴金属微粒
子は微小開口に化学的に結合していることが好ましい。
近接場光ヘッドの微小開口の作製方法としては、光ファ
イバーを引き延ばしたり、エッチングして円錐状のプロ
ーブを作成し、その開口部にアルミなどの光遮光膜を形
成した後、電子線や高速イオンビームを照射してアルミ
を除去することにより作成できる。また、ソリッドイマ
ージョンレンズなどのレンズ平坦部にアルミなどの光遮
光膜を形成した後、電子線や高速イオンビームを照射し
てアルミを除去することにより作成できる。さらに特開
平１１−１１０７９３で示されているように、半導体プ
ロセスを利用してＳｉ基板を異方性エッチングをした
後、微小開口を電子線や高速イオンビームを照射して直
接作成したり、レジストを用いて電子線リソグラフィや
Ｘ線リソグラフィを利用して作成することができる。半
導体プロセスを利用すると、一つの近接場光ヘッドに複
数の微小開口を持つ、マルチ開口近接場光ヘッドを容易
に作成することができる。
れらの合金等があるが、金、銀が好ましい。貴金属微粒
子は微小開口に化学的に結合していることが好ましい。
近接場光ヘッドの微小開口の作製方法としては、光ファ
イバーを引き延ばしたり、エッチングして円錐状のプロ
ーブを作成し、その開口部にアルミなどの光遮光膜を形
成した後、電子線や高速イオンビームを照射してアルミ
を除去することにより作成できる。また、ソリッドイマ
ージョンレンズなどのレンズ平坦部にアルミなどの光遮
光膜を形成した後、電子線や高速イオンビームを照射し
てアルミを除去することにより作成できる。さらに特開
平１１−１１０７９３で示されているように、半導体プ
ロセスを利用してＳｉ基板を異方性エッチングをした
後、微小開口を電子線や高速イオンビームを照射して直
接作成したり、レジストを用いて電子線リソグラフィや
Ｘ線リソグラフィを利用して作成することができる。半
導体プロセスを利用すると、一つの近接場光ヘッドに複
数の微小開口を持つ、マルチ開口近接場光ヘッドを容易
に作成することができる。
【００１１】本発明に係る第２の発明の近接場光ヘッド
は、平坦面に微小開口を持つ近接場光ヘッドにおいて、
微小開口部に第１の透明誘電体が充填され、該透明誘電
体の屈折率が該透明誘電体が接している光を導波する第
２の誘電体の屈折率と略同じか、もしくは大きく、かつ
第１の誘電体がヘッド平坦面よりも外部に出ていないこ
とを特徴とする。
は、平坦面に微小開口を持つ近接場光ヘッドにおいて、
微小開口部に第１の透明誘電体が充填され、該透明誘電
体の屈折率が該透明誘電体が接している光を導波する第
２の誘電体の屈折率と略同じか、もしくは大きく、かつ
第１の誘電体がヘッド平坦面よりも外部に出ていないこ
とを特徴とする。
【００１２】微小開口部に高屈折率の透明誘電体が充填
されていると、電場による誘電分極が効率よく開口部の
先端まで伝達されるため、近接場光の発生効率を高くす
ることができる。また、誘電体がヘッド平坦面よりも外
部に出ていない構造とすることからヘッドの平坦性がと
れ、媒体を高速に回転することが可能となる。
されていると、電場による誘電分極が効率よく開口部の
先端まで伝達されるため、近接場光の発生効率を高くす
ることができる。また、誘電体がヘッド平坦面よりも外
部に出ていない構造とすることからヘッドの平坦性がと
れ、媒体を高速に回転することが可能となる。
【００１３】本発明に係る第２の発明の近接場光ヘッド
はさらに、貴金属微粒子が第１の透明誘電体の内部に含
有されていることを特徴とする。このような構造にする
ことにより、プラズモン共鳴を利用して光透過率をさら
に上げることが可能となる。
はさらに、貴金属微粒子が第１の透明誘電体の内部に含
有されていることを特徴とする。このような構造にする
ことにより、プラズモン共鳴を利用して光透過率をさら
に上げることが可能となる。
【００１４】本発明に係る第３の発明の近接場光ヘッド
の作製方法は、微小開口部に貴金属微粒子と親和性の持
つ化学種を設置することを特徴とする。
の作製方法は、微小開口部に貴金属微粒子と親和性の持
つ化学種を設置することを特徴とする。
【００１５】このようにすれば、貴金属微粒子を開口部
に吸着させることができる。貴金属微粒子と化学種は化
学結合を形成することが好ましい。また貴金属微粒子同
士は反発力があった方が開口に吸着する微粒子の間隔や
数を制御することができてより好ましい。親和性がある
組み合わせとしては、金とチオール基、銀とカルボキシ
ル基などがある。また貴金属微粒子は水中で電荷を有し
ており、反対電荷を有する化学種を開口部に、同一電荷
を有する化学種を開口周囲に設置することが好ましい。
に吸着させることができる。貴金属微粒子と化学種は化
学結合を形成することが好ましい。また貴金属微粒子同
士は反発力があった方が開口に吸着する微粒子の間隔や
数を制御することができてより好ましい。親和性がある
組み合わせとしては、金とチオール基、銀とカルボキシ
ル基などがある。また貴金属微粒子は水中で電荷を有し
ており、反対電荷を有する化学種を開口部に、同一電荷
を有する化学種を開口周囲に設置することが好ましい。
【００１６】また透明微粒子を開口部に吸着させた後、
貴金属を蒸着することにより上記の構造を作製すること
ができる。
貴金属を蒸着することにより上記の構造を作製すること
ができる。
【００１７】本発明に係る第４の発明の光情報記録再生
装置は、微小開口部に貴金属微粒子構造が形成され、か
つ該貴金属微粒子の先端がヘッド平坦面より外部に出て
いないか、もしくは微小開口部に第１の透明誘電体が充
填され、該透明誘電体の屈折率が該透明誘電体が接して
いる光を導波する第２の誘電体の屈折率と同じかもしく
は大きく、かつ第１の誘電体がヘッド平坦面よりも外部
に出ていない近接場光ヘッドと、光、磁場もしくは電場
をセンシングする手段を有することを特徴とする。
装置は、微小開口部に貴金属微粒子構造が形成され、か
つ該貴金属微粒子の先端がヘッド平坦面より外部に出て
いないか、もしくは微小開口部に第１の透明誘電体が充
填され、該透明誘電体の屈折率が該透明誘電体が接して
いる光を導波する第２の誘電体の屈折率と同じかもしく
は大きく、かつ第１の誘電体がヘッド平坦面よりも外部
に出ていない近接場光ヘッドと、光、磁場もしくは電場
をセンシングする手段を有することを特徴とする。
【００１８】近接場光ヘッドは磁気ディスク装置のよう
な浮上もしくは接触スライダ上に作成されていてもよい
し、プローブ顕微鏡に用いられるプローブのように縦方
向の距離を精密に制御する手段を有するヘッドとして設
置されていてもよい。光情報記録媒体としては、磁気記
録媒体、光磁気記録媒体、相変化記録媒体、電荷記録媒
体、フォトクロミック記録媒体などのリライタブル記録
媒体、色素媒体などのライトワンス記録媒体、穴開け型
や金属ドット反射型、蛍光媒体などの読み出し専用記録
媒体などを用いることができる。これらの記録媒体はデ
ィスク状にして回転させて用いたり、カード状にして二
次元的に駆動する近接場光ヘッドと組み合わせて用いる
ことができる。１枚の記録媒体について近接場光ヘッド
は単数でも複数でもかまわない。
な浮上もしくは接触スライダ上に作成されていてもよい
し、プローブ顕微鏡に用いられるプローブのように縦方
向の距離を精密に制御する手段を有するヘッドとして設
置されていてもよい。光情報記録媒体としては、磁気記
録媒体、光磁気記録媒体、相変化記録媒体、電荷記録媒
体、フォトクロミック記録媒体などのリライタブル記録
媒体、色素媒体などのライトワンス記録媒体、穴開け型
や金属ドット反射型、蛍光媒体などの読み出し専用記録
媒体などを用いることができる。これらの記録媒体はデ
ィスク状にして回転させて用いたり、カード状にして二
次元的に駆動する近接場光ヘッドと組み合わせて用いる
ことができる。１枚の記録媒体について近接場光ヘッド
は単数でも複数でもかまわない。
【００１９】光をセンシングする手段としては、フォト
ダイオードやレーザー発振の変化を利用する方法が好ま
しい。磁気をセンシングする手段としては磁気抵抗効果
を利用するヘッドが好ましい。電場をセンシングする手
段としては電界効果トランジスタ、シングルエレクトロ
ントランジスタが好ましい。
ダイオードやレーザー発振の変化を利用する方法が好ま
しい。磁気をセンシングする手段としては磁気抵抗効果
を利用するヘッドが好ましい。電場をセンシングする手
段としては電界効果トランジスタ、シングルエレクトロ
ントランジスタが好ましい。
【００２０】また、これらと、磁場や電場を印可する書
き込みヘッドと組み合わせてもよい。近接場光ヘッド
と、書き込み手段もしくはセンシングする手段は別々に
設置されていてもよいし、一つのヘッドに一体化されて
設置されていてもよい。
き込みヘッドと組み合わせてもよい。近接場光ヘッド
と、書き込み手段もしくはセンシングする手段は別々に
設置されていてもよいし、一つのヘッドに一体化されて
設置されていてもよい。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、実施形態により本発明をさ
らに詳細に説明する。
らに詳細に説明する。
【００２２】第１の実施形態 重フリントガラスからなるソリッドイマジョーンレンズ
３１の平坦部に光遮蔽膜３２としてアルミニムを３０ｎ
ｍの膜厚で蒸着した。次に電子線レジストをアルミニウ
ム膜上に塗布した後、高分解能の電子顕微鏡で微小開口
部にあたる部分に電子線を照射した。ＲＩＥエッチング
により開口を作成したのちレジストを除去して１辺３０
ｎｍ角の正方形状の微小開口３３を持つソリッドイーマ
ジョンレンズを得た。次にソリッドイマージョンレンズ
の開口部に化学式
３１の平坦部に光遮蔽膜３２としてアルミニムを３０ｎ
ｍの膜厚で蒸着した。次に電子線レジストをアルミニウ
ム膜上に塗布した後、高分解能の電子顕微鏡で微小開口
部にあたる部分に電子線を照射した。ＲＩＥエッチング
により開口を作成したのちレジストを除去して１辺３０
ｎｍ角の正方形状の微小開口３３を持つソリッドイーマ
ジョンレンズを得た。次にソリッドイマージョンレンズ
の開口部に化学式
【化１】 で示す物質のエタノール溶液を滴下し１０分間浸した
後、エタノールで洗浄し、８０度で１時間加熱すること
により、開口部に化学式（１）で示す物質を化学吸着さ
せた。表面には金微粒子と親和性のあるチオール基が形
成された。次に化学式
後、エタノールで洗浄し、８０度で１時間加熱すること
により、開口部に化学式（１）で示す物質を化学吸着さ
せた。表面には金微粒子と親和性のあるチオール基が形
成された。次に化学式
【化２】 で示す物質のエタノール溶液を開口部に滴下にし１０分
間浸した後、エタノールで洗浄し、５０度で３０分間加
熱することにより、アルミニウム上に化学式（２）で示
す物質を化学吸着させた。次に、市販の直径２０ｎｍ径
の金微粒子の水分散液に３０分間浸した後、水で洗浄し
た。金微粒子は水中で負に帯電しており、化学式（２）
の物質とは反発する。一方、チオール基とは反応するた
め、開口部に金微粒子３４が一つ選択的に吸着している
ことがＡＦＭ測定から確認された。
間浸した後、エタノールで洗浄し、５０度で３０分間加
熱することにより、アルミニウム上に化学式（２）で示
す物質を化学吸着させた。次に、市販の直径２０ｎｍ径
の金微粒子の水分散液に３０分間浸した後、水で洗浄し
た。金微粒子は水中で負に帯電しており、化学式（２）
の物質とは反発する。一方、チオール基とは反応するた
め、開口部に金微粒子３４が一つ選択的に吸着している
ことがＡＦＭ測定から確認された。
【００２３】次に書き込み用の磁気ヘッド３５および読
み出し用のＧＭＲヘッド３６を取り付けたスライダヘッ
ド３７に該ソリッドイーマジョンレンズを取り付け、図
３で示す近接場光ヘッド３８を得た。該貴金属微粒子の
先端はヘッド平坦面より外部に出ていなかった。
み出し用のＧＭＲヘッド３６を取り付けたスライダヘッ
ド３７に該ソリッドイーマジョンレンズを取り付け、図
３で示す近接場光ヘッド３８を得た。該貴金属微粒子の
先端はヘッド平坦面より外部に出ていなかった。
【００２４】次に図４で示す光情報記録再生装置４１を
作成した。記録媒体として直径２．５インチの垂直磁気
記録媒体ディスク４２、光を近接場光ヘッド３８に入射
するための波長６２０ｎｍの出力６ｍＷの半導体レーザ
ー４３およぶ対物レンズ４４を設置した。４５はディス
クを回転するためのモーターである。
作成した。記録媒体として直径２．５インチの垂直磁気
記録媒体ディスク４２、光を近接場光ヘッド３８に入射
するための波長６２０ｎｍの出力６ｍＷの半導体レーザ
ー４３およぶ対物レンズ４４を設置した。４５はディス
クを回転するためのモーターである。
【００２５】ディスクを４０００ｒｐｍで回転させ、近
接場光を連続的に照射しながら、磁気ヘッド３５で信号
を書き込んだ。再生はＧＭＲヘッド３６で磁気信号を読
み込んだ。１インチ平方当たり５００ギガビットの信号
が２５ｄＢのＣＮ比で読み出すことができた。
接場光を連続的に照射しながら、磁気ヘッド３５で信号
を書き込んだ。再生はＧＭＲヘッド３６で磁気信号を読
み込んだ。１インチ平方当たり５００ギガビットの信号
が２５ｄＢのＣＮ比で読み出すことができた。
【００２６】比較例１ 図３で示す微小開口を持つ近接場光ヘッドを用いる代わ
りに、構造は同じで、金微粒子を有しない近接場光ヘッ
ドを用いることを除いては実施例１と同様にして近接場
光ヘッドおよび、光情報記録再生装置を作成した。
りに、構造は同じで、金微粒子を有しない近接場光ヘッ
ドを用いることを除いては実施例１と同様にして近接場
光ヘッドおよび、光情報記録再生装置を作成した。
【００２７】ディスクを４０００ｒｐｍで回転させ、近
接場光を連続的に照射しながら、磁気ヘッドで信号を書
き込んだ。再生はＧＭＲヘッドで磁気信号を読み込ん
だ。１インチ平方当たり５００ギガビットの信号が１０
ｄＢのＣＮ比でしか読み出すことができなかった。
接場光を連続的に照射しながら、磁気ヘッドで信号を書
き込んだ。再生はＧＭＲヘッドで磁気信号を読み込ん
だ。１インチ平方当たり５００ギガビットの信号が１０
ｄＢのＣＮ比でしか読み出すことができなかった。
【００２８】第２の実施形態 屈折率１．８０のガラスからなるソリッドイマージョン
レンズ５１の平坦部に光遮蔽膜５２としてクロムを４０
ｎｍの膜厚で蒸着した。次に高速イオンビームを照射し
て、微小開口を持つソリッドイマージョンレンズを得
た。次に屈折率１．８５のフリントガラスを該微小開口
に溶融した後、ケミカルメカニカル研磨によって表面を
削って、直径２０ｎｍの微小開口部５３がフリントガラ
スで充填されたソリッドイマージョンレンズを得た。こ
のソリッドイマージョンレンズ５１と書き込み用の電極
ヘッド５４および電荷読み出し用のＦＥＴセンサー５５
を取り付けたスライダヘッド５６に該ソリッドイマージ
ョンレンズを取り付け、図５で示す近接場光ヘッド５７
を得た。
レンズ５１の平坦部に光遮蔽膜５２としてクロムを４０
ｎｍの膜厚で蒸着した。次に高速イオンビームを照射し
て、微小開口を持つソリッドイマージョンレンズを得
た。次に屈折率１．８５のフリントガラスを該微小開口
に溶融した後、ケミカルメカニカル研磨によって表面を
削って、直径２０ｎｍの微小開口部５３がフリントガラ
スで充填されたソリッドイマージョンレンズを得た。こ
のソリッドイマージョンレンズ５１と書き込み用の電極
ヘッド５４および電荷読み出し用のＦＥＴセンサー５５
を取り付けたスライダヘッド５６に該ソリッドイマージ
ョンレンズを取り付け、図５で示す近接場光ヘッド５７
を得た。
【００２９】次に図６で示す光情報記録再生装置６１を
作成した。記録媒体として図７で示す直径２．５インチ
の電荷記録媒体ディスク６２、光を近接場光ヘッド５７
に入射するための波長６２０ｎｍの出力６ｍＷの半導体
レーザー６３およぶ対物レンズ６４を設置した。６５は
ディスクを回転するためのモーターである。電荷記録媒
体ディスク６２は基板上７０に形成された電極７１、光
導電層７２、電荷を蓄積する金属ドット７３が絶縁体に
埋め込まれた記録層７４、保護膜７５からなる。
作成した。記録媒体として図７で示す直径２．５インチ
の電荷記録媒体ディスク６２、光を近接場光ヘッド５７
に入射するための波長６２０ｎｍの出力６ｍＷの半導体
レーザー６３およぶ対物レンズ６４を設置した。６５は
ディスクを回転するためのモーターである。電荷記録媒
体ディスク６２は基板上７０に形成された電極７１、光
導電層７２、電荷を蓄積する金属ドット７３が絶縁体に
埋め込まれた記録層７４、保護膜７５からなる。
【００３０】ディスクを４０００ｒｐｍで回転させ、近
接場光を連続的に照射しながら、電極ヘッド５４に電圧
を印可して信号を書き込んだ。再生はＦＥＴセンサーヘ
ッド５５で電荷信号を読み込んだ。１インチ平方当たり
６００テラビットの信号が２０ｄＢのＣＮ比で読み出す
ことができた。
接場光を連続的に照射しながら、電極ヘッド５４に電圧
を印可して信号を書き込んだ。再生はＦＥＴセンサーヘ
ッド５５で電荷信号を読み込んだ。１インチ平方当たり
６００テラビットの信号が２０ｄＢのＣＮ比で読み出す
ことができた。
【００３１】比較例２ 図５で示す近接場光ヘッドを用いる代わりに、微小開口
がフリントガラスで充填されていないことを除いては実
施例２と同様にして近接場光ヘッドおよび、光情報記録
再生装置を作成した。
がフリントガラスで充填されていないことを除いては実
施例２と同様にして近接場光ヘッドおよび、光情報記録
再生装置を作成した。
【００３２】ディスクを４０００ｒｐｍで回転させ、近
接場光を連続的に照射しながら、電極ヘッドに電圧を印
可して信号を書き込んだ。再生はＦＥＴセンサーヘッド
で電荷信号を読み込んだが、１インチ平方当たり６００
テラビットの信号が１０ｄＢのＣＮ比で読み出すことが
できず、十分に記録が行われていないことが分かった。
接場光を連続的に照射しながら、電極ヘッドに電圧を印
可して信号を書き込んだ。再生はＦＥＴセンサーヘッド
で電荷信号を読み込んだが、１インチ平方当たり６００
テラビットの信号が１０ｄＢのＣＮ比で読み出すことが
できず、十分に記録が行われていないことが分かった。
【００３３】第３の実施形態 半導体プロセスを利用してＳｉ基板８１を異方性エッチ
ングをした後、表面酸化して酸化シリコン膜８２を作製
した。平坦部に光遮蔽膜８３としてアルミニムを３０ｎ
ｍの膜厚で蒸着した。次に電子線レジストをアルミニウ
ム膜上に塗布した後、高分解能の電子顕微鏡で微小開口
部にあたる部分に電子線を照射した。ＲＩＥエッチング
により微小開口を作成したのちレジストを除去して１辺
３０ｎｍ角の正方形状の微小開口８４を１０ｘ１０個持
つＳｉ基板を得た。次に開口部に化学式（１）で示す物
質のエタノール溶液を滴下し１０分間浸した後、エタノ
ールで洗浄し、８０度で１時間加熱することにより、開
口部に化学式（１）で示す物質を化学吸着させた。表面
には金微粒子と親和性のあるチオール基が形成された。
次に化学式（２）で示す物質のエタノール溶液を開口部
に滴下にし１０分間浸した後、エタノールで洗浄し、５
０度で３０分間加熱することにより、アルミニウム上に
化学式（２）で示す物質を化学吸着させた。次に、市販
の直径２０ｎｍ径の金微粒子の水分散液に３０分間浸し
た後、水で洗浄、各開口部に金微粒子８５が一つ選択的
に吸着していることがＡＦＭ測定から確認された。次に
球状の集光レンズ８６を開口部に設置した後、スライダ
ヘッド８７に搭載して、図８に示されるマルチ近接場光
ヘッド８８を作製した。
ングをした後、表面酸化して酸化シリコン膜８２を作製
した。平坦部に光遮蔽膜８３としてアルミニムを３０ｎ
ｍの膜厚で蒸着した。次に電子線レジストをアルミニウ
ム膜上に塗布した後、高分解能の電子顕微鏡で微小開口
部にあたる部分に電子線を照射した。ＲＩＥエッチング
により微小開口を作成したのちレジストを除去して１辺
３０ｎｍ角の正方形状の微小開口８４を１０ｘ１０個持
つＳｉ基板を得た。次に開口部に化学式（１）で示す物
質のエタノール溶液を滴下し１０分間浸した後、エタノ
ールで洗浄し、８０度で１時間加熱することにより、開
口部に化学式（１）で示す物質を化学吸着させた。表面
には金微粒子と親和性のあるチオール基が形成された。
次に化学式（２）で示す物質のエタノール溶液を開口部
に滴下にし１０分間浸した後、エタノールで洗浄し、５
０度で３０分間加熱することにより、アルミニウム上に
化学式（２）で示す物質を化学吸着させた。次に、市販
の直径２０ｎｍ径の金微粒子の水分散液に３０分間浸し
た後、水で洗浄、各開口部に金微粒子８５が一つ選択的
に吸着していることがＡＦＭ測定から確認された。次に
球状の集光レンズ８６を開口部に設置した後、スライダ
ヘッド８７に搭載して、図８に示されるマルチ近接場光
ヘッド８８を作製した。
【００３４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
２０〜５０ｎｍの微小な光スポットを形成でき、かつ光
透過率の優れた近接場光ヘッド、近接場光ヘッドの作製
方法ならびにこれを用いた光情報記録再生装置を提供す
ることができる。
２０〜５０ｎｍの微小な光スポットを形成でき、かつ光
透過率の優れた近接場光ヘッド、近接場光ヘッドの作製
方法ならびにこれを用いた光情報記録再生装置を提供す
ることができる。
【図１】貴金属微粒子を持つファイバープローブの例を
示す図。
示す図。
【図２】本発明の近接場光ヘッドの構造を説明する図。
【図３】第１の実施形態で作製した近接場光ヘッドを示
す図。
す図。
【図４】第１の実施形態で作製した光情報記録再生装置
を示す図。
を示す図。
【図５】第２の実施形態で作製した近接場光ヘッドを示
す図。
す図。
【図６】第２の実施形態で作製した光情報記録再生装置
を示す図。
を示す図。
【図７】第２の実施形態で用いた記録媒体の構造を示す
図。
図。
【図８】第３の実施形態で作製した近接場光ヘッドを示
す図。
す図。
１１…光ファイバー １２…光遮蔽膜 １３…貴金属微粒子 ２１…近接場光ヘッド ２２…平坦部 ２３…微小開口 ２４…貴金属微粒子 ２５…透明誘電体 ２６…集光レンズ ３１…ソリッドイマージョンレンズ ３２…光遮蔽膜 ３３…微小開口 ３４…金微粒子 ３５…磁気ヘッド ３６…ＧＭＲヘッド ３７…スライダヘッド ３８…近接場光ヘッド ４１…光情報記録再生装置、 ４２…垂直磁気記録媒体ディスク ４３…半導体レーザー、 ４４…対物レンズ ４５…モーター、 ５１…ソリッドイマージョンレンズ、 ５２…光遮蔽膜 ５３…微小開口 ５４…電極ヘッド ５５…ＦＥＴセンサー ５６…スライダヘッド ５７…近接場光ヘッド ６１…光情報記録再生装置 ６２…電荷記録媒体ディスク ６３…半導体レーザー ６４…対物レンズ ６５…モーター ７０…基板 ７１…電極 ７２…光導電層 ７３…金属ドット ７４…記録層 ７５…保護膜、 ８１…Ｓｉ基板 ８２…酸化シリコン膜 ８３…光遮蔽膜 ８４…微小開口 ８５…金微粒子 ８６…集光レンズ ８７…スライダヘッド ８８…近接場光ヘッド
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ１１Ｂ 11/105 ５６６ Ｇ１１Ｂ 11/105 ５６６Ｃ ５６６Ｚ Ｇ１２Ｂ 21/06 Ｇ１２Ｂ 1/00 ６０１Ｃ
Claims (5)
- 【請求項１】 平坦面に微小開口を持つ近接場光ヘッド
であって、前記微小開口部に貴金属微粒子構造が形成さ
れ、かつ該貴金属微粒子の先端がヘッド平坦面より外部
に出ていないことを特徴とする近接場光ヘッド。 - 【請求項２】 平坦面に微小開口を持つ近接場光ヘッド
であって、前記微小開口部に透明な第１の誘電体が充填
され、該第１の誘電体の屈折率が該誘電体が接している
光を導波する第２の誘電体の屈折率と同じかもしくは大
きく、かつ前記第１の誘電体がヘッド平坦面よりも外部
に出ていないことを特徴とする近接場光ヘッド。 - 【請求項３】 前記貴金属微粒子が前記第１の誘電体の
内部に含有されていることを特徴とする請求項２記載の
近接場光ヘッド。 - 【請求項４】 微小開口部に貴金属微粒子と親和性を持
つ化学種を設置することを特徴とする近接場光ヘッドの
作製方法。 - 【請求項５】 微小開口部に貴金属微粒子構造が形成さ
れ、かつ該貴金属微粒子の先端がヘッド平坦面より外部
に出ていないか、もしくは微小開口部に透明な第１の誘
電体が充填され、該第１の誘電体の屈折率が該誘電体が
接している光を導波する第２の誘電体の屈折率と同じか
もしくは大きく、かつ前記第１の誘電体がヘッド平坦面
よりも外部に出ていない近接場光ヘッドと、光、磁場も
しくは電場をセンシングする手段を有することを特徴と
する光情報記録再生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000159193A JP2001291258A (ja) | 2000-03-31 | 2000-03-31 | 近接場光ヘッド、近接場光ヘッドの作製方法ならびに光情報記録再生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000159193A JP2001291258A (ja) | 2000-03-31 | 2000-03-31 | 近接場光ヘッド、近接場光ヘッドの作製方法ならびに光情報記録再生装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001291258A true JP2001291258A (ja) | 2001-10-19 |
Family
ID=18663553
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000159193A Pending JP2001291258A (ja) | 2000-03-31 | 2000-03-31 | 近接場光ヘッド、近接場光ヘッドの作製方法ならびに光情報記録再生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001291258A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001319365A (ja) * | 2000-05-10 | 2001-11-16 | Fuji Xerox Co Ltd | 浮上記録ヘッド、ディスク装置、および浮上記録ヘッドの製造方法 |
| US7297933B2 (en) * | 2002-06-14 | 2007-11-20 | Canon Kabushiki Kaisha | Probe, near-field light generation apparatus including probe, exposure apparatus, and exposing method using probe |
| JP2009070554A (ja) * | 2008-11-04 | 2009-04-02 | Hitachi Ltd | 熱アシスト記録用磁気ヘッドスライダ及びそれを用いた熱アシスト記録装置 |
| JP2010197208A (ja) * | 2009-02-25 | 2010-09-09 | Hitachi Ltd | 走査プローブ顕微鏡およびこれを用いた試料の観察方法 |
| WO2014006999A1 (ja) * | 2012-07-04 | 2014-01-09 | 株式会社日立製作所 | 走査プローブ顕微鏡 |
-
2000
- 2000-03-31 JP JP2000159193A patent/JP2001291258A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001319365A (ja) * | 2000-05-10 | 2001-11-16 | Fuji Xerox Co Ltd | 浮上記録ヘッド、ディスク装置、および浮上記録ヘッドの製造方法 |
| US7297933B2 (en) * | 2002-06-14 | 2007-11-20 | Canon Kabushiki Kaisha | Probe, near-field light generation apparatus including probe, exposure apparatus, and exposing method using probe |
| JP2009070554A (ja) * | 2008-11-04 | 2009-04-02 | Hitachi Ltd | 熱アシスト記録用磁気ヘッドスライダ及びそれを用いた熱アシスト記録装置 |
| JP4520524B2 (ja) * | 2008-11-04 | 2010-08-04 | 株式会社日立製作所 | 熱アシスト記録用磁気ヘッドスライダ及びそれを用いた熱アシスト記録装置 |
| JP2010197208A (ja) * | 2009-02-25 | 2010-09-09 | Hitachi Ltd | 走査プローブ顕微鏡およびこれを用いた試料の観察方法 |
| WO2014006999A1 (ja) * | 2012-07-04 | 2014-01-09 | 株式会社日立製作所 | 走査プローブ顕微鏡 |
| JP2014013160A (ja) * | 2012-07-04 | 2014-01-23 | Hitachi Ltd | 走査プローブ顕微鏡 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040316 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040706 |