JPH06309705A - Recording medium and information processor - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To provide the processor which facilitates tacking without being influenced by the ruggedness of a surface and is simple in constitution by varying the contact angles of the recording layer and tracks of the recording medium to water. CONSTITUTION:This recording medium has the recording layer 101 consisting of a reaction product of a monomolecular film of a surface treating agent having at least one fluoroalkyl groups and polyamic acid amine salt or the reaction product of the monomolecular film or monomolecular built-up films and the tracks 31 consisting of the polyimide monomolecular film or the monomolecular built-up films on a ground surface electrode formed out of a thin film on the substrate. The track parts 31 have the contact angle to the water different from the contact angle of the recording layer 101 to water. The tracks are detected by detecting the friction force between a probe and the recording medium and the deviation of the tracks from the desired loci following the progression of the forward and backward movement of the probe is corrected in the case of recording of information by subjecting the front surface of the recording medium to probe scanning. The strings of recording pits 32 are preferably written on the recording layer 101.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はプローブ電極によって情
報の記録および／又は再生を行ない得る記録媒体及びこ
れを用いた情報処理装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a recording medium capable of recording and / or reproducing information by a probe electrode and an information processing apparatus using the recording medium.

【０００２】[0002]

【従来の技術】近年、情報化社会の発展につれ、大容量
メモリの開発が極めて活発に行われている。メモリに要
求される性能は一般に １）高密度で記録容量が大きい ２）記録再生の応答速度が速い ３）消費電力が少ない ４）生産性が高く、価格が安い 等が挙げられ、現在もこうした性能を実現するメモリー
方式やメモリー媒体の開発が極めて活発に進められてい
る。2. Description of the Related Art In recent years, with the development of the information-oriented society, the development of large-capacity memory has been extremely active. The performance required for memory is generally 1) high density and large recording capacity 2) fast recording / reproducing response speed 3) low power consumption 4) high productivity and low price, etc. The development of a memory system and a memory medium that realizes the performance is extremely active.

【０００３】従来、メモリーの中心は磁性体、半導体を
素材とした磁気メモリー、半導体メモリーであったが、
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光メモリ
ーが登場している。Conventionally, the core of the memory has been a magnetic substance, a magnetic memory made of a semiconductor, and a semiconductor memory.
In recent years, with the progress of laser technology, inexpensive and high-density optical memories using organic thin films such as organic dyes and photopolymers have appeared.

【０００４】現在これらのメモリーをさらに高密度で大
容量にするために単位メモリービットの微細化に向けて
の技術開発が進められているが、これらの従来のメモリ
ーとは全く別の原理に基づくメモリーの提案もされてい
る。例えば、個々の有機分子に論理素子やメモリー素子
の機能を持たせた分子電子デバイスの概念もそのひとつ
である。分子電子デバイスは単位メモリービットの微細
化を極限まで進めたものと見ることができるが、此れ迄
個々の分子に如何にアクセスするかが問題とされてき
た。At present, technical development is underway toward miniaturization of unit memory bits in order to make these memories higher in density and larger in capacity, but based on a completely different principle from these conventional memories. A memory proposal has also been made. For example, the concept of a molecular electronic device in which each organic molecule has a function of a logic element or a memory element is one of them. It can be seen that molecular electronic devices have advanced the miniaturization of unit memory bits to the utmost limit, but up to this point, how to access individual molecules has been a problem.

【０００５】一方、最近では走査型トンネル顕微鏡（以
下、ＳＴＭと略す）が開発され（Ｇ．Ｂｉｎｎｉｎｇ
ｅｔ ａｌ．Ｐｈｙｓ．Ｒｅｖ．Ｌｅｔｔ．４９、５７
（１９８２））単結晶、非晶質を問わず実空間の高い分
解能の測定が出来るようになった。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１０
Å程度の距離まで近付けると、これらの間にトンネル電
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く
ことが出来ると同時に、表面原子の全電子雲に関する種
々の情報をも読み取ることが出来る。この際の面内方向
の分解能は１Å程度である。したがって、ＳＴＭの原理
を応用すれば充分に原子オーダー（数Å）で高密度記録
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、粒子線（電子線、イオン線）あるいはＸ線等の高
エネルギー電磁波及び可視・紫外光等のエネルギー線を
用いて適当な記録層の表面状態を変化させて記録を行い
ＳＴＭで再生する方法や、記録層として電圧電流のスイ
ッチング特性に対するメモリ効果を持つ材料、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。その他、電圧パルスを印加することで、基板上に分
子を流体から捕捉し、選択的にデータビットを書き込
み、またそれを読み取り、消去を行う方法、装置の提案
がある（特開平１−１９６７５１号公報）。On the other hand, recently, a scanning tunneling microscope (hereinafter abbreviated as STM) has been developed (G. Binning).
et al. Phys. Rev. Lett. 49, 57
(1982)) It has become possible to measure with high resolution in real space regardless of whether it is single crystal or amorphous. STM applies a voltage between a metal probe (probe electrode) and a conductive material to produce 10
It utilizes that the tunnel current flows between these when they are brought to a distance of about Å. This current is very sensitive to changes in the distance between the two, and it is possible to draw the surface structure in real space by scanning the probe so that the tunnel current is kept constant. You can also read the information of. The resolution in the in-plane direction at this time is about 1Å. Therefore, if the principle of STM is applied, it is possible to perform high-density recording / reproducing sufficiently in atomic order (several Å). As a recording / reproducing method at this time, recording is performed by changing an appropriate surface state of the recording layer by using high-energy electromagnetic waves such as particle beam (electron beam, ion beam) or X-ray and energy rays such as visible / ultraviolet light. And a material having a memory effect on the switching characteristics of voltage and current as a recording layer, for example, π
There has been proposed a method of performing recording / reproduction using STM using a thin film layer of an electronic organic compound or chalcogenide. In addition, there has been proposed a method and apparatus for capturing molecules on a substrate from a fluid by applying voltage pulses, selectively writing data bits, and reading and erasing the data bits (JP-A-1-196751). Gazette).

【０００６】上記のような記録再生方法において、実際
に多量の情報を記録再生するためには、プローブ電極の
ＸＹ方向（記録媒体面内方向）の位置検出および補正制
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なう方法が提案されているが、位
置検出そのものも極めて高精度に行なう必要があるた
め、取り扱い上簡便とはいいがたい問題があった。In the recording / reproducing method as described above, in order to actually record / reproduce a large amount of information, position detection and correction control (tracking) of the probe electrodes in the XY directions (in-plane direction of recording medium) are required. . As this tracking method, the atomic arrangement of the recording medium substrate has already been used,
Although a method of performing high density and high accuracy has been proposed, there is a problem that it is not easy to handle because the position detection itself needs to be performed with extremely high accuracy.

【０００７】また、トラッキングを簡便に行なうため
に、記録媒体の基板に予め凹凸を設けることによりトラ
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方法として、プローブ電
極の高さを一定にしてトラッキングする方法（コンスタ
ントハイトモード）と、プローブ電極と基板間の距離を
一定に保ちながらトラッキングする方法（コンスタント
カレントモード）が提案されている。In order to perform tracking easily, a track is formed by previously forming irregularities on the substrate of the recording medium, and the probe electrode is made to follow the concave or convex portion of the track. A method of tracking with a constant height (constant height mode) and a method of tracking with a constant distance between the probe electrode and the substrate (constant current mode) have been proposed.

【０００８】[0008]

【発明が解決しようとする課題】前者のコンスタントハ
イトモードの場合、凸状の部分でトンネル電流が流れる
ようにプローブ電極の高さを調整しておき、凸状部分か
らプローブ電極が凹状部分に外れたときにトンネル電流
が小さくなるのを検知して、プローブ電極を凸状部分に
戻すように位置制御することによりトラッキングを行な
っている。しかし、この方法をとったとき、プローブ電
極が凹状部分に位置したときにトンネル電流値が極めて
小さくなるため、精度よいトラッキングを行なうことが
困難であるという問題があった。In the former case of constant height mode, the height of the probe electrode is adjusted so that the tunnel current flows in the convex portion, and the probe electrode is dislocated from the convex portion to the concave portion. Tracking is performed by detecting that the tunnel current becomes small at that time and controlling the position of the probe electrode so that it returns to the convex portion. However, when this method is adopted, the tunnel current value becomes extremely small when the probe electrode is located in the concave portion, so that there is a problem that it is difficult to perform accurate tracking.

【０００９】また、後者のコンスタントカレントモード
の場合、プローブ電極を基板上の凹凸に追従させながら
トラッキングを行なう方法をとるため、プローブ電極を
Ｚ方向（記録媒体面に垂直な方向）に追従させてやらな
ければならなかった。即ち、トラッキング用のＺ方向の
追従系つまり、フィードバック系が必要となり、記録再
生装置自身にトラッキングの為にＺ方向フィードバック
用機構および回路等を設けなければならず、トラッキン
グ精度はよいものの、記録再生装置自身が複雑になって
しまうという問題点があった。In the latter case of the constant current mode, since the probe electrode is made to follow the irregularities on the substrate for tracking, the probe electrode is made to follow the Z direction (direction perpendicular to the recording medium surface). I had to do it. That is, a tracking system in the Z direction for tracking, that is, a feedback system is required, and a recording / reproducing apparatus itself must be provided with a mechanism and a circuit for Z direction feedback for tracking. There is a problem that the device itself becomes complicated.

【００１０】一方、記録媒体とプローブ電極間の距離が
大きい場合、ＳＴＭとしての分解能が下がり、即ち、記
録密度の点からも記録媒体とプローブ電極は極力接近す
ることが好ましい。そこで、記録媒体表面の凹凸による
成分を再生信号から除き、かつ記録時の間隔制御が印加
電圧に左右されないようにするためには、記録媒体表面
とプローブ電極間の距離を、両者間を流れる電流以外の
量によって制御する方法が考えられ、その一つとして両
者間に働く原子間力によって距離を制御する原子間力顕
微鏡（以下、ＡＦＭと略す）の利用が特開平１−２４５
４４５号公報に開示されている。On the other hand, when the distance between the recording medium and the probe electrode is large, it is preferable that the resolution as the STM is lowered, that is, the recording medium and the probe electrode are as close as possible in terms of recording density. Therefore, in order to remove the component due to the unevenness of the recording medium surface from the reproduced signal and to prevent the interval control during recording from being influenced by the applied voltage, the distance between the recording medium surface and the probe electrode is set to the current flowing between them. A method of controlling the distance by means of an atomic force microscope (hereinafter abbreviated as AFM) that controls the distance by the atomic force acting between the two is considered as one of the methods.
It is disclosed in Japanese Patent Publication No. 445.

【００１１】ＡＦＭにおいては、プローブ電極を弾性体
で支持し、プローブ電極先端と記録媒体表面間に働く力
を、弾性体の変形によるばね力とつり合わせ、この変形
量を一定に保持する帰還制御が行なわれる。In the AFM, the probe electrode is supported by an elastic body, the force acting between the tip of the probe electrode and the surface of the recording medium is balanced with the spring force due to the deformation of the elastic body, and the amount of this deformation is held constant. Is performed.

【００１２】さらに、プローブ電極の変位を検知する為
にＡＦＭで用いられている２分割センサーに変えて４分
割センサーを用いることで、プローブ電極と媒体表面の
摩擦力を検出する摩擦力顕微鏡（ＦＦＭ）の提案もある
（Ｅ．Ｍｅｙｅｒ ｅｔ．ａｌ．Ｔｈｉｎ Ｓｏｌｉｄ
Ｆｉｌｍｓ ２２０巻 １３２頁 １９９２年）。Further, a four-division sensor is used instead of the two-division sensor used in the AFM to detect the displacement of the probe electrode, and a friction force microscope (FFM) for detecting the frictional force between the probe electrode and the medium surface. ) Is also proposed (E. Meyer et. Al. Thin Solid.
Films 220, 132, 1992).

【００１３】本発明の目的は、上述した様な従来技術が
有する問題点に鑑み、表面の凹凸の影響を受けることな
くトラッキングが容易に行なえる記録媒体を提供するこ
とにあり、更には、この記録媒体にプローブ電極を介し
て情報の記録再生等を行なう、より簡易な構成を有する
情報処理装置を提供することにある。An object of the present invention is to provide a recording medium which can be easily tracked without being affected by the unevenness of the surface in view of the problems of the prior art as described above. An object of the present invention is to provide an information processing apparatus having a simpler configuration for recording / reproducing information on / from a recording medium via probe electrodes.

【００１４】[0014]

【課題を解決するための手段及び作用】上記目的を達成
するために成された本発明は、プローブ電極を介して情
報の記録再生等を行う情報処理装置に用いられる記録媒
体であって、少なくとも一本のフルオロアルキル基を有
する表面処理剤とポリアミド酸アミン塩の単分子膜又は
単分子累積膜の反応生成物からなる記録層と、ポリイミ
ド単分子膜又は単分子累積膜からなるトラックを有し、
該記録層と該トラックの水に対する接触角が異なること
を特徴とする記録媒体であり、更には、上記本発明の記
録媒体に、該記録媒体に対向配置したプローブを介して
情報の記録及び／又は再生を行う情報処理装置であっ
て、前記プローブの縦方向の力変位と横方向の力変位を
同時に検出することが可能な検出器を有し、前記プロー
ブを支持する弾性部材を前記プローブ・記録媒体の間隔
変動を補正する方向に変形させる力が、前記プローブ・
記録媒体間に作用するように、前記プローブ・記録媒体
を配置することによって、前記プローブ・記録媒体間に
作用する縦方向の力を制御し、かつ前記プローブ・記録
媒体間に作用する横方向の力を検出することでトラッキ
ングを行なうことを特徴とする情報処理装置である。The present invention, which has been made to achieve the above object, is a recording medium used in an information processing apparatus for recording / reproducing information via a probe electrode, and at least It has a recording layer composed of the reaction product of a surface treating agent having one fluoroalkyl group and a polyamic acid amine salt, or a reaction product of a monomolecular cumulative film, and a track composed of a polyimide monomolecular film or monomolecular cumulative film. ,
A recording medium characterized in that the contact angles of the recording layer and the track with respect to water are different, and further, recording and / or recording of information on the recording medium of the present invention via a probe arranged facing the recording medium. Alternatively, in an information processing device for reproducing, a probe having a detector capable of simultaneously detecting a longitudinal force displacement and a lateral force displacement of the probe, the elastic member supporting the probe being the probe The force that deforms the recording medium in the direction that corrects the spacing fluctuation is
By arranging the probe and the recording medium so as to act between the recording medium, the longitudinal force acting between the probe and the recording medium is controlled, and the lateral force acting between the probe and the recording medium is controlled. The information processing apparatus is characterized by performing tracking by detecting force.

【００１５】本発明の記録媒体において、前記の反応生
成物からなる記録層表面の水に対する接触角は１０５°
以上となり、前記のトラック部表面の水に対する接触角
は９０°以下となるものである。In the recording medium of the present invention, the contact angle of water on the surface of the recording layer composed of the above reaction product is 105 °.
As described above, the contact angle of the track surface with water is 90 ° or less.

【００１６】したがって、記録層上とトラック上では表
面の潤滑性が異なるので、プローブ電極と記録層、プロ
ーブ電極とトラック部の摩擦力がそれぞれ異なり、プロ
ーブ電極が記録層からトラック部に外れると、かかる摩
擦力が変化することになる。Therefore, since the lubricity of the surface is different between the recording layer and the track, the frictional force between the probe electrode and the recording layer and between the probe electrode and the track portion is different, and when the probe electrode is disengaged from the recording layer to the track portion, This frictional force will change.

【００１７】即ち、本発明の記録媒体によれば、記録層
表面とトラック部表面の水に対する接触角の違いに起因
する摩擦力の違いを利用してトラッキングを行なうこと
を可能にするものである。かかる摩擦力は横方向の力で
あって、吸着力のような縦方向の力ではないので、記録
媒体表面に多少の凹凸が存在したとしてもトラッキング
に支障をきたすことはない。That is, according to the recording medium of the present invention, it is possible to perform tracking by utilizing the difference in frictional force due to the difference in contact angle between the surface of the recording layer and the surface of the track portion with respect to water. . Since the frictional force is a lateral force and not a vertical force such as an attraction force, even if there is some unevenness on the surface of the recording medium, it does not hinder tracking.

【００１８】本発明で記録層に用いられる表面処理剤
は、少なくとも一本のフルオロアルキル基を有していれ
ばよいが、好ましくはかかる表面処理剤が少なくとも一
本のフルオロアルキル基と少なくとも一つのアルコキシ
基又は塩素が硅素に結合している有機硅素化合物が良
く、フッ素基の特異的性質を充分に発揮するためには、
一本のフルオロアルキル基が有する炭素数が１０〜２０
であることが好ましい。かかるフルオロアルキル基はア
ルキル基の水素原子の一部又は全部がフッ素基で置換さ
れた官能基を指している。The surface treatment agent used in the recording layer in the present invention may have at least one fluoroalkyl group, but preferably, the surface treatment agent has at least one fluoroalkyl group and at least one fluoroalkyl group. An organic silicon compound in which an alkoxy group or chlorine is bonded to silicon is good, and in order to fully exhibit the specific properties of the fluorine group,
10 to 20 carbon atoms in one fluoroalkyl group
Is preferred. Such a fluoroalkyl group refers to a functional group in which some or all of the hydrogen atoms of the alkyl group are replaced with fluorine groups.

【００１９】又、前記アルコキシ基としては、メトキシ
又はエトキシが好ましく、前記有機硅素化合物はかかる
アルコキシ基又は塩素を少なくとも１つ有していれば良
いが、かかるアルコキシ基又は塩素を２つ又は３つ有し
ている場合には、基板又は薄膜表面との結合はより強固
になり、隣接する有機硅素化合物同志の結合も期待でき
る。The alkoxy group is preferably methoxy or ethoxy, and the organic silicon compound may have at least one such alkoxy group or chlorine, but two or three such alkoxy groups or chlorine are required. When it has, the bond with the substrate or the surface of the thin film becomes stronger, and the bond between adjacent organic silicon compounds can be expected.

【００２０】本発明においてフルオロアルキル基、アル
コキシ基又は塩素の他、有機硅素化合物に結合している
官能基について何等制限を有していないが、前記フルオ
ロアルキル基と比較して、立体的に小さいものであるこ
とが望ましく、例えば水酸基、メチル基を挙げることが
出来る。In the present invention, there is no limitation on the functional groups bonded to the organic silicon compound other than the fluoroalkyl group, the alkoxy group and the chlorine, but they are sterically smaller than the fluoroalkyl group. It is desirable that it is one, and examples thereof include a hydroxyl group and a methyl group.

【００２１】かかる記録層の水に対する接触角が高くな
る詳細な機構は明らかでないが、加熱焼成することでポ
リアミド酸アミン塩の脱水閉環化（イミド化）反応及び
脱アミン化反応と同時に有機硅素化合物との相互拡散が
生じ、フッ素基が最表面に並ぶことで水に対する接触角
が高くなるものと考えられる。Although the detailed mechanism for increasing the contact angle of water to the recording layer is not clear, heating and baking simultaneously causes dehydration cyclization (imidization) reaction and deamination reaction of the polyamic acid amine salt, and at the same time, the organosilicon compound. It is considered that the mutual contact with water occurs and the fluorine groups are lined up on the outermost surface to increase the contact angle with water.

【００２２】本発明において、前記記録層及びトラック
を構成しているポリイミド単分子膜，単分子累積膜はラ
ングミュアーブロジェット（ＬＢ）法によって形成する
ことが薄膜化の観点からいって好ましい。高分子材料で
あるポリイミドをＬＢ法を用いて成膜するためには、ま
ず、ポリアミド酸に適度の疎水性を導入するための長鎖
アルキルアミン類を混合し、ポリアミド酸アミン塩とし
て成膜し、その後、加熱焼成することにより、脱水閉環
化（イミド化）反応および脱アミン化反応を行なわし
め、ポリイミド膜とする。In the present invention, the polyimide monomolecular film and the monomolecular cumulative film forming the recording layer and the track are preferably formed by the Langmuir-Blodgett (LB) method from the viewpoint of thinning. In order to form a film of a polyimide, which is a polymer material, by using the LB method, first, a polyamic acid is mixed with long-chain alkylamines for introducing appropriate hydrophobicity to form a polyamic acid amine salt. Then, by heating and baking, dehydration cyclization (imidization) reaction and deamination reaction are carried out to form a polyimide film.

【００２３】本発明で用いられるポリアミド酸はカルボ
ン酸無水物とジアミンとを縮合反応させることによって
得られる。カルボン酸無水物としては例えば、ピロメリ
ット酸無水物、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラ
カルボン酸無水物、３，３’，４，４’−ベンゾフェノ
ンテトラカルボン酸無水物、２，２−ビス（３，４−ジ
カルボキシフェニル）−１，１，１，３，３，３−ヘキ
サフルオロプロパン酸無水物等が挙げられる。ジアミン
としてはフェニレンジアミン、４，４’−オキシジアニ
リン、４，４’−ジオキシフェニレンジアニリン、４，
４’−フェニレンジアニリン、４，４’−チオジアニリ
ン、４，４’−サルフォニルジアニリン、４，４’−メ
チレンジアニリン、２−ビス（４−アミノフェニル）−
１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロプロパン、
１，３−ビス（３−アミノプロピル）−１，１，３，３
−テトラメチルジシロキサンなどが挙げられる。The polyamic acid used in the present invention is obtained by subjecting a carboxylic acid anhydride and a diamine to a condensation reaction. Examples of the carboxylic acid anhydride include pyromellitic acid anhydride, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic acid anhydride, 3,3 ′, 4,4′-benzophenone tetracarboxylic acid anhydride, 2, 2-bis (3,4-dicarboxyphenyl) -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropanoic anhydride and the like can be mentioned. As diamine, phenylenediamine, 4,4'-oxydianiline, 4,4'-dioxyphenylenedianiline, 4,
4'-phenylenedianiline, 4,4'-thiodianiline, 4,4'-sulfonyldianiline, 4,4'-methylenedianiline, 2-bis (4-aminophenyl)-
1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane,
1,3-bis (3-aminopropyl) -1,1,3,3
-Tetramethyldisiloxane and the like.

【００２４】さらに、かかるポリアミド酸はそのポリマ
ー主鎖中に前述の構造単位が一部含まれていてもよいの
で２種以上のカルボン酸無水物及び／又は、２種以上の
ジアミンを用いた共重合体ポリアミド酸の利用も可能で
ある。Further, since such a polyamic acid may partially contain the above-mentioned structural unit in the polymer main chain, a copolymer containing two or more kinds of carboxylic acid anhydrides and / or two or more kinds of diamines may be used. The use of polymeric polyamic acid is also possible.

【００２５】本発明において、上記アルキルアミンには
１〜３級のアルキルアミン、更に、アルキル基の一部又
は全部がハロゲン置換されているもの、アルキル鎖の一
部が水酸基に置換されているもの、分岐型アルキル基、
ベンゼン環等環状構造を有しているものなどを用いるこ
とが可能である。In the present invention, the above alkylamines are primary to tertiary alkylamines, those in which part or all of the alkyl groups are halogen-substituted, and those in which part of the alkyl chains are substituted with hydroxyl groups. A branched alkyl group,
It is possible to use those having a cyclic structure such as a benzene ring.

【００２６】特に、上記ポリアミド酸、アルキルアミン
のうち、少なくとも１つ以上若しくは全てについてその
分子内にフッ素基を有している場合、さらに水に対する
接触角を向上させることが容易である。Particularly, when at least one or all or all of the above polyamic acids and alkylamines have a fluorine group in the molecule, it is easy to further improve the contact angle with water.

【００２７】これらの分子の混合比としては、ポリアミ
ド酸のカルボキシル基をすべてアミン塩化させる程度と
することが好ましい。即ち、ポリアミド酸の１繰り返し
単位当たり通常２個のカルボキシル基が存在するが、こ
の場合ポリアミド酸の繰り返し単位数の総和：アルキル
アミンのモル数＝１：１から１：３、より好ましくは
１：２から１：２．５とすることが好ましい。The mixing ratio of these molecules is preferably such that all of the carboxyl groups of the polyamic acid are amine salified. That is, there are usually two carboxyl groups per repeating unit of polyamic acid. In this case, the total number of repeating units of polyamic acid: moles of alkylamine = 1: 1 to 1: 3, more preferably 1: It is preferably from 2 to 1: 2.5.

【００２８】この時の溶媒としては、Ｎ，Ｎ−ジメチル
アセトアミド（ＤＭＡＣ）など、ポリアミド酸およびア
ミンが充分に溶解し、かつ水面上にかかる溶液を展開す
ることが可能な溶媒であれば何を用いてもよく、また、
混合溶媒でもよい。As the solvent at this time, any solvent such as N, N-dimethylacetamide (DMAC) can be used as long as the polyamic acid and amine are sufficiently dissolved and the solution can be spread on the water surface. May also be used,
A mixed solvent may be used.

【００２９】また、濃度にも特に制限はないが、展開性
の面から、１×１０^-7〜１×１０^-3繰り返し単位数／１
の範囲とすることが好ましい。Further, there is no particular limitation on the concentration, in terms of ^{deployability, 1 × 10 -7 ~1 × 10} -3 number of repeating units / 1
It is preferable to set it as the range.

【００３０】さて、以上のようにして作成したポリアミ
ド酸アミン塩の溶液を水面上に静かに展開する。この
時、水相としては、２〜２５℃の純水が一般に用いられ
るが各種金属イオンの添加や酸、アルカリを加えてｐＨ
の調整を行なっても構わない。つぎに水面上に展開した
ポリアミド酸アミン塩溶媒を圧縮し、水面上にポリアミ
ド酸アミン塩の単分子膜を形成する。Now, the solution of the polyamic acid amine salt prepared as described above is gently spread on the water surface. At this time, as the aqueous phase, pure water at 2 to 25 ° C. is generally used, but the pH is adjusted by adding various metal ions or adding acid or alkali.
The adjustment of may be performed. Next, the polyamic acid amine salt solvent developed on the water surface is compressed to form a monomolecular film of the polyamic acid amine salt on the water surface.

【００３１】かかる単分子膜を表面圧を一定に保ったま
ま、水面上単分子膜を横切る方向に浸漬し、引き続き引
き上げることにより２層のＹ型単分子膜を支持体上に累
積することが可能となる。It is possible to accumulate two layers of the Y-type monolayer on the support by immersing the monolayer in the direction across the monolayer on the surface of the water while keeping the surface pressure constant and then pulling it up. It will be possible.

【００３２】ポリアミド酸アミン塩の単分子膜を基板上
にうつしとるには、上述した垂直浸漬法の他、水平付着
法、回転円筒法等の方法によることもできる。In order to transfer the monomolecular film of the polyamic acid amine salt onto the substrate, a method such as the horizontal dipping method or the rotating cylinder method can be used in addition to the above-mentioned vertical dipping method.

【００３３】本発明の記録媒体は、例えば基板上に薄膜
で形成した下地電極上に、上述の方法により単分子膜又
は単分子累積膜からなる記録層が形成され、これにプロ
ーブ電極を対向配置した状態においては、図８に示すよ
うな単分子累積膜８３を金属電極８１，８２で挟持した
ＭＩＭ構造素子を構成する。このＭＩＭ構造素子は図
９、図１０に示される電流電圧特性を示し（特開昭６３
−９６９５６号公報参照）、２つの状態（ＯＮ状態とＯ
ＦＦ状態）は、しきい値以上の電圧印加によって相互に
遷移し、かつ、それぞれの状態はしきい値電圧以下で保
持される。これらの特性は数Åから数１０００Åの膜厚
のものに発現されているが、本発明における記録層とし
ては、特開昭６３−１６１５５２号及び特開昭６３−１
６１５５３号公報に開示された如く、数Åから５００Å
の範囲の膜厚のものがよく、もっとも好ましくは１０Å
から２００Åの膜厚を持つものがよい。In the recording medium of the present invention, a recording layer made of a monomolecular film or a monomolecular cumulative film is formed by the above-mentioned method on a base electrode formed of a thin film on a substrate, for example, and a probe electrode is arranged opposite thereto. In this state, the MIM structure element in which the monomolecular cumulative film 83 as shown in FIG. 8 is sandwiched between the metal electrodes 81 and 82 is formed. This MIM structure element exhibits the current-voltage characteristics shown in FIG. 9 and FIG.
No. 969656), two states (ON state and O state)
The FF state) transits to each other by applying a voltage equal to or higher than the threshold value, and each state is held at the threshold voltage or lower. These characteristics are exhibited in films having a film thickness of several Å to several thousand Å, and the recording layer in the present invention is disclosed in JP-A-63-161552 and JP-A-63-1.
As disclosed in Japanese Patent No. 61553, several Å to 500 Å
A film thickness in the range of 10 Å is most preferable.
To 200 Å is preferable.

【００３４】また、後述する実施例で用いられる上記の
下地電極材料は、高い電導性を有するものであればよ
く、たとえば、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｐｄ、Ａｌ、Ｉｎ、
Ｓｎ、Ｐｂ、Ｗなどの金属やこれらの合金、さらにはグ
ラファイトやシリサイド、またさらにはＩＴＯなどの導
電性酸化物を始めとして数多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。かかる材料を用いた
電極形成方法としても従来公知の薄膜技術で充分であ
る。ただし、基板上に直接形成される電極材料は、記録
層等のＬＢ膜形成の際、表面に絶縁性の酸化膜を作らな
い導電材料、たとえば貴金属やＩＴＯなどの酸化物導電
体を用いることが好ましい。Further, the above-mentioned base electrode material used in the examples described later may be one having a high electric conductivity, for example, Au, Pt, Ag, Pd, Al, In,
There are many materials including metals such as Sn, Pb, and W, alloys thereof, graphite and silicide, and conductive oxides such as ITO, and their application to the present invention can be considered. As a method of forming an electrode using such a material, a conventionally known thin film technique is sufficient. However, as the electrode material directly formed on the substrate, it is preferable to use a conductive material that does not form an insulating oxide film on the surface when forming the LB film such as the recording layer, for example, a noble metal or an oxide conductor such as ITO. preferable.

【００３５】図３は、本発明の記録媒体に対し、これに
対向配置したプローブを介して情報の記録をする様子を
模式的に示した平面図である。同図において、１０１は
記録層であり、３１は水に対する接触角が記録層１０１
と異なるトラック部であり、３２は記録ビットである。
記録媒体表面を図中の矢印の方向にプローブを走査させ
ながら情報の記録を行う際に、プローブ・記録媒体間の
摩擦力を検知することによりトラックを検出でき、温度
ドリフト、プローブ駆動用圧電体のクリープ等で、プロ
ーブの往復運動がＹ方向に進むに連れて、所望の軌道か
らずれてくる（点線矢印）ことを補正することができ
る。FIG. 3 is a plan view schematically showing how information is recorded on the recording medium of the present invention through a probe arranged so as to face the recording medium. In the figure, 101 is the recording layer, and 31 is the contact angle to water of the recording layer 101.
And 32 are recording bits.
When information is recorded while scanning the surface of the recording medium with the probe in the direction of the arrow in the figure, the track can be detected by detecting the frictional force between the probe and the recording medium, temperature drift, the piezoelectric body for driving the probe. It is possible to correct that the reciprocating motion of the probe deviates from the desired orbit (dotted line arrow) as the reciprocating motion of the probe progresses in the Y direction.

【００３６】記録ビット３２の列はトラック部３１ある
いは記録層１０１に書き込まれるが、平滑性の点から記
録層上に書き込むのが好ましい。The column of recording bits 32 is written in the track portion 31 or the recording layer 101, but it is preferable to write it in the recording layer from the viewpoint of smoothness.

【００３７】かかるトラック部３１の形成方法は従来公
知のリソグラフィ技術を応用することが可能であり、そ
の方法は何ら限定するものではない。A conventionally known lithography technique can be applied to the method of forming the track portion 31, and the method is not limited at all.

【００３８】本発明の情報処理装置は、プローブ電極を
本発明の記録媒体に対して両者の間に斥力が作用するま
で近接させ、この状態でプローブ電極を記録媒体表面上
で走査し、かつ両者間に電圧印加回路によって所望の電
圧を加え、記録、再生等を行なうものである。In the information processing apparatus of the present invention, the probe electrode is brought close to the recording medium of the present invention until a repulsive force acts between them, and in this state, the probe electrode is scanned on the surface of the recording medium and A desired voltage is applied between them by a voltage application circuit to perform recording, reproduction, etc.

【００３９】特に、本発明の情報処理装置は、例えば先
述した摩擦力顕微鏡に用いられているような４分割セン
サー等の、プローブの縦方向（図３のＺ方向）と横方向
（図３のＸ方向）の力変位を同時に検出することが可能
な検出器を有し、これによりプローブを支持する弾性部
材の前記斥力による縦方向の弾性変形だけでなく、プロ
ーブ・記録媒体間に働く摩擦力による横方向のねじれも
検出可能である。In particular, the information processing apparatus of the present invention has a vertical direction (Z direction in FIG. 3) and a horizontal direction (FIG. 3) of a probe such as a four-division sensor used in the above-mentioned friction force microscope. It has a detector capable of simultaneously detecting the force displacement in the (X direction), whereby not only the elastic deformation of the elastic member supporting the probe in the vertical direction due to the repulsive force but also the frictional force acting between the probe and the recording medium Lateral twist due to can also be detected.

【００４０】本発明の情報処理装置において、前記検出
器としては、上記の４分割センサーの他には、例えば静
電容量センサー等を用いることもできる。In the information processing apparatus of the present invention, as the detector, for example, a capacitance sensor or the like can be used in addition to the above-mentioned 4-division sensor.

【００４１】また、本発明の情報処理装置は、前記プロ
ーブ・記録媒体間に電圧を印加して、図９，１０に示し
たように記録媒体の電気特性を変化させることにより記
録を行なうことを特徴とし、また、プローブ・記録媒体
間の電流を検出して、記録媒体の電気特性を検出するこ
とにより再生を行なうことを特徴とするものである。Further, the information processing apparatus of the present invention performs recording by applying a voltage between the probe and the recording medium to change the electric characteristics of the recording medium as shown in FIGS. The present invention is characterized in that the reproduction is performed by detecting the current between the probe and the recording medium and detecting the electrical characteristics of the recording medium.

【００４２】本発明の情報処理装置において、前記プロ
ーブは１個に限定されるものではなく、各々が弾性部材
で支持されている複数のプローブを有するものであって
も良い。In the information processing apparatus of the present invention, the number of the probes is not limited to one, but may be a plurality of probes each supported by an elastic member.

【００４３】以下に述べる実施例では、プローブ電極と
記録媒体間に働く斥力を弾性体の変形によるばね力とつ
り合わせる構成を用いる。弾性体としては、たとえば、
両持ち梁の中央や片持ち梁の自由端側にプローブ電極を
設けるなどが挙げられる。また、梁の材料としては、Ａ
ｕ、Ｎｉ、ＳＵＳなどの箔を用いるのがよく、さらに微
小な梁を作るには、マイクロメカニクスでよく行なわれ
るＳｉＯ₂ 薄膜などが挙げられる。In the embodiments described below, the repulsive force acting between the probe electrode and the recording medium is balanced with the spring force due to the deformation of the elastic body. As the elastic body, for example,
For example, a probe electrode may be provided at the center of the doubly supported beam or on the free end side of the cantilevered beam. The material of the beam is A
It is preferable to use a foil of u, Ni, SUS, or the like, and for forming a fine beam, a SiO ₂ thin film that is often used in micromechanics can be used.

【００４４】また、プローブ電極と記録媒体との間に働
く力は非常に小さいので、プローブ電極及び弾性支持体
の質量はできるだけ小さくしたほうが好ましく、また、
変化を大きくするために弾性支持体は柔らかくしかも外
部からの振動に対しては強いことが好ましい。Since the force acting between the probe electrode and the recording medium is very small, it is preferable to make the mass of the probe electrode and the elastic support as small as possible.
In order to make the change large, it is preferable that the elastic support is soft and strong against external vibration.

【００４５】本発明の情報処理装置においては、プロー
ブ電極と記録媒体のあいだの距離を両者の間に斥力が作
用するまで近接した状態でプローブ電極を記録媒体表面
上で走査し、かつ両者間に電圧印加回路によって所望の
電圧を加え、記録、再生、及び消去を行なうため、プロ
ーブ電極の先端は記録、再生、消去の分解能をあげるた
めにできるだけ尖らせることが好ましい。以下の実施例
では、ＳｉＯ₂ 基板上にＳｉをフォーカストイオンビー
ムで打ち込み、Ｓｉの上に選択的にＳｉを結晶させ、Ａ
ｕを蒸着して導電性処理を行なったプローブを用いてい
るが、プローブの形状や処理方法は何らこれに限定する
ものではない。In the information processing apparatus of the present invention, the probe electrode is scanned on the surface of the recording medium in a state where the distance between the probe electrode and the recording medium is close to each other until a repulsive force acts on the recording medium, and the probe electrode is scanned between the two. Since a desired voltage is applied by a voltage application circuit to perform recording, reproduction, and erasing, it is preferable to make the tip of the probe electrode as sharp as possible in order to improve recording, reproducing, and erasing resolution. In the following examples, Si is implanted on a SiO ₂ substrate by a focused ion beam to selectively crystallize Si on Si,
Although a probe obtained by vapor-depositing u and conducting conductivity is used, the shape of the probe and the treatment method are not limited thereto.

【００４６】[0046]

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。EXAMPLES Examples of the present invention will be described below.

【００４７】実施例１ 図１は本発明の情報処理装置を示すブロック構成図であ
る。図中、１は基板１０３，下地電極１０２，トラック
部を有する記録層１０１からなる記録媒体、２は記録媒
体１に対向して設けられたプローブ電極、３はプローブ
電極２が取付けられている片持ち梁、４は片持ち梁３の
支持体である。この片持ち梁３によってプローブ電極２
はＺ軸方向に変位できるようになっている。記録媒体１
はｘｙｚ微動装置５によってｘ，ｙ及びｚ軸方向に微小
量動かすことができ、さらにｘｙｚ粗動装置６によって
動かすことができる。片持ち梁の支持体４とｘｙｚ粗動
装置６はベース７に固定されている。ベース７は不図示
の除震台上に設置してある。 Embodiment 1 FIG. 1 is a block diagram showing the information processing apparatus of the present invention. In the figure, 1 is a recording medium including a substrate 103, a base electrode 102, and a recording layer 101 having a track portion, 2 is a probe electrode provided so as to face the recording medium 1, and 3 is a piece to which the probe electrode 2 is attached. The cantilever 4 is a support for the cantilever 3. With this cantilever 3, the probe electrode 2
Can be displaced in the Z-axis direction. Recording medium 1
Can be moved by a small amount in the x, y and z-axis directions by the xyz fine movement device 5, and further can be moved by the xyz coarse movement device 6. The cantilever support 4 and the xyz coarse movement device 6 are fixed to a base 7. The base 7 is installed on a seismic isolation table (not shown).

【００４８】片持ち梁３はシリコンのエッチング技術を
用いて作成した。シリコンの結晶の性質を高度に利用し
た異方性エッチングの手法で長さ１００μｍ、幅２０μ
ｍ、厚さ１μｍのＳｉＯ₂ の片持ち梁を形成した。この
手法は公知である「Ｋ．Ｅ．Ｐｅｔｅｒｓｅｎ、Ｐｒｏ
ｃ．ＩＥＥＥ ７０、４２０（１９８２）」。プローブ
電極２は前記異方性エッチングで作成したＳｉＯ₂ の片
持ち梁３の一端にＳｉイオンを打ち込み、このＳｉ上に
選択的にＳｉを結晶成長させて、先端の鋭利なピラミッ
ド状の結晶２０２を形成した後、Ａｕを真空蒸着法によ
り厚さ３００Å蒸着し、導電層２０１を形成して作成し
た。ｘｙｚ微動装置５は円筒形圧電素子を用いており、
任意の電圧を印加することで、ｘ，ｙ及びｚ軸方向に記
録媒体１を微動できる。尚、ｘｙｚ粗動装置６はｘｙｚ
ステージを使用している。The cantilever 3 was formed by using the silicon etching technique. Anisotropic etching method that uses the properties of silicon crystal to a length of 100 μm and a width of 20 μm
A SiO ₂ cantilever having a thickness of 1 m and a thickness of 1 μm was formed. This technique is known in the art by “KE Petersen, Pro.
c. IEEE 70, 420 (1982) ". In the probe electrode 2, Si ions are implanted into one end of the SiO ₂ cantilever 3 formed by the anisotropic etching, and Si is selectively grown on this Si to form a pyramidal crystal 202 having a sharp tip. Then, Au was vapor-deposited to a thickness of 300 Å by a vacuum vapor deposition method to form a conductive layer 201. The xyz fine movement device 5 uses a cylindrical piezoelectric element,
The recording medium 1 can be finely moved in the x-, y-, and z-axis directions by applying an arbitrary voltage. The xyz coarse movement device 6 is xyz
You are using the stage.

【００４９】プローブ電極２と、記録媒体１の下地電極
１０２は、記録、消去用の電圧を印加する電圧印加回路
とプローブ電極２と記録媒体１の間を流れる電流を検知
する電流検知回路からなる、電圧印加及び電流検知回路
１０に接続されている。The probe electrode 2 and the base electrode 102 of the recording medium 1 are composed of a voltage application circuit for applying a recording / erasing voltage and a current detection circuit for detecting a current flowing between the probe electrode 2 and the recording medium 1. , Voltage application and current detection circuit 10.

【００５０】ｘｙｚ微動装置５及びｘｙｚ粗動装置６は
制御回路８，９によってそれぞれ駆動される。これらの
回路と、電圧印加及び電流検知回路１０はマイクロコン
ピュータ１２と接続され、制御される。The xyz fine movement device 5 and the xyz coarse movement device 6 are driven by control circuits 8 and 9, respectively. These circuits and the voltage application / current detection circuit 10 are connected to and controlled by the microcomputer 12.

【００５１】本実施例では、記録媒体は以下の如く作成
した。In this example, the recording medium was prepared as follows.

【００５２】光学研磨したガラス基板（基板１０３）を
中性洗剤及びトリクレンを用いて洗浄した後、下引き層
としてＣｒを真空蒸着法により５０Å堆積させ、さらに
Ａｕを同法により、４００Å蒸着した下地電極（Ａｕ電
極１０２）を形成した。After the optically polished glass substrate (substrate 103) was washed with a neutral detergent and trichlene, Cr was deposited as a subbing layer by a vacuum vapor deposition method at 50 Å, and Au was further vapor deposited at 400 Å by the same method. An electrode (Au electrode 102) was formed.

【００５３】かかる基板上にフォトリソグラフィ法を用
いて所望のトラッキングパターンを形成する。まず、か
かる基板上にヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）をス
ピンナー塗布し、ベーキングを行なった後、ネガ型レジ
スト材料（商標名ＲＤ−２０００Ｎ−１０）をスピンナ
ー塗布し、プリベークを行なう。この時、膜厚は５００
０Åとなるようにした。続いて、露光、現像、ポストベ
ークを行ない、所望のレジストパターンを作製した。A desired tracking pattern is formed on the substrate by photolithography. First, hexamethyldisilazane (HMDS) is spinner-coated on the substrate and baked, and then a negative resist material (trade name RD-2000N-10) is spinner-coated and prebaked. At this time, the film thickness is 500
I set it to 0Å. Subsequently, exposure, development and post-baking were performed to produce a desired resist pattern.

【００５４】つぎに、かかる基板をＣＦ₃ （ＣＦ₂ ）₇
ＣＨ₂ ＣＨ₂ Ｓｉ（ＯＣ₂ Ｈ₅ ）₃の蒸気中に室温で一
昼夜保持したのち、アセトン超音波処理をおこない、リ
フトオフにより、図３に示したような幅１μｍ、長さ１
００μｍのライン状のトラック部３１を２μｍピッチで
作製した。Next, the substrate is treated with CF ₃ (CF ₂ ) ₇
After keeping it in a vapor of CH ₂ CH ₂ Si (OC ₂ H ₅ ) ₃ at room temperature for a whole day and night, it was ultrasonicated with acetone and lifted off to give a width of 1 μm and a length of 1 μm as shown in FIG.
The linear track portions 31 of 00 μm were produced at a pitch of 2 μm.

【００５５】続いて、下式で表されるポリアミド酸をジ
メチルアセトアミド（ＤＭＡＣ）に溶解させ（単量体換
算濃度１×１０^-3Ｍ）、Subsequently, the polyamic acid represented by the following formula was dissolved in dimethylacetamide (DMAC) (concentration of monomer: 1 × 10 ⁻³ M),

【００５６】[0056]

【化１】 [Chemical 1]

【００５７】別途用意したＮ，Ｎ−ジメチルオクタデシ
ルアミンの同溶媒による１×１０^-3Ｍ溶液とを１：２
（Ｖ／Ｖ）に混合して、ポリアミド酸アミン塩溶液を調
製した。かかる溶液を水温２０℃の純水からなる水相上
に展開し、水面上に単分子膜を形成した。溶媒蒸発除去
後、表面圧を２５ｍＮ／ｍにまで高めた。表面圧を一定
に保ちながら、上述の基板を水面を横切る方向に速度５
ｍｍ／ｍｉｎで静かに浸漬した後、続いて５ｍｍ／ｍｉ
ｎで静かに引き上げて２層のＹ型単分子累積膜を作成し
た。かかる操作を繰り返して、６層のポリアミド酸アミ
ン塩の単分子累積膜を形成した。A separately prepared 1 × 10 ⁻³ M solution of N, N-dimethyloctadecylamine in the same solvent was mixed with 1: 2.
(V / V) to prepare a polyamic acid amine salt solution. The solution was spread on an aqueous phase made of pure water having a water temperature of 20 ° C. to form a monomolecular film on the water surface. After evaporation of the solvent, the surface pressure was increased to 25 mN / m. While keeping the surface pressure constant, the above-mentioned substrate is moved at a speed of 5 across the water surface.
After gently immersing at 5 mm / min, then 5 mm / mi
The film was gently pulled up with n to form a two-layer Y-type monomolecular cumulative film. By repeating this operation, a monomolecular accumulating film of a polyamic acid amine salt having 6 layers was formed.

【００５８】続いて、かかる基板を３００℃で１０分間
加熱焼成しポリイミド膜とし、本発明における記録層１
０１、およびトラック部３１とした。Subsequently, the substrate is heated and baked at 300 ° C. for 10 minutes to form a polyimide film, and the recording layer 1 in the present invention is obtained.
01 and the track portion 31.

【００５９】かかるポリイミド膜の膜厚はエリプソメト
リ法により、一層あたり４Åと求められた。The film thickness of the polyimide film was determined to be 4Å per layer by the ellipsometry method.

【００６０】また、かかる記録層及びトラック部と全く
同様の媒体をそれぞれ別途Ａｕ電極上に形成し、かかる
記録層の水に対する接触角を測定したところ１１０゜で
あり、トラック部の水に対する接触角は８６゜であっ
た。Further, the same medium as the recording layer and the track portion was separately formed on an Au electrode, and the contact angle of the recording layer with water was measured to be 110 °. The contact angle of the track portion with water was measured. Was 86 °.

【００６１】次に記録、再生、消去の具体的な仕方につ
いて述べる。Next, a concrete method of recording, reproducing and erasing will be described.

【００６２】図１に示した情報処理装置において、上述
のようにして得られた記録媒体１をｘｙｚ微動装置５の
上に固定した後、プローブ電極２とＡｕ電極１０２の間
にバイアス電圧１００ｍＶを印加し、ｘｙｚ粗動装置
６、そしてｘｙｚ微動装置５を駆動し、記録媒体１をプ
ローブ電極２に近付ける。プローブ電極２と記録媒体１
の間を流れる電流をモニターしながら両者間の距離を変
えてゆくと図４に示すような電流特性（図中のＩで示す
曲線）が得られた。In the information processing apparatus shown in FIG. 1, after fixing the recording medium 1 obtained as described above on the xyz fine movement device 5, a bias voltage of 100 mV is applied between the probe electrode 2 and the Au electrode 102. Then, the xyz coarse movement device 6 and the xyz fine movement device 5 are driven to bring the recording medium 1 close to the probe electrode 2. Probe electrode 2 and recording medium 1
By changing the distance between the two while monitoring the current flowing between them, the current characteristic as shown in FIG. 4 (curve indicated by I in the figure) was obtained.

【００６３】一方、プローブ電極２と記録媒体１が接近
すると両者の間に力が働き、この力によって片持ち梁３
が変形する。この変形量を不図示のレーザーからのレー
ザービームの、片持ち梁での反射ビームのずれによって
検出する光てこ方式を用いて、前記電流特性と同時に測
定した結果も同時に図４に示してある（図中のＦで示す
曲線）。On the other hand, when the probe electrode 2 and the recording medium 1 come close to each other, a force acts between them, and this force causes the cantilever 3 to move.
Is transformed. FIG. 4 also shows the result of measurement at the same time as the current characteristic using the optical lever method in which the amount of this deformation is detected by the deviation of the reflected beam of the laser beam from the laser (not shown) on the cantilever. Curve indicated by F in the figure).

【００６４】プローブ電極２と記録媒体１の間に斥力が
働く図４のａ領域では、両者間に流れる電流は両者間の
距離に対してほぼ一定となっている。そこで以後の走査
では、まず、回路１０によって電流をモニターして、マ
イクロコンピュータ１１による制御によってプローブ電
極２と記録媒体１とを両者間に斥力（具体的には１０ ^-8
［Ｎ］程度）が働く距離まで接近させる。A repulsive force is generated between the probe electrode 2 and the recording medium 1.
In the region a of FIG. 4 where the current flows, the current flowing between the two is
It is almost constant with distance. Therefore, subsequent scanning
First, monitor the current with the circuit 10 and
The probe power is controlled by the control of the micro computer 11.
The repulsive force between the pole 2 and the recording medium 1 (specifically, 10 ^-8
(Approx. [N]) to the working distance.

【００６５】この状態でｘｙｚ微動装置５は記録媒体１
のｚ軸方向の位置を固定させ、ｘ軸及びｙ軸方向に記録
媒体１を移動させることにより、プローブ電極２で記録
媒体１を走査させる。情報記録時にはこの走査中に記録
情報に応じて所定の位置で記録媒体１をＯＮ状態にする
しきい値電圧以上の電圧を回路１０で印加していく。こ
れにより記録媒体１上に情報記録がなされていく。In this state, the xyz fine movement device 5 moves the recording medium 1
By fixing the position in the z-axis direction and moving the recording medium 1 in the x-axis and y-axis directions, the recording medium 1 is scanned by the probe electrode 2. During information recording, the circuit 10 applies a voltage equal to or higher than a threshold voltage for turning on the recording medium 1 at a predetermined position according to the recording information during this scanning. As a result, information is recorded on the recording medium 1.

【００６６】消去時には記録媒体１をＯＦＦ状態に戻す
しきい値以上の電圧を印加し、再生時には微小電圧を印
加して回路１０でプローブ電極２と記録媒体１との間に
流れる電流を検出していく。この時の検出電流の変化状
態が記録媒体上に記録された情報を示すことになる。At the time of erasing, a voltage higher than the threshold value for returning the recording medium 1 to the OFF state is applied, and at the time of reproducing, a minute voltage is applied to detect the current flowing between the probe electrode 2 and the recording medium 1 by the circuit 10. To go. The change state of the detected current at this time indicates the information recorded on the recording medium.

【００６７】この時、プローブ電極と記録媒体との距離
を一定に保ちながら、プローブ電極と記録媒体間の摩擦
力を測定し、前述した方法でトラッキングを行なうこと
により任意のトラック上から外れることなく走査する。
すなわち、プローブ電極の先端と記録媒体表面とをこの
間に斥力が働く距離まで近付け、該斥力によってプロー
ブ電極の支持体を弾性変形させた状態でトラッキングを
行ないながら、プローブ電極２を記録媒体１表面上で走
査させ、同時にプローブ電極２と記録媒体１間に媒体変
化電圧を加えて記録、消去を行ない、かつ微小電圧を印
加して記録媒体を流れる電流を検知することによって電
導度の異なる領域、即ち、記録ビットを検出する。At this time, while keeping the distance between the probe electrode and the recording medium constant, the frictional force between the probe electrode and the recording medium is measured, and tracking is performed by the above-mentioned method so that the track is not deviated from an arbitrary track. To scan.
That is, the tip of the probe electrode and the surface of the recording medium are brought close to each other up to a distance where a repulsive force is exerted, and the probe electrode 2 is placed on the surface of the recording medium 1 while performing tracking while the support of the probe electrode is elastically deformed by the repulsive force. Are recorded on the recording medium 1 at the same time by applying a medium change voltage between the probe electrode 2 and the recording medium 1 to perform recording and erasing. , Detect the recorded bit.

【００６８】尚、プローブ電極２を支持するカンチレバ
ー３を、プローブ電極先瑞と記録媒体表面との間に働く
斥力による弾性変形状態で使用するため、媒体表面の凹
凸によって、プローブ電極先端が媒体表面に近づき斥力
が大きくなれば、カンチレバー３の変形は増して、プロ
ーブ電極先端は媒体表面から遠ざかり、また、プローブ
電極先端が媒体表面から遠ざかって斥力が小さくなれ
ば、カンチレバー３の変形が減りプローブ電極先端は媒
体表面に近づく。この時、走査中の媒体表面凹凸による
カンチレバー３の変形量が弾性変形の範囲にあれば、プ
ローブ電極２と記録媒体表面１との距離は略一定に保た
れることになる。このため、カンチレバー３にアクチュ
エータを取付け、カンチレバーの変形量によって帰還制
御をする必要がない。Since the cantilever 3 supporting the probe electrode 2 is used in an elastically deformed state due to the repulsive force acting between the probe electrode tip and the recording medium surface, the tip of the probe electrode causes the probe electrode tip to move to the medium surface. When the repulsive force increases as the distance from the medium increases, the deformation of the cantilever 3 increases, and the probe electrode tip moves away from the medium surface, and when the probe electrode tip moves away from the medium surface and the repulsive force decreases, the deformation of the cantilever 3 decreases. The tip approaches the surface of the medium. At this time, if the amount of deformation of the cantilever 3 due to the unevenness of the medium surface during scanning is within the elastic deformation range, the distance between the probe electrode 2 and the recording medium surface 1 will be kept substantially constant. Therefore, it is not necessary to attach an actuator to the cantilever 3 and perform feedback control according to the deformation amount of the cantilever.

【００６９】また、カンチレバー３の変形量は不図示の
４分割センサーにより検出され、これにより縦方向の弾
性変形だけでなく、横方向のねじれも同時に検出可能で
あり、プローブ電極と記録媒体間の摩擦力を測定するこ
とが可能である。Further, the amount of deformation of the cantilever 3 is detected by a four-division sensor (not shown), which allows not only elastic deformation in the vertical direction but also twist in the horizontal direction to be detected at the same time. It is possible to measure the frictional force.

【００７０】さらにこの状態でプローブ電極と記録媒体
間に微小電圧を印加することによって検出される電流信
号には記録媒体表面の凹凸に起因する電流信号は含まれ
ないため、正確な記録ビットの再生が可能となる。Further, in this state, the current signal detected by applying a minute voltage between the probe electrode and the recording medium does not include the current signal due to the unevenness of the surface of the recording medium. Is possible.

【００７１】次に、この装置において行なった記録、再
生、消去の実験について述ベる。Next, the recording, reproducing and erasing experiments conducted in this apparatus will be described.

【００７２】検出電流をモニターしながらプローブ電極
２と記録媒体１との距離を図４のａ領域で示す状態まで
接近させ、この状態でｘｙｚ微動装置５、ｘｙｚ粗動装
置６の制御回路８，９の出力を保持し、ＯＮ状態を生じ
るしきい値電圧Ｖｔｈ_ON以上の電圧である図５に示され
る波形を持つ三角波パルス電圧をプローブ電極２とＡｕ
電極１０２との間に印加した後、再び１００ｍＶのバイ
アスを印加して測定したところ、８μＡ程度の電流が流
れ、ＯＮ状態となったことを示した。While the detected current is being monitored, the distance between the probe electrode 2 and the recording medium 1 is brought close to the state shown in the area a of FIG. 4, and in this state, the control circuits 8 of the xyz fine movement device 5 and the xyz coarse movement device 6, It holds the output of 9, a triangular wave pulse voltage probe electrode 2 and the Au having a waveform shown in FIG. 5 is a threshold voltage Vth _oN or higher voltage resulting in oN state
After applying the voltage between the electrode 102 and the electrode 102, a bias of 100 mV was applied again, and measurement was performed. As a result, a current of about 8 μA flowed, indicating that the electrode was turned on.

【００７３】次に、ＯＮ状態からＯＦＦ状態へ変化する
しきい値電圧Ｖｔｈ_OFF 以上の電圧である図６に示され
る波形を持つ三角波パルス電圧を印加した後、再び１０
０ｍＶのバイアスを印加したところ、電流値は１ｎＡ程
度であり、ＯＦＦ状態へ戻ることが確認された。Next, after applying a triangular wave pulse voltage having a waveform shown in FIG. 6 which is a voltage equal to or higher than the threshold voltage Vth _{OFF which} changes from the ON state to the OFF state, 10
When a bias of 0 mV was applied, the current value was about 1 nA, and it was confirmed that the state returned to the OFF state.

【００７４】次に、ｘｙｚ微動装置５のｙ軸と記録媒体
のトラックの長さ方向がほぼ平行になるように設置し
て、前記と同様にプローブ電極２と記録媒体１との距離
を図４のａ領域で示される状態まで接近させた状態で電
流をモニターしたところ、電流値はほぼ１ｎＡの一定値
を示した。次に、プローブ電極２と記録媒体１との距離
ｚを一定に保ちながら、プローブ電極２をｘ方向、即
ち、トラックを横切る方向に走査し、記録媒体にトラッ
クが形成されていることを確認した後、プローブ電極２
を任意のトラック上で保持した。次に、距離ｚを一定に
保ちながら、プローブ電極２をｙ方向に走査させた。こ
の時、前述した方法によりトラッキングを行なうことに
より、任意のトラック上をこれからはずれることなくプ
ローブ電極２を走査させることが可能であることがわか
った。Next, the xyz fine movement device 5 is installed so that the y-axis and the track length direction of the recording medium are substantially parallel to each other, and the distance between the probe electrode 2 and the recording medium 1 is set as shown in FIG. When the current was monitored in the state of being brought close to the state indicated by the area a, the current value showed a constant value of approximately 1 nA. Next, while keeping the distance z between the probe electrode 2 and the recording medium 1 constant, the probe electrode 2 was scanned in the x direction, that is, the direction crossing the track, and it was confirmed that the track was formed on the recording medium. After that, probe electrode 2
Held on any track. Next, the probe electrode 2 was scanned in the y direction while keeping the distance z constant. At this time, it was found that it is possible to scan the probe electrode 2 on an arbitrary track without deviating from it by performing the tracking by the method described above.

【００７５】次に、プローブ電極をトラック上で走査さ
せながら、１０ｎｍ間隔に図５に示した波形を有するし
きい値電圧Ｖｔｈ_ON以上の三角波パルス電圧をプローブ
電極２とＡｕ電極１０２の間に印加した後、バイアス１
００ｍＶ一定下で、再び、トラック上を走査させた。そ
の結果、プローブ電極２とＡｕ電極１０２の間を流れる
電流を測定したところ、１０ｎｍ周期で４桁程度に変化
する電流が観測され、ＯＮ状態が周期的に書き込まれた
ことが確認された。さらにＯＮ状態とＯＦＦ状態とでの
電流の比もほぼ一定値を保持していた。Next, while scanning the probe electrode on the track, a triangular wave pulse voltage equal to or higher than the threshold voltage Vth _ON having the waveform shown in FIG. 5 is applied at intervals of 10 nm between the probe electrode 2 and the Au electrode 102. After that, bias 1
Scanning was performed again on the track at a constant value of 00 mV. As a result, when the current flowing between the probe electrode 2 and the Au electrode 102 was measured, a current changing by about 4 digits in a 10 nm cycle was observed, and it was confirmed that the ON state was periodically written. Further, the ratio of the currents in the ON state and the OFF state also kept a substantially constant value.

【００７６】また、上記ＯＮ状態が周期的に書き込まれ
た領域で再びトラック上を走査し、任意のＯＮ状態領域
上でｘｙｚ微動装置５を停止させこの位置を保持した状
態で、図６に示した波形を有するしきい値電圧Ｖｔｈ
_OFF 以上の三角波パルス電圧を印加した。トラック上の
走査を繰り返し、電流を測定したところ、上記パルスを
印加した領域のＯＮ状態が消去され、１ｎＡ程度の電流
を示すＯＦＦ状態に戻っていることが確認された。この
任意のビット消去同様、プローブ電極２とＡｕ電極のあ
いだの電圧をしきい値Ｖｔｈ_OFF 以上に設定して、記録
領域上を走査し、その後電流測定をしたところ、電流値
は１ｎＡ程度でほぼ一定値を示し、１０ｎｍ周期で記録
されたＯＮ状態がすべて消去されＯＦＦ状態となったこ
とが確認された。本実施例では、記録層表面とトラック
部表面の、プローブ電極との摩擦力の違いを利用してト
ラッキングを高速に行うことができ、更には記録、再
生、消去のビットエラーレートは３×１０^-6程度と非常
に小さく、高速かつ高精度の情報処理が可能であった。FIG. 6 shows a state in which the track is scanned again in a region where the above-mentioned ON state is periodically written, the xyz fine movement device 5 is stopped on this arbitrary ON-state region, and this position is held. Voltage Vth having a curved waveform
A triangular wave pulse voltage of _OFF or higher was applied. When the current was measured by repeating scanning on the track, it was confirmed that the ON state of the region to which the pulse was applied was erased and the state returned to the OFF state showing a current of about 1 nA. Similar to this arbitrary bit erasure, when the voltage between the probe electrode 2 and the Au electrode is set to the threshold value Vth _OFF or more, the recording area is scanned, and then the current is measured, the current value is approximately 1 nA. It was confirmed that it showed a constant value and all the ON states recorded in the 10 nm cycle were erased and turned to the OFF state. In the present embodiment, tracking can be performed at high speed by utilizing the difference in frictional force between the surface of the recording layer and the surface of the track portion with the probe electrode, and the bit error rate for recording, reproducing and erasing is 3 × 10. ^It was very small, about ^-6 , and was capable of high-speed and highly accurate information processing.

【００７７】実施例２ 本実施例では実施例１で用いた片持ち梁の形成方法及
び、プローブ電極の形成方法によって同一Ｓｉ基板上に
長さ１００μｍ、幅２０μｍ、厚さ１μｍのＳｉＯ₂ の
片持ち梁を複数個形成し、それぞれの片持ち梁の先端に
プローブ電極を設けている。 Example 2 In this example, a piece of SiO ₂ having a length of 100 μm, a width of 20 μm and a thickness of 1 μm was formed on the same Si substrate by the cantilever forming method and the probe electrode forming method used in Example 1. A plurality of cantilevers are formed, and a probe electrode is provided at the tip of each cantilever.

【００７８】本実施例の情報処理装置では、図２に示す
ように複数の片持ち梁３が形成されたＳｉ基板４を支持
台１３に固定する。支持台１３は少なくとも３個の圧電
素子１４を介してベース７に取付けられている。これら
圧電素子１４はマイクロコンピュータ１１によって制御
された圧電素子制御回路１２によって個々に駆動され
る。また電圧印加及び電流検知回路１０’によって、個
々のプローブ電極２に電圧が印加され、個々のプローブ
電極２と記録媒体１の間に流れる電流がそれぞれ別個に
検知される。In the information processing apparatus of this embodiment, as shown in FIG. 2, the Si substrate 4 on which the plurality of cantilevers 3 are formed is fixed to the support base 13. The support 13 is attached to the base 7 via at least three piezoelectric elements 14. These piezoelectric elements 14 are individually driven by the piezoelectric element control circuit 12 controlled by the microcomputer 11. Further, a voltage is applied to each probe electrode 2 by the voltage application / current detection circuit 10 ′, and the current flowing between each probe electrode 2 and the recording medium 1 is detected separately.

【００７９】この他の構成は実施例１で用いたものと同
じである。また、本実施例で用いる記録媒体は実施例１
と同様にして形成されている。The other structure is the same as that used in the first embodiment. The recording medium used in this embodiment is the first embodiment.
It is formed in the same manner as.

【００８０】続いて、かかる記録媒体１をｘｙｚ微動装
置５のｙ方向とトラックの長さ方向がほぼ平行になるよ
うに設置し、プローブ電極２とＡｕ電極１０２の間にバ
イアス１００ｍＶを印加した状態で両者を接近させる。
この際、圧電素子１４を制御して、全プローブ電極が一
様に記録媒体１に接近するように調節し、全プローブを
図４のａ領域の状態になるまで接近させる。この状態下
で実施例１と同様にして全プローブに対し、トラッキン
グを行ないながら、各プローブ電極２について実施例１
と同様の記録、再生、消去操作を行なう。Then, the recording medium 1 is set so that the y direction of the xyz fine movement device 5 and the length direction of the track are substantially parallel to each other, and a bias of 100 mV is applied between the probe electrode 2 and the Au electrode 102. To bring them closer together.
At this time, the piezoelectric element 14 is controlled so that all the probe electrodes are uniformly approached to the recording medium 1, and all the probes are brought closer to the state of the area a in FIG. In this state, tracking is performed on all probes in the same manner as in Example 1, and Example 1 is performed for each probe electrode 2.
Perform the same recording, playback, and erasing operations as in.

【００８１】次に、本装置における実験を述べる。上述
した接近状態で、トラッキングを行ないながら、個々の
プローブ電極２とＡｕ電極１０２の間を流れる電流を測
定したところ、いずれもほぼ１ｎＡ程度の電流値を示
し、個々のプローブ電極を流れる電流の走査中の変化は
極めて小さかった。Next, an experiment in this apparatus will be described. When the currents flowing between the individual probe electrodes 2 and the Au electrodes 102 were measured while tracking was performed in the above-mentioned approaching state, all showed a current value of about 1 nA, and the scanning of the currents flowing through the individual probe electrodes was performed. The changes in were very small.

【００８２】続いて、図７を用いて記録動作を説明す
る。上記と同様に記録媒体をトラッキングしながら、個
々のプローブ電極に個別のビット情報（図７（ａ））に
基づいて、図７中の（ｂ）に示すような書き込みパルス
列を生成して、個々のプローブ電極２とＡｕ電極１０２
との間に印加した。ここで、ビット情報の最初のビット
は個々のビット情報すべてについてＯＮ状態に対応する
ビットとしておいた（図中ａ−１）。上記のパルス印加
後、再び書き込み時と同じ方法で記録媒体をｘｙ平面内
で駆動して、バイアス１００ｍＶ印加条件下でプローブ
電極２とＡｕ電極１０２の間を流れる電流を測定したと
ころ４桁程度の電流変化が各プローブ電極に対して得ら
れ、これらの電流測定値を２値化して得たパルス列は、
各プローブ電極２に加えた個々のビット情報（図７中の
（ａ））に一致した。The recording operation will be described with reference to FIG. While tracking the recording medium in the same manner as described above, a write pulse train as shown in FIG. 7B is generated based on individual bit information (FIG. 7A) for each probe electrode, Probe electrode 2 and Au electrode 102
Was applied between and. Here, the first bit of the bit information is set as the bit corresponding to the ON state for all individual bit information (a-1 in the figure). After applying the above-mentioned pulse, the recording medium was driven again in the xy plane in the same manner as in writing, and the current flowing between the probe electrode 2 and the Au electrode 102 was measured under a bias of 100 mV. The current change is obtained for each probe electrode, and the pulse train obtained by binarizing these current measurement values is
It matches the individual bit information ((a) in FIG. 7) applied to each probe electrode 2.

【００８３】次に、上記のようにして書き込んだ個々の
ビット情報に基づいて図７中の（ｃ）に示す様な消去パ
ルス列を生成した。ここで、すべてのビット情報に対し
て最初のビットはＯＮのまま消去しないものとした。書
き込み時と同じ方法で記録媒体をｘｙ平面内で駆動して
電流値を測定し、最初のビット、即ち最初に電流値が４
桁程度変化した位置で記録媒体の駆動を一時停止した。
この時、初めに定めたビット情報の条件のとおりすべて
のプローブ電極２について４桁程度の変化が認められ
た。続いて記録媒体の駆動を再開し、これに同期させて
先に生成した個別の消去パルス列を個々のプローブ２に
対して印加した。再び、書き込み時と同じ方法で記録媒
体１をｘｙ平面内で駆動して電流を測定したところ、最
初のビット以外はすべてＯＦＦ状態、即ち１ｎＡ程度の
電流値を示し消去が完了したことが確認された。Next, an erase pulse train as shown in FIG. 7C is generated based on the individual bit information written as described above. Here, for all bit information, the first bit remains ON and is not erased. The current value is measured by driving the recording medium in the xy plane in the same manner as when writing, and the first bit, that is, the current value is 4
The driving of the recording medium was temporarily stopped at the position where the position changed by several digits.
At this time, a change of about 4 digits was recognized for all probe electrodes 2 according to the condition of the bit information defined at the beginning. Then, the driving of the recording medium was restarted, and the individual erasing pulse trains previously generated in synchronization with this were applied to the individual probes 2. Again, when the recording medium 1 was driven in the xy plane and the current was measured by the same method as the writing, it was confirmed that all but the first bit were in the OFF state, that is, the current value was about 1 nA and the erasing was completed. It was

【００８４】ここで使用した消去パルスに変えて、書き
込みに用いたビット情報のうち、最初のビットを除く任
意のビットを選んで消去パルス列（図７中の（ｄ））を
生成し、前述の手法と同様にして消去実験をしたとこ
ろ、選択したビットのみの消去が確認できた。Instead of the erase pulse used here, an arbitrary bit other than the first bit of the bit information used for writing is selected to generate an erase pulse train ((d) in FIG. 7), and When an erase experiment was performed in the same manner as the method, it was confirmed that only selected bits were erased.

【００８５】さらに本実施例においても記録、再生、消
去のビットエラーレートは３×１０^-6程度と非常に小さ
く、高速かつ高精度の情報処理が可能であった。Further, also in this embodiment, the bit error rate of recording, reproducing and erasing was very small, about 3 × 10 ⁻⁶ , and high-speed and highly accurate information processing was possible.

【００８６】実施例３ 記録層１０１及びトラック部３１を以下のようにした点
以外は、実施例１及び実施例２と同様の記録、再生、消
去の実験を行なった。以下に記録層１０１及びトラック
部３１の形成方法を記す。 Example 3 The same recording, reproducing and erasing experiments as in Example 1 and Example 2 were carried out except that the recording layer 101 and the track portion 31 were formed as follows. The method of forming the recording layer 101 and the track portion 31 will be described below.

【００８７】実施例１と同様にして下地電極を形成した
基板上に、６層のポリアミド酸アミン塩の単分子累積膜
を形成した。続いて、３００℃で１０分間加熱焼成を行
ない、実施例１と同様にして、所望のレジストパターン
を従来公知のフォトリソグラフィ法により形成したの
ち、かかる基板をＣＦ₃ （ＣＦ₂ ）₇ ＣＨ₂ ＣＨ₂ Ｓｉ
（ＯＣ₂ Ｈ₅ ）₃ の蒸気中に室温で一昼夜保持し、リフ
トオフによって所望のトラッキングパターンを形成し
た。さらにかかる基板をエタノール溶液に浸漬し、記録
層上に単分子吸着層を形成した。In the same manner as in Example 1, six layers of polyamic acid amine salt monomolecular accumulated film were formed on the substrate on which the base electrode was formed. Then, heating and baking is performed at 300 ° C. for 10 minutes to form a desired resist pattern by a conventionally known photolithography method in the same manner as in Example 1, and then the substrate is CF ₃ (CF ₂ ) ₇ CH ₂ CH _{2. 2} Si
A desired tracking pattern was formed by holding in steam of (OC ₂ H ₅ ) ₃ at room temperature for one day and by lift-off. Further, the substrate was dipped in an ethanol solution to form a monomolecular adsorption layer on the recording layer.

【００８８】また、記録層とトラック部を上述した方法
で全く同様に、それぞれ別途形成し、かかる記録層の水
に対する接触角を測定したところ１１５°であり、トラ
ック部では８６°であった。Further, the recording layer and the track portion were separately formed in the same manner as described above, and the contact angle of the recording layer with water was measured to be 115 ° and 86 ° for the track portion.

【００８９】以上のようにして形成した記録媒体１に対
しても、実施例１及び実施例２と同様な記録、再生、消
去を行うことができた。Recording, reproduction and erasing similar to those in Examples 1 and 2 could be performed on the recording medium 1 formed as described above.

【００９０】また、本実施例においてもビットエラーレ
ートは４×１０^-6程度と非常に小さく、高速かつ高精度
の情報処理が可能であった。Also in the present embodiment, the bit error rate was very small, about 4 × 10 ⁻⁶ , and high-speed and highly accurate information processing was possible.

【００９１】実施例４ 実施例１及び実施例２と同様の記録、再生、消去の実験
を行なった。ただし、記録媒体に用いる６層のポリアミ
ド酸アミン塩の単分子累積膜は下式によって表される。 Example 4 Recording, reproducing and erasing experiments similar to those in Example 1 and Example 2 were conducted. However, the six-layer polyamic acid amine salt monomolecular cumulative film used for the recording medium is represented by the following formula.

【００９２】[0092]

【化２】 [Chemical 2]

【００９３】その他の記録媒体の形成方法は実施例１と
全く同様である。The other method of forming the recording medium is exactly the same as in the first embodiment.

【００９４】また、記録層とトラック部を上述した方法
で全く同様に、それぞれ別途形成し、かかる記録層の水
に対する接触角を測定したところ１１２°であり、トラ
ック部では８７°であった。Further, the recording layer and the track portion were separately formed in the same manner as described above, and the contact angle of the recording layer with water was measured to be 112 ° and 87 ° for the track portion.

【００９５】かかる記録媒体を用いた記録、再生、消去
の実験においてもビットエラーレートは２×１０^-6程度
と非常に小さく、高速かつ高精度の情報処理が可能であ
った。In a recording, reproducing and erasing experiment using such a recording medium, the bit error rate was very small, about 2 × 10 ⁻⁶ , and high-speed and highly accurate information processing was possible.

【００９６】実施例５ 実施例１及び実施例２と同様の記録、再生、消去の実験
を行なった。ただし、記録媒体に用いる表面処理剤とし
て、ＣＦ₃ （ＣＦ₂ ）₇ ＣＨ₂ ＣＨ₂ ＳｉＣｌ₃ を用
い、かかる表面処理剤の蒸気中に実施例１と同様にして
形成されたレジストパターンを有する基板を室温で１時
間保持し、所望のトラックパターンを有する記録媒体を
形成した。 Example 5 Recording, reproducing and erasing experiments similar to those in Example 1 and Example 2 were conducted. However, CF ₃ (CF ₂ ) ₇ CH ₂ CH ₂ SiCl ₃ was used as the surface treatment agent for the recording medium, and a substrate having a resist pattern formed in the same manner as in Example 1 in the vapor of the surface treatment agent was used. Was held at room temperature for 1 hour to form a recording medium having a desired track pattern.

【００９７】その他の記録媒体の形成方法は実施例１と
全く同様である。The other method of forming the recording medium is exactly the same as in the first embodiment.

【００９８】また、記録層とトラック部を上述した方法
で全く同様に、それぞれ別途形成し、かかる記録層の水
に対する接触角を測定したところ１１０°であり、トラ
ック部では８５°であった。Further, the recording layer and the track portion were separately formed in the same manner as above, and the contact angle of the recording layer with water was measured to be 110 ° and 85 ° for the track portion.

【００９９】かかる記録媒体を用いた記録、再生、消去
の実験においてもビットエラーレートは３×１０^-6程度
と非常に小さく、高速かつ高精度の情報処理が可能であ
った。In the recording, reproducing and erasing experiments using such a recording medium, the bit error rate was very small, about 3 × 10 ⁻⁶ , and high-speed and highly accurate information processing was possible.

【０１００】[0100]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば以
下の効果を奏する。 （１）本発明の記録媒体は、記録層表面とトラック部表
面の水に対する接触角が大きく異なるため、プローブ電
極で走査する際にこれらの間に働く記録媒体面内方向の
摩擦力が異なる。従って、この摩擦力の違いを検出する
ことにより、記録媒体表面に多少の凹凸が存在しても、
この影響を受けることなくトラッキングを容易に行なう
ことができる。 （２）本発明の情報処理装置は、ＡＦＭの原理を応用し
てプローブ電極・記録媒体間を極めて接近させた状態で
制御すると共に、これらの間に働く摩擦力を用いてトラ
ッキングを行うため、装置構成が簡素化できると共に、
応答速度が改善され且つ高精度の情報処理が可能であ
る。As described above, the present invention has the following effects. (1) In the recording medium of the present invention, since the contact angle of water between the surface of the recording layer and the surface of the track portion is largely different, the frictional force in the in-plane direction of the recording medium that acts between them when scanning with the probe electrode is different. Therefore, by detecting this difference in frictional force, even if there are some irregularities on the surface of the recording medium,
Tracking can be easily performed without being affected by this. (2) Since the information processing apparatus of the present invention controls the probe electrode and the recording medium in a state where they are extremely close to each other by applying the principle of AFM, and performs tracking by using the frictional force acting between them. The device configuration can be simplified and
The response speed is improved and highly accurate information processing is possible.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】本発明の実施例１の情報処理装置を図解的に示
した説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram schematically showing an information processing device according to a first embodiment of the present invention.

【図２】本発明の実施例２の情報処理装置を図解的に示
した説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram schematically showing an information processing apparatus according to a second embodiment of the present invention.

【図３】本発明の記録媒体にプローブを介して情報を記
録する様子を模式的に示した平面図である。FIG. 3 is a plan view schematically showing how information is recorded on a recording medium of the present invention via a probe.

【図４】プローブ電極と記録層表面との距離を変えたと
きに得られた両者間に流れる電流と両者間に働く力の変
化を示す特性図である。FIG. 4 is a characteristic diagram showing a change in a current flowing between the probe electrode and the surface of the recording layer, which is obtained when the distance between the probe electrode and the recording layer surface is changed, and a force acting between the two.

【図５】記録用のパルス電圧波形である。FIG. 5 is a pulse voltage waveform for recording.

【図６】消去用のパルス電圧波形である。FIG. 6 is a pulse voltage waveform for erasing.

【図７】複数個のプローブ電極を用いた記録、再生、消
去実験において、ある１つのプローブ電極に与えられた
ビット情報、記録層パルス列、消去用パルス列を示す図
である。FIG. 7 is a diagram showing bit information, a recording layer pulse train, and an erasing pulse train given to one probe electrode in a recording, reproducing, and erasing experiment using a plurality of probe electrodes.

【図８】本発明に用いた記録層を金属電極で挟持したＭ
ＩＭ素子の概略構成図である。FIG. 8: M in which the recording layer used in the present invention is sandwiched by metal electrodes
It is a schematic block diagram of an IM element.

【図９】図８の素子で得られる電流電圧特性である。9 is a current-voltage characteristic obtained with the device of FIG.

【図１０】図８の素子で得られるメモリー効果を表す電
流電圧特性である。10 is a current-voltage characteristic showing the memory effect obtained by the device of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ 記録媒体 ２ プローブ電極 ３ 片持ち梁 ４ 片持ち梁の支持体 ５ ｘｙｚ微動装置 ６ ｘｙｚ粗動装置 ７ ベース ８ ｘｙｚ微動装置の制御回路 ９ ｘｙｚ粗動装置の制御回路 １０ 電圧印加及び電流検知回路 １１ マイクロコンピュータ １２ 圧電素子の制御回路 １３ 支持台 １４ 圧電素子 ３１ トラック部 ３２ 記録ビット １０１ トラック部を有する記録層 １０２ 下地電極 １０３ 基板 ２０１ 導電層 ２０２ Ｓｉ結晶 1 recording medium 2 probe electrode 3 cantilever 4 cantilever support 5 xyz fine movement device 6 xyz coarse movement device 7 base 8 xyz fine movement device control circuit 9 xyz coarse movement device control circuit 10 voltage application and current detection circuit 11 Microcomputer 12 Control Circuit of Piezoelectric Element 13 Support 14 Piezoelectric Element 31 Track Part 32 Recording Bit 101 Recording Layer with Track Part 102 Base Electrode 103 Substrate 201 Conductive Layer 202 Si Crystal

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 プローブ電極を介して情報の記録再生等
を行う情報処理装置に用いられる記録媒体であって、少
なくとも一本のフルオロアルキル基を有する表面処理剤
とポリアミド酸アミン塩の単分子膜又は単分子累積膜の
反応生成物からなる記録層と、ポリイミド単分子膜又は
単分子累積膜からなるトラックを有し、該記録層と該ト
ラックの水に対する接触角が異なることを特徴とする記
録媒体。1. A recording medium used in an information processing apparatus for recording / reproducing information via a probe electrode, which is a monomolecular film of a surface treating agent having at least one fluoroalkyl group and a polyamic acid amine salt. Or a recording layer comprising a reaction product of a monomolecular cumulative film and a track comprising a polyimide monomolecular film or a monomolecular cumulative film, wherein the recording layer and the track have different contact angles to water. Medium. 【請求項２】 前記表面処理剤が、少なくとも一本のフ
ルオロアルキル基と少なくとも一つのアルコキシ基又は
塩素が硅素に結合している有機硅素化合物であることを
特徴とする請求項１に記載の記録媒体。2. The recording according to claim 1, wherein the surface treatment agent is an organic silicon compound in which at least one fluoroalkyl group and at least one alkoxy group or chlorine are bonded to silicon. Medium. 【請求項３】 前記記録層及びトラックが、ラングミュ
アーブロジェット法により形成されることを特徴とする
請求項１に記載の記録媒体。3. The recording medium according to claim 1, wherein the recording layer and the track are formed by a Langmuir-Blodgett method. 【請求項４】 前記ポリアミド酸が、分子内にフッ素基
を有していることを特徴とする請求項１に記載の記録媒
体。4. The recording medium according to claim 1, wherein the polyamic acid has a fluorine group in the molecule. 【請求項５】 前記記録層の厚さが、１００Å以下であ
ることを特徴とする請求項１に記載の記録媒体。5. The recording medium according to claim 1, wherein the recording layer has a thickness of 100 Å or less. 【請求項６】 請求項１〜５いずれかに記載の記録媒体
に、該記録媒体に対向配置したプローブを介して情報の
記録及び／又は再生を行う情報処理装置であって、 前記プローブの縦方向の力変位と横方向の力変位を同時
に検出することが可能な検出器を有し、前記プローブを
支持する弾性部材を前記プローブ・記録媒体の間隔変動
を補正する方向に変形させる力が、前記プローブ・記録
媒体間に作用するように、前記プローブ・記録媒体を配
置することによって、前記プローブ・記録媒体間に作用
する縦方向の力を制御し、かつ前記プローブ・記録媒体
間に作用する横方向の力を検出することでトラッキング
を行なうことを特徴とする情報処理装置。6. An information processing apparatus for recording and / or reproducing information on the recording medium according to claim 1 through a probe arranged facing the recording medium, the vertical direction of the probe. Having a detector capable of simultaneously detecting a force displacement in a direction and a force displacement in a lateral direction, and a force that deforms an elastic member supporting the probe in a direction to correct a gap variation between the probe and the recording medium, By arranging the probe and the recording medium so as to act between the probe and the recording medium, the longitudinal force acting between the probe and the recording medium is controlled, and the force is exerted between the probe and the recording medium. An information processing device characterized by performing tracking by detecting lateral force. 【請求項７】 前記プローブ・記録媒体間に作用する縦
方向の力が、前記プローブ・記録媒体間の原子間斥力で
あることを特徴とする請求項６に記載の情報処理装置。7. The information processing apparatus according to claim 6, wherein the vertical force acting between the probe and the recording medium is an interatomic repulsive force between the probe and the recording medium. 【請求項８】 前記プローブ・記録媒体間に作用する横
方向の力が、前記プローブ・記録媒体間の摩擦力である
ことを特徴とする請求項６又は７に記載の情報処理装
置。8. The information processing apparatus according to claim 6, wherein the lateral force acting between the probe and the recording medium is a frictional force between the probe and the recording medium. 【請求項９】 前記プローブ・記録媒体間に電圧を印加
して、前記記録媒体の電気特性を変化させることにより
記録を行なうことを特徴とする請求項６〜８いずれかに
記載の情報処理装置。9. The information processing apparatus according to claim 6, wherein recording is performed by applying a voltage between the probe and the recording medium to change the electrical characteristics of the recording medium. . 【請求項１０】 前記プローブ・記録媒体間の電流を検
出して、前記記録媒体の電気特性を検出することにより
再生を行なうことを特徴とする請求項９に記載の情報処
理装置。10. The information processing apparatus according to claim 9, wherein reproduction is performed by detecting a current between the probe and the recording medium and detecting an electric characteristic of the recording medium. 【請求項１１】 前記プローブは複数存在し、その各々
が弾性部材で支持されていることを特徴とする請求項６
〜１０いずれかに記載の情報処理装置。11. A plurality of the probes are present, each of which is supported by an elastic member.
10. The information processing device according to any one of 10 to 10.