JPH0935340A - 情報記録装置 - Google Patents
情報記録装置Info
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- JPH0935340A JPH0935340A JP17833395A JP17833395A JPH0935340A JP H0935340 A JPH0935340 A JP H0935340A JP 17833395 A JP17833395 A JP 17833395A JP 17833395 A JP17833395 A JP 17833395A JP H0935340 A JPH0935340 A JP H0935340A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】形状記憶効果のある高分子材料を記録媒体に用
い、分子レベルに近い高密度での微小記録ビットの形
成，および消去が可逆的に行えるようにした新規な情報
記録装置を提供する。 【構成】アルミ基板１ａに形状記憶効果のある高分子膜
の記録層１ｂを形成した記録媒体に対して、情報の記録
時には制御コンピュータ４からの指令により、走査型プ
ローブ顕微鏡（ＳＰＭ）２の探針２ｂを介して記録層１
ａの表面の微小領域に圧電素子３の駆動による接触荷
重，および加熱電源５から熱エネルギー（ジュール熱）
を加えて凹状の微小な記録ビットを形成し、消去時には
熱エネルギーを加えた状態で探針の荷重を除荷して記録
ビットを消去させる。そして、記録層に形成された記録
ビットの読み取りを、例えば原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）
で行う。
い、分子レベルに近い高密度での微小記録ビットの形
成，および消去が可逆的に行えるようにした新規な情報
記録装置を提供する。 【構成】アルミ基板１ａに形状記憶効果のある高分子膜
の記録層１ｂを形成した記録媒体に対して、情報の記録
時には制御コンピュータ４からの指令により、走査型プ
ローブ顕微鏡（ＳＰＭ）２の探針２ｂを介して記録層１
ａの表面の微小領域に圧電素子３の駆動による接触荷
重，および加熱電源５から熱エネルギー（ジュール熱）
を加えて凹状の微小な記録ビットを形成し、消去時には
熱エネルギーを加えた状態で探針の荷重を除荷して記録
ビットを消去させる。そして、記録層に形成された記録
ビットの読み取りを、例えば原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）
で行う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、走査型プローブ顕微鏡
を利用し、記録媒体に高密度で記録ビットの書込み，消
去を可逆的に行う情報記録装置に関する。
を利用し、記録媒体に高密度で記録ビットの書込み，消
去を可逆的に行う情報記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】最近になり、走査型プローブ顕微鏡（Ｓ
ＰＭ）の技術を情報記録装置に応用した高密度光記録，
高密度磁気記録の研究が活発に行われており、その一例
として磁気力顕微鏡（ＭＦＭ）を利用して磁性材料に微
小の記録ビットを記録する方法が、第４２回応用物理関
係連合会講演予稿集（１９９５年），No２，Ｐ３８０，
２８ａ−Ｂ−８「ＭＦＭによる微小ビットの記録」（寄
稿者：河村紀一，佐藤龍二，玉城孝彦）で報告されてい
る。
ＰＭ）の技術を情報記録装置に応用した高密度光記録，
高密度磁気記録の研究が活発に行われており、その一例
として磁気力顕微鏡（ＭＦＭ）を利用して磁性材料に微
小の記録ビットを記録する方法が、第４２回応用物理関
係連合会講演予稿集（１９９５年），No２，Ｐ３８０，
２８ａ−Ｂ−８「ＭＦＭによる微小ビットの記録」（寄
稿者：河村紀一，佐藤龍二，玉城孝彦）で報告されてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、先記の光記
録，磁気記録方式とは異なる新しい原理で、形状記憶効
果のある高分子材料を記録媒体に分子レベルに近い高密
度での微小記録ビットの形成，および消去が可逆的に行
えるようにした新規な情報記録装置を提供することを目
的とする。
録，磁気記録方式とは異なる新しい原理で、形状記憶効
果のある高分子材料を記録媒体に分子レベルに近い高密
度での微小記録ビットの形成，および消去が可逆的に行
えるようにした新規な情報記録装置を提供することを目
的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明によれば、形状記憶効果のある高分子膜を記
録層とする記録媒体に対し、情報の記録時には走査型プ
ローブ顕微鏡の探針を介して記録層表面の微小領域に接
触荷重，および熱エネルギーを加えて凹状の記録ビット
を形成し、消去時には熱エネルギーを加えた状態で探針
の荷重を除荷して記録ビットを消去させるものとする。
に、本発明によれば、形状記憶効果のある高分子膜を記
録層とする記録媒体に対し、情報の記録時には走査型プ
ローブ顕微鏡の探針を介して記録層表面の微小領域に接
触荷重，および熱エネルギーを加えて凹状の記録ビット
を形成し、消去時には熱エネルギーを加えた状態で探針
の荷重を除荷して記録ビットを消去させるものとする。
【０００５】また、記録ビットの形成，消去の際に記録
媒体の記録層に加える熱エネルギー源には、通電による
ジュール熱，ないしレーザ光を用いることができる。そ
して、前記の記録媒体に形成された記録ビットの読取り
は、走査型プローブ顕微鏡にて行うものとする。
媒体の記録層に加える熱エネルギー源には、通電による
ジュール熱，ないしレーザ光を用いることができる。そ
して、前記の記録媒体に形成された記録ビットの読取り
は、走査型プローブ顕微鏡にて行うものとする。
【０００６】
【作用】ポリスチレン，ポリノルボルネンなどの形状記
憶効果のある高分子材料は、外部から熱エネルギーを付
与して加熱するとガラス状態に転移し、この際に同時に
機械的な荷重を加えて局所的に歪を与えまま熱エネルギ
ーの付与を停止すると、機械的な荷重を取り去った後で
も常温状態では歪がそのまま残り、また機械的な荷重を
加えずに熱エネルギーだけを付与するといままで形成さ
れていた歪が消去される性質がある。
憶効果のある高分子材料は、外部から熱エネルギーを付
与して加熱するとガラス状態に転移し、この際に同時に
機械的な荷重を加えて局所的に歪を与えまま熱エネルギ
ーの付与を停止すると、機械的な荷重を取り去った後で
も常温状態では歪がそのまま残り、また機械的な荷重を
加えずに熱エネルギーだけを付与するといままで形成さ
れていた歪が消去される性質がある。
【０００７】そこで、前記した形状記憶効果のある高分
子膜を記録層とする記録媒体に対し、走査型プローブ顕
微鏡の探針を介して記録層表面の微小領域（ｎｍスケー
ル）に接触荷重，および熱エネルギーを加え、さらに探
針との間に接触荷重を加えたまま熱エネルギーの付与を
停止することにより、記録層の表面には凹状を呈する極
微小の記録ビットが形成される。一方、記録層に形成さ
れた前記の記録ビットに探針を接触させ、ビット形成時
と同様に熱エネルギーを加えながら探針を除荷するれ
ば、いままで記録されていた凹状のビットが消去されて
記録層の表面が平坦面に回復する。これにより、分子レ
ベルの高密度で記録ビットの書込み，消去を可逆的に行
うことができる。
子膜を記録層とする記録媒体に対し、走査型プローブ顕
微鏡の探針を介して記録層表面の微小領域（ｎｍスケー
ル）に接触荷重，および熱エネルギーを加え、さらに探
針との間に接触荷重を加えたまま熱エネルギーの付与を
停止することにより、記録層の表面には凹状を呈する極
微小の記録ビットが形成される。一方、記録層に形成さ
れた前記の記録ビットに探針を接触させ、ビット形成時
と同様に熱エネルギーを加えながら探針を除荷するれ
ば、いままで記録されていた凹状のビットが消去されて
記録層の表面が平坦面に回復する。これにより、分子レ
ベルの高密度で記録ビットの書込み，消去を可逆的に行
うことができる。
【０００８】この場合に、記録媒体に走査型プローブ顕
微鏡の探針を介して熱エネルギーを付与する方法には、
探針として導電性物質，または非導電性物質の探針に導
電性膜を被覆したものを用い、外部からの通電によって
生じるジュール熱を用いる方式のほかに、探針として先
端を先鋭化した光ファイバを使用し、該光ファイバを通
じて記録ビットの形成箇所にレーザ光を照射して加熱す
ることもできる。
微鏡の探針を介して熱エネルギーを付与する方法には、
探針として導電性物質，または非導電性物質の探針に導
電性膜を被覆したものを用い、外部からの通電によって
生じるジュール熱を用いる方式のほかに、探針として先
端を先鋭化した光ファイバを使用し、該光ファイバを通
じて記録ビットの形成箇所にレーザ光を照射して加熱す
ることもできる。
【０００９】また、記録媒体の記録層に形成された記録
ビットの読取りは、走査型プローブ顕微鏡，例えば原子
間力顕微鏡（ＡＦＭ）を用い、記録層を走査することで
的確に読取ることができる。
ビットの読取りは、走査型プローブ顕微鏡，例えば原子
間力顕微鏡（ＡＦＭ）を用い、記録層を走査することで
的確に読取ることができる。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の構成，原理を図示の実施例に
基づいて説明する。まず、図１（ａ）において、１は記
録媒体、２は走査型プローブ顕微鏡（ＳＰＭ）、３は記
録媒体１を搭載したアクチュエータとしての圧電素子、
４は制御コンピュータである。ここで、記録媒体１はア
ルミ基板１ａに導電性物質を分散させたポリスチレン
（形状記憶高分子）を膜厚５μｍ程度に均一に被着して
記録層１ｂを形成したものである。また、走査型プロー
ブ顕微鏡２の探針２ａは導電性物質とするか、あるいは
非導電物質の針に導電性膜を被覆したものを用い、これ
に加熱用の電源５が接続されている。
基づいて説明する。まず、図１（ａ）において、１は記
録媒体、２は走査型プローブ顕微鏡（ＳＰＭ）、３は記
録媒体１を搭載したアクチュエータとしての圧電素子、
４は制御コンピュータである。ここで、記録媒体１はア
ルミ基板１ａに導電性物質を分散させたポリスチレン
（形状記憶高分子）を膜厚５μｍ程度に均一に被着して
記録層１ｂを形成したものである。また、走査型プロー
ブ顕微鏡２の探針２ａは導電性物質とするか、あるいは
非導電物質の針に導電性膜を被覆したものを用い、これ
に加熱用の電源５が接続されている。
【００１１】そして、情報の記録、消去は次記のように
して行われる。まず、書込み時には図１（ｂ）で示すよ
うに、記録層１ｂを上面に向けて圧電素子３に搭載した
記録媒体１に対し、制御コンピュータ４からの指令によ
り圧電素子３を駆動して走査型プローブ顕微鏡２の探針
２ａに記録層１ｂの表面を当接させ、該当接部分に微小
な歪が生じる程度の接触荷重（ｎＮ（ナノニュートン）
オーダー）を加えるとともに、同時に探針２ａを通じて
電流を通電し、その通電に伴うジュール熱で記録層１ｂ
の探針２ａとの接触箇所を局所的にガラス転移温度にな
るよう加熱する。これにより記録層１ｂの表面には探針
２ａの当接部分が窪んで極微小な凹状の記録ビット６が
形成される。そして、記録層１ｂと探針２ａとの間に接
触荷重を加えたまま、通電加熱を停止して常温に戻すと
記録ビット６がそのまま形成保持されることになる。
して行われる。まず、書込み時には図１（ｂ）で示すよ
うに、記録層１ｂを上面に向けて圧電素子３に搭載した
記録媒体１に対し、制御コンピュータ４からの指令によ
り圧電素子３を駆動して走査型プローブ顕微鏡２の探針
２ａに記録層１ｂの表面を当接させ、該当接部分に微小
な歪が生じる程度の接触荷重（ｎＮ（ナノニュートン）
オーダー）を加えるとともに、同時に探針２ａを通じて
電流を通電し、その通電に伴うジュール熱で記録層１ｂ
の探針２ａとの接触箇所を局所的にガラス転移温度にな
るよう加熱する。これにより記録層１ｂの表面には探針
２ａの当接部分が窪んで極微小な凹状の記録ビット６が
形成される。そして、記録層１ｂと探針２ａとの間に接
触荷重を加えたまま、通電加熱を停止して常温に戻すと
記録ビット６がそのまま形成保持されることになる。
【００１２】一方、前記の記録ビット６を消去するに
は、記録ビット６の位置に走査型プローブ顕微鏡２の探
針２ａを殆ど接触荷重を加えずに接触させ、ここで前記
と同様な手法で記録ビット６の形成箇所に熱エネルギー
を付与しつつ、探針２ａを後退させる。これにより、記
録層１ｂの表面が平坦面に回復して記録ビット６が消去
される。
は、記録ビット６の位置に走査型プローブ顕微鏡２の探
針２ａを殆ど接触荷重を加えずに接触させ、ここで前記
と同様な手法で記録ビット６の形成箇所に熱エネルギー
を付与しつつ、探針２ａを後退させる。これにより、記
録層１ｂの表面が平坦面に回復して記録ビット６が消去
される。
【００１３】この場合における熱エネルギーを付与する
通電条件としては、記録ビット６の形成時には電圧0.０
５Ｖ，電流0.１ｎＡ，通電時間0.１sec とし、消去時に
は電圧0.０５Ｖ，電流0.２ｎＡ，通電時間0.１sec とす
ることで記録ビット６の形成，消去が行える。なお、熱
エネルギーの付与手段としては、前記したジュール熱利
用のほかに、走査型プローブ顕微鏡２の探針２ａとして
先端を先鋭化した光ファイバを用い、該光ファイバを通
じて記録媒体１の記録層１ｂにレーザ光を照射して加熱
する方法もある。また、図１（ａ）では記録媒体１を圧
電素子３により走査型プローブ顕微鏡２の探針２ａへ接
触させるようにしたが、圧電素子を走査型プローブ顕微
鏡２に組み込みんで探針２ａを駆動することもできる。
通電条件としては、記録ビット６の形成時には電圧0.０
５Ｖ，電流0.１ｎＡ，通電時間0.１sec とし、消去時に
は電圧0.０５Ｖ，電流0.２ｎＡ，通電時間0.１sec とす
ることで記録ビット６の形成，消去が行える。なお、熱
エネルギーの付与手段としては、前記したジュール熱利
用のほかに、走査型プローブ顕微鏡２の探針２ａとして
先端を先鋭化した光ファイバを用い、該光ファイバを通
じて記録媒体１の記録層１ｂにレーザ光を照射して加熱
する方法もある。また、図１（ａ）では記録媒体１を圧
電素子３により走査型プローブ顕微鏡２の探針２ａへ接
触させるようにしたが、圧電素子を走査型プローブ顕微
鏡２に組み込みんで探針２ａを駆動することもできる。
【００１４】そして、記録媒体１の記録層１ｂに書き込
まれた記録ビット６は、走査型プローブ顕微鏡，例えば
原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）を用いる読み取りを行うもの
とする。図３（ａ),（ｂ）は、原子間力顕微鏡で実際に
観察した記録ビット６、および記録ビット消去後の状態
を表す断面画像であり、（ａ）図に示した記録ビット６
の窪み深さｈは５０ｎｍ，ビット径ｄは0.８μｍであっ
た。また、（ｂ）図に表すビット消去後の状態では、記
録層１ｂの表面が平坦な状態に回復していることが判
る。
まれた記録ビット６は、走査型プローブ顕微鏡，例えば
原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）を用いる読み取りを行うもの
とする。図３（ａ),（ｂ）は、原子間力顕微鏡で実際に
観察した記録ビット６、および記録ビット消去後の状態
を表す断面画像であり、（ａ）図に示した記録ビット６
の窪み深さｈは５０ｎｍ，ビット径ｄは0.８μｍであっ
た。また、（ｂ）図に表すビット消去後の状態では、記
録層１ｂの表面が平坦な状態に回復していることが判
る。
【００１５】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、形
状記憶効果のある高分子材料を記録媒体に用い、従来の
光記録，磁気記録方式とは異なる新しい原理に基づき、
分子レベルに近い高記録密度で記録ビットの形成，消
去，読取りが行える高記録密度の情報記録装置を提供す
ることができる。
状記憶効果のある高分子材料を記録媒体に用い、従来の
光記録，磁気記録方式とは異なる新しい原理に基づき、
分子レベルに近い高記録密度で記録ビットの形成，消
去，読取りが行える高記録密度の情報記録装置を提供す
ることができる。
【図１】本発明の実施例を示し、（ａ）は模式的に表し
た情報記録装置の構成原理図、（ｂ）は記録媒体の断面
図
た情報記録装置の構成原理図、（ｂ）は記録媒体の断面
図
【図２】記録媒体に対する記録ビットの形成，消去の説
明図
明図
【図３】原子間力顕微鏡で観察した記録媒体の断面像で
あり、（ａ）は記録ビットの形成状態を表す画像，
（ｂ）は記録ビット消去後の状態を表す画像。
あり、（ａ）は記録ビットの形成状態を表す画像，
（ｂ）は記録ビット消去後の状態を表す画像。
１ 記録媒体 １ａ アルミ基板 １ｂ 記録層（形状記憶高分子膜） ２ 走査型プローブ顕微鏡 ２ａ 探針 ３ 圧電素子 ４ 制御コンピュータ ５ 加熱電源 ６ 記録ビット
Claims (3)
- 【請求項１】形状記憶効果のある高分子膜を記録層とす
る記録媒体に対し、情報の書込み時には走査型プローブ
顕微鏡の探針を介して記録層表面の微小領域に接触荷
重，および熱エネルギーを加えて凹状の記録ビットを形
成し、消去時には熱エネルギーを加えた状態で探針の荷
重を除荷して記録ビットを消去させることを特徴とする
情報記録装置。 - 【請求項２】請求項１記載の情報記録装置において、記
録ビットの形成，消去の際に記録媒体の記録層に加える
熱エネルギー源として、通電によるジュール熱，ないし
レーザ光を用いることを特徴とする情報記録装置。 - 【請求項３】請求項１記載の情報記録装置において、記
録媒体に形成された記録ビットの読取りを走査型プロー
ブ顕微鏡にて行うことを特徴とする情報記録装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17833395A JPH0935340A (ja) | 1995-07-14 | 1995-07-14 | 情報記録装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17833395A JPH0935340A (ja) | 1995-07-14 | 1995-07-14 | 情報記録装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0935340A true JPH0935340A (ja) | 1997-02-07 |
Family
ID=16046664
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17833395A Pending JPH0935340A (ja) | 1995-07-14 | 1995-07-14 | 情報記録装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0935340A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012516561A (ja) * | 2009-01-30 | 2012-07-19 | インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション | 材料の表面上に分子のナノスケール・パターンをパターン形成する方法 |
-
1995
- 1995-07-14 JP JP17833395A patent/JPH0935340A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012516561A (ja) * | 2009-01-30 | 2012-07-19 | インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション | 材料の表面上に分子のナノスケール・パターンをパターン形成する方法 |
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