JPH11316983A - 情報記録媒体、情報書き込み方法及び情報読み出し方法 - Google Patents
情報記録媒体、情報書き込み方法及び情報読み出し方法Info
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- JPH11316983A JPH11316983A JP10123245A JP12324598A JPH11316983A JP H11316983 A JPH11316983 A JP H11316983A JP 10123245 A JP10123245 A JP 10123245A JP 12324598 A JP12324598 A JP 12324598A JP H11316983 A JPH11316983 A JP H11316983A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来よりもさらに記録の高密度化が可能な情
報記録媒体、該情報記録媒体への情報書き込み方法及び
該情報記録媒体からの情報読み出し方法を提供するこ
と。 【解決手段】 基板上に電極層と強誘電性薄膜層を積層
して設けてなる情報記録媒体を用意する過程と、前記強
誘電性薄膜層の上方においてプローブを走査しながら、
情報書き込み対象の強誘電性薄膜層部分に対向した前記
プローブの導電性探針と前記電極層の間に直流電圧を印
加して前記強誘電性薄膜層部分に分極領域を形成するこ
とにより、情報の書き込みを行う過程と、を備えた情報
記録媒体への情報書き込み方法において、前記電極層が
導電性の酸化物材料により構成されているか、或いは前
記電極層が金属材料（基板側）と導電性の酸化物材料
（強誘電性薄膜層側）との積層体により構成されている
ことを特徴とする情報書き込み方法。
報記録媒体、該情報記録媒体への情報書き込み方法及び
該情報記録媒体からの情報読み出し方法を提供するこ
と。 【解決手段】 基板上に電極層と強誘電性薄膜層を積層
して設けてなる情報記録媒体を用意する過程と、前記強
誘電性薄膜層の上方においてプローブを走査しながら、
情報書き込み対象の強誘電性薄膜層部分に対向した前記
プローブの導電性探針と前記電極層の間に直流電圧を印
加して前記強誘電性薄膜層部分に分極領域を形成するこ
とにより、情報の書き込みを行う過程と、を備えた情報
記録媒体への情報書き込み方法において、前記電極層が
導電性の酸化物材料により構成されているか、或いは前
記電極層が金属材料（基板側）と導電性の酸化物材料
（強誘電性薄膜層側）との積層体により構成されている
ことを特徴とする情報書き込み方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、情報記録媒体（例
えば、走査型プローブ顕微鏡と強誘電性薄膜を利用して
高密度記録がなされた情報記録媒体）、情報書き込み方
法及び情報読み出し方法に関するものである。
えば、走査型プローブ顕微鏡と強誘電性薄膜を利用して
高密度記録がなされた情報記録媒体）、情報書き込み方
法及び情報読み出し方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】情報記録媒体としては従来より、コンピ
ューターなどに用いるハードディスクと呼ばれる磁気記
録媒体が知られており、かかる磁気記録媒体に記録され
た情報は磁性体膜の磁区の時間的、空間的な変化とし
て、磁気ヘッドに設けられた検出コイルにより検出され
る。
ューターなどに用いるハードディスクと呼ばれる磁気記
録媒体が知られており、かかる磁気記録媒体に記録され
た情報は磁性体膜の磁区の時間的、空間的な変化とし
て、磁気ヘッドに設けられた検出コイルにより検出され
る。
【０００３】また、情報記録媒体として光磁気記録方式
を利用した光磁気記録媒体もよく知られており、レーザ
ー光を光磁気記録媒体に照射して光磁気記録媒体の磁区
の有無により反射されたレーザー光の偏波面が変化する
ことを利用した光磁気記録装置が実用化（商品化）され
ている。そして、現在は光磁気記録方式の高密度化の開
発が進められており、特に集光レーザー光の小径化（例
えばレーザーの短波長化）が検討されている。
を利用した光磁気記録媒体もよく知られており、レーザ
ー光を光磁気記録媒体に照射して光磁気記録媒体の磁区
の有無により反射されたレーザー光の偏波面が変化する
ことを利用した光磁気記録装置が実用化（商品化）され
ている。そして、現在は光磁気記録方式の高密度化の開
発が進められており、特に集光レーザー光の小径化（例
えばレーザーの短波長化）が検討されている。
【０００４】しかし、集光レーザー光の直径は、光学的
な制約から500nmが限界であると考えられている。ま
た、記録媒体の磁性体においても、磁区の微小化ととも
に保磁力が低下するため、記録単位の最小限界は300nm
程度であると考えられている。そこで、更なる記録の高
密度化を目指して、走査プローブ顕微鏡を応用した新し
い記録方式が考えられている。
な制約から500nmが限界であると考えられている。ま
た、記録媒体の磁性体においても、磁区の微小化ととも
に保磁力が低下するため、記録単位の最小限界は300nm
程度であると考えられている。そこで、更なる記録の高
密度化を目指して、走査プローブ顕微鏡を応用した新し
い記録方式が考えられている。
【０００５】例えば、Mamin等（Physical Review Lette
rs 65巻1990年2418頁）やHosaka等（Japanese Journal
of Applied Physics 32巻1993年L464頁）は、走査プ
ローブを記録媒体表面に近づけて、探針先端の表面原子
を電界蒸発させて、記録媒体表面に微小ドットをつくる
ことにより情報の書き込みを行い、またその凹凸を走査
プローブで検出することにより情報の読み出しを行って
いる。
rs 65巻1990年2418頁）やHosaka等（Japanese Journal
of Applied Physics 32巻1993年L464頁）は、走査プ
ローブを記録媒体表面に近づけて、探針先端の表面原子
を電界蒸発させて、記録媒体表面に微小ドットをつくる
ことにより情報の書き込みを行い、またその凹凸を走査
プローブで検出することにより情報の読み出しを行って
いる。
【０００６】ここで、最小記録ビットは直径15nmであ
り、このサイズは１平方インチ当たり3テラバイトの超
高密度記録の可能性があることを示している。また、Ba
rret等は、P型シリコン上にNOS（nitride-oxide-silico
n）構造を形成し、シリコン中にできる空乏層による容
量変化を用いた記録を行っている（Ultramicroscopy 4
2-44巻1992年262頁）。
り、このサイズは１平方インチ当たり3テラバイトの超
高密度記録の可能性があることを示している。また、Ba
rret等は、P型シリコン上にNOS（nitride-oxide-silico
n）構造を形成し、シリコン中にできる空乏層による容
量変化を用いた記録を行っている（Ultramicroscopy 4
2-44巻1992年262頁）。
【０００７】具体的には、厚さ50オンク゛ストロームの酸化シリ
コン（SiO2）層と窒化シリコン（Si3N4）層をP型シリコ
ン上に形成し、導電性の探針を備えた走査プローブを用
いて探針とP型シリコンとの間に電圧を印加して、Si3N4
に存在する電子トラップ準位に電子をトラップさせる
と、これにより生じる電界によって隣接するP型シリコ
ン上部に空乏層が形成される。
コン（SiO2）層と窒化シリコン（Si3N4）層をP型シリコ
ン上に形成し、導電性の探針を備えた走査プローブを用
いて探針とP型シリコンとの間に電圧を印加して、Si3N4
に存在する電子トラップ準位に電子をトラップさせる
と、これにより生じる電界によって隣接するP型シリコ
ン上部に空乏層が形成される。
【０００８】そして、この空乏層の有無によりシリコン
と探針との間の容量に変化が現われるため、これを書き
換え可能な記録方式として使用することができる。この
方式における最小記録ビットは直径100nmであり、前記
電界蒸発を利用した方式に比べて大きいが、書き換え可
能という利点があるので実用化が期待されている。
と探針との間の容量に変化が現われるため、これを書き
換え可能な記録方式として使用することができる。この
方式における最小記録ビットは直径100nmであり、前記
電界蒸発を利用した方式に比べて大きいが、書き換え可
能という利点があるので実用化が期待されている。
【０００９】この他にも書き換え可能な高密度記録方式
として、例えばKolosov等は、導電性の探針を備えた走
査プローブと強誘電性薄膜を用いて高密度記録を行って
いる（Physical Review Letters 74巻1995年4309
頁）。即ち、探針により強誘電性薄膜の一部分（情報書
き込み部分）に電圧を印加して、探針先端の曲率半径と
同等の100nm程度の大きさの分極領域を形成することで
情報の書き込みを行い、また強誘電性薄膜全体における
分極の有無による圧電応答の変化を走査プローブで検出
して情報の読み出しを行っている。
として、例えばKolosov等は、導電性の探針を備えた走
査プローブと強誘電性薄膜を用いて高密度記録を行って
いる（Physical Review Letters 74巻1995年4309
頁）。即ち、探針により強誘電性薄膜の一部分（情報書
き込み部分）に電圧を印加して、探針先端の曲率半径と
同等の100nm程度の大きさの分極領域を形成することで
情報の書き込みを行い、また強誘電性薄膜全体における
分極の有無による圧電応答の変化を走査プローブで検出
して情報の読み出しを行っている。
【００１０】かかる走査プローブ及び強誘電性薄膜を用
いた記録方式における最小記録ビットは100nm程度であ
り、光記録や磁気記録に比べて非常に小さく、さらなる
高密度化が期待されている。
いた記録方式における最小記録ビットは100nm程度であ
り、光記録や磁気記録に比べて非常に小さく、さらなる
高密度化が期待されている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】そこで、さらなる高密
度化を達成するためには、プローブの探針先端をさらに
先鋭化し、かつ強誘電性薄膜の膜厚をさらに薄くする必
要がある。即ち、探針を先鋭化できれば、強誘電性薄膜
のより微小な範囲に電圧を印加することが可能となり、
また強誘電性薄膜の膜厚を数十ｎｍ程度に超薄膜化でき
れば、探針と下部電極の間にかかる電界の膜（強誘電性
薄膜）面方向への広がりを抑えることが可能となり、こ
れらの結果、記録単位をさらに微小化することができ
る。
度化を達成するためには、プローブの探針先端をさらに
先鋭化し、かつ強誘電性薄膜の膜厚をさらに薄くする必
要がある。即ち、探針を先鋭化できれば、強誘電性薄膜
のより微小な範囲に電圧を印加することが可能となり、
また強誘電性薄膜の膜厚を数十ｎｍ程度に超薄膜化でき
れば、探針と下部電極の間にかかる電界の膜（強誘電性
薄膜）面方向への広がりを抑えることが可能となり、こ
れらの結果、記録単位をさらに微小化することができ
る。
【００１２】しかしながら、強誘電体（特に、圧電特性
をはじめ電気特性が高い酸化物強誘電体）を100ｎｍ以
下に超薄膜化すると強誘電性が損なわれ、そのため、記
録単位をさらに微小化するために必要な優れた強誘電性
を有する超薄膜を得ることができないという問題点があ
った。本発明は、走査プローブ及び強誘電性薄膜を用い
た記録方式にかかる情報記録媒体であり、従来よりもさ
らに記録の高密度化が可能な情報記録媒体、該情報記録
媒体への情報書き込み方法及び該情報記録媒体からの情
報読み出し方法を提供することを目的とする。
をはじめ電気特性が高い酸化物強誘電体）を100ｎｍ以
下に超薄膜化すると強誘電性が損なわれ、そのため、記
録単位をさらに微小化するために必要な優れた強誘電性
を有する超薄膜を得ることができないという問題点があ
った。本発明は、走査プローブ及び強誘電性薄膜を用い
た記録方式にかかる情報記録媒体であり、従来よりもさ
らに記録の高密度化が可能な情報記録媒体、該情報記録
媒体への情報書き込み方法及び該情報記録媒体からの情
報読み出し方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】そのため、本発明は第一
に「基板上に電極層と強誘電性薄膜層を積層して設けて
なる情報記録媒体において、前記電極層が導電性の酸化
物材料により構成されているか、或いは前記電極層が金
属材料（基板側）と導電性の酸化物材料（強誘電性薄膜
層側）との積層体により構成されていることを特徴とす
る情報記録媒体（請求項１）」を提供する。
に「基板上に電極層と強誘電性薄膜層を積層して設けて
なる情報記録媒体において、前記電極層が導電性の酸化
物材料により構成されているか、或いは前記電極層が金
属材料（基板側）と導電性の酸化物材料（強誘電性薄膜
層側）との積層体により構成されていることを特徴とす
る情報記録媒体（請求項１）」を提供する。
【００１４】また、本発明は第二に「前記酸化物材料が
ルテニウム酸ストロンチウム、酸化ルテニウム、イット
リウム-バリウム-銅の複合酸化物またはランタン-スト
ロンチウム-銅の複合酸化物であることを特徴とする請
求項１記載の情報記録媒体（請求項２）」を提供する。
また、本発明は第三に「前記金属材料が白金、金、ロジ
ウム、イリジウム、またはルテニウムであることを特徴
とする請求項１または２記載の情報記録媒体（請求項
３）」を提供する。
ルテニウム酸ストロンチウム、酸化ルテニウム、イット
リウム-バリウム-銅の複合酸化物またはランタン-スト
ロンチウム-銅の複合酸化物であることを特徴とする請
求項１記載の情報記録媒体（請求項２）」を提供する。
また、本発明は第三に「前記金属材料が白金、金、ロジ
ウム、イリジウム、またはルテニウムであることを特徴
とする請求項１または２記載の情報記録媒体（請求項
３）」を提供する。
【００１５】また、本発明は第四に「基板上に電極層と
強誘電性薄膜層を積層して設けてなる情報記録媒体を用
意する過程と、前記強誘電性薄膜層の上方においてプロ
ーブを走査しながら、情報書き込み対象の強誘電性薄膜
層部分に対向した前記プローブの導電性探針と前記電極
層の間に直流電圧を印加して前記強誘電性薄膜層部分に
分極領域を形成することにより、情報の書き込みを行う
過程と、を備えた情報記録媒体への情報書き込み方法に
おいて、前記電極層が導電性の酸化物材料により構成さ
れているか、或いは前記電極層が金属材料（基板側）と
導電性の酸化物材料（強誘電性薄膜層側）との積層体に
より構成されていることを特徴とする情報書き込み方法
（請求項４）」を提供する。
強誘電性薄膜層を積層して設けてなる情報記録媒体を用
意する過程と、前記強誘電性薄膜層の上方においてプロ
ーブを走査しながら、情報書き込み対象の強誘電性薄膜
層部分に対向した前記プローブの導電性探針と前記電極
層の間に直流電圧を印加して前記強誘電性薄膜層部分に
分極領域を形成することにより、情報の書き込みを行う
過程と、を備えた情報記録媒体への情報書き込み方法に
おいて、前記電極層が導電性の酸化物材料により構成さ
れているか、或いは前記電極層が金属材料（基板側）と
導電性の酸化物材料（強誘電性薄膜層側）との積層体に
より構成されていることを特徴とする情報書き込み方法
（請求項４）」を提供する。
【００１６】また、本発明は第五に「前記酸化物材料が
ルテニウム酸ストロンチウム、酸化ルテニウム、イット
リウム-バリウム-銅の複合酸化物またはランタン-スト
ロンチウム-銅の複合酸化物であることを特徴とする請
求項４記載の情報書き込み方法（請求項５）」を提供す
る。また、本発明は第六に「前記金属材料が白金、金、
ロジウム、イリジウム、またはルテニウムであることを
特徴とする請求項４または５記載の情報書き込み方法
（請求項６）」を提供する。
ルテニウム酸ストロンチウム、酸化ルテニウム、イット
リウム-バリウム-銅の複合酸化物またはランタン-スト
ロンチウム-銅の複合酸化物であることを特徴とする請
求項４記載の情報書き込み方法（請求項５）」を提供す
る。また、本発明は第六に「前記金属材料が白金、金、
ロジウム、イリジウム、またはルテニウムであることを
特徴とする請求項４または５記載の情報書き込み方法
（請求項６）」を提供する。
【００１７】また、本発明は第七に「走査型プローブ顕
微鏡を用いて情報の書き込みを行うことを特徴とする請
求項４〜６のいずれかに記載の情報書き込み方法（請求
項７）」を提供する。また、本発明は第八に「基板上に
電極層と強誘電性薄膜層を積層して設けてなる情報記録
媒体であり、情報書き込み対象の強誘電性薄膜層部分に
分極領域が形成されて情報が書き込まれた情報記録媒体
を用意する過程と、前記強誘電性薄膜層の上方において
プローブを走査しながら、前記プローブの導電性探針と
前記電極層の間に交流電圧を印加して前記強誘電性薄膜
層による圧電応答またはインピーダンスの変化を前記プ
ローブで検出することにより、前記情報記録媒体に書き
込まれた情報を読み出す過程と、を備えた情報記録媒体
の情報読み出し方法において、前記電極層が導電性の酸
化物材料により構成されているか、或いは前記電極層が
金属材料（基板側）と導電性の酸化物材料（強誘電性薄
膜層側）との積層体により構成されていることを特徴と
する情報読み出し方法（請求項８）」を提供する。
微鏡を用いて情報の書き込みを行うことを特徴とする請
求項４〜６のいずれかに記載の情報書き込み方法（請求
項７）」を提供する。また、本発明は第八に「基板上に
電極層と強誘電性薄膜層を積層して設けてなる情報記録
媒体であり、情報書き込み対象の強誘電性薄膜層部分に
分極領域が形成されて情報が書き込まれた情報記録媒体
を用意する過程と、前記強誘電性薄膜層の上方において
プローブを走査しながら、前記プローブの導電性探針と
前記電極層の間に交流電圧を印加して前記強誘電性薄膜
層による圧電応答またはインピーダンスの変化を前記プ
ローブで検出することにより、前記情報記録媒体に書き
込まれた情報を読み出す過程と、を備えた情報記録媒体
の情報読み出し方法において、前記電極層が導電性の酸
化物材料により構成されているか、或いは前記電極層が
金属材料（基板側）と導電性の酸化物材料（強誘電性薄
膜層側）との積層体により構成されていることを特徴と
する情報読み出し方法（請求項８）」を提供する。
【００１８】また、本発明は第九に「前記酸化物材料が
ルテニウム酸ストロンチウム、酸化ルテニウム、イット
リウム-バリウム-銅の複合酸化物またはランタン-スト
ロンチウム-銅の複合酸化物であることを特徴とする請
求項８記載の情報読み出し方法（請求項９）」を提供す
る。また、本発明は第十に「前記金属材料が白金、金、
ロジウム、イリジウム、またはルテニウムであることを
特徴とする請求項８または９記載の情報読み出し方法
（請求項１０）」を提供する。
ルテニウム酸ストロンチウム、酸化ルテニウム、イット
リウム-バリウム-銅の複合酸化物またはランタン-スト
ロンチウム-銅の複合酸化物であることを特徴とする請
求項８記載の情報読み出し方法（請求項９）」を提供す
る。また、本発明は第十に「前記金属材料が白金、金、
ロジウム、イリジウム、またはルテニウムであることを
特徴とする請求項８または９記載の情報読み出し方法
（請求項１０）」を提供する。
【００１９】また、本発明は第十一に「走査型プローブ
顕微鏡を用いて情報の読み出しを行うことを特徴とする
請求項８〜１０のいずれかに記載の情報読み出し方法
（請求項１１）」を提供する。
顕微鏡を用いて情報の読み出しを行うことを特徴とする
請求項８〜１０のいずれかに記載の情報読み出し方法
（請求項１１）」を提供する。
【００２０】
【発明の実施の形態】本発明者は、強誘電体（特に、圧
電特性をはじめ電気特性が高い酸化物強誘電体）を100
ｎｍ以下に超薄膜化すると強誘電性が損なわれ、そのた
め、記録単位をさらに微小化するために必要な優れた強
誘電性を有する超薄膜を得ることができない原因につい
て鋭意研究した結果、以下のことを見いだした。
電特性をはじめ電気特性が高い酸化物強誘電体）を100
ｎｍ以下に超薄膜化すると強誘電性が損なわれ、そのた
め、記録単位をさらに微小化するために必要な優れた強
誘電性を有する超薄膜を得ることができない原因につい
て鋭意研究した結果、以下のことを見いだした。
【００２１】即ち、基板上に電極層を形成した後、電極
層上に酸化物強誘電体からなる超薄膜層を形成する際
に、該超薄膜層を結晶化させるための処理温度が600℃
と高いので、電極層として一般的に使用される金属薄膜
（例えばPt薄膜）の層と酸化物強誘電体からなる超薄膜
層との界面において相互拡散が発生し、また金属薄膜の
界面が僅かながら酸化して、その結果、強誘電性を持た
ない低誘電層が僅かながら形成されることを本発明者は
見いだした。。
層上に酸化物強誘電体からなる超薄膜層を形成する際
に、該超薄膜層を結晶化させるための処理温度が600℃
と高いので、電極層として一般的に使用される金属薄膜
（例えばPt薄膜）の層と酸化物強誘電体からなる超薄膜
層との界面において相互拡散が発生し、また金属薄膜の
界面が僅かながら酸化して、その結果、強誘電性を持た
ない低誘電層が僅かながら形成されることを本発明者は
見いだした。。
【００２２】さらに、本発明者は、誘電体層の膜厚が厚
い場合には、強誘電体層に対する低誘電体層の割合が小
さくなるので、電気的特性に与える影響は殆どないが、
100nm以下の超薄膜の場合にはこれが無視できなくな
り、そのため、100nm以下の超薄膜の場合には、すぐれ
た強誘電性及び圧電性を有する薄膜が得られないことを
見いだした。
い場合には、強誘電体層に対する低誘電体層の割合が小
さくなるので、電気的特性に与える影響は殆どないが、
100nm以下の超薄膜の場合にはこれが無視できなくな
り、そのため、100nm以下の超薄膜の場合には、すぐれ
た強誘電性及び圧電性を有する薄膜が得られないことを
見いだした。
【００２３】例えば、電極層の表面が酸化されて薄い絶
縁層ができると、電界がそこに集中するので、強誘電体
層に均一電圧がかからなくなり、強誘電体層が厚い場合
は無視できるが、100nm以下の超薄膜になると相対的に
その影響が目立つので大きな問題となる。そして、本発
明者は、電極層としては強誘電性薄膜層との前記相互拡
散が発生しにくく、かつ酸化物の強誘電性薄膜層と隣接
する界面が酸化の影響を受けない導電性酸化物からなる
電極層が適当であり、或いは金属材料（基板側）と前記
酸化の影響を受けない導電性の酸化物材料（強誘電性薄
膜層側）との積層体からなる電極層が適当であると考え
た。
縁層ができると、電界がそこに集中するので、強誘電体
層に均一電圧がかからなくなり、強誘電体層が厚い場合
は無視できるが、100nm以下の超薄膜になると相対的に
その影響が目立つので大きな問題となる。そして、本発
明者は、電極層としては強誘電性薄膜層との前記相互拡
散が発生しにくく、かつ酸化物の強誘電性薄膜層と隣接
する界面が酸化の影響を受けない導電性酸化物からなる
電極層が適当であり、或いは金属材料（基板側）と前記
酸化の影響を受けない導電性の酸化物材料（強誘電性薄
膜層側）との積層体からなる電極層が適当であると考え
た。
【００２４】そこで、基板上に電極層と強誘電性薄膜層
を積層して設けてなる本発明（請求項１〜１１）にかか
る情報記録媒体においては、電極層を導電性の酸化物材
料により構成するか、或いは電極層を金属材料（基板
側）と導電性の酸化物材料（強誘電性薄膜層側）との積
層体により構成することとした。その結果、本発明（請
求項１〜１１）にかかる情報記録媒体においては、記録
単位を従来よりもさらに微小化するために必要な優れた
強誘電性を有する超薄膜（100ｎｍ以下）を電極層上に
設けることが可能となった。
を積層して設けてなる本発明（請求項１〜１１）にかか
る情報記録媒体においては、電極層を導電性の酸化物材
料により構成するか、或いは電極層を金属材料（基板
側）と導電性の酸化物材料（強誘電性薄膜層側）との積
層体により構成することとした。その結果、本発明（請
求項１〜１１）にかかる情報記録媒体においては、記録
単位を従来よりもさらに微小化するために必要な優れた
強誘電性を有する超薄膜（100ｎｍ以下）を電極層上に
設けることが可能となった。
【００２５】即ち、本発明（請求項１〜１１）にかかる
情報記録媒体の電極層を構成する物質または電極層の上
層（強誘電性薄膜層側）を構成する物質は、電極層上に
設ける強誘電性の薄膜層を構成する物質と同じ酸化物で
あるため、強誘電性薄膜層との前記相互拡散が発生しに
くく、かつ酸化物の強誘電性薄膜層と隣接する界面が酸
化の影響を受けない。
情報記録媒体の電極層を構成する物質または電極層の上
層（強誘電性薄膜層側）を構成する物質は、電極層上に
設ける強誘電性の薄膜層を構成する物質と同じ酸化物で
あるため、強誘電性薄膜層との前記相互拡散が発生しに
くく、かつ酸化物の強誘電性薄膜層と隣接する界面が酸
化の影響を受けない。
【００２６】従って、本発明（請求項１〜１１）にかか
る情報記録媒体によれば、走査プローブ及び強誘電性薄
膜を用いた記録方式において、従来よりもさらに記録の
高密度化が可能である。基板上に電極層と強誘電性薄膜
層を積層して設けてなり、前記電極層が導電性の酸化物
材料により構成されているか、或いは前記電極層が金属
材料（基板側）と導電性の酸化物材料（強誘電性薄膜層
側）との積層体により構成されている本発明にかかる情
報記録媒体は、前記強誘電性薄膜層の上方においてプロ
ーブを走査しながら、情報書き込み対象の強誘電性薄膜
層部分に対向した前記プローブの導電性探針と前記電極
層の間に直流電圧を印加して前記強誘電性薄膜層部分に
分極領域を形成することにより、情報の書き込みを行う
ことができる（請求項４）。
る情報記録媒体によれば、走査プローブ及び強誘電性薄
膜を用いた記録方式において、従来よりもさらに記録の
高密度化が可能である。基板上に電極層と強誘電性薄膜
層を積層して設けてなり、前記電極層が導電性の酸化物
材料により構成されているか、或いは前記電極層が金属
材料（基板側）と導電性の酸化物材料（強誘電性薄膜層
側）との積層体により構成されている本発明にかかる情
報記録媒体は、前記強誘電性薄膜層の上方においてプロ
ーブを走査しながら、情報書き込み対象の強誘電性薄膜
層部分に対向した前記プローブの導電性探針と前記電極
層の間に直流電圧を印加して前記強誘電性薄膜層部分に
分極領域を形成することにより、情報の書き込みを行う
ことができる（請求項４）。
【００２７】基板上に電極層と強誘電性薄膜層を積層し
て設けてなり、前記電極層が導電性の酸化物材料により
構成され、或いは前記電極層が金属材料（基板側）と導
電性の酸化物材料（強誘電性薄膜層側）との積層体によ
り構成され、かつ情報書き込み対象の強誘電性薄膜層部
分に分極領域が形成されて情報が書き込まれた本発明に
かかる情報記録媒体は、前記強誘電性薄膜層の上方にお
いてプローブを走査しながら、前記プローブの導電性探
針と前記電極層の間に交流電圧を印加して前記強誘電性
薄膜層による圧電応答またはインピーダンスの変化を前
記プローブで検出することにより、前記情報記録媒体に
書き込まれた情報を読み出すことができる（請求項
８）。
て設けてなり、前記電極層が導電性の酸化物材料により
構成され、或いは前記電極層が金属材料（基板側）と導
電性の酸化物材料（強誘電性薄膜層側）との積層体によ
り構成され、かつ情報書き込み対象の強誘電性薄膜層部
分に分極領域が形成されて情報が書き込まれた本発明に
かかる情報記録媒体は、前記強誘電性薄膜層の上方にお
いてプローブを走査しながら、前記プローブの導電性探
針と前記電極層の間に交流電圧を印加して前記強誘電性
薄膜層による圧電応答またはインピーダンスの変化を前
記プローブで検出することにより、前記情報記録媒体に
書き込まれた情報を読み出すことができる（請求項
８）。
【００２８】本発明にかかる情報記録媒体の電極層を構
成する酸化物材料としては、例えば、ルテニウム酸スト
ロンチウム、酸化ルテニウム、イットリウム-バリウム-
銅の複合酸化物またはランタン-ストロンチウム-銅の複
合酸化物が使用できる（請求項２、５、９）。ここで、
ルテニウム酸ストロンチウム、イットリウム-バリウム-
銅の複合酸化物及びランタン-ストロンチウム-銅複合酸
化物は、酸化物強誘電体と同じペロブスカイト構造を有
する（a軸の長さが4オンク゛ストローム）ので、その上に強誘電
性薄膜層を形成しやすく有利である。また、酸化ルテニ
ウムは特に電極層として形成しやすい酸化物である。
成する酸化物材料としては、例えば、ルテニウム酸スト
ロンチウム、酸化ルテニウム、イットリウム-バリウム-
銅の複合酸化物またはランタン-ストロンチウム-銅の複
合酸化物が使用できる（請求項２、５、９）。ここで、
ルテニウム酸ストロンチウム、イットリウム-バリウム-
銅の複合酸化物及びランタン-ストロンチウム-銅複合酸
化物は、酸化物強誘電体と同じペロブスカイト構造を有
する（a軸の長さが4オンク゛ストローム）ので、その上に強誘電
性薄膜層を形成しやすく有利である。また、酸化ルテニ
ウムは特に電極層として形成しやすい酸化物である。
【００２９】本発明にかかる情報記録媒体の電極層を構
成する金属材料としては、例えば、白金、金、ロジウ
ム、イリジウム、またはルテニウムが使用できる（請求
項３、６、１０）。本発明にかかる情報記録媒体への情
報の書き込みは、例えば、走査型プローブ顕微鏡を用い
て行うことができる（請求項７）。
成する金属材料としては、例えば、白金、金、ロジウ
ム、イリジウム、またはルテニウムが使用できる（請求
項３、６、１０）。本発明にかかる情報記録媒体への情
報の書き込みは、例えば、走査型プローブ顕微鏡を用い
て行うことができる（請求項７）。
【００３０】また、本発明にかかる情報記録媒体に書き
込まれた情報の読み出しは、例えば、走査型プローブ顕
微鏡を用いて行うことができる（請求項１１）。電極層
及び強誘電性薄膜層を形成する本発明にかかる基板とし
ては、例えば、安価で耐熱性に優れた酸化物基板や、Si
O2層または酸化膜付きのシリコンウエハが使用できる。
また、基板の表面粗さはRmax=1nm程度が好ましい。
込まれた情報の読み出しは、例えば、走査型プローブ顕
微鏡を用いて行うことができる（請求項１１）。電極層
及び強誘電性薄膜層を形成する本発明にかかる基板とし
ては、例えば、安価で耐熱性に優れた酸化物基板や、Si
O2層または酸化膜付きのシリコンウエハが使用できる。
また、基板の表面粗さはRmax=1nm程度が好ましい。
【００３１】また、本発明にかかる強誘電性薄膜層の材
料としては、例えば、代表的な酸化物強誘電体であるPb
系のPbTiO3、Pb(Zr,Ti)O3、(Pb,La)(Zr,Ti)O3や、Ba系
のBaTiO3、(Ba,Sr)TiO3が使用できる。なお、前記材料
を用いて形成する強誘電性薄膜層の作製温度は600〜650
℃であり、いずれの材料を用いた場合でも600℃を越え
る高温となる。
料としては、例えば、代表的な酸化物強誘電体であるPb
系のPbTiO3、Pb(Zr,Ti)O3、(Pb,La)(Zr,Ti)O3や、Ba系
のBaTiO3、(Ba,Sr)TiO3が使用できる。なお、前記材料
を用いて形成する強誘電性薄膜層の作製温度は600〜650
℃であり、いずれの材料を用いた場合でも600℃を越え
る高温となる。
【００３２】以下、本発明を実施例により更に詳細に説
明するが、本発明はこれらの例に限定されるものではな
い。
明するが、本発明はこれらの例に限定されるものではな
い。
【００３３】
【実施例１】第１の実施の形態として、図１に示すよう
な基板上に電極層と強誘電性薄膜層を積層して設けてな
る情報記録媒体と走査型プローブ顕微鏡を用いた記録・
再生装置を作製した。本実施例の情報記録媒体は、基板
上に電極層と強誘電性薄膜層を積層して設けてなり、電
極層が導電性の酸化物材料（ルテニウム酸ストロンチウ
ム）により構成されている。
な基板上に電極層と強誘電性薄膜層を積層して設けてな
る情報記録媒体と走査型プローブ顕微鏡を用いた記録・
再生装置を作製した。本実施例の情報記録媒体は、基板
上に電極層と強誘電性薄膜層を積層して設けてなり、電
極層が導電性の酸化物材料（ルテニウム酸ストロンチウ
ム）により構成されている。
【００３４】本実施例の情報記録媒体の製造工程を示
す。まず、表面粗さ1nm以下に光学研磨したシリカガラ
ス基板上に電極層としてルテニウム酸ストロンチウムの
薄膜層（膜厚100nm）を形成した。電極層の形成は、圧
力比9/1のアルゴンと酸素の混合気体中（0.8Pa）におけ
る高周波マグネトロンスパッタ法を使用して行った。
す。まず、表面粗さ1nm以下に光学研磨したシリカガラ
ス基板上に電極層としてルテニウム酸ストロンチウムの
薄膜層（膜厚100nm）を形成した。電極層の形成は、圧
力比9/1のアルゴンと酸素の混合気体中（0.8Pa）におけ
る高周波マグネトロンスパッタ法を使用して行った。
【００３５】スパッタ条件は、スパッタ時の基板温度60
0℃、高周波密度2W/cm2、スパッタガス圧0.5Pa、成膜時
間30分間とした。また、スパッタターゲットには、酸化
ストロンチウム粉末と二酸化ルテニウム粉末をモル比1/
1で混合、焼成したものを使用した。次に、基板上に形
成した電極層の上に、強誘電体であるPZT薄膜層（膜厚3
0nm）を形成した。
0℃、高周波密度2W/cm2、スパッタガス圧0.5Pa、成膜時
間30分間とした。また、スパッタターゲットには、酸化
ストロンチウム粉末と二酸化ルテニウム粉末をモル比1/
1で混合、焼成したものを使用した。次に、基板上に形
成した電極層の上に、強誘電体であるPZT薄膜層（膜厚3
0nm）を形成した。
【００３６】PZT薄膜層の形成は、圧力比9/1のアルゴン
と酸素の混合気体中（0.8Pa）における高周波マグネト
ロンスパッタ法を使用して行った。スパッタ条件は、ス
パッタ時の基板温度650℃、高周波密度3W/cm2、スパッ
タガス圧0.8Paで、成膜時間10分間とした。また、スパ
ッタターゲットには、酸化鉛粉末と二酸化ジルコニウム
粉末と二酸化チタン粉末をモル比1.5/0.5/0.5で混合、
焼成したものを使用した。
と酸素の混合気体中（0.8Pa）における高周波マグネト
ロンスパッタ法を使用して行った。スパッタ条件は、ス
パッタ時の基板温度650℃、高周波密度3W/cm2、スパッ
タガス圧0.8Paで、成膜時間10分間とした。また、スパ
ッタターゲットには、酸化鉛粉末と二酸化ジルコニウム
粉末と二酸化チタン粉末をモル比1.5/0.5/0.5で混合、
焼成したものを使用した。
【００３７】ここで、化学量論組成と比較して酸化鉛を
50％過剰に入れたのは、基板温度が650℃と高温であ
り、酸化鉛が一部再蒸発してしまうためである。以上の
工程により、本実施例の情報記録媒体を製造した。本実
施例の情報記録媒体の特性を評価するために作製した金
製の上部電極（直径0.25mm）と情報記録媒体の電極層と
の間に電圧を印加して、PZT強誘電性薄膜層の誘電特性
及び強誘電特性を測定した。
50％過剰に入れたのは、基板温度が650℃と高温であ
り、酸化鉛が一部再蒸発してしまうためである。以上の
工程により、本実施例の情報記録媒体を製造した。本実
施例の情報記録媒体の特性を評価するために作製した金
製の上部電極（直径0.25mm）と情報記録媒体の電極層と
の間に電圧を印加して、PZT強誘電性薄膜層の誘電特性
及び強誘電特性を測定した。
【００３８】測定結果は、比誘電率500、誘電損失0.0
5、残留分極20μC/cm2、抗電界100kV/cmであり、白金薄
膜を電極層としていた従来の情報記録媒体と比較して、
比誘電率は2〜3倍程度大きな値であった。また、強誘電
特性については、白金薄膜を電極層としていた従来の情
報記録媒体の場合には、30nmという薄い膜（強誘電性薄
膜層）では強誘電特性は測定できなかったが、本実施例
では電極層を酸化物導電性薄膜により形成したので、30
nmという薄い膜（強誘電性薄膜層）でも強誘電特性を測
定することができた。
5、残留分極20μC/cm2、抗電界100kV/cmであり、白金薄
膜を電極層としていた従来の情報記録媒体と比較して、
比誘電率は2〜3倍程度大きな値であった。また、強誘電
特性については、白金薄膜を電極層としていた従来の情
報記録媒体の場合には、30nmという薄い膜（強誘電性薄
膜層）では強誘電特性は測定できなかったが、本実施例
では電極層を酸化物導電性薄膜により形成したので、30
nmという薄い膜（強誘電性薄膜層）でも強誘電特性を測
定することができた。
【００３９】記録・再生装置としては走査型プローブ顕
微鏡を用いて、本実施例の情報記録媒体への情報書き込
み（記録）と情報読み出し（再生）を行った。ここで、
情報の書き込み及び読み出しには、先端に導電性の探針
（クロム製等）を備えた走査プローブを使用した。即
ち、情報記録媒体の強誘電性薄膜層の上方においてプロ
ーブを走査しながら、情報書き込み対象の強誘電性薄膜
層部分に対向した前記プローブの導電性探針と前記電極
層の間に直流電圧５Ｖを印加して前記強誘電性薄膜層部
分にナノメートルオーダーの分極領域を形成することに
より、情報記録媒体への情報の書き込みを行った。
微鏡を用いて、本実施例の情報記録媒体への情報書き込
み（記録）と情報読み出し（再生）を行った。ここで、
情報の書き込み及び読み出しには、先端に導電性の探針
（クロム製等）を備えた走査プローブを使用した。即
ち、情報記録媒体の強誘電性薄膜層の上方においてプロ
ーブを走査しながら、情報書き込み対象の強誘電性薄膜
層部分に対向した前記プローブの導電性探針と前記電極
層の間に直流電圧５Ｖを印加して前記強誘電性薄膜層部
分にナノメートルオーダーの分極領域を形成することに
より、情報記録媒体への情報の書き込みを行った。
【００４０】また、情報記録媒体の強誘電性薄膜層の上
方においてプローブを走査しながら、前記プローブの導
電性探針と前記電極層の間に交流電圧１Ｖを印加して前
記強誘電性薄膜層による圧電応答またはインピーダンス
の変化を前記プローブで検出することにより、前記情報
記録媒体に書き込まれた情報の読み出しを行った。かか
る情報の読み出しの際には、強誘電性薄膜層の分極処理
がなされた領域となされていない領域とで、誘電特性、
圧電特性、強誘電特性が異なるため、それが圧電応答や
インピーダンスの変化として表われる。
方においてプローブを走査しながら、前記プローブの導
電性探針と前記電極層の間に交流電圧１Ｖを印加して前
記強誘電性薄膜層による圧電応答またはインピーダンス
の変化を前記プローブで検出することにより、前記情報
記録媒体に書き込まれた情報の読み出しを行った。かか
る情報の読み出しの際には、強誘電性薄膜層の分極処理
がなされた領域となされていない領域とで、誘電特性、
圧電特性、強誘電特性が異なるため、それが圧電応答や
インピーダンスの変化として表われる。
【００４１】本実施例の情報記録媒体における最小記録
ビットは25nm程度であり、原理的に1平方インチ当たり1
テラバイト以上の記録が可能になった。
ビットは25nm程度であり、原理的に1平方インチ当たり1
テラバイト以上の記録が可能になった。
【００４２】
【実施例２】本実施例の情報記録媒体は、基板上に電極
層と強誘電性薄膜層を積層して設けてなり、電極層が導
電性の酸化物材料（ルテニウム酸ストロンチウム）によ
り構成されている。本実施例の情報記録媒体の製造工程
を示す。
層と強誘電性薄膜層を積層して設けてなり、電極層が導
電性の酸化物材料（ルテニウム酸ストロンチウム）によ
り構成されている。本実施例の情報記録媒体の製造工程
を示す。
【００４３】まず、表面粗さ1nm以下に光学研磨したシ
リカガラス基板上に電極層としてルテニウム酸ストロン
チウムの薄膜層（膜厚100nm）を形成した。電極層の形
成は、減圧酸素雰囲気下における化学気相成長法（CV
D）を使用して行った。CVDの成膜条件は、基板温度600
℃、酸素ガス圧500Pa、成膜時間30分間とし、原料ガス
にはSr(DPM)2とRu(DPM)2を加熱、気化させてモル比1/1
で混合したガスを使用した。
リカガラス基板上に電極層としてルテニウム酸ストロン
チウムの薄膜層（膜厚100nm）を形成した。電極層の形
成は、減圧酸素雰囲気下における化学気相成長法（CV
D）を使用して行った。CVDの成膜条件は、基板温度600
℃、酸素ガス圧500Pa、成膜時間30分間とし、原料ガス
にはSr(DPM)2とRu(DPM)2を加熱、気化させてモル比1/1
で混合したガスを使用した。
【００４４】この原料ガスは、基板が収納された成長室
に送られて基板表面において分解、酸化されて膜が基板
上に成長した。次に、基板上に形成した電極層の上に、
強誘電体であるPZT薄膜層（膜厚30nm）を形成した。PZT
薄膜層の形成は、同様に減圧酸素雰囲気下における化学
気相成長法（CVD）を使用して行った。
に送られて基板表面において分解、酸化されて膜が基板
上に成長した。次に、基板上に形成した電極層の上に、
強誘電体であるPZT薄膜層（膜厚30nm）を形成した。PZT
薄膜層の形成は、同様に減圧酸素雰囲気下における化学
気相成長法（CVD）を使用して行った。
【００４５】CVDの成膜条件は、基板温度600℃、酸素ガ
ス圧1000Pa、成膜時間10分間とし、原料ガスにはPb(DP
M)2とZr(DPM)4とTi(O-Bu)4を加熱、気化させてモル比1.
2/0.5/0.5で混合したガスを使用した。この原料ガス
は、基板が収納された成長室に送られて基板表面におい
て分解、酸化されて膜が基板上に成長した。
ス圧1000Pa、成膜時間10分間とし、原料ガスにはPb(DP
M)2とZr(DPM)4とTi(O-Bu)4を加熱、気化させてモル比1.
2/0.5/0.5で混合したガスを使用した。この原料ガス
は、基板が収納された成長室に送られて基板表面におい
て分解、酸化されて膜が基板上に成長した。
【００４６】ここで、化学量論組成と比較して鉛の原料
ガスを20％過剰に入れたのは、基板温度が600℃と高温
であり、酸化鉛が一部再蒸発してしまうためである。以
上の工程により、本実施例の情報記録媒体を製造した。
本実施例の情報記録媒体の特性を評価するために作製し
た金製の上部電極（直径0.25mm）と情報記録媒体の電極
層との間に電圧を印加して、PZT強誘電性薄膜層の誘電
特性及び強誘電特性を測定した。
ガスを20％過剰に入れたのは、基板温度が600℃と高温
であり、酸化鉛が一部再蒸発してしまうためである。以
上の工程により、本実施例の情報記録媒体を製造した。
本実施例の情報記録媒体の特性を評価するために作製し
た金製の上部電極（直径0.25mm）と情報記録媒体の電極
層との間に電圧を印加して、PZT強誘電性薄膜層の誘電
特性及び強誘電特性を測定した。
【００４７】測定結果は、比誘電率600、誘電損失0.0
5、残留分極20μC/cm2、抗電界50kV/cmであり、白金薄
膜を電極層としていた従来の情報記録媒体と比較して、
比誘電率は2〜3倍程度大きな値であった。また、強誘電
特性については、白金薄膜を電極層としていた従来の情
報記録媒体の場合には、30nmという薄い膜（強誘電性薄
膜層）では強誘電特性は測定できなかったが、本実施例
では電極層を酸化物導電性薄膜により形成したので、30
nmという薄い膜（強誘電性薄膜層）でも強誘電特性を測
定することができた。
5、残留分極20μC/cm2、抗電界50kV/cmであり、白金薄
膜を電極層としていた従来の情報記録媒体と比較して、
比誘電率は2〜3倍程度大きな値であった。また、強誘電
特性については、白金薄膜を電極層としていた従来の情
報記録媒体の場合には、30nmという薄い膜（強誘電性薄
膜層）では強誘電特性は測定できなかったが、本実施例
では電極層を酸化物導電性薄膜により形成したので、30
nmという薄い膜（強誘電性薄膜層）でも強誘電特性を測
定することができた。
【００４８】実施例１と同様に、記録・再生装置として
走査型プローブ顕微鏡を用いて、本実施例の情報記録媒
体への情報書き込み（記録）と情報読み出し（再生）を
行ったところ、実施例１と同様な高密度な記録と再生が
可能であることが判った。
走査型プローブ顕微鏡を用いて、本実施例の情報記録媒
体への情報書き込み（記録）と情報読み出し（再生）を
行ったところ、実施例１と同様な高密度な記録と再生が
可能であることが判った。
【００４９】
【実施例３】本実施例の情報記録媒体は、基板上に電極
層と強誘電性薄膜層を積層して設けてなり、電極層が導
電性の酸化物材料（ルテニウム酸ストロンチウム）によ
り構成されている。本実施例の情報記録媒体の製造工程
を示す。
層と強誘電性薄膜層を積層して設けてなり、電極層が導
電性の酸化物材料（ルテニウム酸ストロンチウム）によ
り構成されている。本実施例の情報記録媒体の製造工程
を示す。
【００５０】まず、表面粗さ1nm以下に光学研磨したシ
リカガラス基板上に電極層としてルテニウム酸ストロン
チウムの薄膜層（膜厚100nm）を形成した。電極層の形
成は、減圧オゾン（O3）雰囲気下におけるレーザーアブ
レーション法を使用して行った。レーザーアブレーショ
ンによる成膜条件は、基板温度600℃、オゾンガス圧1P
a、成膜時間30分間とし、ターゲットには酸化ストロン
チウム粉末と二酸化ルテニウム粉末をモル比1/1で混
合、焼成したものを使用した。
リカガラス基板上に電極層としてルテニウム酸ストロン
チウムの薄膜層（膜厚100nm）を形成した。電極層の形
成は、減圧オゾン（O3）雰囲気下におけるレーザーアブ
レーション法を使用して行った。レーザーアブレーショ
ンによる成膜条件は、基板温度600℃、オゾンガス圧1P
a、成膜時間30分間とし、ターゲットには酸化ストロン
チウム粉末と二酸化ルテニウム粉末をモル比1/1で混
合、焼成したものを使用した。
【００５１】次に、基板上に形成した電極層の上に、強
誘電体であるPZT薄膜層（膜厚30nm）を形成した。PZT薄
膜層の形成は、同様に減圧オゾン（O3）雰囲気下におけ
るレーザーアブレーション法を使用して行った。レーザ
ーアブレーションによる成膜条件は、基板温度600℃、
オゾンガス圧1Pa、成膜時間10分間とし、ターゲットに
は酸化鉛粉末と二酸化ジルコニウム粉末と二酸化チタン
粉末をモル比1.5/0.5/0.5で混合、焼成したものを使用
した。
誘電体であるPZT薄膜層（膜厚30nm）を形成した。PZT薄
膜層の形成は、同様に減圧オゾン（O3）雰囲気下におけ
るレーザーアブレーション法を使用して行った。レーザ
ーアブレーションによる成膜条件は、基板温度600℃、
オゾンガス圧1Pa、成膜時間10分間とし、ターゲットに
は酸化鉛粉末と二酸化ジルコニウム粉末と二酸化チタン
粉末をモル比1.5/0.5/0.5で混合、焼成したものを使用
した。
【００５２】ここで、化学量論組成と比較して酸化鉛を
50％過剰に入れたのは、基板温度が650℃と高温であ
り、酸化鉛が一部再蒸発してしまうためである。以上の
工程により、本実施例の情報記録媒体を製造した。本実
施例の情報記録媒体の特性を評価するために作製した金
製の上部電極（直径0.25mm）と情報記録媒体の電極層と
の間に電圧を印加して、PZT強誘電性薄膜層の誘電特性
及び強誘電特性を測定した。
50％過剰に入れたのは、基板温度が650℃と高温であ
り、酸化鉛が一部再蒸発してしまうためである。以上の
工程により、本実施例の情報記録媒体を製造した。本実
施例の情報記録媒体の特性を評価するために作製した金
製の上部電極（直径0.25mm）と情報記録媒体の電極層と
の間に電圧を印加して、PZT強誘電性薄膜層の誘電特性
及び強誘電特性を測定した。
【００５３】測定結果は、比誘電率400、誘電損失0.0
5、残留分極15μC/cm2、抗電界80kV/cmであり、白金薄
膜を電極層としていた従来の情報記録媒体と比較して、
比誘電率は2〜3倍程度大きな値であった。また、強誘電
特性については、白金薄膜を電極層としていた従来の情
報記録媒体の場合には、30nmという薄い膜（強誘電性薄
膜層）では強誘電特性は測定できなかったが、本実施例
では電極層を酸化物導電性薄膜により形成したので、30
nmという薄い膜（強誘電性薄膜層）でも強誘電特性を測
定することができた。
5、残留分極15μC/cm2、抗電界80kV/cmであり、白金薄
膜を電極層としていた従来の情報記録媒体と比較して、
比誘電率は2〜3倍程度大きな値であった。また、強誘電
特性については、白金薄膜を電極層としていた従来の情
報記録媒体の場合には、30nmという薄い膜（強誘電性薄
膜層）では強誘電特性は測定できなかったが、本実施例
では電極層を酸化物導電性薄膜により形成したので、30
nmという薄い膜（強誘電性薄膜層）でも強誘電特性を測
定することができた。
【００５４】実施例１、２と同様に、記録・再生装置と
して走査型プローブ顕微鏡を用いて、本実施例の情報記
録媒体への情報書き込み（記録）と情報読み出し（再
生）を行ったところ、実施例１、２と同様な高密度な記
録と再生が可能であることが判った。以上の実施例にお
いては、電極層を導電性の酸化物材料により構成した
が、電極層の導電性を向上させるために、電極層を金属
材料（基板側）と導電性の酸化物材料（強誘電性薄膜層
側）との積層体により構成してもよい。
して走査型プローブ顕微鏡を用いて、本実施例の情報記
録媒体への情報書き込み（記録）と情報読み出し（再
生）を行ったところ、実施例１、２と同様な高密度な記
録と再生が可能であることが判った。以上の実施例にお
いては、電極層を導電性の酸化物材料により構成した
が、電極層の導電性を向上させるために、電極層を金属
材料（基板側）と導電性の酸化物材料（強誘電性薄膜層
側）との積層体により構成してもよい。
【００５５】かかる構成にした情報記録媒体の場合に
も、前記実施例と同様な高密度な記録と再生が可能であ
った。
も、前記実施例と同様な高密度な記録と再生が可能であ
った。
【００５６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
従来よりもさらに記録の高密度化が可能な情報記録媒
体、該情報記録媒体への情報書き込み方法及び該情報記
録媒体からの情報読み出し方法を提供することができ
る。即ち、本発明（請求項１〜１１）にかかる情報記録
媒体においては、記録単位を従来よりもさらに微小化す
るために必要な優れた強誘電性を有する超薄膜（100ｎ
ｍ以下）を設けることが可能である。
従来よりもさらに記録の高密度化が可能な情報記録媒
体、該情報記録媒体への情報書き込み方法及び該情報記
録媒体からの情報読み出し方法を提供することができ
る。即ち、本発明（請求項１〜１１）にかかる情報記録
媒体においては、記録単位を従来よりもさらに微小化す
るために必要な優れた強誘電性を有する超薄膜（100ｎ
ｍ以下）を設けることが可能である。
【００５７】従って、本発明（請求項１〜１１）にかか
る情報記録媒体によれば、走査プローブ及び強誘電性薄
膜を用いた記録方式において、従来よりもさらに記録の
高密度化が可能である。また、本発明にかかる情報記録
媒体は、前記強誘電性薄膜層の上方においてプローブを
走査しながら、情報書き込み対象の強誘電性薄膜層部分
に対向した前記プローブの導電性探針と前記電極層の間
に直流電圧を印加して前記強誘電性薄膜層部分に分極領
域を形成することにより、情報の書き込みを行うことが
できる（請求項４）。
る情報記録媒体によれば、走査プローブ及び強誘電性薄
膜を用いた記録方式において、従来よりもさらに記録の
高密度化が可能である。また、本発明にかかる情報記録
媒体は、前記強誘電性薄膜層の上方においてプローブを
走査しながら、情報書き込み対象の強誘電性薄膜層部分
に対向した前記プローブの導電性探針と前記電極層の間
に直流電圧を印加して前記強誘電性薄膜層部分に分極領
域を形成することにより、情報の書き込みを行うことが
できる（請求項４）。
【００５８】また、本発明にかかる情報記録媒体は、前
記強誘電性薄膜層の上方においてプローブを走査しなが
ら、前記プローブの導電性探針と前記電極層の間に交流
電圧を印加して前記強誘電性薄膜層による圧電応答また
はインピーダンスの変化を前記プローブで検出すること
により、書き込まれた情報を読み出すことができる（請
求項８）。
記強誘電性薄膜層の上方においてプローブを走査しなが
ら、前記プローブの導電性探針と前記電極層の間に交流
電圧を印加して前記強誘電性薄膜層による圧電応答また
はインピーダンスの変化を前記プローブで検出すること
により、書き込まれた情報を読み出すことができる（請
求項８）。
【００５９】本発明にかかる情報記録媒体の電極層を構
成する酸化物材料としては、例えば、ルテニウム酸スト
ロンチウム、酸化ルテニウム、イットリウム-バリウム-
銅の複合酸化物またはランタン-ストロンチウム-銅の複
合酸化物が使用できる（請求項２、５、９）。本発明に
かかる情報記録媒体の電極層を構成する金属材料として
は、例えば、白金、金、ロジウム、イリジウム、または
ルテニウムが使用できる（請求項３、６、１０）。
成する酸化物材料としては、例えば、ルテニウム酸スト
ロンチウム、酸化ルテニウム、イットリウム-バリウム-
銅の複合酸化物またはランタン-ストロンチウム-銅の複
合酸化物が使用できる（請求項２、５、９）。本発明に
かかる情報記録媒体の電極層を構成する金属材料として
は、例えば、白金、金、ロジウム、イリジウム、または
ルテニウムが使用できる（請求項３、６、１０）。
【００６０】本発明にかかる情報記録媒体への情報の書
き込みは、例えば、走査型プローブ顕微鏡を用いて行う
ことができる（請求項７）。また、本発明にかかる情報
記録媒体に書き込まれた情報の読み出しは、例えば、走
査型プローブ顕微鏡を用いて行うことができる（請求項
１１）。
き込みは、例えば、走査型プローブ顕微鏡を用いて行う
ことができる（請求項７）。また、本発明にかかる情報
記録媒体に書き込まれた情報の読み出しは、例えば、走
査型プローブ顕微鏡を用いて行うことができる（請求項
１１）。
【図１】は、実施例の情報記録媒体と走査型プローブ顕
微鏡を用いた記録・再生装置を示す模式図である。 以上
微鏡を用いた記録・再生装置を示す模式図である。 以上
Claims (11)
- 【請求項１】 基板上に電極層と強誘電性薄膜層を積層
して設けてなる情報記録媒体において、 前記電極層が導電性の酸化物材料により構成されている
か、或いは前記電極層が金属材料（基板側）と導電性の
酸化物材料（強誘電性薄膜層側）との積層体により構成
されていることを特徴とする情報記録媒体。 - 【請求項２】 前記酸化物材料がルテニウム酸ストロン
チウム、酸化ルテニウム、イットリウム-バリウム-銅の
複合酸化物またはランタン-ストロンチウム-銅の複合酸
化物であることを特徴とする請求項１記載の情報記録媒
体。 - 【請求項３】 前記金属材料が白金、金、ロジウム、イ
リジウム、またはルテニウムであることを特徴とする請
求項１または２記載の情報記録媒体。 - 【請求項４】 基板上に電極層と強誘電性薄膜層を積層
して設けてなる情報記録媒体を用意する過程と、前記強
誘電性薄膜層の上方においてプローブを走査しながら、
情報書き込み対象の強誘電性薄膜層部分に対向した前記
プローブの導電性探針と前記電極層の間に直流電圧を印
加して前記強誘電性薄膜層部分に分極領域を形成するこ
とにより、情報の書き込みを行う過程と、を備えた情報
記録媒体への情報書き込み方法において、 前記電極層が導電性の酸化物材料により構成されている
か、或いは前記電極層が金属材料（基板側）と導電性の
酸化物材料（強誘電性薄膜層側）との積層体により構成
されていることを特徴とする情報書き込み方法。 - 【請求項５】 前記酸化物材料がルテニウム酸ストロン
チウム、酸化ルテニウム、イットリウム-バリウム-銅の
複合酸化物またはランタン-ストロンチウム-銅の複合酸
化物であることを特徴とする請求項４記載の情報書き込
み方法。 - 【請求項６】 前記金属材料が白金、金、ロジウム、イ
リジウム、またはルテニウムであることを特徴とする請
求項４または５記載の情報書き込み方法。 - 【請求項７】 走査型プローブ顕微鏡を用いて情報の書
き込みを行うことを特徴とする請求項４〜６のいずれか
に記載の情報書き込み方法。 - 【請求項８】 基板上に電極層と強誘電性薄膜層を積層
して設けてなる情報記録媒体であり、情報書き込み対象
の強誘電性薄膜層部分に分極領域が形成されて情報が書
き込まれた情報記録媒体を用意する過程と、前記強誘電
性薄膜層の上方においてプローブを走査しながら、前記
プローブの導電性探針と前記電極層の間に交流電圧を印
加して前記強誘電性薄膜層による圧電応答またはインピ
ーダンスの変化を前記プローブで検出することにより、
前記情報記録媒体に書き込まれた情報を読み出す過程
と、を備えた情報記録媒体の情報読み出し方法におい
て、 前記電極層が導電性の酸化物材料により構成されている
か、或いは前記電極層が金属材料（基板側）と導電性の
酸化物材料（強誘電性薄膜層側）との積層体により構成
されていることを特徴とする情報読み出し方法。 - 【請求項９】 前記酸化物材料がルテニウム酸ストロン
チウム、酸化ルテニウム、イットリウム-バリウム-銅の
複合酸化物またはランタン-ストロンチウム-銅の複合酸
化物であることを特徴とする請求項８記載の情報読み出
し方法。 - 【請求項１０】 前記金属材料が白金、金、ロジウム、
イリジウム、またはルテニウムであることを特徴とする
請求項８または９記載の情報読み出し方法。 - 【請求項１１】 走査型プローブ顕微鏡を用いて情報の
読み出しを行うことを特徴とする請求項８〜１０のいず
れかに記載の情報読み出し方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10123245A JPH11316983A (ja) | 1998-05-06 | 1998-05-06 | 情報記録媒体、情報書き込み方法及び情報読み出し方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10123245A JPH11316983A (ja) | 1998-05-06 | 1998-05-06 | 情報記録媒体、情報書き込み方法及び情報読み出し方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11316983A true JPH11316983A (ja) | 1999-11-16 |
Family
ID=14855807
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10123245A Pending JPH11316983A (ja) | 1998-05-06 | 1998-05-06 | 情報記録媒体、情報書き込み方法及び情報読み出し方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11316983A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100379415B1 (ko) * | 2000-01-13 | 2003-04-10 | 엘지전자 주식회사 | 강유전체 기록 매체 및 그 제조 방법 |
| KR100388549B1 (ko) * | 1999-10-06 | 2003-06-25 | 인터내셔널 비지네스 머신즈 코포레이션 | 데이터 저장용 강유전성 드라이브 |
| JPWO2010016132A1 (ja) * | 2008-08-07 | 2012-01-12 | パイオニア株式会社 | 情報記録再生メモリ媒体及びその製造方法 |
| JP2013239231A (ja) * | 2013-07-29 | 2013-11-28 | Pioneer Electronic Corp | 情報記録再生メモリ媒体 |
| JP5427991B2 (ja) * | 2008-08-07 | 2014-02-26 | 株式会社渡辺商行 | 情報記録再生メモリ媒体 |
-
1998
- 1998-05-06 JP JP10123245A patent/JPH11316983A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100388549B1 (ko) * | 1999-10-06 | 2003-06-25 | 인터내셔널 비지네스 머신즈 코포레이션 | 데이터 저장용 강유전성 드라이브 |
| KR100379415B1 (ko) * | 2000-01-13 | 2003-04-10 | 엘지전자 주식회사 | 강유전체 기록 매체 및 그 제조 방법 |
| JPWO2010016132A1 (ja) * | 2008-08-07 | 2012-01-12 | パイオニア株式会社 | 情報記録再生メモリ媒体及びその製造方法 |
| JP5427991B2 (ja) * | 2008-08-07 | 2014-02-26 | 株式会社渡辺商行 | 情報記録再生メモリ媒体 |
| JP2013239231A (ja) * | 2013-07-29 | 2013-11-28 | Pioneer Electronic Corp | 情報記録再生メモリ媒体 |
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