(57)【要約】【課題】  ナノロッド情報記録媒体及びその製造方法を提供する。【解決手段】  基板に、所定の縦横比とナノロッドパターンとを有するマスクを利用し、スパッタリング法でナノロッドによるナノロッド記録層を形成する段階を含む情報記録媒体の製造方法である。【選択図】      図３Ａ
2010186533.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１ナノロッドアレイに対応する多数のパターンを有する第１マスクを利用したスパッタリング法によって、第１ナノロッド記録層を基板上に形成する段階を含む情報記録媒体の製造方法。
【請求項２】
前記第１ナノロッド記録層と異なったものであり、第２ナノロッドアレイに対応する多数のパターンを有する第２マスクを利用したスパッタリング法によって、第２ナノロッド記録層を前記基板上に形成する段階をさらに含み、
前記第１ナノロッド記録層と第２ナノロッド記録層は、１層の記録積層に含まれることを特徴とする請求項１に記載の情報記録媒体の製造方法。
【請求項３】
前記第１ナノロッド記録層及び第２ナノロッド記録層と異なったものであり、第３ナノロッドアレイに対応する多数のパターンを有する第３マスクを利用したスパッタリング法によって、第３ナノロッド記録層を前記基板上に形成する段階をさらに含み、
前記第１ナノロッド記録層、第２ナノロッド記録層及び第３ナノロッド記録層は、前記記録積層に順番に設けられ、第１ナノロッド、第２ナノロッド及び第３ナノロッドは、互いに異なる配向角度を有することを特徴とする請求項２に記載の情報記録媒体の製造方法。
【請求項４】
前記第１ナノロッド記録層の形成時、前記第１マスクを利用した積層によって多数のナノロッドを形成し、前記多数のナノロッドを埋め込む埋め込み層を形成することをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の情報記録媒体の製造方法。
【請求項５】
前記第１ナノロッド記録層と異なったものであり、第２ナノロッドアレイに対応する多数のパターンを有する第２マスクを利用したスパッタリング法によって、第２ナノロッド記録層を前記基板上に形成する段階をさらに含み、
前記第１ナノロッド記録層と第２ナノロッド記録層は、１層の記録積層に含まれることを特徴とする請求項４に記載の情報記録媒体の製造方法。
【請求項６】
それぞれ互いに異なる配向のナノロッドを有する複数のナノロッド記録層を含む他の１層の記録積層を形成する段階をさらに含むことを特徴とする請求項２に記載の情報記録媒体の製造方法。
【請求項７】
前記他の１層の記録積層は、第３ナノロッド配列を有する第３記録層と、第４ナノロッド配列を有する第４記録層とを含み、
前記第１ナノロッド配列の配向角度は、前記第２ナノロッド配列の配向角度が同一であり、第２ナノロッド配列の配向角度は、前記第４ナノロッド配列の配向角度と同じであることを特徴とする請求項６に記載の情報記録媒体の製造方法。
【請求項８】
前記情報記録媒体上に反射層をさらに形成することを特徴とする請求項１ないし請求項７のうち、いずれか一項に記載の情報記録媒体の製造方法。
【請求項９】
第１ナノロッド記録層と第２ナノロッド記録層との間に、間隔層をさらに形成することを特徴とする請求項２ないし請求項８のうち、いずれか一項に記載の情報記録媒体の製造方法。
【請求項１０】
情報記録及び／または再生装置に適用されるものであり、
第１配向角度を有する第１ナノロッド配列を含む第１ナノロッド記録層と、
前記第１配向角度と異なる第２配向角度を有する第２ナノロッド配列を含む第２ナノロッド記録層とを具備し、
第１ナノロッド記録層は、前記情報記録／再生装置により、前記第１配向角度に平行な偏光軸を有する光によって、記録及び／または再生を可能にし、
第２ナノロッド記録層は、前記情報記録／再生装置により、前記第２配向角度に平行な偏光軸を有する光によって、記録及び／または再生が可能なようになっている情報記録媒体。
【請求項１１】
前記第１配向角度及び第２配向角度と異なる第３配向角度を有する第３ナノロッド配列を含む第３ナノロッド記録層をさらに含み、前記情報記録／再生装置により、前記第３配向角度に平行な偏光軸を有する光によって、記録及び／または再生を可能にし、
前記第１ナノロッド記録層、第２ナノロッド記録層及び３ナノロッド記録層は、１層の記録積層に、その順序通りに設けられることを特徴とする請求項１０に記載の情報記録媒体。
【請求項１２】
第３配向角度を有する第３ナノロッド配列を含む第３ナノロッド記録層をさらに含み、
前記第１ナノロッド記録層及び第２ナノロッド記録層は、第１記録積層に順番に積層され、前記第３ナノロッド記録層は、前記第１記録積層と他の第２記録積層とに含まれることを特徴とする請求項１０に記載の情報記録媒体。
【請求項１３】
前記第２記録積層に含まれるものであり、第４配向角度を有する第４ナノロッド記録層をさらに含み、
前記第１配向角度は、第３配向角度と同一であり、前記第２配向角度は、第４配向角度と同じであることを特徴とする請求項１２に記載の情報記録媒体。
【請求項１４】
前記情報記録及び／または再生装置からの光を反射する反射層をさらに含むことを特徴とする請求項１０ないし請求項１３のうち、いずれか一項に記載の情報記録媒体。
【請求項１５】
前記第１ナノロッド記録層と第２ナノロッド記録層との間、または第１記録積層と第２記録積層との間に、間隔層がさらに設けられていることを特徴とする請求項１０ないし請求項１４のうち、いずれか一項に記載の情報記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ナノ構造物による偏光吸収特性と波長吸収特性とを利用するナノロッド記録媒体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
所定の縦横比（aspect  ratio）を有するナノロッドは、特定波長の光に高い吸収を示すことが知られている。このようなナノロッドの物理−光学的特性は、多様な分野に応用が可能である。ほとんどのナノロッドは、一般的に、化学的析出方法によって製造される。このように製造されたナノロッドが応用されるためには、適用対象の表面に塗布された後、さまざまな固定方法や手段によって定着されるが、かような従来方法や手段は、さまざまな面で不利であるために、多様な分野への応用を制限している。また、物質特性面で析出方法によれば、縦横比の範囲が広く、この調節が容易ではない。縦横比の容易な調節は、応用分野を広め、ナノロッドの利用目的を向上させられる。従って、縦横比の容易な調節についての研究が必要である。
【０００３】
ナノロッドの応用分野として、縦横比の調節による光学的特性変化と配向方向変化とによる偏光吸収特性を利用する情報記録分野がある（非特許文献１）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】James  W．M．Chon，Craig  Bullen，Peter  Zijlstra  and  Min  Gu“Spectral  Encoding  on  Gold  Nanorods  Doped  in  a  Silica  Sol-Gel  Matrix  and  Its  Application  to  High-Density  Optical  Data  Storage”Adv．Funct  Mater．17，875-880(2007)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、高密度の容量を有することができる情報記録媒体及びその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
例示的実施形態による情報記録媒体は、情報記録及び／または再生装置に適用されるものであり、第１配向角度を有する第１ナノロッド配列を含む第１ナノロッド記録層と、前記第１配向角度と異なる第２配向角度を有する第２ナノロッド配列を含む第２ナノロッド記録層とを具備する。
【０００７】
前記第１ナノロッド記録層は、前記情報記録／再生装置により、前記第１配向角度に平行な偏光軸を有する光によって、記録及び／または再生を可能にし、第２ナノロッド記録層は、前記情報記録／再生装置により、前記第２配向角度に平行な偏光軸を有する光によって、記録及び／または再生を可能にする。
【０００８】
他の実施形態による情報記録媒体は、前記第１配向角度及び第２配向角度と異なる第３配向角度を有する第３ナノロッド配列を含む第３ナノロッド記録層をさらに含む。前記情報記録／再生装置により、前記第３配向角度に平行な偏光軸を有する光によって、記録及び／または再生を可能にし、前記第１ナノロッド記録層、第２ナノロッド記録層及び３ナノロッド記録層は、１つの記録積層にその順序通りに設けられる。
【０００９】
さらに他の実施形態による情報記録媒体は、第３配向角度を有する第３ナノロッド配列を含む第３ナノロッド記録層をさらに含む。前記第１ナノロッド記録層及び第２ナノロッド記録層は、第１記録積層に順番に積層され、前記第３ナノロッド記録層は、前記第１記録積層と他の第２記録積層とに含まれる。
【００１０】
例示的実施形態による情報記録媒体の製造方法は、基板に、ナノロッドアレイに対応するパターンを有するマスクを利用したスパッタリング法でナノロッド記録層を形成する段階を含む。
【００１１】
一実施形態によれば、前記ナノロッド記録層を形成する段階を複数回反復実施し、複数の記録層を有する記録積層を形成する段階がさらに含まれる。
【００１２】
他の実施形態によれば、前記ナノロッド記録層を形成する段階で、記録層を互いに異なるマスクを利用して形成する。
【００１３】
さらに他の実施形態によれば、前記ナノロッド記録層を形成する段階は、前記マスクを利用した蒸着によってナノロッドを形成する段階と、ナノロッドを埋め込む埋め込み層を形成する段階をさらに含む。
【００１４】
さらに他の実施形態によれば、記録層の間に、間隔層を形成する段階をさらに含む。
【００１５】
さらに他の実施形態によれば、前記ナノロッド記録層を形成する段階を複数回反復し、多数のナノロッド記録層を含む記録積層を複数形成し、前記記録積層間に、前記間隔層を形成する段階をさらに含む。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１Ａ】金（Ａｕ）ナノロッド及びその長さによる吸収波長ピークを示す図である。
【図１Ｂ】金ナノロッドの縦横比変化、及びそれによる吸収波長ピークの移動を示す図である。
【図２Ａ】実施形態による情報記録媒体の製造方法に適用される基板の例示図である。
【図２Ｂ】実施形態による情報記録媒体の製造方法に適用されるマスクの例示図である。
【図３Ａ】実施形態による情報記録媒体の製造方法に適用されるスパッタリング法を説明する図である。
【図３Ｂ】実施形態による情報記録媒体の製造方法によって形成されたナノロッドを例示する図である。
【図４】金属性ナノロッドの入射光の偏光方向による吸光特性を示したグラフである。
【図５】ナノロッド記録層のような領域に、「Ａ」と「Ｂ」との文字をそれぞれ水平偏光及び垂直偏光の光を利用して記録したとき、入射光の偏光による再生結果を示す図である。
【図６Ａ】実施形態によって製造された情報記録媒体を概略的に示す図である。
【図６Ｂ】実施形態によって製造された情報記録媒体を概略的に示す図である。
【図７Ａ】図６Ａに図示された情報記録媒体の製造工程を示す工程フローチャートである。
【図７Ｂ】図６Ｂに図示された情報記録媒体の製造工程を示す工程フローチャートである。
【図８】図６Ａ及び図６Ｂのナノロッド記録層の具体的な実施形態を示す図である。
【図９】図８の第１ナノロッド記録層ｎないし第４ナノロッド記録層ｎ＋３が複数回反復スタックされた実施形態を概略的に示す図である。
【図１０】図６Ａ及び図６Ｂのナノロッド記録層の他の実施形態を概略的に示す図である。
【図１１】図１０の第１ナノロッド記録層ｍないし第３ナノロッド記録層ｍ＋２が複数回反復スタックされた実施形態を概略的に示す図である。
【図１２】実施形態による情報記録媒体を記録及び／または再生できる記録／再生装置の一例を概略的に示す図である。
【図１３】図１２に図示された装置に適用可能な光ピックアップの主要光学的構成を概略的に示す図である。
【図１４】図１２に図示された装置に適用可能な光ピックアップの主要光学的構成を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、表面プラズモン現象に、特定波長帯域での吸光を利用することによって、ナノロッドを情報記録要素として利用する情報記録媒体の製造方法について説明する。
【００１８】
ナノロッドは、その長手方向（縦方向）と平行な偏光方向を有する光に対して、大きい吸収率を示し、また、その長手方向に垂直な偏光方向の光に対しては、ほぼ吸収が起きない。また、ナノロッドの吸収波長は、ナノロッドの長さと縦横比（aspect  ratio）とによって異なって示される。
【００１９】
図１Ａは、光が照射される前の金（Ａｕ）ナノロッド、及びその長さによる吸収波長ピークを示すが、短いナノロッドは、長いナノロッドに比べて、短い波長の光を吸収することを示している。図１Ｂは、前記ナノロッドに光が照射されることによって、表面プラズモン共振吸収によるナノロッドの縦横比変化、及びそれによる吸収波長ピークの移動（shift）を示す（参照文献：James  W．M．Chon，Craig  Bullen，Peter  Zijlstra  and  Min  Gu“Spectral  Encoding  on  Gold  Nanorods  Doped  in  a  Silica  Sol-Gel  Matrix  and  Its  Application  to  High-Density  Optical  Data  Storage”，Adv．Funct．Mater．17，875-880(2007))。
【００２０】
実施形態によって製造される情報記録媒体は、上記のようなナノロッドの特性を利用するものであり、金属性ナノロッドが方向性を有するように、それぞれ配向されている一つ、または複数のナノロッド記録層（以下、記録層）を具備する。多層構造での記録層は、互いに異なる配向特性を有さねばならないので、これは、それぞれの間、またはいくつかのの記録層間隔で、間隔層が設けられうる。これについては、後に詳細に説明する。
【００２１】
かようなナノロッドを応用するにあたって、本実施形態は、ナノロッドを乾式方法でもってスパッタリング法によって製造し、特に、基板に直接形成する。かような方法は、析出法を利用し、ナノロッド粒子を製造する従来方法とは異なり、ナノロッドの物理光学的特性の制御が可能である。各記録層のナノロッドの縦横比と配向は、ナノロッド製造用スパッタリング・マスクの設計条件に依存する。
【００２２】
一実施形態による情報記録媒体の製造方法で、図２Ａに図示されているように、多数のナノロッドを含む記録層が形成される情報記録媒体製造用の基板２０を準備する。そして、前記ナノロッドに対応するパターンを有するマスク４０を準備する。マスク４０は、基板２０に対応する領域４２内に、多数のナノロッドを同時に形成できる多数のアパーチャ、またはウインドー４１であって、各ウインドーは、各ナノロッドの形状に実質的に一致する。図２Ｂは、ウインドー４１を単純に例示するものであり、象徴的に表示しており、実際は、ディスクの大きさに比べて、はるかに小さいナノサイズを有するのである。かようなマスクを利用し、乾式蒸着法のうちの１つであるスパッタリング法によって、前記ディスクの表面に多数のナノロッドを一時に形成する。かような多数ナノロッドによる配列（アレイ）は、情報記録媒体の記録層としての機能を有する。
【００２３】
スパッタリング法によれば、イオン衝突によって、ターゲットから飛び出した原子、または分子状態のターゲット物質は、基板に向けて進み、このとき、マスクがこれをマスキングする。従って、ターゲット物質がウインドーに対応する形状で、基板の表面に蒸着されて記録層を形成する。基板の表面に形成される記録層は、ナノロッドの形態が蒸着なる多数のナノロッドによるアレイを含み、この記録層は、ナノロッドとナノロッドとを覆う埋め込み層または保護層を含むことができるが、これは、スパッタリングを利用するチャンバ内で連続形成されうる。かようなナノロッドは、前記のように、マスクのウインドー形状に実質的に一致し、従って、ウインドーの形状の適切な設計によって、ナノロッドの大きさ及び縦横比の調節が可能になる。すなわち、ウインドーの設計によって、目的とする一定の物理−光学的特性のナノロッドを形成でき、従って、特性の散布は、理論的には存在せず、しかし、マスクの製造やスパッタリング条件などで示されるさまざまな要因によって、避けれない散布はありうる。
【００２４】
図３Ａは、本実施形態による情報記録媒体の製造方法で、ナノロッド構造体による記録層の形成のためのスパッタリング法を例示する。
【００２５】
スパッタリング・チャンバ１０内に、ナノロッド形成対象物、例えば、情報記録媒体用基板２０とターゲット物質３０とを対向させる。そして、この間に、所定の縦横比を有するナノロッドの対応する形状のウインドー４１を多数有するマスク４０を位置させる。
【００２６】
以上のような状態で、プラズマによって発生したイオンをターゲット３０に衝突させ、ここから飛び出した原子または分子状態の金属物質（図面の点線矢印）がマスク４０を通過して基板２０に蒸着され、ナノロッド２１ａを形成する。マスク４０は、多数のナノロッドに対応するウインドー４１を有し、従って、基板２０には、多数のナノロッド２１ａ、すなわちアレイ状のナノロッドを含む記録層２１が形成される。各ナノロッド２１ａは、各ウインドー４１に一対一で一致する。前記のようなスパッタリング過程は、複数回反復されて複数の記録層を形成し、このとき、各記録層２１は、互いに異なる設計条件で製造されたマスクによって形成され、従って、互いに異なる配向特性を有する。前記各記録層間もまた、一定の層間隙で間隔層が形成されるが、これは、マスクなしに全面的に蒸着されうる。
【００２７】
図３Ｂは、スパッタリング法によって形成されるナノロッドを例示する図である。
【００２８】
記録層２１の各ナノロッド２１ａは、スパッタリング法によって形成されたので、基板２０に対して横たわった状態の長くて狭い幅を有する薄膜である。幅ａに対する長さｂの比率は、縦横比を示し、この比率によって、ナノロッドで吸収される波長が決定される。
【００２９】
前記金属性ナノロッドは、前述のように、その長手方向（縦方向）と平行な偏光方向を有する光に対して大きい吸収率を示し、それに直交する偏光方向の光に対しては、ほとんど吸収が起こらない。また、前記縦横比変化は、波長吸収特性の変化を呼び起こす。従って、偏光に対してナノロッドの方向を調節することによる吸収率変化と、縦横比の変化による吸収波長変化とを利用する。
【００３０】
一実施形態による情報記録媒体の製造方法の説明に先立ち、その構造について、まず述べる。情報記録媒体は、金属性ナノロッドが方向性を有するように、それぞれ一定に配向された単一または多重の記録層を具備する。
【００３１】
従って、多重記録層を有する情報記録媒体の場合において、特定記録層に、配向方向に一致する偏光で情報を記録し、当該記録層でのみ吸光による情報の記録が可能になる。すなわち、多重記録層を有する情報記録媒体に情報を記録するとき、特定記録層の選択は、記録光の偏光方向の決定または選択によって可能になり、従って、偏光方向を変えて行きつつ、さまざまな記録層に情報の記録が可能になる。このように、偏光の選択によって、記録層の選択が可能であるので、配向方向を異ならせる限り、記録層数を増やすことができ、結果的に記録容量の増加が可能である。
【００３２】
情報の記録は、偏光吸収によるナノロッドの溶融及び凝固、これによる縦横比の変化（縦横比の減少）によってなされる。例えば、縦横比の変化がない部分は、ビットが「０」であり、縦横比の変化が示された部分のビットは、「１」になるが、ナノロッドの溶融によって、ビット情報が記録される形態であるから、縦横比は低くなる。
【００３３】
本実施形態によって製造される情報記録媒体は、金属性ナノロッドの偏光方向に依存する吸光特性、及び金属性ナノロッドの縦横比変化による波長吸収特性変化を利用し、多層記録を具現する。前述のように、ナノロッドは、長さが短いほど短波長光を吸収し、長さが長いほど長波長光を吸収するが、特定記録層の配向方向に平行な特定偏光と波長とを有する光を記録層に集束（フォーカシング）させれば、表面プラズモン共鳴（surface  Plasmon  resonance）吸収によって、当該記録層のナノロッドが、溶融後に凝固され、ナノロッドの縦横比が小さくなり、これによって、変形されたナノロッド（transformed  nanorods）の吸収波長ピークが短波長方向に移動（shift）する。
【００３４】
かようなスペクトルシフト（spectral  shift）によって、記録光と同一波長の再生光がナノロッドに照射されるとき、記録光によってスペクトルシフトが起きた変形されたナノロッドが存在する領域と残りの領域とでの透過または反射光量が変わり、これによって、記録された情報の検出が可能になる。
【００３５】
図４のグラフは、屈折率が１．５であるマトリックス状のポリビニルアルコール（ＰＶＡ）に、縦横比が３．５である金属（Ａｕ）ナノロッドを配向したサンプルに係わる偏光吸収を示すものであり、ナノロッドに平行した偏光と、これに垂直な偏光との吸光差を知ることができる。図４から分かるように、金属性ナノロッドは、その長手方向（縦方向）と平行な偏光方向を有する光に対しては、大きい吸光率を示す一方、これに垂直である偏光方向を有する光に対しては、吸光がほとんど起こらない。
【００３６】
図５は、ナノロッドを含む記録層の同じ領域に、「Ａ」と「Ｂ」との文字をそれぞれ水平偏光及び垂直偏光の光を利用して記録したとき、入射光の偏光による再生結果を示す。
【００３７】
図５の結果は、波長が約８５０ｎｍであり、Ｅ＝〜７ｎＪ／pulseのエネルギーを有する光を、開口数約０．７である対物レンズで集束し、１００ｋＨＺの反復率（rep．rate）で記録したときに得られたものである。
【００３８】
図５のように、「Ａ」文字を記録するときのような水平偏光の光を照射したときは、「Ａ」文字だけが再生され、「Ｂ」文字を記録するときのような垂直偏光の光を照射したときは、「Ｂ」文字だけが再生される。また、照射される光が水平偏光に近いほど、「Ａ」文字形状が主に見られ、垂直偏光に近づくほど、「Ｂ」文字形状が主に見られる。
【００３９】
これから、水平偏光方向と平行に配列されたナノロッドは、垂直偏光の光によって影響を受けず、また垂直偏光方向と平行に配列されたナノロッドは、水平偏光の光によって影響を受けないことが分かる。
【００４０】
従って、ナノロッドの長手方向と平行な特定偏光を有し、ナノロッドによって吸収がなされうる波長帯域の光が照射されるとき、ナノロッドが溶融されてナノロッドの縦横比が変わり、かような長さ変化によって、吸収スペクトルが変わるので、この特性を利用して情報を記録／再生できる。
【００４１】
すなわち、特定波長を有する特定偏光の記録光が照射された領域では、対応するナノロッドが溶融され、そのナノロッドの縦横比が、残りの領域に存在するナノロッドの縦横比と変わる。これによって、例えば、記録時と同一波長及び同一偏光の再生光を照射するとき、記録光が照射された領域では、ナノロッドの縦横比が変わったために、記録光が照射されていない領域とは、再生光の透過または反射光量が変わる。これによって、所望の情報を記録し、記録された情報を正確に判読できることになる。
【００４２】
また、ナノロッドの配向方向が互いに異なるように、複数の記録層を形成すれば、いずれか１層のナノロッド記録層を記録／再生するために光が照射されるとき、隣接したナノロッド記録層の、異なるナノロッド配向方向を有するナノロッドは、前記光にほぼ影響を受けない。従って、互いに異なるナノロッド配向方向を有するように、複数のナノロッド記録層を形成すれば、間隔層なしにも、隣接ナノロッド記録層によるクロストークのない多層情報記録媒体を実現できる。
【００４３】
図６Ａ及び図６Ｂは、本発明の製造方法によって製造されうる情報記録媒体を概略的に示している。図６Ａ及び図６Ｂを参照するに、情報記録媒体１００は、光ビームが入射する面から、カバー層１０１、多数の記録層２１を含むナノロッド記録積層（recording  stack）２００及び基板１０２の順に構成されうる。ナノロッド記録層２００は、前述の実施形態の製造方法、すなわち多数の記録層２１に対応する複数のマスクを利用する反復的スパッタリング法によって形成される。ここで、カバー層１０１、ナノロッド記録積層２００及び基板１０２は、反対順序で配列されもする。すなわち、光ビームを、基板１０２を介して入射させるように構成されることも可能である。記録層２１は、アレイ状のナノロッド２１ａ以外に、これを覆う埋め込み層または保護層２１ｂをさらに含むことができる。
【００４４】
前述の図６Ａは、再生時に、透過光を検出させられる場合を示し、図６Ｂは、図６Ａに比べて、光を反射させる反射層１３０をさらに具備し、再生時に、反射光を検出させられる場合を示す。図６Ｂでは、反射層１３０が基板１０２とナノロッド記録層２００との間に位置する場合を示すが、反射層１３０は、基板１０２の外側に設けられもする。また、光ビームが基板１０２を介して入射される構造である場合、反射層１３０は、ナノロッド記録層２０とカバー層１０１との間、またはカバー層１０１の外側に設けられうる。
【００４５】
図６Ａと図６Ｂとで図示された情報記録媒体１００が、カバー層１０１、ナノロッド記録積層２００及び基板１０２を具備したり、またはカバー層１０１、ナノロッド記録層２００、反射層１３０及び基板１０２を具備するように図示されているが、それらは例示的に図示したものであり、他の実施形態の製造方法による情報記録媒体１００は、必要によって、追加的な他の層をさらに具備することもできる。
【００４６】
ナノロッド記録層２００には、前述のように、マスクを利用するスパッタリング法によって形成される薄膜状の金属性ナノロッドが、方向性を有するように配向されている。このとき、ナノロッド記録層に配向される金属性ナノロッドは、例えば、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｐｄ、Ａｌ、Ｎｉのような材料を含むように形成されうる。すなわち、スパッタリング時に金属ターゲットは、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｐｄ、Ａｌ、Ｎのような材料を含むことができる。
【００４７】
図７Ａと図７Ｂは、図６Ａと図６Ｂとに図示された情報記録媒体の製造工程を示す。
【００４８】
まず、図６Ａを参照しつつ、図７Ａの過程について述べれば、情報記録媒体の製造が開始されれば（７ａ１）、情報記録媒体用基板を準備し（７ａ２）、スパッタリング装置内で、ターゲットと基板との間にマスクをローディングする（７ａ３）。マスクがローディングされた後、一般的な方法によって、ターゲットにイオンを衝突させていきつつ基、板に対する最初の記録層２１のためのナノロッド２１ａの蒸着を所定時間進める。最初の記録層が完了すれば、マスクを交換する（７ａ３）。すなわち、まず、使われたマスクをアンローディングした後、２層目の記録層のためのマスクをローディングする。このようにマスクが交換完了した後、２層目の記録層のためのナノロッドの蒸着を進める。マスクの交換及びナノロッド蒸着は、記録層の数（Ｎ；Ｎは自然数）に対応する数（Ｎ−１）ほど反復進行し、最終のＮ層の記録層を順次に形成し、目的とする記録積層２００を得る。このように、記録積層２００が完成した後には、マスクをアンローディングした後（７ａ５）、全面的に、誘電物質によるカバー層１０１を形成した後（７ａ６）、工程を終了する（７ａ７）。前記の工程で、各記録層のためのナノロッド２１ａを形成した後、マスクを交換する前または後に、ナノロッドを埋め込む誘電物質の全面蒸着による埋め込み層の形成工程が追加されうる。
【００４９】
次に、図６Ｂを参照しつつ、図７Ｂの過程について述べれば、情報記録媒体の製造が開始されれば（７ｂ１）、情報記録媒体用基板を準備した後（７ｂ２）、反射層１３０を形成する（７ｂ３）。次に、スパッタリング装置内で、ターゲットと基板との間に、マスクをローディングする（７ｂ４）。マスクがローディングされた後、一般的な方法によって、ターゲットにイオンを衝突させていきつつ、基板に対する最初の記録層２１のためのナノロッド２１ａの蒸着を所定時間進める（７ｂ５）。最初の記録層が完了すれば、マスクを交換する（７ｂ４）。すなわち、まず使われたマスクをアンローディングした後、２層目の記録層のためのマスクをローディングする。このように、マスクが交換が完了した後、２層目の記録層のためのナノロッドの蒸着を進める。マスクの交換及びナノロッド蒸着は、記録層の数（Ｎ；Ｎは自然数）に対応する数（Ｎ−１）ほど反復進行し、最終のＮ層の記録層を順次に形成し、目的とする記録積層２００を得る。このように、記録積層２００が完成した後には、マスクをアンローディングした後（７ｂ６）、全面的に誘電物質によるカバー層１０１を形成した後（７ｂ７）、工程を終了する（７ｂ８）。以上の工程で、各記録層のためのナノロッド２１ａを形成した後、マスクを交換する前または交換後に、ナノロッドを埋め込む誘電物質の全面蒸着による埋め込み層の形成工程が別途に追加されうる。
【００５０】
前記のような過程を介して製造された情報記録媒体で、ナノロッド記録積層２００には、ナノロッド配向方向が互いに異なる複数のナノロッド記録層２１が形成される。複数のナノロッド記録層２１では、互いに異なる偏光の光を利用し、情報の記録または再生がなされる。
【００５１】
ナノロッド記録層２００は、後述する図８及び図１０のように、複数のナノロッド記録層（ｎ，ｎ＋１，ｎ＋２，ｎ＋３）（ｍ，ｍ＋１，ｍ＋２）が、対物レンズ５０によってフォーカシングされる光ビームＬＢの有効焦点深さ（深度）内に存在し、対物レンズ５０の移動なしに入射光の偏光方向調整によって、複数のナノロッド記録層（ｎ，ｎ＋１，ｎ＋２，ｎ＋３）（ｍ，ｍ＋１，ｍ＋２）それぞれに、情報を記録または再生するように形成できる。このとき、複数のナノロッド記録層（ｎ，ｎ＋１，ｎ＋２，ｎ＋３）（ｍ，ｍ＋１，ｍ＋２）の層間ナノロッド配向方向は、例えば、等間隔で変わり、一定ではない間隔で変わることも可能である。対物レンズ５０によってフォーカシングされる光ビームＬＢの有効焦点深さ内に存在する複数のナノロッド記録層（ｎ，ｎ＋１，ｎ＋２，ｎ＋３）（ｍ，ｍ＋１，ｍ＋２）の、互いに隣接したナノロッド記録層間には、別途の間隔層が不要である。ここで、光ビームＬＢは、ビームウェストを有する形態でフォーカシングされので、光度がある程度一定しており、対物レンズ５０の焦点移動なしにも記録が可能なほどの光度を示す範囲が存在し、この範囲が有効焦点深さに該当する。
【００５２】
また、ナノロッド記録層２０は、後述する図９及び図１１でのように、複数のナノロッド記録層（ｎ，ｎ＋１，ｎ＋２，ｎ＋３）（ｍ，ｍ＋１，ｍ＋２）が複数回反復スタックされ、複数のナノロッド記録層スタック２００’，２００”間には、そのスタック２００’，２００”間でのクロストークを防止するように、間隔層２５０，３５０がさらに備わりうる。
【００５３】
間隔層２５０，３５０は、１スタックに属する複数のナノロッド記録層（ｎ，ｎ＋１，ｎ＋２，ｎ＋３）（ｍ，ｍ＋１，ｍ＋２）に、情報を記録または再生するとき、隣接スタックに属する複数のナノロッド記録層（ｎ，ｎ＋１，ｎ＋２，ｎ＋３）（ｍ，ｍ＋１，ｍ＋２）での情報の記録または再生を防止するように、スタック間の離隔距離を確保するためのものである。
【００５４】
各スタック２００’，２００”に属する複数のナノロッド記録層（ｎ，ｎ＋１，ｎ＋２，ｎ＋３）（ｍ，ｍ＋１，ｍ＋２）は、対物レンズ５０によってフォーカシングされる光ビームＬＢの有効焦点深さ内に存在し、１スタックに属する複数のナノロッド記録層での情報の記録または再生は、対物レンズ５０の移動なしに入射光の偏光方向の調整によってなされうる。そして、情報を記録または再生しようとする複数のナノロッド記録層が属するスタックが変わるとき、例えば、対物レンズ５０の位置をフォーカス方向に調整し、記録または再生しようとするナノロッド記録層が属するスタックに光ビームをフォーカシングした状態で、当該スタックに属するナノロッド記録層に、情報の記録または再生がなされうる。このとき、複数のナノロッド記録層の層間のナノロッド配向方向は、例えば、等間隔で変わり、一定ではない間隔で変わりもする。また、各スタックをなす複数のナノロッド記録層の、互いに隣接したナノロッド記録層間には、別途の間隔層が存在しないことが可能である。
【００５５】
図８は、図６Ａと図６Ｂとのナノロッド記録層の一実施形態を概略的に示す。図８では、ナノロッドの配向方向が、それぞれ０°、４５°、９０°、１３５°である第１ナノロッド記録層ｎないし第４ナノロッド記録層ｎ＋３が形成された四層構造のナノロッド記録層を例示的に示す。
【００５６】
図８のように、第１ナノロッド記録層ｎないし第４ナノロッド記録層ｎ＋３を含むように、ナノロッド記録層を形成する場合、１ナノロッド記録層に、例えば、約２５ＧＢの情報を記録する場合、１００ＧＢの情報を保存することができる高容量情報記録媒体を実現できる。
【００５７】
前記第１ナノロッド記録層ｎないし第４ナノロッド記録層ｎ＋３は、対物レンズ５０の移動なしに光の偏光方向調整によって、情報を記録または再生するように、対物レンズ５０によってフォーカシングされる光ビームＬＢの有効焦点深さ内に存在するように形成されうる。このとき、第１ナノロッド記録層ｎないし第４ナノロッド記録層ｎ＋３の層間ナノロッド配向方向は、図８に示されているように、等間隔で変わり、一定ではない間隔で変わりもする。前記第１ナノロッド記録層ｎないし第４ナノロッド記録層ｎ＋３の互いに隣接したナノロッド記録層間には、別途の間隔層が不要である。
【００５８】
図９は、図８の第１ナノロッド記録層ｎないし第４ナノロッド記録層ｎ＋３が複数回反復形成されたスタック構造の実施形態を概略的に示している。
【００５９】
このとき、第１ナノロッド記録層ｎないし第４ナノロッド記録層ｎ＋３のグループは、複数回反復スタックされ、複数のナノロッド記録層ｎ，ｎ＋１，ｎ＋２，ｎ＋３のグループのスタック２００’間には、そのスタック２００’間でのクロストークを防止するように、間隔層２５０が存在しうる。このとき、各スタックに属する第１ナノロッド記録層ｎないし第４ナノロッド記録層ｎ＋３は、対物レンズ５０によってフォーカシングされる光ビームＬＢの有効焦点深さ内に存在し、１スタックに属する第１ナノロッド記録層ｎないし第４ナノロッド記録層ｎ＋３での情報の記録または再生は、対物レンズ５０の移動なしに、入射光の偏光方向調整によってなされうる。そして、情報を記録または再生しようとする第１ナノロッド記録層ｎないし第４ナノロッド記録層ｎ＋３が属するスタックが変わるとき、例えば、対物レンズ５０の位置をフォーカス方向に調整し、記録または再生しようとするナノロッド記録層が属するスタックに光ビームをフォーカシングした状態で、当該スタックに属するナノロッド記録層に、情報の記録または再生を行うことができる。このとき、第１ナノロッド記録層ｎないし第４ナノロッド記録層ｎ＋３の層間ナノロッド配向方向は、図８に示されているように等間隔で変わり、一定ではない間隔で変わりもする。各スタックをなす第１ナノロッド記録層ｎないし第４ナノロッド記録層ｎ＋３の、互いに異なる隣接したナノロッド記録層間には、別途の間隔層が不要である。
【００６０】
図１０は、図６Ａ及び図６Ｂに図示されたナノロッド記録層の他の実施形態を概略的に示している。図１０では、ナノロッドの配向方向がそれぞれ０°、４５°、９０°の第１ナノロッド記録層ｍないし第３ナノロッド記録層ｍ＋２が形成された三層構造のナノロッド記録層を例示的に示している。
【００６１】
前記第１ナノロッド記録層ｍないし第３ナノロッド記録層ｍ＋２は、対物レンズ５０の移動なしに光の偏光方向調整によって、情報を記録または再生するように、５０によってフォーカシングされる光ビームの有効焦点深さ内に存在するように形成されうる。このとき、第１ナノロッド記録層ｍないし第３ナノロッド記録層ｍ＋２の層間ナノロッド配向方向は、図１０に示されているように、等角度間隔で変わり、一定ではない間隔で変わりもする。前記第１ナノロッド記録層ｍないし第３ナノロッド記録層ｍ＋２の、互いに隣接したナノロッド記録層間には、別途の間隔層が不要である。
【００６２】
図１１は、図１０の第１ナノロッド記録層ｍないし第３ナノロッド記録層ｍ＋２が、複数回反復スタックされた実施形態を概略的に示す。
【００６３】
このとき、第１ナノロッド記録層ｍないし第３ナノロッド記録層ｍ＋２のグループは、複数回反復スタックされ、第１ナノロッド記録層ｍないし第３ナノロッド記録層ｍ＋２のグループのスタック２００”間には、そのスタック２００”間でのクロストークを防止するように、間隔層３５０が存在しうる。このとき、各スタック２００”に属する第１ナノロッド記録層ｍないし第３ナノロッド記録層ｍ＋２は、対物レンズ５０によってフォーカシングされる光ビームＬＢの有効焦点深さ内に存在し、１スタックに属する第１ナノロッド記録層ｍないし第３ナノロッド記録層ｍ＋２での情報の記録または再生は、対物レンズ５０の移動なしし入射光の偏光方向調整によってなされうる。そして、情報を記録または再生しようとする第１ナノロッド記録層ｍないし第３ナノロッド記録層ｍ＋２が属するスタックが変わるとき、例えば、対物レンズ５０の位置をフォーカス方向に調整し、記録または再生しようとするナノロッド記録層が属するスタックに光ビームＬＢをフォーカシングした状態で、当該スタックに属するナノロッド記録層に、情報の記録または再生を行うことができる。このとき、第１ナノロッド記録層ｍないし第３ナノロッド記録層ｍ＋２の層間ナノロッド配向方向は、図１１に示されているように、等間隔で変わり、一定ではない間隔で変わりもする。各スタックをなす第１ナノロッド記録層ｍないし第３ナノロッド記録層ｍ＋２の互いに異なる隣接したナノロッド記録層間には、別途の間隔層が不要である。前記のような間隔層３５０の形成のためには、図７Ａ及び図７Ｂの工程に、間隔層の形成のための工程が追加されねばならない。このためには、所定層数のナノロッド記録層を形成して単位スタックを形成した後、間隔層を全面的に形成し、その次に、所定層数のナノロッド層を形成する過程が反復されうる。
【００６４】
前記のような本発明の実施形態による多層情報記録媒体は、情報の記録または再生は、次の通りなされうる。
【００６５】
金属性ナノロッドが、方向性を有するようにそれぞれ配向され、そのナノロッド配向方向が互いに異なるようにそれぞれ配向され、それぞれが記録層をなす複数のナノロッド記録層２００を具備する多層情報記録媒体１００に、光を入射させる。そして、この入射光の偏光方向を変更させつつ、複数のナノロッド記録層２００それぞれ、または少なくとも一部に対して、情報を記録または再生できる。線形偏光を有する光が入射されるとき、入射光の偏光方向と平行なナノロッド配向方向を有するナノロッド記録層に対して、情報を記録または再生する。
【００６６】
記録モード時では、前述のように、入射される光の偏光と平行なナノロッド配向方向を有するナノロッド記録層の存在するナノロッドが入射される光を吸収しつつ、その縦横比が変化する。従って、記録しようとする情報を含む変調光を照射しつつ、情報を記録できる。また、入射される光の偏光をさまざまなナノロッド記録層の各ナノロッド配向方向に合うように変更させつつ、記録を行えば、さまざまなナノロッド記録層に情報を記録できる。
【００６７】
再生モード時に、入射される光は、その入射される光の偏光と平行ではないナノロッド配向方向を有するナノロッド記録層は、そのまま通過すれば、入射される光の偏光と平行なナノロッド配向方向を有するナノロッド記録層に対してだけ、ナノロッド縦横比によって選択的な吸収がなされ、情報を再生できる。例えば、再生モード時記録モード時と同一波長の光を使用するならば、記録時縦横比が変わったナノロッドが存在する領域では、入射される光が吸収されず、記録時に縦横比が変わらないナノロッドが存在する領域では、入射される光が吸収されるので、当該ナノロッド記録層を通過する光量が記録された情報によって変化する。従って、かような光量変化を検出すれば、記録された情報を再生できる。図６Ａでのように、反射層を具備しない場合には、情報記録媒体を透過した光を再生光として検出する。図６Ｂでのように反射層１３０を具備する場合には、当該ナノロッド記録層は、透過した光が反射層１３０によって反射され、対物レンズ５０方向に戻っていくので（すなわち、情報記録媒体に入射される光と反対方向に進むので）、情報記録媒体で反射された光を再生光として検出できる。
【００６８】
従って、入射光の偏光方向を各ナノロッド記録層の配向方向と平行になるように変えつつ、複数のナノロッド記録層それぞれ、または少なくとも一部に対して、情報を記録または再生できる。
【００６９】
以上で説明したような本発明の実施形態による情報記録媒体は、間隔層なしし各記録層別にナノロッド配向を異にして多層記録層を構成できる。また、それぞれが記録層を構成する複数のナノロッド記録層グループを反復してスタックすれば、記録層の個数を所望するほど増やすことができる。複数のナノロッド記録層をｎ層〜（ｎ＋ｌ）層（ここでｌは、負の整数または正の整数）とするとき、例えば、ｎ層の記録時に、ｎ＋１（またはｎ−１）層〜ｎ＋ｌ層までは、ナノロッド配向方向が異なり、ｎ層記録のための特定偏光の光に反応しないために、記録クロストークを除去できる。再生の場合にも、再生光の偏光方向によって、当該ナノロッド記録層に対してだけ透過または反射の光量変化を検出するので、再生クロストークを除去できる。
【００７０】
図１２は、前述の実施形態によって製造された情報記録媒体に対する記録及び／または再生が可能な記録／再生装置の一例を概略的に示している。図１３及び図１４は、図１２に図示された装置に適用可能な光ピックアップ６００の主要光学的構成を概略的に示している。図１２を参照するに、記録／再生装置は、情報記録媒体１００を回転させるためのスピンドルモータ３１２と、情報記録媒体１００の半径方向に移動可能に設けられ、情報記録媒体１００に記録された情報を再生及び／または情報を記録する光ピックアップ６００と、スピンドルモータ３１２と光ピックアップ６００とを駆動するための駆動部３０７と、光ピックアップ６００のフォーカスサーボ、トラックサーボなどを制御するための制御部３０９とを含む。ここで、参照番号３５２は、ターンテーブル、参照番号３５３は、情報記録媒体１００をチャッキングするためのクランプを示す。
【００７１】
光ピックアップ６００は、情報記録媒体１００に偏光を変えつつ光を照射し、情報記録媒体１００で再生された光を検出するように設けられる。
【００７２】
図１３を参照するに、光ピックアップ６００は、光源１１０と、入射光を多層情報記録媒体１００にフォーカシングするための対物レンズ５００と、多層情報記録媒体１００で再生された光信号を検出する光検出器１９０と、多層情報記録媒体１００に照射される光の偏光方向を調節するための偏光調節器１５０を含むことができる。
【００７３】
図１３は、情報記録媒体１００が図６Ａの構造を有する場合に適したものであり、再生時に、情報記録媒体１００を透過した光を検出するように、光検出器１９０が対物レンズ５００と反対側に配される。図１３を参照するに、光ピックアップ６００は、光源１１０と、入射光を多層情報記録媒体１００にフォーカシングするための対物レンズ５００と、多層情報記録媒体１００で再生された光信号を検出する光検出器１９０と、多層情報記録媒体１００に照射される光の偏光方向を調節するための偏光調節器１５０とを含むことができる。
【００７４】
図１４は、情報記録媒体１００が、図６Ｂの構造を有する場合に適したものであり、再生時に、情報記録媒体１００の反射層１３０で反射された光を検出するように、光検出器１９０が配される。情報記録媒体１００が、図６Ｂに図示された構造である場合、光源１１０から出射された光は、情報記録媒体１００に向かい、情報記録媒体１００で反射された光を、光検出器１９０に向かわせるために、光路変換器が１４０が必要である。
【００７５】
図１３及び図１４は、図６Ａ及び図６Ｂを参考にして説明した多層情報記録媒体１００を記録または再生するための最も基本的な光学系構成を示したものであり、全体的な光学系構成は、多様に変形されうる。
【００７６】
光源１１０は、レーザ光を出射するためのものであり、特定波長のレーザ光を出射する半導体レーザでありうる。また、光源１１０は、波長可変型半導体レーザでもありうる。例えば、光源１１０は、互いに異なる波長のレーザ光を出射する複数の半導体レーザ素子が結合された構造であるか、多重波長のレーザ光をそれぞれ独立して出射できるように、複数波長発光型半導体レーザでありうる。光源１１０と対物レンズ５００との間の光路上には、光源１１０から発散光状に出射された光をコリメーティングするためのコリメーティングレンズ１２０をさらに具備し、無限光学系構造に形成できる。光検出器１９０の前には、情報記録媒体１００を透過したり、または情報記録媒体１００から反射されて光検出器１９０に進む光を適正サイズに受光するように集束する検出レンズ１７０をさらに具備できる。
【００７７】
偏光調節器１５０は、多層情報記録媒体１００に照射される光の偏光を、記録または再生しようとするナノロッド記録層に適するように変えるためのものであり、例えば、半波長板（half  wave  plate）を具備でき、この半波長板１５０を回転駆動させる駆動器１６０をさらに具備できる。半波長板の回転角度を調節すれば、半波長板を通過する光が、所望の線偏光方向を有するようにすることができる。
【００７８】
情報記録媒体１００から反射された光は、光ピックアップ１００に設けられた光検出器１９０を介して検出され、光電変換されて電気的信号に変わり、信号検出回路（図示せず）で演算される。信号検出回路で得られた信号は、駆動部３０７を介して制御部３０９に入力される。駆動部３０７は、スピンドルモータ３１２の回転速度を制御し、入力された信号を増幅させ、光ピックアップ１００を駆動する。制御部３０９は、駆動部３０７から入力された信号を基に調節されたフォーカスサーボ命令、トラッキングサーボ命令などをさらに駆動部３０７に送り、光ピックアップ１００のフォーカシング動作、トラッキング動作を具現させる。
【符号の説明】
【００７９】
１０    スパッタリング・チャンバ
２０，１０２  基板
２１    記録層
２１Ａ  ナノロッド
２１ｂ  埋め込み層（または保護層）
３０    ターゲット物質
４０    マスク
４１    ウインドー
４２    基板に対応する領域
５０，５００  対物レンズ
１００  情報記録媒体
１０１  カバー層
１１０  光源
１２０  コリメーティングレンズ
１３０  反射層
１４０  光路変換器
１５０  偏光調節器
１６０  駆動器
１７０  検出レンズ
１９０  光検出器
２００  記録積層
２００’，２００”  スタック
２５０，３５０  間隙層
３０７  駆動部
３０９  制御部
３１２  スピンドルモータ
３５２  ターンテーブル
３５３  クランプ
６００  光ピークアップ
ＬＢ    光ビーム
【図１Ａ】
2010186533.tif 000003
【図１Ｂ】
2010186533.tif 000004
【図２Ａ】
2010186533.tif 000005
【図２Ｂ】
2010186533.tif 000006
【図３Ａ】
2010186533.tif 000007
【図３Ｂ】
2010186533.tif 000008
【図４】
2010186533.tif 000009
【図５】
2010186533.tif 000010
【図６Ａ】
2010186533.tif 000011
【図６Ｂ】
2010186533.tif 000012
【図７Ａ】
2010186533.tif 000013
【図７Ｂ】
2010186533.tif 000014
【図８】
2010186533.tif 000015
【図９】
2010186533.tif 000016
【図１０】
2010186533.tif 000017
【図１１】
2010186533.tif 000018
【図１２】
2010186533.tif 000019
【図１３】
2010186533.tif 000020
【図１４】
2010186533.tif 000021