(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下地導体層と、該下地導体層上に形成された絶縁層と、該絶縁層上にドメイン構造をなして形成された、電荷蓄積が可能な材料からなる記録層とを具備してなり、前記記録層がドナー性有機分子またはアクセプター性有機分子からなり、前記絶縁層の厚さをｄ（ｎｍ）、前記絶縁層の比誘電率をε、前記記録層を構成する各ドメインの面積をＳ（ｎｍ2）としたとき、
ｄ／（Ｓε）≧２．８６×１０-3
の関係を満たすことを特徴とする記録媒体。
【請求項２】
電圧が印加された探針を請求項１記載の記録媒体の記録層を構成する所定のドメインに接触させて該ドメインに電荷を注入して記録し、電圧が印加された探針をドメインと非接触な状態で走査してドメインに注入された電荷を検出し、記録時とは逆の極性の電圧が印加された探針を所定のドメインに接触させて該ドメインに注入された電荷を消去することを特徴とする記録方法。
【請求項３】
前記ドメインに注入された電荷の個数に応じた記録状態が設定されていることを特徴とする請求項２記載の記録方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は記録媒体およびこの記録媒体に対する記録方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の微細加工技術の発展により、微小なトンネル接合を形成することが可能になり、電子の粒子性に起因するクーロンブロッケード現象を利用した、単一電子素子の研究が盛んに行われつつある。単一電子トンネル現象を観測するためには、電子１個のトンネリングに伴う静電エネルギーの変化が熱エネルギーよりも十分大きい必要がある。この条件を満足するためには、接合容量が極めて小さい接合を形成する必要があるが、現状における半導体や金属の加工寸法の限界から室温で単一電子トンネル効果を観測しうる素子を形成することは極めて困難である。このため、これまで報告されている単一電子トンネル現象のほとんどは極低温の条件下で観測されたものである。
【０００３】
単一電子効果を素子に応用する場合、極低温ではなく室温で動作することが有利であることはいうまでもない。そこで、これまでに室温において観測された単一電子効果の報告例について説明する。
【０００４】
（１）Ｙａｎｏらは、ポリシリコンのグレインをチャネルに用いたメモリを報告している（Ｋ．Ｙａｎｏ  ｅｔ  ａｌ．，ＩＥＤＭ  Ｔｅｃｈ．Ｄｉｇｅｓｔ，ｐ．５４１（１９９３））。彼らは、アモルファスシリコンの薄膜をアニールすることにより、厚さ４ｎｍ、グレインサイズ１０ｎｍのポリシリコンのグレインを多数含むチャネルを形成し、ゲート長１００ｎｍ、ゲート幅１００ｎｍ、ゲート酸化膜厚１５０ｎｍの素子を作製した。この素子では、ゲート電極からポリシリコングレインへトンネリングした電子１個がチャネル近傍のグレインにトラップされた結果として生じるしきい値電圧の不連続な変化が検出されている。このポリシリコングレインは容量が極めて小さく、室温でのクーロンブロッケード現象を観測するのに適している。しかし、この素子はチャネルに多数のポリシリコングレインが存在する構造を有しており、ゲート電極からどのグレインに電子がトンネルするか不確定である。また、単一電子が注入される領域と電流が流される領域とが同一のチャネルであり両者が空間的に分離されていないため、ポリシリコングレイン内に形成された伝導チャネルと電子１個をトラップするグレインとの位置関係も不確定である。その結果、単一電子トンネル効果を起こす電圧値、しきい値電圧の変化幅などの素子特性の制御性や再現性に欠けるという問題がある。
【０００５】
（２）Ｎｅｊｏｈらは、走査型トンネル顕微鏡（ＳＴＭ）の探針を用いて液晶分子を介したトンネル電流の観測を報告している（Ｈ．Ｎｅｊｏｈ，Ｎａｔｕｒｅ  ３５３，６４０（１９９１）、根城ら，信学技報，ｖｏｌ．９３，Ｎｏ．５２４，ｐ．２５）。彼らは、絶縁基板上に島状金属膜を形成し、その上に液晶分子の液滴を滴下し、島と島との間に液晶分子を配置した構造体を形成した。このような構造体にＳＴＭ探針を接近させて電位を変化させることにより、階段状の電流特性が観測されている。また、島状金属膜の両端に外部電極を接続して定電流駆動した場合、ＳＴＭ探針の電位を変化させることにより、島状金属膜両端の電圧が周期的に変化することが確認されている。この構造体では、金属島の大きさ、島と島との間隔、液晶分子の大きさはいずれもほぼ２ｎｍであり、液晶分子と金属の島とが二次元のトンネル接合アレイを形成して、室温でのクーロンブロッケード観測が可能になったと考えられる。しかし、このような二次元アレイの両端の電極間の間隔はｍｍオーダーであり、その間には多数のトンネル接合が介在している。多数のトンネル接合を１つのＳＴＭ探針で制御することは原理的に不可能であるため、素子特性の制御性は著しく悪くなる。また、電流がどの金属島や液晶分子を流れるかを特定することはできず、電流特性の再現性にも欠ける。
【０００６】
（３）Ｂａｒｒｅｔｔらは、ＳＴＭや原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）の探針を用いて、原子・分子レベルでの超高密度記録を目指した研究を報告している（Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．７０，２７２５（１９９１））。彼らは、Ｓｉ＼ＳｉＯ2 ＼ＳｉＮという構造体に、金属コートしたＡＦＭ探針を電圧を印加した状態で接触させることにより、ＳｉからＳｉＮへ電荷をトンネル注入させて、ＳｉＮへの電荷の書き込みを行っている。得られた電荷分布は最小のもので半値幅７５ｎｍであり、ＳｉＮにトラップされた電荷の密度は１．４×１０13ｃｍ-2である。これは電荷の個数に換算して６００個程度に相当し、電荷の個数としては上述した単一電子素子の場合よりオーダー的に多い。したがってこの構造では書き込まれる電荷の個数を制御することは原理的に困難であり、電荷の個数に応じて記録状態を設定するような素子動作は不可能と考えられる。
【０００７】
（４）特開平３−２６３６３３号公報には、ＳＴＭの探針を用いて、光導電体上に形成された金属などの島状構造体またはグレイン構造に電荷を注入し、これをメモリに用いることが提案されている。しかし、この提案でも注入される電荷の個数については何ら記述がなく、電荷の個数そのものを制御することは原理的に困難と考えられる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、微細加工技術の進展と、ＳＴＭやＡＦＭなどの探針を用いた評価・操作技術の進展により、局所的な領域での電荷の個数を制御し、特に単一電子の挙動を制御することを動作原理とする素子の実現が期待されている。しかし現状では、室温で動作し、かつ動作の制御性に優れた素子は実現していない。
【０００９】
本発明の目的は、注入される電荷の個数に応じた記録状態を設定することが可能であり、室温で安定に動作するとともに制御性にも優れた新規な動作原理に基づく記録媒体および記録方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段と作用】
本発明の記録媒体は、下地導体層と、該下地導体層上に形成された絶縁層と、該絶縁層上にドメイン構造をなして形成された、電荷蓄積が可能な材料からなる記録層とを具備するものである。
【００１１】
ここで、記録層がドメイン構造をなすということは、記録層が電気的に分離された多数の島状の微小領域からなっていることを意味する。本発明の記録媒体は、絶縁層の厚さをｄ（ｎｍ）、絶縁層の比誘電率をε、記録層を構成する各ドメインの絶縁層との接触面積をＳ（ｎｍ2 ）としたとき、
ｄ／（Ｓε）≧２．８６×１０-3      （１）
の関係を満たすことを特徴としている。
【００１２】
本発明の記録方法は、電圧が印加された探針を本発明に係る記録媒体の記録層を構成する所定のドメインに接触させてそのドメインに電荷を注入して記録し、電圧が印加された探針をドメインと非接触な状態で走査してドメインに注入された電荷を検出し、記録時とは逆の極性の電圧が印加された探針を所定のドメインに接触させてそのドメインに注入された電荷を消去することを特徴とするものである。
【００１３】
上記探針とはＳＴＭやＡＦＭに用いられるものと同等のものであり、例えば絶縁体からなるカンチレバーの先端に突起（チップ）を設けた形状をなし、カンチレバー本体のチップ側の表面にＣｒ、Ａｕなどの導体からなる電極を形成した構造を有する。
【００１４】
本発明の記録媒体を構成する下地導体層としては、例えばシリコンなどの半導体や金属からなる基板が挙げられるが、特に限定されない。なお、半導体からなる下地導体層の裏面にさらにＣｒ、Ａｕなどの下地電極を形成してもよい。また、絶縁層としては、シリコン酸化膜などが挙げられるが、特に限定されない。
【００１５】
本発明の記録媒体を構成する記録層を構成する材料の条件としては、ドメイン構造を形成することが可能であること、および探針表面の電極材料の仕事関数に近い電子準位を有しており、探針からその電子準位へ電子または正孔が制御性よく注入され電荷蓄積が可能であることが挙げられる。
【００１６】
記録層に適当な材料としては、例えばドナー性もしくはアクセプター性の強い有機分子が挙げられる。記録層がドナー性分子からなる場合には、探針からその最高被占軌道（ｈｉｇｈｅｓｔ  ｏｃｃｕｐｉｅｄ  ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  ｏｒｂｉｔａｌ、ＨＯＭＯ）へ正孔が注入される。記録層がアクセプター性分子からなる場合には、探針からその最低空軌道（ｌｏｗｅｓｔ  ｕｎｏｃｃｕｐｉｅｄｍｏｌｅｃｕｌａｒ  ｏｒｂｉｔａｌ、ＬＵＭＯ）へ電子が注入される。なおここでのドナー性分子としては、固体結晶もしくは薄膜状態のイオン化ポテンシャルが７ｅＶ以下のものが望ましく、またアクセプター性分子としては、固体結晶もしくは薄膜状態の電子親和力が１ｅＶ以上のものが望ましい。
【００１７】
このような有機分子を用いてドメイン構造をなす記録層を形成するには、薄膜形成後に電子ビームやイオンビームにより加工する方法、または薄膜形成過程において二次元膜が形成されない薄い膜厚領域で薄膜成長を止める方法などが用いられる。特に、安定なアモルファス状態になりやすいドナー性分子またはアクセプター性分子の場合には、数１０ｎｍ以下の膜厚領域で、直径および高さの差が少ない多数の液滴形状のドメインが形成され、本発明の記録媒体に適した全体として均一なドメイン構造をなす記録層が得られる。
【００１８】
ここで安定なアモルファス状態になりやすいドナー性分子またはアクセプター性分子としては、下記一般式
Ａ−（Ｘ−Ｂ）ｎ
（式中、Ａは芳香族骨格または脂環式骨格、Ｂは色素骨格であり複数の色素骨格は同一でも異なっていてもよく、ｎは２以上の整数、Ｘは連結基であり単結合でもよい。）
で表されるものが挙げられる。
上記一般式中、Ａで示される芳香族骨格または脂環式骨格としては、例えば下記の（Ａ−１）〜（Ａ−５８）が挙げられるが、特にこれらに限定されない。
【００１９】
【化１】
0003645288.tif 000002
【００２０】
【化２】
0003645288.tif 000003
【００２１】
【化３】
0003645288.tif 000004
【００２２】
【化４】
0003645288.tif 000005
【００２３】
上記一般式中、Ｂで示される色素骨格は同じものであっても、異なるものであってもよく、それぞれ用途に応じて適宜選択すればよい。色素骨格としては、例えば下記（Ｂ−１）〜（Ｂ−７９）などを挙げることができるが、特にこれらに限定されない。
【００２４】
【化５】
0003645288.tif 000006
【００２５】
【化６】
0003645288.tif 000007
【００２６】
【化７】
0003645288.tif 000008
【００２７】
【化８】
0003645288.tif 000009
【００２８】
【化９】
0003645288.tif 000010
【００２９】
【化１０】
0003645288.tif 000011
【００３０】
【化１１】
0003645288.tif 000012
【００３１】
【化１２】
0003645288.tif 000013
【００３２】
【化１３】
0003645288.tif 000014
【００３３】
【化１４】
0003645288.tif 000015
【００３４】
【化１５】
0003645288.tif 000016
【００３５】
なお、これらの色素骨格は、適当な置換基でさらに置換されていてもよい。特に、水素結合性の置換基、例えば水酸基、カルボキシル基、アミド基、アミノ基、ウレタン基、または尿素基を導入した場合には、ドメイン構造においてＴｇが上昇しアモルファス状態がより安定化される。
上記一般式中、Ｘで示される連結基としては、例えば下記のようなものが挙げられる。
【００３６】
【化１６】
0003645288.tif 000017
【００３９】
次に、本発明の記録媒体に対する書き込み、読み出しおよび消去の原理と、これらの動作を制御性よく実現するために記録媒体が満たすべき条件について説明する。
【００４０】
いま、電圧が印加された探針を記録層を構成する所定のドメインに接触させると、そのドメインに電荷が注入されて記録がなされる。このとき、下地導体層にイメージ電荷が誘起されて局所的にコンデンサが形成される。このコンデンサの容量Ｃ（Ｆ）は、ドメインの面積すなわちドメインと絶縁層との接触面積をＳ（ｎｍ2 ）、ドメイン構造と下地導体層との間に存在する絶縁層の厚みをｄ（ｎｍ）、絶縁層の比誘電率をεとすると、
Ｃ＝８．８×１０-21 ×εＳ／ｄ      （２）
と表される。このとき注入された電荷の個数をｎとすると、静電エネルギーＥel（ｅＶ）は、
Ｅel＝１．６×１０-19 ×ｎ2 ／２Ｃ      （３）
と表される。したがって、電荷の個数に応じて記録状態を設定するためには、注入された電荷数に対応する静電エネルギーの差が熱エネルギーよりも大きいことが必要となる。このための条件は、
１．６×１０-19 ×１／２Ｃ≧０．０２６      （４）
と表される。この（４）式が、室温においてドメインへの電荷の注入すなわち書き込みを行い、かつ安定に電荷を蓄積するための条件となる。
【００４１】
次に、直流電圧または交流電圧が印加された探針をドメインと非接触な状態で走査してドメインに注入された電荷を、例えば探針−ドメイン間に働く静電力の大きさとして検出する。この場合、ドメインに注入された電荷数に対応する静電力の値が検出可能な大きさであることが重要になる。静電力の大きさＦelは、ドメインの表面電位をＶs （ｖｏｌｔｓ）、下地導体層に対する探針の電位をＶ（ｖｏｌｔｓ）としたとき、
Ｆel＝−Ａ（Ｖ−Ｖs ）2       （５）
と表される。ここでＡは、探針のチップ先端の曲率半径、チップ−ドメイン間の距離、ドメイン構造をなす記録層を構成する材料の誘電率、および絶縁層の誘電率に依存した定数である。また、電荷が注入されたドメインでは、次式
ΔＶ＝１．６×１０-19 ×ｎ／Ｃ      （６）
で表されるΔＶ（ｖｏｌｔｓ）だけ表面電位がシフトする。
【００４２】
（５）式から明らかなように、この表面電位のシフトにより静電力の大きさが変化する。この表面電位のシフトまたはそれに起因した静電力の変化は、以下のようにして検出できる。例えば、探針電位を一定に保ったまま、探針を記録層表面から少し離して二次元的に走査することにより、直接的に静電力変化を検出することができる。また、探針に次式で表される周波数ωの交流電圧を印加した場合を考える。
【００４３】
Ｖ＝Ｖ0 ＋Ｖ1 ｓｉｎωｔ      （７）
このとき、静電力Ｆelは次のように表される。
0003645288.tif 000018
したがって、ロックインアンプを用いてω成分を検波することにより、電位シフトΔＶの大きさを求めることができる。あるいは、ω成分を検波し、ω成分がゼロとなるような直流電圧Ｖ0 を探針に印加し、そのＶ0 の値からΔＶの値を求めることも可能である。なおこの場合、表面電位の分解能は０．４ｍＶ程度と考えられており（横山ら、Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  ａｎｄ  Ｂｉｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，ｖｏｌ．３，Ｎｏ．２，ｐ．７９（１９９２））、極めて小さな表面電位の変化まで検出できる。いま、この分解能を１ｍＶとしたとき、電荷として単一の電子または正孔を検出するための条件は、
１．６×１０-19 ×１／Ｃ≧０．００１      （９）
と表される。
【００４４】
本発明では、（４）式を満足すれば（９）式も満足することは明らかである。さらに（２）式を（４）式に代入すれば（１）式が得られる。すなわち、（１）式で表される条件を満たす記録媒体では、単一の電子・正孔を制御性よくドメインに注入でき、しかもドメインに注入された単一の電子・正孔を容易に検出できるので、注入された電荷の個数に応じた各記録状態を設定して多値記録などを行うことも可能となる。
【００４５】
なお、記録層を構成する材料としてドナー性分子を用いた場合には、正孔のみが注入され、正孔の個数を記録状態として用いる。一方、アクセプター性分子を用いた場合には、電子のみが注入され、電子の個数を記録状態として用いる。また、金属または半導体を用いた場合には、電子も正孔も注入されるので上記のような極性はなく、接触時の探針電位が正の場合に正孔の個数を、負の場合に電子の個数を記録状態として用いる。さらに本発明においては記録層の記録密度を高めるうえでＳ（ｎｍ2 ）を１００００以下に設定することが好ましい。
【００４６】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
実施例１
図１は本実施例において作製された記録媒体の断面図である。まず、下地導体層としての抵抗率１Ω・ｃｍのｐ型Ｓｉ基板１の表面に、熱酸化法により厚さ２０ｎｍのＳｉＯ2 膜２からなる絶縁層を形成した。次いで基板裏面のＳｉＯ2 膜を除去した後、基板裏面に厚さ２．５ｎｍのＣｒおよび厚さ５０ｎｍのＡｕを順次蒸着して下地電極３を形成した。その後、熱処理を施し、さらにヘキサメチルジシラザンの飽和蒸気圧下に約３日間放置し、基板表面のＳｉＯ2 膜２を疎水化した。
【００４７】
次に、このようにして形成されたＳｉ基板１表面のＳｉＯ2 膜２上に、ドナー性分子である１，１−ビス（Ｎ，Ｎ−ジトリルアミノフェニル）シクロヘキサン（以下、ジアミンと称する）を蒸着してドメイン構造をなす記録層４を形成した。ジアミンの分子構造を下記「化１７」に示す。このときの蒸着条件は、真空度１．３×１０-4Ｐａ、基板温度２０℃、クヌーセンセルの加熱温度１８０℃であった。なおＳｉ基板の近傍に設置した水晶振動子によりジアミンの蒸着速度をモニターしたところ０．０２ｎｍ／ｓｅｃであった。本実施例においては、蒸着時間を約５０秒に設定して、厚さ１．０ｎｍに相当するジアミンを形成した。形成されたジアミンからなる記録層４の構造をＳＥＭで観察したところ、直径３２ｎｍ、高さ７ｎｍの液滴状のドメインが２．４×１０14ｍ-2の密度で存在することが確認された。得られた記録媒体に関しては、ＳｉＯ2 の比誘電率εが３．９であるので、ｄ／（Ｓε）の値は６．３８×１０-3である。
【００４８】
【化１７】
0003645288.tif 000019
【００４９】
一方、ＡＦＭ探針として、バネ定数０．５８Ｎ／ｍのＳｉＮ製のカンチレバー本体１１のチップ側の表面に、厚さ２ｎｍのＣｒおよび厚さ２０ｎｍのＡｕを順次蒸着して電極１２を形成したものを用意した。このカンチレバー先端のチップの曲率半径は１０ｎｍである。
【００５０】
次いで、得られた記録媒体に対して以下のようにして書き込みおよび読み出しを行った。まず、ＡＦＭ探針の電極１２にＶtip という電圧を印加した状態で、記録層を構成するジアミンドメインに約１秒間接触させ、探針からドメインへ電荷を注入して書き込みを行った後、ＡＦＭ探針とジアミンドメインとを引き離す。その後、ＡＦＭ探針とジアミンドメインとの距離を約１０ｎｍに保って、ＡＦＭ探針に交流電圧を印加し、静電力の電圧依存性から表面電位を評価することにより読み出しを行う。Ｖtip の値を０Ｖから徐々に増加させながら、この操作をくり返し行った。同一のドメインについて、接触時のＡＦＭ探針電位Ｖtip とドメインの表面電位Ｖs との関係を図２に示す。
【００５１】
この図からわかるように、表面電位Ｖs はＶtip が正の極性領域で階段状の変化を示す。すなわち、Ｖtip が０〜１．１Ｖの範囲ではＶs は０Ｖであるが、Ｖtip が１．１ＶのときＶs は不連続に増加して０．１１Ｖとなる。その後、Ｖtip が１．１〜２．２Ｖの範囲ではＶs は０．１１Ｖのまま変化せず、Ｖtip が２．２ＶでＶs は再度０．１１Ｖだけ不連続に増加して０．２２Ｖとなる。このようにＶtip が＋１．１Ｖだけ変化するごとに、Ｖs の不連続な増加とプラトー領域が周期的に現れた。なお、Ｖtip が負の極性領域では表面電位に変化は見られなかった。（６）式から、＋０．１１ＶというＶs の飛び（ΔＶ）は、ちょうど電荷（この場合ΔＶが正であるので正孔）１個分の変化に相当し、正孔１個がドメインに注入されたことによる表面電位の変化が検出されたことがわかる。
【００５２】
実施例２
実施例１とほぼ同様な方法を用いたが、蒸着時間を２５秒に設定し、厚さ０．５ｎｍに相当するジアミンを形成した。形成されたジアミンからなる記録層の構造をＳＥＭで観察したところ、直径１６ｎｍ、高さ４ｎｍの液滴状のドメインが３．５×１０14ｍ-2の密度で存在することが確認された。得られた記録媒体に関しては、ｄ／（Ｓε）の値は２．５５×１０-2である。
【００５３】
次いで、得られた記録媒体に対して実施例１と同様にして書き込みおよび読み出しを行った。このときの接触時のＡＦＭ探針電位Ｖtip とドメインの表面電位Ｖs との関係を図３に示す。この場合も表面電位Ｖs はＶtip が正の極性領域で階段状の変化を示すが、Ｖtip が＋４．５Ｖだけ変化するごとに、＋４５０ｍＶのＶs の飛びを示した。この場合も（６）式から、＋４５０ｍＶというΔＶの値は、正孔１個がドメインに注入されたことによる表面電位の変化に対応していることがわかる。
【００５４】
比較例
実施例１とほぼ同様な方法を用いたが、蒸着時間を１０００秒に設定し、厚さ２０ｎｍに相当するジアミンを形成した。形成されたジアミンからなる記録層の構造をＳＥＭで観察したところ、直径２２０ｎｍ、高さ７５ｎｍの液滴状のドメインが１．２×１０13ｍ-2の密度で存在することが確認された。得られた記録媒体に関しては、ｄ／（Ｓε）の値は１．３５×１０-4である。
【００５５】
次いで、得られた記録媒体に対して実施例１と同様にして書き込みおよび読み出しを行った。このときの接触時のＡＦＭ探針電位Ｖtip とドメインの表面電位Ｖs との関係を図４に示す。この場合、表面電位Ｖs はＶtip に対して連続的な変化を示し、階段状の変化は認められなかった。このように、この実施例では、正孔１個がドメインに注入されたことによる表面電位の変化は検出できなかった。
【００５６】
実施例３
記録層材料としてアクセプター性分子である下記「化１８」に示すＤＮＩＢＰＣを用い、図１と同様な構造の記録媒体を作製した。実施例１と同様に、Ｓｉ基板１の表面にＳｉＯ2 膜２を、裏面に下地電極３をそれぞれ形成し、ＳｉＯ2 膜２を疎水化処理した。次に、Ｓｉ基板１表面のＳｉＯ2 膜２上に、ＤＮＩＢＰＣを蒸着してドメイン構造をなす記録層４を形成した。このときの蒸着条件は、真空度１．３×１０-4Ｐａ、基板温度２０℃、クヌーセンセルの加熱温度２２０℃であった。また、Ｓｉ基板の近傍に設置した水晶振動子によりＤＮＩＢＰＣの蒸着速度をモニターしたところ、０．０２ｎｍ／ｓｅｃであった。本実施例においては、蒸着時間を約１２５秒に設定して、厚さ２．５ｎｍに相当するＤＮＩＢＰＣを形成した。形成されたＤＮＩＢＰＣからなる記録層４の構造をＳＥＭで観察したところ、直径４０ｎｍ、高さ１０ｎｍの液滴状のドメインが２．０×１０14ｍ-2の密度で存在することが確認された。得られた記録媒体に関しては、ｄ／（Ｓε）の値は４．０７×１０-3である。
【００５７】
【化１８】
0003645288.tif 000020
【００５８】
次いで、得られた記録媒体に対して実施例１と同様にして書き込みおよび読み出しを行った。このときの接触時のＡＦＭ探針電位Ｖtip とドメインの表面電位Ｖs との関係を図５に示す。この場合実施例１と逆に、表面電位Ｖs はＶtip が負の極性領域で階段状の変化を示した。すなわち、Ｖtip が０〜−０．７２Ｖの範囲ではＶs は０Ｖであるが、Ｖtip が−０．７２ＶのときＶs は不連続に減少して−７２ｍＶとなる。その後、Ｖtip が−０．７２〜−１．４４Ｖの範囲ではＶs は−７２ｍＶのまま変化せず、Ｖtip が−１．４４ＶでＶs は再度−７２ｍＶだけ不連続に変化して−１４４ｍＶとなる。このようにＶtip が−０．７２Ｖだけ変化するごとに、Ｖs の不連続な減少とプラトー領域が周期的に現れた。なお、Ｖtip が正の極性領域では表面電位に変化は見られなかった。（６）式から、−７２ｍＶというΔＶの値は、ちょうど電荷（この場合ΔＶが負であるので電子）１個分の変化に相当し、電子１個がドメインに注入されたことによる表面電位の変化が検出されたことがわかる。
【００６１】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、室温においてもドメイン構造を有する記録層に単一の電荷（電子および／または正孔）を制御性よく注入し、かつ注入された電荷を容易に検出でき、注入される電荷の個数に応じた記録状態を設定することが可能で、安定に動作する記録媒体を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る記録媒体の断面図。
【図２】本発明の実施例１における記録媒体について、ＡＦＭ探針電位Ｖtip とドメインの表面電位Ｖs との関係を示す特性図。
【図３】本発明の実施例２における記録媒体について、ＡＦＭ探針電位Ｖtip とドメインの表面電位Ｖs との関係を示す特性図。
【図４】本発明の比較例における記録媒体について、ＡＦＭ探針電位Ｖtip とドメインの表面電位Ｖs との関係を示す特性図。
【図５】本発明の実施例３における記録媒体について、ＡＦＭ探針電位Ｖtip とドメインの表面電位Ｖs との関係を示す特性図。
【符号の説明】
１…Ｓｉ基板、２…ＳｉＯ2 膜、３…下地電極、４…記録層、１１…カンチレバー本体、１２…電極。
【図１】
0003645288.tif 000021
【図２】
0003645288.tif 000022
【図３】
0003645288.tif 000023
【図４】
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【図５】
0003645288.tif 000025