(57)【要約】【課題】回折限界以下のナノスケールの光メモリにおいて、このような不特定人からのアクセスを痕跡として残す。【解決手段】書換不能な記憶ビットとしてのナノ構造体１１を配列させた光メモリの情報記憶層２１に対して光を照射させることにより、ナノ構造体１１の形状の差異又はこれらに照射された光の散乱断面積の差異に基づいて情報を光学的に読み取らせ、情報記憶層２１における光入射面の背面側に近接配置させたアクセス記録媒体１２により、情報記憶層２１への光学的なアクセスを記録する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
書換不能な記憶ビットとしてのナノ構造体を配列させてなり、上記ナノ構造体の形状の差異又はこれらに照射された光の散乱断面積の差異に基づいて情報を光学的に読み取り可能とされた情報記憶層と、
上記情報記憶層における光入射面の背面側に近接配置され、上記情報記憶層への光学的なアクセスを記録するためのアクセス記録媒体とを備えること
を特徴とするアクセス記録可能な光メモリ。
【請求項２】
上記情報記憶層は、略三角形状のナノ構造体により上記一の記憶ビットを形成していること
を特徴とする請求項１記載のアクセス記録可能な光メモリ。
【請求項３】
上記情報記憶層は、上記形状の差異を、上記ナノ構造体に形成すべき孔の有無を介して作り出していること
を特徴とする請求項２記載のアクセス記録可能な光メモリ。
【請求項４】
上記情報記憶層は、一つ以上のナノ構造体の角部を近接させて一の記憶ビットを形成していること
を特徴とする請求項２又は３記載のアクセス記録可能な光メモリ。
【請求項５】
上記アクセス記録媒体は、上記情報記憶層への光学的なアクセス時において上記ナノ構造体の角部を介して発生した電場によるエネルギーに基づいて物性変化する材料からなり、さらに上記電場の発生領域に到達する位置まで上記情報記憶層に近接されていること
を特徴とする請求項１〜４のうち何れか１項記載のアクセス記録可能な光メモリ。
【請求項６】
上記略三角形状のナノ構造体に光が照射された場合に、当該金属又は半導体ナノ構造にプラズモンを誘起させ、その略三角形状の先端部の電場を増強させること
を特徴とする請求項２記載のアクセス記録可能な光メモリ。
【請求項７】
書換不能な記憶ビットとしてのナノ微粒子を光の回折限界以下の間隔で配列させてなり、これらに照射された光の戻り光に基づいて１以上の記憶ビットを１単位とした情報を光学的に読み取り可能とされた情報記憶層と、
上記情報記憶層における光入射側の背面側に配置され、上記情報記憶層への光学的なアクセスを記録するためのアクセス記録媒体とを備えること
を特徴とするアクセス記録可能な光メモリ。
【請求項８】
上記情報記憶層は、半導体微粒子、金属性微粒子又は磁性体微粒子としての上記記憶ビットを上記アクセス記録媒体上に形成していること
を特徴とする請求項７記載のアクセス記録可能な光メモリ。
【請求項９】
上記アクセス記録媒体は、上記照射された伝搬光に基づいて上記ナノ微粒子から放出された光により感光可能とされていること
を特徴とする請求項７又は８記載のアクセス記録可能な光メモリ。
【請求項１０】
上記情報記憶層における記憶ビットは、照射された紫外波長の伝搬光に基づいて光学的に読み取り可能とされ、
上記アクセス記録媒体は、上記照射された紫外波長の伝搬光に基づいて感光可能とされていること
を特徴とする請求項７記載のアクセス記録可能な光メモリ。
【請求項１１】
書換不能な記憶ビットとしてのナノ構造体を配列させた光メモリの情報記憶層に対して光を照射させることにより、上記ナノ構造体の形状の差異又はこれらに照射された光の散乱断面積の差異に基づいて情報を光学的に読み取らせ、
上記情報記憶層における光入射面の背面側に近接配置させたアクセス記録媒体により、上記情報記憶層への光学的なアクセスを記録すること
を特徴とする光メモリへのアクセス記録方法。
【請求項１２】
上記情報記憶層への光学的なアクセス時において上記ナノ構造体を介して発生した電場の発生領域に到達する位置まで上記アクセス記録媒体を近接させ、上記電場によるエネルギーに基づいて上記アクセス記録媒体を物性変化させることにより、上記光学的なアクセスを記録すること
を特徴とする請求項１１記載の光メモリへのアクセス記録方法。
【請求項１３】
書換不能な記憶ビットとしてのナノ微粒子を光の回折限界以下の間隔で配列させた光メモリの情報記憶層に対して光を照射させることにより、その戻り光に基づいて１以上の記憶ビットを１単位とした情報を光学的に読み取らせ、
上記情報記憶層における光入射側の背面側に配置させたアクセス記録媒体により、上記情報記憶層への光学的なアクセスを記録すること
を特徴とする光メモリへのアクセス記録方法。
【請求項１４】
上記照射された伝搬光に基づいて上記ナノ微粒子から放出した光により上記アクセス記録媒体を感光させること
を特徴とする請求項１３記載の光メモリへのアクセス記録方法。
【請求項１５】
上記情報記憶層における記憶ビットを、照射された紫外波長の伝搬光に基づいて光学的に読み取らせ、
上記アクセス記録媒体を、上記照射された紫外波長の伝搬光に基づいて感光させること
を特徴とする請求項１３記載の光メモリへのアクセス記録方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、予め記憶させた所定の情報を光学的に読み取り可能な光メモリに関し、特に不特定人からのアクセスを記録する際に好適なアクセス記録可能な光メモリ並びに光メモリへのアクセス記録方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光メモリは超大容量情報通信技術において重要な役割を果たしている。特に近年において、光メモリは、１Ｔｂｐｓ／ｉｎｃｈ２を越える超高密度化も期待されている。
【０００３】
現在実用化されている光メモリは、回折限界にまで集光したレーザ光を光記録媒体へ照射し、記録層に対して熱的あるいは磁気的変調を与えることによって情報の記録を行う。また、この記録された情報を読み出す際には、記録マークによって変調される反射光強度又は偏光状態の変化を検出することにより実行していくことになる。
【０００４】
特に近年のコンピュータ等の情報機器を取り巻く情報量の増大に対応していくためには、記録密度の限界を越えるような大容量な光メモリが必要とされている。
【０００５】
このような次世代の大容量光メモリとして有望視されているものとして、近接場光を利用して情報の記録や再生を行う、いわゆる近接場光メモリも提案されている（例えば、特許文献１参照。）。また、このような近接場光メモリに対して、近接場光を局所的に滲出させるためには近接場光プローブが用いられる（例えば、特許文献２参照。）
【特許文献１】特開２０００−０２１００５号公報
【特許文献２】特開平１０−０８２７９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、このような光メモリに個人情報や企業の内部機密事項等を始めとした機密性を保持すべき情報（以下、セキュリティ情報という。）が記憶される場合がある。光メモリは光学的なアクセスを介して情報を読み取るデバイスであるため、このようなセキュリティ情報が流出する際には、秘密保持義務を有しない外部関係者（以下、不特定人）から光メモリに対する光学的なアクセスが必ず存在するのが一般的である。
【０００７】
しかしながら、上述の如き光の回折限界以下のナノスケールの光メモリにおいて、このような不特定人からのアクセスを確実に記録することは、物理的に困難とされており、情報の機密性を保障することができなくなるという問題点があった。
【０００８】
また、上述の如き情報の機密性の保障の観点に加え、光メモリに記録されているデジタルデータについて、著作権やプライバシー保護の観点から、アクセス履歴をハードウェアに記録させる必要があった。
【０００９】
そこで、本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、回折限界以下のナノスケールの光メモリにおいて、このような不特定人からのアクセスを痕跡として残すことにより、光メモリに記憶された情報の機密性を保障することができる、アクセス記録可能な光メモリ並びに光メモリへのアクセス記録方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係るアクセス記録可能な光メモリは、書換不能な記憶ビットとしてのナノ構造体を配列させてなり、上記ナノ構造体の形状の差異又はこれらに照射された光の散乱断面積の差異に基づいて情報を光学的に読み取り可能とされた情報記憶層と、上記情報記憶層における光入射面の背面側に近接配置され、上記情報記憶層への光学的なアクセスを記録するためのアクセス記録媒体とを備えることを特徴とする。
【００１１】
本発明に係るアクセス記録可能な光メモリは、書換不能な記憶ビットとしてのナノ微粒子を光の回折限界以下の間隔で配列させてなり、これらに照射された光の戻り光に基づいて１以上の記憶ビットを１単位とした情報を光学的に読み取り可能とされた情報記憶層と、上記情報記憶層における光入射側の背面側に配置され、上記情報記憶層への光学的なアクセスを記録するためのアクセス記録媒体とを備えることを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る光メモリへのアクセス記録方法は、書換不能な記憶ビットとしてのナノ構造体を配列させた光メモリの情報記憶層に対して光を照射させることにより、上記ナノ構造体の形状の差異又はこれらに照射された光の散乱断面積の差異に基づいて情報を光学的に読み取らせ、上記情報記憶層における光入射面の背面側に近接配置させたアクセス記録媒体により、上記情報記憶層への光学的なアクセスを記録することを特徴とする。
【００１３】
本発明に係る光メモリへのアクセス記録方法は、書換不能な記憶ビットとしてのナノ微粒子を光の回折限界以下の間隔で配列させた光メモリの情報記憶層に対して光を照射させることにより、その戻り光に基づいて１以上の記憶ビットを１単位とした情報を光学的に読み取らせ、上記情報記憶層における光入射側の背面側に配置させたアクセス記録媒体により、上記情報記憶層への光学的なアクセスを記録することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明では、書換不能な記憶ビットとしてのナノ構造体を配列させた光メモリの情報記憶層に対して光を照射させることにより、上記ナノ構造体の形状の差異又はこれらに照射された光の散乱断面積の差異に基づいて情報を光学的に読み取らせ、情報記憶層における光入射面の背面側に近接配置させたアクセス記録媒体により、上記情報記憶層への光学的なアクセスを記録する。
【００１５】
また、本発明では、書換不能な記憶ビットとしてのナノ微粒子を光の回折限界以下の間隔で配列させた光メモリの情報記憶層に対して光を照射させることにより、その戻り光に基づいて１以上の記憶ビットを１単位とした情報を光学的に読み取らせ、情報記憶層における光入射側の背面側に配置させたアクセス記録媒体により、情報記憶層への光学的なアクセスを記録する。
【００１６】
これにより、本発明では、ナノ構造体或いはナノ微粒子に対して割り当てられた情報の読み出しと、アクセス記録媒体への痕跡の記録の双方を同時に行うことが可能となり、不特定人によるセキュリティ情報の読み出しを識別することが可能となり、ひいては、光メモリに記憶された情報の機密性を保障することができる。
【００１７】
これに加えて、本発明では、アクセス履歴をハードウェアとしての光メモリに記録させることができ、光メモリに記録されているデジタルデータについて、著作権やプライバシーを保護することが可能となる。さらに本発明を適用した光メモリにおいては、アクセス記録媒体等に一定の工夫を施すことで、アクセス回数の履歴を記録することも可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための最良の形態として、不特定人からのアクセスを痕跡として残すことにより記録するアクセス記録方法について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１９】
図１は、本発明を適用したアクセス記録方法を概念的に示している。このアクセス記録方法においては、不特定人が光メモリ１に記憶されているセキュリティ情報を読み出す際に、光メモリ１に対して光学的なアクセスを行うことになるが、これを痕跡として残すことにより記録する。光メモリ１には、書換不能な記憶ビットとしてのナノ構造体１１が複数に亘り配列されているが、これに対して伝搬光を照射することにより、上述した光学的なアクセスを行っていくことになる。
【００２０】
図２は、本発明を適用した光メモリ１の第１の実施の形態の斜視図である。また、図３(a),(b)は、光メモリ１の正面図であり、図４は、光メモリ１の側面図である。
【００２１】
この第１の実施の形態において、ナノ構造体１１は、３つの角部が形成された略三角形状のナノメータサイズの平板で構成されている。この角部は、先鋭化されている必要はなく、丸みを帯びていてもよい。図３に示すように、ｘ方向に向けてナノ構造体１１ａとナノ構造体１１ｂとが配列されている。このｘ方向と垂直方向を以下ｙ方向とする。２つのナノ構造体１１の角部を近接させることにより一の記憶ビットが構成される。このナノ構造体１１に対して、伝搬光は、図４に示すように上方から照射されてくる。このナノ構造体１１において伝搬光が照射される面を光入射面２１ａという。また、このナノ構造体１１が配列されている層を、情報記憶層２１という。
【００２２】
また、ナノ構造体１１は、例えば金、銀、アルミ、銅、クロム、プラチナ等の金属からなる。このナノ構造体１１として、例えばシリコン基板や、ＧａＡｓ、ＧａＮ、ＧａＰ系の半導体を利用する場合には、例えば特開２００５−１４２４４４号公報に記載されている方法を利用して作製するようにしてもよい。
【００２３】
ちなみに、このナノ構造体１１は、図３(a)に示すように、中央部に孔が形成されていない２つのナノ構造体１１ａで１記憶ビットを構成し、又は図３(b)に示すように、中央部に孔が形成されているナノ構造体１１ｂで１記憶ビットを構成する。
【００２４】
情報記憶層２１における光入射面２１ａの背面側２１ｂには、アクセス記録媒体１２が近接配置されている。このアクセス記録媒体１２は、例えばInAgSbTe、TeGeSb、TeGeSbSn、SbSe、BiTe、Te-alloy、Se-alloy、（Ag,Bi,Ge,In,Pb,Sb,Se,Sn,Te)系などの相変化材料や、光磁気ディスクに用いられるTbFeCo、TbFeCoCr、TbFeCoSi、GdFeCo、NdFeCoなどの磁性材料、書き換え不能なAgxOなどの材質からなる。
【００２５】
アクセス記録媒体１２は、情報記憶層２１との間に間隙２３が形成された状態で配置され、ナノ構造体１１と平行に配置される。このアクセス記録媒体１２と情報記憶層２１との間隙２３は、後述するメカニズムに基づいて最適化されるが、通常５ｎｍ〜l/4の範囲で構成されることが望ましい。その理由としては、5nm以下でヘッドを制御するのは困難であり、またl/4以上であると近接効果の意味がなくなるためである。また波長をマイクロ波帯まで使用することを考えても最大がl/4であることが望ましい。
【００２６】
このような構成からなる光メモリ１により、不特定人のアクセスを記録する方法について説明をする。
【００２７】
先ず、各ナノ構造体１１に対してそれぞれ伝搬光を照射する。この照射した伝搬光の戻り光の強度は、ナノ構造体１１ａ、１１ｂの形状の差異によって異なるものとなる。即ち、これらナノ構造体１１ａ、１１ｂの形状の差異により発生する、戻り光の強度等の性質の違いを利用することにより、デジタル信号でいう“０”又は“１”のセキュリティ情報を読み取る。
【００２８】
例えば、ナノ構造体１１ａとして、デジタル信号でいう”０“の情報を割り当て、またナノ構造体１１ｂとして、デジタル信号でいう”１“の情報を割り当てる。かかる場合において、光メモリ１の所定のアドレスにデジタル信号”０“の情報を記憶させる場合には、当該アドレスにおいてナノ構造体１１ａを作製し、光メモリ１の所定のアドレスにデジタル信号”１“の情報を記憶させる場合には、当該アドレスにおいてナノ構造体１１ｂを作製する。次に、デジタル信号を読み出す場合には、これらナノ構造体１１に対してスポット調整して伝搬光を照射する。その結果、ナノ構造体１１ａを読み出せた場合には、これに割り当てたデジタル信号”０“を取得し、ナノ構造体１１ｂを読み出せた場合には、これに割り当てたデジタル信号”１“を取得する。
【００２９】
このようにして、ナノ構造体１１の形状の差異に基づいて情報を光学的に読み取ることが可能となる。
【００３０】
ちなみに、ナノ構造体１１からの情報の読み出しは、その形状の差異に基づいて実行する場合に限定されるものではない。例えば、ナノ構造体１１に照射された光の散乱断面積の差異に基づいて情報を光学的に読み取るようにしてもよい。ナノ構造体１１ａ、ナノ構造体１１ｂは、互いに形状が異なるものであるため、これらに照射される伝搬光に基づく散乱光の分布は互いに異なるものとなる。即ち、このナノ構造体１１ａと、ナノ構造体１１ｂとの間での散乱断面積の差異を検出することにより、ナノ構造体１１ａに割り当てられたデジタル信号“０”、又はナノ構造体１１ｂに割り当てられたデジタル信号“１”を読み取ることが可能となる。
【００３１】
なお、光メモリ１においては、ナノ構造体１１に割り当てられたデジタル信号としての情報の読み出しと同時に、不特定人のアクセスをも同時に記録することができる。ナノ構造体１１に割り当てられた情報を読み出す際には、当該ナノ構造体１１に対して必ず光を照射することになる。その結果、ナノ構造体１１においてプラズモンが誘起され、ギャップ１３において強い電場が誘起されることになる。ナノ構造体１１が一の略三角形状のナノ構造体として構成されている場合には、その略三角形状の先端部において電場を増強させることが可能となる。
【００３２】
このナノ構造体１１のギャップ１３において強い電場が生じる点については、従来から明らかにされている物理的性質であって、例えば、”T.Matsumoto,T.Shimano,H.Saga,H.Sukeda, J.Appl.Phys.,Vol.95,No.8,15 April 2004”等の文献に開示されている。
【００３３】
ナノ構造体１１のギャップ１３において電場強度が増強されると、図５(a)に示すように電場強度の強い領域がアクセス記録媒体１２へと到達することになる。その結果、このアクセス記録媒体１２は、この増強された電場によるエネルギーに基づいて物性変化し、これに伴って図５(b)に示すように痕跡４５が形成されることになる。アクセス記録媒体１２と情報記憶層２１との間隙２３の大きさをこの電場強度の強い領域が到達する程度まで最適化させておくことにより、痕跡４５をアクセス記録媒体１２上に確実に形成させることが可能となる。
【００３４】
即ち、本発明を適用した光メモリ１では、ナノ構造体１１に対して割り当てられた情報の読み出しと、アクセス記録媒体１２への痕跡４５の記録の双方を同時に行うことが可能となる。このため、不特定人が、このナノ構造体１１に対して割り当てられた情報の読み出しを行う場合には、必ずこのナノ構造体１１に対して光が照射されることになり、これに伴ってアクセス記録媒体１２に痕跡４５が記録されることとなる。因みに、痕跡４５を事後的に識別することにより、この不特定人の光メモリ１に対するアクセスを識別することが可能となる。
【００３５】
なお、上述した実施の形態においては、あくまで略三角形状のナノ構造体１１をｘ方向に２つ並べてこれを一の記憶ビットとして構成する場合を例にとり説明をしたが、かかる場合に限定されるものではない。例えば一のナノ構造体１１ａ、一のナノ構造体１１ｂをそれぞれ一の記憶ビットとして構成するようにしてもよい。一のナノ構造体で構成されていても、そのいずれかの角部において電場が増強される箇所が生じるため、これをアクセス記録媒体１２上において痕跡４５として残すことが可能となるからである。
【００３６】
また、ナノ構造体１１を略三角形状で構成する場合以外、四角形、五角形をはじめ、いかなる多角形状で構成するようにしてもよい。すなわち、１３で定義される箇所（構造体１１が一つの場合にはギャップとは言わない）に向かって次第に細くなる形状であれば、いかなる形で構成されてもよい。また、ナノ構造体１１の形状は、円形でも楕円形でも、その他不規則ないかなる形状で構成されていてもよい。即ち、このナノ構造体１１ａとナノ構造体１１ｂとの間で互いに形状が異なるものであれば、いかなる形で構成されていてもよい。
【００３７】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明をする。
【００３８】
この第２の実施の形態では、図６(a)に示すように、互いにサイズの異なる複数種のナノ微粒子６を配列させた情報記憶層６１と、情報記憶層６１への光学的なアクセスを記録するためのアクセス記録媒体を備えた光メモリ２として具体化される。
【００３９】
情報記憶層６１には、書換不能な記憶ビットとしてのナノ微粒子６を光の回折限界以下の間隔で配列させる。この情報記憶層６１には、図中に示す方向から伝搬光が照射されてくる。情報記憶層６１において伝搬光が照射されてくる側を、以下光入射側６ａという。
【００４０】
ナノ微粒子６は、半導体微粒子、金属性微粒子又は磁性体微粒子等である。金属性微粒子は、例えば、Ａｕ等の材質で構成されている。ナノ微粒子６には、電気双極子（ダイポール）を帯電させることが可能である。各ナノ微粒子６におけるダイポールの有無を通じて、デジタル信号でいう“０”又は“１”の情報を記録することが可能となる。
【００４１】
また情報記憶層６１においては、例えば半導体微粒子や金属性微粒子、或いは磁性体微粒子からなるナノ微粒子６が形成された領域と、当該ナノ微粒子６が形成されていない領域を作り出すようにしてもよい。そして、このナノ微粒子の有無を介してデジタル信号でいう“０”又は“１”の情報が記録されることになる。
【００４２】
また、このナノ微粒子６としては、例えば、量子ドットを利用するようにしてもよい。この量子ドットによれば、励起子を三次元的に閉じ込めることにより形成される離散的なエネルギー準位に基づき、単一電子（励起子）を制御することができる。その結果、この量子ドットでは、励起子の閉じ込め系によりキャリアのエネルギー準位が離散的になり、状態密度をデルタ関数的に尖鋭化させることができる。
【００４３】
図６(b)では、互いにサイズの異なる複数種の量子ドット６＿１〜６＿４を規則的に配列させた例を示している。これら量子ドット６のサイズは、量子ドット６＿１〜量子ドット６＿４にかけて徐々に大きくなるように構成されている。また、この量子ドット６＿１は、最外周に並べられ、その隣接する内周側において量子ドット６＿２が並べられ、さらにその内周側において量子ドット６＿３が並べられ、略円心位置においては一つの量子ドット６＿４が形成されている。
【００４４】
アクセス記録媒体６２は、情報記憶層６１における光入射面６ａの背面側に配置されている。このアクセス記録媒体６２は、例えば感光性のフォトレジスト等で構成され、光を受光することにより物性を変化させ、いわゆる現像液に浸漬させることにより感光箇所を除去できるようにしてもよい。
【００４５】
このような構成からなる光メモリ２により、不特定人のアクセスを記録する方法について、ナノ微粒子６として図６(b)に示すような複数種の量子ドット６＿１〜６＿４を配列させた場合を例にとり説明をする。
【００４６】
量子ドット６＿１に対して伝搬光が照射された場合にその光エネルギーは、量子ドット６＿２、量子ドット６＿３を経て中心の量子ドット６＿４へと集光されていくことになる。この集光メカニズムについては、例えば下記文献の開示技術を参照するようにしてもよい（T. Kawazoe, K. Kobayashi, and M. Ohtsu, “The optical nano-fountain: a biomimetic device that concentrates optical energy in a nanometric region,” Appl. Phys. Lett. 86, 103102-1-3 (2005).）。
【００４７】
ここで図７(a)に示すように、２つの量子ドット６＿１に隣接する量子ドット６＿２に対するエネルギー移動メカニズムに着目する。
【００４８】
各量子ドット６＿１,６＿２におけるエネルギー準位Ｅ（nx,ny,nz）は、粒子の質量をmとし、また量子ドットの辺長をLとしたときに、以下の式（１）により定義される。
【００４９】
Ｅ（nx,ny,nz）＝h2/8π2m（π/L）2（nx2+ny2+nz2）・・・・・（１）
【００５０】
なお、本発明では、量子ドットの形状や材質に応じて、この式（１）で定義されるエネルギー準位Ｅ（nx,ny,nz）の式以外に、他の一般的なエネルギー準位の式が適用される場合もある。
【００５１】
この式（１）に基づき、各量子ドット６＿１,６＿２のＥ（nx,ny,nz）を計算する。ここで量子ドット６＿１と、量子ドット６＿２との辺長比が、およそ１：√２であるとき、図７(a)に示すように、量子ドット６＿１におけるエネルギー準位が（１,１,１）であるときのＥ（１１１）と、量子ドット６＿２におけるエネルギー準位が（２,１,１）であるときのＥ（２１１）とが等しくなる。即ち、量子ドット６＿１におけるエネルギー準位（１,１,１）と、量子ドット６＿２におけるエネルギー準位（２,１,１）は、それぞれ励起子の励起エネルギー準位が共鳴する関係にある。
【００５２】
このため、辺長比が互いに異なる各量子ドット６＿１,６＿２を形成させることにより、（１）式に基づく量子準位をほぼ等しくすることができ、これらの間で共鳴を起こさせることにより、サイズの小さい量子ドット６＿１からサイズの大きい量子ドット６＿２へ励起子を注入することができる。換言すれば、量子ドット間で体積（サイズ）を互いに異ならせることにより、これらの間で励起子を伝送することができ、ひいては共鳴エネルギー移動を実現することができる。
【００５３】
同様のメカニズムに基づいて量子ドット６＿２〜量子ドット６＿３へ、更に量子ドット６＿４へと励起子を移動させることにより、エネルギー移動を実現させることが可能となる。
【００５４】
最終的に量子ドット６＿４に注入させられた励起子は、下位準位Ｅ（１１１）に遷移した上で光として放出される。その結果、この量子ドット６＿４から光が放出されることになり、これに応じてアクセス記録媒体６２が感光し、アクセス記録媒体６２中において、屈折率を始めとした物性が変化したいわゆる感光領域が形成されることになる。
【００５５】
このような感光領域が形成されることになると、光学顕微鏡等により光メモリ２を観察した場合にその見え方が変化する。これにより、感光領域の形成の有無を識別することが可能となり、ひいては不特定人による光メモリ２の光学的なアクセスを痕跡として記録することが可能となる。
【００５６】
なお、この量子ドット６＿４から放出される光は、量子ドット６＿４における量子準位Ｅ（１１１）からの緩和に基づくものであり、当該エネルギーレベルからの緩和は、伝搬光と結合することができる。このため、量子ドット６＿４から放出される光は、通常の伝搬光と同様に考えることができる。しかしながら、本発明を適用した光メモリ１において、この量子ドット６＿４から放出された光は、アクセス記録媒体６２において吸収されるため、遠くまで伝搬する性質のものに限定されることはない。即ち、量子ドット６＿４から放出される光はいわゆる伝搬光である必要性はなく、局所的に散逸する性質の光であってもよい。
【００５７】
なお、サイズの大きい量子ドット６＿４から放出される光のみにアクセス記録媒体６２を感光させるためには、放出光の波長を照射光の波長と異ならせ、アクセス記録媒体６２は放出光の波長にのみ感光可能な材料で構成することが望ましい。
【００５８】
また、この量子ドット６＿１〜量子ドット６＿４からなる光メモリ１において、記憶させた情報を再生する際には、例えば、特開２００６−０２３５０５号公報に開示されているようなＡＮＤ演算素子の構成をこれら量子ドット６＿１〜６＿４の少なくとも一部に組み込んでおくようにしてもよい。そして、かかるＡＮＤ演算素子におけるゲート出力の周波数においては、「０」あるいは「１」が検出されるような形にすることで、デジタルデータの再生能力を得るようにしてもよい。
【００５９】
なお、上述した痕跡記録の方法はあくまで一例であり、他の方法に代替してもよいことは勿論である。
【実施例１】
【００６０】
光メモリ１からの情報の読み出しと、痕跡４５の記録について検証するため、シミュレーションを行った。このシミュレーションにおいては、例えば図８に示すように、ナノ構造体１１ｂ（１１ａ）をｘ方向に２つ配列させたモデルを作成した。このモデルにおいてナノ構造体１１ｂ（１１ａ）の材質をＡｇ、ギャップ１３の幅を５ｎｍ、ナノ構造体１１ｂ（１１ａ）のｘ方向の長さを２１５ｎｍ、近接させる２つのナノ構造体１１ｂ（１１ａ）の角部の曲率半径を２０ｎｍ、当該角部の角度を６０°、ナノ構造体１１ｂの厚みを３０ｎｍとしている。また、ナノ構造体１１ｂにおいて形成させる孔５１については、その中心位置をギャップ１３の中心からｘ方向へ１５０ｎｍ離間させた位置とし、半径を５０ｎｍとしている。これに対して、ナノ構造体１１ａにおいては、この孔５１を形成させていないモデルとしている。
【００６１】
このようなナノ構造体１１ｂ(１１ａ)に対して、波長８３０ｎｍであり、偏光方向がｘ軸方向である光を照射した場合について、それぞれギャップ２３に生じる電場強度、並びにその電場強度ピークのｘ方向、ｙ方向における半値幅を計算により求めた。
【００６２】
図９は、ナノ構造体１１を構成する金属表面から５．４ｎｍ離間させた平面における電場強度の分布を示している。図９(a)は、ナノ構造体１１ａの電場強度分布を、また図９(b)は、ナノ構造体１１ｂに生じた電場強度分布を示している。強い電場強度のピークは、ギャップ１３において生成されていた。ナノ構造体１１ａにおけるピークの電場強度は、入射された光の電場強度の約２５０倍の大きさであるのに対し、ナノ構造体１１ｂにおけるピークの電場強度は、入射された光の電場強度の１２２倍であった。即ち、ナノ構造体１１ａにおいて生成される電場強度は、ナノ構造体１１ｂにおいて生成される電場強度よりも大きいが、入射光の電場強度と比較して１００倍以上と大きく、上述した痕跡４５をアクセス記録媒体１２上に形成させる上において、この差が障壁となることはない。
【００６３】
このピークの半値全幅（ＦＷＨＭ：Full width at half maximum：ピークの半分の強度における値の幅。分布がピークを持つ値を軸に左右対称である場合には幅をその半幅で定義しても構わないが一般にはそうではないので、全幅で定義する）は、ｘ方向において約１０ｎｍであり、ｙ方向において約２３ｎｍであった。この半値幅は、ナノ構造体１１ａ、１１ｂ間において同様の傾向が示されていた。
【００６４】
また、算出した電場強度と半値幅の大きさは、図１０のグラフに示すように、ナノ構造体１１ａ、ナノ構造体１１ｂの双方において、共に電場強度の大きさ、電場強度のピークの半値幅はほぼ同等であった。このため、ナノ構造体１１ａ、１１ｂのいずれに対して伝搬光が照射された場合であっても、ナノ構造体１１ａ、１１ｂにおいてほぼ同程度の電場増強が生じ、これに基づいて同じ痕跡４５として残すことができることが示されている。これは、デジタル信号“０”、“１”の何れが読み出された場合であっても、痕跡４５として記録し、これを事後的に識別することができることを意味している。
【００６５】
図１１は、ナノ構造体１１ａ、ナノ構造体１１ｂの散乱光の分布傾向を計算により求めた結果を示している。中央に孔が形成されていないナノ構造体１１ａは、中央に孔が開削されているナノ構造体１１ｂと比較して、より広い領域に光が散乱している。実際にこのナノ構造体１１ａ、ナノ構造体１１ｂの散乱断面積の差異を比較したところ、より広い領域に光を散乱させるナノ構造体１１ａの散乱断面積は、ナノ構造体１１ｂの約２倍程度であった。
【００６６】
即ち、このナノ構造体１１ａと、ナノ構造体１１ｂとの間での散乱断面積の差異を、当該ナノ構造体１１全体とほぼ同等の領域サイズにおいて検出することにより、ナノ構造体１１ａに割り当てられたデジタル信号を読み取ることが可能となる。
【００６７】
次に、ナノ構造体１１ｂに形成させた孔５１の半径のみを１０〜７０ｎｍへ変化させた場合における電場強度増加量と、ＯＮ／ＯＦＦ比の関係について解析を行った。その結果、図１２に示すように、孔５１の半径を小さくするにつれて、電場強度は増加する傾向が示されていた。これとは対照的に、孔５１の半径を大きくするにつれて、ＯＮ／ＯＦＦ比は増加していく傾向にあった。
【００６８】
これらの傾向から、電場強度をある程度確保した上で、ＯＮ／ＯＦＦ比を向上させるためには、この孔５１の半径を最適化する必要がある。電場強度と、ＯＮ／ＯＦＦ比の双方をバランスよく維持するためには、孔５１の半径を５０ｎｍとすることが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明を適用したアクセス記録方法の概念図である。
【図２】本発明を適用した光メモリの第１の実施の形態の斜視図である。
【図３】本発明を適用した光メモリの正面図である。
【図４】本発明を適用した光メモリの側面図である。
【図５】本発明の動作について説明するための図である。
【図６】本発明を適用した光メモリにおける第２の実施の形態について示す図である。
【図７】アクセス記録媒体中において、感光領域が形成される場合について説明するための図である。
【図８】シミュレーションモデルについて説明するための図である。
【図９】ナノ構造体の電場強度分布を示す図である。
【図１０】算出した電場強度と半値幅の大きさの比較結果について示す図である。
【図１１】ナノ構造体の散乱光の分布傾向を計算により求めた結果を示す図である。
【図１２】ナノ構造体に形成させた孔の半径のみを１０〜７０ｎｍへ変化させた場合における電場強度増加量と、ＯＮ／ＯＦＦ比の関係を示す図である。
【符号の説明】
【００７０】
１、２  光メモリ
６  ナノ微粒子
１１  ナノ構造体
１２、６２  アクセス記録媒体
１３  ギャップ
２１、６１  情報記憶層
２３  間隙
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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