(57)【要約】【課題】ハードディスクの高密度での書き込み、読み出しの困難な磁界に代えて、金属探針により書き込み、高速の読み取りを可能とした情報記憶装置を提供すること。【解決手段】磁性金属層／非磁性金属／磁性金属層を含む多層薄膜表面に金属探針をナノメートルオーダの距離に近付ける。金属探針と多層膜表面との間の距離、印加電圧を変化させることにより、多層膜中に生じる量子井戸状態を変化させ、磁性金属層間の相対的な磁化を変化させる。磁化情報の読み取りには、磁性金属層間の相対的な磁化方向の変化によるプラズモン共鳴エネルギーの変化に伴う、金属探針と多層膜との間に流れる光誘起トンネル電流の変化を利用する。【選択図】  図１
2005108302.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の強磁性金属層、前記第１の強磁性金属層の上に形成された非磁性金属層及び前記非磁性金属層の上に形成された第２の強磁性金属層を含む多層膜に対向させて金属探針を位置決めするステップと、
前記多層膜と前記金属探針との間に電圧を印加し、前記金属探針が対向している前記多層膜の領域に前記印加電圧に応じた磁化を形成して磁化情報を書き込むステップと、
前記金属探針と前記多層膜との間に光を入射させ、プラズモンを誘起させながら前記金属探針と前記多層膜との間に流れるトンネル電流を検出するステップと、
前記検出したトンネル電流に基づいて前記多層膜に書き込まれた磁化情報を読み出すステップとを含むことを特徴とする磁化情報記録再生方法。
【請求項２】
請求項１記載の磁化情報記録再生方法において、前記金属探針と前記多層膜との間に入射させる光の波長は、前記第１と第２の強磁性金属層の磁化の方向が互いに平行なときプラズモン共鳴を起こす波長あるいは互いに反平行なときプラズモン共鳴を起こす波長であることを特徴とする磁化情報記録再生方法。
【請求項３】
請求項２記載の磁化情報記録再生方法において、前記トンネル電流を検出するステップでは、前記金属探針と前記多層膜との間に入射させる光の偏光状態を一定周波数で変調し、前記トンネル電流の前記変調周波数成分を検出することを特徴とする磁化情報記録再生方法。
【請求項４】
請求項１記載の磁化情報記録再生方法において、前記トンネル電流を検出するステップでは、前記金属探針と前記多層膜との間に入射させる光の波長を前記第１と第２の強磁性金属層の磁化の方向が平行なときプラズモン共鳴を起こす波長と前記第１と第２の強磁性金属層の磁化の方向が反平行なときプラズモン共鳴を起こす波長との間で一定周波数で変調し、前記トンネル電流を前記変調周波数で位相敏感検波することを特徴とする磁化情報記録再生方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項記載の磁化情報記録再生方法において、前記磁化情報を書き込むステップでは、前記印加電圧に応じて前記第１と第２の強磁性金属層の磁化方向を局部的に互いに平行又は反平行に変化させることを特徴とする磁化情報記録再生方法。
【請求項６】
第１の強磁性金属層、前記第１の強磁性金属層の上に形成された非磁性金属層及び前記非磁性金属層の上に形成された第２の強磁性金属層を含む多層膜を備える記録媒体と、
前記記録媒体に対向させて配置した金属探針と、
前記金属探針と前記記録媒体の間に電圧を印加する電圧印加手段と、
前記金属探針と前記記録媒体の間に光を入射させる光入射手段とを含むことを特徴とする磁化情報記録再生装置。
【請求項７】
請求項６記載の磁化情報記録再生装置において、
前記光入射手段は、前記第１と第２の強磁性金属層の磁化の方向が互いに平行なときプラズモン共鳴を起こす波長の光あるいは互いに反平行なときプラズモン共鳴を起こす波長の光を入射させ、
前記金属探針と前記記録媒体の間に流れるトンネル電流を検出する手段を備えることを特徴とする磁化情報記録再生装置。
【請求項８】
請求項７記載の磁化情報記録再生装置において、
前記光入射手段は、入射させる光の偏光状態を一定周波数で変調し、
前記検出したトンネル電流の前記変調周波数成分を検出する手段とを備えることを特徴とする磁化情報記録再生装置。
【請求項９】
請求項６記載の磁化情報記録再生装置において、
前記光入射手段は、入射させる光の波長を、前記第１と第２の強磁性金属層の磁化の方向が互いに平行なときプラズモン共鳴を起こす波長と前記第１と第２の強磁性金属層の磁化の方向が互いに反平行なときプラズモン共鳴を起こす波長との間に一定周波数で変調し、
前記金属探針と前記記録媒体の間に流れるトンネル電流を検出する手段と、
検出されたトンネル電流を前記変調周波数で位相敏感検波する手段とを備えることを特徴とする磁化情報記録再生装置。
【請求項１０】
請求項６〜９のいずれか１項記載の磁化情報記録再生装置において、前記記録媒体を回転駆動する手段と、一端が回転可能に支持され他端側が上記円板状記録媒体に延伸されたアームの先端部に設けられているスライダとを有し、前記金属探針は前記スライダの下面に設置されていることを特徴とする磁化情報記録再生装置。
【請求項１１】
請求項１０記載の磁化情報記録再生装置において、前記スライダは、半導体レーザからの光を前記金属探針の先端付近に導波、入射する手段を有することを特徴とする磁化情報記録再生装置。
【請求項１２】
請求項１１記載の磁化情報記録再生装置において、前記金属探針は先鋭な先端パターン構造を有する金属薄膜からなることを特徴とする磁化情報記録再生装置。
【請求項１３】
請求項６〜１２のいずれか１項記載の磁化情報記録再生装置において、前記第２の強磁性金属層は、記録される情報単位毎に空間的に分割されていることを特徴とする磁化情報記録再生装置。
【請求項１４】
請求項６〜１３のいずれか１項記載の磁化情報記録再生装置において、前記記録媒体は、前記第１の強磁性金属層の下層に反強磁性層を有することを特徴とする磁化情報記録再生装置。
【請求項１５】
請求項６〜１４のいずれか１項記載の磁化情報記録再生装置において、前記金属探針が所定の間隔で複数設置され、個々の金属探針ごとに磁化情報の記録再生を行うことを特徴とする磁化情報記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁化情報の記録及び再生を行う方法並びにその装置に関し、特に、高密度記録に適した新規な磁化情報記録再生方法及び装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のハードディスクドライブ装置（ＨＤＤ）における磁化情報の書き込みには、コイルから発生する磁界を用いた磁気ヘッドによる書き込み手法が用いられている。ＨＤＤの記録密度はさらなる高密度化が求められており、高密度化による記録ドメインの微細化に対応して磁気ヘッドが微細化していくと、磁気ヘッド先端部に生じる反磁界成分の影響により磁気ヘッドから発生可能な磁界の強度が減少することが知られている。また、記録ドメインが微小になると、記録ドメインに書き込まれた磁化の方向が熱的に不安定になり、この熱的不安定性を克服するために、記録媒体として磁気異方性のより大きな材料が必要となるため、より大きな書き込み磁場を発生できる記録ヘッドが必要とされる。従って、超高密度記録における磁化書き込み手法においては、従来の磁気ヘッドにかわる書き込み手法が求められている。一方、磁気ランダムアクセスメモリ（ＭＲＡＭ）に代表される不揮発性磁化を用いた固体メモリにおいても、従来の電流を用いた磁化書き込み手法では、微細化に伴い消費電力が増大することが知られている。これら電流により生じる磁場を用いた磁化書き込み手法に代わる手法として、スピン注入磁化反転を用いた書き込み手法が提案されている。これはスピン偏極電子を磁性体に注入することにより磁化領域の反転を行ない磁化の書き込みを行なう手法であるが、書き込み電流の閾値が１０７Ａ／ｃｍ２と大きいため、消費電力の点から改良が必要である。
【０００３】
別の書き込み手法として、電界を用いた磁化制御手法が提案されている。例えば、非特許文献１に記載の手法は、強磁性体金属層／半導体層／強磁性体金属層の積層膜構造において、半導体層中のキャリア濃度を電界により制御することにより二つの強磁性体金属層間に生じる交換相互作用を制御して、強磁性体金属層の磁化状態を制御するものである。非特許文献２に記載の手法は、強磁性体金属層／非磁性金属層／絶縁体層／強磁性体金属層のように強磁性体金属層／非磁性金属層／強磁性体金属層の三層膜構造の内部に絶縁体層を設け、二つの強磁性金属層間に電圧を印加することによりこれら強磁性体金属層間に生じる交換相互作用を制御し、磁化状態を制御するものである。特許文献１に記載の手法は、強磁性体金属層／非磁性金属層／強磁性体金属層の三層膜構造の外部に半導体層を設け、強磁性金属層と半導体層との界面に生じるショットキー障壁の幅や高さを電界で制御することにより強磁性体金属層間に生じる交換相互作用を制御し、磁化反転を生じさせるものである。
【０００４】
これらの電界による磁化制御技術は、高密度記録が可能であり、かつ消費電力の低い技術として有望である。ちなみに、金属探針の表面からの位置の一般的な制御方法としては、トンネル電流を用いる方法や、例えば特許文献２の光てこ方式による制御方法が知られている。
【０００５】
一方、書き込まれた磁化の情報を読み出すためには、ＧＭＲ（Giant Magneto-resistance）効果を用いた素子が用いられている。しかし、高密度化による記録単位の狭小化に伴い、より高感度で、記録媒体との距離をより小さくできる素子が求められている。従来のＧＭＲ素子は、素子の膜厚を小さくすることができないために記録媒体との距離を小さくすることが困難である。一方、より高感度が期待されるＴＭＲ（Tunneling Magneto-resistance）効果を用いた素子も、トンネル効果を用いることで素子自体の抵抗が大きいことからＧＨｚレベルの動作に耐えられるか懸念されており、新しい読み出し手法の開発が期待されている。
【０００６】
金属探針を用いた磁化情報の読み出し手法として、例えば、特許文献２には、強磁性体金属層／非磁性金属層／強磁性体金属層の三層膜構造の電子状態が、磁化方向に依存して変化することを用いて、トンネル電流により検出する方法が記載されている。また、例えば、特許文献３には、記録媒体にプローブ電極を対向配置し、電圧を印加することにより励起された記録媒体の発光状態を光検出する手法が記載されている。これらの金属探針による磁化検出技術は、ｎｍオーダーの情報を再生する技術として有望である。
【０００７】
磁化検出技術ではないが、金属表面に金属探針を近づけて光を照射した場合、トンネル電流が増大することが知られている。例えば、非特許文献３には、金属表面と金属探針との間に光を照射しプラズモンを励起することで、大きな直流電流が流れることが記載されている。
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−１９６６６１号公報
【特許文献２】特開平１１−７３９０６号公報
【特許文献３】特開平５−２５０７３５号公報
【特許文献４】特開２０００−２１５６２７号公報
【非特許文献１】Mattsonet et al, Phys. Rev. Lett. 71, 185 (1993)
【非特許文献２】Chun-Yoel Youi et al., J. Appl. Phys., 87, 5215 (2000)
【非特許文献３】N.Kroo et al, Europhys.Lett., 15, 289(1991)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献２は、金属探針を用いた磁化制御／検出方法において、書き込まれた磁化状態を読み出す方法として、磁化の平行、反平行状態の違いを反映するトンネル電流を用いる方法を記載している。この手法は、通常のＳＴＳ（scanning tunneling spectroscopy）技術を用いたものであり、金属探針と媒体表面とが１ｎｍ程度離れている時に測定電流は通常ｎＡ程度である。一方、テラバイト級のＨＤＤにおいては磁化情報の読み出し速度として、少なくとも１ＧＨｚ（１０９回／ｓ）程度が要請されている。ＳＴＳ技術のようなトンネル過程を用いた検出手法においては、ショットノイズが原理的に不可避である。例えば１ＧＨｚの動作速度において、２０ｄＢのＳ／Ｎ比を持たせるためには、μＡ程度のトンネル電流を流す必要がある。金属探針を媒体表面にさらに近付けることで、測定電流値をより増大させることは可能であるが、この場合、金属探針と媒体表面とが接触し、金属探針が変形／損傷する可能性が高くなってくる。
【００１０】
本発明は、金属探針を媒体表面からなるべく離した状態で、かつ書き込まれた磁化状態をＧＨｚレベルの動作速度で読み取ることができる新たな磁化検出手法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明では、磁化状態の書き込み方法として、強磁性金属層／非磁性金属層／強磁性金属層の少なくとも３層膜構造を持つ多層膜媒体における磁化状態を、多層膜表面に対向して配置した金属探針により制御する方法を採用する。この３層薄膜構造の外側に保護膜、例えばＡｕの保護膜があってもよい。金属探針をこの多層膜に近付け、もしくは更に電界を印加すると、多層膜表面のイメージポテンシャルを変調することが可能であり、このイメージポテンシャルの変調によって多層膜中に形成されている量子準位のエネルギーが変化するため、強磁性金属層間に働く交換相互作用の正負、すなわち磁化状態を変化させることが可能である。
【００１２】
次に、この多層膜中に書き込まれた磁化情報を読み取るために、多層膜と金属探針間に光を照射する。多層膜中の２つの強磁性金属層の磁化の平行／反平行に依存してプラズモン共鳴周波数が異なるため、入射光の波長を適当に選ぶことにより、金属探針−多層膜間のプラズモン共鳴／非共鳴を制御することが可能である。金属探針−多層膜間にプラズモンが励起されると、トンネル電流が３桁程度増大するため、ＧＨｚレベルの読み取り動作に耐えるトンネル電流を得ることができる。また、金属探針先端に励起されたプラズモンからの発光の強度や偏光状態の変化を測定することで、多層膜中の磁化の平行／反平行を読み取ることも可能である。
【００１３】
すなわち、本発明による磁化情報記録再生方法は、第１の強磁性金属層、第１の強磁性金属層の上に形成された非磁性金属層及び非磁性金属層の上に形成された第２の強磁性金属層を含む多層膜に対向させて金属探針を位置決めするステップと、多層膜と金属探針との間に電圧を印加し、金属探針が対向している多層膜の領域に印加電圧に応じた磁化を形成して磁化情報を書き込むステップと、金属探針と多層膜との間に光を入射させ、プラズモンを誘起させながら金属探針と多層膜との間に流れるトンネル電流を検出するステップと、検出したトンネル電流に基づいて多層膜に書き込まれた磁化情報を読み出すステップとを含む。
【００１４】
金属探針と前記多層膜との間に入射させる光の波長は、前記第１と第２の強磁性金属層の磁化の方向が互いに平行なときプラズモン共鳴を起こす波長あるいは互いに反平行なときプラズモン共鳴を起こす波長とすることができる。このとき、入射させる光の偏光状態を一定周波数で変調し、トンネル電流の変調周波数成分を検出するようにしてもよい。
【００１５】
また、金属探針と多層膜との間に入射させる光の波長を、第１と第２の強磁性金属層の磁化の方向が平行なときプラズモン共鳴を起こす波長と反平行なときプラズモン共鳴を起こす波長との間で一定周波数で変調してもよい。この場合、トンネル電流を変調周波数で位相敏感検波することで、多層膜に書き込まれた磁化情報を読み出すことができる。
【００１６】
本発明による磁化情報記録再生装置は、第１の強磁性金属層、第１の強磁性金属層の上に形成された非磁性金属層及び非磁性金属層の上に形成された第２の強磁性金属層を含む多層膜を備える記録媒体と、記録媒体に対向させて配置した金属探針と、金属探針と記録媒体の間に電圧を印加する電圧印加手段と、金属探針と前記記録媒体の間に光を入射させる光入射手段とを含む。
【００１７】
光入射手段は、第１と第２の強磁性金属層の磁化の方向が互いに平行なときプラズモン共鳴を起こす波長の光あるいは互いに反平行なときプラズモン共鳴を起こす波長の光を入射させるものとすることができ、金属探針と記録媒体の間に流れるトンネル電流を検出する手段を備えることができる。このとき、入射させる光の偏光状態を一定周波数で変調し、検出したトンネル電流の変調周波数成分を検出するようにしてもよい。
【００１８】
また、光入射手段は、入射させる光の波長を、第１と第２の強磁性金属層の磁化の方向が互いに平行なときプラズモン共鳴を起こす波長と第１と第２の強磁性金属層の磁化の方向が互いに反平行なときプラズモン共鳴を起こす波長との間に一定周波数で変調するものとし、金属探針と記録媒体の間に流れるトンネル電流を検出する手段と、検出されたトンネル電流を変調周波数で位相敏感検波する手段とを備える構成とすることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、非接触の高密度、低消費電力、磁化記録／検出方法及び装置が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に図を参照して、本発明による金属探針を用いた磁化検出原理、及びその実施例を説明する。理解を容易にするために、以下の図において同等の機能を示す部分には同じ符号を付して説明する。
【実施例１】
【００２１】
図１は、本発明による磁化情報記録再生装置の一例を示す概念図である。この磁化情報記録再生装置は、磁気記憶媒体５０とこれに対面して設けられた金属探針５及び入射光１２０を主要な構成要素とする。
【００２２】
磁気記憶媒体５０は、基板１００上に順次積層して形成された強磁性金属層１、非磁性金属層２、強磁性金属層３、保護膜４よりなる多層膜４１より構成されている。この多層膜４１の保護膜４の面に対向して、１ｎｍオーダーの極めて近い距離に金属探針５が配置される。金属探針５は、ハードディスク装置におけるのと同様のスライダ機構６によって保持される。保護膜４と金属探針５との距離を制御するために、別途トンネル電流をフィードバック信号として用いても良く、また、原子間力顕微鏡における光てこ方式を用いてフィードバック信号を生成してもよい。また、距離制御用の探針を以下に述べる電界制御用金属探針５とは別に設けても良い。
【００２３】
多層膜４１を構成する強磁性金属層１及び３としては、例えばＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，等の強磁性単体金属又はＣｏＦｅ，ＮｉＦｅ，ＣｏＮｉなどの合金が使用できる。非磁性金属層２としては、例えばＡｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｐｔ，Ｐｄ等の金属が使用できる。保護膜４は例えばＡｕのような非磁性貴金属を用いるが、保護膜４は無くてもよい。ちなみに本実施例では、強磁性金属層１，３としてＦｅ、非磁性金属層２としてＡｕ、保護膜４としてＡｕを用いた。
【００２４】
多層膜４１中のフェルミ準位近傍の電子は多層膜４１中に閉じ込められており、その閉じ込められた状態に応じて図１に模式的に示すような種々の量子井戸状態７〜１０を形成する。
【００２５】
図１の右半分の領域は、強磁性金属層１及び３の磁化の方向が長い矢印で示すように平行な場合であり、この場合には、その磁化と反平行な短い矢印で示す電子スピンを持つ電子の状態は参照符号８のように非磁性金属層２中にほぼ閉じ込められる。これに対し、磁化と平行な短い矢印で示す電子スピンを持つ電子の状態は参照符号７のように多層膜４１中の全体に閉じ込められる。
【００２６】
一方、図１の左半分の領域は、強磁性金属層１及び３の磁化の方向が反平行な場合であり、この場合には、電子の状態はそのスピンの向きに依存して参照符号９で示すように、膜１〜２中に閉じ込められ、あるいは、参照符号１０で示すように、膜２〜３中に閉じ込められる。
【００２７】
これらの量子井戸を形成する電子の状態は、強磁性金属層１及び３の磁化の方向に依存するだけでなく、多層膜４１の表面（保護膜４の表面）の状態に敏感に依存する。多層膜４１の表面である保護膜４の表面に金属探針５を近付けると、保護膜４と金属探針５のイメージポテンシャルが重なり合い、量子井戸電子を閉じ込めている実効的なポテンシャルが変形する。
【００２８】
本例の磁化情報記録再生装置は、保護膜４の表面と金属探針５との距離を所定値に維持した状態で、多層膜４１と金属探針５との間に電圧Ｅ０又は−Ｅ０を印加できるようにしている。すなわち、スイッチ１７又は１８を選択的にオンとして、多層膜４１と金属探針との間に電圧Ｅ０又は−Ｅ０を印加すると、保護膜４の表面における閉じ込めポテンシャルが変化する。その結果、量子井戸電子を閉じ込める境界条件が変化するため、量子井戸電子のエネルギー準位が変化する。この量子井戸準位のエネルギーが変化することにより、強磁性金属層１と強磁性金属層３との相対的な磁化の方向が変化するため、強磁性金属層１と強磁性金属層３の磁化が平行か反平行かで情報を記録することができる。また、例えば、強磁性金属層１及び３／非磁性金属層２の組み合わせがＣｏ／Ｐｄ，Ｃｏ／Ｐｔ，Ｆｅ／Ｐｔの場合は、磁化方向が膜面に垂直方向であるが、同様に量子井戸準位を制御することが可能である。
【００２９】
多層膜４１に書き込まれた磁化情報は、スイッチ１６をオンにし、多層膜４１と金属探針との間に電圧Ｅ（│Ｅ│<<│Ｅ０│）を印加し、金属探針５と多層膜４１との間に流れるトンネル電流１５を用いて読み出すことができる。これは、強磁性金属層１と強磁性金属層３の磁化が平行か反平行かで、多層膜４１中に形成される量子井戸電子のエネルギー準位が変化するため、一定電圧Ｅのもとで測定されるトンネル電流が、磁化方向に依存して変化するからである。
【００３０】
磁化情報をトンネル電流により読み出す際に、半導体レーザからの光１２０を、金属探針５と保護膜４との間近傍に照射する。入射光のエネルギーを適当に選ぶことにより、金属探針５と保護膜４との間にプラズモンを励起することが可能である。
【００３１】
図２は、強磁性金属層１と強磁性金属層３の磁化が平行か反平行かで、保護膜４中に形成される量子井戸電子のエネルギー準位が０．１ｅＶ上下にずれた場合の、保護膜４の誘電関数の実部の変化を見積もったものである。ここで保護膜４の材質はＡｕである。図中の実線は、バルクのＡｕの誘電関数の実部であるが、保護膜４中に形成される量子井戸状態が、強磁性金属層１及び３の磁化が平行か反平行かに依存して０．１ｅＶ上下に変化することで、誘電関数の実部は点線もしくは一点鎖線のように変化する。誘電関数の実部が−１になるエネルギーが、プラズモン共鳴を起こすエネルギーである。保護膜４中に形成される量子井戸準位のエネルギーが−０．１〜０．１ｅＶずれることで、共鳴エネルギーは２．６から３．４ｅＶのように大きく変化することがわかる。
【００３２】
図３は、入射光１２０のエネルギーをプラズモン共鳴エネルギー近傍に設定した時のトンネル電流の大きさを、金属探針５と保護膜４との間のバイアス電圧Ｅの関数として示したものである。入射光１２０をオンすることにより、光なしの時に比べてトンネル電流を増大させることが可能である。特に、バイアス電圧が０Ｖ近傍では、３桁程度トンネル電流を増大させることが可能であり、入射光１２０をオンすることで、ｎＡレベルのトンネル電流をμＡレベルまで増幅することが可能である。
【００３３】
図４は、強磁性金属層１と強磁性金属層３の磁化が反平行の時のプラズモン共鳴エネルギーに入射光１２０のエネルギーを設定した場合の、トンネル電流１５の変化を、記録位置の関数として示したものである。図２に示したように、強磁性金属層１と強磁性金属層３の磁化が平行か反平行かに依存してプラズモン共鳴エネルギーが変化するため、トンネル電流１５の大きさが、強磁性金属層１及び３の磁化が平行か反平行かに依存して変化する。図４では、磁化が反平行の場合にプラズモン共鳴が起きるように入射光１２０のエネルギーを設定しているため、反平行の場合にトンネル電流が増大しているが、逆に磁化が平行の場合にプラズモン共鳴が起きるように入射光１２０のエネルギーを設定してもよい。その場合には、トンネル電流１５は磁化が平行の場合に増大するようになる。
【００３４】
図５に示すように、入射光１２０の光路中に偏光板１９を入れることにより、入射光１２０の偏光方向を制御することが可能である。トンネル電流の増大は入射光１２０の偏光方向が金属探針５の軸方向（Ｐ偏光）の時に顕著に観測され、偏光方向が探針の軸に垂直方向（Ｓ偏光）の時はあまり大きな増大効果はみられなかった。金属探針の軸方向の偏光（Ｐ偏光）を用いることで、記録された磁化の方向をμＡレベルのトンネル電流で読み出すことができ、ＧＨｚレベルの読み出し動作が２０ｄＢ程度のＳ／Ｎ比で可能である。なお、金属探針５先端と多層膜４１間に生じるプラズモンからの発光強度１２１を光検出器１２２で検出してもトンネル電流検出と同様の効果が得られる。
【００３５】
図６は、入射光１２０の偏光方向の関数として、金属探針５と保護膜４との間に流れるトンネル電流の大きさを示したものである。ここでは、記録磁化が反平行の時にプラズモン共鳴が起きるように入射光１２０の波長を選んでいる。記録磁化が反平行の時に、平行の時に比べてプラズモン共鳴により、より大きなトンネル電流が流れている。
【００３６】
図７に示すように、偏光板１９を通った直線偏光は、ポッケルスセル１３０に半波長電圧を印加することで直線偏光の方向を９０度変化させることが可能である。ここで、交流電源１３２からの出力をポッケルスセル１３０に印加することにより、入射光の偏光状態を変調しながら、トンネル電流１３４の変調周波数成分１３６をロックインアンプ１３５により検出する。図６から明らかなように、磁化が反平行の場合のトンネル電流の変化量は、平行の場合の変化量に比べて大きくなるため、参照周波数入力１３３を交流電源１３２から入力したロックインアンプ１３５により変調周波数におけるトンネル電流１３４の変化量を検出することにより、よりＳＮ良く記録磁化方向を検出することが可能である。
【００３７】
図８は、入射光１２０の波長の関数として、金属探針５と保護膜４との間に流れるトンネル電流の大きさを示したものである。ここでは、記録磁化が反平行の時にプラズモン共鳴が起きる波長をλＡＰ、記録磁化が平行の時にプラズモン共鳴が起きる波長をλＰとしている。ここで図９に示すように、注入電流変調源１４１を用いて、波長変調レーザ１４０からの光１２０の波長を変調しながら、トンネル電流の変調周波数成分１３６をロックインアンプ１３５により検出する。入射光１２０の波長をλＡＰとλＰとの間で変調する。変調する波長範囲はλＡＰとλＰとの間において、１ｎｍ程度のごくわずかの波長でもよい。このとき、図８から明らかなように、磁化が反平行の場合のトンネル電流の増減方向は、磁化が平行の場合の増減方向と比べて逆になるため、変調周波数におけるトンネル電流の増減方向を検出することにより、高いＳＮ比で記録磁化方向を検出することが可能である。
【実施例２】
【００３８】
図１０は、本発明による磁化情報記録再生装置の他の例を示す概念図である。図１０と図１とを対比すると分かるように、本実施例の磁気記憶媒体５０は、基板１００上に形成された強磁性金属層１、非磁性金属層２、強磁性金属層３、保護膜４よりなる多層膜４１の他に、基板１００と強磁性金属層１との間に反強磁性層５１が形成されている点が異なる。
【００３９】
この実施例２においても、量子井戸電子の状態は実施例１の場合と同様であり、図１０の右半分の部分に示すように、強磁性金属層１と強磁性金属層３の磁化の方向が互いに平行な場合は、その磁化と反平行な電子スピンを持つ電子の状態は、参照符号８で示すように、非磁性金属層２中にほぼ閉じ込められる。強磁性金属層１，３の磁化と同じ方向の電子スピンを持つ電子の状態は、参照符号７で示すように、多層膜４１中の全体に閉じ込められる。一方、図１０の左半分の部分に示すように、強磁性金属層１と強磁性金属層３の磁化の方向が反平行な場合は、電子の状態はそのスピンの向きに依存して参照符号９で示すように、膜１〜２中に閉じ込められ、あるいは、参照符号１０で示すように、膜２〜３中に閉じ込められる。
【００４０】
実施例２においては、反強磁性層５１が形成されているので、強磁性金属層１の磁化方向が固定される点において実施例１と異なるが、金属探針５による書き込み動作、及び読みとり動作は実施例１の場合と同じである。
【実施例３】
【００４１】
図１１は、本発明による磁化情報記録再生装置の他の例を示す概念図である。この実施例３では、多層膜を構成する保護膜４及び強磁性層３が、各層の形成時にレジストパターニング、イオンミリング、レジスト除去等の半導体製造に広く用いられているリソグラフィー技術により、ドット状にパターニングされており、柱状のナノピラー５３，５４が規則的に多数離間して形成されている。図１２には、複数のナノピラー５３，５４を有する媒体の鳥瞰図を示している。
【００４２】
図１３は、ナノピラーを有する媒体の他の構造例を示す図である。図１３（ａ）は、保護膜４、強磁性層３、非磁性金属層２、強磁性層１及び反強磁性層５１も含めた多層膜構造をドット状にパターニングしたナノピラーの例である。図１３（ｂ）は、反強磁性層５１を共通とし、その上に形成した強磁性層１、非磁性金属層２、強磁性層３、保護膜４の部分をパターニングしてナノピラーとしたものである。図１３（ｃ）は、反強磁性層５１及び強磁性層１を共通とし、その上に形成した非磁性金属層２、強磁性層３、保護膜４の部分をパターニングしてナノピラーとしたものである。図１３（ｄ）は、多層膜を構成する保護膜４及び強磁性層３の部分をナノピラーとした例であるが、強磁性層３をドット状にパターニングした後に保護膜４を形成することによって、保護膜４が強磁性層３の上面だけでなく側部も覆っている点で図１１の構造と異なる。
【００４３】
図１１あるいは図１３と図１０とを対比して分かるように、実施例３は、媒体の個々の記憶単位となる領域がドット状にパターニングされており、記憶領域対応の柱状のナノピラー５３，５４が形成されている点において実施例２と異なる。ここで、ナノピラーとは、平面上の寸法がｎｍレベルの楕円や四角の柱、と言う意味である。実施例３の媒体においても、実施例１の媒体と同様、反強磁性層５１を持たないものとしても良い。
【００４４】
多層膜４１中のフェルミ準位近傍の電子は、実施例１及び２で説明したと同様に、量子井戸状態を形成するが、実施例３では、これらがナノピラー５３，５４中に閉じ込められる点において実施例１及び２とは異なる。形成した量子井戸状態がナノピラー５３，５４中に閉じ込められるので、隣接した記憶領域の影響を受けにくくなり、媒体の記憶特性は向上する。
【００４５】
ナノピラーは、現在の磁気記憶ディスクの記憶フォーマットに対応できるように、配列されて構成されるのが良い。また、各ピラー間は、図に示すように、間隙が残った形でも良いが、アルミナ等の絶縁体もしくはＳｉ等の半導体のように磁性を持たない材料により間隙が埋められていても良い。間隙が残った形では、記憶ビットの移動に応じて金属探針５がナノピラー間を渡るとき、金属探針５あるいはナノピラーを損傷する可能性がある。
【００４６】
図１４は、ナノピラーが位置（ｘ１、ｘ２）に作成されているとき、トンネル電流強度の空間分布を示したものである。ここで、入射光１２０の波長は、記録磁化が反平行の時にプラズモン共鳴増大が起きるように設定しているため、記録磁化が反平行の時（ｘ２）が平行の時（ｘ１）よりも増大している。ｘ１とｘ２との間の位置では、プラズモン共鳴が起きないことと、探針とナノピラーとの重なり合いが小さくなることによりプラズモン共鳴が小さくなるため、トンネル電流が小さくなる。このトンネル電流の位置依存性を用いて、記録位置のサーボ信号とすることが可能である。
【００４７】
また、トンネル電流だけでなく、プラズモン共鳴による発光も図１４と同様な位置依存性を示すため、発光強度をサーボ信号とすることも可能である。図１５に示すように、記録媒体をサーボ信号が書き込まれたサーボゾーン１５０とデータゾーン１５１に分け、例えば特許文献４に示すように、サーボゾーンにセクタ毎にわずかずつトラック幅方向にずらしたパターンを予め形成し、このパターンからの信号再生強度がトラック幅方向への位置ずれに対して極大極小を持つことを利用して、トラック幅方向の位置ずれを検出することが可能である。
【実施例４】
【００４８】
図１６は、本発明による磁化情報記録再生装置の他の例を示す概念図である。図１６と図１０とを対比して分かるように、実施例２においては、基板１００上に形成された強磁性金属層１、強磁性金属層３の磁化の方向が、膜の面内方向を向いているのに対し、実施例４では、磁性金属層１、強磁性金属層３の磁化の方向が膜の面に垂直方向を向いている点が異なる。これは、磁性金属層１、非磁性金属層２、強磁性金属層３として、例えばＣｏ／Ｐｔ／Ｃｏ，Ｃｏ／Ｐｄ／Ｃｏ，Ｆｅ／Ｐｔ／Ｆｅのように、垂直磁気異方性を持つ材料を選択することにより可能である。
【００４９】
また、保護膜４及び強磁性層３は、各層の形成時にレジストパターニング、イオンミリング、レジスト除去等の半導体製造に広く用いられているリソグラフィー技術により、図１７（ａ）〜（ｅ）に示すように、ドット状にパターニングし、柱状のナノピラー５３，５４が規則的に多数離間して形成された構造としても良い。図１７（ａ）は保護膜４、強磁性層３、非磁性金属層２、強磁性層１及び反強磁性層５１も含めた多層膜構造をパターニングしたナノピラーの例である。図１７（ｂ）は、基板１００上に形成した反強磁性層５１を共通とし、その上に形成した強磁性層１、非磁性金属層２、強磁性層３、保護膜４の部分をパターニングしてナノピラーとしたものである。図１７（ｃ）は、反強磁性層５１及び強磁性層１を共通とし、その上に形成した非磁性金属層２、強磁性層３、保護膜４の部分をパターニングしてナノピラーとしたものである。図１７（ｄ）は、多層膜を構成する保護膜４及び強磁性層３の部分をパターニングしてナノピラーとしたものである。図１７（ｅ）は、図１７（ｄ）と同様に多層膜を構成する保護膜４及び強磁性層３の部分をナノピラーとした例であるが、強磁性層３をドット状にパターニングした後に保護膜４を形成することによって、保護膜４が強磁性層３の上面だけでなく側部も覆っている点で図１７（ｄ）の構造と異なる。
【００５０】
実施例４に示した媒体においても、実施例２の媒体と同様に、図１６の右半分の部分に示すように、強磁性金属層１と強磁性金属層３の磁化の方向が互いに平行な場合は、その磁化と反平行な電子スピンを持つ電子の状態は、参照符号８で示すように、非磁性金属層２中にほぼ閉じ込められる。強磁性金属層１，３の磁化と同じ方向の電子スピンを持つ電子の状態は、参照符号７で示すように、多層膜４１中の全体に閉じ込められる。一方、図１６の左半分の部分に示すように、強磁性金属層１と強磁性金属層３の磁化の方向が反平行な場合は、電子の状態はそのスピンの向きに依存して参照符号９で示すように、膜１〜２中に閉じ込められ、あるいは、参照符号１０で示すように、膜２〜３中に閉じ込められる。
【００５１】
実施例４に示した媒体においては、強磁性金属層１の下に反強磁性層５１が形成されているが、実施例１に示した媒体と同様になくてもよい。本実施例における金属探針５による書き込み動作、及び読みとり動作は実施例１と同じである。
【実施例５】
【００５２】
図１８は、本発明による磁気記録装置の構成例を示す概念図である。前述の各実施例で説明した多層膜４１、例えば、基板１００上に形成した反強磁性層５１、強磁性金属層１、非磁性金属層２、強磁性金属層３及び保護膜４から成る多層膜４１を、円板状の記録媒体２０とする。多層膜４１に対向して設けられる金属探針５は、アーム２３の先端部に設けられたスライダ６の下部に取り付けられる。アーム２３は回転支持軸２４の回りに回動可能であり、アーム制御用モータ１６３により位置制御される。円板状の記録媒体２０を、スピンドルモータ１６１により回転軸１６０を中心に回転させると、通常の磁気ディスク装置と同様、スライダ６は所定の距離だけ浮上する。したがって、金属探針５は多層膜４１に対向して、実施例１から４で説明したように、ほぼ一定の距離をもって多層膜４１に対向配置される。
【００５３】
円板状記録媒体２０の基板表面と、金属探針５との間にアーム２３を介して電圧を付与することにより、実施例１から４で説明したように、多層膜４１と金属探針との間に電界を加えれば、多層膜４１に付与電圧に対応した磁化方向のドメインとして情報を記録させることができる。ここで、多層膜４１、回転軸１６０、及び絶縁支持台１６２上に支持されているスピンドルモータ１６１は導電性がありかつ電気的に接続されており、スピンドルモータ１６１もしくは回転軸１６０と接続された信号電流線１７０により電圧印加、電流検出を行うことができる。回転軸１６０部分から信号電流線１７０をとる場合は、スピンドルモータ１６１と回転軸１６０とは電気的に絶縁されていてもよい。
【００５４】
書き込みデータは、データ信号処理装置１６７から書き込み制御信号１７５として電圧印加装置１６４に出され、電圧印加装置１６４は探針電圧１７４を探針５と多層膜４１との間に印加する。読み出し動作時は、実施例１で述べたように、書き込み用の印加電圧（Ｅ０）よりも小さな読み出し用印加電圧Ｅを探針５と多層膜４１との間に印加し、かつレーザ制御装置１６６からのレーザ制御信号１７３により半導体レーザ６０から探針５に光照射する。金属探針５により円板状記録媒体２０に書き込まれた磁化方向は、光入射によりプラズモン共鳴増大された金属探針５と円板状記録媒体２０との間に流れるトンネル電流信号１７０を、電流増幅検出装置１６５によって読み取ることが可能である。これは、実施例１で述べたように、二つの強磁性層１及び３の相対的な磁化方向が平行か、反平行かによって、多層膜４１内に生じる量子井戸状態が異なるため、そのプラズモン共鳴エネルギーが磁化方向の平行、反平行で異なるためである。読み取りデータ信号１７６は、データ信号処理装置１６７で信号処理され、必要に応じて入出力される。また、電流増幅検出装置／サーボ信号生成装置１６５は検出されたサーボパターンからサーボ信号１７１を生成し、アーム２３のトラック位置を制御することが可能である。
【００５５】
図１９（ａ）に、金属探針５の先端に光入射可能なスライダ６を示す。半導体レーザ６０から出射された光は、導波路６１を通り、金属探針５の先端部に照射される。導波路６１の端面６２を適当な角度で切っておくと界面での屈折により光路が曲がるため、金属探針５の先端部に効率良く光を照射することが可能である。また、この端面６２を適当な曲率を持たせることで、レンズ効果により金属探針５の先端部に効率良く光を照射してもよい。また、図１９（ｂ）に示すように、導波路６１中にポッケルスセル６４を挿入し、偏光変調を行なうことにより、Ｓ／Ｎ比を向上させることができる。また、実施例１で述べたように半導体レーザ６０自体を例えば電流変調により波長変調することにより、Ｓ／Ｎ比を向上させることができる。偏光変調や波長変調する場合は、変調周波数を電流増幅検出装置１６５に参照信号１７２を入力することにより、Ｓ／Ｎ比を改善してトンネル電流信号１７０を検出することができる。
【００５６】
トンネル電流を流すための手段及びこれを検出する手段については、例えば、図７に示す様に、探針５と多層膜４１との間に電圧を印加し、これに応じて流れる電流を検出するものとすれば良い。
【００５７】
このように、多層膜４１に対して金属探針５の電位を記録すべき信号に対応して制御し、プラズモン共鳴増大によるトンネル電流により書き込まれた磁化方向を検出すれば、一般の磁気ディスク装置と同様の磁気記録装置が実現できる。なお、円板状記録媒体２０を構成する多層膜４１として、前述の各実施例同様、反強磁性層５１を持たないものとしても良いことは言うまでもない。
【００５８】
図２０に、本発明による磁気記録装置のスライダ部分の他の構造例を示す。
図２０（ａ）に示したスライダは、読み取り用の金属探針７０と書き込み用の金属探針７１を、スライダ６の下部に取り付けた例である。円板状記録媒体２０の基板側を導電性とし、金属探針７１にアーム２３を介して電圧を付与することにより、記録媒体の多層膜４１に付与電圧に対応した磁化方向のドメインとして情報を記録させることができる。円板状記録媒体２０の回転制御と、金属探針７１の位置制御を、一般の磁気ディスク装置と同様に制御し、金属探針７１の電位を記録すべき信号に対応して制御すれば、一般の磁気ディスク装置と同様の磁気記録装置が実現できる。
【００５９】
一方、金属探針７１により円板状記録媒体２０に書き込んだ磁化方向は、光入射によりプラズモン共鳴増大させた、金属探針７０と円板状記録媒体２０との間に流れるトンネル電流によって読み取ることが可能である。半導体レーザ６０から出射された光は、導波路６１を通り、金属探針７０の先端部に照射される。導波路６１の端面６２を適当な角度で切っておくと屈折により光路が曲がるため、金属探針７０の先端部に効率良く光を照射することが可能である。また、この端面６２を適当な曲率を持たせることで、レンズ効果により金属探針７０の先端部に効率良く光を照射してもよい。また、実施例５で述べたように、導波路６１中にポッケルスセルを挿入し、偏光変調を行なうことにより、Ｓ／Ｎ比を向上させることができる。また、半導体レーザ６０自体を例えば電流変調により波長変調することにより、Ｓ／Ｎ比を向上させることができる。
【００６０】
図２０（ｂ）に示したスライダは、これまでの金属探針５の代わりに、金属膜の尖鋭パターン７２を金属探針として用いたものである。７３はこの尖鋭パターン金属膜７２を垂直方向から見た図であり、頂角の大きさは５〜１０度程度である。尖鋭パターン部分は、レジストパターニング、イオンミリング、レジスト除去等の半導体製造に広く用いられているリソグラフィー技術により先端が尖った逆三角形の金属膜パターンを絶縁基板上に形成したのち、スライダ６に接着してもよい。パターン先端の大きさは１００ｎｍ程度であるが、さらに小さいことが好ましい。また、パターン先端の頂角の大きさもさらに小さい方が好ましい。この尖鋭パターン部分７２は、３０ｎｍ程度の膜厚のＡｕで作成することができるが、５〜１００ｎｍ程度の膜厚を持つＡｕ，ＰｔやＷなどの金属やカーボンナノチューブを用いてもよい。
【００６１】
図２０（ｃ）は、読み取り用の尖鋭金属パターン７４と書き込み用の尖鋭金属パターン７５を別々に、スライダ６の下部に取り付けた例である。書き込み動作、読みとり動作は他の例と同様である。
【００６２】
図２１は、本発明による磁気記録装置の他の構成例を示す概略図である。図２１（ａ）に示すように、金属探針５はアーム２３の先端部に設けられたスライダ６の下部に取り付けられる。一方、半導体レーザ８１は、アーム８０に保持され、円板状記録媒体２０を挟んで金属探針５とは反対側に設けられている。半導体レーザ８１から出射された光８２は、円板状記録媒体２０を通して、金属探針５の先端部に向けて照射される。
【００６３】
図２１（ｂ）に示すように、円板状記録媒体２０の裏面８３は、水平面に対し適当な角度をもって削られている。このため、半導体レーザ８１から出射された光８２は、金属探針５の直下に位置する多層膜４１表面にプラズモンを励起することが可能である。金属探針５により円板状記録媒体２０に書き込まれた磁化の情報は、プラズモン共鳴により増大した、金属探針５と円板状記録媒体２０との間に流れるトンネル電流によって読み取ることが可能である。図２１（ｃ）は、円板状記録媒体２０の裏面図である。円板状記録媒体２０の裏面はアーム２３及び８０の動きにあわせて、水平面に対し適当な角度をもって放射状に削られているため、円板状記録媒体２０のすべての点において、水平面に対して一定の角度で半導体レーザ８１からの光８２を入射させることが可能である。
【００６４】
図２２は、本発明による磁気記録装置の他の構成例を示す概略図である。図２２（ａ）に示した円板状記録媒体２０は、図１１から図１３に示したように多数のナノピラーを有し、これらナノピラーが記録媒体の記憶単位を構成する。図２２には、円板状記録媒体２０の一部領域２６を拡大した領域２７に、ナノピラー２８が回転中心２１の周りに同心円上に配置されている状態を模式的に示す。アーム２３の先端に取り付けられたスライダ６による揚力で金属探針５は円板状記録媒体２０と一定の間隔を維持し、金属探針５は所望の位置のナノピラー２８に磁化を書き込む。一方、金属探針５によりナノピラー２８に書き込んだ磁化は、光入射によるプラズモン共鳴増大による金属探針５とナノピラー２８との間に流れるトンネル電流の変化により読み取る。
【００６５】
図２２（ｂ）は、トラック位置１５３に対してわずかずつずれたサーボ用ナノピラーパターン１５２におけるサーボ信号強度のトラック位置依存性を示している。サーボ信号は光入射によるプラズモン共鳴増大による金属探針５とナノピラー２８との間に流れるトンネル電流を用いることができるが、光入射によるプラズモン共鳴増大による金属探針５とナノピラー２８との間の発光強度を用いることもできる。このようなサーボ信号強度のトラック位置依存性を用いて、トラック位置制御をすることが可能である。
【００６６】
図２３は、本発明による磁気記録装置の他の構成例を示す概略図である。図２３（ａ）  に示す磁気記録装置は、実施例１で述べた反強磁性層５１、強磁性金属層１、非磁性金属層２、強磁性金属層３及び保護膜４から成る多層膜４１を用いた記録媒体４０と、ＳＴＭ（走査トンネル顕微鏡）装置やＡＦＭ（原子間力顕微鏡）装置で一般に採用されているトンネル電流もしくは光てこ方式を用いたフィードバック制御により金属探針５の位置制御機構を備える。記録媒体４０はナノピラーから成る記憶単位から構成されていてもよい。また、反強磁性層５１を持たなくても良い。
【００６７】
記録媒体４０は固定されており、記録媒体４０の多層膜４１を形成した面には基板３１が対向して設けられている。基板３１には板バネ９０がＸ，Ｙ方向にそれぞれ複数個設けられている。図２３（ｂ）に示すように、それぞれの板バネ９０の先端部には金属探針５が設けられており、導波路９２により、半導体レーザ９１からの光が金属探針５先端に入射することができるようになっている。基板３１は、駆動機構３５により記録媒体４０の平面（Ｘ−Ｙ方向）内及びその垂直（Ｚ）方向に移動することができる。基板３１を記録媒体４０に対して相対的に移動する範囲は、最大、Ｘ方向、Ｙ方向の金属探針５が、隣の金属探針５がデータの書き込みあるいは読み出しをする記憶領域９３の前までである。図２３（ｃ）は、一個の金属探針が走査する記憶領域９３を１つの升目によって示している。このように記録媒体４０の記録領域を分割し、複数の金属探針がそれぞれの記録領域を分担することによって記録媒体への記録・再生を行う。入力信号がシリアル信号の場合には、既存のシリアル・パラレル変換回路によってシリアル信号をパラレル信号に変換し、複数の金属探針によって同時に書き込みを行う。複数の金属探針が再生した信号はパラレル・シリアル変換器によってシリアル信号に変換されて、後段の信号処理回路に伝達される。金属探針５と記録媒体４０の多層膜４１との間の距離の制御については、例えば、特許文献２の実施例ＶＩ，ＶＩＩに例示されるように、光てこ式のＡＦＭに用いられる機構を利用することができる。
【００６８】
記憶媒体４０と選択された所望の金属探針５との間に電界を記録すべき信号に応じて選択的に印加することにより、記憶媒体４０に、記録信号に応じた方向の磁化を書き込むことができる。記憶媒体４０に書き込まれた磁化の方向は、半導体レーザ９１と導波路９２により金属探針５の先端に出射された光によりプラズモン共鳴増大を起こしたトンネル電流より読み取ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明による磁化情報記録再生装置の一例を示す概念図。
【図２】多層膜中の量子井戸準位のエネルギー変化に伴う誘電関数の実部とプラズモンエネルギーの変化の計算例を示す図。
【図３】入射光をオンオフさせたとき、金属探針と多層膜との間に流れるトンネル電流の変化を示す図。
【図４】記録された磁化の平行、反平行に伴うトンネル電流の変化を示す図。
【図５】入射光の偏光を制御する偏光板を備えた装置の構成例を示す図。
【図６】記録された磁化の平行、反平行に伴うトンネル電流の変化を、入射光の偏光度の関数として示す図。
【図７】入射光の偏光を変調するポッケルスセルを備える装置の構成例を示す図。
【図８】記録された磁化の平行、反平行に伴うトンネル電流の変化を、入射光の波長の関数として示す図。
【図９】入射光の波長を変調する機構を備える装置の構成例を示す図。
【図１０】本発明による磁化情報記録再生装置の他の例を示す概念図。
【図１１】本発明による磁化情報記録再生装置の他の例を示す概念図。
【図１２】複数のナノピラーを有する媒体の鳥瞰図。
【図１３】ナノピラーを有する媒体の他の構造例を示す図。
【図１４】トンネル電流の大きさをナノピラー位置の関数として示した図。
【図１５】回転記録媒体のサーボパターンの例を示す図。
【図１６】本発明による磁化情報記録再生装置の他の例を示す概念図。
【図１７】複数のナノピラーを有する媒体の鳥瞰図。
【図１８】本発明による磁気記録装置の構成例を示す概念図。
【図１９】金属探針の先端に光入射可能なスライダの構成例を示す図。
【図２０】本発明による磁気記録装置のスライダ部分の他の構造例を示す図。
【図２１】本発明による磁気記録装置の他の構成例を示す概略図。
【図２２】本発明による磁気記録装置の他の構成例を示す概略図。
【図２３】本発明による磁気記録装置の他の構成例を示す概略図。
【符号の説明】
【００７０】
１…強磁性金属層、２…非磁性金属層、３…強磁性金属層、４…保護膜、５…金属探針、６…スライダ、１５…電流計、１６，１７，１８…スイッチ、１９…偏光板、２０…円板状記録媒体、２１…媒体回転軸、２３…アーム、２４…アーム回転軸、２８…ナノピラー、３０…記憶媒体、３１…探針基板、３５…可動機構、４０…記憶媒体、４１…多層膜、５０…磁気記憶媒体、５３，５４…柱状のナノピラー、６０…半導体レーザ、６１…導波路、６２…導波路端面、６４…ポッケルスセル、７０…読み出し用金属探針、７１…書き込み用金属探針、７２，７３…尖鋭金属パターン、７４…読み出し用尖鋭金属パターン、７５…書き込み用尖鋭金属パターン、８０…アーム、８１…半導体レーザ、８２…入射光、９０…板バネ、９１…半導体レーザ、９２…導波路、９３…記憶領域、１００…基板、１２０…入射光、１２２…光検出器、１３０…ポッケルスセル、１３２…交流電源、１３５…ロックインアンプ、１４０…波長変調レーザ、１４１…変調電流源、１５０…サーボゾーン、１５１…データゾーン、１５２…サーボ用ナノピラー、１５３…トラック位置、１６０…回転軸、１６１…スピンドルモータ、１６２…絶縁支持台、１６３…アーム制御用モータ、１６４…電圧印加装置、１６５…電流増幅検出／サーボ信号生成装置、１６６…レーザ制御装置、１６７…データ信号処理装置
【図１】
2005108302.tif 000003
【図２】
2005108302.tif 000004
【図３】
2005108302.tif 000005
【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】
2005108302.tif 000010
【図９】
2005108302.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2005108302.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
2005108302.tif 000017
【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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