(57)【要約】【課題】本発明の目的は、記録密度の高い記録装置を提供することである。【解決手段】金属イオン伝導体を含む記録層と、上記記録層から離間して配置され、電子伝導体を含む第１の電極とを具え、さらに、上記記録層の、上記第１の電極とは反対側に、上記金属イオン伝導体の電荷キャリアとなるイオンを供与する金属層を、上記金属イオン伝導体に接触した状態で具え、上記記録層と上記第１の電極とを接触させて、上記第１の電極と上記金属層との間に電圧を印加することにより、上記記録層上に金属製ドットを析出させて情報を記録し、および／または上記ドットを消滅させて情報を消去する。【選択図】図１
2007310961.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属イオン伝導体を含む記録層と、前記記録層から離間して配置され、電子伝導体を含む第１の電極とを具え、さらに、前記記録層の、前記第１の電極とは反対側に、前記金属イオン伝導体の電荷キャリアとなるイオンを供与する金属層を、前記金属イオン伝導体に接触した状態で具え、前記記録層と前記第１の電極とを接触させて、前記第１の電極と前記金属層との間に電圧を印加することにより、前記記録層上に金属製ドットを析出させて情報を記録し、および／または前記ドットを消滅させて情報を消去することを特徴とする記録装置。
【請求項２】
電子伝導体を含む記録層と、前記記録層から離間して配置され、金属イオン伝導体を含む第１の電極とを具え、さらに、前記第１の電極の、前記記録層とは反対側に、前記金属イオン伝導体の電荷キャリアとなるイオンを供与する金属層を、前記電子伝導体に接触した状態で具え、前記記録層と前記第１の電極とを接触させて、前記記録層と前記金属層との間に電圧を印加することにより、前記記録層上に金属製ドットを析出させて情報を記録し、および／または前記ドットを消滅させて情報を消去することを特徴とする記録装置。
【請求項３】
前記記録層から離間して配置された第２の電極をさらに具え、前記第２の電極が電子伝導体と金属イオン伝導体とのうちの少なくとも一方を含み、前記記録層と前記第２の電極とを接近させてこれらの間に電圧を印加することにより、前記記録層と前記第２の電極との間の導電率を測定し、これにより前記ドットの有無を判断して、情報を読み出すことを特徴とする、請求項１または２に記載の記録装置。
【請求項４】
金属イオン伝導体を含む記録層と、前記記録層から離間して配置され、電子伝導体を含む電極とを具え、さらに、前記記録層の、前記電極とは反対側に、前記金属イオン伝導体の電荷キャリアとなるイオンを供与する金属層を、前記金属イオン伝導体に接触した状態で具え、前記電極が、歪ゲージを具える自己変位検出型の板バネ先端に取り付けられており、前記記録層と前記電極とを接触させて、前記電極と前記金属層との間に電圧を印加することにより、前記記録層上に金属製ドットを析出させて情報を記録し、および／または前記ドットを消滅させて情報を消去し、さらに前記記録層およびドットに前記電極を接触させて、前記板バネの変位を検出することにより、前記ドットの有無を判断して、情報を読み出すことを特徴とする記録装置。
【請求項５】
電子伝導体を含む記録層と、前記記録層から離間して配置され、金属イオン伝導体を含む電極とを具え、さらに、前記電極の、前記記録層とは反対側に、前記金属イオン伝導体の電荷キャリアとなるイオンを供与する金属層を、前記金属イオン伝導体に接触した状態で具え、前記電極が、歪ゲージを具える自己変位検出型の板バネ先端に取り付けられており、前記記録層と前記電極とを接触させて、前記記録層と前記金属層との間に電圧を印加することにより、前記記録層上に金属製ドットを析出させて情報を記録し、および／または前記ドットを消滅させて情報を消去し、さらに前記記録層およびドットに前記電極を接触させて、前記板バネの変位を検出することにより、前記ドットの有無を判断して、情報を読み出すことを特徴とする記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は記録装置に関する。より詳しくは、本発明の記録装置は、記録密度が高く、大容量の記録媒体を実現して情報の記録に好適な記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
大容量の記録媒体として広く普及してきた磁気記録媒体（ハードディスク）は、従来、長手記録方式が使用されていた。
【０００３】
特許文献１には、長手記録方式の磁気記録媒体として、残留磁化と磁性層の膜厚の積および保磁力をともに低下させることなく、低ノイズ化を図ることができる、磁気記録再生装置に使用される磁気記録媒体が開示されている。この文献には、コバルト含有の合金からなる複数の磁性層と、該各磁性層の間に介在されたクロムからなる中間層とを有する磁気記録媒体が規定されている。
【０００４】
しかしながら、今日においては、このような長手記録方式が記録密度の実用上の限界を迎えつつあるため、これに代わり、垂直記録方式が採用されるに至っている。
【０００５】
特許文献２には、垂直記録方式の磁気記録媒体として、ハードディスク、磁気テープ等に好適に用いられ、優れた記録再生特性を実現可能な垂直記録方式の記録媒体が開示されている。この文献には、軟磁性裏打ち層と、該軟磁性裏打ち層上に形成されて主記録層を成し、その磁化容易軸が主として膜面の垂直方向に配向された強磁性体からなる垂直記録層とを備え、上記軟磁性裏打ち層が、ＦｅＴａＮなる組成を有する軟磁性材料からなる、垂直磁気記録媒体が規定されている。
【０００６】
【特許文献１】特開平０６−２９０４５０号公報
【特許文献２】特開２００３−０９９９１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このように、情報の記録方式に適用可能な技術としては、垂直記録方式が使用されるに至っているが、特許文献２に開示された記録媒体等については、記録密度の向上等の要求が存在する。
【０００８】
また、上記特許文献２に開示された記録媒体では、最大で約０．４Ｔｂｉｔｓ／ｉｎｃｈ２程度の記録密度が達成できるが、特に、近年においては、特許文献２に開示された記録媒体に対して、さらに大容量化の要求が強い。この要求に対応すべく、記録密度が高い、記録媒体として広く普及し得る記録装置に対する要求が存在する。
【０００９】
従って、本発明の目的は、従来の垂直記録方式の記録媒体に対して、記録密度が高い記録装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、金属イオン伝導体を含む記録層と、上記記録層から離間して配置され、電子伝導体を含む第１の電極とを具え、さらに、上記記録層の、上記第１の電極とは反対側に、上記金属イオン伝導体の電荷キャリアとなるイオンを供与する金属層を、上記金属イオン伝導体に接触した状態で具え、上記記録層と上記第１の電極とを接触させて、上記第１の電極と上記金属層との間に電圧を印加することにより、上記記録層上に金属製ドットを析出させて情報を記録し、および／または上記ドットを消滅させて情報を消去する記録装置に関する。また、本発明は、電子伝導体を含む記録層と、上記記録層から離間して配置され、金属イオン伝導体を含む第１の電極とを具え、さらに、上記第１の電極の、上記記録層とは反対側に、上記金属イオン伝導体の電荷キャリアとなるイオンを供与する金属層を、上記電子伝導体に接触した状態で具え、上記記録層と上記第１の電極とを接触させて、上記記録層と上記金属層との間に電圧を印加することにより、上記記録層上に金属製ドットを析出させて情報を記録し、および／または上記ドットを消滅させて情報を消去する記録装置に関する。本発明の記録装置は、上記記録層から離間して配置された第２の電極をさらに具え、上記第２の電極が電子伝導体と金属イオン伝導体とのうちの少なくとも一方を含み、上記記録層と上記第２の電極とを接近させてこれらの間に電圧を印加することにより、上記記録層と上記第２の電極との間の導電率を測定し、これにより上記ドットの有無を判断して、情報を読み出すものであることが好ましい。
【００１１】
本発明は、金属イオン伝導体を含む記録層と、上記記録層から離間して配置され、電子伝導体を含む電極とを具え、さらに、上記記録層の、上記電極とは反対側に、上記金属イオン伝導体の電荷キャリアとなるイオンを供与する金属層を、上記金属イオン伝導体に接触した状態で具え、上記電極が、歪ゲージを具える自己変位検出型の板バネ先端に取り付けられており、上記記録層と上記電極とを接触させて、上記電極と上記金属層との間に電圧を印加することにより、上記記録層上に金属製ドットを析出させて情報を記録し、および／または上記ドットを消滅させて情報を消去し、さらに上記記録層およびドットに上記電極を接触させて、上記板バネの変位を検出することにより、上記ドットの有無を判断して、情報を読み出す記録装置を包含する。また、本発明は、電子伝導体を含む記録層と、上記記録層から離間して配置され、金属イオン伝導体を含む電極とを具え、さらに、上記電極の、上記記録層とは反対側に、上記金属イオン伝導体の電荷キャリアとなるイオンを供与する金属層を、上記金属イオン伝導体に接触した状態で具え、上記電極が、歪ゲージを具える自己変位検出型の板バネ先端に取り付けられており、上記記録層と上記電極とを接触させて、上記記録層と上記金属層との間に電圧を印加することにより、上記記録層上に金属製ドットを析出させて情報を記録し、および／または上記ドットを消滅させて情報を消去し、さらに上記記録層およびドットに上記電極を接触させて、上記板バネの変位を検出することにより、上記ドットの有無を判断して、情報を読み出す記録装置を包含する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の記録装置では、従来の垂直記録方式とは異なり、記録方式が磁気記録でないこと、およびビットが孤立したドットであることにより、優れた記録密度を得ることができる。具体的には、０．５Ｔｂｉｔｓ／ｉｎｃｈ２程度の記録密度を達成することができる。即ち、従来の垂直記録方式の磁性記録媒体においては、ｎｍオーダー寸法の磁性粒子からなるドットが磁気的な相互作用（カップリング）により、エネルギー的に安定な反転単位で反転しようとする。よって、従来技術には、ビットをある一定以下に小さくすることができないという欠点があった。しかしながら、本発明の記録装置においては、磁気記録方式を採用しないことから、各ドット間に磁気的な相互作用が働かず、ビットを孤立したドットとし、各ドットが隣のドットからの磁気的な影響がないため、当該ドットを小さくすることができ、優れた記録密度が実現される。
【００１３】
また、本発明の記録装置では、パターンを切る等の、微細加工の必要がないことから、簡易な形成方法により、上記のような優れた記録密度を達成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明は、所定の構成部材、即ち、金属イオン伝導体を含む記録層と、上記記録層から離間して配置された電子伝導体を含む第１の電極と、上記記録層の上記第１の電極とは反対側において上記金属イオン伝導体に接触配置された金属層とを具え、加えて所定の方式、即ち、上記記録層と上記第１の電極とを接触させて、上記第１の電極と上記金属層との間に電圧を印加することにより、上記記録層上に金属製ドットを析出させて情報を記録し、および／または上記ドットを消滅させて情報を消去する方式を採用した、記録装置に関する。
【００１５】
また本発明は、所定の構成部材、即ち、電子伝導体を含む記録層と、上記記録層から離間して配置された金属イオン伝導体を含む第１の電極と、上記第１の電極の、上記記録層とは反対側に、上記金属イオン伝導体に接触配置された金属層とを具え、加えて、所定の方式、即ち、上記記録層と上記第１の電極とを接触させて、上記記録層と上記金属層との間に電圧を印加することにより、上記記録層上に金属製ドットを析出させて情報を記録し、および／または上記ドットを消滅させて情報を消去する方式を採用した、記録装置に関する。
【００１６】
さらに、本発明は、所定の構成部材、即ち、金属イオン伝導体を含む記録層と、上記記録層から離間して配置された電子伝導体を含む電極と、上記記録層の、上記電極とは反対側に、上記金属イオン伝導体に接触配置された金属層とを具え、加えて、所定の方式、即ち、上記電極が、歪ゲージを具える自己変位検出型の板バネ先端に取り付けられており、上記記録層と上記電極とを接触させて、上記電極と上記金属層との間に電圧を印加することにより、上記記録層上に金属製ドットを析出させて情報を記録し、および／または上記ドットを消滅させて情報を消去し、さらに上記記録層およびドットに上記電極を接触させて、上記板バネの変位を検出することにより、上記ドットの有無を判断して、情報を読み出す方式を採用した、記録装置を包含する。
【００１７】
加えて、本発明は、所定の構成部材、即ち、電子伝導体を含む記録層と、上記記録層から離間して配置された金属イオン伝導体を含む電極と、上記電極の、上記記録層とは反対側に、上記金属イオン伝導体に接触配置された金属層とを具え、加えて、所定の方式、即ち、上記電極が、歪ゲージを具える自己変位検出型の板バネ先端に取り付けられており、上記記録層と上記電極とを接触させて、上記記録層と上記金属層との間に電圧を印加することにより、上記記録層上に金属製ドットを析出させて情報を記録し、および／または上記ドットを消滅させて情報を消去し、さらに上記記録層およびドットに上記電極を接触させて、上記板バネの変位を検出することにより、上記ドットの有無を判断して、情報を読み出す方式を採用した、記録装置を包含する。
【００１８】
これらの構成部材および方式を採用した記録装置は、上記特許文献２に開示された記録媒体に対して、はるかに高い記録密度である、０．５Ｔｂｉｔｓ／ｉｎｃｈ２程度の記録密度を達成できることに加え、パターンを切る等の、微細加工の必要がないことから、簡易に形成することができる。従って、本発明の記録装置は、大容量の情報の記録に好適に用いられる記録装置である。本発明の記録装置は、特定の構成部材および方式を採用することにより、簡易に形成することができるのみならず、特に、従来技術に比して大容量の記録を可能とする。  
以下に、本発明の記録装置の実施形態（タイプ１，２）を、図面を参照して具体的に説明する。
【００１９】
（記録装置（タイプ１））
図１は、本発明の記録装置（タイプ１：電極を２本使用する例）の一実施形態を示す側面図であり、同図中（ａ）は情報記録時を、（ｂ）は情報読み出し時を、そして（ｃ）は情報消去時を示す。  
同図（ａ）に示すように、本発明の記録装置は、例えば、基板１０ａ、ならびに基板１０ａ上に順次積層された金属層１０ｂおよび記録層としての金属イオン伝導体層１０ｃからなる記録媒体１０と、記録媒体１０の金属イオン伝導体層１０ｃの上部に位置し、金属層１０ｂと金属イオン伝導体層１０ｃとの間に電圧を印加する、書き込み兼消去用電極１２と、金属イオン伝導体層１０ｃと自身との間にトンネル電流を発生させる、読み出し用電極１４とを含む。
【００２０】
基板１０ａとしては、平滑なものであれば特に限定されず、即ち、高さ０．５ｎｍ以上の突起が無いものを使用することができる。
【００２１】
金属層１０ｂとしては、後述する金属イオン伝導体層１０ｃの成分に含有される金属イオンを、単体として用いる。例えば、Ａｇ、Ｃｕなどを使用する。また、金属層１０ｂの厚みは、ドットの析出によって消滅しない厚さ、即ち少なくとも３ｎｍ以上とすることが好ましく、１０ｎｍ以上とすることがさらに好ましい。実際には、１０〜数１００ｎｍであれば、好適に使用することができる。
【００２２】
金属層１０ｂの基板１０ａへの積層には、スパッタリング法またはＣＶＤ法等を使用することができる。
【００２３】
金属イオン伝導体層１０ｃとしては、原理的には、金属層１０ｂから金属イオンを取り込み、その金属イオンを金属層１０ｂとは反対側の表面に析出可能なものであればよい。具体的には、金属層１０ｂにＡｇを使用する場合には、例えば、金属イオン伝導体層１０ｃとして、室温で高い伝導性を示すことが知られているＲｂＡｇ４Ｉ５、混合伝導体であることが知られている転位温度１４９℃のＡｇ２Ｓ等を用いることができる。また、金属層１０ｂにＣｕを使用する場合には、金属イオン伝導体層１０ｃには、例えば、銅伝導体として知られているＲｂ４Ｃｕ１６Ｉ７Ｃｌ１３およびＣｕ２Ｓ等を用いることができる。
【００２４】
ここで、金属イオン伝導体層１０ｃの金属層１０ｂとは反対側の面に、アルカリ金属を析出させることもできるが、この場合は、金属層１０ｂで単体状態である当該アルカリ金属の安定性が低いだけでなく、金属イオン伝導体層１０ｃ上に析出したアルカリ金属のその後の安定性も十分ではない。これは、アルカリ金属単体が非常に酸化され易いためである。このため、アルカリ金属以外の金属を析出させるような、各層１０ｂ，１０ｃの組み合わせを採用することが望ましい。また、金属伝導体層１０ｃの厚みは、少なくとも３ｎｍとすることが、ピンホール等の存在しない膜を形成できる点で好ましい。
【００２５】
金属イオン伝導体層１０ｃの金属層１０ｂへの積層は、スパッタリング方またはＣＶＤ法で行うことができる。
【００２６】
次に、書き込み兼消去用電極１２について説明する。図１に示す例では、記録層１０ｃとして金属イオン伝導体層を用いているので、書き込み兼消去用電極１２は、当該金属イオン伝導体層からイオン化される金属イオンと一体となって金属を析出するための電子を放出可能な、電子伝導体を含むものとする。例えば、金属層１０ｂにＡｇを用いるとともに、金属イオン伝導体層１０ｃにＡｇ２ＳまたはＲｂＡｇ４Ｉ５を用いる場合には、書き込み兼消去用電極１２には、電子伝導体として、Ａｕなどをコーティングしたケイ素または窒化ケイ素製の探針を用いることができる。
【００２７】
なお、図１に示す例とは反対に、記録層に電子伝導体を含む場合には、書き込み兼消去用電極１２は、当該電子伝導体から放出される電子と一体となって金属を析出するための金属イオンを放出可能な、金属イオン伝導体を含むものとする。この場合は、例えば、記録層には、Ａｕでコーティングしたケイ素化合物を含む材料を用い、書き込み兼消去用電極１２には、Ａｇと金属イオン伝導体Ａｇ２ＳまたはＲｂＡｇ４Ｉ５との２層からなる積層体を用いることができる。
【００２８】
また、書き込み兼消去用電極１２は、図１（ａ）〜（ｃ）に示すように、その上部にカンチレバー１３等の薄い板バネを取り付けて、機械的な動作を介して情報の記録等を行うことができる。しかしながら、この板バネは、必須構成要素ではないため、使用しなくてもよい。このような板バネを用いる場合には、書き込み兼消去用電極１２に、情報の書き込み用（消去用の）のみならず、情報の読み取り用部品としての機能をも兼任させることができる。これに対し、当該板バネを使用しない場合には、情報の記録等を機械的な動作を介さずに、電気的な制御のみにより行うことができる。このため、優れた情報の書き込み速度および／または消去速度を実現することができる。なお、カンチレバー１３は、伝導性のものでれば、特に制限されず、いかなるものを用いてもよい。
【００２９】
さらに、読み出し用電極１４について説明する。読み出し用電極１４の材料については、記録媒体の最上層に用いる材料に依存せず、最上層と自身１４との間にトンネル電流を容易に流すことができるものであれば十分であるため、例えば、電子伝導体を含む材料を使用する。これらの中でも、特に、抵抗値が低い金属を使用することが好ましい。また、トンネル電流は、読み出し用電極１４の表面の状態に非常に影響を受けるため、金等の安定した金属を使用することがより好ましい。
【００３０】
次に、以上のような各構成部材、即ち、記録媒体１０、ならびに書き込み兼消去用電極１２および読み出し用電極１４を用いて、記録装置を実際に使用する際の、具体的な使用態様を、図１（ａ）〜（ｃ）ならびに図２および図３を参照して説明する。
【００３１】
（書き込み兼消去用電極１２）
図２は、図１（ａ）、（ｃ）において用いられる、本発明の記録装置の記録媒体および書き込み兼消去用電極１２を示す側面図であり、図２（ａ）は書き込み前を示し、図２（ｂ）は書き込み後を示す。なお、図２においては、図１に示す電極１２上に取り付けられたカンチレバーを含まない態様を示す。図２に示す場合においては、上述したように、例えば、記録媒体１０の基板１０ａとして、ガラス基板を用いるとともに、金属層１０ｂにはＡｇを、金属イオン伝導体層１０ｃにはＡｇ２Ｓをそれぞれ用いることができる。情報記録時には、書き込み兼消去用電極１２側を負として、電子伝導体である、Ａｕをコーティングしたケイ素化合物からなる書き込み兼消去用電極１２を、記録媒体１０の金属イオン伝導体層１０ｃに接触させ、電圧を印加する（図１（ａ）、図２（ａ））。これにより、金属イオン伝導体層１０ｃ上に金属Ａｇが析出し、記録媒体１０と書き込み兼消去用電極１２との間にドット１６が形成される（図１（ａ）、図２（ｂ））。
【００３２】
これに対し、ひとたび書き込まれた情報（ドット１６）を消去する場合には、記録媒体１０と書き込み兼消去用電極１２との間のバイアスを情報記録時とは逆転する。即ち、図２（ｂ）において、書き込み兼消去用電極１２側を正として、書き込み兼消去用電極１２をドット１６に接触させた状態で、電圧を印加する（図１（ｃ））。これにより、析出していたドットは消滅する。
【００３３】
これらの情報の書き込みおよび消去に関する原理は、以下のとおりである。  
即ち、図２に示すように、書き込み兼消去用電極１２側を負として、記録媒体１０と書き込み兼消去用電極１２との間に直流バイアスを印加すると、記録媒体１０の金属層１０ｂで生じたＡｇ＋１８は、金属イオン伝導体層１０ｃ（Ａｇ２Ｓ）内を矢印の方向に移動し（図２（ａ））、金属イオン伝導体層１０ｃの表面で、書き込み兼消去用電極１２のコート層であるＡｕから放出された電子を受け取って、再び、金属Ａｇ（ドット１６）となって析出する（図２（ｂ））。
【００３４】
ここで、金属イオン伝導体層１０ｃ（Ａｇ２Ｓ）の表面で生じたＡｇ＋１８は、金属層１０ｂで生じたＡｇ＋１８そのものが金属イオン伝導体層１０ｃ（Ａｇ２Ｓ）を通過してその上に析出したものではなく、玉突き的に金属イオン伝導体層１０ｃ（Ａｇ２Ｓ）内のＡｇ＋を押し出しながら、見かけ上移動したものである。従って、Ａｇ＋１８の実際の移動量は、析出物であるドット１６の高さと同等であると考えられる。このため、Ａｇ以外にも室温で伝導度が比較的低い物質であっても、金属層１０ｂの材料として使用することができる。
【００３５】
なお、上記のように、金属層１０ｂにＡｇを、金属イオン伝導体層１０ｃにＲｂＡｇ４Ｉ５を用いた場合には、金属イオン伝導体層１０ｃ内におけるＡｇ＋１８の金属イオンのイオン輸率はほぼ１、即ち、電子伝導がほとんどない状態である。ここで、上記金属イオンのイオン輸率とは、全電流のうち、イオンのよって運ばれる電流の割合をいう。また、金属イオン伝導体層１０ｃの代わりに、金属イオン電子混合伝導体（金属イオン伝導体と電子伝導体との双方を含む物質であって、例えばＡｇ２Ｏ等）を使用した場合にも、金属イオンは金属イオン電子混合伝導体の内部で生成する。よって、この場合においても、金属イオン伝導体層１０ｃと書き込み兼消去用電極１２との間で上記金属イオンの金属化が起こり、ドットを析出することが可能である。ドットの析出量は、金属イオンのイオン電流に依存する。ここで、イオン電流とは、注目したイオンによって運ばれる電流をいう。このイオン電流は、全電流とイオン輸率によって定義される値であるため、当該析出量は、印加電圧と金属イオン伝導率とによって決定することができる。
【００３６】
（読み出し用電極１４）
図３は、図１（ｂ）において用いられる、本発明の記録装置の記録媒体１０および読み出し用電極１４を示す側面図であり、図３（ａ）はドットのある箇所の読み出し時を示し、図３（ｂ）はドットのない箇所の読み出し時を示す。同図に示す場合においては、上述したように、例えば、記録媒体１０の材料として、図２において使用した各構成材料（記録媒体１０の基板としてガラス基板を、金属層１０ｂとしてＡｇを、および金属イオン伝導体層１０ｃとしてＡｇ２Ｓ）をそれぞれ用いることができる。また、記録媒体１０および／または読み出し用電極１４として用いる材料として、金属イオン―電子混合伝導体を使用することもできる。
【００３７】
図３（ａ）、（ｂ）にそれぞれ示す読み出し用電極１４を使用する場合には、記録媒体１０の最上層であって、ドット１６が部分的に析出している金属イオン伝導体層１０ｃの表面に対して、読み出し用電極１４を接近させ、金属イオン伝導体層１０ｃと読み出し用電極１４との間に微小空間を形成する。この微小空間は、金属イオン伝導体層１０ｃの表面を基準面として、この基準面と読み出し用電極１４との間の垂直方向距離が常に等しくなるように設定する（図３（ａ）、（ｂ））。この際、当該微小空間は、トンネルギャップとなる。このような条件の下では、図２（ａ）、（ｂ）に従って析出したドット１６（例えばＡｇ）が析出した部分においては、トンネルギャップが短くなって、ドット１６と読み出し用電極１４との間の導電率が低下するので、これを利用してドットの存在を確認し、情報を読み出す（図３（ａ））。これに対し、ドット１６が析出していない部分においては、上記トンネルギャップが長くなって、金属イオン伝導体層１０ｃと読み出し用電極１４との間の導電率が増加するので、これを利用してドットの不存在を確認し、情報を読み出す（図３（ｂ））。
【００３８】
以上に示す、記録装置の具体的な使用態様、即ち、情報の書き込み態様および消去態様、ならびに情報の読み出し態様は、主に、電気的な方式を採用している。このため、特に、ドット１個あたりの書き込み、読み出し、および消去の各速度を高くすることができる。また、図２，３に示す態様を基にして、書き込み兼消去用電極１２および読み出し用電極１４を多数用いれば、上記各速度をさらに増大することができる。
【００３９】
以上は、情報の記録および消去と、情報の読み出しとを別の電極を用いて行う記録装置（タイプ１）についての説明であるが、上記の例は、記録媒体１０が金属イオン伝導体を含み、書き込み兼消去用電極１２が電子伝導体を含む記録装置一例である。しかしながら、タイプ１の装置は、このような構成の装置に限られず、記録媒体１０が電子伝導体を含み、書き込み兼消去用電極１２が金属イオン伝導体を含む構成の記録装置も包含する。さらに、上記記録装置（タイプ１）は、記録媒体１０および／または書き込み兼消去用電極１２が金属イオン電子混合伝導体を含む構成の記録装置も包含する。なお、金属イオン伝導体と電子伝導体とを、記録媒体１０と書き込み兼消去用電極１２との間で入れ替えた場合には、ドットの析出および消滅による情報の記録および消去に際し、バイアスの向きは逆転する。
【００４０】
（記録装置（タイプ２））
図４は、本発明の記録装置（タイプ２：電極を１本使用する例）の一実施形態を示す側面図であり、同図中（ａ）は情報記録時を、（ｂ）は情報読み出し時を、そして（ｃ）は情報消去時を示す。  
同図（ａ）に示すように、本発明の記録装置は、例えば、基板２０ａ、ならびに基板２０ａ上に順次積層された金属層２０ｂおよび記録層としての金属イオン伝導体層２０ｃからなる記録媒体２０と、金属イオン伝導体層２０ｃの上部に位置し、情報記録時および消去時には金属層２０ｂと自身との間に電圧を印加し、情報読み出し時にはこれらの間に電圧を印加しない、書き込み、読み出し兼消去用電極２２を含む。
【００４１】
タイプ２の記録装置において、記録媒体２０の各構成部材である、基板２０ａ、金属層２０ｂおよび金属イオン伝導体層２０ｃの材料は、上述のタイプ１の記録装置と同じ材料を用いることができ、また、各層の厚みおよび積層態様も同じ厚みおよび態様とすることができる。さらに、タイプ２の記録装置は、情報の書き込みおよび消去についての原理についても、タイプ１の記録装置と同じであり、タイプ１の記録装置との差異は、情報の読み出しを、情報の書き込みおよび消去を行う電極と同じ電極によって行うことである。
【００４２】
タイプ２の一例においては、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、例えば、書き込み、読み出し兼消去用電極２２を薄い板バネ２４（同図に示すところによればカンチレバー）の一端に取り付けることができる。当該電極２２には、金属イオン伝導体層２０ｃに使用される材料との関係において、当該層２０ｃ上に金属を析出することができるものであれば、いかなるものを用いることもでき、例えば、原子間力顕微鏡用の探針（例えば、ケイ素または窒化ケイ素製）に金属イオン伝導体または金属をコーティングした材料を使用することができる。
【００４３】
この電極２２の使用態様は、以下のとおりである。即ち、情報書き込み時には、図４（ａ）に示すように、電極２２側を負として、記録媒体２０の金属イオン伝導体層２０ｃに電極２２を接触させて、金属層２０ｂと電極２２との間に電圧を印加する。これにより、図示しないドットを析出させることができる。ドットが析出すると、電極２２の位置は上方に変位し、これに伴いカンチレバー２４も変位する。
【００４４】
次に、情報読み出し時には、図４（ｂ）に示すように、記録媒体２０およびドット２６に電極２２を接触させて、板バネ２４の変位を検出することにより、ドット２６の有無を判断して、情報を読み出す。
【００４５】
さらに、情報消去時には、図４（ｃ）に示すように、金属層２０ｂと電極２２との間のバイアスを、図４（ａ）に示す情報書き込み時に対して逆転させる。即ち、電極２２側に正として、記録媒体２０上のドット２６に電極２２を接触させて、これらの間に電圧を印加する。これにより、析出していたドット２６を消滅させることができる。ドット２６が消滅すると、電極２２の位置は下方に変位し、これに伴いカンチレバー２４も変位する。
【００４６】
以上に示した装置では、情報の記録、読み出し、および消去時の各工程時に、カンチレバー２４が変位するという、機械的な動作が介入する。このため、情報の記録、読み出しおよび／または消去速度が電気的な制御のみによる応答に比べて遅くなる。特に、情報の読み出し時には、記録媒体２０およびドット２６に、電極２２を接触させ、これに伴い、カンチレバー２４が上下動するため、タイプ１の装置のような電気的な制御のみによる応答に比べて、相当の時間を要する。しかしながら、タイプ２の装置においては、情報の記録、読み出しおよび消去の全工程を単一の電極で行うことができるという利点がある。
【００４７】
また、図４に示すタイプ２の装置では、例えば、情報の読み出し時に、ドットの析出程度、即ちドットの高さを検出するにあたり、例えば、電極２２に原子間力顕微鏡の探針を使用し、光てこ法、即ち、カンチレバー２４の背面に当てた光の反射位置の変化を分析する方式を採用することができる。しかしながら、光てこ法では精度良くドットの析出程度を検出するには、ある程度の物理的空間が必要である。このため、カンチレバー２４に、例えばピエゾ抵抗変化を検出するための、図示しない歪ゲージを組み込むことが、装置を小型化できるという点で好ましい。
【００４８】
以上は、情報の記録および消去と、情報の読み出しとを同一の電極を用いて行う記録装置（タイプ２）についての説明であるが、上記の例は、記録媒体２０が金属イオン伝導体を含み、電極２２が電子伝導体を含む記録装置一例である。しかしながら、タイプ２の装置は、このような構成の装置に限られず、記録媒体２０が電子伝導体を含み、電極２２が金属イオン伝導体を含む構成の記録装置も包含する。さらに、上記記録装置（タイプ２）は、記録媒体２０および／または電極２２が金属イオン電子混合伝導体を含む構成の記録装置も包含する。なお、金属イオン伝導体と電子伝導体とを、記録媒体２０と電極２２との間で入れ替えた場合には、ドットの析出および消滅による情報の記録および消去に際し、バイアスの向きは逆転する。
【００４９】
以上は、本発明の記録装置（タイプ１，２）に関する説明であるが、これらの装置は、図１〜４に示す形態のものに限定されるものではなく、これらを含む本発明の技術思想の同一性の範囲内で、適宜設計変更することができる。なお、上記いずれのタイプにおいても、電流量によって析出物の高さを自由に制御することができ、しかもその高さを検出することができる。このため、本発明の記録装置においては、１または０の２値のみならず、多値記録および読み出しが可能である。
【実施例】
【００５０】
本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。以下の実施例は、本発明の例示であり、本発明を制限することを意図するものではない。
【００５１】
実施例１
図１〜図３に示す記録装置を使用する。５ｃｍ×５ｃｍ（厚さ１ｍｍ）の平滑なガラス基板に、金属層として銀をスパッタリング法により３０ｎｍ成膜する。次いで、銀の上に金属イオン伝導体層であるＡｇ２Ｓをスパッタリング法により３０ｎｍ成膜し、これを記録層とする。書き込み兼消去用電極として、Ａｕをコーティングした原子間力顕微鏡用の探針（ケイ素化合物製）を用い、この電極をカンチレバーの一端に取り付け、記録層に０．１ｎＮの力で押圧する。一方、読み出し用電極として、金属探針（市販の走査型トンネル顕微鏡用の探針）を用い、これを記録層表面から４ｎｍ離した位置に設置する。
【００５２】
記録時（図１（ａ））には、金属層側を正として、Ａｕをコーティングした探針とＡｇ層と間に、１００ｍＶのバイアスを１０ｍｓ間印加する。このような状況の下、Ａｇドットが記録層上に析出し、記録ビットを形成する。
【００５３】
読み出し時（図１（ｂ））には、記録層と読み出し用電極とを相対的に移動して微小空間を形成し、１０ｍＶのバイアスを印加する。ドット上に電極を配置したところ、電極と媒体との距離が短くなり、トンネル電流が流れ出し、このトンネル電流発生の有無によってドットの有無を検出する。
【００５４】
消去時（図１（ｃ））には、書き込み時と全く同じ状態でバイアス方向のみを書き込み時と逆転し、記録ビットを消去する。
【００５５】
以上に示す、記録装置によって、情報を記録した後、どの程度の記録密度が達成されたかを調査する。当該調査は、原子間力顕微鏡を用いて行う。この調査によれば、上記タイプ１の記録装置では、０．５Ｔｂｉｔｓ／ｉｎｃｈ２程度の記録密度を達成することが確認される。これは、従来技術（特許文献２）に開示された記録媒体では達成できなかった、記録密度である。
【００５６】
実施例２
図４に示す記録装置を使用する。５ｃｍ×５ｃｍ（厚さ１ｍｍ）の平滑なガラス基板に、金属層として銀をスパッタリング法により３０ｎｍ成膜する。次に、銀の上に金属イオン伝導体層として、室温でイオン輸率がほぼ１の銀イオン伝導体であるＲｂＡｇ４Ｉ５をスパッタリング法により３０ｎｍ成膜し、これを記録層とする。電極として、Ａｕをコーティングした原子間力顕微鏡用の探針（ケイ素化合物製）を用い、この電極をカンチレバーの一端に取り付け、記録層に０．１ｎＮの力で押圧する。
【００５７】
記録時（図４（ａ））には、金属層側を正として、Ａｕをコーティングした探針とＡｇ層と間に、１μＶのバイアスを１ｎｓ間印加する。このような状況の下、Ａｇドットが記録層上に析出し、記録ビットを形成する。
【００５８】
読み出し時（図４（ｂ））には、書き込みに使用した電極を使用する。記録層およびドットに電極を接触させて、カンチレバーの変位を検出することにより、ドットの有無を判断して、情報を読み出す。電極の変位は、カンチレバー上方からカンチレバーに照射したレーザー光の反射位置の変化を検出する方法（即ち、原子間力顕微鏡で用いられる光てこ法）により得る。
【００５９】
消去時（図４（ｃ））には、書き込み時と全く同じ状態でバイアス方向のみを書き込み時と逆転し、記録ビットを消去する。
【００６０】
以上に示す、記録装置によって、情報を記録した後、どの程度の記録密度が達成されたかを調査する。当該調査は、原子間力顕微鏡を用いて行う。この調査によれば、上記タイプ２の記録装置によっても、０．５Ｔｂｉｔｓ／ｉｎｃｈ２程度の記録密度を達成することが確認される。これは、従来技術（特許文献２）に開示された記録媒体では達成できなかった、記録密度である。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明の記録装置は、特に、大容量の情報を記録することが必要な場合に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の記録装置（タイプ１）の一実施形態を示す側面図であり、同図中（ａ）は情報記録時を、（ｂ）は情報読み出し時を、そして（ｃ）は情報消去時を示す。
【図２】図１（ａ）、（ｃ）に示す本発明の記録装置の、記録媒体１０および書き込み兼消去用電極１２のみを示す側面図であり、同図中（ａ）は書き込み前を示し、（ｂ）は書き込み後を示す。
【図３】図１（ｂ）に示す本発明の記録装置の、記録媒体１０および読み出し用電極１４のみを示す側面図であり、同図中（ａ）はドットのある箇所の読み出し時を示し、（ｂ）はドットのない箇所の読み出し時を示す。
【図４】本発明の記録装置（タイプ２）の一実施形態を示す側面図であり、同図中（ａ）は情報記録時を、（ｂ）は情報読み出し時を、そして（ｃ）は情報消去時を示す。
【符号の説明】
【００６３】
１０    記録媒体
１０ａ  基板
１０ｂ  金属層
１０ｃ  金属イオン伝導体層（記録層）
１２    書き込み兼消去用電極
１３    カンチレバー
１４    読み出し用電極
【図１】
2007310961.tif 000003
【図２】
2007310961.tif 000004
【図３】
2007310961.tif 000005
【図４】
2007310961.tif 000006