(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
データを記録する記録装置であって、
電荷保持体の内部に離散的に形成された導伝部材の微小領域を有し、
カーボンナノチューブの電極プローブによって前記微小領域への電荷の授受と前記微小領域における電荷の有無の判断を行い、
前記微小領域に電荷を保持することによってデータを記録することを特徴とする記録装置。
【請求項２】
前記電荷保持体は絶縁性の母材であり、前記導電部材は金属微粒子であって、該絶縁性の母材に該金属微粒子を分散させることによって前記電荷保持体を構成したことを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
【請求項３】
前記電荷保持体は絶縁性の母材であり、
前記導電部材は不純物を含有した半導体であって、該絶縁性の母材に不純物を含有した半導体を形成することによって前記電荷保持体を構成したことを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
【請求項４】
前記電極プローブを複数配列したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の記録装置。
【請求項５】
前記微小領域に保持された電荷を定期的に再度記録することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の記録装置。
【請求項６】
前記微小領域に保持された電荷の有無を判断する際には、前記電極プローブにバイアス電圧を印加した状態で読み取ることを特徴する請求項１〜５のいずれか１つに記載の記録装置。
【請求項７】
前記不純物を含有した半導体は、その表面にＳｉ０2が塗布された不純物を含有したＳｉであることを特徴とする請求項３に記載の記録装置。
【請求項８】
前記電極プローブと前記電荷保持体は、筐体で覆われて外部から遮蔽されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の記録装置。
【請求項９】
前記筐体の内部は、不活性ガスが封入されていることを特徴とする請求項８に記載の記録装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録装置に関し、特に、カーボンナノチューブをプローブに用いた記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から記録装置としては光ディスクや光磁気記録、ＤＲＡＭやフラッシュメモリなどの半導体メモリなどがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した記録装置にはその集積密度に一定の限界があり、近年では更なる高密度化が求められている。換言すると、近年では、新規な記録方式が望まれつつある。
【０００４】
本発明は上記に鑑みてなされたものであって、高密度記録を実現する記録装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明に係る記録装置は、電荷を保持させることによってデータを記録する記録装置であって、電荷の授受と電荷の有無を判断する電極プローブをカーボンナノチューブとしたことを特徴とする。
【０００６】
すなわち、上記発明によれば、微小領域の帯電もしくは容量検知が可能となる。
【０００７】
また、本発明に係る記録装置は、電荷を保持させる対象である電荷保持体の内部に、導伝部材から構成された微小領域を離散的に形成し、前記電極プローブを用いて当該微小領域に電荷を保持させることを特徴とする。
【０００８】
すなわち、上記発明によれば、電荷保持の安定性を向上させる。
【０００９】
また、本発明に係る記録装置は、電荷を保持させる対象である電荷保持体を、絶縁性の母材に導電性の微粒子を分散させた組成物により構成し、前記電極プローブを用いて当該電荷保持体に電荷を保持させることを特徴とする。
【００１０】
すなわち、上記発明によれば、低コストな電荷保持体を提供できる。
【００１１】
また、本発明に係る記録装置は、前記電極プローブを複数配列したことを特徴とする。
【００１２】
すなわち、本発明によれば、同時に読み書きをおこなう。
【００１３】
また、本発明に係る記録装置は、前記電荷保持体に記録された電荷を定期的に再度記録して、前記電荷保持体の電荷を保持することを特徴とする。
【００１４】
すなわち、上記発明によれば、前記電荷保持体に記録された電荷を定期的に再度記録して、前記電荷保持体の電荷を保持する。
【００１５】
また、本発明に係る記録装置は、前記電荷保持体の電荷の有無を判断する際には、前記電極プローブにバイアス電圧を印加した状態で読み取ることを特徴する。
【００１６】
すなわち、上記発明によれば、電極プローブにバイアス電圧を印加した状態で電荷保持体の電荷の有無を読み取ることにより、電極プローブが電荷保持体に接触するタイプの記録装置においても、電荷の電極プローブへの移動を防止する。
【００１７】
また、本発明に係る記録装置は、前記導伝部材は、不純物を含有した半導体であることを特徴とする。
【００１８】
すなわち、上記発明によれば、導伝部材として、不純物を含有した半導体を使用することにより、不純物の含有量をコントロールして、不純物を含有任意の濃度および準位のトラップ準位をコントロールする。
【００１９】
また、本発明に係る記録装置は、請求項７に記載の記録装置において、前記導伝部材は、その表面にＳｉ０2が塗布された不純物を含有したＳｉであることを特徴とする。
【００２０】
すなわち、上記発明によれば、導伝部材は、その表面にＳｉ０2が塗布された不純物を含有したＳｉとすることにより、ＳｉとＳｉ０2との界面には欠陥が入りにくいため、通常、絶縁物と半導体との界面に存在する界面準位を無視することができる。
【００２１】
また、本発明に係る記録装置は、前記電極プローブと前記電荷保持体は、筐体で覆われて外部から遮蔽されていることを特徴とする。
【００２２】
すなわち、上記発明によれば、電極プローブと電荷保持体を筐体で外部から遮蔽した構造とすることにより、外界の粒子や湿気などの影響を防止する。
【００２３】
また、本発明に係る記録装置は、前記筐体の内部は、不活性ガスが封入されていることを特徴とする。
【００２４】
すなわち、上記発明によれば、筐体の内部に不活性ガスを封入して、空気中の酸素や水蒸気などが電荷保持体の表面などに接触して発生する化学反応を防止して、電荷保持体の表面や電荷の状態の変化を防止する。
【００２５】
また、本発明に係る電荷保持体製造方法は、カーボンナノチューブを電極プローブとして電荷を保持させることによりデータを記録させる電荷保持体の製造方法であって、所定の基板に対して、絶縁性の母材に導電性の微粒子を分散させた組成物を塗布することにより当該電荷保持体を製造することを特徴とする。
【００２６】
すなわち、上記発明によれば、低コストな電荷保持体を提供できる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
［実施の形態１］
実施の形態１では、まず、本発明の記録原理について概説し、これと併せて本実施の形態の記録装置の各部について説明する。
【００２８】
（１）  記録原理：
データの書き込みに関しては、通常の電子写真プロセスに用いる電荷注入型帯電方法と同様におこなう。すなわち、帯電器と被帯電体との間に電圧を印加する事により被帯電体表面の準位に電荷がトラップされる原理を利用して帯電する方法を用いる。
【００２９】
図１は、本発明の記録原理を説明する説明図である。記録装置１００は、帯電器としてカーボンナノチューブ（以降ＣＮＴ）を利用したＣＮＴプローブ１０１を用いることで、数十ｎｍオーダーの微小エリアへの帯電を可能とする。記録装置１００は、これを１つのビットとして扱い高密度記録を実現している。また、ＣＮＴは製造方法も簡便であり、機械強度が強いという特性を有する。したがって、記録装置１００は衝撃に強く安価に製造できるというメリットを有する。
【００３０】
ビットないしデータの読み出し方法の原理としては、ＡＦＭ（Ａｔｏｍｉｃ  Ｆｏｒｃｅ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ：分子間力顕微鏡）のノンコンタクトモードを利用する。ＡＦＭではプローブと電荷保持体との間にできる容量を検知することによりその表面トポロジーを観察する。記録装置１００では、電荷保持体１０２の上に電荷を保持させるので、その部分の容量が大きく異なる。これを検知することで記録情報を検知することができる。
【００３１】
（２）  プローブ：
記録装置１００では、ＡＦＭで使用するプローブの先にＣＮＴを接合したＣＮＴプローブ１０１の構成を有する。ＣＮＴ自体はアーク放電法、ＣＶＤ法、レーザーアブレーション法などによって作製することができる。記録装置１００のＣＮＴプローブ１０１には、結晶性の高いアーク放電法によって作製したものを用いている。アーク放電法などで作製し不純物の多い場合は、遠心分離や酸化などをして精製することにより純度を高めることが可能になる。
【００３２】
ＣＮＴの接合については、まず、精製したＣＮＴをＴＨＦ（テトラヒドロフラン）などに分散し、電気泳動法によってナイフエッジの先端に配列させる。次に、このＣＮＴをＳＥＭ観察しながらプローブ先端を近づけて電圧を印加して接触させる。最後に、この状態で、ＳＥＭの電子ビームをフォーカスしてＣＮＴとプローブの接合部分にアモルファスカーボン蒸着させる。以上の工程を経ることにより、強固な接合が完成しＣＮＴプローブ１０１が作製される。
【００３３】
（３）  電荷保持体：
電荷保持体１０２は誘電体であれば良く、高分子や無機材料などを用いることができる。電荷保持体１０２の作製に当たっては、表面のラフネスを抑えることができ低コストなＳｉウェハを用いた。基板自体はＰ型に高濃度ドーピングしているものを用い、その表面にＳｉＯ2を成膜した。膜厚は５００ｎｍとした。表面に静電気が保持されるために、埃などの異物が吸着する可能性がある。このため記録装置１００は可能な限り埃が出ない様にプローブも含め外部と遮断する構成としている。
【００３４】
（４）  駆動方法：
駆動に際してはＣＮＴプローブ１０１と電荷保持体１０２との間の容量をモニターして、ＣＮＴプローブ１０１−電荷保持体１０２間の距離をピエゾ素子によって制御する。データの書き込みに際しては、ＣＮＴプローブ１０１と電荷保持体１０２とを接触させ、電圧を印加するか否かで「１」／「０」のデータを書き込む構成としている。電圧は−１０Ｖ／０Ｖとした。接触領域はＣＮＴプローブ１０１の径で決定され、約２０ｎｍ程度の大きさである。読み出しに際してはＣＮＴプローブ１０１を直接接触させずに、表面の電気的ポテンシャルを測定することにより行った。この構成により、書き込みに比べて検出可能エリアが広がり、２０ｎｍオーダーの記録を十分読み取ることが可能となる。
【００３５】
以上説明したように、記録装置１００は、電極プローブとしてその先端径が非常に小さなＣＮＴを用いることにより接触領域を微小にしている。これにより、この領域を１ビットとした高密度記録が可能になる。
【００３６】
［実施の形態２］
（１）  記録原理：
図２は、実施の形態２の記録装置の概略構成を示した説明図（記録原理を説明するための概略図）である。図示したように、実施の形態２では、記録装置２００は、電荷保持体２０２の内部に浮遊金属２０４を埋め込んでいる。この構造は表面の電極をＣＮＴにしたフラッシュメモリと同様であり、原理も概ね同じである。それぞれの記録情報を書き込む時／読み取る時は、ＣＮＴプローブ２０１を浮遊金属２０４の上部に移動させることによりおこなう。これにより個別に配線をすることなく、高密度化が可能になる。
【００３７】
（２）  電荷保持体（絶縁母体）：
電荷保持体２０２は通常のフラッシュメモリと概ね同じ構成を有する。電荷保持体２０２は、半導体プロセスによりＳｉウエハ（導電性基板２０３）の上部にＳｉＯ2絶縁膜が形成され、その上に浮遊金属層が形成された構成を有している。浮遊金属２０４は略２００ｎｍ角の薄膜であり、この浮遊金属２０４を含む部分が１ｂｉｔのデータ保持領域となる。なお、浮遊金属層の上には、更に、半導体プロセスにより絶縁体であるＳｉＯ2層が形成されている。電荷保持体２０２の厚みは数ｎｍとした。
【００３８】
（３）  駆動方法：
記録装置２００の駆動方法は、フラッシュメモリと同様である。相違点は、データの読み取り／書き込み時に、ターゲットの位置にＣＮＴプローブ２０１を移動させる点である。これは、通常のＣＤやフロッピー（Ｒ）ディスクのように、電荷保持体２０２を円盤状にし、回転機構をつけることで簡便に実現できる。なお、ＣＮＴプローブ２０１の構成は実施の形態１と同様であるのでその説明を省略する。
【００３９】
以上説明したように、記録装置２００は、電荷保持体２０２の内部に浮遊電極を形成することで、そこに電荷を安定的に保持することができる。また、読み出しの際には、電荷保持体２０２にＣＮＴプローブ２０１を接触できるため、高速な読み出しが可能となる。
【００４０】
［実施の形態３］
図３は実施の形態３の記録装置の概略構成を示した説明図（記録原理を説明するための概略図）である。
（１）  電荷保持体：
実施の形態３の記録装置３００は、実施の形態２で示した浮遊金属２０４を自己組織化する金属微粒子３０４を用いて構成されている。金属微粒子３０４には様々なものがあるが、現在市販されているものの中には数十ｎｍ径のものもある。材料としては、Ｆｅ，Ｎｉ，Ｓｉなどを採用することができ、径も数百μｍから数十ｎｍ様々である。今回はＦｅ粒子を用いた。
【００４１】
Ｆｅ粒子の径は５０ｎｍ程度のものを用い、表面には酸化膜（表面酸化物）３０５が形成されている。電荷保持体（絶縁母体）３０２は、酸化膜３０５に被覆された金属微粒子３０４を、ＴＨＦに溶かしたＰＣ（ポリカーボネート）をバインダーにして低抵抗Ｓｉ基板（金属３０３）上に、スピンコートで塗布することにより作製する。膜厚は１００ｎｍ程度とした。
【００４２】
金属微粒子３０４は酸化膜３０５に囲われており、これは先のフラッシュメモリのアナロジーで作製された電荷保持体と同様な構成要素を過不足なく含んでいる。実施の形態３の記録装置は、非常に簡便に電荷保持体３０２を製造できる。なお、ＣＮＴプローブ３０１の構成は実施の形態１と同様であり、駆動方法については実施の形態２と同様であるのでその説明を省略する。
【００４３】
［実施の形態４］
図４は実施の形態４の記録装置の概略構成を示した説明図（記録原理を説明するための概略図）である。図示したように、実施の形態４の記録装置４００は、ＣＮＴプローブ４０１を多数配列した構成を有する。これにより、データの読み書きが高速となる。
【００４４】
（１）  プローブ製造方法：
ＣＮＴプローブ４０１の製造に際しては、まず、Ｓｉ基板４０６上に１μｍ間隔にピラミッド構造４０７を構成し、その上にＣＮＴをＣＶＤで成長させるための金属触媒であるＮｉを蒸着形成する。次に、この上からＣＶＤによって、ＣＮＴを形成する。この後、ピラミッド先端にのみ、電子線照射によってアモルファスカーボンを蒸着し、ＣＮＴを基板と接合する。最後に、この状態で、砥粒を分散したエタノール分散液に浸積し、超音波振動を加えることで先の接合した部分以外のＣＮＴを除去する。
【００４５】
完全な除去ができなくとも、駆動する時には、ピラミッド先端にあるＣＮＴプローブ４０１が最も高いので、選択的に電荷保持体４０２に接触し、問題は発生しない。ＣＮＴプローブ４０１の高さはＣＶＤでの成長により、μｍオーダーで均一となっている。また、電荷保持体４０２に押し当てた時に、ＣＮＴの弾性によって長いＣＮＴプローブ４０１は曲がる。すなわち、一番短いＣＮＴプローブ４０１の長さに電荷保持体４０２との距離を合わせることで、全てのＣＮＴプローブ４０１を電荷保持体４０２と接触させることができる。このため、ｎｍの不均一性は問題にならない。
【００４６】
また、先端に付いたアモルファスカーボンなどの様な不純物は、先の砥粒での超音波振動や通電によって洗浄できる。以上によりＣＮＴ配列４０５を形成でき、それぞれを結線する事で１μｍピッチの高密度なプローブ配列を作り込むことができる。
【００４７】
ところで、静電気による表面記録を維持するためには、表面の帯電状態を維持する必要がある。帯電現象は、結晶の欠陥やそれに準じた部位に電子がトラップされている状態であると理解されている。この状態は、その電子準位によって、そのトラップ状態がどの程度の寿命を持つか決定される。長いものであれば、半永久的にその状態を維持する。記録媒体に電荷を保持する方法では、その電荷が経過時間とともにその電荷を減少させるという問題がある。電荷保持寿命を決定する要因として、電子をもった物質がその表面に付着するといった問題がある。この物質には、例えば、粉塵などに含まれる粒子や、その他帯電する物質であればその電子の媒体となりうる。このため、このような物質が記録メディア周辺に浮遊しないようにする必要がある。また、空気中の酸素や水蒸気などが記録媒体表面などに触れると化学反応を起こす可能性がある。化学反応を起こすと表面の状態や電荷の状態などが変化する可能性がある。そのため、半永久的に記録媒体の表面状態が変化しないようにする必要がある。
【００４８】
そこで、実施の形態５〜実施の形態８の記録装置では、電荷保持体（記録媒体）を外界と遮断する筐体を設け、筐体内に不活性ガスを封入する構成を採用している。
【００４９】
［実施の形態５］
実施の形態５を図５等を参照して説明する。図５は実施の形態５の記録装置の概略の外観構成を示す説明図（概略の断面斜視図）である。
【００５０】
（１） 記録原理：
書き込みの原理は、図１の記録装置（実施の形態１）と同様であり、通常の電子写真プロセスに用いる電荷注入型帯電方法と同様である。かかる方法では、帯電器と被帯電体との間に電圧を印加する事で、被帯電体表面の準位に電荷がトラップされ帯電する。この帯電を利用し、帯電器としてＣＮＴを用いることで、数十ｎｍオーダーの微小エリアに帯電が可能になる。これを１つのビットとして扱う事で、高密度記録を実現している。また、ＣＮＴは製造方法も簡便でかつ機械強度が強いなどといったメリットも兼ね備えている。
【００５１】
読み出し方法の原理としては、ＡＦＭのノンコンタクトモードを利用する。ＡＦＭではプローブと電荷保持体との間にできる容量を検知する事でその表面トポロジーを観察する。ここではその上に電荷を保持させている事によって、その部分での容量が大きく異なる。これを検知する事で記録情報を検知する事ができる。
【００５２】
（２） プローブ：
ＡＦＭなどに用いるプローブの先にＣＮＴを接合する。ＣＮＴはアーク放電法、ＣＶＤ法、レーザーアブレーション法などによって作製される。ここでは結晶性の高いアーク放電法によって作製したＣＮＴを用いた。アーク放電法などで作製した不純物の多い場合は、遠心分離や酸化などをして精製する。精製したＣＮＴをＴＦＨなどに分散し、電気泳動法によってナイフエッジの先端に配列させる。このＣＮＴをＳＥＭ観察しながら、プローブ先端を近づけ電圧を印加する事で接触させる。この状態で、ＳＥＭの電子ビームをフォーカスすることで、ＣＮＴとプローブの接合部分にアモルファスカーボン蒸着させる。これによって、強固な接合が完成する。
【００５３】
（３） 電荷保持体：
電荷保持体は誘電体であれば良く、高分子や無機材料などを用いる事ができる。ここでは、特に、その表面のラフネスを抑えることができ、低コストなＳｉウェハを用いた。基板自体はＰ型に高濃度ドーピングしているものを用い、その表面にＳｉＯ2を成膜した。膜厚は５００ｎｍとした。表面に静電気が保持されるために、埃などの異物が吸着する可能性がある。このため可能な限り埃が出ない様にＣＮＴプローブも含め外部とは遮断する。
【００５４】
（４） 駆動方法：
ＣＮＴプローブと電荷保持体との間にできる容量をモニターする事で、ＣＮＴプローブと電荷保持体との距離をピエゾ素子によって制御する。書き込む場合は、ＣＮＴプローブと電荷保持体を接触させ、電圧を印加するか否かで「１」または「０」のデータを書き込む。電圧は−１０Ｖまたは０Ｖとした。接触領域はＣＮＴの径で定まり、約２０ｎｍ程度の大きさである。また、電荷保持体に記録されたデータ（電荷）を定期的に再度書き込んで、電荷保持体の帯電状態を維持している。
【００５５】
読み出しは、ＣＮＴを直接接触すること無く、表面の電気的ポテンシャルを測定する事で行った。書き込みに比べ、検出可能エリアが広いため、２０ｎｍオーダーの記録を十分読み取る事ができる。
【００５６】
（５） 筐体：
図５に示すように、回転駆動される電荷保持体５０２とＣＮＴプローブ５０１は、筐体５０３により囲われている。この筐体５０３は、外部と筐体内部の雰囲気を完全に遮断しており、この筐体５０３内部は窒素ガスが封入されている。このように、筐体５０３内は完全に遮断されているため、筐体内部の雰囲気は窒素の状態が維持される。
【００５７】
実施の形態５の記録装置は、ＣＮＴプローブ５０１と電荷保持体５０２を筐体５０３で外部から遮蔽する構造としたので、電荷保持体５０２を外部から遮蔽することができ、外界の粒子や湿気などの影響を防止することが可能となる。
【００５８】
また、筐体５０３の内部に不活性ガスを封入することとしたので、空気中の酸素や水蒸気などが電荷保持体の表面などに接触して発生する化学反応を防止して、電荷保持体の表面や電荷の状態の変化を防止することが可能となる。
【００５９】
［実施の形態６］
実施の形態６を図５等を参照して説明する。図５は実施の形態６の記録装置の概略の外観構成を示す説明図（概略の断面斜視図）である。
【００６０】
（１） 記録原理：
実施の形態６の記録装置は、図３（実施の形態３）に示すように電荷保持体の内部に浮遊金属を埋め込んだものである。この構造は、表面の電極をＣＮＴプローブにしたフラッシュメモリと同様であり、原理も概ね同様である。それぞれの記録情報の書き込み時／読み取り時には、ＣＮＴプローブをその部分の上部に移動させて書き込み／読み取りを行う。これにより、個別に配線をする事無く、高密度化が可能になる。
【００６１】
（２） プローブ：
実施の形態１と同様のＣＮＴプローブを使用する。
【００６２】
（３） 電荷保持体：
これは通常のフラッシュメモリと概ね同じ構成になる。Ｓｉウェハの上部にＳｉＯ2からなる絶縁膜を形成し、その上に１ｂｉｔ毎に浮遊金属層を形成する。１つのドットは２００ｎｍ角になるように、半導体プロセスによって作り込む。その上に絶縁膜としてＳｉＯ2を形成する。膜厚は数ｎｍとした。
【００６３】
（４） 駆動方法：
フラッシュメモリと駆動方法は同様である。相違点は、メモリの読み取り／書き込み時には、その部分にＣＮＴプローブを移動する事である。これは、通常のＣＤやフロッピー（Ｒ）ディスクのように、電荷保持体を円盤状に形成し、回転機構を設ける事で簡便に実現できる。
【００６４】
（５） 筐体：
図５に示すように、回転駆動される電荷保持体５０２とＣＮＴプローブ５０１は、筐体５０３により囲われている。この筐体５０３は、外部と筐体内部の雰囲気を完全に遮断しており、この筐体内部は窒素ガスが封入されている。このように、筐体５０３内は完全に遮断されているため、筐体内部の雰囲気は窒素の状態を維持する。
【００６５】
［実施の形態７］
実施の形態７を図５等を参照して説明する。図５は実施の形態７の記録装置の概略の外観構成を示す説明図（概略の断面斜視図）である。
【００６６】
（１） プローブ：
実施の形態１と同じＣＮＴプローブを使用する。
【００６７】
（２） 電荷保持体：
電荷保持体は、実施の形態２で示した浮遊金属を自己組織化する金属微粒子を用いる事で実現する。金属微粒子には様々ものがあるが、現在市販されているものの中には数十ｎｍ径のものもある。材料としては、Ｆｅ，Ｎｉ，Ｓｉなどがあり、径も数百μｍから数十ｎｍ様々である。今回はＦｅ粒子を用いた。Ｆｅ粒子の径は５０ｎｍ程度のものを用い、表面には酸化膜が形成されている。この粒子を低抵抗Ｓｉ基板上にＴＨＦに溶かしたＰＣをバインダーにして、スピンコートで塗布する。膜厚は１００ｎｍ程度として、図４に示すように形成される。このように形成された微粒子は絶縁膜に囲われており、これは先のフラッシュメモリのアナロジーで作製された電荷保持体と同様な構成要素を過不足なく含んでいる。これにより、非常に簡便に電荷保持体を製造できる。駆動方法は実施の形態２と同様であるのでその説明は省略する。
【００６８】
（５） 筐体：
図５に示すように、回転駆動される電荷保持体５０２とＣＮＴプローブ５０１は、筐体５０３により囲われている。この筐体５０３は、外部と筐体内部の雰囲気を完全に遮断しており、この筐体内部は窒素ガスが封入されている。このように、筐体５０３内は完全に遮断されているため、筐体内部の雰囲気は窒素の状態を維持する。
【００６９】
［実施の形態８］
実施の形態８の記録装置を図５等を参照して説明する。実施の形態８の記録装置は、実施の形態４（図４）と同様なＣＮＴプローブを多数配列した構成を有する。これにより、データの読み書きが高速となる。図５は実施の形態８の記録装置の概略の外観構成を示す説明図（概略の断面斜視図）である。
【００７０】
（１） プローブ製造方法：
Ｓｉ基板上に１μｍ間隔にピラミッド構造を構成し、その上にＣＮＴをＣＶＤで成長させるための金属触媒であるＮｉを蒸着形成する。この上からＣＶＤによって、ＣＮＴを形成する。この後、ピラミッド先端にのみ、電子線照射によってアモルファスカーボンを蒸着し、ＣＮＴを基板と接合する。この状態で、砥粒を分散したエタノール分散液に浸積し、超音波振動を加える事で先の接合した部分以外のＣＮＴを除去する。完全な除去ができなくとも、駆動する時には、ピラミッド先端にあるＣＮＴプローブが最も高いので、選択的に電荷保持体に接触するため、問題にならない。ＣＮＴプローブの高さはＣＶＤでの成長により、μｍオーダーで、均一になっている。電荷保持体に押し当てた時に、ＣＮＴプローブの弾性によって、長いＣＮＴプローブは曲がる。一番短いＣＮＴプローブの長さに、電荷保持体との距離を合わせることで、全てのＣＮＴプローブが電荷保持体と接触する事ができる。このため、ｎｍの不均一性は問題にならない。また、先端に付いたアモルファスカーボンなどの不純物は、先の砥粒での超音波振動や通電によって洗浄できる。以上により配列したＣＮＴを形成でき、それぞれを結線する事で１μｍピッチの高密度なプローブ配列を作り込む事ができる。
【００７１】
ところで、帯電状態を減衰する要因の一つに、電極プローブが記録媒体の表面に接触する時におきる減衰がある。これは、帯電している記録媒体の表面にある電荷が、電極プローブの接触によって、電極側に移動することによる。この電荷の移動が起きることによって、記録媒体側にある帯電状態は減衰する。そこで、実施の形態８では、電荷保持体の電荷の有無を判断する際には、ＣＮＴプローブにバイアス電圧を印加した状態で電荷を読み取ることにより、ＣＮＴプローブが接触した際に電荷がＣＮＴプローブへ移動することを防止している。
【００７２】
（２） 電荷保持体：
実施の形態３と同様な電荷保持体を使用する。
【００７３】
（５） 筐体：
図５に示すように、回転駆動される電荷保持体５０２とＣＮＴプローブ５０１は、筐体５０３により囲われている。この筐体５０３は、外部と筐体内部の雰囲気を完全に遮断しており、この筐体内部は窒素ガスが封入されている。このように、筐体５０３内は完全に遮断されているため、筐体内部の雰囲気は窒素の状態が維持される。
【００７４】
実施の形態８の記録装置は、電荷保持体の電荷の有無を判断する際には、前記ＣＮＴプローブにバイアス電圧を印加した状態で読み取ることとしたので、ＣＮＴプローブが電荷保持体に接触するタイプの記録装置においても、電荷のＣＮＴプローブへの移動を防止することが可能となる。
【００７５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の記録装置は、電荷を保持させることによってデータを記録する記録装置であって、電荷の授受と電荷の有無を判断する電極プローブをカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）としたので、微小領域の帯電もしくは容量検知が可能となり、これにより、高密度記録を実現する記録装置を提供することができる。
【００７６】
また、本発明の記録装置は、電荷を保持させる対象である電荷保持体の内部に、導伝部材から構成された微小領域を離散的に形成し、前記電極プローブを用いて当該微小領域に電荷を保持させるので、電荷保持の安定性を向上させることができ、これにより、高密度記録を実現する記録装置を提供することができる。
【００７７】
また、本発明の記録装置は、電荷を保持させる対象である電荷保持体を、絶縁性の母材に導電性の微粒子を分散させた組成物により構成し、前記電極プローブを用いて当該電荷保持体に電荷を保持させるので、低コストな電荷保持体を提供できる。
【００７８】
また、本発明の記録装置は、前記電極プローブを複数配列したので、同時にデータの読み書きが可能となり、これにより、高密度記録を高速におこなうことができる。
【００７９】
また、本発明の記録装置は、前記電荷保持体に記録された電荷を定期的に再度記録して、前記電荷保持体の電荷を保持することとしたので、電荷保持体の電荷を保持することができる。
【００８０】
また、本発明の記録装置は、前記電荷保持体の電荷の有無を判断する際には、前記電極プローブにバイアス電圧を印加した状態で読み取ることとしたので、電極プローブが電荷保持体に接触するタイプの記録装置においても、電荷の電極プローブへの移動を防止することが可能となる。
【００８１】
また、本発明の記録装置は、前記導伝部材は、不純物を含有した半導体であることとしたので、不純物の含有量をコントロールして、不純物を含有任意の濃度および準位のトラップ準位をコントロールすることが可能となる。
【００８２】
また、本発明の記録装置は、前記導伝部材は、その表面にＳｉ０2が塗布された不純物を含有したＳｉであることとしたので、ＳｉとＳｉ０2との界面には欠陥が入りにくいため、絶縁物と半導体との界面に存在する界面準位を無視することが可能となる。
【００８３】
また、本発明の記録装置は、前記電極プローブと前記電荷保持体は、筐体で覆われて外部から遮蔽されていることとしたので、電荷保持体を外部から遮蔽することができ、外界の粒子や湿気などの影響を防止することが可能となる。
【００８４】
また、本発明の記録装置は、前記筐体の内部は、不活性ガスが封入されていることとしたので、空気中の酸素や水蒸気などが電荷保持体の表面などに接触して発生する化学反応を防止して、電荷保持体の表面や電荷の状態の変化を防止することが可能となる。
【００８５】
また、本発明の電荷保持体製造方法は、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）を電極プローブとして電荷を保持させることによりデータを記録させる電荷保持体の製造方法であって、所定の基板に対して、絶縁性の母材に導電性の微粒子を分散させた組成物を塗布することにより当該電荷保持体を製造するので、低コストな電荷保持体を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の記録原理を説明する説明図である。
【図２】  実施の形態２の記録装置の概略構成を示した説明図である。
【図３】  実施の形態３の記録装置の概略構成を示した説明図である。
【図４】  実施の形態４の記録装置の概略構成を示した説明図である。
【図５】  実施の形態５〜８の記録装置の外観構成を示した説明図である。
【符号の説明】
１００，２００，３００，４００  記録装置
１０１，２０１，３０１，４０１，５０１  カーボンナノチューブプローブ
１０２，２０２，３０２，４０２，５０２  電荷保持体
２０４  浮遊金属
３０４  金属微粒子
３０５  酸化膜
４０５  ＣＮＴ配列
４０６  基板
４０７  ピラミッド構造
５０３  筐体
ＣＮＴ  カーボンナノチューブ
【図１】
0004094891.tif 000002
【図２】
0004094891.tif 000003
【図３】
0004094891.tif 000004
【図４】
0004094891.tif 000005
【図５】
0004094891.tif 000006