(57)【要約】【課題】  強誘電体記録媒体に、複数の情報を一括して記録できる強誘電体記録用電極マスター等の提供。【解決手段】  本発明の強誘電体記録用電極マスター１は、強誘電体の分極方向に基づいて情報が記録され、電圧が印加されて一方向に分極された強誘電体記録媒体６に、電圧パルスを印加して情報を記録する強誘電体記録用電極マスター１であって、導電性基材２と、該導電性基材２の表面に、前記強誘電体記録媒体６に記録すべき情報に対応して配設される複数の電極凸部３と、各電極凸部３と導通し、前記導電性基材２に設けられる電極端子４と、を備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
強誘電体の分極方向に基づいて情報が記録され、電圧が印加されて一方向に分極された強誘電体記録媒体に、電圧パルスを印加して情報を記録する強誘電体記録用電極マスターであって、
導電性基材と、
該導電性基材の表面に、前記強誘電体記録媒体に記録すべき情報に対応して配設される複数の電極凸部と、
各電極凸部と導通し、前記導電性基材に設けられる電極端子と、を備えることを特徴とする強誘電体記録用電極マスター。
【請求項２】
電極凸部、及び導電性基材が金属からなる請求項１に記載の強誘電体記録用電極マスター。
【請求項３】
導電性基材の表面に配設された電極凸部間の凹部に、絶縁体が充填されている請求項１又は２に記載の強誘電体記録用電極マスター。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の強誘電体記録用電極マスターと、他の電極と間に、強誘電体の分極方向に基づいて情報が記録される強誘電体記録媒体を配置し、該強誘電体記録用電極マスターの複数の電極凸部を、該強誘電体記録媒体に接触させて、該強誘電体記録媒体に電圧パルスを印加することにより、該強誘電体記録媒体に複数の情報を記録することを特徴とする強誘電体記録媒体の記録方法。
【請求項５】
強誘電体用電極マスターの複数の電極凸部を、接触させずに、強誘電体記録媒体に近接させた状態で、該強誘電体記録媒体に電圧パルスを印加することにより、該強誘電体記録媒体に複数の情報を記録する請求項４に記載の強誘電体記録媒体の記録方法。
【請求項６】
請求項１から３のいずれかに記載の強誘電体記録用電極マスターを用いて記録された強誘電体記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、強誘電体記録用電極マスター、及び該強誘電体記録用電極マスターを用いた強誘電体記録媒体の記録方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１等に示されるように、誘電率の非線形効果を利用した強誘電体プローブメモリによる高密度記録再生方式が東北大学長教授等により提案されている。該記録再生方式は、誘電体材料を、ナノスケールで分析するＳＮＤＭ（ＳｃａｎｎｉｎｇＮｏｎｌｉｎｅａｒ  Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ：走査型非線形誘電率顕微鏡）の技術を利用したものであり、現在、その実用化が検討されている。現在、強誘電体プローブメモリは、８０Ｔｂｉｔｓ／ｉｎ２の記録が実証されている（非特許文献１）。
【０００３】
前記強誘電体プローブメモリの実用化において、重要な技術の一つとして、サーボトラッキング技術がある。該強誘電体プローブメモリは、次世代の高密度大容量記録媒体として期待されているため、その記録媒体に、記録すべきサーボ信号も、従来のＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｃ  Ｄｒｉｖｅ）等と比べて、大幅に増加する。
【０００４】
例えば、特許文献２に示されるような、プローブの針状電極を記録ヘッドとして用いて、強誘電体プローブメモリに、サーボ信号を一つずつ記録していくと、記録に膨大な時間が必要となり、問題となる。
【０００５】
また、前記強誘電体プローブメモリを、読み出し専用の記録媒体として使用することも考えられる。この場合、データ領域に、情報を高速に記録できる方法が望まれる。しかしながら、該記録媒体に一括して、情報を記録する方式はなく、問題となっている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−１４０１６号公報
【特許文献２】特開２００６−２６８８９４号公報
【非特許文献１】「第６８回応用物理学術講演会  講演予講集」、ｐ．６９４、７ａ−Ｐ１３−１５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、従来における前記問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。
即ち、本発明は、強誘電体記録媒体に、複数の情報を一括して記録できる強誘電体記録用電極マスター、及び該強誘電体記録用電極マスターを用いた強誘電体記録媒体の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】
【０００８】
前記課題を解決するための手段は、以下の通りである。即ち、
＜１＞  強誘電体の分極方向に基づいて情報が記録され、電圧が印加されて一方向に分極された強誘電体記録媒体に、電圧パルスを印加して情報を記録する強誘電体記録用電極マスターであって、導電性基材と、該導電性基材の表面に、前記強誘電体記録媒体に記録すべき情報に対応して配設される複数の電極凸部と、各電極凸部と導通し、前記導電性基材に設けられる電極端子と、を備えることを特徴とする強誘電体記録用電極マスターである。
該＜１＞に係る強誘電体記録用電極マスターは、導電性基材と、該導電性基材の表面に、強誘電体記録媒体に記録すべき情報に対応して配設される複数の電極凸部と、各電極凸部と導通し、前記導電性基材に設けられる電極端子と、を備えるため、該強誘電体記録用電極マスターを用いて、該強誘電体記録媒体に電圧パルスが印加されると、該強誘電体記録媒体に、該電極凸部に対応して複数の情報が一括して記録される。
＜２＞  電極凸部、及び導電性基材が金属からなる前記＜１＞に記載の強誘電体記録用電極マスターである。
＜３＞  導電性基材の表面に配設された電極凸部間の凹部に、絶縁体が充填されている前記＜１＞又は＜２＞に記載の強誘電体記録用電極マスターである。
＜４＞  前記＜１＞から＜３＞のいずれかに記載の強誘電体記録用電極マスターと、他の電極と間に、強誘電体の分極方向に基づいて情報が記録される強誘電体記録媒体を配置し、該強誘電体記録用電極マスターの複数の電極凸部を、該強誘電体記録媒体に接触させて、該強誘電体記録媒体に電圧パルスを印加することにより、該強誘電体記録媒体に複数の情報を記録することを特徴とする強誘電体記録媒体の記録方法である。
＜５＞  強誘電体用電極マスターの複数の電極凸部を、接触させずに、強誘電体記録媒体に近接させた状態で、該強誘電体記録媒体に電圧パルスを印加することにより、該強誘電体記録媒体に複数の情報を記録する前記＜４＞に記載の強誘電体記録媒体の記録方法である。
＜６＞  前記＜１＞から＜３＞のいずれかに記載の強誘電体記録用電極マスターを用いて記録された強誘電体記録媒体である。
＜７＞  前記＜５＞に記載の強誘電体記録媒体の記録方法によって記録された強誘電体記録媒体、又は前記＜６＞に記載の強誘電体記録媒体に情報を記録し、かつ、該強誘電体記録媒体の情報を再生する記録再生装置。
＜８＞  前記＜５＞に記載の強誘電体記録媒体の記録方法によって記録された強誘電体記録媒体、又は前記＜６＞に記載の強誘電体記録媒体の情報を再生する再生専用装置。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によると、従来における問題を解決することができ、強誘電体記録媒体に、複数の情報を一括して記録できる強誘電体記録用電極マスター、及び該強誘電体記録用電極マスターを用いた強誘電体記録媒体の記録方法を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の一実施形態に係る強誘電体記録用電極マスター、及び該強誘電体記録用電極マスターを用いた強誘電体記録媒体の記録方法について、図面を参照して説明する。
【００１１】
図１は、強誘電体記録用電極マスターを用いて、強誘電体記録媒体に情報を一括して記録する方法を示す説明図である。先ず、強誘電体記録用電極マスター１について説明する。
【００１２】
〔強誘電体記録用電極マスター〕
前記強誘電体記録用電極マスター１は、導電性基材２と、電極凸部３と、電極端子４とを備える。該強誘電体記録用電極マスター１は、強誘電体記録媒体に情報を一括して記録する電極として、機能する。
【００１３】
（導電性基材）
前記導電性基材２は、その表面に、複数個の電極凸部３を配設するためのものである。該導電性基材２の形状としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択される。該導電性基材２は、例えば、円盤状からなる。
【００１４】
前記導電性基材２の材料としては、カーボン、ニッケル等の金属等の導電性を有するものであれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択される。該導電性基材２の材料としては、特に、ニッケルがこのましい。該導電性基材２等の材料としてニッケルを選択すると、所定の母型を用いて電鋳により強誘電体記録用電極マスター１を製造できる。
【００１５】
前記導電性基材２の厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択されるが、１０μｍ〜１ｍｍが好ましく、５０μｍ〜５００μｍが更に好ましい。該基材２の厚みが、１ｍｍを超えると、導電性基材２（強誘電体記録用電極マスター１）の柔軟性が不足し、強誘電体記録媒体への接触が不十分となることがある。また、該導電性基材２の厚みが、１０μｍ未満であると、導電性基材２（強誘電体記録用電極マスター１）の強度が不足し、転写のための扱いが困難になることがある。
【００１６】
（電極凸部）
前記電極凸部３は、強誘電体記録媒体に記録すべき情報に対応して、前記導電性基材２の表面に配設される。該電極凸部３は、前記導電性基材２と一体的に形成されたものでもよいし、前記導電性基材２とは、別途作製されたものであってもよい。
製造容易等の観点より、該電極凸部３は、前記導電性基材２と一体的に形成され、該導電性基材２の表面から延設（凸設）されたものであることが好ましい。
【００１７】
前記電極凸部３の材料としては、カーボン、ニッケル等の金属等の導電性を有するものであれば、特に制限はなく目的に応じて適宜選択される。例えば、前記電極凸部２と一体的に形成する場合、該電極凸部３は、前記導電性基材２と同じ材料から形成される。
【００１８】
前記電極凸部３は、図１に示されるように、導電性基材２の表面に凸設されている。該電極凸部３の形状としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択される。例えば、電極凸部３の形状としては、円柱状、角柱状等のように、先端が平坦面となっていてもよいし、半球状等のように、先端が曲面となっていてもよい。なお、図１に示される電極凸部３の形状は、角柱状であり、電極凸部３を先端面の形状は、四角形状となっている。
【００１９】
前記導電性基材２の表面に凸設されている前記電極凸部３の高さとしては、該導電性基材２の表面を基準面として、５ｎｍ〜１００ｎｍが好ましい。
【００２０】
（電極端子）
前記電極端子４は、前記導電性基材２に設けられるものであり、通常の電極の端子として用いられる材料からなる。
該電極端子４は、導電性基材２の表面に配設される複数の電極凸部３のすべてと導通している。
なお、前記導電性基材２、及び電極凸部３が導電性を有する材料からなる場合、該電極端子４と電極凸部３との間に、特別に導線を配して、導通をとる必要はない。
該電極端子４の設置箇所は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択される。
【００２１】
〔強誘電体記録用電極マスターの製造方法〕
図２は、強誘電体記録用電極マスターの製造方法を示す説明図である。以下、図２を用いて、該誘電体記録用電極マスター１の製造方法を説明する。ここでは、該強誘電体記録用電極マスター１を所定の母型を用い、電鋳により製造する方法（一実施形態）を説明する。
【００２２】
図２（ａ）に示されるように、先ず、シリコンからなる原板３０を用意し、該原板３０の表面に、電子線レジスト液を塗布して、レジスト層３１を形成する。該電子線レジスト液の塗布方法としては、スピンコート法等の公知の塗布方法が適用される。その後、該レジスト層３１を、ベーキング処理（プレベーク）する。
【００２３】
次いで、図２（ｂ）に示されるように、原板３０上のレジスト層３１に、電子ビーム露光装置（図示せず）を用いて、所定のパターンを描画（ＥＢ描画）する。図２（ｂ）において、電子ビームが照射された箇所（照射部分）は、符号３２で示される。
【００２４】
その後、該レジスト層３１を現像処理し、照射部分３２を除去する。該照射部分３２のレジスト層３１が除去されると、図２（ｃ）に示されるように、パターン状のレジスト層３１が得られる。現像処理後、該レジスト層３１と、該原板３０との密着力を高めるため、ベーキング処理（ポストベーク）を行なう。
その後、パターン状のレジスト層３１をマスクとして用いてエッチングを行い、該レジスト層３１の隙間から、該原板３０を掘り下げる。該エッチングとしては、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ：Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｇ）等の異方性エッチングが好ましい。
エッチング後、該原板３０に凸部３２と、凹部３３が形成される。
【００２５】
その後、該原板３０の表面に残存するレジスト層３１を、必要に応じて、除去することにより、母型４０が得られる。
【００２６】
その後、図２（ｄ）に示されるように、該母型４０の表面に、Ｎｉからなる導電膜３４を、スパッタリング法等の公知の金属成膜法により形成する。
【００２７】
その後、図２（ｅ）に示されるように、導電膜３４が形成された母型４０を用いて、電鋳により、該導電膜３４の上に、Ｎｉを主成分とする層（以下、Ｎｉ層）３５を形成する。
【００２８】
その後、該Ｎｉ層３５を該母型４０より引き剥がし、該Ｎｉ層３５を洗浄し、乾燥することによって、強誘電体記録用電極マスター１が得られる。該強誘電体記録用電極マスター１の導電性基材２の所定箇所に、電極端子（図示せず）が取り付けられる。
以上のようにして、強誘電体記録用電極マスター１が作製される。
なお、上記実施形態においては、導電性基材２の材料としてＮｉを用いたが、本発明の導電性基材２はＮｉに限られず、導電性を有し、加工、成膜が容易な材料であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択される。
【００２９】
なお、他の実施形態においては、前記強誘電体記録用電極マスター１の表面（導電性基材２の表面、電極凸部３の表面）に、耐久性を向上させる等の目的で、カーボンを主体とする材料からなる薄膜（膜厚：１０ｎｍ以下）を、保護層として形成してもよい。
【００３０】
他の実施形態においては、図３Ａに示される強誘電体記録用電極マスター１Ａのように、導電性基材２の表面に凸設された電極凸部３の間の隙間（凹部５）を、樹脂等の絶縁体９を充填してもよい。なお、該絶縁体９の厚みは、該電極凸部３の高さ以下に設定することが好ましい。図３Ａにおいては、該電極凸部３の先端面まで、該絶縁体９が充填されている。
【００３１】
また、他の実施形態においては、図３Ｂに示される強誘電体記録用電極マスター１Ｂのように、導電性基材２の表面に形成される電極凸部３Ｂの形状が、半球状であってもよい。
【００３２】
また、他の実施形態においては、図３Ｃに示される強誘電体記録用電極マスター１Ｃのように、導電性基材２の表面に、電極凸部３以外に、絶縁体からなる絶縁凸部１９を設けてもよい。該絶縁凸部１９の高さは、電極凸部３の高さと同じに設定される。このように、導電性基材２の表面に、電極凸部３と共に、絶縁凸部１９を設けると、該強誘電体記録用電極マスター１Ｃの電極凸部３を、強誘電体記録媒体の表面に接触させた際、該強誘電体記録用電極マスター１Ｃの安定性が良くなり、該電極凸部３を、強誘電体記録媒体に確実に接触できる。
該絶縁凸部１９は、例えば、該電極凸部３の間が１００ビット以上離れる場合に、それらの電極凸部３の間に、設けることが好ましい。このように該絶縁凸部１９を設けると、強誘電体記録用電極マスター１Ｃの導電性基材２の撓みを抑制できる。
【００３３】
〔強誘電体記録媒体〕
強誘電体記録媒体６とは、強誘電体からなる記録層を含む記録媒体（スレーブ）である。該強誘電体記録媒体６は、強誘電体の分極方向に基づいて情報が記録される。
該強誘電体記録媒体６の形状としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択され、例えば、円盤状が挙げられる。
該強誘電体記録媒体６としては、電圧Ｈ印加時の電束密度Ｄが大きく、Ｄ−Ｈヒステリシスの角型比が高く、抗電界が１Ｖ〜１００Ｖのものが好ましい。該強誘電体記録媒体６の抗電界としては、記録電界の設備の調製が容易であり、記録後の浮遊電界による消去がないという観点より、２Ｖ〜１０Ｖが特に好ましい。
該強誘電体記録媒体６の記録層に用いられる強誘電体の材料としては、例えば、ＬｉＴａＯ３、ＰｂＴｉＯ３、ＰｂＺｒＯ３等が挙げられる。
【００３４】
該強誘電体記録媒体６の記録層の強誘電体は、記録前に予め電圧を印加して分極方向を一方向に揃えておくことが好ましい。該分極方向としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択されるが、高密度記録の観点より、記録層（強誘電体記録媒体６）の厚み方向に、強誘電体の分極方向を揃えておくことが好ましい。
【００３５】
図４Ａは、円盤状の強誘電体記録媒体６において、強誘電体の分極方向が、一方向に揃えられた状態を示す説明図である。図４Ａにおいて符号７によって示される矢印は、強誘電体の一つのドメインにおける分極方向を表す。このように、各ドメインの分極方向を一様に揃えるには、例えば、外部から所定の強さの電圧（初期化電圧）を、該強誘電体媒体６厚み方向（該強誘電体記録媒体６の表面に対し、垂直方向）に、印加すればよい。
【００３６】
図４Ｂは、円盤状の強誘電体記録媒体６において、一部の強誘電体の分極方向が反転して、情報が記録された状態を示す説明図である。該強誘電体記録媒体６に対し、前記（初期化電圧）と逆向きに、抗電界以上の電圧パルスが印加されると、該電圧パルスが印加された箇所（ドメイン）の強誘電体の分極方向が反転（符号８で示される矢印参照）し、情報が記録される。該強誘電体の分極方向が反転すると、該強誘電体の非線形誘電率の符号が反転する。
該強誘電体の非線形誘電率の符号の反転は、ＳＮＤＭの技術を利用した公知の装置を用いて確認でき、該装置を用いて、該強誘電体記録媒体６に記録された情報を再生できる。該装置としては、例えば、特開２００４−１４０１６号明細書に記載されている装置が挙げられる。
【００３７】
〔強誘電体記録用電極マスターを用いた強誘電体記録媒体の記録方法〕
図１を用いて、強誘電体記録用電極マスターを用いた強誘電体記録媒体の記録方法を説明する。
図１に示されるように、強誘電体記録用電極マスター１は、強誘電体記録媒体６の表面に、電極凸部３が接触するように配置されている。該強誘電体記録媒体６の他方の表面には、他の電極である板状の背面電極１１が配置されている。該強誘電体記録用電極マスター１と、該背面電極１１とは、導線２０を介して電気的に接続されている。該導線２０の一端は、該強誘電体記録用電極マスター１の電極端子４と接続されている。該強誘電体記録用電極マスター１と背面電極１１との間を接続する導線２０の途中には、直流電源１２と、パルス発生器１３が備えられている。また、該導線２０は、途中で接地１４されている。
強誘電体記録媒体６は、予め強誘電体の分極方向が一方向に揃えられたものが用意されている。本実施形態においては、該強誘電体記録媒体６の強誘電体は、予め符号７で示される矢印の向きに、分極方向が揃えられている。
【００３８】
上記のように、強誘電体記録用電極マスター１等を設定した状態で、電圧パルスを該強誘電体記録媒体６に印加する。該電圧パルスの大きさは、該強誘電体記録媒体６の抗電界以上の大きさに設定される。
該電圧パルスは、例えば、６Ｖで１００μｓ、８Ｖで１００ｎｓ印加される。
該強誘電体記録媒体６に電圧パルスが印加されると、該強誘電体記録用電極マスター１の各電極凸部３が強誘電体記録媒体６と接触する箇所において、強誘電体の分極方向が反転する（図１における符号８で示される矢印参照）。
このようにして、該強誘電体記録媒体６に情報が一括して記録される。
【００３９】
なお、他の実施形態においては、強誘電体記録用電極マスター１の電極凸部３を、強誘電体記録媒体６に接触させなくても、該電極凸部３を、該強誘電体記録媒体６の表面近傍に配置した状態で、記録を行なってもよい。
該表面近傍とは、該強誘電体記録用電極マスター１の電極凸部３の先端部（先端面）が、該強誘電体記録媒体６の表面から、およそ２０ｎｍ以内のことである。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】図１は、強誘電体記録用電極マスターを用いて強誘電体記録媒体に情報を一括して記録する方法を示す説明図である。
【図２】図２は、強誘電体記録用電極マスターの製造方法を示す説明図である。
【図３Ａ】図３Ａは、他の実施形態に係る強誘電体記録用電極マスターの概略を示す説明図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、他の実施形態に係る強誘電体記録用電極マスターの概略を示す説明図である。
【図３Ｃ】図３Ｃは、他の実施形態に係る強誘電体記録用電極マスターの概略を示す説明図である。
【図４Ａ】図４Ａは、分極方向が一方向に向くように揃えられた強誘電体記録媒体の概略を示す説明図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、情報が記録された状態の強誘電体記録媒体の概略を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４１】
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ      強誘電体記録用電極マスター
２      導電性基材
３、３Ｂ      電極凸部
４      電極端子
５      凹部
６      強誘電体記録媒体
７      分極方向
８      反転した分極方向
９      絶縁体
１１    他の電極（背面電極）
１２    直流電源
１３    パルス発生器
１４    接地
１９    絶縁凸部
２０    導線
【図１】
2009238330.tif 000003
【図２】
2009238330.tif 000004
【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
2009238330.tif 000006
【図３Ｃ】
2009238330.tif 000007
【図４Ａ】
2009238330.tif 000008
【図４Ｂ】
2009238330.tif 000009