JPH1196607A - Probe and information processor - Google Patents
Probe and information processorInfo
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- JPH1196607A JPH1196607A JP27823497A JP27823497A JPH1196607A JP H1196607 A JPH1196607 A JP H1196607A JP 27823497 A JP27823497 A JP 27823497A JP 27823497 A JP27823497 A JP 27823497A JP H1196607 A JPH1196607 A JP H1196607A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はプローブ、および情
報処理装置に関し、特に、走査型トンネル顕微鏡(以
下、STMと略す)や原子間力顕微鏡(以下、AFMと
略す)等の走査型プローブ顕微鏡(以下、SPMと略
す)の原理を用いた高密度・大容量メモリ装置の技術分
野におけるプローブ、および情報処理装置に関するもの
である。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a probe and an information processing apparatus, and more particularly, to a scanning probe microscope (such as a scanning tunneling microscope (hereinafter abbreviated as STM) and an atomic force microscope (hereinafter abbreviated as AFM)). The present invention relates to a probe in the technical field of a high-density and large-capacity memory device using the principle of SPM) and an information processing device.
【0002】[0002]
【従来の技術】半導体の表面原子の電子構造を直接観測
できる走査トンネル顕微鏡(STM)がジー・ビーニッ
ヒらにより開発(フェルベティカフィジカアクタ.5
5、726(1982))されて以来、先端の尖った探
針を走査することにより様々な情報を得る走査プローブ
顕微鏡(SPM)や、さらに基板に電気的、化学的ある
いは物理的作用を及ぼす事を目的としたSPMを応用し
た微細加工技術の研究開発が行われている。さらに、こ
のようなSPM技術はメモリ技術にも応用されつつあ
る。例えば、特開昭63−161552号公報、特開昭
63−161553号公報等には、記録層として電圧電
流のスイッチング特性に対してメモリ効果を持つ材料、
例えばπ電子系有機化合物やカルコゲン化合物類の薄膜
層を記録媒体として、記録・再生をSTMで行う方法が
開示されている。この方法によれば、STMの探針にあ
るしきい値以上の電圧を印加することにより、探針直下
の記録媒体に微小な領域で特性変化を生じさせて記録を
行い、探針と記録媒体間に流れるトンネル電流が記録部
と非記録部により変化することを利用して再生を行うこ
とができる。この方法を用いて、記録のビットサイズを
直径10nmとすれば、1012ビット/cm2の記録密
度を持つ情報処理装置が実現できる。また、記録媒体と
してあるしきい値以上の電圧を印加すると表面が局所的
に溶融または蒸発して表面形状が凹または凸に変化する
材料、例えば、Au、Ptなどの金属薄膜を用いること
により同様に記録再生を行なうことができる。2. Description of the Related Art A scanning tunneling microscope (STM) capable of directly observing the electronic structure of surface atoms of a semiconductor has been developed by G. Binich et al. (Fervetica Physica Actor.5).
5, 726 (1982)), scanning probe microscope (SPM) that obtains various kinds of information by scanning with a sharp-pointed probe, and furthermore, to apply electrical, chemical or physical action to a substrate. Research and development of fine processing technology applying SPM for the purpose of Further, such SPM technology is being applied to memory technology. For example, JP-A-63-161552 and JP-A-63-161553 describe materials having a memory effect on the switching characteristics of voltage and current as a recording layer.
For example, a method is disclosed in which recording / reproduction is performed by STM using a thin film layer of a π-electron organic compound or a chalcogen compound as a recording medium. According to this method, by applying a voltage equal to or higher than a certain threshold value to the STM probe, recording is performed by causing a change in characteristics in a very small area on the recording medium immediately below the probe. Reproduction can be performed using the fact that the tunnel current flowing between the recording portion and the non-recording portion changes. If the recording bit size is set to 10 nm in diameter using this method, an information processing device having a recording density of 10 12 bits / cm 2 can be realized. In addition, when a voltage higher than a certain threshold value is applied as a recording medium, a material whose surface locally melts or evaporates to change its surface shape into a concave or convex shape, for example, by using a metal thin film such as Au or Pt, is used. Can be recorded and reproduced.
【0003】ところで、上記のような記録再生方式を用
いて、大量の情報を読み出すためには、探針のXY方向
(記録媒体面内方向)の位置検出および補正制御(トラ
ッキング)が必要となる。SPMメモリ装置のトラッキ
ング法としては、まず、媒体上に物理的なトラックを形
成し、そのトラックにプローブを沿わせる方法が知られ
ている。特開平1−107341号公報には記録媒体表
面にトラックとしてV字型の溝を形成し、プローブ電極
が常にこの溝の中央に位置するように制御する方法が開
示されている。また特開平1−133239号公報には
記録媒体の下にトラックを導電帯層で形成して、トラッ
クにトラッキング信号を印加し、プローブから検出され
るトラッキング信号に基づいてフィードバック制御を行
う方法が開示されている。しかし、SPM技術の利点を
発揮するための、トラック幅10nm程度の物理トラッ
クを作成することは、従来のフォトリソグラフィ技術等
では容易ではない。そこで、特別なトラックを媒体上に
形成することなく情報列を、トラッキングする方法とし
て、特開平4−212737号に、プローブをビット列
に対し垂直方向に微小な振幅で振動させながら記録ビッ
トの位置を検出し、位置ずれをなくすように制御するト
ラッキング方法(ウォブリング方式)が開示されてい
る。In order to read a large amount of information using the above-described recording / reproducing method, it is necessary to detect the position of the probe in the X and Y directions (in-plane of the recording medium) and perform correction control (tracking). . As a tracking method for an SPM memory device, a method is first known in which a physical track is formed on a medium and a probe is made to follow the track. Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-107341 discloses a method in which a V-shaped groove is formed as a track on the surface of a recording medium and the probe electrode is always positioned at the center of the groove. JP-A-1-133239 discloses a method in which a track is formed by a conductive band layer under a recording medium, a tracking signal is applied to the track, and feedback control is performed based on the tracking signal detected from a probe. Have been. However, it is not easy to create a physical track having a track width of about 10 nm in order to exhibit the advantages of the SPM technology by using a conventional photolithography technology or the like. Therefore, as a method of tracking an information sequence without forming a special track on a medium, Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-212737 discloses a method in which the position of a recording bit is determined while vibrating a probe in a direction perpendicular to the bit sequence with a small amplitude. A tracking method (wobbling method) for detecting and controlling so as to eliminate the displacement is disclosed.
【0004】以下、このウォブリング方式について説明
する。まず、ウォブリング方式においては、記録情報ビ
ット列を探針で走査して再生信号を取り出す際、探針を
ビット列の幅より小さい振幅で、ビット列と直交する方
向に、ウォブリング周波数fで定常的に振動させてお
く。ここで、ウォブリング周波数fはビット列の再生信
号の周波数に比べ十分小さい値に設定する。そして、ビ
ット列の上を探針で走査して信号を再生する。このと
き、再生信号の強度は、図5に示すように、探針とビッ
ト列との位置関係に応じて変化する。すなわち、再生信
号の振幅強度は図5に示したグラフのように、探針がビ
ット列の真上のときに最大となり、ビット列から外れる
と小さくなる。このとき、探針が図6のaのように、振
動数fで微小振動しているので、ビット列の再生信号は
図5に対応する符号で示した矢印の位置により、図6の
信号b、c、dのようにエンベロープが変化する。Hereinafter, this wobbling method will be described. First, in the wobbling method, when a recorded information bit string is scanned by a probe to extract a reproduction signal, the probe is steadily vibrated at a wobbling frequency f in a direction orthogonal to the bit string with an amplitude smaller than the width of the bit string. Keep it. Here, the wobbling frequency f is set to a value sufficiently smaller than the frequency of the reproduced signal of the bit string. Then, the signal is reproduced by scanning the bit string with a probe. At this time, the intensity of the reproduction signal changes according to the positional relationship between the probe and the bit string, as shown in FIG. That is, as shown in the graph of FIG. 5, the amplitude intensity of the reproduced signal becomes maximum when the probe is directly above the bit sequence, and decreases when the probe departs from the bit sequence. At this time, since the probe vibrates minutely at the frequency f as shown in FIG. 6A, the reproduced signal of the bit string is represented by the signal b and the signal b in FIG. The envelope changes like c and d.
【0005】ここで、再生信号のエンベロープの変化信
号を取り出すと同図の信号b’、c’、d’のようにな
る。まず、探針の振動波形aに対してエンベロープ変化
信号は、探針が矢印cのようにビット列の真上にあると
きは信号c’のように小さくなり、かつウォブリング周
波数fの2倍の周波数2fが現れる。このため、探針の
振動数fの基準信号を参照信号として同期検波を行うと
ゼロになり、エラー電圧はゼロになる。同期検波は、例
えば乗算器とフィルターにより行なわれる。また、矢印
bのように上にずれた場合は、探針の振動波形aに対し
て180度位相がずれて振幅が大きくなり、矢印dのよ
うに下にずれたときには探針の振動波形aに対して同位
相となり、振幅も大きくなる。それゆえ、探針の振動数
fの基準信号を参照信号として同期検波を行うと、探針
が上にずれると負、下にずれると正になるような、ビッ
ト列からのずれ量に比例したトラッキング信号が得られ
る。その信号を用いて探針をビット列上に保つようなフ
ィードバック制御が可能となる。さて、トラッキングを
安定して行うためには、ウォブリングの振動数fは必要
とされるトラッキング周波数より2桁ぐらい高いことが
必要である。また、一般に必要なトラッキング周波数は
探針走査速度に比例する。[0005] Here, when the change signal of the envelope of the reproduction signal is extracted, it becomes like signals b ', c', and d 'in FIG. First, with respect to the vibration waveform a of the probe, the envelope change signal becomes smaller like the signal c ′ when the probe is directly above the bit string as shown by the arrow c, and has a frequency twice the wobbling frequency f. 2f appears. Therefore, when synchronous detection is performed using the reference signal having the frequency f of the probe as a reference signal, the value becomes zero, and the error voltage becomes zero. Synchronous detection is performed by, for example, a multiplier and a filter. Further, when the probe is shifted upward as indicated by an arrow b, the phase is shifted by 180 degrees with respect to the vibration waveform a of the probe and the amplitude is increased. , And the amplitude also increases. Therefore, when synchronous detection is performed using the reference signal of the frequency f of the probe as a reference signal, tracking is proportional to the amount of displacement from the bit string, such that the probe becomes negative when the probe moves upward and positive when the probe moves downward. A signal is obtained. Using this signal, it is possible to perform feedback control such that the probe is kept on the bit string. For stable tracking, the wobbling frequency f needs to be about two orders of magnitude higher than the required tracking frequency. In general, the required tracking frequency is proportional to the probe scanning speed.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来はウォ
ブリングを行なうために、アクチュエータを用いて探針
もしくは記録媒体を水平方向に駆動していた。そのた
め、駆動する質量が大きくなり、ウォブリングの振動数
fを十分に高くすることができなかった。そして、それ
がメモリ装置のデータ転送速度を制限する要因になって
いた。また、水平方向に駆動するためのアクチュエータ
装置が大掛かりになるため、探針を複数設けたSPMメ
モリの場合、それぞれの探針で個別にウォブリングを行
なうことができなかった。また、ウォブリングのための
消費エネルギーが大きくなるため、メモリ装置の低消費
電力化の妨げになっていた。However, conventionally, in order to perform wobbling, a probe or a recording medium is driven in a horizontal direction using an actuator. Therefore, the mass to be driven becomes large, and the frequency f of wobbling cannot be sufficiently increased. This has been a factor limiting the data transfer speed of the memory device. In addition, since an actuator device for driving in the horizontal direction becomes large-sized, in the case of an SPM memory provided with a plurality of probes, it is impossible to individually perform wobbling with each probe. Further, the energy consumption for wobbling increases, which hinders a reduction in power consumption of the memory device.
【0007】そこで、本発明は、上記従来のものにおけ
る課題を解決し、高い周波数でウォブリングを行なうこ
とができ、また、コンパクトで複数の探針を有するSP
Mメモリに適し、消費エネルギーの少ないプローブを提
供すること、および該プローブを備え、高速で情報の読
み出しを行なうことができる情報処理装置を提供するこ
とを目的としている。Therefore, the present invention solves the above-mentioned problems in the prior art, enables wobbling at a high frequency, and has a compact SP having a plurality of probes.
It is an object of the present invention to provide a probe which is suitable for M memory and consumes less energy, and to provide an information processing apparatus including the probe and capable of reading information at high speed.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明は、プローブ、および情報処理装置をつぎのよう
に構成したことを特徴とするものである。すなわち、本
発明のプローブは、一端が支持されたカンチレバーの自
由端に探針を備えたプローブにおいて、前記カンチレバ
ーをその長手方向の軸まわりに微小回転させ、該微小回
転によって該カンチレバーの回転軸から離れた位置にあ
る前記探針の先端を、水平移動させる駆動手段を有する
ことを特徴としている。また、本発明のプローブの前記
駆動手段は、該駆動手段の駆動周波数を前記カンチレバ
ーの振動モードのうち、カンチレバーがねじれるように
振動するモードの周波数と一致させて駆動するように構
成されていることを特徴としている。また、本発明のプ
ローブは、前記駆動手段が、圧電アクチュエータである
ことを特徴としている。また、本発明のプローブは、前
記圧電アクチュエータが、前記カンチレバーの左右にお
いて該カンチレバーの支持部と連結された連結部材に配
され、電圧の印加によって該左右における連結部材を湾
曲させるように分極処理された圧電性部材によって構成
されていることを特徴としている。また、本発明のプロ
ーブは、前記駆動手段が、静電アクチュエータであるこ
とを特徴としている。また、本発明のプローブは、前記
静電アクチュエータが、前記カンチレバーの左右に配さ
れた可動電極と、該可動電極に対抗する固定電極とから
なり、電圧の印加によって該左右の電極間に静電引力を
働かせるように構成されていることを特徴としている。
また、本発明の情報処理装置は、走査型プローブ顕微鏡
の原理を適用した情報処理装置において、上記した本発
明のいずれかのプローブを備え、カンチレバーの微小回
転による探針先端の水平移動によってウォブリングを行
い、記録された情報を再生することを特徴としている。To solve the above-mentioned problems, the present invention is characterized in that a probe and an information processing apparatus are configured as follows. That is, the probe of the present invention is a probe provided with a probe at a free end of a cantilever whose one end is supported, in which the cantilever is slightly rotated about its longitudinal axis, and the minute rotation causes the cantilever to rotate from the rotation axis of the cantilever. It is characterized by having driving means for horizontally moving the tip of the probe at a distant position. Further, the drive means of the probe of the present invention is configured to be driven so that a drive frequency of the drive means is matched with a frequency of a mode in which the cantilever vibrates so as to be twisted among vibration modes of the cantilever. It is characterized by. In the probe according to the present invention, the driving unit is a piezoelectric actuator. Also, in the probe of the present invention, the piezoelectric actuator is disposed on a connecting member connected to the support portion of the cantilever on the left and right of the cantilever, and is polarized so that the connecting member on the left and right is bent by application of a voltage. And a piezoelectric member. In the probe according to the present invention, the driving unit is an electrostatic actuator. Further, in the probe of the present invention, the electrostatic actuator includes a movable electrode disposed on the left and right sides of the cantilever, and a fixed electrode opposed to the movable electrode. It is characterized by being configured to exert an attractive force.
Further, an information processing apparatus according to the present invention is an information processing apparatus to which the principle of a scanning probe microscope is applied, including any one of the above-described probes according to the present invention, and performing wobbling by horizontal movement of a probe tip by minute rotation of a cantilever. And the recorded information is reproduced.
【0009】[0009]
【発明の実施の形態】本発明は、上記構成により、高い
周波数でウォブリングを行なうことができ、また、コン
パクトで複数の探針を有するSPMメモリに適し、消費
エネルギーの少ないプローブを実現することができる。
また、該プローブを備えた情報処理装置を構成すること
により、高速で情報の読み出しを行なうことができる情
報処理装置を提供することができる。According to the present invention, a wobbling can be performed at a high frequency by the above-mentioned configuration, and a probe suitable for a compact SPM memory having a plurality of probes and consuming less energy can be realized. it can.
In addition, by configuring an information processing device including the probe, an information processing device that can read information at high speed can be provided.
【0010】つぎに、上記構成を有するプローブの動作
について説明する。図3は先端に探針を有するカンチレ
バーの斜視図、図4は図3のAの方向から見た図であ
る。各図中で901は探針、902はカンチレバー、9
03は支持部である。図3で、L、w、tはそれぞれカ
ンチレバーの長さ、幅、厚さを示している。図4におい
て、hは探針先端とカンチレバーの回転の中心との距
離、θはカンチレバーの回転角を示している。本発明の
プローブを長手方向の軸に沿って見た概略図である。図
4に示すように、カンチレバー先端が角度θ回転したと
する。このとき、角度θが微小であるとすると、探針先
端は図中でhθ水平に移動する。すなわち、カンチレバ
ー先端を−θ〜+θの範囲で回転駆動すると、探針先端
を2hθの幅でウォブリングすることができる。ここ
で、駆動のしやすさの目安となる実効質量meについて
考える。ここで、実効質量meとは、探針先端に力Fを
加えたときに、探針先端に加速度 が生じたとすると、 で定義される。meは小さいほど少ない力で加速できる
ことを示す。簡単のために、探針の質量を無視し、カン
チレバーが図3に示すような単純な矩形形状(長さL、
幅w、厚さt)で、密度がρであるとする。まず、カン
チレバー全体を平行に駆動する際の実効質量me1は、カ
ンチレバー全体の質量に等しいため、 である。Next, the operation of the probe having the above configuration will be described.
Will be described. Figure 3 shows a cantilever with a probe at the tip
FIG. 4 is a perspective view of the bar, and FIG.
You. In each figure, 901 is a probe, 902 is a cantilever, 9
03 is a support part. In FIG. 3, L, w, and t are
The length, width, and thickness of the anti-lever are shown. Figure 4
Where h is the distance between the tip of the probe and the center of rotation of the cantilever.
Separation and θ indicate the rotation angle of the cantilever. Of the present invention
FIG. 2 is a schematic view of the probe as viewed along a longitudinal axis. Figure
As shown in Fig. 4, the tip of the cantilever is rotated by an angle θ.
I do. At this time, if the angle θ is small,
The end moves hθ horizontally in the figure. That is, cantilever
When the tip is rotated in the range of -θ to + θ, the tip of the probe
Can be wobbled with a width of 2hθ. here
And the effective mass m, which is a measure of ease of drivingeabout
Think. Where the effective mass meIs the force F applied to the tip of the probe
When added, acceleration Occurs,Is defined by meCan be accelerated with less force as is smaller
Indicates that For simplicity, ignore the tip mass and
The chiller has a simple rectangular shape (length L,
It is assumed that the width is w and the thickness is t) and the density is ρ. First, can
Effective mass m when driving the entire chiller in parallele1Is
Because it is equal to the mass of the whole cantilever,It is.
【0011】次に、カンチレバーを微小回転駆動する際
の探針先端から見た実効質量me2を考える。図4に示す
ように、探針先端がhθ変位した時に、探針先端に力F
が作用しているとする。カンチレバーが回転軸の周りに
回転する時の慣性モーメントIは、 である。一般に、角加速度と慣性モーメントの積はトル
クに等しいので、 となり、探針先端から見た微小実効質量me2は、 すなわち、 となるようにhを決めてやれば、本発明のウォブリング
法は平行移動に比べて実効質量が小さくなることがわか
る。例えば、典型的な値として、t=1μm、w=20
μmの時には、h>5.8μmとすることで、カンチレ
バーを平行移動する時よりも実効質量を小さくすること
ができる。Next, consider the effective mass me2 seen from the tip of the probe when the cantilever is driven to rotate minutely. As shown in FIG. 4, when the tip of the probe is displaced by hθ, a force F is applied to the tip of the probe.
Is acting. The moment of inertia I when the cantilever rotates around the rotation axis is It is. In general, the product of angular acceleration and moment of inertia is equal to torque, so And the small effective mass me2 seen from the tip of the probe is That is, If h is determined so that the following equation is obtained, it can be seen that the effective mass of the wobbling method of the present invention is smaller than that of the parallel movement. For example, as typical values, t = 1 μm, w = 20
In the case of μm, by setting h> 5.8 μm, the effective mass can be made smaller than when the cantilever is translated.
【0012】さらに、カンチレバーを平行移動する方法
では、支持部も同時に駆動する必要があるので実効質量
に支持部の質量を加える必要があるのに対し、本発明に
おいては支持部は動かす必要がないので、実効質量を小
さくする上で、さらに有利である。すなわち、本発明に
よれば、カンチレバーを回転駆動することで、従来のプ
ローブ全体を左右に平行駆動する方法に比べて、容易に
高速なウォブリングが可能なプローブを提供することが
できる。Furthermore, in the method of moving the cantilever in parallel, it is necessary to simultaneously drive the support, so it is necessary to add the mass of the support to the effective mass. In the present invention, however, it is not necessary to move the support. This is further advantageous in reducing the effective mass. That is, according to the present invention, it is possible to provide a probe that can easily perform high-speed wobbling by rotating and driving the cantilever as compared with the conventional method of driving the entire probe in parallel left and right.
【0013】また、前記駆動手段の駆動周波数を、前記
カンチレバーの振動モードのうち、カンチレバーがねじ
れるように振動するモードの周波数と一致させるように
駆動することで、ウォブリングに要する消費エネルギー
を小さくすることができる。また、前記駆動手段を圧電
アクチュエータとすることで、コンパクトで複数のプロ
ーブを有するSPMメモリ装置に適したプローブを提供
することができる。また、前記駆動手段を静電アクチュ
エータとしても、コンパクトで複数のプローブを有する
SPMメモリ装置に適したプローブを提供することがで
きる。また、本発明のプローブを、走査プローブ顕微鏡
の原理を適用した情報処理装置に適用することで、高速
に情報の読み出しを行なうことができる情報処理装置を
提供することができる。Further, by driving the driving means so that the driving frequency of the driving means coincides with the frequency of a mode in which the cantilever vibrates so as to be twisted among the vibration modes of the cantilever, energy consumption required for wobbling is reduced. Can be. Further, by using a piezoelectric actuator as the driving means, it is possible to provide a compact probe suitable for an SPM memory device having a plurality of probes. Further, even when the driving means is an electrostatic actuator, a compact probe suitable for an SPM memory device having a plurality of probes can be provided. Further, by applying the probe of the present invention to an information processing device to which the principle of a scanning probe microscope is applied, an information processing device capable of reading information at high speed can be provided.
【0014】[0014]
【実施例】以下に、本発明の実施例について説明する。 [実施例1]図1は、本発明の実施例1のプローブの斜
視図である。カンチレバー102は、先端部に探針10
1が配置され、他端は支持部103に固定されている。
探針101は導電性で、プローブ引き出し電極110と
電気的に接続されている。また、カンチレバー102の
固定端の近傍が、L字状部材104a、bにて、支持部
103と連結されている。そして、L字状部材104
a、bの上には、下側電極105a、b、圧電性部材1
06a、b、上側電極107a、b、が積層されてい
る。下側電極105a、bと上側電極107a、bはそ
れぞれ、上側電極引き出し電極108a、bと下側電極
引き出し電極109a、bと電気的に接続されている。
そして、圧電性部材106a、bは、上電極107a、
bに、下電極a、bに対して正の電圧を印加すると、長
手方向に伸び、負の電圧を印加すると長手方向に縮むよ
うに分極処理が施されている。Embodiments of the present invention will be described below. Embodiment 1 FIG. 1 is a perspective view of a probe according to Embodiment 1 of the present invention. The cantilever 102 has a probe 10 at its tip.
1 is arranged, and the other end is fixed to the support portion 103.
The probe 101 is conductive and is electrically connected to the probe lead electrode 110. Further, the vicinity of the fixed end of the cantilever 102 is connected to the support portion 103 by L-shaped members 104a and 104b. Then, the L-shaped member 104
a, b, the lower electrodes 105a, b, the piezoelectric member 1
06a and b and the upper electrodes 107a and 107b are stacked. The lower electrodes 105a, b and the upper electrodes 107a, b are electrically connected to the upper electrode lead electrodes 108a, b and the lower electrode lead electrodes 109a, b, respectively.
The piezoelectric members 106a and 106b are connected to the upper electrodes 107a,
When a positive voltage is applied to the lower electrodes a and b, a polarization process is performed so that the electrode b expands in the longitudinal direction and contracts in the longitudinal direction when a negative voltage is applied.
【0015】次に、本プローブの動作について説明す
る。図2は、本発明のプローブをカンチレバー102の
長さ方向から見た図であり、本プローブの動作を説明し
ている。図2(a)、(b)、(c)は、探針が、それ
ぞれ、中立位置、右側、左側にある様子を示している。
図2(a)の状態では、各電極には電圧は印加されてい
ない。図2(b)では、上側電極107bには下側電極
105bに対して正の電圧を、上側電極107aには下
側電極105aに対して負の電圧を印加されている。こ
のとき、圧電部材106aは縮み、圧電部材106bは
伸びる。このとき、L字状部材104a、bは長さが変
わらないので、104b〜107bの各部材は図中で上
向きに凸に変形し、104a〜107aの各部材は図中
で下向きに凸に変形する。これらの動きにより、カンチ
レバー102には図中で右向きに回転させるモーメント
が働き、探針101の先端は図中で右方向に移動する。
それとは逆に、図2(c)では、電極に印加される電圧
が逆向きになっているので、(b)とは反対に探針は左
側ヘ移動する。このようにして、本実施例のプローブも
実施例1と同様に、上側電極107a、bと下側電極1
05a、bに印加する電圧を制御することで、探針先端
を左右にウォブリングできることがわかる。Next, the operation of the present probe will be described. FIG. 2 is a view of the probe of the present invention as viewed from the length direction of the cantilever 102, and illustrates the operation of the present probe. FIGS. 2A, 2B, and 2C show that the probe is at the neutral position, right side, and left side, respectively.
In the state of FIG. 2A, no voltage is applied to each electrode. In FIG. 2B, a positive voltage is applied to the upper electrode 107b with respect to the lower electrode 105b, and a negative voltage is applied to the upper electrode 107a with respect to the lower electrode 105a. At this time, the piezoelectric member 106a contracts, and the piezoelectric member 106b expands. At this time, since the lengths of the L-shaped members 104a and 104b do not change, the members 104b to 107b are deformed upwardly convex in the drawing, and the members 104a to 107a are deformed downwardly convex in the drawing. I do. By these movements, a moment for rotating the cantilever 102 rightward in the figure acts, and the tip of the probe 101 moves rightward in the figure.
Conversely, in FIG. 2C, the voltage applied to the electrodes is in the opposite direction, so that the probe moves to the left, contrary to FIG. 2B. Thus, the probe of the present embodiment also has the upper electrodes 107a, 107b and the lower electrode 1 similarly to the first embodiment.
It can be seen that the tip of the probe can be wobbled to the left and right by controlling the voltage applied to 05a and 05b.
【0016】[実施例2]図8は、本発明の実施例2の
プローブの斜視図である。カンチレバー302は、先端
部に探針301が配置され、他端は支持部303に固定
されている。探針301は導電性で、プローブ引き出し
電極310と電気的に接続されている。また、カンチレ
バー302の固定端の近傍に、棒状部材304a、bが
配置されている。そして、棒状部材304a、bの上に
は、可動電極305a、bが配置され、可動電極305
a、bは、可動電極引き出し電極309a、bと電気的
に接続されている。そして、可動電極305a、bは、
それぞれ、空隙306a、bを介して、固定電極307
a、bと対抗している。固定電極307a、bは、支持
部303に一端を固定され、固定電極引き出し電極30
8a、bと電気的に接続されている。FIG. 8 is a perspective view of a probe according to a second embodiment of the present invention. In the cantilever 302, a probe 301 is disposed at a tip portion, and the other end is fixed to a support portion 303. The probe 301 is conductive and is electrically connected to the probe lead electrode 310. Further, bar members 304a and 304b are arranged near the fixed end of the cantilever 302. The movable electrodes 305a and 305b are disposed on the rod members 304a and 304b, respectively.
a and b are electrically connected to the movable electrode extraction electrodes 309a and 309b. And the movable electrodes 305a, 305b
The fixed electrodes 307 are respectively formed through the gaps 306a and 306b.
a and b. The fixed electrodes 307a and 307b are fixed at one end to the support portion 303,
8a and 8b.
【0017】次に、本プローブの動作について説明す
る。まず、可動電極引き出し電極308aと固定電極3
07aの間に電圧を印加すると、可動電極305aと固
定電極307aの間に静電引力が働く。すると、棒状部
材304aに図中で上向きに力が働き、カンチレバー3
02を左向きにねじるモーメントが作用する。すると、
探針301の先端は図中左側に移動する。同様に、可動
電極引き出し電極308bと固定電極307bの間に電
圧を印加することで、探針301の先端を図中右側に移
動することができる。以上のように、駆動電圧を与える
ことで、実施例1のプローブと全く同様の使い方ができ
る。また、本実施例のプローブは、実施例1と異なり、
圧電素子を必要としないので、作成プロセスが容易であ
るという利点がある。Next, the operation of the present probe will be described. First, the movable electrode extraction electrode 308a and the fixed electrode 3
When a voltage is applied during the period 07a, an electrostatic attractive force acts between the movable electrode 305a and the fixed electrode 307a. Then, a force acts upward on the rod-shaped member 304a in the figure, and the cantilever 3
02 acts to the left. Then
The tip of the probe 301 moves to the left in the figure. Similarly, by applying a voltage between the movable electrode extraction electrode 308b and the fixed electrode 307b, the tip of the probe 301 can be moved to the right in the drawing. As described above, by applying a drive voltage, the probe can be used in exactly the same way as the probe of the first embodiment. Further, the probe of the present embodiment is different from the probe of the first embodiment,
Since no piezoelectric element is required, there is an advantage that the manufacturing process is easy.
【0018】[実施例3]図7を用いて、実施例3の記
録再生装置の概要を説明する。本実施例では、導電性を
有する基板201上の記録層202からなる記録媒体2
03に対し、先端に設けられている探針204が接触す
るように、プローブ207が配置されている。プローブ
207は、実施例1、2で説明したものと同様のもので
ある。プローブ207において、探針204は、たわむ
様に弾性変形を生じるカンチレバー205により支持さ
れており、カンチレバー205の固定端近傍には微小角
回転アクチュエータ206が配置されている。ここで、
探針204の先端から見たカンチレバー205の弾性変
形の弾性定数が約0.1[N/m]、弾性変形量が約1
[μm]であるとすると、記録媒体に対する探針の接触
力は約10-7[N]程度となる。制御コンピュータ23
4により制御された位置制御回路233からの位置制御
信号を受け、xyz駆動機構208により、記録媒体2
03を取り付けられたxyzステージ209が駆動さ
れ、プローブ207と記録媒体203とは相対的に3次
元方向に移動する。記録再生にあたっては、記録媒体2
03に対し、プローブ207のxy方向及びz方向位置
を調節し、探針204先端が記録媒体203上の所望の
位置で、かつ所望の接触力で接触させた状態になるよう
プローブ206が位置合せされる。[Embodiment 3] An outline of a recording / reproducing apparatus of Embodiment 3 will be described with reference to FIG. In the present embodiment, a recording medium 2 including a recording layer 202 on a conductive substrate 201 is used.
The probe 207 is arranged so that the probe 204 provided at the tip thereof comes into contact with 03. The probe 207 is the same as that described in the first and second embodiments. In the probe 207, the probe 204 is supported by a cantilever 205 that elastically deforms to bend, and a small-angle rotary actuator 206 is arranged near the fixed end of the cantilever 205. here,
The elastic constant of the elastic deformation of the cantilever 205 viewed from the tip of the probe 204 is about 0.1 [N / m], and the elastic deformation amount is about 1
[Μm], the contact force of the probe with the recording medium is about 10 −7 [N]. Control computer 23
4 receives a position control signal from the position control circuit 233 controlled by the
The xyz stage 209 on which the probe 03 is mounted is driven, and the probe 207 and the recording medium 203 relatively move in the three-dimensional direction. For recording and reproduction, the recording medium 2
The position of the probe 207 is adjusted relative to the position of the probe 207 so that the tip of the probe 204 is in a desired position on the recording medium 203 and is brought into contact with a desired contact force. Is done.
【0019】上記の記録再生装置において記録媒体20
3に対しプローブ207を走査する際、プローブ207
上の探針204先端は記録媒体203に対し、常に接触
した状態を保つ。このような接触走査方式は、探針20
4先端を記録媒体203に対し接触させたまま走査する
場合に、記録媒体203の表面に凹凸があっても、カン
チレバー205の弾性変形によりこれを吸収するため、
探針204先端と記録媒体203表面の接触力はほぼ一
定に保たれ、探針204先端や記録媒体203表面が破
壊することを避けられる。この方式はプローブをz方向
に制御する手段が不必要であるため、構成が複雑になら
ず、特に複数のプローブを有する装置に適している。ま
た、記録媒体203に対する個々のプローブ207のz
方向位置のフィードバック制御が不必要であるため、記
録媒体203に対するプローブ206の高速走査が可能
となる。In the recording / reproducing apparatus described above, the recording medium 20
When scanning the probe 207 with respect to the
The tip of the upper probe 204 always keeps in contact with the recording medium 203. Such a contact scanning method uses the probe 20
(4) When scanning is performed while the leading end is in contact with the recording medium 203, even if the surface of the recording medium 203 has irregularities, it is absorbed by the elastic deformation of the cantilever 205.
The contact force between the tip of the probe 204 and the surface of the recording medium 203 is kept substantially constant, so that the tip of the probe 204 and the surface of the recording medium 203 can be prevented from being broken. This method does not require a means for controlling the probe in the z direction, so that the configuration is not complicated, and is particularly suitable for an apparatus having a plurality of probes. Also, z of each probe 207 with respect to the recording medium 203
Since the feedback control of the directional position is unnecessary, the probe 206 can scan the recording medium 203 at high speed.
【0020】情報記録時においては、探針204先端が
記録媒体203に対し、接触した状態を保った状態で、
走査を行ないながら、制御コンピュータ234により制
御された記録制御回路223から発生された記録信号
が、記録系に切り替えられた切り替えスイッチ221を
通し、探針204から記録媒体203に印加される。こ
のようにして、記録層202の探針204先端が接触す
る部分に局所的に記録が行われる。上述の装置における
記録層201としては、電圧印加により流れる電流値が
変化するような材料を用いる。具体例としては、第1
に、特開昭63−161552号公報、特開昭63−1
61553号公報に開示されているようなポリイミドや
SOAZ(ビス−n−オクチルスクアリリウムアズレ
ン)等電気メモリー効果を有するLB膜(=Langm
uir‐Blodgette法により作成された有機単
分子の膜の累積膜)が挙げられる。この材料は、探針−
LB膜−基板間にしきい値以上の電圧(5〜10[V]
程度)を印加すると間のLB膜の導電性が変化(OFF
状態→ON状態)し、再生用のバイアス電圧(0.01
〜2[V]程度を印加した際に流れる電流が増大するも
のである。When recording information, the tip of the probe 204 is kept in contact with the recording medium 203,
While scanning, a recording signal generated by the recording control circuit 223 controlled by the control computer 234 is applied from the probe 204 to the recording medium 203 through the changeover switch 221 switched to the recording system. In this way, recording is locally performed on the portion of the recording layer 202 where the tip of the probe 204 contacts. For the recording layer 201 in the above-described apparatus, a material whose current value changes by voltage application is used. As a specific example, the first
JP-A-63-161552 and JP-A-63-1
LB film (= Langm) having an electric memory effect such as polyimide or SOAZ (bis-n-octylsquarylium azulene) as disclosed in US Pat.
(a cumulative film of organic monomolecular films formed by the uir-Blodgette method). This material is
Voltage (5 to 10 [V]) equal to or higher than the threshold value between the LB film and the substrate
(Approximately), the conductivity of the LB film changes (OFF
State → ON state), and the bias voltage for reproduction (0.01
The current flowing when about 2 [V] is applied increases.
【0021】第2の具体例として、GeTe,GaS
b,SnTe等の非晶質薄膜材料が挙げられる。この材
料は、探針−非晶質薄膜材料−基板間に電圧を印加し、
流れる電流により発生する熱で非晶質→晶質への相転移
を起こさせるものである。これにより材料の導電性が変
化し、再生用のバイアス電圧を印加した際に流れる電流
が増大するものである。第3の具体例として、Znや
W、Si、GaAs等の酸化性金属・半導体材料が挙げ
られる。この材料は、探針−酸化性金属・半導体材料間
に電圧を印加すると、流れる電流により、材料表面に吸
着している水や大気中の酸素と反応し、表面に酸化膜が
形成される。このため材料表面の接触抵抗が変化し、バ
イアス電圧を印加した際に流れる電流が減少する。As a second specific example, GeTe, GaS
b, an amorphous thin film material such as SnTe. This material applies a voltage between the probe, the amorphous thin film material, and the substrate,
The heat generated by the flowing current causes a phase transition from amorphous to crystalline. As a result, the conductivity of the material changes, and the current flowing when a bias voltage for reproduction is applied increases. As a third specific example, an oxidizable metal / semiconductor material such as Zn, W, Si, and GaAs can be given. When a voltage is applied between the probe and the oxidizable metal / semiconductor material, the material reacts with water adsorbed on the surface of the material or oxygen in the atmosphere due to a flowing current to form an oxide film on the surface. For this reason, the contact resistance of the material surface changes, and the current flowing when the bias voltage is applied decreases.
【0022】さて、上述のように記録が行われた情報の
再生は次のように行う。まず、プローブ207において
は、基準信号発振器230により制御されるウォブリン
グ駆動回路231により、微小回転角アクチュエータ2
06が駆動され、探針204の先端がビット幅より十分
狭い幅でウォブリングされている。切り替えスイッチ2
21により、プローブ207からの信号配線を再生系に
切り替えた後、バイアス電圧印加手段222により、探
針204と基板201との間にバイアス電圧を印加し、
間に流れる電流を電流電圧変換回路225において電圧
に変換する。記録媒体203上の記録ビットの部分は記
録がなされていない部分に比べ電流が多く(または、少
なく)流れるため、ビットの有無が電圧信号に変換され
る。そして、その再生信号はバンドパスフィルタ227
と復調回路226を通して、バイナリデータとして制御
コンピュータ234に出力される。The reproduction of the information recorded as described above is performed as follows. First, in the probe 207, the wobbling drive circuit 231 controlled by the reference signal oscillator 230 controls
06 is driven, and the tip of the probe 204 is wobbled with a width sufficiently smaller than the bit width. Changeover switch 2
21, the signal wiring from the probe 207 is switched to the reproducing system, and then a bias voltage is applied between the probe 204 and the substrate 201 by the bias voltage applying means 222.
The current flowing therebetween is converted into a voltage in the current-voltage conversion circuit 225. Since a larger amount (or less) of current flows in the portion of the recording bit on the recording medium 203 than in the portion where no recording is performed, the presence or absence of the bit is converted into a voltage signal. Then, the reproduced signal is transmitted to the band-pass filter 227.
Through the demodulation circuit 226 to the control computer 234 as binary data.
【0023】一方、バンドパスフィルタ227の出力
は、同期検波回路228にも入力される。同期検波回路
228では、バンドパスフィルタ227の出力を、基準
信号発振器230の出力を波形整形回路229を通した
信号を基準に、同期検波を行ないエラー信号を生成す
る。このエラー信号は、探針204とビット列とのずれ
に比例する信号である。そして、このエラー信号はロー
パスフィルタ232を通して、位置制御回路233に入
力され、位置制御回路233は、制御コンピュータ23
4からの制御出力とあわせて、トラッキングエラーを少
なくするように位置制御を行なう。このようにして、記
録媒体203に記録された情報の再生を行なうことがで
きる。On the other hand, the output of the band pass filter 227 is also input to the synchronous detection circuit 228. The synchronous detection circuit 228 performs synchronous detection on the output of the band-pass filter 227 and the output of the reference signal oscillator 230 through the signal that has passed through the waveform shaping circuit 229 to generate an error signal. This error signal is a signal proportional to the displacement between the probe 204 and the bit string. The error signal is input to the position control circuit 233 through the low-pass filter 232, and the position control circuit 233
In conjunction with the control output from No. 4, position control is performed so as to reduce the tracking error. Thus, the information recorded on the recording medium 203 can be reproduced.
【0024】次に、本実施例のウォブリング周波数につ
いて、説明を行なう。上述したSPMメモリ装置のトラ
ッキングエラーは、1ビットの大きさが10nmとする
と、1nm程度に押さえる必要がある。本実施例のSP
Mメモリのスペックは、走査方式:ラスター走査、水平
走査幅:100μm、1ビット長:20nm、転送レー
ト:1Mbps、である。本実施例のようにラスター走
査を行なうSPMメモリのトラッキングエラーの原因と
して考えられるのは、温度ドリフトおよび、ビット列と
駆動方向との非平行度である。ここで、温度ドリフトは
DC的なトラッキングエラーを生じさせるので、ビット
列と駆動方向との非平行度に起因するトラッキングエラ
ーについてのみ考える。本実施例においては、1ビット
長が20nmであるから、1Mbpsの転送レートを実
現するためには、探針の走査速度は20mm/sであ
る。Next, the wobbling frequency of the present embodiment will be described. The tracking error of the SPM memory device described above needs to be suppressed to about 1 nm when the size of one bit is 10 nm. SP of this embodiment
The specifications of the M memory are scanning method: raster scanning, horizontal scanning width: 100 μm, 1-bit length: 20 nm, and transfer rate: 1 Mbps. Possible causes of the tracking error of the SPM memory performing the raster scanning as in the present embodiment are temperature drift and non-parallelism between the bit string and the driving direction. Here, since the temperature drift causes a DC tracking error, only the tracking error caused by the non-parallelism between the bit string and the driving direction will be considered. In this embodiment, since the 1-bit length is 20 nm, the scanning speed of the probe is 20 mm / s in order to realize a transfer rate of 1 Mbps.
【0025】ここで、水平走査幅100μmのラスター
走査を行なうとすると、水平走査周波数は20mm/s
/200μm=100Hzとなる。ビット列の配列に起
因するトラッキングエラーはこの基本周波数の倍数成分
である。このようなトラッキングエラーは一般的に1/
f2に比例して減少していくことが知られている。トラ
ックずれの振幅が最大1μmだとすると、トラッキング
エラーを1nm以内に押さえるためには制御利得は60
dB必要である。また、100Hz時のトラッキングエ
ラーの振幅が最大1μmだとすると、周波数が√100
0倍になれば、トラッキングエラーが1nm以下になる
ので、サーボは100×√1000≒3kHz程度まで
追従すれば十分である。Here, assuming that raster scanning with a horizontal scanning width of 100 μm is performed, the horizontal scanning frequency is 20 mm / s.
/ 200 μm = 100 Hz. The tracking error caused by the arrangement of the bit strings is a multiple component of the fundamental frequency. Such a tracking error is generally 1 /
It is known that it decreases in proportion to f 2 . Assuming that the amplitude of the track deviation is 1 μm at the maximum, the control gain is 60 to suppress the tracking error within 1 nm.
dB is required. If the amplitude of the tracking error at 100 Hz is 1 μm at the maximum, the frequency becomes
If the magnification becomes 0, the tracking error becomes 1 nm or less. Therefore, it is sufficient for the servo to follow up to about 100 × {1000} 3 kHz.
【0026】これから、要求されるウォブリング周波数
fは、3kHz<f<1MHzの範囲内であればよいこ
とがわかるので、本実施例ではf=100kHzとし
た。そして、カンチレバー102のねじれの振動モード
の周波数を100kHzとすることで、少ない消費電力
でウォブリングを行なうことができた。以上のように、
SPM記録再生装置において本発明のプローブを適用し
たことにより、従来よりも速い速度でウォブリングをす
ることができるようになり、それにより高速なデータ読
み出しが可能となった。From this, it can be seen that the required wobbling frequency f should be within the range of 3 kHz <f <1 MHz. Therefore, in this embodiment, f = 100 kHz. By setting the frequency of the torsional vibration mode of the cantilever 102 to 100 kHz, wobbling could be performed with low power consumption. As mentioned above,
By applying the probe of the present invention to the SPM recording / reproducing apparatus, it becomes possible to perform wobbling at a higher speed than in the past, thereby enabling high-speed data reading.
【0027】[0027]
【発明の効果】本発明は、以上のように、カンチレバー
をその長手方向の軸まわりに微小回転させて、該カンチ
レバーにおける探針の先端を水平移動させることによっ
て、プローブ全体を左右に水平移動させるものに比し
て、プローブを容易に高速にウォブリングすることが可
能となる。また、本発明においては、上記カンチレバー
を微小回転駆動させるための駆動手段の駆動周波数を、
前記カンチレバーの振動モードのうち、カンチレバーが
ねじれるように振動するモードの周波数と一致させて駆
動するようにすることにより、ウォブリングに要する消
費エネルギーをきわめて小さくすることが可能となる。
また、本発明においては、上記駆動手段を圧電アクチュ
エータ、または静電アクチュエータによって構成するこ
とにより、コンパクトで複数のプローブを有するSPM
メモリ装置に適したプローブを実現することができる。
また、本発明においては、上記した本発明のプローブに
よって、情報処理装置を構成することにより、高速に情
報の読み出しを行なうことができる情報処理装置を提供
することができる。As described above, according to the present invention, the whole probe is horizontally moved left and right by slightly rotating the cantilever around its longitudinal axis and horizontally moving the tip of the probe in the cantilever. As compared with the probe, it is possible to easily wobble the probe at high speed. Further, in the present invention, the driving frequency of the driving means for micro-rotating the cantilever,
By driving the cantilever in accordance with the frequency of the mode in which the cantilever vibrates in a twisting manner, the energy consumption required for wobbling can be extremely reduced.
Further, in the present invention, the driving means is constituted by a piezoelectric actuator or an electrostatic actuator, so that the SPM having a plurality of compact probes is provided.
A probe suitable for a memory device can be realized.
Further, according to the present invention, an information processing device capable of reading information at high speed can be provided by configuring the information processing device with the above-described probe of the present invention.
【図1】本発明の実施例1のプローブの斜視図である。FIG. 1 is a perspective view of a probe according to a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明の実施例1のプローブの動作を説明する
図である。FIG. 2 is a diagram illustrating the operation of the probe according to the first embodiment of the present invention.
【図3】本発明のプローブの概略図である。FIG. 3 is a schematic view of a probe of the present invention.
【図4】図3のプローブを正面から見た図である。FIG. 4 is a front view of the probe of FIG. 3;
【図5】ウォブリングトラッキング法の、走査の様子を
説明する図である。FIG. 5 is a diagram illustrating a scanning state in the wobbling tracking method.
【図6】ウォブリングトラッキング法の、再生信号の様
子を説明する図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a state of a reproduced signal in the wobbling tracking method.
【図7】本発明の実施例3の情報処理装置のブロック図
である。FIG. 7 is a block diagram of an information processing apparatus according to a third embodiment of the present invention.
【図8】本発明の実施例2のプローブの斜視図である。FIG. 8 is a perspective view of a probe according to a second embodiment of the present invention.
101、301、901:探針 102、302、902:カンチレバー 103、303:支持部 104a、b:L字状部材 105a、b:下側電極 106a、b:圧電性部材 107a、b:上側電極 108a、b:上側電極引き出し電極 109a、b:下側電極引き出し電極 110、310:プローブ引き出し電極 309a、b:可動電極引き出し電極 304a、b:棒状部材 305a、b:可動電極 306a、b:空隙 307a、b:固定電極 308a、b:固定電極引き出し電極 201:基板 202:記録層 203:記録媒体 204:探針 205:カンチレバー 206:微小角回転アクチュエータ 207:プローブ 208:xyz駆動機構 209:xyzステージ 221:切り替えスイッチ 222:バイアス印加手段 223:記録制御回路 224:再生制御回路 225:電流電圧変換回路 226:復調回路 227:バンドパスフィルタ 228:同期検波回路 229:波形整形回路 230:基準信号発振器 231:ウォブリング駆動回路 232:ローパスフィルタ 233:位置制御回路 234:制御コンピュータ 101, 301, 901: Probe 102, 302, 902: Cantilever 103, 303: Support 104a, b: L-shaped member 105a, b: Lower electrode 106a, b: Piezoelectric member 107a, b: Upper electrode 108a , B: upper electrode lead electrode 109a, b: lower electrode lead electrode 110, 310: probe lead electrode 309a, b: movable electrode lead electrode 304a, b: rod-shaped member 305a, b: movable electrode 306a, b: void 307a, b: fixed electrode 308a, b: fixed electrode lead-out electrode 201: substrate 202: recording layer 203: recording medium 204: probe 205: cantilever 206: small angle rotary actuator 207: probe 208: xyz drive mechanism 209: xyz stage 221: Changeover switch 222: bias applying means 23: Recording control circuit 224: Reproduction control circuit 225: Current-voltage conversion circuit 226: Demodulation circuit 227: Band pass filter 228: Synchronous detection circuit 229: Waveform shaping circuit 230: Reference signal oscillator 231: Wobbling drive circuit 232: Low pass filter 233 : Position control circuit 234 : Control computer
Claims (7)
探針を備えたプローブにおいて、 前記カンチレバーをその長手方向の軸まわりに微小回転
させ、該微小回転によって該カンチレバーの回転軸から
離れた位置にある前記探針の先端を、水平移動させる駆
動手段を有することを特徴とするプローブ。1. A probe provided with a probe at a free end of a cantilever supported at one end, wherein the cantilever is slightly rotated around its longitudinal axis, and the micro-rotation separates the cantilever from a rotation axis of the cantilever. A driving means for horizontally moving the tip of the probe.
を前記カンチレバーの振動モードのうち、カンチレバー
がねじれるように振動するモードの周波数と一致させて
駆動するように構成されていることを特徴とする請求項
1に記載のプローブ。2. The driving device according to claim 1, wherein the driving device is configured to drive the driving frequency of the driving device in accordance with a frequency of a mode in which the cantilever vibrates so as to be twisted among vibration modes of the cantilever. The probe according to claim 1, wherein
ることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のプ
ローブ。3. The probe according to claim 1, wherein said driving means is a piezoelectric actuator.
バーの左右において該カンチレバーの支持部と連結され
た連結部材に配され、電圧の印加によって該左右におけ
る連結部材を湾曲させるように分極処理された圧電性部
材によって構成されていることを特徴とする請求項3に
記載のプローブ。4. The piezoelectric actuator according to claim 1, wherein the piezoelectric actuator is disposed on a connecting member connected to a support portion of the cantilever on the left and right sides of the cantilever, and the piezoelectric actuator is polarized so as to bend the connecting member on the left and right by applying a voltage. The probe according to claim 3, wherein the probe is constituted by a member.
ることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のプ
ローブ。5. The probe according to claim 1, wherein said driving means is an electrostatic actuator.
バーの左右に配された可動電極と、該可動電極に対抗す
る固定電極とからなり、電圧の印加によって該左右の電
極間に静電引力を働かせるように構成されていることを
特徴とする請求項5に記載のプローブ。6. The electrostatic actuator comprises a movable electrode disposed on the left and right of the cantilever and a fixed electrode opposed to the movable electrode, and applies an electrostatic attraction between the left and right electrodes by applying a voltage. The probe according to claim 5, wherein the probe is configured as follows.
報処理装置において、請求項1〜請求項6のいずれか1
項に記載のプローブを備え、カンチレバーの微小回転に
よる探針先端の水平移動によってウォブリングを行い、
記録された情報を再生することを特徴とする情報処理装
置。7. An information processing apparatus to which the principle of a scanning probe microscope is applied.
The wobbling is performed by horizontal movement of the tip of the probe due to micro rotation of the cantilever,
An information processing apparatus for reproducing recorded information.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27823497A JPH1196607A (en) | 1997-09-25 | 1997-09-25 | Probe and information processor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27823497A JPH1196607A (en) | 1997-09-25 | 1997-09-25 | Probe and information processor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1196607A true JPH1196607A (en) | 1999-04-09 |
Family
ID=17594495
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP27823497A Pending JPH1196607A (en) | 1997-09-25 | 1997-09-25 | Probe and information processor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1196607A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008500555A (en) * | 2004-05-21 | 2008-01-10 | ビーコ インストルメンツ インコーポレイテッド | Method and apparatus for measuring electrical properties in torsional resonance mode |
US7502305B2 (en) | 2003-11-24 | 2009-03-10 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Data storage device and method of tracking data stored in the same |
-
1997
- 1997-09-25 JP JP27823497A patent/JPH1196607A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7502305B2 (en) | 2003-11-24 | 2009-03-10 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Data storage device and method of tracking data stored in the same |
JP2008500555A (en) * | 2004-05-21 | 2008-01-10 | ビーコ インストルメンツ インコーポレイテッド | Method and apparatus for measuring electrical properties in torsional resonance mode |
KR101382000B1 (en) * | 2004-05-21 | 2014-04-04 | 비코 인스트루먼츠 인코포레이티드 | Method and apparatus for measuring electrical properties in torsional resonance mode |
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