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2009 年度 実績報告書

非線形誘電率顕微鏡を用いた次世代超高密度強誘電体記録

研究課題

研究課題/領域番号 18002005
研究機関東北大学

研究代表者

長 康雄  東北大学, 電気通信研究所, 教授 (40179966)

研究分担者 平永 良臣  東北大学, 電気通信研究所, 助教 (70436161)
金 暢大  東北大学, 電気通信研究所, 助教 (80418269)
キーワード走査型非線形誘電率顕微鏡 / 強誘電体 / ドメイン / 強誘電体記録 / 超高密度記録 / プローブメモリ
研究概要

今年度は強誘電体記録の研究に於いてはナノスケールの記録ビットを正確に書込読み取るのに必要不可欠な技術であるサーボトラッキング法の開発を行った.
具体的には,データの記録再生を行う前に,サーボ領域内で一致溶融組成LiTaO_3(CLT)記録媒体にサーボマークとして部分的に分極を反転させ,周期分極構造を作製した.次に,このライン状のサーボマークを基準として,SNDMからの出力が0 Hz/Vになるような自動制御を行いながら64×64点からなる実データの記録再生を行った.これを言い換えると記録再生ヘッドにサーボマーク(周期分極構造)のドメインバンダリ上を走査させるという制御方法である.このとき補償回路は動的PID法を応用して構成した.ビット間距離は25.6nmであり,密度に換算して1Tbit/inch^2のデータ記録である.
直径が20nm程度という微小なドットであるにも関わらず記録再生ヘッドがトラック列中央を走査し,所望の機能を果たしていることが確認された.このとき,書き込んだビット総数とビット誤りを起こしたビット数から算出されるビットエラーレートは,1.7×10^<-3>と算出された.
次に制御信号と目標値の差分で表されるエラー信号の評価を行った.実験で用いたデータ記録再生システムにはSNDMに重畳するノイズが存在するため,サーボ信号は必ずしも0 Vにはならないものの,時間を十分とると,0 Vに漸近していくことが分かった.さらにサーボラインのラインプロファイルを参考にヘッドの位置精度を求めた.ノイズが存在するため正確な精度は不明であるが,大きく見積もったとしても目的位置に対して2nm_<pp>程度の範囲内にヘッドを移動させることが可能であるという結果を得た.

  • 研究成果

    (22件)

すべて 2010 2009 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (15件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Intermittent contact scanning nonlinear dielectric microscopy2010

    • 著者名/発表者名
      Yoshiomi Hiranaga
    • 雑誌名

      REVIEW OF SCIENTIFIC INSTRUMENTS

      巻: 81 ページ: 023705(1-5)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Observation of local dipole moment of Si atoms on Si (100) surfaces using noncontact scanning nonlinear dielectric microsoopy2009

    • 著者名/発表者名
      Nobuhiro Kin
    • 雑誌名

      J.Appl.Phys.

      巻: Vol.106 ページ: 014302(1-5)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Characterization and comparison of nanoscale domain boundary in congruent and stoichiometric LiTaO_3 with scanning nonlinear dielectric microscopy2009

    • 著者名/発表者名
      Dae-Yong Jeong
    • 雑誌名

      Appl.Phys.Lett.

      巻: Vol.95 ページ: 022908(1-3)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nanodomain Formation on Ferroelectrics and Development of Hard-Disk-Drive-Type Ferroelectric Data Storage Devices2009

    • 著者名/発表者名
      Y.Hiranaga
    • 雑誌名

      Jpn.J.Appl.Phys.

      巻: Vol.48 ページ: 09KA18(1-5)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dependence of long term stability on the initial radius of small inverted domains formed on congruent single-crystal LiTaO_32009

    • 著者名/発表者名
      Nozomi Odagawa
    • 雑誌名

      Appl Phys Lett.

      巻: Vol.95 ページ: 142907(1-3)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 走査型非線形誘電率顕微鏡(SNDM)による半導体デバイスの評価2009

    • 著者名/発表者名
      本田耕一郎
    • 雑誌名

      顕微鏡

      巻: Vol.44 ページ: 170-173

    • 査読あり
  • [学会発表] Acoustic Wave Devices composed Periodical Poled Z-cut LiTaO_3 Plate2010

    • 著者名/発表者名
      Michio Kadota
    • 学会等名
      Fourth International Symposium on Acoustic Wave Devices for Future Mobile Communication Systems
    • 発表場所
      Chiba University(千葉)
    • 年月日
      20100303-20100305
  • [学会発表] 走査型非線形誘電率顕微鏡法を用いた電界効果トランジスタの2次元ドーパントプロファイリング2010

    • 著者名/発表者名
      樋口治
    • 学会等名
      第57回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      東海大学(神奈川)
    • 年月日
      2010-03-20
  • [学会発表] Non-contact SNDMによるSrTiO_3表面像観察とそのメカニズムの考察2010

    • 著者名/発表者名
      金暢大
    • 学会等名
      第57回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      東海大学(神奈川)
    • 年月日
      2010-03-20
  • [学会発表] 強誘電体ディスクリート媒体の作製とデータ記録に関する研究2010

    • 著者名/発表者名
      隅山直樹
    • 学会等名
      第57回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      東海大学(神奈川)
    • 年月日
      2010-03-18
  • [学会発表] サーボ・トラッキング法を用いた強誘電体高密度記録2010

    • 著者名/発表者名
      田中健巧
    • 学会等名
      第57回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      東海大学(神奈川)
    • 年月日
      2010-03-18
  • [学会発表] 分極反転弾性波デバイス2009

    • 著者名/発表者名
      門田道雄
    • 学会等名
      第38回EMシンポジウム
    • 発表場所
      東京理科大学森戸記念館(東京)
    • 年月日
      20090514-20090515
  • [学会発表] Acoustic Wave Devices using Periodical Poled Z-cut LiTaO_3 Plate2009

    • 著者名/発表者名
      Michio Kadota
    • 学会等名
      EFTF-IFCS 2009 joint-conference
    • 発表場所
      Besancon (France)
    • 年月日
      20090420-20090424
  • [学会発表] Development of Ferroelectric Data Storage Test System for High-Density and High-Speed Read/Write2009

    • 著者名/発表者名
      Y.Hiranaga
    • 学会等名
      2009 MRS fall meeting
    • 発表場所
      Boston (U.S.A.)
    • 年月日
      2009-12-03
  • [学会発表] Study of TiO_2(100) 1×1 and 1×3 Surfaces by Non-contact Scanning Nonlinear Dielectric Microscopy Combined with Scanning Tunneling Microscopy2009

    • 著者名/発表者名
      N.Kin
    • 学会等名
      2009 MRS fall meeting
    • 発表場所
      Boston (U.S.A.)
    • 年月日
      2009-12-02
  • [学会発表] Observation of Dopant Profile of Transistors Using Scanning Nonlinear Dielectric Microscopy2009

    • 著者名/発表者名
      K.Honda
    • 学会等名
      2009 MRS fall meeting
    • 発表場所
      Boston (U.S.A.)
    • 年月日
      2009-12-02
  • [学会発表] Nano-Domain Formation on Ferroelectrics and Development of HDD-Type Ferroelectric Data Storage Test System2009

    • 著者名/発表者名
      Yoshiomi Hiranaga
    • 学会等名
      21^<st> International Symposium on Integrated Ferroelectrics and Functionalities
    • 発表場所
      Colorado Springs (CO, U.S.A.)
    • 年月日
      2009-09-29
  • [学会発表] 走査型非線形誘電率顕微鏡(SNDM)による誘電率分布計測の試み2009

    • 著者名/発表者名
      廣瀬龍介
    • 学会等名
      第70回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      富山大学(富山)
    • 年月日
      2009-09-08
  • [学会発表] Non-contact scanning nonlinear dielectric microscopy imaging of TiO_2 (110) surfaces2009

    • 著者名/発表者名
      Nobuhiro Kin
    • 学会等名
      12^<th> International Conference on Noncontact Atomic Force Microscopy and Casimir 2009 Workshop
    • 発表場所
      Yale University (New Haven, U.S.A.)
    • 年月日
      2009-08-12
  • [学会発表] Characterizations of Carbon Material by Non-contact Scanning Non-linear Dielectric Microscopy2009

    • 著者名/発表者名
      Shin-ichiro Kobayashi
    • 学会等名
      12^<th> International Conference on Noncontact Atomic Force Microscopy and Casimir 2009 Workshop
    • 発表場所
      Yale University (New Haven, U.S.A.)
    • 年月日
      2009-08-12
  • [学会発表] 強誘電ナノ分極反転とHDD型強誘電体記録デバイスの開発2009

    • 著者名/発表者名
      平永良臣
    • 学会等名
      第26回強誘電体応用会議
    • 発表場所
      コープイン京都(京都)
    • 年月日
      2009-05-30
  • [備考]

    • URL

      http://www.d-nanodev.riec.tohoku.ac.jp/research2/for3.htm

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公開日: 2012-07-19  

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