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CN1767025B - 包括各向异性导电层的铁电记录介质、记录器及记录方法 - Google Patents

包括各向异性导电层的铁电记录介质、记录器及记录方法 Download PDF

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Abstract

提供了一种铁电记录介质，包括：铁电记录层，由极性可反转的铁电材料形成；各向异性导电层，覆盖铁电记录层并能够基于外部的能量变成导电体或非导电体。

Description

包括各向异性导电层的铁电记录介质、记录器及记录方法
技术领域
本发明涉及一种铁电记录介质、一种包括该铁电记录介质的记录器和该铁电记录介质的记录方法，更具体地讲，涉及一种包括各向异性导电层的铁电记录介质和该各向异性导电层的记录方法。
背景技术
通常铁电材料会自发极化，该自发极化通过电场被反转。铁电记录介质是具有高容量的非易失性的记录介质，通过利用铁电材料的这种特性在该铁电记录介质上记录、更正和存储数据。
日本公开专利第2002-175602号公开了一种传统的铁电记录介质，该铁电记录介质如图1所示。
参考图1，由于在传统的铁电记录介质中，铁电记录层2与读/写头端1直接接触，因此铁电记录层2与读/写头端1都可能被损坏。更具体地讲，由于铁电记录层2与读/写头端1是由硬材料形成，因此损坏可能是严重的。换句话讲，在铁电记录层2上可形成划痕，导致在铁电记录层2上记录的数据的稳定性变差。另外，读/写头端1可能被损坏，导致读/写性能变差。
为了防止这些问题，软保护膜3覆盖铁电记录层2，如图2所示。软保护膜3防止在读/写操作期间铁电记录层2与读/写头端1之间的直接接触，从而防止铁电记录层2和读/写头端1的损坏。
但是，由于铁电记录层2上的保护膜3有低的介电常数，因此由头端1给保护膜3施加的电压穿过保护膜3被分配。结果，写操作需要高的电压。更具体地讲，介电常数决定电通量密度与电场之比，鉴于保护膜3的介电常数很低，因此保护膜3具有高电阻。因此，当在铁电记录层2上执行写操作时，根据保护膜3与铁电记录层2的电阻之比将大部分施加的电压分配给保护膜3。从而，考虑保护膜3和铁电记录层2的电压分配比，需要高电压以在铁电记录层2上执行写操作。
发明内容
本发明提供了一种铁电记录介质、一种包括该铁电记录介质的记录器、以及一种该铁电记录介质的记录方法，该记录方法通过减少分配到保护膜的电压，允许通过从读/写头端给铁电记录层施加低电压来执行读/写操作，所述保护膜覆盖铁电记录层。
根据本发明的一方面，提供了一种铁电记录介质，包括：铁电记录层，由极性可反转的铁电材料形成；各向异性导电层，覆盖所述铁电记录层并基于外部的能量变成导电体或非导电体。
附图说明
参照附图来详细描述本发明的示例性实施例，本发明的上述及其它优点将会变得更加清楚，其中：
图1是传统的没有保护膜的铁电记录介质的透视图；
图2是传统的在其上形成了保护膜的铁电记录介质的透视图；
图3是根据本发明实施例的铁电记录介质的透视图；
图4是示出根据本发明实施例的在铁电记录介质中安装了易失性各向异性导电层的导电转变的曲线图；
图5是示出根据本发明实施例的在铁电记录介质中安装了非易失性各向异性导电层的导电转变的曲线图。
具体实施方式
将参照附图来更充分地描述本发明，在所述附图中示出了本发明的示例性实施例。
图3是根据本发明实施例的铁电记录介质的透视图。
参考图3，根据本发明实施例的铁电记录介质包括：可输送的读/写头端10；铁电记录层30，在其上通过读/写头端10执行读/写操作；各向异性导电层20，覆盖铁电记录层30。铁电记录层30包括区段31、32、33和34，各向异性导电层20包括分别设置在铁电记录层30的区段31、32、33和34上的区段21、22、23和24。
读/写头端10在铁电记录层30的上方移动，以在铁电记录层30的预定位置执行读/写操作。读/写头端10由硬材料形成。
基于介电极化的方向，数据可在铁电记录层30中被记录为0或1，或为开或关。每个区段31、32、33和34能单独地存储由读/写头端10记录的数据。
各向异性导电层20覆盖铁电记录层30，使得读/写头端10不与铁电记录层30直接接触。因此，各向异性导电层20防止在铁电记录层上产生划痕和破坏数据，并防止对读/写头端10的损坏和读/写性能变差。为了提高对读/写头端10的保护，各向异性导电层20可由软材料形成。另外，可将各向异性导电层20附着在铁电记录层30上。
鉴于各向异性导电层20在电压大于临界电压时变为导电，从而如电极操作，因此，即使当由读/写头端10给铁电记录层30施加大于临界电压的电压时，铁电记录层30的自发极化可被反转。于是，通过施加低电压，数据可被记录到铁电层30。更具体地讲，当通过读/写头端10施加电压时，位于读/写头端10下面的各向异性导电层20的区段21、22、23和24之一变为导电体。接着，各向异性导电层20的电阻被减小，从读/写头端10提供铁电记录层30的电力能平稳地流动。结果，即使当由读/写头端10给铁电记录层30施加低电压时，数据都能穿过各向异性导电层20被有效地记录到铁电记录层30。现在将描述基于各向异性导电层20的易失性将各向异性导电层20变为导电体的方法。
图4是示出根据本发明实施例的在铁电记录介质中安装了易失性各向异性导电层的导电转变的曲线图。
参考图4，设置在铁电记录层30上的各向异性导电层20是易失性的并基于读/写头端10和铁电记录层30之间的电压变为导电体或非导电体。
易失性的各向异性导电层20是非导电的直到读/写头端10和铁电记录层30之间的电压达到临界电压Vth。之后，各向异性导电层20变为导电体。各向异性导电层20的维持导电的状态直到所施加的电压低于临界电压Vth。当施加的电压低于临界电压Vth时，各向异性导电层20变为非导电体。
图5是示出根据本发明实施例的在铁电记录介质中安装了非易失性各向异性导电层的导电转变的曲线图。
参考图5，设置在铁电记录层30上的各向异性导电层20是非易失性的并基于读/写头端10和铁电记录层30之间的电压变为导电体或非导电体。
各向异性导电层20是非导电的直到读/写头端10和铁电记录层30之间的电压达到临界电压Vth1。之后，各向异性导电层20变为导电体，即使当除去施加的电压时都维持导电的状态。当施加的电压达到另一临界电压Vth2时，各向异性导电层20变为非导电体。
现在将要描述根据本发明实施例的铁电记录介质的操作。
首先，图3的读/写头端10被输送到在铁电记录层30上执行读/写操作的位置。然后，给读/写头端10提供电力以给各向异性导电层20施加电压。覆盖铁电记录层30的各向异性导电层20最初是非导电的状态。
当给各向异性导电层20施加的电压比用于将各向异性导电层20变成导电体的临界电压Vth或Vth1大时，位于读/写头端10和铁电记录层30之间的各向异性导电层20的区段21、22、23或者24之一被变为导体。然后，各向异性导电层20的区段21、22、23或者24的电阻被减小，允许在读/写头端10和铁电记录层30之间施加的电力平稳的流动。在这种情况下，读/写头端10与铁电记录层30一起执行读/写操作。由于覆盖将被执行读/写操作的铁电记录层30的部分的各向异性导电层20的区段21、22、23或者24是导电的状态，因此可由读/写头端10给铁电记录层30施加低电压以执行读/写操作。
完成读/写操作之后，为了在其它位置执行读/写操作，将读/写头端10从已经执行了读/写操作的位置移开，并输送到铁电记录层30的该其它位置。
另一方面，相应于区段21、22、23或者24的各向异性导电层30的区段31、32、33或者34是导电的，并在预定条件下变为非导电的。更具体地讲，如果各向异性导电层20是易失性的，当施加的电压低于临界电压Vth时，该各向异性导电层20变为非导电的。另一方面，如果各向异性导电层20是非易失性的，即使当除去施加的电压时都保持导电，并且当施加的电压比临界电压Vth2高时，该各向异性导电层20变为非导电的。由于当读/写头端10与铁电记录层30之间的电场被除去时或当施加的电压大于将各向异性导电层20变为导电体的临界电压时，各向异性导电层20向导电体的转变被反向，因此每个区段21、22、23和24对于这种转变都是独立的。
根据本发明实施例的铁电记录介质、包括该铁电记录介质的记录器及该铁电记录介质的记录方法，通过将设置在将执行读/写操作的铁电记录层上的各向异性导电层的区段变为导电体，允许在读/写头端与铁电记录层之间以低电压执行读/写操作。
另外，根据本发明，各向异性导电层覆盖铁电记录层，使得读/写头端不与铁电记录层直接接触，从而防止在铁电记录层上产生划痕并防止对读/写头端的损坏。因此防止损坏在铁电记录层上被记录的数据，以确保数据的稳定性并维持读/写头端的读/写性能。
尽管参照本发明的示例性实施例已经具体地示出和描述了本发明，但对于本领域的普通技术人员应该理解，在不脱离权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可对其中的形式和细节做出各种修改。

Claims (14)

1.一种铁电记录介质，包括：
铁电记录层，由极性可反转的铁电材料形成；
各向异性导电层，覆盖所述铁电记录层并能够基于外部的能量变成导电体或非导电体，
其中，所述能量是电能，当所述各向异性导电层被变成导电体时，所述能量被用于执行读/写操作。
2.如权利要求1所述的铁电记录介质，其中，当所述外部的能量比预定大小大时，所述各向异性导电层被变成导电体。
3.如权利要求1所述的铁电记录介质，其中，当除去所述外部的能量时，所述各向异性导电层被变成非导电体。
4.如权利要求1所述的铁电记录介质，其中，所述各向异性导电层附着于所述铁电记录层。
5.一种记录器，包括：
头端，执行读/写操作；
铁电记录介质，包括：铁电记录层，由极性可反转的铁电材料形成；各向异性导电层，覆盖所述铁电记录层并能够基于外部的能量变成导电体或非导电体，
其中，所述能量是电能，当所述各向异性导电层被变成导电体时，所述能量被用于执行读/写操作。
6.如权利要求5所述的记录器，其中所述头端是硅端。
7.如权利要求5所述的记录器，其中，当所述外部的能量比预定大小大时，所述各向异性导电层被变成导电体。
8.如权利要求5所述的记录器，其中，当除去所述外部的能量时，所述各向异性导电层被变成非导电体。
9.如权利要求5所述的记录器，其中，所述各向异性导电层附着于所述铁电记录层。
10.一种铁电记录介质的记录方法，所述铁电记录介质具有铁电记录层和覆盖所述铁电记录层的各向异性导电层，所述方法包括：
给所述各向异性导电层施加外部的能量；
利用所述外部的能量将所述各向异性导电层变成导电体；
将所述外部的能量经过所述各向异性导电层输送到所述铁电记录层；
利用所述外部的能量将所述铁电记录层的极性反转，以执行记录操作，
其中，所述外部的能量是电能。
11.如权利要求10所述的方法，其中，将所述各向异性导电层变成导电体的步骤包括：控制所述外部的能量使其大于将所述各向异性导电层变成导电体所需的临界电压。
12.如权利要求10所述的方法，还包括：在极性反转之后，将所述各向异性导电层变成非导电体。
13.如权利要求12所述的方法，其中，将所述各向异性导电层变成非导电体的步骤包括：控制所述外部的能量使其小于将所述各向异性导电层变成导电体所需的临界电压。
14.如权利要求12所述的方法，其中，将所述各向异性导电层变成非导电体的步骤包括：控制所述外部的能量使其大于将所述各向异性导电层变成非导电体所需的临界电压。
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