[go: up one dir, main page]

WO2011002071A1 - プローブおよびその製造方法ならびにプローブ顕微鏡ならびに磁気ヘッドおよびその製造方法ならびに磁気記録再生装置 - Google Patents

プローブおよびその製造方法ならびにプローブ顕微鏡ならびに磁気ヘッドおよびその製造方法ならびに磁気記録再生装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2011002071A1
WO2011002071A1 PCT/JP2010/061290 JP2010061290W WO2011002071A1 WO 2011002071 A1 WO2011002071 A1 WO 2011002071A1 JP 2010061290 W JP2010061290 W JP 2010061290W WO 2011002071 A1 WO2011002071 A1 WO 2011002071A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
layers
magnetic
probe
laminated
dimensional
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2010/061290
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
石橋晃
海住英生
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hokkaido University NUC
Original Assignee
Hokkaido University NUC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hokkaido University NUC filed Critical Hokkaido University NUC
Priority to JP2011520988A priority Critical patent/JP5578527B2/ja
Priority to DE112010002768T priority patent/DE112010002768T5/de
Priority to US13/379,564 priority patent/US20120121935A1/en
Publication of WO2011002071A1 publication Critical patent/WO2011002071A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01Q—SCANNING-PROBE TECHNIQUES OR APPARATUS; APPLICATIONS OF SCANNING-PROBE TECHNIQUES, e.g. SCANNING PROBE MICROSCOPY [SPM]
    • G01Q60/00—Particular types of SPM [Scanning Probe Microscopy] or microscopes; Essential components thereof
    • G01Q60/50—MFM [Magnetic Force Microscopy] or apparatus therefor, e.g. MFM probes
    • G01Q60/54—Probes, their manufacture, or their related instrumentation, e.g. holders
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y35/00—Methods or apparatus for measurement or analysis of nanostructures
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
    • G11B5/31—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive using thin films
    • G11B5/3163—Fabrication methods or processes specially adapted for a particular head structure, e.g. using base layers for electroplating, using functional layers for masking, using energy or particle beams for shaping the structure or modifying the properties of the basic layers
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B9/00—Recording or reproducing using a method not covered by one of the main groups G11B3/00 - G11B7/00; Record carriers therefor
    • G11B9/12—Recording or reproducing using a method not covered by one of the main groups G11B3/00 - G11B7/00; Record carriers therefor using near-field interactions; Record carriers therefor
    • G11B9/14—Recording or reproducing using a method not covered by one of the main groups G11B3/00 - G11B7/00; Record carriers therefor using near-field interactions; Record carriers therefor using microscopic probe means, i.e. recording or reproducing by means directly associated with the tip of a microscopic electrical probe as used in Scanning Tunneling Microscopy [STM] or Atomic Force Microscopy [AFM] for inducing physical or electrical perturbations in a recording medium; Record carriers or media specially adapted for such transducing of information
    • G11B9/1409—Heads
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y10/00—Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y25/00—Nanomagnetism, e.g. magnetoimpedance, anisotropic magnetoresistance, giant magnetoresistance or tunneling magnetoresistance
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01Q—SCANNING-PROBE TECHNIQUES OR APPARATUS; APPLICATIONS OF SCANNING-PROBE TECHNIQUES, e.g. SCANNING PROBE MICROSCOPY [SPM]
    • G01Q80/00—Applications, other than SPM, of scanning-probe techniques
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/11—Magnetic recording head
    • Y10T428/1171—Magnetic recording head with defined laminate structural detail

Definitions

  • the present invention relates to a probe, a method for manufacturing the same, a probe microscope, a magnetic head, a method for manufacturing the same, and a magnetic recording / reproducing apparatus, and more particularly, a probe suitable for observing a minute region and a probe microscope or high-density magnetic using the probe.
  • the present invention relates to a magnetic head suitable for recording and a magnetic recording / reproducing apparatus using the magnetic head.
  • a magnetic head capable of high-density recording is required as the recording density of a magnetic recording medium is further improved.
  • a top-down technique using a microfabrication technique has been conventionally used (for example, JP-A-9-270322 and JP-A-2000). -149214 and JP-A-2005-122838).
  • a conventional scanning probe microscope uses a probe having a tip pointed to an atomic scale, but it has been difficult to manufacture such a probe with high controllability and high productivity. Also, this probe is fragile and difficult to handle. On the other hand, it is extremely difficult to manufacture a magnetic head having a gap length on the order of nanometers or sub-nanometers by a conventional method of manufacturing a magnetic head using a microfabrication technique.
  • a microfabrication technique there has been an element in which two thin pieces composed of a periodic structure of a conductor layer and a dielectric layer are stacked so that the layers intersect each other and the edges of the conductor layers face each other with a gap therebetween. Has been proposed (see WO 06/035610 and WO 09/041239).
  • a laminated film in which metal magnetic films and insulating thin films are alternately laminated is formed on a first nonmagnetic substrate, a second nonmagnetic substrate is joined on the laminated film, and the joined body is bonded to the laminated film.
  • a magnetic head in which stripe-shaped metal magnetic films and insulating thin films formed by cutting in a direction perpendicular to the film are alternately arranged has been proposed (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-277612).
  • a lower magnetic pole layer, an upper magnetic pole layer, a recording gap layer, and a thin film coil are provided.
  • the thin film coil is spirally wound around the upper magnetic pole layer while being insulated from the lower magnetic pole layer and the upper magnetic pole layer.
  • a thin film magnetic head has been proposed (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-310975).
  • these magnetic heads it is extremely difficult to perform recording / reproduction of signals on / from a minute recording area having a size on the order of nanometers or sub-nanometers. Therefore, the problem to be solved by the present invention is that a probe having a gap length on the order of nanometers or sub-nanometers and not easily broken can be easily obtained. It is an object of the present invention to provide a probe that can be probed, a manufacturing method thereof, and a probe microscope using such a probe.
  • Another problem to be solved by the present invention is that a magnetic head having a gap length on the order of nanometers or sub-nanometers and hard to break can be easily obtained. It is an object to provide a magnetic head capable of recording / reproducing a signal, a manufacturing method thereof, and a magnetic recording / reproducing apparatus using such a magnetic head.
  • the present invention provides: One or a plurality of quasi-zero dimensional regions formed by opposing conductors are formed in a two-dimensional plane, and the quasi-zero dimensional region is exposed on the surface. It is a probe characterized by being able to detect signals from the intersecting direction.
  • the quasi-zero-dimensional region is a region in the order of nanometers or sub-nanometers that can be regarded as a quasi-zero-dimensional region, for example, a size of 20 nm or less, typically a size of 10 nm or less. Means.
  • this invention By laminating at least two pieces of a structure composed of a laminate of a conductor layer and a dielectric layer so that the layers intersect each other and the edges of the conductor layers face each other with a gap therebetween Forming a laminated structure in which one or more pseudo-zero dimensional regions are formed; And a step of cutting the laminated structure along a dividing plane that passes through or near the intersection of the layers and divides the intersection angle of the layers.
  • this invention One or a plurality of quasi-zero dimensional regions formed by opposing conductors are formed in a two-dimensional plane, and the quasi-zero dimensional region is exposed on the surface.
  • this invention One or a plurality of pseudo 0-dimensional regions formed by opposing magnetic bodies are formed in a two-dimensional plane, and the pseudo 0-dimensional region is exposed on the surface, so that A magnetic head is characterized in that signals can be detected from crossing directions.
  • this invention By laminating at least two thin pieces made of a structure in which a magnetic layer and a dielectric layer are laminated so that the layers intersect each other and the edges of the magnetic layers face each other with a gap therebetween Forming a laminated structure in which one or more pseudo-zero dimensional regions are formed; And a step of cutting the laminated structure along a dividing plane that passes through or near the intersection of the layers and divides the intersection angle of the layers.
  • this invention One or a plurality of pseudo 0-dimensional regions formed by opposing magnetic bodies are formed in a two-dimensional plane, and the pseudo 0-dimensional region is exposed on the surface, so that A magnetic recording / reproducing apparatus having a magnetic head capable of detecting signals from crossing directions.
  • the layers intersect each other, and the edges of the conductor layer have a gap between them.
  • the pseudo 0-dimensional region formed by stacking so as to face each other is formed in a two-dimensional plane, and the pseudo 0-dimensional region is exposed on the surface, so that the direction perpendicular to the surface is formed.
  • the signal can be detected from Alternatively, in the above-described probe, typically, at least two slices having a structure in which a conductor layer is sandwiched between dielectric layers, the layers intersect each other, and the edges of the conductor layer are A quasi-zero dimensional region is exposed on a surface composed of a two-dimensional surface that is laminated so as to face each other with a gap therebetween and includes the side surfaces of at least two thin pieces.
  • the probe typically has at least two thin pieces made of a structure in which a conductor layer and a dielectric layer are stacked, the layers intersect each other, and the edges of the conductor layer are
  • the laminated structure laminated so as to face each other with a gap passes through the intersection of the layers or the vicinity thereof, and has a shape cut along a dividing plane that divides the intersection angle of the layers.
  • a structure in which a conductor layer and a dielectric layer are stacked is typically a periodic structure of a conductor layer and a dielectric layer, but is not limited thereto.
  • the number of conductor layers and dielectric layers contained in one thin piece is not particularly limited, and is selected as necessary.
  • a plurality of conductor layers or a plurality of dielectric layers are present in one thin piece, their thicknesses may be the same or different from each other.
  • the layers intersect each other, and the edges of the magnetic layer are gaps.
  • the pseudo 0-dimensional region formed by stacking so as to oppose each other through the surface is formed in a two-dimensional plane, and the pseudo 0-dimensional region is exposed on the surface, so that it is orthogonal to the surface. A signal can be detected from the direction.
  • the layers are stacked so as to face each other through a gap, and a pseudo zero-dimensional region is exposed on a surface formed of a two-dimensional surface including the side surfaces of at least two thin pieces.
  • the above-described magnetic head typically has at least two thin pieces made of a structure in which a magnetic layer and a dielectric layer are laminated, the layers intersect each other, and the edges of the magnetic layer are Has a shape obtained by cutting a laminated structure laminated so as to face each other through a gap along a dividing plane that passes through or near the intersection of the layers and divides the intersection angle of the layers.
  • a structure in which a magnetic layer and a dielectric layer are stacked is typically a periodic structure of a magnetic layer and a dielectric layer, but is not limited thereto.
  • the number of magnetic layers and dielectric layers included in one thin piece is not particularly limited, and is selected as necessary.
  • a thin piece made of a structure in which a conductor layer and a dielectric layer are laminated, or a laminated piece in which at least two thin pieces made of a structure in which a magnetic layer and a dielectric layer are laminated are laminated.
  • the dividing plane that divides the structure is a bisector of the crossing angle of the above layers, but is not limited thereto.
  • at least two of the above-mentioned thin pieces are laminated so that the layers intersect each other at an angle of 90 degrees, but the present invention is not limited to this.
  • the conductor layer of the probe is typically made of metal, and as the metal, for example, gold, palladium, platinum, titanium, and various alloys can be used, and are selected as necessary.
  • the magnetic layer of the magnetic head is typically made of a ferromagnetic material, and various materials such as nickel, iron, nickel-iron alloy, iron-nickel-chromium alloy are used as the ferromagnetic material. Can be selected as needed.
  • the dielectric layer of the probe or magnetic head is made of an organic or inorganic dielectric.
  • the organic dielectric for example, various polymers (resins) such as polyethylene naphthalate, polyethylene terephthalate, polytrimethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polybutylene naphthalate, and polyimide can be used.
  • polymers such as polyethylene naphthalate, polyethylene terephthalate, polytrimethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polybutylene naphthalate, and polyimide
  • silicon dioxide, aluminum oxide, or the like can be used.
  • the thickness of the conductor layer or the magnetic layer is selected as necessary, but is typically 0.2 nm or more and 100 nm or less.
  • the lower limit of 0.2 nm of the thickness is the minimum thickness that can be formed by vacuum deposition or the like.
  • the thickness of the dielectric layer is not particularly limited and is selected as necessary, but is typically 0.2 nm or more and 50 ⁇ m or less.
  • the lower limit of 0.2 nm of the thickness of the dielectric layer is also the minimum thickness that can be formed by vacuum deposition or the like.
  • a method of manufacturing a thin piece made of a structure in which a conductor layer and a dielectric layer are laminated or a thin piece made of a structure in which a magnetic layer and a dielectric layer are laminated is not particularly limited.
  • a two-roll process creates a disc-shaped roll in which conductor layers and dielectric layers are alternately and periodically formed in the radial direction, or magnetic layers and dielectric layers are alternately and periodically formed in the radial direction.
  • a disc-shaped roll can be produced, and a thin piece can be cut out from the roll.
  • the number of laminating layers is selected as necessary.
  • the flakes are typically square or rectangular, but are not limited thereto. The size and thickness of the flakes are also selected as necessary.
  • the thin pieces to be laminated may be the same or different from each other. For example, two thin pieces having different intervals between the conductor layers may be laminated, or the interval between the magnetic layers may be increased. Two different thin pieces may be laminated.
  • one or a plurality of pseudo 0-dimensional regions formed by opposing conductors or magnetic materials are formed in a two-dimensional plane, and the pseudo 0-dimensional regions are exposed on the surface.
  • the probe or the magnetic head manufactured in this way consists of a laminated structure in which thin pieces are laminated, it has high mechanical strength and is easy to handle.
  • FIG. 1A and FIG. 1B are a front view and a side view showing a vacuum evaporation apparatus used for manufacturing a magnetic head in the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view showing a disk-shaped roll manufactured using the vacuum vapor deposition apparatus shown in FIGS. 1A and 1B.
  • FIG. 3 is a perspective view showing a thin piece cut out from the disk-shaped roll shown in FIG.
  • FIG. 4 is a perspective view showing a laminated structure in which two pieces shown in FIG. 3 are laminated so that their layers intersect each other at an angle of 90 degrees.
  • FIG. 5 is a plan view showing a laminated structure in which two thin pieces shown in FIG. 3 are laminated so that their layers cross each other at an angle of 90 degrees.
  • FIGS. 1A and FIG. 1B are a front view and a side view showing a vacuum evaporation apparatus used for manufacturing a magnetic head in the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view showing a disk
  • FIG. 6A and 6B are a perspective view and a side view showing an intersection of one magnetic film of one thin piece and one magnetic film of the other thin piece of the laminated structure shown in FIG. It is.
  • FIG. 7 is a plan view for explaining a method of cutting the laminated structure shown in FIG.
  • FIG. 8 is a perspective view showing the magnetic head according to the first embodiment of the present invention obtained by cutting the laminated structure shown in FIG.
  • FIG. 9 is a side view showing the magnetic head according to the first embodiment of the present invention obtained by cutting the laminated structure shown in FIG.
  • FIG. 10 is a bottom view showing the magnetic head according to the first embodiment of the present invention obtained by cutting the laminated structure shown in FIG. FIG.
  • FIG. 11 shows one head portion of the magnetic head according to the first embodiment of the present invention obtained by cutting the laminated structure shown in FIG. 4 and two magnetic films constituting the head portion. It is a perspective view which shows a shape.
  • FIG. 12 is a schematic diagram schematically showing a state in which recording or reproduction is performed on a magnetic recording medium using the magnetic head according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a cross-sectional transmission electron micrograph of a sample in which a nickel thin film having a thickness of 20 nm is formed on a PEN film.
  • FIG. 14 is a bottom view showing a magnetic head according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 15 is a perspective view showing a thin piece used for manufacturing a magnetic head according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a schematic diagram schematically showing a state in which recording or reproduction is performed on a magnetic recording medium using the magnetic head according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a cross-section
  • FIG. 16 is a perspective view showing a laminated structure in which two thin pieces shown in FIG. 15 are laminated so that their layers intersect each other at an angle of 90 degrees.
  • FIG. 17 is a bottom view showing a magnetic head according to a third embodiment of the present invention obtained by cutting the laminated structure shown in FIG.
  • FIG. 18 is a perspective view showing a thin piece used for manufacturing a probe according to the fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 19 shows a fifth embodiment of the present invention obtained by cutting a laminated structure in which two thin pieces shown in FIG. 18 are laminated so that their layers intersect each other at an angle of 90 degrees. It is a perspective view which shows the probe by.
  • FIG. 20 is a perspective view showing a thin piece used for manufacturing a probe according to the eighth embodiment of the present invention.
  • FIG. 20 is a perspective view showing a thin piece used for manufacturing a probe according to the eighth embodiment of the present invention.
  • FIG. 21 shows an eighth embodiment of the present invention obtained by cutting a laminated structure in which two pieces shown in FIG. 20 are laminated so that their layers intersect each other at an angle of 90 degrees. It is a perspective view which shows the probe by.
  • FIG. 22 shows a ninth embodiment of the present invention obtained by cutting a laminated structure in which the thin piece shown in FIG. 18 and the thin piece shown in FIG. 20 are laminated so that their layers intersect each other at an angle of 90 degrees. It is a perspective view which shows the probe by embodiment of this.
  • FIGS. 1A and 1B are a front view and a side view of a vacuum chamber 11 of a vacuum deposition apparatus.
  • a dielectric layer 13 such as a flat tape-like resin base film having a narrow width and a thin width is formed on the roller 12, for example.
  • a magnetic film (not shown) is thinly formed on one surface of the dielectric layer 13 by evaporating the metal magnetic material from the vapor deposition source 14, and then the dielectric layer 13 with the magnetic film is formed. Winding is performed by the winding roller 15.
  • Reference numeral 16 denotes a support plate for holding the dielectric layer 13 from both sides.
  • the thickness of the dielectric layer 13 is, for example, not less than 0.2 nm and not more than 50 ⁇ m, and the thickness of the magnetic film is not less than 0.2 nm and not more than 100 nm.
  • a spiral structure is formed. However, in FIG. 1A, for convenience of illustration, a spiral structure is substituted with a concentric circle structure. Next, if necessary, both sides of the disk-shaped spiral structure are polished and flattened by a chemical mechanical polishing (CMP) method or the like. Next, a part of the disk-shaped spiral structure whose both surfaces are polished in this way is cut out as shown by a dashed-dotted line rectangle (rectangle or square) in FIG. FIG. 3 shows the slice 18 cut out in this way. As shown in FIG. 3, in the thin piece 18, stripe-shaped dielectric layers 13 and magnetic films 17 are alternately and periodically formed in the in-plane direction.
  • CMP chemical mechanical polishing
  • the dielectric layer 13 and the magnetic film 17 of the thin piece 18 have a spiral structure and are curved in a strict sense, the period of the magnetic film 17 is sufficiently small, for example, by selecting from 10 nm to 1 ⁇ m.
  • the dielectric layer 13 and the magnetic film 17 can be regarded as extending linearly.
  • FIG. 3 the case where the number of the magnetic films 17 in the thin piece 18 is 7 is illustrated as an example, but the present invention is not limited to this.
  • another thin piece 20 having the same structure as that of the thin piece 18 is formed on the thin piece 18 via a spacer layer 19 made of a dielectric.
  • the magnetic film 17 is laminated so that the magnetic films 17 intersect each other at an angle of 90 degrees and the edges of the magnetic film 17 face each other to form a laminated structure.
  • the planar shape of the thin piece 18 is a square.
  • FIG. 5 shows a plan view of this laminated structure.
  • 6A and 6B show the intersection of one magnetic film 17 of the thin piece 18 and one magnetic film 17 of the thin piece 20 with the dielectric layer 13 and the spacer layer 19 omitted. It is the perspective view and top view which expanded and showed by.
  • the size of the intersection of one magnetic film 17 of the thin piece 18 and one magnetic film 17 of the thin piece 20 is a square having a side length d.
  • the thickness of the spacer layer 19 is selected to be equal to the gap length of the head portion.
  • This spacer layer 19 is made of, for example, SiO. 2 Or a dielectric material such as a polymer material.
  • the spacer layer 19 can be formed on one surface of the thin piece 18 or the thin piece 20.
  • an appropriate method can be used depending on the material of the spacer layer 19, for example, a vacuum deposition method, a sputtering method, a chemical vapor deposition (CVD) method, a metal organic chemical vapor phase, or the like.
  • a growth (MOCVD) method, a coating method, or the like can be used.
  • the thin piece 18 When laminating the thin pieces 18 and 20 to form a laminated structure, for example, the thin piece 18 is placed on the support base, and the thin piece 20 is placed thereon and pressed, so that the thin pieces 18 and 20 are interposed via the spacer layer 19. Adhere 20 to each other. In this state, a support plate is attached to the four side surfaces (end surfaces) of the laminated structure of the thin pieces 18 and 20 by using an adhesive such as an epoxy adhesive, for example, from polymethyl methacrylate (PMMA). Next, after the pressing of the thin piece 20 is released, the support plate attached to both sides of the laminated structure of the thin pieces 18 and 20 and the side surface of the laminated structure is bonded to the support plate by an adhesive such as an epoxy adhesive, for example, PMMA.
  • an adhesive such as an epoxy adhesive, for example, PMMA.
  • the cutting can be performed using a pulsed laser beam by a femtosecond laser.
  • FIG. 8 shows one triangular prism-shaped fragment thus divided into two.
  • FIG. 9 shows a side view of the triangular prism-shaped piece
  • FIG. 10 shows a bottom surface formed of a cut surface.
  • This triangular prism-shaped piece constitutes the magnetic head 22.
  • the magnetic film 17 of the thin piece 18 is formed on the bottom surface of the cut surface exposed on the surface via the gap G formed by the spacer layer 19.
  • a plurality of head portions having a structure in which the edges of the magnetic film 17 of the thin piece 20 face each other in the width direction and intersect each other at an angle of 90 °, and the intersecting portions form a gap G as a pseudo zero-dimensional region.
  • the head portion H 1 ⁇ H 7 Are arranged in a straight line at equal intervals.
  • the two thin pieces 18 and 20 having a structure in which the magnetic film 17 is sandwiched between the dielectric layers 13, the layers intersect each other, and the edge of the magnetic film 17 is formed.
  • FIG. 4 The shape of a pair of magnetic body film
  • FIG. 12 shows a state in which recording or reproduction is performed on a magnetic recording medium by this magnetic head 22. As shown in FIG.
  • the magnetic head 22 is supported by a predetermined support member (not shown), and the head portion (for example, the head portion H) of the bottom surface of the magnetic head 22 is supported.
  • 1 ⁇ H 7 Is approached or brought into contact with the surface of the magnetic recording medium 23 from a direction crossing the surface, for example, a direction orthogonal to the surface, and recording or reproduction is performed. In this case, recording or reproduction can be performed simultaneously by a plurality of head units. Examples will be described.
  • PEN polyethylene naphthalate
  • TEONEX Q65 made by Teijin DuPont Co., Ltd.
  • a nickel thin film is formed as a magnetic film 13 by a vacuum vapor deposition method and is wound up by a winding roll.
  • the nickel thin film was formed by the same procedure using, for example, a vacuum deposition apparatus similar to that described in International Publication No. 09/041239. The thickness of the nickel thin film was 17 nm.
  • the flaky laminated body of the square shape shown with a dashed-dotted line in FIG. 2 is cut out.
  • two laminates are cut out, and one surface of the one laminate is formed as SiO 2 as a spacer layer 19 by vacuum deposition. 2 A film was formed. SiO 2 The thickness of the film was 2 nm.
  • these two laminates are bonded to each other at an angle of 90 ° so that the edges of the nickel thin films face each other.
  • the lamination of the two laminates is performed by adhering a PMMA plate to the four side surfaces of the laminate with an epoxy adhesive in a state where the laminates are pressed and adhered, This was performed by adhering the PMMA plate to the PMMA plate bonded to the upper and lower surfaces and the side surface of the laminate with an epoxy adhesive.
  • the two laminated bodies formed as a whole surrounded by the PMMA plate were cut along a bisector plane 21 shown by a one-dot chain line in FIG. 7 to manufacture a multi-type magnetic head. As an example, FIG.
  • FIG. 13 shows a cross-sectional transmission electron microscope image (cross-sectional TEM image) of a sample in which a nickel thin film having a thickness of 20 nm is formed on a PEN film by vacuum deposition.
  • the adhesive covering the surface of the nickel thin film indicates the adhesive used when bonding the support substrate (not shown) to the nickel thin film side during the preparation of the cross-sectional TEM observation sample. From FIG. 13, it can be seen that nickel atoms do not enter the PEN film, a clear nickel / PEN interface is formed, and the nickel / PEN interface is extremely flat.
  • the magnetic film 17 of the thin piece 18 and the magnetic film 17 of the thin piece 20 are connected via the gap G having a gap length determined by the thickness of the spacer layer 19. It is possible to easily obtain a multi-type magnetic head 22 in which a plurality of head portions having structures facing each other in the width direction are linearly arranged at equal intervals.
  • the gap length of each head portion can be made extremely small on the order of nanometers or sub-nanometers. For this reason, the magnetic head 22 can sufficiently cope with the ultra high recording density of the magnetic recording medium.
  • the magnetic head 22 since the magnetic head 22 has a plurality of head portions, recording or reproduction can be performed simultaneously on a plurality of locations on the surface of the magnetic recording medium, and the recording and reproduction speed can be greatly improved. . Further, since the magnetic head 22 is composed of a laminated structure in which the two thin pieces 18 and 20 are laminated, the mechanical head is not only high in mechanical strength and long in life but also easy to handle.
  • a magnetic head according to the second embodiment of the invention In the second embodiment, a minute spherical ball is used instead of the spacer layer 19 used in the first embodiment. Specifically, as shown in FIG. 14, another thin piece 20 having the same structure as that of the thin piece 18 is placed on the thin piece 18 via a large number of spherical balls 24.
  • the diameter of the ball 24 is selected to be equal to the gap length of the head portion.
  • plastic such as polystyrene can be used.
  • the balls 24 are dispersed on one surface of the thin piece 18 or the thin piece 20. Others are the same as in the first embodiment. According to the second embodiment, various advantages similar to those of the first embodiment can be obtained.
  • the spacer layer 19 used in the first embodiment is not used.
  • the upper surface of the magnetic film 17 exposed on one main surface of each of the thin pieces 18 and 20 is dug by a predetermined depth from this main surface, specifically, a distance corresponding to 1 ⁇ 2 of the gap length.
  • polishing conditions are selected when both surfaces of the disc-shaped spiral structure shown in FIG. 2 are polished by, for example, a chemical mechanical polishing method, and the top of the magnetic film 17 is formed by the action of an alkaline solution used for polishing. To dissolve.
  • FIG. 15 shows a state in which the upper surface of the magnetic film 17 exposed on one main surface of the thin piece 18 is dug down by a distance corresponding to 1 ⁇ 2 of the gap length. As shown in FIG.
  • FIG. 17 shows the bottom surface of the magnetic head 22 which is a cut surface.
  • the laminated structure is shown by a two-dot chain line in FIG. Cut along and cut in two.
  • the cut surface indicated by the two-dot chain line passes through the intersection of the magnetic film 17 of the thin piece 18 and the magnetic film 17 of the thin piece 20 along a direction different from the bisector 21.
  • a plurality of head portions are formed on the cut surface at a pitch larger than that of the first embodiment.
  • Other than the above are the same as in the first embodiment. According to the fourth embodiment, various advantages similar to those of the first embodiment can be obtained.
  • Next explained is the fifth embodiment of the invention.
  • a probe used in a probe microscope and a manufacturing method thereof will be described.
  • a nonmagnetic metal film is used instead of the magnetic film 17 in the first embodiment.
  • a nonmagnetic metal film is formed in the vacuum vapor deposition apparatus shown in FIG. 1, instead of forming a magnetic film.
  • a disk-like spiral structure similar to that shown in FIG. 2 is formed, and a part of this spiral structure is formed into a quadrilateral (rectangular shape) of FIG. (Or square).
  • FIG. 18 shows the slice 25 cut out in this way. As shown in FIG.
  • stripe-shaped dielectric layers 13 and metal films 26 are alternately and periodically formed in the in-plane direction.
  • the thickness of the dielectric layer 13 is, for example, not less than 0.2 nm and not more than 50 ⁇ m
  • the thickness of the metal film 26 is not less than 0.2 nm and not more than 100 nm.
  • another thin piece having the same structure as that of the thin piece 25 is formed on the thin piece 25 via a spacer layer made of a dielectric material.
  • the metal film 26 is laminated so as to intersect at an angle of 90 degrees to form a laminated structure.
  • the thickness of the spacer layer is appropriately selected according to the gap length of the probe portion.
  • the spacer layer is the same as in the first embodiment.
  • FIG. 19 shows one triangular prism fragment thus divided in two.
  • another thin piece having the same structure as the thin piece 25 is denoted by reference numeral 27.
  • This triangular prism-shaped fragment constitutes the probe 28.
  • the width of the metal film 26 of the thin piece 25 and the metal film 26 of the thin piece 27 are reduced by the gap G formed by the spacer layer 19 on the bottom surface formed of the cut surface.
  • a plurality of probe parts having a structure in which edges are opposed to each other in a direction (for example, probe part P 1 ⁇ P 7 ) Are arranged in a straight line at equal intervals.
  • a voltage can be applied between the metal film 26 of the thin piece 25 and the metal film 26 of the thin piece 27 by an external power source.
  • the electric field can be concentrated in the gap G formed by the spacer layer 19 with extremely high density. Detection by the probe unit can be easily performed (see the related description of FIG. 10B of WO 06/035610).
  • the metal film 26 of the thin piece 25 and the metal film 26 of the thin piece 27 face each other in the width direction via the gap G having a gap length determined by the thickness of the spacer layer 19. It is possible to easily obtain a multi-type probe 28 in which a plurality of probe portions are linearly arranged at equal intervals. In the probe 28, by selecting the thickness of the spacer layer 19 on the order of nanometers or sub-nanometers, the gap length of each probe portion can be made extremely small on the order of nanometers or sub-nanometers. For this reason, according to this probe 28, it is possible to sufficiently cope with the exploration of a minute region on the sample surface.
  • the probe 28 since the probe 28 has a plurality of probe portions, it is possible to simultaneously search for a plurality of locations on the sample surface, and to greatly improve the speed of searching. Further, since the probe 28 is composed of a laminated structure in which two thin pieces 25 and 27 are laminated, the mechanical strength is high, the life is long, and handling is easy.
  • a probe according to the sixth embodiment of the invention In the sixth embodiment, a minute spherical ball is used instead of the spacer layer 19 used in the fifth embodiment. Others are the same as in the fifth embodiment. According to the sixth embodiment, various advantages similar to those of the fifth embodiment can be obtained.
  • a probe according to the seventh embodiment of the invention In the seventh embodiment, the spacer layer 19 used in the fifth embodiment is not used.
  • the upper surface of the metal film 26 exposed on one main surface of each of the thin pieces 25 and 27 is dug by a predetermined depth from this main surface, specifically, a distance corresponding to 1 ⁇ 2 of the gap length. Then, one main surface of the thin piece 25 in which the upper surface of the metal film 26 is dug down by a distance corresponding to 1 ⁇ 2 of the gap length and the upper surface of the metal film 26 of the thin piece 27 corresponds to 1 ⁇ 2 of the gap length.
  • the thin piece 27 is laminated on the thin piece 25 so as to come into contact with one main surface dug down by a distance to form a laminated structure. Thereafter, similarly to the first embodiment, the laminated structure is cut and divided into two parts, and the probe 28 is manufactured.
  • a probe according to the eighth embodiment of the invention is produced.
  • the dielectric layer 13 and the metal film 26 are alternately formed, but the thickness of the dielectric layer 13 is alternately t. 1 , T 2 (T 2 ⁇ T 1 Or t 2 ⁇ t 1 ) And have changed.
  • the thickness of the metal film 26 is constant. That is, the dielectric layer 13 and the metal film 26 have a double periodic structure.
  • the slice 25 has a thickness t 2
  • a pair of metal films 26 provided with the dielectric layer 13 in between are arranged at equal intervals.
  • the thin piece 27 has the same structure as the thin piece 25.
  • Such thin pieces 25 and 27 can be manufactured as follows, for example. That is, as in the first embodiment, in the vacuum deposition apparatus shown in FIGS. 1A and 1B, on one surface of the dielectric layer 13 such as a resin base film sent from the roller 12, The metal is evaporated from the evaporation source 14 to form a thin metal film (not shown).
  • the thickness of the dielectric layer 13 fed from the roller 12 is set to t 1
  • a metal film (not shown) is thinly formed by evaporating metal from another vapor deposition source (not shown) on the other surface of the dielectric layer 13 between the roller 12 and the take-up roller 15.
  • a thickness t is formed on the metal film between the roller 12 and the take-up roller 15. 2
  • the dielectric layer 13 is formed. This thickness t 2
  • another deposition source (not shown) is used, for example, SiO 2 2
  • An insulator such as the above may be vacuum-deposited, or the insulator may be applied by a coating apparatus (not shown).
  • the thin pieces 25 and 27 can be obtained by cutting out a part of the disk-shaped spiral structure thus manufactured in the same manner as in the first embodiment.
  • another layer having the same structure as that of the thin piece 25 is provided on the thin piece 25 via a spacer layer 19 made of a dielectric.
  • the thin pieces 27 are laminated so that the dielectric layer 13 and the metal film 26 intersect each other at an angle of 90 degrees and the edges of the metal film 26 face each other to form a laminated structure.
  • the laminated structure is passed through the intersection of the dielectric layer 13 and the metal film 26 of the thin pieces 25 and 27, and the bisecting surface 21 that bisects the intersection angle of the dielectric layer 13 and the metal film 26.
  • the eighth embodiment in addition to various advantages similar to those of the fifth embodiment, the following advantages can be obtained. That is, according to the eighth embodiment, it is possible to obtain a multi-type probe in which a pair of probe portions arranged close to each other are arranged at equal intervals on the bottom surface formed of a cut surface. In this case, for example, a pair of metal films 26 constituting one probe part of a pair of probe parts arranged close to each other are used as the first electrode and the second electrode, and the other probe part is constituted.
  • the pair of metal films 26 can be used as the third electrode and the fourth electrode, and a proximity four-electrode probe can be realized.
  • a probe according to the ninth embodiment of the invention the thin piece 25 is the same as that of the eighth embodiment, and the thin piece 27 is the same as that of the fifth embodiment.
  • the thin piece 27 is formed on the thin piece 25 via the spacer layer 19 made of a dielectric, and the dielectric layer 13 and the metal film 26 are arranged. Are stacked such that they intersect each other at an angle of 90 degrees and the edges of the metal film 26 face each other.
  • the laminated structure is cut along a bisector 21 that bisects the crossing angle of the dielectric layer 13 and the metal film 26 and is divided into two. At this time, this cutting is performed so that only one of the intersecting portions of the metal films 26 of the thin pieces 25 and 27 arranged close to each other in the direction parallel to the metal film 26 of the thin pieces 27 passes.
  • the ninth embodiment in addition to the various advantages similar to those of the fifth embodiment, the following advantages can be obtained. That is, according to the ninth embodiment, when the pair of metal films 26 constituting the probe part exposed on the bottom surface made of the cut surface is used as the first electrode and the second electrode, they are close to the probe part.
  • each metal film 26 constituting the intersection of the metal films 26 can be used as the third electrode, and a probe with a proximity third electrode can be realized.
  • the embodiments and examples of the present invention have been specifically described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments and examples, and various modifications based on the technical idea of the present invention. Is possible.
  • the numerical values, materials, shapes, arrangements, structures, and the like given in the above-described embodiments and examples are merely examples, and different numerical values, materials, shapes, arrangements, structures, etc. are used as necessary. Also good.
  • two or more of the first to ninth embodiments may be combined as necessary.
  • the laminated structure of the thin pieces 25 and 27 may be cut along a direction different from the bisector 21 as in the fourth embodiment.
  • the thin pieces 18 and 20 are configured in the same manner as the thin pieces 25 and 27 of the fourth embodiment, and the laminated structure of these thin pieces 18 and 20 is arranged along the bisector 21. It is also possible to manufacture a multi-type magnetic head by cutting.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Magnetic Heads (AREA)
  • Manufacturing Of Magnetic Record Carriers (AREA)
  • Magnetic Record Carriers (AREA)

Abstract

　導電体層と誘電体層とを積層した構造体からなる薄片を少なくとも２枚、それらの層が互いに交差し、かつ、導電体層のエッジ同士がギャップを介して対向するように積層した積層構造体を上記層の交差部またはその近傍を通り、かつ上記層の交差角度を分割する分割面に沿って切断することによりプローブを製造する。導電体層として磁性体層を用いることにより、磁気ヘッドを製造する。

Description

プローブおよびその製造方法ならびにプローブ顕微鏡ならびに磁気ヘッドおよびその製造方法ならびに磁気記録再生装置
　この発明は、プローブおよびその製造方法ならびにプローブ顕微鏡ならびに磁気ヘッドおよびその製造方法ならびに磁気記録再生装置に関し、特に、微小領域の観測に用いて好適なプローブおよびこのプローブを用いたプローブ顕微鏡あるいは高密度磁気記録に用いて好適な磁気ヘッドおよびこの磁気ヘッドを用いた磁気記録再生装置に関する。
　近年、試料表面の微小領域の探査には、走査型トンネル顕微鏡、原子間力顕微鏡などの走査プローブ顕微鏡が多く用いられている。
　一方、磁気記録再生装置においては、磁気記録媒体の記録密度の一層の向上に伴い、高密度記録が可能な磁気ヘッドが求められている。このような高密度記録が可能な磁気ヘッドを製造する方法としては、従来より、微細加工技術を応用したトップダウンの手法が用いられている（例えば、特開平９−２７０３２２号公報、特開２０００−１４９２１４号公報および特開２００５−１２２８３８号公報参照）。
　しかしながら、従来の走査プローブ顕微鏡においては、先端が原子スケールに尖った探針を用いているが、このような探針を高い制御性でしかも高い生産性で製造することは困難であった。また、この探針は壊れやすいため、取り扱いが難しかった。
　一方、従来の微細加工技術を用いて磁気ヘッドを製造する方法では、ギャップ長がナノメートルまたはサブナノメートルのオーダーの磁気ヘッドを製造することは極めて困難である。
　近年、導電体層と誘電体層との周期構造体からなる薄片を２枚、それらの層が互いに交差し、かつ、導電体層のエッジ同士がギャップを介して対向するように積層した素子が提案されている（国際公開第０６／０３５６１０号および国際公開第０９／０４１２３９号参照）。しかしながら、これらの素子は、試料表面の探査を行うプローブあるいは磁気ヘッドとして用いることができない。また、第１の非磁性基板上に金属磁性膜と絶縁薄膜とを交互に積層した積層膜を形成し、この積層膜の上に第２の非磁性基板を接合し、この接合体を前記積層膜に対し直角な方向に切断することにより形成した、ストライプ状の金属磁性膜および絶縁薄膜が交互に配置された磁気ヘッドが提案されている（特開昭６２−２７７６１２号公報参照）。また、下部磁極層と上部磁極層と記録ギャップ層と薄膜コイルとを備え、この薄膜コイルは下部磁極層および上部磁極層に対して絶縁された状態で上部磁極層の周りに螺旋状に巻回された薄膜磁気ヘッドが提案されている（特開２００４−３１０９７５号公報参照）。しかしながら、これらの磁気ヘッドでは、ナノメートルまたはサブナノメートルのオーダーの大きさの微小記録領域に対する信号の記録再生を行うことは極めて困難である。
　そこで、この発明が解決しようとする課題は、ギャップ長がナノメートルまたはサブナノメートルのオーダーでしかも壊れにくいプローブを容易に得ることができ、ナノメートルまたはサブナノメートルのオーダーの大きさの微小領域の表面探査が可能なプローブおよびその製造方法ならびにそのようなプローブを用いたプローブ顕微鏡を提供することである。
　この発明が解決しようとする他の課題は、ギャップ長がナノメートルまたはサブナノメートルのオーダーでしかも壊れにくい磁気ヘッドを容易に得ることができ、ナノメートルまたはサブナノメートルのオーダーの大きさの微小記録領域に対する信号の記録再生が可能な磁気ヘッドおよびその製造方法ならびにそのような磁気ヘッドを用いる磁気記録再生装置を提供することである。
　上記課題および他の課題は、添付図面を参照した本明細書の記述によって明らかとなるであろう。
　上記課題を解決するために、この発明は、
　導電体が対向することにより形成される一つまたは複数の擬０次元領域が２次元面内に形成されており、かつ、上記擬０次元領域が表面に露出していることにより、上記表面に交差する方向から信号を検出することができることを特徴とするプローブである。
　ここで、擬０次元領域とは、擬似的に０次元領域とみなすことができるナノメートルまたはサブナノメートルのオーダーの大きさ、例えば２０ｎｍ以下の大きさ、典型的には１０ｎｍ以下の大きさの領域を意味する。
　また、この発明は、
　導電体層と誘電体層とを積層した構造体からなる薄片を少なくとも２枚、それらの層が互いに交差し、かつ上記導電体層のエッジ同士がギャップを介して対向するように積層したことにより一つまたは複数の擬０次元領域が形成された積層構造体を形成する工程と、
　上記積層構造体を上記層の交差部またはその近傍を通り、かつ上記層の交差角度を分割する分割面に沿って切断する工程とを有することを特徴とするプローブの製造方法である。
　また、この発明は、
　導電体が対向することにより形成される一つまたは複数の擬０次元領域が２次元面内に形成されており、かつ、上記擬０次元領域が表面に露出していることにより、上記表面に交差する方向から信号を検出することができるプローブを有することを特徴とするプローブ顕微鏡である。
　また、この発明は、
　磁性体が対向することにより形成される一つまたは複数の擬０次元領域が２次元面内に形成されており、かつ、上記擬０次元領域が表面に露出していることにより、上記表面に交差する方向から信号を検出することができることを特徴とする磁気ヘッドである。
　また、この発明は、
　磁性体層と誘電体層とを積層した構造体からなる薄片を少なくとも２枚、それらの層が互いに交差し、かつ上記磁性体層のエッジ同士がギャップを介して対向するように積層したことにより一つまたは複数の擬０次元領域が形成された積層構造体を形成する工程と、
　上記積層構造体を上記層の交差部またはその近傍を通り、かつ上記層の交差角度を分割する分割面に沿って切断する工程とを有することを特徴とする磁気ヘッドの製造方法である。
　また、この発明は、
　磁性体が対向することにより形成される一つまたは複数の擬０次元領域が２次元面内に形成されており、かつ、上記擬０次元領域が表面に露出していることにより、上記表面に交差する方向から信号を検出することができる磁気ヘッドを有することを特徴とする磁気記録再生装置である。
　上記のプローブにおいては、典型的には、導電体層と誘電体層とを積層した構造体からなる薄片を少なくとも２枚、それらの層が互いに交差し、かつ導電体層のエッジ同士がギャップを介して対向するように積層したことにより形成される擬０次元領域が２次元面内に形成されており、かつ、擬０次元領域が表面に露出していることにより、上記表面に直交する方向から信号を検出することができる。あるいは、上記のプローブにおいては、典型的には、導電体層が誘電体層により挟まれた構造を有する少なくとも２枚の薄片が、それらの層が互いに交差し、かつ導電体層のエッジ同士がギャップを介して対向するように積層され、少なくとも２枚の薄片の側面を含む２次元面からなる表面に擬０次元領域が露出している。あるいは、上記のプローブは、典型的には、導電体層と誘電体層とを積層した構造体からなる薄片を少なくとも２枚、それらの層が互いに交差し、かつ上記導電体層のエッジ同士がギャップを介して対向するように積層した積層構造体を上記層の交差部またはその近傍を通り、かつ上記層の交差角度を分割する分割面に沿って切断した形状を有する。導電体層と誘電体層とを積層した構造体は、典型的には、導電体層と誘電体層との周期構造体であるが、これに限定されるものではない。１枚の薄片に含まれる導電体層および誘電体層の数は特に限定されず、必要に応じて選ばれる。また、１枚の薄片内に複数の導電体層または複数の誘電体層が存在する場合、それらの厚さは、互いに同一であっても、互いに異なってもよい。
　上記の磁気ヘッドにおいては、典型的には、磁性体層と誘電体層とを積層した構造体からなる薄片を少なくとも２枚、それらの層が互いに交差し、かつ磁性体層のエッジ同士がギャップを介して対向するように積層したことにより形成される擬０次元領域が２次元面内に形成されており、かつ、擬０次元領域が表面に露出していることにより、上記表面に直交する方向から信号を検出することができる。あるいは、上記の磁気ヘッドにおいては、典型的には、磁性体層が誘電体層により挟まれた構造を有する少なくとも２枚の薄片が、それらの層が互いに交差し、かつ磁性体層のエッジ同士がギャップを介して対向するように積層され、少なくとも２枚の薄片の側面を含む２次元面からなる表面に擬０次元領域が露出している。あるいは、上記の磁気ヘッドは、典型的には、磁性体層と誘電体層とを積層した構造体からなる薄片を少なくとも２枚、それらの層が互いに交差し、かつ上記磁性体層のエッジ同士がギャップを介して対向するように積層した積層構造体を上記層の交差部またはその近傍を通り、かつ上記層の交差角度を分割する分割面に沿って切断した形状を有する。磁性体層と誘電体層とを積層した構造体は、典型的には、磁性体層と誘電体層との周期構造体であるが、これに限定されるものではない。１枚の薄片に含まれる磁性体層および誘電体層の数は特に限定されず、必要に応じて選ばれる。また、１枚の薄片内に複数の磁性体層または複数の誘電体層が存在する場合、それらの厚さは、互いに同一であっても、互いに異なってもよい。
　上記のプローブまたは磁気ヘッドにおいて、導電体層と誘電体層とを積層した構造体からなる薄片、あるいは、磁性体層と誘電体層とを積層した構造体からなる薄片を少なくとも２枚積層した積層構造体を分割する分割面は、典型的には、上記の層の交差角度の二等分面であるが、これに限定されるものではない。また、典型的には、上記の薄片を少なくとも２枚、それらの層が互いに９０度の角度で交差するように積層するが、これに限定されるものではない。プローブの導電体層は、典型的には金属からなり、金属としては、例えば金、パラジウム、白金、チタンなどや各種の合金を用いることができ、必要に応じて選ばれる。また、磁気ヘッドの磁性体層は、典型的には強磁性体からなり、強磁性体としては、例えばニッケル、鉄、ニッケル−鉄合金、鉄−ニッケル−クロム合金などの各種のものを用いることができ、必要に応じて選ばれる。また、プローブまたは磁気ヘッドの誘電体層は、有機または無機の誘電体からなる。有機誘電体としては、例えば、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリブチレンナフタレート、ポリイミドなどの各種の高分子（樹脂）などを用いることができ、無機誘電体としては、例えば、二酸化シリコン、酸化アルミニウムなどを用いることができる。導電体層または磁性体層の厚さ（薄片の面内方向の厚さ）は必要に応じて選ばれるが、典型的には、０．２ｎｍ以上１００ｎｍ以下である。ここで、厚さの下限０．２ｎｍは、真空蒸着法などにより成膜することができる最小厚さである。誘電体層の厚さ（薄片の面内方向の厚さ）は特に限定されず、必要に応じて選ばれるが、典型的には、０．２ｎｍ以上５０μｍ以下である。この誘電体層の厚さの下限０．２ｎｍも、真空蒸着法などにより成膜することができる最小厚さである。
　導電体層と誘電体層とを積層した構造体からなる薄片あるいは磁性体層と誘電体層とを積層した構造体からなる薄片を製造する方法は特に限定されるものではないが、例えば、ロールツーロールプロセスにより、半径方向に導電体層と誘電体層とが交互に周期的に形成された円板状のロールあるいは半径方向に磁性体層と誘電体層とが交互に周期的に形成された円板状のロールを作製し、このロールから薄片を切り出すことにより製造することができる。薄片の積層数は必要に応じて選ばれる。薄片は典型的には正方形または長方形であるが、これに限定されるものではない。また、薄片の大きさや厚さも必要に応じて選ばれる。さらに、積層する薄片は同一のものであってもよいし、互いに異なるものであってもよく、例えば、導電体層の間隔が互いに異なる２枚の薄片を積層したり、磁性体層の間隔が互いに異なる２枚の薄片を積層したりしてもよい。
　この発明によれば、導電体または磁性体が対向することにより形成される一つまたは複数の擬０次元領域が２次元面内に形成されており、かつ、上記擬０次元領域が表面に露出していることにより、上記表面に交差する方向から信号を検出することができるので、ナノメートルまたはサブナノメートルのオーダーの大きさの微小領域の表面探査が可能なプローブあるいはナノメートルまたはサブナノメートルのオーダーの大きさの微小記録領域に対する信号の記録再生が可能な磁気ヘッドを実現することができる。また、これらのプローブおよび磁気ヘッドは、ロールツーロールプロセスなどにより製造された薄片を少なくとも２枚積層し、これを切断するだけで容易に製造することができる。この場合、薄片を積層する際にそれらの間にナノメートルのオーダーの厚さのスペーサ層を挟んだり、薄片を製造する際に、薄片の両主面から導電体層または磁性体層の上面がナノメートルのオーダーの距離だけ凹むようにすることにより、ギャップ長がナノメートルまたはサブナノメートルのオーダーのプローブまたは磁気ヘッドを容易に製造することができる。こうして製造されるプローブまたは磁気ヘッドは、薄片を積層した積層構造体からなるため、機械的強度が高く、取り扱いが容易である。
　第１図Ａおよび第１図Ｂは、この発明の第１の実施の形態において磁気ヘッドの製造に用いる真空蒸着装置を示す正面図および側面図である。
　第２図は、第１図Ａおよび第１図Ｂに示す真空蒸着装置を用いて製造された円板状のロールを示す平面図である。
　第３図は、第２図に示す円板状のロールから切り出された薄片を示す斜視図である。
　第４図は、第３図に示す薄片を２枚、それらの層が互いに９０度の角度で交差するように積層した積層構造体を示す斜視図である。
　第５図は、第３図に示す薄片を２枚、それらの層が互いに９０度の角度で交差するように積層した積層構造体を示す平面図である。
　第６図Ａおよび第６図Ｂは、第４図に示す積層構造体の一方の薄片の一つの磁性体膜と他方の薄片の一つの磁性体膜との交差部を示す斜視図および側面図である。
　第７図は、第４図に示す積層構造体の切断方法を説明するための平面図である。
　第８図は、第４図に示す積層構造体を切断することにより得られるこの発明の第１の実施の形態による磁気ヘッドを示す斜視図である。
　第９図は、第４図に示す積層構造体を切断することにより得られるこの発明の第１の実施の形態による磁気ヘッドを示す側面図である。
　第１０図は、第４図に示す積層構造体を切断することにより得られるこの発明の第１の実施の形態による磁気ヘッドを示す底面図である。
　第１１図は、第４図に示す積層構造体を切断することにより得られるこの発明の第１の実施の形態による磁気ヘッドにおける一つのヘッド部およびこのヘッド部を構成する二つの磁性体膜の形状を示す斜視図である。
　第１２図は、この発明の第１の実施の形態による磁気ヘッドを用いて磁気記録媒体に対して記録または再生を行う様子を模式的に示す略線図である。
　第１３図は、ＰＥＮフィルム上に厚さが２０ｎｍのニッケル薄膜を成膜した試料の断面透過型電子顕微鏡写真である。
　第１４図は、この発明の第２の実施の形態による磁気ヘッドを示す底面図である。
　第１５図は、この発明の第３の実施の形態による磁気ヘッドの製造に用いる薄片を示す斜視図である。
　第１６図は、第１５図に示す薄片を２枚、それらの層が互いに９０度の角度で交差するように積層した積層構造体を示す斜視図である。
　第１７図は、第１６図に示す積層構造体を切断することにより得られるこの発明の第３の実施の形態による磁気ヘッドを示す底面図である。
　第１８図は、この発明の第５の実施の形態によるプローブの製造に用いる薄片を示す斜視図である。
　第１９図は、第１８図に示す薄片を２枚、それらの層が互いに９０度の角度で交差するように積層した積層構造体を切断することにより得られるこの発明の第５の実施の形態によるプローブを示す斜視図である。
　第２０図は、この発明の第８の実施の形態によるプローブの製造に用いる薄片を示す斜視図である。
　第２１図は、第２０図に示す薄片を２枚、それらの層が互いに９０度の角度で交差するように積層した積層構造体を切断することにより得られるこの発明の第８の実施の形態によるプローブを示す斜視図である。
　第２２図は、第１８図に示す薄片および第２０図に示す薄片をそれらの層が互いに９０度の角度で交差するように積層した積層構造体を切断することにより得られるこの発明の第９の実施の形態によるプローブを示す斜視図である。
　　　　　　　　　　１１　　　真空蒸着装置
　　　　　　　１２、１５　　　ローラ
　　　　　　　　　　１３　　　誘電体層
　　　　　　　　　　１７　　　磁性体膜
　１８、２０、２５、２７　　　薄片
　　　　　　　　　　１９　　　スペーサ層
　　　　　　　　　　２１　　　二等分面
　　　　　　　　　　２２　　　磁気ヘッド
　　　　　　　　　　２３　　　磁気記録媒体
　　　　　　　　　　２４　　　ボール
　　　　　　　　　　２６　　　金属膜
　　　　　　　　　　２８　　　プローブ
　　　　　　　　　　　Ｇ　　　ギャップ
　　　　　　　Ｈ１~Ｈ７　　　ヘッド部
　　　　　　　Ｐ１~Ｐ７　　　プローブ部
　以下、発明を実施するための最良の形態（以下、「実施の形態」と言う）について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施の形態の全図において、同一の部分には同一の符号を付す。
　まず、この発明の第１の実施の形態について説明する。この第１の実施の形態においては、磁気ヘッドおよびその製造方法について説明する。
　第１図Ａおよび第１図Ｂは、真空蒸着装置の真空チェンバー１１の正面図および側面図である。
　第１図Ａおよび第１図Ｂに示すように、この第１の実施の形態においては、ローラ１２に、例えば幅が狭くて薄い平坦なテープ状の樹脂製ベースフィルムなどの誘電体層１３を巻き付けておき、この誘電体層１３の一方の面に、蒸着源１４から金属磁性体を蒸発させて薄く磁性体膜（図示せず）を形成した後、この磁性体膜付き誘電体層１３を巻き取りローラ１５で巻き取っていく。符号１６は誘電体層１３を両側から保持する支持板を示す。ここで、誘電体層１３の厚さは、例えば、０．２ｎｍ以上５０μｍ以下、磁性体膜の厚さは０．２ｎｍ以上１００ｎｍ以下とするが、これに限定されるものではない。
　上述のようにして磁性体膜付き誘電体層１３が巻き取りローラ１５で巻き取られることにより、第２図に示すように、誘電体層１３と磁性体膜１７とが半径方向に交互に積層されたスパイラル構造体が形成される。ただし、第１図Ａにおいては、図示の都合上、スパイラル構造を同心円構造で代用している。
　次に、必要に応じて、この円板状のスパイラル構造体の両面を化学機械研磨（ＣＭＰ）法などにより研磨して平坦化する。
　次に、こうして両面が研磨された円板状のスパイラル構造体の一部を第２図の一点鎖線の四角形（長方形または正方形）で示されるように切り出す。第３図に、こうして切り出された薄片１８を示す。第３図に示すように、この薄片１８においては、面内方向にストライプ状の誘電体層１３および磁性体膜１７が交互に周期的に形成されている。ここで、薄片１８の誘電体層１３および磁性体膜１７は厳密にはスパイラル構造を有し、湾曲しているが、磁性体膜１７の周期を十分に小さく、例えば１０ｎｍ~１μｍに選ぶことにより、これらの誘電体層１３および磁性体膜１７は直線状に延在しているとみなすことができる。第３図においては、一例として薄片１８における磁性体膜１７の数が７である場合が図示されているが、これに限定されるものではない。
　次に、第４図に示すように、薄片１８上に、誘電体からなるスペーサ層１９を介して、この薄片１８と全く同様な構造を有するもう一つの薄片２０を、それらの誘電体層１３および磁性体膜１７が互いに９０度の角度で交差し、かつ磁性体膜１７のエッジ同士が対向するように積層して積層構造体を形成する。ここでは、薄片１８の平面形状は正方形であるとする。この積層構造体の平面図を第５図に示す。第６図Ａおよび第６図Ｂは、薄片１８の一つの磁性体膜１７と薄片２０の一つの磁性体膜１７との交差部を、誘電体層１３およびスペーサ層１９の図示を省略した上で拡大して示した斜視図および平面図である。第６図Ｂに示すように、薄片１８の一つの磁性体膜１７と薄片２０の一つの磁性体膜１７との交差部の大きさは辺の長さがｄの正方形である。スペーサ層１９の厚さは、ヘッド部のギャップ長と等しく選ばれる。このスペーサ層１９は、例えばＳｉＯ２や高分子材料などの誘電体により形成することができる。このスペーサ層１９は、薄片１８あるいは薄片２０の一方の面に形成することができる。このスペーサ層１９の形成には、このスペーサ層１９の材料に応じて適切な方法を用いることができ、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、化学気相成長（ＣＶＤ）法、有機金属化学気相成長（ＭＯＣＶＤ）法、塗布法などを用いることができる。
　薄片１８、２０を積層して積層構造体を形成する際には、例えば、支持台に薄片１８を載せ、その上に薄片２０を載せてプレスすることにより、スペーサ層１９を介して薄片１８、２０同士を密着させる。その状態で、薄片１８、２０の積層構造体の四つの側面（端面）に例えばエポキシ系接着剤などの接着剤により、例えばポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）などから支持板を貼り付ける。次に、薄片２０のプレスを解除した後、薄片１８、２０の積層構造体の両面および積層構造体の側面に貼り付けられた支持板に、例えばエポキシ系接着剤などの接着剤により、例えばＰＭＭＡなどから支持板を貼り付ける。こうすることで、スペーサ層１９を介して薄片１８、２０同士が密着した積層構造体が形成される。
　次に、第７図に示すように、スペーサ層１９を介して薄片１８、２０同士が密着し、全体が支持板により囲まれた積層構造体をこれらの薄片１８、２０の誘電体層１３および磁性体膜１７の交差部を通り、かつ誘電体層１３および磁性体膜１７の交差角度を二等分する二等分面２１（薄片１８、２０の誘電体層１３および磁性体膜１７の延在方向に対して４５度の角度をなす）に沿って切断し、二分割する。切断には種々の方法を用いることができ、必要に応じて選ばれるが、例えば、フェムト秒レーザによるパルスレーザ光を用いて切断することができる。
　こうして二分割された一方の三角柱状の断片を第８図に示す。また、この三角柱状の断片の側面図を第９図に、切断面からなる底面を第１０図に示す。この三角柱状の断片が磁気ヘッド２２を構成する。第８図~第１０図に示すように、この磁気ヘッド２２においては、表面に露出した切断面からなる底面に、スペーサ層１９により形成されたギャップＧを介して薄片１８の磁性体膜１７と薄片２０の磁性体膜１７とがその幅方向にエッジ同士が対向し、かつ互いに９０°の角度で交差し、その交差部が擬０次元領域としてのギャップＧを形成する構造の複数のヘッド部（例えば、ヘッド部Ｈ１~Ｈ７）が等間隔で直線状に配列している。言い換えれば、この磁気ヘッド２２においては、磁性体膜１７が誘電体層１３により挟まれた構造を有する２枚の薄片１８、２０が、それらの層が互いに交差し、かつ磁性体膜１７のエッジ同士がギャップＧを介して対向するように積層され、その２枚の薄片１８、２０の側面を含む２次元面からなる表面（三角柱状の断片の切断面からなる底面）に擬０次元領域としてのギャップＧが露出している。この磁気ヘッド２２における磁性体膜１７の形状の詳細を示すため、第１１図に、一例としてヘッド部Ｈ４を構成する一対の磁性体膜１７の形状を示す。第１１図においては、ヘッド部Ｈ１~Ｈ３、Ｈ５~Ｈ７およびこれらのヘッド部Ｈ１~Ｈ３、Ｈ５~Ｈ７を構成する磁性体膜１７の図示を省略してある。
　この磁気ヘッド２２の各ヘッド部においては、外部電源により薄片１８の磁性体膜１７と薄片２０の磁性体膜１７との間に電流を流すことができる。この場合、薄片１８の磁性体膜１７と薄片２０の磁性体膜１７のエッジ同士が対向した構造を有するため、スペーサ層１９により形成されたギャップＧに磁力線を極めて高密度に集中させることができ、記録または再生を容易に行うことが可能である（国際公開第０６／０３５６１０号の第１０図Ｂの関連説明を参照。）。
　磁気記録再生装置にこの磁気ヘッド２２を用いる場合にこの磁気ヘッド２２により磁気記録媒体に対して記録または再生を行う様子を第１２図に示す。第１２図に示すように、磁気ヘッド２２を図示省略した所定の支持部材により支持し、この磁気ヘッド２２の底面のヘッド部（例えば、ヘッド部Ｈ１~Ｈ７）を磁気記録媒体２３の表面にこの表面に交差する方向、例えば表面に直交する方向から接近させ、あるいは接触させ、記録または再生を行う。この場合、複数のヘッド部で同時に記録または再生を行うことができる。
　実施例について説明する。
　誘電体層１３として帝人デュポン株式会社製の幅５ｍｍ、厚さ１００μｍのポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）フィルム（商品名：ＴＥＯＮＥＸ　Ｑ６５）を用い、これをクリーンな環境下でフィルムロールシステムによりスリッターを用いて切断して幅を２ｍｍとした。こうして作製した幅２ｍｍ、厚さ１００μｍのＰＥＮフィルム上に真空蒸着法により磁性体膜１３としてニッケル薄膜を成膜しながら巻き取り用のロールにより巻き取る。ニッケル薄膜の成膜は、例えば、国際公開第０９／０４１２３９号に記載されたものと同様な真空蒸着装置により同様な手順で行った。ニッケル薄膜の厚さは１７ｎｍとした。次に、ニッケル薄膜を成膜したＰＥＮフィルムを巻き取ったロールから、第２図において一点鎖線で示す四角形の形状の薄片状の積層体を切り出す。こうして二つの積層体を切り出し、その一つの積層体の一方の面に真空蒸着法によりスペーサ層１９としてＳｉＯ２膜を形成した。ＳｉＯ２膜の厚さは２ｎｍとした。次に、これらの２枚の積層体をそれらのニッケル薄膜のエッジ同士が互いに対向するように互いに９０°の角度で交差させて貼り合わせる。この際、２枚の積層体の貼り合わせは、これらの積層体をプレスして密着させた状態で積層体の四つの側面にエポキシ系接着剤によりＰＭＭＡ板を接着した後、これらの積層体の上下の面および積層体の側面に接着されたＰＭＭＡ板にエポキシ系接着剤によりＰＭＭＡ板を接着することにより行った。
　次に、こうして形成された、全体がＰＭＭＡ板により囲まれた２枚の積層体を第７図の一点鎖線で示す二等分面２１に沿って切断し、マルチ型の磁気ヘッドを製造した。
　一例として、ＰＥＮフィルム上に真空蒸着法により厚さ２０ｎｍのニッケル薄膜を成膜した試料の断面透過型電子顕微鏡像（断面ＴＥＭ像）を第１３図に示す。第１３図において、ニッケル薄膜の表面を覆っている接着剤は、断面ＴＥＭ観察用試料の作製時にニッケル薄膜側に支持基板（図示せず）を接着する際に用いた接着剤を示す。第１３図より、ニッケル原子はＰＥＮフィルムに潜り込んでおらず、明瞭なニッケル／ＰＥＮ界面が形成されていること、このニッケル／ＰＥＮ界面は極めて平坦であることが分かる。
　以上のように、この第１の実施の形態によれば、スペーサ層１９の厚さによって決まるギャップ長を有するギャップＧを介して薄片１８の磁性体膜１７と薄片２０の磁性体膜１７とがその幅方向に対向した構造の複数のヘッド部が等間隔で直線状に配列したマルチ型の磁気ヘッド２２を容易に得ることができる。この磁気ヘッド２２では、スペーサ層１９の厚さをナノメートルまたはサブナノメートルのオーダーに選ぶことにより、各ヘッド部のギャップ長をナノメートルまたはサブナノメートルのオーダーと極めて小さくすることができる。このため、この磁気ヘッド２２によれば、磁気記録媒体の超高記録密度化に十分に対応することができる。また、この磁気ヘッド２２は複数のヘッド部を有するため、磁気記録媒体の表面の複数個所に対して同時に記録または再生を行うことができ、記録および再生の速度を飛躍的に向上させることができる。さらに、この磁気ヘッド２２は２枚の薄片１８、２０を積層した積層構造体からなるため、機械的強度が高く、寿命が長いだけでなく、取り扱いが容易である。
　次に、この発明の第２の実施の形態による磁気ヘッドについて説明する。
　この第２の実施の形態においては、第１の実施の形態において用いたスペーサ層１９の代わりに、微小な球状のボールを用いる。具体的には、第１４図に示すように、薄片１８上に、多数の球状のボール２４を介して、この薄片１８と全く同様な構造を有するもう一つの薄片２０を、それらの誘電体層１３および磁性体膜１７が互いに９０度の角度で交差するように積層して積層構造体を形成し、これを切断して磁気ヘッド２２を製造する。ボール２４の直径は、ヘッド部のギャップ長と等しく選ばれる。ボール２４の材料としては、例えば、ポリスチレンなどのプラスチックなどを用いることができる。このボール２４は、薄片１８あるいは薄片２０の一方の面に散布する。その他のことは第１の実施の形態と同様である。
　この第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様な種々の利点を得ることができる。
　次に、この発明の第３の実施の形態による磁気ヘッドについて説明する。
　この第３の実施の形態においては、第１の実施の形態において用いたスペーサ層１９を用いない。その代わりに、薄片１８、２０の一方の主面に露出した磁性体膜１７の上面をこの主面から所定の深さ、具体的にはギャップ長の１／２に相当する距離だけ掘り下げる。このためには、第２図に示す円板状のスパイラル構造体の両面を例えば化学機械研磨法により研磨する際に研磨条件を選択し、研磨に用いるアルカリ溶液の作用により磁性体膜１７の上部が溶解するようにする。第１５図に、薄片１８の一方の主面に露出した磁性体膜１７の上面がギャップ長の１／２に相当する距離だけ掘り下げられた状態を示す。そして、第１６図に示すように、薄片１８の、磁性体膜１７の上面がギャップ長の１／２に相当する距離だけ掘り下げられた一方の主面と薄片２０の、磁性体膜１７の上面がギャップ長の１／２に相当する距離だけ掘り下げられた一方の主面とが接触するように薄片１８上に薄片２０を積層して積層構造体を形成する。
　この後、第１の実施の形態と同様にして積層構造体を切断して二分割し、磁気ヘッド２２を製造する。この磁気ヘッド２２の切断面からなる底面を第１７図に示す。
　上記以外のことは第１の実施の形態と同様である。
　この第３の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様な種々の利点を得ることができる。
　次に、この発明の第４の実施の形態による磁気ヘッドについて説明する。
　この第４の実施の形態においては、第１の実施の形態と同様に、薄片１８、２０を積層した積層構造体を形成した後、この積層構造体を第７図において二点鎖線で示す面に沿って切断し、二分割する。この二点鎖線で示す切断面は、二等分面２１とは異なる方向に沿って、薄片１８の磁性体膜１７と薄片２０の磁性体膜１７との交差部を通る。この切断面には、第１の実施の形態より大きいピッチで複数のヘッド部が形成される。
　上記以外のことは第１の実施の形態と同様である。
　この第４の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様な種々の利点を得ることができる。
　次に、この発明の第５の実施の形態について説明する。この第５の実施の形態においては、プローブ顕微鏡に用いるプローブおよびその製造方法について説明する。
　この第５の実施の形態においては、第１の実施の形態における磁性体膜１７の代わりに非磁性の金属膜を用いる。具体的には、第１図に示す真空蒸着装置において、磁性体膜を形成する代わりに、非磁性の金属膜を形成する。そして、第１の実施の形態と同様にして、第２図に示すと同様な円板状のスパイラル構造体を形成し、このスパイラル構造体の一部を第２図の一点鎖線の四角形（長方形または正方形）で示されるように切り出す。第１８図に、こうして切り出された薄片２５を示す。第１８図に示すように、この薄片２５においては、面内方向にストライプ状の誘電体層１３および金属膜２６が交互に周期的に形成されている。ここで、誘電体層１３の厚さは、例えば、０．２ｎｍ以上５０μｍ以下、金属膜２６の厚さは０．２ｎｍ以上１００ｎｍ以下とするが、これに限定されるものではない。
　次に、第１の実施の形態と同様に、薄片２５上に、誘電体からなるスペーサ層を介して、この薄片２５と全く同様な構造を有するもう一つの薄片を、それらの誘電体層１３および金属膜２６が互いに９０度の角度で交差するように積層して積層構造体を形成する。スペーサ層の厚さはプローブ部のギャップ長に応じて適宜選ばれる。スペーサ層については第１の実施の形態と同様である。
　次に、薄片２５とこの薄片２５と全く同様な構造を有するもう一つの薄片とを積層した積層構造体を第１の実施の形態と同様にして切断し、二分割する。こうして二分割された一方の三角柱状の断片を第１９図に示す。第１９図において、薄片２５と全く同様な構造を有するもう一つの薄片を符号２７で示す。この三角柱状の断片がプローブ２８を構成する。第１９図に示すように、このプローブ２８においては、切断面からなる底面に、スペーサ層１９により形成されたギャップＧを介して薄片２５の金属膜２６と薄片２７の金属膜２６とがその幅方向にエッジ同士が対向した構造の複数のプローブ部（例えば、プローブ部Ｐ１~Ｐ７）が等間隔で直線状に配列している。このプローブ２８の各プローブ部においては、外部電源により薄片２５の金属膜２６と薄片２７の金属膜２６との間に電圧を印加することができる。この場合、薄片２５の金属膜２６と薄片２７の金属膜２６のエッジ同士が対向した構造を有するため、スペーサ層１９により形成されたギャップＧに電界を極めて高密度に集中させることができ、各プローブ部による検出を容易に行うことが可能である（国際公開第０６／０３５６１０号の第１０図Ｂの関連説明を参照。）。
　この第５の実施の形態によれば、スペーサ層１９の厚さによって決まるギャップ長を有するギャップＧを介して薄片２５の金属膜２６と薄片２７の金属膜２６とがその幅方向に対向した構造の複数のプローブ部が等間隔で直線状に配列したマルチ型のプローブ２８を容易に得ることができる。このプローブ２８では、スペーサ層１９の厚さをナノメートルまたはサブナノメートルのオーダーに選ぶことにより、各プローブ部のギャップ長をナノメートルまたはサブナノメートルのオーダーと極めて小さくすることができる。このため、このプローブ２８によれば、試料表面の微小領域の探査に十分に対応することができる。また、このプローブ２８は複数のプローブ部を有するため、試料表面の複数個所の探査を同時に行うことができ、探査の速度を飛躍的に向上させることができる。さらに、このプローブ２８は２枚の薄片２５、２７を積層した積層構造体からなるため、機械的強度が高く、寿命が長いだけでなく、取り扱いが容易である。
　次に、この発明の第６の実施の形態によるプローブについて説明する。
　この第６の実施の形態においては、第５の実施の形態において用いたスペーサ層１９の代わりに、微小な球状のボールを用いる。その他のことは第５の実施の形態と同様である。
　この第６の実施の形態によれば、第５の実施の形態と同様な種々の利点を得ることができる。
　次に、この発明の第７の実施の形態によるプローブについて説明する。
　この第７の実施の形態においては、第５の実施の形態において用いたスペーサ層１９を用いない。その代わりに、薄片２５、２７の一方の主面に露出した金属膜２６の上面をこの主面から所定の深さ、具体的にはギャップ長の１／２に相当する距離だけ掘り下げる。そして、薄片２５の、金属膜２６の上面がギャップ長の１／２に相当する距離だけ掘り下げられた一方の主面と薄片２７の、金属膜２６の上面がギャップ長の１／２に相当する距離だけ掘り下げられた一方の主面とが接触するように薄片２５上に薄片２７を積層して積層構造体を形成する。
　この後、第１の実施の形態と同様にして積層構造体を切断して二分割し、プローブ２８を製造する。
　上記以外のことは第５の実施の形態と同様である。
　この第７の実施の形態によれば、第５の実施の形態と同様な種々の利点を得ることができる。
　次に、この発明の第８の実施の形態によるプローブについて説明する。
　この第８の実施の形態においては、第２０図に示すような薄片２５を作製する。第２０図に示すように、この薄片２５においては、誘電体層１３と金属膜２６とが交互に形成されているが、誘電体層１３の厚さが交互にｔ１、ｔ２（ｔ２＜ｔ１あるいはｔ２≪ｔ１）と変化している。金属膜２６の厚さは一定である。すなわち、誘電体層１３および金属膜２６は２重周期構造を有する。言い換えれば、薄片２５は、厚さｔ２の誘電体層１３を挟んで設けられた一対の金属膜２６が等間隔で配列した構造を有する。薄片２７も薄片２５と同様な構造を有する。
　このような薄片２５、２７は、例えば、次のようにして作製することができる。すなわち、第１の実施の形態と同様にして、第１図Ａおよび第１図Ｂに示す真空蒸着装置において、ローラ１２から送られる樹脂製ベースフィルムなどの誘電体層１３の一方の面に、蒸着源１４から金属を蒸発させて薄く金属膜（図示せず）を形成する。このローラ１２から送られる誘電体層１３の厚さをｔ１とする。次に、ローラ１２と巻き取りローラ１５との間において、誘電体層１３の他方の面に、図示省略した別の蒸着源から金属を蒸発させて薄く金属膜（図示せず）を形成する。引き続いて、ローラ１２と巻き取りローラ１５との間において、この金属膜上に厚さｔ２の誘電体層１３を形成する。この厚さｔ２の誘電体層１３を形成するためには、図示省略した別の蒸着源から、例えばＳｉＯ２などの絶縁体を真空蒸着したり、あるいは図示省略した塗布装置により絶縁体を塗布したりすればよい。この後、このようにして作製された円板状のスパイラル構造体の一部を第１の実施の形態と同様に切り出すことにより、薄片２５、２７を得ることができる。
　次に、第２１図に示すように、第１の実施の形態と同様に、薄片２５上に、誘電体からなるスペーサ層１９を介して、この薄片２５と全く同様な構造を有するもう一つの薄片２７を、それらの誘電体層１３および金属膜２６が互いに９０度の角度で交差し、かつ金属膜２６のエッジ同士が対向するように積層して積層構造体を形成する。
　この後、この積層構造体を薄片２５、２７の誘電体層１３および金属膜２６の交差部を通り、かつ誘電体層１３および金属膜２６の交差角度を二等分する二等分面２１に沿って切断し、二分割する。このとき、この切断は、二等分面２１に平行な方向に互いに近接して配置された、金属膜２６の交差部の両方を通るように行う。
　上記以外のことは第１の実施の形態と同様である。
　この第８の実施の形態によれば、第５の実施の形態と同様な種々の利点に加えて、次のような利点を得ることができる。すなわち、この第８の実施の形態によれば、切断面からなる底面に、互いに近接して配置された一対のプローブ部が等間隔に配置されたマルチ型のプローブを得ることができる。また、この場合、例えば、互いに近接して配置された一対のプローブ部のうちの一方のプローブ部を構成する一対の金属膜２６を第１電極および第２電極とし、他方のプローブ部を構成する一対の金属膜２６を第３電極および第４電極として用いることができ、近接４電極型プローブを実現することができる。
　次に、この発明の第９の実施の形態によるプローブについて説明する。
　この第９の実施の形態においては、薄片２５として第８の実施の形態と同様なものを用い、薄片２７としては第５の実施の形態と同様なものを用いる。そして、第２２図に示すように、第５の実施の形態と同様に、薄片２５上に、誘電体からなるスペーサ層１９を介して、薄片２７を、それらの誘電体層１３および金属膜２６が互いに９０度の角度で交差し、かつ金属膜２６のエッジ同士が対向するように積層して積層構造体を形成する。
　この後、この積層構造体を誘電体層１３および金属膜２６の交差角度を二等分する二等分面２１に沿って切断し、二分割する。このとき、この切断は、薄片２７の金属膜２６と平行な方向に互いに近接して配置された、薄片２５、２７の金属膜２６の交差部の一方のみ通るように行う。
　上記以外のことは第１の実施の形態と同様である。
　この第９の実施の形態によれば、第５の実施の形態と同様な種々の利点に加えて、次のような利点を得ることができる。すなわち、この第９の実施の形態によれば、切断面からなる底面に露出したプローブ部を構成する一対の金属膜２６を第１電極および第２電極とした場合、このプローブ部に近接している、金属膜２６の交差部を構成する各金属膜２６を第３電極として用いることができ、近接第３電極付きプローブを実現することができる。
　以上、この発明の実施の形態および実施例について具体的に説明したが、この発明は、上述の実施の形態および実施例に限定されるものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
　例えば、上述の実施の形態および実施例において挙げた数値、材料、形状、配置、構造などはあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれらと異なる数値、材料、形状、配置、構造などを用いてもよい。
　また、必要に応じて、第１~第９の実施の形態の二つ以上を組み合わせてもよい。例えば、第５の実施の形態において、薄片２５、２７の積層構造体を、第４の実施の形態と同様に、二等分面２１とは異なる方向に沿って切断するようにしてもよい。さらに、第１の実施の形態において、薄片１８、２０を第４の実施の形態の薄片２５、２７と同様に構成し、これらの薄片１８、２０の積層構造体を二等分面２１に沿って切断することによりマルチ型の磁気ヘッドを製造するようにしてもよい。

Claims (15)

  1. 導電体が対向することにより形成される一つまたは複数の擬０次元領域が２次元面内に形成されており、かつ、上記擬０次元領域が表面に露出していることにより、上記表面に交差する方向から信号を検出することができることを特徴とするプローブ。
  2. 導電体層と誘電体層とを積層した構造体からなる薄片を少なくとも２枚、それらの層が互いに交差し、かつ上記導電体層のエッジ同士がギャップを介して対向するように積層したことにより形成される上記擬０次元領域が２次元面内に形成されており、かつ、上記擬０次元領域が表面に露出していることにより、上記表面に直交する方向から信号を検出することができることを特徴とする請求の範囲１記載のプローブ。
  3. 導電体層が誘電体層により挟まれた構造を有する少なくとも２枚の薄片が、それらの層が互いに交差し、かつ上記導電体層のエッジ同士がギャップを介して対向するように積層され、上記少なくとも２枚の薄片の側面を含む２次元面からなる表面に上記擬０次元領域が露出していることを特徴とする請求の範囲１記載のプローブ。
  4. 導電体層と誘電体層とを積層した構造体からなる薄片を少なくとも２枚、それらの層が互いに交差し、かつ上記導電体層のエッジ同士がギャップを介して対向するように積層した積層構造体を上記層の交差部またはその近傍を通り、かつ上記層の交差角度を分割する分割面に沿って切断した形状を有することを特徴とする請求の範囲１記載のプローブ。
  5. 上記分割面が上記層の交差角度の二等分面であることを特徴とする請求の範囲４記載のプローブ。
  6. 上記薄片を少なくとも２枚、それらの層が互いに９０度の角度で交差するように積層することを特徴とする請求の範囲２記載のプローブ。
  7. 上記導電体層の厚さが０．２ｎｍ以上１００ｎｍ以下、上記誘電体層の厚さが０．２ｎｍ以上５０μｍ以下であることを特徴とする請求の範囲２記載のプローブ。
  8. 導電体層と誘電体層とを積層した構造体からなる薄片を少なくとも２枚、それらの層が互いに交差し、かつ上記導電体層のエッジ同士がギャップを介して対向するように積層したことにより一つまたは複数の擬０次元領域が形成された積層構造体を形成する工程と、
    　上記積層構造体を上記層の交差部またはその近傍を通り、かつ上記層の交差角度を分割する分割面に沿って切断する工程とを有することを特徴とするプローブの製造方法。
  9. 導電体が対向することにより形成される一つまたは複数の擬０次元領域が２次元面内に形成されており、かつ、上記擬０次元領域が表面に露出していることにより、上記表面に交差する方向から信号を検出することができるプローブを有することを特徴とするプローブ顕微鏡。
  10. 上記プローブは、導電体層と誘電体層とを積層した構造体からなる薄片を少なくとも２枚、それらの層が互いに交差し、かつ上記導電体層のエッジ同士がギャップを介して対向するように積層したことにより形成される上記擬０次元領域が２次元面内に形成されており、かつ、上記擬０次元領域が表面に露出していることにより、上記表面に直交する方向から信号を検出することができることを特徴とする請求の範囲９記載のプローブ顕微鏡。
  11. 磁性体が対向することにより形成される一つまたは複数の擬０次元領域が２次元面内に形成されており、かつ、上記擬０次元領域が表面に露出していることにより、上記表面に交差する方向から信号を検出することができることを特徴とする磁気ヘッド。
  12. 磁性体層と誘電体層とを積層した構造体からなる薄片を少なくとも２枚、それらの層が互いに交差し、かつ上記磁性体層のエッジ同士がギャップを介して対向するように積層したことにより形成される上記擬０次元領域が２次元面内に形成されており、かつ、上記擬０次元領域が表面に露出していることにより、上記表面に直交する方向から信号を検出することができることを特徴とする請求の範囲１１記載の磁気ヘッド。
  13. 磁性体層と誘電体層とを積層した構造体からなる薄片を少なくとも２枚、それらの層が互いに交差し、かつ上記磁性体層のエッジ同士がギャップを介して対向するように積層したことにより一つまたは複数の擬０次元領域が形成された積層構造体を形成する工程と、
    　上記積層構造体を上記層の交差部またはその近傍を通り、かつ上記層の交差角度を分割する分割面に沿って切断する工程とを有することを特徴とする磁気ヘッドの製造方法。
  14. 磁性体が対向することにより形成される一つまたは複数の擬０次元領域が２次元面内に形成されており、かつ、上記擬０次元領域が表面に露出していることにより、上記表面に交差する方向から信号を検出することができる磁気ヘッドを有することを特徴とする磁気記録再生装置。
  15. 上記磁気ヘッドは、磁性体層と誘電体層とを積層した構造体からなる薄片を少なくとも２枚、それらの層が互いに交差し、かつ上記磁性体層のエッジ同士がギャップを介して対向するように積層したことにより形成される上記擬０次元領域が２次元面内に形成されており、かつ、上記擬０次元領域が表面に露出していることにより、上記表面に直交する方向から信号を検出することができることを特徴とする請求の範囲１４記載の磁気記録再生装置。
PCT/JP2010/061290 2009-06-30 2010-06-25 プローブおよびその製造方法ならびにプローブ顕微鏡ならびに磁気ヘッドおよびその製造方法ならびに磁気記録再生装置 Ceased WO2011002071A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011520988A JP5578527B2 (ja) 2009-06-30 2010-06-25 プローブおよびその製造方法ならびにプローブ顕微鏡ならびに磁気ヘッドおよびその製造方法ならびに磁気記録再生装置
DE112010002768T DE112010002768T5 (de) 2009-06-30 2010-06-25 Sonde, Methode zur Herstellung einer Sonde, Sonden-Mikroskop, Magnetkopf, Methode zurHerstellung eines Magnetkopfs und einer magnetischen Aufnahme- und Wiedergabevorrichtung
US13/379,564 US20120121935A1 (en) 2009-06-30 2010-06-25 Probe, method for manufacturing probe, probe microscope, magnetic head, method for manufacturing magnetic head, and magnetic recording/reproducing device

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009154644 2009-06-30
JP2009-154644 2009-06-30

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2011002071A1 true WO2011002071A1 (ja) 2011-01-06

Family

ID=43411139

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2010/061290 Ceased WO2011002071A1 (ja) 2009-06-30 2010-06-25 プローブおよびその製造方法ならびにプローブ顕微鏡ならびに磁気ヘッドおよびその製造方法ならびに磁気記録再生装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20120121935A1 (ja)
JP (1) JP5578527B2 (ja)
DE (1) DE112010002768T5 (ja)
WO (1) WO2011002071A1 (ja)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09120506A (ja) * 1995-09-12 1997-05-06 Thomson Csf 磁気記録／読取ヘッド
JPH11353690A (ja) * 1998-04-08 1999-12-24 Seiko Instruments Inc 近視野光メモリヘッド
WO2006035610A1 (ja) * 2004-09-09 2006-04-06 National University Corporation Hokkaido University 機能素子、記憶素子、磁気記録素子、太陽電池、光電変換素子、発光素子、触媒反応装置およびクリーンユニット
WO2009041239A1 (ja) * 2007-09-26 2009-04-02 National University Corporation Hokkaido University ニッケル薄膜およびその形成方法ならびに強磁性ナノ接合素子およびその製造方法ならびに金属細線およびその形成方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2618860B2 (ja) 1986-05-26 1997-06-11 株式会社東芝 磁気ヘッド及びその製造方法
JP3707166B2 (ja) 1996-01-29 2005-10-19 ソニー株式会社 磁気ヘッド
JP4103211B2 (ja) 1998-11-11 2008-06-18 ソニー株式会社 磁気ヘッド
US6987645B2 (en) 2003-04-01 2006-01-17 Sae Magnetics (H.K.) Ltd. Thin-film magnetic head and method of manufacturing same, and thin-film magnetic head substructure
JP3974551B2 (ja) * 2003-04-28 2007-09-12 独立行政法人科学技術振興機構 機能素子およびその製造方法ならびに機能システム
JP4254474B2 (ja) 2003-10-17 2009-04-15 ソニー株式会社 磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッド及びその製造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09120506A (ja) * 1995-09-12 1997-05-06 Thomson Csf 磁気記録／読取ヘッド
JPH11353690A (ja) * 1998-04-08 1999-12-24 Seiko Instruments Inc 近視野光メモリヘッド
WO2006035610A1 (ja) * 2004-09-09 2006-04-06 National University Corporation Hokkaido University 機能素子、記憶素子、磁気記録素子、太陽電池、光電変換素子、発光素子、触媒反応装置およびクリーンユニット
WO2009041239A1 (ja) * 2007-09-26 2009-04-02 National University Corporation Hokkaido University ニッケル薄膜およびその形成方法ならびに強磁性ナノ接合素子およびその製造方法ならびに金属細線およびその形成方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
KENJI KONDO ET AL.: "Theoretical and experimental results of electronic transport of spin quantum cross structure devices", J. APPL. PHYS., vol. 105, 25 February 2009 (2009-02-25), pages 07D522 *

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2011002071A1 (ja) 2012-12-13
JP5578527B2 (ja) 2014-08-27
DE112010002768T5 (de) 2012-10-18
US20120121935A1 (en) 2012-05-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Cui et al. A method to control magnetism in individual strain-mediated magnetoelectric islands
JP5565238B2 (ja) 磁気センサ及び磁気ヘッド
JP5336591B2 (ja) 磁気センサ積層体、その成膜方法、成膜制御プログラムおよび記録媒体
JP2003233983A (ja) 電圧を利用した強磁性薄膜の磁化容易軸制御方法及びこれを利用した磁気メモリーとその情報記録方法
Lu et al. Engineering magnetic anisotropy and emergent multidirectional soft ferromagnetism in ultrathin freestanding LaMnO3 films
US11525871B2 (en) Magnetic sensor and magnetic sensor manufacturing method
JP2006286158A (ja) 磁気記録媒体及びその製造方法
JP5578527B2 (ja) プローブおよびその製造方法ならびにプローブ顕微鏡ならびに磁気ヘッドおよびその製造方法ならびに磁気記録再生装置
US8724434B2 (en) Magnetic recording system and magnetic recording device
JPH04137209A (ja) 垂直磁気記録再生用薄膜ヘッド
EP2782095B1 (en) Electric field write-type magnetic recording device
JPWO2011002071A6 (ja) プローブおよびその製造方法ならびにプローブ顕微鏡ならびに磁気ヘッドおよびその製造方法ならびに磁気記録再生装置
JP2000030227A (ja) 薄膜磁気ヘッド及びその製造方法
US8568598B2 (en) Tip type probe manufacturing method, tip type probe and tip type probe manufacturing apparatus
JP2005100520A (ja) 薄膜単磁極磁気ヘッド
KR100451660B1 (ko) 전압을 이용한 강자성박막의 자화용이축 제어방법 및 이를이용한 비휘발성, 초고집적, 초절전형 자기메모리와정보기록방법
JP2012128899A (ja) 磁気センサ及び磁気ヘッド
JP6191966B2 (ja) 半導体装置及びその製造方法
JP4309857B2 (ja) 電界イオン顕微鏡又はアトムプローブに用いられる針状体の形成方法及び電界イオン顕微鏡又はアトムプローブに用いられる針状体
JP2727275B2 (ja) 集積磁気ヘッドの製造法
JP4515420B2 (ja) 近接場光利用ヘッドの製造方法
JP2003217103A (ja) 磁気ヘッドの製造方法、磁気ヘッドおよび磁気ディスク装置
JP4981249B2 (ja) 磁気抵抗効果素子
JP7450919B2 (ja) 発電素子およびセンサ
JPH03252909A (ja) 垂直磁気記録再生薄膜ヘッド用溝構造磁性基板

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 10794239

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

DPE1 Request for preliminary examination filed after expiration of 19th month from priority date (pct application filed from 20040101)
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2011520988

Country of ref document: JP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 112010002768

Country of ref document: DE

Ref document number: 1120100027684

Country of ref document: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 13379564

Country of ref document: US

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 10794239

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1