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    • 专利摘要:
    Dievorliegende Erfindung umfaßt eineDatenspeichervorrichtung und ein Verfahren zum Lesen von Daten ineiner Datenspeichervorrichtung. Folglich ist ein erster Aspekt dervorliegenden Erfindung eine Datenspeichervorrichtung. Die Datenspeichervorrichtungumfaßteine Sondenspitze, die an einem Aufhängungsmechanismus angebrachtist, eine Datenspeicherschicht, zumindest eine leitende Schicht,wobei eine Kapazitätzwischen dem Aufhängungsmechanismusund der zumindest einen leitenden Schicht gebildet ist, und einenSensor zum Erfassen einer Veränderungder Kapazität,basierend auf einer Verschiebung der Sondenspitze aufgrund des Vorliegens einesBits.
    公开号:DE102004023844A1
    申请号:DE200410023844
    申请日:2004-05-13
    公开日:2005-04-14
    发明作者:Gary A. Palo Alto Gibson；James W. Corvallis Pearson；Robert Palo Alto Walmsley
    申请人:Hewlett Packard Development Co LP；
    IPC主号:G11B9-14
    专利说明:
    [0001] Dievorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Datenspeichermedienund insbesondere auf eine Datenspeichervorrichtung und ein Verfahren zumLesen von Daten in einer Datenspeichervorrichtung.
    [0002] Speichermedienfür Computerund weitere Typen von Elektronikvorrichtungen sind im allgemeinenin zwei Typen aufgeteilt: flüchtigeSpeicher und nichtflüchtigeSpeicher. Ein flüchtigerSpeicher verliert seinen Inhalt, wenn keine Leistung mehr an den Speichergeliefert wird, wohingegen ein nichtflüchtiger Speicher seinen Inhaltselbst dann beibehält, wennkeine Leistung an den Speicher geliefert wird. Der häufigsteTyp flüchtigenSpeichers ist ein dynamischer Direktzugriffsspeicher (DRAM), dersehr oft als eine integrierte Schaltung (IC) verfügbar undals dieselbe implementiert ist. Der Ausdruck Datenspeichermediumwird hierin in einem breiten Sinn verwendet und umfaßt einenIC-Speicher sowieweitere Typen von Datenspeichermedien.
    [0003] ZumVergleich dazu ist ein nichtflüchtiger Speichervielleicht häufigerals magnetische und optische Medien verfügbar und als solche implementiert,die unter anderem Festplattenlaufwerke, Diskettenlaufwerke, Kompaktplatten-Nur-Lese-Speicher (CD-ROMs), überschreibbareCD- (CD-RW-) Platten und vielseitige Digital-Platten (DVDs) umfassen.Historisch gesehen war ein nichtflüchtiger Speicher, der als eineIC implementiert war, hauptsächlichals ein ROM verfügbar,der nicht überspielbarwar, wie z. B. ein festverdrahteter ROM und ein programmierbarer ROM(PROM). In letzter Zeit ist ein nichtflüchtiger IC-Speicher als verschiedeneTypen eines Flash-Speichers verfügbargeworden, der technischer als ein elektrisch löschbarer PROM (EEPROM) bekanntist.
    [0004] Esist ein allgemeines Ziel fürdie Computerindustrie, die Speicherdichte der durch Computer verwendetenSpeichermedien zu erhöhen.Jede neue Technologie sollte jedoch Langzeitperspektiven bieten,um Raum fürfortwährendeVerbesserungen innerhalb der neuen Technologie zu lassen. Dies ist aufgrundder Tatsache so, daß mitjeder grundlegenden Änderungder Speichertechnologie die Computerindustrie bemerkenswerte Investitionenunternehmen muß,um füreinen bestimmten technischen Zweck, der in dieser neuen Technologieenthalten ist, existierende Produktionsmaschinen anzupassen oderexistierende Maschinen gegen neue auszutauschen. So ist die Folgefür eineweitere Entwicklung von Speichersystemen die, daß jede neue Technik mit einerbesseren Speicherflächendichteein Langzeitpotential füreine weitere Skalierung, erwünschterweisehinunter bis zu dem Nanometerbereich, aufweisen sollte.
    [0005] Daseinzige heute bekannte verfügbare Werkzeug,das einfach ist und dennoch diese Ultralangzeitperspektiven bietet,ist eine Nanometer-Sondenspitze. Derartige Spitzen werden in jedem Atomkraftmikroskop(AFM) und Rastertunnelmikroskop (STM) zur Abbildung und Strukturierunghinunter bis zu dem Atomarbereich verwendet. Die einfache Spitzeist ein sehr zuverlässigesWerkzeug, das auf eine Funktionalität konzentriert ist, nämlich dieletztliche lokale Begrenzung einer Wechselwirkung.
    [0006] Inden letzten Jahren ist die thermomechanische AFM-Aufzeichnung inPolymerspeichermedien weitgehenden Modifizierungen hauptsächlich inbezug auf die Integration von Sensoren und Heizelementen unterzogenworden, die entworfen sind, um eine Einfachheit zu verbessern undeine Datenrate und Speicherdichte zu erhöhen. Unter Verwendung erwärmter Auslegerwurden eine thermomechanische Aufzeichnung mit einer Speicherdichtevon 400 Gb/Quadratzoll und Datenraten von einigen Mb/s zum Lesenund 100 kb/s zum Schreiben nachgewiesen.
    [0007] Einderartiges thermomechanisches Schreiben des Stands der Technik isteine Kombination eines Ausübenseiner lokalen Kraft durch den/die Ausleger/Spitze auf eine Polymerschichtund eines Erweichens derselben durch ein lokales Erwärmen. Durchein Anlegen einer ausreichenden Wärme kann eine Vertiefung indem Speichermedium zum Schreiben eines Bits, das mit der gleichenSpitze rückgelesenwerden kann, durch die Tatsache gebildet werden, daß der Hebelgebogen wird, wenn er in die Vertiefung bewegt wird, und der elektrischeWiderstandswert einer Leseschaltung damit verändert wird.
    [0008] Während Datenoder Bits geschrieben werden, ist die Wärmeübertragung von der Spitze zu demPolymer durch die kleine Kontaktfläche zu Beginn sehr schlechtund verbessert sich mit zunehmender Kontaktfläche. Dies bedeutet, daß die Spitze aufeine relativ hohe Temperatur erwärmtwerden muß,um den Schmelzvorgang einzuleiten. Sobald das Schmelzen begonnenhat, wird die Spitze in das Polymer gepreßt, was die Wärmeübertragungauf das Polymer erhöht,das Volumen geschmolzenen Polymers erhöht und so die Bitgröße erhöht. Nachdemein Schmelzen begonnen hat und die Kontaktfläche angestiegen ist, nimmtdie Heizleistung, die zum Erzeugen der Vertiefungen verfügbar ist,um zumindest zehn Mal zu, um 2 % oder mehr der Gesamtheizleistung(abhängigvon dem Entwurf) zu werden. Um ein vollständiges Datenspeicherverfahrenbereitzustellen, muß einLesevorgang vorgeschlagen werden, der ein angemessenes Signal-Rausch-Verhältnis (SNR)bei einer akzeptablen Datenrate liefern kann.
    [0009] EinherkömmlichesVerfahren zum Lesen von Daten hängtvon der Modulation des Zwischenraums zwischen einem warmen (nichtschreibenden) Auslegerund dem Datenspeichermedium ab. Die Zwischenraummodulation wirddurch die der Spitze folgenden Medientopographie erzeugt, die durchden gerade beschriebenen Schreibvorgang eingeführt wird. Die beschrie beneZwischenraummodulation erzeugt eine synchrone Modulation der Auslegertemperaturdurch eine Variation des Wärmeflusseszwischen Ausleger und Medium. Der Temperaturkoeffizient des spezifischenWiderstands des Heizelements überträgt dieseTemperaturvariation in eine Widerstandswertvariation, die durchgeeignete Elektronik als das Ausgangssignal erfaßt wird. Die Bandbreite oderDatenrate fürdieses Leseverfahren ist jedoch wesentlich durch die thermischeZeitkonstante des Heizelements/Auslegers eingeschränkt.
    [0010] Folglichwerden ein Verfahren und ein System benötigt, die in der Lage sind,diese Bits mit einer höherenDatenrate mit einem ähnlichenoder verbesserten SNR zu lesen. Das Verfahren und das System sollteneinfach sein und sollten ohne weiteres auf eine existierende Technologieangepaßtwerden können.Die vorliegende Erfindung geht diese Bedarfe an.
    [0011] Esist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Datenspeichervorrichtung,ein Verfahren zum Lesen von Daten oder ein Computersystem mit verbessertenCharakteristika zu schaffen.
    [0012] DieseAufgabe wird durch eine Datenspeichervorrichtung gemäß Anspruch1 oder 24, ein Verfahren gemäß Anspruch13 oder ein Computersystem gemäß Anspruch23 gelöst.
    [0013] Dievorliegende Erfindung umfaßteine Datenspeichervorrichtung und ein Verfahren zum Lesen von Datenin einer Datenspeichervorrichtung. Folglich ist ein erster Aspektder vorliegenden Erfindung eine Datenspeichervorrichtung. Die Datenspeichervorrichtungumfaßteine Sondenspitze, die an einem Aufhängungsmechanismus oder einemTrägermechanismusangebracht ist, eine Datenspeicherschicht, zumindest eine leitendeSchicht, wobei eine Kapazitätzwischen der zumindest einen leitenden Schicht und dem Aufhängungsmechanismusgebildet ist, und einen Sensor zum Erfassen einer Verände rungder Kapazitätbasierend auf einer Verschiebung der Sondenspitze aufgrund des Vorliegenseines Bits.
    [0014] Einzweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zumLesen von Daten in einer Datenspeichervorrichtung. Das Verfahrenumfaßtein Aufhängeneiner Sondenspitze überzumindest einer Schicht aus einem Material über einen Aufhängungsmechanismus,ein Bereitstellen zumindest einer leitenden Schicht, wobei eineKapazitätzwischen der zumindest einen leitenden Schicht und dem Aufhängungsmechanismusgebildet ist, und ein Erfassen einer Veränderung der Kapazität basierendauf einer Verschiebung der Sondenspitze aufgrund des Vorliegenseines Bits.
    [0015] BevorzugteAusführungsbeispieleder vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend aufdie beiliegenden Zeichnungen nähererläutert.Es zeigen:
    [0016] 1 ein Flußdiagrammeines Verfahrens gemäß einemAusführungsbeispielder vorliegenden Erfindung;
    [0017] 2 eine Darstellung einesDatenspeichersystems gemäß einemAusführungsbeispielder vorliegenden Erfindung;
    [0018] 3 eine Darstellung einesDatenspeichersystems gemäß einemalternativen Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung;
    [0019] 4 ein Datenspeichersystemgemäß einemweiteren Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung; und
    [0020] 5 ein Datenspeichersystemgemäß einemweiteren Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung.
    [0021] Dievorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Datenspeichervorrichtungund ein Verfahren zum Lesen von Daten in einer Datenspeichervorrichtung.Die folgende Beschreibung wird vorgelegt, um es Fachleuten auf diesemGebiet zu ermöglichen,die Erfindung herzustellen und zu verwenden, und ist in dem Zusammenhangeiner Patentanmeldung und ihrer Anforderungen dargelegt. VerschiedeneModifizierungen an den Ausführungsbeispielenund die allgemeinen Prinzipien und Merkmale, die hierin beschriebensind, sind fürFachleute auf diesem Gebiet ohne weiteres ersichtlich. So soll dievorliegende Erfindung nicht auf das gezeigte Ausführungsbeispiel eingeschränkt sein,sondern soll den breitesten Schutzbereich konsistent mit den hierinbeschriebenen Prinzipien und Merkmalen umfassen.
    [0022] Basierendauf variierenden Ausführungsbeispielender vorliegenden Erfindung sind eine Datenspeichervorrichtung undein Verfahren zum Lesen von Daten in einer Datenspeichervorrichtungoffenbart. Die Vorrichtung umfaßteine Sondenspitze, die übereinen Aufhängungsmechanismus über einem Speichermediumaufgehängtist. Folglich variiert, wenn die Sondenspitze über das Speichermedium bewegtwird, ein Zwischenraum zwischen der Spitze und dem darunterliegendenSpeichermedium, wenn die Spitze auf topographische Bits in dem Speichermediumtrifft. Wenn sich der Zwischenraum zwischen der Spitze und dem darunterliegendenSpeichermedium verändert,variiert die Kapazitätzwischen der Sondenspitze/Aufhängungund den weiteren Komponenten der Vorrichtung. Folglich kann einAusleseschema implementiert werden, durch das die Kapazität zwischender Sondenspitze/Aufhängungund weiteren Komponenten überwachtwird.
    [0023] 1 zeigt ein Flußdiagrammauf hoher Ebene eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung. Ein erster Schritt 110 beinhaltetein Aufhängeneiner Sondenspitze übereiner Datenspeicherschicht übereinen Aufhängungsmechanismus.Bei einem Ausführungsbeispiel istder Aufhängungsmechanismusein flexibler Aufhängungsmechanismus.Ein zweiter Schritt 120 beinhaltet ein Bereitstellen zumindesteiner leitenden Schicht, wobei eine Kapazität zwischen der zumindest einenleitenden Schicht und dem Aufhängungsmechanismusgebildet ist. Ein letzter Schritt 130 umfaßt ein Erfasseneiner Veränderungder Kapazität basierendauf einer Verschiebung der Sondenspitze. Bei einem Ausführungsbeispielwird die Verschiebung durch das Vorliegen eines topographischenBits in der Datenspeicherschicht bewirkt.
    [0024] 2 ist eine Darstellung einesSystems 200 zum Speichern von Daten gemäß einem Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung. Das System 200 umfaßt einenAufhängungsmechanismus 202,der einen Kapazitätssensor 204 undeinen Ausleger 206 umfaßt. Bei einem Ausführungsbeispiel wirdein flexibler Ausleger 206 verwendet, wobei so ein flexiblerAufhängungsmechanismus 202 erzeugt wird.Obwohl das Ausführungsbeispielaus 2 den Kapazitätssensor 204 alsin den Aufhängungsmechanismus 202 gekoppeltzeigt, ist es möglich, daß ein Teildes Kapazitätssensors 204 (z.B. ein Teil der Elektronik) entfernter sein könnte und nicht auf dem tatsächlichenAufhängungsmechanismus 204. EineSondenspitze 208 ist mit dem Ausleger 206 gekoppelt.
    [0025] DasSystem 200 umfaßtaußerdemzumindest eine Schicht aus einem Material. Bei einem Ausführungsbeispielumfassen die Schichten zwei Polymerschichten 214, 216.Die erste Polymerschicht 214 dient als ein Datenspeichermedium,durch das Daten auf der ersten Polymerschicht 214 in derForm eines Bits 210 gespeichert werden. Die zweite Polymerschicht 216 wirkt,um die Tiefe des/der Bits 210 in der ersten Polymerschicht 214 zubegrenzen. Bei einem Ausführungsbeispielist die erste Polymerschicht 214 eine weiche Polymerschicht(z. B. Polymethylmethacrylat), wohingegen die zweite Polymerschicht 216 härter ist(z. B. SU8). Obwohl die zweite Polymerschicht 216 etwashärterals die erste Polymerschicht 214 ist, sollte die zweitePolymerschicht 216 dennoch ausreichend weich sein, um einen Schutzder Sondenspitze 208 vor Abnutzung und Erschütterungzu unterstützen.
    [0026] Schließlich umfaßt das System 200 eineleitende Schicht 218, wobei eine Kapazität 212 zwischendem Ausleger 206 und der leitenden Schicht 218 gebildetist. Bei alternativen Ausführungsbeispielenkann die leitende Schicht 218 ein leitender Dünnfilm sein,wie z. B. ein aufgebrachter Metallfilm aus Mo, Cu, TA oder einerLegierung mehrerer Elemente. Sie könnte auch mehrere Metallschichtenmit unterschiedlichen Zusammensetzungen sein. Die leitende Schicht 218 könnte auchein leitendes Substrat, wie z. B. stark dotiertes Silizium, sein.
    [0027] Folglichwerden Daten von der ersten Polymerschicht (Datenspeichermedium) 214 durchein Bewegen der Sondenspitze 208 über die erste Polymerschicht 216 gelesen.Wenn die Sondenspitze 208 über die erste Polymerschicht 214 bewegtwird, trifft die Sondenspitze 208 auf ein Bit 210 undder Zwischenraum zwischen der Spitze 208 und der leitendenSchicht 218 verändertsich. Ein Bit 210 kann eine Vertiefung, ein Hügel oderjede weitere Veränderung inder Topographie des Speichermediums 214 sein. Folglicherfaßtder Kapazitätssensor 204,wenn der Zwischenraum zwischen der Sondenspitze 208 und derleitenden Schicht 218 sich verändert, eine Veränderungder Kapazität 212 aufgrundeiner Veränderungder Position der Kapazitivelemente auf dem Ausleger 206 relativzu den sich nicht bewegenden Kapazitivelementen auf dem Speichermedium 214. Einwichtiges Merkmal dieser Erfindung besteht darin, daß eine Veränderungin der Topographie, die in einer kleinen Fläche aufgezeichnet ist, durcheine scharfe Sonde erfaßtund in eine Veränderungeines Kapazitivzwischenraums übereine großeFläche übertragenwerden kann, was ein großesSignal liefert.
    [0028] DieKapazität 212 zwischendem Hebel 206 und der leitenden Schicht 218 kannzwischen 1 und 2 Femtofarad (10-15F) für einenherkömmlichenAuslegerentwurf sein, wobei Modifizierungen an dem Auslegerentwurfzur Optimierung füreinen kapazitiven Lesevorgang jedoch potentiell dies um einen Faktorvon 2 (2 – 4Femtofarad) oder mehr erhöhen könnten.
    [0029] Zusätzlich kanndie Entfernung zwischen dem Ausleger 206 und dem Datenspeichermedium 214 eingestelltwerden (z. B. von 200 nm bis zumindest 100 nm), wodurch ein Anstiegum einen weiteren ungefährenFaktor 2 (4 – 8Femtofarad) resultiert. Die Reduzierung der Entfernung würde auchdas Signal (Deltakapazität)relativ zu der Gesamtkapazität erhöhen. Signalverbesserungenkönnenebenso durch ein Erhöhender an die Kapazität 212 angelegtenSpannung erzielt werden. Dies erhöht das Signal, das zum Erfassenvon Veränderungender Kapazität 212 verfügbar ist.Mit einer angelegten Spannung von 10 Volt und einer angenommenenGesamtkapazitätvon 2 fF z. B. liefert eine Deltakapazität von 5 % (100 aF) ein Signalvon 50 mV an dem Ausgang eines Ladungsvorverstärkers mit einem 20 fF-Rückkopplungskondensator.
    [0030] Eswird darauf verwiesen, daß dasoben beschriebene Schema mit jedem Speichermedium verwendet werdenkann, in dem Bits topographisch gespeichert sind. Folglich kanndas Datenspeichermedium jedes Material oder jeder Satz von Materialien sein,in dem Bits topographisch gespeichert sein können. Die Bits können entwederVertiefungen oder Erhebungen oder Kombinationen von beidem seinund durch andere Mittel als thermisches Schreiben geschrieben sein.Zusätzlichkönnenmehrere Sondenspitze und leitende Materialien (Regionen) parallel verwendetwerden, um höhereDatenlese- und -Schreibratenzu erzielen. Ebenso kann eine andere flexible Aufhängung alsein Ausleger verwendet werden.
    [0031] Beieinem alternativen Ausführungsbeispiel kanndie Kapazitätzwischen unterschiedlichen Abschnitten des Aufhängungsmechanismus gemessen werden. 3 ist eine Darstellung einesDatenspeichersystems 300 gemäß einem alternativen Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung. Ähnlich wiebei dem System 200 (siehe 2)umfaßtdas Datenspeichersystem 300 einen Aufhängungsmechanismus 302,der einen Kapazitätssensor 304 und einenAusleger 306 umfaßt.Bei diesem Ausführungsbeispielumfaßtder Aufhängungsmechanis mus 302 eineleitende Schicht 320, wobei eine Kapazität 312 zwischendem Ausleger 306 und der leitenden Schicht 320 gebildetist. Wieder ist die Sondenspitze 308 mit dem Ausleger 306 gekoppelt.Die weiche Polymerschicht 314 dient als ein Datenspeichermedium,wohingegen eine härtePolymerschicht 316 die Tiefe des/der Bits 310 inder weichen Polymerschicht 314 begrenzt. Die härtere Polymerschicht 316 istauf einer Schicht 318 aufgebracht. Bei diesem Ausführungsbeispielerfaßtder Kapazitätssensor 304 eine Veränderungder Kapazität 312 basierendauf der Verschiebung der Sondenspitze 308.
    [0032] Beinoch einem weiteren alternativen Ausführungsbeispiel der vorliegendenErfindung werden Daten durch ein Überwachen einer Differenz einer Kapazität zwischeneiner ersten Kapazitätund einer zweiten Kapazitätgelesen. 4 zeigt einDatenspeichersystem 400 gemäß einem alternativen Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung. Das System 400 umfaßt eineerste Kapazität 402,die auf einer ersten Seite des Auslegers 406 zwischen dem Ausleger 406 undeiner ersten leitenden Schicht 420 gebildet ist. Das System 400 umfaßt außerdem eine zweiteKapazität 404,die auf einer zweiten Seite des Auslegers 406 zwischendem Ausleger 406 und einer zweiten leitenden Schicht 418 gebildetist. Folglich erfaßtder Kapazitätssensor 408 eineDifferenz einer Kapazitätzwischen der ersten Kapazität 402 undder zweiten Kapazität 404 basierendauf der Verschiebung der Sondenspitze 410. Durch ein Implementiereneiner ersten und einer zweiten Kapazität 402, 404,wie dies gezeigt ist, könneneinige Gleichtakt-Rauschquellen verbessert werden.
    [0033] Eswird darauf verwiesen, daß dieKapazitäten 402, 404 durchein Verwenden einer größeren Fläche größer gemachtwerden können.Die Sondenspitze 410 kann z. B. an dem Ende eines relativgroßflächigen Auslegers 406 positioniertsein, auf dem ein leitender Film aufgebracht ist. Folglich wirktder leitende Film wirksam als eine Platte der Kapazität 402 oder 404.Die Größe, dieForm und Materialeigen schaften der Platte und der Aufhängung müssen konsistentmit den erwünschtenmechanischen Eigenschaften der Aufhängung sein, die in vielen Fällen durchAnforderungen fürBandbreite, Spitze/Medium-Belastungskraft, dynamischen Bereich usw.vorgegeben werden. Folglich liefert die scharfe Sondenspitze einehohe Raumauflösung,die relativ große Fläche derkapazitiven Abschnitte der Aufhängung jedochliefert ein großesSignal. Dies führtzu einer großenVeränderungder Kapazitätbasierend auf einer kleinen Verschiebung der Sondenspitze.
    [0034] Eswird ebenso angemerkt, daß dieleitenden Platten, die die Kapazitäten bilden, so nahe aneinanderwie möglichgehalten werden sollten, während gleichzeitigdie Menge an Material zwischen den Platten sowie die dielektrischeKonstante der Materialien zwischen den Platten minimiert werden.Dies hilft bei der Maximierung der Bruchteilsvariation der Kapazitäten für eine bestimmteTiefe oder Höheder geschriebenen Bits. Zum Beispiel basierend auf dem Ausführungsbeispielaus 2 ist es, wenn dieKapazitäten 212 überwachtwerden, unter Umständen wünschenswert,eine Metallbeschichtung auf der Unterseite des Auslegers 206 (amnächstenan der Speicherschicht 214) zu verwenden, so daß das Materialdes Auslegers nicht zu der Kapazität 212 beiträgt. In diesemFall könntees ebenso von Vorteil sein, die Speicherschicht 214 oberhalbder leitenden Schicht 218 so dünn wie möglich herzustellen, während diedielektrische Konstante minimiert wird. Wieder würde dies eine Maximierung derBruchteilsveränderungder Kapazität 212 unterstützen, wenndie Spitze 208 überdie Speicherschicht 214 bewegt wird.
    [0035] Einweiteres Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung umfaßtein Computersystem, das eine Datenspeichervorrichtung gemäß der vorliegendenErfindung implementiert. 5 zeigtein Computersystem 500 gemäß einem alternativen Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung. Das Computersystem 500 umfaßt einezentrale Verarbeitungseinheit (CPU) 510, die mit einerDatenspeichervorrichtung 520 gekoppelt ist. Es wird daraufverwiesen, daß dieDatenspeichervorrichtung 520 eines der oben beschriebenenAusführungsbeispieleder Datenspeichervorrichtungen sein könnte.
    权利要求:
    Claims (24)
    [1] Datenspeichervorrichtung mit folgenden Merkmalen: einerSondenspitze (208), die an einem Aufhängungsmechanismus (202)angebracht ist; einer Datenspeicherschicht (214); zumindesteiner leitenden Schicht (218), wobei eine Kapazität zwischendem Aufhängungsmechanismus (202)und der zumindest einen leitenden Schicht (218) gebildetist; und einem Sensor (204) zum Erfassen einer Veränderungder Kapazität(212) basierend auf einer Verschiebung der Sondenspitze(208) aufgrund des Vorliegens eines Bits (210).
    [2] Datenspeichervorrichtung gemäß Anspruch 1, bei der die Datenspeicherschicht(214) in Kontakt mit der Sondenspitze (208) steht.
    [3] Datenspeichervorrichtung gemäß Anspruch 2, bei der die Datenspeicherschicht(214) das Bit (210) umfaßt und das Bit (210)zumindest entweder eine Einkerbung oder einen Vorsprung aufweist.
    [4] Datenspeichervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis3, bei der die Datenspeicherschicht (214) ein Polymermaterialaufweist.
    [5] Datenspeichervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis4, bei der die leitende Schicht (218) einen leitenden Dünnfilm aufweist.
    [6] Datenspeichervorrichtung gemäß Anspruch 5, bei der der leitendeDünnfilmzumindest einen eines aufgebrachten Metallfilms aus Mo, Cu oderTA aufweist.
    [7] Datenspeichervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis6, bei der die leitende Schicht (218) ein leitendes Substrataufweist.
    [8] Datenspeichervorrichtung gemäß Anspruch 7, bei der das leitendeSubstrat ein dotiertes Siliziummaterial aufweist.
    [9] Datenspeichervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis8, bei der der Aufhängungsmechanismus(202) einen flexiblen Ausleger umfaßt.
    [10] Datenspeichervorrichtung gemäß Anspruch 9, bei der die Kapazität (212)auf zumindest einer Seite des flexiblen Auslegers gebildet ist.
    [11] Datenspeichervorrichtung gemäß Anspruch 9 oder 10, bei dereine erste Kapazität(402) auf einer ersten Seite des flexiblen Auslegers (406)gebildet ist und eine zweite Kapazität (404) auf einerzweiten Seite des flexiblen Auslegers gebildet ist.
    [12] Datenspeichervorrichtung gemäß Anspruch 11, bei der dieVeränderungder Kapazitäteine Differenz einer Kapazitätzwischen der ersten Kapazität undder zweiten Kapazitätaufweist.
    [13] Verfahren zum Lesen von Daten von einer Datenspeichervorrichtung,mit folgenden Schritten: Aufhängen einer Sondenspitze (208) über einerDatenspeicherschicht (214) über einen Aufhängungsmechanismus(202); Bereitstellen zumindest einer leitenden Schicht (218),wobei eine Kapazität(212) zwischen dem Aufhängungsmechanismus(202) und der zumindest einen leitenden Schicht (218)gebildet ist; und Erfassen einer Veränderung der Kapazität (212)basierend auf einer Verschiebung der Sondenspitze (208)aufgrund des Vorliegens eines Bits (210).
    [14] Verfahren gemäß Anspruch13, bei dem die Datenspeicherschicht (214) ein Polymermaterialaufweist.
    [15] Verfahren gemäß Anspruch13 oder 14, bei dem die zumindest eine leitende Schicht (218)einen leitenden Dünnfilmaufweist.
    [16] Verfahren gemäß Anspruch15, bei dem der leitende Dünnfilmzumindest einen eines aufgebrachten Metallfilms aus Mo, Cu oderTA aufweist.
    [17] Verfahren gemäß einemder Ansprüche13 bis 16, bei dem die zumindest eine leitende Schicht (218)ein leitendes Substrat aufweist.
    [18] Verfahren gemäß Anspruch17, bei dem das leitende Substrat ein dotiertes Siliziummaterialaufweist.
    [19] Verfahren gemäß einemder Ansprüche13 bis 18, bei dem der Aufhängungsmechanismus(202) ferner einen flexiblen Ausleger umfaßt und derSchritt des Bereitstellens zumindest einer leitenden Schicht (218)ferner ein Bereitstellen einer leitenden Schicht innerhalb des Aufhängungsmechanismus(202) aufweist, wobei eine Kapazität zwischen der leitenden Schichtund dem flexiblen Ausleger gebildet wird.
    [20] Verfahren gemäß einemder Ansprüche13 bis 19, bei dem der Aufhängungsmechanismus(202) ferner einen flexi blen Ausleger umfaßt und derSchritt des Bereitstellens zumindest einer leitenden Schicht einBereitstellen einer ersten leitenden Schicht auf einer ersten Seitedes flexiblen Auslegers und einer zweiten leitenden Schicht aufeiner zweiten Seite des flexiblen Auslegers umfaßt, wobei eine erste Kapazität auf derersten Seite des flexiblen Auslegers gebildet wird und eine zweiteKapazitätauf der zweiten Seite des flexiblen Auslegers gebildet wird.
    [21] Verfahren gemäß Anspruch20, bei dem der Schritt des Erfassens einer Veränderung der Kapazität (212)ein Erfassen einer Differenz einer Kapazität zwischen der ersten und derzweiten Kapazitätaufweist.
    [22] Verfahren gemäß einemder Ansprüche13 bis 21, bei dem die Datenspeicherschicht (214) das Bitumfaßtund das Bit zumindest entweder eine Vertiefung oder einen Vorsprungaufweist.
    [23] Computersystem mit folgenden Merkmalen: einerzentralen Verarbeitungseinheit (510); und einer Datenspeichervorrichtung(520), die mit der zentralen Verarbeitungseinheit gekoppeltist, mit folgenden Merkmalen: einer Sondenspitze (208),die an einem Aufhängungsmechanismus(202) angebracht ist; einer Datenspeicherschicht (214); zumindesteiner leitenden Schicht, wobei eine Kapazität (212) zwischen demAufhängungsmechanismus (202)und der zumindest einen leitenden Schicht (218) gebildetist; und einem Sensor (204) zum Erfassen einer Veränderungder Kapazität(212) basierend auf einer Verschiebung der Sondenspitze(208) aufgrund des Vorliegens eines Bits (210).
    [24] Datenspeichervorrichtung mit folgenden Merkmalen: einerSondenspitze (208), die an einem flexiblen Aufhängungsmechanismusangebracht ist; zumindest einem Kondensator, der mit der flexiblen Aufhängung gekoppeltist; und einem Sensor (204) zum Erfassen einer Veränderungder Kapazität(212) des zumindest einen Kondensators basierend auf einerVerschiebung der Sondenspitze (208) aufgrund des Vorliegenseines Bits (210).
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    JP4072145B2|2008-04-09|
    US7373265B2|2008-05-13|
    TWI231505B|2005-04-21|
    US20050055170A1|2005-03-10|
    CN1595535A|2005-03-16|
    JP2005085460A|2005-03-31|
    TW200511311A|2005-03-16|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2005-04-14| OP8| Request for examination as to paragraph 44 patent law|
    2007-03-15| 8139| Disposal/non-payment of the annual fee|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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