DE3421077C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft einen magneto-optischen Aufzeich
nungsträger nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Schichten aus amorphen Legierungen sind bisher für magneto-
optische Aufzeichnungsschichten als erfolgversprechend
unter dem Gesichtspunkt des Wirkungsgrades beim Aufzeichnen
und beim Auslesen angesehen worden. Besonders eine Schicht
aus einer ternären amorphen Legierung, die aus dem ternären
System Gd-Tb-Fe besteht, ist wegen der niedrigen Curie-
Temperatur von etwa 150°C und eines großen Kerr-Drehwinkels
eine gute Aufzeichnungsschicht. Sie weist jedoch die
Nachteile auf, daß es schwierig ist, die Aufzeichnungs
empfindlichkeit und das S/N-Verhältnis beim Auslesen
bei alleiniger Anwendung einer magnetischen Aufzeichnungs
schicht zu verbessern, so daß der Versuch gemacht worden
ist, den Wirkungsgrad durch die Wahl einer Kombination
aus einem Substratmaterial, einer Wärmeisolierschicht,
einem Antireflexionsfilm und einer die Reflexion verstär
kenden Schicht zu erhöhen.
Ein auf einer magnetischen Schicht angeordneter Einzel
schicht-Antireflexionsfilm, ist beispielsweise aus der
JP-OS 1 56 943/1981 bekannt. Er weist jedoch den Nachteil
eines niedrigen Brechungsindex und des daraus resultieren
den niedrigen Wirkungsgrades auf, der dadurch hervorgerufen
wird, daß das Erhitzen beim Filmbildungsverfahren schwierig
ist, wenn als äußeres Substrat an der Aufzeichnungsseite
Glas oder Kunststoff verwendet wird.
Die FR-OS 21 91 197 betrifft eine Vorrichtung zum Auslesen
von Informationen aus Magnetspeichern, die folgenden
Schichtaufbau besitzt: Auf einer metallischen Reflexions
schicht ist eine erste dielektrische Schicht, darüber
eine Magnetspeicherschicht und darüber eine zweite di
elektrische Schicht angeordnet. Auf der zweiten dielektri
schen Schicht befindet sich ein Glassubstrat. In einer
weiteren Ausführungsform besitzt die Vorrichtung nur
eine dielektrische Schicht, die entweder auf der Magnet
speicherschicht oder zwischen dieser und der darunter
befindlichen metallischen Reflexionsschicht angeordnet
ist.
Dieser Schichtaufbau besitzt den Nachteil, daß ein zu
hoher Anteil des auftreffenden Lichtstrahls reflektiert
wird und damit das S/N-Verhältnis beim Auslesen zu niedrig
ist. Infolge der hohen Reflexion wird außerdem der Wir
kungsgrad beim Aufzeichnen und Auslesen vermindert.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen magneto-optischen
Aufzeichnungsträger zur Verfügung zu stellen, bei dem
durch einen speziellen Schichtaufbau eine Reflexion des
zum Aufzeichnen und Auslesen verwendeten Lichtstrahles
vermindert wird und damit eine Verbesserung des Wirkungs
grades und eine Erhöhung des S/N-Verhältnisses beim Auslesen
erreicht wird.
Diese Aufgabe wird durch einen magneto-optischen Aufzeich
nungsträger mit den im kennzeichnenden Teil des Patentan
spruchs 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die
Zeichnungen näher erläutert.
Fig. 1, 2, 3 und 4 erläutern den Aufbau des magneto-opti
schen Aufzeichnungsträgers.
Fig. 5, 6, 7 und 8 zeigen die spektralen Kurven des Re
flexionsvermögens erfindungsgemäßer magneto-optischer
Aufzeichnungsträger.
Im Rahmen der Erfindung bedeutet eine Schicht mit hohem
Brechungsindex eine Schicht, die aus einer Substanz mit
einem Brechungsindex von nicht weniger als 1,80 besteht,
während eine Schicht mit niedrigem Brechungsindex eine
Schicht bedeutet, die aus einer Substanz mit einem Bre
chungsindex von nicht mehr als 1,60 besteht.
Als Beispiele der im Rahmen der Erfindung verwendeten
magnetischen Aufzeichnungsschicht können quaternäre amorphe
Dünnschichten aus Gd-Tb-Fe-Co und ternäre amorphe Dünn
schichten aus Gd-Tb-Fe erwähnt werden, unter denen die
quaternären magnetischen Schichten wegen der großen
Kerr-Drehwinkel und der zufriedenstellenden Rechteckig
keit bevorzugt werden.
Als bevorzugte Beispiele der im Rahmen der Erfindung
verwendeten Schichten mit hohem Brechungsindex können eine
ZrO2-Schicht, eine Ta2O5-Schicht und eine Nb2O5-Schicht, die einen
Brechungsindex von etwa 1,9, 2,0 bzw. 2,1 haben, erwähnt
werden. Eine Ta2O5-Schicht und eine Nb2O5-Schicht erhalten
den vorstehend erwähnten Brechungsindex, wenn sie bei
Raumtemperatur aufgedampft werden. Sie sind folglich
bei der Massenfertigung besonders geeignet, wenn die
erwähnte magnetische Schicht nicht unter Erhitzen ge
bildet werden kann und der Mehrschichtfilm
etwa bei Raumtemperatur gebildet werden muß.
Als weiteres bevorzugtes Beispiel einer Schicht mit hohem
Brechungsindex wird eine binäre, aufgedampfte Schicht
erwähnt, die Ta2O5 und ZrO2 enthält und dadurch herge
stellt wird, daß Ta2O5-Pulver und ZrO2-Pulver vermischt,
erhitzt und geformt werden und die erhaltene Mischung
aufgedampft wird. (Die Schicht wird nachstehend als gemisch
te Schicht bezeichnet.) Wenn eine Ta2O5-Schicht oder eine
Nb2O5-Schicht mit einer Elektronenkanone für die Bildung
einer Schicht aufgedampft werden, kann die Gefahr bestehen,
daß Fehler erzeugt werden, die durch Spritzen von Körn
chen aus gesinterten Ta2O5- oder Nb2O5-Pellets beim
Aufdampfen verursacht werden. Die Anwendung der vorste
hend erwähnten gemischten Schicht, die aus den zwei Be
standteilen Ta2O5 und ZrO2 besteht, ergibt jedoch nicht
nur einen Brechungsindex, der dem Brechungsindex einer
Ta2O5-Schicht äquivalent ist, sondern führt auch dazu,
daß das Spritzen, das für Ta2O5-Pellets beim Aufdampfen
charakteristisch ist, fast vollständig verhindert werden
kann. Die bei Raumtemperatur aufgedampfte gemischte
Schicht aus Ta2O5/ZrO2 = 3/1 (Molverhältnis) hat einen
Brechungsindex von etwa 1,99, und das Spritzen beim
Aufdampfen wird nicht beobachtet.
Als anderes bevorzugtes Beispiel der im Rahmen der
Erfindung verwendeten Schicht mit hohem Brechungsindex
kann eine gemischte Schicht erwähnt werden, die die zwei
Bestandteile Nb2O5 und ZrO2 enthält und dadurch herge
stellt wird, daß Nb2O5 und ZrO2 enthält und dadurch herge
stellt wird, daß Nb2O5-Pulver und ZrO2-Pulver vermischt,
erhitzt und geformt werden und die erhaltene Mischung
aufgedampft wird. Diese gemischte Schicht kann ohne Sprit
zen und mit einem in bedeutendem Ausmaß verminderten
Anteil der durch verspritzte Pelletkörnchen verur
sachten Fehler hergestellt werden, wobei ein Brechungs
index erhalten wird, der dem Brechungsindex der Nb2O5-
Schicht annähernd gleich ist. Eine gemischte Schicht aus
Nb2O5/ZrO2 = 3/1 (Molverhältnis) hat beispielsweise
einen Brechungsindex von 2,1 und kann fast ohne Spritzen
von aufzudampfenden Material beim Aufdampfen gebildet
werden.
Als Schicht mit niedrigem Brechungsindex wird im Rahmen
der Erfindung eine Schicht verwendet, die als Hauptbestand
teil SiO2 enthält. Obwohl als Schicht mit niedrigem Bre
chungsindex im allgemeinen eine Fluoridschicht oder eine
Oxidschicht verwendet wird, ruft eine MgF2-Schicht, die ein
repräsentatives Beispiel der Fluoridschichten ist, eine
schnelle Verschlechterung der magnetischen Eigenschaften
und des Aussehens der magnetischen Schicht hervor,
wenn sie als Schicht mit niedrigem Brechungsindex verwendet
wird, und ferner werden bei der Bildung einer an eine
organische Wärmeisolierschicht angrenzende Antireflexions
schicht eine Bildung von Rissen in der Schicht eine zu
einer freien Bewegung führende Ablösung der Schicht und
eine Lichtstreuung hervorgerufen. Andererseits ist
die Schicht, die als Hauptbestandteil SiO2 enthält, bezüg
lich der Oberflächenfestigkeit und der Haftung überlegen,
und sie ist frei von einer Bildung von Rissen in der
Schicht und frei von einer zur freien Bewegung führenden Ablösung
der Schicht. Ein Beispiel der vorstehend erwähnten Schicht,
die als Hauptbestandteil SiO2 enthält, ist die Schicht,
die unter Verwendung eines handelsüblichen Gemischs
aus etwa 70% SiO2 sowie Boroxid und
Aluminiumoxid als Aufdampfsubstanz hergestellt
wird.
Der im Rahmen der Erfindung verwendete Mehrschichtfilm
wird dadurch gebildet, daß die vorstehend erwähnten
Schichten mit hohem Brechungsindex und die vorstehend erwähn
ten Schichten mit niedrigem Brechungsindex abwechselnd
laminiert werden, wobei von der Schreibseite ausgehend
mit der Schicht begonnen wird, die einen hohen Brechungs
index hat, wobei ein Laminat aus einer ungeraden Zahl
von Schichten, und zwar aus mindestens drei Schichten
und vorzugsweise aus drei oder fünf Schichten, erhalten
wird, das zwischen dem äußeren Substrat an der Schreib
seite und der magnetischen Aufzeichnungsschicht angeord
net ist.
Die optische Filmdicke der Schichten, die den im Rahmen
der Erfindung verwendeten Mehrschichtfilm bilden, beträgt
bei dem Laminat aus drei Schichten für die erste und
für die zweite Schicht λ/4 bezüglich der Wellenlänge
für das Aufzeichnen und Auslesen und für die dritte
Schicht im Hinblick auf die Phasenverschiebung bei
der Reflexion an der Grenzfläche der magnetischen Auf
zeichnungsschicht weniger als λ/4 und bei dem aus 5
Schichten bestehenden Laminat für die erste bis zur
vierten Schicht vorzugsweise λ/4 und für die fünfte
Schicht wie bei dem aus drei Schichten bestehenden
Laminat weniger als λ/4.
Der im Rahmen der Erfindung verwendete Mehrschichtfilm
besteht vorteilhafterweise aus abwechselnden Schichten
mit einer optischen Filmdicke von λ/4, und als Parameter
für die Veränderung des Reflexionsvermögens wird vorzugs
weise der Brechungsindex gewählt.
Eine Ausführungsform der Erfindung wird unter Bezugnahme
auf Fig. 1, die schematisch den Aufbau des erfindungs
gemäßen magneto-optischen Aufzeichnungsträgers zeigt,
erläutert. In Fig. 1 werden eine Schicht 2 a aus ZrO2 mit
hohem Brechungsindex, eine Schicht 2 b mit niedrigem Bre
chungsindex, die als Hauptbestandteil SiO2 enthält,
und eine ZrO2-Schicht 2 c in dieser Reihenfolge von der
Schreibseite ausgehend auf einem Substrat 1 a aus Glas
oder Kunststoff angeordnet, und ferner wird darauf
eine magnetische Aufzeichnungsschicht 3 aus der quater
nären amorphen Legierung Gd-Tb-Fe-Ce gebildet und dann
durch eine Klebeschicht 4 mit einem Substrat 1 b aus
Glas oder Kunststoff verklebt, um einen erfindungsgemäßen
magneto-optischen Aufzeichnungsträger zu erhalten. In
Fig. 1 die drei Schichten 2 a, 2 b und 2 c einen
Mehrschichtfilm. Die optischen Dicken der die erste
Schicht bildenden ZrO2-Schicht 2 a und die die zweite
Schicht bildende Schicht 2 b, die als Hauptbestandteil
SiO2 enthält, werden so gewählt, daß sie λ/4 bezüglich
der Wellenlänge des Aufzeichnungs- und Auslese-Licht
strahls betragen, und die optische Dicke der die dritte
Schicht bildenden ZrO2-Schicht 2 c wird im Hinblick auf
die Phasenverschiebung durch Reflexion an der Grenzfläche
der magnetischen Aufzeichnungsschicht 3 so gewählt,
daß sie weniger als λ/4 beträgt. Die Brechungsindizes
der Schichten 2 a, 2 b und 2 c, die den Mehrschichtfilm
bilden, betragen nämlich bei einer angewandten Wellen
länge von etwa 800 nm 1,9, 1,48 bzw. 1,9, während die
optischen Filmdicken 200 nm, 200 nm bzw. 160 nm betragen.
In dem Aufbau des Aufzeichnungsträgers dieser Ausfüh
rungsform kann zwischen einem Glassubstrat 1 a und dem
aus drei Schichten gebildeten Mehrschichtfilm (2 a, 2 b
und 2 c) eine aus einem organischen Harz bestehende
Wärmeisolierschicht 6 vorgesehen werden, und ferner
kann eine Schutzschicht 5 vorgesehen werden. Ein solcher
Aufbau ist in Fig. 3 schematisch dargestellt.
Fig. 2 zeigt schematisch den Aufbau einer anderen Aus
führungsform des erfindungsgemäßen magneto-optischen
Aufzeichnungsträgers, die nachstehend erläutert wird.
Ein magneto-optischer Aufzeichnungsträger wird in der
gleichen Weise wie in Fig. 1 hergestellt, jedoch besteht
der Mehrschichtfilm aus fünf Schichten, wozu eine ZrO2-
Schicht 2 a, eine Schicht 2 b, die als Hauptbestandteil SiO2
einthält, eine ZrO2-Schicht 2 c, eine Schicht 2 d, die als Haupt
bestandteil SiO2 enthält, und eine ZrO2-Schicht 2 e gehören.
Die Brechungsindizes der Schichten 2 a, 2 b, 2 c, 2 d und
2 e betragen für die angewandte Wellenlänge von etwa
800 nm 1,9, 1,48, 1,9, 1,48 bzw. 1,9, während ihre
optischen Schichtdicken 200 nm, 200 nm, 200 nm, 200 nm
bzw. 160 nm betragen.
Bei dieser Ausführungsform kann zwischen dem Glassub
strat 1 a und dem aus fünf Schichten bestehenden
Mehrschichtfilm eine aus einem organischen Harz bestehende
Wärmeisolierschicht 6 vorgesehen werden, und ferner
kann zwischen der magnetischen Aufzeichnungsschicht
3 und der Klebeschicht 4 eine Schutzschicht 5 vorgesehen
werden. Fig. 4 erläutert einen solchen Aufbau.
Bei dem erfindungsgemäßen magneto-optischen Aufzeichnungs
träger kann mit einem aus drei oder fünf Schichten
bestehenden Mehrschichtfilm auf der Basis einer optischen
Dicke von λ/4, der zwischen einer magnetischen Aufzeich
nungsschicht aus der quaternären Legierung Gd-Tb-Fe-Co
und einem Substrat aus Glas oder Kunststoff vorgesehen
ist, ein Reflexionsvermögen von 10% oder weniger erzielt
werden, und der Wirkungsgrad beim Aufzeichnen und beim
Auslesen kann verbessert werden.
Eine ZrO2-Schicht, eine Ta2O5-Schicht oder eine Nb2O5-Schicht, die
als Schichten mit hohem Brechungsindex in dem erfindungs
gemäßen magneto-optischen Aufzeichnungsträger verwendet
werden, können dazu führen, daß das Reflexionsvermögen
für eine optische Wellenlänge von etwa 800 nm in einem
Bereich von etwa 1% bis 12% liegt, wodurch die ge
wünschte Antireflexionswirkung erhalten wird.
Bei dem erfindungsgemäßen magneto-optischen Aufzeichnungs
träger können durch die Verwendung einer SiO2 als Haupt
bestandteil enthaltenden Schicht als Schicht mit niedrigem
Brechungsindex die Oberflächenfestigkeit und die Haftung
des Mehrschichtfilms verbessert werden, wodurch die
Bildung der magnetischen Aufzeichnungsschicht auf dem
Mehrschichtfilm erleichtert wird.
Bei dem erfindungsgemäßen magneto-optischen Aufzeich
nungsträger kann die Verwendung einer zwei Bestandteile
enthaltenden, gemischten Schicht, die durch Aufdampfen
von Ta2O5 und ZrO2 mit einer Elektronenkanone gebildet
wird, als Schicht mit hohem Brechungsindex zu einer
Antireflexionswirkung führen, die der mit einer Ta2O5-Schicht
erhaltenen Antireflexionswirkung äquivalent ist, und gleich
zeitig dazu führen, daß die Fehler, die durch verspritzte
Körnchen des Aufdampfmaterials beim Aufdampfen hervor
gerufen werden, in beträchtlichem Maße vermindert werden.
Eine ähnliche Wirkung kann erzielt werden, wenn anstelle
einer Mischung von Ta2O5 und ZrO2 als Material für
die Schicht mit hohem Brechungsindex eine Mischung
von Nb2O5 und ZrO2 verwendet wird.
Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher
erläutert.
Die magneto-optischen Aufzeichnungsträger, die in Fig.
1 und 2 gezeigt werden, lieferten die in Fig. 5 gezeigten
spektralen Kurven 31 bzw. 32 des Reflexionsvermögens.
Ohne den Mehrschichtfilm betrugen das Reflexionsvermögen
und der Kerr-Drehwinkel bei der magnetischen Aufzeich
nungsschicht etwa 45% bzw. etwa 0,4°, wobei weder
der Wirkungsgrad beim Aufzeichnen noch der Wirkungsgrad
beim Auslesen zufriedenstellend waren, während mit
dem in Fig. 1 und 2 gezeigten Mehrschichtfilm das Refle
xionsvermögen bei 800 nm etwa 12% bzw. etwa 2% betrug
und der Wirkungsgrad beim Aufzeichnen und beim Auslesen
zufriedenstellend war.
Es wurden magneto-optische Aufzeichnungträger herge
stellt, die den gleichen Aufbau wie die in Fig. 1 und
2 gezeigten Aufzeichnungsträger hatten, wobei jedoch
anstelle der ZrO2-Schichten als Schichten mit hohem Brechungs
index Ta2O5-Schichten verwendet wurden. Diese Aufzeichnungs
träger lieferten die in Fig. 6 gezeigten spektralen
Kurven 41 bzw. 42 des Reflexionsvermögens. Die Kurven
41 und 42 zeigen, daß das Reflexionsvermögen bei etwa
800 nm etwa 6% bzw. 1% oder weniger beträgt, was auf
einen ausgezeichneten Wirkungsgrad beim Aufzeichnen
und Auslesen schließen läßt.
Es wurden magneto-optische Aufzeichnungsträger herge
stellt, die den gleichen Aufbau wie die in Fig. 1 und
2 gezeigten Aufzeichnungsträger hatten, wobei jedoch
anstelle von ZrO2-Schichten Nb2O5-Schichten verwendet wurden.
Diese Aufzeichnungsträger ergaben die in Fig. 7 gezeig
ten spektralen Kurven 51 bzw. 52 des Reflexionsvermögens.
Die Kurven 51 und 52 zeigen, daß das Reflexionsvermögen
für die angewandte Wellenlänge von 800 nm etwa 3%
bzw. 4% betrug, und der Wirkungsgrad war sowohl beim
Aufzeichnen als auch beim Auslesen zufriedenstellend.
Der Vergleich der Kurven 51 und 52 in Beispiel 3 zeigt,
daß das Reflexionsvermögen bei der Vergrößerung der
Anzahl der Schichten auf einen über 5 liegenden Wert
eher erhöht wird. Ferner zeigt der Vergleich der Kurve
42 in Beispiel 2 und der Kurve 52 in Beispiel 3, daß
durch eine Erhöhung des Brechungsindex von 2,0 auf
2,1 das Reflexionsvermögen eher vergrößert wird. Folglich
wird, wie es vorstehend beschrieben wurde, bei dem
erfindungsgemäßen magneto-optischen Aufzeichnungsträger
der Aufbau bevorzugt, bei dem das Reflexionsvermögen
in einem gewünschten Bereich, d. h. in dem Bereich
von etwa 1 bis 10%, gehalten wird, bei dem als Schicht
mit niedrigem Brechungsindex eine Schicht verwendet wird,
die als Hauptbestandteil SiO2 enthält, bei dem als
Schicht mit hohem Brechungsindex eine ZrO2-Schicht, eine Ta2O5-
Schicht oder eine Nb2O5-Schicht jeweils getrennt oder in Kombi
nation, wie es vorstehend erwähnt wurde, verwendet
wird und bei dem der Mehrschichtfilm eine Mehrschicht
struktur aus drei oder fünf Schichten hat.
Der in Fig. 3 und 4 gezeigte magneto-optische Aufzeich
nungsträger lieferte die in Fig. 8 gezeigten spektralen
Kurven 61 bzw. 62 des Reflexionsvermögens. Ferner hatte
die Wärmeisolierschicht 5 einen Brechungsindex von
etwa 1,63 und eine Filmdicke von λ/2 bezüglich der
angewandten Wellenlänge von 800 nm. Die Kurven 61 und
62 ergaben beide eine ausreichende
Antireflexionswirkung.
Claims (3)
1. Magneto-optischer Aufzeichnungsträger mit
- a) einem lichtdurchlässigen Substrat, das aus einem aus Kunststoff und Glas ausgewählten Material gebildet ist,
- b) einem Mehrschichtfilm aus verschiedenen dielek trischen Schichten, der auf dem lichtdurchlässigen Substrat angeordnet ist, und
- c) einer auf dem Mehrschichtfilm angeordneten ma gnetischen Aufzeichnungsschicht, wobei die Aufzeichnung mit einem durch das Substrat und den Mehrschichtfilm durch gelassenen Lichtstrahl durchgeführt wird,
dadurch gekenn
zeichnet, daß der Mehrschichtfilm in abwechselnder
Reihenfolge eine Schicht mit hohem Brechungsindex, der
aus einem Material mit hohem Brechungsindex besteht, und
eine Schicht mit niedrigem Brechungsindex, der als Haupt
bestandteil SiO2 enthält, aufweist, wobei die Anzahl der
Schichten gleich 3 oder einer größeren ungeraden Zahl
ist und wobei die Schicht, die mit dem lichtdurchlässigen
Substrat in Berührung ist, eine Schicht mit hohem Brechungs
index ist.
2. Magneto-optischer Aufzeichnungsträger nach Anspruch
1, dadurch gekennzeichnet, daß das Material mit hohem
Brechungsindex aus ZrO2, Ta2O5 und Nb2O5 ausgewählt ist.
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