JP3452451B2 - 光磁気記録媒体及び光磁気記録方法 - Google Patents
光磁気記録媒体及び光磁気記録方法Info
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- G11B11/10591—Details for improving write-in properties, e.g. Curie-point temperature
Description
録、再生、消去の少なくとも一つを行う光ディスク、光
カード等に用いられる光磁気記録媒体及び光磁気記録方
法に関するものである。
る垂直磁化膜を形成させたものを記録媒体とし、以下の
方法で記録、再生を行うものである。
部磁場等によって初期化し、磁化の方向を1方向(上向
き、または下向き)に揃えておく。その後、記録したい
エリアにレーザビームを照射して、媒体部分の温度をキ
ュリー点近傍以上、もしくは補償点近傍以上に加熱し、
その部分の保磁力(Hc)をゼロ、又はほとんどゼロと
した上で、初期化の磁化の方向と逆向きの外部磁場(バ
イアス磁場)を印加して磁化の向きを反転させる。レー
ザビームの照射を止めると、記録媒体は常温に戻るので
反転した磁化は固定される。つまり、情報が熱磁気的に
記録される。
を記録媒体に照射し、その反射光や透過光の偏光面が磁
化の向きに応じて回転する現象(磁気カー効果、磁気フ
ァラデー効果)を利用して光学的に情報の読み出しを行
う。
記憶素子として注目されているが、その記録媒体を再使
用(書き換え)をする方法として、交換結合2層膜を利
用し、初期化磁界(Hi)と記録磁界(Hw)を利用
し、光強度を変調してオーバーライトする、いわゆる光
変調オーバーライト媒体が提案され、さらには交換結合
4層膜を利用し、初期化磁界(Hi)を無くした光変調
オーバーライト媒体が提案されている(J.Magn.
Soc.Jan.,Vol.17.No.S1(199
3)357)。
合4層膜を利用し、Hiを無くした光変調オーバーライ
ト媒体を用いた光変調オーバーライトの手順につき簡単
に説明する。
すように、第1磁性層13、第2磁性層14、第3磁性
層15、第4磁性層16が形成されており、各磁性層の
保磁力の温度依存性は、図20に示すようになる。すな
わち、第1〜第4磁性層の各キュリー温度Tc1〜Tc
4がTc3<Tc1<Tc2<Tc4に設定されてい
る。
各磁性層の磁化状態の遷移を説明する。尚、図21中の
矢印は遷移金属の磁化の向きを表している。
向きが上向き(”0”)(図21(a)参照)か下向き
(”1”)(図21(b)参照)であるかにより情報が
記録されている。また、第4磁性層16の磁化は常に一
方向(図中上向き)に揃えられており、第2磁性層14
の磁化は第3磁性層15を通して第4磁性層の磁化と同
じ方向に揃えられている。
とローパワーに強度変調されたレーザ光を照射すること
により行う。
レーザ光が照射されると、媒体は第2磁性層14のキュ
リー点Tc2付近となる温度まで昇温し、ローパワーの
レーザ光が照射されると、第1磁性層13のキュリー点
Tc1付近となる温度まで昇温するように設定されてい
る。
ると、第2磁性層14の磁化は消失され(図21(h)
参照)、そして、Hwにより下向きに反転される(図2
1(g)参照)。そして、冷却の過程で界面に作用する
交換力により、第1磁性層13に転写される(図21
(e)参照)。さらに、第3磁性層15及び第2磁性層
が第4磁性層16の磁化と同じ方向に揃えられる(図2
1(b)参照)。従って、第1磁性層13の磁化の向き
が下向き(”1”)の状態になる。
と、第2磁性層14の磁化は、その保磁力がHwより大
きいため、Hwにより反転することはなく(図21
(f)参照)、第1磁性層13の磁化は、上記と同様
に、冷却の過程で界面に作用する交換力により第2磁性
層14の磁化の向きと一致する(図21(c)参照)。
従って、第1磁性層13の磁化の向きが上向き(”
0”)の状態になる。尚、図21(d)は、第1磁性層
の磁化が下向き(”1”)の状態(図21(b)参照)
から図21(f)の状態になるまでの過程の状態を示し
ている。
時のローパワーよりもかなり小さいレベルに設定されて
いるため、記録磁化を変化させることはない。
合4層膜を利用することで、光変調オーバーライトが可
能で、Hiを無くし、かつ記録ビットが安定な光磁気記
録媒体を供給することができるものの、光変調オーバー
ライトの際にHwが必要であるという問題が有る。
たものであって、外部磁界を印加しなくともオーバーラ
イト記録することができる光磁気記録媒体及び光磁気記
録方法を提供することを目的とする。
は、室温からキュリー点まで垂直磁化を示す第1磁性
層、第2磁性層、第3磁性層、第4磁性層が順次形成さ
れており、前記第1磁性層、前記第2磁性層、前記第3
磁性層、前記第4磁性層のキュリー点をそれぞれTc
1、Tc2、Tc3、Tc4としたとき、 Tc3<Tc1<Tc2<Tc4 を満たし、前記第1磁性層は、室温以上Tc1以下の第
1温度以下の温度域では前記第2磁性層の磁化が転写さ
れず、前記第1温度以上の温度域では前記第2磁性層の
磁化が転写されるように設定され、前記第3磁性層は、
少なくとも室温において前記第4磁性層の磁化が転写さ
れるように設定され、前記第2磁性層は、少なくとも室
温において前記第3磁性層の磁化が転写され、かつ、T
c1以上の温度域で前記第4磁性層からの磁界により磁
化方向が決められるよう設定されてなる光磁気記録媒体
において、前記第1磁性層、前記第2磁性層、前記第3
磁性層、前記第4磁性層は、希土類金属−遷移金属から
なり、前記第1磁性層は、室温からキュリー点まで垂直
磁化で遷移金属リッチの特性を示し、前記第2磁性層
は、室温からキュリー点まで垂直磁化で希土類金属リッ
チの特性を示し、前記第3磁性層は、室温からキュリー
点まで垂直磁化で遷移金属リッチ、もしくは室温からキ
ュリー点まで垂直磁化で希土類金属リッチの特性を示
し、前記第4磁性層は、室温からキュリー点まで垂直磁
化で、Tc1近傍に補償点を有する特性を示すものであ
る。
性層は、その補償点からキュリー点Tc4までの温度範
囲内でトータル磁化が最大となる温度が前記第2磁性層
のキュリー点Tc2近傍に設定されてなるものである。
性層の、第2磁性層の形成されている側とは反対側に、
第5磁性層が形成されており、第5磁性層は、そのキュ
リー点をTc5としたときに、 Tc5>Tc1 を満たし、かつ、少なくともTc1以下の第2温度以上
において、第1磁性層の磁化が転写されるよう設定され
てなるものである。
1磁性層と前記第2磁性層の間に第6磁性層が形成され
ており、該第6磁性層は、室温において、前記第2磁性
層よりも小さい垂直磁化あるいは面内磁化を示し、か
つ、室温以上Tc1以下の第3の温度以上において、前
記第2の磁性層の磁化が転写されるとともに前記第1の
磁性層へ磁化を転写するよう設定されてなるものであ
る。
録媒体に対して情報を記録または再生する光磁気記録方
法であって、光磁気記録媒体に低レベルの記録レーザ光
を照射してTc1近傍の温度以上に加熱するとともに、
高レベルの記録レーザ光を照射してTc2近傍の温度以
上に加熱することにより、外部磁界を用いずに情報を光
変調オーバーライト記録するものである。
態について、図1,図2,図3に基づいて説明すれば、
以下のとおりである。
示すように、透光性基板1上に、透光性を有する誘電体
層2と、磁性層3(第1磁性層)、磁性層4(第2磁性
層)、磁性層5(第3磁性層)、磁性層6(第4磁性
層)と、保護層7とを順次形成した構成になっており、
さらに実際には図示していないがオーバーコート膜が形
成されている。また、磁性層3〜5は、希土類金属−遷
移金属合金からなっている。
磁性層4と比較して、低いキュリー点(Tc1)と、室
温で高い保磁力(Hc1)を有し、室温からTc1まで
垂直磁化となる特性を示し、その組成は、室温で遷移金
属リッチとなるように設定されている。
りも高いキュリー点(Tc2)を有し、室温からTc2
まで垂直磁化となる特性を示し、その組成は、室温で希
土類金属リッチで、室温からTc2の間に補償点が無い
ように設定されている。
c3)を有し、室温からTc3まで垂直磁化となる特性
を示し、その組成は、室温で遷移金属リッチとなるよう
に設定されている。
ー点(Tc4)を有し、室温からTc4まで垂直磁化と
なる特性を示し、その組成は、室温で希土類金属リッチ
で、室温からTc4の間、特にTc1近傍に補償点が有
るように設定されている。
3を用いて説明する。図3は、第1磁性層3、第2磁性
層4、第3磁性層5、第4磁性層6の磁化状態を示し、
横軸は温度を示す。各層は、希土類遷移金属合金である
ため、トータル磁化と希土類金属、遷移金属それぞれの
副格子磁化があるが、矢印は各層の遷移金属の副格子磁
化の向きを示す。
イトでは、情報に応じて光ビームの強度を変調すること
により情報を記録する。すなわち、ハイパワーの光ビー
ムを照射して、光ビームの照射部の温度をTc2付近の
温度まで昇温させるハイプロセスと、ローパワーの光ビ
ームを照射して光ビームの照射部の温度をTc1付近の
温度まで昇温させるロープロセスとを繰り返し、重ね書
きによる情報の書き換えを行う。以下に、この光変調オ
ーバライトの動作をより詳しく説明する。
きに応じて、2つの安定な状態”0”(磁化が上向き)
(図3(a)参照)と状態”1”(磁化が下向き)(図
3(b)参照)が存在する。
ると、光磁気記録媒体の温度がTc2付近の温度まで上
昇して、第3図(c),(d),(f)の状態を経て、
第1磁性層3、第3磁性層5の保磁力はゼロになり、ま
た、第2磁性層4の保磁力も非常に小さくなる(第3図
(h)参照)。
は、第2磁性層4が希土類金属リッチであるため、第2
磁性層4の副格子磁化は第4磁性層6からの漏洩磁界1
0(図中、上向き)により下向きとなる(第3図(g)
参照)。このように第2磁性層4の磁化の方向を漏洩磁
界10により決めるには、すなわち、漏洩磁界10によ
り第2磁性層4が磁化反転できるようにするには、でき
るだけ漏洩磁界10の大きさを大きくすることが望まし
い。このためには、第4磁性層6の補償点とキュリー点
の間の温度範囲内おける、第4磁性層6のトータル磁化
(遷移金属の副格子磁化と希土類金属の副格子磁化の
和)が最大となる温度が第2磁性層4のキュリー温度T
c2の近傍にあることが望ましい。また、第2磁性層4
の保磁力は漏洩磁界10よりも小さく設定しておく必要
がある。なお、光磁気ディスクには、通常、ピットやグ
ルーブが形成されているため、上記のように第4磁性層
6から漏洩磁界10が発生することとなる。
ームの照射部がTc1以下の温度に冷却され、第1磁性
層3の磁化が現れると、第1磁性層3の副格子磁化は、
界面に作用する交換力によって、第2磁性層4の副格子
磁化の向きである下向きに揃えられ、状態”1”(磁化
が下向き)となる(第3図(e)参照)。
性層の副格子磁化は、第3磁性層の磁化が現れ、界面に
作用する交換力によって、第4磁性層の副格子磁化の向
きに揃えられ、上向きとなる(第3図(b)参照)。こ
こで、室温以上Tc1以下の第1の温度以下では、第1
磁性層3に第2磁性層4の磁化が転写されないように条
件設定(各磁性層3,4,5,6の保磁力や膜厚及び各
層間の界面磁壁エネルギー等の条件設定)がなされてい
るため、第1の磁性層3までも磁化反転を起こすことは
ない。
磁性層3の磁化方向を下向きにすること、すなわち、状
態”1”を作り出すことができる。
射されると、光磁気記録媒体はTc1付近の温度まで上
昇する。このとき、第3磁性層5の保磁力はゼロとな
り、第1磁性層3の保磁力は非常に小さくなるが、第2
磁性層の保磁力は第4磁性層からの漏洩磁界よりも十分
大きいので、第2磁性層の副格子磁化の向きは、上向き
のままである(第3図(f)参照)。
射部が冷却され、第1磁性層3の磁化が現れると、第1
磁性層3の副格子磁化は、界面に作用する交換力によっ
て、第2磁性層4の副格子磁化の向きである上向きに揃
えられ、状態”0”(磁化が上向き)となる(第3図
(c)参照)。
性層5の磁化が現れると、第3磁性層5の磁化は界面に
作用する交換力によって、第4磁性層の副格子磁化の向
きに揃えられ、磁化が上向きとなる(第3図(a)参
照)。
磁性層3の磁化方向を上向きにすること、すなわち、状
態”0”を作り出すことができる。
は、第2磁性層4として、第1磁性層3のキュリー温度
Tc1以上の温度において磁化方向が第4磁性層6から
の磁界により決められるものを使用しているため、上記
のようなハイプロセス及びロープロセスにより、光変調
オーバライト記録をおこなうことが可能となる。
(Pr)のレーザ光を照射し、その反射光における偏光
面の回転を検出することにより再生するが、再生パワー
(Pr)はローパワー(Pl)よりもかなり低い温度と
なるので、Prにより情報が消去されることはない。
気ディスクのサンプルを示す。
径86mm、内径15mm、厚さ1.2mmの円盤状の
ガラスからなっている。基板1の片側の表面には、光ビ
ーム案内用の凹凸状のガイドトラックが反応性イオンエ
ッチング法により直接形成されている。トラックピッチ
は、1.6μm、グルーブ(凹部)の幅は0.8μm、
ランド(凸部)の幅は0.8μmであり、反応性イオン
エッチング法により、ガラスに直接形成された。
性スパッタリングにより、膜厚80nmのAlNからな
る誘電体層2と、Tb、Fe、Coターゲットの同時ス
パッタリングにより膜厚40nmのTbFeCoからな
る第1磁性層と、Gd、Tb、Fe、Coターゲットの
同時スパッタリングにより膜厚60nmのGdTbFe
Coからなる第2磁性層と、Tb、Fe、Alターゲッ
トの同時スパッタリングにより膜厚20nmのTbFe
Alからなる第3磁性層と、Gd、Tb、Fe、Coタ
ーゲットの同時スパッタリングにより膜厚60nmのT
bFeCoからなる第4磁性層と、膜厚20nmのAl
Nからなる保護層7とを積層した。
タリング条件は、到達真空度2.0×10-4Pa以下、
Arガス圧6.5×10-1Pa、放電電力300Wであ
り、誘電体層2及び保護層7の成膜時のスパッタリング
条件は、到達真空度2.0×10-4Pa以下、N2ガス
圧3.0×10-1Pa、放電電力800Wである。
線硬化樹脂をコーティングし、紫外線照射により硬化さ
せてオーバーコート膜を形成した。
Co0.15)0.80、遷移金属リッチ、Tc1=180℃、
室温でのHc1=1200kA/mとなる特性を示し
た。
(Fe0.65Co0.35)0.68、希土類金属リッチ、Tc2
=250℃、室温でのHc2=160kA/mとなる特
性を示した。
Al0.20、遷移金属リッチ、Tc3=100℃、室温で
のHc3=240kA/mとなる特性を示し、第4磁性
層は、(Gd0.30Tb0.70)0.28(Fe0.60Co0.40)
0.72、希土類金属リッチ、Tc4=150℃、Tcom
p4>300℃、室温でのHc4=360kA/mとな
る特性を示した。
Ph=10mW、Pl=3mW、Pr=1mW、記録ビ
ット長=0.64μmにて記録を行ったところ、消し残
りのない光変調オーバーライトができ、信号対雑音比
(C/N)=45dBが得られた。
ついて、図4〜図6に基づいて説明すれば、以下の通り
である。なお、説明の便宜上、実施の形態1の図面に示
した部材と同一の機能を有する部材には、同一の符号を
付記し、その説明を省略する。
示すように、誘電体層2と第1磁性層との間に磁性層8
(第5磁性層)を設けた点で実施の形態2と異なってい
る。
第1磁性層3よりも高いキュリー点(Tc5)を有し、
室温からTc5まで垂直磁気異方性を示す。
いて説明する。図6は、第5磁性層8、第1磁性層3、
第2磁性層4、第3磁性層5、第4磁性層6の磁化状態
を示し、横軸は温度を示す。各層は、希土類遷移金属合
金であるため、トータル磁化と希土類金属、遷移金属そ
れぞれの副格子磁化があるが、矢印は各層の遷移金属の
副格子磁化の向きを示す。
5、第4磁性層6の磁化状態は、図3で説明した実施の
形態1の記録過程と同じであるので、説明を省略する。
のキュリー点Tc1以下の温度では第1磁性層3の磁化
状態に従い、キュリー点Tc1以上の温度では第1磁性
層3の磁化が消失しており、第5磁性層8は昇温前の磁
化状態を保持しているが、情報再生時における再生温度
は第1磁性層3のキュリー点Tc1以下の温度であるの
で、結局、再生時には、第1磁性層3に記録された情報
と同じ情報が第5磁性層8を介して再生されることにな
る。
気ディスクのサンプルを示す。
ンプル#1の誘電体層2と第1磁性層3との間に第5磁
性層8を30nmを有しており、実施の形態1のサンプ
ル#1の製法と同じ製法で作製された。
(Fe0.70Co0.30)0.73、希土類金属リッチ、Tc5
>300℃、補償点〜200℃を有する。
ない光変調オーバーライトができた。サンプル#2のC
/N(信号対雑音比)は46.5dBであった。サンプ
ル#1のC/Nが45dBであることを考慮すると、サ
ンプル#1よりも信号品質が向上した。これは、Tc5
>Tc1に設定したので、カー回転角が大きくなったこ
とによる。
ついて、図7〜図9に基づいて説明すれば、以下の通り
である。なお、説明の便宜上、上記実施の形態の図面に
示した部材と同一の機能を有する部材には、同一の符号
を付記し、その説明を省略する。
示すように、誘電体層2と第1磁性層3との間に磁性層
8(第5磁性層)を設けた点で実施の形態1と異なって
いる。
磁性層よりも高いキュリー点(Tc5)を有し、室温で
の保磁力(Hc5)がほぼゼロであり、室温で面内磁気
異方性を示し、所定温度(第1の磁性層3のキュリー温
度Tc1よりも低い温度=第2の温度)以上で垂直磁気
異方性を示すものである。
いて説明する。図9は、第5磁性層8、第1磁性層3、
第2磁性層4、第3磁性層5、第4磁性層6の磁化状態
を示し、横軸は温度を示す。各層は、希土類遷移金属合
金であるため、トータル磁化と希土類金属、遷移金属そ
れぞれの副格子磁化があるが、矢印は各層の遷移金属の
副格子磁化の向きを示す。
5、第4磁性層6の磁化状態は、図3で説明した実施の
形態1の記録過程と同じであるので、説明を省略する。
気異方性を示し、所定温度以上で垂直磁気異方性を示す
ので、その温度領域で第1磁性層3の磁化状態に従う。
ここで、再生温度を第2の温度以上で第1磁性層のキュ
リー点Tc1以下の温度に設定しておけば、再生時に
は、第1磁性層に記録された情報と同じ情報が第5磁性
層を介して再生される。
気ディスクのサンプルを示す。
ンプル#1の誘電体層2と第1磁性層との間に第5磁性
層を30nmを有しており、前記実施例のサンプル#1
の製法と同じ製法で作製された。
0.29(Fe0.80Co0.20)0.71、希土類金属リッチ、T
C0=300℃、補償点無し、約120℃で垂直磁気異方
性を示す。
ない光変調オーバーライトができた。サンプル#3のC
/N(信号対雑音比)は46.5dBであった。サンプ
ル#1のC/Nが45dBであることを考慮すると、サ
ンプル#1よりも信号品質が向上した。これは、Tc5
>Tc1に設定したので、カー回転角が大きくなったた
めと考えられる。
ル#1ではC/Nが急激に低下したが、サンプル#3で
はC/Nがあまり低下しなかった。これは、第5磁性層
8が室温で面内磁気異方性を示し、再生レーザパワーの
レーザ光を照射すると垂直磁気異方性を示すようになる
ので、短い記録ビットであっても、隣接記録ビットから
の影響を受けずに再生できるためと考えられる。
ついて、図10〜図12に基づいて説明すれば、以下の
通りである。なお、説明の便宜上、上記した実施の形態
の図面に示した部材と同一の機能を有する部材には、同
一の符号を付記し、その説明を省略する。
に示すように、第1磁性層3と第2磁性層4との間に磁
性層9(第6磁性層)を設けた点で上記実施の形態と異
なっている。
に、室温での保磁力(Hc6)がほぼゼロであり、室温
で非常に弱い垂直磁気異方性もしくは面内磁気異方性を
示し、所定温度(第1磁性層3のキュリー温度Tc1以
下の温度、第3の温度)以上で強い垂直磁気異方性を示
す。
用いて説明する。図12は、第1磁性層3、第6磁性層
9、第2磁性層4、第3磁性層5、第4磁性層6の磁化
状態を示し、横軸は温度を示す。各層は、希土類遷移金
属合金であるため、トータル磁化と希土類金属、遷移金
属それぞれの副格子磁化があるが、矢印は各層の遷移金
属の副格子磁化の向きを示す。
5、第4磁性層6の磁化状態は、図3で説明した実施の
形態1の記録過程と同じであるので、説明を省略する。
なお、ここでは、第1磁性層3、第2磁性層4、第3磁
性層5、第4磁性層6、第6磁性層9の保磁力や膜厚等
は、室温において第1磁性層3の磁化の方向が第2磁性
層4、第3磁性層5、第4磁性層6、第6磁性層9の交
換結合力により反転してしまわないように設定されてい
る。
弱い垂直磁気異方性もしくは面内磁気異方性を示し、第
3の温度以上で強い垂直磁気異方性を示すので、室温に
おいて、第2磁性層4から第1磁性層3への磁気転写が
起こりにくく、所定温度以上で第2磁性層4から第1磁
性層3への磁気転写が起こるので、実施の形態1に比べ
て光変調オーバーライトがより円滑に行われる。
気ディスクのサンプルを示す。
ンプル#1の第1磁性層3と第2磁性層4との間に第6
磁性層9を40nmを有しており、実施の形態1のサン
プル#1の製法と同じ製法で作製された。
(Fe0.70Co0.30)0.70、希土類金属リッチであり、
キュリー温度Tc6が300℃以上に設定されている。
l=2mW、Pr=1mW、記録ビット長=0.64μ
mにて記録を行ったところ、消し残りのない光変調オー
バーライトができ、信号対雑音比(C/N)=45dB
が得られた。サンプル#1の記録条件が、Ph=10m
W、Pl=3mWであることを考慮すると、サンプル#
1よりも記録感度が向上していることが分かる。これ
は、第1磁性層3と第2磁性層4との間に第6磁性層9
を挿入したことにより光変調オーバーライトが円滑に行
われたためと考えられる。
ついて、図13〜図15に基づいて説明すれば、以下の
通りである。なお、説明の便宜上、上記実施の形態の図
面に示した部材と同一の機能を有する部材には、同一の
符号を付記し、その説明を省略する。
に示すように、誘電体層2と第1磁性層との間に磁性層
8(第5磁性層)を設け、第1磁性層3と第2磁性層4
との間に磁性層9(第6磁性層)を設けた点でた点で実
施の形態9と異なっている。
1磁性層3よりも高いキュリー点(Tc5)を有し、室
温からTc5まで垂直磁気異方性を示すものである。第
6磁性層9は、室温での保磁力(Hc6)がほぼゼロで
あり、非常に弱い垂直磁気異方性もしくは面内磁気異方
性を示し、所定温度(第1の磁性層3のキュリー温度T
c1以下の温度、第3の温度)以上で強い垂直磁気異方
性を示すものである。
て説明する。図15は、第5磁性層8、第1磁性層3、
第6磁性層9、第2磁性層4、第3磁性層5、第4磁性
層6の磁化状態を示し、横軸は温度を示す。各層は、希
土類遷移金属合金であるため、トータル磁化と希土類金
属、遷移金属それぞれの副格子磁化があるが、矢印は各
層の遷移金属の副格子磁化の向きを示す。
5、第4磁性層6の磁化状態は、以上で説明した光磁気
記録媒体の記録過程と同じであるので、説明を省略す
る。なお、第5磁性層8の磁化状態は、実施の形態2の
磁化状態と同じであり、第6磁性層9の磁化状態は、実
施の形態4の磁化状態と同じである。
気ディスクのサンプルを示す。
ル#1の誘電体層2と第1磁性層3との間に第5磁性層
8を30nm、第1磁性層3と第2磁性層4の間に第6
磁性層9を40nm有しており、サンプル#1の製法と
同じ製法で作製された。
W、Pl=2mW、Pr=1mW、記録ビット長=0.
64μmにて記録を行ったところ、消し残りのない光変
調オーバーライトができ、信号対雑音比(C/N)=4
6.5dBが得られた。サンプル#1の記録条件が、P
h=10mW、Pl=3mWであることを考慮すると、
サンプル#1よりも記録感度が向上したことが分かる。
これは、第1磁性層3と第2磁性層4との間に第6磁性
層9を挿入したことにより光変調オーバーライトが円滑
に行われたためと考えられる。さらに、サンプル#1の
C/Nが45dBであることを考慮すると、サンプル#
1よりも信号品質が向上した。これは、Tc5>Tc1
となる第5磁性層8を設けたので、カー回転角が大きく
なったためと考えられる。
ついて、図16〜図18に基づいて説明すれば、以下の
通りである。なお、説明の便宜上、実施の形態6の図面
に示した部材と同一の機能を有する部材には、同一の符
号を付記し、その説明を省略する。
6に示すように、誘電体層2と第1磁性層との間に磁性
層8(第5磁性層)を設け、第1磁性層3と第2磁性層
4との間に磁性層9(第6磁性層)を設けている。
に、第1磁性層3よりも高いキュリー点(Tc5)を有
し、室温での保磁力(Hc5)がほぼゼロであり、室温
で面内磁気異方性を示し、所定温度(Tc1以下の温
度、第2の温度)以上で垂直磁気異方性を示すものであ
る。
6)がほぼゼロであり、室温で非常に弱い垂直磁気異方
性もしくは面内磁気異方性を示し、所定温度(Tc1以
下の温度、第3の温度)以上で強い垂直磁気異方性を示
すものである。
用いて説明する。図18は、第5磁性層8、第1磁性層
3、第6磁性層9、第2磁性層4、第3磁性層5、第4
磁性層6の磁化状態を示し、横軸は温度を示す。各層
は、希土類遷移金属合金であるため、トータル磁化と希
土類金属、遷移金属それぞれの副格子磁化があるが、矢
印は各層の遷移金属の副格子磁化の向きを示す。
5、第4磁性層6の磁化状態は、図3で説明した第1実
施例の記録過程と同じであるので、説明を省略する。ま
た、第5磁性層8の磁化状態は、実施の形態3の磁化状
態と同じであり、第6磁性層9の磁化状態は、実施の形
態9の磁化状態と同じである。
気ディスクのサンプルを示す。
ル#1の誘電体層2と第1磁性層3との間に第5磁性層
8を30nm、第1磁性層3と第2磁性層4の間に第6
磁性層9を40nm有しており、サンプル#1の製法と
同じ製法で作製された。
W、Pl=2mW、Pr=1mW、記録ビット長=0.
64μmにて記録を行ったところ、消し残りのない光変
調オーバーライトができ、信号対雑音比(C/N)=4
6.5dBが得られた。サンプル#1の記録条件が、P
h=10mW、Pl=3mWであることを考慮すると、
サンプル#1よりも記録感度が向上したことが分かる。
これは、第1磁性層3と第2磁性層4との間に第6磁性
層9を挿入したことにより光変調オーバーライトが円滑
に行われたためと考えられる。サンプル#1のC/Nが
45dBであることを考慮すると、サンプル#1よりも
信号品質が向上した。これは、Tc5>Tc1となる第
5磁性層8を設けたので、カー回転角が大きくなったた
めと考えられる。
ル#1ではC/Nが急激に低下したが、サンプル#6で
はC/Nがあまり低下しなかった。これは、第5磁性層
8が室温で面内磁気異方性を示し、再生レーザパワーの
レーザ光を照射すると垂直磁気異方性を示すようになる
ので、短い記録ビットであっても、隣接記録ビットから
の影響を受けずに再生できるためと考えられる。
おいて、サンプル#1〜#6の基板1として、ガラスを
用いたが、これ以外にも、化学強化されたガラス、これ
らのガラス基板上に紫外線硬化型樹脂層を形成した、い
わゆる2P層付きガラス基板、ポリカーボネート(P
C)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、アモル
ファスポリオレフィン(APO)、ポリスチレン(P
S)、ポリ塩化ビフェニール(PVC)、エポキシ等の
基板1を使用することが可能である。
80nmに限定されるものではない。透明誘電体層2の
膜厚は、光磁気ディスクを再生する際、第1磁性層3あ
るいは第5磁性層8からの極カー回転角を光の干渉効果
を利用して増大させる、いわゆるカー効果エンハンスメ
ントを考慮して決定される。再生時のC/Nをできるだ
け大きくさせるには、極カー回転角を大きくさせること
が必要であり、このため透明誘電体層2の膜厚は、極カ
ー回転角が大きくなるように設定される。
ンハンスメントだけでなく、保護層7とともに、第1磁
性層〜第4磁性層(3,4,5,6)、あるいは、第5
磁性層8、第6磁性層9の希土類金属−遷移金属合金磁
性層の酸化を防止する役割がある。
て、N2ガスもしくはArとN2の混合ガスを導入して反
応性DC(直流電源)スパッタリングを行うことが可能
であり、RF(高周波)スパッタに比べて成膜速度が大き
い点でも有利である。
は、SiN、AlSiN、AlTaN、SiAlON、
TiN、TiON、BN、ZnS、TiO2、BaTi
O3、SrTiO3等が好適である。このうち、特に、S
iN、AlSiN、AlTaN、 TiN、BN、Zn
Sは、その成分に酸素を含まず、耐湿性に優れた光磁気
ディスクを提供することができる。
6)、あるいは、第5磁性層8、第6磁性層9の希土類
金属−遷移金属合金の材料、組成は、上記の材料、組成
に限定されるものではない。第1磁性層〜第4磁性層
(3,4,5,6)、あるいは、第5磁性層8、第6磁
性層9の材料として、Gd、Tb、Dy、Ho、Ndか
ら選ばれた少なくとも1種の希土類金属とFe、Coか
ら選ばれた少なくとも1種の遷移金属からなる合金を使
用しても、同様の効果が得られる。
e、Ni、Ti、Pt、Rh、Cuのうち少なくとも1
種類の元素を添加すると、第1磁性層〜第4磁性層
(3,4,5,6)、あるいは、第5磁性層9、第6磁
性層10自体の耐環境性が向上する。すなわち、水分、
酸素侵入による酸化による特性の劣化を少なくし、長期
信頼性に優れた光磁気ディスクを提供することができ
る。
6)、あるいは、第5磁性層9、第6磁性層10の膜厚
は、その材料、組成との兼ね合いで決まるものであり、
上記膜厚に限定されるものではない。
80nmとしたが、これに限定するものではない。保護
層7の膜厚の範囲としては、1〜200nmが好適であ
る。
熱伝導率が、光磁気ディスクの記録感度特性に影響を及
ぼす。記録感度特性とは、記録、あるいは消去に必要な
レーザパワーがどの程度必要かを意味する。光磁気ディ
スクに入射された光はそのほとんどが、透明誘電体層2
を通過し、吸収膜である第1磁性層〜第4磁性層(3,
4,5,6)、あるいは、第5磁性層8、第6磁性層9
に吸収されて、熱に変わる。このとき、第1磁性層〜第
4磁性層(3,4,5,6)、あるいは、第5磁性層
8、第6磁性層9の熱が透明誘電体層2、保護層7に熱
伝導により移動する。従って、透明誘電体層2、保護層
7の熱伝導率および熱容量(比熱)が記録感度に影響を
及ぼす。
保護層7の膜厚である程度制御できるということを意味
し、例えば、記録感度を上げる(低いレーザパワーで記
録消去が行える)目的であれば保護層7の膜厚を薄くす
れば良い。通常は、レーザ寿命を延ばすため、記録感度
はある程度高い方が有利であり、保護層7の膜厚は薄い
方が良い。
れるので、保護層7として用いた場合、膜厚を薄くする
ことができ、記録感度の高い光磁気ディスクを提供する
ことができる。本実施例では、保護層7を透明誘電体層
2と同じAlNとすることで、耐湿性に優れた光磁気デ
ィスクを提供でき、かつ保護層7と透明誘電体層2を同
じ材料で形成することで、生産性も向上させることがで
きる。
外に、前述の目的、効果を考慮すれば、上述の透明誘電
体層2の材料として用いられる、SiN、AlSiN、
AlTaN、SiAlON、TiN、TiON、BN、
ZnS、TiO2、BaTiO3、SrTiO3が好適で
ある。このうち特にSiN、AlSiN、AlTaN、
TiN、BN、ZnSは、その成分に酸素を含まず、
耐湿性に優れた光磁気ディスクを提供することができ
る。
硬化樹脂が特に良く、製造上の作業性に優れ、極めて高
い耐湿性を有し、長期安定性に優れた光磁気ディスクを
提供することができる。
一般に片面タイプと呼ばれる。透明誘電体層2、第1磁
性層〜第4磁性層(3,4,5,6)、あるいは、第5
磁性層9、第6磁性層10、保護層7の薄膜部分を総じ
て記録媒体層と称することにすると、片面タイプの光磁
気ディスクは、基板1、記録媒体層、オーバーコート層
の構造となる。
形成したものを2枚、記録媒体層が対向するように接着
層で接着した光磁気ディスクは、両面タイプと呼ばれて
いる。
系接着剤が特に良い。この接着剤は紫外線、熱及び嫌気
性の3タイプの硬化機能が組み合わされたものであり、
紫外線が透過しない記録媒体の影になる部分の硬化が、
熱及び嫌気性硬化機能により硬化されるという利点を持
っている。
厚みが半分で済むため、例えば小型化が要求される記録
再生装置に有利であり、両面タイプは、両面再生が可能
なため、例えば大容量を要求される記録再生装置に有利
である。
光磁気ディスクを例に説明したが、光磁気テープ、光磁
気カードにも本発明を応用できる。
性層のキュリー温度以上の温度域において、第2磁性層
の磁化方向が第4磁性層からの磁界の方向に決められる
ため、外部磁界なしで光変調オーバライト記録を行うこ
とが可能となる。したがって、光磁気記録装置の構成を
簡略化することができる。
た側とは反対側に、キュリー温度が高く、かつ、第2の
温度以上において垂直磁化を示す第5磁性層を形成する
ことにより、再生信号特性を向上させることができる。
また、記録マーク長を低減することが可能となる。
室温において第2磁性層よりも小さい垂直磁化あるいは
面内磁化を示し、Tc1近傍の温度では第2磁性層の磁
化が転写される第6磁性層を形成することにより、室温
近傍において第1磁性層の磁化が第2磁性の方向に揃え
られてしまうことを抑制することができ、円滑な光変調
オーバライト記録が可能となる。
示す断面模式図である。
性層〜第4磁性層の保磁力の温度依存性を示す図であ
る。
ロセスを説明するための、第1磁性層〜第4磁性層の各
磁気状態を表す説明図である。
示す断面模式図である。
性層〜第5磁性層の保磁力の温度依存性を示す図であ
る。
ロセスを説明するための、第1磁性層〜第5磁性層の各
磁気状態を表す説明図である。
示す断面模式図である。
性層〜第5磁性層の保磁力の温度依存性を示す図であ
る。
ロセスを説明するための、第1磁性層〜第5磁性層の各
磁気状態を表す説明図である。
を示す断面模式図である。
磁性層〜第4磁性層、第6磁性層の保磁力の温度依存性
を示す図である。
プロセスを説明するための、第1磁性層〜第4磁性層、
第6磁性層の各磁気状態を表す説明図である。
を示す断面模式図である。
磁性層〜第6磁性層の保磁力の温度依存性を示す図であ
る。
プロセスを説明するための、第1磁性層〜第6磁性層の
各磁気状態を表す説明図である。
を示す断面模式図である。
磁性層〜第6磁性層の保磁力の温度依存性を示す図であ
る。
プロセスを説明するための、第1磁性層〜第6磁性層の
各磁気状態を表す説明図である。
面模式図である。
第4磁性層の保磁力の温度依存性を示す図である。
を説明するための、第1磁性層〜第4磁性層の各磁気状
態を表す説明図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 室温からキュリー点まで垂直磁化を示す
第1磁性層、第2磁性層、第3磁性層、第4磁性層が順
次形成されており、 前記第1磁性層、前記第2磁性層、前記第3磁性層、前
記第4磁性層のキュリー点をそれぞれTc1、Tc2、
Tc3、Tc4としたとき、 Tc3<Tc1<Tc2<Tc4 を満たし、 前記第1磁性層は、室温以上Tc1以下の第1温度以下
の温度域では前記第2磁性層の磁化が転写されず、前記
第1温度以上の温度域では前記第2磁性層の磁化が転写
されるように設定され、 前記第3磁性層は、少なくとも室温において前記第4磁
性層の磁化が転写されるように設定され、 前記第2磁性層は、少なくとも室温において前記第3磁
性層の磁化が転写され、かつ、Tc1以上の温度域で前
記第4磁性層からの磁界により磁化方向が決められるよ
う設定されてなる光磁気記録媒体において、 前記第1磁性層、前記第2磁性層、前記第3磁性層、前
記第4磁性層は、希土類金属−遷移金属からなり、 前記第1磁性層は、室温からキュリー点まで垂直磁化で
遷移金属リッチの特性を示し、 前記第2磁性層は、室温からキュリー点まで垂直磁化で
希土類金属リッチの特性を示し、 前記第3磁性層は、室温からキュリー点まで垂直磁化で
遷移金属リッチ、もしくは室温からキュリー点まで垂直
磁化で希土類金属リッチの特性を示し、 前記第4磁性層は、室温からキュリー点まで垂直磁化
で、Tc1近傍に補償点を有する特性を示すことを特徴
とする光磁気記録媒体。 - 【請求項2】 請求項1に記載の光磁気記録媒体におい
て、 前記第4磁性層は、その補償点からキュリー点Tc4ま
での温度範囲内でトータル磁化が最大となる温度が前記
第2磁性層のキュリー点Tc2近傍に設定されてなるこ
とを特徴とする光磁気記録媒体。 - 【請求項3】 請求項1乃至請求項2のいずれかに記載
の光磁気記録媒体において、 前記第1磁性層の、前記第2磁性層の形成されている側
とは反対側に、第5磁性層が形成されており、 該第5磁性層は、そのキュリー点をTc5としたとき
に、 Tc5>Tc1 を満たし、かつ、少なくともTc1以下の第2温度以上
において、前記第1磁性層の磁化が転写されるよう設定
されてなることを特徴とする光磁気記録媒体。 - 【請求項4】 請求項1乃至請求項3のいずれかに記載
の光磁気記録媒体において、 前記第1磁性層と前記第2磁性層の間に第6磁性層が形
成されており、 該第6磁性層は、室温において、前記第2磁性層よりも
小さい垂直磁化あるいは面内磁化を示し、かつ、室温以
上Tc1以下の第3の温度以上において、前記第2の磁
性層の磁化が転写されるとともに前記第1の磁性層へ磁
化を転写するよう設定されてなることを特徴とする光磁
気記録媒体。 - 【請求項5】 請求項1乃至請求項4のいずれかに記載
の光磁気記録媒体に対して情報を記録または再生する光
磁気記録方法であって、 前記光磁気記録媒体に低レベルの記録レーザ光を照射し
てTc1近傍の温度以上に加熱するとともに、高レベル
の記録レーザ光を照射してTc2近傍の温度以上に加熱
することにより、外部磁界を用いずに情報を光変調オー
バーライト記録することを特徴とする光磁気記録方法。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28352496A JP3452451B2 (ja) | 1996-10-25 | 1996-10-25 | 光磁気記録媒体及び光磁気記録方法 |
US08/957,285 US5889740A (en) | 1996-10-25 | 1997-10-24 | Magneto-optical recording medium and magneto-optical recording method |
DE19747405A DE19747405A1 (de) | 1996-10-25 | 1997-10-27 | Magnetooptischer Aufzeichnungsträger und magnetooptisches Aufzeichnungsverfahren |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28352496A JP3452451B2 (ja) | 1996-10-25 | 1996-10-25 | 光磁気記録媒体及び光磁気記録方法 |
Publications (2)
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