JP3640850B2

JP3640850B2 - Magneto-optical recording method

Info

Publication number: JP3640850B2
Application number: JP32574199A
Authority: JP
Inventors: 勝輔島崎; 修石崎; 悟大貫; 信一郎井内; 章人酒本; 憲雄太田
Original assignee: Hitachi Maxell Energy Ltd
Current assignee: Hitachi Maxell Energy Ltd
Priority date: 1993-09-20
Filing date: 1999-11-16
Publication date: 2005-04-20
Anticipated expiration: 2020-04-20
Also published as: JP2000163824A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光磁気記録方法に係り、特に、光磁気記録媒体に備えられた磁性膜に対する外部磁界の印加方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光磁気記録媒体を装着して情報の記録、再生、消去等を行う光磁気記録装置には、光磁気記録媒体に形成された磁性膜に収束させたレーザ光を照射する光学ヘッドと、磁性膜のレーザ光照射部に外部磁界を印加する磁界発生装置とが備えられる。従来より、光磁気記録媒体としては、例えば希土類−遷移金属系の磁性膜など、膜面に垂直な方向に磁化容易軸を有する磁性膜（垂直磁化膜）が多く用いられており、この種の磁性膜を備えた光磁気記録媒体を装着する光磁気記録装置においては、磁化容易軸方向と外部磁界方向とを合致させる意味から、磁性膜のレーザ光照射部に外部磁界が垂直に印加されるように、磁界発生装置が調整及び配置されている。なお、磁界発生装置としては、いわゆる磁気記録装置に備えられると同様の磁気ヘッドのほか、電磁コイルや永久磁石などが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、光磁気記録の技術分野においては、磁界発生装置の小型化、磁界発生装置の消費電力の低減（電磁方式の磁界発生装置を用いる場合）、光磁気記録媒体に対する磁界発生装置設定位置のスペース上の余裕度の向上、それに磁界変調方式による情報記録を実現するなどのため、なるべく小さな外部磁界で光磁気記録媒体に対する情報の記録及び消去を行えるようにすることが望ましい。
【０００４】
本発明は、かかる課題を解決するためになされたものであって、その目的は、小型かつ消費電力が小さい磁界発生装置を備えた光磁気記録装置を用いて、磁界変調記録による高速記録及び高密度記録を行うことが可能な光磁気記録方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記の課題を解決するため、膜面に対して垂直な磁気モーメント成分と膜面に対して傾斜した方向の磁気モーメント成分とを有し、かつキュリー温度まで加熱したときに前記膜面に対して垂直な磁気モーメント成分と膜面に対して傾斜した方向の磁気モーメント成分とが共に消失する磁性膜を有する光磁気記録媒体と、前記磁性膜にレーザ光を照射する光学ヘッドと、前記磁性膜のレーザ光照射部に外部磁界を印加する磁界発生装置とを備えた光磁気記録装置を用い、前記磁界発生装置より前記磁性膜のレーザ光照射部に対して垂直方向から１５度乃至４５度傾斜した方向の外部磁界を印加し、前記磁性層に対する情報の記録を行うという構成にした。
【０００６】
本願発明者等は、研究の結果、以下の事実を知得するに至った。すなわち、磁化エネルギに対して異方性エネルギが比較的高い希土類−遷移金属系の磁性膜においては、磁化反転の過程は磁壁移動のモードが優勢であり、その垂直方向の保磁力は、磁化反転の核の発生する磁界を示している。しかるに、磁性膜の膜面に対して垂直な方向に対し傾斜した方向から磁性膜に外部磁界を印加すると、膜面に対して垂直な磁界成分と共に水平な方向の成分も加わることになる。この水平な磁界成分は、磁気モーメントに対して直交するため、磁気モーメントを回転させようとするトルクを及ぼす。このため、この水平な磁界成分によるトルクが、垂直な磁界成分によるトルクとバランス良く作用する角度領域において、磁化の反転核の発生が促進され、保磁力が低下する。
【０００７】
本願発明は、かかる知見に基づいてなされたものであり、膜面に対して垂直な方向から外部磁界を印加した場合よりも傾斜した方向から外部磁界を印加した場合の方が保磁力が低下する磁性膜を備えた光磁気記録媒体に対して、外部磁界を傾斜する方向から印加すれば、光磁気記録媒体の外部磁界感度を向上することができるので、小さな外部磁界による情報の記録及び消去が可能になり、光磁気記録装置に備えられる磁界発生装置の小型化、電磁方式の磁界発生装置を用いる場合における磁界発生装置の消費電力の低減、装置設計上の自由度の向上を図ることができる。また、磁界変調方式による情報記録が実現可能になるため、情報の高速記録及び高密度記録が図れる。
【０００８】
なお、前記構成の光磁気記録媒体としては、
（ａ）前記磁性膜の膜面に対して垂直な方向を０°、外部磁界の傾斜角度をαとしたとき、−５２°≦α＜０°及び０°＜α≦＋５２°の範囲で、前記磁性膜の膜面に対して垂直な方向から外部磁界を印加した場合よりも保磁力が低下するもの、
（ｂ）同様に、前記磁性膜の膜面に対して垂直な方向を０°、外部磁界の傾斜角度をαとしたとき、−４５°≦α≦−１５°及び１５°≦α≦＋４５°の範囲で、垂直な方向から外部磁界を印加した場合よりも保磁力が１６％乃至４５％低下するもの、
（ｃ）前記磁性膜の膜厚方向に、磁気モーメントが当該磁性層の膜面と垂直な方向に向く部分と、磁気モーメントが当該磁性層の膜面と垂直でない方向に向く部分とを有するもの、
を用いることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１に、本発明に係る光磁気記録媒体を装着して情報の記録、再生、消去等を行う光磁気記録装置の概略構成を示す。同図に示すように、本例の光磁気記録装置は、光磁気記録媒体１を介してその両側に、収束されたレーザ光２を光磁気記録媒体１の磁性膜１ａに照射する光学ヘッド３と、レーザ光２の照射部分に磁性膜１ａの膜面に対して傾斜する外部磁界４を印加する磁界発生装置５とを相対向に配置してなる。
【００１０】
光学ヘッド３は、投光光学系３ａと反射光学系３ｂとからなり、投光光学系３ａは、半導体レーザ１１と、半導体レーザ１１から出射された拡散光を平行光に変換するコリメータレンズ１２と、光磁気記録媒体１への入射光と光磁気記録媒体１からの反射光とを分離するビームスプリッタ１３と、平行光を収束して磁性膜１ａ上に合焦する対物レンズ１４とからなる。一方、反射光学系３ｂは、前記対物レンズ１４と、前記ビームスプリッタ１３と、反射光の一部を光点制御信号検出回路１５に導く第２のビームスプリッタ１６と、反射光の偏光面を調整する半波長板１７と、反射光を集光する検出レンズ１８と、反射光をｓ偏光成分とｐ偏光成分に分離する検光子１９と、検出レンズ１８の集光面に配置された２つの光検出器２０ａ，２０ｂとからなる。これら２つの光検出器２０ａ，２０ｂの出力端は、差動増幅器２１の２つの入力端子に接続され、該差動増幅器２１の出力端子から再生信号が取り出される。対物レンズ１４は、アクチュエータ２２に搭載されており、前記光点制御信号検出回路１５の出力信号によって、常時入射光が磁性膜１ａ上に合焦されるように当該磁性膜１ａからの距離が調整される。一方、磁界発生装置５は、信号源２３に接続された磁気ヘッド駆動回路２４からの駆動電流によって励磁され、信号源２３から出力される記録情報に対応するパルス状の外部磁界Ｈｅｘを磁性膜１ａのレーザ光照射部に印加する。
【００１１】
かかる構成において、対物レンズ１４及び磁界発生装置５に対して光磁気記録媒体１を相対的に駆動し、対物レンズ１４より所定強度のレーザ光を磁性膜１ａに照射すると、その光エネルギが熱エネルギに変換され、磁性膜１ａがキュリー温度又はそれ以上に昇温されて、磁性膜１ａの保磁力が著しく低下する。そこで、磁界発生装置５を駆動し、所望の情報信号で変調された磁気信号を磁性膜１ａのレーザ光照射部に印加すると、磁界発生装置５より出力された磁界の向きに応じて磁性膜１ａの磁化の向きが反転し、情報信号に対応する反転磁区が連続的に形成され、磁性膜１ａに情報が記録される。なお、磁性膜１ａを所定の向きに初期磁化しておき、それと反対向きの一定強度の記録磁界を磁界発生装置５より印加しつつ、対物レンズ１４より所望の情報信号で強度変調された光信号を磁性膜１ａに印加することによっても、情報を記録できる。前者は、磁界変調方式と呼ばれ、後者は光変調方式と呼ばれる。また、いずれの方式においても、一定強度の光ビームを磁性膜１ａに照射しつつ、磁界発生装置５より消去方向の一定強度の磁界を印加することによって、情報の消去が行なわれる。
【００１２】
本例の磁界発生装置５は、図２に拡大して示すように、磁性膜１ａの膜面に対して傾斜する外部磁界Ｈｅｘを、そのレーザ光照射部に印加する。磁性膜１ａの膜面に対して外部磁界Ｈｅｘを傾斜して印加する方法としては、▲１▼図３及び図４に示すように、単極の磁界発生装置５を磁性膜１ａの膜面に対して垂直に設定し、かつその磁極の中心位置を磁性膜１ａのレーザ光照射部の直上よりややオフセットする方法、▲２▼図５、図６、図７に示すように、主磁極５ａ及び補助磁極５ｂを備えた磁界発生装置５を磁性膜１ａの膜面に対して垂直に設定し、かつその主磁極５ａを磁性膜１ａのレーザ光照射部の直上よりややオフセットする方法、▲３▼図８及び図９に示すように、単極の磁界発生装置５を磁性膜１ａの膜面に対して傾斜し、かつその延長線上に磁性膜１ａのレーザ光照射部がくるように設定する方法などがある。
【００１３】
これらのうちでは、主磁極５ａから発生した磁束が補助磁極５ｂに集まり、磁束密度の低下が小さい状態でレーザ光照射部に斜め磁界を印加できることから、上記▲２▼の方法が最も好適である。図１０に、補助磁極を有する磁界発生装置から発生する磁界の様子を示す。これは計算機を用いたシミュレーション図であり、補助磁極５ｂの内端（主磁極５ａと対向する部分の先端角部）に主磁極５ａから発生した磁束が集まっており、かかる磁界発生装置５を磁性層に対して適宜の位置に配置すれば、磁束密度の低下が小さい状態でそのレーザ光照射部に斜め磁界を印加できることことがわかる。
【００１４】
図１１及び図１２に、図６の基本構成を有する磁界発生装置の具体的構成を示す。図１１の磁界発生装置は、板状体又は扁平なブロックを加工することによって主磁極５ａと２つの補助磁極５ｂ₁，５ｂ₂とバックコア５ｃとが一体に形成されたコアと、該コアの主磁極５ａの周囲に巻回されたコイル５ｄとからなっている。一方、図１２の磁界発生装置は、細径の主磁極５ａと、主磁極１２のストレート部分に巻回されたコイル５ｄと、主磁極５ａの一端にこれと一体に形成されたバックコア５ｃと、内径が主磁極５ａの外径よりも大径の円筒状に形成されたサイドヨーク５ｅとからなる。サイドヨーク５ｅは、主磁極５ａの周囲にこれと一定の空隙５ｆを隔てて配設され、その一端がバックコア５ｃに連結されており、これによって磁気回路が構成されている。前記の各コア及びサイドヨーク５ｅは、フェライトなどの軟磁性材料をもって形成される。なお、図１２の磁界発生装置においては、前記空隙５ｆ内に異物が侵入するのを防止するため、空隙５ｆ内に非磁性材料からなる充填剤を充填することもできる。充填剤としては、滑性が良好であることから、チタン酸カルシウム、チタン酸バリウムなどのセラミック、ガラス、グラファイト等が特に良好である。
【００１５】
以下に実験例と比較例とを挙げ、本発明の効果を明らかにする。
【００１６】
〈比較例〉
図８に示すように、補助磁極を有しない単極電磁コイル方式の磁界発生装置５を備え、かつ膜面に対して傾斜する磁気モーメントを有しない磁性膜（垂直磁化膜）１ａをもつ光磁気記録媒体１を装着した光磁気記録装置を用いて、磁性膜１ａに対する外部磁界Ｈｅｘの印加角度と磁性層１ａの保磁力との関係、及び磁性層１ａの外部磁界感度とを測定した。但し、前記光磁気記録媒体１としては、ポリカーボネート基板の信号面に、膜厚が約１０００ÅのＳｉＡｌＯＮ無機誘電体膜と、膜厚が約２００ÅのＴｂＦｅＣｏ磁性膜と、膜厚が約３００ÅのＳｉＡｌＯＮ無機誘電体膜と、膜厚が約７００ÅのＡｌ反射膜とを順次積層したものを用いた。
【００１７】
図１３に示すように、本例の光磁気記録装置においては、磁性膜１ａの膜面に対して外部磁界Ｈｅｘを垂直に印加した場合（印加角度α＝０度）よりも、約±５２度の範囲で傾斜させた方が磁性層１ａの保磁力が低下し、特に、印加角度αを約±３０度に設定した場合に磁性層１ａの保磁力が最も低くなる。この関係は、レーザ光を照射して磁性膜１ａを昇温した場合にも成立する。図１４は、磁性膜１ａを１７０℃まで昇温した場合のデータであって、磁性膜１ａの膜面に対して外部磁界Ｈｅｘを垂直に印加した場合よりも、約±６０度の範囲で傾斜させた方が磁性層１ａの保磁力が低下、やはり印加角度αを約±３０度に設定した場合に磁性層１ａの保磁力が最も低くなる。また、α＝１５〜４５度の範囲で、保磁力が約１６〜４５％低下し、実用上十分な効果が得られる。なお、外部磁界Ｈｅｘの傾斜方向は、任意の方向に設定でき、いずれの場合にも同様の効果を得ることができる。
【００１８】
この光磁気記録装置を用いて前記光磁気記録媒体１の外部磁界感度、すなわち再生信号（キャリア対雑音比；Ｃ／Ｎ）を飽和させるに必要な最小の外部磁界の大きさを測定したところ、図１５の結果を得た。同図から明らかなように、外部磁界Ｈｅｘを傾斜させると、α＝５〜５０度の範囲で、外部磁界Ｈｅｘを垂直に印加した場合よりも光磁気記録媒体１の外部磁界感度が高くなる。また、外部磁界Ｈｅｘを垂直に印加した場合、再生信号を飽和させるに必要な最小の外部磁界の大きさが約２００（Ｏｅ）であるのに対して、外部磁界Ｈｅｘをα＝３０度に傾斜させた場合には、再生信号を飽和させるに必要な最小の外部磁界の大きさが約１００（Ｏｅ）に低下する。
【００１９】
なお、単極電磁コイル方式の磁界発生装置５に代えて、補助磁極を有する電磁コイル方式の磁界発生装置を用いて前記と同様の実験を行ったところ、保磁力低下の磁界角度依存性が高まることがわかった。これは、補助磁極を有する電磁コイル方式の磁界発生装置を用いた場合、単極電磁コイル方式の磁界発生装置に比べて磁束が広がらないため、斜め磁界の印加効率が良くなるためであると思われる。
【００２０】
〈実験例〉
垂直磁化膜を有する光磁気記録媒体に代えて、図１６に示すように、膜面に対して垂直な磁気モーメント成分Ｍ１と、膜面に対して傾斜した方向の磁気モーメント成分Ｍ２とを有し、かつキュリー温度近傍まで加熱したとき、前記傾斜した磁気モーメント成分Ｍ２と膜面に対して垂直な方向の磁気モーメント成分Ｍ１とが共に消失する磁性膜を有する光磁気記録媒体を比較例の装置に装着して、前記と同様の実験を行った。
【００２１】
図１７に昇温時における磁性膜１ａに対する外部磁界Ｈｅｘの印加角度と磁性層１ａの保磁力との関係、図１８に磁性層１ａの外部磁界感度特性を示す。図１７と前出の図１４との比較からわかるように、膜面に対して傾斜した方向の磁気モーメント成分Ｍ₂ を有する光磁気記録媒体を用いると、外部磁界Ｈｅｘを傾斜したときの保磁力Ｈｃの低下量が大きくなり、磁性膜の外部磁界感度の改善がより有効に行われる。すなわち、図１８に示すように、本例の場合には、磁性膜１ａのレーザ光照射部１１ａに対して外部磁界Ｈｅｘを約３０度傾斜することによって、再生信号を飽和させるに必要な最小の外部磁界の大きさを約６０（Ｏｅ）まで低下することができる。
【００２２】
以下、膜面に対して垂直な磁気モーメント成分Ｍ₁ と、膜面に対して傾斜した方向の磁気モーメント成分Ｍ₂ とを有し、かつキュリー温度近傍まで加熱したとき、前記傾斜した磁気モーメント成分Ｍ₂ と膜面に対して垂直な方向の磁気モーメント成分Ｍ₁ とが共に消失する磁性膜を有する光磁気記録媒体について説明する。磁性膜材料としては、高いＣ／Ｎを得られることなどから、希土類−遷移金属合金系の非晶質合金が特に好適である。
【００２３】
図１９（ａ）〜（ｊ）に、膜面と垂直な方向に対して傾斜した方向の磁気モーメント成分を有する磁性膜を例示する。この図において、矩形で示すのは光磁気記録膜たる磁性膜であり、磁性膜中の矢印は各部分における磁気モーメントの向きを示している。磁性膜を示す矩形の下辺は透明基板側の界面であり、上辺は反射膜側の界面である。
【００２４】
同図に示すように、本発明の光磁気記録媒体は、磁性膜が単膜にて形成されている。そして、図１９（ａ）の磁性膜は、透明基板側の界面から膜厚方向の略中央部分までは磁気モーメントが垂直上向きに向いており、そこから上の部分では磁気モーメントが斜め上向きに向き、反射膜側の界面では磁気モーメントが面内方向に向いている。図１９（ｂ）の磁性膜は、透明基板側の界面に極く近い部分では磁気モーメントが面内方向に向いており、そこから上の部分では磁気モーメントが斜め上向きに向き、膜厚方向の略中央部分では磁気モーメントが垂直上向きに向いている。さらにそこから上の部分では磁気モーメントが逆方向に傾斜し、反射膜側の界面では磁気モーメントが面内方向に向いている。図１９（ｃ）の磁性膜は、透明基板側の界面に極く近い部分では磁気モーメントが垂直上向きに向いており、そこから上の部分では磁気モーメントが斜め上向きになり、膜厚方向の略中央部分では磁気モーメントが面内方向に向いている。さらにそこから上の部分では磁気モーメントが再度同一方向に傾斜し、反射膜側の界面では磁気モーメントが垂直上向きに向いている。図１９（ｄ）の磁性膜は、透明基板側の界面部分から反射膜側の界面部分まで、磁気モーメントが一律に斜め上向きに向いている。図１９（ｅ）の磁性膜は、透明基板側の界面部分から反射膜側の界面部分まで、磁気モーメントが螺旋状に回転している。図１９（ｆ）の磁性膜は、斜め右上向きの磁気モーメントと斜め左上向きの磁気モーメントとが、膜厚方向に交互に形成されている。図１９（ｇ）の磁性膜は、透明基板側の界面に極く近い部分では磁気モーメントが面内方向に向いており、そこから上の部分では磁気モーメントが順次右回りに旋回して遂には垂直上向きになる。さらにそこから上の部分では磁気モーメントが同一方向に旋回し、膜厚方向の略中央部分では磁気モーメントが面内方向に向いている。さらにそこから上の部分では磁気モーメントが逆向きに旋回し、遂には垂直上向きになる。さらにそこから上の部分では磁気モーメントが逆向きに旋回し、反射膜側の界面では磁気モーメントが面内方向に向いている。図１９（ｈ）の磁性膜は、透明基板側の界面から略中央部分では磁気モーメントが垂直上向きに向いており、反射膜側の界面近傍では磁気モーメントが斜め上向きに傾斜している。図１９（ｉ）の磁性膜は、透明基板側の界面付近では磁気モーメントが斜め上向きに傾斜しており、略中央部から反射膜側の界面までの部分では磁気モーメントが垂直上向きに向いている。図１９（ｊ）の磁性膜は、透明基板側の界面から略中央部までは磁気モーメントが垂直上向きに向いており、それより反射膜側の界面までの部分では磁気モーメントが斜め下向きに傾斜している。
【００２５】
図１９（ａ）〜（ｊ）に掲げた各磁性膜のうち、膜厚方向に磁気モーメントが膜面と垂直でない方向に向く部分と膜面と垂直に向く部分とを有する磁性膜にあっては、磁性膜をキュリー温度近傍まで加熱したときに、膜面と垂直でない方向に向く磁気モーメントが、前記膜面と垂直に向く磁気モーメントと共に消失するように調整される。膜面と垂直でない方向に向く磁気モーメントが消失する温度と、膜面と垂直に向く磁気モーメントが消失する温度とは、接近している方が好ましく、特に膜面と垂直に向く磁気モーメントが消失する温度（キュリー温度）をＴ_c としたときに、膜面と垂直でない方向に向く磁気モーメントがＴ_c ±５０℃の範囲で消失することが好ましい。
【００２６】
本発明の光磁気記録媒体は、磁気トルク計にかけて磁気トルクを測定したとき、図２０に示すようなトルクカーブを示す。すなわち、外部磁場の大きさをＨ_ex、測定温度における磁壁抗磁力をＨ_c 、測定温度における垂直異方性磁界をＨ_k 、膜面に垂直な方向を０°、膜面に垂直な方向からの外部磁場Ｈ_exの回転角度をθとし、Ｈ_c ＜Ｈ_ex＜Ｈ_k なる大きさの外部磁場を試料の支持軸回りに回転しつつ、試料の支持軸に働く磁気トルクＴを磁気トルク計にて測定したとき、
０°≦θ≦９０°の範囲及び１８０°≦θ≦２７０°の範囲に、∂²Ｔ／∂θ²＜０なる領域が存在するか（但し、∂Ｔ(θ₀ )／∂θ＝０なるθ₀ が存在する場合には、Ｔ(θ₀ )＜Ｔ_max なる領域が存在すること）、３６０°≧θ≧２７０°の範囲及び１８０°≧θ≧９０°の範囲に、∂²Ｔ／∂θ²＞０なる領域が存在（但し、∂Ｔ(θ₀ )／∂θ＝０なるθ₀ が存在する場合Ｔ(θ₀ )＞Ｔ_min なる領域が存在すること）する。但し、上記の各式を満たす条件が、磁壁移動に伴う微分不可能点でないことはもちろんである。
【００２７】
以下に、本発明に係る光磁気記録媒体の製造方法例と、各製造方法によって作製される磁性膜の構造とを列挙する。
【００２８】
(1) 透明基板上に、第１無機誘電体膜と、希土類−遷移金属系の非晶質垂直磁化膜と、第２無機誘電体膜と、反射膜とを連続スパッタ法にて順次積層して光磁気記録媒体を作製した後、この光磁気記録媒体を６０℃〜１５０℃の温度で、２〜１０分間加熱する。これによって、図１９（ｄ）に示したような磁性膜を形成できる。
【００２９】
(2) 透明基板上に第１無機誘電体膜をスパッタリングした後、当該第１無機誘電体膜上に、スパッタガスの組成を適宜切り替えつつ希土類−遷移金属系の非晶質合金を所望の膜厚に達するまでスパッタリングする。例えば、磁性膜の膜厚が全膜厚の１／２〜１／１０に達する毎に、スパッタガスを純Ａｒから１〜２０体積％のＮ₂ ガスを混入したＡｒガス又は０．５〜１０体積％のＯ₂ ガスを混入したＡｒガスに切り替える。これによって、図１９（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｇ）に示したような磁性膜を形成できる。以下、当該磁性膜上に、第２無機誘電体膜と、反射膜とを連続スパッタ法にて積膜する。
【００３０】
(3) 透明基板上に第１無機誘電体層をスパッタリングした後、当該第１無機誘電体層上に、垂直磁気異方性が異なる磁性膜を交互に形成する。垂直磁気異方性が異なる磁性膜の組合せには、例えば希土類−遷移金属系の非晶質合金と、Ｃｏを主成分とし、これに（Ｃｒ，Ｆｅ，Ｎｉ，Ｍｎ，Ｐｔ，Ａｇ）のグループから選択された少なくとも１種類の金属の合金などを挙げることができる。これによって、図１９（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｇ）に示したような磁性膜を形成できる。以下、当該磁性膜上に、第２無機誘電体層と、反射膜とを連続スパッタ法にて積層する。
【００３１】
(4) 透明基板上に第１無機誘電体層をスパッタリングした後、当該第１無機誘電体層上に、（Ｇｄ，Ｃｅ，Ｄｙ，Ｎｄ）のグループから選択される希土類元素の添加量、又は（Ｎｉ，Ｃｒ，Ｍｎ）のグループから選択される遷移金属の添加量が異なるＴｂＦｅＣｏ系合金を順次積層する。これによって、原子間の交換相互作用及び異方性エネルギーの相関により、図１９（ｅ）のようなヘリカルスピン構造をとる磁性膜、あるいは図１９（ｆ）のようなキャントスピン構造をとる磁性膜を形成できる。以下、当該磁性膜上に、第２無機誘電体層と、反射膜とを連続スパッタ法にて積層する。
【００３２】
(5) 透明基板上に第１無機誘電体層をスパッタリングした後、当該第１無機誘電体層上に、（Ｎｂ，Ｔｉ，Ｗ，Ｂｉ，Ｖ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｐｔ，Ａｇ，Ｒｈ）のグループから選択される非磁性元素の添加量が異なるＴｂＦｅＣｏ系合金を順次積層する。これによって、異方性エネルギーが低下し、図１９（ｄ）のような構造の磁性膜を形成できる。以下、当該磁性膜上に、第２無機誘電体層と、反射膜とを連続スパッタ法にて積層する。
【００３３】
(6) 透明基板上に第１無機誘電体層をスパッタリングした後、当該第１無機誘電体層上に、Ｔｂ，Ｆｅ，Ｃｏの合金率が異なるＴｂＦｅＣｏ系合金を順次積層する。これによって、図１９（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｇ）に示したような磁性膜を形成できる。以下、当該磁性膜上に、第２無機誘電体層と、反射膜とを連続スパッタ法にて積層する。
【００３４】
(7) 透明基板上に第１無機誘電体層をスパッタリングした後、当該第１無機誘電体層上に、まずＴｂ合金率が１５〜３０原子％、Ｃｏ合金率が８〜１５原子％、残部がＦｅのＴｂＦｅＣｏ系合金を成膜し、次いで、Ｔｂ合金率が１０〜２０原子％、Ｃｏ合金率が２〜１０原子％、残部がＦｅのＴｂＦｅＣｏ系合金を、段階的又は無段階的に積層する。これによって、図１９（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｇ），（ｉ）に示したような磁性膜を形成できる。以下、当該磁性膜上に、第２無機誘電体層と、反射膜とを連続スパッタ法にて積層する。
【００３５】
(8) 透明基板上に第１無機誘電体層をスパッタリングした後、当該第１無機誘電体層上に、まずＴｂ合金率が１０〜２０原子％、Ｃｏ合金率が２〜１０原子％、残部がＦｅのＴｂＦｅＣｏ系合金を成膜し、次いで、Ｔｂ合金率が１５〜３０原子％、Ｃｏ合金率が８〜１５原子％、残部がＦｅのＴｂＦｅＣｏ系合金を、段階的又は無段階的に積層する。これによって、図１９（ｈ）に示したような磁性膜を形成できる。以下、当該磁性膜上に、第２無機誘電体層と、反射膜とを連続スパッタ法にて積層する。
【００３６】
(9) 透明基板上に第１無機誘電体層をスパッタリングした後、当該第１無機誘電体層上に、Ｔｂ合金率が１０〜２０原子％、Ｃｏ合金率が５〜１５原子％、残部がＦｅのＴｂＦｅＣｏ系合金と、Ｔｂ合金率が２５〜３５原子％、Ｃｏ合金率が５〜１５原子％、残部がＦｅのＴｂＦｅＣｏ系合金とを、段階的又は無段階的に積層する。これによって、図１９（ｊ）に示したような磁性膜を形成できる。なお、各ＴｂＦｅＣｏ系合金の成膜順序を逆にしても、同様の磁性膜を形成することができる。以下、当該磁性膜上に、第２無機誘電体層と、反射膜とを連続スパッタ法にて積層する。
【００３７】
(10)脱水処理を施したポリカーボネート基板（ＰＣ基板）のプリフォーマットパターン形成面にＳｉＮ第１無機誘電体層をＲＦスパッタ装置にてスパッタリングした後、当該ＳｉＮ第１無機誘電体層上に、Ｔｂ合金率が２４〜２８原子％、Ｃｏ合金率が１２原子％、Ｎｂ合金率が２原子％、残部がＦｅのＴｂＦｅＣｏＮｂ系合金を連続的にスパッタリングする。しかる後に、この磁性膜の表面を酸化して膜中のＴｂを選択酸化させ、面内磁化膜を形成する。これによって、図１９（ａ），（ｈ），（ｊ）に示したような磁性膜を形成できる。以下、このＴｂＦｅＣｏＮｂ系合金膜上にＳｉＮ第２無機誘電体層と、Ａｌ反射膜とを連続スパッタ法にて積層する。磁気トルクカーブの調整は、面内磁化膜の膜厚を調整することで行う。なお、ＰＣ基板の脱水処理方法には、ＰＣ基板をベーク炉に入れ、大気圧下８０℃の温度で４時間以上加熱脱水する方法、あるいはＰＣ基板を２０Ｐａ以下の真空度に真空引きされた真空チャンバ内で８０℃に１時間以上加熱する方法がある。
【００３８】
(11)脱水処理を施したポリカーボネート基板（ＰＣ基板）のプリフォーマットパターン形成面にＳｉＮ第１無機誘電体層をＲＦスパッタ装置にてスパッタリングした後、当該ＳｉＮ第１無機誘電体層上に、磁気的に希土類リッチのＴｂＦｅＣｏ系の垂直磁化膜を積層し、次いでこの膜上に磁気的に遷移金属リッチのＴｂＦｅＣｏ系面内磁化膜を積層する。これによって、図１９（ａ），（ｈ），（ｊ）に示したような磁性膜を形成できる。以下、このＴｂＦｅＣｏ系面内磁化膜上にＳｉＮ第２無機誘電体層と、Ａｌ反射膜とを連続スパッタ法にて積層する。磁気トルクカーブの調整は、面内磁化膜の膜厚を調整することで行う。
【００３９】
(12)脱水処理を施したポリカーボネート基板（ＰＣ基板）のプリフォーマットパターン形成面にＳｉＮ第１無機誘電体層をＲＦスパッタ装置にてスパッタリングした後、当該ＳｉＮ第１無機誘電体層上に、ＴｂＦｅＣｏ系の垂直磁化膜を積層し、次いでこの膜上に、ＴｂＦｅＣｏ−（Ｄｙ，Ｇｄ，Ｃｒ，Ｎｂ）系の面内磁化膜を積層する。これによって、図１９（ａ），（ｈ），（ｊ）に示したような磁性膜を形成できる。以下、このＴｂＦｅＣｏ系面内磁化膜上にＳｉＮ第２無機誘電体層と、Ａｌ反射膜とを連続スパッタ法にて積層する。磁気トルクカーブの調整は、面内磁化膜の膜厚を調整することで行う。
【００４０】
なお、本発明の要旨は、磁性膜に印加する外部磁界を磁性膜の膜面に対して傾斜することにあるのであって、その他の点については前記実施例に拘らず、適宜変更できることは勿論である。例えば、磁界発生装置の形状や構造、それに光磁気記録媒体の膜構造、さらには光磁気記録媒体の基板材料、無機誘電体層材料、反射膜材料等については、前記実施例に拘らず適宜変更できる。
【００４１】
【発明の効果】
本発明によると、膜面に対して垂直な磁気モーメント成分と膜面に対して傾斜した方向の磁気モーメント成分とを有し、かつキュリー温度まで加熱したときに前記膜面に対して垂直な磁気モーメント成分と膜面に対して傾斜した方向の磁気モーメント成分とが共に消失する磁性膜を有する光磁気記録媒体を用い、前記磁界発生装置より前記磁性膜のレーザ光照射部に対して垂直方向から１５度乃至４５度傾斜した方向の外部磁界を印加し、前記磁性層に対する情報の記録を行うので、膜面に対して傾斜した方向の磁気モーメント成分を有しない光磁気記録媒体を用い、磁界発生装置より当該磁性膜の膜面に対して垂直な方向から外部磁界を印加して磁性層に対する情報の記録を行う場合に比べて、より小さな外部磁界による情報の記録及び消去が可能になり、光磁気記録装置に備えられる磁界発生装置の小型化、電磁方式の磁界発生装置を用いる場合における消費電力の低減、装置設計上の自由度の向上を図ることができる。また、磁界変調方式による情報記録が可能になるため、情報の高速記録及び高密度記録が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態例に係る光磁気記録媒体を用いた情報の記録、再生、消去に適用される光磁気記録装置の構成図である。
【図２】光磁気記録媒体に対する外部磁界の印加方向を示す説明図である。
【図３】磁界発生装置の第１例を示す説明図である。
【図４】磁界発生装置の第２例を示す説明図である。
【図５】磁界発生装置の第３例を示す説明図である。
【図６】磁界発生装置の第４例を示す説明図である。
【図７】磁界発生装置の第５例を示す説明図である。
【図８】磁界発生装置の第６例を示す説明図である。
【図９】磁界発生装置の第７例を示す説明図である。
【図１０】補助磁極を有する磁界発生装置から発生する磁界の様子を示す説明図である。
【図１１】具体的な磁界発生装置の第１例を示す斜視図である。
【図１２】具体的な磁界発生装置の第２例を示す斜視図である。
【図１３】外部磁界の印加角度と保磁力（室温時）との関係を示すグラフ図である。
【図１４】外部磁界の印加角度と保磁力（昇温時）との関係を示すグラフ図である。
【図１５】光磁気記録媒体の外部磁界感度の第１例を示すグラフ図である。
【図１６】膜面に対して傾斜する磁気モーメントを有する磁性膜を備えた光磁気記録媒体の説明図である。
【図１７】外部磁界の印加角度と保磁力（昇温時）との関係を示すグラフ図である。
【図１８】光磁気記録媒体の外部磁界感度の第２例を示すグラフ図である。
【図１９】膜面に対して傾斜する磁気モーメントを有する磁性膜の構造を模式的に示す説明図である。
【図２０】膜面に対して傾斜する磁気モーメントを有する磁性膜を備えた光磁気記録媒体のトルクカーブを例示するグラフ図である。
【符号の説明】
１光磁気記録媒体
１ａ磁性膜
２レーザ光
３光学ヘッド
４外部磁界
５磁界発生装置
５ａ主磁極
５ｂ補助磁極[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to magneto-optical recording. Method In particular, the magneto-optical recording medium Of applying external magnetic field to magnetic film About.
[0002]
[Prior art]
A magneto-optical recording apparatus that records, reproduces, and erases information by mounting a magneto-optical recording medium includes an optical head that irradiates a laser beam focused on the magnetic film formed on the magneto-optical recording medium, and a magnetic film. And a magnetic field generator for applying an external magnetic field to the laser beam irradiation unit. Conventionally, as a magneto-optical recording medium, a magnetic film (perpendicular magnetization film) having an easy axis of magnetization in a direction perpendicular to the film surface, such as a rare earth-transition metal magnetic film, has been used. In a magneto-optical recording apparatus in which a magneto-optical recording medium having a magnetic film is mounted, an external magnetic field is applied perpendicularly to the laser light irradiation portion of the magnetic film in order to match the easy axis direction with the external magnetic field direction. Thus, the magnetic field generator is adjusted and arranged. As the magnetic field generator, an electromagnetic coil, a permanent magnet, and the like are known in addition to the same magnetic head as provided in a so-called magnetic recording device.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the technical field of magneto-optical recording, the magnetic field generator is downsized, the power consumption of the magnetic field generator is reduced (when an electromagnetic magnetic field generator is used), and the space of the magnetic field generator setting position with respect to the magneto-optical recording medium. In order to improve the upper margin and realize information recording by the magnetic field modulation method, it is desirable to record and erase information on the magneto-optical recording medium with as small an external magnetic field as possible.
[0004]
The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to use a magneto-optical recording apparatus including a magnetic field generating apparatus that is small in size and consumes little power, and performs high-speed recording and high-speed recording by magnetic field modulation recording. Magneto-optical recording capable of density recording Method Is to provide.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention has a magnetic moment component perpendicular to the film surface and a magnetic moment component in a direction inclined with respect to the film surface, and the film is heated when heated to the Curie temperature. A magneto-optical recording medium having a magnetic film in which both a magnetic moment component perpendicular to the surface and a magnetic moment component in a direction inclined with respect to the film surface disappear, an optical head that irradiates the magnetic film with laser light, A magneto-optical recording apparatus comprising a magnetic field generator for applying an external magnetic field to the laser light irradiation part of the magnetic film is used, and the magnetic field generation apparatus is 15 degrees to perpendicular to the laser light irradiation part of the magnetic film. Information is recorded on the magnetic layer by applying an external magnetic field inclined at 45 degrees. It was configured as follows.
[0006]
As a result of research, the inventors of the present application have come to know the following facts. That is, in the rare earth-transition metal magnetic film having a relatively high anisotropic energy relative to the magnetization energy, the domain wall motion mode is dominant in the magnetization reversal process, and the perpendicular coercive force is This shows the magnetic field generated by the nucleus. However, when an external magnetic field is applied to the magnetic film from a direction inclined with respect to the direction perpendicular to the film surface of the magnetic film, a component in the horizontal direction is added together with the magnetic field component perpendicular to the film surface. Since this horizontal magnetic field component is orthogonal to the magnetic moment, it exerts a torque to rotate the magnetic moment. For this reason, the generation of magnetization reversal nuclei is promoted and the coercive force is reduced in an angle region where the torque due to the horizontal magnetic field component acts in a balanced manner with the torque due to the vertical magnetic field component.
[0007]
The present invention has been made based on such knowledge, and the coercive force is lower when an external magnetic field is applied from an inclined direction than when an external magnetic field is applied from a direction perpendicular to the film surface. If the external magnetic field is applied to the magneto-optical recording medium provided with the magnetic film from the direction in which the magnetic field is inclined, the sensitivity of the external magnetic field of the magneto-optical recording medium can be improved. This makes it possible to reduce the size of the magnetic field generator provided in the magneto-optical recording apparatus, reduce the power consumption of the magnetic field generator when using an electromagnetic magnetic field generator, and improve the degree of freedom in device design. . In addition, since information recording by the magnetic field modulation method can be realized, high-speed information recording and high-density recording can be achieved.
[0008]
As the magneto-optical recording medium having the above-described configuration,
(A) When the direction perpendicular to the film surface of the magnetic film is 0 ° and the inclination angle of the external magnetic field is α, the range is −52 ° ≦ α <0 ° and 0 ° <α ≦ + 52 °. Coercive force is lower than when an external magnetic field is applied from a direction perpendicular to the film surface of the magnetic film,
(B) Similarly, when the direction perpendicular to the film surface of the magnetic film is 0 ° and the inclination angle of the external magnetic field is α, −45 ° ≦ α ≦ −15 ° and 15 ° ≦ α ≦ + 45 °. In the range, the coercive force is reduced by 16% to 45% compared to the case where an external magnetic field is applied from the vertical direction.
(C) In the film thickness direction of the magnetic film, there is a portion where the magnetic moment is directed in a direction perpendicular to the film surface of the magnetic layer, and a portion where the magnetic moment is directed in a direction not perpendicular to the film surface of the magnetic layer ,
Can be used.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 shows a schematic configuration of a magneto-optical recording apparatus in which information is recorded, reproduced, erased, etc. by mounting a magneto-optical recording medium according to the present invention. As shown in the figure, the magneto-optical recording apparatus of this example has an optical head 3 that irradiates a magnetic film 1 a of the magneto-optical recording medium 1 with a focused laser beam 2 on both sides of the magneto-optical recording medium 1. And a magnetic field generator 5 that applies an external magnetic field 4 that is inclined with respect to the film surface of the magnetic film 1 a to the irradiated portion of the laser light 2.
[0010]
The optical head 3 includes a light projection optical system 3a and a reflection optical system 3b. The light projection optical system 3a includes a semiconductor laser 11 and a collimator lens 12 that converts diffused light emitted from the semiconductor laser 11 into parallel light. The beam splitter 13 separates the incident light on the magneto-optical recording medium 1 and the reflected light from the magneto-optical recording medium 1, and the objective lens 14 converges the parallel light and focuses on the magnetic film 1a. On the other hand, the reflective optical system 3b adjusts the objective lens 14, the beam splitter 13, the second beam splitter 16 for guiding a part of the reflected light to the light spot control signal detection circuit 15, and the polarization plane of the reflected light. The half-wave plate 17 that collects the reflected light, the analyzer 19 that separates the reflected light into the s-polarized component and the p-polarized component, and two lights that are arranged on the condensing surface of the detecting lens 18. It consists of detectors 20a and 20b. The output ends of these two photodetectors 20 a and 20 b are connected to two input terminals of the differential amplifier 21, and a reproduction signal is taken out from the output terminal of the differential amplifier 21. The objective lens 14 is mounted on the actuator 22, and the distance from the magnetic film 1a is adjusted by the output signal of the light spot control signal detection circuit 15 so that the incident light is always focused on the magnetic film 1a. Is done. On the other hand, the magnetic field generator 5 is excited by the drive current from the magnetic head drive circuit 24 connected to the signal source 23 and applies a pulsed external magnetic field Hex corresponding to the recording information output from the signal source 23 to the magnetic film 1a. Is applied to the laser beam irradiation part.
[0011]
In such a configuration, when the magneto-optical recording medium 1 is driven relative to the objective lens 14 and the magnetic field generator 5 and a laser beam having a predetermined intensity is irradiated from the objective lens 14 to the magnetic film 1a, the light energy is converted into thermal energy. The magnetic film 1a is heated to the Curie temperature or higher, and the coercive force of the magnetic film 1a is significantly reduced. Therefore, when the magnetic field generator 5 is driven and a magnetic signal modulated with a desired information signal is applied to the laser light irradiation part of the magnetic film 1a, the magnetic film 1a is selected according to the direction of the magnetic field output from the magnetic field generator 5. The direction of magnetization of the magnetic field 1 is reversed, the reversed magnetic domain corresponding to the information signal is continuously formed, and information is recorded on the magnetic film 1a. The magnetic film 1a is initially magnetized in a predetermined direction, and an optical signal whose intensity is modulated by a desired information signal from the objective lens 14 while a recording magnetic field having a constant intensity in the opposite direction is applied from the magnetic field generator 5. Information can also be recorded by applying to the magnetic film 1a. The former is called a magnetic field modulation method and the latter is called an optical modulation method. In either method, information is erased by applying a magnetic field having a constant intensity in the erasing direction from the magnetic field generator 5 while irradiating the magnetic film 1a with a light beam having a constant intensity.
[0012]
As shown in an enlarged view in FIG. 2, the magnetic field generator 5 of this example applies an external magnetic field Hex that is inclined with respect to the film surface of the magnetic film 1a to the laser light irradiation section. As a method of applying the external magnetic field Hex with an inclination to the film surface of the magnetic film 1a, (1) as shown in FIGS. 3 and 4, the unipolar magnetic field generator 5 is applied to the film surface of the magnetic film 1a. A method of setting the magnetic pole 1a perpendicularly to the center and slightly offset the center position of the magnetic pole from just above the laser light irradiation portion of the magnetic film 1a. (2) As shown in FIGS. 5, 6, and 7, the main magnetic pole 5a and A method of setting the magnetic field generator 5 provided with the auxiliary magnetic pole 5b perpendicular to the film surface of the magnetic film 1a and offsetting the main magnetic pole 5a slightly above the laser light irradiation portion of the magnetic film 1a; As shown in FIGS. 8 and 9, a method of setting the unipolar magnetic field generator 5 to be inclined with respect to the film surface of the magnetic film 1a and so that the laser beam irradiation part of the magnetic film 1a is on the extension line thereof. and so on.
[0013]
Among these, the method (2) is most suitable because the magnetic flux generated from the main magnetic pole 5a gathers at the auxiliary magnetic pole 5b, and an oblique magnetic field can be applied to the laser beam irradiation portion with a small decrease in magnetic flux density. . FIG. 10 shows a state of a magnetic field generated from a magnetic field generator having an auxiliary magnetic pole. This is a simulation diagram using a computer. Magnetic flux generated from the main magnetic pole 5a is gathered at the inner end of the auxiliary magnetic pole 5b (the tip corner of the portion facing the main magnetic pole 5a). It can be seen that if the layer is arranged at an appropriate position with respect to the layer, an oblique magnetic field can be applied to the laser beam irradiation portion with a small decrease in magnetic flux density.
[0014]
11 and 12 show a specific configuration of the magnetic field generator having the basic configuration of FIG. The magnetic field generator shown in FIG. 11 has a main magnetic pole 5a and two auxiliary magnetic poles 5b by processing a plate-like body or a flat block. ₁ , 5b ₂ And the back core 5c are integrally formed, and a coil 5d wound around the main magnetic pole 5a of the core. On the other hand, the magnetic field generator of FIG. 12 includes a thin main pole 5a, a coil 5d wound around a straight portion of the main pole 12, and a back core 5c formed integrally with one end of the main pole 5a. The side yoke 5e is formed in a cylindrical shape whose inner diameter is larger than the outer diameter of the main magnetic pole 5a. The side yoke 5e is disposed around the main magnetic pole 5a with a certain gap 5f therebetween, and one end of the side yoke 5e is connected to the back core 5c, thereby forming a magnetic circuit. Each of the cores and the side yoke 5e is formed of a soft magnetic material such as ferrite. In the magnetic field generator shown in FIG. 12, a filler made of a nonmagnetic material can be filled in the gap 5f in order to prevent foreign matter from entering the gap 5f. As the filler, since the lubricity is good, ceramics such as calcium titanate and barium titanate, glass, graphite and the like are particularly good.
[0015]
less than Experimental examples and comparative examples The effects of the present invention will be clarified.
[0016]
< Comparative example >
As shown in FIG. 8, a magneto-optical device having a magnetic film (perpendicular magnetization film) 1 a having a single-pole electromagnetic coil type magnetic field generator 5 having no auxiliary magnetic pole and having no magnetic moment inclined with respect to the film surface. Using a magneto-optical recording apparatus equipped with the recording medium 1, the relationship between the application angle of the external magnetic field Hex to the magnetic film 1a and the coercive force of the magnetic layer 1a, and the external magnetic field sensitivity of the magnetic layer 1a were measured. However, the magneto-optical recording medium 1 includes a SiAlON inorganic dielectric film having a thickness of about 1000 mm, a TbFeCo magnetic film having a thickness of about 200 mm, and a SiAlON inorganic film having a thickness of about 300 mm on the signal surface of the polycarbonate substrate. A dielectric film and an Al reflective film having a thickness of about 700 mm were sequentially laminated.
[0017]
As shown in FIG. 13, in the magneto-optical recording apparatus of this example, about ± 52 degrees compared to when the external magnetic field Hex is applied perpendicularly to the film surface of the magnetic film 1a (application angle α = 0 degree). The coercive force of the magnetic layer 1a is lowered when the inclination is within the range, and particularly when the applied angle α is set to about ± 30 degrees, the coercive force of the magnetic layer 1a is the lowest. This relationship also holds when the temperature of the magnetic film 1a is increased by irradiating laser light. FIG. 14 shows data obtained when the temperature of the magnetic film 1a is raised to 170 ° C., and the inclination is in a range of about ± 60 degrees as compared with the case where the external magnetic field Hex is applied perpendicularly to the film surface of the magnetic film 1a. As a result, the coercive force of the magnetic layer 1a is lowered, and the coercive force of the magnetic layer 1a is the lowest when the applied angle α is set to about ± 30 degrees. Further, in the range of α = 15 to 45 degrees, the coercive force is reduced by about 16 to 45%, and a practically sufficient effect can be obtained. The inclination direction of the external magnetic field Hex can be set to any direction, and the same effect can be obtained in any case.
[0018]
Using this magneto-optical recording apparatus, the external magnetic field sensitivity of the magneto-optical recording medium 1, that is, the minimum external magnetic field required to saturate the reproduction signal (carrier-to-noise ratio; C / N) was measured. The result of FIG. 15 was obtained. As can be seen from the figure, when the external magnetic field Hex is tilted, the external magnetic field sensitivity of the magneto-optical recording medium 1 becomes higher in the range of α = 5 to 50 degrees than when the external magnetic field Hex is applied vertically. When the external magnetic field Hex is applied vertically, the minimum external magnetic field required to saturate the reproduction signal is about 200 (Oe), whereas the external magnetic field Hex is inclined by α = 30 degrees. In this case, the minimum external magnetic field required to saturate the reproduction signal is reduced to about 100 (Oe).
[0019]
When the same experiment as described above was performed using an electromagnetic coil type magnetic field generator having an auxiliary magnetic pole instead of the single pole electromagnetic coil type magnetic field generator 5, the magnetic field angle dependency of the decrease in coercive force was increased. I understood it. This seems to be because when the electromagnetic coil type magnetic field generator having the auxiliary magnetic pole is used, the magnetic flux does not spread as compared with the single pole electromagnetic coil type magnetic field generator, so that the application efficiency of the oblique magnetic field is improved. It is.
[0020]
< Experimental example >
Instead of a magneto-optical recording medium having a perpendicular magnetization film, as shown in FIG. 16, it has a magnetic moment component M1 perpendicular to the film surface and a magnetic moment component M2 in a direction inclined with respect to the film surface. And a magneto-optical recording medium having a magnetic film in which both the tilted magnetic moment component M2 and the magnetic moment component M1 in the direction perpendicular to the film surface disappear when heated to near the Curie temperature. Comparative example The same experiment as described above was performed.
[0021]
FIG. 17 shows the relationship between the application angle of the external magnetic field Hex to the magnetic film 1a and the coercive force of the magnetic layer 1a when the temperature is raised, and FIG. 18 shows the external magnetic field sensitivity characteristics of the magnetic layer 1a. As can be seen from the comparison between FIG. 17 and FIG. 14, the magnetic moment component M in the direction inclined with respect to the film surface is shown. ₂ When the magneto-optical recording medium having the above is used, the amount of decrease in the coercive force Hc when the external magnetic field Hex is tilted is increased, and the external magnetic field sensitivity of the magnetic film is more effectively improved. That is, as shown in FIG. 18, in the case of this example, by tilting the external magnetic field Hex by about 30 degrees with respect to the laser beam irradiation part 11a of the magnetic film 1a, the minimum necessary for saturating the reproduction signal is achieved. The magnitude of the external magnetic field can be reduced to about 60 (Oe).
[0022]
Hereinafter, the magnetic moment component M perpendicular to the film surface ₁ And a magnetic moment component M in a direction inclined with respect to the film surface ₂ And the inclined magnetic moment component M when heated to near the Curie temperature. ₂ Moment component M in the direction perpendicular to the film surface ₁ A magneto-optical recording medium having a magnetic film that disappears together will be described. As the magnetic film material, a rare earth-transition metal alloy-based amorphous alloy is particularly suitable because high C / N can be obtained.
[0023]
FIGS. 19A to 19J illustrate a magnetic film having a magnetic moment component in a direction inclined with respect to a direction perpendicular to the film surface. In this figure, a rectangle indicates a magnetic film as a magneto-optical recording film, and an arrow in the magnetic film indicates the direction of the magnetic moment in each portion. The lower side of the rectangle indicating the magnetic film is the interface on the transparent substrate side, and the upper side is the interface on the reflective film side.
[0024]
As shown in the figure, the magneto-optical recording medium of the present invention has a single magnetic film. In the magnetic film in FIG. 19A, the magnetic moment is directed vertically upward from the interface on the transparent substrate side to the substantially central portion in the film thickness direction, and the magnetic moment is directed obliquely upward from there to the upper part. At the interface on the reflective film side, the magnetic moment is in the in-plane direction. In the magnetic film of FIG. 19B, the magnetic moment is directed in the in-plane direction at a portion very close to the interface on the transparent substrate side, and the magnetic moment is directed obliquely upward at the portion above the magnetic film. In the substantially central part, the magnetic moment is directed vertically upward. Further, the magnetic moment is inclined in the opposite direction in the upper part from there, and the magnetic moment is directed in the in-plane direction at the interface on the reflecting film side. In the magnetic film of FIG. 19 (c), the magnetic moment is vertically upward at a portion very close to the interface on the transparent substrate side, and the magnetic moment is obliquely upward at an upper portion from there. In the central part, the magnetic moment is in the in-plane direction. Further, the magnetic moment is inclined again in the same direction in the upper part from there, and the magnetic moment is directed vertically upward at the interface on the reflecting film side. In the magnetic film of FIG. 19D, the magnetic moment is uniformly inclined upward from the interface portion on the transparent substrate side to the interface portion on the reflective film side. In the magnetic film of FIG. 19 (e), the magnetic moment is spirally rotated from the interface portion on the transparent substrate side to the interface portion on the reflective film side. In the magnetic film of FIG. 19 (f), the magnetic moment in the upper right direction and the magnetic moment in the upper left direction are alternately formed in the film thickness direction. In the magnetic film of FIG. 19 (g), the magnetic moment is directed in the in-plane direction at a portion very close to the interface on the transparent substrate side, and the magnetic moment sequentially turns clockwise in the upper portion from there. It will be vertically upward. Further, the magnetic moment turns in the same direction in the upper part from there, and the magnetic moment is directed in the in-plane direction in the substantially central part in the film thickness direction. Furthermore, in the upper part from there, the magnetic moment turns in the opposite direction and finally becomes vertically upward. Further, the magnetic moment turns in the opposite direction from the upper part, and the magnetic moment is directed in the in-plane direction at the interface on the reflective film side. In the magnetic film of FIG. 19 (h), the magnetic moment is directed vertically upward at a substantially central portion from the interface on the transparent substrate side, and the magnetic moment is inclined obliquely upward near the interface on the reflective film side. In the magnetic film of FIG. 19 (i), the magnetic moment is inclined obliquely upward near the interface on the transparent substrate side, and the magnetic moment is directed vertically upward in the portion from the substantially central part to the interface on the reflective film side. . In the magnetic film of FIG. 19 (j), the magnetic moment is directed vertically upward from the interface on the transparent substrate side to the substantially central portion, and the magnetic moment is inclined obliquely downward in the portion from the transparent film side interface to the interface on the reflective film side. ing.
[0025]
Among the magnetic films shown in FIGS. 19A to 19J, the magnetic film has a portion in which the magnetic moment is not perpendicular to the film surface and a portion perpendicular to the film surface in the film thickness direction. Is adjusted such that when the magnetic film is heated to near the Curie temperature, the magnetic moment directed in the direction not perpendicular to the film surface disappears together with the magnetic moment directed perpendicular to the film surface. It is preferable that the temperature at which the magnetic moment that is not perpendicular to the film surface disappears and the temperature at which the magnetic moment that is perpendicular to the film surface disappears are close, and in particular, the magnetic moment that is perpendicular to the film surface disappears. Temperature (Curie temperature) _c When the magnetic moment toward the direction not perpendicular to the film surface is T _c It is preferable to disappear in the range of ± 50 ° C.
[0026]
The magneto-optical recording medium of the present invention exhibits a torque curve as shown in FIG. 20 when the magnetic torque is measured with a magnetic torque meter. That is, the magnitude of the external magnetic field is set to H _ex , The domain wall coercivity at the measurement temperature is H _c , The perpendicular anisotropy magnetic field at the measurement temperature is H _k , 0 ° in the direction perpendicular to the film surface, external magnetic field H from the direction perpendicular to the film surface _ex The rotation angle of θ is θ and H _c <H _ex <H _k When the magnetic torque T acting on the support shaft of the sample is measured with a magnetic torque meter while rotating an external magnetic field of a magnitude around the support shaft of the sample,
In the range of 0 ° ≦ θ ≦ 90 ° and 180 ° ≦ θ ≦ 270 °, ² T / ∂θ ² <There is a region of 0 (however, ∂T (θ ₀ ) / ∂θ = 0 ₀ Is present, T (θ ₀ <T _max In the range of 360 ° ≧ θ ≧ 270 ° and the range of 180 ° ≧ θ ≧ 90 °, ² T / ∂θ ² > 0 exists (however, ∂T (θ ₀ ) / ∂θ = 0 ₀ T (θ ₀ ) ＞ T _min There must be an area). However, it is a matter of course that the conditions satisfying the above equations are not differentiable points accompanying domain wall movement.
[0027]
Examples of manufacturing methods of the magneto-optical recording medium according to the present invention and the structure of the magnetic film manufactured by each manufacturing method are listed below.
[0028]
(1) A first inorganic dielectric film, a rare earth-transition metal-based amorphous perpendicular magnetization film, a second inorganic dielectric film, and a reflective film are sequentially laminated on a transparent substrate by a continuous sputtering method. After producing the magneto-optical recording medium, the magneto-optical recording medium is heated at a temperature of 60 ° C. to 150 ° C. for 2 to 10 minutes. Thereby, a magnetic film as shown in FIG. 19D can be formed.
[0029]
(2) After the first inorganic dielectric film is sputtered on the transparent substrate, a desired rare earth-transition metal amorphous alloy is formed on the first inorganic dielectric film while appropriately changing the composition of the sputtering gas. Sputter until the thickness is reached. For example, every time the thickness of the magnetic film reaches 1/2 to 1/10 of the total thickness, the sputtering gas is changed from pure Ar to 1 to 20 volume% N. ₂ Ar gas mixed with gas or 0.5 to 10% by volume of O ₂ Switch to Ar gas mixed with gas. As a result, a magnetic film as shown in FIGS. 19A, 19B, 19C, and 19G can be formed. Thereafter, a second inorganic dielectric film and a reflective film are deposited on the magnetic film by a continuous sputtering method.
[0030]
(3) After sputtering the first inorganic dielectric layer on the transparent substrate, magnetic films having different perpendicular magnetic anisotropies are alternately formed on the first inorganic dielectric layer. For the combination of magnetic films having different perpendicular magnetic anisotropies, for example, a rare earth-transition metal-based amorphous alloy and Co as a main component, and a group of (Cr, Fe, Ni, Mn, Pt, Ag) are included. An alloy of at least one metal selected from As a result, a magnetic film as shown in FIGS. 19A, 19B, 19C, and 19G can be formed. Hereinafter, a second inorganic dielectric layer and a reflective film are laminated on the magnetic film by a continuous sputtering method.
[0031]
(4) After sputtering the first inorganic dielectric layer on the transparent substrate, the addition amount of a rare earth element selected from the group of (Gd, Ce, Dy, Nd) on the first inorganic dielectric layer, or TbFeCo alloys having different transition metal addition amounts selected from the group (Ni, Cr, Mn) are sequentially laminated. Accordingly, a magnetic film having a helical spin structure as shown in FIG. 19 (e) or a magnetic film having a cant spin structure as shown in FIG. 19 (f) due to the correlation between exchange interaction between atoms and anisotropic energy. Can be formed. Hereinafter, a second inorganic dielectric layer and a reflective film are laminated on the magnetic film by a continuous sputtering method.
[0032]
(5) After the first inorganic dielectric layer is sputtered on the transparent substrate, (Nb, Ti, W, Bi, V, Al, Si, Pt, Ag, Rh) are formed on the first inorganic dielectric layer. TbFeCo alloys with different addition amounts of nonmagnetic elements selected from the group are sequentially stacked. As a result, the anisotropic energy is reduced, and a magnetic film having a structure as shown in FIG. 19D can be formed. Hereinafter, a second inorganic dielectric layer and a reflective film are laminated on the magnetic film by a continuous sputtering method.
[0033]
(6) After the first inorganic dielectric layer is sputtered on the transparent substrate, TbFeCo-based alloys having different alloy ratios of Tb, Fe, and Co are sequentially stacked on the first inorganic dielectric layer. As a result, a magnetic film as shown in FIGS. 19A, 19B, 19C, and 19G can be formed. Hereinafter, a second inorganic dielectric layer and a reflective film are laminated on the magnetic film by a continuous sputtering method.
[0034]
(7) After sputtering the first inorganic dielectric layer on the transparent substrate, on the first inorganic dielectric layer, first, the Tb alloy ratio is 15 to 30 atomic%, the Co alloy ratio is 8 to 15 atomic%, and the balance Then, a TbFeCo-based alloy of Fe is formed, and then a TbFeCo-based alloy having a Tb alloy ratio of 10 to 20 atomic%, a Co alloy ratio of 2 to 10 atomic% and the balance of Fe is laminated stepwise or steplessly To do. As a result, magnetic films as shown in FIGS. 19A, 19B, 19C, 19G, and 19I can be formed. Hereinafter, a second inorganic dielectric layer and a reflective film are laminated on the magnetic film by a continuous sputtering method.
[0035]
(8) After sputtering the first inorganic dielectric layer on the transparent substrate, on the first inorganic dielectric layer, first, the Tb alloy ratio is 10 to 20 atomic%, the Co alloy ratio is 2 to 10 atomic%, and the balance A TbFeCo-based alloy of Fe is formed, and then a TbFeCo-based alloy having a Tb alloy ratio of 15 to 30 atomic%, a Co alloy ratio of 8 to 15 atomic%, and the balance of Fe is laminated stepwise or steplessly. To do. Thereby, a magnetic film as shown in FIG. 19H can be formed. Hereinafter, a second inorganic dielectric layer and a reflective film are laminated on the magnetic film by a continuous sputtering method.
[0036]
(9) After sputtering the first inorganic dielectric layer on the transparent substrate, the Tb alloy ratio is 10 to 20 atomic%, the Co alloy ratio is 5 to 15 atomic%, and the balance is on the first inorganic dielectric layer. A TbFeCo-based alloy of Fe and a TbFeCo-based alloy having a Tb alloy ratio of 25 to 35 atomic%, a Co alloy ratio of 5 to 15 atomic%, and the balance of Fe are laminated stepwise or steplessly. Thereby, a magnetic film as shown in FIG. 19J can be formed. In addition, even if the film formation order of each TbFeCo alloy is reversed, a similar magnetic film can be formed. Hereinafter, a second inorganic dielectric layer and a reflective film are laminated on the magnetic film by a continuous sputtering method.
[0037]
(10) After sputtering the SiN first inorganic dielectric layer on the preformat pattern forming surface of the dehydrated polycarbonate substrate (PC substrate) with an RF sputtering apparatus, Tb is formed on the SiN first inorganic dielectric layer. A TbFeCoNb-based alloy having an alloy ratio of 24 to 28 atomic%, a Co alloy ratio of 12 atomic%, an Nb alloy ratio of 2 atomic%, and the balance of Fe is continuously sputtered. Thereafter, the surface of the magnetic film is oxidized to selectively oxidize Tb in the film, thereby forming an in-plane magnetization film. As a result, a magnetic film as shown in FIGS. 19A, 19H, and 19J can be formed. Thereafter, a SiN second inorganic dielectric layer and an Al reflective film are laminated on the TbFeCoNb-based alloy film by a continuous sputtering method. The magnetic torque curve is adjusted by adjusting the film thickness of the in-plane magnetization film. The PC substrate is dehydrated by placing the PC substrate in a bake furnace and heating and dehydrating at 80 ° C. under atmospheric pressure for 4 hours or more, or by vacuuming the PC substrate to a vacuum of 20 Pa or less. There is a method of heating to 80 ° C. for 1 hour or longer in the chamber.
[0038]
(11) A SiN first inorganic dielectric layer is sputtered on the preformat pattern forming surface of a dehydrated polycarbonate substrate (PC substrate) with an RF sputtering apparatus, and then a magnetic layer is formed on the SiN first inorganic dielectric layer. A rare-earth-rich TbFeCo-based perpendicular magnetization film is laminated, and then a transition metal-rich TbFeCo-based in-plane magnetization film is laminated on the film. As a result, a magnetic film as shown in FIGS. 19A, 19H, and 19J can be formed. Thereafter, a SiN second inorganic dielectric layer and an Al reflective film are laminated on the TbFeCo-based in-plane magnetized film by a continuous sputtering method. The magnetic torque curve is adjusted by adjusting the film thickness of the in-plane magnetization film.
[0039]
(12) After sputtering the SiN first inorganic dielectric layer on the preformat pattern forming surface of the dehydrated polycarbonate substrate (PC substrate) with an RF sputtering apparatus, on the SiN first inorganic dielectric layer, TbFeCo A perpendicular magnetization film of the system is laminated, and then an in-plane magnetization film of the TbFeCo- (Dy, Gd, Cr, Nb) series is laminated on this film. Thus, a magnetic film as shown in FIGS. 19A, 19H, and 19J can be formed. Thereafter, a SiN second inorganic dielectric layer and an Al reflective film are laminated on the TbFeCo-based in-plane magnetized film by a continuous sputtering method. The magnetic torque curve is adjusted by adjusting the thickness of the in-plane magnetization film.
[0040]
The gist of the present invention is that the external magnetic field applied to the magnetic film is inclined with respect to the film surface of the magnetic film, and other points can be appropriately changed regardless of the above-described embodiments. It is. For example, the shape and structure of the magnetic field generator, the film structure of the magneto-optical recording medium, the substrate material of the magneto-optical recording medium, the inorganic dielectric layer material, the reflective film material, etc. are appropriately changed regardless of the above embodiments. it can.
[0041]
【The invention's effect】
According to the present invention, a magnetic moment component perpendicular to the film surface and a magnetic moment component inclined with respect to the film surface, and a magnetism perpendicular to the film surface when heated to the Curie temperature. Using a magneto-optical recording medium having a magnetic film in which both the moment component and the magnetic moment component in the direction inclined with respect to the film surface disappear, from the magnetic field generator from a direction perpendicular to the laser beam irradiation portion of the magnetic film Since information is recorded on the magnetic layer by applying an external magnetic field inclined at 15 to 45 degrees, a magnetic field is generated using a magneto-optical recording medium having no magnetic moment component inclined with respect to the film surface. Information is recorded on the magnetic layer by applying an external magnetic field from a direction perpendicular to the film surface of the magnetic film from the apparatus. Compared to the case, it is possible to record and erase information with a smaller external magnetic field. Erasing It is possible to reduce power consumption and improve the degree of freedom in device design. In addition, since information recording by the magnetic field modulation method is possible, high-speed information recording and high-density recording can be achieved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a magneto-optical recording apparatus applied to recording, reproducing, and erasing information using a magneto-optical recording medium according to an embodiment.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing an application direction of an external magnetic field to a magneto-optical recording medium.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a first example of a magnetic field generator.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a second example of a magnetic field generator.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a third example of the magnetic field generator.
FIG. 6 is an explanatory view showing a fourth example of the magnetic field generator.
FIG. 7 is an explanatory view showing a fifth example of the magnetic field generator.
FIG. 8 is an explanatory view showing a sixth example of the magnetic field generator.
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a seventh example of a magnetic field generator.
FIG. 10 is an explanatory diagram showing a state of a magnetic field generated from a magnetic field generator having an auxiliary magnetic pole.
FIG. 11 is a perspective view showing a first example of a specific magnetic field generator.
FIG. 12 is a perspective view showing a second example of a specific magnetic field generator.
FIG. 13 is a graph showing the relationship between the applied angle of an external magnetic field and the coercive force (at room temperature).
FIG. 14 is a graph showing the relationship between the applied angle of an external magnetic field and the coercive force (during temperature increase).
FIG. 15 is a graph showing a first example of external magnetic field sensitivity of a magneto-optical recording medium.
FIG. 16 is an explanatory diagram of a magneto-optical recording medium including a magnetic film having a magnetic moment inclined with respect to the film surface.
FIG. 17 is a graph showing the relationship between the application angle of an external magnetic field and the coercive force (at the time of temperature increase).
FIG. 18 is a graph showing a second example of external magnetic field sensitivity of the magneto-optical recording medium.
FIG. 19 is an explanatory view schematically showing the structure of a magnetic film having a magnetic moment inclined with respect to the film surface.
FIG. 20 is a graph illustrating a torque curve of a magneto-optical recording medium including a magnetic film having a magnetic moment inclined with respect to the film surface.
[Explanation of symbols]
1 Magneto-optical recording medium
1a Magnetic film
2 Laser light
3 Optical head
4 External magnetic field
5 Magnetic field generator
5a Main pole
5b Auxiliary magnetic pole

Claims

膜面に対して垂直な磁気モーメント成分と膜面に対して傾斜した方向の磁気モーメント成分とを有し、かつキュリー温度まで加熱したときに前記膜面に対して垂直な磁気モーメント成分と膜面に対して傾斜した方向の磁気モーメント成分とが共に消失する磁性膜を有する光磁気記録媒体と、前記磁性膜にレーザ光を照射する光学ヘッドと、前記磁性膜のレーザ光照射部に外部磁界を印加する磁界発生装置とを備えた光磁気記録装置を用い、前記磁界発生装置より前記磁性膜のレーザ光照射部に対して垂直方向から１５度乃至４５度傾斜した方向の外部磁界を印加し、前記磁性層に対する情報の記録を行うことを特徴とする光磁気記録方法。A magnetic moment component perpendicular to the film surface and a magnetic moment component in a direction inclined with respect to the film surface, and the magnetic moment component perpendicular to the film surface and the film surface when heated to the Curie temperature A magneto-optical recording medium having a magnetic film in which both magnetic moment components tilted with respect to the direction disappear, an optical head that irradiates the magnetic film with laser light, and an external magnetic field applied to the laser light irradiation portion of the magnetic film. Using a magneto-optical recording apparatus including a magnetic field generator to be applied, and applying an external magnetic field in a direction inclined by 15 to 45 degrees from a vertical direction with respect to a laser beam irradiation portion of the magnetic film from the magnetic field generator; A magneto-optical recording method, wherein information is recorded on the magnetic layer.