JPH10106055A - 光磁気記録媒体及びその記録方法並びに光磁気記録装置 - Google Patents
光磁気記録媒体及びその記録方法並びに光磁気記録装置Info
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Abstract
媒体及びその記録方法並びに光磁気記録装置を提供す
る。 【解決手段】 少なくとも記録層1を有する光磁気記録
媒体において、記録層1に静磁結合した記録補助層3を
有している。その記録補助層3は、記録温度近傍の温度
以下において面内磁化状態であり、記録温度近傍の温度
以上において垂直磁化状態となる。
Description
れる光磁気ディスク,光磁気テープ,光磁気カード等の
光磁気記録媒体及びその記録方法並びに光磁気記録装置
に関するものである。
して、光磁気記録媒体が実用化されている。このような
光磁気記録媒体においては、半導体レーザ光を記録媒体
上に絞り込み、温度上昇した部分の磁化方向を外部から
加えられた記録磁界の方向へそろえることにより記録が
行われ、同じ半導体レーザ光のパワーを弱くして、記録
媒体上に絞り込み、反射光の偏光状態を検出することに
より再生が行われる。
ることを目的として、Magneto−optical
Recording International
Symposium 1994(28−F−03)にお
いて、記録層であるTbFeCoにCoからなる磁性層
を交換結合させた構成の光磁気記録媒体が提案されてい
る。また、Intrenational Sympos
ium on Optical Memory 199
5(Fr−D5)において、記録層であるTbFeCo
にGdFeCoからなる磁性層を交換結合させた構成の
光磁気記録媒体が提案されている。これらの光磁気記録
媒体では、記録層に磁性層を交換結合させている。この
ため、記録時に磁性層を磁化反転させることで、それと
交換結合した記録層を磁化反転させることが可能とな
り、上記の例のように、磁性層に記録層よりも低磁界で
磁化反転する材料を用いることで低磁界での記録動作が
可能となる。
録媒体上に集光された半導体レーザから出射される光ビ
ームのビーム径に対して、記録用磁区である記録ビット
径及び記録ビット間隔が小さくなってくると、再生特性
が劣化してくるという欠点が生じている。このような欠
点は、目的とする記録ビット上に集光された光ビームの
ビーム径内に隣接する記録ビットが入るために、個々の
記録ビットを分離して再生することができなくなること
が原因である。
150418号公報において、室温において面内磁化状
態であり、温度上昇と共に垂直磁化状態となる再生層と
記録層との間に非磁性中間層を設け、再生層と記録層と
が静磁結合した構造の磁気的超解像光磁気記録媒体が提
案されている。
録磁区情報がマスクされ、集光された光ビームのビーム
径内に隣接する記録ビットが入る場合においても、個々
の記録ビットを分離して再生するという磁気的超解像再
生が可能となることが示されている。
示したように、記録層に磁性層を交換結合させることに
より、記録磁界を低減することが可能であるが、近年の
記録再生装置の高速化・小型化・低消費電力化に伴い、
光磁気記録媒体及び磁気的超解像光磁気記録媒体におい
て、さらなる記録磁界の低減が必要となっている。
めになされたものであり、その目的は、記録磁界をさら
に低減することのできる光磁気記録媒体、及び、その記
録方法、並びに、光磁気記録装置を提供することにあ
る。
記載の光磁気記録媒体は、記録温度以上の温度に加熱さ
れた記録層に、外部磁界が印加されることで、前記記録
層への情報の記録が行われる光磁気記録媒体において、
記録層に静磁結合しており、かつ、記録温度以下の温度
において面内磁化状態で、記録温度以上において垂直磁
化状態となる記録補助層を有してなるものである。
の磁化方向が外部磁界により記録情報に対応した磁化方
向(垂直方向)に向けられ、漏洩磁界が発生する。これ
により、記録層には、漏洩磁界と外部磁界とを足し合わ
せた磁界が作用することとなる。したがって、外部磁界
のみで情報を記録する場合よりも、低磁界で記録行うこ
とが可能となる。
記録補助層からの漏洩磁界を記録層に作用させることに
より、記録層に記録を行うことができるものであり、交
換結合力を利用した上記従来例の光磁気記録媒体とは根
本的に異なっている。一般に、記録層に交換結合した磁
性層を磁化反転させるのに必要な外部磁界よりも、温度
上昇と共に垂直磁化状態となる面内磁化層の磁化方向を
加熱下で所望の方向(上または下)に向けるのに必要な
外部磁界の方が低いため、本発明の光磁気記録媒体によ
れば、従来の光磁気記録媒体よりも低磁界で情報を記録
することが可能となる。
は、請求項1に記載の光磁気記録媒体において、記録層
と静磁結合した再生層を有しており、再生層は、室温に
おいて面内磁化状態であり、再生温度近傍の温度領域に
おいて垂直磁化状態となる材料からなるものである。
る漏洩磁界が記録磁界を補助することにより、磁気的超
解像光磁気記録媒体における記録磁界を低減することが
可能となる。
は、請求項1または請求項2に記載の光磁気記録媒体に
おいて、キュリー温度が記録温度近傍の温度に設定さ
れ、記録補助層と交換結合した面内磁化層を有してなる
ものである。
面内磁化層により、記録補助層の磁化方向が膜面に対し
て斜め方向に向くことを抑制することができる。したが
って、記録補助層からの漏洩磁界が安定して、記録動作
を確実に行うことが可能となる。
は、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、記録温度近傍の温度領域内において記
録層よりも低磁界で磁化反転する材料からなり、記録層
に交換結合した書き込み層を有してなるものである。
交換結合した書き込み層を有しているため、書き込み層
を磁化反転させることで、記録層の磁化方向をも磁化反
転させることができる。したがって、書き込み層として
記録層よりも低磁界で磁化反転するものを使用すれば、
更に低磁界での記録が可能となる。
は、請求項1または請求項2に記載の光磁気記録媒体に
おいて、記録層,第1の非磁性中間層,記録補助層,保
護層がこの順に積層されてなり、記録層の膜厚が10n
m以上80nm以下、第1の非磁性中間層の膜厚が1n
m以上80nm以下、記録補助層の膜厚が10nm以上
200nm以下、に設定されてなるものである。
の静磁結合が安定して実現され、記録補助層から発生す
る漏洩磁界が記録磁界を補助することにより、光磁気記
録媒体における記録磁界を低減することが可能となる。
補助層の膜厚が最適化され、光磁気記録媒体及び磁気的
超解像光磁気記録媒体における記録磁界を安定して低減
することが可能となる。
は、請求項3に記載の光磁気記録媒体において、記録
層,第1の非磁性中間層,記録補助層,面内磁化層,保
護層がこの順に積層されてなり、記録層の膜厚が10n
m以上80nm以下、第1の非磁性中間層の膜厚が1n
m以上80nm以下、記録補助層の膜厚が10nm以上
120nm以下、面内磁化層の膜厚が5nm以上150
nm以下、に設定されてなるものである。
の静磁結合が安定して実現され、記録補助層から発生す
る漏洩磁界が記録磁界を補助することにより、光磁気記
録媒体における記録磁界を低減することが可能となる。
補助層,面内磁化層の膜厚が最適化され、光磁気記録媒
体及び磁気的超解像光磁気記録媒体における記録磁界を
安定して低減することが可能となる。
は、請求項4に記載の光磁気記録媒体において、記録
層,書き込み層,第1の非磁性中間層,記録補助層,保
護層がこの順に積層されてなり、記録層の膜厚が10n
m以上80nm以下、書き込み層の膜厚が5nm以上8
0nm以下、第1の非磁性中間層の膜厚が1nm以上8
0nm以下、記録補助層の膜厚が10nm以上200n
m以下、に設定されてなるものである。
の静磁結合が安定して実現され、記録補助層から発生す
る漏洩磁界が記録磁界を補助することにより、光磁気記
録媒体における記録磁界を低減することが可能となる。
中間層,記録補助層の膜厚が最適化され、光磁気記録媒
体及び磁気的超解像光磁気記録媒体における記録磁界を
安定して低減することが可能となる。
は、請求項4に記載の光磁気記録媒体において、記録
層,書き込み層,第1の非磁性中間層,記録補助層,面
内磁化層,保護層がこの順に積層されてなり、記録層の
膜厚が10nm以上80nm以下、書き込み層の膜厚が
5nm以上80nm以下、第1の非磁性中間層の膜厚が
1nm以上80nm以下、記録補助層の膜厚が10nm
以上120nm以下、面内磁化層の膜厚が5nm以上1
50nm以下、に設定されてなるものである。
の静磁結合が安定して実現され、記録補助層から発生す
る漏洩磁界が記録磁界を補助することにより、光磁気記
録媒体における記録磁界を低減することが可能となる。
中間層,記録補助層,面内磁化層の膜厚が最適化され、
光磁気記録媒体及び磁気的超解像光磁気記録媒体におけ
る記録磁界を安定して低減することが可能となる。
は、請求項5または請求項7に記載の光磁気記録媒体に
おいて、記録補助層が、一般式(α1)、及び、条件
(α2)を満足する組成であるものである。
れ、光磁気記録媒体及び磁気的超解像光磁気記録媒体に
おける記録磁界を安定して低減することが可能となる。
体は、請求項5または請求項7に記載の光磁気記録媒体
において、記録層のキュリー温度をTc1とし、記録補
助層が垂直磁化状態となる温度をTpとした場合、Tc
1とTpとが条件(A)を満足するものである。
が垂直磁化状態となる温度との関係が最適化され、光磁
気記録媒体及び磁気的超解像光磁気記録媒体における記
録磁界を安定して低減することが可能となる。
体は、請求項6または請求項8に記載の光磁気記録媒体
において、記録補助層が、一般式(β1)、及び、条件
(β2)を満足する組成であるものである。
れ、光磁気記録媒体及び磁気的超解像光磁気記録媒体に
おける記録磁界を安定して低減することが可能となる。
体は、請求項6または請求項8に記載の光磁気記録媒体
において、面内磁化層は、一般式(γ1)、及び、条件
(γ2)を満足する組成であるものである。
れ、光磁気記録媒体及び磁気的超解像光磁気記録媒体に
おける記録磁界を安定して低減することが可能となる。
体は、請求項6または請求項8に記載の光磁気記録媒体
において、記録補助層のキュリー温度をTc3とし、面
内磁化層のキュリー温度をTc12とした場合、Tc3
とTc12とが条件(B)を満足するものである。
化層のキュリー温度との関係が最適化され、光磁気記録
媒体及び磁気的超解像光磁気記録媒体における記録磁界
を安定して低減することが可能となる。
法は、少なくとも記録層と記録補助層とが静磁結合した
光磁気記録媒体に、光ビームを照射するとともに、外部
磁界を印加することで、記録層に情報を記録する光磁気
記録方法であって、外部磁界により、記録補助層の磁化
方向を外部磁界の方向に向け、記録補助層からの漏洩磁
界と外部磁界とを足し合わせた磁界により、記録層の磁
化方向を外部磁界の方向に向けるものである。
報の記録を、外部磁界に記録補助層からの漏洩磁界を加
えた磁界により行うため、印加する外部磁界を低減する
ことができる。
法は、請求項14に記載の光磁気記録方法において、記
録補助層内における、磁化方向が外部磁界の方向に向け
られていない部位を、面内磁化状態とするものである。
を容易に外部磁界の方向に向けることができ、低磁界で
の記録を実現できる。
置は、少なくとも記録層と記録補助層とが静磁結合した
光磁気記録媒体に、光ビームを照射して、記録部位を記
録温度以上に加熱する加熱手段を有してなる光磁気記録
装置において、記録層が単体で存在する場合に、記録温
度以上に加熱された部位の磁化方向を印加磁界の方向に
向けるのに要する印加磁界をMrとし、記録補助層の、
記録温度以上に加熱された部位の磁化方向を印加磁界の
方向に向けるのに要する印加磁界をMhとしたときに、
記録層及び記録補助層の、記録部位に対応する部分に、
Mh≦Mg<Mrに設定された外部磁界Mgを印加する
外部磁界印加手段を有してなるものである。
ため、装置の小型化を図ることができる。
用いて詳細に説明する。
において、記録が行われる際の磁化状態を断面図を用い
て説明するものである。
層1と非磁性中間層2と記録補助層3とで構成されてい
る。本実施の形態1の光磁気ディスクでは、その記録方
式としてキュリー温度記録方式が用いられており、半導
体レーザから出射される光ビーム4が対物レンズにより
記録層1に絞り込まれ、温度上昇した部分の記録層1の
磁化方向を外部磁界の方向と平行にすることにより記録
が行われる。ここで、記録層1は、室温から記録が行わ
れる記録温度領域5まで、膜面に対して垂直な方向に磁
化を有する垂直磁化膜であり、記録補助層3は、温度上
昇していない領域において、膜面に対して面内方向に磁
化を有する面内磁化状態であり、記録温度領域5におい
て、膜面に対して垂直方向に磁化を有する垂直磁化状態
となる磁性膜である。
り、記録温度領域5まで温度上昇させられる。この記録
温度領域5において、記録層1の保磁力は非常に小さく
なり、外部からの磁界により、その磁化方向が外部から
加えられた磁界の方向と平行となる。これにより、記録
が行われる。本実施の形態1においては、記録補助層3
が記録温度領域5の外側において面内磁化状態であり、
記録温度領域5の内側において垂直磁化状態となるた
め、記録温度領域5の外側においては、記録補助層3か
らの漏洩磁界が存在せず、記録温度領域5の内側におい
て、記録補助層3から発生する漏洩磁界7が存在するこ
とになる。ここで、記録補助層3の磁化方向は外部磁界
6の方向と平行になるため、記録補助層3から発生する
漏洩磁界7も外部磁界6と平行となる。したがって、記
録層1に対して、外部磁界6と記録補助層3から発生す
る漏洩磁界7とが外部から加えられた磁界として働くた
め、従来より小さな外部磁界で記録が可能となる。
る光磁気記録装置は、少なくとも上記レーザ光4を照射
して光磁気記録媒体を加熱する加熱手段と、外部磁界6
を印加することのできる外部磁界印加手段を備えてい
る。ここで、記録温度以上に加熱された記録層1単体を
磁化反転させるのに必要な磁界をMrとし、記録温度以
上に加熱された記録補助層3の磁化方向を印加磁界の方
向(垂直方向)に向けるのに必要な磁界をMhとする
と、外部磁界印加手段は、少なくともMh以上の外部磁
界6を印加できるよう設定されていなければならない。
また、上記原理により記録を行うため、外部磁界6がM
r未満であっても記録が可能である。したがって、印加
磁界を低減して外部磁界発生手段を小型化するために
は、外部磁界6をMh以上Mr未満に設定しておくこと
が望ましい。
いて説明すれば以下の通りである。本実施の形態1で
は、光磁気記録媒体として光磁気ディスクを適用した場
合について説明する。
図2に示すように、基板8、透明誘電体層9、記録層
1、非磁性中間層2、記録補助層3、保護層10、オー
バーコート層11が、この順にて積層されたディスク本
体を有している。
明な基材からなり、ディスク状に形成される。
SiN等の酸素を含まない材料で構成されることが望ま
しく、その膜厚は、入射するレーザ光に対して、良好な
干渉効果が実現し、媒体のカー回転角が増大すべく設定
される必要があり、再生光の波長をλ、透明誘電体層9
の屈折率をnとした場合、透明誘電体層9の膜厚は(λ
/4n)程度に設定される。例えば、レーザ光の波長を
680nmとした場合、透明誘電体層9の膜厚を40n
m〜100nm程度に設定すれば良い。
り、膜面に対して垂直方向に磁化を有する垂直磁化膜で
ある。また、記録層1の膜厚は、良好な記録再生特性を
得るため10nm以上80nm以下とすることが望まし
い。
SiN等の誘電体、または、Al、Ti、Ta等の非磁
性金属合金からなり、記録層1と記録補助層3とが良好
に静磁結合すべく、その膜厚が1〜80nmに設定され
ている。
なり、室温において膜面に対して面内方向に磁化を有
し、記録層1の記録温度領域5において膜面に対して垂
直方向に磁化を有するよう磁気特性が設定されている。
また、記録補助層3の膜厚は、記録層1に十分な大きさ
の漏洩磁界を及ぼすべく、10〜200nmの範囲に設
定されている。
N等の誘電体、または、Al、Ti、Ta等の非磁性金
属合金からなり、記録層1や記録補助層3に用いる希土
類遷移金属合金の酸化を防止する目的で形成されるもの
であり、その膜厚が5nm〜60nmの範囲に設定され
ている。
または熱硬化樹脂をスピンコートにより塗布して紫外線
を照射するか、または、加熱するかによって形成され
る。
体例(以下、実施例1と記す)について、(1)光磁気
ディスクの形成方法、(2)記録再生特性に分けて説明
する。
る。
金ターゲットと、GdFeCo合金ターゲットとをそれ
ぞれ備えたスパッタ装置内に、プリグルーブ及びプリピ
ットを有しディスク状に形成されたポリカーボネート製
の基板8を基板ホルダーに配置する。スパッタ装置内を
1×10-6Torrまで真空排気した後、アルゴンと窒
素の混合ガスを導入し、Alターゲットに電力を供給し
て、ガス圧4×10-3Torrの条件で、基板8にAl
Nからなる透明誘電体層9を膜厚80nmで形成した。
Torrまで真空排気した後、アルゴンガスを導入し、
DyFeCo合金ターゲットに電力を供給して、ガス圧
4×10-3Torrとし、上記透明誘電体層9上に、D
y0.25(Fe0.75Co0.25)0.75からなる記録層1を膜
厚20nmで形成した。その記録層1は、そのキュリー
温度まで膜面に対して垂直方向に磁化を有する垂直磁化
膜であり、補償温度が80℃、キュリー温度が250℃
であった。
し、Alターゲットに電力を供給して、ガス圧4×10
-3Torrの条件で、記録層1上にAlNからなる非磁
性中間層2を膜厚20nmで形成した。
Torrまで真空排気した後、アルゴンガスを導入し、
GdFeCo合金ターゲットに電力を供給して、ガス圧
4×10-3Torrとし、上記非磁性中間層2上に、G
d0.31(Fe0.70Co0.30)0.69からなる記録補助層3
を膜厚60nmで形成した。その記録補助層3は、25
℃において面内磁化状態であり、200℃以上の温度に
おいて垂直磁化状態であった。また、記録補助層3のキ
ュリー温度は320℃であった。
し、Alターゲットに電力を供給して、ガス圧4×10
-3Torrの条件で、記録層4上にAlNからなる保護
層10を膜厚20nmとして形成した。
脂をスピンコートにより塗布して、紫外線を照射するこ
とによりオーバーコート層11を形成した。
た光ピックアップにより測定したCNR(信号対雑音
比)の記録磁界依存性を実施例1として図3に示す。比
較のため、記録補助層3の変わりに、Al反射膜40n
mを形成した従来の光磁気記録媒体におけるCNRの記
録磁界依存性を比較例1として同図に示す。また、ここ
で示すCNRの記録磁界依存性は、トラックピッチ1.
1μm・記録磁区ピッチ1.2μm・記録パワー6.5
mW・再生パワー1.5mWの条件で測定した結果を示
している。
8.0kA/mにおいてCNRがゼロであり、−8.0
kA/mの磁界で消去可能であることがわかる。また、
記録磁界8.0kA/mでCNRが飽和しており、8.
0kA/mの磁界で記録可能であることがわかる。一
方、実施例1の光磁気ディスクにおいては、記録磁界−
4.0kA/mにおいてCNRがゼロであり、−4.0
kA/mの磁界で消去可能であることがわかる。また、
記録磁界4.0kA/mでCNRが飽和しており、4.
0kA/mの磁界で記録可能であることがわかる。
クにおいて、±8.0kA/mの記録消去磁界が必要と
なるのに対して、実施例1の光磁気ディスクにおいて
は、±4.0kA/mの記録消去磁界で十分であること
が確認された。
の膜厚を変えて、実施例1と同一記録再生条件における
CNRと記録消去磁界を測定した結果を示すものであ
る。ここで、CNR測定において、それぞれの記録層1
の膜厚に対して、CNRが最大となるように、記録パワ
ーを変えて記録を行っている。
0kA/m(この値は、比較例1において記録層の膜厚
を変化させた場合における略最良の値)であるのに対し
て、実施例1においては、記録層1の膜厚が100nm
と厚くなった場合、記録層1において存在する反磁界の
増加に伴い、記録消去磁界が±8.5kA/mと比較例
1よりも大きくなっている。したがって、比較例1より
も記録消去磁界を低くするには、記録層1の膜厚が80
nm以下である必要のあることがわかる。また、記録層
1の膜厚が5nmの場合、記録層が薄くなり過ぎること
により、CNRが32.0dBと著しく低下し、光磁気
ディスクとして信号再生が困難となる。以上のような理
由から、記録層1の膜厚は10nm以上80nm以下で
ある必要がある。また、記録層1と記録補助層3との間
での多重反射による光学的干渉効果を利用して高いCN
Rを得るためには、記録層1の膜厚を15nm以上40
nm以下とすることが望ましい。
間層2の膜厚を変えて、実施例1と同一記録再生条件に
おけるCNRと記録消去磁界を測定した結果を示すもの
である。ここで、CNR測定において、それぞれの非磁
性中間層2の膜厚に対して、CNRが最大となるよう
に、記録パワーを変えて記録を行っている。
膜厚が0.5nmの場合、CNRの著しい低下と記録消
去磁界の著しい増加が観測される。これは、非磁性中間
層2が不均一となり、記録層1と記録補助層3との安定
した静磁結合が実現しなかったことによる。また、非磁
性中間層2の膜厚が100nmの場合、記録層1と記録
補助層3との距離が大きくなることにより、記録補助層
3の外部磁界強調効果が見られなくなり、比較例1と同
様±8.0kA/mの記録消去磁界が必要となることが
わかる。以上のような理由から、非磁性中間層2の膜厚
は1nm以上80nm以下である必要がある。
層3の膜厚を変えて、実施例1と同一記録再生条件にお
けるCNRと記録消去磁界を測定した結果を示すもので
ある。ここで、CNR測定において、それぞれの記録補
助層3の膜厚に対して、CNRが最大となるように、記
録パワーを変えて記録を行っている。
厚を5nmと薄くした場合、記録補助層2が薄くなり過
ぎることにより、記録補助層3の外部磁界強調効果が見
られなくなり、比較例1と同様±8.0kA/mの記録
消去磁界が必要となることがわかる。また、記録補助層
3の膜厚を250nmとした場合、CNRが33.0d
Bと著しく低下していることがわかる。これは、記録補
助層3の膜厚増加に伴う熱容量の増加により、記録パワ
ーの不足が発生したことに起因しており、実用的な記録
補助層3の膜厚は200nm以下ということになる。以
上のような理由から、記録補助層3の膜厚は10nm以
上200nm以下である必要がある。
Dy0.25(Fe0.75Co0.25)0.75を用い、記録補
助層3としてGd0.31(Fe0.70Co0.30)0.69を
用いた場合の結果について示しているが、これ以外の組
成・材料においても同様な記録消去磁界の低減が可能で
ある。
助層3をGdX(FeYCo1-Y)1-Xとし、XとYを変え
て、実施例1と同一記録再生条件におけるCNRと記録
消去磁界を測定した結果を示すものである。ここで、C
NR測定において、それぞれの構成に対して、CNRが
最大となるように、記録パワーを変えて記録を行ってい
る。また、表4に、記録補助層3が垂直磁化状態となる
温度をTp(℃)として併せて記載する。
0.33、0.60≦Y≦0.80の範囲において、比
較例1における記録消去磁界(±8kA/m)より小さ
な記録消去磁界が実現されていることがわかる。X<
0.29の範囲においては、記録補助層3の補償温度が
低くなることにより、記録補助層3の磁化が小さくな
り、記録層1との良好な静磁結合を維持することが困難
となる。X>0.34の範囲においては、記録層1のキ
ュリー温度において、記録補助層3が面内磁化状態とな
り、記録層1との良好な静磁結合を維持することが困難
となる。また、Y<0.60の範囲においてはCo含有
率の増加により、記録補助層3において垂直磁化状態を
実現することが困難となり、記録補助層3の面内磁化に
より記録層1の漏洩磁界が強調され、記録消去磁界が比
較例1における記録消去磁界(±8kA/m)より大き
くなってしまう。Y>0.80の範囲においてはCo含
有率の減少により、記録補助層3のキュリー温度が低下
し、記録補助層3の磁化が小さくなり、記録層1との良
好な静磁結合を維持することが困難となる。
温度Tpを見ると、記録層1のキュリー温度250℃に
対して、Tpが130℃以上250℃以下の温度範囲に
おいて記録消去磁界低減効果の見られることがわかる。
すなわち、記録層1のキュリー温度をTc1とした場
合、記録補助層3が垂直磁化状態となる温度Tpは、条
件式(A)を満足する必要のあることがわかる。
磁気記録媒体として用いられているTbFeCo、Tb
DyFeCo、GdTbFeCo、GdDyFeCo等
の希土類遷移金属合金を用いることも可能である。
態2を図面を用いて詳細に説明する。
において、記録が行われる際の磁化状態を断面図を用い
て説明するものである。
層1と非磁性中間層2と記録補助層3と面内磁化層12
で構成されている。本実施の形態2の光磁気ディスクで
は、その記録方式としてキュリー温度記録方式が用いら
れており、半導体レーザから出射される光ビーム4が対
物レンズにより記録層1に絞り込まれ、温度上昇した部
分の記録層1の磁化方向を外部磁界の方向と平行にする
ことにより記録が行われる。ここで、記録層1は、室温
から記録が行われる記録温度領域5まで、膜面に対して
垂直な方向に磁化を有する垂直磁化膜である。記録補助
層3は、温度上昇していない領域において、膜面に対し
て面内方向に磁化を有する面内磁化状態であり、記録温
度領域5において、膜面に対して垂直方向に磁化を有す
る垂直磁化状態となる磁性膜である。面内磁化層12
は、記録温度領域5において磁化を持たないようそのキ
ュリー温度が設定されており、記録補助層3と交換結合
することにより、記録補助層3が、温度上昇していない
領域において、膜面に対して面内方向に磁化を有する面
内磁化状態であり、記録温度領域5において、膜面に対
して垂直方向に磁化を有する垂直磁化状態となる特性を
実現するものである。
り、記録温度領域5まで温度上昇させられる。この記録
温度領域5において、記録層1の保磁力が小さくなり、
外部から磁界が加えられることにより、記録層1の磁化
方向が外部から加えられた磁界の方向と平行となること
により記録が行われる。
を有していないため、記録補助層3は記録温度領域外に
おいても、磁化の方向が膜面に対して斜め方向を向いて
しまい、漏洩磁界が生じ、記録層1に悪影響を与えてし
まうという不都合がある。しかしながら、本実施の形態
2においては、記録補助層3が面内磁化層12と交換結
合しており、記録温度領域5の外側においては面内磁化
層12の作用により磁化の方向が確実に面内方向を向
き、漏洩磁界が発生しない。また、記録温度領域5の内
側においては、面内磁化層12の保磁力が小さくなるた
め、記録補助層は垂直磁化状態となり、その磁化方向は
外部磁界6の方向と平行となり、漏洩磁界7が発生す
る。したがって、実施の形態1に比べて、漏洩磁界7が
発生する範囲を確実に記録磁区の大きさに制御すること
ができる、このため、磁界発生領域を狭くして高密度に
記録することが可能となる。
いて説明すれば以下の通りである。本実施の形態2で
は、光磁気記録媒体として光磁気ディスクを適用した場
合について説明する。
図5に示すように、基板8、透明誘電体層9、記録層
1、非磁性中間層2、記録補助層3、面内磁化層12、
保護層10、オーバーコート層11が、この順にて積層
されたディスク本体を有している。
性中間層2、保護層10、オーバーコート層11は、実
施の形態1と同様であり、その膜厚及び磁気特性等も実
施の形態1と同様に設定されることが望ましい。
遷移金属合金からなり、記録補助層3と面内磁化層12
とが交換結合することにより、記録補助層3が室温にお
いて膜面に対して面内方向に磁化を有し、記録層1の記
録温度領域5において膜面に対して垂直方向に磁化を有
するよう磁気特性が設定されている。
体例(以下、実施例2と記す)について、(1)光磁気
ディスクの形成方法、(2)記録再生特性に分けて説明
する。
手順毎に説明する。
金ターゲットと、記録補助層3と面内磁化層12に対応
する2種類のGdFeCo合金ターゲットとをそれぞれ
備えたスパッタ装置内に、プリグルーブ及びプリピット
を有しディスク状に形成されたポリカーボネート製の基
板8を基板ホルダーに配置した後、実施例1と同様にし
て、膜厚80nmのAlNからなる透明誘電体層9、膜
厚20nmのDy0.25(Fe0.75Co0.25)0.75からな
る記録層1、膜厚20nmのAlNからなる非磁性中間
層2を形成する。
o合金ターゲットを用いて、膜厚40nmのGd
0.26(Fe0.80Co0.20)0.74からなる記録補助層3を
形成した。この記録補助層3は、単独で存在する場合、
常に膜面に対して垂直方向に磁化を有する垂直磁化膜で
あり、そのキュリー温度は300℃であった。
Co合金ターゲットを用いて、Gd0.11(Fe0.90Co
0.10)0.89からなる面内磁化層12を膜厚20nmで形
成した。この面内磁化層12は、常に膜面に対して面内
方向に磁化を有する面内磁化膜であり、そのキュリー温
度は220℃であった。
2を連続して形成することにより、両者が交換結合し、
面内磁化層12のキュリー温度以下の温度において、本
来垂直磁化状態であった記録補助層3を面内磁化状態と
することが可能となり、実施例1と同様な温度上昇に伴
い面内磁化状態から垂直磁化状態へと推移する記録補助
層を実現することが可能となる。
mのAlNからなる保護層10、オーバーコート層11
が形成される。
た光ピックアップによりCNR(信号対雑音比)の記録
磁界依存性を測定した結果、図3に示す実施例1と同様
な特性を得ることができた。すなわち、実施例2の光磁
気ディスクにおいても、46dBのCNRが得られると
ともに、±4.0kA/mの記録消去磁界で記録消去が
可能であることが確認された。
性中間層2の膜厚を変えて記録消去磁界の大きさを比較
例1の記録消去磁界(±8kA/m)と比較したとこ
ろ、実施例1と同様に、記録層1の膜厚が10nm以上
80nm以下であり、非磁性中間層2の膜厚が1nm以
上80nm以下である必要のあることが確認された。
層3の膜厚を変えて、同一記録再生条件におけるCNR
と記録消去磁界を測定した結果を示すものである。ここ
で、CNR測定において、それぞれの記録補助層3の膜
厚に対して、CNRが最大となるように、記録パワーを
変えて記録を行っている。
厚を5nmと薄くした場合、記録補助層3が薄くなり過
ぎることにより、記録補助層3の外部磁界強調効果が見
られなくなり、比較例1と同様±8.0kA/mの記録
消去磁界が必要となることがわかる。また、記録補助層
3の膜厚を140nmとした場合、±9.5kA/mの
記録消去磁界が必要となることがわかる。実施例2にお
いては記録補助層3として、本来垂直磁化状態である磁
性膜を用いており、面内磁化層12との交換結合によ
り、温度上昇に伴う面内磁化状態から垂直磁化状態への
推移を実現しているため、記録補助層3の膜厚が厚くな
ることにより、記録補助層3自体の磁気特性が強くな
り、温度上昇に伴う面内磁化状態から垂直磁化状態への
推移が実現されなくなり、常に垂直磁化状態となるため
である。以上のような理由から、記録補助層3の膜厚は
10nm以上120nm以下である必要がある。
層12の膜厚を変えて、同一記録再生条件におけるCN
Rと記録消去磁界を測定した結果を示すものである。こ
こで、CNR測定において、それぞれの面内磁化層12
の膜厚に対して、CNRが最大となるように、記録パワ
ーを変えて記録を行っている。
膜厚を3nmと薄くした場合、面内磁化層12が薄すぎ
るため、記録補助層3を面内磁化状態にしようとする力
が弱くなり、記録補助層3における温度上昇に伴う面内
磁化状態から垂直磁化状態への推移が実現されなくな
り、記録補助層3が常に垂直磁化状態となるため、±
9.0kA/mの記録消去磁界が必要となることがわか
る。また、面内磁化層12の膜厚を200nmとした場
合、CNRが30.5dBと著しく低下していることが
わかる。これは、面内磁化層12の膜厚増加に伴う熱容
量の増加により、記録パワーの不足が発生したことに起
因しており、実用的な面内磁化層12の膜厚は150n
m以下ということになる。以上のような理由から、面内
磁化層12の膜厚は5nm以上150nm以下である必
要がある。
としてDy0.25(Fe0.75Co0.25)0.75を用い、記録
補助層3としてGd0.26(Fe0.80Co0.20)0.74を用
い、面内磁化層12としてGd0.11(Fe0.90C
o0.10)0.89を用いた場合の結果について示している
が、これ以外の組成・材料においても同様な記録消去磁
界の低減が可能である。
助層3をGdX(FeYCo1-Y)1-Xとし、XとYを変え
て、実施例1と同一記録再生条件におけるCNRと記録
消去磁界を測定した結果を示すものである。ここで、C
NR測定において、それぞれの構成に対して、CNRが
最大となるように、記録パワーを変えて記録を行ってい
る。
0.33、かつ、0.60≦Y≦0.85の範囲におい
て、比較例1における記録消去磁界(±8kA/m)よ
り小さな記録消去磁界が実現されていることがわかる。
X<0.22の範囲、及びX>0.33の範囲において
は、記録温度領域5における垂直磁化状態の実現が困難
となり、記録補助層3が面内磁化状態となることによ
り、記録消去磁界低減効果が得られなくなる。また、Y
<0.60の範囲においてはCo含有率の増加により、
記録温度領域5において、記録補助層3において垂直磁
化状態を実現することが困難となり、記録消去磁界低減
効果が得られなくなる。また、Y>0.85の範囲にお
いてはCo含有率の減少により、記録補助層3のキュリ
ー温度が低下し、記録補助層3の磁化が小さくなり、記
録温度領域5において、記録層1との良好な静磁結合を
維持することが困難となる。
面内磁化層12をGdX(FeYCo1-Y)1-Xとし、Xと
Yを変えて、実施例1と同一記録再生条件におけるCN
Rと記録消去磁界を測定した結果を示すものである。こ
こで、CNR測定において、それぞれの構成に対して、
CNRが最大となるように、記録パワーを変えて記録を
行っている。また、表8に面内磁化層12のキュリー温
度Tc12をあわせて記載する。
0.13、または、0.36≦X≦0.80、かつ、
0.86≦Y≦1.00の範囲において、比較例1にお
ける記録消去磁界(±8kA/m)より小さな記録消去
磁界が実現されていることがわかる。X<0.06の範
囲においては、面内磁化層12のキュリー温度が高くな
ることにより、より高い温度まで面内磁化層12の磁化
が存在し、記録温度領域5において、記録補助層3の垂
直磁化状態を実現することが困難となり、記録消去磁界
低減効果が得られなくなる。また、0.13<X<0.
36の範囲においては、面内磁化層12自体の面内磁化
状態の維持が困難となり、記録消去磁界低減効果が得ら
れなくなる。また、X>0.80の範囲においては、面
内磁化層12のキュリー温度が低くなることにより、記
録温度領域5の外側、すなわち、温度上昇していない領
域において記録補助層3が垂直磁化状態となり、記録消
去磁界低減効果が得られなくなる。また、Y<0.86
の範囲においては、Co含有率の増加にともない、面内
磁化層12のキュリー温度が高くなり、より高い温度ま
で面内磁化層12の磁化が存在し、記録温度領域5にお
いて、記録補助層3の垂直磁化状態を実現することが困
難となり、記録消去磁界低減効果が得られなくなる。
ュリー温度(Tc12)を見ると、記録補助層3のキュ
リー温度Tc3が300℃である場合に対して、面内磁
化層12のキュリー温度Tc12が140℃以上240
℃以下の範囲にあるとき、記録消去磁界低減効果のある
ことがわかる。すなわち、面内磁化層12のキュリー温
度Tc12は条件式(B)を満足する必要のあることが
わかる。
キュリー温度を有する磁性膜であればよく、DyFeC
o以外に、現在光磁気記録媒体として用いられているT
bFeCo、TbDyFeCo、GdTbFeCo、G
dDyFeCo等の希土類遷移金属合金を用いることが
可能である。
態3を図面を用いて詳細に説明する。
において、記録が行われる際の磁化状態を断面図を用い
て説明するものである。
層1と書き込み層13と非磁性中間層2と記録補助層3
で構成されている。本実施の形態3の光磁気ディスクで
は、その記録方式としてキュリー温度記録方式が用いら
れており、半導体レーザから出射される光ビーム4が対
物レンズにより記録層1に絞り込まれ、温度上昇した部
分の記録層1及び書き込み層13の磁化方向を外部磁界
の方向と平行にすることにより記録が行われる。ここ
で、記録層1及び書き込み層13は、室温から記録が行
われる記録温度領域5まで、膜面に対して垂直な方向に
磁化を有する垂直磁化膜であり、記録補助層3は、温度
上昇していない領域において、膜面に対して面内方向に
磁化を有する面内磁化状態であり、記録温度領域5にお
いて、膜面に対して垂直方向に磁化を有する垂直磁化状
態となる磁性膜である。
たレーザ光4により、記録温度領域5まで温度上昇させ
られる。ここで、書き込み層13のキュリー温度は記録
層1のキュリー温度より高く設定されており、かつ、書
き込み層13の磁気特性は外部から加えられた磁界に対
して、容易に磁化反転すべく設定されている。そのた
め、この記録温度領域5において、記録層1の磁化は消
失し、容易に磁化反転可能な書き込み層13の磁化が存
在することになる。外部から磁界が加えられることによ
り、書き込み層13の磁化方向が外部から加えられた磁
界の方向と平行となり、記録層1の磁化方向が書き込み
層13の磁化方向に揃えられることにより記録が行われ
る。
が記録温度領域5の外側において面内磁化状態であり、
記録温度領域5の内側において垂直磁化状態となるた
め、記録温度領域5の外側においては、記録補助層3か
らの漏洩磁界が存在せず、記録温度領域5の内側におい
て、記録補助層3から発生する漏洩磁界7が存在するこ
とになる。ここで、記録補助層3の磁化方向は外部磁界
6の方向と平行になるため、記録補助層3から発生する
漏洩磁界7も外部磁界6と平行となる。そして、外部磁
界6と記録補助層3から発生する漏洩磁界7とが書き込
み層13に作用する。ここで、書き込み層13は、上記
したように記録層1よりも低磁界で磁化反転する。従っ
て、実施形態1,2よりさらに小さな外部磁界で記録層
1に情報を記録することが可能となる。
について図7に基づいて説明すれば以下の通りである。
本実施の形態3では、光磁気記録媒体として光磁気ディ
スクを適用した場合について説明する。
図7に示すように、基板8、透明誘電体層9、記録層
1、書き込み層13、非磁性中間層2、記録補助層3、
保護層10、オーバーコート層11が、この順にて積層
されたディスク本体を有している。
性中間層2、記録補助層3、保護層10、オーバーコー
ト層11は、実施の形態1と同様にして形成される。
記録層1と交換結合すべく形成されており、記録層1の
磁界に対する感度を改善すべく、記録層1よりも高いキ
ュリー温度に設定されることが望ましく、またその膜厚
としては、5nm以上60nm以下であることが望まし
い。
いて、(1)光磁気ディスクの形成方法、(2)記録再
生特性に分けて、具体的に説明する。
と、書き込み層13と記録補助層3に対応する2種類の
GdFeCo合金ターゲットとをそれぞれ備えたスパッ
タ装置内に、プリグルーブ及びプリピットを有しディス
ク状に形成されたポリカーボネート製の基板8を基板ホ
ルダーに配置した後、膜厚80nmのAlNからなる透
明誘電体層9、膜厚15nmのDy0.25(Fe0.75Co
0.25)0.75からなる記録層1、膜厚10nmのGd0.25
(Fe0.75Co0.25)0.75からなる書き込み層13、膜
厚20nmのAlNからなる非磁性中間層2、膜厚60
nmのGd0.31(Fe0.70Co0.30)0.69からなる記録
補助層3、膜厚20nmのAlNからなる保護層10、
オーバーコート層11を実施の形態1と同様にして形成
した。ここで、膜厚10nmのGd0.25(Fe0.75Co
0.25)0.75からなる書き込み層13は、記録層1と交換
結合すべく、記録層1の形成に連続して、書き込み層1
3に対応するGdFeCo合金ターゲットに電力を供給
し、ガス圧4×10-3Torrの条件で行った。書き込
み層13は、そのキュリー温度まで膜面に対して垂直方
向に磁化を有する垂直磁化膜であり、キュリー温度が3
20℃であった。
た光ピックアップにより測定したCNR(信号対雑音
比)の記録磁界依存性を実施例3として図8に示す。比
較のため、記録補助層3の替わりに、Al反射膜40n
mを形成した従来の光磁気記録媒体におけるCNRの記
録磁界依存性を比較例3として同図に示す。また、ここ
で示すCNRの記録磁界依存性は、トラックピッチ1.
1μm・記録磁区ピッチ1.2μm・記録パワー6.5
mW・再生パワー1.5mWの条件で測定された結果を
示している。
5.0kA/mにおいてCNRがゼロであり、−5.0
kA/mの磁界で消去可能であることがわかる。また、
記録磁界5.0kA/mでCNRが飽和しており、5.
0kA/mの磁界で記録可能であることがわかる。一
方、実施例3の光磁気ディスクにおいては、記録磁界−
2.0kA/mにおいてCNRがゼロであり、−2.0
kA/mの磁界で消去可能であることがわかる。また、
記録磁界2.0kA/mでCNRが飽和しており、2.
0kA/mの磁界で記録可能であることがわかる。
クにおいて、±5.0kA/mの記録消去磁界が必要と
なるのに対して、実施例3の光磁気ディスクにおいて
は、±2.0kA/mの記録消去磁界で記録消去が可能
であることが確認された。
と書き込み層13の膜厚を変えて、実施例3と同一記録
再生条件におけるCNRと記録消去磁界を測定した結果
を示すものである。ここで、CNR測定において、それ
ぞれの記録層1の膜厚及び書き込み層13の膜厚に対し
て、CNRが最大となるように、記録パワーを変えて記
録を行っている。
kA/mであるのに対して、実施例3においては、記録
層1の膜厚が100nmと厚くなった場合、記録層1に
おいて存在する反磁界の増加に伴い、記録消去磁界が±
5.3kA/mと比較例3よりも大きくなっており、記
録層1の膜厚が80nm以下である必要のあることがわ
かる。また、記録層1の膜厚が5nmの場合、記録層1
が薄くなり過ぎることにより、CNRが32.0dBと
著しく低下し、光磁気ディスクとして信号再生が困難と
なる。以上のような理由から、記録層1の膜厚は、10
nm以上80nm以下であることが必要である。また、
書き込み層13の膜厚が100nmとなった場合、書き
込み層13において存在する反磁界の増加に伴い、記録
消去磁界が±5.8kA/mと比較例3よりも大きくな
っており、書き込み層13の膜厚が80nm以下である
必要のあることがわかる。また、書き込み層13の膜厚
が3nmの場合、書き込み層13が薄くなり過ぎること
により、書き込み層13による記録消去磁界低減の効果
が見られなくなり、比較例3と同じ±5.0kA/mの
記録消去磁界が必要となる。以上のような理由から、書
き込み層13の膜厚は、5nm以上80nm以下である
ことが必要である。さらに、記録層1及び書き込み層1
3と記録補助層3との間での多重反射による光学的干渉
効果を利用して高いCNRを得るためには、記録層1と
書き込み層13とのトータル膜厚を20nm以上40n
m以下とすることが望ましい。
補助層3の膜厚については、実施例1同様に、それぞ
れ、非磁性中間層2の膜厚が1nm以上80nm以下で
あり、記録補助層3の膜厚が10nm以上200nm以
下である必要がある。
Dy0.25(Fe0.75Co0.25)0.75を用い、書き込み層
13としてGd0.25(Fe0.75Co0.25)0.75を用い、
記録補助層3としてGd0.31(Fe0.70Co0.30)0.69
を用いた場合の結果について示しているが、これ以外の
組成・材料においても同様な記録消去磁界の低減が可能
である。
込み層13をGdX(FeYCo1-Y)1-Xとし、XとYを
変えて、実施例3と同一記録再生条件におけるCNRと
記録消去磁界を測定した結果を示すものである。ここ
で、CNR測定において、それぞれの構成に対して、C
NRが最大となるように、記録パワーを変えて記録を行
っている。また、表9に書き込み層13のキュリー温度
Tc13をあわせて記載する。
0.27、0.60≦Y≦0.80の範囲において、比
較例3における記録消去磁界(±5kA/m)より小さ
な記録消去磁界が実現されていることがわかる。X<
0.19の範囲においては、書き込み層13のGd含有
率の低下にともない、書き込み層13の垂直磁化状態を
維持することが困難となり、CNRが劣化し、記録消去
磁界が大きくなる。また、X>0.27の範囲において
は、書き込み層13のGd含有率の増加にともない、記
録温度領域5に相当する温度範囲において、書き込み層
13の磁化が小さくなり、記録補助層3との良好な静磁
結合を維持することが困難となり、比較例3と同じ記録
消去磁界(±5kA/m)となってしまう。また、Y<
0.60の範囲においてはCo含有率の増加により、書
き込み層13において垂直磁化状態を実現することが困
難となり、CNRが劣化し、記録消去磁界が大きくな
る。また、Y>0.80の範囲においてはCo含有率の
減少により、書き込み層13のキュリー温度が記録層1
のキュリー温度より低くなり、記録層1の記録特性を書
き込み層13により改善する効果を得ることが困難とな
り、比較例3と同じ記録消去磁界(±5kA/m)とな
ってしまう。
yFeCo以外に、現在光磁気記録媒体として用いられ
ているTbFeCo、TbDyFeCo、GdTbFe
Co、GdDyFeCo等の希土類遷移金属合金を用い
ることが可能である。
同様なGdFeCo合金を用いることが可能である。
態4を図面を用いて詳細に説明する。
において、記録が行われる際の磁化状態を断面図を用い
て説明するものである。
層1と書き込み層13と非磁性中間層2と記録補助層3
と面内磁化層12で構成されている。本実施の形態4の
光磁気ディスクでは、その記録方式としてキュリー温度
記録方式が用いられており、半導体レーザから出射され
る光ビーム4が対物レンズにより記録層1に絞り込ま
れ、温度上昇した部分の記録層1及び書き込み層13の
磁化方向を外部磁界の方向と平行にすることにより記録
が行われる。ここで、記録層1及び書き込み層13は、
室温から記録が行われる記録温度領域5まで、膜面に対
して垂直な方向に磁化を有する垂直磁化膜である。面内
磁化層12は、記録温度領域5において磁化を持たない
ようそのキュリー温度が設定されており、記録補助層3
と交換結合することにより、記録補助層3が温度上昇し
ていない領域において、膜面に対して面内方向に磁化を
有する面内磁化状態であり、記録温度領域において膜面
に対して垂直方向に磁化を有する垂直磁化状態となる特
性を実現するものである。
たレーザ光4により、記録温度領域5まで温度上昇させ
られる。ここで、書き込み層13のキュリー温度は記録
層1のキュリー温度より高く設定されており、かつ、書
き込み層13の磁気特性は外部から加えられた磁界に対
して、容易に磁化反転すべく設定されている。そのた
め、この記録温度領域5において、記録層1の磁化は消
失し、容易に磁化反転可能な書き込み層13の磁化が存
在することになる。外部から磁界が加えられることによ
り、書き込み層13の磁化方向が外部から加えられた磁
界の方向と平行となり、記録層1の磁化方向が書き込み
層13の磁化方向にそろえられることにより記録が行わ
れる。
は、面内磁化層12と交換結合することにより、記録温
度領域5近傍において磁化方向が膜面に対して斜め方向
を向くことが抑制される。このため、記録温度領域5の
外側において確実に面内磁化状態であり、記録温度領域
5の内側において垂直磁化状態となる特性を有する。し
たがって、記録温度領域5の外側においては、記録補助
層3からの漏洩磁界が存在せず、記録温度領域5の内側
において、記録補助層3から発生する漏洩磁界7が存在
することになる。ここで、記録補助層4の磁化方向は外
部磁界6の方向と平行になるため、記録補助層3から発
生する漏洩磁界7も外部磁界6と平行となる。そして、
書き込み層13に対して、外部磁界6と記録補助層3か
ら発生する漏洩磁界7とが外部から加えられた磁界とし
て作用する。このとき、書き込み層13は記録層1より
も低磁界で磁化反転し、この磁化反転により記録層1の
磁化方向を規定する。したがって、さらに小さな外部磁
界で記録層1に記録を行うことが可能となる。
明すれば以下の通りである。ここでは、光磁気記録媒体
として光磁気ディスクを適用した場合について説明す
る。
に、基板8、透明誘電体層9、記録層1、書き込み層1
3、非磁性中間層2、記録補助層3、面内磁化層12、
保護層10、オーバーコート層11が、この順にて積層
されたディスク本体を有している。
込み層13、非磁性中間層2、記録補助層3、面内磁化
層12、保護層10、オーバーコート層11は、それぞ
れ、実施の形態1、実施の形態2、実施の形態3と同様
にして形成される。
いて、(1)光磁気ディスクの形成方法、(2)記録再
生特性に分けて、具体的に説明する。
と、書き込み層13と記録補助層3と面内磁化層12に
対応する3種類のGdFeCo合金ターゲットとをそれ
ぞれ備えたスパッタ装置内に、プリグルーブ及びプリピ
ットを有しディスク状に形成されたポリカーボネート製
の基板8を基板ホルダーに配置した後、膜厚80nmの
AlNからなる透明誘電体層9、膜厚15nmのDy
0.25(Fe0.75Co0.25)0.75からなる記録層1、膜厚
10nmのGd0.25(Fe0.75Co0.25)0.75からなる
書き込み層13、膜厚20nmのAlNからなる非磁性
中間層2、膜厚40nmのGd0.26(Fe0.80C
o0.20)0.74からなる記録補助層3、膜厚20nmのG
d0.11(Fe0.90Co0.10)0.89からなる面内磁化層1
2、膜厚20nmのAlNからなる保護層10、オーバ
ーコート層11を実施の形態1及び実施の形態2及び実
施の形態3と同様にして形成した。
た光ピックアップによりCNR(信号対雑音比)の記録
磁界依存性を調査した結果、図8に示す実施例3と同様
な特性を得ることができた。すなわち、実施例4の光磁
気ディスクにおいても、46dBのCNRが得られると
ともに、±2.0kA/mの記録消去磁界で記録消去が
可能であることが確認された。
書き込み層13の膜厚は、実施の形態3と同様に、記録
層1の膜厚が10nm以上80nm以下である必要があ
り、書き込み層13の膜厚が5nm以上80nm以下で
ある必要がある。さらに、記録層1及び書き込み層13
と記録補助層3との間での多重反射による光学的干渉効
果を利用して高いCNRを得るためには、記録層1と書
き込み層13のトータル膜厚を20nm以上40nm以
下とすることが望ましい。次に、非磁性中間層2の膜厚
は、実施の形態2同様に、1nm以上80nm以下であ
ることが望ましい。また、記録補助層3の膜厚と面内磁
化層12の膜厚は、実施の形態2同様に、記録補助層3
の膜厚が10nm以上120nm以下であり、面内磁化
層12の膜厚が5nm以上150nm以下であることが
必要である。
Dy0.25(Fe0.75Co0.25)0.75を用い、書き込み層
13としてGd0.25(Fe0.75Co0.25)0.75を用い、
記録補助層3としてGd0.26(Fe0.80Co0.20)0.74
を用い、面内磁化層12としてGd0.11(Fe0.90Co
0.10)0.89を用いた場合の結果について示しているが、
これ以外の組成・材料においても同様な記録消去磁界の
低減が可能である。すなわち、実施の形態4において
は、実施の形態2において記載した記録層1、記録補助
層3、面内磁化層12、及び、実施の形態3において記
載した記録層1、書き込み層13、記録補助層3と同じ
組成の希土類遷移金属合金を用いることが可能である。
3及び面内磁化層12は、記録層1と再生層14とを有
する超解像光磁気記録媒体においても記録消去磁界を低
減させることが可能である。以下、本発明を超解像光磁
気記録媒体に適用した実施の形態5を図面を用いて詳細
に説明する。
内磁化状態であり、再生温度領域16において垂直磁化
状態となる再生層14と、垂直磁化膜である記録層1
と、室温において面内磁化状態であり、記録温度領域5
において垂直磁化状態となる記録補助層3とが静磁結合
した構成の超解像光磁気記録媒体について、それぞれ、
再生と記録が行われる際の磁化状態を断面図を用いて説
明するものである。ここで、再生層14と記録層1とを
静磁結合させるべく、非磁性中間層15が設けられ、記
録層1と記録補助層3とを静磁結合させるべく、非磁性
中間層2が設けられている。
ーラーカー効果を用いた信号再生が行われており、図1
1に示すように、半導体レーザから出射される光ビーム
4が対物レンズにより再生層14に絞り込まれ、再生層
14が垂直磁化状態となった部分、すなわち、再生温度
領域16の範囲のみにおいて、記録層1の情報が再生層
14に転写され情報が再生されることになる。再生層1
4が面内磁化状態である部分の記録層1の情報は再生層
14の面内磁化によりマスクされ、絞り込まれた光ビー
ムスポットよりも小さな再生温度領域16が形成される
ことにより磁気的超解像再生が実現する。ここで、再生
温度領域16においては、記録補助層3が面内磁化状態
であり、記録層1の再生層14と反対側に面内磁化膜が
静磁結合状態で存在することになる。このような記録補
助層3を設けることにより、記録層から発生する漏洩磁
界が効率よく閉じ込められ、再生層14に対して、より
強い漏洩磁界を及ぼすことが可能となる。その結果とし
て、再生信号品質を改善することが可能となる。
度記録方式が用いられており、図12に示すように、半
導体レーザから出射される光ビーム4が対物レンズによ
り再生層14及び記録層1に絞り込まれ、温度上昇した
部分の記録層1の磁化方向を外部磁界6の方向と平行に
することにより記録が行われる。ここで、記録層1は、
室温から記録が行われる記録温度領域5まで、膜面に対
して垂直な方向に磁化を有する垂直磁化膜であり、記録
補助層3は、温度上昇していない領域において、膜面に
対して面内方向に磁化を有する面内磁化状態であり、記
録温度領域5において、膜面に対して垂直方向に磁化を
有する垂直磁化状態となる磁性膜が用いられている。
り、記録温度領域5まで温度上昇させられる。この記録
温度領域5において、記録層1の保磁力が小さくなり、
外部から磁界が加えられることにより、記録層1の磁化
方向が外部から加えられた磁界の方向と平行となること
により記録が行われる。本実施の形態5においては、記
録補助層3が記録温度領域5の外側において面内磁化状
態であり、記録温度領域5の内側において垂直磁化状態
となるため、記録温度領域5の外側においては、記録補
助層3からの漏洩磁界が存在せず、記録温度領域5の内
側において、記録補助層3から発生する漏洩磁界7が存
在することになる。ここで、記録補助層4の磁化方向は
外部磁界6の方向と平行になるため、記録補助層3から
発生する漏洩磁界7も外部磁界6と平行となる。したが
って、記録層1に対して、外部磁界6と記録補助層3か
ら発生する漏洩磁界7とが外部から加えられた磁界とし
て働くため、従来より小さな外部磁界で記録が可能とな
る。また、再生層1も記録温度領域5において垂直磁化
状態となっているが、記録温度領域5においては、記録
層1がキュリー温度近傍まで温度上昇しており、記録層
1から再生層14へ働く静磁結合は極めて小さくなるた
め、再生層14の記録温度領域5における磁化方向も外
部磁界6の方向と同一方向となり、漏洩磁界7と同様に
外部磁界6による記録を補助する方向に働くことにな
る。
づいて説明すれば以下の通りである。本実施の形態5で
は、光磁気記録媒体として光磁気ディスクを適用した場
合について説明する。
図13に示すように、基板8、透明誘電体層9、再生層
14、非磁性中間層15、記録層1、非磁性中間層2、
記録補助層3、保護層10、オーバーコート層11が、
この順にて積層されたディスク本体を有している。
2、記録補助層3、保護層10、オーバーコート層11
については、実施の形態1と同様にして形成される。
性膜であり、その磁気特性が、室温において面内磁化状
態であり、再生温度領域16において垂直磁化状態とな
るように組成調整されている。
lSiN等の誘電体、または、Al,Ti,Ta等の非
磁性金属合金からなり、再生層14と記録層1とが静磁
結合すべく、その膜厚が1〜80nmに設定されてい
る。
垂直磁化膜からなり、記録補助層3との良好な静磁結合
を実現するため、実施例1と同様にその膜厚が10〜8
0nmに設定されている。
(1)光磁気ディスクの形成方法、(2)記録再生特性
に分けて説明する。
ットと、再生層14と記録補助層3に対応する2種類の
GdFeCo合金ターゲットとをそれぞれ備えたスパッ
タ装置内に、プリグルーブ及びプリピットを有しディス
ク状に形成されたポリカーボネート製の基板8を基板ホ
ルダーに配置する。スパッタ装置内を1×10-6Tor
rまで真空排気した後、アルゴンと窒素の混合ガスを導
入し、Alターゲットに電力を供給して、ガス圧4×1
0-3Torrの条件で、基板8にAlNからなる透明誘
電体層9を膜厚80nmで形成した。
Torrまで真空排気した後、アルゴンガスを導入し、
再生層14に対応するGdFeCo合金ターゲットに電
力を供給して、ガス圧4×10-3Torrとし、上記非
磁性中間層2上に、Gd0.30(Fe0.82Co0.18)0.70
からなる再生層14を膜厚20nmで形成した。その再
生層14は、100℃まで膜面に対して面内方向に磁化
を有する面内磁化状態であり、100℃以上の温度にお
いて膜面に対して垂直方向に磁化を有する垂直磁化状態
であった。また、再生層14のキュリー温度は250℃
であった。
し、Alターゲットに電力を供給して、ガス圧4×10
-3Torrの条件で、再生層14上にAlNからなる非
磁性中間層15を膜厚20nmで形成した。
Torrまで真空排気した後、アルゴンガスを導入し、
GdDyFeCo合金ターゲットに電力を供給して、ガ
ス圧4×10-3Torrとし、上記非磁性中間層15上
に、(Gd0.50Dy0.50)0.23(Fe0.80Co0.20)
0.77からなる記録層1を膜厚40nmで形成した。その
記録層1は、そのキュリー温度まで膜面に対して垂直方
向に磁化を有する垂直磁化膜であり、補償温度が25
℃、キュリー温度が275℃であった。
し、Alターゲットに電力を供給して、ガス圧4×10
-3Torrの条件で、記録層1上にAlNからなる非磁
性中間層2を膜厚5nmで形成した。
Torrまで真空排気した後、アルゴンガスを導入し、
記録補助層3に対応するGdFeCo合金ターゲットに
電力を供給して、ガス圧4×10-3Torrとし、上記
非磁性中間層2上に、Gd0.31(Fe0.70Co0.30)
0.69からなる記録補助層3を膜厚60nmで形成した。
その記録補助層3は、25℃において面内磁化状態であ
り、200℃以上の温度において垂直磁化状態であっ
た。また、記録補助層3のキュリー温度は285℃であ
った。
し、Alターゲットに電力を供給して、ガス圧4×10
-3Torrの条件で、記録層4上にAlNからなる保護
層10を膜厚20nmとして形成した。
脂をスピンコートにより塗布して、紫外線を照射するこ
とによりオーバーコート層11を形成した。
た光ピックアップにより測定したCNR(信号対雑音
比)の記録磁界依存性を実施例5として図14に示す。
比較のため、非磁性中間層2及び記録補助層3を形成し
ていない従来の超解像光磁気記録媒体におけるCNRの
記録磁界依存性を比較例5として同図に示す。また、こ
こで示すCNRの記録磁界依存性は、トラックピッチ
1.1μm・記録磁区ピッチ1.2μm・再生パワー
2.5mWの条件で測定された結果を示している。ま
た、それぞれのディスクにおいて、最大のCNRが得ら
れるように記録パワーを変えて、CNR測定を行った。
1、実施例3、比較例3におけるCNRの飽和値が46
dBであるのに対して、図14に示す実施例5及び比較
例5におけるCNRの飽和値は49dBとなっており、
3dBのCNR上昇が見られる。これは、実施例5及び
比較例5において、再生層における面内磁化マスクによ
る超解像再生が実現し、再生分解能が上昇したことを意
味している。
磁界−15.0kA/mにおいてCNRがゼロであり、
−15.0kA/mの磁界で消去可能であることがわか
る。また、記録磁界15.0kA/mでCNRが飽和し
ており、15.0kA/mの磁界で記録可能であること
がわかる。一方、実施例5においては、記録磁界−5.
0kA/mにおいてCNRがゼロであり、−5.0kA
/mの磁界で消去可能であることがわかる。また、記録
磁界5.0kA/mにおいてCNRが飽和しており、
5.0kA/mの磁界で記録可能であることがわかる。
ディスクにおいて、±15.0kA/mの記録消去磁界
が必要となるのに対して、実施例5の超解像光磁気ディ
スクにおいては、±5.0kA/mの記録消去磁界で十
分であることが確認された。ここで、比較例1の記録消
去磁界±8.0kA/mに比べて、比較例5の記録消去
磁界が±15.0kA/mと大きくなり、実施例1の記
録消去磁界±4.0kA/mに比べて、実施例5の記録
消去磁界が±5.0kA/mと大きくなっているが、比
較例5及び実施例5における超解像再生特性を最適化す
べく、記録層1として異なる磁気特性及び膜厚を採用し
ていることによる。
厚20nmのGd0.30(Fe0.82Co0.18)0.70を用
い、非磁性中間層15として膜厚20nmのAlNを用
い、記録層1として膜厚40nmの(Gd0.50D
y0.50)0.23(Fe0.80Co0.20)0.77を用い、非磁性
中間層2として膜厚5nmのAlNを用い、記録補助層
3として膜厚60nmのGd0.31(Fe0.70Co0.30)
0.69を用いた場合の結果について示しているが、これに
限定されるものではない。
であり、再生温度領域16において垂直磁化状態となれ
ばよく、希土類金属としてGdを主成分としたGdDy
FeCo,GdTbFe,GdTbFeCo等の希土類
遷移金属合金を使用することが可能である。また再生層
14の膜厚としては、十分な超解像再生効果を得るた
め、5nm以上80nm以下であることが望ましい。
SiAlN,TaO2等の透明誘電体膜、及び、Al,
Ti,Ta等の非磁性金属合金を使用することが可能で
ある。また、記録層1と再生層14との間の良好な静磁
結合状態を実現するため、非磁性中間層15の膜厚が1
nm以上80nm以下であることが望ましい。
又はTbを主成分としたTbFeCo,DyFeCo,
TbDyFeCo,GdTbFeCo,GdDyFeC
o等の希土類遷移金属合金を使用することが可能であ
る。また、記録補助層3との良好な静磁結合を実現する
ため、実施例1と同様にその膜厚が10以上80nm以
下であることが望ましい。
iAlN,TaO2等の透明誘電体膜、及び、Al,T
i,Ta等の非磁性金属合金を使用することが可能であ
る。また、記録層1と記録補助層3との間の良好な静磁
結合状態を実現するため、非磁性中間層2の膜厚が1n
m以上80nm以下であることが望ましい。
態であり、記録温度領域5において垂直磁化状態となれ
ばよく、希土類金属としてGdを主成分としたGdDy
FeCo,GdTbFe,GdTbFeCo等の希土類
遷移金属合金を使用することが可能である。また記録補
助層3の膜厚としては、記録消去磁界低減が実現され、
かつ、良好な記録特性を得るべく、10nm以上200
nm以下であることが望ましい。
3を実施の形態2に記載の記録補助層3と面内磁化層1
2に置き換えることにより、実施の形態5記載の超解像
再生効果と記録消去磁界の低減を実現することが可能で
ある。
透明誘電体層9、再生層14、非磁性中間層15、記録
層1、非磁性中間層2、記録補助層3、面内磁化層1
2、保護層10、オーバーコート層11が、この順にて
積層されたディスクについて調査した。
2、記録補助層3、面内磁化層12、保護層10、オー
バーコート層11については、実施の形態2に記載の実
施例2と同様にして形成される。また、記録層1、再生
層14、非磁性中間層15は、実施例5と同様にして形
成される。
680nmの半導体レーザを用いた光ピックアップによ
りCNRの記録磁界依存性を測定した結果、図14に示
す実施例5と同様な特性を得ることができた。すなわ
ち、実施例5記載の記録補助層3を実施例2記載の記録
補助層3と面内磁化層12とに置き換えた場合において
も、実施例5と同様に超解像再生効果により49dBの
CNRが得られるとともに、±5.0kA/mの記録消
去磁界で記録消去が可能であるこことが確認された。
3は、記録層1及び書き込み層13と再生層14とを有
する超解像光磁気記録媒体においても記録消去磁界を低
減させることが可能である。以下、本発明を超解像光磁
気記録媒体に適用した実施の形態6を図面を用いて詳細
に説明する。
内磁化状態であり、再生温度領域16において垂直磁化
状態となる再生層14と、垂直磁化膜である記録層1
と、記録層1の磁界感度改善を目的とした書き込み層1
3と、室温において面内磁化状態であり、記録温度領域
5において垂直磁化状態となる記録補助層3とが静磁結
合した構成の超解像光磁気記録媒体について、それぞ
れ、再生と記録が行われる際の磁化状態を断面図を用い
て説明するものである。ここで、再生層14と記録層1
及び書き込み層13とを静磁結合させるべく、非磁性中
間層15が設けられ、記録層1及び書き込み層13と記
録補助層3とを静磁結合させるべく、非磁性中間層2が
設けられている。
ーラーカー効果を用いた信号再生が行われており、図1
6に示すように、半導体レーザから出射される光ビーム
4が対物レンズにより再生層14に絞り込まれ、再生層
14が垂直磁化状態となった部分、すなわち、再生温度
領域16の範囲のみにおいて、記録層1の情報が静磁結
合により再生層14に転写され情報が再生されることに
なる。再生層14が面内磁化状態である部分の記録層1
の情報は再生層14の面内磁化によりマスクされ、絞り
込まれた光ビームスポットよりも小さな再生温度領域1
6が形成されることにより磁気的超解像再生が実現す
る。ここで、再生温度領域16においては、記録補助層
3が面内磁化状態であり、記録層1及び書き込み層13
の再生層14と反対側に面内磁化膜が静磁結合状態で存
在することになる。このような記録補助層3を設けるこ
とにより、記録層1及び書き込み層13から発生する漏
洩磁界が効率よく閉じ込めるられ、再生層14に対し
て、より強い漏洩磁界を及ぼすことが可能となる。その
結果として、超解像再生信号品質を改善することが可能
となる。
度記録方式が用いられており、図17に示すように、半
導体レーザから出射される光ビーム4が対物レンズによ
り再生層14及び記録層1及び書き込み層13に絞り込
まれ、温度上昇した部分の記録層1及び書き込み層13
の磁化方向を外部磁界6の方向と平行にすることにより
記録が行われる。ここで、記録層1よりもキュリー温度
の高い書き込み層13が記録層1に接して形成されてい
るため、記録層1への記録は、記録層1のキュリー温度
以上における書き込み層13の磁化状態により決定され
る。書き込み層13は記録層1に比較して外部磁界に対
して感度の高い磁性膜が用いられており、記録層1が単
独で存在する場合と比較して、より小さな外部磁界での
磁化反転が可能となる。
して静磁結合する形で形成されており、記録補助層3
は、温度上昇していない領域において、膜面に対して面
内方向に磁化を有する面内磁化状態であり、記録温度領
域5において、膜面に対して垂直方向に磁化を有する垂
直磁化状態となる磁性膜が用いられており、記録温度領
域5において、書き込み層13に対して、外部から磁界
が加えられることにより、書き込み層13の磁化方向が
外部から加えられた磁界の方向と平行となり、温度低下
にともない記録層1の磁化方向が書き込み層13の磁化
方向にそろうことによりる記録が行われる。
が記録温度領域5の外側において面内磁化状態であり、
記録温度領域5の内側において垂直磁化状態となるた
め、記録温度領域5の外側においては、記録補助層3か
らの漏洩磁界が存在せず、記録温度領域5の内側におい
て、記録補助層3から発生する漏洩磁界7が存在するこ
とになる。ここで、記録補助層4の磁化方向は外部磁界
6の方向と平行になるため、記録補助層3から発生する
漏洩磁界7も外部磁界6と平行となる。したがって、書
き込み層13に対して、外部磁界6と記録補助層3から
発生する漏洩磁界7とが外部から加えられた磁界として
働くため、従来より小さな外部磁界で記録が可能とな
る。また、再生層1も記録温度領域5において垂直磁化
状態となっているが、記録温度領域5においては、記録
層1及び書き込み層13がキュリー温度近傍まで温度上
昇しており、記録層1及び書き込み層13から再生層1
4へ働く静磁結合は極めて小さくなるため、再生層14
の記録温度領域5における磁化方向も外部磁界6の方向
と同一方向となり、漏洩磁界7と同様に外部磁界6によ
る記録を補助する方向に働くことになる。
づいて説明すれば以下の通りである。本実施の形態6で
は、光磁気記録媒体として光磁気ディスクを適用した場
合について説明する。
図18に示すように、基板8、透明誘電体層9、再生層
14、非磁性中間層15、記録層1、書き込み層13、
非磁性中間層2、記録補助層3、保護層10、オーバー
コート層11が、この順にて積層されたディスク本体を
有している。
磁性中間層15、非磁性中間層2、記録補助層3、保護
層10、オーバーコート層11については、実施の形態
5と同様にして形成される。
金属合金からなる垂直磁化膜からなり、書き込み層13
が記録層1と交換結合すべく形成されており、記録層1
の磁界に対する感度を改善すべく、書き込み層13が記
録層1よりも高いキュリー温度に設定されることことが
必要である。
(1)光磁気ディスクの形成方法、(2)記録再生特性
に分けて説明する。
ットと、再生層14と書き込み層13と記録補助層3に
対応する3種類のGdFeCo合金ターゲットとをそれ
ぞれ備えたスパッタ装置内に、プリグルーブ及びプリピ
ットを有しディスク状に形成されたポリカーボネート製
の基板8を基板ホルダーに配置する。スパッタ装置内を
1×10-6Torrまで真空排気した後、アルゴンと窒
素の混合ガスを導入し、Alターゲットに電力を供給し
て、ガス圧4×10-3Torrの条件で、基板8にAl
Nからなる透明誘電体層9を膜厚80nmで形成した。
Torrまで真空排気した後、アルゴンガスを導入し、
再生層14に対応するGdFeCo合金ターゲットに電
力を供給して、ガス圧4×10-3Torrとし、上記非
磁性中間層2上に、Gd0.30(Fe0.82Co0.18)0.70
からなる再生層14を膜厚20nmで形成した。その再
生層14は、100℃まで膜面に対して面内方向に磁化
を有する面内磁化状態であり、100℃以上の温度にお
いて膜面に対して垂直方向に磁化を有する垂直磁化状態
であった。また、再生層14のキュリー温度は250℃
であった。
し、Alターゲットに電力を供給して、ガス圧4×10
-3Torrの条件で、再生層14上にAlNからなる非
磁性中間層15を膜厚20nmで形成した。
Torrまで真空排気した後、アルゴンガスを導入し、
GdDyFeCo合金ターゲットに電力を供給して、ガ
ス圧4×10-3Torrとし、上記非磁性中間層15上
に、(Gd0.50Dy0.50)0.23(Fe0.80Co0.20)
0.77からなる記録層1を膜厚40nmで形成した。その
記録層1は、そのキュリー温度まで膜面に対して垂直方
向に磁化を有する垂直磁化膜であり、補償温度が25
℃、キュリー温度が275℃であった。
Co合金ターゲットに電力を供給して、ガス圧4×10
-3Torrとし、上記記録層1上に、Gd0.25(Fe
0.75Co0.25)0.75からなる書き込み層13を膜厚20
nmで形成した。書き込み層13は、そのキュリー温度
まで膜面に対して垂直方向に磁化を有する垂直磁化膜で
あり、そのキュリー温度が320℃であった。
し、Alターゲットに電力を供給して、ガス圧4×10
-3Torrの条件で、記録層1上にAlNからなる非磁
性中間層2を膜厚5nmで形成した。
Torrまで真空排気した後、アルゴンガスを導入し、
記録補助層3に対応するGdFeCo合金ターゲットに
電力を供給して、ガス圧4×10-3Torrとし、上記
非磁性中間層2上に、Gd0.31(Fe0.70Co0.30)
0.69からなる記録補助層3を膜厚60nmで形成した。
その記録補助層3は、25℃において面内磁化状態であ
り、200℃以上の温度において垂直磁化状態であっ
た。また、記録補助層3のキュリー温度は320℃であ
った。
し、Alターゲットに電力を供給して、ガス圧4×10
-3Torrの条件で、記録層4上にAlNからなる保護
層10を膜厚20nmとして形成した。
脂をスピンコートにより塗布して、紫外線を照射するこ
とによりオーバーコート層11を形成した。
た光ピックアップにより測定したCNR(信号対雑音
比)の記録磁界依存性を実施例6として図19に示す。
比較のため、非磁性中間層2及び記録補助層3を形成し
ていない従来の超解像光磁気記録媒体におけるCNRの
記録磁界依存性を比較例6として同図に示す。また、こ
こで示すCNRの記録磁界依存性は、トラックピッチ
1.1μm・記録磁区ピッチ1.2μm・再生パワー
2.5mWの条件で測定された結果を示している。ま
た、それぞれのディスクにおいて、最大のCNRが得ら
れるように記録パワーを変えて、CNR測定を行った。
るCNRの飽和値と同様に、実施例6及び比較例6にお
いても49dBのCNRが得られており、実施例6及び
比較例6においても、再生層における面内磁化マスクに
よる超解像再生が実現し、再生分解能が上昇しているこ
とが確認された。
は、記録磁界−11.0kA/mにおいてCNRがゼロ
であり、−11.0kA/mの磁界で消去可能であるこ
とがわかる。また、記録磁界11.0kA/mでCNR
が飽和しており、11.0kA/mの磁界で記録可能で
あることがわかる。一方、実施例5の光磁気ディスクに
おいては、記録磁界−3.0kA/mにおいてCNRが
ゼロであり、−3.0kA/mの磁界で消去可能である
ことがわかる。また、記録磁界3.0kA/mにおいて
CNRが飽和しており、3.0kA/mの磁界で記録可
能であることがわかる。
ディスクにおいて、±11.0kA/mの記録消去磁界
が必要となるのに対して、実施例6の超解像光磁気ディ
スクにおいては、±3.0kA/mの記録消去磁界で十
分であることが確認された。ここで、比較例3の記録消
去磁界±5.0kA/mに比べて、比較例6の記録消去
磁界が±11.0kA/mと大きくなっているが、比較
例6において超解像再生特性を最適化すべく、記録層1
として比較例3と異なる磁気特性及び膜厚を採用してい
ることに起因する。実施例6においても比較例6と同じ
特性の記録層1を採用していることにより、実施例3の
記録消去磁界より大きな磁界が必要となる。
厚20nmのGd0.30(Fe0.82Co0.18)0.70を用
い、非磁性中間層15として膜厚20nmのAlNを用
い、記録層1として膜厚40nmの(Gd0.50D
y0.50)0.23(Fe0.80Co0.20)0.77を用い、書き込
み層13として膜厚20nmのGd0.25(Fe0.75Co
0.25)0.75を用い、非磁性中間層2として膜厚5nmの
AlNを用い、記録補助層3として膜厚60nmのGd
0.31(Fe0.70Co0.30)0.69を用いた場合の結果につ
いて示しているが、これに限定されるものではない。
であり、再生温度領域16において垂直磁化状態となれ
ばよく、希土類金属としてGdを主成分としたGdDy
FeCo,GdTbFe,GdTbFeCo等の希土類
遷移金属合金を使用することが可能である。また再生層
14の膜厚としては、十分な超解像再生効果を得るた
め、5nm以上80nm以下であることが望ましい。
SiAlN,TaO2等の透明誘電体膜、及び、Al,
Ti,Ta等の非磁性金属合金を使用することが可能で
ある。また、記録層1と再生層14との間の良好な静磁
結合状態を実現するため、非磁性中間層15の膜厚が1
nm以上80nm以下であることが望ましい。
又はTbを主成分としたTbFeCo,DyFeCo,
TbDyFeCo,GdTbFeCo,GdDyFeC
o等の希土類遷移金属合金を使用することが可能であ
り、書き込み層13としては、実施の形態3の表10に
おいて記載したと同じGdFeCoを使用することが可
能である。また、記録層1と書き込み層13の膜厚とし
ては、実施例3と同様にする必要がある。すなわち、記
録層1の膜厚が10nm以上80nm以下であり、書き
込み層13の膜厚が5nm以上80nm以下である必要
がある。
iAlN,TaO2等の透明誘電体膜、及び、Al,T
i,Ta等の非磁性金属合金を使用することが可能であ
る。また、記録層1と記録補助層3との間の良好な静磁
結合状態を実現するため、非磁性中間層2の膜厚が1n
m以上80nm以下であることが望ましい。
態であり、記録温度領域5において垂直磁化状態となれ
ばよく、希土類金属としてGdを主成分としたGdDy
FeCo,GdTbFe,GdTbFeCo等の希土類
遷移金属合金を使用することが可能である。また記録補
助層3の膜厚としては、記録消去磁界低減が実現され、
かつ、良好な記録特性を得るべく、10nm以上200
nm以下であることが望ましい。
3を実施の形態2に記載の記録補助層3と面内磁化層1
2に置き換えることにより、実施の形態6記載の超解像
再生効果と記録消去磁界の低減を実現することが可能で
ある。
透明誘電体層9、再生層14、非磁性中間層15、記録
層1、書き込み層13、非磁性中間層2、記録補助層
3、面内磁化層12、保護層10、オーバーコート層1
1が、この順にて積層されたディスクについて調査し
た。
磁性中間層15、記録層1、書き込み層13、非磁性中
間層2、保護層10、オーバーコート層11について
は、実施例6と同様にして形成される。また、記録補助
層3、面内磁化層12は、実施例2と同様にして形成さ
れる。
レーザを用いた光ピックアップによりCNRの記録磁界
依存性を測定した結果、図19に示す実施例6と同様な
特性を得ることができた。すなわち、実施例6記載の記
録補助層3を実施例2記載の記録補助層3と面内磁化層
12とに置き換えた場合においても、実施例6と同様に
超解像再生効果により49dBのCNRが得られるとと
もに、±3.0kA/mの記録消去磁界で記録消去が可
能であるこことが確認された。
の記録時、記録補助層の磁化方向が外部磁界により記録
情報に対応した磁化方向(垂直方向)に向けられ、漏洩
磁界が発生する。これにより、記録層には、漏洩磁界と
外部磁界とを足し合わせた磁界が作用することとなる。
したがって、外部磁界のみで情報を記録する場合より
も、低磁界で記録行うことが可能となる。
記録補助層からの漏洩磁界を記録層に作用させることに
より、記録層に記録を行うことができるものであり、交
換結合力を利用した上記従来例の光磁気記録媒体とは根
本的に異なっている。一般に、記録層に交換結合した磁
性層を磁化反転させるのに必要な外部磁界よりも、温度
上昇と共に垂直磁化状態となる面内磁化層の磁化方向を
加熱下で所望の方向(上または下)に向けるのに必要な
外部磁界の方が低いため、本発明の光磁気記録媒体によ
れば、従来の光磁気記録媒体よりも低磁界で情報を記録
することが可能となる。
けることにより、記録補助層の磁化方向が膜面に対して
斜め方向に向くことを抑制することができる。したがっ
て、記録補助層からの漏洩磁界が安定して、記録動作を
確実に行うことが可能となる。
設けることにより、書き込み層を磁化反転させること
で、記録層の磁化方向をも磁化反転させることができ
る。したがって、書き込み層として記録層よりも低磁界
で磁化反転するものを使用すれば、更に低磁界での記録
が可能となる。
記録媒体への情報の記録を、外部磁界に記録補助層から
の漏洩磁界を加えた磁界により行うため、印加する外部
磁界を低減することができる。
外部磁界の方向に向けられていない部位を、面内磁化状
態とすることにより、記録補助層の磁化状態を容易に外
部磁界の方向に向けることができ、更に低磁界での記録
を実現できる。
体で存在する場合に、記録温度以上に加熱された部位の
磁化方向を印加磁界の方向に向けるのに要する印加磁界
をMrとし、記録補助層の、記録温度以上に加熱された
部位の磁化方向を印加磁界の方向に向けるのに要する印
加磁界をMhとしたときに、外部磁界Mgが、Mh≦M
g<Mrに設定されているため、従来よりも印加する外
部磁界が小さく、装置の小型化を図ることができる。
原理を示す説明図である。
の膜構成を示す図である。
特性を示す図である。
原理を示す説明図である。
の膜構成を示す図である。
原理を示す説明図である。
の膜構成を示す図である。
特性を示す図である。
原理を示す説明図である。
体の膜構成を示す図である。
再生原理を示す説明図である。
記録原理を説明する図である。
記録媒体の膜構成を示す図である。
記録再生特性を示す図である。
記録媒体の膜構成を示す図である。
再生原理を説明する図である。
記録原理を説明する図である。
記録媒体の膜構成を示す図である。
記録再生特性を示す図である。
記録媒体の膜構成を示す図である。
Claims (16)
- 【請求項1】 記録温度以上の温度に加熱され、外部磁
界が印加されることにより、情報が記録される記録層を
有してなる光磁気記録媒体において、 前記記録層に静磁結合しており、かつ、室温において面
内磁化状態で、前記記録温度以上において垂直磁化状態
となる記録補助層を有してなる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、 前記記録層と静磁結合した再生層を有しており、 該再生層は、室温において面内磁化状態であり、再生温
度近傍の温度領域において垂直磁化状態となる材料から
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または請求項2に記載の光磁気
記録媒体において、 キュリー温度が前記記録温度近傍の温度に設定され、前
記記録補助層と交換結合した面内磁化層を有しているこ
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、 前記記録温度近傍の温度領域内において前記記録層より
も低磁界で磁化反転する材料からなり、前記記録層に交
換結合した書き込み層を有し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または請求項2に記載の光磁気
記録媒体において、 前記記録層,第1の非磁性中間層,前記記録補助層,保
護層がこの順に積層されてなり、 前記記録層の膜厚が10nm以上80nm以下、 前記第1の非磁性中間層の膜厚が1nm以上80nm以
下、 前記記録補助層の膜厚が10nm以上200nm以下、
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6】 請求項3に記載の光磁気記録媒体におい
て、 前記記録層,第1の非磁性中間層,前記記録補助層,前
記面内磁化層,保護層がこの順に積層されてなり、 前記記録層の膜厚が10nm以上80nm以下、 前記第1の非磁性中間層の膜厚が1nm以上80nm以
下、 前記記録補助層の膜厚が10nm以上120nm以下、 前記面内磁化層の膜厚が5nm以上150nm以下、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7】 請求項4に記載の光磁気記録媒体におい
て、 前記記録層,前記書き込み層,第1の非磁性中間層,前
記記録補助層,保護層がこの順に積層されてなり、 前記記録層の膜厚が10nm以上80nm以下、 前記書き込み層の膜厚が5nm以上80nm以下、 前記第1の非磁性中間層の膜厚が1nm以上80nm以
下、 前記記録補助層の膜厚が10nm以上200nm以下、
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8】 請求項4に記載の光磁気記録媒体におい
て、 前記記録層,前記書き込み層,第1の非磁性中間層,前
記記録補助層,前記面内磁化層,保護層がこの順に積層
されてなり、 前記記録層の膜厚が10nm以上80nm以下、 前記書き込み層の膜厚が5nm以上80nm以下、 前記第1の非磁性中間層の膜厚が1nm以上80nm以
下、 前記記録補助層の膜厚が10nm以上120nm以下、 前記面内磁化層の膜厚が5nm以上150nm以下、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9】 請求項5または請求項7に記載の光磁気
記録媒体において、 前記記録補助層は、一般式(α1)、及び、条件(α
2)を満足する組成であることを特徴とする光磁気記録
媒体。 GdX1(FeY1Co1-Y1)1-X1 ・・・(α1) 0.29≦X1≦0.33 0.60≦Y1≦0.80 ・・・(α2) - 【請求項10】 請求項5または請求項7に記載の光磁
気記録媒体において、 前記記録層のキュリー温度をTc1とし、前記記録補助
層が垂直磁化状態となる温度をTpとした場合、Tc1
とTpとが条件(A)を満足することを特徴とする光磁
気記録媒体。 Tc1−120℃≦Tp≦Tc1 ・・・(A) - 【請求項11】 請求項6または請求項8に記載の光磁
気記録媒体において、 前記記録補助層は、一般式(β1)、及び、条件(β
2)を満足する組成であることを特徴とする光磁気記録
媒体。 GdX2(FeY2Co1-Y2)1-X2 ・・・(β1) 0.22≦X2≦0.33 0.60≦Y2≦0.85 ・・・(β2) - 【請求項12】 請求項6または請求項8に記載の光磁
気記録媒体において、 前記面内磁化層は、一般式(γ1)、及び、条件(γ
2)を満足する組成であることを特徴とする光磁気記録
媒体。 GdX3(FeY3Co1-Y3)1-X3 ・・・(γ1) 0.06≦X3≦0.13 または 0.36≦X3≦0.80 0.80≦Y3≦1.00 ・・・(γ2) - 【請求項13】 請求項6または請求項8に記載の光磁
気記録媒体において、 前記記録補助層のキュリー温度をTc3とし、前記面内
磁化層のキュリー温度をTc12とした場合、Tc3と
Tc12とが条件(B)を満足することを特徴とする光
磁気記録媒体。 Tc3−160℃≦Tc12≦Tc3−60℃ ・・・(B) - 【請求項14】 少なくとも記録層と記録補助層とが静
磁結合した光磁気記録媒体に、光ビームを照射するとと
もに、外部磁界を印加することで、前記記録層に情報を
記録する光磁気記録方法であって、 前記外部磁界により、前記記録補助層の磁化方向を前記
外部磁界の方向に向け、 前記記録補助層からの漏洩磁界と外部磁界とを足し合わ
せた磁界により、前記記録層の磁化方向を前記外部磁界
の方向に向けることを特徴とする光磁気記録方法。 - 【請求項15】 請求項14に記載の光磁気記録方法に
おいて、 前記記録補助層内における、磁化方向が前記外部磁界の
方向に向けられていない部位を、面内方向磁化状態とす
ることを特徴とする光磁気記録方法。 - 【請求項16】 少なくとも記録層と記録補助層とが静
磁結合した光磁気記録媒体に、光ビームを照射して、記
録部位を記録温度以上に加熱する加熱手段を有してなる
光磁気記録装置において、 前記記録層が単体で存在する場合に、前記記録温度以上
に加熱された部位の磁化方向を印加磁界の方向に向ける
のに要する印加磁界をMrとし、 前記記録補助層の、前記記録温度以上に加熱された部位
の磁化方向を印加磁界の方向に向けるのに要する印加磁
界をMhとしたときに、 前記記録層及び前記記録補助層の、前記記録部位に対応
する部分に、Mh≦Mg<Mrに設定された外部磁界M
gを印加する外部磁界印加手段を有してなることを特徴
とする光磁気記録装置。
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