JPH10149592A - 磁壁移動を利用して情報を再生する光磁気記録媒体および信号再生方法 - Google Patents

磁壁移動を利用して情報を再生する光磁気記録媒体および信号再生方法

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JPH10149592A
JPH10149592A JP9248785A JP24878597A JPH10149592A JP H10149592 A JPH10149592 A JP H10149592A JP 9248785 A JP9248785 A JP 9248785A JP 24878597 A JP24878597 A JP 24878597A JP H10149592 A JPH10149592 A JP H10149592A
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temperature
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magnetic
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Hidekazu Fujii
英一 藤井
Tsutomu Shiratori
力 白鳥
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 再生信号幅を低下させずに、光の回折限界以
下の周期の信号を高速で再生可能とし、記録密度、転送
速度を大幅に向上し、装置の低コスト化・小型化を可能
にする。 【解決手段】 磁壁が移動し再生に寄与する第1磁性層
と、情報が蓄積される第3磁性層と、前記第1磁性層と
第3磁性層間に配置された、前記第1磁性層と第3磁性
層より低いキュリー温度を有する第2磁性層とを備えた
光磁気記録媒体において、前記第1磁性層と第3磁性層
間の交換結合が切断される最も低い温度Tsにおいて、
下記式を満足させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気光学効果を利
用してレーザー光により記録情報の再生を行う光磁気記
録媒体および信号再生方法に関し、詳しくは媒体の高密
度記録化を可能とする光磁気記録媒体および信号再生方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】書き換え可能な高密度記録方式として、
半導体レーザーの熱エネルギーを用いて磁性薄膜に磁区
を書き込んで情報を記録し、その磁気光学効果を利用し
てこの情報を読み出すことができる光磁気記録媒体が注
目されている。また近年、この光磁気記録媒体の記録密
度を更に高めた大容量の記録媒体の要求が高まってい
る。
【0003】光磁気記録媒体等の光ディスクの線記録密
度は、再生光学系のレーザー波長および対物レンズの開
口数に大きく依存する。すなわち、再生光学系のレーザ
ー波長λと対物レンズの開口数NAが決まるとビームウ
ェストの径が決まるため、信号再生時の空間周波数は2
NA/λ程度が検出可能な限界となってしまう。したが
って、従来の光ディスクで高密度化を実現するために
は、再生光学系のレーザー波長を短くしたり、対物レン
ズの開口数NAを大きくする必要がある。
【0004】しかしながら、レーザー波長や対物レンズ
の開口数の改善にも限度がある。このため、記録媒体の
構成や読み取り方法を工夫することにより記録密度を改
善する技術が開発されている。
【0005】例えば、特開平3−93058号公報にお
いては、磁気的に結合される再生層と記録保持層とを有
してなる多層膜の、記録保持層に信号記録を行うととも
に、再生層の磁化の向きを揃えた後、レーザー光を照射
して加熱し、再生層の昇温領域に記録保持層に記録され
た信号を転写しながら読み取る信号再生方法が提案され
ている。この方法によれば、再生用のレーザー光のスポ
ット径に対して、このレーザー光によって加熱されて転
写温度に達し信号が検出される領域は、より小さな領域
に限定できるため、再生時の符号間干渉を減少させ、光
の回折限界以下の周期の信号が再生可能となる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開平3−93058号公報記載の光磁気再生方法は、再
生用のレーザー光のスポット径に対して、有効に使用さ
れる信号検出領域が小さくなるため、再生信号振幅が大
幅に低下し、十分な再生出力が得られない欠点を有して
いる。また、再生層の磁化をレーザー光を照射する前に
一方向に揃える必要があり、従来の装置に再生層の初期
化用磁石を追加しなければならない。そのためこの光磁
気再生方法は、光磁気記録装置が複雑化し、コストが高
くなり、さらに小型化が難しい等の問題点を有してい
る。
【0007】そこで本発明の目的は、このような従来技
術の課題を解決すべく、光の回折限界以下の周期の信号
が高速で再生可能となり、微小な記録磁区に対しても大
きな記録磁区の場合とほぼ同じ振幅で再生信号が得ら
れ、記録密度並びに転送速度を大幅に向上でき、再生装
置の低コスト化・小型化が可能な信号再生方法および該
方法に用いる光磁気記録媒体を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記の目的は以下の本発
明により達成される。
【0009】本発明は、磁壁が移動する、再生に寄与す
る第1磁性層と、情報が蓄積される第3磁性層と、前記
第1磁性層と第3磁性層間に配置された、前記第1磁性
層と第3磁性層より低いキュリー温度を有する第2磁性
層とを備える光磁気記録媒体であって、前記第1磁性層
と第3磁性層間の交換結合が切断される最も低い温度T
sにおいて、式(I)
【0010】
【数5】
【0011】及び式(II)
【0012】
【数6】 但し、σw1:cgs単位系で表された第1磁性層の磁壁エ
ネルギー密度 Ms1:cgs単位系で表された第1磁性層の飽和磁化 Hw1:cgs単位系で表された第1磁性層の磁壁抗磁力 σw3:cgs単位系で表された第3磁性層の磁壁エネルギ
ー密度 Ms3:cgs単位系で表された第3磁性層の飽和磁化 Hw3:cgs単位系で表された第3磁性層の磁壁抗磁力 k1 :媒体上に形成される温度分布の一方の温度勾配 k2 :媒体上に形成される温度分布の他方の温度勾配 を満足することを特徴とする光磁気記録媒体に関する。
【0013】また、本発明は、磁壁が移動する、再生に
寄与する第1磁性層と、情報が蓄積される第3磁性層
と、前記第1磁性層と第3磁性層間に配置された、前記
第1磁性層と第3磁性層より低いキュリー温度を有する
第2磁性層とを備え、前記第1磁性層と第3磁性層間の
交換結合が切断される最も低い温度Tsにおいて、式
(I)
【0014】
【数7】
【0015】及び式(II)
【0016】
【数8】
【0017】但し、σw1:cgs単位系で表された第1磁
性層の磁壁エネルギー密度 Ms1:cgs単位系で表された第1磁性層の飽和磁化 Hw1:cgs単位系で表された第1磁性層の磁壁抗磁力 σw3:cgs単位系で表された第3磁性層の磁壁エネルギ
ー密度 Ms3:cgs単位系で表された第3磁性層の飽和磁化 Hw3:cgs単位系で表された第3磁性層の磁壁抗磁力 k1 :媒体上に形成される温度分布における光ビームス
ポットの移動方向前方側の温度勾配 k2 :媒体上に形成される温度分布における光ビームス
ポットの移動方向後方側の温度勾配 を満足する光磁気記録媒体に、光ビームスポットを照射
しながら情報の再生を行う信号再生方法であって、前記
光ビームスポットと媒体とを相対的に移動させるステッ
プ、前記第2磁性層の一部をキュリー温度以上に昇温せ
しめる温度分布を、前記光ビームスポットにより前記媒
体上に形成するステップ、前記温度勾配k1の領域では
前記第1磁性層内の磁壁を移動可能とし、前記温度勾配
k2の領域では前記第1磁性層内の磁壁を移動不可能に
するステップ、前記磁壁の移動を検出することにより前
記情報を再生するステップを含む信号再生方法に関す
る。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、本発明の信号再生方法およ
び該方法に用いる光磁気記録媒体における作用を説明す
る。図1に、本発明の光磁気再生方法の再生概念の模式
的説明図を示す。
【0019】図1(a)は、本発明の光磁気記録媒体の
模式的断面図である。この媒体の磁性層は、再生に寄与
し磁壁が移動する第1の磁性層11、他層よりキュリー
温度が低い第2の磁性層12、情報が蓄積される第3の
磁性層13が透明基板10上に順次積層されてなる。各
層中の矢印14は原子スピンの向きを表している。スピ
ンの向きが相互に逆向きの領域の境界部には磁壁15が
形成されている。また、この記録層の記録信号も下側に
グラフとして表わしている。
【0020】図1(b)は、本発明の光磁気記録媒体に
発生する温度分布を示すグラフである。この温度分布
は、再生用に照射されている光ビーム自身によって媒体
上に誘起されるものである。なお、再生用光ビームスポ
ットの進行方向内における手前側で急峻に温度が上昇
し、スポットの後方ではなだらかに温度が下降するよう
な温度分布を形成するために、別の加熱手段を併用して
もよい。ここで、位置Xs1及びXs2においては、媒体温
度が第2の磁性層のキュリー温度の近傍の温度Tsにな
っている。
【0021】図1(c)は、図1(b)の温度分布に対
応する第1の磁性層の磁壁エネルギー密度σw1の分布を
示すグラフである。このようにX方向に磁壁エネルギー
密度σw1の勾配があると、位置xに存在する各層の磁壁
に対して下記式から求められる力F1が作用する。
【0022】F1=∂σw1/∂xこの力F1は、磁壁エネ
ルギーの低い方に磁壁を移動させようと作用する。一方
磁壁には磁壁が動かないようにする力Fsも作用してい
る。Fsは下記式で与えられる。
【0023】Fs=2π×Ms1×Hw1ここで、Ms1は第
1の磁性層の飽和磁化、Hw1は第1の磁性層の磁壁抗磁
力である。なお図1(c)には、図1(b)の温度分布
に対応する第1の磁性層に働くFsも示してある。上側
のFsの線は磁壁が図中で左側に動こうとする力に抗し
て磁壁を止めておける限界を示し、下側のFsの線は磁
壁が図中で右側に動こうとする力に抗して磁壁を止めて
おける限界を示す。
【0024】前記F1がこのFsよりも大きい時、すな
わち|F1|>|Fs|を満たしているとき、第1の磁性
層は、単独では、この力F1によって容易に磁壁が移動
する。しかし、位置Xs1より手前(図では右側)の領域
では、まだ媒体温度がTsより低く、磁壁抗磁力の大き
な第3の磁性層と交換結合しているために、第3の磁性
層中の磁壁の位置に対応した位置に第1の磁性層中の磁
壁も固定されている。本発明においては、図1(a)に
示すように、磁壁15が媒体の位置Xs1にあり、媒体温
度が第2の磁性層のキュリー温度の近傍の温度Tsまで
上昇し、第1の磁性層と第3の磁性層との間の交換結合
が切断されると、この結果、第1の磁性層中の磁壁15
は、破線矢印17で示す方向へ、より温度が高く磁壁エ
ネルギー密度の小さな領域Xe1へと高速(光スポットと
媒体との相対速度より速い。)に移動する。
【0025】一方、再生用光ビームの進行方向内におけ
る後方(図では左側)でも、媒体の位置Xs2において媒
体温度が第2の磁性層のキュリー温度の近傍の温度Ts
まで上昇し、位置Xs2よりも再生用光ビーム寄りの領域
では第1の磁性層と第3の磁性層との間の交換結合が切
断されており、磁壁15には磁壁をより温度の高い方へ
と移動させようとする力F1が働いている。しかし、再
生用光ビームの後方(図では左側)では、再生用光ビー
ムの手前(図では右側)よりも温度勾配がゆるやかなた
め磁壁を移動させようとする力F1は小さく、又このF1
が磁壁が動かないように力FsをF1よりも小さく設定し
ているので、磁壁は動かない。再生用光ビームスポット
16の下を磁壁15が移動すると、スポット内の第1の
磁性層の原子スピンはおおむね一方向に揃う。そして、
媒体の移動に伴って磁壁15が位置Xs1に来る度に、ス
ポットの下を磁壁15が高速に移動しスポット内の原子
スピンの向きが反転しておおむね一方向に揃う。この結
果、図1(a)に示すように、再生信号振幅は記録され
ている磁壁の間隔(即ち記録マーク長)によらず、常に
ほぼ一定の振幅になり、光学的な回折限界に起因した波
形干渉等の問題から解放されるのである。
【0026】以上で説明した、再生用光ビームの前方で
は磁壁がXe1へと移動し、再生用ビームの後方では磁壁
が動かない条件を、式で表すと以下のようになる。少な
くともTsの温度で、
【0027】
【数9】
【0028】ここで、σw1、Ms1、及びHw1は、それぞ
れcgs単位系で表された温度Tにおける第1の磁性層の
磁壁エネルギー密度、飽和磁化、および磁壁抗磁力を、
σw3、Ms3、Hw3は、それぞれcgs単位系で表された温
度Tにおける第3の磁性層の磁壁エネルギー密度、飽和
磁化、および磁壁抗磁力を表している。また、図1
(b)で示される温度分布における前方(再生用光ビー
ムの進行方向の前方)の温度勾配k1は5×105〜2×
106に、後方の温度勾配k2は5×104〜2×105
すると再生システムの構成が容易になるので望ましい。
【0029】なお、磁化の向きが変化しない領域19
は、再生用光ビームの照射を開始した時にランダムに磁
化の向きが決定される領域で、再生中にこの領域の磁化
の向きが変化することはない。したがって、この領域か
らの反射光によって再生信号にDCオフセットが生じる
が、信号の再生には全く影響はない。また、再生用光ビ
ームスポット16の前方(図では右側)領域に、次に再
生すべき信号が再生用光ビームスポット内に入っている
領域があるが、周知のように光ビームスポットはその強
度がガウス分布をしているので周辺部では強度が弱くな
っており、この領域からの反射光が再生信号に与える影
響は無視できる程度に小さい。
【0030】図2は、情報トラック上を再生用光ビーム
スポット21が移動していく時の本発明の動作を説明す
る図である。図2(a)〜(g)は、記録マーク長の異
なる磁区23が形成された情報トラック26上を、再生
用光ビームスポット21が移動する状態を示す。また図
2(h)は、得られる再生信号のグラフである。
【0031】本発明においては、再生用光ビームスポッ
ト21が情報トラック26に対して相対移動するにつれ
て温度プロファイルも相対移動していく。そして、再生
用光ビームスポット21の前縁近傍と後方で第2の磁性
層の臨界温度Tsになるようにしてある。したがって、
再生用光ビームスポット21が磁壁24に差し掛った直
後において、磁壁24の部分の温度が臨界温度Tsとな
り、磁壁24が再生用光ビームスポットの移動方向とは
逆方向25に高速に移動し、温度が高く磁壁エネルギー
密度の小さな位置Xeまで記録マークが広がった状態
(図2(b))となる。再生用光ビームスポット21が
相対移動して再生用光ビームスポット21の前縁近傍の
臨界温度Tsになる部分が磁壁に差し掛かるたびに図2
(c)、(d)、(e)、(f)、(g)に示すように
磁壁の移動が起こり、図2(h)に示すような大きな振
幅の再生信号が得られる。
【0032】また、再生用光ビームスポットの後方にも
第2の磁性層の臨界温度Tsになる部分があり、ここで
磁壁の移動が発生すると、磁壁の移動の終了点、すなわ
ち温度が高く磁壁エネルギー密度の小さな位置Xeは通
常再生用光ビームスポット内にあるので、再生信号のノ
イズとなってしまう。しかし、本発明では、再生用光ビ
ームスポットの移動方向後方に形成される該光磁気媒体
上の温度勾配領域では前記第1の磁性層内の磁壁が移動
不可能となるようにしてあるので、良好な再生信号が得
られる。
【0033】図3は、情報トラック上を再生用光ビーム
スポット31が移動していく時の従来の再生方法の動作
を説明する図である。図3(a)〜(g)は、記録マー
ク長の異なる磁区33が形成された情報トラック36上
を、再生用光ビームスポット31が移動する状態を示
す。また図3(h)は、得られる再生信号のグラフであ
る。
【0034】従来の再生方法においては、磁区33がス
ポット径よりも十分狭い場合には、再生用光ビームスポ
ット31内に多数の磁区が入ってしまい(図3(c)〜
(g))、得られる再生信号も不明瞭となる(図3
(h))。図3に示すような、最小の磁区が再生用光ビ
ームスポット径の略1/4となった場合、従来の再生方
法では信号の再生は不可能である。
【0035】従来の再生方法においては、磁区33がス
ポット径よりも狭い場合には、再生用光ビームスポット
31全体が磁区内に納まらず(図3(b)〜(g))、
得られる再生信号も不明瞭となる(図3(h))。一
方、本発明においては、再生用光ビームスポット21が
記録マークの磁壁にほぼ差し掛った段階で、磁壁が逆方
向後方に逐次移動するので(図2(b)〜(g))、極
めて明瞭な再生信号が得られる(図2(h))。
【0036】以下、本発明の実施の形態を図面を用いて
詳細に説明する。
【0037】図4は、本発明の光磁気記録媒体の層構成
の一実施態様を示す模式的断面図である。この態様にお
いては、透明基板46上に、誘電体層45、第1の磁性
層41、第2の磁性層42、第3の磁性層43、誘電体
層44が順次積層されている。
【0038】透明基板46としては、例えば、ポリカー
ボネート、ガラス等を用いることができる。誘電体層4
5としては、例えば、Si34、AlN、SiO2、S
iO、ZnS、MgF2などの透明誘電材料が使用でき
る。最後に再び形成される保護膜としての誘電体層44
も同様のものを用いることができる。これら各層は、例
えばマグネトロンスパッタ装置による連続スパッタリン
グ、または連続蒸着等によって被着形成できる。特に各
磁性層は、真空を破ることなく連続成膜することで互い
に交換結合させることができる。
【0039】また、この構成に、更にAl、AlTa、
AlTi、AlCr、Cu、Au等からなる金属層を付
加して、熱的な特性を調整してもよい。また、高分子樹
脂からなる保護コートを付与してもよい。あるいは成膜
後の基板を貼り合わせてもよい。
【0040】上記媒体において、各磁性層41〜43
は、種々の磁性材料によって構成することが考えられる
が、例えば、Pr、Nd、Sm、Gd、Tb、Dy、H
o等の希土類金属元素の一種類あるいは二種類以上が1
0〜40at%と、Fe、Co、Ni等の鉄族元素の一
種類あるいは二種類以上が90〜60at%とで構成さ
れる希土類−鉄族非晶質合金によって構成することがで
きる。また、耐食性向上などのために、これにCr、M
n、Cu、Ti、Al、Si、Pt、Inなどの元素を
少量添加してもよい。
【0041】各磁性層を重希土類−鉄族非晶質合金によ
り構成する場合、その飽和磁化は、希土類元素と鉄族元
素との組成比により制御することが可能である。また、
キュリー温度も、組成比により制御することが可能であ
るが、飽和磁化と独立に制御するためには、鉄族元素と
してFeの一部をCoで置き換えた材料を用い、置換量
を制御する方法がより好ましく利用できる。すなわち、
Feの1at%をCoで置換することにより6℃程度の
キュリー温度の上昇が見込めるので、この関係を用いて
所望のキュリー温度となるようにCoの添加量を調整す
る。また、Cr、Tiなどの非磁性元素を微量添加する
ことにより、逆にキュリー温度を低下させることも可能
である。あるいはまた、二種類以上の希土類元素を用い
てそれらの組成比を調整することでもキュリー温度を制
御できる。この他に、ガーネット、白金族−鉄族周期構
造膜、白金族−鉄族合金などの材料も使用可能である。
【0042】なお、本発明の上述した条件式を満たすた
めには、第1の磁性層、第3の磁性層の磁壁エネルギー
密度σw、飽和磁化Ms、磁壁抗磁力Hwを調整する必要
がある。
【0043】例えば、Hwを調整する手法には以下のも
のがある。 (1)希土類−遷移金属合金の中の希土類元素として所
望のHwが得られるものを選択し、Cr、Ti等の添加
により微調整を行う。 (2)スパッタリング装置で成膜を行う際のスパッタ条
件を(スパッタガス圧、スパッタガス流量、スパッタパ
ワー等)を調節してHwの調整を行う。 (3)基板や下地として成膜した誘電体層の表面性によ
ってもHwは変化するため、磁性層成膜前の基板や誘電
体層の表面性を逆スパッタ等により変化させることによ
ってHwを調整する。
【0044】また、所望のHwに調整されたかどうかの
確認は以下の手法にて行うことができる。すなわち、H
wは、as depo状態(蒸着直後の状態)での保持
力の測定によって求める。as depo状態から徐々
に磁界を印加していったときに磁化の変化が始まる点が
磁壁抗磁力を示す。
【0045】また、飽和磁化は、上述したとおり組成の
調節により調整できる。
【0046】また、磁壁エネルギー密度は、Hwと同様
に、材料の選択、下地の状態、スパッタ条件により調整
できる。
【0047】第1の磁性層には、例えば、GdCo、G
dFeCo、GdFe、NdGdFeCo等の垂直磁気
異方性の小さな希土類−鉄族非晶質合金や、Pt/C
o、Pd/Co等の白金族−鉄族周期構造膜や、ガーネ
ット等のバブルメモリ用材料を用いることが望ましい。
【0048】第2の磁性層には、例えば、TbFe、D
yFe、TbDyFe、TbFeCo、DyFeCo、
TbDyFeCo等のキュリー温度の低いものを用いる
ことが望ましい。
【0049】第3の磁性層には、例えば、TbFeC
O、DyFeCo、TbDyFeCo等の希土類−鉄族
非晶質合金などの、垂直磁気異方性および保磁力が大き
く、微小なピットが記録でき、かつ形成された記録ピッ
トが安定に保持できるものを用いることが望ましい。
【0050】本発明の光磁気記録媒体へのデータ信号の
記録は、媒体を移動させながら、第3の磁性層がキュリ
ー温度以上になるようなパワーのレーザー光を照射しな
がら外部磁界を変調して行うか、もしくは一定方向の磁
界を印加しながらレーザーパワーを変調して行う。後者
の場合、光スポット内の所定領域のみが第3の磁性層の
キュリー温度近傍になるようにレーザー光の強度を調整
すれば、光スポットの径以下の記録磁区が形成でき、そ
の結果、光の回折限界以下の周期の信号を記録できる。
【0051】
【実施例】以下、本発明を実施例によりさらに説明する
が、本発明はこれらに限定するものではない。
【0052】実施例1 まず、図4に示すような第1〜第3の磁性層を有する光
磁気記録媒体について説明する。
【0053】直流マグネトロンスパッタリング装置に、
BドープしたSi、及びGd、Dy、Tb、Fe、Co
の各ターゲットを取り付け、トラッキング用の案内溝の
形成されたポリカーボネイト基板を基板ホルダーに固定
した後、1×10-5Pa以下の高真空になるまでチャン
バー内をクライオポンプで真空排気した。真空排気をし
たままArガスを0.3Paとなるまでチャンバー内に
導入し、基板を回転させながら、干渉層である厚さ80
0ÅのSiN層を成膜した。引き続き、第1の磁性層と
して厚さ300ÅのGdCo層(Gd0.22Co0.78
を、第2の磁性層として厚さ100ÅのDyFe層(D
0.22Fe0.78)を、第3の磁性層として厚さ400Å
のTbFeCo層(Tb0.23(Fe0.85
0.150.77)を順次成膜した。最後に、保護層として
厚さ800ÅのSiN層を成膜した。SiN層の成膜時
にはArガスに加えてN2ガスを導入し、直流反応性ス
パッタにより成膜した。各磁性層は、Gd、Dy、T
b、Fe、Coの各ターゲットに直流パワーを印加して
成膜した。各磁性層の組成は、全て補償組成近傍になる
ように調整し、キュリー温度は、第1の磁性層が300
℃以上、第2の磁性層が70℃、第3の磁性層が200
℃程度となるように設定した。
【0054】この媒体のグルーブ上に高パワーのレーザ
ー光を集光して照射し、500℃以上に加熱してグルー
ブ部分のみにアニ一ル処理を行った。この媒体は、その
断面図(図5)に示すように、透明基板51上に、誘電
体層52、磁性層53、誘電体層54が順次積層されて
いる。そして、グルーブ55に積層された磁性層は前記
のアニール処理によって非磁性層57に変質している。
この非磁性層57によって、ランド56に積層された磁
性層53は、グルーブ55の部分でほぼ磁気的に分離さ
れている。なお実際には、グルーブの磁性層がアニール
処理によって完全に非磁性層にならなくても、飽和磁化
が十分に小さくなればグルーブでの結合は無視できる。
なお本発明において、各情報トラック間で互いに磁気的
に分離されるとは、このような状態も含まれる。このラ
ンド56上にその幅いっぱいに反転磁区を形成すると、
図6に示すように、ランド61上の磁区の境界部に、閉
じていない磁壁63が形成される。このような磁壁63
は、トラック方向に移動させても、トラック側部の磁壁
の生成・消滅を伴わないので、容易に移動させることが
できる。
【0055】このようにして得た光磁気記録媒体につい
て、記録再生特性を測定した。測定に用いた記録再生装
置は、図7に示すような一般的な光磁気ディスク記録再
生装置である。70は記録再生用のレーザー光源で、波
長は680nm、N.A.は0.55であり、記録媒体
に対してP偏向が入射するように配置されている。72
はビーム整形部付きビームスプリッタで、P偏向は70
〜80%透過し、S偏向は100%反射するよう設計さ
れている。68は対物レンズであり、図示しないサーボ
アクチュエータ及びサーボ回路によって、光磁気ディス
ク67の情報トラック上に記録再生用のレーザー光を集
光するようにトラック制御およびフォーカス制御され
る。73は反射光分配用ビームスプリッタであり、情報
信号を検出するためのRFセンサ79と、トラックエラ
ー信号及びフォーカスエラー信号を検出するためのサー
ボセンサ76とに光磁気ディスク67からの反射光を分
配するためのビームスプリッタである。77は光磁気デ
ィスク67からの反射光を差動検出するために入射光に
対して±45度の偏光成分を分離するための複屈折性結
晶である。
【0056】この光学系により図8(a)に示すよう
に、記録媒体の記録面上のグルーブ83間のランド84
上において、再生用光ビームスポット81を結像させる
ことができる。このとき、光ビームスポット81によっ
て図8(a)のa−a’で示した点線上に発生する温度
勾配を図8(b)に示す。
【0057】まず、記録媒体を、記録再生用光ビームと
の相対速度が2m/sとなるように回転させ、次いで記
録再生用レーザーを6mWでDC照射しながら磁界を±
150 Oeで変調することにより、第3の磁性層をキ
ュリー温度以上に加熱した後の冷却過程で、磁界の変調
に対応した上向き磁化と下向き磁化との繰り返しパター
ンを形成した。
【0058】記録磁界の変調周波数は1〜10MHzま
で変化させ、1.0〜0.1μmの範囲のマーク長のパ
ターンを記録した。
【0059】再生時の記録再生用のレーザー光のパワー
は2mWとし、各マーク長のパターンについてC/Nを
測定した。この時の媒体面上の温度分布は図8(b)に
示すとおりである。この測定結果を図10のグラフ線a
に示す。
【0060】また比較例として、図9に示すように、第
3の磁性層と第2の磁性層を形成していない以外は上記
記録媒体と同様な比較用記録媒体を作製し、上記と同様
に1.0〜0.1μmの範囲のマーク長のパターンを記
録し、2mWのレーザーパワーでC/Nを測定した。こ
の結果を図10のグラフ線bとして示す。
【0061】この比較例では通常の再生となるので、マ
ーク長が短くなると急激に再生C/Nが低下した。これ
に対し、実施例1ではマーク長0.1μmまでほとんど
C/Nが変化しなかった。
【0062】本発明の再生方法によると、記録されたマ
ークを再生スポット内に拡大して検出するので、光の回
折限界以下の周期の信号が再生可能となるのみならず、
C/Nのマーク長依存性がほとんどなくなる。
【0063】実施例2 実施例1と同様の成膜機、成膜方法で、ポリカーボネイ
ト基板上に薄膜を成膜して光磁気記録媒体を作製した。
この光磁気記録媒体を記録再生用光ビームとの相対速度
が4m/sとなるように回転させ、記録再生用レーザー
を7mWでDC照射しながら、図11(b)に示すよう
な磁界を印加して図11(a)の信号を記録した。この
信号は、媒体上では長さ0.2μmのマークが2μmの
間隔で並んだマークになる。磁界の強度は±150 O
eとした。
【0064】この記録マークを、1.5mW、2.2m
W、3.0mWのパワーのレーザー光で再生して、再生
信号をオシロスコープで観察した。再生光の波長は78
0nm、N.A.は0.55である。この時の再生波形
を図11(c)、(d)、(e)に示す。再生パワーが
1.5mWの時には、図11(c)に示すように小さな
振幅の信号しか観察されなかった。これは、マーク長が
0.2μmで再生光のスポットよりもずっと小さいため
である。再生パワーが2.2mWの時には本発明の再生
方法となり、図11(d)に示すように大きな振幅で矩
形波に近い波形の再生信号が得られた。再生パワーが
3.0mWの時には、光ビームスポットの移動方向後方
に形成される該光磁気媒体上の温度勾配領域において第
1の磁性層内の磁壁が移動してしまうため、光ビームス
ポットの移動方向後方から移動してくる磁壁の影響で、
本来の再生信号の遅延信号がノイズとして観察された。
【0065】このように、再生パワーの調整によって、
光ビームスポットの移動方向前方に形成される光磁気媒
体上の温度勾配により第1の磁性層内の磁壁が移動可能
とすることができ、また光ビームスポットの移動方向後
方に形成される光磁気媒体上の温度勾配領域では第1の
磁性層内の磁壁が移動不可能にできることが確認でき
た。
【0066】実施例3 実施例2と同様にして光磁気記録媒体を作製し、この光
磁気記録媒体に長さ0.2μmのマークが2μmの間隔
で並んだマークを記録した。この記録マークを、1.5
mW、2.2mW、3.0mWの再生パワーで再生し
て、その再生信号をオシロスコープで観察した。
【0067】但し、本実施例においては、記録再生装置
として図12に示すような発光ダイオードによる補助加
熱用の光源を備えたものを用いた。図12の発光ダイオ
ード115としては、中心波長950nmのものを用い
た。発光ダイオード115から出た光は、レーザー光源
120が形成する再生用の光スポットの移動方向後方2
μmのところに、直径約5μmの光スポットを形成する
ように調整されている。発光ダイオードを約20mWの
光パワーで発光して、再生用の光スポットの移動方向後
方の温度勾配を小さくするための補助加熱手段とした。
【0068】図12に示す記録再生装置で先に記録した
マークを、1.5mW、2.2mW、3.0mWの再生
パワーで再生して、再生信号をオシロスコープで観察し
た。再生光の波長は780nm、N.A.は0.55で
ある。再生パワーが1.5mWの時には、図11(c)
に示すのと同様な小さな振幅の信号しか観察されなかっ
たが、再生パワーが2.2mWと3.0mWの時には大
きな振幅で矩形波に近い波形の再生信号が得られた。
【0069】このように、補助加熱手段を設けることで
広い再生パワーの範囲で本発明の再生方法が実現できる
ことが確認できた。また、本実施例では補助加熱手段と
して発光ダイオードを用いたが、補助加熱手段は他の手
段でもよく、発光ダイオードの代りに半導体レーザーが
使用できることは言うまでもない。
【0070】以上に挙げた実施例に本発明は限定される
ものではない。他の実施可能な例として、光へッドは従
来のままにして、媒体上の温度分布を別の手段でつい調
整する方法をとってもよい。例えば、磁界変調記録に用
いる浮上へッドのコアを熱源として流用したり、その他
適当な発熱体を媒体の再生用レーザー照射領域の近くに
配置してもよい。但し、この場合、磁壁の移動開始位置
となる温度の位置と、再生用光ビームスポットとの位置
関係が再生信号の周波数に近い周波数で変動することが
ないように注意する必要がある。
【0071】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明に
よれば、再生信号振幅を低下させることなく光の回折限
界以下の周期の信号が高速で再生可能となり、記録密度
ならびに転送速度を大幅に向上でき、再生装置の小型化
・低コスト化も可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の光磁気再生方法の再生概念の模式的説
明図である。特に、図1(a)は再生状態における媒体
の断面を示し、原子スピンの配向状態を模式的に示した
図である。図1(b)は媒体の温度分布を示す図であ
る。図1(c)は媒体の障壁エネルギー密度の分布と磁
壁に作用する力の分布を示す図である。
【図2】本発明の光磁気記再生方法の模式的動作説明図
である。
【図3】従来の光磁気記再生方法の模式的動作説明図で
ある。
【図4】本発明の光磁気記録媒体の層構成の一実施態様
を示す模式的断面図である。
【図5】本発明の光磁気記録媒体の一実施態様を示す模
式的断面図である。
【図6】本発明の光磁気記録媒体の磁化状態を示す模式
図である。
【図7】本発明に用いる記録再生装置の模式的構成図で
ある。
【図8】本発明の光磁気再生方法における再生状態の説
明図である。
【図9】比較例の光磁気記録媒体の層構成を示す模式的
断面図である。
【図10】光磁気再生方法において、実施例と比較例に
おけるマーク長に対するC/Nの変化を示すグラフであ
る。
【図11】光磁気再生方法における、記録信号、記録磁
界、及び再生信号を示す図である。
【図12】本発明に用いる記録再生装置の模式的構成図
である。
【符号の説明】
11、41、91 第1の磁性層 12、42 第2の磁性層 13、43 第3の磁性層 14 原子スピンの向き 15、24、63、82 磁壁 16、21、31、81 再生用光ビームスポット 17、25 磁壁の移動方向 18 光磁気記録媒体の移動方向 19 磁化の向きが変化しない領域 22、32 再生用ビームスポットの移動方向 22a 温度プロファイルの移動方向 23、33 磁区 26、36 情報トラック 44、45、94、95 誘電体層 46、51、96 透明基板 52、54 誘電体層 53 磁性層 55、62、83 グルーブ 56、61、84 ランド 57 非磁性層 67、117 光磁気ディスク 68、118 対物レンズ 70、120 レーザー光源 71、121 コリメートレンズ 72、122 ビーム整形部付きビームスプリッタ 73、123 反射光分配用ビームスプリッタ 74、78、116、124、128 凸レンズ 75、125 シリンドリカルレンズ 76、126 サーボセンサ 77、127 複屈折性結晶 79、129 RFセンサ 115 発光ダイオード 119 発光ダイオード用ビームスプリッタ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 磁壁が移動する、再生に寄与する第1磁
    性層と、情報が蓄積される第3磁性層と、前記第1磁性
    層と第3磁性層間に配置された、前記第1磁性層と第3
    磁性層より低いキュリー温度を有する第2磁性層とを備
    える光磁気記録媒体であって、 前記第1磁性層と第3磁性層間の交換結合が切断される
    最も低い温度Tsにおいて、式(I) 【数1】 及び式(II) 【数2】 但し、σw1:cgs単位系で表された第1磁性層の磁壁エ
    ネルギー密度 Ms1:cgs単位系で表された第1磁性層の飽和磁化 Hw1:cgs単位系で表された第1磁性層の磁壁抗磁力 σw3:cgs単位系で表された第3磁性層の磁壁エネルギ
    ー密度 Ms3:cgs単位系で表された第3磁性層の飽和磁化 Hw3:cgs単位系で表された第3磁性層の磁壁抗磁力 k1 :媒体上に形成される温度分布の一方の温度勾配 k2 :媒体上に形成される温度分布の他方の温度勾配 を満足することを特徴とする光磁気記録媒体。
  2. 【請求項2】 5×105≦k1≦2×106、5×104
    ≦k2≦2×105を満足する請求項1記載の光磁気記録
    媒体。
  3. 【請求項3】 磁壁が移動する、再生に寄与する第1磁
    性層と、情報が蓄積される第3磁性層と、前記第1磁性
    層と第3磁性層間に配置された、前記第1磁性層と第3
    磁性層より低いキュリー温度を有する第2磁性層とを備
    え、前記第1磁性層と第3磁性層間の交換結合が切断さ
    れる最も低い温度Tsにおいて、式(I) 【数3】 及び式(II) 【数4】 但し、σw1:cgs単位系で表された第1磁性層の磁壁エ
    ネルギー密度 Ms1:cgs単位系で表された第1磁性層の飽和磁化 Hw1:cgs単位系で表された第1磁性層の磁壁抗磁力 σw3:cgs単位系で表された第3磁性層の磁壁エネルギ
    ー密度 Ms3:cgs単位系で表された第3磁性層の飽和磁化 Hw3:cgs単位系で表された第3磁性層の磁壁抗磁力 k1 :媒体上に形成される温度分布における光ビームス
    ポットの移動方向前方側の温度勾配 k2 :媒体上に形成される温度分布における光ビームス
    ポットの移動方向後方側の温度勾配 を満足する光磁気記録媒体に、光ビームスポットを照射
    しながら情報の再生を行う信号再生方法であって、前記
    光ビームスポットと媒体とを相対的に移動させるステッ
    プ、前記第2磁性層の一部をキュリー温度以上に昇温せ
    しめる温度分布を、前記光ビームスポットにより前記媒
    体上に形成するステップ、前記温度勾配k1の領域では
    前記第1磁性層内の磁壁を移動可能とし、前記温度勾配
    k2の領域では前記第1磁性層内の磁壁を移動不可能に
    するステップ、前記磁壁の移動を検出することにより前
    記情報を再生するステップを含む信号再生方法。
  4. 【請求項4】 前記温度分布形成ステップには、前記条
    件式を満足させる温度勾配k1、k2を持つ温度分布が形
    成されるように前記光ビームスポットの強度を調整する
    ステップを含む請求項3記載の信号再生方法。
  5. 【請求項5】 前記温度分布形成ステップには、前記条
    件式を満足させる温度勾配k1、k2を持つ温度分布が形
    成されるように、前記光ビームスポットの媒体上の照射
    部位を、前記光ビームスポットとは別の手段により加熱
    するステップを含む請求項3記載の信号再生方法。
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