JPS60173746A - 光磁気記録媒体 - Google Patents

光磁気記録媒体

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JPS60173746A
JPS60173746A JP2938284A JP2938284A JPS60173746A JP S60173746 A JPS60173746 A JP S60173746A JP 2938284 A JP2938284 A JP 2938284A JP 2938284 A JP2938284 A JP 2938284A JP S60173746 A JPS60173746 A JP S60173746A
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JP
Japan
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alloy
target
substrate
rotation angle
kerr rotation
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Application number
JP2938284A
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English (en)
Inventor
Hisao Arimune
久雄 有宗
Takashi Yamada
隆 山田
Takashi Maeda
隆 前田
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Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B11/00Recording on or reproducing from the same record carrier wherein for these two operations the methods are covered by different main groups of groups G11B3/00 - G11B7/00 or by different subgroups of group G11B9/00; Record carriers therefor
    • G11B11/10Recording on or reproducing from the same record carrier wherein for these two operations the methods are covered by different main groups of groups G11B3/00 - G11B7/00 or by different subgroups of group G11B9/00; Record carriers therefor using recording by magnetic means or other means for magnetisation or demagnetisation of a record carrier, e.g. light induced spin magnetisation; Demagnetisation by thermal or stress means in the presence or not of an orienting magnetic field
    • G11B11/105Recording on or reproducing from the same record carrier wherein for these two operations the methods are covered by different main groups of groups G11B3/00 - G11B7/00 or by different subgroups of group G11B9/00; Record carriers therefor using recording by magnetic means or other means for magnetisation or demagnetisation of a record carrier, e.g. light induced spin magnetisation; Demagnetisation by thermal or stress means in the presence or not of an orienting magnetic field using a beam of light or a magnetic field for recording by change of magnetisation and a beam of light for reproducing, i.e. magneto-optical, e.g. light-induced thermomagnetic recording, spin magnetisation recording, Kerr or Faraday effect reproducing

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  • Thin Magnetic Films (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はDy −Fe −(A −Cv四元系非晶質合
金から成る新規な光磁気記録媒体に関するものである。
近年、光磁気記録媒体に用いた高密度記録が盛んに研究
されている。これは大量の情報を高密度に記録するため
、レーザー光を投光して記録媒体を局部加熱することに
よりビットを書き込み、磁気光学効果を利用して読み出
すというものである。
これらの記録媒体に要求される特性として非晶質垂直磁
化膜を形成すると同時に、カー回転角、反射率、保磁力
が共に大きく、且つキュリ一温度もしくは補償温度が記
録及び再生に適当な範囲にあることであり、とりわけ、
再生のS/N比を向上させるために大きなカー回転角が
要求されている。
従来周知のキュリ一点記録材料としてTbFe二元合金
がある。このT’bFθ二元合金はレーザー光による書
き込み温度範囲100〜200℃にあるのに加え、微小
ビットの安定性に関係する保磁力が2〜3 KOeと大
きいため、書き込み特性としては最適′な材料と言える
。ところが、この材料のカー回転角は0,16〜0.1
8°と小さく、再生出力信号がS/N比で40dB以下
のため読み出し性能に劣っている。
また、補償点記録材料としてGdC0二元合金がある。
このGdCo二元合金はカー回転角が0.20〜0.2
2°と大きく、 且つ耐環境性昏こも優れているが、補
償温度を設定するに際して合金組成に鋭敏に依存し、更
に保磁力が0.2〜Q、3 KOeと小さいため微小ビ
ットの安定性に劣り、実用化、の大きな妨げとなってい
る。
そこで、カー回転角を大きくシ、且つキュリ一温度を書
き込み可能な範囲内で高くするのに相俟って読み出し性
能を向上させるため、 TI)Fθ合金に対してTI)
を記に一部置換したり、reをCOに一部置換した三元
もしくは四元系非晶質合金薄膜が提案されている。
斯様な非晶質合金薄膜は己やCo元素がTbやFe冗素
よりもカー回転角が大きいという点に着目されたもので
あるが、これによるとカー回転角の増大に伴ってキュリ
一温度が上昇するため、所定量を越えて添加することが
できない。従って、この様な合金材料を用いて光磁気記
録媒体とするためには、キュリ一点記録可能な範囲内で
添加した単層構造膜とするか、もしくはキュリ一点記録
が不可能な組成範囲であっても大きなカー回転角を有す
る事を活かしてこれを読み出し層とし、別にTbpe等
から成る書き込み層を設けた静磁結合膜或いは交換結合
膜として用いることになる。
斯様な現状の中で、最も有望視された光磁気記録媒体の
材料に最も大きなカー回転角を有するTbFeGdCo
四元系非晶質合金が注目されている。
しかしながら、この合金は高価な希土類元素が約30%
を占めて招り、とりわけ、最も高価なTl)を使用して
いるため、材料コストが大幅に上昇し、商品化の大きな
障害となっていた。
本発明は上記事情に鑑み鋭意at究に努めた結果、Dy
の値段がTbに比べて半分以下であることに着目すると
共に、約0.1°と小さいカー回転角を有するDyFe
二元系非晶質合金単体に所定量のGdCo二元系非晶質
合金を添加し合金化することによってpyre合金の本
来の磁気構造を実効的に変化させて従って本発明は上記
知見に基づき完成されたものであり、その目的は四元系
非晶質合金の材料コストを低減せしめたDyFeGdC
c+合金から成る光磁気記録媒体を提供することにある
本発明の他の目的は本来キュリ一温度の低いJFθ合金
を用いて、単層キュリー点記録を可能せしめる適当なキ
ュリ一温度に設定すると共に、カー回転角を増大させた
DyFeGdCo合金から成る光磁気記録媒体を提供す
ることにある。
本発明によ°れば、膜面と垂直な方向に磁化容易軸を有
するDyFeGdCo四元系非晶質合金(以下、DyF
e+MOo合金と略す)薄膜から成ることを特徴とする
光磁気記録媒体が提供できる。
以下、本発明の詳細な説明する。
本゛発明によれば、 TI)元素に替えて比較的安価な
りy元素を用いて商品コストを低減せしめたDyFθG
dCo合金薄膜を特徴とするものであり、更に、この合
金はDyFe合金にGdCo合金を添加した四元系合金
であることについて、次に述べる所見に基づいて優れた
カー回転角や適当なキュリ一温度を有する光磁気記録媒
体となることが考えられる。
即ち、J、 M、 D、 CoeyがJ、 AT)pL
 Pt1y8.4913+1646 (1978)の論
文の中で述べているところによると、メスバウアー効果
実験によって非晶質GdO。
合金では比較的単純なフェリー磁性体の磁気構造を成し
ていることに対して、非晶質DyFe合金は単イオンの
Dy原子が大きな磁気異方性を有するためにDyとFe
の磁気モーメントは全体としては反平行に向いているも
ののDy原子のモーメント及びFe原子のモーメントは
いずれも円錐状に広がりを有した磁気構造となっている
。この広がりの程度はコーンアングルと呼ばれる。また
カー回転角は遷移金属元素の副格子磁化に依存している
ことが既に実験的に示されており、DyFe合金のカー
回転角が小さいのはこれを担うFe原子のモーメントが
合金のような互いのモーメントが反平行に向いた単純な
フェリ磁性元素を添加し、これとの磁気交換相互作用に
よってDyFe二元系合金単体のときのコーンアングル
より小さく縮めることが期待されるものとし、その結果
、 Feモーメントがより同一方向に向くためにカー回
転角がDyFe二元系合金単体のものより飛躍的に向上
するものと見積った。
本発明者等は上記の考えに基づき、実験を繰り返した結
果、TbFeGdCo系四元系非晶質合金と同等な光磁
気特性を得られることが判った。
本発明によれば、DyFeGdoO合金を単層キュリ一
点記録材料と°して用いる場合、GdCoの添加量を(
DY X Fe+ −x )+−z (Gdy Co+
−y)z と表示した時、Xが0.10 < X< 0
.35、yが0.00 < y< 1.00、Zが0.
05 < Z < 0.25の範囲に設定するのが望ま
しい。
また、Cr’100合金の合計した添加量が25 at
omic%以上のDyFeGdCo合金薄膜であっても
、その大きなカー回転角を活かして読み出し層専用の材
料として用いることができ、本発明者等の実験によれば
、書き込み層のTbFθ非晶質垂直磁化膜の上に、Gd
とCoの合計した原子比が25 atomtc%以上の
DyFe()C100合金薄膜を読み出し層として形成
した二層構造において、TbFeとの交換結合によって
キュリ一点書き込みができることを確認しており、Dy
FeGCLCO合金薄膜のキュリ一温度に関係なく記録
でき、高い読み出し性能を発揮させることができた。尚
、本発明のDyFeGdCo合金薄膜は補償組成に対し
、室温で希土類金属を多くし、補償点書き込みすること
も原理的1こ可能であるっ次に上記した本発明の光磁気
記録媒体を製作するに当り、スパッタリング、真空蒸着
、イオンブレーティング等4種々の方法でも製作できる
が、第1図のマグネトロンスパッタリング装置を用いた
製作方法を詳述する。
図中、真空槽(1)の内部には、DyFeから成る第1
ターゲツト+21、GdCoから成る第2ターゲツト(
3)、回転駆動されることによりDyFeGdCo合金
薄膜が形成される円板状の基板(4)が配置されている
第1ターゲツト(2)と基板(4)、並びに第2ターゲ
ツト(3)と基板(4)の開−こは、それぞれ高周波電
源(5)(6)により高周波電圧が印加されるとともに
、基板(4)に対して正もしくは負のバイアス電圧を印
加することができるようfζ直流電源(7)が付設しで
ある。
この第1.2ターゲツト(21(31の下側には、プレ
ーナーマグネトロン型カソードに基づき、アルニコ、フ
ェライト、サマリウムコバルト製の永久磁石+8) (
91が備えつけられ、これによ7.り電場と磁場の直交
するペニング放電現象を利用して放電ガス分子のイオン
化効率が高められ、量産に適した高速成膜が可能となる
本発明において使用されるD3r 、 F’eから成る
第1ターゲツト(2)は、例えばFe製円板の上に角形
状のDyチップを適当な数だけ載置し、また、髄。
COから成る第2ターゲツト(3)はC○製内円板主1
こ角形状のGdチップを適当な数だけ載置して構成され
るが、Dy製円板の上にFeチップ及びGd製円板の上
にCOチップを載置したものであってもよく、更に、斯
様なチップの形状を角形状に代えて爪形状等任意の形状
に変更してもよい。この他、第1ターゲツト(2)をD
yFe合金マタハFecO合金、第2ターゲツト(3)
をGdC0合金またはDy13’1合金によ、り構成し
ても同等の効果が達成できる。更に、ひとつのターゲッ
ト電極によりDyFe合金製円板またはFeCjo合金
製円板の上lζG1Co合金チップまたはDV尉金合金
チップ載置したものでありてもよく、また、DyFeG
CLCo四元合金製円板により構成しても何ら変わると
ころがないのは、言うまでもない。
本発明においては、カー薗転角が大きく、且っ高保磁力
、角形比にも優れた好適な光磁気記録媒体を得るために
、基板(4)に対して正もしくは負のバイアス電圧を印
加してもよいが、無バイアスによっても本発明の目的を
十分に達成することができる。このとき、雰囲気ガス圧
を所定の範囲に設定するのがよく、雰囲気ガス圧がI 
X 10’ Torr未満では安定な放電状態が得られ
ず、成膜が困難となり、50 X 10 Torrを越
えると、磁妻性薄膜中に含まれるアルゴン(Ar)や酸
素(0)が増加して膜特性が劣化し、大きなカー回転角
や大きな保磁力を得ることがむずかしく、また均一性、
安定性も得ニクくナルタメ、I X 10−3〜50 
X 10−’’rorr 、好適には3 X 10 〜
20 X 10 Torr(7)範囲に設定される。
本装置においては基板1回転当り0.1〜3oλ好適f
ζは0.1−10λとなるように基板の回転速度が設定
される。
また、成膜時には第1ターゲツト(2)と基板(4)の
間に0〜2.5 Kwの高周波電力が印加、されると同
時に、第2ターゲツト(3)と基板(4)の間にも0〜
2.5kwの高周波電力が印加されることにより、Dy
及びFeの元素と則及びC6の元素が所定の比率から成
るDyFe(MCO’合金薄膜が形成される。
次に、本発明の実施例を述べる。
〔実施例〕
上述した第1図に示すマグネトロンスパッタリング装置
を使用し、第1ターゲツト(2)としてはFe製円板(
6インチφ)の上にDyチップ(,1cm角形)を霞き
、第2ターゲツト(3)としてはCo製円板(6インチ
φ)の上に匡チップ(l am角形)を置いたものとし
た。
真空槽(1)の到達真空度を5 X 10 Torrと
し、アルゴンのガス圧を5 X 10 Torrに設定
し、プレスパツタ後、第1ターゲツト(2)に印加する
高周波電力量を所定値に設定すると同時に、第2ターゲ
ツト(3)に印加される高周波電力を変化させることに
よってG6C0添加量の異なったDyFeG1Co合金
薄膜を基板(4)上に形成した。これらの薄膜について
X線回折及びトルクメーターにより測定したところ、そ
れぞれ非晶質及び垂直磁化膜となっていることが確かめ
られた。
か(して得られたDyFθGdCo合金薄膜について、
カー回転角を対称角振動法に用いたカー効果測定装置に
より、保磁力及びキュリ一温度を振動試料型磁力計(V
SM)で測定し、更に組成分析を102発光分光装置に
より測定したところ、第1表に示す第1表より、試料番
号4及び5が単層キュリ一点記録用媒体として最適な値
をとっていることが判る。
第2図はこの結果に基づいて、DyFe合金に対するG
dC0添加効果をカー回転角特性曲線ピ)、保磁力特性
曲線(o)及びキュリ一温度特性曲線(/埼として表わ
した図である。
第2図より明らかな通り、 (MOoが少量添加される
ことにより、DyFeのカー回転角よりも2倍以上の大
幅な増加を示し、更に添加量が増加するのに伴ってカー
回転角及びキュリ一温度が上昇するのが判る。
また、GtlCoの添加量が約25 atomic%ま
でであれば、単層でのキュリ一点書き込みができること
は明らかであり、保磁力についても、GdC0を添加す
るのに伴って増大しており1、微小ビットの安定性に寄
与する。
更に、比較例としてTbFe 、 (MCo 、 Tb
FeCo 。
Tt)FeGdCOのそれぞれの合金を第2表に示した
@1表及び第2表より明らかな通り、 GdCo合金(
試料番号2)以外のキュリ一点記録可能な範囲の主な材
料lこおいて、 Tbを含む材料系の中で最も優れたT
bFeGαCo四元糸非晶質合全元糸非晶質合金)と同
等な特性が得られていることが判る。
第3図はGdCoの添加量に応じた媒体(試料番号1乃
至4)について、カー回転角の波長依存性を表わしてい
る。特性曲線に)ヰ)(へ)及び(ト)はそれぞれ試料
番号1,2.3及び4を用いて測定した結果である。
第3図より、各媒体とも全波長領域に亘って長波長側に
なるのに伴ってカー回転角が増大していることが判る。
これにより、実用の半導体レーザーが波長5ooo A
近傍にあることから有利な特性を有していることになる
尚、第1表及び第2表、並び!ご第2図及び第3図で示
された結果は、すべて同じ装置を用いて同じ条件で作成
し、同じ評価手段で測定した値である。
上述の実施例から明らかなように、キュリ一温度の低い
DyFe合金を用いて、単層キュリ一点記録を可能せし
める適当なキュリ一温度)こ設定すると共にカー回転角
を増大させることができた。更1こ優れた光磁気特性を
もつ’rbFeaaco四元系非晶質合金と同等な特性
を有するDyFeGdco合金薄膜が提供でき、材料コ
ストを低減せしめた光磁気記録媒体となった。
【図面の簡単な説明】
゛ 第1図は光磁気記録媒体を生成するためのマグネト
ロンスパッタリング装置の概略図、第2図はカー回転角
、保磁力及びキュリ一温度の各特性曲線を示した図、第
3図はカー回転角の波長依存特性曲線を示した図である
。 2・・第1ターゲツト、3・・・第2ターゲツト、4・
・・基板 特許出願人京セラ株式会社 第8図 巳皮東 (口n1) 手続補正書(自発) 昭和59年3月1関S自 特許庁長官 若 杉 和 夫 殿 1、 事件の表示 昭和59年特許願第 29i2号2
、発明の名称 光磁気記録媒体 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 京都市山科区東野北井ノ上町5番地の224、補
正命令の日付 自発補正 5、補正の対象 願書及び明細書 6、補正の内容 別紙のとおり、タイプ印書による願書および明細書 7
、ぐ;(コさ、

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 膜面と垂直な方向に磁化容易軸を有するDyFeGcl
    Co四元系非晶質合金薄膜から成ることを特徴とする光
    磁気記録媒体。
JP2938284A 1984-02-17 1984-02-17 光磁気記録媒体 Pending JPS60173746A (ja)

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