JPS6134744A - 磁気光学記録媒体 - Google Patents

磁気光学記録媒体

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JPS6134744A
JPS6134744A JP15287484A JP15287484A JPS6134744A JP S6134744 A JPS6134744 A JP S6134744A JP 15287484 A JP15287484 A JP 15287484A JP 15287484 A JP15287484 A JP 15287484A JP S6134744 A JPS6134744 A JP S6134744A
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magneto
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Shinji Takayama
高山 新司
Toshio Niihara
敏夫 新原
Katsuhiro Kaneko
金子 克弘
Ken Sugita
杉田 愃
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Hitachi Ltd
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    • 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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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】 〔発明の利用分野〕 本発明はレーザ光を用いて情報の記録・再生・消去を行
う光磁気記録に係り、特に再生時の信号と雑音の比S/
Nを向上するのに好適な、カー回転角、ファラデー回転
角の大きい磁気光学記録媒体に関する。
〔発明の背景〕
最近高密度、大容量、情報の任意読み出し、書き換え等
が可能な光磁気記録が注目を浴びている。
光磁気記録においては、膜面に垂直な方向に磁化容易軸
のある磁性薄膜(垂直磁化膜)が用いられ、光ビームに
よって任意の位置に反転磁区を作ることによって、それ
らの磁化の向きに対応して、“1”、0”の2値情報が
記録される。一方かかる反転記録を行った2種信号の読
み出しは、通常ポーラ−・カー効果あるいはファラデー
効果を利用して行なう。
従来、これらの磁気光学媒体として、MnB1系結晶質
膜、希土類−遷移金属系非晶質薄膜、ガーネット単結晶
薄膜等の垂直磁化膜が提案されている、中でも希土類−
遷移金属系非晶質薄膜は、結晶粒界がないので媒体ノイ
ズが小さく、均質な大面積作製が容易であることから現
在最も有望視されている。これらの希土類−遷移金属系
非晶質薄膜として、例えば特開昭52−31703.公
告昭57−34588 。
特開昭56−126907 、特開昭57−94948
 、特開昭58−73746等に示されるように、CO
系ではGd −Co、Gd−Tb−Co、Fe系ではT
 b −F e 。
Gd−Fe、Tb−Gd−Fe、Gd−Fe−Co、a
d−Dy−Tb−Fe、Dy−Fe−Co 、 T b
 −F e −G o 、 T b −D y −F 
e −CO等の合金系が現在研究されており、膜自体の
残留磁化でのカー回転角も約0.3  ”と向上してき
ている。これら従来の希土類−遷移金属系非晶質膜の希
土類元素濃度は、垂直磁気異方性エネルギー、Kuの比
較的大きい値が得られる15〜35原子パーセントの垂
直磁化膜に限られていた。
しかし実用化での再生信号レベルを得るには、これら従
来合金系で得られるカー回転角あるいはファラデー回転
角では不十分であり、さらに高いS/N比向上向上めの
膜自体の磁気光学効果の向上が要求されている。
〔発明の目的〕
本発明の目的は磁気光学効果が十分に大きく、高い再生
S/N比(あるいはC/N比)が得られ。
実用に最適な非晶質磁気光学記録媒体i提供することに
ある。
〔発明の概要〕
上記目的を達成するための本発明の構成は1組成式がR
xTyMzで示され、上記RがGd、Tb。
Dy、Hoからなる元素から選ばれた少なくとも一種以
上の元素、上記TがNdt Eu、EtzSm、Yb、
Nb、Y、Al、Niからなる元素群から選ばれた少な
くとも一種以上の元素、上記MがFe、Coからなる元
素群から選ばれた少なくとも一種以−ヒの元素からなり
、かつ原子パーセントで、x + y + z = 1
00 、5≦x<1.4.0<y<15を満足し、優位
的に非晶質とすることにある。
光磁気材料の候補材として注目されている希土類−鉄族
系非晶質膜は、従来希土類元素の濃度が原子パーセント
で15〜35原子パーセントであり(例えば特開昭56
−126907参照)、この組成範囲で磁化が膜面に垂
直で、比較的大きなカー回転角が得られていた。しかし
これらの組成範囲内で、補償組成よりも鉄族元素濃度が
増すに従い、飽和磁化Msが増大し、そのため2πMs
2で示される反磁場により静磁エネルギーが増すため、
磁化の向きは垂直方向から次第に面内方向に向くように
なる。その結果、残留磁化での磁気化学効果は減少する
ため、高い磁気光学効果が要求される光磁気記録膜には
不適当であると考えられていた。
しかし、本発明者等は、上記希土類−鉄族系の鉄族系元
素に富んだ非晶質薄膜で、膜面に垂直方向に印加した外
部磁場20kGのもとで、それら薄膜のファラデー回転
角0.を測定した場合、θ、が鉄族元素濃度増加と共に
増加し、特に鉄族元素が富んだ高濃度側で高い磁2光学
効果が得られることを見い出した。しかし、鉄族元素濃
度が増すに従い、保磁力は低下し、高いOlが得られる
鉄族元素に富んだ組成では、一般に保磁力は1000e
以下と小さくなるため、記録が安定に行なえない欠点を
有している。
一方、磁気光学効果を増大させる方法として、最近片山
等はTb、□Fe、 、垂直磁化膜の上にカー回転角が
T b −F Cよりも大きい垂直磁化膜のGd1.J
Co、I、あるいはGd7Tb、、Co41Fe、、R
非晶質膜を被膜することにより、みかけ上T b −F
 eのカー回転角を増大させることを試みている(例え
ば第7図日本応用磁気学会学術講演概要集(1f183
.11)P、233 参照)。
これらの知見のもとに、本発明者は先ずTbjl1度が
18〜25原子パーセントのTb−FeあるいはT b
 −Co垂直磁化膜の上に、磁気光学効果の大きいFe
あるいはCo金属膜を約40〜60人の厚さに被膜して
、垂直磁化膜との交換相互作用により、FeあるいはC
o膜の磁化の向きを膜面に垂直方向に向け、磁気光学効
果の大きな光磁気記録媒体を得ることを試みた。しかし
、FeあるいはCoの飽和磁化がそれぞれ21kGある
いは18kGと余りにも大きいため、それらの膜の磁化
の向きは交換相互作用により膜面に垂直方向に向かず、
かえって、下地のTb−FeあるいはT b −Co膜
の磁化の向きを垂直から面内方向に向ける効果をもち、
その結果媒体としての磁気光学効果は低下してしまうこ
とがわかった。
そこで、本発明者等は非晶質垂直磁化膜の上に、上記し
た比較的飽和磁化が小さく、磁気光学効果の大きい本発
明の鉄族元素濃度に富んだ希土類−鉄族系非晶質薄膜を
被膜したところ、媒体自体の保磁力は1 k Oe以上
の高保磁力が得られ、しかも残留磁化でのカー回転角は
従来の非晶質垂直磁化膜COv、=0.2〜0.35度
)では得られなかった高いカー回転角の値(0,35度
以上)が得られ、光磁気材料として好適であることを見
い出した。
本発明の磁気光学記録媒体は実質的にはRがGd、Tb
、Dyt Hoからなる元素から選ばれた少なくとも一
種以上の元素、TがNd、Eu。
Er、Sm、Yb、Nb、Y、Al、Niからなる元素
群から選ばれた少なくとも一種以上の元素、MがFe、
Coからなる元素群から逼ばれた少なくとも一種以上の
元素からなり、一般式がRx T y M zで表わさ
れ、希土類元素Rの全濃度が14原子パーセント以下の
希土類−鉄族系非晶質膜である。
ここで本発明の合金膜では従来の希土類−鉄族系非晶質
膜よりもより大きな磁気光学効果を得るためには希土類
元素濃度を14原子パーセント以下にすることが好まし
く、しかし5M子パーセント以下になると非晶質化が困
難になるため、希土類元素濃度は5原子パ一セント以上
にする必要がある。また必要に応じて、記録・再生感度
を調整するために構成元素のFeあるいはCoの一部を
Nd+  Eu、  Er、  Sm、  Yb*  
Nb、Y、AM。
Ni等の元素で15原子パーセント以下置換することに
より、光磁気記録媒体としての性能を最適化することが
出来る。
さらに本発明の構成元素でad、Tb、Dy+Hoの少
なくとも2種元素以上をガラス化元素(希土類−鉄族系
非晶質膜では希土類元素がその役割を担う)として非晶
質膜を形成することにより、希土類元素が一種の非晶質
膜の場合よりも、キュリ一温度やあるいはファラデー回
転角やカー回転角等の磁気光学効果を高めることが出来
る。
またFct!:coで、あるいはCOをFeで置換する
ことにより、磁気光学効果に寄与する鉄族元素の磁化の
大きさを大きくし、さらに他の構成元素である希土類元
素を他種の希土類元素で置換することにより、磁気光学
効果をさらに改善し、同時にキュリ一温度も最適化出来
、記録感度、再生出力を大幅に改善することが出来る。
以上の本発明の該希土類−鉄族系非晶質膜で、B、Si
等の非金属元素あるいは本発明構成元素以外の遷移金属
元素を10原子パーセント以下添加することによっても
膜特性の磁気特性、キュリ一温度、結晶化温度、耐食性
等をさらに用途に応じて最適化することも出来る。
〔発明の実施例〕
以下、本発明を実施例を用いて説明する。
本発明の非晶質合金膜は110mmφのCOあるいはF
e円板−ヒに5X5+nm2の希土類元素あるいは還移
金属元素を、面積比で所定の組成になるように配置した
複合ターゲットを用いてスパッタすることにより、また
所定組成の合金を真空アーク溶解で作製し、これらの母
合金を用いて電子ビーム蒸着することにより作製した。
本発明の一実施例を第1図により説明する。第1図に示
したTb、Co、−、+  (Tb−q+;Gd−ns
)−COX−1(Tb、g<Gd、as) −(Co、
psFe、ns) l−a非晶質膜(as20)はマグ
ネトロンスパッタ法で、Ar圧5X 10−3Torr
、投入高周波電力1kWの条件下で、あるいは電子ビー
ム蒸着法では真空度I X 10−’Torrの条件下
で作製した。作製した非晶質膜の膜厚は約500人と一
定にした。このような作製条件下で作製した膜は、aが
5原子パーセント(I3t、%)以上で非晶質であった
。第1図はTb、Co、−。  (白糸!l)   +
    (Tb、qqGd、、5)  ecOl−a 
  (曲線2) +  (’I’b−3sGd−as)
 −(Co、g5Fe、os) +−(曲線3)非晶質
膜等のファラデー回転角θ、(測定波長λ=633 n
 m )を希土類元素濃度aの関数と1ノで示したもの
である。図から希土類元素の構成元素を1゛bからT 
)) −G dど二元にすることにより、また鉄族系元
素ではその構成元素をCOからCo−Feと二元にする
ことによりθ、が上昇していることがわかる。また希土
類元素濃度が減少するに従い、すなわち鉄族元素濃度が
増−すと共にθ、は増大し、a < 15 a t%で
大きな値の0、が得られていることがわかる。これらの
傾向はFe元素が富んだ希土類−鉄族系非晶質膜でも同
様の傾向を示した。
次に、従来材の代表的な垂直磁化膜のTb2 n Fe
1l。
非晶膜(厚さ約1000人)の上に、真空を破らずに本
発明の磁気光学効果の大きい非晶質膜を約50人被膜し
、さらにそのLにSin、膜を約1000人被膜した多
層膜媒体を作製して、それらのSj 02側からのカー
回転角0ゆ (測定波長λ= 633 n m )を測
定した。その結果、従来材のTb、。F4.。非晶質単
独の場合の0.  (=0.2.2〜0.25 °)と
比べて約15.5 培基」二に増大しているとかわかっ
た。
例えばTb、。Fe、loの上にTb14Fe、+6非
晶質暎を被膜した時は0、=0.28〜0.30 °。
(Tb、i<Gd、ns) 1.0co’ll非晶質膜
を被膜した時は0、=0.33〜0.386゜ (Tb、5sGd、ns) +3(Fe、ggco、n
s) +17非晶質膜を被膜した時は0.=0.30〜
0642 °と増大した1、またこれら多層膜の保磁力
HCは1〜2kOcと大きく、光磁気材料として好適で
あることが分った6 〔発明の効果〕 以上の説明から明らかなように、本発明の希土類元素濃
度の低い非晶質膜は、従来報告されている光磁気非晶質
膜よりも大きな磁気光学効果を示し、より大きな信号再
生出力・雑音比(S/N)が得られる優れた光磁気記録
材料であることが分った。また希土類−鉄族系非晶質膜
では希土類元素が高価であることから、本発明の希土類
元素濃度の低い非晶質膜は従来材の非晶質膜と比べて、
第1図は本発明に用いたTbaCox−at(Tb、1
.、Gd、。、)、Co□−1゜(Tb、qsGd、n
、、)−(CO,5sFe、os) 1−h非晶質膜に
おけるファラデー回転角θ、のa濃度依存性を示す線図
である。
1−4b、Co1−、.2− (Tb、5sGd−n+
;) −COt−,3・・・第1図 Xto’ D     5    10   15.2θ轟土順元
案濃席 久(のtφジ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、組成式がRxTyMzで示され、上記RがGd、T
    b、Dy、Hoからなる元素から選ばれた少なくとも一
    種以上の元素、上記TがNd、Eu、Er、Sm、Yb
    、Nb、Y、Al、Niからなる元素群から選ばれた少
    なくとも一種以上の元素、上記MがFe、Coからなる
    元素群から選ばれた少なくとも一種以上の元素からなり
    、かつ原子パーセントで、x+y+z=100、5≦x
    <14、0<y<15を満足し、優位的に非晶質である
    ことを特徴とする磁気光学記録媒体。 2、特許請求の範囲第1項記載において、上記RがGd
    、Tb、Dy、Hoからなる群より選択した少なくとも
    2種以上の元素からなることを特徴とした磁気光学記録
    媒体。 3、特許請求の範囲第1項記載において、上記MがFe
    とCoの二種の元素からなることを特徴とした磁気光学
    記録媒体。 4、特許請求の範囲第1項記載において、上記RがGd
    、Tb、Dy、Hoから選択した少なくとも2種以上の
    元素からなり、かつ、上記MがFeとCoの二種の元素
    からなることを特徴とした磁気光学記録媒体。
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