CN100450783C - 一次写入多次读取的光学记录介质及其溅射靶 - Google Patents

Abstract

一种一次写入多次读取光学记录介质，其能够在蓝色激光波长或更短的波长在，即500nm或更小波长下，特别在邻近405nm的波长下表现出优异的记录-再现性能和高密度记录。为此，本发明的一次写入多次读取光学记录介质包括使用由BiOx(0＜x＜1.5)表示的材料的记录层，其中记录标记包含Bi晶体和/或Bi氧化物晶体。另一种一次写入多次读取光学记录介质包括含有Bi、氧、和M(M表示选自Mg、Al、Cr、Mn、Co、Fe、Cu、Zn、Li、Si、Ge、Zr、Ti、Hf、Sn、Mo、V、Nb、Y、和Ta的至少一种元素)的记录层，其中记录标记包括含在该记录层中的元素的晶体和该元素的氧化物的晶体。

Description

一次写入多次读取的光学记录介质及其溅射靶

技术领域

本发明涉及一种一次写入多次读取(write-once-read-many，WORM)光学记录介质。更具体地，本发明涉及一种一次写入多次读取光学记录介质，其特别在蓝色激光波长下能够进行高密度记录。本发明还涉及溅射靶，其能够用于形成氧化物层，该氧化物层为构成该一次写入多次读取光学记录介质的层。

背景技术

与能够在蓝色或更短的激光波长下记录和再现的一次写入多次读取光学记录介质相关，可以超高密度记录的蓝色激光得以迅速发展，并且促进了对蓝色激光波长敏感的一次写入多次读取光学记录介质的开发。

在通常的一次写入多次读取光学记录介质中，激光束照射到包括有机材料的记录层上以典型地由于有机材料的分解和退化改变折射率，且因而形成记录凹坑(pit)。用在记录层中的有机材料的光学常数和分解行为对形成满意的记录凹坑起到重要作用。

为了用于对于蓝色激光波长敏感的光学记录介质在一次写入多次读取的记录层，有机材料必须相对于蓝色激光波长的光具有合适的光学性质和分解行为。更具体地，进行记录的波长设定在主吸收带的较长-波长侧的尾部以增加未记录部分中的反射率并在充分增加当激光照射时由有机材料的分解导致的折射率差，由此获得较高的调制振幅。这是因为在这种有机材料的主吸收带较长-波长侧尾部的波长获得适当的吸收系数和高的折射率。

然而，还没发现相对于蓝色激光波长的光具有等同于通常材料的光学性质的有机材料。为了制造这种具有邻近蓝色-激光波长吸收带的有机材料，分子骨架必须减小或共轭体系必须缩短。然而，这引起降低的吸收系数和降低的折射率。更具体地，存在许多具有邻近蓝色-激光波长吸收带的有机材料且可能控制它们的吸收系数，然而它们没有足够高的折射率且不能获得较高的调制振幅程度。

这样，对于具有对蓝色激光波长光敏感的光学性质的材料，目前正在研究使用无机材料和有机材料的材料，以及仅仅使用无机材料的材料。作为使用氧化物的材料，专利文献1公开了包括Bi、稀土、Ga、Fe、和O的记录层，且该发明描述了能够形成石榴石的组合物。专利文献2公开了使用有机氧化物的光学记录介质。

然而，这些通常的技术没有研究应该形成何种形状的记录标记以有效地形成优异的记录标记和获得优异的性能。当然，这些技术没有考虑当与蓝色-波长光一起使用时该记录标记的形状以获得较高的调制振幅，其在此作为一个问题提出。

此外，对于使用金属或半金属的氧化物作为记录层的一次写入多次读取的光学记录介质，具有高可靠性的TeOx-Pd记录层已经在专利文献3和4中提出。在专利文献3和4中，TeOx-Pd记录层的组成比在该层的厚度方向上变化以提高可靠性如存储稳定性。此外，包括TeOx-Pd的记录层也公开在非专利文献1和2中，然而，它们仅仅具有作为改善可靠性的方法的关于控制其中氧化程度的描述。

关于含有铋氧化物的材料(虽然其类似于本发明)，它们分别在以下专利文献中公开：专利文献5公开了由式A_x(M_mO_n)_y(Fe₂O₃)_z表示的无定形和铁磁性的氧化物，其中定义了各种氧化物A，各种元素M的各自的比率，以及x、y和z；专利文献6公开金属氧化物及其制造方法，该金属氧化物包括50％或更多的由式(Bi₂O₃)_x(M_mO_n)_y(Fe₂O₃)_z表示的无定形相，其中定义了M_mO_n的m和n的各自比率，x、y和z的各自比率；专利文献7公开具有由式(B₂O₃)_X(Bi₂O₃)_1-X表示的组成的无定形化合物，组成x的范围，和淬火方法；且专利文献8公开了具有组成为(Bi₂O₃)_1-x(Fe₂O₃)_X的铋-铁无定形化合物材料，然而，x表示为0.90≥x＞0。

然而，这些技术分别涉及光透射性且铁磁性的无定形氧化物材料，并且它们典型地用于光电磁光学记录介质、用于通过磁性作用控制光的功能器件、光电磁传感器、透明且导电膜、压电膜等。此外，其它公司提供的这些技术基本上目的在于涉及材料和/或材料制造方法的专利，并没有关于应用于一次写入多次读取光学记录介质的描述。

另一方面，作为制造光学记录介质用记录层的方法之一，有溅射法。在本领域中溅射作为一种在气相下形成薄层的方法已经广泛知悉且被用于制造工业用的薄层。在溅射法中，制备具有作为即将形成的层的相同组分的靶材料，典型地，辉光放电产生的氩气离子与靶材料碰撞以击打靶材料的构成原子，且该原子沉积到基底上由此形成层。氧化物典型地具有高熔点，因而不适于通过蒸发法等形成，且通常使用其中施加高频率波的高-频率-波溅射方法。

在其制造过程中溅射方法有许多成效，且溅射还在产出量上具有优势。然而，当形成含有两种或多种元素的混合材料的层时，会有靶的组成与层不相同的情况，因此，必须考虑靶的组成。进一步，有许多其中层的结构和特性依赖于构成靶的化合物的构成而变化的情形，因此必须考虑这点。

作为本领域已知的技术，例如，专利文献9公开了包括Bi氧化物的靶作为形成介电膜的溅射靶。然而，专利文献9没有提及包括Fe的靶。因为当组成元素类型变化时，该组成和构成靶化合物之间的关系以及层的结构和组成之间的关系变化。因此，靶结构必须改变，并且专利文献9中所公开的发现没有起到对于本发明中提出的溅射靶的参考的作用。

此外，专利文献10公开了由Bi₃Fe₅O₁₂制成的用于制造薄层的靶，然而，该发明用于制造具有所谓石榴石结构的薄层，其中得到高度的磁光效应，且该发明采用Bi对Fe的比为3∶5到3.5∶4.5。因此其不同于本发明中提出的溅射靶。

专利文献1日本专利申请公开(JP-A)No.10-92027

专利文献2日本专利申请公开(JP-A)No.2003-48375

专利文献3日本专利申请公开(JP-A)No.06-150366

专利文献4日本专利申请公开(JP-A)No.06-93300

专利文献5日本专利申请公开(JP-A)No.61-101450

专利文献6日本专利申请公开(JP-A)No.61-101448

专利文献7日本专利申请公开(JP-A)No.59-8618

专利文献8日本专利申请公开(JP-A)No.59-73438

专利文献9日本专利申请公开(JP-A)No.11-92922

专利文献10日本专利申请公开(JP-A)No.02-42899

非专利文献1Proceedings of The 14^th Symposium on PCOS2002，23-28页

非专利文献2Vol.28，Eijogaku Giho，5-8页

发明内容

因此本发明目的在于提供一种一次写入多次读取光学记录介质，其能够在500nm或更小波长下表现出优异的记录-再现性能和能够特别地在邻近405nm的波长下记录和再现以及高密度记录。

进一步，本发明另一目的是提供一种溅射靶，其可用于制造氧化物层，该氧化物层为构成光学记录介质的层且适用于任意地形成具有稳定组成和稳定结构的层，及提供其制造方法。

本发明的第一方面是一种一次写入多次读取光学记录介质，其包括基底、记录层、和反射层，其中该记录层包括由BiOx(0＜x＜1.5)表示的材料，并且其中记录有信息的记录标记包括Bi晶体和/或Bi氧化物晶体。

本发明的第二方面是根据第一方面的一次写入多次读取光学记录介质，其中该记录标记包括四价的Bi。

本发明的第三方面是一次写入多次读取光学记录介质，其包括基底、记录层、和反射层，其中该记录层包括Bi、O、和M作为构成元素，M表示选自Mg、Al、Cr、Mn、Co、Fe、Cu、Zn、Li、Si、Ge、Zr、Ti、Hf、Sn、Mo、V、Nb、Y、和Ta的至少一种元素，和其中记录有信息的记录标记包括选自含在该记录层中的一种或多种元素的晶体和该一种或多种元素的氧化物的晶体中的一种或多种晶体。

本发明的第四方面是根据第三方面的一次写入多次读取光学记录介质，其中该记录标记包括四价的Bi。

本发明的第五方面是根据第三方面的一次写入多次读取光学记录介质，其中元素M的总量对铋的原子数目比为1.25或更小。

本发明的第六方面是根据第三方面的一次写入多次读取光学记录介质，其中该一次写入多次读取光学记录介质具有以下的任意一个层状结构：其中至少记录层、上部涂层、和反射层按此顺序布置在基底上的层状结构，和其中至少反射层、上部涂层、记录层、和覆盖层以此顺序布置在基底上的层状结构。

本发明的第七方面是根据第三方面的一次写入多次读取光学记录介质，其中该一次写入多次读取光学记录介质用包括选自BiFeO₃、Bi₂₅FeO₄₀、和Bi₃₆Fe₂O₅₇的一种或多种的溅射靶制造。

本发明的第八方面是一种一次写入多次读取光学记录介质，其包括基底、记录层、和反射层，其中该记录层包括Bi、O、和L作为构成元素，且该记录层包括Bi氧化物，和L表示选自B、P、Ga、As、Se、Tc、Pd、Ag、Sb、Te、W、Re、Os、Ir、Pt、Au、Hg、Tl、Po、At、和Cd的至少一种元素.

本发明的第九方面是根据第八方面的一次写入多次读取光学记录介质，其中元素L表示选自B、P、Ga、Se、Pd、Ag、Sb、Te、W、Pt、和Au的至少一种元素。

本发明的第十方面是根据第八方面的一次写入多次读取光学记录介质，其中元素L的总量对铋的原子数目比为1.25或更小。

本发明的第十一方面是根据第八方面的一次写入多次读取光学记录介质，其中该一次写入多次读取光学记录介质进一步包括上部涂层且具有其中记录层、上部涂层、和反射层以此顺序布置在基底上的层状结构。

本发明的第十二方面是根据第十一方面的一次写入多次读取光学记录介质，其中该一次写入多次读取光学记录介质进一步包括内涂层且具有其中内涂层、记录层、上部涂层、和反射层以此顺序布置在基底上的层状结构。

本发明的第十三方面是根据第八方面的一次写入多次读取光学记录介质，其中该一次写入多次读取光学记录介质进一步包括上部涂层和覆盖层且具有其中反射层、上部涂层、记录层、和覆盖层以此顺序布置在基底上的层状结构。

本发明的第十四方面是根据第十三方面的一次写入多次读取光学记录介质，其中该一次写入多次读取光学记录介质进一步包括内涂层且具有其中反射层、上部涂层、记录层、内涂层、和覆盖层以此顺序布置在基底上的层状结构。

本发明的第十五方面是根据第八方面的一次写入多次读取光学记录介质，其中该一次写入多次读取光学记录介质进一步包括内涂层和上部涂层的至少任一层，且内涂层和上部涂层的至少任一层包括ZnS和/或SiO₂。

本发明的第十六方面是根据第八方面的一次写入多次读取光学记录介质，其中该一次写入多次读取光学记录介质进一步包括内涂层和上部涂层，且内涂层和上部涂层的至少任一层包括有机材料。

本发明的第十七方面是根据第八方面的一次写入多次读取光学记录介质，其中用波长为680nm或更小的激光束实现记录和再现。

本发明的第十八方面是一种溅射靶，其包括Bi、Fe、和O。

本发明的第十九方面是根据第十八方面的溅射靶，其中该溅射靶由Bi、Fe、和氧组成。

本发明的第二十方面是根据第十八方面至第十九方面任一个的溅射靶，其中该溅射靶用于形成用于光学记录介质的记录层，其中用在550nm或更小的波长下的激光束进行记录和再现。

本发明的第二十一方面是根据第十八方面至第二十方面任一个的溅射靶，其中该溅射靶包括Bi氧化物和Fe氧化物，或包括Bi和Fe的复合氧化物。

本发明的第二十二方面是根据第二十一方面的溅射靶，其中该溅射靶包括Bi和Fe的复合氧化物且进一步包括选自Bi氧化物和Fe氧化物的一种或多种。

本发明的第二十三方面是根据第十八方面的溅射靶，其中该溅射靶包括选自Bi氧化物、Fe氧化物、和Bi和Fe的复合氧化物的一种或多种，且该氧化物为具有与化学计量组成相比较小量的氧的氧化物。

本发明的第二十四方面是根据第十八方面到第二十三方面中任一个的溅射靶，其中该溅射靶包括选自BiFeO₃、Bi₂₅FeO₄₀、和Bi₃₆Fe₂O₅₇的一种或多种。

本发明的第二十五方面是根据第十八方面到第二十四方面中任一个的溅射靶，其中该溅射靶包括Bi₂O₃和/或Fe₂O₃。

本发明的第二十六方面是根据第十八方面到第二十五方面中任一个的溅射靶，其中该溅射靶不包括Bi₂Fe₄O₉。

本发明的第二十七方面是根据第十八方面到第二十六方面中任一个的溅射靶，其中Co、Ca、和Cr的含量少于感应耦合等离子体发射光谱测定法(inductively coupled plasma emission spectrometry)的检测限。

本发明的第二十八方面是根据第十八方面到第二十七方面中任一个的溅射靶，其中该溅射靶具有的填充密度(packing density)为65％-96％。

本发明的第二十九方面是根据第十八方面到第二十八方面中任一个的溅射靶，其中Bi和Fe的原子比满足Bi/Fe≥0.8的要求。

本发明的第三十方面是溅射靶制造方法，其中煅烧Bi₂O₃和Fe₂O₃粉末以制造根据第十八方面到第二十九方面中任一个的溅射靶。

本发明的第三十一方面是光学记录介质，其包括基底、记录层、和反射层，其中该记录层用包括选自BiFeO₃、Bi₂₅FeO₄₀、和Bi₃₆Fe₂O₅₇的一种或多种的溅射靶形成。

附图说明

图1是示出在未记录部分和记录部分中O(氧)原子附近的径向分布函数(radial distribution function)的图。

图2是示出根据FEFF计算测量的Bi氧化物的O(氧)原子附近的径向分布函数的图。

图3是示出实施例B-26的测量结果的图。

图4是示出溅射靶1的X-射线衍射图样的图。

图5是示出通过使用溅射靶1制造的光学记录介质的记录性能的图。

图6是示出溅射靶2的X-射线衍射图样的图。

图7是示出通过使用溅射靶2制造的光学记录介质的记录性能的图。

图8是示出溅射靶3的X-射线衍射图样的图。

图9是示出溅射靶4的X-射线衍射图样的图。

图10是示出通过使用具有不同Bi/Fe比的溅射靶制造的光学记录介质的记录性能的图。

图11是示出溅射靶5的X-射线衍射图样的图。

图12是示出溅射靶7的X-射线衍射图样的图。

具体实施方式

下文中，将详细描述本发明。

为了得到能够在蓝色-激光波长或更短的波长下进行优异记录的一次写入多次读取光学记录介质，提出了下列(1)-(3)项作为重要的问题：

(1)可形成小的记录标记

(2)在记录标记之间较少干涉

(3)在记录标记中的高度稳定性

当使用蓝色-激光时，必须选择在蓝色-波长可以通过其优异地进行记录的材料，而不象其中在用于CD和DVD的近红外波长和红色波长下使用激光的情形。

因为Bi氧化物容易吸收在蓝色-波长的光，可期望优异的记录。

根据本发明的一次写入多次读取光学记录介质的第一方面包括基底、记录层、和反射层，其中由BiOx(0＜x＜1.5)表示的材料用于记录层，和其中记录有信息的记录标记包括Bi晶体和/或Bi氧化物晶体。为了产生较高的调制振幅，要求在记录标记和未记录部分之间的折射率差大。当由BiOx(0＜x＜1.5)表示的材料用于记录层从而在记录标记中形成Bi晶体和/或Bi氧化物晶体时，折射率的变化变大，且可实现较高的调制振幅。例如，当未记录部分为无定形和记录标记包括结晶部分时，可获得较高的调制振幅。当未记录部分包括Bi氧化物时，通过在记录标记中形成Bi-金属单质，而非氧化物的沉淀，折射率差大得更多，且可获得高得更多的调制振幅。迄今为止已使用通过使无定形部分结晶形成记录标记的方法，然而，在本发明中，当在氧化物中进行记录时，通过使用以下现象可期望更高的效果，其中记录的部分变成除氧化物以外的物质且该记录的部分结晶。包括具有两种或多种不同晶体-结构的晶体的记录标记可抑制晶体生长和扩展并且能够形成小的记录标记，因为各自具有不同晶体结构的混合晶体可抑制晶体生长。

将进一步描述由记录引起的记录层的改变。

由BiOx(0＜x＜1.5)表示的材料为难以在正常状态下存在的亚稳态，然而，这种状态可通过溅射形成记录层在光学记录介质中实现。当激光束照射到在亚稳态BiOx(0＜x＜1.5)下的记录层以增加温度时，容易分离成Bi和Bi氧化物，因为BiOx试图回复到更稳定状态。此时在这一点上，据信一些Bi氧化物从氧中分离不再成为氧化物而成为Bi的状态。因为更稳定的状态是晶体状态，因此形成Bi晶体和Bi氧化物晶体，且从而记录标记变为其中包括Bi晶体和/或Bi氧化物晶体的状态。

根据本发明的一次写入多次读取光学记录介质的一方面包括基底、记录层、和反射层，其中记录层包括Bi、O、和M作为构成元素，其中M表示选自Mg、Al、Cr、Mn、Co、Fe、Cu、Zn、Li、Si、Ge、Zr、Ti、Hf、Sn、Mo、V、Nb、Y、和Ta的至少一种元素，且其中记录有信息的记录标记包括一种或多种晶体，该一种或多种晶体选自含在该记录层中的一种或多种元素的晶体和该一种或多种元素的氧化物的晶体。一次写入多次读取光学记录介质的另一方面包括基底、记录层、和反射层，其中该记录层包括Bi、O、和L作为构成元素，且该记录层包括Bi氧化物，和L表示选自B、P、Ga、As、Se、Tc、Pd、Ag、Sb、Te、W、Re、Os、Ir、Pt、Au、Hg、Tl、Po、At、和Cd的至少一种元素。

可以任何一种状态包含铋，如金属铋、铋合金、铋氧化物、铋硫化物、铋氮化物、铋氟化物，然而，该记录层优选包括一种铋氧化物。因为含有铋氧化物的记录层能够降低记录层的热导率，获得高-灵敏度和较低的抖动值(jitter value)，且使得折射复合指数(complex index)的虚部更小，该记录层具有优异的透明度，且容易形成多层记录层。

优选地，考虑到改善稳定性和热导率，铋和选自Mg、Al、Cr、Mn、Co、Fe、Cu、Zn、Li、Si、Ge、Zr、Ti、Hf、Sn、Mo、V、Nb、Y、Ta、B、P、Ga、As、Se、Te、Pd、Ag、Sb、Te、W、Re、Os、Ir、Pt、Au、Hg、Tl、Po、At、和Cd的一种或多种元素在记录层中以氧化状态存在，然而，它们不必完全氧化。换言之，当本发明记录层包括铋、氧、和一种元素(如Mg)的三种元素时，其可包括铋、铋氧化物、元素(如Mg)、和该元素(如Mg)的氧化物。

用于制造混合在记录层中的铋或金属铋和Bi氧化物的方法，即用于形成其中铋元素以不同状态存在的记录层的方法的实例，包括下列方法(A)-(C)。

(A)使用铋-氧化物靶溅射记录层

(B)使用铋靶和铋-氧化物靶溅射记录层

(C)使用铋靶溅射记录层同时引入氧到记录层或共溅射法

当采用方法(A)时，在靶中的铋完全氧化，该方法使用取决于溅射条件如真空度和溅射功率氧可能缺乏的现象。

首先，下面描述其中该记录层包括Bi、M和氧作为构成元素的一次写入多次读取记录介质的一个方面。注意元素M表示选自Mg、Al、Cr、Mn、Co、Fe、Cu、Zn、Li、Si、Ge、Zr、Ti、Hf、Sn、Mo、V、Nb、Y、和Ta的至少一种元素。

通过使用包括Bi、M、和氧的材料用于记录层，可对于在蓝色-波长下的光优异地进行记录。在本发明的一次写入多次读取光学记录介质的一个方面，其中记录层包括M，通过形成在其中混合两种或多种类型的氧化物晶体状态下的记录标记，在记录标记和未记录部分之间的折射率差更大，且可获得更高的调制振幅。进一步，通过使不仅各自氧化物的晶体而且元素单质的晶体存在于记录层中，可获得更大的效果。因为通过使不同元素的晶体或各自具有不同晶体结构的晶体混合可抑制晶体的生长，包括两种或多种不同元素和/或晶体-结构的晶体的记录标记可限制晶体生长和扩展而使得能够形成小的记录标记。

记录标记优选包括四价的Bi。典型地，关于Bi的价态，三价Bi为最稳定状态，然而为获得更高的调制振幅，使用四价的Bi。根据围绕Bi原子的氧的条件可使得Bi的价态成为四价。因为通过改变Bi的价态改变物理性能，可获得更高的调制振幅。

四价的Bi化合物实例包括BiO₂。典型地，具有结构为Bi₂O₃的Bi-氧化物为稳定状态。然而，依赖于条件，Bi-氧化物可采取如BiO₂的结构。通过使记录层具有不典型地使用的晶体结构，可获得更高的调制振幅。

本发明的一次写入多次读取光学记录介质的还一方面现将描述如下。在该一次写入多次读取光学记录介质中，记录层包括Bi、L、氧、和Bi氧化物作为构成元素。注意元素L表示选自B、P、Ga、As、Se、Tc、Pd、Ag、Sb、Te、W、Re、Os、Ir、Pt、Au、Hg、Tl、Po、At、和Cd的至少一种元素。该记录层包括铋作为主要成分。作为将添加到包括Bi和O作为构成元素的记录层的元素，可指定元素M。然而，关于可添加到构成元素的构成元素的基础性能的研究表明也可指定元素L。元素L能作为组成元素增添到包括铋作为主要成分且包括Bi氧化物的记录层的一个原因是为了降低热导率以有利于形成小的记录标记。因为热导率是可归因于光子散射的存在的值，当粒径和晶体尺寸减小时、当有多个构成材料的原子时、和当组成原子的原子量差大时等，热导率可降低。因此，通过将元素L作为组成元素加入包括铋作为主要成分且包括Bi氧化物的记录层中，可控制热导率和改善高密度记录性能。

进一步，在包括铋作为主要成分且进一步包括铋氧化物的记录层中，铋氧化物和铋通过记录信息而结晶，然而可通过元素L控制晶体和结晶颗粒的尺寸。因此，元素L能够控制记录部分中的晶体和结晶颗粒的尺寸和大大改善记录和再现性能如抖动。这是向记录层添加元素L作为组成元素的另一原因。

考虑到热导率，可作为组成元素添加到记录层中的元素L所要承担的要求很少，除了简单要求如原料的稳定性和制造的困难程度外。然而，本发明的发明人发现记录层的可靠性，即再现稳定性和存储稳定性基本上取决于所选择的元素L而变化，并且对于可靠性明确地存在由元素L承担的要求。

即，作为对将作为组成元素添加到记录层的元素L的要求的大量检测的结果，本发明的发明人发现下列要求(I)或(II)是有效的：

(I)具有鲍林电负性值(Pauling’s electronegativity value)为1,80或更大的元素。

(II)具有鲍林电负性值为1.65或更大且氧化物的标准生成焓ΔH_f ⁰为-1000(kJ/mol)或更大的元素，不包括过渡金属。

通过使用满足(I)或(II)的元素L，能够获得具有优异的记录和再现性能(如抖动)和高可靠性的一次写入多次读取光学记录介质。

下文中，将详细解释要求(I)和(II)。

包括铋作为构成元素的主要成分且包括铋氧化物的记录层的可靠性降级主要是由氧化的进行、或氧化状态的改变如价态的改变等引起的。鲍林电负性值和氧化物的标准生成焓“ΔH_f ⁰”作为元素L的物理性能的值是确实重要的，因为氧化的进行和氧化状态的改变易于引起可靠性的降级。为了充分提高光学记录介质的可靠性，首先，优选选择具有鲍林电负性值为1.80或更大的元素作为元素L。这是因为氧化不太可能在具有高的鲍林电负性值的元素上进行，且为了确保满意的可靠性，具有鲍林电负性值为1.80或更大的元素是有效的。氧化物的标准生成焓“ΔH_f ⁰”可以取任何值，条件是鲍林电负性值为1.80或更大。

具有电负性为1.80或更大的元素L的实例包括B、Si、P、Fe、Co、Ni、Cu、Ga、Ge、As、Se、Mo、Tc、Ru、Rh、Pd、Ag、Sn、Sb、Te、W、Re、Os、Ir、Pt、Au、Hg、Tl、Pb、Po、和At。

此处，将简述电负性。

电负性是表示存在于分子中的原子可吸引电子的强弱的标度。确定电负性值的方式包括鲍林电负性、马利肯电负性(Mulliken’s electronegativity)、和Allred-Rochow电负性。本发明中，通过使用鲍林电负性确定元素L的适当性。

鲍林电负性定义了分子A和B的结合能E(AB)大于分子AA和分子BB[分别为E(AA)和E(BB)]的结合能的平均值，且其之间的差是在各个原子电负性(X_A，X_B)之间的差的平方。即，其由下式表示：

E(AB)-[E(AA)+E(BB)]/2＝96.48(X_A-X_B)²....(1)

在鲍林电负性中，该等式包括转换系数96.48(1eV＝96.48kJmol^-1)，因为电负性值使用电子伏确定。

因为电负性依赖于预定的元素以何种价态引入分子而变化，当在本发明中确定电负性时使用以下定义。

即，如下所示，当以下各族元素分别采用以下价态时该值定义为元素的鲍林电负性值：

1族中的元素采用单价；2族中的元素采用二价；3族中的元素采用三价；4族到10族中元素采用二价；11族中的元素采用单价；12族中的元素采用二价；13族中的元素采用三价；14族中的元素采用四价；15族中的元素采用三价；16族中的元素采用二价；17族中的元素采用单价；18族中的元素采用零价。

对于上述提及的各自具有电负性1.80或更大的元素，在本发明定义的各自的鲍林电负性值为B(2.04)、Si(1.90)、P(2.19)、Fe(1.83)、Co(1.88)、Ni(1.91)、Cu(1.90)、Ga(1.81)、Ge(2.01)、As(2.18)、Se(2.55)、Mo(2.16)、Tc(1.90)、Ru(2.20)、Rh(2.28)、Pd(2.20)、Ag(1.93)、Sn(1.96)、Sb(2.05)、Te(2.10)、W(2.36)、Re(1.90)、Os(2.20)、Ir(2.20)、Pt(2.28)、Au(2.54)、Hg(2.00)、Tl(2.04)、Pb(2.33)、Po(2.00)、和At(2.20)。

这些元素能以两种或多种的组合作为构成元素加入到记录层。

进一步，本发明的发明人发现即使鲍林电负性值小于1.80，具有鲍林电负性值1.65或更大且该元素的氧化物的标准生成焓ΔH_f ⁰为-1000(kJ/mol)或更大的元素能够确保满意的可靠性。该要求有效的原因是因为当元素具有大的氧化物标准生成焓ΔH_f ⁰值时，即使鲍林电负性值在某种程度上小该元素也难以形成其氧化物。

本发明中，当确定鲍林电负性值时，用固定到每个族元素的各个价态来确定，且在当确定标准生成焓ΔH_f ⁰时应用相同的定义。

即，当氧化物用以下各族元素的各自价态构成时该值定义为元素的标准生成焓ΔH_f ⁰。

即，1族中的元素采用单价；2族中的元素采用二价；3族中的元素采用三价；4族到10族中元素采用二价；11族中的元素采用单价；12族中的元素采用二价；13族中的元素采用三价；14族中的元素采用四价；15族中的元素采用三价；16族中的元素采用二价；17族中的元素采用单价；18族中的元素采用零价。然而，在过渡金属的情形下，不可能容易地确定其氧化物的标准生成焓ΔH_f ⁰，因为其以各种价态形成氧化物。典型地，形成其氧化物的元素的价态越高，该氧化物的标准生成焓ΔH_f ⁰越低。

换言之，据认为在过渡金属的情况下，容易地形成其氧化物或多种氧化物，因为会形成具有各种价态的氧化物，且因此本发明中过渡金属并不优选用作元素L。

例如，因为V(钒)采用二价，V(钒)氧化物的标准生成焓ΔH_f ⁰采用的值为VO的标准生成焓ΔH_f ⁰＝-431(kJmol^-1)，且其落入本发明中对元素L的要求(II)中。然而，V(钒)也容易形成氧化物如V₂O₃(三价)、V₂O₄(四价)、V₂O₅(五价)。这些氧化物的ΔH_f ⁰值分别为V₂O₃(-1,218kJmol^-1)、V₂O₄(-1,424kJmol^-1)、V₂O₅(-1,550kJmol^-1)，且这些值没有落入本发明中对元素L的要求(II)中。即，假定V形成几乎仅仅为二价的氧化物，V(钒)落入本发明的要求(I)和(II)，然而V(钒)容易形成二价氧化物以外的氧化物，且该氧化物易于被氧化，即成为更稳定的状态。因此，这些氧化物被排除出本发明优选的元素L。

该排除的说明清楚地以“不包括过渡金属”描述在本发明中对元素L的要求中。

此处，将简述标准生成焓ΔH_f ⁰。

典型地，化学反应由以下化学等式(2)表示：

H₂(气)+(1/2)O₂(气)＝H₂O(液)....(2)

化学等式左侧称作起始体系，其右侧称作产物。附在分子前的系数称作化学计量系数。

恒定温度下与该体系的化学反应相关的进出的热称为反应热，在恒压下的反应热称为恒压反应热。

很多情形下，在典型的实验室条件下，反应热在恒压下测量，因此，典型地使用恒压反应热。恒压反应热等于在产物和起始体系之间的焓的差“ΔH”。

表示为ΔH＞0的反应称作吸热反应，表示为ΔH＜0的反应称作放热反应。

由化合物的化学元素形成化合物的反应产生的反应热的称为生成热或生成焓。在标准条件下从该化合物的化学元素形成一摩尔的化合物的反应产生的反应热称为标准生成焓。在标准条件下，标准生成焓标记有指定的温度(典型地为298K)，在0.1M Pa或近似于1大气压的压强下，且标准生成焓由符号ΔH_f ⁰表示。在标准条件下，规定各个化学元素的焓为零。

因此，可以说元素的氧化物的标准生成焓值越小或该标准生成焓的负值越大，该氧化物越稳定和该元素容易被氧化。

标准生成焓具体的值记录在，例如，在“Electrochemistry Handbook Vol.5”(Denki-kagaku Binran)中，其由The Electrochemistry Society of Japan，Maruzen编辑)。

因为标准生成焓ΔH_f ⁰依赖于预定的元素以何种价态引入分子以形成其氧化物而变化，当本发明中确定的各个元素的氧化物的标准生成焓时，使用上述要求。

具有鲍林电负性值1.65或更大且其氧化物标准生成焓ΔH_f ⁰为-1,000(kJ/mol^-1)或更大的元素的实例包括Zn、Cd、和In。对于根据本发明定义的鲍林电负性值，这些元素分别确定为如下：Zn(1.65)、Cd(1.69)、和In(1.78)。对于根据本发明定义的标准生成焓ΔHf⁰，它们分别确定为如下：Zn(-348kJmol^-1)、Cd(-258kJmol^-1)、和In(-925kJmol^-1)。

元素L的总量对铋的原子数量比优选为1.25或更小。

因为本发明的记录层基于这样的假定：其包括铋作为记录层的主要成分且还包括Bi氧化物，当元素L的总量对铋的原子数目比大于1.25时，无法获得固有的记录和再现性能。

进一步，考虑到改善记录层的存储稳定性，优选向记录层中加入B、P、Ga、Se、Pd、Ag、Sb、Te、W、Pt、和Au作为元素L。存储稳定性的改善很可能由以下事实导致：通过加强在原子之间的结合力难以打破一次形成的晶体结构或当不同尺寸的原子并肩(side-by-side)存在时，因为较小尺寸的原子可存在于较大尺寸原子的晶格中而使晶体结构稳定。特别地，元素如B和Pd结合到氧，且当Bi和O共存时有效地稳定无定形结构。可因此稳定晶体的结构，这导致该一次写入多次读取记录介质的存储稳定性的改善。

在本发明的一次写入多次读取光学记录介质中，优选通过使用波长为680nm或更小的激光束进行信息的记录和再现。不同于染料，本发明的记录层在宽波长范围下具有适当的吸收系数且具有高的折射率，因此可用在680nm或更小的红激光波长下的激光束进行记录和再现以及获得优异的记录和再现性能和高可靠性。其中，最优选的优势是用波长450nm或更小的激光束进行记录和再现。这是因为具有铋作为主要成分且具有Bi氧化物的记录层的复合折射率特别地适合于与波长450nm或更小的激光束使用的一次写入多次读取光学记录介质。

根据本发明的一次写入多次读取光学记录介质优选具有以下构造，然而它们不特别地限制于该构造。

(A)基底、记录层、上部涂层、和反射层

(B)基底、内涂层、记录层、上部涂层、和反射层

(C)基底、反射层、上部涂层、记录层、和覆盖层

(D)基底、反射层、上部涂层、记录层、内涂层、和覆盖层.

进一步，基于上述构造，可以多层结构形成层的结构。例如，当基于构造(A)以双层形成时，可具有如下构造：基底、记录层、上部涂层、反射层或半透明层、粘合剂层、记录层、上部涂层、反射层、和基底。

对于内涂层和上部涂层，可使用以下氧化物和非氧化物：氧化物的实例包括简单氧化物如B₂O₅、Sm₂O₃、Ce₂O₃、Al₂O₃、MgO、BeO、ZrO₂、UO₂、和ThO₂；硅酸盐如SiO₂、2MgO·SiO₂、MgO·SiO₂、CaO·SiO₃、ZrO₂·SiO₂、3Al₂O₃·2SiO₂、2MgO·2Al₂O₃·5SiO₂、Li₂O·Al₂O₃·4SiO₂；双(double)氧化物如Al₂TiO₅、MgAl₂O₄、Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂、BaTiO₃、LiNbO₃、PZT[Pb(Zr，Ti)O₃]、PLZT[(Pb，La)(Zr，Ti)O₃]，和铁酸盐。非氧化物实例包括氮化物如Si₃N₄、AlN、BN、和TiN；碳化物如SiC、B₄C、TiC、和WC；硼化物如LaB₆、TiB₂、和ZrB₂；硫化物如ZnS、CdS、和MoS₂；硅化物如MoSi₂；和碳如无定形碳、石墨、和金刚石。

有机材料如染料和树脂也可用于内涂层和上部涂层。

染料实例包括多次甲基(polymethine)染料、萘菁(naphthalocyanine)染料、酞菁染料、方酸(squarylium)染料、chroconium染料、吡喃鎓染料、萘醌染料、蒽醌(阴丹士林)染料、氧杂蒽染料、三苯基甲烷染料、薁染料、四氢胆碱(tetrahydrocholine)染料、菲染料、三吩噻嗪染料、偶氮染料、甲

染料、和这些化合物的金属配合物。

树脂的实例包括聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、硝酸纤维素、醋酸纤维素、酮树脂、丙烯酸类树脂、聚苯乙烯树脂、聚氨酯树脂、聚乙烯醇缩丁醛、聚碳酸酯、和聚烯烃。各种这些树脂可单独使用或两种或多种组合使用。

包括有机材料的层可通过典型使用的气相沉积、溅射、CVD(即化学气相沉积)、溶剂涂布等方式形成。当使用涂布方法时，上述有机材料等溶解在有机溶剂中且该溶剂通过通常使用的涂布方法如喷雾、辊涂、浸涂、和旋涂进行涂布。

待使用的典型的有机溶剂实例包括醇如甲醇、乙醇、和异丙醇；酮如丙酮、甲乙酮、和环己酮；酰胺如N，N-二甲基乙酰胺、和N，N-二甲基甲酰胺；亚砜如二甲亚砜；醚类如四氢呋喃、二噁烷、乙醚、和乙二醇单甲醚；酯如醋酸甲酯、和醋酸乙酯；脂肪族卤代烃如氯仿、二氯甲烷、二氯乙烷、四氯化碳和三氯乙烷；芳香族类如苯、二甲苯、单氯苯、和二氯苯；溶纤剂如甲氧基乙醇、和乙氧基乙醇；和烃类如己烷、戊烷、环己烷和甲基环己烷。

关于反射层，使用对激光束具有高反射性的光反射材料。

光反射材料的实例包括金属如Al、Al-Ti、Al-In、Al-Nb、Au、Ag、和Cu，半金属，及其合金。这些材料各自可以单独使用或两种或多种组合使用。

当反射层用合金形成时，可通过使用合金作为靶材料和通过溅射制备反射层。此外，反射层还可由靶上尖端(tip-on-target)法(例如，Cu尖端置于Ag靶材料上形成反射层)、和通过共溅射(例如，使用Ag靶和Cu靶)形成。

还可交替堆叠低折射率层和高-折射率层并形成多层结构来将其用作反射层。

例如，可通过溅射、离子镀、化学气相沉积、和真空沉积形成反射层。该反射层优选具有厚度5nm-300nm。

用于基底的材料没有特别限定，只要它们具有优异的热和机械性能，且当记录和再现从基底侧和通过基底进行时，它们还具有优异的光透射性能。

具体地，其实例包括聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、无定形聚烯烃、醋酸纤维素、聚对苯二甲酸乙二醇酯，其中优选聚碳酸酯和无定形聚烯烃。

基底的厚度取决于应用而变化且不特别限定。

用于形成于反射层、光学透明层等之上的保护层的材料没有具体限制，只要该材料可保护反射层、光学透明层等不受外力即可。有机材料的实例包括热塑性树脂、热固性树脂、电子束固化树脂、和紫外线固化树脂。无机材料实例包括SiO₂、Si₃N₄、MgF₂、和SnO₂。

在反射层和/或光学透明层等上，可使用热塑性树脂和/或热固性树脂形成保护层。首先，热塑性树脂和/或热固性树脂溶解在合适的溶剂中制备涂布溶液。接着，该涂布溶液涂布到反射层和/或光学透明层上并干燥由此形成保护层。

使用紫外线固化树脂的保护层可通过直接涂布紫外线固化树脂到反射层和/或光学透明层上或将紫外线固化树脂溶于合适的溶剂中以制备涂布溶液并将该涂布溶液涂布到反射层和/或光学透明层上，接着对涂布溶液照射紫外线以使其硬化而形成。

对于紫外线固化树脂，可使用例如，丙烯酸酯树脂如聚氨酯丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、和聚酯丙烯酸酯。

这些材料各自可单独使用或两种或多种组合使用，且可不仅以单层而且以多层结构形成。

对于形成保护层的方法，使用涂布方法如旋涂和铸模(casting)、溅射、化学气相沉积等，其中优选旋涂。

本发明中保护层厚度典型地为0.1μm-100μm，然而优选3μm-30μm。

进一步，基底可布置在反射层或光学透明层表面上。反射层和光学透明层可布置成相互面对。在布置反射层和光学透明层相互面对后，可层压两片光学记录介质。

此外，紫外线固化树脂层、无机树脂层等可形成在基底的镜面侧以保护表面和/或防止灰尘附着其上。

当具有高数值孔径的透镜用于较高记录密度时，应该形成光学透明层或覆盖层。随着数值孔径增加，再现光通过的部分必须具有降低的厚度。这是因为当介质表面的垂直方向偏离光学拾波器的光轴时可发生象差(aberration)，该偏移角即所谓的倾角随着数值孔径增加而降低。该倾角与光源波长的倒数乘以物镜数值孔径的乘积的平方成比例且对于由基底厚度引起的象差敏感。为了减小由基底厚度引起的象差，减小基底厚度。

为此，提出一些光学记录介质，例如，其中基底、形成在基底上具有凹凸部或不规则的记录层、反射层、和光学透明层或作为透光层的覆盖层以此顺序以层状结构布置的光学记录介质，其中该再现光从光学透明层照射以再现记录层中的信息。另一实施例为其中反射层、记录层、和光学透明层或具有光透明性的覆盖层以此顺序布置在基底上的光学记录介质，其中再现光从光学透明层照射以再现记录层中的信息。这些光学记录介质可允许通过减小光学透明层的厚度使用具有高的数值孔径的物镜。即，通过在具有薄光学透明层的介质上记录和/或再现信息，可进行较高密度的记录，其中再现光从光学透明层上照射。

覆盖层可典型地包括聚碳酸酯片材或紫外线固化树脂。此处使用的覆盖层可包括粘合剂层以粘合覆盖层到相邻的层。

下文中，将详细公开适合用于本发明的具有包括Bi、Fe、和氧的记录层的光学记录介质的溅射靶，及其制造方法。

根据本发明的溅射靶包括Bi、Fe、和O。该溅射靶合适地用于形成光学记录介质的记录层，其用在550nm或更小的波长下的激光束进行记录和再现。

检测消光系数k(其为光学常数之一且为表示光吸收程度的系数)与光波长之间的关系。当k值为零时，它表示没有光的吸收，且随着k值增加，光吸收增加。使用本发明的包括Bi、Fe、和O的溅射靶形成的记录层在600nm或更大的波长下具有接近于零的吸收光，和约为零的k值，因此，难以记录信息。然而，在小于550nm的波长下k值突然变大和能够优异地记录。特别地，在400nm的波长附近，光吸收基本上变得更大，作为光学记录介质的记录层展现出相当优异的性能。

本发明的溅射靶优选地包括Bi氧化物和Fe氧化物或Bi和Fe的复合氧化物。该溅射靶可包括Bi和Fe的复合氧化物且进一步包括选自Bi氧化物和Fe氧化物的一种或多种。可有这样的情况：其中取决于组成，Bi氧化物或Fe氧化物保持在溅射靶中而不使Bi和Fe的复合物处于良好平衡的状态。溅射靶的一方面包括Bi氧化物和Fe氧化物，或者溅射靶的另一方面包括Bi和Fe的复合氧化物，或在溅射靶的还一方面包括Bi和Fe的复合氧化物且进一步包括选自Bi氧化物和Fe氧化物的一种或多种。在上述任何方面，使用以上所述溅射靶制造的光学记录介质展现优异的性能。特别地，通过包括Bi氧化物作为记录层的组分，制造的记录层可包括Bi氧化物。因为记录标记可通过沉淀Bi金属优异地记录，使用包括Bi氧化物的溅射靶是显著有效的。

本发明的溅射靶优选地包括选自Bi氧化物、Fe氧化物、和Bi和Fe的复合氧化物的一种或多种，且该氧化物优选具有与化学计量组成相比较少量氧的氧化物。作为Bi氧化物、Fe氧化物、或Bi和Fe的复合氧化物且具有与化学计量组成相比较少量氧的氧化物的实例包括BiOx(x＜1.5)、FeOx(x＜1.5)、BiFeOx(x＜3)、Bi₂₅FeOx(x＜40)、和Bi₃₆Fe₂Ox(x＜57)。通过减少氧的量而提高金属性能，通过使用直流电源(DC电源)实现溅射。DC溅射的优势在于用于制造的设备比用于RF溅射的设备便宜且在DC溅射中使用的设备比用于RF溅射的设备更加小型化。当通过DC溅射形成层时，层中氧的量可通过外部引入氧来控制。通过采用DC溅射，易于控制记录性能。

在Bi金属和Fe₂O₃混合后煅烧具有与化学计量组成相比较少量氧的溅射靶。也可通过如控制温度而减少存在于靶中氧的量的方法制造具有少量氧的靶。

本发明的溅射靶优选地包括选自BiFeO₃、Bi₂₅FeO₄₀、和Bi₃₆Fe₂O₅₇的一种或多种作为主要成分。如上述，使用包括Bi、Fe、和氧的记录层的光学记录介质展现优异的记录性能。已经有含有Bi、Fe、和氧用于磁光记录且具有石榴石结构的溅射靶，然而，考虑到用于形成石榴石结构的组成，所述的溅射靶不包括本发明中使用的化合物作为主要成分。迄今还没有使用包括Bi、Fe、和氧三种元素的溅射靶，因为不可能仅用这三种元素形成石榴石结构。此外，本发明不涉及磁光记录介质，且本发明涉及用于形成主要包括Bi、Fe、和氧的层(其在下文中称作BiFeO层)的溅射靶，该层用于不使用磁的光学记录介质，特别地用于能高密度记录的一次写入多次读取光学记录介质。

该溅射靶优选由三种元素Bi、Fe、和氧组成。

在该情形下，溅射靶可包括除这三种元素外的杂质元素，然而，优选不包括会削弱层性能的微量元素。

本发明的溅射靶通过混合和煅烧原料氧化物的粉末制造。可使用Bi氧化物的煅烧粉末和Fe氧化物粉末制造溅射靶。也可通过制备主要包括Bi、Fe、和氧三种元素的化合物粉末且接着煅烧该粉末制造溅射靶。作为煅烧方法，可使用压-热煅烧方法如热压、热均衡加压或HIP。对于煅烧温度，优选更高的温度来增强溅射靶强度，然而，在包括Bi、Fe、和氧三种元素的化合物的情形下，在约800℃或更高的温度下发生相分离和/或熔化，且难以均匀地煅烧。那么，必须控制该煅烧温度使其不大于约750℃。

特别地，其中使用包括选自BiFeO₃、Bi₂₅FeO₄₀、和Bi₃₆Fe₂O₅₇的一种或多种作为主要成分的溅射靶形成BiFeO层作为记录层的光学记录介质展现优异的性能。BiFeO₃、Bi₂₅FeO₄₀、和Bi₃₆Fe₂O₅₇的存在可通过X射线衍射的方式检查。对于辐射源，使用Cu以X射线衍射仪的2θ角为5°-60°来测量。术语主要成分是指在化合物中含有最高含量或最高质量％。典型地，作为X射线衍射分析的结果展现最高衍射峰的材料可确定为主要成分，然而，该含量可以不与衍射峰标度成比例。溅射靶包括选自BiFeO₃、Bi₂₅FeO₄₀、和Bi₃₆Fe₂O₅₇的两种或多种元素作为主要成分的情形是指这些两种或多种化合物的各自含量相同和这些两种或多种化合物含量高于其它的组分的含量。

溅射靶优选包括Bi₂O₃和/或Fe₂O₃。具有使用包括这些化合物的溅射靶形成BiFeO层作为记录层的光学记录介质展现优异的性能。Bi₂O₃和/或Fe₂O₃的存在可通过X射线衍射的方式检测。对于辐射源，使用Cu在2θ角为5°-60°下测量。

在用于确定BiFeO₃、Bi₂₅FeO₄₀、Bi₃₆Fe₂O₅₇、和Bi₂O₃、和Fe₂O₃的组成的X射线衍射分析中，当期望待检测到衍射峰的2θ角定义为θ1时，实际上在θ1±1度范围内具有衍射峰的物质确定为包括在上述化合物中。

在X射线衍射分析中，晶格常数变化，和在取决于原因如测量温度、层的内应力、测量的X射线波长误差、和组成偏移的出现衍射峰的角度处发生偏差。对于公知的物质，在什么角度检测到衍射峰可通过使用ASTM(American Society for Testing and Material)卡和JCPDS检索知道。当分析样品以鉴定组分时，广泛使用ASTM卡和JCPDS卡的图表。术语JCPDS代表Joint Committee on Powder Diffraction Standards，且其为由名为InternationalCenter for Diffraction Data的组织提供的X-射线衍射图样的图，并且存储了许多标准物质衍射图样的图表用于检索。具有未知组分的样品的X-射线衍射图样图与标准物质的图表比较，并且确定X-射线衍射图样图与何种标准物质对应或紧密相关。通过这种比较，鉴定样品物质。使用JCPDS卡图的鉴定方法是在世界上广泛使用的方法，如X-ray Diffraction Analysis Rules、和日本工业标准(JIS)中X-ray Diffraction Analysis Rules的描述以及在由Tokyo Institute ofTechnology编辑的X-ray Diffraction Analysis Ceramics Basic Structure 3中所示出的。在测量中，检查具有未知组分物质的X-射线衍射图样与何种标准物质的图对应或紧密相关，然后确定该物质。

nλ＝2d sinθ

在上述等式中，n表示正整数，λ表示波长，d表示晶面的距离，和θ表示掠射角或入射角的补角。

因为适用Bragg法则，衍射峰还出现在2θ的较高角侧n表示的整数倍的位置上。通过在分析基于2θ的衍射峰的同时分析由整数倍表示的峰位置能够鉴定物质。如上述，在X射线衍射分析中，晶格常数变化，和在由于测量温度、层的内应力、测量的X射线波长误差、和组成偏移等出现衍射峰的角度处发生偏差，因此，当物质具有的峰在已知物质衍射峰出现的角附近时，可确定该物质对应于具有该衍射峰的已知物质。

对于衍射峰偏差，例如，研究BiFeO₃标准图(参考码20-0169)找到的2θ＝22.491度的峰。分别观测以相同方式和在相同条件下制造的四个溅射靶的测量结果。BiFeO₃的标准数据的2θ度数为22.491°。另一方面，这些靶分别示出了轻微的偏差为22.380°、22.500°、22.420°、和22.420°。当重复测量时，研究显示约±1度的偏差在测量的误差范围内。因此，即使观察到在±1度衍射峰的角度内的偏差，也可确定为已知峰。例如，当物质具有从22.491°±1度偏差的峰时，可确定为本发明中描述的BiFeO₃包括在该物质中。包括Bi、Fe、和O且具有在22.380≤2θ≤22.500处的衍射峰的溅射靶在记录性能上特别地有效。

类似地，根据Bi₃₆Fe₂O₅₇的标准数据，Bi₃₆Fe₂O₅₇具有峰2θ＝27.681度。测量上述四个靶，发现它们的峰在27.65°、27.64°、27.76°、和27.67°。

根据Bi₂₅FeO₄₀的标准数据，其峰在2θ＝27.683度。测量这四个靶，发现它们的峰分别在27.66°、27.64°、27.76°、和27.68°。

因为在重复测量中引起约±1度的偏差，认为在任何这些物质的2θ中±1度偏差落入测量误差范围内。

优选地，溅射靶不进一步包括Bi₂Fe₄O₉。随着Bi含量增加，Bi₂Fe₄O₉的含量倾向于降低。可通过X射线衍射方式检测Bi₂Fe₄O₉的存在。对于辐射源，使用Cu以X射线衍射仪的2θ角为5°-60°测量。发现使用其中通过X射线衍射方式识别有Bi₂Fe₄O₉存在的溅射靶形成BiFeO层用于记录层的光学记录介质没有满意地展现记录性能且不适合高密度记录。

溅射靶优选具有的Co、Ca和Cr含量小于检测限。当使用包括杂质的溅射靶时，形成的层也包括杂质元素。在光学记录中，通过吸收照射到记录层上的激光束来增加记录层温度并引起物理或化学变化进行记录。术语物理或化学变化是指变化如结晶等。因为在结晶时结晶温度的变化和晶体尺寸不同，不优选使用含有杂质的用于记录层的层。

对于杂质的检测，通过感应耦合等离子体发射光谱测定法的方式定量地分析组成。当分析少量元素时，该分析是合适的，且即使当使用该分析时，溅射靶优选具有Co、Ca和Cr含量小于该检测限。

溅射靶优选具有填充密度为65％-96％。

溅射靶填充密度越高，靶强度越高且因为其高密度的元素形成层的时间趋于缩短，同时，在靶和形成的层之间的组成差异倾向于增加。可有这样的情况：其中通过减少靶密度靶的组成可与层的组成相近，然而，密度减少的靶不仅导致延迟的层形成速度的问题，还导致当形成层时靶本身脆性而破碎的问题。此处，术语填充密度表示通过将实际制造的靶重量与当靶重量由指定物质以100％支配时计算的靶重量比较获得的作为密度的值。

表1示出了靶的填充密度、在形成层期间或形成后的靶状态、和当使用直径76.2mm和厚度4mm的Bi₁₀Fe₅O_X靶时其中形成有层的记录介质的记录性能。当填充密度为50％或更小时，即使在煅烧后也不能形成作为溅射靶的靶。填充密度为61％，能够形成靶，然而，其在施加100W的电功率后易于立即破碎。填充密度为98％，该密度太高且该靶很硬以致于易于破碎。填充密度65％-96％，靶能够毫无问题地形成，且展现优异的记录性能。即使是填充密度为61％和98％，通过在形成层时确保没有发生靶碎裂的条件下形成层获得优异的记录性能。从上述结果可见，溅射靶的填充密度优选65％-96％。

表1

填充密度(％)	靶状态	记录性能
			50％或更小	不能形成靶
61％	通过施加100W射频功率易于受损。在50W受损。	优异
			65％	通过施加100W射频功率可能形成溅射靶。	优异
83％	通过施加100W射频功率可能形成溅射靶。	优异
			96％	通过施加100W射频功率可能形成溅射靶。	优异
98％	通过施加100W射频功率易于受损。在50W受损。	优异

溅射靶优选具有的Bi对Fe的原子比满足关系Bi/Fe≥0.8。具有使用该靶形成的BiFeO-层的光学记录介质展现优异的性能且特别适于高-密度记录。

在理论上，基于假定使用包括Bi₂₅FeO₄₀作为主要成分的溅射靶，Bi/Fe比率的上限为25，然而，事实上，其为15左右。本发明溅射靶制造方法涉及通过煅烧Bi₂O₃和Fe₂O₃粉末制造本发明的BiFeO靶的方法。Bi₂O₃以Bi的氧化物天然地存在，Fe₂O₃以Fe的氧化物存在。通过干法或湿法粉碎这些粉末且接着分级为均匀的颗粒直径。然后，将该粉末混合、加热、和挤压以成形接着在保持温度为750℃下在大气中煅烧。通过重复进行再粉碎煅烧的靶以及通过加热和挤压成形的方法能改善该溅射靶的强度。通过金属焊接或树脂粘合的方式，将上述煅烧的靶结合到由无氧铜制成的背衬板上可获得溅射靶。

本发明还提出包括使用本发明溅射靶形成的BiFeO层的光学记录介质。该光学记录介质中，在包括聚碳酸酯等的树脂基底上形成必要的层。可在树脂基底上形成凹槽和凹坑来控制径迹(tracking)等。通过施加射频功率同时在真空中引入氩气形成BiFeO-层。此外，用于改善性能的金属层和保护层可布置作为反射层。

上述段落中集中在光学记录介质上描述了本发明的溅射靶，本发明的溅射靶的应用不限于光学记录介质且可用于其它目的，只要该层的性能满足要求。例如，溅射靶能用于形成由磁性材料制成的薄层、用于形成制造光控制用绝缘体的薄层、和用于形成光开关用薄层。

对于形成该溅射靶的粗略生产线，可采取如下程序步骤：对原料称重、通过干法球磨混合、热压、成形、和粘合。还可使用的是采取如下的程序步骤：原料称重、通过干法球磨混合、喷雾干燥、热压、成形、和粘合。

根据本发明，可提供一次写入多次读取记录介质，其能在较高程度的调制振幅下稳定地记录小的记录标记。使用迄今为止还没有发现的另外元素，可提供具有优异的记录和再现性能和可靠性的一次写入多次读取光学记录介质。

进一步，本发明可提供溅射靶，其适用于任意形成的具有稳定组成和结构的层，提供其制造方法，和还可提供使用该靶的高-密度光学记录介质。

下文中，参考具体实施例将基于光学记录介质和一次写入多次读取光学记录介质详细描述本发明，该光学记录介质包括其中使用由BiOx(0＜x＜1.5)表示的本发明材料的记录层和该一次写入多次读取光学记录介质包括Bi、M和氧作为记录层构成元素，然而，本发明并不限于公开的实施例。

实施例A-1

在其上形成有凹槽深度为21nm的导槽(guide groove)的聚碳酸酯-基底上，通过溅射形成具有由BiOx(0＜x＜1.5)表示的组成和厚度10nm的层以获得本发明的一次写入多次读取光学记录介质。在射频功率为100W和Ar气流速率为40sccm下，使用具有Bi₂O₃组成且直径为76.2mm的溅射靶形成该层。

在以下条件下在405nm波长下使用由PULSTEC INDUSTRIAL CO.，LTD.制造的透镜数值孔径为0.65的光盘评价系统DDU-1000对该光学记录介质进行记录。

·调制模式：1-7调制

·记录线密度：最短标记长度(2T)＝0.231μm

·记录线速度：6.0m/s

·波形均衡：正态(normal)均衡器

结果，在记录功率为5.2mW下在连续记录部分中获得9.9％的优异抖动(jitter)值，和实现了调制振幅为55％的优异的二进制(binary)记录性能。

实施例A-2

在其上形成有凹槽深度为21nm的导槽的聚碳酸酯-基底上，通过溅射具有Fe和O且厚度10nm的层以获得本发明的一次写入多次读取光学记录介质。在射频功率为100W和Ar气流速率为40sccm下，使用具有Bi₁₀Fe₅O_x组成且直径为76.2mm的溅射靶形成该层。该靶通过煅烧比率为2∶1的Bi₂O₃和Fe₂O₃混合物制备。理论上其应为Bi₁₀Fe₅O_22.5，然而，因为在煅烧方法中泄漏的氧，氧的量不能精确测量，并因此将氧表示为O_X。

在以下条件下在405nm波长下使用由PULSTEC INDUSTRIAL CO.，LTD.制造的透镜数值孔径为0.65的光盘评价系统DDU-1000对该光学记录介质进行记录。

·调制模式：1-7调制

·记录线密度：最短标记长度(2T)＝0.231μm

·记录线速度：6.0m/s

·波形均衡：正态均衡器

结果，在记录功率为5.8mW下在连续记录部分中获得8.9％的优异抖动值，和实现了调制振幅为52％的优异的二进制记录性能。

实施例A-3

使用在实施例A-1中制造和用于记录的一次写入多次读取光学记录介质进行反射EELS测量。改进由Perkin-Elmer制造的扫描俄歇(Auger)电子能谱仪PHI4300用于测量。EELS代表电子能量损失能谱法(Electron Energy LossSpectroscopy)，且是其中电子照射到样品上以测量通过与样品外表面相互作用而散射的电子的能量分布光谱学体系。当一定能量的初级电子激发待测原子的内壳层时，释放一定能量的电子，导致初级电子的散射。该过程中，通过与邻近原子的相互作用损失了一些能量。因此，通过检查电子散射的方式，可获得如邻近原子的径向分布函数的信息。

基于通过EELS测量获得的EELS能谱，测量氧原子附近的径向分布函数。径向分布函数表示在原子附近电子存在的几率且能够计算和推测原子的价态和结构。在基于光电子多次散射理论的分析软件包中，广泛使用由Washington University出版的FEFF软件。通过使用这种分析软件和将计算值相对实际测量值参照，可推测价态数和结构。

图1示出了通过上述方法测量的径向分布函数的值。

图2示出了使用FEFF计算的径向分布函数。该图示出的径向分布函数分别为采用Bi的Bi-三价的情形；Bi-三价然而采用的结构为β-Bi₂O₃的情形；和Bi-四价的BiO₂的情形。

比较这些径向分布函数，突出地示出了在记录部分中6埃附近的峰1011和1012。当比较该两个图时，峰1011和1012相互匹配。这证明了BiO₂，即四价Bi的BiO₂存在于记录部分中。

具有该记录标记的一次写入多次读取光学记录介质能够进行具有较高调制振幅的优异的记录且实现高-密度记录。

下文中，参照实施例和比较例，将基于使用本发明中使用的元素L作为另外元素的一次写入多次读取光学记录介质进一步详细描述本发明，然而，本发明不限于这些公开的实施例。

(实施例B-1到B-18)

通过采用如下结构制造一次写入多次读取光学记录介质：其中聚烯烃-基底(由NIPPON ZEON CO.，LTD.制造的ZEONOR)；包括铋作为构成记录层元素的主要成分和Bi氧化物的记录层；绝热层；和反射层以层状结构形成，且使用以下材料分别用于这些层。

使用原料制造溅射靶，该原料中Bi₂O₃和在表2中示出的元素的氧化物以比率2∶1到5∶1混合，接着使用该溅射靶形成记录层以致具有厚度为约7nm。

表2显示了添加到各个记录层的各元素L的得到的各自鲍林电负性值，和元素L的氧化物的标准生成焓值ΔH_f ⁰，然而，这些值基于本发明的定义。当鲍林电负性值为1.80或更大时，元素L的氧化物的标准生成焓值ΔH_f ⁰不重要，且因此表2的一些元素没有它们的ΔH_f ⁰值。

如上述，本发明中，以固定到各元素族的各价态获得元素L的鲍林电负性值和氧化物生成的标准焓值。基于本发明定义的各个元素的各自的价态也在表2中写出。

在表2中，术语类型A表示落入本发明定义(I)的元素L，术语类型B表示落入本发明定义(II)的元素L。

材料ZnS-SiO₂以比率85∶15(摩尔％)用于绝热层且形成的厚度为15nm。

对于反射层，使用Ag合金且形成厚度为100nm。

聚烯烃基底的道间距为0.437μm且厚度为0.6mm。

在以下条件下在405nm波长下使用由PULSTEC INDUSTRIAL CO.，LTD.制造的透镜数值孔径为0.65的光盘评价系统DDU-1000对这些光学记录介质进行记录。

结果，获得极其优异的记录和再现性能，即在表2示出的抖动值。

<记录和再现条件>

·调制模式：1-7调制

·记录线密度：最短标记长度(2T)＝0.204μm

·记录线速度：6.6m/s

·波形均衡：受限(limit)均衡器

·再现功率：0.5mW

然后，这些一次写入多次读取光学记录介质放置在温度80℃和相对湿度85％的条件下100小时以测量抖动值的变化量。该抖动值的变化量计算如下：

(存储测试后的抖动值)-(初始抖动值)

表2示出了该结果。

从表2中清楚看到，用于本发明的元素L的满足定义(I)的元素分别展示了优异的初始抖动值和遭受存储测试的小程度的抖动值恶化。

还展示了只要满足定义(I)，氧化物的标准生成焓“ΔH_f ⁰”可取任意值。

而且，用于本发明的元素L满足定义(II)的元素分别展示了优异的初始抖动值和遭受存储测试的小程度的抖动值恶化。

表2

样品号	元素L	价态	鲍林电负性	标准生成焓值ΔH<sub>f</sub><sup>0</sup>(kJmol<sup>-1</sup>)	类型	初始抖动值(％)	抖动值的变化量(％)
								1	B	3	2.04	-1,273	A	5.6	0.5
2	P	3	2.19		A	6.2	0.5
								3	Ga	3	1.81	-1，819	A	6.2	0.5
4	Se	2	2.55		A	6.3	0.5
								5	Pd	2	2.20	-85	A	5.8	0.2
6	Ag	1	1.93		A	6.1	0.3
								7	Sb	3	2.05	-1,440	A	5.7	0.4
8	Te	2	2.10		A	5.7	0.4
								9	W	2	2.36		A	5.9	0.5
10	Pt	2	2.28		A	6.0	0.3
								11	Au	1	2.54		A	6.2	0.3
12	Cd	2	1.69	-258	B	6.2	0.5
								13	As	3	2.18	-1,313	A	6.3	0.5
14	Re	2	1.90		A	6.0	0.5
								15	Os	2	2.20		A	6.0	0.5
16	Ir	2	2.20		A	6.0	0.5
								17	Tl	3	2.04	-394	A	6.2	0.6
18	Hg	2	2.00	-90	A	6.3	0.6

上述实施例中，用于记录和再现的波长设定在405nm，然而，对于波长660nm的激光束通过从15nm到120nm调节绝热层厚度，以抖动值为9％或更小优异地进行记录。在测试中，基底的道间距为0.74μm，且记录和再现条件基于DVD+R的那些条件。在与上述实施例相同的存储测试中获得的增加的抖动值量给出基本上类似于在表2中示出的那些的结果。

(比较例B-1)

按照在实施例B-1中相同的方式制造一次写入多次读取光学记录介质，只要主要成分为铋，和使用通过用金属铋靶溅射形成的记录层代替含有Bi氧化物的记录层。接着评价光学记录介质。

通过X射线光电子能谱法的分析显示没有在记录层中检测到铋氧化物，除了在基底和记录层之间的界面中和在记录层和ZnS-SiO₂之间的界面中。因此，证明了比较例B-1中制造的记录层不包括Bi氧化物。

作为记录和再现性能的测量结果，该初始抖动值超过15％，且其在存储测试后不能测量抖动。

从该结果中，确认了不仅包括铋作为主要成分而且包括Bi氧化物的记录层的重要性。

(实施例B-19)

在其上形成有凹槽深度为50nm和道间距为0.40μm的导槽的聚碳酸酯基底上，厚度为65nm的ZnS-SiO₂层即内涂层和厚度为15nm的BiPdO层即记录层以此顺序通过溅射以层状结构布置。Bi对Pd的原子数目比，或Bi∶Pd为约3∶1。

然后，在该记录层上，通过旋涂形成包括由以下化学式1表示的颜料或染料的有机材料层即上部涂层以具有平均厚度为约30nm。在该有机材料层上，通过溅射配置包括Ag厚度为150nm的反射层，和接着通过旋涂在反射层上进一步配置由紫外固化树脂制成的厚度为5μm的保护层以由此获得本发明的一次写入多次读取记录介质。

由化学式1表示的颜料或染料典型地用于通常的DVD±R的材料，且该材料分别在蓝色-激光波长下具有小的吸收。

化学式1

在与HD和DVD-R相一致的记录和再现条件下对该光学记录介质进行记录以在405nm波长使用由PULSTEC INDUSTRIAL CO.，LTD.制造的数值孔径为0.65的光盘评价系统DDU-10对其评价。

该光学记录介质的测量产生在记录功率5.8mW下优异的值PRSNR 22，并实现了优异的记录和再现性能。

(实施例B-20)

在其上形成有凹槽深度为20nm和道间距为0.32μm的导槽的聚碳酸酯基底上，厚度为100nm的由Ag制成的反射层、厚度为16nm的ZnS-SiO₂层即上部涂层和厚度为7nm的BiPdO层或者记录层以此顺序通过溅射以层状结构布置。Bi对Pd的原子数目比，或Bi∶Pd为约3∶1。

然后，由树脂制成的厚度为0.1mm的覆盖层层压在记录层上以获得本发明的一次写入多次读取记录介质。

在按照BD-R的记录和再现条件下对该光学记录介质进行记录和再现以在405nm波长下使用由PULSTEC INDUSTRIAL CO.，LTD.制造的具有数值孔径为0.85的光盘评价系统对其评价。

该光学记录介质的测量产生在记录功率7.0mW下的优异的抖动值6.0％，和实现了优异的记录和再现性能。

(实施例B-21)

按照与实施例B-19相同的方式制造一次写入多次读取光学记录介质，条件是BiBO层用于记录层。接着评价该一次写入多次读取光学记录介质，Bi对B的原子数目比，或者Bi∶B为约2∶1。

该光学记录介质的测量产生在记录功率5.6mW下优异的值PRSNR 23，和例证了可用该光学记录介质实现优异的记录和再现性能。

(实施例B-22)

按照与实施例B-20相同的方式制造一次写入多次读取光学记录介质，条件是BiBO层用于记录层。接着评价该一次写入多次读取许多光学记录介质。Bi对B的原子数目比，或者Bi∶B为约2∶1。

该光学记录介质的测量产生在记录功率6.7mW下的优异的抖动值5.9％，和实现了优异的记录和再现性能。

(实施例B-23)

在其上形成有凹槽深度为50nm和道间距为0.32μm的导槽的聚碳酸酯基底上，通过溅射形成厚度为100nm的由Ag制成的反射层，通过旋涂形成包括由化学式1表示的颜料或染料的有机材料层即上部涂层以具有平均厚度为约30nm，接着厚度为15nm的BiBO层即记录层、和ZnS-SiO₂层即内涂层以此顺序通过溅射以层状结构布置。Bi对B的原子数目比，或Bi∶B为约2∶1。

然后，将由透明树脂制成的厚度为100nm的覆盖层层压在记录层上，由此获得本发明的一次写入多次读取的记录介质。

在按照BD-R的记录和再现条件下对该光学记录介质进行记录和再现以在405nm波长下使用由PULSTEC INDUSTRIAL CO.，LTD.制造的具有数值孔径为0.85的光盘评价系统对其评价。

该光学记录介质的测量产生在记录功率4.8mW下的优异的抖动值6.5％，和实现了优异的记录和再现性能。

(实施例B-24)

在其上形成有凹槽深度为40nm和道间距为0.74μm的导槽的聚碳酸酯基底上，厚度为15nm的BiBO层即记录层和厚度为40nm的ZnS-SiO₂层即上部涂层以此顺序通过溅射以层状结构布置。Bi对B的原子数目比，或者Bi∶B为约2∶1。

然后，在记录层上，布置由Ag制成的厚度为100nm的反射层和由紫外线固化树脂制成的厚度为约5μm的保护层，由此获得本发明的一次写入多次读取的记录介质。

在按照DVD+R的记录和再现条件下对该光学记录介质进行记录和再现以在660nm波长下使用由PULSTEC INDUSTRIAL CO.，LTD.制造的具有数值孔径为0.65的光盘评价系统DDU-1000对其评价。

该光学记录介质的测量产生在记录功率12.0mW下的抖动值7.2％，和实现了优异的记录和再现性能。

(实施例B-25)

按照与实施例B-24相同的方式制造一次写入多次读取光学记录介质，条件是Sb添加到记录层的材料中。接着评价一次写入多次读取光学记录介质，Bi对Sb的原子数目比，或者Bi∶Sb为约4∶1。

该光学记录介质的测量产生在记录功率10.0mW下的抖动值7.6％，和实现了优异的记录和再现性能。

(实施例B-26)

在其上形成有凹槽深度为20nm和道间距为0.437μm的导槽的聚碳酸酯基底上，将具有厚度为5nm的BiPdO层即记录层和具有厚度为15nm的ZnS-SiO₂层即上部涂层以此顺序通过溅射以层状结构布置。在ZnS-SiO₂层上，通过溅射设置具有厚度为100nm的含有Ag的反射层，且通过旋涂进一步设置具有厚度为约5μm的含有紫外线固化树脂的保护层，由此获得本发明的一次写入多次读取光学记录介质。

在实施例B-26中，在记录层中改变Pd总量对Bi的原子数目比，以评价抖动值。记录和再现条件与实施例B-1到B18中相同.

如图3所示的光学记录介质的测量，例证了在Pd总量相对于Bi的原子数目比为1.25或更小的范围内可获得优异的抖动值。在图3中，该值1.25由虚线表示。此外，还例证了除Pd以外的本发明中定义的元素也分别具有与上述类似的趋势。

然后，将参照实施例和比较例具体描述本发明涉及的溅射靶，然而，本发明并不限于公开的实例。

实施例C-1

混合Bi₂O₃和Fe₂O₃粉末以得到Bi对Fe的原子比为6∶5，接着在球磨机中通过干法混合1小时。通过在100MPa-200MPa下压制形成混合粉末，接着在750℃下在大气中煅烧5小时以获得溅射靶。靶的直径为152.4和厚度为4mm，该靶通过金属焊接结合到由无氧铜制成的背衬板上获得溅射靶1。该溅射靶的填充密度为75％。

测量溅射靶的X-射线衍射图样。测量条件如表3所示。图4表示测量结果。

为了确定测量中获得的衍射峰位置，针对已知物质的衍射峰位置搜索和检测该衍射峰位置。在图4顶部标记有(a)的图表示靶1的衍射图样。标记有(b)的图表示基于已知数据的BiFeO₃衍射峰的位置。在X射线衍射分析中，物质的衍射线位置和强度的数据已经汇集在来自于过去测量的X射线衍射数据源的数据库中。因此，测量的物质可通过比较测量衍射结果与以前的数据来鉴定。作为在比较标记有(b)的BiFeO₃数据与标记有(a)的测量数据后搜索的结果，发现带有标记“°”的衍射峰为BiFeO₃的衍射峰。类似地，标记有(c)的图为Fe₂O₃的已知数据，和标记有(d)的图为Bi₂O₃的已知数据。类似地，鉴定Bi₂O₃和Fe₂O₃的衍射峰。最大峰为对应于BiFe₂O₃的衍射峰，这表明该化合物为主要组分。进一步，对溅射靶进行ICP分析，即感应耦合等离子体发射光谱测定法。将部分溅射靶溶解在王水中作为样品，接着用超纯水稀释用于分析。对于该溶液，分别分析元素Co、Ca、和Cr。分析结果为各个元素的含量小于检测限。

表3

源	Cu
		波长	1.54056埃
单色器	使用
		管电流	100mA
X射线管电压	40kV
		覆盖数据	5-60度
扫描轴	2θ/θ
		采样间隔	0.020度
扫描速度	8.000度/分钟
		发散狭缝	1.00度
散射狭缝	1.00度
		光检测狭缝	0.15mm

实施例C-2

使用实施例C-1中制备的溅射靶来制造光学记录介质。

在其上形成有凹槽深度为50nm和道间距为0.44μm的导槽的聚碳酸酯基底上，通过溅射形成具有厚度为15nm的BiFeO层，在BiFeO层上通过旋涂形成含有由化学式1表示的颜料或染料的有机材料层以具有平均厚度为约30nm，将由Ag制备的厚度为150nm的反射层通过溅射布置在该有机材料层上，且将由紫外线固化树脂制成的厚度为约5μm的保护层通过旋涂进一步布置在反射层上，由此获得本发明的一次写入多次读取记录介质。由化学式1表示的颜料或染料典型地用于通常的DVD±R材料，且这种材料分别在蓝色-激光波长中具有小的吸收。

化学式1

在以下条件下在405nm波长下使用由PULSTEC INDUSTRIAL CO.，LTD.制造的具有数值孔径为0.65的光盘评价系统DDU-1000对该光学记录介质进行二进制记录。

<记录条件>

·调制模式：8-16调制

·记录线密度：1T＝0.0917μm

最短标记长度(3T)＝0.275μm

·记录线速度：6.0m/s

·波形均衡：正态均衡器

结果，如图5所示，在记录功率6.1mW下获得优异的抖动值10.2％，且实现了优异的记录和再现性能。

实施例C-3

按照实施例C-1相同的方式制备溅射靶2，条件是混合Bi₂O₃和Fe₂O₃粉末使得Bi对Fe原子比为35∶5。该溅射靶的填充密度为67％。

测量该溅射靶的X-射线衍射图样。测量条件如表3所示，图6表示测量的结果。

为确定在测量中获得的衍射峰位置，将衍射峰位置与已知物质对照。如图6所示，衍射图样的大部分(如果不是全部)峰与Bi₂₅FeO₄₀的峰相匹配。当然，最高峰为Bi₂₅FeO₄₀的峰，这证明该化合物为主要成分。

实施例C-4

使用在实施例C-3中制备的溅射靶制造光学记录介质。

在其上形成有凹槽深度50nm和道间距0.44μm的导槽的聚碳酸酯基底上，厚度为50nm的ZnS-SiO₂层和厚度15nm的BiFeO层通过溅射以此顺序以层状结构布置，含有由以下化学式1表示的颜料或染料的有机材料层通过旋涂形成在BiFeO层上以使得平均厚度为约30nm，厚度为150nm的包括Ag的反射层通过溅射布置在该有机材料层上，接着进一步通过旋涂将厚度约5μm的由紫外线固化树脂制成的保护层布置在反射层上，由此获得一次写入多次读取记录介质。由化学式1表示的颜料或染料典型地用于通常DVD±R的材料，且该材料分别具有在蓝色-激光波长中小的吸收。

在以下条件下在波长405nm下使用由PULSTEC INDUSTRIAL CO.，LTD.制造的数值孔径为0.65的光盘评价系统DDU-1000对该光学记录介质进行二进制记录。

<记录条件>

·调制模式：8-16调制

·记录线密度：1T＝0.0917μm

最短标记长度(3T)＝0.275μm

·记录线速度：6.0m/s

·波形均衡：正态均衡器

结果，如图7所示，在记录功率7.0mW下获得优异的抖动值8.6％，且实现优异的记录性能。

即使在当记录功率超出最佳记录功率时，也能实现具有高的调制振幅和宽范围记录功率余量(margin)的一次写入多次读取光学记录介质，而记录部分的信号水平或RF水平的再现没有大的改变。

实施例C-5

以与实施例C-1相同的方式制备溅射靶3，条件是混合Bi₂O₃和Fe₂O₃粉末使得Bi对Fe的原子比为1∶5。该靶的填充密度为67％。

测量该溅射靶的X-射线衍射图样。测量条件如表3中所示。图8示出了测量结果。

为确定在测量中获得的衍射峰位置，该衍射峰位置已经相对已知物质的衍射峰进行了搜索和检查。结果，发现溅射靶具有相应于Bi₂Fe₄O₉、Bi₂O₃、和Fe₂O₃的衍射峰，然而，该溅射靶的其他衍射峰不与已知物质的那些峰匹配。最大峰为对应于Fe₂O₃的峰，这显示出该化合物为主要成分。

实施例C-6

使用在实施例C-5中制备的溅射靶制造光学记录介质。

在其上形成有凹槽深度50nm和道间距0.44μm的导槽的聚碳酸酯基底上，通过溅射以此顺序以层状结构布置厚度为50nm的ZnS-SiO₂层和厚度10nm的BiFeO层，通过旋涂在BiFeO层上形成含有由化学式1表示的颜料或染料的有机材料层以使得平均厚度为约30nm，通过溅射在该有机材料层上布置厚度为150nm的由Ag制成的反射层，接着通过旋涂进一步在反射层上布置厚度约5μm的包括紫外线固化树脂的保护层，由此获得一次写入多次读取记录介质。由化学式1表示的颜料或染料典型地用于通常DVD±R的材料，且该材料分别具有在蓝色-激光波长中小的吸收。

在以下条件下在波长405nm下使用由PULSTEC INDUSTRIAL CO.，LTD.制造的数值孔径为0.65的光盘评价系统DDU-1000对该光学记录介质进行二进制记录。

<记录条件>

·调制模式：8-16调制

·记录线密度：1T＝0.0917μm

最短标记长度(3T)＝0.275μm

·记录线速度：6.0m/s

·波形均衡：正态均衡器

该记录产生在记录功率为8.1mW下降级的抖动值22.6％。

进一步，BiFeO层的厚度分别改变为15nm和20nm，然而，产生的抖动值进一步恶化，且无法测量。

实施例C-7

以与实施例C-1相同的方式获得溅射靶4，条件是混合Bi₂O₃和Fe₂O₃粉末使得Bi对Fe的原子比为4∶5。溅射靶4的填充密度为77％。

测量该溅射靶的X-射线衍射图样。测量条件如表3中所示。图9示出了测量结果。

测量中获得的衍射图样示出于图9中(a)处。将该溅射靶的衍射峰位置与已知物质(b)BiFeO₃和(c)Bi₂Fe₄O₉的衍射峰对照。检索结果显示该溅射靶仅具有对应于BiFeO₃和Bi₂Fe₄O₉的衍射峰。最大峰为对应于BiFe₂O₃的峰，这显示出该化合物为主要成分。

实施例C-8

使用在实施例C-7中制备的溅射靶制造光学记录介质。

在其上形成有凹槽深度50nm和道间距0.44μm的导槽的聚碳酸酯基底上，厚度为50nm的ZnS-SiO₂层和厚度10nm的BiFeO层通过溅射以此顺序以层状结构布置，含有由化学式1表示的颜料或染料的有机材料层通过旋涂形成在BiFeO层上以使得平均厚度为约30nm，厚度为150nm的由Ag制成的反射层通过溅射布置在该有机材料层上，接着厚度约5μm的由紫外线固化树脂制成的保护层进一步通过旋涂布置在反射层上，由此获得一次写入多次读取记录介质。由化学式1表示的颜料或染料典型地用于通常DVD±R的材料，且该材料分别具有在蓝色-激光波长中小的吸收。

在以下条件下在波长405nm下使用由PULSTEC INDUSTRIAL CO.，LTD.制造的具有数值孔径为0.65的光盘评价系统DDU-1000对该光学记录介质进行二进制记录。最短标记长度设定在0.205μm以检测高密度记录的能力。

<记录条件>

·调制模式：1-7调制

·记录线密度：最短标记长度(2T)＝0.205μm

·记录线速度：6.0m/s

·波形均衡：正态均衡器

图10示出了结果。

实施例C-9

使用与实施例C-7相同的方式制备的溅射靶，以与实施例C-8相同的方式制造光学记录介质，条件为改变Bi对Fe的原子比来制备该溅射靶。在如该实施例的相同的记录条件下测量该光学记录。图10示出了测量结果。如图10所示，使用具有由Bi/Fe≥0.8表示的原子比的溅射靶，即图10中具有原子比为Bi/(Bi+Fe)≥4/9的溅射靶的光学记录介质，显示抖动值为约14％，且证明即使在高密度记录下也能获得优异的抖动值。即使使用具有由Bi/(Bi+Fe)≥3/8表示的原子比的溅射靶的光学记录介质，也实质上改善了抖动值，和其原来是有效的。

实施例C-10

以与实施例C-1与相同的方式制备溅射靶5，条件是混合Bi₂O₃和Fe₂O₃粉末使得Bi对Fe的原子比为10∶5。该靶的填充密度为85％。

测量该溅射靶的X-射线衍射图样。测量条件如表3中所示。图11示出了测量结果。

为确定在测量中获得的衍射图样(a)的衍射峰位置，将该衍射峰位置与已知物质(b)-(e)的衍射峰位置对照。结果，有对应于Bi₂₅FeO₄₀、BiFeO₃、Bi₂O₃、和Fe₂O₃的衍射峰，然而，该溅射靶的其它衍射峰不与其它物质的衍射峰匹配。最大峰为对应于Bi₂₅FeO₄₀的峰，这表明这是主要成分。

对溅射靶进行ICP分析，即感应耦合等离子体原子发射光谱测定法。将部分溅射靶溶解在王水中作为样品，接着用超纯水稀释用于分析。对该溶液分别分析元素Co、Ca、和Cr。分析结果为各个元素的含量小于检测限。

此外，以与上述相同的方式制备溅射靶6，其中作为杂质已经检测出0.003质量％的Al和0.001质量％的Co。

实施例C-11

分别使用在实施例C-10中制备的溅射靶5和6制造光学记录介质。

在其上形成有凹槽深度50nm和道间距0.44μm的导槽的聚碳酸酯基底上，厚度为50nm的ZnS-SiO₂层和厚度15nm的BiFeO层通过溅射以此顺序以层状结构布置，含有由化学式1表示的颜料或染料的有机材料层通过旋涂形成在BiFeO层上以使得平均厚度为约30nm，厚度为150nm的由Ag制成的反射层通过溅射布置在该有机-材料层上，接着厚度约5μm的由紫外线固化树脂制成的保护层进一步通过旋涂布置在反射层上，由此获得一次写入多次读取记录介质。由化学式1表示的颜料或染料典型地用于通常DVD±R的材料，且该材料分别具有在蓝色-激光波长中小的吸收。

在以下条件下在波长405nm下使用由PULSTEC INDUSTRIAL CO.，LTD.制造的具有数值孔径为0.65的光盘评价系统DDU-1000对该光学记录介质进行二进制记录。

<记录条件>

·调制模式：8-16调制

·记录线密度：1T＝0.0917μm

最短标记长度3T＝0.275μm

·记录线速度：6.0m/s

·波形均衡：正态均衡器

结果，获得优异抖动值。具体地，使用靶5的光学记录介质在记录功率为5.0mW下具有抖动值8.4％，使用靶6的光学记录介质在记录功率5.0mW下具有抖动值8.2％，和该光学记录介质两者都取得了优异的记录性能。

即使在当记录功率超出最佳记录功率时，也能实现具有高的调制振幅和宽范围记录功率余量的一次写入多次读取光学记录介质，而记录部分的信号水平或RF水平的再现没有大的改变。

实施例C-12

以与实施例C-1与相同的方式获得溅射靶7，条件是混合Bi₂O₃和Fe₂O₃粉末使得Bi对Fe的原子比为10∶5。该溅射靶的填充密度为71％。

测量该溅射靶的X-射线衍射图样。测量条件如表3中所示。图12示出了测量结果。

为确定在测量中获得的衍射峰位置，该衍射峰位置与已知物质的那些峰对照。标记为(a)的图表示靶7的衍射图样，和标记有(b)的图表示Bi₃₆Fe₂O₅₇的已知数据的衍射图样。标记有(c)的图示出BiFeO₃的已知数据，和标记有(d)的图示出Fe₂O₃的已知数据。最大峰为对应于Bi₃₆Fe₂O₅₇的峰，且这表明该化合物为主要成分。

实施例C-13

使用在实施例C-12中制备的溅射靶制造光学记录介质。

在其上形成有凹槽深度21nm和道间距0.44μm的导槽的聚碳酸酯基底上，厚度为5nm的BiFeO层、厚度14nm的ZnS-SiO₂层、和厚度为100nm的由Ag制成的反射层通过溅射以此顺序以层状结果布置。在溅射靶上，通过旋涂布置厚度约5μm的由紫外线固化树脂制成的保护层以获得一次写入多次读取记录介质。

在以下条件下在波长405nm下使用由PULSTEC INDUSTRIAL CO.，LTD.制造的具有数值孔径为0.65的光盘评价系统DDU-1000对该光学记录介质进行二进制记录。

<记录条件>

·调制模式：8-16调制

·记录线密度：1T＝0.0917μm

最短标记长度3T＝0.275μm

·记录线速度：6.0m/s

·波形均衡：正态均衡器

结果，在记录功率10.1mW下获得优异的抖动值6.2％，且通过该一次写入多次读取光学记录介质实现优异的记录性能。

实施例C-14

以与实施例C-1相同的方式获得溅射靶8，条件是混合Bi₂O₃和Fe粉末使得Bi对Fe的原子比为35∶5。该溅射靶的填充密度为69％。

测量溅射靶的X-射线衍射图样，观察到非常小的Bi和Fe峰，且表明对应于Bi₂₅FeO₄₀的化合物或对应于Bi₃₆Fe₂O₅₇的化合物为主要成分。

实施例C-15

使用在实施例C-14中制备的溅射靶制造光学记录介质。

在其上形成有凹槽深度50nm和道间距0.44μm的导槽的聚碳酸酯基底上，厚度为20nm的ZnS-SiO₂层和厚度13nm的BiFeO层通过溅射以此顺序以层状结构布置。以同时在相对于Ar流速为2％下引入氧形成该BiFeO层。在该BiFeO层上，形成厚度为20nm的ZnS-SiO₂层，和通过溅射在ZnS-SiO₂层上形成厚度为100nm的Al-合金反射层，和通过旋涂在Al-合金反射层上进一步布置厚度约5μm的由紫外线固化树脂制成的保护层以获得一次写入多次读取光学记录介质。

在以下条件下在波长405nm下使用由PULSTEC INDUSTRIAL CO.，LTD.制造的具有数值孔径为0.65的光盘评价系统DDU-1000对该光学记录介质进行二进制记录。

<记录条件>

·调制模式：8-16调制

·记录线密度：1T＝0.0917μm

最短标记长度3T＝0.275μm

·记录线速度：6.0m/s

·波形均衡：正态均衡器

结果，在记录功率为9.0mW下获得优异的抖动值7.6％，且由该一次写入多次读取光学记录介质实现优异的记录性能。

即使在当记录功率超出最佳记录功率时，也能获得高的调制振幅和较宽记录功率余量的一次写入多次读取光学记录介质，而信号水平或RF水平的再现没有大的改变。

实施例C-16

对于Bi₁₀Fe₅O_x的溅射靶，以相同的方式制造其四个靶。测量这些溅射靶的X-射线衍射图样。表4示出作为测量结果检测的这些Bi₁₀Fe₅O_x靶的衍射峰2θ值。在如表4所示的2θ角具有这种峰的靶可给出作为本发明溅射靶的实例。

表4

靶1	靶2	靶3	靶4
				21.34	21.40	21.32	21.32
22.42	22.50	22.38	22.40
				24.72	24.80	24.66	24.70
27.68	27.76	37.64	27.66
				30.38	28.98	28.18	28.86
32.08	30.46	28.84	30.36

32.88	32.16	30.34	32.06
				35.26	32.96	32.04	32.86
37.46	35.30	32.84	35.22
				38.94	37.52	35.20	35.64
39.52	39.04	35.68	37.44
				41.58	39.58	37.42	38.94
43.50	41.64	38.92	39.48
				45.38	43.58	39.46	41.56
45.76	45.46	41.54	43.50
				48.98	45.84	43.48	45.38
51.30	49.02	45.34	45.74
				51.74	51.40	45.74	46.96
52.34	51.82	48.92	48.92
				53.98	52.42	51.28	51.30
55.58	54.06	51.72	51.74
				56.34	55.66	52.30	52.32
56.96	56.44	53.94	53.96
				58.72	57.16	55.54	55.58
	58.82	56.32	56.34
						57.10	57.10
		58.68	58.68

Claims (15)

1.一种一次写入多次读取光学记录介质，包括：

基底，

记录层，和

反射层，

其中该记录层包括由BiOx(0＜x＜1.5)表示的材料，并且其中记录有信息的记录标记包括四价Bi。

2.一种一次写入多次读取光学记录介质，包括：

基底，

记录层，和

反射层，

其中该记录层包括Bi、O、和M作为构成元素，

其中M表示选自Mg、Al、Cr、Mn、Co、Fe、Cu、Zn、Li、Si、Ge、Zr、Ti、Hf、Sn、Mo、V、Nb、Y和Ta的至少一种元素，和其中记录有信息的记录标记包括四价Bi。

3.根据权利要求2的一次写入多次读取光学记录介质，其中元素M的总量对铋的原子数目比为1.25或更小。

4.根据权利要求2的一次写入多次读取光学记录介质，其中该一次写入多次读取光学记录介质具有以下的任意一个层状结构：其中至少记录层、上部涂层、和反射层按此顺序布置在基底上的层状结构，和其中至少反射层、上部涂层、记录层、和覆盖层以此顺序布置在基底上的层状结构。

5.根据权利要求2的一次写入多次读取光学记录介质，其中该一次写入多次读取光学记录介质使用包括选自BiFeO₃、Bi₂₅FeO₄₀、和Bi₃₆Fe₂O₅₇的一种或多种的溅射靶制造。

6.一种一次写入多次读取光学记录介质，包括：

基底，

记录层，和

反射层，

其中该记录层包括Bi、O、和L作为构成元素，且该记录层包括Bi氧化物，

其中L表示选自B、P、Ga、As、Se、Tc、Pd、Ag、Sb、Te、W、Re、Os、Ir、Pt、Au、Hg、Tl、Po、At、和Cd的至少一种元素，和

其中记录有信息的记录标记包括四价Bi。

7.根据权利要求6的一次写入多次读取光学记录介质，其中元素L表示选自B、P、Ga、Se、Pd、Ag、Sb、Te、W、Pt、和Au的至少一种元素。

8.根据权利要求6的一次写入多次读取光学记录介质，其中元素L的总量对铋的原子数目比为1.25或更小。

9.根据权利要求6的一次写入多次读取光学记录介质，其中该一次写入多次读取光学记录介质进一步包括上部涂层且具有其中该记录层、该上部涂层、和该反射层以此顺序布置在基底上的层状结构。

10.根据权利要求9的一次写入多次读取光学记录介质，其中该一次写入多次读取光学记录介质进一步包括内涂层且具有其中该内涂层、该记录层、该上部涂层、和该反射层以此顺序布置在基底上的层状结构。

11.根据权利要求6的一次写入多次读取光学记录介质，其中该一次写入多次读取光学记录介质进一步包括上部涂层和覆盖层且具有其中该反射层、该上部涂层、该记录层、和该覆盖层以此顺序布置在基底上的层状结构。

12.根据权利要求11的一次写入多次读取光学记录介质，其中该一次写入多次读取光学记录介质进一步包括内涂层且具有其中该反射层、该上部涂层、该记录层、该内涂层、和该覆盖层以此顺序布置在基底上的层状结构。

13.根据权利要求6的一次写入多次读取光学记录介质，其中该一次写入多次读取光学记录介质进一步包括内涂层和上部涂层的至少任一层，且该内涂层和该上部涂层的至少任一层包括ZnS和/或SiO₂。

14.根据权利要求6的一次写入多次读取光学记录介质，其中该一次写入多次读取光学记录介质进一步包括内涂层和上部涂层的至少任一层，且该内涂层和该上部涂层的至少任一层包括有机材料。

15.根据权利要求6的一次写入多次读取光学记录介质，其中记录和再现用波长为680nm或更小的激光束实现。

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