DE19640014A1 - Magnetooptischer Aufzeichnungsträger - Google Patents
Magnetooptischer AufzeichnungsträgerInfo
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- G11B11/10586—Record carriers characterised by the selection of the material or by the structure or form characterised by the selection of the material
Description
Die Erfindung betrifft einen magnetooptischen Aufzeichnungsträger wie eine
magnetooptische Platte, ein magnetooptisches Band oder eine magnetooptische
Karte, in bezug auf das magnetooptische Vorgänge zum Aufzeichnen, Wiederge
ben und Löschen von Information ausgeführt werden.
Ein magnetooptisches Aufzeichnungsverfahren ist ein Verfahren zum Aufzeich
nen und Wiedergeben, auf die untenbeschriebene Weise, von Information auf
bzw. von einem Aufzeichnungsträger, der aus einem Substrat und einem auf
diesem ausgebildeten rechtwinklig magnetisierten Film aus einer magneti
schen Substanz besteht.
Der Aufzeichnungsvorgang beginnt mit einer Initialisierung des Aufzeich
nungsträgers mittels eines starken externen Magnetfelds oder dergleichen,
wodurch die Magnetisierung des Aufzeichnungsträgers in eine spezielle Rich
tung ausgerichtet wird (entweder nach oben oder nach unten). Danach wird
ein Laserstrahl auf ein Gebiet gestrahlt, auf dem Information aufzuzeichnen
ist, so daß dieses Gebiet des Aufzeichnungsträgers auf eine Temperatur
nicht unter ungefähr der Curietemperatur des magnetischen Films oder nicht
unter ungefähr der Kompensationstemperatur des magnetischen Films erwärmt
wird. Im Ergebnis weist das erwärmte Gebiet des magnetischen Films keine
oder im wesentlichen keine Koerzitivfeldstärke (Hc) auf. In diesem Zustand
wird ein externes Magnetfeld (Vormagnetisierungsfeld) mit einer Magnetisie
rungsrichtung umgekehrt zu der des Magnetfelds für den Initialisierungsvor
gang angelegt, wodurch die Magnetisierungsrichtung in diesem Gebiet umge
kehrt wird. Wenn die Einstrahlung des Laserstrahls beendet wird, fällt die
Temperatur des Aufzeichnungsträgers auf die Raumtemperatur, wodurch die so
umgekehrte Magnetisierung fixiert wird. So wird Information thermomagne
tisch aufgezeichnet.
Zum Wiedergeben von Information wird ein linear polarisierter Laserstrahl
auf den Aufzeichnungsträger gestrahlt, damit ein optisches Auslesen von
Information unter Verwendung eines Effekts ausgelöst wird, bei dem die
Polarisationsebene reflektierten oder transmittierten Lichts vom Laser
strahl abhängig von der Magnetisierungsrichtung gedreht wird (magnetischer
Kerreffekt oder magnetischer Faradayeffekt).
Das magnetooptische Aufzeichnungsverfahren wird mit Interesse als Aufzeich
nungsverfahren hinsichtlich Speichervorrichtungen angesehen, die mit hoher
Dichte und großer Kapazität Information umschreiben können. Als ein derar
tiges Verfahren zum Wiederverwenden (Umschreiben) eines Trägers wurde ein
sogenanntes Lichtmodulations-Überschreibverfahren vorgeschlagen. Gemäß
diesem Verfahren wird ein Überschreiben mittels Lichtintensitätsmodulation
hinsichtlich eines Aufzeichnungsträgers ausgeführt, der eine aus zwei aus
tauschgekoppelten Filmen bestehende Aufzeichnungsschicht aufweist, wobei
ein Initialisierungsmagnetfeld (Hi) und ein Aufzeichnungsmagnetfeld (Hw)
verwendet werden.
Ein magnetooptischer Aufzeichnungsträger, bei dem das Lichtmodulations-
Überschreibverfahren anwendbar ist, ist in der Veröffentlichung JP-5-
22303/1993 zu einem erteilten japanischen Patent vorgeschlagen. Wie es in
Fig. 8 dargestellt ist, verfügt die Aufzeichnungsschicht des in dieser
Veröffentlichung offenbarten Aufzeichnungsträgers über drei Teilschichten,
wobei eine zweite magnetische Schicht 14 zwischen einer ersten magnetischen
Schicht 13 und einer dritten magnetischen Schicht 15 vorhanden ist, wodurch
das Initialisierungsmagnetfeld (Hi) kleiner sein kann und der Aufzeich
nungsträger hervorragende Stabilität der Aufzeichnungsbits aufweist. Die
folgende Beschreibung veranschaulicht Schritte zum Überschreiben des ange
gebenen Aufzeichnungsträgers.
Fig. 9 ist eine Ansicht, die jeweilige Magnetisierungszustände der ersten
bis dritten Magnetschicht 13 bis 15 veranschaulicht, wobei die horizontale
Achse die Temperatur angibt. Da die Schichten Seltenerdmetall-Übergangsme
tall-Legierungen sind, weist jede eine Gesamtmagnetisierung und jeweilige
Untergittermagnetisierungen vom Seltenerdmetall und vom Übergangsmetall her
auf. Hohle Pfeile repräsentieren die Richtungen der Übergangsmetall-Unter
gittermagnetisierungen der jeweiligen Schichten.
Initialisierung wird dadurch ausgeführt, daß das Initialisierungsmagnet
feld Hi angelegt wird, so daß, wie es in Fig. 9 dargestellt ist, nur die
Magnetisierungsrichtung der dritten magnetischen Schicht 15 in einer spezi
ellen Richtung (nach oben in der Figur) zeigt. Da die Stärke des Initiali
sierungsmagnetfelds Hi kleiner als die Koerzitivfeldstärke der ersten ma
gnetischen Schicht 15 bei Raumtemperatur ist, während sie größer als die
Koerzitivfeldstärke der dritten magnetischen Schicht 15 bei Raumtemperatur
ist, wird die Magnetisierungsrichtung der ersten magnetischen Schicht 13
nicht umgekehrt. Die zweite magnetische Schicht 14 verfügt bei Raumtempera
tur über in der Ebene liegende magnetische Anisotropie. Daher hat sie die
Wirkung, daß sie eine Austauschkopplung zwischen der ersten magnetischen
Schicht 13 und der dritten magnetischen Schicht 15 verhindert.
Aufzeichnen wird dadurch ausgeführt, daß das Aufzeichnungsmagnetfeld Hw
angelegt wird, während ein Laserstrahl eingestrahlt wird, dessen Lichtin
tensität entweder auf hohe oder niedrige Leistung moduliert wird.
Die hohe Leistung des Laserstrahls ist so eingestellt, daß die Einstrah
lung dieses Laserstrahls hoher Leistung bewirkt, daß der Aufzeichnungsträ
ger bis in die Nähe der Curietemperatur der dritten magnetischen Schicht 15
erwärmt wird. Die niedrige Leistung des Laserstrahls wird so eingestellt,
daß das Einstrahlen des Laserstrahls diese niedrige Leistung bewirkt, daß
der Aufzeichnungsträger bis in die Nähe der Curietemperatur der ersten
magnetischen Schicht 13 erwärmt wird.
Daher wird, beim Einstrahlen des Laserstrahls hoher Leistung, die Magneti
sierungsrichtung der dritten magnetischen Schicht 15 durch das Aufzeich
nungsmagnetfeld Hw nach unten umgedreht, wie es in Fig. 9 dargestellt ist.
Die Magnetisierungsrichtung der dritten magnetischen Schicht 15 wird durch
die Austauschkopplungskraft, wie sie beim Abkühlprozeß an einer Grenzflä
che ausgeübt wird, in die zweite magnetische Schicht 14 mit rechtwinkliger
magnetischer Anisotropie und dann in die erste magnetische Schicht 13 ko
piert. Im Ergebnis ist die Magnetisierungsrichtung der ersten magnetischen
Schicht 13 nach oben gerichtet.
Andererseits wird die Magnetisierungsrichtung der dritten magnetischen
Schicht 15 beim Einstrahlen des Laserstrahls niedriger Leistung nicht umge
kehrt, da in diesem Zustand die Koerzitivfeldstärke der dritten magneti
schen Schicht 15 größer als die Stärke des Aufzeichnungsmagnetfelds Hw ist.
Die Magnetisierung der ersten magnetischen Schicht 13 zeigt wegen der beim
Abkühlprozeß an der Grenzfläche ausgeübten Austauschkopplungskraft, wie
oben angegeben, in dieselbe Richtung wie die Magnetisierung der dritten
magnetischen Schicht 15. Daher weist die Magnetisierung der ersten magneti
schen Schicht 13 nach unten, wie in Fig. 9 dargestellt.
Es ist zu beachten, daß Fig. 1D, für einen herkömmlichen magnetooptischen
Aufzeichnungsträger, die Beziehung zwischen der rechtwinkligen magnetischen
Anisotropie Ku3 bei Raumtemperatur für die dritte magnetische Schicht 15
und dem Aufzeichnungsmagnetfeld Hw sowie die Beziehung zwischen der recht
winkligen magnetischen Anisotropie Ku3 und dem Initialisierungsmagnetfeld
Hi zeigt. Wie es in dieser Figur dargestellt ist, ist das Aufzeichnungsma
gnetfeld Hw beträchtlich kleiner als das Initialisierungsmagnetfeld Hi
eingestellt. Die Laserleistung zur Verwendung bei der Wiedergabe ist be
trächtlich kleiner als die Laserleistung zur Verwendung beim Aufzeichnen
eingestellt.
Die vorstehend beschriebene herkömmliche Technik hat demgemäß einen magne
tooptischen Aufzeichnungsträger geschaffen, (1) bei dem ein Lichtmodulati
ons-Überschreibverfahren anwendbar ist, (2) der es ermöglicht, daß ein
Initialisierungsmagnetfeld relativ klein ist, und (3) der hinsichtlich der
Stabilität der Aufzeichnungsbits hervorragend ist. Bei dieser Technik be
steht jedoch immer noch das Problem, daß ein Initialisierungsmagnetfeld Hi
erforderlich ist, das größer als das Aufzeichnungsmagnetfeld Hw ist, weswe
gen entsprechende Vorrichtungen nicht miniaturisiert werden können.
Ferner genügt im Fall eines plattenförmigen magnetooptischen Aufzeichnungs
trägers eine Vorrichtung, die ein derart großes Initialisierungsmagnetfeld
erzeugen kann, wie es bei einem plattenförmigen magnetooptischen Aufzeich
nungsträger verwendet wird, nicht dem Standard von International Organiza
tion for Standardization (ISO). Daher entsteht das Problem, daß der vor
stehend angegebene herkömmliche magnetooptische Aufzeichnungsträger nicht
in anderen Aufzeichnungs-/Wiedergabegeräten gemäß dem ISO-Standard verwen
det werden kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen magnetooptischen Aufzeich
nungsträger zu schaffen, der in anderen Aufzeichnungs-/Wiedergabegeräten
gemäß dem ISO-Standard verwendbar ist, bei dem das Lichtmodulations-Über
schreibverfahren angewandt werden kann und der eine Miniaturisierung einer
Aufzeichnungs-/Wiedergabevorrichtung ermöglicht, in der er verwendet wird.
Diese Aufgabe ist durch den Aufzeichnungsträger gemäß dem beigefügten An
spruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind
Gegenstand abhängiger Ansprüche.
Bei der erfindungsgemäßen Anordnung kann die Stärke des Initialisierungsma
gnetfelds, wie zum Ausrichten der Magnetisierungsrichtung der dritten ma
gnetischen Schicht in eine spezielle Richtung erforderlich, auf einen Wert
erniedrig werden, der tiefer als der des Aufzeichnungsmagnetfelds liegt.
Dies gewährleistet Kompatibilität mit anderen Aufzeichnungs-/Wiedergabege
räten gemäß dem ISO-Standard, die Anwendung des Lichtmodulations-Über
schreibverfahrens und die Miniaturisierung der Aufzeichnungs-/Wiedergabe
vorrichtungen.
Bei der Anordnung gemäß Anspruch 2 ist es möglich, die Magnetisierungsrich
tung der dritten magnetischen Schicht lediglich dadurch in eine spezielle
Richtung auszurichten, daß ein externes Magnetfeld angelegt wird, während
der magnetooptische Aufzeichnungsträger auf eine Temperatur über der Raum
temperatur, jedoch unter einer Temperatur T1 in der Nähe der Curietempera
tur der ersten magnetischen Schicht 3 erwärmt wird, wobei das externe Ma
gnetfeld eine Stärke aufweist, wie sie dazu erforderlich ist, die Magneti
sierungsrichtung der dritten magnetischen Schicht umzukehren, wenn der
magnetooptische Aufzeichnungsträger auf die Kompensationstemperatur Tcomp3
der dritten magnetischen Schicht erwärmt wird. Anders gesagt, ist die Stär
ke des Initialisierungsmagnetfelds zum Ausrichten der Magnetisierungsrich
tung der dritten magnetischen Schicht kleiner eingestellt als die Stärke
des Aufzeichnungsmagnetfelds, und das Initialisierungsmagnetfeld hat die
selbe Richtung wie das Aufzeichnungsmagnetfeld.
Daher kann das Aufzeichnungsmagnetfeld als Initialisierungsmagnetfeld ver
wendet werden. Dies gewährleistet offensichtlich eine Initialisierung ohne
Initialisierungsmagnetfeld, was die Kompatibilität mit anderen Aufzeich
nungs-/Wiedergabevorrichtungen gemäß dem ISO-Standard und die Anwendung des
Lichtmodulations-Überschreibverfahrens sicherstellt.
Beim magnetooptischen Aufzeichnungsträger gemäß Anspruch 6 weist, wenn
während eines Wiedergabevorgangs ein Lichtstrahl auf die nullte magnetische
Schicht projiziert wird, das bestrahlte Gebiet im wesentlichen eine Normal
verteilung der Temperatur auf. Daher steigt die Temperatur in einem Bereich
in der Nähe des Zentrums des Gebiets an, der kleiner als der Durchmesser
des Lichtstrahls ist. Durch diesen Temperaturanstieg tritt in der Magneti
sierung des Bereichs mit dem Temperaturanstieg ein Übergang von in der
Ebene liegender Magnetisierung auf rechtwinklige Magnetisierung auf.
Hierbei wird die Magnetisierungsrichtung der nullten magnetischen Schicht
durch die Austauschkopplungskraft zwischen der nullten und ersten magneti
schen Schicht in die Magnetisierungsrichtung der ersten magnetischen
Schicht gerichtet. Wenn hinsichtlich der Magnetisierung im Bereich mit der
Temperaturerhöhung ein Übergang von der in der Ebene liegenden Magnetisie
rung auf die rechtwinklige Magnetisierung auftritt, weist nur der Bereich
mit dem Temperaturanstieg den polaren Kerreffekt auf und ermöglicht es,
Information auf Grundlage von Reflexionslicht aus diesem Bereich wiederzug
eben.
Wenn der Lichtstrahl so läuft, daß er ein benachbartes Aufzeichnungsbit
wiedergibt, fällt die Temperatur im durch den Lichtstrahl beleuchteten
Gebiet. Daher tritt im Gebiet ein Übergang von rechtwinkliger Magnetisie
rung auf in der Ebene liegende Magnetisierung auf, und der polare Kerref
fekt zeigt sich nicht mehr. Dies bedeutet, daß die in der ersten magneti
schen Schicht aufgezeichnete Magnetisierung durch die in der Ebene liegende
Magnetisierung der nullten magnetischen Schicht maskiert wird, wodurch sie
nicht ausgelesen werden kann. Daher ist es möglich, eine Störung von Signa
len durch benachbarte Bits zu vermeiden, was Störsignale hervorrufen und
die Auflösung bei der Wiedergabe beeinträchtigen würde.
Im Ergebnis wird nur ein Bereich mit einer Temperatur nicht unter einer
vorbestimmten Temperatur ein Zielbereich für die Wiedergabe, was die Wie
dergabe aus einem kleineren Bit als in herkömmlichen Fällen und damit eine
drastische Verbesserung der Aufzeichnungsdichte ermöglicht.
Für ein vollständigeres Verständnis der Art und der Vorteile der Erfindung
ist auf die folgende detaillierte Beschreibung in Verbindung mit den beige
fügten Zeichnungen Bezug zu nehmen.
Fig. 1 ist eine Ansicht, die schematisch die Anordnung einer magnetoopti
schen Platte als erfindungsgemäßem magnetooptischem Aufzeichnungsträger
veranschaulicht.
Fig. 2 ist ein Kurvenbild, das die Temperaturabhängigkeit der Koerzitiv
feldstärken einer ersten bis dritten magnetischen Schicht der in Fig. 1
veranschaulichten magnetooptischen Aufzeichnungsplatte zeigt.
Fig. 3 ist eine Ansicht, die jeweilige Magnetisierungszustände der ersten
bis dritten magnetischen Schicht bei einem Aufzeichnungsprozeß für die in
Fig. 1 veranschaulichte magnetooptische Platte zeigt.
Fig. 4 ist ein Kurvenbild, das die Intensitäten eines auf die in Fig. 1
dargestellte magnetooptische Platte gestrahlten Laserstrahls zeigt.
Fig. 5 ist ein Kurvenbild, das die Stärken eines an die in Fig. 1 darge
stellte magnetooptische Platte 1 angelegten Aufzeichnungsmagnetfelds zeigt.
Fig. 6 ist eine Ansicht, die schematisch die Anordnung einer anderen magne
tooptischen Platte als erfindungsgemäßem magnetooptischem Aufzeichnungsträ
ger zeigt.
Fig. 7 ist ein Kurvenbild, das eine Korrelation zwischen der Anisotropie
der rechtwinkligen Magnetisierung der dritten magnetischen Schicht der
magnetooptischen Platte und dem Aufzeichnungsmagnetfeld zeigt.
Fig. 8 ist eine Ansicht, die schematisch die Anordnung einer magnetoopti
schen Platte als herkömmlichem magnetooptischem Aufzeichnungsträger zeigt.
Fig. 9 ist eine Ansicht, die jeweilige Magnetisierungszustände einer ersten
bis dritten magnetischen Schicht beim herkömmlichen magnetooptischen Auf
zeichnungsträger bei einem Aufzeichnungsprozeß zeigt.
Fig. 10 ist ein Kurvenbild, das eine Korrelation zwischen der Anisotropie
der rechtwinkligen Magnetisierung der dritten magnetischen Schicht bei der
herkömmlichen magnetooptischen Platte und dem Aufzeichnungsmagnetfeld sowie
zwischen der Anisotropie der rechtwinkligen Magnetisierung und einem Ini
tialisierungsmagnetfeld veranschaulicht.
Die folgende Beschreibung erörtert unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 5
ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Eine magnetooptische Platte (magnetooptischer Aufzeichnungsträger) gemäß
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel umfaßt ein durchscheinendes Substrat
l, eine durchscheinende dielektrische Schicht 2, eine erste magnetische
Schicht 3, eine zweite magnetische Schicht 4, eine dritte magnetische
Schicht 5, eine Schutzschicht 6 und eine Überzugsschicht (nicht darge
stellt), die in dieser Reihenfolge aufeinanderlaminiert sind, wie es in
Fig. 1 dargestellt ist. Die erste bis dritte magnetische Schicht 3 bis 5
bestehen aus jeweiligen Seltenerdmetall-Übergangsmetall-Legierungen.
Die erste magnetische Schicht 3 ist so ausgebildet, daß (1) sie eine nie
drigere Curietemperatur Tc₁ und eine größere Koerzitivfeldstärke Hc₁ bei
Raumtemperatur aufweist als die zweite und dritte magnetische Schicht 4 und
5, wie in Fig. 2 dargestellt, (2) sie bei einer Temperatur, die im Tempera
turbereich zwischen der Raumtemperatur und ihrer Curietemperatur Tc₁ liegt,
rechtwinklige Magnetisierung aufweist, und (3) bei ihr bei Raumtemperatur
der magnetische Effekt des Übergangsmetalls überwiegt (im folgenden als ÜM-
beeinflußt bezeichnet).
Die zweite magnetische Schicht 4 ist so ausgebildet, daß (1) sie eine
Curietemperatur Tc₂ aufweist, die über der Curietemperatur Tc₁ der ersten
magnetischen Schicht 3 liegt, und (2) bei ihr bei Raumtemperatur der magne
tische Effekt des Seltenerdmetalls überwiegt (im folgenden als SE-beein
flußt bezeichnet).
Die dritte magnetische Schicht 5 ist so ausgebildet, daß sie (1) eine
Curietemperatur Tc₃ über der Curietemperatur Tc₁ der ersten magnetischen
Schicht 3 aufweist, (2) sie bei Raumtemperatur SE-beeinflußt ist und (3)
sie eine Kompensationstemperatur aufweist, die in den Bereich zwischen der
Raumtemperatur und ihrer Curietemperatur fällt.
Die folgende Beschreibung veranschaulicht unter Bezugnahme auf Fig. 3 einen
Aufzeichnungsprozeß. Fig. 3 veranschaulicht die jeweiligen Magnetisie
rungszustände der ersten bis dritten magnetischen Schicht 3 bis 5. Die
horizontale Achse in dieser Figur zeigt die Temperatur. Da diese Schichten
aus jeweiligen Seltenerdmetall-Übergangsmetall-Legierungen bestehen, ver
fügt jede Schicht über eine Gesamtmagnetisierung und jeweilige Untergitter
magnetisierungen des Seltenerdmetalls und des Übergangsmetalls. Die hohlen
Pfeile in der Figur kennzeichnen die Richtungen der Untergittermagnetisier
ungen der Übergangsmetalle der jeweiligen Schichten.
Um beim vorstehend angegebenen Aufzeichnungsträger einen Lichtmodulations-
Überschreibvorgang auszuführen, ist ein Initialisierungsvorgang erforder
lich, um die Magnetisierungsrichtung der dritten magnetischen Schicht 5 in
eine spezielle Richtung auszurichten. Das vorliegende Ausführungsbeispiel
erfordert aus einem später beschriebenen Grund kein großes Initialisie
rungsmagnetfeld, wie ein herkömmlicher Träger, und es verwendet ein kleine
res externes Magnetfeld Hw, um die Initialisierung auszuführen.
Um einen Überblick über den Aufzeichnungsprozeß zu geben, wird zunächst
mit dem Initialisierungsvorgang begonnen, bei dem, wie später beschrieben,
ein Laserstrahl auf den Aufzeichnungsträger gestrahlt wird, während das
externe Magnetfeld Hw an ihn angelegt wird, so daß die Magnetisierungs
richtung der dritten magnetischen Schicht 5 in eine spezielle Richtung
ausgerichtet wird. Dann wird die Lichtintensität des Laserstrahls entspre
chend der aufzuzeichnenden Information moduliert, während das externe Ma
gnetfeld Hw in demjenigen Bereich angelegt wird, in dem der Laserstrahl
eingestrahlt wird. Die Modulation der Lichtintensität des Laserstrahls
besteht aus den folgenden zwei Prozessen. Beim einen der Prozesse wird der
vom Laserstrahl bestrahlte Bereich auf eine Temperatur (Th) ungefähr in der
Nähe der Curietemperatur Tc₃ der dritten magnetischen Schicht 5 erwärmt
(nachfolgend als "Hochtemperaturprozeß" bezeichnet). Beim anderen Prozeß
wird der durch den Laserstrahl bestrahlte Bereich auf eine Temperatur (T1)
ungefähr in der Nähe der Curietemperatur Tc₁ der ersten magnetischen
Schicht 3 erwärmt, die unter der Temperatur Th liegt (nachfolgend als "Niedertemperaturprozeß"
bezeichnet). Durch selektives Wiederholen der zwei
Prozesse wird ein Überschreiben von Information ausgeführt, um Information
umzuschreiben.
Die folgende Beschreibung erörtert den vorstehend angegebenen Aufzeich
nungsprozeß im einzelnen.
Bei Raumtemperatur befinden sich die Schichten in stabilen Zuständen S1 und
S2, wobei ihre jeweiligen Magnetisierungsrichtungen entsprechend der Unter
gittermagnetisierungsrichtung der ersten magnetischen Schicht 3 ausgerich
tet sind. Das externe Magnetfeld Hw wird in diesem Zustand an den Aufzeich
nungsträger angelegt, während auf diesen auch der Laserstrahl mit einer
Intensität Pr (siehe Fig. 4) gestrahlt wird, um dadurch sicher zu bewirken,
daß die Magnetisierungsrichtung der dritten magnetischen Schicht 5 in die
Richtung des externen Magnetfelds Hw ausgerichtet wird (in diesem Fall nach
unten). So wird die Initialisierung abgeschlossen.
Die folgende Beschreibung erläutert den Hochtemperaturprozeß und den Nie
dertemperaturprozeß. Beim Hochtemperaturprozeß wird ein Laserstrahl mit
hoher Leistung Ph (siehe Fig. 4) eingestrahlt. Wenn die jeweiligen magneti
schen Schichten auf die Temperatur Th erwärmt werden, weist die erste ma
gnetische Schicht 3 keine Koerzitivkraft (im Zustand S3) auf, während die
jeweiligen Koerzitivfeldstärken der zweiten magnetischen Schicht 4 und der
dritten magnetischen Schicht 5 kleiner als die Stärke des externen Magnet
felds Hw werden. Daher werden die jeweiligen Magnetisierungsrichtungen der
zweiten und dritten magnetischen Schicht 4 und 5 in die dem externen Ma
gnetfeld Hw entsprechende Richtung ausgerichtet, also in diesem Fall nach
unten. Hierbei spielt das externe Magnetfeld Hw also die Rolle des Auf
zeichnungsmagnetfelds. Da die dritte magnetische Schicht 5 bei der Tempera
tur Th ÜM-beeinflußt ist, weist die Untergittermagnetisierung des Über
gangsmetalls dieselbe Richtung wie die des externen Magnetfelds Hw auf,
d. h. nach unten in Fig. 3. Demgemäß wechseln die Zustände S1 und S4 auf
den Zustand S2 dann auf den Zustand S3 und schließlich auf den Zustand S7.
Wenn der durch den Laserstrahl beleuchtete Bereich aufgrund der Drehung der
magnetooptischen Platte aus dem Einstrahlungsbereich des Laserstrahls ge
langt und dadurch abkühlt, erlangt die erste magnetische Schicht 3 Magneti
sierung. In diesem Zustand wird die Untergittermagnetisierung der ersten
magnetischen Schicht 3 in Richtung der Untergittermagnetisierung der zwei
ten und dritten magnetischen Schicht 4 und 5 ausgerichtet, was aufgrund der
an den dazwischen liegenden Grenzflächen ausgeübten Austauschkopplungskraft
erfolgt. Daher wechselt der Zustand S7 auf den Zustand S6.
Wenn der vom Laserstrahl beleuchtete Bereich weiter auf Raumtemperatur
abkühlt, wird die dritte Magnetschicht 5 SE-beeinflußt. Daher erlangt die
Untergittermagnetisierung des Übergangsmetalls in der dritten magnetischen
Schicht die Richtung entgegengesetzt zu der der Gesamtmagnetisierung, d. h.
die Richtung (nach oben in diesem Fall), die entgegengesetzt zu der des
externen Magnetfelds Hw ist. So wechselt der Zustand S6 auf den Zustand S5
und dann auf den Zustand S4. Demgemäß zeigt die Magnetisierungsrichtung der
dritten magnetischen Schicht 5 bei Abschluß des Aufzeichnungsprozesses
aufgrund des externen Magnetfelds Hw in eine spezielle Richtung (nach unten
in diesem Fall), wodurch sie initialisiert ist. Es ist zu beachten, daß,
da in diesem Zustand der Laserstrahl mit der Intensität Pr gemäß Fig. 4
eingestrahlt wird, die Magnetisierungsrichtung der dritten Magnetschicht 5
tatsächlich umgekehrt wird, wodurch gewährleistet ist, daß Initialisierung
ausgeführt wird. Ferner wird, da die erste magnetische Schicht 3 eine aus
reichend große Koerzitivfeldstärke aufweist, wie es aus Fig. 2 deutlich
ist, weder die Magnetisierungsrichtung der zweiten magnetischen Schicht 4
noch diejenige der dritten magnetischen Schicht 5 auf die erste magnetische
Schicht 3 übertragen.
Beim Niedertemperaturprozeß wird der Laserstrahl mit der in Fig. 4 darge
stellten niedrigen Leistung Pl auf den Aufzeichnungsträger im Zustand S1
oder im Zustand S4 gestrahlt, um ihn auf die Temperatur T1 zu erwärmen. In
diesem Fall wird, da die Koerzitivfeldstärke der dritten magnetischen
Schicht 5 größer als die Stärke des externen Magnetfelds Hw ist, die Magne
tisierungsrichtung der dritten magnetischen Schicht 5 durch das externe
Magnetfeld Hw nicht umgekehrt. Die Untergittermagnetisierung der ersten
magnetischen Schicht 3 wird in dieselbe Richtung ausgerichtet wie die der
Untergittermagnetisierungen der zweiten und dritten magnetischen Schichten
4 und 5, was aufgrund der an den Grenzflächen ausgeübten Austauschkopp
lungskraft erfolgt, wie im obenbeschriebenen Fall. So wechseln die Zustände
S1 und S4 auf den Zustand S2.
Nachdem der durch den Laserstrahl beleuchtet Bereich aufgrund der Drehung
der magnetooptischen Platte, die eine Verschiebung der Laserstrahleinstrah
lung bewirkt, auf Raumtemperatur abgekühlt ist, bleibt der Magnetisierungs
zustand aufrechterhalten. Daher wechselt der Zustand S2 auf den Zustand S1.
Wie es insoweit beschrieben wurde, erlangt die erste magnetische Schicht 3
beim Hochtemperaturprozeß eine nach unten gerichtete Untergittermagneti
sierung (Zustand S4), während beim Niedertemperaturprozeß die erste magne
tische Schicht 3 eine nach oben gerichtete Untergittermagnetisierung (Zu
stand S1) erlangt. Demgemäß wird Überschreiben durch Lichtmodulation ausge
führt.
Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist, abweichend vom herkömmlichen
Fall, nur ein Magnetfeld mit der Stärke des beim Aufzeichnen verwendeten
Magnetfelds (externes Magnetfeld Hw beim vorliegenden Ausführungsbeispiel)
dazu erforderlich, die Magnetisierungsrichtung der dritten magnetischen
Schicht 5 zu initialisieren. Außerdem können die jeweiligen Magnetfelder,
wie sie zum Aufzeichnen und Initialisieren verwendet werden, dieselbe Rich
tung aufweisen (nach unten in Fig. 3). Daher ist es möglich, dem externen
Magnetfeld Hw die beiden folgenden Rollen zu verleihen: (1) Umkehren der
Magnetisierungsrichtung der dritten magnetischen Schicht 5 beim Hochtempe
raturprozeß und (2) Ausrichten der Magnetisierungsrichtung der dritten
magnetischen Schicht 5 in die spezielle Initialisierungsrichtung (nach unten
in Fig. 3) zu Beginn und am Ende des Aufzeichnungsprozesses beim Hochtempe
raturprozeß. Bei dieser Anordnung ist keine Vorrichtung zum Erzeugen eines
starken Magnetfelds erforderlich, wie sie herkömmlicherweise unabdingbar
ist.
Zum Wiedergeben von Information wird der Laserstrahl mit der in Fig. 4
dargestellten Wiedergabeleistung Pr auf den Aufzeichnungsträger gestrahlt,
und Information wird dadurch abgespielt, daß die Drehung einer Polarisati
onsebene des Reflexionslichts erfaßt wird, das vom an der ersten magneti
schen Schicht 3 reflektierten Laserstrahl herrührt. In diesem Fall werden
die jeweiligen magnetischen Schichten beträchtlich unter die Temperatur T1
erwärmt. Daher wird in der ersten magnetischen Schicht 3 aufgezeichnete
Information durch den Laserstrahl mit der Wiedergabeleistung Pr in keinem
Fall gelöscht.
Fig. 5 ist ein Kurvenbild, das die Stärke des an den Aufzeichnungsträger
angelegten externen Magnetfelds Hw veranschaulicht. Wie es aus dieser Figur
deutlich ist, spielt das externe Magnetfeld Hw während des Einstrahlens des
Laserstrahls mit der Wiedergabeleistung Pr die Rolle eines Initialisie
rungsmagnetfelds, während es während des Einstrahlens eines Laserstrahls
mit der Leistung Ph die Rolle eines Aufzeichnungsmagnetfelds spielt, wobei
das externe Magnetfeld Hw in beiden Fällen dieselbe Stärke und dieselbe
Richtung aufweist.
Die folgende Beschreibung beschäftigt sich mit magnetooptischen Platten als
Beispielen eines magnetooptischen Aufzeichnungsträgers.
Eine magnetooptische Platte gemäß einer Probe #1 weist ein plattenförmiges,
durchscheinendes Substrat 1 aus Glas mit einem Außendurchmesser von 86 mm,
einem Innendurchmesser von 15 mm und einer Dicke von 1,2 mm auf. Unmittel
bar auf einer Fläche des Substrats 1 ist durch ein reaktives Ionenätzver
fahren eine konkav-konvexe Führungsspur zum Führen des Laserstrahls ausge
bildet. Die Spur verfügt über eine Spurganghöhe von 1,6 µm, eine Graben
breite von 0,8 qm und eine Breite erhabener Bereiche von 0,8 µm.
Auf die Oberfläche des Substrats 1, auf der die Führungsspur ausgebildet
ist, werden eine dielektrische Schicht 2 mit einer Dicke von 80 nm, eine
erste magnetische Schicht 3 mit einer Dicke von 45 nm, eine zweite magneti
sche Schicht 4 mit einer Dicke von 40 nm, eine dritte magnetische Schicht 5
mit einer Dicke von 90 nm und eine Schutzschicht 6 mit einer Dicke von
20 nm in dieser Reihenfolge auflaminiert. Die dielektrische, aus AlN beste
hende Schicht 2 wird durch ein reaktives Sputterverfahren hergestellt. Die
aus DyFeCo bestehende erste magnetische Schicht 3 wird durch gleichzeitiges
Sputtern unter Verwendung von Dy-, Fe- und Co-Targets hergestellt. Die aus
GdFeCo bestehende zweite magnetische Schicht 4 wird durch gleichzeitiges
Sputtern unter Verwendung von Gd-, Fe- und Co-Targets hergestellt. Die
dritte, aus GdDyFeCo bestehende magnetische Schicht 5 wird durch gleichzei
tiges Sputtern unter Verwendung von Gd-, Dy-, Fe- und Co-Targets herge
stellt. Die Schutzschicht 6 wird aus AlN hergestellt.
Die aus Dy0,19(Fe0,85Co0,15)0,81 bestehende erste magnetische Schicht 3 ist
eine ÜM-beeinflußte Schicht mit den folgenden Eigenschaften:
Curietemperatur Tc₁ = 180°C und
Koerzitivfeldstärke Hc₁ bei Raumtemperatur = 15 koe.
Curietemperatur Tc₁ = 180°C und
Koerzitivfeldstärke Hc₁ bei Raumtemperatur = 15 koe.
Die aus Gd0,27(Fe0,70Co0,30)0,73 bestehende zweite magnetische Schicht 4
ist eine SE-beeinflußte Schicht mit den folgenden Eigenschaften:
Curietemperatur Tc₂ 300°C und
Kompensationstemperatur Tcomp2 = 170°C.
Curietemperatur Tc₂ 300°C und
Kompensationstemperatur Tcomp2 = 170°C.
Die aus (Gd0,80Dy0,20)0,29(Fe0,80Co0,20)0,71 bestehende dritte magnetische
Schicht 5 ist eine SE-beeinflußte Schicht mit den folgenden Eigenschaften:
Curietemperatur Tc₃ = 280°C und
Kompensationstemperatur Tcomp3 = 200°C und rechtwinklige magnetische Anisotropie Ku3 bei Raumtemperatur = 0,9 × 10⁶ erg/cm³).
Curietemperatur Tc₃ = 280°C und
Kompensationstemperatur Tcomp3 = 200°C und rechtwinklige magnetische Anisotropie Ku3 bei Raumtemperatur = 0,9 × 10⁶ erg/cm³).
Mit der magnetooptischen Platte des Beispiels #1 wurde ein Aufzeichnungs
vorgang bei den folgenden Bedingungen ausgeführt:
Stärke des externen Magnetfelds Hw = 90 kA/m;
hohe Leistung Ph des Laserstrahls = 10 mW;
niedrige Leistung Pl des Laserstrahls = 6 mW;
Wiedergabeleistung Pr des Laserstrahls = 1 mW; und
Aufzeichnungsbitlänge = 0,78 µm.
Stärke des externen Magnetfelds Hw = 90 kA/m;
hohe Leistung Ph des Laserstrahls = 10 mW;
niedrige Leistung Pl des Laserstrahls = 6 mW;
Wiedergabeleistung Pr des Laserstrahls = 1 mW; und
Aufzeichnungsbitlänge = 0,78 µm.
Im Ergebnis war ein Aufzeichnen durch das Lichtmodulations-Überschreibver
fahren möglich, und das Trägersignal/Rauschsignal-Verhältnis (T/R) betrug
45 dB, was zufriedenstellend ist.
Eine magnetooptische Platte gemäß einem Beispiel #1 weist denselben Aufbau
wie die der Probe #2 abgesehen von der dritten magnetischen Schicht 5 auf.
Diese besteht bei der Probe #2 aus (Gd0,85Dy0,15)0,29(Fe0,82Co0,18)0,71,
ist SE-beeinflußt und weist die folgenden Eigenschaften auf:
Curietemperatur Tc₃ = 280°C;
Kompensationstemperatur Tcomp3 = 200°C; und
rechtwinklige Anisotropie Ku3 bei Raumtemperatur = 0,7 × 10⁶ erg/cm³).
Curietemperatur Tc₃ = 280°C;
Kompensationstemperatur Tcomp3 = 200°C; und
rechtwinklige Anisotropie Ku3 bei Raumtemperatur = 0,7 × 10⁶ erg/cm³).
Mit der magnetooptischen Platte des Beispiels #2 wurde ein Aufzeichnungs
vorgang bei den folgenden Bedingungen ausgeführt:
Stärke des externen Magnetfelds Hw = 60 kA/m;
hohe Leistung Ph des Laserstrahls = 10 mW;
niedrige Leistung Pl des Laserstrahls = 6 mW;
Wiedergabeleistung Pr des Laserstrahls = 1 mW; und
Aufzeichnungsbitlänge = 0,78 µm.
Stärke des externen Magnetfelds Hw = 60 kA/m;
hohe Leistung Ph des Laserstrahls = 10 mW;
niedrige Leistung Pl des Laserstrahls = 6 mW;
Wiedergabeleistung Pr des Laserstrahls = 1 mW; und
Aufzeichnungsbitlänge = 0,78 µm.
Im Ergebnis war ein Aufzeichnen durch das Lichtmodulations-Überschreibver
fahren möglich, und das Trägersignal/Rauschsignal-Verhältnis (T/R) betrug
45 dB, was zufriedenstellend ist.
Eine magnetooptische Platte gemäß einem Beispiel #3 weist denselben Aufbau
wie die der Probe #1 abgesehen von der dritten magnetischen Schicht 5 auf.
Diese besteht bei der Probe #3 aus (Gd0,90Dy0,10)0,29(Fe0,85Co0,15)0,71,
ist SE-beeinflußt und weist die folgenden Eigenschaften auf:
Curietemperatur Tc₃ = 280°C;
Kompensationstemperatur Tcomp3 = 200°C; und
rechtwinklige Anisotropie Ku3 bei Raumtemperatur = 0,5 × 10⁶ erg/cm³).
Curietemperatur Tc₃ = 280°C;
Kompensationstemperatur Tcomp3 = 200°C; und
rechtwinklige Anisotropie Ku3 bei Raumtemperatur = 0,5 × 10⁶ erg/cm³).
Mit der magnetooptischen Platte des Beispiels #3 wurde ein Aufzeichnungs
vorgang bei den folgenden Bedingungen ausgeführt:
Stärke des externen Magnetfelds Hw = 50 kA/m;
hohe Leistung Ph des Laserstrahls = 10 mW;
niedrige Leistung Pl des Laserstrahls = 6 mW;
Wiedergabeleistung Pr des Laserstrahls = 1 mW; und
Aufzeichnungsbitlänge = 0,78 µm.
Stärke des externen Magnetfelds Hw = 50 kA/m;
hohe Leistung Ph des Laserstrahls = 10 mW;
niedrige Leistung Pl des Laserstrahls = 6 mW;
Wiedergabeleistung Pr des Laserstrahls = 1 mW; und
Aufzeichnungsbitlänge = 0,78 µm.
Im Ergebnis war ein Aufzeichnen durch das Lichtmodulations-Überschreibver
fahren möglich, und das Trägersignal/Rauschsignal-Verhältnis (T/R) betrug
45 dB, was zufriedenstellend ist.
Eine magnetooptische Platte gemäß einem Beispiel #4 weist denselben Aufbau
wie die der Probe #3 abgesehen von der ersten magnetischen Schicht 3 auf.
Diese besteht bei der Probe #4 aus (Gd0,20Dy0,80)0,19(Fe0,90Co0,10)0,81,
ist ÜM-beeinflußt und weist die folgenden Eigenschaften auf:
Curietemperatur Tc₁ = 180°C und
Koerzitivfeldstärke Hc₁ bei Raumtemperatur = 15 koe.
Curietemperatur Tc₁ = 180°C und
Koerzitivfeldstärke Hc₁ bei Raumtemperatur = 15 koe.
Mit der magnetooptischen Platte des Beispiels #4 wurde ein Aufzeichnungs
vorgang bei den folgenden Bedingungen ausgeführt:
Stärke des externen Magnetfelds Hw = 50 kA/m;
hohe Leistung Ph des Laserstrahls = 10 mW;
niedrige Leistung Pl des Laserstrahls = 5 mW;
Wiedergabeleistung Pr des Laserstrahls = 1 mW, und
Aufzeichnungsbitlänge = 0,78 µm.
Stärke des externen Magnetfelds Hw = 50 kA/m;
hohe Leistung Ph des Laserstrahls = 10 mW;
niedrige Leistung Pl des Laserstrahls = 5 mW;
Wiedergabeleistung Pr des Laserstrahls = 1 mW, und
Aufzeichnungsbitlänge = 0,78 µm.
Im Ergebnis war ein Aufzeichnen durch das Lichtmodulations-Überschreibver
fahren möglich, und das Trägersignal/Rauschsignal-Verhältnis (T/R) betrug
45 dB, was zufriedenstellend ist.
Eine magnetooptische Platte gemäß einem Beispiel #5 weist denselben Aufbau
wie die der Probe #3 abgesehen von der ersten magnetischen Schicht 3 auf.
Diese besteht bei der Probe #5 aus (Gd0,40Dy0,60)0,19(Fe0,95Co0,05)0,81,
ist ÜM-beeinflußt und weist die folgenden Eigenschaften auf:
Curietemperatur Tc₁ = 180°C und
Koerzitivfeldstärke Hc₁ bei Raumtemperatur = 15 koe.
Curietemperatur Tc₁ = 180°C und
Koerzitivfeldstärke Hc₁ bei Raumtemperatur = 15 koe.
Mit der magnetooptischen Platte des Beispiels #5 wurde ein Aufzeichnungs
vorgang bei den folgenden Bedingungen ausgeführt:
Stärke des externen Magnetfelds Hw = 50 kA/m;
hohe Leistung Ph des Laserstrahls = 10 mW;
niedrige Leistung Pl des Laserstrahls = 4 mW;
Wiedergabeleistung Pr des Laserstrahls = 1 mW; und
Aufzeichnungsbitlänge = 0,78 µm.
Stärke des externen Magnetfelds Hw = 50 kA/m;
hohe Leistung Ph des Laserstrahls = 10 mW;
niedrige Leistung Pl des Laserstrahls = 4 mW;
Wiedergabeleistung Pr des Laserstrahls = 1 mW; und
Aufzeichnungsbitlänge = 0,78 µm.
Im Ergebnis war ein Aufzeichnen durch das Lichtmodulations-überschreibver
fahren möglich, und das Trägersignal/Rauschsignal-Verhältnis (T/R) betrug
45 dB, was zufriedenstellend ist.
Die folgende Beschreibung erörtert unter Bezugnahme auf die Fig. 6 ein
weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung. Elemente mit demselben Aufbau
(derselben Funktion), wie sie die Elemente beim vorstehend angegebenen
Ausführungsbeispiel aufweisen, werden mit denselben Bezugszahlen gekenn
zeichnet, und ihre Beschreibung wird weggelassen.
Die magnetooptische Platte (der magnetooptischer Aufzeichnungsträger) des
vorliegenden Ausführungsbeispiels verfügt über denselben Aufbau wie die
beim vorigen Ausführungsbeispiel, mit der Ausnahme, daß nun eine nullte
magnetische Schicht 7 zwischen der dielektrischen Schicht 2 und der ersten
magnetischen Schicht 3 vorhanden ist.
Die nullte magnetische Schicht 7 verfügt über eine Curietemperatur Tc₀, die
über der der ersten magnetischen Schicht 3 liegt, und bei Raumtemperatur
weist sie praktisch keine Koerzitivfeldstärke auf. Sie verfügt bei Raumtem
peratur über in der Ebene liegende magnetische Anisotropie, und bei einer
Temperatur über einer bestimmten Temperatur weist sie rechtwinklige magne
tische Anisotropie auf. Sie verfügt in einem bestimmten Temperaturbereich
zwischen der Raumtemperatur und der Curietemperatur der ersten magnetischen
Schicht 3 über rechtwinklige Magnetisierung.
In der folgenden Beschreibung wird eine Probe einer magnetooptischen Platte
als Beispiel für einen magnetooptischen Aufzeichnungsträger angegeben.
Eine magnetooptische Platte gemäß einer Probe #6 weist denselben Aufbau wie
die magnetooptische Platte der Probe #1 beim ersten Ausführungsbeispiel mit
der Ausnahme auf, daß eine nullte magnetische Schicht 7 mit einer Dicke
von 40 nm zwischen der ersten magnetischen Schicht 3 und der dielektrischen
Schicht 2 vorhanden ist. Die magnetooptische Platte der Probe #6 wurde
durch dasselbe Verfahren wie der der Probe #1 hergestellt.
Die aus Gd0,29(Fe0,80Co0,20)0,71 bestehende nullte magnetische Schicht 7
der magnetooptischen Platte des Beispiels #6 ist SE-beeinflußt und weist
die folgenden Eigenschaften auf:
Curietemperatur Tc₀ = 300°C
keine Kompensationstemperatur und
ein Übergang erfolgt bei ungefähr 120°C von der in der Ebene liegenden magnetischen Anisotropie auf rechtwinklige magnetische Anisotropie.
Curietemperatur Tc₀ = 300°C
keine Kompensationstemperatur und
ein Übergang erfolgt bei ungefähr 120°C von der in der Ebene liegenden magnetischen Anisotropie auf rechtwinklige magnetische Anisotropie.
Mit der magnetooptischen Platte der Probe #6 war ein Lichtmodulations-Über
schreibverfahren ausführbar, wobei das T/R-Verhältnis 46 dB betrug, was
zufriedenstellend ist. Die magnetooptische Platte der Probe #6 wies eine
Signalqualität auf, die derjenigen der magnetooptischen Platte der Probe #1
überlegen war, die ein T/R-Verhältnis von 45 dB zeigte. Es kann angenommen
werden, daß, da die Curietemperatur Tc₀ der nullten magnetischen Schicht 7
höher als die Curietemperatur Tc₁ der ersten magnetischen Schicht 3 ist,
der Kerr-Rotationswinkel größer ist, was die Signalqualität verbessert.
Ferner fiel dann, wenn ein Aufzeichnungsvorgang mit kürzeren Aufzeichnungs
bits ausgeführt wurde, das T/R-Verhältnis bei der magnetooptischen Platte
der Probe #1 drastisch, wohingegen dies bei der magnetooptischen Platte der
Probe #6 nicht der Fall war. Es kann angenommen werden, daß der Grund der
folgende ist. Die nullte magnetische Schicht 7 verfügt bei Raumtemperatur
über in der Ebene liegende Anisotropie, und während der Einstrahlung eines
Laserstrahls mit der bei der Wiedergabe verwendeten Leistung erreicht nur
das Zentrum des vom Laserstrahl beleuchteten Gebiets rechtwinklig magneti
sche Anisotropie. Daher tritt ein Übergang der Magnetisierungsrichtung in
der ersten magnetischen Schicht 3 nur in der Nähe des Zentrums des beleuch
teten Gebiets auf, was Wiedergabe ohne Beeinflussung durch benachbarte Bits
selbst bei kurzen Aufzeichnungsbits gewährleistet.
Fig. 7 ist ein Kurvenbild, das eine Beziehung zwischen der rechtwinkligen
magnetischen Anisotropie Ku3 der dritten magnetischen Schicht 5 der magne
tooptischen Platten #1 bis #6 einerseits und dem Aufzeichnungsmagnetfeld
andererseits zeigt (externes Magnetfeld Hw beim vorliegenden Ausführungs
beispiel). Der schraffierte Teil in der Figur kennzeichnet den Bereich, in
dem Aufzeichnung mittels des Lichtmodulations-Überschreibverfahrens alleine
mit dem Aufzeichnungsmagnetfeld (dem externen Magnetfeld Hw) ausführbar
war. Genauer gesagt, ist die Stärke, die das Initialisierungsmagnetfeld
(Hinit) aufweisen muß, sehr klein, d. h., daß sie im wesentlichen der
Stärke des Aufzeichnungsmagnetfelds entspricht, vorausgesetzt, daß die
rechtwinklige magnetische Anisotropie Ku3 der dritten magnetischen Schicht
5 der folgenden Bedingung genügt:
0,3 × 10⁶ erg/cm³ < Ku3 < 1,0 × 10⁶ erg/cm³.
Anders gesagt, weist bei den obigen Bedingungen das Initialisierungsmagnet
feld ebenfalls eine Stärke auf, die in die Nähe des durch die Schraffur
gekennzeichneten Bereichs fällt, wobei es sich durch den optimalen Bereich
für das Aufzeichnungsmagnetfeld handelt. Außerdem ist, wie oben beschrie
ben, die Richtung des Aufzeichnungsmagnetfelds für die Initialisierung
geeignet. Aus diesen Gründen ist es möglich, Aufzeichnungs- und Wiedergabe
vorgänge mit erfindungsgemäßen magnetooptischen Platten selbst mit herkömm
lichen Aufzeichnungs-/Wiedergabevorrichtungen auszuführen, die nicht mit
einer Einrichtung zum Erzeugen eines starken Initialisierungsmagnetfelds
versehen sind, wie mit Aufzeichnungs-/Wiedergabevorrichtungen gemäß dem
ISO-Standard. Daher gewährleisten die erfindungsgemäßen magnetooptischen
Platten das Folgende: (1) Aufzeichnung mittels des Lichtmodulations-Über
schreibverfahrens kann mit ihnen ausgeführt werden, (2) sie weisen Kompati
bilität zu magnetooptischen Aufzeichnungs-/Wiedergabevorrichtungen gemäß
dem ISO-Standard auf, und (3) sie benötigen keine Einrichtung zum Erzeugen
des Initialisierungsmagnetfelds zusätzlich zu einer zum Erzeugen des Auf
zeichnungsmagnetfelds.
Es ist bevorzugter, daß die rechtwinklige magnetische Anisotropie Ku3 der
folgenden Bedingung genügt:
0,3 × 10⁶ erg/cm³ < Ku3 < 0,6 × 10⁶ erg/cm³.
Demgemäß kann die Stärke des Aufzeichnungsmagnetfelds auf ungefähr 40 kA/m
erniedrigt werden, was eine Miniaturisierung der Einrichtung zum Erzeugen
des Aufzeichnungsmagnetfelds ermöglicht.
Demgegenüber erfordert ein herkömmlicher magnetooptischer Aufzeichnungsträ
ger ein Initialisierungsmagnetfeld, das stärker als das Aufzeichnungsma
gnetfeld ist, wie in Fig. 9 dargestellt. Daher ist es unmöglich, ein Über
schreiben mittels Lichtmodulation beim herkömmlichen magnetooptischen Auf
zeichnungsträger alleine mittels des Aufzeichnungsmagnetfelds auszuführen.
Beim ersten und zweiten Ausführungsbeispiel ist bei den Proben #1 bis #6
Glas für das Substrat 1 verwendet. Abweichend von Glas kann jedoch ein
Substrat aus chemisch getempertem Glas, ein sogenanntes 2P-Schichtglassub
strat, verwendet werden, das aus folgendem besteht: (1) einem Substrat aus
Glas oder chemisch getempertem Glas und (2) einem bei Ultraviolettstrahlung
härtenden Harzfilm auf dem Glassubstrat aus Polycarbonat (PC), Polymethyl
methacrylat (PMMA), amorphem Polyolefin (APO), Polystyrol (PS), Polybiphe
nylchlorid (PVC), Epoxid usw.
Die Dicke der aus AlN bestehenden transparenten dielektrischen Schicht 2
ist nicht auf 80 nm beschränkt. Diese Dicke wird unter Berücksichtigung der
sogenannten Verstärkung des Kerreffekts bestimmt, d. h. eines Effekts, bei
dem während des Abspielens von einem magnetooptischen Aufzeichnungsträger
der polare Kerr-Rotationswinkel von Licht von der ersten magnetischen
Schicht 3 oder der nullten magnetischen Schicht 7 unter Verwendung eines
Lichtinterferenzeffekts verstärkt wird. Um bei der Wiedergabe ein T/R-Ver
hältnis zu erzielen, das so groß wie möglich ist, ist es erforderlich, den
polaren Kerr-Rotationswinkel zu erhöhen. Aus diesem Grund wird die Dicke
der transparenten dielektrischen Schicht 2 so eingestellt, daß der größt
mögliche polare Kerr-Rotationswinkel erzielt wird.
Zusätzlich zur vorstehend angegebenen Rolle hinsichtlich der Verstärkung
des Kerreffekts verhindert die transparente dielektrische Schicht 2 in
Kombination mit der Schutzschicht 6 die Oxidation der ersten bis dritten
magnetischen Schicht 3 bis 5 oder der nullten magnetischen Schicht 7 und
der ersten bis dritten magnetischen Schicht 3 bis 5, die jeweils aus Sel
tenerdmetall-Übergangsmetall-Legierungen bestehen.
Ferner kann ein AlN-Film durch reaktives Gleichstromätzen erhalten werden,
das unter Verwendung eines Al-Targets und durch Einleiten von N₂-Gas oder
einem Mischgas aus Ar und N₂ erhalten wird. Dieses Sputterverfahren hat den
Vorteil, daß eine höhere Filmbildungsgeschwindigkeit als beim HF(Hochfre
quenz)-Sputterverfahren erzielt werden kann.
Abweichend von AlN sind die folgenden Substanzen als Material für die tran
sparente dielektrische Schicht 2 geeignet: SiN, AlSiN, AlTaN, SiAlON, TiN,
TiON, BN, ZnS, TiO₂, BaTiO₃, SrTiO₃ und andere. Die Verwendung von SiN,
AlSiN, AlTaN, TiN, BN und ZnS neben anderen gewährleistet, daß magnetoop
tische Platten mit hervorragender Wasserdampfbeständigkeit geschaffen sind,
da die vorstehend genannten Substanzen in ihren jeweiligen Zusammensetzun
gen keinen Sauerstoff enthalten.
Die jeweiligen Zusammensetzungen von für die erste magnetische Schicht 3
verwendetem DyFeCo, von für die zweite magnetische Schicht 4 verwendetem
GdFeCo und von für die dritte magnetische Schicht 5 verwendetem GdDyFeCo
sind nicht auf diejenigen beschränkt, die bei den obigen Ausführungsbei
spielen angegeben sind, vorausgesetzt, daß die beschriebenen Eigenschaften
für die jeweiligen magnetischen Schichten 3 bis 5 erzielt werden. Als Mate
rialien für die erste bis dritte magnetische Schicht 3 bis 5 kann jeweils
eine Legierung verwendet werden, die eine Kombination aus mindestens einem
aus den Seltenerdmetallen Gd, Tb, Dy, Ho und Nd ausgewähltes Element ent
hält und mindestens ein aus den Übergangsmetallen Fe und Co ausgewähltes
Element enthält.
Ferner können durch Hinzufügen mindestens eines Elements aus der aus Cr, V,
Nb, Mn, Be, Ni, Ti, Pt, Rh und Cu bestehenden Gruppe die jeweiligen Wider
standskräfte der ersten bis dritten magnetischen Schicht 3 bis 5 gegen
Umwelteinflüsse verbessert werden. D. h., daß eine Beeinträchtigung der
Eigenschaften der ersten bis dritten magnetischen Schicht 3 bis 5 aufgrund
einer Oxidation des Materials durch Wasserdampf und Sauerstoff, die ein
dringen, verhindert werden kann, was zuverlässiges Funktionsvermögen der
magnetooptischen Platte für lange Zeit gewährleistet.
Die jeweiligen Filmdicken der ersten bis dritten magnetischen Schicht 3 bis
5 werden unter Berücksichtigung der Korrelation zwischen den in diesen
Schichten verwendeten Materialien, deren Zusammensetzungen und den Dicken
anderer magnetischer Schichten bestimmt. Genauer gesagt, wird die Filmdicke
der ersten magnetischen Schicht 3 vorzugsweise auf oder über 20 nm, vor
zugsweise auf oder über 30 nm, eingestellt. Andererseits kann, wenn die
erste magnetische Schicht zu dick ist, die in der dritten magnetischen
Schicht 5 aufgezeichnete Information nicht in sie kopiert werden. Daher ist
es bevorzugt, sie auf 100 nm oder darunter einzustellen. Die Filmdicke der
zweiten magnetischen Schicht 4 wird vorzugsweise auf 5 nm oder darüber
eingestellt, wobei sie vorzugsweise auf 100 nm oder darunter eingestellt
wird, da sonst die in der dritten magnetischen Schicht 5 aufgezeichnete
Information nicht kopiert werden kann. Die Dicke der zweiten magnetischen
Schicht 4 wird bevorzugter auf 10 nm oder darüber und auf 50 nm oder darun
ter eingestellt. Die Filmdicke der dritten magnetischen Schicht 5 wird
vorzugsweise auf 20 nm oder darüber eingestellt, jedoch auf 200 nm oder
darunter, da die in ihr aufgezeichnete Information sonst nicht in die ande
ren magnetischen Schichten kopiert werden kann. Die Dicke der dritten ma
gnetischen Schicht 5 wird bevorzugter auf 30 nm oder höher und auf 100 nm
oder weniger eingestellt.
Die Dicke des als Schutzschicht 6 wirkenden AlN-Films ist bei den vorlie
genden Ausführungsbeispielen auf 80 nm eingestellt, jedoch ist sie nicht
auf diesen Wert beschränkt sie wird vorzugsweise auf 1 nm oder mehr und
auf 200 nm oder weniger eingestellt.
Die Wärmeleitfähigkeit der Schutzschicht 6 wie auch die der transparenten
dielektrischen Schicht 2 beeinflussen die Aufzeichnungsempfindlichkeit der
magnetooptischen Platte. Diese Aufzeichnungsempfindlichkeit repräsentiert
die zum Aufzeichnen oder Löschen erforderliche Laserleistung. Auf die ma
gnetooptische Platte fallendes Licht wird im wesentlichen durch die tran
sparente dielektrische Schicht 2 hindurchgestrahlt. Dann wird es durch die
erste bis dritte magnetische Schicht 3 bis 5 absorbiert, da dies absorbie
rende Filme sind. Das so absorbierte Licht wird dort in Wärme umgesetzt.
Hierbei wird die auf diese Weise in der ersten bis dritten magnetischen
Schicht 3 bis 5 erzeugte Wärme durch Wärmeleitung durch die transparente
dielektrische Schicht 2 und die Schutzschicht 6 übertragen. Daher beein
flussen die jeweiligen Wärmeleitfähigkeiten und Wärmekapazitäten (spezifi
sche Wärme) der transparenten dielektrischen Schicht 2 und der Schutz
schicht 6 die Aufzeichnungsempfindlichkeit.
Die bedeutet, daß die Aufzeichnungsempfindlichkeit der magnetooptischen
Platte in gewissem Ausmaß durch Einstellen der Filmdicke der Schutzschicht
6 kontrolliert werden kann. Wenn z. B. die Schutzschicht 6 dünner gemacht
wird, kann die Aufzeichnungsempfindlichkeit erhöht werden (es können Auf
zeichnungs- oder Löschvorgänge bei geringerer Laserleistung ausgeführt
werden). Normalerweise ist es zum Verlängern der Lebensdauer des Lasers
bevorzugt, über eine relativ hohe Aufzeichnungsempfindlichkeit zu verfügen,
und demgemäß ist eine dünnere Schutzschicht bevorzugt.
Auch in diesem Sinn ist AlN ein geeignetes Material. Wegen seiner hervorra
genden Wasserdampfbeständigkeit kann, wenn es für den Schutzfilm 6 verwen
det wird, die Filmdicke verringert werden, und es kann eine magnetooptische
Platte erzielt werden, die hohe Aufzeichnungsempfindlichkeit gewährleistet.
Wenn sowohl die Schutzschicht 6 als auch die transparente dielektrische
Schicht 2 aus AlN bestehen, wie es bei den vorliegenden Ausführungsbeispie
len der Fall ist, ist es möglich, eine magnetooptische Platte mit hervorra
gender Wasserdampfbeständigkeit zu schaffen und die Produktivität dadurch
zu verbessern, daß die Schutzschicht 6 und die dielektrische Schicht 2 aus
demselben Material bestehen.
Angesichts der vorstehend angegebenen Aufgaben und Wirkungen sind neben AlN
die folgenden Substanzen als Material für die transparente dielektrische
Schicht 2 und für die Schutzschicht 6 geeignet: SiN, AlSiN, AlTaN, SiAlON,
TiN, TiON, BN, ZnS, TiO₂, BaTiO₃, SrTiO₃ und andere. Die Verwendung von
SiN, AlSiN, AlTaN, TiN, BN und ZnS, unter anderen, gewährleistet, daß
magnetooptische Platten hervorragender Wasserdampfbeständigkeit erhalten
werden, da die obigen Substanzen keinen Sauerstoff in ihren Zusammensetzun
gen enthalten.
Die magnetooptischen Platten der Proben #1 bis #6 sind vom sogenannten
einseitigen Typ. Nachfolgend wird ein Dünnfilm, der aus der transparenten
dielektrischen Schicht 6, der ersten bis dritten magnetischen Schicht 3 bis
5 (oder der ersten bis dritten magnetischen Schicht 3 bis 5 und der nullten
magnetischen Schicht 7 besteht) und der Schutzschicht 6 als Aufzeichnungs
trägerschicht bezeichnet. Demgemäß besteht eine magnetooptische Platte vom
einseitigen Typ aus dem Substrat 1, der Aufzeichnungsträgerschicht und der
Überzugsschicht.
Andererseits wird eine magnetooptische Platte, die aus zwei Substraten
besteht, auf die jeweils Aufzeichnungsträgerschichten laminiert sind, als
solche vom doppelseitigen Typ bezeichnet, wobei die zwei Substrate mittels
einer Kleberschicht aneinander so zur Anhaftung gebracht werden, daß die
jeweiligen Aufzeichnungsträgerschichten einander zugewandt sind. Als Mate
rial für die Kleberschicht ist ein Polyurethanacrylatkleber besonders ge
eignet. Die obige Kleberschicht verfügt über eine Kombination von Härtungs
eigenschaften, die durch Ultravioletteinstrahlung, Wärme und Luftabschluß
erzielt werden. Daher hat diese Kleberschicht den Vorteil, daß ein Bereich
derselben, der durch den Aufzeichnungsträger abgeschirmt ist und durch den
keine Ultraviolettstrahlung hindurchdringen kann, mittels der Härtungsei
genschaften aufgrund von Wärme und Luftabschluß gehärtet werden kann.
Wegen der so erhaltenen hohen Wasserdampfbeständigkeit kann zuverlässiges
Funktionsvermögen der magnetooptischen Platte für lange Zeit gewährleistet
werden.
Eine magnetooptische Platte vom einseitigen Typ ist für eine kompakte ma
gnetooptische Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung geeignet, da die
Dicke beim einseitigen Typ der Hälfte derjenigen beim doppelseitigen Typ
entspricht. Demgegenüber ist eine Platte vom doppelseitigen Typ bei einem
Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät geeignet, das große Kapazität erfordert,
da es möglich ist, auf beiden Seiten Aufzeichnungs- und Wiedergabevorgänge
auszuführen.
Obwohl bei den vorstehenden Ausführungsbeispielen magnetooptische Platten
als Beispiele eines magnetooptischen Aufzeichnungsträgers verwendet sind,
ist die Erfindung auch bei magnetooptischen Bändern und magnetooptischen
Karten anwendbar.
Claims (8)
1. Magnetooptischer Aufzeichnungsträger mit mindestens
einer ersten magnetischen Schicht (3) und einer dritten ma
gnetischen Schicht (5), dadurch gekennzeichnet, daß die
dritte magnetische Schicht bei Raumtemperatur eine recht
winklig magnetische Anisotropie Ku3 aufweist, die der fol
genden Bedingung genügt:
0,3 × 10⁶ erg/cm³ < Ku3 < 1,0 × 10⁶ erg/cm³.
2. Träger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
- - die aus einer Seltenerdmetall-Übergangsmetall-Legierung bestehende erste magnetische Schicht (3) im Temperaturbe reich von der Raumtemperatur bis zu ihrer Curietemperatur durch das Übergangsmetall beeinflußt ist; und
- - die aus einer Seltenerdmetall-Übergangsmetall-Legierung bestehende dritte magnetische Schicht (5) bei Raumtemperatur durch Seltenerdmetall beeinflußt ist, da sie eine Curietem peratur über der der ersten magnetischen Schicht aufweist und sie eine Kompensationstemperatur aufweist, die im Tempe raturbereich zwischen der Raumtemperatur und ihrer Curietem peratur liegt.
3. Träger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
- - die erste magnetische Schicht (3) bei Raumtemperatur eine Koerzitivfeldstärke aufweist, die größer als die der dritten magnetischen Schicht (5) ist; und
- - die Kompensationstemperatur der dritten magnetischen Schicht höher ist als die Curietemperatur der ersten magne tischen Schicht.
4. Träger nach einem der Ansprüche 2 oder 3, gekennzeich
net durch eine zweite magnetische Schicht (4) zwischen der
ersten und der dritten magnetischen Schicht (3, 5), wobei
die aus einer Seltenerdmetall-Übergangsmetall-Legierung be
stehende zweite magnetische Schicht bei der Raumtemperatur
durch Seltenerdmetall beeinflußt ist und sie eine Curietem
peratur über derjenigen der ersten magnetischen Schicht auf
weist.
5. Träger nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
die Curietemperatur der zweiten magnetischen Schicht (4) hö
her als diejenige der dritten magnetischen Schicht (5) ist
und die Kompensationstemperatur der zweiten magnetischen
Schicht niedriger als die Kompensationstemperatur der drit
ten magnetischen Schicht und niedriger als die Curietempera
tur der ersten magnetischen Schicht ist.
6. Träger nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekenn
zeichnet durch eine nullte magnetische Schicht (7) auf einer
Fläche der ersten magnetischen Schicht (3), die abgewandt
von derjenigen Fläche ist, auf der die dritte magnetische
Schicht (5) vorhanden ist, wobei die nullte magnetische
Schicht bei Raumtemperatur in der Ebene liegende Magnetisie
rung und im Temperaturbereich zwischen Raumtemperatur und
der Curietemperatur der ersten magnetischen Schicht recht
winklige Magnetisierung aufweist.
7. Träger nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
die nullte magnetische Schicht (7) eine Curietemperatur über
der ersten magnetischen Schicht aufweist.
8. Träger nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die rechtwinklig magnetische Anisotro
pie Ku3 der dritten magnetischen Schicht (5) bei Raumtempe
ratur der folgenden Bedingung genügt:
0,3 × 10⁶ erg/cm³ < Ku3 < 0,6 × 10⁶ erg/cm³.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19640014C2 DE19640014C2 (de) | 2000-05-18 |
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