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Die
Erfindung betrifft einen magnetooptischen Aufzeichnungsträger, auf
dem Licht dadurch aufgezeichnet wird und von dem Information dadurch
ausgelesen wird, dass Licht eingestrahlt wird.
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Magnetooptische
Aufzeichnungsträger
werden als umschreibbare optische Aufzeichnungsträger verwendet.
Bei derartigen magnetooptischen Aufzeichnungsträgern zeigt sich ein Mangel
dahingehend, dass sich die Wiedergabeeigenschaften verschlechtern,
wenn die Größe eines
Aufzeichnungsbits, das eine Einheitsmagnetfläche für den Aufzeichnungsvorgang
bildet, und das Intervall zwischen Aufzeichnungsbits kleiner als
der Durchmesser des Flags eines Lichtstrahls werden, der von einem
Halbleiterlaser emittiert wird und auf den magnetooptischen Aufzeichnungsträger konvergiert
wird.
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Der
Grund für
diesen Mangel besteht darin, dass Aufzeichnungsbits, die an ein
Ziel-Aufzeichnungsbit angrenzen, in den Fleck des auf das Ziel-Aufzeichnungsbit
konvergierten Lichtstrahls fallen, weswegen einzelne Aufzeichnungsbits
nicht gesondert ausgelesen werden können.
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Um
diesem Mangel abzuhelfen, schlägt
das Dokument
JP 06
150418 A einen magnetooptischen Aufzeichnungsträger vor,
der so aufgebaut ist, dass er über
die folgenden Schichten verfügt:
eine Wiedergabeschicht, die bei Raumtemperatur in der Ebene liegende
Magnetisierung aufweist und bei ansteigender Temperatur in einen
Zustand mit rechtwinkliger Magnetisierung übergeht; eine Aufzeichnungsschicht
sowie eine unmagnetische Zwischenschicht, die zwischen der Wiedergabeschicht und
der Aufzeichnungsschicht vorhanden ist, um diese beiden Schichten
magnetostatisch zu koppeln. In diesem Aufzeichnungsträger wird,
unter Ausnutzung der Wärmeverteilung
im Lichtstrahlfleck, Information nur aus einem einzelnen Aufzeichnungsbit
bei einer Temperatur über
einer Schwellentemperatur von der Aufzeichnungsschicht in die Wiedergabeschicht übertragen.
Wenn sich bei diesem Aufbau benachbarte Aufzeichnungsbits innerhalb
des Flecks des konvergierten Lichtstrahls befinden, kann Information
aus dem Ziel-Aufzeichnungsbit gesondert ausgelesen werden.
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Das
Dokument
JP 09 231631
A schlägt
eine Konstruktion vor, bei der eine Schicht aus einem Metallfilm
oder eine Schicht aus einem dielektrischen Film und einem Metallfilm
zwischen der Wiedergabeschicht und der Aufzeichnungsschicht vorhanden
ist. Durch diesen Aufbau ist es möglich, ein magnetisches Streufeld zu
kontrollieren, wie es von in der Aufzeichnungsschicht vorhandener
Magnetisierung erzeugt wird, und es ist auch möglich, vom Metallfilm reflektiertes
Licht auszunutzen. Daher können
günstige
Wiedergabeeigenschaften erzielt werden.
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Jedoch
können
die Aufzeichnungsträger
gemäß den beiden
oben genannten Dokumenten dann für keine
guten Aufzeichnungs- und Wiedergabeeigenschaften sorgen, wenn sehr
kleine Aufzeichnungsbits und sehr kleine Intervalle zwischen diesen
verwendet werden. Demgemäß besteht
ein Problem dahingehend, dass es unmöglich ist, Aufzeichnungs- und
Wiedergabevorgänge
bei höherer
Bitdichte als bisher zu realisieren, weswegen die Speicherkapazität nicht
vergrößerbar ist.
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Aus
dem Dokument
US 5,577,021 ist
es bekannt, bei einem magnetischen Aufzeichnungsträger die Kombination
der Effekte der thermischen Koeffizienten mehrerer dielektrischer
Schichten und wenigstens einer Reflexionsschicht auszunutzen.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen magnetooptischen Aufzeichnungsträger mit
guter Qualität
von Wiedergabesignalen, der Aufzeichnungs- und Wiedergabevorgänge mit
hoher Bitdichte ermöglicht,
zu schaffen.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch
einen Aufzeichnungsträger
mit den Merkmalen der unabhängigen
Ansprüche
1 oder 7 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den
Unteransprüchen.
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Diese
und andere Aufgaben der Erfindung werden aus der nachfolgenden detaillierten,
anhand von Figuren veranschaulichten Beschreibung besser ersichtlich.
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1 bis 3 sind
schematische Schnittdiagramme zum Veranschaulichen der Abfolge von
Filmen bei einem magnetooptischen Aufzeichnungsträger gemäß einem
Beispiel 1, 2 bzw. 3 der Erfindung;
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4 ist
eine graphische Wiedergabe von Messergebnissen zur Toleranz der
Abspielleistung beim Beispiel 1; und
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5 ist
ein schematisches Schnittdiagramm zum Veranschaulichen der Abfolge
von Filmen bei einem magnetooptischen Aufzeichnungsträger gemäß einem
Vergleichsbeispiel, d. h. bei einem herkömmlichen magnetooptischen Aufzeichnungsträger.
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Die
Erfindung wurde dadurch realisierbar, dass erstmals erkannt wurde,
dass bei einem magnetooptischen Aufzeichnungsträger mit einer magnetischen
Wiedergabeschicht, die bei Raumtemperatur in der Ebene liegende
Magnetisierung zeigt und bei Erwärmung
auf mindestens eine kritische Temperatur rechtwinklige Magnetisierung
zeigt, hervorragende Eigenschaften, die das Erzielen hoher Aufzeichnungsdichte
ermöglichen, dadurch
erhalten werden, dass ein Metallfilm (insbesondere ein Metallfilm,
der so dünn
ist, dass er kaum als Reflexionsfilm wirkt) oder dergleichen in
Kontakt mit der magnetischen Wiedergabeschicht oder in der Nähe derselben
angebracht wird. Auch wurde erstmals herausgefunden, dass gute Aufzeichnungs-
und Wiedergabeeigenschaften bei einem Aufbau erzielt werden, bei
dem ein Metallfilm oder dergleichen und ein dielektrischer Film
vorhanden sind, die ausgehend von der magnetischen Wiedergabeschicht
in dieser Reihenfolge ausgebildet sind.
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Der
Aufbau eines erfindungsgemäßen magnetooptischen
Aufzeichnungsträgers
unterscheidet sich völlig
von dem herkömmlicher
derartiger Träger,
wie sie für
Minidisks (MDs) und dergleichen verwendet werden. Wie es in 5 dargestellt
ist, sind bei einem herkömmlichen
magnetooptischen Aufzeichnungsträger
auf einem Substrat 100 aufeinanderfolgend eine transparente
dielektrische Schicht 101, eine magnetooptische Aufzeichnungs-
und Wiedergabeschicht 102, eine transparente dielektrische
Schicht 103 und eine reflektierende Metallschicht 104 ausgebildet.
Die reflektierende Metallschicht 104 ist vorhanden, um
solches Licht zu reflektieren, das durch die magnetooptische Aufzeichnungs-
und Wiedergabeschicht 102 hindurchgelaufen ist, um den
Kerr-Rotationswinkel durch einen Interferenzeffekt mit Licht, das
auf die Aufzeichnungs- und Wiedergabeschicht 102 fällt, zu
erhöhen.
Die transparente dielektrische Schicht 103 ist vorhanden,
um den Interferenzeffekt zu verstärken.
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Dagegen
verfügt
ein erfindungsgemäßer magnetooptischer
Aufzeichnungsträger
im Wesentlichen über
Folgendes: 1) eine magnetische Aufzeichnungsschicht, eine Metallschicht,
eine dielektrische Schicht und eine magnetische Aufzeichnungsschicht,
in dieser Reihenfolge; 2) eine magnetische Wiedergabeschicht, eine Metallschicht
und eine magnetische Aufzeichnungsschicht, in dieser Reihenfolge;
oder 3) eine magnetische Wiedergabeschicht, eine dielektrische Schicht
und eine magnetische Aufzeichnungsschicht, in dieser Reihenfolge.
Zusätzlich
zu diesen Grundaufbauten kann der magnetooptische Aufzeichnungsträger wahlweise über ein
Substrat und/oder eine transparente dielektrische Schicht und/oder
eine dielektrische Schicht und/oder eine Wärmeabstrahlungsschicht und/oder
eine Überzugsschicht
und/oder dergleichen an einer beliebigen Position verfügen.
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Die
magnetische Wiedergabeschicht verfügt über eine magnetische Schicht
mit in der Ebene liegender Magnetisierung bei Raumtemperatur und
rechtwinkliger Magnetisierung bei höherer Temperatur, d. h. bei mindestens
einer kritischen Temperatur. Für
Materialien zum Herstellen der magnetischen Wiedergabeschicht besteht
keine spezielle Beschränkung;
als Beispiele können
einzelne Schichten und Mehrfachschichten aus GdFeCO, TbFeCo, DyFeCo,
HoFeCo, GdTbFe, GdDyFeCo, GdTbFeCo und dergleichen genannt werden. Hinsichtlich
dieser Legie rungen können
die Zusammensetzungen in zweckdienlicher Weise eingestellt werden,
da ihre Kompensationstemperaturen (und/oder ihre Curietemperaturen)
abhängig
von der Zusammensetzung variieren. Für eine weitere Verbesserung
der Wiedergabeeigenschaften kann eine weitere magnetische Schicht
hinzugefügt
werden, die bei Raumtemperatur in der Ebene liegende Magnetisierung
zeigt und über eine
so niedrige Curietemperatur verfügt,
dass sie ihre Magnetisierung in der Nähe einer Wiedergabetemperatur
verliert.
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Der
Metallfilm besteht aus einem Material mit höherer Wärmeleitfähigkeit als derjenigen der
magnetischen Wiedergabeschicht. Als Beispiele können Einzelschichten und Mehrfachschichten
aus Metallen wie Al, Au, Ti, Ag, Cu und dergleichen, Einzelschichten
oder Mehrfachschichten von Legierungen wie AlNi, AlTi, AlSi, AgTi
und dergleichen sowie Mehrfachschichten dieser Metalle mit diesen
Legierungen genannt werden. Die Dicke der Metallschicht beträgt vorzugsweise
30 nm oder weniger, bevorzugter 6 nm oder weniger. Außerdem kann
der Metallfilm beim Aufbau 1) entweder in Form eines gesonderten ”Films” mit klarer
Grenze oder in Form eines Bereichs hoher Konzentration in der dielektrischen
Schicht, was unten im Einzelnen beschrieben wird, ausgebildet werden.
Dieser Bereich hoher Konzentration liegt auf der Seite der dielektrischen
Schicht zur magnetischen Wiedergabeschicht hin, und in diesem Bereich
liegt ein Metall, das nicht das die magnetische Wiedergabeschicht
bildende Metall ist, mit höherer
Konzentration als in anderen Teilen der dielektrischen Schicht.
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Die
magnetische Aufzeichnungsschicht zeigt von der Raumtemperatur bis
zur Curietemperatur rechtwinklige Magnetisierung. Für die Materialien
für diese
magnetische Aufzeichnungsschicht besteht keine spezielle Beschränkung, und
als Beispiele können
Einzelschichten und Mehrfachschichten von DyFeCo, TbFeCo, GdTbFe,
NdDyFeCo, GdDyFeCo, GdTbFeCo und dergleichen genannt werden. Hinsichtlich
dieser Legierungen können
die Anteile ihrer Komponenten in zweckdienlicher Weise eingestellt
werden, da ihre Curietemperaturen abhängig von der Zusammensetzung
variieren. Auch kann zur weiteren Verbesserung der Aufzeichnungseigenschaften
eine weitere magnetische Schicht (Aufzeichnungsunterstützungsschicht)
hinzugefügt werden,
die rechtwinklige Magnetisierung zeigt und um die Aufzeichnungstemperatur
eine kleinere Koerzitivfeldstärke
als die magnetische Aufzeichnungsschicht zeigt.
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Für die Materialien
für die
dielektrische Schicht besteht keine spezielle Beschränkung, und
als Beispiele können
Einzelschichten und Mehrfachschichten von AlN, SiN, AlSiN, AlTaN,
SiAlON, TiON, BN, ZnS, TiO2, BaTiO3, SrTiO3 und dergleichen
genannt werden. Die Dicke der dielektrischen Schicht beträgt vorzugsweise ungefähr 1 bis
10 nm. Insbesondere wird die dielektrische Schicht beim Aufbau 3)
vorzugsweise aus einem Material mit einer solchen Zusammensetzung
hergestellt, dass ein Metall, das kein die magnetische Aufzeichnungsschicht
bildendes Metall ist, auf der Seite zur magnetischen Wiedergabeschicht
mit höherer
Konzentration als in anderen Teilen der dielektrischen Schicht vorhanden
ist, da beim magnetooptischen Aufzeichnungsträger mit dem Aufbau 3) keine
Metallschicht vorhanden ist. Hierbei bedeutet ein Metall, das kein
die magnetische Wiedergabeschicht bildendes Metall ist, ein Material
mit besserer Wärmeleitfähigkeit
(Material zum Verbessern des Wärmeansprechverhaltens)
als der der magnetischen Wiedergabeschicht.
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Beim
magnetooptischen Aufzeichnungsträger
gemäß der Erfindung
werden die oben angegebenen Schichten, einschließlich der magnetischen Wiedergabeschicht,
vorzugsweise auf einem Substrat hergestellt. Für ein solches Substrat besteht
keine spezielle Beschränkung
auf irgendeinen Typ, vorausgesetzt, dass es sich um ein transparentes
Substrat mit einem Lichttransmissionsvermögen von 90% oder mehr handelt.
Z. B. sind Substrate aus Glas, Quarzglas, chemisch behandeltem Glas,
Glas mit einem Film aus einem durch Ultraviolettstrahlung härtbaren
Harz auf einer Fläche
sowie aus Kunststoff, wie aus Polycarbonat, Polymethylmethacrylat,
amorphem Polyolefin, Polystyrol, Polybiphenylchlorid und Epoxidharz,
verwendbar. Vorzugsweise verfügt
das Substrat über
eine Führungsspur
zum Führen
eines Lichtstrahls sowie über
erhabene Bereiche und Gräben
zum Erhalten von Information wie eines Adressensignals, wie dies
herkömmlich
bekannt ist. Für die
Breite und die Tiefe der Führungsspur,
für die
Breite des erhabenen Bereichs sowie für die Breite und die Tiefe
des Grabens besteht keine spezielle Beschränkung, sondern diese Werte
können
abhängig
von vorgesehenen Eigenschaften des magnetooptischen Aufzeichnungsträgers konzipiert
werden.
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Auf
dem Substrat kann eine transparente dielektrische Schicht hergestellt
werden. Dafür
ist jedes der oben genannten dielektrischen Materialien verwendbar,
das bei der möglichen
Dicke für
ein Lichttransmissionsvermögen
von 90% oder mehr sorgen kann. Im Allgemeinen wird die magnetische
Wiedergabeschicht auf der transparenten dielektrischen Schicht hergestellt.
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Ferner
kann zwischen dem Metallfilm und der magnetischen Aufzeichnungsschicht
und/oder der letzteren eine dielektrische Schicht hergestellt werden.
Diese dielektrische Schicht kann ebenfalls aus dem oben genannten
dielektrischen Material hergestellt werden.
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Auf
der magnetischen Aufzeichnungsschicht kann auch eine Wärmeabstrahlungsschicht
hergestellt werden, unabhängig
davon, ob eine dielektrische Schicht dazwischen vorhanden ist oder
nicht. Für
die Materialien für
die Wärmeabstrahlungs schicht
sowie für
ihre Dicke besteht keine spezielle Beschränkung, vorausgesetzt, dass
für höhere Wärmeleitfähigkeit
als derjenigen der magnetischen Aufzeichnungsschicht gesorgt ist.
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Vorzugsweise
wird auf der magnetischen Aufzeichnungsschicht eine Überzugsschicht
hergestellt, unabhängig
davon, ob eine dielektrische Schicht vorhanden ist oder nicht, und
unabhängig
davon, ob eine Wärmeabstrahlungsschicht
vorhanden ist oder nicht. Die Überzugsschicht
kann z. B. aus einem durch Ultraviolettstrahlung härtbaren
Harz hergestellt werden.
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BEISPIELE
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Nun
wird die Erfindung durch Beispiele unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
detaillierter erläutert.
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Beispiel 1
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Wie
es in 1 dargestellt ist, wurde eine magnetooptische
Platte gemäß diesem
Beispiel so aufgebaut, dass sie über
Folgendes verfügt:
ein Substrat 1, eine transparente dielektrische Schicht 2,
eine magnetische Wiedergabeschicht 3, eine Metallschicht 4,
eine dielektrische Schicht 5, eine magnetische Aufzeichnungsschicht 6,
eine dielektrische Schicht 7, eine Wärmeabstrahlungsschicht 8 und
eine Überzugsschicht 9, die
in dieser Reihenfolge ausgehend von einer Lichtempfangsfläche auflaminiert
sind. Es wird darauf hingewiesen, dass das Substrat 1 und
die Überzugsschicht 9 gegeneinander
ausgetauscht sind, wenn eine magnetooptische Platte vorliegt, die
Licht aus der entgegengesetzten Richtung empfängt.
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(1) Aufbau
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Als
Substrat 1 wurde ein solches aus Polycarbonat mit einer
Dicke von 0,6 mm verwendet. Die oben genannten Schichten wurden,
mit Ausnahme der Überzugsschicht,
durch Sputtern auf das Substrat 1 auflaminiert.
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Als
transparente dielektrische Schicht 2 wurde auf derjenigen
Seite des Substrats 1, auf der eine Führungsspur ausgebildet war,
ein Film aus AlN mit einer Dicke von 65 nm hergestellt. Als magnetische
Wiedergabeschicht 3 wurde auf der transparenten dielektrischen
Schicht 2 eine zweischichtige magnetische Schicht aus GdFeCo
und GdFe hergestellt. Als Erstes wurde die GdFeCo-Schicht mit einer
Dicke von 25 nm hergestellt, und dann wurde die GdFe-Schicht mit
einer Dicke von 15 nm hergestellt. Die letztere Schicht ist vorhanden,
um die Wiedergabeeigenschaften zu verbessern. Die Magnetisierungsrichtung
der GdFeCo-Schicht lag bei Raumtemperatur im Wesentlichen in der
Ebene (d. h. in der Richtung der Ebene der magnetischen Wiedergabeschicht
3), und sie wechselte bei einer Temperatur von ungefähr 160 bis
180°C auf
rechtwinklige Magnetisierung. Die GdFe-Schicht hielt ihre in der
Ebene liegende Magnetisierung von der Raumtemperatur bis zu ihrem
Curie-Punkt, der ungefähr
150°C betrug.
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Auf
der magnetischen Wiedergabeschicht 3 wurde ein Al-Film
mit einer Dicke von 2 nm als Metallfilm 4 hergestellt.
Dieser Al-Film wurde durch Sputtern eines Al-Targets mit 3 N-Reinheit hergestellt.
Es wird darauf hingewiesen, dass eine Metallschicht 4 mit
derart geringer Dicke kaum als Reflexionsfilm wirkt.
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Als
dielektrische Schicht 5 wurde auf der Metallschicht 4 ein
AlN-Film mit einer Dicke von 3 nm hergestellt.
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Als
Aufzeichnungsschicht 6 wurde auf der dielektrischen Schicht 5 eine
zweischichtige magnetische Schicht aus TbFeCo und GdFeCo hergestellt.
Als Erstes wurde die magnetische TbFeCo-Schicht mit einer Dicke
von 50 nm hergestellt, und dann wurde die GdFeCo-Schicht mit einer
Dicke von 15 nm hergestellt. Die Letztere war vorhanden, um die
Empfindlichkeit hinsichtlich des Aufzeichnungsmagnetfelds zu verbessern. Die
TbFeCo-Schicht war ein Film mit rechtwinkliger Magnetisierung bei
Raumtemperatur, und ihr Curie-Punkt lag bei ungefähr 240°C. Die GdFeCo-Schicht
war ein Film mit rechtwinkliger Magnetisierung bei Raumtemperatur,
und ihr Curie-Punkt betrug ungefähr
280°C.
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Auf
der magnetischen Aufzeichnungsschicht 6 wurde als dielektrische
Schicht 7 ein AlN-Film mit einer Dicke von 10 nm hergestellt.
Auf dieser dielektrischen Schicht 7 wurde als Wärmeabstrahlungsschicht 8 ein AlNi-Film
mit einer Dicke von 20 nm hergestellt. Auf diese Wärmeabstrahlungsschicht 8 wurde
durch Schleuderbeschichten ein durch Ultraviolettstrahlung härtbares
Harz aufgetragen, das dann mit Ultraviolettstrahlung bestrahlt wurde,
um die Überzugsschicht 9 auszubilden.
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(2) Aufzeichnungs- und Wiedergabeeigenschaften
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Die
vorstehend beschriebene magnetooptische Platte wurde hinsichtlich
ihrer Aufzeichnungs- und Wiedergabeeigenschaften ausgewertet, nämlich: (a)
T/R-Verhältnis,
(b) minimale Aufzeichnungsleistung, (c) Toleranz der Aufzeichnungsleistung
und (d) Toleranz der Wiedergabeleistung. Als Vergleichsbeispiel
wurde eine magnetooptische Platte ohne die Metallschicht
4 ebenfalls
hinsichtlich der Aufzeichnungs- und
Wiedergabeeigenschaften bewertet. Die Ergebnisse sind in der Tabelle
1 dargestellt. Das Vergleichsbeispiel war dasselbe wie die magnetooptische
Platte des Beispiels 1, mit der Ausnahme, dass kein Metallfilm
4 vorlag
und die dielektrische Schicht
7 aus AlN eine Dicke von
5 nm statt von 10 nm hatte. Tabelle 1
| | T/R
(0,4 μm) | minimale
Aufzeichn.-leistung | Toleranz
der Aufzeichn.-leistung | Toleranz
der Wiedergabeleistung |
| Beisp.
1 (mit einem Metallfilm von 2 nm Dicke) | 44,5
dB | 9
mW | ±13% | ±13% |
| Vergl.-beispiel (ohne Metallfilm) | 43,0
dB | 10
mW | ±13% | ±7% |
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Bedingungen
beim Bewerten der Eigenschaften waren die folgenden:
- – Optischer
Aufnehmer: Wellenlänge
eines Halbleiterlasers = 640 nm, numerische Apertur einer Objektivlinse
= 0,6;
- – Lineargeschwindigkeit
der Platte = 5,0 m/s;
- – Spurform
auf dem Substrat: Breite des erhabenen Bereichs und des Grabens
jeweils 0,5 μm,
Grabentiefe = 50 nm;
- – Aufzeichnungsverfahren:
Magnetfeldmodulation mit optischen Impulsen (Tastverhältnis der
optischen Impulse = 30%, Stärke
des Aufzeichnungsmagnetfelds = 200 Oe); Modulationsverfahren mit
Aufzeichnung in erhabenen Bereichen/Gräben (minimale Aufzeichnungsmarkierungslänge bei
NRZI = 0,21 μm).
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Die
drei Eigenschaften, mit Ausnahme des T/R-Verhältnisses, beruhten auf Ergebnissen,
die dadurch erhalten wurden, dass ein NRZI-Zufallsmodulationsmuster
mit einer minimalen Aufzeichnungsmarkierungslänge von 0,21 μm aufgezeichnet
wurde und die BER (bit error rate = Bitfehlerrate) eines Wieder gabesignals
bestimmt wurde. Der Schwellenwert zum Bewerten der BER wurde auf
1 × 10–4 gesetzt,
und der Bereich von Leistungen, die für bessere BERs, als diesem
Schwellenwert entsprechend, sorgten, ist als Toleranz für die Aufzeichnungsleistung
und als Toleranz für
die Wiedergabeleistung angegeben.
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(a) T/R
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Es
wurden wiederholt Aufzeichnungsbits von 0,4 μm Länge aufgezeichnet, und es wurde
das zugehörige
T/R-Verhältnis
bestimmt. Für
eine magnetooptische Platte gemäß dem Beispiel
der Erfindung wurde eine Verbesserung von ungefähr 1,5 dB gegenüber dem
Vergleichsbeispiel beobachtet.
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Es
wird angenommen, dass das Einfügen
des Metallfilms 4 das T/R-Verhältnis aus dem folgenden Grund
(dem folgenden Prinzip) verbesserte.
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Ein
von der Lichtempfangsfläche
des Aufzeichnungsträgers
einfallender Lichtstrahl wird als Erstes von der magnetischen Wiedergabeschicht 3 absorbiert
und in dieser in Wärme
umgesetzt. Es besteht die Tendenz, dass sich Wärme, die sich in der magnetischen
Wiedergabeschicht 3 angesammelt hat, sowohl in der Ebene des
Films aus auch in der Dickenrichtung des Films ausbreitet. Da jedoch
der Metallfilm 4 an der Rückseite der magnetischen Wiedergabeschicht 3 angebracht
wurde, läuft
mehr Wärme
zum Metallfilm 4 (d. h. in der Dickenrichtung des Films).
Demgemäß unterdrückt das
Anbringen des Metallfilms 4 in der magnetischen Wiedergabeschicht 3 die
Wärmeausbreitung
in der Ebene des Films. Daher wird davon ausgegangen, dass die Temperaturverteilung
im Träger
einen plötzlichen Übergang
erfährt,
wenn ein Lichtstrahl eingestrahlt wird, wodurch das T/R-Verhältnis verbessert
wird.
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Dies
wird noch detaillierter erläutert.
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Bei
einem Träger
mit MSR (magnetic super resolution = magnetische Superauflösung) wird
unter Verwendung einer magnetischen Wiedergabeschicht 3,
deren Magnetisierungsrichtung von der in der Ebene liegenden auf
die rechtwinklige wechselt, wie bei diesem Beispiel, die Temperaturverteilung
im Lichtstrahlfleck dazu genutzt, dass Daten in Aufzeichnungsbits,
die von der magnetischen Aufzeichnungsschicht 6 in die
magnetische Wiedergabeschicht 3 übertragen werden, nur in einem
Bereich ausgelesen werden, der eine Temperatur (effektive Apertur) über einer
vorgegebenen Schwellentemperatur aufweist. In einem Bereich unter
der Schwellentemperatur (maskierter Bereich) können magnetische Daten in der
magnetischen Aufzeichnungsschicht 6 nicht erkannt werden,
da die magnetische Wiedergabeschicht 3 in der Ebene liegende
Magnetisierung aufweist.
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Jedoch
wechselt die Magnetisierung der magnetischen Wiedergabeschicht 3 in
einem bestimmten Temperaturbereich von in der Ebene liegender Magnetisierung
auf rechtwinklige Magnetisierung. Dieser Wechsel tritt nicht digital
auf. Aus diesem Grund verläuft
in einem Bereich zwischen der effektiven Apertur und dem maskierten
Bereich, d. h. in einem die effektive Apertur umgebenden Torusbereich,
die Magnetisierungsrichtung der magnetischen Wiedergabeschicht 3 diagonal.
Dies führt
während
der Wiedergabe zu Störsignalen und
beeinträchtigt
die Signalqualität.
Dieser Bereich wird im Allgemeinen als Graubereich bezeichnet.
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Es
wird angenommen, dass beim Beispiel 1 dieser Graubereich flächenmäßig verkleinert
war, da die Temperaturverteilung im Träger abrupter, wie oben beschrieben,
ausgebildet werden konnte, weswegen Störsignale unterdrückt waren
und das T/R-Verhältnis verbessert
war.
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Ferner
kann der folgende Effekt erwartet werden.
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Wenn
im Träger
eine abrupte Temperaturverteilung realisiert werden kann, kann eine
Wärmeansammlung
innerhalb der magnetischen Wiedergabeschicht 3 verhindert
werden, und Wärme
kann wirkungsvoll an die magnetische Aufzeichnungsschicht übertragen
werden. Demgemäß ist das
zeitliche Wärmeansprechverhalten
verbessert. Daher kann auch das T/R-Verhältnis verbessert sein.
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Der
Grund hierfür
ist der folgende.
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Wenn
aufgezeichnete Daten wiedergegeben werden, läuft ein Lichtstrahlfleck über eine
sich drehende Platte. Wenn das Wärmeansprechverhalten
verbessert ist, kann der Abstand zwischen dem Zentrum des Lichtstrahlflecks
und dem Wärmezentrum
des Aufzeichnungsträgers
(in dem die Temperatur des Aufzeichnungsträgers am höchsten ist) verringert werden.
Z. B. werden beim im Dokument
JP 06 150418 A offenbarten MSR-Träger Daten
in der magnetischen Aufzeichnungsschicht aus dem Wärmezentrum
ausgelesen, und die Lichtintensität ist im Zentrum des Lichtstrahlflecks
am höchsten.
Demgemäß wird durch
Verbessern des Wärmeansprechverhaltens
das Zentrum des Lichtstrahlflecks nahe an das Wärmezentrum gebracht, so dass
ein Signal mit größerer Intensität erhalten
werden kann und dadurch das T/R-Verhältnis verbessert werden kann.
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(b) Minimale Aufzeichnungsleistung
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Je
kleiner die minimale Aufzeichnungsleistung ist, die dazu erforderlich
ist, für
eine BER von 1 × 10–4 oder
weniger zu sorgen, desto weniger Ausgangsleistung muss ein Laser
erzeugen, und demgemäß wird der Aufzeichnungsträger vorteilhafter.
Dies ist auch dann von Vorteil, wenn höhere Datenüber tragung erforderlich ist,
d. h., wenn die Lineargeschwindigkeit einer Platte hoch ist.
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Die
Tabelle 1 zeigt, dass die magnetooptische Platte des Beispiels 1
den Effekt zeigt, dass eine Verbesserung um 1 mW gegenüber dem
Vergleichsbeispiel möglich
ist.
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Der
Grund für
diese Verbesserung kann wie folgt auf Grundlage des im obigen Punkt
(a) T/R-Verhältnis
angegebenen Prinzips erläutert
werden.
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Da
der Metallfilm 4 vorhanden ist, kann die Wärme, die
sich in der magnetischen Aufzeichnungsschicht 3 ansammelt,
zu diesem Metallfilm 4 (in der Dickenrichtung der Schicht)
geleitet werden. Der Metallfilm 4 ist so dünn und verfügt über eine
so kleine Wärmekapazität, dass
die zur Metallschicht 4 geleitete Wärme nicht innerhalb derselben
verbleibt, sondern zur magnetischen Aufzeichnungsschicht 6 läuft. D.
h., dass, da der Metallfilm 4 so wirkt, dass er überschüssige Wärme in der
magnetischen Aufzeichnungsschicht 3 zur magnetischen Wiedergabeschicht 6 leitet,
die zum Aufzeichnen erforderliche Wärme durch einen Lichtstrahl
kleinerer Leistung erzielbar ist. Aus diesem Grund fällt die
minimale Aufzeichnungsleistung.
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(c) Toleranz für die Aufzeichnungsleistung
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Dieser
Versuch beruhte auf einem Aufzeichnungsvorgang mit erhabenen Bereichen/Gräben, der
für Aufzeichnen
mit hoher Dichte am günstigsten
ist. Als Erstes erfolgte ein Aufzeichnungsvorgang für einen
beliebigen erhabenen Bereich mit einer bestimmten Aufzeichnungsleistung
Pwa. Dann erfolgte ein Aufzeichnungsvorgang in beiden benachbarten
Gräben
mit derselben Aufzeichnungsleistung. Anschließend wurde die BER für den zuerst
bespielten erhabenen Bereich bestimmt. Dieser Satz von Prozeduren
wurde für
verschiedene Aufzeichnungsleistungen wiederholt. Die Untergrenze
der Aufzeichnungsleistung wurde im obigen Punkt (b) für die minimale
Aufzeichnungsleistung erläutert.
Die zugehörige
Obergrenze wurde wie folgt bestimmt. Im Allgemeinen tritt Überschreiben
auf, wenn die Aufzeichnungsleistung zu hoch ist. D. h., dass dann,
wenn ein Aufzeichnungsvorgang für
die Gräben
erfolgt, die zuvor im erhabenen Bereich aufgezeichneten Daten gestört werden.
Wenn diese Störung
groß wird,
verschlechtert sich die BER für
den erhabenen Bereich. Bei diesem Beispiel wurde die Aufzeichnungsleistung,
bei der die BER für
den erhabenen Bereich 1 × 10–4 überschritt,
als maximale Aufzeichnungsleistung angesehen.
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Die
Tabelle 1 zeigt, dass die magnetooptische Platte des Beispiels 1
dazu in der Lage war, eine Toleranz für die Aufzeichnungsleistung
zu realisieren, die so groß ist
wie die bei der magnetooptischen Platte des Vergleichsbeispiels.
So zeigte das Beispiel 1 den Vorteil einer Verringerung der minimalen
Aufzeichnungsleistung (siehe den obigen Punkt (b)), während gleichzeitig
die Toleranz für
die Aufzeich-27ngsleistung
nicht beeinflusst war.
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Im
Allgemeinen besteht die Tendenz, dass ein Träger, der geringe Aufzeichnungsleistung
benötigt,
bei hoher Aufzeichnungsleistung leicht Überschreiben zeigt. Jedoch
wurde bei der magnetooptischen Platte des Beispiels 1 keine derartige
Tendenz beobachtet. Es wird angenommen, dass wegen der geringen
Dicke des Metallfilms 4 von 2 nm die Wärmeübertragung in der Dickenrichtung
des Films dominierend war und der Effekt eines Überschreibens durch Wärmeausbreitung
in der Ebene nicht leicht auftrat. Es ist ersichtlich, dass der Überschreibeffekt
dann auffälliger
ist, wenn die Spurganghöhe
kleiner ist.
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Die
Tabelle 2 liefert ein Beispiel zum Erläutern der Beziehung zwischen
der Spurganghöhe
und der Toleranz für
die Aufzeichnungsleistung. Tabelle 2
| Spurganghöhe | 0,50 μm | 0,55 μm | 0,60 μm |
| Toleranz
für die
Aufzeichnungsleistung | ±13% | ±18% | ±26% |
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Die
obige Tabelle zeigt, dass mit einer Spurganghöhe von 0,60 μm eine Toleranz
für die
Aufzeichnungsleistung erzielbar war, die doppelt so groß wie die
bei einer Spurganghöhe
von 0,50 μm
war.
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Ferner
wurde, wie dies später
(beim Beispiel 2) beschrieben wird, die Obergrenze für die Dicke
des Metallfilms 4 aus dem Gesichtspunkt der Toleranz für die Aufzeichnungsleistung
heraus bestimmt, da der durch Wärmeleitung
in der Ebene hervorgerufene Überschreibeffekt
auffälliger
wird, wenn die Dicke des Metallfilms 4 zunimmt. Jedoch
kann die Obergrenze der Dicke des Metallfilms 4 stark abhängig von
der beim Aufzeichnungsträger
verwendeten Spurganghöhe
variieren. Es ist auch ersichtlich, dass die Obergrenze für die Dicke
des Metallfilms 4 vom Material desselben und von der Wärmeleitfähigkeit
desselben abhängt.
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(d) Toleranz für die Wiedergabeleistung
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Zunächst erfolgt
eine Erläuterung
zur Art der Bestimmung der Toleranz für die Wiedergabeleistung. Für einen
Aufzeichnungsvorgang in einem erhabenen Bereich und den zwei benachbarten
Gräben
wurde eine mittlere Aufzeichnungsleistung verwendet, die durch Bestimmen
der Toleranz für
die Aufzeichnungsleistung erhalten wurde. Die BER für den erhabenen
Be reich wurde unter Änderung
der Wiedergabeleistung bestimmt, und es wurde ein Bereich von Wiedergabeleistungen
ermittelt, in dem die BER besser als 1 × 10–4 war.
Dabei wurde herausgefunden, dass die Toleranz für die Wiedergabeleistung größer als
beim Vergleichsbeispiel war. 4 ist eine
grafische Wiedergabe der Ergebnisse aus der Tabelle 1.
-
Es
wird angenommen, dass die folgenden Gründe für vergrößerte Toleranz bei der Erfindung
verantwortlich sind: gemäß dem im
obigen Punkt (a) beschriebenen Prinzip ist erstes das T/R-Verhältnis erhöht (siehe
den obigen Punkt (a)), und dadurch ist die BER selbst erhöht (siehe 4);
zweitens unterdrückt
das verbesserte Wärmeansprechverhalten
die Wärmeübertragung
in der Ebene, und im Ergebnis ist Überschreiben aus benachbarten
Gräben
verringert. Da bei MSR-Bauteilen die effektive Apertur bei Erhöhen der
Wiedergabeleistung größer wird,
nimmt das Ausmaß des
Einmischens von in benachbarten Spuren (Gräben) in diesem Fall aufgezeichneten
Signalen bei höherer
Wiedergabeleistung zu. Anders gesagt, nimmt das Überschreiben zu, und die BER
nimmt ab. Jedoch zeigt die Platte des Beispiels 1, wie es deutlich
in 4 dargestellt ist, bei höheren Wiedergabeleistungen
bessere BERs als das Vergleichsbeispiel. D. h., dass der Effekt
einer Verringerung des Überschreibens
größer als
bei der Platte des Vergleichsbeispiels war. Daraus ist deutlich,
dass der Metallfilm 4 bei der Erfindung die Wirkung einer
Verringerung des Überschreibens
während
der Wiedergabe zeigt.
-
Wie
oben beschrieben, konnten bei diesem Beispiel das T/R-Verhältnis, die
minimale Aufzeichnungsleistung sowie die Toleranzen für die Aufzeichnungsleistung
und die Wiedergabeleistung verbessert werden. Es wird davon ausgegangen,
dass das zu diesen Effekten führende
Prinzip im Metallfilm 4 liegt, der über bessere Wärmeleitfähigkeit
als die magnetische Wiedergabeschicht 3 verfügt, so dass
er Wärmeübertra gung
in der magnetischen Wiedergabeschicht 3 unterdrücken kann.
-
Beim
obigen Beispiel ist die dielektrische Schicht 5 vorhanden,
um die Beständigkeit
gegen Umwelteinflüsse
zu verbessern. Wenn jedoch die dielektrische Schicht 5 weggelassen
wird, kann, gemäß dem oben erläuterten
Prinzip die Wärme
in der magnetischen Schicht 3 leichter nach außen zur
magnetischen Aufzeichnungsschicht 6 geleitet werden, was
zur Möglichkeit
einer weiteren Verbesserung des Effekts führt.
-
Beispiel 2
-
Magnetooptische
Platten dieses Beispiels hatten denselben Aufbau wie die des Beispiels
1 (wie in
1 dargestellt), mit der Ausnahme,
dass die Dicke des Metallfilms
4 im Bereich von 2 bis 30
nm variiert wurde und die Dicke des Substrats 0,6 mm oder 1,2 mm
betrug. Es wurden die Eigenschaften der magnetooptischen Platten
bewertet. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 3 dargestellt. Zugehörige Bedingungen
sind in der Tabelle 4 angegeben. Tabelle 3
| Dicke des Metallfilms (Al) | Bedingungen
A | Bedingungen
B |
| Toleranz
f.d. Aufzeichn.-leistung | minimale Aufzeichnungsleistung | Toleranz
für die
Wiedergabeleist | Toleranz
für die
Aufzeichnungsleis. | minimale Aufzeichnungsleistung | Toleranz
für die
Wiedergabeleist. |
| 0
nm | ±13% | 10.0
mW | ±7% | ±20% | 5.3
mW | ±15% |
| 2
nm | ±13% | 9.0
mW | ±13% | ±23% | 5.0
mW | ±22% |
| 6
nm | ±13% | 9.2
mW | ±13% | ±23% | 5.1
mW | ±22% |
| 10
nm | ±10% | 10.5
mw | ±13% | ±17% | 5.6
mW | ±22% |
| 20
nm | ±8.5% | 11.0
mW | ±11% | ±14% | 6.0
mW | ±22% |
| 30
nm | ±4% | 11.7
mW | ±10% | ±10% | 6.6
mW | ±22% |
Tabelle 4
| | Substratdicke | Schrittweite
der Aufzeichnungsmarkierungen (in rad. Richtung) | Lichtaufnehmer | Lineargeschwind. der
Platte | Tastverhältnis der Aufzeichnungs-Impulse | Modulat.-muster für die BER-Auswertung | Minimale Markierungslänge |
| Bedingungen
A | 0.6
mm | 0.50 μm (L/G) | 640
nm NA0.60 | 5
m/s | 30% | NRZI | 0.210 μm |
| Bedingungen
B | 1.2
mm | 0.95 μm (nur L) | 680
nm NA0.55 | 1.6
m/s | 50% | (1,7)
RLL | 0.275 μm |
-
Ein
erster großer
Unterschied zwischen den Bedingungen A und B liegt in der Schrittweite
der Aufzeichnungsmarkierungen. Die Bedingungen A stimmen mit denen
beim oben angegebenen Beispiel 1 überein. Die Breite der erhabenen
Bereiche und der Gräben
beträgt
jeweils ungefähr
0,5 μm.
Da ein Aufzeichnungsvorgang sowohl in erhabenen Bereichen als auch
Gräben
ausgeführt
wurde, betrug das Intervall von Aufzeichnungsmarkierungen in radialer
Richtung 0,5 μm.
Unter den Bedingungen B betrugen die Breiten erhabener Bereiche
und von Gräben
ungefähr
0,6 μm bzw.
ungefähr
0,35 μm.
Es handelt sich also um ein Beispiel eines Substrats mit größerer Breite
der erhabenen Bereiche als derjenigen der Gräben, wobei nur die erhabenen Bereiche
als Datenbereiche verwendet wurden. Da in Gräben kein Aufzeichnungsvorgang
ausgeführt
wurde, betrug das Intervall von Aufzeichnungsmarkierungen in radialer
Richtung 0,95 μm,
was viel größer als
unter den Bedingungen A war.
-
Der
nächste
Unterschied liegt in der Lineargeschwindigkeit der Platte und dem
Tastverhältnis
der Aufzeichnungsimpulse. Im Allgemeinen ist umso weniger Leistung
zum Aufzeichnen erforderlich, je langsamer die Lineargeschwindigkeit
ist und je größer das
Tastverhältnis
der Aufzeichnungsimpulse ist. Anders gesagt, wird die Wärmeverteilung
im Träger
größer, wenn
die Lineargeschwindigkeit geringer ist, und demgemäß ist es wahrscheinlicher,
dass der Überschreibeffekt
auftritt.
-
Bei
beiden Bedingungen A und B war die Toleranz für die Aufzeichnungsleistung
verringert, und es war die minimale Aufzeichnungsleistung erhöht, wenn
die Dicke des Metallfilms 10 nm überschritt.
Der Grund für
die Abnahme der Toleranz der Aufzeichnungsleistung liegt vermutlich
darin, dass dann, wenn der Metallfilm 4 dicker ist, die
Wärmeverteilung
in der Ebene des Metallfilms 4 groß wird und der Überschreibeffekt
größer wird.
-
Es
wird davon ausgegangen, dass die minimale Aufzeichnungsleistung
zunahm, da die Wärmeabsorption
im Metallfilm 4, einschließlich der oben beschriebenen
Wärmeverteilung
im Film, bei einer Zunahme der Dicke des Metallfilms 4 zunahm.
Was die Toleranz der Wiedergabeleistung betrifft, war diese bei
jeder Dicke des Metallfilms 4 größer als bei der Platte des
Vergleichsbeispiels, die nicht mit dem Metallfilm 4 versehen war
(die Dicke des Metallfilms beträgt
0 nm in der Tabelle 3). Es wird davon ausgegangen, dass der Grund dafür, weswegen
die Toleranz der Wiedergabeleistung bei Dicken von 20 nm und 30
nm bei den Bedingungen A in gewissem Ausmaß fiel, darin lag, dass die
Wärmeverteilung
in der Ebene zunahm und dadurch das Übersprechen zunahm. Es wird
davon ausgegangen, dass die Toleranz der Wiedergabeleistung bei
den Bedingungen B selbst dann nicht fiel, wenn die Dicke des Metallfilms
20 nm oder 30 nm betrug, da die Schrittweite der Aufzeichnungsmarkierungen
groß war.
-
Die
Obergrenze für
den Metallfilm 4 bei der Erfindung kann aus den folgenden
zwei Gesichtspunkten abgeschätzt
werden: in der Praxis sind Toleranzen von ungefähr ±8% für die Aufzeichnungsleistung
bevorzugt, und außerdem
ist die maximale Aufzeichnungsleistung zu berücksichtigen, über die
der Lichtaufnehmer verfügt.
Hinsichtlich der maximalen Aufzeichnungsleistung war z. B. im Fall
des unter den Bedingungen A verwendeten Lichtaufnehmers ein an diesem
angebrachter Laser ein solcher, der die größte derzeit verfügbare Nennausgangsleistung
zeigte (mit einer maximalen Ausgangsleistung von 30 mW, wenn er
im Dauerstrich betrieben wurde). Jedoch betrug seine maximale Aufzeichnungsleistung
bei Lichterzeugung mit Impulsen von 30% ungefähr 13,5 mW, da durch eine Linse
und andere optische Komponenten Lichtverluste auftragen. Aus demselben
Grund betrug die maximale Aufzeichnungsleistung des Lichtaufnehmers
unter den Bedingungen B ungefähr
8 mW. Bei den Beispielen der Erfindung wurde kein Aufzeichnungsvorgang über der
maximalen Aufzeichnungsleistung ausgeführt, da ein derartiger Vorgang
zu einer Zerstörung
des Lasers führen
kann. Bei einer Probenplatte mit schlechter Empfindlichkeit hinsichtlich
der Aufzeichnungsleistung ist die Obergrenze für die Toleranz der Aufzeichnungsleistung
nicht durch Überschreiben
sondern durch die maximale Aufzeichnungsleistung bestimmt.
-
Wie
es aus den in der Tabelle 3 angegebenen Versuchsergebnissen erkennbar
ist, ist als Obergrenze für
den Metallfilm 4 aus dem Gesichtspunkt der Toleranz für die Aufzeichnungsleistung
(±8%
oder mehr) unter den Bedingungen A ein Wert von ungefähr 20 nm
anzusehen. Genauer gesagt, wird im Fall einer sehr kleinen Schrittweite
der Aufzeichnungsmarkierung, d. h. von 0,5 μm die Obergrenze von ungefähr 20 nm
durch das Überschreiben
als Hauptfaktor bestimmt.
-
Unter
den Bedingungen B wird dagegen die Obergrenze nicht durch das Überschreiben
sondern durch die maximale Aufzeichnungsleistung bestimmt. Selbst
dann, wenn der Metallfilm eine Dicke von 30 nm aufwies, war eine
Beeinträchtigung
der BER durch Überschreiben
während
des Aufzeichnens mit der maximalen Aufzeichnungsleistung von 8 mW
gering, und es wurde kein schlechterer Wert als ein solcher von
1 × 10–4 erhalten.
Daher können
dann, wenn die Schrittweite der Aufzeichnungsmarkierungen relativ
groß ist,
z. B. 0,95 μm
beträgt,
wie unter den Bedingungen B, günstige
Eigenschaften selbst dann erzielt werden, wenn die Dicke des Metallfilms
30 nm beträgt.
Jedoch ist es ersichtlich, dass es aus den Gesichtspunkten eines
geringen Energieverbrauchs und erhöhter Lebensdauer des Halbleiterlasers
bevorzugter ist, dass die zum Aufzeichnen erforderliche Leistung
geringer ist, vorausgesetzt, dass dasselbe Funktionsvermögen gewährleistet
ist. Wenn ungefähr
10% Verluste hinsichtlich der Aufzeichnungsleistung im Vergleich
zur Aufzeichnungsleistungs-Empfindlichkeit der Platte des Vergleichsbeispiels
ohne Metallfilm 4 annehmbar sind, kann die Dicke des Metallfilms 4 vorzugsweise
ungefähr
20 nm oder weniger betragen.
-
Zusätzlich hierzu
ist aus den in der Tabelle 3 dargestellten Ergebnissen erkennbar,
dass der Metallfilm 4 am bevorzugtesten über eine
Dicke von ungefähr
6 nm oder weniger verfügt.
Im Vergleich zum Fall, in dem der Metallfilm 4 nicht vorhanden
ist, können
erheblich günstige
Effekte ohne Verluste hinsichtlich der Aufzeichnungsleistung sowie
mit größerer Toleranz
der Wiedergabeleistung erzielt werden.
-
Die
oben angegebenen Ergebnisse gelten für den Aufbau ohne die dielektrische
Schicht 5. Die wünschenswerteste
Dicke des Metallfilms 4 beträgt 6 nm oder weniger.
-
Beispiel 3
-
Magnetooptische
Platten dieses Beispiels hatten denselben Aufbau wie die des Beispiels
1 (in
1 dargestellt) mit der Ausnahme, dass das Material
des Metallfilms variiert wurde. Die Dicke des Metallfilms
4 betrug
2 nm. Es wurden die Eigenschaften von magnetooptischen Platten bestimmt.
Die Bedingungen zur Bestimmung waren dieselben, wie sie in der Tabelle
4 für das
Beispiel 2 angegeben sind. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 5
dargestellt. Tabelle 5
| | Al
(4 N) | Al
(3 N) | Al
(JIS) | AlNi | AlSi | AlTi | AgTi |
| T/R
(dB) | 44.2 | 44.5 | 44.5 | 44.5 | 44.5 | 44.5 | 44.5 |
| minimale Aufzeichn.-leistung | 9
mW | 9
mW | 9
mW | 9
mW | 9
mW | 9
mW | 9
mW |
| Toleranz
f. die Aufz.-leistung | ±13% | ±13% | ±13% | ±13% | ±13% | ±13% | ±13% |
| Toleranz
f. d. Wiedergabeleistung | ±13% | ±13% | ±13% | ±13% | ±13% | ±13% | ±13% |
| Eigenschaft
bei wiederholt. Aufz.-vorgängen | Δ | O | ⌾ | ⌾ | ⌾ | ⌾ | ⌾ |
-
Als
Aluminiumfilme wurden solche verwendet, die durch Sputtern dreier
Arten von Al-Targets mit Reinheiten von 4 N (99,99%) und 3 N (99,9%)
sowie eines Al-Targets gemäß dem JIS-Standard
(Aluminiumreinheit von 99,5% oder mehr) zum Vergleich unter Verwendung
von Ar-Gas hergestellt wurden. Filme aus AlNi, AlSi, AlTi und AgTi
enthielten 5 Atom-% Ni, 5 Atom-% Si, 5 Atom-% Ti bzw. 5 Atom-% Ti.
-
Betreffend
Eigenschaften bei wiederholten Aufzeichnungsvorgängen wird allgemein davon ausgegangen,
dass ein Temperaturanstieg während
des Aufzeichnens zu örtlicher
Kristallisierung in Aluminiumfilmen führt und dass dann, wenn Aufzeichnungsvorgänge immer
wieder ausgeführt
werden, der Kristallisationsgrad fortschreitet und die Größe von Kristall körnern zunimmt,
was zu einer allmählichen
Zunahme von Störsignalen während der
Wiedergabe und damit zu verschlechterter Signalqualität führt. Dieser
Effekt war bei Aluminiumfilmen höherer
Reinheit merklicher. Im Fall der Verwendung eines 4 N-Al-Films wurde
eine Beeinträchtigung um
ungefähr
1 dB beim T/R-Verhältnis
nach 103 Aufzeichnungs-/Löschvorgängen beobachtet.
Im Fall der Verwendung eines 3 N-Al-Films wurde selbst nach mehr
als 105 wiederholten Aufzeichnungsvorgängen nur
eine geringe Abnahme des T/R-Verhältnisses beobachtet, und im
Fall der Verwendung von Filmen aus AlNi, AlSi, AlTi und AgTi war
die Abnahme des T/R-Verhältnisses
noch kleiner. Es wurde herausgefunden, dass für den praktischen Gebrauch
Filme aus Al, AlNi, AlSi und AlTi unter Verwendung eines Targets
geringerer Reinheit als 3 N bevorzugt waren.
-
Bei
AlNi, AlSi und AlTi fällt
das Wärmeleitvermögen, wenn
die Zusatzmenge an Ni, Si bzw. Ti zunimmt. Eine kleinere Zusatzmenge
ist bevorzugter, vorausgesetzt, dass sie dazu ausreicht, eine Beeinträchtigung
der Al-Filme zu verhindern. Dies, da die magnetische Wiedergabeschicht 3 umso
weniger Wärme
zurückhält, je höher das
Wärmeleitvermögen des
Metallfilms über
dem dieser magnetischen Wiedergabeschicht 3 liegt. Jedoch
ist es, wie beschrieben, deutlich, dass der Effekt gemäß der Erfindung
dadurch erzielbar ist, dass ein Film mit höherem Wärmeleitvermögen als dem der magnetischen
Wiedergabeschicht 3 als Metallfilm 4 angebracht wird.
Für die
Zusatzmenge und das Material der Metallschicht besteht keine Beschränkung auf
die oben angegebenen Versuchsdaten.
-
In
einigen Fällen
wurde bei durch Sputtern unter Verwendung eines Al-Targets von 4
N-Reinheit hergestellten Al-Filmen ein Anstieg der Störsignale
im Vergleich zum Fall beobachtet, bei dem kein Al-Film vorlag, und
zwar unabhängig
von wiederholten Aufzeichnungsvorgängen, wobei der Anstieg jedoch klein
war. Das Folgende wird als Grund für diesen Anstieg angenommen:
wenn die Reinheit des Aluminiums zu hoch ist, wird der erzeugte
Al-Film manchmal abhängig
von den Sputterbedingungen wolkig (z. B. Druck des Sputtergases, Endvakuum,
Unterschied zwischen HF-/Gleichspannungsentladung usw.). Der Film
sieht wolkig aus, da Licht wegen örtlicher Kristallisation gestreut
wird. Dieser Wolkigkeitseffekt führt
zu einem Anstieg von Störsignalen während der
Wiedergabe, und zwar selbst dann, wenn der Film die geringe Dicke
von 2 nm aufweist. Aus diesem Grund wird ein derartiger Anstieg
von Störsignalen
bei Filmen aus AlNi, AlSi und AlTi nicht beobachtet, bei denen Fremdstoffe
zugesetzt wurden, um den Wolkigkeitseffekt zu verhindern. Auch wurde
kein Anstieg von Störsignalen
bei Al-Filmen beobachtet, die unter Verwendung von 3 N-Al und Aluminium
gemäß dem JIS-Standard
mit niedriger Reinheit hergestellt wurden.
-
Beispiel 4
-
Magnetooptische
Platten dieses Beispiels wiesen denselben Aufbau wie die des Beispiels
1 (wie in
1 dargestellt) auf, mit der
Ausnahme, dass für
den Metallfilm
4 AlNi verwendet wurde und dass die Dicke des
Metallfilms und der Ni-Gehalt
desselben variiert wurden. Es wurden die Eigenschaften der magnetooptischen
Platten bestimmt. Die Ermittlungsbedingungen waren dieselben wie
die in der Tabelle 4 z. B. zwei angegebenen Bedingungen A. Es wurde
erwartet, dass die Wärmeleitfähigkeit
von AlNi geringer als die der anderen Materialien AlSi und AlTi
ist, vorausgesetzt, dass die Gehalte an Ni, Si bzw. Ti gleich sind.
Demgemäß wurden
die Versuche bei diesem Beispiel unter Verwendung von AlNi ausgeführt. Es
wurde erwartet, dass dann, wenn die Wärmeleitfähigkeit niedrig ist, die Tendenz
dafür erhöht ist,
dass Wärme
im Film verbleibt, wodurch das Übersprechen
beim Aufzeichnen nachteilig beeinflusst wird, insbesondere dann,
wenn die Schrittweite der Aufzeichnungsmarkierungen (in radialer
Richtung) klein ist. Aus diesem Grund wurde AlNi als Material ausgewählt, und
es wurde auch ein Film bewertet, der 10 Atom-% Ni enthält, d. h.
für den
angenommen wurde, dass er das kleinste Wärmeleitvermögen aufweist. Die Ergebnisse
sind in der Tabelle 6 angegeben. Tabelle 6
| Ni-Gehalt und Dicke des AlNi-Metallfilms | Bedingungen
A |
| Toleranz
f. d. Aufzeichnungsleistung | minimale
Aufzeichn.-leistung | Toleranz
f. d. Wiedergabeleistung |
| 0
nm | ±13% | 10,0
mW | ±7% | |
| 5
Atom-% Ni, | ±13% | 9,0
mW | ±13% | |
| 2 | | | | nm |
| 5
Atom-% Ni, | ±12% | 9,5
mW | ±13% | |
| 6 | | | | nm |
| 5
Atom-% Ni, | ±9% | 10,2
mW | ±12% | |
| 10 | | | | nm |
| 5
Atom-% Ni, | ±8% | 10,5
mW | ±11% | |
| 20 | | | | nm |
| 10
Atom-% Ni, | ±13% | 8,8
mW | ±13% | |
| 2 | | | | nm |
| 10
Atom-% Ni, | ±11% | 9,2
mW | ±13% | |
| 6 | | | | nm |
| 10
Atom-% Ni, | ±8% | 10,0
mW | ±11% | |
| 10 | | | | nm |
| 10
Atom-% Ni, | ±7% | 10,5
mW | ±10% | |
| 20 | | | | nm |
-
Es
wurden im Wesentlichen gute Ergebnisse erzielt. Jedoch fiel die
Toleranz für
die Aufzeichnungsleistung geringfügig unter ±8%, wenn ein AlNi-Film mit
10 Atom-% Ni und einer Dicke von 20 nm verwendet wurde. Dieser Versuch
zeigt, dass günstige
Ergebnisse selbst für
einen Träger
unter Verwendung eines AlNi-Films (der 10 Atom-% Ni enthielt) erhalten
werden konnten, für
den schlechte Wärmeleitfähigkeit
anzunehmen war, wobei eine extrem kurze Schrittweite der Aufzeichnungsmarkierungen
von 0,5 μm
vorlag, vorausgesetzt, dass die Dicke des Metallfilms 20 nm oder
weniger betrug.
-
Ferner
ist zu erwarten, dass gute Ergebnisse dann erzielbar sind, wenn
die Dicke ungefähr
30 nm oder weniger beträgt,
wenn das Material höhere
Wärmeleitfähigkeit
als AlNi (das 10 Atom-% Ni enthält)
aufweist.
-
Außerdem zeigt
die Tabelle 6, dass ein guter Effekt unter Verwendung eines Metallfilms
erhalten werden kann, der 10 Atom-% eines Fremdstoffs enthält, von
dem angenommen wird, dass er über
schlechte Wärmeleitfähigkeit
verfügt,
vorausgesetzt, dass der Metallfilm eine Dicke von 6 nm oder weniger
aufweist. Diese Ergebnisse gelten für einen Aufbau ohne die dielektrische
Schicht 5.
-
Beispiel 5
-
Wie
es in 2 dargestellt ist, wurde eine magnetooptische
Platte gemäß diesem
Beispiel so aufgebaut, dass sie ausgehend von der Lichtempfangsseite
die folgenden Laminatschichten aufweist: ein Substrat 1,
eine transparente dielektrische Schicht 2, eine magnetische
Wiedergabeschicht 3, einen Metallfilm 4, eine dielektrische
Schicht 5, eine magnetische Aufzeichnungsschicht 6,
eine dielektrische Schicht 7 und eine Überzugsschicht 9.
Es wird darauf hingewiesen, dass das Substrat und die Überzugsschicht 9 bei
einer magnetooptischen Platte vertauscht sind, die Licht von derjenigen
Seite her empfängt,
auf der die Filme ausgebildet sind.
-
Die
Platte dieses Beispiels hatte denselben Aufbau wie die des Beispiels
1, jedoch mit der Ausnahme, dass die Wärmeabstrahlungsschicht 8 nicht
verwendet wurde, das Substrat 1 eine Dicke von 1,2 nm aufwies und
als Metallfilm 4 AlNi (das 5 Atom-% Ni enthielt) mit einer
Dicke von 2 nm verwendet wurde.
-
Als
Vergleichsbeispiel wurde eine Platte mit einer Wärmeabstrahlungsschicht zwischen
der dielektrischen Schicht 7 und der Überzugsschicht 9 der
Platte dieses Beispiels verwendet.
-
Dieser
Aufbau war dem der Platte beim Beispiel 2 ähnlich, die den Metallfilm 4 von
2 nm Dicke aufwies, jedoch wurde der Metallfilm 4 aus AlNi
(das 5 Atom-% Ni enthielt) anstelle von Al (mit einer Reinheit von
3 N) hergestellt. Es wurden die Eigenschaften dieser magnetooptischen
Platten bestimmt.
-
Die
Bedingungen waren dieselben wie die Bedingungen B in der Tabelle
4. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 7 angegeben. Tabelle 7
| | Toleranz
für die
Wiedergabeleistung | minimale
Aufzeichnungsleistung |
| ohne
Wärmeabstrahlungsschicht (Beispiel
5) | ±18% | 4,5
mW |
| mit
Wärmeabstrahlungsschicht (Beispiel
2: Metallfilm aus AlNi mit 5 Atom-% Ni, 2 nm) | ±22% | 5,0
mW |
-
Die
Tabelle 7 zeigt, dass der Träger
dieses Beispiels eine geringfügig
kleinere Toleranz für
die Wiedergabeleistung als der Träger des Beispiels 2 aufwies,
der mit der Wärmeabstrahlungsschicht 8 versehen
war. Da jedoch die in der Praxis bevorzugte Toleranz für die Wiedergabeleistung
ungefähr ±12% oder
mehr beträgt, wird
davon ausgegangen, dass der Aufbau dieses Beispiels in der Praxis
verwendbar ist.
-
Es
wird davon ausgegangen, dass der Grund für die verringerte Toleranz
der Wiedergabeleistung darin liegt, dass durch das Fehlen der Wärmeabstrahlungsschicht 8 die
Wärmeübertragung
von der magnetischen Wiedergabeschicht 3 in die magnetische
Aufzeichnungsschicht 6 verringert ist, was zu einer Abnahme des
Wärmeansprechverhaltens
und im Ergebnis zu einer Abnahme des T/R-Verhältnisses führt.
-
Die
Tabelle 7 zeigt auch, dass die minimale Aufzeichnungsleistung um
ungefähr
0,5 mW fiel. Es wird davon ausgegangen, dass das Fehlen der Wärmeabstrahlungsschicht 8 die
Wärmekapazität des gesamten magnetooptischen
Trägers
verringerte, weswegen die zum Aufzeichnen erforderliche Wärme schon
mit einem Lichtstrahl geringerer Leistung erzielt werden konnte.
-
Der
Aufbau dieses Beispiels ist für
einen magnetooptischen Träger
von Nutzen, der bei Anwendungen eingesetzt wird, die kein Aufzeichnen
mit sehr hoher Dichte benötigen
oder bei denen die minimale Aufzeichnungsleistung herabgesetzt werden
muss (z. B. dann, wenn mehr Nachdruck auf die Lebensdauer des Lasers und/oder
den Energieverbrauch gelegt wird).
-
Auch
bei diesem Beispiel kann die dielektrische Schicht 5 fehlen,
wie beim Beispiel 1.
-
Auch
bei diesem Beispiel beträgt
die Dicke des Metallfilms 4 vorzugsweise 30 nm oder weniger,
bevorzugter 6 nm oder weniger.
-
Beispiel 6
-
Wie
es in 3 dargestellt ist, wurde eine magnetooptische
Platte gemäß diesem
Beispiel so hergestellt, dass sie ausge hend von der Lichtempfangsfläche Laminatschichten
in der folgenden Reihenfolge aufwies: ein Substrat 1, eine
transparente dielektrische Schicht 2, eine magnetische
Wiedergabeschicht 3, eine dielektrische Schicht 10,
einen Metallfilm 4, eine dielektrische Schicht 5,
eine magnetische Aufzeichnungsschicht 6, eine dielektrische
Schicht 7, eine Wärmeabstrahlungsschicht 8 und
eine Überzugsschicht 9.
Im Fall einer magnetooptischen Platte, die Licht von der Seite empfängt, auf
der die Filme ausgebildet sind, sind das Substrat 1 und
die Überzugsschicht 9 gegeneinander
vertauscht.
-
Der
Aufbau war bei diesem Beispiel im Wesentlichen derselbe wie beim
Beispiel 1, mit der Ausnahme, dass als dielektrische Schicht
10 zwischen
der magnetischen Wiedergabeschicht
3 und dem Metallfilm
4 ein AlN-Film
von 3 nm Dicke vorhanden war und dass als Metallfilm
4 ein
AlNi-Film vorhanden war (der 5 Atom-% Ni enthielt). Das beim Beispiel
1 verwendete Vergleichsbeispiel und eine Platte mit dem Aufbau dieses
Beispiels, jedoch ohne die dielektrische Schicht, wurden als Vergleichsbeispiele
verwendet. Dieser Aufbau war der des Beispiels 3, wobei der Metallfilm
4 aus
AlNi bestand (das 5 Atom-% Ni enthielt). Es wurden die Eigenschaften
dieser magnetooptischen Platten bestimmt. Die Bedingungen waren
dieselben wie beim Beispiel 1. Die Ergebnisse (Daten für erhabene
Bereiche) sind in der Tabelle 8 angegeben. Tabelle 8
| | T/R | minimale
Aufzeichn.-leistung | Toleranz
für die Aufzeichn.-leistung | Toleranz
für die Wiedergabeleistung |
| mit
Dielektrikum (Beispiel 6) | 44,3
dB | 9,2
mW | ±13% | ±12% |
| ohne
Dielektrikum (Beispiel 3) | 44,5
dB | 9,0
mW | ±13% | ±13% |
| Vergleichsbeispiel | 43,0
dB | 10,0
mW | ±13% | ±7% |
-
Die
Tabelle 8 zeigt, dass die Eigenschaften dieses Beispiels in gewissem
Ausmaß schlechter
als die beim Beispiel 3 waren.
-
Jedoch
zeigten sie eine Verbesserung gegenüber dem Vergleichsbeispiel,
und sie zeigten ausreichende Werte für den praktischen Gebrauch.
Daher zeigte es sich auch, dass der Aufbau gemäß diesem Beispiel in der Praxis
verwendbar war.
-
Ferner
mischten bei diesem Beispiel keine fremden Atome auf einfache Weise
in die magnetische Wiedergabeschicht 3 ein, da die thermisch
stabile dielektrische Schicht 10 in Kontakt mit der magnetischen Wiedergabeschicht 3 angeordnet
war.
-
Demgemäß waren
die Eigenschaften bei wiederholten Aufzeichnungsvorgängen und
die Langzeitzuverlässigkeit
weiter verbessert. Aus den Ergebnissen der Tabelle 5 zum Beispiel
3 ist es erkennbar, dass die Eigenschaften bei wiederholten Aufzeichnungsvorgängen im
Fall der Verwendung von Al mit einer Reinheit von 3 N oder weniger
ausreichend gut zur praktischen Verwendung waren. Es besteht die
Möglichkeit,
dass die Eigenschaften bei wiederholten Aufzeichnungsvorgängen und
die Langzeitzuverlässigkeit
bei schwierigeren Bedingungen wesentlicher werden. In diesem Fall
kann der Aufbau ge mäß diesem
Beispiel von Nutzen sein.
-
Es
wird angenommen, dass der Grund für die in der Tabelle 8 angegebene
Verschlechterung der Eigenschaften im Anbringen der dielektrischen
Schicht 10 mit schlechter Wärmeleitfähigkeit zwischen der magnetischen
Wiedergabeschicht 3 und dem Metallfilm 4 lag,
da sie die Wirkung der Wärmeableitung
durch den Metallfilm 4 verschlechterte. Es ist offensichtlich,
dass der Metallfilm 4 (der Film zum Verbessern des Wärmeansprechverhaltens)
umso weniger wirksam wird, je dicker die dielektrische Schicht 10 ist.
Daher ist die Dicke der dielektrischen Schicht wünschenswerterweise klein (10
nm oder weniger). Auch beträgt
die Dicke der dielektrischen Schicht 10 wünschenswerterweise
1 nm oder mehr, wenn die Stabilität bei der Filmherstellung berücksichtigt
wird. Auch kann bei diesem Beispiel, wie beim Beispiel 1, die dielektrische
Schicht 5 mit schlechter Wärmeleitfähigkeit weggelassen werden.
-
Auch
ist es möglich,
die Wärmeabstrahlungsschicht 8 aus
dem Aufbau dieses Beispiels wegzulassen. Der Effekt eines derartigen
Aufbaus ist derselbe wie der beim Beispiel 5.
-
Gemäß der Erfindung
kann das Vorhandensein eines Metallfilms in der Nähe des magnetischen
Wiedergabefilms die Qualität
von Wiedergabesignalen sowie Aufzeichnungs- und Wiedergabeeigenschaften
eines magnetooptischen Aufzeichnungsträgers verbessern. Daher können Aufzeichnungs-
und Wiedergabevorgänge
mit höherer
Bitdichte ausgeführt
werden.
-
Wenn
die Metallfilmdicke 30 nm oder weniger beträgt, verschlechtern sich der Überschreibeffekt
und die maximale Aufzeichnungsleistung nicht.
-
Wenn
die Dicke des Metallfilms 6 nm oder weniger beträgt, sind kaum Verluste der
Aufzeichnungsleistung erkennbar, weswegen sich die Toleranz für die Aufzeichnungsleistung
vergrößert.
-
Wenn
eine Wärmeabstrahlungsschicht
mit höherer
Wärmeleitfähigkeit
als der der magnetischen Aufzeichnungsschicht auf der Seite derselben,
die der magnetischen Wiedergabeschicht abgewandt ist, vorhanden
ist, kann dafür
gesorgt werden, dass Wärme
in der magnetischen Wiedergabeschicht durch die magnetische Aufzeichnungsschicht
entweicht, wodurch die Aufzeichnungseigenschaften weiter verbessert
werden können.
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Wenn
zwischen der magnetischen Wiedergabeschicht und der Metallschicht
eine thermisch stabile dielektrische Schicht mit einer Dicke von
1 nm oder mehr und 10 nm oder weniger vorhanden ist, sind die Eigenschaften
bei wiederholten Aufzeichnungsvorgängen sowie die Langzeitzuverlässigkeit
weiter verbessert.
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Ferner
können
durch den Herstellprozess gute Eigenschaften bei wiederholten Aufzeichnungsvorgängen und
gute Wiedergabesignale erzielt werden.