DE3536210A1 - Magnetooptisches aufzeichnungsmedium - Google Patents
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Description
BESCHREIBUNG:
Die Erfindung bezieht sich auf ein magnetooptisches Aufzeichnungsmedium zum Aufzeichnen, Lesen und Löschen
von Information mittels Laserstrahlung und betrifft insbesondere ein derartiges Aufzeichnungsmedium, das
eine hohe Aufzeichnungsempfindlichkeit bei verbessertem
Trägerrauschabstand (C/N) und hohem magnetooptischem Effekt aufweist.
In den letzten Jahren haben als Medium für ein magnetooptisches, wiederbespielbares Aufzeichnungssystem
amorphe Dünnfilme aus einer Seltenen Erde und einem Übergangsmetall, die einen vergleichsweise größeren
Kerr-Drehwinkel ergeben, besondere Beachtung gefunden. Unter diesen amorphen Dünnfilmen vermitteln insbesondere
solche des Gd-Tb-Fe- oder des Tb-Fe-Co-Systems einen verhältnismäßig großen Kerr-Drehwinkel. Recherchen und
Untersuchungen, die mit diesem Legierungssystem durchgeführt worden, sind in den japanischen Offenlegungsschriften
58-73746, 58-159252 und 59-159510 sowie der deutschen Offenlegungsschrift 3 309 483 angesprochen.
Es hat sich jedoch gezeigt, daß bei den herkömmlichen
amorphen Dünnfilmen, zu denen auch diese Systeme gehören, bei der Aufzeichnung in den Mitten der Aufzeichnungsbereiche
unbespielbare Teile (umgekehrt magnetisierte Teile) entstehen, was bei der Wiedergabe zu einem unbefriedigenden
Trägerrauschabstand (C/N) führt.
Der Erfindung liegt die generelle Aufgabe zugrunde, Nachteile, wie sie bei herkömmlichen magnetooptischen
Aufzeichnungsmedien auftreten, mindestens teilweise zu
beseitigen. Eine speziellere Aufgabe der Erfindung kann darin gesehen werden, ein amorphes magnetooptisches
Aufzeichnungsmedium mit hohem Trägerrauschabstand (im folgenden mit C/N oder auch S/N - einfach Rauschabstand bezeichnet)
beim Lesen zu schaffen,das sich daher zum
praktischen Einsatz besonders eignet.
Zur Lösung dieser Aufgabe vermittelt die Erfindung ein magnetooptisches Aufzeichnungsmediums des Systems
Seltene Erde/Übergangsmetall, bei dem eine Achse leichter Magnetisierung in Richtung senkrecht zur Film-Oberfläche
liegt und das im wesentlichen amorph ist, wobei die Kompensationstemperatur Tcomp, bei der die
Sättigungsmagnetisierung Ms, gebildet von der der Seltenen Erdelemente und der der Übergangsmetalle,
praktisch null ist, auf
(1) 500C oder mehr, oder
(2) 00C oder weniger
eingestellt ist.
eingestellt ist.
Im Falle (1) ist Tcomp für praktische Zwecke vorzugsweise auf 800C oder mehr und vorzugsweise unter
2500C, insbesondere unter 1500C eingestellt, um
Schwierigkeiten beim Aufzeichnen zu vermeiden. Der Unterschied zwischen der Curie-Temperatur Tc, bei der
die Magnetisierung verschwindet, und der Kompensationstemperatur Tcomp liegt dabei in einem Bereich von 1000C,
vorzugsweise 600C, was auch für den Fall gilt, wenn Tcomp über Tc liegt, um den C/N-Abstand zu verbessern.
Im Hinblick auf die thermische Stabilität der Informationsaufzeichnung
ist Tc vorzugsweise auf über 1000C, insbesondere 1500C oder mehr, eingestellt und liegt
im Hinblick auf die Begrenzung der Laserenergie unter 3000C, vorzugsweise unter 25O0C.
Im Fall (2) ist Tcomp für praktische Zwecke auf -500C oder weniger eingestellt, wobei Tc wie im
Fall (1) vorzugsweise auf den Bereich von 100 bis 15O0C
oder mehr und den Bereich von 250 bis 3000C oder weniger
eingestellt ist.
Das amorphe Material aus einer seltenen Erde und einem Übergangsmetall, das die obigen Anforderungen
erfüllt, ist eine Zusammensetzung, bei der das Seltene Erdelement einen größeren Anteil ausmacht als in einer
Kompensationszusammensetzung, bei der das Seltene
Erdelement und das Übergangsmetall hinsichtlich ihrer Magnetisierung bei der normalen Temperatur gleich sind
und die Sättigungsmagnetisierung Ms praktisch null ist - Fall (1); oder eine Zusammensetzung, bei der das
Übergangsmetall einen größeren Anteil ausmacht als in der Kompensationszusammensetzung - Fall (2). So kann
beispielsweise das Tb-Fe-Co-System im Fall (1) 24 bis 30 Atom-% Tb, 7 bis 20 Atom-% Co, Rest Fe enthalten,
im Fall (2) beispielsweise 18 bis 21,5 Atom-% Tb, 8 bis 10 Atom-% Co, Rest Fe.
Im folgenden soll das Prinzip der Erfindung erläutert werden.
Beim Einschreiben unter Anwendung der Curie-Temperatur Tc bei der praktischen Verwendung eines
senkrecht magnetisierten amorphen Films als magnetooptisches Aufzeichnungsmaterial liegt die Curie-Temperatur
Tc wegen der Beschränkung der Halbleiterlaser-Strahlungsenergie,
der Aufzeichnungsempfindlichkeit und der Lebensdauer
vorzugsweise unter 3000C, insbesondere unter 25O0C. Die Koerzitivkraft beträgt dabei mit Rücksicht
auf die thermische Stabilität der Informationsaufzeichnung vorzugsweise etwa 80 kA/m oder mehr. Die Erfinder
haben festgestellt, daß die Kompensationstemperatur Tcomp, bei der die Sättigungsmagnetisierung Ms wie bei
der Curie-Temperatur praktisch null ist, ebenfalls die Aufzeichnungsempfindlichkeit, das Rauschen beim Auslesen
usw., in Relation zu Tc beeinflußt. Selbst wenn beim Einschreiben bei Curie-Temperatur diese 3000C oder
weniger beträgt, ist es dann, wenn Tcomp im Bereich der Zimmertemperatur liegt, nicht möglich, beim Aufzeichnen
hinsichtlich ihrer Gestalt gleichmäßige Aufzeichnungsbereiche
zu erzeugen, so daß ein hohes Modulationsrauschen auftritt, wodurch der C/N-Abstand beim Lesen
abnimmt. Der Grund dafür, daß keine in ihrer Gestalt gleichmäßigen Aufzeichnungsbereiche entstehen, liegt
im Einfluß des Entmagnetisierungsfeldes, und die Frage,
ob derartige gleichförmige Aufzeichnungsbereiche entstehen,
richtet sich in starkem Maße nach der Temperaturabhängigkeit der Sättigungsmagnetisierung während der
Aufzeichnung. Wie nämlich aus dem in Fig. 1 dargestellten Temperaturverlauf der Sättigungsmagnetisierung
Ms eines Tb--Fe-,,-Co,.-Films hervorgeht, hat Ms die
Tendenz, in der Nähe der Zimmertemperatur mit steigender Temperatur zunächst anzusteigen, selbst wenn Tc
verhältnismäßig niedrig ist, sodann einen Maximalwert zu erreichen und anschließend wieder abzunehmen. (In
Fig. 1 ist für die Ordinate ein willkürlicher Maßstab gewählt.) Daher handelt es sich bei den Aufzeichnungsbereichen um torusförmige Bereiche mit einem nicht
beschriebenen mittleren Teil, und das Modulationsrauschen beim Lesen nimmt zu. Dies soll im einzelnen
unten erläutert werden.
Wie in Fig. 2A gezeigt, erfolgt die Aufzeichnung so, daß an einem winzigen Teil 3 eines amorphen magnetischen
Dünnfilms 2,der durch Bestrahlung mittels Laserstrahl durch eine Linse 1 erwärmt wird, ein externes
Feld anliegt, das die Magnetisierungsrichtung dieses winzigen Teils 3 umkehrt. Wie in Fig. 2B gezeigt, weist
der Laserstrahl im mittleren Bereich eine höhere Intensität auf als im Randbereich. Da die Koerzitivkraft
Hc mit zunehmender Temperatur abnimmt, besteht die Wahrscheinlichkeit, daß die Magnetisierung im mittleren
Bereich in eine Richtung invertiert wird, die zu der durch das entmagnetisierende Feld erzeugten Aufzeichnungsmagnetisierung
umgekehrt ist, wobei die umgekehrte Magnetisierung im mittleren Teil durch das Feld im
Randbereich beeinflußt wird. Ist nun bei der Aufzeichnung die Sättigungsmagnetisierung Ms gemäß Fig. 1
hoch, so kann die Magnetisierung im mittleren Bereich aufgrund der erhöhten entmagnetisierenden Kraft invertieren,
so daß jeweils torusförmige magnetische Auf-
Zeichnungsbereiche 31 entstehen, die einen nicht-ordnungsgemäß beschriebenen mittleren Teil 30 aufweisen (vergleiche
Fig. 3A).
Um also zu verhindern, daß sich die Magnetisierung im mittleren Bereich gegenüber der Aufzeichnungsmagnetisierung
in ihrer Richtung invertiert, und somit den C/N-Abstand zu verbessern, werden die folgenden beiden
Maßnahmen vorgeschlagen:
(1) Wie oben erwähnt, hängt die Frage, ob magnetische
Aufzeichnungsbereiche gleichmäßiger Gestalt erzeugt werden, von der Sättigungsmagnetisierung Ms bei
der durch die Bestrahlung mit dem Laserstrahl beim Aufzeichnen erhöhten Temperatur ab. Experimente auf der
Grundlage dieser Kenntnis haben ergeben, daß bei kleinerem Ms die Gleichförmigkeit der magnetischen
Aufzeichnungsbereiche zunimmt und das Modulationsrauschen
beim Lesen erheblich abnimmt oder gar zu null wird. Diese Feststellung lehrt, daß die Sättigungsmagnetisierung
Ms des magnetischen Aufzeichnungsfilms bei Zimmertemperatur
200 emu/cc oder weniger, vorzugsweise 100 emu/cc oder weniger betragen und allgemein mit steigender Temperatur
abnehmen soll. Wie nämlich in dem Temperaturverlauf von Ms bezüglich eines amorphen Tb2^Fe6..Co-,-Films in
Fig. 4 gezeigt ist, ist es generell erwünscht, daß Ms mit zunehmender Temperatur abnimmt und bei einer
Temperatur oberhalb Tcomp nicht stark ansteigt. In diesem Falle werden gleichförmige magnetische Aufzeichnungsbereiche
gemäß Fig. 3B erzeugt. Wie ferner in dem Temperaturverlauf von Ms bezüglich eines amorphen
TbxFeg2_xCo^g-Films in Fig. 5 gezeigt ist, läßt sich
durch Erhöhung der Konzentration des Seltenen Erdelements, das heißt Tb, sowie der Kompensationstemperatur
Tcomp die Sättigungsmagnetisierung Ms verringern. Ferner haben Recherchen der Erfinder ergeben, daß
zur Erzielung gleichförmiger magnetischer Aufzeichnungs-
bereiche bei ausreichend verringertem Ms, wie oben erwähnt, bezüglich eines amorphen Films aus einem
Seltenen Erdelement und einem Übergangsmetall mit im wesentlichen dem gleichen Temperaturverlauf von
Ms, wie oben erwähnt, die Kompensationstemperatur Tcomp hinsichtlich der Beschränkung der Laserenergie 500C
oder mehr betragen kann, wenn die Curie-Temperatur Tc auf einen Wert unter 3000C, vorzugsweise unter
2500C, beschränkt ist. Dies kommt daher, daß Ms während
der Aufzeichnung zu groß wird, wenn Tcomp in der Nähe
der Zimmertemperatur liegt. Im Hinblick auf die thermische
Stabilität der magnetischen Aufzeichnungsbereiche soll Tcomp bei 500C oder darüber, vorzugsweise bei 800C oder
darüber, liegen. Außerdem ist erwünscht, daß Tcomp im Bereich von 150 bis 2000C oder weniger liegt, da
die Koerzitivkraft Hc beim Aufzeichnen zu groß wird und damit die Aufzeichnung schwierig macht, wenn Tcomp
den Wert von 150 bis 2000C überschreitet.
Bei Verwendung eines magnetooptischen Materials, dessen Tcomp über 50°C und unter Tc liegt, erfolgt
das Einschreiben unter Anwendung der Kompensationstemperatur Tcomp, so daß Tc 3000C oder mehr betragen
kann. Bei höherem Tc kann somit auch die Verringerung des Kerr-Drehwinkels 0k in Folge der beim Lesen mit
Laserstrahl auftretenden Temperaturerhöhung klein gemacht werden.
Liegt der Unterschied zwischen Tc und Tcomp innerhalb eines Bereichs von 1000C, vorzugsweise 600C, so
läßt sich Ms während der Aufzeichnung weiter verringern und damit der C/N-Abstand verbessern. Auch in dem Fall,
in dem Tcomp bei einer Temperatur unterhalb von Tc auftritt, das heißt im Falle einer Tb-Konzentration von
34 % in Fig. 5, können wegen des verringerten Ms gleichförmige magnetische Aufzeichnungsbereiche erzielt
werden. Darüberhinaus hat ein Legierungsfilm, dessen Tcomp unter Tc liegt, eine Koerzitivkraft Hc, die bei
Erhöhung der Temperatur auf Tcomp zunächst ansteigt und
beim Überschreiten dieser Temperatur wieder abnimmt. Da also Hc bei normaler Temperatur, bei der es sich
um die Aufbewahrungstemperatur des Aufzeichnungsmediums
handelt, verhältnismäßig groß ist und die thermische Stabilität der eingeschriebenen magnetischen Aufzeichnungsbereiche mit zunehmender Koerzitivkraft steigt, weist
dieser Legierungsfilm hervorragende thermische Stabilität auf.
(2) Die zweite Maßnahem zur Verhinderung, daß sich die Magnetisierungsrichtung im mittleren Teil gegenüber
der Aufzeichnungsmagnetisierung umkehrt, und damit zur
Erhöhung des C/N-Abstandes, besteht darin, daß die Laserenergie verringert wird, um den Temperaturunterschied
zwischen dem mittleren und dem Randbereich zu beseitigen.
Erfolgt die Aufzeichnung unter Verwendung eines amorphen magnetischen Dünnfilms, der einen größeren
Anteil an Übergangsmetall aufweist, als es der Kompensationszusammensetzung entspricht, so bewirken die Auf-Zeichnungsmagnetisierung
in dem von dem Laserstrahl örtlich erwärmten Teil und die Magnetisierung im Randbereich,
daß das Magnetfeld geschlossen wird. Auf diese Weise läßt sich auch durch Verringerung des
externen Feldes und der Laserenergie die Aufzeichnung mit hoher Empfindlichkeit durchführen.
Der amorphe magnetische Dünnfilm, der einen gegenüber der Kompensationszusammensetzung größeren Anteil
an Übergangsmetall enthält, gestattej: die Ausbildung
von magnetischen Aufzeichnungsbereichen gleichmäßiger
Form unter Verringerung der Sättigungsmagnetisierung Ms und Verringerung der Laserenergie zur gleichmäßigen
Erwärmung.
Untersuchungen der Erfinder haben gezeigt, daß durch Beschränkung von Tc auf den Bereich von 250 bis
3000C oder weniger im Hinblick auf die Begrenzung der Laserenergie der C/N-Abstand dadurch verbessert werden
kann, daß Tcomp auf 0° oder weniger, vorzugsweise
-50°C oder weniger, eingestellt wird. Falls Tcomp auf
0° oder weniger begrenzt wird, kann Ms kleiner gemacht werden als in dem Fall, daß Tcomp in die Nähe der Zimmertemperatur
gelegt wird. Die Laserenergie wird auf 1 bis 4 mW eingestellt. Auf diese Weise lassen sich gleichförmige
magnetische Aufzeichnungsbereiche erzielen. Ferner führt
auch eine gleichmäßige Erwärmung dadurch, daß eine magnetooptische Platte mit hoher Drehzahl rotiert, so daß
die Temperatur des Aufzeichnungsmediums nicht so stark
ansteigt, dazu, daß gleichförmige magnetische Aufzeichnungsbereiche erzeugt werden.
Bei der genannten zweiten Maßnahme bzw. dem zweiten Verfahren kann zusätzlich zu einer Verbesserung des
C/N-Abstandes die Aufzeichnung mit hoher Empfindlichkeit erfolgen, und wegen des Überschusses an Übergangsmetall
in dem Aufzeichnungsmedium kann der Kerr-Drehwinkel 0k
vergrößert werden.
Hinsichtlich der Zusammensetzung des Materials in dem magnetooptischen Aufzeichnungsmedium für die obigen
Verfahren (1) und (2) ist festzustellen, daß die Zusammensetzung, die den Temperaturbereich nach dem Verfahren (1)
erfüllt, darauf beschränkt ist, daß der Anteil des Seltenen Erdelements größer ist als in der !Compensationszusammensetzung,
während die Zusammensetzung, die den Temperaturbereich in dem Verfahren (2) erfüllt, darauf beschränkt ist, daß der
Anteil an Übergangsmetall größer ist als in der Kompensationszusammensetzung. Als typisches Beispiel ist in Fig. 6 die
Abhängigkeit der Curie-Temeratur Tc und der Kompensationstemperatur Tcomp eines senkrecht magnetisierten amorphen
Tb-Fe-Co-Films (Tb Fe10Q_ _ Co ) von der Tb-Konzentration
mit der Co-Konzentration als Parameter dargestellt. Dabei gibt der Pfeil die Tb-Konzentrationen in der Kompensations—
zusammensetzung an, die sich in Abhängigkeit von der Co-Konzentration leicht ändern, aber im wesentlichen
in der Nähe des gezeigten Pfeils liegen. Kurve 1 zeigt
--12 ---■
die Curie-Temperatur Tc bei y = 30,4, Kurve 2 zeigt Tc bei y = 17,5, Kurve 3 Tc bei y = 11, Kurve 4 Tc bei y = 10,3
und Kurve 5 Tc bei y = 5, während Kurve 6 die Kompensationstemperatur
Tcomp bei y = 30,4, Kurve 7 Tcomp bei y = 17,5, Kurve 8 Tcomp bei y = 11, Kurve 9 Tcomp bei y = 10,3 und
Kurve 10 Tcomp bei y = 5 angibt. Wie aus Fig. 6 hervorgeht, nimmt die Curie-Temperatur Tc mit steigendem Co-Gehalt zu, und
die Tb-Konzentration verlagert sich für den Fall, daß Tc und Tcomp zusammenfallen, mit steigendem Co-Gehalt zu
höheren Konzentrationen. Wie die Schnittpunkte der Kurven für Tc und Tcomp zeigen, hat die Zusammensetzung, bei der Tcomp
in der Nähe von Tc oder über Tc liegt, eine höhere Tb-Konzentration (das heißt die Zusammensetzung enthält einen
größeren Tb-Gehalt als die Kompensationszusammensetzung) während die Zusammensetzung, bei der Tcomp unter Zimmertemperatur
liegt, einen niedrigeren Tb-Gehalt aufweist (das heißt die Zusammensetzung enthält einen größeren Anteil
an Übergangsmetall· als die Kompensationszusammensetzung).
In Hinblick auf die in Fig. 6 gezeigten experimentellen Ergebnisse beschränkt sich eine optimale Zusammensetzung
für einen senkrecht magnetisierten amorphen Tb-Fe-Co-FiIm
für das Verfahren (1) auf einen engen Zusammensetzungsbereich
mit Tb von 24 bis 30 Atom-%, was bedeutet, daß diese Zusammensetzung einen größeren Tb-Gehalt aufweist als
die Kompensationszusammensetzung, sowie mit 7 bis 20 Atom-% Co, Rest Fe. Dies soll im folgenden konkret erläutert werden.
Ein Tb-Gehalt von 24 Atom-% oder mehr ergibt einen Kompensationstemperatur Tcomp von 50° oder darüber, wobei diese
auch von der Co-Konzentration abhängt, während ein Tb-Gehalt von 30 Atom-% oder geringer die Kompensationstemperatur
Tcomp auf 2000C oder weniger beschränkt. Ein Co-Gehalt von 20 Atom-% oder weniger ist dazu geeignet,
die Curie-Temperatur Tc auf den Bereich von 250 bis 3000C
oder weniger zu beschränken; ein Co-Gehalt von etwa 30 Atom-% führt dagegen dazu, daß der Kerr-Drehwinkel
steigt, obwohl Tc leicht erhöht wird. Ein Co-Gehalt von
7 bis 9 Atom-% als unterer Grenzwert führt zu einem Kerr-Drehwinkel
0k im Bereich von 0,3 bis 0,32° (bei λ = 633 nm) oder mehr/ wobei dieser Bereich für praktische Anwendungen
bedeutsam ist. Im übrigen läßt sich, wie aus Fig. 6 ersichtlich, ein Unterschied zwischen Tc und Tcomp innerhalb
eines Bereichs von 1000C dadurch erzielen, daß die Tb-Konzentration innerhalb der obigen Zusammensetzung nach
der Seite höherer Werte oder der Co-Gehalt nach der Seite niedrigerer Tb-Konzentration verlagert wird.
Im Hinblick auf die in Fig. 6 gezeigten Ergebnisse beschränkt sich ferner eine optimale Zusammensetzung für
einen amorphen, senkrecht magnetisierten Tb-Fe-Co-FiIm
in dem Verfahren (2) auf einen sehr engen Zusammensetzungsbereich, der 18 bis 21,5 Atom-% Tb enthält, was bedeutet,
daß er einen größeren Anteil an einem Element der Eisenfamilie aufweist als die Kompensationszusammensetzung,
ferner einen Co-Gehalt von 8 bis 10 Atom-%, Rest Fe. Dies soll im folgenden konkret erläutert werden. Ein Tb-Gehalt
von 21,5 Atom-% als oberer Grenzwert begrenzt die Kompensationstemperatur auf 00C oder weniger, während ein
Tb-Gehalt von 18 Atom-% als unterer Grenzwert einen ausreichend
großen Kerr-Drehwinkel ergibt. Ein Co-Gehalt von 10 Atom-% als oberer Grenzwert eignet sich dazu, die
Curie-Temperatur auf 2500C oder weniger zu begrenzen, während ein Co-Gehalt von 8 Atom-% als unterer Grenzwert
einen für praktische Zwecke ausreichend großen Kerr-Drehwinkel ergibt. Durch Wahl der Tb-Konzentration mit
20 Atom-% oder weniger läßt sich unabhängig von der Bedingung einer höheren Co-Konzentration von 9 bis 10 Atom-%,
was eine Erhöhung des Kerr-Drehwinkels 0k angibt, eine
Kompensationstemperatur von höchstens -500C erzielen. Ferner verbessert in den oben erwähnten ternären
Systemen eine geringe Menge eines Verunreinigungselements, etwa eines weiteren Seltenen Erdelements, Übergangsmetalls
usw. die Eigenschaften des magnetooptischen Aufzeichnungsmediums.
Zu den hier beschriebenen magnetooptischen Aufzeichnungsmedien des Systems Seltene Erde/Übergangsmetall gehören
beispielsweise die Systeme Tb-Fe-Co, Tb-Fe, Tb-Gd-Fe, Tb-Sm-Fe, Tb-Co, Tb-Dy-Fe, Tb-Dy-Fe-Co, Tb-Gd-Fe-Co,
Tb-Sm-Fe-Co, Tb-Er-Fe-Co, und Dy-Sm-Fe-Co.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden
nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert; darin zeigt
Fig. 1 ein Diagramm der Temperaturabhängigkeit der
Sättigungsmagnetisierung Ms eines amorphen
Tb„_Fe_~Co,-Dünnfilms,
ίλ 12. b
ίλ 12. b
Fig. 2A eine Darstellung zur Erläuterung eines Beispiels
der magnetooptischen Aufzeichnung,
Fig. 2B die Entstehung eines umgekehrten magnetischen Bereichs im mittleren Teil eines Aufzeichnungsbe
reichs ,
Fig. 3A torusförmige Aufzeichnungsbereiche unterschiedlicher
Gestalten,
Fig. 3B Aufzeichnungsbereiche mit gleichmäßigen Formen, wie sie durch die hier beschriebenen Verfahren er
zielt werden,
Fig. 4 ein Diagramm der Temperatur abhängigkeit der Sättigungsmagnetisierung
Ms eines amorphen Tb2c-Feg-iCo-i4-Dünnfilms,
Fig. 5 ein Diagramm der Tb-Konzentration (x) in Abhängigkeit von der Sättigungsmagnetisierung Ms von
TbxFe82-xCo18'
Fig. 6 ein Diagramm der Abhängigkeit der Curie-Temperatur Tc und der Kompensationstemperatur Tcomp eines amorphen Dünnfilms des Systems Tb Fe-]OQ_X_ Co v
Fig. 6 ein Diagramm der Abhängigkeit der Curie-Temperatur Tc und der Kompensationstemperatur Tcomp eines amorphen Dünnfilms des Systems Tb Fe-]OQ_X_ Co v
von der Tb-Konzentration (x) mit der Co-Konzen-
tration (y) als Parameter, und Fig. 7 ein Diagramm der Temperaturabhängigkeit der
Sättigungsmagnetisierung Ms und der Koerzitivkraft Hc eines amorphen Tb36Fe5QCo. [--Dünnfilms.
Der hier in Rede stehende amorphe Legierungsfilm
wurde auf einer Fe-Scheibe mit einem Durchmesser von 20 cm unter Verwendung einer Verbund-Zielkathode mit einer Fläche
ο
von 1 χ 1 cm erzeugt, bei der ein Seltenes Erdelement und ein Übergangsmetall wie etwa Co in ihrem Flächenverhältnis zur Erzeugung einer vorgegebenen Zusammensetzung angeordnet sind, wobei ein bekanntes Magnetron-Sputter-Verfahren angewandt wurde.
von 1 χ 1 cm erzeugt, bei der ein Seltenes Erdelement und ein Übergangsmetall wie etwa Co in ihrem Flächenverhältnis zur Erzeugung einer vorgegebenen Zusammensetzung angeordnet sind, wobei ein bekanntes Magnetron-Sputter-Verfahren angewandt wurde.
Als Platte zur Abschätzung der Aufzeichnungs- und Wiedergabeeigenschaften
wurde eine Nut in UV-Harz zur Spurführung auf einer Glasplatte mit einem Durchmesser von 13 cm erzeugt,
die nacheinander mit einem etwa 30 nm dicken SiO3-FiIm, einem
etwa 100 nm dicken Tb-Fe-Co-FiIm und einem etwa 70 nm dicken
weiteren SiO9-FiIm beschichtet wurde.
In dem Diagramm nach Figur 7 liegt die Kompensationstemperatur
Tcomp bei etwa 1200C, wobei die Sättigungsmagnetisierung Ms mit steigender Temperatur generell abnimmt
und 100 emu/cc nicht überschreitet. Beim Einschreiben mittels Laserstrahl einer Energie von 7 mW wurden in ihrer
Form gleichmäßige magnetische Aufzeichnungsbereiche erzeugt.
Da die Koerzitivkraft Hc bei Zimmertemperatur, bei der das Medium aufbewahrt wurde, groß ist, weist das Aufzeichnungsmedium
nach diesem Beispiel hervorragende thermische Stabi-Iitat
auf.
Beispiel 2
Beispiel 2
In gleicher Weise wie im Beispiel 1 wurde ein magnetooptisches Aufzeichnungsmedium mit einem Tb2g oFe60 1Co11 7~
Film hergestellt. Bei einer Drehzahl von 1800 min~1 und einer sich von 4 bis 10 mW ändernden Laserstrahl-Energie
wurden die magnetischen Aufzeichnungsbereiche beobachtet. Dabei wurde kein Bereich mit invertierter Magnetisierung
in der Mitte der einzelnen magnetischen Aufzeichnungsbereiche beobachtet; vielmehr zeigten sich in ihrer Form gleichmäßige
magnetische Aufzeichnunbsbereiche. Damit wurden
Aufzeichnungsbereiche verglichen, die unter Verwendung
eines amorphen Tb22 6Fe67 9Co9 5~Fillns erzeugt wurden.
Dabei wurden gleichförmige magnetische Aufzeichnungsbereiche
teilweise bei einer Laserstrahl-Energie von nur etwa 4 mW beobachtet, während die übrigen Bereiche mit
in der Mitte der Magnetbereiche invertierter Magnetisierung
generell beobachtet wurden.
Beispiel 3
Beispiel 3
In der gleichen Weise wie im Beispiel 1 wurde als Aufzeichnungsfilm ein senkrecht magnetisierter amorpher
Film einer Zusammensetzung von Tb^j-Fe61Co14, Tb26FeC7Co17,
Tb29Fe48Co1Q usw. hergestellt. Dieser Film hatte folgende
Eigenschaften: Tc = 240 bis 27O°C, Tcomp = 80 bis 200°C,
Hc = 80 bis 1120 kA/m, Ms = 80 bis 160 emu/cc, 9k = 0,33 bis
0,35°.
Unter Verwendung dieser senkrecht magnetisierten amorphen Filme wurde in gleicher Weise wie im Beispiel 1
eine Mehrschicht-Platte mit einem Durchmesser von 13 cm hergestellt. Zur Abschätzung der Leseeigenschaften wurde
die Drehzahl der Platte auf 1200 min festgelegt. Bei einer Energie des Aufzeichnungs-Laserstrahls von 7 bis 8 mW ergaben
sich magnetische Aufzeichnungsbereiche gleichmäßiger Gestalt und ohne Modulationsrauschen beim Lesen durch die
Anwendung eines externen Magnetfeldes Hex von 16 kA/m und darüber. Beim Auslesen der aufgezeichneten Information mit
einer Energie des Lese-Laserstrahls von 1 bis 2 mW ergab sich ein C/N-Abstand beim Lesen von nicht weniger als 52 bis
55 dB (bei einer Meßfrequenz f = 1 MHz).
In diesem dritten Beispiel wurde als typische Ausführungsform
des Systems Seltene Erde/Übergangsmetall für das magnetooptische Aufzeichnungsmedium ein Tb-Fe-Co-System
verwendet, doch ergeben auch die anderen oben erwähnten Systeme Seltene Erde/Übergangsmetall den gleichen Effekt.
In Übereinstimmung mit dem vorstehenden Ausführungsbeispiel läßt sich ferner ein hoher C/N-Abstand praktisch
ohne Vergrößerung des Kerr-Drehwinkels durch Mehrfachreflexion
in einer Interferenzstruktur erzielen. Ein noch höherer C/N-Abstand von 57 dB oder mehr läßt sich
durch eine Scheibe mit Interferenz-Mehrschichtfilm erzielen,
die einen der amorphen Filme dieses dritten Ausführungsbeispiels sowie einen Interferenzfilm aus ZnS, AJlN, Si3N4,
BN, Ta3O3, SiO usw. mit verhältnismäßig hohem Brechungsindex
aufweist.
Beispiel 4
Beispiel 4
Eine Platte zum Abschätzen der Eigenschaften beim Aufzeichnen und Auslesen wurde durch Ausbildung einer Nut in
UV-Kunstharz zur Spurführung auf einer Glasplatte mit einem Durchmesser von 13 cm erzeugt, die nacheinander mit einem
etwa 100 nm dicken Tb-Fe-Co-FiIm und einem etwa 70 nm
dicken SiO3-FiIm beschichtet wurde. Als Aufzeichnungsfilm
mit einem Temperaturunterschied zwischen Tc und Tcomp im Bereich von 100° C wurde ein senkrecht magnetisierter amorpher
Film einer Zusammensetzung von Tb^gFe63Co13, Tb28Fe59Co13'
T^28 5Fe6o 5Co11 usw· hergestellt. Dieser Film hatte folgende
Eigenschaften: Tc = 180 bis 23O°C, Tcomp = 18O°C, Hc = 80
bis 640 kA/m, Ms = 100 bis 190 emu/cc, und 0k (bei λ = 633 nm)
= 0,3 bis 0,35°. Die erwähnte Mehrschicht-Scheibe mit 13 cm Durchmesser wurde unter Verwendung dieses Films des dritten
Ausführungsbeispiels hergestellt. Zum Abschätzen der Eigenschäften
beim Aufzeichnen und beim Lesen wurde die Drehzahl der Platte bei 1200 min festgelegt. Bei einer Energie
des Aufzeichnungs-Laserstrahls von 5 bis 9 mW ergab die
Anwendung eines externen Feldes von 64 kA/m oder mehr bei der Aufzeichnung kein Modulationsrauschen während der Wiedergäbe.
Unter dieser Bedingung wurde ein C/N-Abstand von 51 bis 54 dB erreicht. Ein noch höherer C/N-Abstand von 56 dB
oder mehr wurde durch eine Platte mit Interferenz-Mehrschichtfilm erzielt, die einen der oben erwähnten amorphen Filme
und einen Interferenzfilm der Zusamennsetzung ZnS, A£N,
Si3N4, BN, SiO, usw. mit verhältnismäßig hohem Brechungsindex
aufweist.
Eine Platte zum Abschätzen der Aufzeichnungs- und
Ausleseeigenschaften wurde durch Herstellung einer Nut in UV-Kunstharz zur Spurführung auf einer Glasplatte mit
13 cm Durchmesser hergestellt, die nacheinander mit einem
etwa 100 nm dicken Tb-Fe-Co-FiIm und einem etwa 70 nm
dicken SiO0-FiIm beschichtet wurde. Als Aufzeichnungsfilm
wurde ein senkrecht magnetisierter amorpher Film der Zusammensetzung Tb01 1-Fe171 [-Co-, als typisches Beispiel einer
Zusammensetzung, die einen größeren Anteil des Elements der Eisengruppe aufweist als die !Compensationszusammensetzung,
hergestellt. Dieser Film hatte folgende Eigenschaften: Tc = 190 bis 23O°C, Tcomp = -500C, Hc = 80 bis
240 kA/m, Ms = 120 bis 195 emu/cc, und ek (bei λ = 633 nm)
=0,31 bis 0,35 . Unter Verwendung dieses Films wurde die obige Mehrschicht-Platte mit einem Durchmesser von 13 cm
hergestellt. Zur Abschätzung der Aufzeichnungs- und Leseeigenschaften
wurde die Drehzahl der Platte bei 1800 min festgelegt. Bei einer Energie des Aufzeichnungs-Laserstrahls
von 3 mW und einer Energie des Lese-Laserstrahls von 1 mW ergab die Anwendung eines externen Feldes von 16 kA/m oder
mehr bei der Aufzeichnung kein Modulationsrauschen während der Wiedergabe. Die Aufzeichnung von Information auf dem
obigen Film unter Anwendung eines externen Feldes von 24 kA/m führt zu einem C/N-Rauschabstand beim Lesen von nicht weniger
als 52 bis 55 dB (bei einer Frequenz von 1 kHz, einer Bandbreite Af = 30 kHz und einem Spurabstand von 1,6ym).
In diesem Beispiel wurde als System Seltene Erde/Übergangsmetall für das magnetooptische Aufzeichnungsmedium
ein Tb-Fe-Co-System als typische Ausführungsform verwendet,
doch ergeben die oben erwähnten weiteren Systeme Seltene Erde/Übergangsmetall den gleichen Effekt.
Wie aus diesem Ausführungsbeispiel ersichtlich, vermittelt
der senkrecht magnetisierte amorphe Film ein Modulationsrauschen
von im wesentlichen Null und einen hohen C/N-Abstand ohne praktische Erhöhung des Kerr-Drehwinkels
durch Mehrfachreflexion in einer Interferenzstruktur. Ein noch höherer C/N-Abstand von 56 dB oder mehr wird
durch eine Scheibe mit Interferenz-Mehrschichtfilm erreicht, die einen der oben erwähnten amorphen Filme und einen
Interferenzfilm der Zusammensetzung ZnS, A£N, Si3N4, BN,
SiO usw. mit verhältnismäßig hohem Brechungsindex aufweist.
ZO - Leerseite
Claims (11)
1. Magnetooptisches Aufzeichnungsmedium aus einem
amorphen Film, der ein Seltenes Erdelement und ein Übergangsmetall enthält und eine Achse leichter Magnetisierung senkrecht
zu seiner Oberfläche aufweist, dadurch g e k e η η zeichnet,
daß er eine magnetische Kompensationstemperatur Tcomp von 50° oder mehr aufweist oder eine
Curie-Temperatur Tc von 250 oder weniger und eine Kompensationstemperatur Tcomp von O0C oder weniger aufweist.
2. Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch g e -
kennzeichnet , daß die Kompensationstemperatur Tcomp
500C oder mehr beträgt und die Differenz zwischen Tc und Tcomp
innerhalb von 1000C liegt.
3. Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Differenz zwischen Tc und
Tcomp innerhalb von 60°C liegt.
-2- 3535210
4. Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompensationstemperatur
Tcomp 80 C oder mehr beträgt.
5. Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 4, dadurch g e -
kennzeichnet, daß die Differenz zwischen Tc und Tcomp innerhalb von 1OO°C liegt.
6. Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Curie-Temperatur Tc im
Bereich von 100 bis 25O°C, vorzugsweise 150 bis 25O°C,
liegt.
7. Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompensationstemperatur
Tcomp im Bereich von 50 bis. 200 C liegt.
8. Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch g e kennzeichnet,
daß die Curie-Temperatur Tc 25O°C oder mehr und die Kompensationstemperatur Tcomp -50 C oder
weniger beträgt.
9. Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Kompensationstemperatur
Tcomp 500C oder mehr beträgt, und daß der Film 24 Atom-% Tb,
7 bis 20 Atom-% Co, Rest im wesentlichen Fe enthält.
10. Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenz zwischen Tcomp
und Tc innerhalb von 100°C liegt, und daß der Film 7 bis 16
Atom-% Co enthält.
11. Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Curie-Temperatur 25O°C oder
weniger und die Kompensationstemperatur Tcomp 0 C oder weniger beträgt, und daß der Film im wesentlichen amorph ist und
18 bis 21,5 Atom-% Tb, 8 bis 10 Atom-% Co, Rest im wesentliehen
Fe in einem größeren Anteil enthält, als er in einer Kompensationszusammensetzung enthalten ist, in der die
Sättigungsmagnetisierung Ms bei Zimmertemperatur praktisch
Null ist.
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Representative=s name: STREHL, P., DIPL.-ING. DIPL.-WIRTSCH.-ING. SCHUEBE |
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D2 | Grant after examination | ||
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8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |