DE3610431A1

DE3610431A1 - Quermagnetisierungsaufzeichnungsmedium

Info

Publication number: DE3610431A1
Application number: DE19863610431
Authority: DE
Inventors: Eiichiro Sagamihara Kanagawa Imaoka; Yasuo Ishizaka; Kazuo Yokohama Kanagawa Kimura; Noboru Watanabe
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 1985-03-28
Filing date: 1986-03-27
Publication date: 1986-10-02
Also published as: GB8607797D0; DE3610431C2; GB2175013B; US4792486A; GB2175013A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Quermagnetisierungsaufzeichnungsmedien. Dabei geht die Erfindung von einem Quermagnetisierungsaufzeichnungsmedium mit den Merkmalen im Oberbegriff des Anspruchs 1 aus. Insbesondere betrifft die Erfindung Aufzeichnungsmedien mit senkrechter Magnetisierung oder auch Quermagnetisierung mit zufriedenstellender senkrechter Aufzeichnungs- und Wiedergabecharakteristik .

ΐ Wenn ein Signal mit einem Magnetkopf auf einem Aufzeichnungsmedium aufgezeichnet wird oder von diesem mit dem Magnetkopf abgetastet wird, so magnetisiert der Magnetkopf eine Magnetschicht des magnetischen Aufzeichnungsmediums in Längsrichtung des magnetischen Aufzeichnungsmediums (d.h. in einer Schichtebenen-Richtung), wenn auf gezeichnetwird, und nimmt diese Auf zeichnung bei der Wiedergabe wieder auf.Jedoch ist im Zusammenhang mit diesen Längsrichtungsmagnetaufzeichnungssystemen bekannt, daß das Entmagnetisierungsfeld mit wachsender Aufzeichnungsdichte hoch wird, und das Entmagnetisierungsfeld bewirkt unerwünschte Effekte bei der magnetischen Aufzeichnung mit hoher Dichte.Um diese unerwünschten Effekte bezüglich der Entmagnetisierung zu beseitigen, ist bereits ein QuermagnetisierungsaufZeichnungssystem vorgeschlagen worden,bei dem der Magnetkopf die magnetische Schicht des Aufzeichnungsmediums in einer Richtung senkrecht zur magnetischen Schicht magnetisiert. Entsprechend dieser Quermagnetisierungsaufzeichnungssysteme wird das Entmagnetisierungsfeld mit wachsender Dichte der magnetischen Aufzeichnung gering, und es ist theoretisch möglich, eine zufriedenstellende magnetische Aufzeichnung hoher Dichte zu rea-

lisieren, in der keine Abnahme der remanenten Magnetisierung auftritt.

Ein gebräuchliches Quermagnetisierungsaufzeichnungsmedium, das in diesen Quermagnetisierungsaufzeichnungssystemen benutzt wird, ist ein Aufzeichnungsmedium, das einen Kobalt-Chrom (Co-Cr)-PiIm aufweist, der mit einem Festkörperzerstäubungs- oder Sputterverfahren auf einem Basisfilm ausgebildet wird . Es ist allgemein bekannt, daß dieser Co-Cr-FiIm außerordentlich geeignet für Quermagnetisierungsaufzeichnungsmedien ist,weil der Co-Cr-FiIm eine relativ hohe Sättigungsmagnetisierung (Ms)aufweist und die Magnetisierung in einer Richtung senkrecht zu dem Co-Cr-FiIm begünstigt (d.h., die Koerzitivfeldstärke in Richtung senkrecht zum Co-Cr-FiIm ist groß, und die Achse der leichten Magnetisierung ist senkrecht zu dem Co-Cr-FiIm).

Jedoch weist wegen der Hinzufügung von Chrom (Cr) Kobalt (Co) eine derartige Orientierung auf, daß die Achse in der leichten Magnetisierung hiervon angenähert senkrecht zu dem Co-Cr-FiIm ist, jedoch keine vollständig senkrechte Achse der leichten Magnetisierung vorliegt. Es ist daher unmöglich, ein extrem starkes senkrechtes anisotropes magnetisches Feld für das Quermatnetisierungsaufzeichnungsmedium mit dem Co-Cr-FiIm zu erzielen. Folglich gibt es ein weiteres Quermagnetisierungsaufzeichnungsmedium, in dem ein drittes Element dem Co-Cr hinzugefügt ist, so daß die Achse der leichten Magnetisierung des Co in ausreichendem Maße senkrecht zum Film ist. Beispielsweise wird Niob (Nb) oder Tantal (Ta) dem Co-Cr- als drittes Element hinzugefügt . In diesem Fall ist aufgrund der Hinzufügung von Nb oder Ta die Orientierung des Co so verbessert, daß die Achse der leichten Magnetisierung in ausreichendem Maße senkrecht zum Film ist, jedoch nimmt die Sättigungsmagnetisierung des Quermagnetisierungsaufzeichnungsmediums mit dem Hinzufügen von Cr und Nb (oder Ta) ab, die im Gegensatz zu

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Co , welches ein ferromagnetisches Material ist, nicht magnetische Materialien sind. Infolgedessen ergibt sich der Nachteil, daß wegen der Sättigungsmagnetisierung es nicht möglich ist, ein hohes Wiedergabeausgangssignal zu erzielen.

Aus diesem Grund ist ein Quennagnetisierungsaufzeichnungsmedium mit einer Doppelfilmanordnung vorgeschlagen worden. Entsprechend diesem Aufzeichnungsmedium ist ein Film mit hoher Permeabilität , d.h. ein Film geringer Koerzitivstärke wie beispielsweise ein Nickel-Eisen (Ni-Fe) - Film zwischen dem Co-Cr- Film und dem Basisfilm ausgebildet. Der magnetische Fluß, der innerhalb des Film hoher Permeabilität streut, wird zu dem Magnetpol des Quermagnetisierungskopfes bei einer vorbestimmten magnetischen Aufzeichnungsposition hin konzentriert, um eine starke Magnetisierung zu erzielen, die in der senkrechten Richtung liegt und nicht in die Längsrichtung des Ouermagnetisierungsaufzeichnungsmediums streut. Jedoch ist im Fall des Quermagnetisierungsaufzeichnungsmediums mit Doppelfilmanordnung die Koerzitivfeldstärke des Films hoher Permeabilität außerordentlich gering im Vergleich zur Koerzitivfeldstärke des Co-Cr-Filmes und es ergibt sich der Nachteil , daß Barkhausen-Rauschen erzeugt wird.

Beispielsweise beträgt die Koerzitivfeldstärke des Co-Cr-Filmes mehr als 5,57 χ 10 k/m(TboOe)una die Koerzitivfeldstärke des Films hoher Permeabilität beträgt weniger als 795,9 A/m (10 Oe) . Um die Entstehung von Barkhausen-Rauschen zu verhindern, muß der Film oder die Schicht hoher Permeabilität eine Koerzitivfeldstärke aufweisen, die zumindest über 795,9 A/m (10 Oe) liegt, jedoch gibt es kein geeignetes Material, das dieser Forderung genügt und gleichzeitig als Film hoher Permeabilität benutzt werden kann.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend von den Merkmalen im Oberbegriff des Anspruchs 1 , ein neues und nützliches Quermagnetisierungsauf zeichnungsmedium zu schaffen, in dem die zuvor beschriebenen Nachteile und Schwierigkeiten beseitigt sind. Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst.

Bei der Lösung ist die Tatsache entscheidend, daß beim überziehen einer Basisschicht mit einem magnetischen Material zur Ausbildung einer Magnetschicht die ausgebildete Magnetschicht aus zwei Schichten besteht, die unterschiedliche Koerzitivfeldstärken aufweisen. Von diesen beiden Schichten wird eine, die eine geringe Koerzitivfeidstärke aufweist, für die Quermagnetisierungsauf zeichnung benutzt.

Durch die erfindungsgemäßen Merkmale wird ein Quermagnetisierungsaufzeichnungsmedium mit einer Basisschicht, einer ersten, auf dieser Basisschicht ausgebildeten Schicht, die zumindest Kobalt und Chrom aufweist, und einer zweiten, auf dieser ersten Schicht ausgebildeten Schicht, die aus Kobalt und Chrom besteht, geschaffen. Entsprechend dem erfindungsgemäßen Quermagnetisierungsaufzeichnungsmedium ist es möglich, ein hohes Wiedergabeausgangssignal zu erzielen, wobei die Wiedergabeausgangscharakteristik in Abhängigkeit von der Aufzeichnungswellenlänge insbesondere im Bereich kurzer Aufzeichnungswellenlängen zufriedenstellend ist.

30 Darüber hinaus steigt eine Magnetisierungs-(M-H)-

Hystereseschleife in Schichtebene in der gesamten Magnetschicht in der Umgebung ihres Ursprungs markant, steil und anormal an und es tritt der sogenannte Magnetisierungssprung auf. Folglich können die Quermagnetisierungsaufzeichnungs- und -Wiedergabecharakteristiken verbessert werden, indem als Magnetschicht die Schicht benutzt wird, in der der Magnetisierungssprung auftritt.

In der vorliegenden Anmeldung ist eine plötzliche Änderung oder eine steile Neigung der M-H-Hystereseschleife in Schichtebene als Magnetisierungssprung bezeichnet und die Höhe des Magnetisierungssprungs wird als Magnetisierungssprunggröße bezeichnet.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:

F i g . 1 eine M-H-Hystereseschleife in Schichtebene für den Fall, daß eine Magnetschicht entsprechend einem Ausführungsbeispiel für das erfindungsgemäße Quermagnetisierungsaufzeichnungsmedium aus einer Kobalt Chrom-Niob (Co-Cr-Nb)-Dünnschicht besteht, die eine Dicke von 0,2 /um aufweist, wobei ein Magnetfeld von 1,194 χ 10³ kA/m (15 kOe) angelegt ist;

F i g , 2 eine M-H-Hystereseschleife in Schicht ebene für den Fall, daß die Magnetschicht entsprechend dem Ausführungsbeispiel für das erfindungsgemäße Quermagnetisierungsauf zeichnungsmedium aus einer Co-Cr-Nb-Dünnschicht besteht, die eine Dicke von 0,05 /um auf-

25 weist, wobei ein Magnetfeld von 1,194 χ 10^ kA/m (15 kOe) angelegt ist;

F i g . 3 bis 5 jeweils M-H-Hystereeeschleifen in Schichtebene, die dazu dienen, das Auftreten eines MagnetierungsSprunges zu erklären;

F i g. 6 eine graphische Darstellung, die eine Koerzitivfeidstärke Hc(//) in Schichtebene, eine senkrechte Koerzitivfeidstärke Hc( I )und eine Magnetisierungssprunggröße G^ für ^ede Schichtdicke darstellt, wobei die Schichtdicke der dünnen Co-Cr-Nb-Schicht durch Änderung der Sputterzeit gesteuert eingestellt wird;

Fig. 7 eine graphische Darstellung, die eine Koerzitivfeidstärke Hc(//) in Schichtebene, eine senkrechte Koerzitivfeidstärke Hc( I ) und eine Magnetisierungssprunggröße 6* * für Jede Schichtdicke anzeigt, wobei die Schichtdicke einer dünnen Schicht aus Kobalt-Chrom- Tantal (Co-Cr-Ta) durch Änderung der Sputterzeit gesteuert eingestellt wird;

F i g . 8A bis 8C graphische Darstellungen jeweils einer Schichtebenen-M-H-Hystereseschleife der dünnen Co-Cr-Nb-Schicht, wobei in diesen Schleifen kein Magnetisierungssprung auftritt;

Fig. 9 eine graphische Darstellung, die die Beziehung des Schwingkurvenhalbwertes (ΔΘ cq) der hcp (002) Ebene jeder dünnen Kobalt-Chrom (Co-Cr)-Schicht und dünnen Co-Cr-Nb-Schicht in Abhängigkeit von der jeweiligen Filmdicke zeigt;

F i g . 1OA bis 1OC graphische Darstellungen, die jeweils Drehmomentkurven für die dünnen Co-Cr-Schichten für Schichtdicken von 0,50 , 0,20 und 0,05/um zeigen;

F i g . 11A bis 11C graphische Darstellungen, die jeweils Drehmomentkurven der dünnen Co-Cr-Nb-Schichten für entsprechende Schichtdicken von o,50, 0,18 und o.o5/um zeigen;

Fig. 12 eine graphische Darstellung, die die Beziehung zwischen der Aufzeichnungswellenlänge und dem Wiedergabeausgangssignal für den Fall zeigt,daß die Quermagnetisierungsaufzeichnung- und -wiedergabe bezüglich jedes der Aufzeichnungsmedien aus Tabelle I mit Hilfe eines Ringkernkopfes durchgeführt werden;

Fig. 13 eine graphische Darstellung, die die Beziehung zwischen der Aufzeichnungswellenlänge und dem Wiedergabeausgangssignal für den Fall zeigt, daß

die Quermagnetisierungsaufzeichnungs- und -wiedergabe bezüglich jedes der Aufzeichnungsmedien aus Tabelle II mit Hilfe eines Ringkernkopfes durchgeführt werden;

F i g . 14 eine graphische Darstellung , die die M-H-Hystereseschleife in Schichtebene eines in Tabelle I aufgeführten Doppelfilmaufzeichnungsmediums darstellt;

Fig. 15 eine graphische Darstellung,die die M-H-Hystereseschleife in Schichtebene eines in Tabelle II aufgeführten Doppelfilmaufzeichnungsmediums darstellt;

Fig. 16 eine graphische Darstellung, die die M-H-Hystereseschleife in Schichtebene eines in Tabelle III aufgeführten Doppelf ilmaufzeichnungsmediums darstellt;

F i g . 17 eine schematische Darstellung zur Erklärung einer Magnetschleife, die innerhalb des Doppelfilmaufzeichnungsmediums durch den Magnetfluß des Ringkernkopfes ausgebildet wird und

Fig. 18 eine schematische Darstellung zur Erklärung, daß untere Bereiche von remanenten Magnetfeldern in einer Kristallschicht grober Körnung über eine Kristallschicht feiner Körnung vereinigt werden.

Das Quermagnetisierungsaufzeichnungsmedium ( im folgenden der Einfachheit halber als Aufzeichnungsmedium bezeichnet) wird hergestellt, indem auf einer Trägerschicht oder einem Band, das zu einer Basisschicht ausgebildet wird, ein erstes und ein zeites magnetisches Material, die als Target benutzt werden, gesputtert werden. Dabei ist die Trägerschicht oder das Band beispielsweise aus einem Polyimidharz hergestellt, und das erste magnetische , auf die Basisschicht ge sputterte Material enthält Kobalt (Co), Chrom (Cr) und

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zumindest ein Element von Niob (Nb) und Tantal (Ta). Das zweite magnetische, auf die Schicht des ersten magnetischen Materials gesputterte magnetische Material besteht aus Co und Cr.

Wenn ein Metall, beispielsweise eine Co-Cr-Legierung auf eine Basisschicht gesputtert wird, so ist bekannt, daß die bedampfte oder gesputterte Schicht nicht dieselbe Kristallstruktur in senkrechter Richtung zur Schichtfläche aufweist. Aus verschiedensten Experimenten und aus Rasterelektronenmikroskopbildern (SEM), die die Oberfläche darstellen, ist bekannt, daß eine erste Kristallschicht feiner Körnung benachbart zu der Basisschicht über eine außerordentlich kleine Dicke ausgebildet wird und daß eine zweite Kristallschicht grober Körnung auf dieser ersten Kristallschicht erzeugt wird. Beispielsweise wird die Tatsache, daß die erste Kristallschicht im Bodenbereich des gesputterten Filmes keine gut definierte säulenförmige Struktur aufweist, während die zweite Kristallschicht, die auf dieser ersten Kristallschicht ausgebildet ist,eine gut definierte und ausgebildete Säulenstruktur auf weist,von Edward R.Wuori und Professor J.H.Judy im "Initial Layer effects in Co-Cr films" , IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS, Vol. MAG-20, No.5, September 1984, Seiten 774-775 und von William G.Haines , ¹¹VSM Profiling of CoCr Films: A New Analytical Technique", IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS, Vol. MAG-20, No.5, September 1984, Seiten 812-814 beschrieben.

Die Erfinder der vorliegenden Anmeldung schenkten den oben beschriebenen Punkten ihre Aufmerksamkeit und dampften verschiedene Metalle auf,die eine Co-Cr-Legierung als Basisschicht aufwiesen und denen jeweils ein drittes Element zugefügt war. Dann wurden die physikalischen Eigenschaften der ersten Kristallschicht feiner Körnung, die sich im Bodenbereich des aufge-

dampften Metallfilms gebildet hatte, und. die zweite Kristallschicht grober Körnung, die sich auf dieser ersten Kristallschicht gebildet hatte, für jede der verschiedenen aufgedampften Metallfilme und JBchichten untersucht. Es ergab sich bei diesen Untersuchungen als Ergebnis, daß bei Hinzufügen von Uboder Ta als drittes Element zu dem Metall die senkrechte Koerzitivfeldstärke oder Koerzitivkraft der ersten Kristallschicht außerordentlich klein im Vergleich zu der senkrechten Koerzitivfeidstärke der zweiten Kristallschicht war. Die vorliegende Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß die erste Kristallschicht mit der geringen senkrechten Koezitivfeldstärke als eine isotrope Schicht benutzt wird und daß-eine Co-Cr-Schicht mit einer großen Sättigungsmagnetisierung auf der ersten Kristallschicht ausgebildet wird und als Quermagnetisierungsschicht des Aufzeichnungsmediums benutzt wird.

Im folgenden werden die experimenteller. Ergebnisse, die bei der Messung der Koerzitivfeldstärken von der ersten und zweiten Kristallschicht, die sich bei der Be spiitterung oder Bedampfung der Basis schicht ergaben, beschrieben. Hierzu wurde eine dünne Schicht aus Co-Cr-Kb oder aus Co-Cr-Ta (im folgenden der Einfachheit halber als Dünnschicht bezeichnet) durch ein Sputterverfahren auf einer Basisschicht unter folgenden Bedingungen aufgebracht:

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(1) Sputtergerät:

RF Magne tronsputtergerät,

(2) Sputterverf ehren:

Kontinuierliches Besputtern bei einem anfängliehen Verdichtungsdruck von 1,33 x 10" Pa

(1x10 Torr) und Zuführen von Argon (Ar)-Gas, bis der Druck 0,133 Pa (1x10~⁵ Torr) erreicht,

(3) Basisschicht:

Eine Polyimidkunstharzschicht mit einer Dicke von 20/um.

(4) Target:

Ein zusammengesetztes Target, das durch Plazieren kleiner Stücke von Nb oder Ta auf der Co-Cr-Legierung gewonnen wird.

(5) Abstand zwischen Target und Basisschicht: 110 mm.

Die magnetischen Eigenschaften der dünnen Filme wurden mit Hilfe eines schwingenden Abtastmagnetometers gemessen, das von Riken Denshi in Japan hergestellt wird, wobei die Zusammensetzung des dünnen Filmes mit Hilfe eines Energiedispersions-Mikroanalysators gemessen wurde, der von KEVEX in den Vereinigten Staaten hergestellt wird. Ferner wurde die Kristallorientierung der dünnen Filme durch einen X-Strahlanalysator gemessen, der von Rigaku Denki in Japan hergestellt wird.

Die FIG. 1 zeigt eine M-H-Hystereseschleife in Schich~ebene oder auch Schichtebenen-M-H-Hystereseschleife für den Fall, bei dem ein Magnetfeld von 1,194 χ 1Cr kA/ns (15 kOe) an ein Aufzeichnungsmedium gelegt wird, welches hergestellt wird, indem Nb als drittes Element Co-Cr hinzugefügt wird (das gleiche Phänomen ergibt sich, wenn Nb mit einer Verteilung von 2 bis 10 Atomgewichtsprozent hinzugefügt wird) und diese Co-Cr-Nb-Mischung auf der Polyimidkunstharzbasisschicht mit einer Schicht-

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dicke von 0,2 /um aufgedampft wird. Wie aus der FIG. 1 hervorgeht, steigt die Schichtebenen-M-H-Hystereseschleife steil und anormal in der Nähe des Ursprungs an, wie dies durch einen Pfeil A angezeigt ist, und es tritt der sogenannte Magnetisierungssprung (im folgenden der Einfachheit halber als Sprung bezeichnet) auf. Geht man davon aus, daß ein gleichförmiges Kristallwachstum konstantermaßen auftritt, wenn Co-Cr-Nb auf der Ba si ε schicht zur Bildung der Co-Cr-Nb-Dünn schicht aufgedampft wird, sp würde der in FIG. 1 gezeigte Sprung nicht auftreten. Es kann folglich hieraus hypothetisch geschlossen werden, daß mehrere Kristallschichten verschiedener magnetischer Eigenschaften innerhalb der Co-Cr-Nb-Dünnschicht nebeneinander vorliegen.

Die FlG. 2 zeigt eine Schichtebenen-M-H-Hystereseschleife für den Fall, bei dem ein Magnetfeld von 1,19^ χ 10 kA/m (15 kOe) an ein Aufzeichnungsmedium gelegt wird, das. gewonnen wird, indem die Co-Cr-Nb-Mischung auf der PolyimidkunstharzbaEisschicht mit einer Schichtdicke von 0,05/um bei gleichen Besputterungsbedingungen aufgedampft wird. Entgegen den ir. FlG. 1 gezeigten Fall, tritt in der Hystereseschleife aus FIG. 2 kein Sprung auf. Folglich ergibt sich, dal?

der Co-Cr-Nb-Dünnfilm mit einer Dicke im Bereich von 0,05/um im wesentlichen durch eine gleichmäßige Kristallschicht gebildet ist. Außerdem kann der FIG. 2 entnommen werden, daß eine Schichtebenen-Koerzitivfeidstärke Hc(//) (im folgenden der Einfachheit halber als Koerzitivfeidstärke Hc(//) bezeichnet, im Fall, bei dem die Filmdicke im Bereich von 0,05 /um liegt, außerordentlich klein ist und daher die Schichtebenen-Permeabilität außerordentlich hoch ist. Es ergibt sich hieraus, daß die Koerzitivfeldstärke Hc(//) einer Anfangsschicht, die im Anfangs stadium in unmittelbarer Nahe auf der Basisschicht bei der Bedampfung wächst,

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klein ist, und diese Anfangs schicht kann als die erste Kristallschicht feiner Körnung (im folgenden der Einfachheit halber als erste Kristallschicht bezeichnet) betrachtet werden, wobei diese Tatsache durch SEM-Bilder bestätigt wird, wie weiter oben erläutert ist. Eine Schicht, die auf dieser Anfangs schicht aufwächst, weist eine Koerzitivf eidstärke Hc(//) auf, die größer als die Koerzitivf eidstärke Hc(//) der Anfangs schicht ist, und diese Schicht kann als die zweite Kristall- , schicht grober Körnung (im folgenden der Einfachheit halber als zweite Kristallschicht bezeichnet) betrachtet werden, wobei diese Tatsache ebenfalls durch die SEM-Bilder belegt ist.

Im folgenden wird nun an Hand der FIG. 3 bis 5 begründet, warum der Sprung in dem dünnen Co-Cr-Nb-FiIm auftritt, in dem die erste und zweite Kristallschicht koexistieren. Es soll an dieser Stelle darauf hingewiesen werden, daß dieser Sprung nicht für alle Co-Cr-Nb-Dünnfilme der verschiedenen Zusammensetzungen und bei verschiedenen Sputterbedingungen auftritt, wie weiter unten näher erläutert werden wird. Wird der Co-Cr-Nb-Dünnfilm bei vorbestimmten Sputterbedingungen ausgebildet und die Schichtebenen-M-H-Hystereseschleife für diesen Dünnfilm aus der Messung gewonnen, so weist diese Hystereseschleife in der Nähe des Ursprungs einen in FIG. 3 gezeigten steilen Anstieg auf, und der Sprang tritt auf. Eine in FIG. 4 gezeigte Schichtebenen-M-H-Hystereseschleife für einen Dünnfilm, der nur aus der

3D erster; Kristallschicht besteht, kann aus der Messung gewonnen werden, indem ein dünner Film mit einer kleinen Filmdicke hergestellt wird. Die zweite Kristallschicht kann als eine Schicht mit gleichmäßiger Kristallstruktur betrachtet werden, und darüber hinaus kann die Schichtebenen-M-H-Hystereseschleife aus FIG. 3 als eine Zusammensetzung der Schichtebenen-M-H-Hystereseschleife der ersten Kristallschicht und einer Schicht-

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ebenen-M-H-Hystereseschleife der zweiten Kristallschicht engesehen werden. Folglich kann die Schichtebenen-M-H-Hystereseschleife der zweiten Kristall schicht mit einer glatten, in FIG. 5 gezeigten Hystereseschleife gleichgesetzt werden, wobei in dieser Hystereseschleife die Koerzitivf eidstärke Hc(//) größer ist als die der ersten Kristall schicht und in dieser Hystereseschleife kein Sprung auftritt. Mit anderen Worten zeigt die Existenz des Sprunges in FIG. 3 an, daß beide Schichten, die unterschiedliche magnetische Eigenschaften aufweisen, in demselben Dünnfilm gemeinsam vorliegen. Aus diesem Grund ist es auch verständlich, daß die beiden Schichten mit verschiedenen magnetischen Eigenschaften auch im Fall des Co-Cr-Nb-Dünnfilms gemeinsam vorliegen, der die in FIG. 1 gezeigte Schichtebenen-M-H-Hystereseschleife aufweist. Die Koerzitivfeidstärke der zweiten Kristallschicht kann aus einer Hystereseschleife gewonnen werden, die man erhält, indem man die Schichtebenen-M-H-Hystereseschleife des Co-Cr-Nb-Dünnfilms, der nur aus der ersten Kristal !schicht besteht, von der Schichtebenen-M-H-Hystereseschleife des Co-Cr-Nb-Dünnfilms subtrahiert, in den die erste und die zweite Kristallschicht koexistieren. Die expermimentellen Ergebnisse belegen, daß zwei Schichten mit verschiedenen magnetischen Eigenschaften in den Co-Cr-Nb-Dünnfilm koexistieren, wenn die Schichtebenen-K-K-Kystere se schleife des Co-Cr-Nb-Dünnfilms einen steilen Anstieg in der Nähe des Ursprungs aufweist und der Sprung auftritt.

Im folgenden werden die magnetischen Eigenschaften der beiden Schichten beschrieben, die den Co-Cr-Nb-Dünnfilm bilden, welcher auf die Basisschichtgesputtert ist, wobei die Beschreibung der magnetischen Eigenschaften in Abhängigkeit von der Filmdicke an Hand der FIG. näher erläutert wird. FIG. 6 ist eine graphische Darstel-

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lung, die die Koerzitivfeidstärke Hc(//), eine senkrechte Koerzitivfeidstärke Hc( I ) (im folgenden der Einhachheit halber als Koerzitivfeidstärke Hc(J_-) bezeichnet) und eine Magnetisierungssprunggröße ( im folgenden der Einfachheit halber als Sprunggröße be zeichnet) er ή für alle Filmdicken angibt, die durch gesteuerte Variation der Sputterzeiten des Co-Cr-Nb-Dünnfilms eingestellt werden.

Dabei ist die Koerzitivfeidstärke Hc(//) kleiner als 1,433 x 1(Λ A/m (180 Oe) und für Schichtdicken unter 0,15/um außerordentlich klein und es kann davon ausgegangen werden, daß die Schichtebenen-Permeabilität groß ist.Darüber hinaus ist eine Differenz zwischen den Koerzitivfeidstärken Hc( \ ) und Hc(//) in der Umgebung der Filmdicke, bei der der Sprung auftritt, relativ klein, und es kann geschlossen werden, daß der Co-Cr-Nb-Dünnfilm eine isotrope Schicht ist, Weiterhin ist aus der FIG. 6 errtnehmbar, daß die Koerzitivf eidstärke Hc(//) sich auch dann nicht merklich ändert, wenn die Filmdicke vergrößert wird. Demgegenüber steigt die Sprunggröße ^ .*

J bei einer Filmdicke von angenähert 0,075 /um steil an und beschreibt für Dicken über o,o5/um eine nach oben hin offene Parabel. Weiterhin steigt die Koerzitiv feldstärke Hc( I ) bei Filmdicken von o,o5 bis o,15/Ub5 von 180 Oe steil an und beträgt bei Filmdicken über o,15/um mehr als 7,163 x 10 A/m (900 Oe). Aus den obigen Ergebnissen resultiert, daß zwischen der ersten und zweiten Kristallschicht bei einer Dilmdicke von angenähert 0,05 bis 0,15/um eine Grenze vorliegt. Die Koerzitivfeidstärken Hc(//) und Hc( I ) der ersten Kristallschicht sind beide unterhalb 1,433 χ 10⁴A/m (180 Oe) und klein und die erste Kristallschicht ist eine isotrope Schicht, in der die Differenz zwischen den Koerzitivfeidstärken Hc(//) und Hc(J_J klein ist. Bei solchen Filmdicken, bei denen dieser Sprung nicht auftritt, betragen die Koerzitivfeidstärken Hc(//) und

.18.

Hc (_L) beide weniger als 1,433 x 10** k/m (180 Oe) und sind gering. Jedoch nimmt bei einer derart großen Filmdicke, bei der der Sprung auftritt, die Koerzitiv-

feidstärke Hc(_J ) stark zu. Folglich zeigt auch die-

ser Gesichtspunkt, daß die Co-Cr-Nb-Dünnfilmschicht aus zwei Schichten mit verschiedenen magnetischen Eigenschaften besteht, wenn der Sprung auftritt. Entsprechend den von den vorliegenden Erfindern ausgeführten Experimenten ergab sich, wenn die Zusammensetzung und/oder die Sputterbedingungen geringfügig geändert wurden,daß eine geringfügige Änderung in der Filmdicke, bei der die Sprunggröße &*. und die Koerzitivfeidstärke Hc( I ) jeweils steil ansteigen, auftritt. Diese geringfügige Änderung in dieser Filmdicke tritt innerhalb des Bereiches von 0,05 bis 0,15/um auf. Ferner ergeben sich geringfügige Änderungen in den Koerzitivfeldstärken Hc(//) und Hc ( | ), wenn die obigen Bedingungen geändert werden, und der Wert der Feldstärke Hc(//) ändert sich in einem Bereich von angenähert 795,9 bis 1,75 x A/m ( 10 bis 220 Oe).Folglich tritt der Sprung dann auf, wenn die erste Kristallschicht eine Dicke im Bereich von 0,05 bis 0,15/um aufweist und die Koerzitivfeidstärke im Bereich von angenähert 10 bis 220 Oe liegt.

Im folgenden werden die Ergebnisse, die in FIG. 7 dargestellt sind, näher erläutert, die ähnliche Experimente zeigen, die für den Fall durchgeführt wurden,daß Tantal (Ta) dem Co-Cr als drittes Element hinzugefügt wurde. (Dabei traten die gleichen Phänomene auf,wenn das Ta in einem Bereich von 2 bis 10 at% hinzugefügt wurde). Wiederum wurde die Co-Cr-Ta-Mischung mit ver schiedenen Filmdicken auf der Polyimidkunstharzbasisschicht aufgedampft. Die FIG. 7 zeigt eine graphische Darstellung, in der die Koerzitivfeidstärke Hc(//), die senkrechte Koerzitivf eidstärke Hc ( I ) und die Sprunggröße ^ . für alle Filmdicken dargestellt sind, die durch eine gesteuerte Änderung der Besputterungszeit für die Ca-Cr-Ta-Schicht eingestellt wurden. Es ergaben

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sich bei dem Hinzufügen des Ta zu dem Co-Cr ähnliche Ergebnisse wie im Fall, bei dem das Nb zu dem Co-Cr hinzugefügt wurde. Aus der FIG.7 geht hervor,daß die Grenze zwischen der ersten und zweiten Kristallschicht bei Filmdicken von 0,05 bis 0,15/um vorkommt. Die Koerzitivf eidstärke Hc(//) und HcC₁J_-) der ersten Kristallschicht sind beide unterhalb 1,355 x Kr A/m (170 Oe) und klein, und die erste Kristallschicht ist eine isotrope Schicht,in der die Differenz zwischen den Koerzitivfeidstärken Hc(//) und HcC_-J_-) klein ist.

Zu den zuvor beschriebenen Experimenten muß erwähnt werden, daß der Sprung nicht auftritt, wenn die Sputterbedingung und die Menge des hinzugefügten Nb oder Te (2 bis 10 Atomgewichtsprozent im Fall des Nb und 1 tis 10 "Atomgewichtsprozent im Fall des Ta) von den zuvor erwähnten Werten abweichen. Jedoch werden die erste und zweite Kristallschicht innerhalb des Co-Cr-Kb-Dünnfilms und des Co-Cr-Ta-Dünnfilms, in den kein Sprung auftritt, auch ausgebildet, wie insbesondere aus den am Anfang der Figurenbeschreibung zitierten Schriften hervorgeht. Ein Beispiel für eine Schichtebenen M-H-Hystereseschleife des Co-Cr-Nb-Dünnfilms, in dem kein Sprung auftritt, wird an Hand der FIG. 8/, bis 8C näher erläutert. Die FIG. 8A zeigt eine Schichr-ebenen M-H-Hystereseschleife sowohl für die erste

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els auch für die zweite Schicht, die FIG. 8B zeigt eine Schichtebenen M-H-Hystereseschleife nur für die erste Kristallschicht und die PIG. 8C zeigt eine Schichtebenen M-H-Hystereseschleife nur für die zweite Kristallschicht. Aus den FIG. 8A bis 8C geht hervor, daß die remanente Magnetisierung in Schichtebene Mr_B(//) der ersten Kristallschicht größer als die remanente Magnetisierung in Schichtebene Mr_cder zweiten Kristallschicht ist. Ferner ist die remanente Magnetisierung in Schichtebene Μγ»(//) von beiden zusaniaen, der ersten und der zweiten Kristallschicht, im Vergleich zu der remanenten Magnetisierung in Schichtebene „Mr_c(//) der zweiten Kristallschicht ungünstig, so daß die anisotrope magnetische Feldstärke Mk klein ist. Darüber hinaus ist bekannt, daß die Orientierung der ersten Kristallschicht schlecht ist (derΔ G^-Wert ist groß), und die erste Kristallschicht ist für die senkrechte Magnetisierungsaufzeichnung oder die Quennagnetisierungsaufzeichnung ungeeignet.

FIG. 9 zeigt eine graphische Darstellung, die die Beziehung des Schwingkurvenhalbwerts, d.h. der Halbwertsbreite der voE Analysator gelieferte:'- Kurve, (fi©cg) der hcp (OO2)-Ebene (hexagonal closed packed) jeweils für einen Kobalt-Chrom (Co-Cr)-DünnfilE (Zusammensetzung von Co₈₁Cr-J^ at#) und den Co-Cr-Nb-Dünnfilm in Abhängigkeit von den Filmdicken darstellt. Der Co-Cr-Dünnfilm ist, abgesehen von der unter (4) beschriebenen Bedingung, bei denselben Sputterbedingungen hergestellt, wie diese weiter oben beschrieben wurden. In diesem FaI] wurde die Co-Cr-Legierung allein als Target benutzt. Aus der FIG. 9 geht hervor, daß die Orientierung des Co-Cr-Nb-Dünnfilms im Anfangs stadium der Filmformation außerordentlich schlecht ist, während die Orientierung des Co-Cr-Dünnfilms im Anfangsstadium der Filmformation zufriedenstellend ist. Jedoch verbessert sich die Orientierung des Co-Cr-Nb-Dünnfilms rapide mit zunehmender

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Filmdicke. Insbesondere ist die Orientierung des Co-Cr-Nb-Dünnfilmes bei Filmdicken Über ungefähr 0,15/» zufriedenstellender und besser als die des Co-Cr-Dünnfilmes. Mit anderen Worten ist die Orientierung des Co-Cr-Nb-Dünnfilmes im Anfangsstadium der Filmformation schlecht, d.h. während der Ausbildung der ersten Kristallschicht, jedoch verbessern sich die Orientierungen des Co-Cr-Nb-Dünnfilmes schlagartig, wenn die Filmdicke über 0,15/um zunimmt, d.h., wenn die zweite Kristallschicht gebildet wird. Folglich ist verständlich, daß in dem Fall des Co-Cr-Nb-Dünnfilmes zwei Schichten mit verschiedenen magnetischen Eigenschaften in Abhängigkeit von der Filmdicke gebildet werden, und daß die Orientierung der zweiten Kristallschicht zufriedenstellender und besser als die des Co-Cr-Dünnfilmes ist.

Im folgenden wird der Co-Cr-Nb-Dünnfilm im Hinblick auf die magnetische Anisotropie untersucht. Die

2C FIG. 1OA bis 1OC zeigen graphische Darstellungen, in denen jeweils Drehmoinentkurven des Co-Cr-DünnfilmeE in Abhängigkeit von Filmdicken 0,50, 0,20 und 0,05 /UR gezeigt sind. Die FIG. 11A bis 11Z zeigen graphische Darstellungen, in denen Drehmoiner.tkurven des Co-Cr-Nb-Diinnfilmes jeweils entsprechend für Filmdicken von 0,!?Q, 0,15 und 0,05 /um gezeigt sind. Ir. den graphischen Darstellungen der FIG. 10 und 11 ist auf der Abszisse jeweils der Winkel θ abgetragen, der zwischen der Filmoberflächennormalen und dem angelegten magnetischen

3C- Feld vorliegt. Auf der Ordinate ist das Drehmoment abgetragen und das an den Dünnfilir: angelegte Magnetfeld beträgt 795,9 kA/m (10 kOe). Darüber hinaus weisen die Co-Cr-Dünnfilme und die Co-Cr-Nb-Dünnfilme jeweils die Zusammensetzung von entsprechend Cog-iCr^n at% und Co₇₇ oCr,./· n^bft 1 ^a^ sowie die Sättigungsinagnetisierung .Ms von 400 emu/cc und 350 enu/cc (4,0 χ 10"⁵ A/m und 3f5 x 10⁵ A/m) auf.

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Im Fall des in FIG. 1OA bis 1OC dargestellten Co-Cr-Dünnfilms ist die Polarität der Drehmomentkurven für alle drei Filme dieselbe, und die Achse der leichten Magnetisierung ist senkrecht zur FiIm-5 oberfläche. Im Fall des Co-Cr-Nb-Dünnfilms in den FIG. 11A und 11B mit den jeweiligen Filmdicken 0,50 und 0,18/um ist die Polarität der Drehmomentkurven dieselbe für diese beiden Dünnfilme, und die Achse der leichten Magnetisierung ist senkrecht zu der Filmoberfläche. Jedoch ist im Fall des Co-Cr-Nb-Dünnfilms mit der Filmdicke von 0,05/um (FIG. 11C) die Polarität der Drehmomentkurve zu der Polarität der Drehmomentkurven der anderen beiden Filmdicken entgegengesetzt, und die Achse der leichten Magnetisierung ist in Schichtebene des DünnfiliLes. Wie weiter oben schon beschrieben wurde, kann davon ausgegangen werden, daß nur die erste Kristallschicht ausgebildet ist, wenn der Co-Cr-Nb-Dünnfilm mit einer Filindicke von 0,05/um hergestellt wird. Dabei ist die Achse der leichten Magnetisierung der ersten Kristallschicht in Schichtebene dieser ersten Kristallschicht. Kit wachsender Filindicke wird die Achse der leichten Magnetisierung senkrecht zur Filmoberflache, und es kann davon ausgegangen werden, daß die zweite Kristallschicht eine starke Achse der leichten Magnetisierung aufweisx, die senkrecht zu der Filmoberflache ist. Ferner sei erwähnt, daß in den Drehmomentkurven des Co-Cr-Nb-DünnfilmeE mit den Filmdicken von mehr, als 0,05/ue anormale Bereiche auftreten, die in den FIG. 11A und 11B durch die Pfeile B angezeigt sine. Es kann davon ausgegangen werden, daß diese anormalen Bereiche in den Drehmomentkurven aufgrund der magnetischen Eigenschaften der ersten Kristallschicht auftreten. Das bedeutet, daß bei anwachsender Dicke des dünnen Films über einen vorbestimmten Vert die zweite Kristallschicht, die eine Achse der leichten Magnetisierung senkrecht zu

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der FilmoberflBche aufweist, auf der ersten Kristall-Bchicht gebildet wird, welche eine leichte Magnetisierungsachse in Schichtebene der ersten Kristallschicht aufweist. Es kann hieraus geschlossen werden, daß die erste und zweite Kristallschicht mit den verschiedenen magnetischen Eigenschaften sich gegenseitig beeinflussen, so daß die anormalen Bereiche in den Drehmomentkurven des als ganzes gemessenen Dünnfilms auftreten. Somit ist auch an Hand der Drehmomentkurven belegt, daß in dem einzigen Co-Cr-Nb-Dünnfilm zwei Schichten mit verschiedenen magnetischen Eigenschaften koexistieren.

Werden der Co-Cr-Nb- oder Co-Cr-Ta-Dünnfilm, der durch die erste und zweite Kristallschicht gebildet ist, als magnetische Schicht des Quermagnetisierungsaufzeichnungsmediuiiis benutzt und wird versucht, den gesamten dünnen Film in Richtung senkrecht zur Filmoberfläche entsprechend dem üblichen Konzept zu ma-

2- gnetiEieren, so liegt durch die Existenz der ersten Ilri ε tall schicht ein außerordentlich ungünstiger primärer Falttor für die senkrechte Magnetisierung vor. Dabei ist die Existenz der ersten Kristallschicht für beide Fälle, d.h. für Anordnungen mit und ohne Sprung,

2' ein unrünstiger primärer Falztor. Tritt der oben beschriebene Sprung auf, so sind die Koerzitivfeldstärken Kc(//) und Hc(I) der ersten Kristallschicht außerordentlich klein, und es kann davon ausgegangen werden, daß in der ersten Kristallschicht scheinbar

^ keine senkrechte Magnetisierung vorhanden ist. Tritt Euf der anderen Seite kein Sprung auf, so ist die Koerzitivfeidstärke Hc(//) der ersten Kristallschicht großer als im Fall, bei dem der Sprung auftritt, (Jedoch ist die Koerzitivfeidstärke Hc( I) der ersten

■^ Kristallschicht unzureichend für die Realisierung einer senkrechten Magnetisierungsaufzeichnung. Folglich

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muß geschlossen werden, daß es unmöglich ist, eine zufriedenstellende senkrechte Magnetisierungsaufzeichnung auszuführen. Entsprechend kann auch bei Durchführung der Magnetisierung in der senkrechten Richtung zur Filmoberfläche scheinbar keine senkrechte Magnetisierung oder Quermagnetisierung in der ersten Kristallschicht auftreten.Infolgedessen ist die Wirksamkeit und Effizienz der senkrechten Magnetisierung der dünnen Schicht· insgesamt verschlechtert.Eine solehe Verschlechterung in der Effizienz der Quermagnetisierung ist insbesondere bei Benutzung von Magnetköpfen, wie beispielsweise dem Ringkernmagnetkopf, zu beobachten, der ein Magnetfeld erzeugt, das beträchtliche Komponenten in der Schichtebenenrichtung einschließt.

Jedoch weist die erste Kristallschicht des erfindungsgemäßen Aufzeichnungsmediums solche Eigenschaften auf, daß die Koerzitivfeldstärke Hc(//) klein ist, d.h.die erste Kristallschicht besitzt eine relativ hohe Permeabilität und isotrope magnetische Eigenschaften. Die Eigenschaften der ersten Kristallschicht sind daher ähnlich denen der Schicht hoher Permeabilität des gebräuchlichen Aufzeichnungsmediums,welche zwischen der Basisschicht und dem Co-Cr-FiIm vorgesehen ist. Folglich kann davon ausgegangen werden, daß in dem Co-Cr-Nb - oder Co-Cr-Ta-Dünnfilm die erste Kristall schicht mit der geringen Koerzitivenfeidstärke Hc(//) als Schicht hoher Permeabilität des Aufzeichnungsmediums benutzt werden kann.

Entsprechend kann man in Betracht ziehen, die erste Kristallschicht als die Schicht hoher Permeabilität zu benutzen, wobei die einzelne Schicht des Co-Cr-Nb- oder Co-Cr-Ta-Dünnfilmes gesputtert wird, und die zweite Kristallschicht als die Quermagnetisierungsschicht oder senkrechte Magnetisierungsschicht zu benutzen. Jedoch ist in dieser einzigen Schicht des Co-Cr-Nb- oder Co-Cr-Ta-Dünnfilms die Menge des zu dem Co-Cr hinzugefügten

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Nb oder Ta auf eine vorbestimmte Menge, bei der der Sprung auftritt, beschränkt. Wird weiterhin Nb oder Ta , welches nichtmagnetische Materialien sind, zum Co, welches ein ferromagnetisches Material ist, hinzugefügt, so wird die Sättigungsmagnetisierung Ms im Vergleich zu der des Co- Cr-Dünnfilmes klein und es ist unmöglich, eine Quermagnetisierungsaufzeichnung - und -wiedergabe mit einem hohen Wiedergabeausgangssignal durchzuführen.

Zieht man die obigen Überlegungen in Betracht, so ergeben sich für das erfindungsgemäße Aufzeich nungsmedium die folgenden Bildungsbedingungen. Demnach wird eine Kristallschicht feiner Körnung eines Co-Cr-Nb- oder Co-Cr-Ta-Dünnfilms auf einer Basis mit solchen Bedingungen ausgebildet, bei denen der zuvor beschriebene Sprung auftritt. Dann wird eine Kristallschicht grober Körnung eines Co-Cr-Dünnfilms mit einer hohen Sättigungsmagnetisierung Ms auf die Kristallschicht des Co-Cr-Nb- oder Co-Cr* Ta-Dünnfilms -gesputtert ,wobei diese Kristallschicht grober Körnung als eine Schicht benutzt wird, welche zur Quermagnetisierungsaufzeichnung und -wiedergabe beiträgt. In dem Co- Cr-Dünnfilm beträgt die Menge

25 des hinzugefügten Cr in bezug auf Co angenähert

5 bis 20 at % . Die Tabelle I zeigt verschiedene magnetische Eigenschaften eines Aufzeichnungsmediums I mit einem einzigen Film, welches einen einzigen Dünn· film aus Co-Cr-Nb aufweist, in welchem der Sprung auf« tritt, ein Aufzeichnungsmedium II mit einem einzigen Film, welches einen einzigen Dünnfilm aus Co-Cr aufweist , und ein Aufzeichnungsmedium III mit Doppelfilmanordnung , welches den zuvor beschriebenen Aufbau aufweist, in dem der Co- Cr-Nb-Dünnfilm als die Kri-

35 stallschicht feiner Körnung benutzt ist.

Tabelle I

	Zusammensetzung (at%)	S 6um)	Ms (emu/cc)	893	Hc(//) (Oe)	Mr(//)	(Grad!⁰
I	^Co84,1^Cr13,2 ^2,7	0,19	448	792	177	Ms	8,7
II	^Co83,2^Cri6,8	0,18	640	906	420	0,24	10,1
III	^{U Co}83,2^Cr16,8	0,10	549	205	0,24	8,4
^{L Co}84,1^Cr13,2^NlD2,7	0,11		0,25

Umrechnung auf
SI-Einheiten

	4	Ms (A/m)	10⁵	Hc (	A7m	τ^}	^H(A/m)
I	6	,48.	.1O⁵	7,	11.	10⁴	1,41.10*
II	5	,40.	.1O⁵	6,	30.	10*	3,34.10*
III		⁷-	21.	10*	1,63.10*

Tabelle II

Umrechnung auf SI-Einheiten

	Zusammensetzung (at#)	U	^Co83,2^Cri6,8	S Cum)	Ms (emu/cc	1275	Hc(//) (Oe)	Mr(V/)	ΔΘ50 (Grad)
IV	^Co84,8^Cr13,4^Ta1,8	L	^Co84,8^Gr13,4^Ta1,8	0,20	464	792	231	Ms	8,4
V	^Co83,2^Cri6,8	0,18	640	1016	420	o,23	10,1
VI	0,09	489	146	o,24	8,4
ο,11		o,28	—

	Ms (A/m)	10⁵	H	*t⁽/m"*	->	Hc(//) A/m
IV	4,64.	10*	1	,o1.	10⁵	1,84.10^
V	6,40.	10⁵	6	,30,	10⁴	3,34.10⁴
VI	4,89.	8	,09.	10^	1,16.1O⁴

Das Doppelfilmaufzeichnungsmedium III weist die Kristallschicht feiner Körnung (tiefere Schicht) aus Co-Cr-Nb auf,welche mit solchen Bedingungen auf einer Basisschicht ausgebildet wird, bei denen der Sprung auftritt. Ferner ist die Kristallschicht grober Körnung (obere Schicht) aus Co-Cr auf dieser tieferen Schicht ausgebildet. Die Beziehungen zwischen der Aufzeichnungswellenlänge und dem Wiedergabeausgangssignal sind für Quermagnetisierungsaufzeichnungen und -wiedergaben für jedes der Aufzeichnungsmedien aus Tabelle I und mit Hilfe eines Ringkernkopfes in FIG.12 dargestellt. Die Tabelle II zeigt verschiedene magnetische Eigenschaften eines Aufzeichnungsmediums IV mit einem einzigen Film, welches einen einzigen Dünnfilm aus Co-Cr-Ta aufweist, in welchem der Sprung auftritt, ein Aufzeichnungsmedium V mit einem einzigen Film, welches einen einzigen Dünnfilm aus Co-Cr aufweist und ein Aufzeichnungsmedium VI mit einer Doppelfilmanordnung, welches den zuvor beschriebenen Aufbau aufweist, in dem der Co- Cr- Ta-Dünnfilm als die Kristallschicht feiner Körnung i.benutzt wird. Das Doppelfilmaufzeichnungsmedium VI weist die Kristallschicht feiner Körnung (untere Schicht) aus Co-Cr-Ta auf, die auf der Basisschicht bei Bedingungen ausgebildet ist, bei denen der Sprung auftritt, und die Kristallschicht grober Körnung (obere Schicht) aus Co-Cr ist auf dieser unteren Schicht ausgebildet. Die Beziehungen zwischen der Aufzeichnungswellenlänge und dem Wiedergabeausgangssignal bei Durchführung von Quermagnetisierungsaufzeichnungen und -wiedergaben mit Hilfe eines Ringkernkopfes sind in FIG. 13 für jedes der Aufzeichnungsmedien aus Tabelle II dargestellt. In den Tabellen I und II stellen U und L jeweils obere und untere Schichten des DoppelfilmaufZeichnungsmediums

^dar»ö gibt die Filmdicken an, Ms die Sättigungsmagnetisierung, Hc( I ) stellt die senkrechte Koerzitivfeldstärke dar, Hc(//) stellt die Koerzitivfeidstärke in

Schichtebene dar, Mr (//)/Ms gibt das Rechteckigkeitsverhältnis in Schichtebene wieder, Mr(//)gibt die remanente Magnetisierung in Schichtebene wieder und ΔΘ5Ο gibt den Schwingkurvenhalbwert , bzw. die Halbwertsbreite der vom Analysator gelieferten Kurve der hep (hexagonal closed packed (002) -Ebene an. In den FIG. 12 und 13 sind dieselben Bezeichnungen wie in den Tabellen I und II benutzt, um die Wiedergabeausgangscharakteristik in Abhängigkeit 1G von der Wellenlänge für jedes der Aufzeichnungsmedien I bis VI darzustellen.

Wie aus Tabelle I entnehmbar ist, ist die Sättigungsmagnetisierung Ms des Doppelfilmaufzeichnungsmediums III größer als die Sättigungsmagnetisierung Ms des Aufzeichnungsmediums I mit nur einem einzigen Film, welches den Co-Cr-Nb-Dünnfilm aufweist, in dem der Sprung auftritt. In ahnlicher Weise ist die Sättigungsmagnetisierung Ms des Doppelfilmaufzeichnungsmediums VI größer als die Sättigungsmagnetisierung Ms des Aufzeichnungsmediums IV mit einem einzigen Dünnfilm , welches den Co-Cr-Ta-Dünnfilm aufweist, in dem der Sprung auftritt. Darüber hinaus sind die Koerzitivfeidstärken Hc(I) der Doppelfilmaufzeichnungsmedien III und VI ausreichend hoch und die magnetischen Eigenschaften der Doppelfilmaufzeichnungsmedien III und VI eignen sich für die Quermagnetisierungsaufzeichnung und -wiedergabe.

Entsprechend den von den Erfindern durchgeführten Experimenten, wies das Rechteckigkeitsverhältnis Mr (//)/Ms in Schichtebene des unter den vorbestimmten , zuvor beschriebenen Bedingungen hergestellten Doppelfilmaufzeichnungsmediums einen Wert gleich groß oder größer als einen Minimalwert von 0,25 auf.

Andererseits kann man auf der Wiedergabecharakteristik in Abhängigkeit von der Wellenlänge aus FIG. 12 entnehmen, daß das mit der Doppelfilmanordnung III gewonnene Wiedergabeausgangssignal höher als die Wieder gabeausgangiaignale der beiden Aufzeichnungsmedien I und II mit einem einzigen Film über den gesamten Aufzeichnungswellenlängenbereich erzielt. Dabei nehmen zwar die Wiedergabeausgangssignale der Aufzeichnungsmedien I und II mit einem einzigen Film im Wellenlängenbereich kurzer Wellenlängen von 1 bis 0,2 /um zu, jedoch nimmt das mit der Doppelfilmanordnung III gewonnene Wiedergabeausgangssignal mit einer wesentlich höheren Rate zu. Infolgedessen ist verdeutlicht, daß das Doppelfilmaufzeichnungsmedium III insbesondere für Quermagnetisierungsaufzeichnungen und -wiedergaben im kurzen Aufzeichnungswellenlängenbereich geeignet sind.

Ähnliche Ergebnisse wie in FIG. 12 werden auch für das Doppelf ilmauf zeichnungsmediuni VI erhalten, wie dies in FIQ. 13 zu sehen ist.

Die FIGUREN 14 und 15 zeigen jeweils M-H Hystereseschleifen der Doppelfilmaufzeichnungsmedien III und VI aus den Tabellen I und II für den Fall, daß ein Magnetfeld von 1194 A/m (15 kOe) an die Doppelfilmaufzeichnungsmedien III und VI gelegt wird. Aus den FIG. 14 und 15 geht hervor, daß die M-H-Hystereseschleifen in Schichtebene der Doppelfilm aufzeichnungsmedien III und VI jeweils in der Umgebung ihres Ursprungs einen steilen Anstieg aufweisen, d.h. der sogenannte Sprung tritt auf. Die Sprunggröße des Aufzeichnungsmediums III ist größer als die Sprunggröße des Aufzeichnungsmediums I mit nur einem einzigen Film, welches die in Fig. 1 gezeigte MH-Hysterese schleife in Schichtebene aufweist. In ähnlicher Weise ist die Sprunggröße des Doppelfilmaufzeichnungsmediums VI größer als die Sprunggröße des Aufzeichnungsmediums

IV mit dem einzigen Film. Mit anderen Worten weisen die MH-Hystereseschleifen in Schichtebene der Doppelfilmauf zeichnungsmedien IH und VI jeweils einen steilen Anstieg in der Umgebung ihres Ursprungs auf, verglichen mit den M-H-Hystereseschleifen in Schichtebene der übrigen Aufzeichnungsmedien mit nur einem einzigen Film,und anhand der FIG. 12 und 13 wird deutlich, daß die Quermagnetisierungsaufzeichnungs- und -Wiedergabecharakteristiken dieser Aufzeichnungsmedien III und VI im Vergleich zu denjenigen der Aufzeichnungsmedien mit nur einem einzigen Film außerordent lieh effizient sind.

Wie weiter oben beschrieben wurde, wird die magnetische Eigenschaft der Kristallschicht feiner Körnung, die auf der Basisschicht ausgebildet ist, geringfügig mit veränderter Zusammensetzung und veränderten Sputterbedingungen geändert. Beispielsweise ändert sich der Wert der Koerzitivfeldstärke Hc(//) im

Bereich von angenähert 79,57 bis 1,75 χ 10^ A/m (10 bis 220 Oe). Beispielsweise ergab sich in einem von den durchgeführten Experimenten die Koerzitivfeldstärke Hc(//) der Kristallschicht feiner Körnung des Doppelfilmauf Zeichnungsmediums zu 1,97 x 10 A/m (248 Oe)₁ dabei wurde der Co -Cr-Dünnfilm auf dieser Kristallschicht feiner Körnung ausgebildet und die M-H-Hystereseschleife in Schichtebene dieses Doppelfilm aufZeichnungsmediums mit den in Tabelle III gezeigten Eigenschaften entsprachen der FIG. 16.

In Tabelle III (nächste Seite) werden dieselben Bezeichnungen und Zeichen benutzt wie in den Tabellen I und II. Wie aus der FIG. 16 hervorgeht, existieren Fälle, bei denen der Sprung auch auftritt, wenn die

Koerzitivfeldstärke Hc(//) größer als 1,75 x 10⁴ A/m (220 Oe) ist. Zieht man jedoch experimentelle Bedingungen , beispielsweise Meßfehler usw., mit in Betracht

Tabelle III

	Zusammens etzung (at%)	6um)	Ms (emu/cc)	Mr(//) Ms	Hc(//) (Oe )
U	^Co83,2^Cr16,8	o,12	569	0,21	248
L	^Co84,1^Cr13,2^Nb2,7	o,08

Umrechnung auf

S!-Einheiten

	Ms (A/m)	Hc(//) ( A/m )
U L	5,69.10⁵	1,97.10⁴

so kann davon ausgegangen werden, daß der obere Grenzwert der Koerzitivfeidstärke Hc(//),bei der der Sprung noch auftritt, im Bereich von 220 Oe liegt.

Die Gründe für das zuvor beschriebene Phänomen werden im _t folgenden in Verbindung mit der FIG.17 näher erläutert. Wird Co-Cr-Nb oder Co-Cr-Ta (im folgenden der Einfachheit halber als Co-Cr-Nb (Ta) bezeichnet), auf eine Basisschicht 11 (beispielsweise auf Polyimidkunstharz , mit einer Filmdicke von angenähert 0,1 /umi gesputtert, so kann davon ausgegangen werden, daß eine Kristallschicht 12 feiner Körnung über angenähert den vollständigen Co-Cr-Nb (Ta)-Dünnfilm ausgebildet ist. DieKoerzitivfeldstärke Hc(//) dieser Kristallschicht 12, die Co-Cr mit hinzugefügtem Nb oder Ta aufweist, ist gering. Darüber hinaus ist eine Differenz zwischen den Koerzitivf eidstärken Hc(//) und Hc(Jj dieser KristaU-schicht 12 gering. Mit anderen Worten ist die Kristallschicht 12 eine isotrope Schicht. Aus diesem Grund ist es möglich, die Kristallschicht 12 als sogenannte Schicht hoher Permeabilität des Aufzeichnungsmediums zu benutzen, so daß die Kristallschicht 12 ähnlich wie die Schicht hoher Permeabilität wirkt.

Co-Cr wird auf diese Kristallschicht 12 mit einer Filmdicke von angenähert 0,1/um aufgesputtert. Bei einem Aufsputtern des Co- Cr auf den Co-Cr-Nb (Ta)-Dünnfilm wird in der Begrenzung zwischen Co-Cr und Co-Cr-Nb (Ta) eine Kristallschicht feiner Körnung von Co-Cr im wesentlichen nicht ausgebildet, weil Co-Cr und Co-Cr-Nb (Ta) sowohl bezüglich ihrer Zusammensetzung als auch ihrer Kristallstruktur ähnlich sind. Auch wenn die Kristallschicht feiner Körnung aus Co-Cr sich im Grenzbereich ausbilden sollte, so kann doch davon ausgegangen werden, daß diese Kristallschicht keine solche Filmdicke erreicht, die Quermagnetisierungsaufzeichnungs- und -Wiedergabeeigenschaften zu beeinträchtigen.

Daher kann geschlossen werden, daß eine Kristallschicht 13 grober Körnung aus Co-Cr unmittelbar auf der Kristallschicht 12 feiner Körnung aus Co-Cr-Nb(Ta) ausgebildet wird.

Wie zuvor beschrieben wurde, weist die Kristallschicht 13 eine hohe Sättigungsmagnetisierung Ms auf und ebenso eine hohe Koerzitivfeidstärke Hc( I ). Wird folglich mit Hilfe eines Ringkernkopfes 15 eine Quermagnetisierungsaufzeichnung bezüglich eines Doppelfilmauf Zeichnungsmediums 14 durchgeführt, so durchdringen die Feldlinien des magnetischen Flußes vom Ringkernkopf 15 die Kristallschicht 13 und erreichen die Kristallschicht 12. Dabei kann davon ausgegangen werden, daß die Linien des magnetischen Flußes innerhalb der Kristallschicht 12, die eine isotrope Schicht geringer Koerzitivfeidstärke ist, in Schichtebene fortschreiten und sich anschließend zum Magnetpolbereich des Ringkernkopfes 15 durch die Kristallschicht 13 senkrecht , d.h. quer , ausbreiten, um die Kristallschicht 13 in dieser Querrichtung oder senkrechten Richtung zu magnetisieren. Folglich weist die vom Magnetfluß erzeugte Magnetschleife im wesentlichen die in FIG. 17 gezeigte U-Form auf. Entsprechend dieser Quermagnetisierungsaufzeichnung verbleibt eine hohe remanente Magnetisierung innerhalb der Kristallschicht 13» da der magnetische Fluß bei einer vorbestimmten Position , bei der die Quermagnetisierung ausgeführt wird, konzentriert ist und die Kristallschicht 13, die die hohe Sättigungsmagnetisierung Ms aufweist, senkrecht durchdringt.

Wird die Quermagnetisierungsaufzeichnung bezüglich dieses Doppelfilmaufzeichnungsmediums 14 durchgeführt, werden eine Vielzahl von Magneten , die umgekehrte Magnetisierungsrichtungen in Übereinstimmung mit einem vorbestimmten Bitintervall aufweisen, alternierend in der

Kristallschieht 13 ausgebildet, wie dies in FIG. 18 dargestellt ist, wobei die Pfeile die Magnetisierungsrichtungen anzeigen. Da die Kristallechicht 12 eine Koerzitivfeldstgrke im Bereich von 796 bis 1,75 x 10 A/m (10 bis 220 Oe) aufweist, bildet sich ein magnetischer Fluß, der die unteren Bereiche von 2 aneinander angrenzenden Magneten verbindet, in der Kristallschicht 12 , wie dies durch die Pfeile in FIG. 18 angezeigt ist. Infolgedessen tritt kein Entmagnetisierungsphänomen zwischen zwei aneinandergrenz enden Magneten in der Kristallschicht 13 auf, weil die zueinander benachbarten Magnete ■ jeweils magnetisch aneinandergekoppelt sind. Dieses Phänomen ist insbesondere dann festzu stellen, wenn die Dichte der aneinandergrenzenden Mag-

nete hochjlst. Infolgedessen ist es möglich, ein hohes Wiedergabeausgangssignal zu erzielen.

Andererseits ist es möglich, die Dicke des Aufzeichnungsmediums 14 außerordentlich klein zu gestalten, da die Filmdicke der Kristallschicht 12 im Größen Ordnungsbereich von o,15/um liegt und damit außerordentlich klein ist. Infolgedessen ist die Elastizität der Magnetschicht des Aufzeichnungsmediums besonders zufriedenstellend und es ist möglich, einen zufriedenstellenden Kontakt zwischen dem Ringkernkopf 15 und dem Aufzeichnungsmedium 14 (d.h.der Kristallschicht 13) herzustellen.

DarUber hinaus ist die zur Ausbildung des Aufzeichnungsmeöiums 14 erforderliche Sputterzeit wegen der außerordentlich geringen Dicke des Aufzeichnungsmediums 14 kurz und das Aufzeichnungsmedium 14 kann mit hoher Produktivität und geringen Kosten hergestellt werden.

Da darüber hinaus die Koerzitivfeidstärke Hc(//) der Kristallschicht 12 im Vergleich zu der Koerzitivfeidstärke Hc (JL) <*^er Kristallschicht 13 nicht außer-

ordentlich klein ist, wird das Barkhausen-Rauseheη nicht erzeugt und es ist möglich, eine zufriedenstellende Quermagnetisierungsaufzeichnung und-wiedergabe auszuführen.
5

Die vorliegende Erfindung, d.h. das erfindungsgemäße Quermagnetisierungsaufzeichnungsmedium ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern es sind atattdessen zahlreiche Abwandlungen und Änderungen denkbar, ohne von der Erfindungsidee abzuweichen oder den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Claims

Patentansprüche

1. Quermagnetisierungsaufzeichnungsmedium, auf dem ein Signal aufgezeichnet wird und von dem dieses Signal mit einem Magnetkopf abgetastet wird, wobei das Quermagnetisierungsaufzeichnungsmedium eine Aufzeichnungsmediumbasisschicht aufweist, eine auf dieser Aufzeichnungsmediumbasisschicht ausgebildete untere Schicht und eine auf dieser unteren Schicht ausgebildete obere Schicht , die aus Kobalt-Chrom hergestellt ist, dadurch gekennzeichnet, ^

daß die untere Schicht (12) zumindest Kobalt und f

Chrom enthält. ->

2. Quermagnetisierungsaufzeichnungsmedium nach Anspruch % dadurch gekennzeichnet, daß die untere Schicht (12) aus einem magnetischen Material hergestellt ist, das zusätzlich zu Kobalt und Chrom zumindest eines der Elemente Niob und Tantal enthält.

3. Quermagnetisierungsaufzeichnungsmedium nach Anspr.1, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Schicht (12) in Schichtebene eine Koerzitivfeidstärke im Bereich von 795,9 bis 1,75x10 A/m (10 bis 220 Oe) aufweist und eine Dicke von 0,15um

oder weniger. '

'*"

4. Quermagnetisierungsaufzeichnungsmedium nach Anspruch 1_f

dadurch gekennzeichnet, daß die untere Schicht (12) in Schichtebene eine Koerzitivfeidstärke von 795,9 bis 1,75 χ 10⁴ A/m (10 bis 220 Oe) aufweist und in Schichtebene das Rechteckigkeit sverhältnis einer M-H Hysteresekennlinie in Schichtebene der oberen und unteren Schicht (13,12) insgesamt 0,25 oder mehr beträgt.

5. Quermagnetisierungsaufzeichnungsmedium nach Anspruch 1,

d a du rch gekennzeichnet, daß die obere und untere Schicht (13,12) eine magnetische Schicht des Quermagnetisierungsaufzeichnungsmediums bilden und daß diese magnetische Schicht eine M-H Hystereseschleife in Schichtebene aufweist, die in der Umgebung ihrese Ursprungs einen steilen Anstieg hat.

6. Quermagnetisierungsaufzeichnungsmedium nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,

f 20 daß der Magnetkopf ein Ringkernkopf (15) ist, daß die untere Schicht (12) als Schicht hoher Permeabilität wirkt und daß die obere Schicht (13) als Quermagnetisierungsschicht wirkt , wenn mittels dieses Ringkernkopfes eine Aufzeichnung oder Wiedergabe durchgeführt wird.

7. Quermagnetisierungsaufzeichnungsmedium nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkernkopf (15) aus einem magnetischen Metallsystemmaterial , wie beispielsweise Sendust herge -

stellt ist, welches für die Aufzeichnung und Wiedergabe geeignet ist.

8. Quermagnetisierungsaufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gezeichnet,

daß die untere Schicht (12) als einzige Schicht in Schichtebene eine M-H Hystereseschleife aufweist, welche in der Umgebung ihres Ursprungs einen steilen Anstieg hat.

9.Quermagnetisierungsaufzeichnungsmedi\m nach Anspruch 8, *

dadurch gekennzeichnet,

daß die untere Schicht (12) eine Dicke im Bereich von

0,075 bis 0,15/um aufweist.