DE3782460T2

DE3782460T2 - Duenner film mit grossem kerr-rotationswinkel und verfahren zu seiner herstellung.

Info

Publication number: DE3782460T2
Application number: DE8787109803T
Authority: DE
Inventors: Tsuyoshi Masumoto; Taketoshi Nakayama; Eishu Sugawara
Original assignee: Research Development Corp of Japan
Current assignee: Japan Science and Technology Agency
Priority date: 1986-07-18
Filing date: 1987-07-07
Publication date: 1993-03-18
Anticipated expiration: 2007-07-08
Also published as: US4925742A; EP0253282A2; DE3782460D1; EP0253282A3; EP0253282B1; JPS63107008A

Description

Die Erfindung betrifft einen dünnen Film aus einem magneto-optischem Material, insbesondere einen dünnen Film mit großem Kerr-Rotationswinkel, und einen dünnen Film, der dazu in der Lage ist, eine Transparenz und eine quer-magnetische Anisotropie zu zeigen, und einen Herstellungsprozeß dafür.
Als eine optische Technologie, die Gebrauch von dem magneto-optischen Kerr-Effekt macht, gibt es nun die magneto-optische Aufzeichnung. Die vorliegende Erfindung ist zufriedenstellend auf optische Aufzeichnungsmedien anwendbar, die für die magneto-optische Aufzeichnung unbedingt erforderlich sind.
Als magneto-optische Materialien mit einem großen Kerr-Rotationswinkel gibt es Halogenverbindungssysteme, typischerweise CrX&sub3; (X: Cl, Br oder I). Dieses Material zeigt nahe bei 425,5 nm bei einer niedrigen Temperatur von 1,5 K einen Rotationswinkel von der Größe RK = 3,5º.
Unter den Sauerstoffsystemen gibt es nicht viele Materialien, die einen großen Kerr-Rotationswinkel aufweisen. CoFe&sub2;O&sub4; und Eu&sub3;Fe&sub5;O&sub1;&sub2; können jedoch beispielsweise aufgeführt werden. Es ist berichtet worden, daß CoFe&sub2;O&sub4; bei 780 nm ein RF = 3,3·10&sup4; Grad/cm zeigt und RK = 0,6º vorzuweisen hat, wenn es durch eine reflektierende Platte verstärkt ist. In dem Fall von Eu&sub3;Fe&sub5;O&sub1;&sub2; ist von einem Wert für RK = 0,17º (bei 297 nm) berichtet worden.
Es gibt eine Vielfalt von magneto-optischen Materialien unter den Metallsystemen. Als polykristalline Materialien können dünne MnBi-Legierungsfilme und dünne PtMnSb-Heusler-Legierungsfilme erwähnt werden. Diese dünnen PtMnSb- Filme zeigen ein RK = 1,82º (bei 5 kOe) bei 725-716,7 nm und Raumtemperatur. Jedoch sind bisher keine quermagnetischen Filme hergestellt worden.
Wendet man sich nun den amorphen Materialien zu, so können quermagnetische Filme aus Seltenerdsystemen erhalten werden. Diese zeigen ein RK = 0,3-0,40.
Metallische Materialien werden von dem inhärenten Problem begleitet, daß sie die optische Transparenz bei einer Filmdicke von ungefähr 100 nm (1.000 Å) verlieren, besonders wenn ein Halbmetall, wie z. B. Mn, darin enthalten ist.
Die nachfolgenden Eigenschaften können als typische Eigenschaften angegeben werden, die für magneto-optische Aufzeichnungsmedien erforderlich sind:
(1) Quermagnetischer Film:
Es ist erforderlich, daß diese quermagnetische Filme sind, um eine hohe Aufzeichnungsdichte zu erzielen. Verhältnis K> 2πMs² (K: quermagnetische Anisotropie-Konstante, Ms: Sättigungsmagnetisierung) sollte erfüllt sein.
(2) Schreibleistung:
Da Verfahren zum thermischen Schreiben von Informationen in einem quermagnetischen Film verwendet werden, können die thermomagnetischen Aufzeichnungseigenschaften am Curie-Punkt, die thermomagnetische Aufzeichnung am Kompensationspunkt, usw. erwähnt werden. Von der parallelen Betrachtung der thermischen Stabilität der aufgezeichneten Information und dem Wunsch nach einer kleinen Aufzeichnungsenergie scheint ein Temperaturanstieg von 100 bis 200ºC geeignet zu sein.
(3) SN-Verhältnis (Signal-Rausch-Verhältnis):
Die nachfolgenden Gründe können als Rauschquellen bei magneto-optischen Speichereinrichtungen betrachtet werden:
i) Veränderungen einer Lichtquelle.
ii) Rauschen, das von einem Medium erzeugt wird.
iii) Rauschen, das den Unzulänglichkeiten einer Abtasteinrichtung und/oder einer Polarisationseinrichtung zuzuschreiben ist.
iv) Rauschen eines Verstärkers in einem Verstärkerschaltkreis für ein elektrisches Signal.
S/NαR·RK (R: Reflexionsvermögen des Films, RK: Kerr-Rotationswinkel). Um das S/N-Verhältnis zu vergrößern, ist es jedoch notwendig, das Rauschen zu reduzieren, um das Reflexionsvermögen des Materials zu steigern und den effektiven Kerr-Rotationswinkel zu steigern.
(4) Stabilität und Möglichkeit der einfachen Herstellung:
i) Das Medium sollte mechanisch, thermisch und chemisch stabil sein. Es sollte mehrere Schreiboperationen und lange Speicherung erlauben.
ii) Die Scheiben sollten leicht herstellbar sein. Die Kosten pro Bit sollten angemessen sein.
Magneto-optische Materialien haben sowohl Vorzüge als auch Nachteile.
Wenn der magneto-optische Kerr-Effekt benutzt wird, steht der Zweck im Vordergrund, ein magneto-optisches Aufzeichnungsmedium herzustellen. Eine extrem große Anzahl von Materialien ist bisher entwickelt worden, die von dem magneto-optischen Kerr-Effekt Gebrauch machen.
Anfangs erregte MnBi Aufmerksamkeit. Im Hinblick auf die gesteigerten Nachteile von MnBi, daß es eine hohe Curie- Temperatur aufweist und Phasenübergängen unterworfen ist, wurden anschließend MnSb, MnAlGe und Mn1-xTixBi entwickelt. Es war jedoch CuMnBi, das die besten Daten unter den polykristallinen Medien als magneto-optische Scheibe an sich hatte. Da CuMnBi polykristallin ist, wird es für das ernsthafteste Problem dieses Materials gehalten, daß es großes Materialrauschen erzeugt. Andererseits erfordert PtMnSb, welches den größten Kerr-Rotationswinkel bei Raumtemperatur zeigt, das Aufwärmen auf eine hohe Temperatur und über eine lange Zeitdauer, um ein Supergitter wie eine Heusler-Legierung zu bilden. Zudem kann es nicht, wie oben gezeigt, in einen quermagnetischen Film umgewandelt werden. Es ist deshalb kein Material, welches zur Zeit verwendet werden kann. CoFe&sub2;O&sub4; ist wegen seines großen Faraday-Rotationswinkels ebenfalls nach Einsatz einer Verstärkung von Interesse. Jedoch benötigt es auch ein feuerfestes Substrat für die Vakuumbedampfung. Einige Materialien mit sehr großen Leistungsindizes R·RK sind unter den Uranverbindungen entdeckt worden. Ihre Curie-Temperaturen liegen jedoch unterhalb der Raumtemperatur, so daß sie unpraktisch sind.
Es könnte erwogen werden, entweder einen Einkristall oder ein amorphes Material zu verwenden, um zwischenkristallines Rauschen zu vermeiden, welches ein inhärenter Nachteil der polykristallinen Materialien ist. Unter den einkristallinen Materialien weist GdIG (oder ein quermagnetischer Film von BiYIG) eine Kompensationstemperatur auf, die nahe bei Raumtemperatur liegt, und sein Leistungsindex 2F/α (F: Faraday-Rotationskoeffizient, α: Absorptionskoeffizient) ist als Faraday-Einrichtung ausreichend groß. Jedoch ist α klein. Deshalb wird ein dicker Film benötigt. Das obige Material ist deshalb von derartigen Problemen begleitet, daß Schwierigkeiten beim Verringern der Bitdimensionen und auch beim Herstellen eines großen scheibenartigen Aufzeichnungsmediums auftreten und die Produktionskosten hoch sind. Es sind nun Forschungen im Gange, wobei Metalle und Oxide im Hinblick auf die Herstellung eines erwünschten Mediums auf einem Substrat verwendet werden, indem ein mehrschichtiger Film gebildet wird, in welchem Atome in Gruppen von einigen Atomen pro Lage übereinander gelagert werden. Keine dieser Forschungen resultierte jedoch in einem praktisch brauchbaren Material.
Aus der Sicht der praktischen Brauchbarkeit ist die Entwicklung von amorphen Legierungsmaterialien aus Seltenerdelement-Co und Fe (Übergangsmetall) nun Gegenstand einer großen Arbeitsreihe und über praktische Daten wird berichtet.
Als nächstes wird eine Beschreibung von amorphen Seltenerd-Übergangsmetallfilmen gemacht.
(1) Sättigungsmagnetisierung, Ms:
Die Spins von Seltenerdelementen und einem Übergangsmetall der Eisengruppe sind in antiparalleler Ausrichtung angeordnet. Das magnetische Moment des Seltenerdelements und des Übergangsmetalls der Eisenfamilie ist deshalb im Falle eines Seltenerdelements die Summe beider Untergitter und im Falle eines schweren Seltenerdelements die Differenz zwischen beiden Untergittern. Im Falle eines schweren Seltenerdelements können deshalb Ms, Hc und Tc durch Auswählen der Zusammensetzung festgelegt werden. Es ist so möglich, die Bedingung für einen quermagnetischen Film zu erfüllen, nämlich K> 2πMs², so daß die Ausbildung eines quermagnetischen Filmes erleichtert ist.
(2) Quermagnetische Anisotropie, K:
Ein Seltenerd-Übergangsmetallfilm hat eine große quermagnetische anisotrope Energie, welche beispielsweise folgendem zugeschrieben werden kann:
i) einer orientierten Anordnung von Seltenerd-Atompaaren und einer magnetischen Anisotropie; und
ii) einer Anisotropieform aufgrund einer Filmstruktur, wie z. B. einer prismatischen Struktur und einer inneren Verspannung und einer Magnetostriktion des Films.
Da die quermagnetische Anisotropie leicht zusammen mit dem Ar-Partialdruck und der Zusammensetzung variiert, ist die große quermagnetische Aisotropyenergie hinsichtlich ihrer Ursprünge nicht vollständig aufgeklärt worden.
(3) Koerzitivkraft, Hc:
Der Mechanismus des Auftretens der Koerzitivkraft ist nicht aufgeklärt worden. Wenn eine einzelne zylindrische magnetische Domäne mit entgegengesetzter Magnetisierung in einem quermagnetischen Film auftritt, ist der minimale Durchmesser der Domäne, dmin, der stabil bleiben kann angenähert durch:
dmin = σw/Ms·Hc
wobei σw die Energiedichte der Domänwand und Hc die Koerzitivkraft des Filmes ist. Ein Aufzeichnungsmaterial mit hoher Dichte erfordert einen hohen Grad von quermagnetischer Anisotropie und eine Koerzitivkraft von mehreren kOe. In dieser Hinsicht können Seltenerdelemente diese Bedingungen zufriedenstellend erfüllen.
(4) Kerr-Rotationswinkel, RK:
Da die Magnetfeldabhängigkeit des Kerr-Rotationswinkels von Seltenerdelement-Übergangsmetallfilmen durch ähnliche Darstellungen wie ihre M-H-Kurven in vielen Fällen gezeigt ist, wird der Kerr-Rotationswinkel als proportional zu M angenommen. Jedoch ist er nicht sehr groß, nämlich 0,3 bis 0,4º.
Es ist der größte Nachteil der amorphen Seltenerd-Übergangsmetallfilme, daß sie empfänglich gegenüber Oxidation sind und folglich Verschlechterungen unterworfen sind, wenn sie ohne schützende Filme belassen werden. Es gibt das andere Problem, daß optimale Bedingungen zu ihrer Herstellung schwierig sind.
Die momentanen magneto-optischen Aufzeichnungsmedien sind in erster Linie aus Seltenerdelement-Übergangsmetallsystemen hergestellt, wie sie oben beschrieben worden sind. Die Kerr-Rotationswinkel (RK) dieser Medien sind jedoch in der Größenordnung von 0,3º bis 0,4º. Verglichen mit anderen optischen Aufzeichnungsvorrichtungen, z . B. einem System, in welchem die Reflexionsintensität durch Verwendung der Rauheit eines Mediums gelesen wird, sind diese von einem Nachteil begleitet, daß ihre S/N-Verhältnisse klein sind, nämlich unterhalb von 60 dB. Aus diesem Grund neigen sie dazu Fehler zu machen, und sind nur in bestimmten begrenzten Bereichen verwendbar. Ihr Vorteil, daß sie ein Überschreiben erlauben, läßt sich nicht voll ausnutzen.
Es gibt jedoch einen großen Bedarf nach der Entwicklung eines Aufzeichnungsmediums, das einen großen Kerr-Rotationswinkel aufweist und eine Film, der dazu in der Lage ist, den Kerr-Rotationswinkel zu vergrößeren.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Halogen enthaltenden ferromagnetischen transparenten Film, welcher trotz der Bindung mit den Halogenatomen keine übermäßig große Verschiebung des Peaks verglichen mit einem 3d-Übergangsmetall (Fe, Co oder Ni) in einem Röntgenspektrum bewirkt, mit anderen Worten, metallisch ist, den Ferromagnetismus beibehält, eine große Menge reflektierten Lichts ergibt, und Dank der Einfügung von Halogenatomen Transparenz aufweist, einen großen Faraday- Koeffizienten und einen großen Kerr-Rotationswinkel, insbesondere einen Halogen enthaltenden transparenten Film mit quermagnetischer Anisotropie, sowie ein Herstellungsverfahren dafür zur Verfügung zu stellen.
Gemäß einem Aspekt dieser Erfindung wird so ein dünner Film zur Verfügung gestellt (im folgenden als "Halogen enthaltender dünner transparenter Film" bezeichnet), der einen großen Kerr-Rotationswinkel aufweist, mit einer Verbindung, die eine Zusammensetzung aufweist, die durch die folgende Formel (I) dargestellt ist:
JxLyQ(100-x-y) (I)
wobei
J: ein Element aus einem der Elementensymbole F, Cl, Br und I oder einer Kombination davon darstellt;
L: ein Element von einem der Elementensymbole B, C, Al, Si, P, As, Sb, Bi, Se, Te, Ti, V, Cr, Mn, Ga, Ge, Zr, Nb und Mo oder einer Kombination davon darstellt;
Q: eines von Fe, Ni oder Co oder einer Kombination davon ist;
x: ein Wert zwischen 3-80 ist; und
y: ein Wert ist, der folgende Gleichung (II) erfüllt:
3 ≤ x + y ≤ 80 (II)
Der dünne Film zeigt vorzugsweise sowohl Transparenz als auch quermagnetische Anisotropie. Er ist nämlich ein vorzugsweise ein quermagnetischer dünner transparenter Film (dieser vorzugsweise dünne Film wird im folgenden "quermagnetischer dünner transparenter Film" genannt).
Gemäß einem weiteren Aspekt dieser Erfindung wird auch ein Verfahren zu der Herstellung eines Halogen enthaltenden dünnen Films zur Verfügung gestellt, der einen großen Kerr-Rotationswinkel aufweist und aus einer Verbindung der oben beschriebenen Zusammensetzungen zusammengestellt ist, welches das Reagieren eines Halogens oder eines Halogen enthaltenden Gases, welches als ein Ergebnis der Entmischung einer Halogenzusammensetzung entsteht, mit einem Metallplasma oder Halogen enthaltenden Metallplasma enthält und es der resultierenden Mischung ermöglicht, sich als dünner Film auf einem Substrat abzuscheiden.
Die vorliegende Erfindung hat mehrere Vorteile mit sich gebracht, einschließlich der nachfolgenden repräsentativen Vorteile:
(1) Der Halogen enthaltende dünne transparente Film nach dieser Erfindung weist einen großen Kerr-Rotationswinkel (RK) von 0,5º bei einem F-Anteil von 50 at.-% (Atom-%) in dem Wellenlängenbereich des HeNe-Lasers auf. Bei 700 bis 800 nm steigt RK auf 0,7º an. Er kann deshalb passend für magneto-optische Aufzeichnungsmedien benutzt werden, welche von dem magneto-optischen Kerr-Effekt Gebrauch machen.
(2) Der Halogen enthaltende dünne transparente Film nach dieser Erfindung enthält chemische Bindungen, die keine Peak-Verschiebungen im Hinblick auf die Lα und Lβ-Linie in seinem Röntgenemissionsspektrum verursachen, selbst wenn er einen hohen Halogengehalt aufweist. Er weist folglich Ferromagnetismus und optische Transparenz auf.
(3) Die Hysterese der RK-H-Kurve des quermagnetischen dünnen transparenten Films nach dieser Erfindung hat eine für quermagnetische Filme typische Kurve vor zuweisen. Obwohl der quermagnetische dünne transparente Film selbst als ein magneto-optisches Aufzeichnungsmaterial dienen kann, kann er mit einem anderen quermagnetischen Film, wie etwa einem TbFeCo-Film, kombiniert werden, so daß infolge des Vorsehens der Verstärkung und der kombinierten Faraday-Rotation ein noch größerer Kerr-Rotationswinkel erhalten werden kann. Das so kombinierte Material ist als magneto-optisches Plattenspeichermedium sehr nützlich.
(4) Der Halogen enthaltende dünne transparente Film kann durch das Herstellungsverfahren nach dieser Erfindung in irgendeiner der amorphen, kristallinen oder metastabilen Formen erhalten werden. Es ist ebenso möglich, den Grad der erwünschten chemischen Bindungen je nach Wunsch zu steuern. Es ist auch machbar, die Anteile von J und L in den Zusammensetzungen nach der obigen Formel (I) wie gewünscht zu wechseln, so daß der Halogen enthaltende dünne transparente Film mit einem erwünschten großen Rotationswinkel erhalten wird.
(5) Gemäß dem Herstellungsverfahren nach dieser Erfindung wird ein hochreaktives Halogengas nicht direkt in eine Herstellungsvorrichtung eingeführt. Die Materialien der Herstellungsvorrichtung werden deshalb nicht korrodiert. Dieses hält Verunreinigungen davon ab, sich mit dem dünnen Film, der abgeschieden werden soll, zu durchmischen.
Die obigen und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen in Verbindung mit den anliegenden Zeichnungen ersichtlich, in welchen:
Fig. 1 das Profil von weichen Röntgenstrahlspektren von Filmen von Fe und Fe-Fn-Verbindungen (n: 2, 3) bzw. denen von erfindungsgemäßen Filmen mit großem Kerr-Rotationswinkel zeigt;
Fig. 2 ein Graph ist, der die Position des Peaks von Lα und Lβ von Eisen, die Peak-Höhenverhältnisse von Lα/Lβ und die Halbwertsbreiten des Lα in den Röntgenspektren der erfindungsgemäßen Filme, die große Kerr-Rotationswinkel aufweisen, die im Vergleich mit den Fe-, FeF&sub2;-Verbindungen und FeF&sub3;-Verbindungen zeigt;
Fig. 3 graphisch die Fe-Abhängigkeit der Sättigungsmagnetisierung Ms eines Fe-B-F-Filmes und die des mittleren magnetischen Moments uFe (uB pro Eisenatom) zeigt;
Fig. 4 graphisch die Wellenlängenabhängigkeit des Kerr-Rotationswinkels RK von einem Fe-B-F-Film und die magnetische Feldabhängigkeit des Kerr-Rotationswinkels RK von Fe44,0B3,6F52,4 im He-Ne-Laser darstellt;
Fig. 5 die M-H-Hysteresekurve eines transparenten und quermagnetischen Fe&sub4;&sub0;F&sub6;&sub0;-Filmes darstellt;
Fig. 6 eine vereinfachte schematische Ansicht einer Hochfrequenz-gleichspannungs(DC,Rf)-Sputtervorrichtung mit gegenüberliegenden Targets ist, die in den Beispielen nach dieser Erfindung eingesetzt ist;
Fig. 7 ein Graph ist, der die Fe-Abhängigkeit des Kerr-Rotationswinkels eines gesputterten Fe-B- Filmes und eines Fe-B-F-Filmes zeigt, die beide im He-Ne-Laser unter Verwendung von Fe&sub9;&sub0;B&sub1;&sub0; hergestellt sind;
Fig. 8 eine RK-H-Hysteresekurve in einem transparenten und quermagnetischen Film aus Fe&sub4;&sub0;F&sub6;&sub0; im He-Ne- Laser darstellt;
Fig. 9 eine Draufsicht auf eine Platte ist, die aus Glas oder einem Harz hergestellt ist;
Fig. 10 eine RK-H-Hysteresekurve eines quermagnetischen TbFeCo-Filmes zeigt;
Fig. 11 eine RK-H-Hysteresekurve eines quermagnetischen Filmes aus Fe&sub4;&sub0;F&sub6;&sub0; + TbFeCo darstellt;
Fig. 12 schematisch ein System darstellt, das Gebrauch von einem Medium nach dieser Erfindung macht, welches das Aufzeichnen durch einen quermagnetischen Aufzeichnungskopf und das Abtasten durch einen optischen Kopf ermöglicht;
Fig. 13 eine RK-H-Hysteresekurve eines Fe-F-Filmes gegenüber der optischen Transmission eines He-Ne- Lasers und die magnetische Feldabhängigkeit der Magnetisierung zeigt; und
Fig. 14 die magnetischen Charakteristiken eines Ni-F- Filmes und seine RK-H-Hysteresekurve zeigt.
Die vorliegende Erfindung wird nun im einzelnen nachfolgend beschrieben.
Der obige Halogen enthaltende dünne transparente Film und der quermagnetische dünne transparente Film können verschiedene kristalline Strukturen aufweisen. Sie können nämlich einen amorphen, kristallinen oder metastabilen Zustand einnehmen. Da ihre zwischenatomaren Bindungen im wesentlichen keinen Einfluß auf das 3d Orbital haben, nehmen sie keinen großen Einfluß auf die magnetischen Charakteristiken des transparenten Filmes. Die obigen dünnen Filme zeigen deshalb metallische und ferromagnetische Eigenschaften und diese Filme weisen durch das Halogenelement oder die Halogenelemente, die Lichttransparenz aufweisen, Transparenz auf. Infolge ihrer metallischen Natur können sie ein großes Reflexionsvermögen ergeben. Durch die Hinzufügung von Rotationen von lichtablenkenden Winkeln sowohl an der Oberfläche der Filme als auch innerhalb der Filme zeigen sie durch Reflexion große Kerr-Rotationswinkel.
Die obigen Filme, die die großen Kerr-Rotationswinkel aufweisen, sind als optische Modulatoren anwendbar, die von dem magneto-optischen Kerr-Effekt in magneto-optischen und in integrierten optischen Schaltungen, wie z. B. optischen Schaltern, optischen Isolatoren und Zirkulatoren, Gebrauch machen. In magneto-optischen Plattenspeichern, die Gebrauch von dem magneto-optischen Kerr-Effekt machen, können die Kerr-Rotationswinkel weiter durch Verwendung einer vielschichtigen Struktur vergrößert werden, welche sowohl den magneto-optischen Kerr-Effekt als auch den Faraday-Effekt in Kombination zeigt. Im Hinblick auf diese weitreichende Anwendbarkeit sind sie für die gegenwärtigen und zukünftigen optischen Technologien nicht wegzudenken.
Als charakteristische Eigenschaften des Halogen enthaltenden dünnen transparenten Films nach dieser Erfindung können die nachfolgenden Eigenschaften aufgezeigt werden.
a) Seine chemischen Bindungen bewirken keine wesentlichen chemischen Verschiebungen der Lα-Spektrallinie in einem weichen Röntgenemissionsspektrum, auch wenn das Element F zu 50 at.% oder ähnlich enthalten ist.
b) Demnach kann er eine große Magnetisierung erzeugen. Als ein Material, das dazu in der Lage ist, optische Transparenz zu zeigen, ist seine Magnetisierung zumindest 60 emu/g bei einem F-Anteil von ungefähr 50 at.%. Das mittlere magnetische Moment uB pro Fe-Atom ist ungefähr 1 uB.
c) Der Kerr-Rotationswinkel wächst proportional zu dem Anteil von F an. Bei einem F-Anteil von 50 at.% zeigt sich im Wellenlängenbereich eines He-Ne-Lasers ein Rotationswinkel von 0,5º. Ein Rotationswinkel von 0,7º zeigt sich bei 700 bis 800 nm.
Der quermagnetische dünne transparente Film nach dieser Erfindung weist die folgende Eigenschaft d) zusätzlich zu den oben beschriebenen Eigenschaften a) bis c) auf.
d) Ein Film, der eine quermagnetische Anisotropie aufweist, kann durch Festlegen seiner Herstellungsbedingungen gebildet werden, d. h. des Enddrucks des Vorvakuums, des Argon-Partialdrucks, der Sputtertemperatur und der Sputterleistung.
Die obigen Eigenschaften a)-d) werden im folgenden in weiteren Einzelheiten beschrieben.
a) Halogenatome reagieren mit einigen Metallen und reagieren auch mit vielen Nichtmetallen. Von solchen Halogenatomen ist F das reaktivste. Die Reaktivität sinkt, wenn die Atomzahl anwächst. Diese hohe Reaktivität des Elements F ist der niedrigen Energie einer F-F-Bindung seiner extrem starken Oxidationsenergie und seiner hohen Elektronegativität zuzuschreiben.
Wegen dieser heftigen Reaktivität sind Halogengase bei verschiedenen Anteilen in Metallen nicht enthalten. Sie sind in erster Linie als reaktive Gase bei der Trockenätztechnik oder als Trägergas in dem chemischen Vakuum-Dampfablagerungsverfahren benutzt worden.
Bei der chemischen Bindung mit einem Metall wird ein Halogenelement in einem Kristall mit optischer Transparenz umgewandelt. Es ist jedoch die allgemeine Charakteristik von Halogenverbindungen, wie beispielsweise FeF&sub2; und FeF&sub3;, die in Fig. 1 gezeigt sind, daß eine beachtliche Lα Linienverschiebung zusammen mit einem Anwachsen der Linienbreite zu beobachten ist, wobei eine signifikante Beeinflussung des 3d-Niveaus des Elektronenzustandes von Fe bewirkt wird, und Antiferromagnetismus oder parasitärer Ferromagnetismus gezeigt wird.
Es ist ein charakteristisches Merkmal des Herstellungsverfahrens nach dieser Erfindung, daß die Lα-Linienverschiebung klein ist. Die Profile von Lα- und Lβ-Peaks in einem weichen Röntgenemissionsspektrum von Fe in dem Halogen enthaltenden dünnen transparenten Film nach dieser Erfindung sind für verschiedene Halogengehalte in Fig. 1 gezeigt. Fig. 2 stellt die Verschiebung der Lα und der Lβ-Peaks, die Verhältnisse der Lα-Peakhöhe zu entsprechenden Lβ-Peakhöhen, nämlich Lα/Lβ (Höhenverhältnis), und die F-Gehalt-Abhängigkeit der Halbwertsbreite der Lα-Peaks im Vergleich mit den entsprechenden Daten von Fe, FeF&sub2; und FeF&sub3; dar.
Wie aus der Fig. 1 und der Fig. 2 ersichtlich, zeigt der Halogen enthaltende dünne transparente Film nach dieser Erfindung, z. B. der Fe-B-F-Film die gleichen Lα und Lβ-Peakpositionen und Peakhalbwärtsbreiten wie Fe und das Höhenverhältnis von Lβ/Lα wächst an, wenn der Gehalt des Elements F größer wird. Es wird daher deutlich, daß keine Lα-Peakverschiebung auftritt, anders als bei FeF&sub2; oder FeF&sub3;. Das bedeutet, daß die chemische Bindung Fe-F zwischen den betreffenden äußersten Orbitalen gebildet wird, und daß das innere Orbital, das den magneto-optischen Effekt beträchtlich beeinflußt, nämlich das 3d-Orbital, nicht beeinflußt wird. Der Halogen enthaltende dünne transparente Film nach dieser Erfindung ist deshalb ferromagnetisch und zeigt infolge beispielsweise der Wirkung des magnetischen Moments des Elektrons auf das Orbital des 3d-Niveaus einen großen magneto-optischen Effekt.
b) Fig. 3 zeigt die Fe-Abhängigkeit der Sättigungsmagnetisierung Ms von dem Fe-B-F-Film und die des mittleren magnetischen Moments uFe(uB pro Eisenatom). Infolge der Existenz eines solchen Elektronenzustands wie oben in a) beschrieben, werden selbst bei einem F-Gehalt von ungefähr 50 at.% gute optische Transparenz und hohe magnetische Charakteristiken gezeigt.
Das Element F ist ein amorph ausbildendes Element, bei dem keine großen Veränderungen im Hinblick auf die Curie-Temperatur und die Kristallisationstemperatur stattfinden, sogar wenn der F-Gehalt anwächst.
Jedoch wird die Sättigungsmagnetisierung Ms kleiner, wenn der F-Gehalt abfällt. Wenn die Fluorverbindung in der amorphen Phase zu wachsen beginnt, wird der Grad der Verringerung von Ms reduziert. uFe (bei 77 K) fällt in der amorphen Phase ab, wenn der F-Gehalt anwächst. Jedoch erreicht uFe ungefähr 1 uB, wenn eine Fluoridphase auftritt.
Dieses ist eine typische Wiederspiegelung der Fe-F- Bindungen.
c) Infolge eines derartigen charakteristischen Elektronenzustands von Metall-Gaselementen, wie oben beschrieben, ist die Menge des reflektierten Lichtes groß, wobei der Kerr-Rotationswinkel anwächst, wenn der F-Gehalt anwächst. Bei F-Gehalten von 40-50 at.% werden große Kerr-Rotationswinkel gezeigt, nämlich RK = 0,5º bei dem Wellenlängenbereich eines He- Ne-Lasers und RK = 0,7º bei 700-800 nm.
Fig. 4 zeigt beispielhaft die Wellenlängenabhängigkeit des Kerr-Rotationswinkels RK von Fe-B-F-Filmen. Die in Fig. 4 aufgetragenen Filme sind in der Ebene magnetisierbare Filme. Im Hinblick auf ihre Abhängigkeit vom magnetischen Feld wachsen ihre Rotationswinkel bei 633 nm an, wenn das magnetische Feld stärker wird. Je größer der Gehalt von F, desto größer ist RK·RK neigt dazu, zu längeren Wellenlängen hin weiterhin größer zu werden. Die spezielle Fe-F-Bindung und die optische Transparenz des Elements F scheinen so miteinander kombiniert zu sein, daß die resultierenden Rotationen an der Oberfläche des Films und innerhalb des Films wahrscheinlich zu der Bildung eines großen Kerr-Rotationswinkels beitragen. Im Falle von Oxiden sind Kerr-Rotationswinkel durch Reflexion ohne Reflexionsplatten üblicherweise äußerst klein. Der Film nach dieser Erfindung zeigt ohne eine Reflexionsplatte einen großen Kerr-Rotationswinkel.
d) Wendet man sich als nächstes dem quermagnetischen dünnen transparenten Film zu, so ist er ein in der Ebene magnetisierbarer Film. Er kann jedoch als ein transparenter Film, der eine quermagnetische Anisotropie zur Verfügung stellt, erhalten werden, wenn die Bedingungen für die Bildung des Films zweckmäßig gewählt worden sind. In Fig. 5 sind M-H-Hysteresekurven von Fe&sub4;&sub0;F&sub6;&sub0;-Filmen als Beispiele gezeigt. Aus den Richtungen in der Ebene und quer dazu ist in der Querrichtung klare Anisotropie gezeigt. Die vertikale magnetische Anisotropie-Energie weist einen positiven Wert auf.
Das Verfahren zur Herstellung des Halogen enthaltenden dünnen transparenten Films nach dieser Erfindung macht von einem reaktiven Film-Bildungsverfahren Gebrauch. Dieses Verfahren wird in einem Zustand ausgeführt, in welchem zumindest eine der Komponenten einer in der Form eines dünnen Films zu bildenden Verbindung in einer Gasphase erhalten ist.
Eine reaktive Hochfrequenz-Gleichspannungs(Rf,DC)-Sputter- Vorrichtung kann beispielsweise als Herstellungsvorrichtung benutzt werden. Dieses reaktive Sputtern umfaßt sowohl physikalisches Sputtern als auch chemisches Sputtern. Auf einem Substrat wird ein dünner Film bei einer niedrigen Temperatur und in einem Zustand, bei dem die Aufprallenergie auf das Substrat niedrig ist, gebildet. Wegen des reaktiven Sputterns ist es möglich, den Gaspartialdruck und die Leistungsabgabe auf das Target zu variieren, so daß optisch transparente Filme in verschiedenen Strukturen, nämlich der amorphen, der kristallinen und der metastabilen Form, erhalten werden können. Es ist auch möglich, den Grad der chemischen Bindungen (Ionisationsgrad) in verschiedenen Niveaus festzulegen.
Eine Halogenverbindung wird bei dem Herstellungsverfahren nach dieser Erfindung aufgelöst, wobei ein Halogengas und sein Verbindungsgas als reaktive Gase hergestellt werden. Diese Halogengase reagieren dann mit einem Metallplasma, welches die gleiche Art von Halogengasen enthalten kann, so daß es der resultierenden Verbindung möglich ist, sich als ein dünner Film auf dem Substrat abzulagern. Dieses Verfahren hat die Vorteile, daß die Gefahr des Einführens eines hochreaktiven Halogengases durch ein Rohrleitungssystem vermieden wird und auch der Einbau von Verunreinigungen verhindert wird.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend im einzelnen durch die folgenden Beispiel beschrieben.

Beispiel 1

Eine DC,Rf-Sputtervorrichtung mit gegenüberliegenden Targets, wie in Fig. 6 gezeigt, wurde verwendet. Fe&sub9;&sub0;B&sub1;&sub0; (at.%) wurde an gegenüberliegende DC-Targets 1 angelegt, welche mit Wasser gekühlt wurden.
Ein Rf-Target 2 ist durch Preßherstellung einer Halogenverbindung, FeF&sub3;&sub1; hergestellt worden. Nachdem das Innere eines Vakuumbehälters auf 3,99 bis 6,65·10&supmin;&sup7; mbar (3 bis 5·10&supmin;&sup7; Torr) abgepumpt worden ist, wird Ar-Gas eingeleitet, um den inneren Druck des Vakuumbehälters auf 1,33·10&supmin;² mbar (1·10&supmin;² Torr) anzuheben. Außerdem sind eine DC-Energieversorgung 4, ein Substrat 5, eine Zuführöffnung 6 für das Argongas, eine Pumpöffnung 7, ein wassergekühlter Substrathalter 8, eine Rf-Energieversorgung 9 und ein Anpassungsschaltkreis 10 dargestellt.
Indem die Rf-Ausgangsleistung für die Herstellung des Halogengases auf beispielsweise 300 W eingestellt wurde und die DC-Ausgangsleistung der gegenüberliegenden DC-Fe&sub9;&sub0;B&sub1;&sub0;- Targets 1 geändert wurde, war es mit Leichtigkeit möglich, den Gehalt von B und F in einem optisch transparenten Film zu variieren, der auf dem Substrat 5 gebildet werden sollte. Ihre kristallinen Strukturen waren bei F-Gehalten von 25 at.% und darunter amorph, während bei F-Gehalten oberhalb von 25 at.% Peaks entsprechend der Röntgenstrahlbeugung von Fluoridkristallen erschienen.
Fig. 7 zeigt die Fe-Abhängigkeit des Kerr-Rotationswinkels von gesputterten Fe-B-Filmen und die des Kerr-Rotationswinkels von Fe-B-F-Filmen, die aus Fe&sub9;&sub0;B&sub1;&sub0; hergestellt sind, beide im He-Ne-Laser. Bei ungefähr 50 at.% Fe wurde ein RK von 0,5º gezeigt.
Der Wert von RK kann verbessert werden, indem Co und/oder eines oder mehrere der Elemente, die in den Ansprüchen wiedergegeben sind, in dem Fe-B-F-Film einbezogen werden.

Beispiel 2

Wurde eine solche Sputtervorrichtung, wie in Fig. 6 dargestellt, verwendet, so wurde der wassergekühlte Substrathalter 8 um 180º gedreht, so daß das Substrat 5 zu der Seite des Rf-Targets 2 ausgerichtet war.
Das Rf-Target 2 wurde durch Preßherstellung der Halogenverbindung, beispielsweise FeF&sub3;, hergestellt. Nachdem das Innere des Vakuumbehälters auf 3,99 bis 6,65·10&supmin;&sup7; mbar (3 bis 5·10&supmin;&sup7; Torr) abgepumpt war, wurde Ar-Gas eingeleitet, um den inneren Druck des Vakuumbehälters auf 6,65·10&supmin;³ mbar (5·10&supmin;³ Torr) anzuheben.
Indem die Rf-Ausgangsleistung des durch Pressung hergestellten FeF&sub3;-Targets auf beispielsweise 250 W gesetzt wurde, wurde es einem gesputterten Film ermöglicht, sich auf dem Substrat 5 abzulagern. Die magnetischen Charakteristiken eines so erhaltenen gesputterten Films wurden durch VSM (Vibrationsmagnetometer) gemessen. Im Ergebnis wurde ein Film erhalten, der quermagnetische Anisotropie aufweist, nämlich eine große magnetische Anisotropie in einer Richtung senkrecht zu der Ebene des Filmes, wie beispielsweise in Fig. 5 dargestellt. Zusätzlich wurde die magnetische Feldabhängigkeit des Kerr-Rotationswinkels über die Reflexion durch den Fe-F-Film bestimmt. Eine RK-H-Hysteresekurve, wie in Fig. 8 gezeigt, wurde erhalten. Der Wert von RK wurde mit 0,320 mit einem He-Ne-Laser gemessen. Dieser Wert verbesserte sich weiter auf der Seite zu längeren Wellenlängen. Er wurde auch verbessert, wenn eine reflektive Platte angelegt wurde.
Der Faraday-Rotationswinkel eines Fe-F-Films über die Transmission eines He-Ne-Lasers und die magnetische Feldabhängigkeit der Magnetisierung wurden anschließend bestimmt. Eine RK-H-Hysteresekurve wurde, wie in Fig. 13 gezeigt, erhalten. Der Faraday-Koeffizient wurde mit 2,2·10&sup4; Grad/cm herausgefunden. Die Gestalt der RF-H- Hysteresekurve war der der M-H-Kurve von M ähnlich, welche oberhalb der RF-H-Hysterese in derselben Figur gezeigt ist. Eine RK-H-Hysteresekurve wurde ebenfalls mit einer reflektiven Platte erhalten. Der Wert von RK in einem magnetischen Feld von 557,04 kA/m (7 kOe) betrug 2,20º.
Die quermagnetische Anisotropieenergie und RK können durch das Einbeziehen eines oder mehrerer Elemente, wie Co und anderen, welche in den Ansprüchen wiedergegeben sind, in dem Fe-F-Film verbessert werden.

Beispiel 3

In der gleichen Weise wie in Beispiel 2 wurde NiF&sub2; durch Preßherstellung als eine beispielhafte Halogenverbindung für das Rf-Target 2 zur Verfügung gestellt. Nachdem das Innere des Vakuumbehälters 3 auf 6,65·10&supmin;&sup7; mbar (5·10&supmin;&sup7; Torr) abgepumpt war, wurde Ar-Gas eingeleitet, um den inneren Druck des Behälters auf 6,65·10&supmin;³ mbar (5·10&supmin;³ Torr) festzulegen.
Während die Rf-Ausgangsleistung des durch Pressen hergestellten NiF&sub2;-Pulvertargets auf beispielsweise 250 W gehalten wurde, wurde es einem gesputterten Film ermöglicht, sich auf dem Substrat 5 abzulagern. Die magnetischen Charakteristiken und der Faraday-Rotationswinkel des resultierenden gesputterten Films wurden gemessen. Es wurde ein quermagnetischer Film erhalten, welcher eine positive quermagnetische Anisotropieenergie in einer senkrechten Richtung von der Fläche des Filmes aufwies, wie in Fig. 14 dargestellt. Zusätzlich wurde die magnetische Feldabhängigkeit des Faraday-Rotationswinkels des Ni-F-Filmes mit einer He-Ne-Laser-Lichtquelle bestimmt. Die magnetische Feldabhängigkeit von RF ist in dem unteren Teil von Fig. 14 gezeigt. Sie weist eine ähnliche Gestalt wie die M-H- Hysteresekurve von M , gezeigt in dem oberen Teil von Fig. 14, auf.
Eine reflektierende Platte wurde an den Ni-F-Film angelegt und der Kerr-Rotationswinkel wurde gemessen. Er wurde als 1,210 mit einem He-Ne-Laser ermittelt. Der Kerr-Rotationswinkel wurde als 0,7º bei H = 0 ermittelt.
Die quermagnetische Anisotropieenergie und RK können durch den Einbau von einem oder mehreren von Fe, Co oder anderen Elementen, welche in den Ansprüchen wiedergegeben sind, in dem Ni-F-Film verbessert werden.
Als Beispiele sind in der folgenden Tabelle Zusammensetzungen von dünnen Filmproben gezeigt, welche Halogenelemente enthalten, die unter die Zusammensetzungen fallen, die unter den im Anspruch 1 wiedergegebenen Zusammensetzungen sind, die optische Transparenz und eine quermagnetische Anisotropie zeigen und einen großen Kerr-Rotationswinkel aufweisen, zusammen mit ihren Kerr-Rotationswinkeln. Tabelle Beispiel Zusammensetzung, at.% Kerr-Rotationswinkel, Grad

Beispiel 13

Unter Verwendung der Sputtervorrichtung, die in Fig. 6 gezeigt ist, wurde eine Glas- oder Harzscheibe von 200 mm·35 mm·1,2 mm Dicke, gezeigt in Fig. 9, auf den wassergekühlten Substrathalter 8 gesetzt. Die Scheibe wurde mit 20 bis 200 Umdrehungen pro Minute von außerhalb des Vakuumbehälters 3 gedreht. FeF&sub3;-Pulver enthaltende feine, teilchenförmige Metalle, wie Co, Bi und Te, wurden beispielsweise auf der Rf-Elektrode angeordnet, so daß bewirkt wurde, daß sich ein optisch transparenter und quermagnetischer Film mit 50 nm (500 Å) auf der Glasplatte ablagerte. Danach wurde auf der Rf-Elektrode TbFeCo angeordnet, so daß es mit 150 nm (1.500 Å) auf dem Film abgelagert wurde. Eine schützende Schicht aus SiO wurde anschließend mit 10 nm (100 Å) auf dem TbFeCo-Film abgelagert.
Eine magneto-optische Scheibe, die in der obigen Weise hergestellt ist, weist die folgenden Charakteristiken auf.
Eine RK-H-Hysteresekurve eines quermagnetischen Films allein aus TbFeCo ist in Fig. 10 gezeigt. Die Hysterese von RK hat eine ähnliche Gestalt wie die Gestalt der Ms-H- Hysteresekurve, die durch VSM gemessen worden ist, wodurch angezeigt ist, daß der TbFeCo-Film ein quermagnetischer Film war. Sein Kerr-Rotationswinkel RK war im He-Ne-Laser 0,2º.
Ein optisch transparenter und quermagnetischer Film von 50 nm (500 Å) gemäß dieser Erfindung wurde dann vorab auf der Scheibe zur Ablagerung gebracht, gefolgt von der Ablagerung eines TbFeCo-Films, der eine Dicke von 150 nm (1.500 Å) aufwies. Die RK-H-Hysteresekurve dieses so hergestellten Films gibt im wesentlichen die Hysterese der RK-H-Kurve von TbFeCo, wie in Fig. 11 gezeigt, wieder. Sein RK wurde innerhalb des Wellenlängenbereiches des He- Ne-Lasers mit 0,7º festgestellt. Dieser Wert wächst zu der Seite längerer Wellenlängen an. Anschließend wurde das S/N-Verhältnis der so hergestellten magneto-optischen Scheiben bestimmt. Eine LED (Wellenlänge: 800 nm) wurde als Lichtquelle verwendet. Das S/N-Verhältnis wurde mit zumindest 60 dB festgestellt.
Wie oben vorgeführt wurde, ist der optisch transparente und quermagnetische Film nach dieser Erfindung beim Verstärken des Kerr-Rotationswinkels effektiv, so daß der Wert von RK anwächst.

Beispiel 14

Die Verwendung eines optisch transparenten und quermagnetischen Films nach dieser Erfindung als ein optisches Aufzeichnungsmedium wird als nächstes beispielhaft beschrieben.
Fig. 12 stellt ein System schematisch dar, das von dem Medium nach dieser Erfindung Gebrauch macht, welches das Schreiben mit einem quermagnetischen Kopf und optisches Lesen (quermagnetisches Aufzeichnungs- und magneto-optisches Lesesystem) ermöglicht. Bezugszeichen 11 kennzeichnet eine Glasscheibe oder eine Harzscheibe. Durch das Bezugszeichen 12 ist der optisch transparente und quermagnetische Film nach der Erfindung benannt. Unter Bezugszeichen 13 ist ein quermagnetischer Film eines Seltenerdelement-Fe-Co-Systems benannt. Dieser Film ist nicht in jedem Fall erforderlich. Es ist auch eine Platte 14 dargestellt, welche nicht nur als reflektive Platte dient, sondern auch als Platte zum Schmieren eines Gleitstücks eines quermagnetischen Aufzeichnungskopfes 15.
Das obige System wird nachfolgend im einzelnen beschrieben. Dieses System ist entwickelt worden, um die Nachteile der gegenwärtigen magneto-optischen Aufzeichnungssysteme zu vermeiden. Die optischen Scheiben 11-14 werden bei einer hohen Geschwindigkeit von 1.000 bis 1.800 Umdrehungen pro Minute (rpm) gedreht. Der quermagnetische Kopf 15 ist mit einem Abstand von ungefähr 5 nm (50 Å) von der schützenden Platte 14 beabstandet. Hochfrequentes Aufzeichnen wird in den Filmen 12, 13 als Aufzeichnungsschichten durch den Kopf 15 durchgeführt. Obwohl das Bezugszeichen 13 den quermagnetischen Film des Seltenerdelement-Fe-Co-Systems anzeigt, weist der Film 12 die gleichen Eigenschaften wie der Film 13 auf. Deshalb können Informationen zunächst in dem optisch transparenten und quermagnetischen Film 12 aufgezeichnet werden. Geschriebene magnetische Domänen sind stabiler, wenn sie in dem vielschichtigen Film aufgezeichnet sind. Die so geschriebenen magnetischen Domänen werden dann durch einen Laserstrahl ausgelesen, wie in Fig. 12 gezeigt. Das Lasersystem wird ausschließlich zum Lesen benutzt. Folglich kann die Ausgangsleistung eines Halbleiterlasers niedrig sein und die Stabilität der Laserstrahlquelle hoch. Zusätzlich wächst die Temperatur des Aufzeichnungsmediums nicht wesentlich an, weil es nicht mehr erforderlich ist, die Aufzeichnung bei der Kompensations- oder Curie-Temperatur durchzuführen. Die Stabilität des Aufzeichnungsmediums ist folglich verglichen mit den gegenwärtigen magneto-optischen Aufzeichnungssystemen signifikant verbessert worden. Da es sich um eine Aufzeichnungsmethode handelt, die nicht von thermischer Diffusion begleitet ist, können die Schreib-, Lese- und Überschreibgeschwindigkeiten gegenüber denen von gegenwärtigen harten Scheiben erhöht werden.
Es ist auch möglich, die Nachteile der quermagnetischen Aufzeichnungsmethode zu überwinden. Es ist der Nachteil des vertikalen magnetischen Aufzeichnungsverfahrens, daß während des Lesens ein hohes S/N-Verhältnis nicht vollkommen sichergestellt werden kann, wenn die geschriebenen Bit-Bereiche kleiner gehalten sind. Das System, das von der vorliegenden Erfindung Gebrauch macht, ermöglicht jedoch den Gebrauch von kleinen Bit-Bereichen, weil das Lesen magneto-optisch durchgeführt wird. Die Aufzeichnungsdichte kann deshalb im wesentlichen auf dem gleichen Niveau gehalten werden, wie jenes von gegenwärtig gebräuchlichen magneto-optischen Systemen.
Wie oben beschrieben worden ist, macht es die Verwendung des optisch transparenten Filmes, welcher quermagnetische Anisotropie aufweist, nach dieser Erfindung möglich, ein hochstabiles Aufzeichnungssystem mit den Merkmalen Hochgeschwindigkeits- und Hochdichteschreiben mit Hochgeschwindigkeitslesen und Hochgeschwindigkeitslöschung zu vervollständigen.

Claims

1. Dünner Film mit einem großen Kerr-Rotationswinkel, der eine Verbindung enthält, die eine Zusammensetzung aufweist, die durch die folgende Formel (I) dargestellt ist:

JxLyQ(100-x-y) (I)

wobei

J: ein Element aus einem der Elementensymbole F, Cl, Br und I oder einer Kombination davon darstellt;

L: ein Element von einem der Elementensymbole B, C, Al, Si, P, As, Sb, Bi, Se, Te, Ti, V, Cr, Mn, Ga, Ge, Zr, Nb und Mo oder einer Kombination davon darstellt;

Q: eines von Fe, Ni oder Co oder einer Kombination davon ist;

x: ein Wert zwischen 3-80 ist; und

y: ein Wert ist, der folgende Gleichung (II) erfüllt:

3≤x + y≤80 (II)

2. Dünner Film nach Anspruch 1, wobei der Film optische Transparenz und quermagnetische Anisotropie aufweist.

3. Verfahren zur Herstellung eines Halogen enthaltenden dünnen Films, der einen großen Kerr-Rotationswinkel aufweist und aus einer Verbindung einer Zusammensetzung zusammengesetzt ist, die durch die folgende Formel (I) dargestellt wird:

JxLyQ(100-x-y) )

wobei

Q: eines von Fe, Ni oder Co oder einer Kombination davon ist;

x: ein Wert zwischen 3-80 ist; und

y: ein Wert ist, der folgende Gleichung (II) erfüllt:

3≤x + y≤80 (II),

welches das Reagieren eines Halogens oder Halogen enthaltenden Gases, welches als ein Ergebnis der Zersetzung einer Halogenverbindung erscheint, mit einem Metallplasma oder Halogen enthaltenden Metallplasma enthält und es der resultierenden Verbindung ermöglicht, sich als ein dünner Film auf einem Substrat abzuschicken.