DE3936690C2

DE3936690C2 -

Info

Publication number: DE3936690C2
Application number: DE3936690A
Authority: DE
Inventors: Hajime Tokio/Tokyo Jp Machida
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1988-11-04
Filing date: 1989-11-03
Publication date: 1993-07-29
Also published as: US5420836A; US5461595A; GB2234623B; GB8924671D0; DE3936690A1; GB2234623A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein magneto-optisches Aufzeichnungssystem, mit dem man ein (löschendes) Überschreiben durchführen kann, sowie ein magneto-optisches Aufzeichnungsmaterial zur Verwendung in diesem magneto- optischen Aufzeichnungssystem.

Seitdem Laserstrahlen zur Aufzeichnung von Information auf oder zur Wiedergabe von Information von einem magneto- optischen Aufzeichnungsmaterial eingesetzt werden, wie dies bei üblichen optischen Aufzeichnungsmaterialien der Fall ist, kann nicht nur ein enormes Volumen an Information aufgezeichnet werden, sondern es ist auch das löschende Überschreiben möglich. Zusätzlich kann die Aufzeichnung und Wiedergabe von Information mit einem magnetischen Aufzeichnungskopf durchgeführt werden, der nicht in Berührung mit dem Aufzeichnungsmaterial ist, so daß das letztere vor Staub geschützt ist. Somit ist das magneto- optische Aufzeichnungsmaterial hinsichtlich seiner Eigenschaften bei der Aufzeichnung und Wiedergabe ziemlich stabil.

An derartigen magneto-optischen Aufzeichnungsmaterialien werden nun Untersuchungen durchgeführt, wobei der Schwerpunkt dieser Untersuchungen auf der Verwendung dieser Aufzeichnungsmaterialien für die Archivierung von Dokumenten, für Videoaufzeichnungen und die Aufzeichnung von Bildern sowie für Computerspeicher liegt. Es wird auch erwartet, daß man in nächster Zeit Disketten und Festplatten durch derartige magneto-optische Aufzeichnungsmaterialien ersetzen kann und in naher Zukunft werden derartige Materialien im Handel erhältlich sein.

Als Aufzeichnungsschicht für die obigen magneto-optischen Aufzeichnungsmaterialien wurden bereits verschiedene magnetische Filme bzw. Folien vorgeschlagen. Diese magnetischen Filme werden aus amorphen magnetischen Legierungen, wie z. B. TbFe, TbFeCo, GdTbFeCo und NdDyFeCo, unter Verwendung von Übergangsmetallen, wie z. B. Fe und Co, in Kombination mit Seltenerdmetallen, wie z. B. Gd, Dy, Tb und Nd, hergestellt. In magneto-optischen Aufzeichnungsmaterialien, die unter Verwendung der obigen magnetischen Legierungsschichten hergestellt wurden, ist wegen des amorphen Zustands dieser Materialien das durch die Kristallgrenzflächen in den Materialien verursachte Geräusch minimal. Weiterhin können die obigen amorphen magnetischen Legierungsschichten durch Sputtern oder Vakuumabscheidung leicht in Form einer vertikal magnetisierten Schicht auf einem Schichtträger hergestellt werden.

Im Hinblick auf die jüngsten Fortschritte bei der Aufzeichnungsgeschwindigkeit und der Dichte auf dem Gebiet der Informationsaufzeichnung, besteht ein Bedürfnis nach einem magneto-optischen Aufzeichnungsmaterial, das weiter verbesserte magneto-optische Eigenschaften, wie z. B. Curie-Temperatur (Tc), Koerzitivkraft (Hc) und Kerr'scher Rotationswinkel (Rk), aufweist. Um ein verbessertes magneto-optisches Aufzeichnungsmaterial zu erhalten, sind Materialien für das magneto-optische Aufzeichnungsmaterial entwickelt worden und die Aufzeichnungsschichten des Aufzeichnungsmaterials wurden verbessert.

Zum Beispiel werden in den JP-A-56-1 53 546, 57-78 652, 60-1 77 455 und 63-1 53 752 magneto-optische Aufzeichnungsmaterialien vorgeschlagen, bei denen die Funktionen aufgeteilt sind und bei denen die Aufzeichnungsschicht aus zwei Schichten besteht. Insbesondere sind diese beiden Aufzeichnungsschichten getrennt zur Aufzeichnung und Wiedergabe von Information in der Lage.

Bei magneto-optischen Aufzeichnungsmaterialien wird im allgemeinen ein Licht-Modulationsverfahren zur Aufzeichnung und Löschung von Information eingesetzt. Bei diesem Licht-Modulationsverfahren werden Informationssignale durch Laserstrahlen modifiziert und das Aufzeichnungsmaterial wird einem Vormagnetisierungsfeld (bias magnetic field) ausgesetzt, dessen Richtung sich in Abhängigkeit von den Aufzeichnungs- und Löschoperationen ändert.

Im Gegensatz zu dem Aufzeichnungsverfahren, das bei Festplatten eingesetzt wird, kann man mit dem obigen Licht-Modulationsverfahren Information nicht löschend überschreiben. Um Information an einer Stelle aufzuzeichnen, an der bereits eine andere Information aufgezeichnet wurde, sind zwei Schritte erforderlich, nämlich zuerst ein Löschvorgang für die bereits aufgezeichnete Information und dann ein Aufzeichnungsvorgang für die neue Information. Bei diesem Aufzeichnungsverfahren ist somit eine nachteilige Verlängerung der Zugriffszeit unvermeidbar. Um das obige Problem zu lösen, hat die Anmelderin ein Magnetfeld- Modulationsverfahren, wie es in der JP-A-57-1 13 402 beschrieben ist, vorgeschlagen. Gemäß diesem Magnetfeld- Modulationsverfahren wird ein Informationssignal durch ein von einem Magnetkopf erzeugtes magnetisches Feld moduliert und einem magneto-optischen Aufzeichnungsmaterial, das kontinuierlich Laserstrahlen ausgesetzt wird, zur Verfügung gestellt. Mit diesem Magnetfeld-Modulationsverfahren kann man Information löschend überschreiben, genauso wie mit dem Aufzeichnungsverfahren, das bei Festplatten eingesetzt wird.

Wenn man eine Festplatte durch ein magneto-optisches Aufzeichnungsmaterial ersetzt, dann muß das letztere die Information mindestens genauso schnell oder sogar schneller als die Festplatte aufzeichnen, z. B. mit einer Plattenrotationsgeschwindigkeit von 3600 Umdrehungen pro Minute und einer linearen Geschwindigkeit von 22 m/s oder darüber.

Bei der Aufzeichnung von Information mit einer solch hohen Geschwindigkeit hat das magneto-optische Aufzeichnungsmaterial, mit dem man das obige Magnetfeld- Modulierungsverfahren durchführen kann, jedoch die folgenden Nachteile:

1. Es ist erforderlich, die Richtung des durch den Magnetkopf erzeugten magnetischen Feldes in Übereinstimmung mit den Aufzeichnungs- und Löschvorgängen mit einer Frequenz von nicht weniger als 15 MHz oder darüber umzukehren. In der Praxis ist dies schwierig durchführbar.
2. Für die Umkehrung der Magnetisierungsrichtung der vertikal magnetisierten Aufzeichnungsschicht des magneto-optischen Aufzeichnungsmaterials wird ein Magnetfeld mit einer Intensität von nicht weniger als 200 bis 300 Oe benötigt. Um ein Magnetfeld mit einer derartigen Intensität zu erzielen, muß der Magnetkopf so viel Spiel haben, daß er fast das magneto-optische Aufzeichnungsmaterial berührt, was zu Problemen hinsichtlich der Abnutzung und Beschädigung sowohl des Magnetkopfes als auch des magneto-optischen Aufzeichnungsmaterials führt und die Verläßlichkeit des magneto-optischen Aufzeichnungsverfahrens beeinträchtigt.
3. Wenn Information mit hoher Frequenz aufgezeichnet wird, werden Aufzeichnungs-Bits durch die Wärmeübertragung und die thermo-magnetischen Aufzeichnungseigenschaften des magneto-optischen Aufzeichnungsmaterials beeinträchtigt und nehmen dabei die Form eines Halbmondes an, der eine Spur hinterläßt. Im Verlauf der Wiedergabe verursacht dies ein Geräusch und verschlechtert das C/N- Verhältnis.

Um die oben erwähnten Nachteile zu überwinden, wurde ein Aufzeichnungsverfahren vorgeschlagen, mit dem man das löschende Überschreiben durch Änderung der Lichtintensität eines einzelnen Laserstrahls durchführen kann, wie dies in der JP-A-62-1 75 948 und in National Convention Record of the Institute of Applied Physics (1987), S. 721, 28P-ZL-3, beschrieben ist.

Gemäß dem in den obigen Literaturstellen beschriebenen magneto-optischen Aufzeichnungsverfahren wird ein magneto- optisches Aufzeichnungsmaterial eingesetzt, das eine zweischichtige Aufzeichnungsschicht vom ferrimagnetischen Kupplungstyp, die aus einer Speicherschicht und einer Hilfsschicht besteht, aufweist. Dieses Verfahren verwendet das Lichtintensitäts-Modulationsverfahren und benötigt einen Hilfsmagneten zur Initialisierung des Aufzeichnungsmaterials. Das löschende Überschreiben gemäß diesem magneto-optischen Aufzeichnungsverfahren wird nun unter Bezugnahme auf die Fig. 18 und 19 näher beschrieben.

Das in diesem Verfahren verwendete magneto-optische Aufzeichnungsmaterial umfaßt eine Speicherschicht (31) und eine Hilfsschicht (32), wie dies in Fig. 18(a) gezeigt ist. Die Speicherschicht (31) ist aus einer amorphen magnetischen Legierung, wie z. B. TbFeCo, die Übergangsmetalle (TM) und Seltenerdmetalle (RE) in Kombination umfaßt, hergestellt. In der Speicherschicht (31) überwiegt das magnetische Moment der eingesetzten Übergangsmetalle bei Raumtemperatur dasjenige der Seltenerdmetalle, die Koerzitivkraft (Hc) ist hoch und die Curie-Temperatur (Tc) ist niedrig. Andererseits ist die Hilfsschicht (32) aus einer amorphen magnetischen Legierung hergestellt, die Übergangsmetalle und Seltenerdmetalle in Kombination umfaßt, wie z. B. TbDyFeCo. In der Hilfsschicht (32) überwiegt das magnetische Moment der eingesetzten Seltenerdmetalle bei Raumtemperatur dasjenige der Übergangsmetalle, die Koerzitivkraft (Hc) ist gering und die Curie-Temperatur (Tc) ist hoch. In Fig. 18(a) bezeichnet a₁ ein aufgzeichnetes Gebiet, auf dem Information aufgezeichnet ist und a₂ zeigt ein gelöschtes Gebiet an, von dem Information gelöscht wurde. Die thermo-magnetischen Eigenschaften der jeweiligen amorphen magnetischen Legierungsschichten der Speicherschicht (31) und der Hilfsschicht (32) sind in Fig. 19 gezeigt. In Fig. 19 bedeutet Hex ein Vormagnetisierungsfeld und T₁ und T₃ zeigen die Temperatur für die Löschung bzw. Aufzeichnung von Information an.

Um das Aufzeichnungsmaterial (auf dem durch das Laserstrahl-Lichtintensitäts-Modulationsverfahren Information aufgezeichnet und gelöscht wurde) zu initialisieren, wird dieses Material in Fig. 18(a) mit Hilfe eines Hilfsmagneten für die Initialisierung einem Initialisierungs-Magnetfeld (Hin) von 6 bis 7 kOe ausgesetzt.

Die Intensität eines Umkehrmagnetfeldes in dem aufgezeichneten Gebiet a₁ in der Speicherschicht (31) ist stärker als diejenige des obigen Initialisierungs- Magnetfeldes (Hin), so daß nur die Magnetisierungsrichtung des aufgezeichneten Gebietes a₁ in der Hilfsschicht (32) umgekehrt wird, wie dies in Fig. 18(b) gezeigt ist.

Nach der Beendigung der Initialisierung wird das Aufzeichnungsmaterial vertikal einem Vormagnetisierungsfeld (Hex) in Richtung nach oben ausgesetzt, wie dies in Fig. 18(c) dargestellt ist. Das Aufzeichnungsmaterial wird auch einem Laserstrahl mit geringerer Intensität ausgesetzt, um die Temperatur des Materials auf eine Temperatur (T₁) anzuheben. Mit der Erhöhung der Temperatur wird in der Speicherschicht (31) die Koerzitivkraft (Hc) des aufgezeichneten Gebietes a₁ vermindert und die Intensität des Umkehrmagnetfeldes wird drastisch reduziert. Als Ergebnis wird die Magnetisierungsrichtung des aufgezeichneten Gebietes a₁ in der Speicherschicht (31) umgekehrt, wie dies in Fig. 18(c) gezeigt ist. Wenn in einem derartigen Zustand die Temperatur abgesenkt wird, wird die Magnetisierungsrichtung des aufgezeichneten Gebiets a₁ in der Speicherschicht (31) stabilisiert. Auf diese Weise wird die aufgezeichnete Information in dem aufgezeichneten Gebiet a₁ gelöscht.

Ausgehend von dem Zustand, wie er in Fig. 18(c) gezeigt ist, wird das Gebiet a₁ der Speicherschicht (31) einem Laserstrahl mit größerer Intensität ausgesetzt, um die Temperatur der Hilfsschicht (32) auf eine Temperatur (T₂) anzuheben, die höher ist, als die Kompensationstemperatur (T_comp) derselben. In dieser Stufe ist die Koerzitivkraft (Hc) der Hilfsschicht (32) immer noch größer als die Intensität des Vormagnetisierungsfeldes (Hex), so daß die Magnetisierungsrichtung in dem Gebiet a₁ noch nicht umgekehrt wird, wie dies in Fig. 18(d) gezeigt ist.

Wenn die Temperatur weiter auf eine Temperatur (T₃) angehoben wird, fällt die Koerzitivkraft (Hc) der Hilfsschicht (32) unter die Intensität des Vormagnetisierungsfeldes (Hex) und die Magnetisierungsrichtung wird in dem Gebiet a₁ sowohl in der Speicherschicht (31) als auch in der Hilfsschicht (32) in dieselbe Richtung wie diejenige des Vormagnetisierungsfeldes (Hex) umgekehrt. Wenn in einem solchen Zustand die Temperatur auf Raumtemperatur abgesenkt wird, wird die Magnetisierungsrichtung in dem Gebiet a₁ in der Speicherschicht (31) und der Hilfsschicht (32) stabilisiert, wie dies in Fig. 18(f) gezeigt ist. Auf diese Weise wird in dem Gebiet a₁ Information aufgezeichnet.

Das obige magneto-optische Aufzeichnungsverfahren beinhaltet jedoch die Stufe der Initialisierung der Magnetisierungsrichtung in der Speicherschicht (31) und der Hilfsschicht (32) durch Verwendung eines Magnetfeldes mit einer Intensität von nicht weniger als ungefähr 6 kOe, bevor ein Aufzeichnungs- oder Löschvorgang durchgeführt werden kann. Für diese Initialisierungsstufe benötigt man einen Permanentmagneten oder einen Elektromagneten, wodurch es schwierig wird, die Größe des magneto-optischen Kopfes auf einem Minimum zu halten. Weiterhin ist das Aufzeichnungs- und Löschverfahren für Information so kompliziert, daß es für schwierig erachtet wird, dieses magneto-optische Aufzeichnungsverfahren in die Praxis umzusetzen.

Demgemäß besteht eine erste Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der Bereitstellung eines magneto-optischen Aufzeichnungssystems, mit dem man einen löschenden Überschreibvorgang durchführen kann und das frei ist von den üblichen Nachteilen, keine Initialisierungsstufe erforderlich macht und die Zugriffszeit verkürzt, so daß auch die Hochgeschwindigkeitsaufzeichnung von Information bewältigt werden kann.

Eine zweite Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines magneto-optischen Aufzeichnungsmaterials zur Verwendung in dem obigen magneto-optischen Aufzeichnungssystem.

Diese Aufgaben werden gelöst durch ein magneto-optisches Aufzeichnungssystem gemäß Anspruch 1 (mit den bevorzugten Ausführungsformen der Ansprüche 2 bis 8) und ein magneto-optisches Aufzeichnungsmaterial gemäß Anspruch 9.

Die ältere europäische Patentanmeldung EP-A-3 61 970, in der auch die Bundesrepublik Deutschland benannt ist, beschreibt ein magneto-optisches Aufzeichnungsmedium mit einer Aufzeichnungsschicht und einer darauf angeordneten Vormagnetisierungsschicht, wobei die Aufzeichnungsschicht eine niedrigere Magnetisierungsumkehrtemperatur als die Vormagnetisierungsschicht aufweist. Dieses Medium wird mit Laserstrahlpulsen bestrahlt, wobei deren Stärke bei der Aufzeichnung von Information größer ist als bei der Löschung von Information. Im Laufe der Aufzeichnung wird im bestrahlten Gebiet die Magnetisierungsrichtung der Vormagnetisierungsschicht einmal umgekehrt und dann wieder in die ursprüngliche Magnetisierungsrichtung gebracht, während die Magnetisierungsrichtung der Aufzeichnungsschicht einmal umgekehrt wird. Im Gegensatz dazu wird erfindungsgemäß die Magnetisierungsrichtung sowohl in der ersten als auch in der zweiten magnetischen Schicht nur einmal umgekehrt.

Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung werden diese und die damit verbundenen Vorteile unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 ist ein schematischer Querschnitt einer Aufzeichnungsschicht eines erfindungsgemäßen magneto-optischen Aufzeichnungsmaterials (Typ A).

Fig. 2 ist ein schematischer Querschnitt einer Aufzeichnungsschicht eines magneto-optischen Aufzeichnungsmaterials (Typ B) gemäß der vorliegenden Erfindung.

Fig. 3 ist ein schematischer Querschnitt einer Aufzeichnungsschicht eines magneto-optischen Aufzeichnungsmaterials (Typ C) gemäß der vorliegenden Erfindung.

Fig. 4 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Koerzitivkraft (Hc) der zwei magnetischen Aufzeichnungsschichten des magneto-optischen Aufzeichnungsmaterials (Typ A) und der Temperatur wiedergibt.

Fig. 5 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Koerzitivkraft (Hc) der zwei magnetischen Aufzeichnungsschichten des magneto-optischen Aufzeichnungsmaterials (Typ B) und der Temperatur zeigt.

Fig. 6 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Koerzitivkraft (Hc) der zwei magnetischen Aufzeichnungsschichten des magneto-optischen Aufzeichnungsmaterials (Typ C) und der Temperatur wiedergibt.

Fig. 7(a) bis 7(e) und 8(a) bis 8(e) sind Querschnitte der Aufzeichnungsschicht des magneto-optischen Aufzeichnungsmaterials (Typ A) der vorliegenden Erfindung, die das Verfahren des Aufzeichnens und Löschens von Information erläutern.

Fig. 9(a) und 9(b) sind Querschnitte der Aufzeichnungsschicht des magneto-optischen Aufzeichnungsmaterials (Typ A) der vorliegenden Erfindung, die das Verfahren der kontinuierlichen Aufzeichnung und Löschung erläutern.

Fig. 10(a) bis 10(e) und 11(a) bis 11(e) sind Querschnitte der Aufzeichnungsschicht des magneto-optischen Aufzeichnungsmaterials (Typ B) gemäß der vorliegenden Erfindung, die das Verfahren der Aufzeichnung und Löschung von Information erläutern.

Fig. 12 ist ein Querschnitt eines Beispiels für ein erfindungsgemäßes magneto-optisches Aufzeichnungsmaterial.

Fig. 13 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Dicke einer Unterschicht in einem magneto-optischen Aufzeichnungsmaterial gemäß der vorliegenden Erfindung, der dekadischen Extinktion (A) und dem Reflexionsvermögen (R) wiedergibt.

Fig. 14 ist ein Querschnitt eines magneto-optischen Aufzeichnungsmaterials, das zur Messung der in Fig. 13 gezeigten Daten verwendet wurde.

Fig. 15 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Dicke einer Unterschicht in einem magneto-optischen Aufzeichnungsmaterial gemäß der vorliegenden Erfindung und dem Kerr-Drehungswinkel (Rk) wiedergibt.

Fig. 16 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen dem Brechungsindex einer Unterschicht in einem magneto-optischen Aufzeichnungsmaterial gemäß der vorliegenden Erfindung, der dekadischen Extinktion (A) und dem Reflexionsvermögen (R) zeigt.

Fig. 17 ist ein Querschnitt eines weiteren Beispiels für ein erfindungsgemäßes magneto-optisches Aufzeichnungsmaterial.

Fig. 18(a) bis 18(f) sind Querschnitte einer Aufzeichnungsschicht des magneto-optischen Aufzeichnungsmaterials, die das gängige Aufzeichnungs- und Löschverfahren, mit dem man einen löschenden Überschreibvorgang durch Veränderung der Stärke eines einzelnen Laserstrahls durchführen kann, erläutern.

Fig. 19 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Koerzitivkraft (Hc) von zwei magnetischen Aufzeichnungsschichten des in Fig. 18 gezeigten magneto-optischen Aufzeichnungsmaterials und der Temperatur zeigt.

In Fig. 1 wird eine zweischichtige Aufzeichnungsschicht eines erfindungsgemäßen magneto-optischen Aufzeichnungsmaterials vom Typ A erläutert. In dieser Aufzeichnungsschicht befindet sich eine erste magnetische Schicht (1) auf einer zweiten magnetischen Schicht (2). Wie aus dem Diagramm in Fig. 4 ersichtlich, sind die temperaturabhängigen Eigenschaften der Koerzitivkraft (Hc) der ersten und zweiten magnetischen Schicht (1) und (2) unterschiedlich.

Für die erste und zweite magnetische Schicht (1) und (2) des magneto-optischen Aufzeichnungsmaterials vom Typ A werden vorzugsweise amorphe magnetische Materialien eingesetzt. Jede magnetische Schicht ist eine Dünnschicht aus amorpher Legierung, d. h. eine vertikal magnetisierte Schicht, die aus wenigstens einem Seltenerdmetall, wie z. B. Gd, Dy, Tb, Ho und Er, und wenigstens einem Übergangsmetall, wie z. B. Fe und Co, hergestellt ist.

Bezogen auf das magnetische Moment der ersten magnetischen Schicht (1) überwiegt bei Raumtemperatur das magnetische Moment des darin enthaltenen Übergangsmetalls (in den Figuren als "TM" bezeichnet) dasjenige des Seltenerdmetalls. Vorzugsweise beträgt die Koerzitivkraft (Hc) der ersten magnetischen Schicht (1) 1 kOe oder mehr, d. h. sie ist größer als diejenige der zweiten magnetischen Schicht (2) bei Raumtemperatur. Bei einer niedrigeren Betriebstemperatur ist die Koerzitivkraft (Hc) der ersten magnetischen Schicht (1) vorzugsweise 0,5 kOe oder weniger.

Andererseits überwiegt bei Raumtemperatur in der zweiten magnetischen Schicht (2) das magnetische Moment des darin enthaltenen Seltenerdmetalls (in den Figuren als "RE" bezeichnet) dasjenige des Übergangsmetalls. Bei einer niedrigeren Betriebstemperatur ist die Koerzitivkraft (Hc) der zweiten magnetischen Schicht (2) vorzugsweise 2 kOe oder weniger, noch bevorzugter 1 kOe oder weniger. Der Grund dafür ist, daß die Intensität eines Vormagnetisierungsfeldes (Hex), dem das Aufzeichnungsmaterial ausgesetzt wird, größer sein soll als die Koerzitivkraft (Hc) der zweiten magnetischen Schicht (2) bei einer niedrigeren Betriebstemperatur. Vorzugsweise liegt die Intensität des Vormagnetisierungsfeldes zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung im Bereich von 0,5 kOe bis 1,5 kOe.

Vom Standpunkt der Koerzitivkraft (Hc) der ersten magnetischen Schicht (1) bei Raumtemperatur wird es bevorzugt, daß die Kompensationstemperatur dieser ersten magnetischen Schicht (1) (T_{comp 1}) unter der Raumtemperatur (T_R) liegt. Die Kompensationstemperatur der zweiten magnetischen Schicht (2) (T_{comp 2}) liegt vorzugsweise im Bereich von 70 bis 180°C.

Wenn die Kompensationstemperatur der ersten magnetischen Schicht (T_{comp 1}) höher als Raumtemperatur (T_R) ist, ist die Koerzitivkraft (Hc) der ersten magnetischen Schicht zur Verwendung in der Praxis zu gering. Wenn andererseits die Kompensationstemperatur der zweiten magnetischen Schicht (2) (T_{comp 2}) niedriger als 70°C ist, d. h. wenn die Kompensationstemperatur nahe an der niedrigeren Betriebstemperatur liegt, wird die Koerzitivkraft (Hc) bei der niedrigeren Betriebstemperatur größer, was es schwierig macht, die Magnetisierungsrichtung in der zweiten magnetischen Schicht (2) umzukehren. Im Gegensatz dazu muß, wenn die Kompensationstemperatur der zweiten magnetischen Schicht (T_{comp 2}) höher als 180°C ist, eine höhere Betriebstemperatur gewählt werden, was einen stärkeren Laserstrahl erforderlich macht.

Vorzugsweise genügen die Curie-Temperaturen der ersten und zweiten magnetischen Schichten (1) und (2) (Tc₁ und Tc₂) der folgenden Beziehung:

Tc₁<T_{comp 2}<Tc₂

Es wird angenommen, daß eine Betriebstemperatur (T_H) der Stärke des Laserstrahls entspricht, dem das Aufzeichnungsmaterial ausgesetzt wird, wenn der Aufzeichnungs- (oder Lösch-)vorgang durchgeführt wird, und die Betriebstemperatur (T_L) der Stärke des Laserstrahls entspricht, wenn der Lösch- (oder Aufzeichnungs-)vorgang durchgeführt wird, wobei T_H höher als T_L ist. In diesem Fall wird es bevorzugt, eine zweite magnetische Schicht (2) zu verwenden, die eine Kompensationstemperatur (T_{comp 2}) aufweist, die zwischen der höheren Betriebstemperatur (T_H) und der niedrigeren Betriebstemperatur (T_L) liegt. Weiterhin ist die Curie- Temperatur der ersten magnetischen Schicht (1) (Tc₁) vorzugsweise niedriger als die Kompensationstemperatur der zweiten magnetischen Schicht (2) (T_{comp 2}) und nahe an der niedrigeren Betriebstemperatur (T_L). Vorzugsweise ist die Kompensationstemperatur der zweiten magnetischen Schicht (2) (T_{comp 2}) um 30°C oder mehr höher als die niedrigere Betriebstemperatur (T_L) und um 30°C oder mehr niedriger als die höhere Betriebstemperatur (T_H).

Weiterhin besteht die folgende Beziehung zwischen der Koerzitivkraft der ersten magnetischen Schicht (1) bei einer niedrigeren Betriebstemperatur (Hc₁(T_L)), der Koerzitivkraft der zweiten magnetischen Schicht bei einer niedrigeren Betriebstemperatur (Hc₂(T_L)), der Intensität des Vormagnetisierungsfeldes (Hex), der Intensität eines Flotations-Magnetfeldes (Hf) und der zwischen der ersten magnetischen Schicht (1) und der zweiten magnetischen Schicht (2) ausgetauschten Energie (δw), wenn das Aufzeichnungsmaterial einem Laserstrahl zur Erhöhung der Temperatur auf die niedrigere Betriebstemperatur ausgesetzt wird:

Hc₂(T_L)<Hc₁(T_L)
|Hex |<|Hc₂(T_L)+Hf+δw |

Bevorzugte Beispiele für die amorphen magnetischen Legierungen, die in der ersten magnetischen Schicht (1) des erfindungsgemäßen magneto-optischen Aufzeichnungsmaterials vom Typ A eingesetzt werden, sind diejenigen mit den folgenden Formeln:

1) Tb_xFe_100-x-yCo_y
(y4 Atom%).
2) (Tb_nDy_1-n)_xFe_100-x-yCo_y
(0<n<0,5 und 0y9 Atom% oder
0,5<n1,0 und 0y15 Atom%).
3) (Gd_nDy_1-n)_xFe_100-x-yCo_y
(0<n<0,5 und 0y15 Atom%).
4) (Tb_nEr_1-n)_xFe_100-x-yCo_y
(0,5<n<1,0 und 0y20 Atom%).
5) (Tb_nHo_1-n)_xFe_100-x-yCo_y
(0,5<n<1,0 und 0y15 Atom%).

In den obigen Formeln wird der Wert von x (Atom%) so gewählt, daß eine Legierungszusammensetzung vorliegt, in der das magnetische Moment der eingesetzten Übergangsmetalle dasjenige der eingesetzten Seltenerdmetalle bei Raumtemperatur überwiegt.

Beispiele für amorphe magnetische Legierungen, die in der zweiten magnetischen Schicht (2) des erfindungsgemäßen magneto-optischen Aufzeichnungsmaterials vom Typ A eingesetzt werden, sind diejenigen mit den folgenden Formeln:

1) (Gd_nDy_1-n)_xFe_100-x-yCo_y
(0,4<n<1,0 und 0y12 Atom%).
2) (Tb_nDy_1-n)_xFe_100-x-yCo_y
(0<n0,4 und 10y30 Atom%).
3) (Gd_nHo_1-n)_xFe_100-x-yCo_y
(0<n0,5 und 5y30 Atom%).
4) (Tb_nHo_1-n)_xFe_100-x-yCo_y
(0<n0,6 und 10y30 Atom%).
5) (Gd_nTb_1-n)_xFe_100-x-yCo_y
(0,3<n1,0 und 0<y20 Atom%).

In den obigen Formeln wird der Wert von x (Atom%) so gewählt, daß eine Legierungszusammensetzung vorliegt, in der das magnetische Moment der eingesetzten Seltenerdmetalle dasjenige der eingesetzten Übergangsmetalle bei Raumtemperatur überwiegt.

Die vorliegende Erfindung wird nun eingehend unter Bezugnahme auf das magneto-optische Aufzeichnungsmaterial vom Typ B gemäß der vorliegenden Erfindung, wie es in Fig. 2 gezeigt ist, erläutert.

Wie sich aus dem in Fig. 2 gezeigten Querschnitt deutlich entnehmen läßt, ist diese Aufzeichnungsschicht ebenfalls so aufgebaut, daß eine erste magnetische Schicht (3) über einer zweiten magnetischen Schicht (4) liegt. Die temperaturbeständigen Eigenschaften der Koerzitivkraft der ersten magnetischen Schicht (3) sind von denjenigen der zweiten magnetischen Schicht (4) verschieden, wie dies in Fig. 5 gezeigt ist. Genauso wie bei den ersten und zweiten magnetischen Schichten (1) und (2) im magneto- optischen Aufzeichnungsmaterial vom Typ A sind die ersten und zweiten magnetischen Schichten (3) und (4) im Aufzeichnungsmaterial vom Typ B Dünnschichten aus amorpher Legierung, die vertikal magnetisiert sind und aus wenigstens einem Seltenerdmetall, wie z. B. Gd, Dy, Tb, Ho und Er, und wenigstens einem Übergangsmetall, wie z. B. Fe und Co, hergestellt sind.

In dem magneto-optischen Aufzeichnungsmaterial vom Typ B überwiegt jedoch im Gegensatz zum magneto-optischen Aufzeichnungsmaterial vom Typ A das magnetische Moment der Seltenerdmetalle dasjenige der Übergangsmetalle sowohl in der ersten magnetischen Schicht (3) als auch in der zweiten magnetischen Schicht (4).

Die temperaturabhängigen Eigenschaften der Koerzitivkraft (Hc) der beiden magnetischen Schichten sind in Fig. 5 gezeigt.

Vorzugsweise liegt die Koerzitivkraft der ersten magnetischen Schicht (3) bei Raumtemperatur (Hc₁(T_R)) bei 2 kOe oder darüber, und ist damit größer als diejenige der zweiten magnetischen Schicht (4) (Hc₂(T_R)). Zusätzlich dazu ist die Koerzitivkraft der ersten magnetischen Schicht (3) bei einer niedrigeren Betriebstemperatur (Hc₁(T_L)) vorzugsweise 0,5 kOe oder weniger. Die Koerzitivkraft der zweiten magnetischen Schicht (4) bei einer niedrigeren Betriebstemperatur (Hc₂(T_L)), die so eingestellt ist, daß sie größer als die Koerzitivkraft der ersten magnetischen Schicht (3) bei Raumtemperatur (Hc₁(T_R)) ist, ist vorzugsweise 2 kOe oder weniger und noch bevorzugter 1 kOe oder weniger. Der Grund dafür ist, daß die Intensität eines Vormagnetisierungsfeldes (Hex), dem das Aufzeichnungsmaterial ausgesetzt wird, so eingestellt wird, daß sie größer ist als die obige Koerzitivkraft (Hc₂(T_L)) der zweiten magnetischen Schicht (4).

Die Materialien für die erste magnetische Schicht (3) und die zweite magnetische Schicht (4) werden aus denjenigen ausgewählt, die der folgenden Beziehung genügen:

T_{comp 1}<Tc₁<T_{comp 2}<tc₂

Insbesondere wird es bevorzugt, wenn die Kompensationstemperatur der Materialien für die erste magnetische Schicht (3) (T_{comp 1}) um 30°C oder mehr niedriger ist als die Curie-Temperatur (Tc₁) derselben und die Kompensationstemperatur der Materialien für die zweite magnetische Schicht (4) (T_{comp 2}) um 30°C oder mehr höher ist als die Curie-Temperatur der Materialien für die erste magnetische Schicht (3) (Tc₁) und um 30°C oder mehr niedriger ist als die Curie-Temperatur der Materialien für die zweite magnetische Schicht (4) (Tc₂).

In der zweiten magnetischen Schicht (4) können amorphe magnetische Legierungen, deren Kompensationstemperatur zwischen der höheren Betriebstemperatur (T_H) und der niedrigeren Betriebstemperatur (T_L) liegt, eingesetzt werden. Andererseits können in der ersten magnetischen Schicht (3) amorphe magnetische Legierungen verwendet werden, deren Curie-Temperatur in der Nachbarschaft der niedrigeren Betriebstemperatur (T_L) liegt.

Weiterhin besteht die folgende Beziehung zwischen der Koerzitivkraft der ersten magnetischen Schicht (3) bei einer niedrigeren Betriebstemperatur (Hc₁(T_L)), der Koerzitivkraft der zweiten magnetischen Schicht (4) bei einer niedrigeren Betriebstemperatur (Hc₂(T_L)), der Intensität eines Vormagnetisierungsfeldes (Hex), der Intensität eines Flotations-Magnetfeldes (Hf) und der zwischen der ersten magnetischen Schicht (3) und der zweiten magnetischen Schicht (4) ausgetauschten Energie (δw), wenn das Aufzeichnungsmaterial einem Laserstrahl zur Anhebung der Temperatur auf die niedrigere Betriebstemperatur ausgesetzt wird:

Hc₂(T_L)<Hc₁(T_L)
|Hex |<Hc₂(T_L)+Hf+δw |

Bevorzugte Beispiele für die amorphen magnetischen Legierungen, die in der ersten magnetischen Schicht (3) des magneto-optischen Aufzeichnungsmaterials vom Typ B gemäß der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden, sind diejenigen mit den folgenden Formeln:

1) (Tb_xFe_100-x-yCo_y
(0<y 4 Atom%).
2) (Tb_nDy_1-n)_xFe_100-x-yCo_y
(0n0,5 und 0y30 Atom% oder
0,5<n<1,0 und 0y20 Atom%).
3) (Tb_nHo_1-n)_xFe_100-x-yCo_y
(0,3<n<1,0 und 0y20 Atom%).
4) (Tb_nEr_1-n)_xFe_100-x-yCo_y
(0,5<n<1,0 und 0y20 Atom%).
5) (Gd_nDy_1-n)_xFe_100-x-yCo_y
(0<n<0,5 und 0y10 Atom%).

Beispiele für die amorphen magnetischen Legierungen, die in der zweiten magnetischen Schicht (4) des erfindungsgemäßen magneto-optischen Aufzeichnungsmaterials vom Typ B eingesetzt werden können, sind diejenigen mit den folgenden Formeln:

1) (Tb_xFe_100-x-yCo_y
(4<y<20 Atom%).
2) (Tb_nDy_1-n)_xFe_100-x-yCo_y
(0<n<0,5 und 5y<30 Atom% oder
0,5<n<1,0 und 3y<20 Atom%).
3) (Gd_nDy_1-n)_xFe_100-x-yCo_y
(0n0,5 und 5y25 Atom% oder
0,5<n<1,0 und 3y15 Atom%).
4) (Gd_nTb_1-n)_xFe_100-x-yCo_y
(0n0,5 und 7y<20 Atom% oder
0,5<n<1,0 und 3y15 Atom%).
5) (Tb_nEr_1-n)_xFe_100-x-yCo_y
(0,5<n<1,0 und 5<y<30 Atom%).
6) (Tb_nHo_1-n)_xFe_100-x-yCo_y
(0,5<n<1,0 und 5<y<30 Atom%).

In den obigen Formeln wird der Wert von x (Atom%) so gewählt, daß eine Legierungszusammensetzung vorliegt, in der das magnetische Moment der eingesetzten Seltenerdmetalle dasjenige der Übergangsmetalle bei Raumtemperatur überwiegt.

Im folgenden wird die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf das magneto-optische Aufzeichnungsmaterial vom Typ C gemäß der vorliegenden Erfindung, wie es in Fig. 3 dargestellt ist, erläutert.

Wie aus dem in Fig. 3 gezeigten Querschnitt hervorgeht, ist die Aufzeichnungsschicht ebenfalls so aufgebaut, daß eine erste magnetische Schicht (5) über einer zweiten magnetischen Schicht (6) liegt. Die temperaturabhängigen Eigenschaften der Koerzitivkraft der ersten magnetischen Schicht (5) sind von denen der zweiten magnetischen Schicht (6) verschieden, wie dies in Fig. 6 dargestellt ist. Genau wie bei den ersten und zweiten magnetischen Schichten (1) und (2) im magneto-optischen Aufzeichnungsmaterial vom Typ A und den ersten und zweiten magnetischen Schichten (3) und (4) im magneto-optischen Aufzeichnungsmaterial vom Typ B bestehen die ersten und zweiten magnetischen Schichten (5) und (6) im Aufzeichnungsmaterial vom Typ C aus Dünnschichten aus amorpher Legierung, die vertikal magnetisiert sind und aus wenigstens einem Seltenerdmetall, wie z. B. Gd, Dy, Tb, Ho und Er, und wenigstens einem Übergangsmetall, wie z. B. Fe und Co, hergestellt sind.

Im Gegensatz zu den magneto-optischen Aufzeichnungsmaterialien vom Typ A und vom Typ B überwiegt im magneto-optischen Aufzeichnungsmaterial vom Typ C das magnetische Moment der Übergangsmetalle dasjenige der Seltenerdmetalle bei Raumtemperatur sowohl in der ersten magnetischen Schicht (5) als auch in der zweiten magnetischen Schicht (6).

Die temperaturabhängigen Eigenschaften der Koerzitivkraft (Hc) der beiden magnetischen Schichten sind in Fig. 6 gezeigt.

Außerdem besteht die folgende Beziehung zwischen der Koerzitivkraft der ersten magnetischen Schicht (5) bei einer niedrigeren Betriebstemperatur (Hc₁(T_L)), der Koerzitivkraft der zweiten magnetischen Schicht (6) bei einer niedrigeren Betriebstemperatur (Hc₂(T_L)), der Intensität eines Vormagnetisierungsfeldes (Hex), der Intensität eines Flotations-Magnetfeldes (Hf) und der zwischen der ersten magnetischen Schicht (5) und der zweiten magnetischen Schicht (6) ausgetauschten Energie (δw), wenn das Aufzeichnungsmaterial einem Laserstrahl zur Anhebung der Temperatur auf die niedrigere Betriebstemperatur ausgesetzt wird:

Hc₂(T_L)<Hc₁(T_L)
|Hex |<|Hc₂(T_L)+Hf+δw |

Es wird bevorzugt, daß die Koerzitivkraft der ersten magnetischen Schicht (5) bei einer niedrigeren Betriebstemperatur (Hc₁(T_L)) 0,5 kOe oder darunter ist. Zusätzlich beträgt die Koerzitivkraft der zweiten magnetischen Schicht bei einer niedrigeren Betriebstemperatur (Hc₂(T_L)) vorzugsweise 2 kOe oder weniger, noch bevorzugter 1 kOe oder weniger.

Die Materialien für die erste magnetische Schicht (5) und die zweite magnetische Schicht (6) werden aus denjenigen ausgewählt, die die folgende Beziehung erfüllen:

T_L<Tc₁<T_H<Tc₂

Insbesondere wird es bevorzugt, wenn die Curie-Temperatur der ersten magnetischen Schicht (5) (Tc₁) und diejenige der zweiten magnetischen Schicht (6) (Tc₂) 160°C oder darüber bzw. 180°C oder darüber beträgt. Weiterhin liegt die Kompensationstemperatur der ersten magnetischen Schicht (5) (T_{comp 1}) vorzugsweise im Bereich von 40°C bis 100°C, während die Kompensationstemperatur der zweiten magnetischen Schicht (6) (T_{comp 2}) vorzugsweise im Bereich von 70°C bis 180°C liegt.

Bevorzugte Beispiele für amorphe magnetische Legierungen, die in der ersten magnetischen Schicht (5) des magneto- optischen Aufzeichnungsmaterials vom Typ C gemäß der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden, sind diejenigen mit den folgenden Formeln:

1) Tb_xFe_100-x
2) Dy_xFe_100-x-yCo_y
(10y20 Atom%).
3) (Tb_nDy_1-n)_xFe_100-x-yCo_y
(0<n<0,5 und 0y10 Atom%).
4) (Gd_nDy_1-n)_xFe_100-x-yCo_y
(0<n<0,5 und 0y10 Atom%).
5) (Tb_nHo_1-n)_xFe_100-x-yCo_y
(0,5<n<1,0 und 0y15 Atom%).
6) (Tb_nEr_1-n)_xFe_100-x-yCo_y
(0,5<n<1,0 und 0y15 Atom%).

In den obigen Formeln wird der Wert von x (Atom%) so gewählt, daß eine Legierungszusammensetzung vorliegt, in der das magnetische Moment der Übergangsmetalle dasjenige der Seltenerdmetalle bei Raumtemperatur überwiegt.

Beispiele für die amorphen magnetischen Legierungen, die in der zweiten magnetischen Schicht (6) des erfindungsgemäßen magneto-optischen Aufzeichnungsmaterials vom Typ C eingesetzt werden können, sind diejenigen mit den folgenden Formeln:

1) Tb_xFe_100-xCo_y
(7y25 Atom%).
2) Dy_xFe_100-xCo_y
(12y35 Atom%).
3) Gd_xFe_100-x-yCo_y
(0y10 Atom%).
4) (Gd_nDy_1-n)_xFe_100-x-yCo_y
(0,5n1,0 und 0y15 Atom%).
5) (Gd_nTb_1-n)_xFe_100-x-yCo_y
(0,5n1,0 und 0y15 Atom%).
6) (Tb_nDy_1-n)_xFe_100-x-yCo_y
(0<n<1,0 und 10y30 Atom%).

Bezugnehmend auf die Fig. 7(a) bis 7(e) wird im folgenden das Verfahren der Aufzeichnung von Information und der Löschung derselben auf dem erfindungsgemäßen magneto- optischen Aufzeichnungsmaterial vom Typ A genauer erklärt.

Bei Raumtemperatur werden eine erste magnetische Schicht (1) und eine zweite magnetische Schicht (2) in der in Fig. 7(a) dargestellten Weise magnetisiert.

Wenn das Aufzeichnungsmaterial zum Zwecke der Aufzeichnung von Information einem Laserstrahl mit einer Stärke (P_W), die einer Betriebstemperatur (T_H) entspricht, in Fig. 7(b) als (P_H) identifiziert, ausgesetzt wird, wird die Magnetisierung der ersten magnetischen Schicht (1) nahezu ausgelöscht und diejenige in der zweiten magnetischen Schicht (2) wird schwach, wie dies in Fig. 7(b) dargestellt ist. Der Grund dafür liegt darin, daß bei einer höheren Betriebstemperatur die Koerzitivkraft der ersten magnetischen Schicht (1) (Hc₁(T_H)) kleiner ist als diejenige der zweiten magnetischen Schicht (2) (Hc₂(T_H)). In diesem Fall ist die Stärke eines Laserstrahls zur Aufzeichnung von Information (P_W) größer als diejenige für die Löschung von Information. In einem derartigen Zustand wird das Aufzeichnungsmaterial in Richtung nach unten, d. h. in derselben Richtung wie die Magnetisierungsrichtung der zweiten magnetischen Schicht (2) in dem Zustand, in dem Information gelöscht wird, einem Vormagnetisierungsfeld (Hex) ausgesetzt, wie dies in Fig. 7(b) gezeigt ist. Als Ergebnis davon wird die Magnetisierungsrichtung in dem Gebiet, das dem Laserstrahl in der zweiten magnetischen Schicht (2) ausgesetzt ist, durch das Vormagnetisierungsfeld (Hex) umgekehrt.

Wenn nun die Temperatur des Aufzeichnungsmaterials erniedrigt wird, wird die Magnetisierung der ersten magnetischen Schicht (1) durch die Austausch-Kupplungskraft zwischen der ersten und zweiten magnetischen Schicht (1) und (2) umgekehrt. Wenn das Aufzeichnungsmaterial auf Raumtemperatur abgekühlt wird, wird die Magnetisierungsrichtung in der ersten magnetischen Schicht (1) stabilisiert, wie dies in Fig. 7(c) gezeigt ist, und Information wird darauf aufgezeichnet.

Die Information, die auf der Aufzeichnungsschicht des erfindungsgemäßen magneto-optischen Aufzeichnungsmaterials vom Typ A aufgezeichnet ist, wird wie folgt gelöscht:

Die Information ist auf der Aufzeichnungsschicht wie in Fig. 7(c) dargestellt aufgezeichnet. Wenn das Aufzeichnungsmaterial zwecks Lösung der Information einem Laserstrahl mit einer Stärke (P_E) ausgesetzt wird, die der Betriebstemperatur (T_L) entspricht (und in Fig. 7(d) als (P_L) identifiziert ist) wie dies in Fig. 7(d) dargestellt ist, wird die Austausch-Kupplungskraft zwischen der ersten magnetischen Schicht (1) und der zweiten magnetischen Schicht (2) merklich abgeschwächt. In einem derartigen Zustand wird, wenn das Aufzeichnungsmaterial mit Richtung nach unten, d. h. in derselben Richtung wie die Magnetisierungsrichtung der zweiten magnetischen Schicht (2) in dem Zustand, in dem Information gelöscht wird, einem Vormagnetisierungsfeld (Hex) ausgesetzt wird, das größer ist als die Koerzitivkraft der zweiten magnetischen Schicht bei einer niedrigeren Betriebstemperatur (Hc₂(T_L)), die Magnetisierungsrichtung in dem Gebiet, das in der zweiten magnetischen Schicht (2) dem Laserstrahl ausgesetzt ist, in Richtung des Vormagnetisierungsfeldes (Hex) umgekehrt. Der Grund dafür ist, daß zwischen der Intensität des Vormagnetisierungsfeldes, der Koerzitivkraft der zweiten magnetischen Schicht (2) bei einer niedrigeren Betriebstemperatur (Hc₂(T_L)) und der Koerzitivkraft der ersten magnetischen Schicht (1) bei einer niedrigeren Betriebstemperatur (Hc₁(T_L)) die folgende Beziehung besteht:

Hex<Hc₂(T_L)<Hc₁(T_L)

Wenn nun die Temperatur des Aufzeichnungsmaterials gesenkt wird, wird die Magnetisierung der ersten magnetischen Schicht (1) durch die Austausch-Kupplungskraft zwischen der ersten und zweiten magnetischen Schicht (1) und (2) umgekehrt. Wenn das Aufzeichnungsmaterial auf Raumtemperatur abgekühlt wird, wird die Magnetisierungsrichtung der ersten magnetischen Schicht (1) stabilisiert, wie dies in Fig. 7(e) gezeigt ist, was dasselbe wie in Fig. 7(a) ist, und somit wird die Information darauf gelöscht.

Bei den oben beschriebenen Aufzeichnungs- und Löschvorgängen ist die Laserstärke für das Schreiben, P_W, größer als die Stärke für das Löschen, P_E.

Wenn die Stärke des für die Löschung von Information eingesetzten Laserstrahls (P_E) größer ist als diejenige für die Aufzeichnung der Information (P_W), wird das magneto-optische Aufzeichnungsmaterial vom Typ A einem Vormagnetisierungsfeld (Hex) in einer Richtung ausgesetzt, die entgegengesetzt zu der Magnetisierungsrichtung der zweiten magnetischen Schicht (2) in dem Zustand, in dem Information gelöscht wird, wodurch Information auf dem Aufzeichnungsmaterial aufgezeichnet und ebenso davon gelöscht werden kann.

Ein derartiges Verfahren zur Aufzeichnung und Löschung von Information wird unter Bezugnahme auf die Fig. 8(a) bis 8(e) ausführlich beschrieben.

Die ersten und zweiten magnetischen Schichten (1) und (2) des magneto-optischen Aufzeichnungsmaterials vom Typ A werden bei Raumtemperatur in der in Fig. 8(a) gezeigten Weise magnetisiert.

Wenn das Aufzeichnungsmaterial zur Aufzeichnung von Information einem Laserstrahl mit einer Stärke (P_W), die der Betriebstemperatur (T_L) entspricht, in Fig. 8(b) als (P_L) bezeichnet, ausgesetzt wird, wird die Austausch- Kupplungskraft zwischen der ersten magnetischen Schicht (1) und der zweiten magnetischen Schicht (2) stark vermindert. In einem solchen Zustand wird, wenn das Aufzeichnungsmaterial in Richtung nach oben, d. h. in einer Richtung entgegengesetzt zur Magnetisierungsrichtung der zweiten magnetischen Schicht in dem Zustand, in dem Information gelöscht wird, einem Vormagnetisierungsfeld (Hex), das größer ist als die Koerzitivkraft der zweiten magnetischen Schicht (2) bei einer niedrigeren Betriebstemperatur (Hc₂(T_L)), ausgesetzt wird, die Magnetisierungsrichtung in dem Gebiet, das in der zweiten magnetischen Schicht (2) dem Laserstrahl ausgesetzt ist, in dieselbe Richtung umgekehrt, wie die des magnetischen Feldes (Hex), wie dies in Fig. 8(b) dargestellt ist. Der Grund dafür ist, daß folgende Beziehung zwischen (Hex), (Hc₂(T_L)) und (Hc₁(T_L)) besteht, wie sich dies aus dem in Fig. 4 gezeigten Diagramm ergibt:

Hex<Hc₂(T_L)<Hc₁(T_L)

Wenn die Temperatur des Aufzeichnungsmediums gesenkt wird, wird die Magnetisierung der magnetischen Schicht (1) durch die Austausch-Kupplungskraft zwischen der ersten und der zweiten magnetischen Schicht (1) und (2) so umgekehrt, daß sie der Magnetisierung der zweiten magnetischen Schicht (2) entspricht. Wenn das Aufzeichnungsmaterial auf Raumtemperatur abgekühlt wird, wird die Magnetisierungsrichtung der ersten magnetischen Schicht (1), wie in Fig. 8(c) dargestellt, stabilisiert, so daß darauf Information aufgezeichnet wird.

Die Information ist auf dem Aufzeichnungsmaterial wie in Fig. 8(c) dargestellt aufgezeichnet. Wenn das Aufzeichnungsmaterial zur Löschung der Information einem Laserstrahl mit einer Stärke (P_E), die der Betriebstemperatur (T_H) entspricht und in Fig. 8(d) als (P_H) bezeichnet ist, ausgesetzt wird, wie dies in Fig. 8(d) gezeigt ist, wird die Magnetisierung der ersten magnetischen Schicht (1) nahezu gelöscht und diejenige der zweiten magnetischen Schicht (2) wird schwach, wie dies in Fig. 8(d) auch gezeigt ist. Der Grund dafür ist, daß bei einer höheren Betriebstemperatur die Koerzitivkraft der ersten magnetischen Schicht (1) (Hc₁(T_H)) kleiner ist als diejenige der zweiten magnetischen Schicht (2) (Hc₂(T_H)), wie sich dies der Fig. 4 auch entnehmen läßt. In einem solchen Zustand wird, wenn das Aufzeichnungsmaterial in Richtung nach oben, d. h. in einer Richtung entgegengesetzt zur Magnetisierungsrichtung der zweiten magnetischen Schicht (2) in dem Zustand, in dem Information gelöscht wird, einem Vormagnetisierungsfeld (Hex) ausgesetzt wird, die Magnetisierung in dem Gebiet, das in der zweiten magnetischen Schicht (2) dem Laserstrahl ausgesetzt ist, durch das Vormagnetisierungsfeld (Hex) umgekehrt.

Wenn die Temperatur des Aufzeichnungsmaterials gesenkt wird, wird die Magnetisierung der ersten magnetischen Schicht (1) durch die Austausch-Kupplungskraft zwischen der ersten und zweiten magnetischen Schicht (1) und (2) umgekehrt. Wenn das Aufzeichnungsmaterial auf Raumtemperatur abgekühlt wird, wird die erste magnetische Schicht (1) stabilisiert, wie dies in Fig. 8(e) gezeigt ist, ebenso wie dies im Falle der Fig. 8(a) der Fall war, und demgemäß wird die Information daraus gelöscht.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 9(a) und 9(b) wird nun ein kontinuierliches Aufzeichnungs- und Löschverfahren erläutert.

Es wird angenommen, daß in den Fig. 9(a) und 9(b) das magneto-optische Aufzeichnungsmaterial vom Typ A sich in Richtung des Pfeils Q vorwärtsbewegt, wobei unter dem Aufzeichnungsmaterial ein Magnet angebracht ist, um für ein Vormagnetisierungsfeld (Hex) zu sorgen und das Aufzeichnungsmaterial von oben einem einzelnen Laserstrahl ausgesetzt wird.

In dem Zustand, wie er in Fig. 9(a) dargestellt ist, werden ein Bit b im gelöschten Zustand und ein Bit c im aufgezeichneten Zustand in ein Bit b′ im aufgezeichneten Zustand bzw. ein Bit c′ im gelöschten Zustand überführt.

Es wird angenommen, daß in den Fig. 9(a) und 9(b) die Stärke des einzelnen Laserstrahls zur Aufzeichnung von Information (P_W) größer ist als diejenige für die Löschung dieser Information (P_E). Wenn sich das magneto-optische Aufzeichnungsmaterial vom Typ A in Richtung des Pfeiles Q bewegt, wird die Stärke eines einzelnen Laserstrahls, dem das Aufzeichnungsmaterial ausgesetzt ist, auf solche Weise geschaltet, daß P_E dem Bit a, P_W dem Bit b, P_E dem Bit c und P_E dem Bit d entsprechen. Als Ergebnis wird das Bit b im gelöschten Zustand in ein Bit b′ im aufgezeichneten Zustand überführt und das Bit c im aufgezeichneten Zustand wird zu einem Bit c′ im gelöschten Zustand. Mit diesem Verfahren kann ein löschender Überschreibvorgang durch einfaches Regulieren der Stärke des einzelnen Laserstrahls durchgeführt werden, ohne daß die Notwendigkeit besteht, die Richtung des Vormagnetisierungsfeldes, dem das Aufzeichnungsmaterial ausgesetzt wird, in Abhängigkeit von der Aufzeichnung und Löschung von Information zu ändern.

In dem Fall, wo die Stärke des einzelnen Laserstrahls zur Aufzeichnung von Information (P_W) kleiner ist als diejenige für die Löschung der Information (P_E), kann der löschende Überschreibvorgang ebenfalls durchgeführt werden, indem man das Aufzeichnungsmaterial in Richtung nach unten dem Vormagnetisierungsfeld aussetzt, ohne daß die Richtung in Abhängigkeit von der Aufzeichnung und Löschung geändert werden muß.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 10(a) bis 10(e) wird im folgenden das Verfahren zur Aufzeichnung von Information und die Löschung derselben bei einem erfindungsgemäßen magneto-optischen Aufzeichnungsmaterial vom Typ B näher erläutert.

Bei Raumtemperatur werden die erste magnetische Schicht (3) und die zweite magnetische Schicht (4) so magnetisiert, wie dies in Fig. 10(a) dargestellt ist.

Wenn das Aufzeichnungsmaterial zum Zwecke der Aufzeichnung von Information einem Laserstrahl mit einer Stärke (P_W), die einer Arbeitstemperatur (T_H) entspricht (in Fig. 10(b) als (P_H) gekennzeichnet) ausgesetzt wird, wird die Magnetisierung der ersten magnetischen Schicht (3) fast gelöscht und diejenige der zweiten magnetischen Schicht (4) wird schwach, wie dies in Fig. 10(b) gezeigt ist. Der Grund dafür ist, daß bei einer höheren Betriebstemperatur die Koerzitivkraft der ersten magnetischen Schicht (3) (Hc₁(T_H)) kleiner ist als diejenige der zweiten magnetischen Schicht (2) (Hc₂(T_H)). In diesem Fall ist die Stärke des Laserstrahls für die Aufzeichnung von Information (P_W) größer als diejenige für die Löschung von Information. In einem derartigen Zustand wird, wenn das Aufzeichnungsmaterial in Richtung nach oben, d h. in derselben Richtung wie die Magnetisierungsrichtung der zweiten magnetischen Schicht (4) in dem Zustand, in dem Information gelöscht wird, einem Vormagnetisierungsfeld (Hex) ausgesetzt wird, wie dies in Fig. 10(b) gezeigt ist, die Magnetisierungsrichtung des Gebiets, das in der zweiten magnetischen Schicht (4) dem Laserstrahl ausgesetzt ist, durch das Vormagnetisierungsfeld (Hex) umgekehrt.

Wenn die Temperatur des Aufzeichnungsmaterials gesenkt wird, wird die Magnetisierung der ersten magnetischen Schicht (3) durch die Austausch-Kupplungskraft zwischen der ersten und der zweiten magnetischen Schicht (3) und (4) umgekehrt. Wenn das Aufzeichnungsmaterial auf Raumtemperatur abgekühlt wird, wird die erste magnetische Schicht (3) magnetisiert und stabilisiert, wie dies in Fig. 10(c) gezeigt ist und somit wird Information darauf aufgezeichnet.

Die Information, die auf dem magneto-optischen Aufzeichnungsmaterial vom Typ B gemäß der vorliegenden Erfindung aufgezeichnet ist, wird wie folgt gelöscht:

Die Information ist auf dem Aufzeichnungsmaterial wie in Fig. 10(c) gezeigt aufgezeichnet. Zum Zwecke der Löschung von Information wird das Aufzeichnungsmaterial einem Laserstrahl mit einer Stärke (P_E), die der niedrigeren Betriebstemperatur (T_L) entspricht (in Fig. 10(d) als (P_L) gekennzeichnet) ausgesetzt, wie dies in Fig. 10(d) gezeigt ist. Wenn das Aufzeichnungsmaterial in Richtung nach oben, d. h. in derselben Richtung wie die Magnetisierungsrichtung der zweiten magnetischen Schicht (4) in dem Zustand, in dem Information gelöscht wird, einem Vormagnetisierungsfeld (Hex) ausgesetzt wird, das größer ist als die Koerzitivkraft der zweiten magnetischen Schicht (4) bei einer niedrigeren Betriebstemperatur (Hc₂(T_L)), wird die Magnetisierungsrichtung in dem Gebiet, das in der zweiten magnetischen Schicht (4) dem Laserstrahl ausgesetzt ist, durch das Vormagnetisierungsfeld (Hex) umgekehrt. Der Grund dafür ist, daß die folgende Beziehung zwischen der Intensität des Vormagnetisierungsfeldes, der Koerzitivkraft der zweiten magnetischen Schicht (4) bei einer niedrigeren Betriebstemperatur (Hc₂(T_L)) und der Koerzitivkraft der ersten magnetischen Schicht (3) bei einer niedrigeren Betriebstemperatur (Hc₁(T_L)) vorliegt, wie sich dies aus dem Diagramm in Fig. 5 ergibt:

Hex<Hc₂(T_L)<Hc₂(T_L)

Wenn die Temperatur des Aufzeichnungsmaterials gesenkt wird, wird die Magnetisierung der ersten magnetischen Schicht (3) durch die Austausch-Kupplungskraft zwischen der ersten und der zweiten magnetischen Schicht (3) und (4) umgekehrt. Wenn das Aufzeichnungsmaterial auf Raumtemperatur abgekühlt ist, wird die erste magnetische Schicht (3) magnetisiert und stabilisiert, wie dies in Fig. 10(e) gezeigt ist, wie dies auch im Fall der Fig. 10(a) der Fall ist, und somit wird Information daraus gelöscht.

Bei den obigen Aufzeichnungs- und Löschvorgängen ist die Stärke der Laser P_W für die Aufzeichnung größer als die Stärke des Lasers P_E für die Löschung.

Wenn die Stärke des für die Löschung von Information eingesetzten Laserstrahls (P_E) größer ist als diejenige für die Aufzeichnung der Information (P_W) setzt man das magneto-optische Aufzeichnungsmaterial vom Typ B einem Vormagnetisierungsfeld (Hex) in entgegengesetzter Richtung zur Magnetisierungsrichtung der zweiten magnetischen Schicht (4) in dem Zustand, in dem Information gelöscht wird, aus, wodurch die Information auf diesem Aufzeichnungsmaterial gleichermaßen aufgezeichnet und gelöscht wird, wie dies in den Fig. 11(a) bis 11(e) dargestellt ist.

Zusätzlich dazu kann mit Hilfe desselben Mechanismus, wie er bei dem magneto-optischen Aufzeichnungsmaterial vom Typ A eingesetzt wird, auch ein kontinuierlicher Aufzeichnungs- und Löschvorgang mit dem magneto-optischen Aufzeichnungsmaterial vom Typ B durchgeführt werden.

Wenn bei dem erfindungsgemäßen magneto-optischen Aufzeichnungsmaterial vom Typ C die Stärke des eingesetzten Laserstrahls für die Aufzeichnung von Information auf dem Aufzeichnungsmaterial größer ist als diejenige für die Löschung von Information, können die Aufzeichnungs- und Löschvorgänge ebenfalls wie folgt durchgeführt werden:
Das Aufzeichnungsmaterial wird während der gesamten Aufzeichnungs- und Löschvorgänge einem Vormagnetisierungsfeld (Hex) in derselben Richtung ausgesetzt wie die Magnetisierungsrichtung der zweiten magnetischen Schicht (6) in dem Zustand, in dem Information gelöscht wird. Wenn die Stärke des obigen Laserstrahls zur Aufzeichnung von Information auf dem Aufzeichnungsmaterial geringer ist als diejenige für die Löschung desselben wird das Aufzeichnungsmaterial während der gesamten Aufzeichnungs- und Löschvorgänge einem Vormagnetisierungsfeld (Hex) in entgegengesetzter Richtung zu der Magnetisierungsrichtung der zweiten magnetischen Schicht (6) in dem Zustand, in dem Information gelöscht wird, ausgesetzt, und die Intensität des Vormagnetisierungsfeldes (Hex) wird so eingestellt, daß sie größer ist als die Koerzitivkraft der zweiten magnetischen Schicht (6) bei der niedrigeren Betriebstemperatur (Hc₂(T_L)), wodurch der löschende Überschreibvorgang in dem magneto-optischen Aufzeichnungsmaterial vom Typ C durch denselben Mechanismus erfolgen kann wie im Falle der magneto-optischen Aufzeichnungsmaterialien vom Typ A und B.

Das erfindungsgemäße magneto-optische Aufzeichnungssystem wurde für den Fall erläutert, daß ein einzelner Laserstrahl zur Aufzeichnung und Löschung von Information eingesetzt wird. Zusätzlich dazu kann die vorliegende Erfindung auch bei einem Zweistrahlsystem eingesetzt werden, das zwei Laserstrahlen verwendet, nämlich einen vorangehenden Strahl und einen nachfolgenden Strahl.

Die spezifische Konfiguration des erfindungsgemäßen magneto-optischen Aufzeichnungsmaterials wird nun eingehender unter Bezugnahme auf die Fig. 12 erklärt.

Die Fig. 12 ist ein Querschnitt eines Beispiels für das erfindungsgemäße magneto-optische Aufzeichnungsmaterial. Wie in Fig. 12 gezeigt, wird der Schichtträger (21) der Reihe nach mit einer Unterschicht (22) (eine Schicht aus dielektrischem Material), einer Aufzeichnungsschicht (23), die aus einer ersten magnetischen Schicht (23a) und einer zweiten magnetischen Schicht (23b) besteht, einer Schutzschicht (24) (eine Schicht aus dielektrischem Material), einer organischen Schutzschicht oder einer Verbindungsschicht (25) in der angegebenen Reihenfolge belegt. Es ist nicht immer erforderlich, die Schutzschicht (24) vorzusehen.

Bevorzugte Beispiele für Materialien für den Schichtträger (21) sind z. B. Kunststoffe, wie z. B. Polycarbonat, amorphes Polyolefinharz, Epoxyharz und Methylmethacrylatharz; und Gläser, wie z. B. Kalknatronglas, Aluminiumsilikatglas, Vycor-Glas und Pyrex-Glas. Auf dem Substrat (21) können Führungsschienen zur Führung eines Laserstrahl- Lichtpunkts (eines optischen Kopfes) im Laufe der Aufzeichnungs-, Lösch- und Wiedergabevorgänge oder Vor- Rillen für Aufzeichnungsformat-Information vorgesehen werden. Diese Führungsschienen und winzigen Vor-Rillen können durch übliche Verfahren, wie z. B. das Injektionsverfahren oder das Photopolymerisationsverfahren (2P-Verfahren) auf dem Schichtträger (21) gebildet werden. Alternativ können sie direkt durch das Photoresist- Verfahren auf der Glasplatte erzeugt werden.

Um die Oberfläche des Schichtträgers (21), die dem Laserstrahl ausgesetzt ist, vor Wasser und Sauerstoff zu schützen, kann die obige Oberfläche des Schichtträgers (21) mit einer dielektrischen Schicht oder einer hydrophoben Gas-resistenten Schicht (z. B. einer Fluorkunststoffschicht) beschichtet werden.

Die Unterschicht (22) wird vorgesehen, um zu verhindern, daß die magnetischen Eigenschaften der Aufzeichnungsschicht (23) durch Wasser und Sauerstoff, die sonst von außen durch den Schichtträger (21) in die Aufzeichnungsschicht (23) eindringen könnten, verloren gehen. Zusätzlich dazu hat die Unterschicht (22) die Funktion, die magneto- optischen Wirkungen, wie z. B. den Kerr'schen Rotationswinkel (Rk), durch Mehrfachreflexion von Licht zu verstärken.

Die optimalen Eigenschaften der Unterschicht (22) zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die Fig. 13 und 14 diskutiert.

In einem magneto-optischen Aufzeichnungsmaterial, wie es in Fig. 14 gezeigt ist, wird ein Glas-Schichtträger (61) der Reihe nach mit einer Unterschicht (62), die aus Si_xN_y hergestellt ist und einen Brechungsindex von 2,3 hat, einer magnetischen Schicht (63), die aus TbDyFeCo hergestellt ist, und einer aus Si_xN_y hergestellten Schutzschicht (64) belegt. Das Aufzeichnungsmaterial wird in der in Fig. 14 gezeigten Art und Weise einem Laserstrahl (65) ausgesetzt. Die Dicke der magnetischen Schicht (63) ist 70 nm. Die Fig. 13 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Dicke der Unterschicht (62), die in Fig. 14 erläutert ist, der dekadischen Extinktion (A) und dem Reflexionsvermögen (R) der obigen Unterschicht zeigt.

Wie aus Fig. 13 ersichtlich, erreicht die dekadische Extinktion (A) der Unterschicht (62) einen Maximalwert, wenn die Dicke derselben im Bereich von 60 bis 70 nm liegt. Demgemäß kann die Empfindlichkeit gegenüber dem Laserstrahl für die Aufzeichnung verbessert werden, wenn eine Unterschicht mit einer Dicke von 60 bis 70 nm in dem magneto-optischen Aufzeichnungsmaterial verwendet wird.

Die Fig. 15 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Dicke der Unterschicht (in nm) und dem Kerr'schen Rotationswinkel (Rk) zeigt. Dieses Diagramm beweist, daß der Kerr'sche Rotationswinkel (Rk) ebenfalls ein Maximum erreicht, bedingt durch den verstärkenden Effekt der Mehrfachreflexion der Unterschicht, wenn die Dicke dieser Schicht im Bereich von ungefähr 60 bis 70 nm liegt, d. h. die Dicke, bei der, wie oben erwähnt, die dekadische Extinktion (A) maximal ist.

Zusätzlich dazu stellt die Fig. 16 ein Diagramm dar, daß die Beziehung zwischen dem Brechungsindex (n) eines in der Unterschicht verwendeten dielektrischen Materials, der dekadischen Extinktion (A), und dem Reflexionsvermögen (R) der Unterschicht zeigt. Wie aus diesem Diagramm ersichtlich, wird eine maximale dekadische Extinktion erhalten, wenn der Brechungsindex (n) des für die Unterschicht verwendeten dielektrischen Materials im Bereich von 2,5 bis 2,7 liegt.

In dem in Fig. 12 gezeigten erfindungsgemäßen magneto- optischen Aufzeichnungsmaterial ist die Dicke der Unterschicht (22) vorzugsweise im Bereich von 50 bis 100 nm, und noch bevorzugter im Bereich von 60 bis 90 nm. Weiter ist der Brechungsindex der Unterschicht (22) vorzugsweise 2,0 oder darüber und die thermische Leitfähigkeit der Unterschicht ist vom Standpunkt des Wärmeverlustes bei der thermischen Leitfähigkeit vorzugsweise 0,1 cal/cm · s · °C oder darunter.

Wenn man die Dicke, den Brechungsindex und die thermische Leitfähigkeit der Unterschicht (22) zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung berücksichtigt, können z. B. die folgenden Materialien als Unterschicht (22) eingesetzt werden:
Si_xN_y, Si_xO_y, AlN, ZrN, CrN, Al₂O₃, TiO₂, Ta₂O₅, ZnS, ZnO, MgO, Al₂O₃, AlON, ZrAlSiN, ZrAlSi, ZrSiO, ZrSiN, ZrAlN, ZrAlON, AlSiN, ZrAlSiNO, AlSiNO, In₂O₃, ZrO₂, Ta₂O₅ und Cr₂O₃. Diese Materialien können allein oder in Kombination verwendet werden, wenn die Unterschicht (22) hergestellt wird. Die Unterschicht (22) wird auf dem Schichtträger (21) durch Sputtern, Vakuum-Abscheidung oder Ion-Plating erzeugt.

Die Aufzeichnungsschicht (23), wie sie in Fig. 12 gezeigt ist, ist so aufgebaut, daß die erste magnetische Schicht (23a) und die zweite magnetische Schicht (23b), wie bereits erwähnt, laminiert sind. Die Dicke einer jeden der beiden Schichten liegt vorzugsweise im Bereich von 10 bis 100 nm und demgemäß liegt die Dicke der Aufzeichnungsschicht (23) vorzugsweise im Bereich von 20 bis 200 nm. Die erste magnetische Schicht (23a) und die zweite magnetische Schicht (23b) können auf dem Schichtträger (21) bzw. der ersten magnetischen Schicht (23a) durch Sputtern oder Vakuum-Abscheidung erzeugt werden.

Für jede der beiden magnetischen Schichten können die oben erwähnten amorphen Legierungen eingesetzt werden. Selbstverständlich können auch andere amorphe Legierungen, die die obigen Bedingungen erfüllen, Verwendung finden. Zum Beispiel können amorphe Legierungen, die aus einem Metall aus der Gruppe von Fe und Co und einem Metall aus der Gruppe von Gd, Tb, Dy, Er, Ho und Sm aufgebaut sind, gegebenenfalls unter Zusatz eines Metalls aus der Gruppe von Pt, Sn, Ni, Al, Ti, Zr, Au, Pm, Y, Nd, Ce, Rb, Nb, Rh, Pr, In, Ta, Cr, U, Sb und Si, eingesetzt werden.

Um die Koerzitivkraft der zweiten magnetischen Schicht (23b) (Hc₂) zu verringern oder um die Temperatur-abhängigen Eigenschaften der Koerzitivkraft der zweiten magnetischen Schicht (23b) relativ zu denjenigen der ersten magnetischen Schicht (23a) einzustellen, können Pt, Sn, Al, Ti oder Ni der zweiten magnetischen Schicht (23b) zugegeben werden.

Die Schutzschicht (24) dient dazu, die thermische Energie, die in der Aufzeichnungsschicht (23) durch die Anwendung des Laserstrahls erzeugt wird, in der Aufzeichnungsschicht (23) zu akkumulieren, ohne daraus Energie diffundieren zu lassen. Weiterhin schützt die Schutzschicht (24) die Aufzeichnungsschicht (23) vor Oxidation und Korrosion, die von dem Kontakt mit Wasser und Sauerstoff in der Luft herrührt. Es wird demgemäß bevorzugt, wenn die thermische Leitfähigkeit der Schutzschicht (24) kleiner ist als diejenige der Unterschicht (22). Insbesondere wird vorzugsweise ein dielektrisches Material mit einer thermischen Leitfähigkeit von 5×10^-2 cal/cm · s · °C oder weniger als Material für die Schutzschicht (24) eingesetzt. Die Materialien für die Schutzschicht (24) können dieselben sein, wie diejenigen, die für die Unterschicht (22) eingesetzt werden. Unter diesen Materialien werden Si_xN_y, Al₂O₃, SiO₂, SiO, ZrO₂, ZrSiO, SiZrN und Cr₂O₃ bevorzugt. Weiterhin können zu den Materialien für die Schutzschicht (24) Ti, Pt, Cr, Nd oder Mn hinzugefügt werden, um die thermische Leitfähigkeit der Schutzschicht (24) zu regulieren. Die Schutzschicht (24) wird durch dasselbe filmerzeugende Verfahren, wie es bei der Unterschicht (22) angewendet wird, auf der zweiten magnetischen Schicht (23b) in einer Dicke von 50 bis 200 nm erzeugt.

Auf der Schutzschicht (24) kann gegebenenfalls eine organische Schutzschicht oder eine Verbindungsschicht (25) vorgesehen werden. Die organische Schutzschicht schützt die darunterliegenden Schichten und die Verbindungsschicht hat die Funktion, an einem anderen Aufzeichnungsmaterial zu haften, wenn ein doppelseitiges magneto-optisches Aufzeichnungsmaterial eingesetzt wird. Die organische Schutzschicht oder die Verbindungsschicht (25) werden hergestellt durch Beschichtung (durch das Schleuder-Beschichtungsverfahren oder das Beschichtungsverfahren mit beheizten Walzen) der Schutzschicht (24) mit einem Harz, z. B. einem Epoxyharz, einem UV-härtbaren Harz, einem Phenolharz, einem Acrylharz oder einem Vinylharz, in einer Dicke von 1 µm bis 100 µm.

Wenn ein magneto-optisches Aufzeichnungsmaterial vom doppelseitigen Aufzeichnungstyp hergestellt wird, indem man ein magneto-optisches Aufzeichnungsmaterial in Form einer Platte an das andere Aufzeichnungsmaterial klebt, werden die Endteile der zwei Platten vorzugsweise durch ein dielektrisches Material oder ein Kunststoffmaterial verbunden.

Die Konfiguration des erfindungsgemäßen magneto-optischen Aufzeichnungsmaterials ist nicht auf die in Fig. 12 gezeigte Konfiguration beschränkt. Zum Beispiel können ein magneto-optisches Aufzeichnungsmaterial ohne die organische Schutzschicht (25), die in Fig. 12 gezeigt ist, und ein Aufzeichnungsmaterial ohne die Schutzschicht (24), die in Fig. 12 gezeigt ist, verwendet werden. Zusätzlich dazu kann auf der organischen Schutzschicht (25) ein Schutz-Substrat mit einer Dicke von 0,05 mm bis 0,5 mm, aus Polycarbonat hergestellt, vorgesehen werden, um die Wellung des Aufzeichnungsmaterials zu verhindern. Die Eigenschaften dieses Schutz-Substrats, wie z. B. Dehnbarkeit aufgrund von Wasserabsorption, lineare Expansion und Kompressionsdruck, müssen praktisch dieselben sein, wie diejenigen des Kunststoff- Schichtträgers (21), damit es eine Wellung des Aufzeichnungsmaterials verhindern kann.

Weiterhin kann erfindungsgemäß das magneto-optische Aufzeichnungsmaterial mit der in Fig. 17 gezeigten Struktur eingesetzt werden. In diesem Aufzeichnungsmaterial befindet sich zwischen der Schutzschicht (24) und einer organischen Schutzschicht oder einer Verbindungsschicht (25) eine Reflexionsschicht (eine Wärmeabsorptionsschicht) (26). Zusätzlich dazu ist auf der organischen Schutzschicht oder der Verbindungsschicht (25) ein Schutz- Substrat (27), wie es oben erwähnt ist, vorgesehen.

Mit Hilfe der obigen Reflexionsschicht (26) können die magneto-optischen Wirkungen des magneto-optischen Aufzeichnungsmaterials weiter verstärkt werden und gleichzeitig dient die Reflexionsschicht (26) als Wärmeabsorptionsschicht, die die Diffusion von thermischer Energie aus der Schutzschicht (24) verhindert. Insbesondere wird, wenn das Aufzeichnungsmaterial zum Zwecke der Aufzeichnung von Information dem Laserstrahl ausgesetzt wird, in der Aufzeichnungsschicht (23) Wärme erzeugt und diese Wärme wird an die Schutzschicht, die eine geringe thermische Leitfähigkeit besitzt, weitergeleitet. Die in der Schutzschicht (24) akkumulierte Wärme wird dann an die Reflexionsschicht (26) weitergeleitet, so daß die verschwenderische Diffusion von Wärme aus der Schutzschicht (24) verhindert werden kann. Das Bit für die Aufzeichnung von Information kann dadurch scharf gebildet werden, ohne daß es eine lange Spur hinterläßt. Die Form des Bits paßt sich so dem Durchmesser des Laserstrahl-Lichtpunkts an. Im Gegensatz dazu diffundiert, wenn die Reflexionsschicht (26) nicht auf der Schutzschicht (24) vorgesehen ist, die Wärme in nachteiliger Weise aus der Schutzschicht (24) heraus, so daß das Bit gebildet wird und dabei eine lange Spur hinterläßt und die Form des Bits dünner wird als der Durchmesser des Laserstrahl-Lichtpunkts.

Unter Berücksichtigung der wärmeabsorbierenden Wirkung der Reflexionsschicht beträgt die Wärmeleitfähigkeit des Materials für die Reflexionsschicht vorzugsweise 0,15 cal/cm · s · °C oder mehr. Bevorzugte Beispiele für Materialien für die Reflexionsschicht sind Al, Pt, Au, Rh, Cu, Ag, Ni, Zr, Te, Nd, Fe, Zn, In und Cr, sowie Legierungen davon. Wenn die thermische Leitfähigkeit der Reflexionsschicht (26) zu hoch ist, erhöhen sich die Wärmeverluste. Deshalb werden Ni, Cr, Pt, Zr und Te und Legierungen davon mehr bevorzugt, weil ihre thermische Leitfähigkeit im Bereich von 0,15 bis 0,3 cal/cm · s · °C liegt.

Die Reflexionsschicht (26) wird durch Sputtern oder Vakuum-Abscheidung in einer Dicke von 20 bis 100 nm auf die Schutzschicht (24) aufgetragen.

In der vorliegenden Erfindung ist es nicht immer erforderlich, eine Reflexionsschicht (26) vorzusehen. Es wird jedoch empfohlen, in Fällen in denen der Schichtträger (21) aus Glas besteht, diese Reflexionsschicht vorzusehen.

In diesem Fall wird die in der Aufzeichnungsschicht (23) erzeugte Wärme von der Reflexionsschicht (26) durch die Schutzschicht absorbiert, so daß die Reflexionsschicht (26) die thermische Energie effektiv daran hindert, in horizontaler Richtung zur Oberfläche der Schutzschicht (24) zu diffundieren.

Das Schutz-Substrat (27) wird verwendet, um dem magneto- optischen Aufzeichnungsmaterial weiter verbesserte Abriebfestigkeit und Festigkeit gegenüber mechanischer Beschädigung zu verleihen sowie die Wellung des Aufzeichnungsmaterials zu verhindern. Konkrete Beispiele für Materialien für das Schutz-Substrat (27) sind Polycarbonate, amorphe Polyolefinharze und Epoxyharze.

Andere Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von beispielhaften Ausführungsformen, die lediglich der Erläuterung der vorliegenden Erfindung dienen sollen.

Beispiel 1

Auf einem scheibenförmigen Polycarbonat-Schichtträger mit einem äußeren Durchmesser von 130 mm, einem inneren Durchmesser von 15 mm und einer Dicke von 1,2 mm wurde eine Unterschicht gebildet, indem man durch das Radiofrequenz (RF)-Sputterverfahren über eine Zeitspanne von 15 bis 50 Minuten hinweg den Schichtträger mit Si_xN_y in einer Dicke von 70 nm beschichtete. Dabei betrug die Radiofrequenzleistung 200 W bis 500 W, der Rückseitendruck wurde auf 1,0×10^-6 Torr oder darunter eingestellt und der Argongasdruck betrug 3,0 mm Torr.

Auf der so gebildeten Unterschicht wurde eine erste magnetische Schicht erzeugt, indem man auf die Unterschicht eine amorphe Legierung aus (Tb₅₀Dy₅₀)_23,8(Fe₉₀Co₁₀)_76,2 in einer Dicke von 30 nm durch das Radiofrequenz (RF)- Sputterverfahren über eine Zeitspanne von 20 Minuten auftrug. Dabei betrug die Radiofrequenzstärke 200 W, der Rückseitendruck wurde auf 1,33·10⁻⁷ kPa oder darunter eingestellt und der Argongasdruck war 0,4 kPa. Eine zweite magnetische Schicht wurde dann erzeugt, indem man auf die erste magnetische Schicht eine amorphe Legierung aus (Tb₅₀Dy₅₀)₂₈(Fe₈₂Co₁₈)₇₂ in einer Dicke von 30 nm unter denselben Bedingungen wie im Fall der ersten magnetischen Schicht auftrug.

Auf der so gebildeten zweiten magnetischen Schicht wurde eine Schutzschicht erzeugt, indem man durch das Radiofrequenz-Sputterverfahren über eine Zeitspanne von 15 bis 50 Minuten Si_xN_y in einer Dicke von 100 nm auf die zweite magnetische Schicht auftrug. Dabei betrug die Radiofrequenzstärke 200 W bis 500 W, der Rückseitendruck wurde auf 1,33·10⁻⁷ kPa oder darunter eingestellt und der Argongasdruck war 0,4 kPa.

Auf der so gebildeten Schutzschicht wurde eine organische Schutzschicht erzeugt, indem man auf der Schutzschicht durch Schleudern ein im Handel erhältliches UV-härtbares Harz in einer Dicke von 5 µm auftrug und das Harz zum Zwecke der Härtung ultraviolettem Licht aussetzte. Auf diese Weise wurde ein erfindungsgemäßes magneto-optisches Aufzeichnungsmaterial Nr. 1 erhalten.

Beispiele 2 bis 28

Das in Beispiel 1 angewandte Verfahren zur Herstellung des magneto-optischen Aufzeichnungsmaterials wurde wiederholt, mit der Ausnahme, daß die Materialien für den Schichtträger, die Unterschicht, die erste und zweite magnetische Schicht, die Schutzschicht und die organische Schutzschicht, die in Beispiel 1 verwendet wurden, durch die in den folgenden Tabellen 1 und 2 genannten Materialien ersetzt wurden, wodurch die erfindungsgemäßen magneto- optischen Aufzeichnungsmaterialien Nr. 2 bis Nr. 28 erhalten wurden.

In den Fällen, wo eine Reflexionsschicht zwischen der Schutzschicht und der organischen Schutzschicht angeordnet wurde, wurde Al, Pt, Au, Cr, Ni oder Zr durch das Elektronenstrahl-Abscheideverfahren über eine Zeitspanne von 1 bis 5 Minuten abgeschieden.

Tabelle 1

Tabelle 2

Die thermo-magnetischen Eigenschaften einer jeden der Legierungszusammensetzungen, die in den ersten und zweiten magneto-optischen Schichten der magneto-optischen Aufzeichnungsmaterialien Nr. 1 bis Nr. 28 eingesetzt wurden, sind in Tabelle 3 angegeben.

Wenn der Co-Gehalt in der Kompensationszusammensetzung von TbDyFeCo 10 Atom% beträgt, ist der Gesamtgehalt an Seltenerdmetallen ungefähr 24,5 Atom%. Wenn der Co- Gehalt in der Kompensationszusammensetzung von GdDyFeCo 10 Atom% beträgt, ist der Gesamtgehalt an Seltenerdmetall ungefähr 25,5 Atom%. Wenn der Co-Gehalt in der Kompensationszusammensetzung von TbFeCo 10 Atom% beträgt, ist der Gehalt des Seltenerdmetalls ungefähr 21 Atom%.

Die erfindungsgemäßen magneto-optischen Aufzeichnungsmaterialien Nr. 1 bis Nr. 28 wurden Aufzeichnungs-Lösch- und Wiedergabetestes unterzogen.

Für die Aufzeichnung und Löschung von Information wurde die Stärke des einzelnen Laserstrahls wie in Tabelle 4 gezeigt geschaltet. Das Signal für die Aufzeichnung von Information, dessen Frequenz 10 MHz betrug, wurde auf 15 MHz für das Signal zur Löschung der Information moduliert, so daß Information durch einen löschenden Überschreibvorgang mit einem Arbeitszyklus von 50% aufgezeichnet und gelöscht wurde.

Die Richtung des Vormagnetisierungsfeldes, dem jedes Aufzeichnungsmaterial ausgesetzt wurde, wurde während des gesamten Aufzeichnungs- und Löschvorgangs konstant gehalten. Die Richtung des Vormagnetisierungsfeldes, dem das magneto-optische Aufzeichnungsmaterial vom Typ A ausgesetzt wurde, war entgegengesetzt zu der Richtung des Vormagnetisierungsfeldes, das für das magneto-optische Aufzeichnungsmaterial vom Typ B verwendet wurde. Die übrigen Bedingungen sind in Tabelle 4 angegeben.

Tabelle 4

Wie aus Tabelle 4 ersichtlich, kann man mit den erfindungsgemäßen magneto-optischen Aufzeichnungsmaterialien Nr. 1 bis Nr. 28 Information durch einen löschenden Überschreibvorgang kontinuierlich aufzeichnen und löschen, und zwar mit einer hohen linearen Geschwindigkeit unter Verwendung eines einzelnen Laserstrahls mit einer relativ geringen Stärke. Im Verlauf des löschenden Überschreibvorgangs war es nicht erforderlich, die Richtung des Vormagnetisierungsfeldes, dem das Aufzeichnungsmaterial ausgesetzt wurde, umzukehren. Weiterhin war das erhaltene C/N-Verhältnis beim Wiedergabevorgang 50 db oder darüber und die Bit-Länge für die Aufzeichnung war 0,85 mm oder kürzer.

Tabelle 5

Wie oben erwähnt, kann man mit dem erfindungsgemäßen magneto-optischen Aufzeichnungssystem einen löschenden Überschreibvorgang einfach dadurch durchführen, daß man die Stärke eines Laserstrahls, der zur Aufzeichnung und Löschung von Information verwendet wird, schaltet. Im Verlauf der Aufzeichnung und Löschung von Information braucht die Richtung des Vormagnetisierungsfeldes, dem das magneto-optische Aufzeichnungsmaterial ausgesetzt wird, nicht in Abhängigkeit vom Aufzeichnungs- und Löschvorgang verändert werden. Deshalb kann man mit diesem Aufzeichnungssystem eine magneto-optische Aufzeichnung mit hoher linearer Geschwindigkeit durchführen.

Das übliche magneto-optische Aufzeichnungssystem, mit dem man Information durch Veränderung der Stärke eines einzelnen Laserstrahls löschend überschreiben kann, erfordert die Initialisierung des Aufzeichnungsmaterials, so daß ein Hilfsmagnet eingesetzt werden muß. Das erfindungsgemäße magneto-optische Aufzeichnungssystem macht demgegenüber weder eine zusätzliche Initialisierungsstufe noch einen Hilfsmagneten erforderlich. Demgemäß kann die Größe des magneto- optischen Aufzeichnungskopfes für das erfindungsgemäße Aufzeichnungsmaterial sehr klein gehalten werden.

Zusätzlich zu den obigen Vorteilen kann auch die Zugriffszeit verkürzt werden, wenn ein einzelner Laserstrahl eingesetzt wird.

Claims

1. Magneto-optisches Aufzeichnungssystem für das löschende Überschreiben, umfassend ein magneto-optisches Aufzeichnungsmaterial, einen Laserstrahl und ein Vormagnetisierungsfeld, bei dem das magneto-optische Aufzeichnungsmaterial eine erste magnetische Schicht und eine zweite magnetische Schicht aufweist, wobei diese Schichten in der Reihenfolge zweite magnetische Schicht - erste magnetische Schicht laminiert sind und die erste magnetische Schicht eine Kompensationstemperatur besitzt, die niedriger ist als diejenige der zweiten magnetischen Schicht, und bei Raumtemperatur eine größere Koerzitivkraft als diese zweite Schicht und bei einer Aufzeichnungs- und einer Löschbetriebstemperatur, die voneinander verschieden sind, eine von der Koerzitivkraft der zweiten Schicht verschiedene Koerzitivkraft aufweist, und bei dem der Laserstrahl auf das magneto-optische Aufzeichnungsmaterial angewendet und die Stärke des Laserstrahls zwischen einer ersten Stärke für die lokale Erwärmung des Aufzeichnungsmaterials auf die niedrigere der beiden obigen Betriebstemperaturen und einer zweiten Stärke für die lokale Erwärmung des Aufzeichnungsmaterials auf die höhere der beiden obigen Betriebstemperaturen unter gleichzeitigem Anlegen des Vormagnetisierungsfeldes an das Aufzeichnungsmaterial in derselben Richtung sowohl bei der ersten als auch bei der zweiten Stärke des Laserstrahls geändert wird, wobei die niedrigere der beiden Betriebstemperaturen unter der Kompensationstemperatur der zweiten magnetischen Schicht und nahe der Curie- Temperatur der ersten magnetischen Schicht liegt und bei dieser Temperatur die Koerzitivkraft der zweiten magnetischen Schicht geringer ist als das Vormagnetisierungsfeld und wobei die höhere der beiden Betriebstemperaturen nahe an der Curie-Temperatur der zweiten magnetischen Schicht liegt.

2. Aufzeichnungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Laserstrahl, dem das magneto-optische Aufzeichnungsmaterial ausgesetzt wird, ein einzelner Strahl ist.

3. Aufzeichnungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Laserstrahl, dem das magneto-optische Aufzeichnungsmaterial ausgesetzt wird, vom Zweistrahltyp ist.

4. Aufzeichnungssystem nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die erste als auch die zweite magnetische Schicht des magneto-optischen Aufzeichnungsmaterials eine senkrecht anisotrope Legierungsschicht ist, die eine amorphe Legierung aus mindestens einem Seltenerdmetall und mindestens einem Übergangsmetall umfaßt, wobei bei Raumtemperatur das magnetische Moment des Seltenerdmetalls sowohl in der ersten als auch in der zweiten magnetischen Schicht überwiegt.

5. Aufzeichnungssystem nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die erste als auch die zweite magnetische Schicht des magneto-optischen Aufzeichnungsmaterials eine senkrecht anisotrope Legierungsschicht ist, die eine amorphe Legierung aus mindestens einem Seltenerdmetall und mindestens einem Übergangsmetall umfaßt, wobei bei Raumtemperatur das magnetische Moment des Übergangsmetalls in der ersten magnetischen Schicht überwiegt und das magnetische Moment des Seltenerdmetalls in der zweiten magnetischen Schicht überwiegt.

6. Aufzeichnungssystem nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die erste als auch die zweite magnetische Schicht des magneto-optischen Aufzeichnungsmaterials eine senkrecht anisotrope Legierungsschicht ist, die eine amorphe Legierung aus mindestens einem Seltenerdmetall und mindestens einem Übergangsmetall umfaßt, wobei bei Raumtemperatur das magnetische Moment des Übergangsmetalls sowohl in der ersten als auch in der zweiten magnetischen Schicht überwiegt.

7. Aufzeichnungssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das magneto-optische Aufzeichnungsmaterial in einer Aufzeichnungsstufe und einer Löschstufe einem Vormagnetisierungsfeld ausgesetzt wird, das dieselbe Richtung hat wie die Magnetisierungsrichtung der zweiten magnetischen Schicht in einem gelöschten Zustand, daß die Aufzeichnung durchgeführt wird, indem die Magnetisierung eines gelöschten Teils der zweiten magnetischen Schicht durch Anwendung eines Laserstrahls mit einer Stärke, die der höheren Betriebstemperatur entspricht, umgekehrt wird, und daß die Löschung durchgeführt wird, indem man die Magnetisierung eines aufgezeichneten Teils der zweiten magnetischen Schicht durch Anwendung eines Laserstrahls mit einer Stärke, die der niedrigeren Betriebstemperatur entspricht, umkehrt.

8. Aufzeichnungssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das magneto-optische Aufzeichnungsmaterial in einer Aufzeichnungsstufe und einer Löschstufe einem Vormagnetisierungsfeld mit einer zu der Magnetisierungsrichtung der zweiten magnetischen Schicht in gelöschtem Zustand entgegengesetzten Richtung ausgesetzt wird, daß die Aufzeichnung durchgeführt wird, indem man die Magnetisierung eines gelöschten Teils der zweiten magnetischen Schicht durch Anwendung eines Laserstrahls mit einer Stärke, die der niedrigeren Betriebstemperatur entspricht, umkehrt, und daß die Löschung durchgeführt wird, indem man die Magnetisierung eines aufgezeichneten Teils der zweiten magnetischen Schicht durch Anwendung eines Laserstrahls mit einer Stärke, die der höheren Betriebstemperatur entspricht, umkehrt.

9. Magneto-optisches Aufzeichnungsmaterial zur Verwendung im Aufzeichnungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es umfaßt eine erste magnetische Schicht und eine zweite magnetische Schicht, die auf einen Schichtträger laminiert sind, eine senkrechte Anisotropie aufweisen und eine amorphe Seltenerdmetall-Übergangsmetallegierung umfassen, wobei die magnetischen Schichten bei der niedrigeren der Aufzeichnungs- und Lösch-Betriebstemperaturen unterschiedliche Koerzitivkräfte aufweisen und wobei bei dieser niedrigeren Betriebstemperatur die Koerzitivkraft der zweiten magnetischen Schicht größer ist als diejenige der ersten magnetischen Schicht und geringer als die Intensität eines Vormagnetisierungsfeldes, dem sie ausgesetzt werden soll.