DE68921726T2

DE68921726T2 - Methode zur thermomagnetischen Aufzeichnung von Informationen und optische Wiedergabe der aufgezeichneten Informationen sowie ein Schreibelement, passend zur Verwendung bei dieser Methode.

Info

Publication number: DE68921726T2
Application number: DE68921726T
Authority: DE
Inventors: Peter Francis Carcia; Broeder Friedrich Johannes Den; Willem Frederik Godlieb; Franciscus Johannes Greidanus; Wouter Bastiaan Zeper
Original assignee: Philips Electronics NV; EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1988-12-24
Filing date: 1989-12-18
Publication date: 1995-09-14
Anticipated expiration: 2009-12-19
Also published as: ES2072291T3; EP0376375A1; KR900010695A; DE68921726D1; JPH02263344A; HUT55156A; NL8803168A; US5109375A; EP0376375B1; YU244689A; KR0168626B1; HU896701D0; ATE120025T1; RU2040047C1

Description

Verfahren zur thermomagnetischen Aufzeichnung von Informationen und zur optischen Wiedergabe der aufgezeichneten Informationen sowie ein Aufzeichungselement, passend zur Verwendung bei diesem Verfahren.

I. Titel der Erfindung

Ein Verfahren zur thermomagnetischen Aufzeichnung von Informationen und zur optischen Wiedergabe der aufgezeichneten Informationen sowie ein Aufzeichungselement, passend zur Verwendung bei diesem Verfahren.

II. Detaillierte Beschreibung der Erfindung

a) Bereich der industriellen Anwendung

Themomagnetische Aufzeichnung von Informationen und optisch auslesbare Aufzeichnungselemente, die dabei verwendet werden.

b) Stand der technik

Das thermomagnetische Aufzeichnen von Informationen ist ein Aufzeichnungsverfahren, das an sich bekannt ist und beispielsweise in Philips Techn. Rev. 42 Nr. 2, Seiten 51-58 (1985) beschrieben ist. Bei diesem verfahren wird ein Aufzeichnungselement verwendet, das ein Substrat und eine darauf angebrachte Aufzeichnungsschicht aufweist. Bei der thermomagnetischen Aufzeichnung von Informationen ist das thermomagnetische Aufzeichnungselement einem Laserlicht ausgesetzt, das beispielsweise von einer AlGaAs-Schicht herrührt und das eine Wellenlänge von etwa 820 nm aufweist. Das Laserlicht wird mittels eines optischen Systems auf die Aufzeichnungsschicht fokussiert. Die thermomagnetische Aufzeichnungsschicht umfaßt ein magnetisches Aufzeichnungsmaterial, das eine senkrechte Anisotropie aufweist, wobei die einfache Magnetisierungsachse senkrecht auf der Schichtoberfläche steht. An den Stellen, die dem Laserlicht ausgesetzt sind, zeigt die Temperatur des magnetischen Materials einen Anstieg, und folglich wird die Richtung der Magnetisierung der genannten Fläche umgekehrt. Diese Umkehr kann spontan als Reaktion auf die Wechselwirkung mit dem Magnetfeld des angrenzenden magnetischen Materials erfolgen. Vorzugsweise wird die Richtung der Magnetisierung mittels eines externen Magnetfeldes umgekehrt, dessen feldrichtung entgegengesetzt der Richtung der Magnetisierung der Aufzeichnungsschicht ist. Nach der Einwirkung kühlt sich das magnetische Material ab, und die geänderte Richtung der Magnetisierung wird fixiert. Die Flächen, welche die entgegengesetzte Richtung der Magnetisierung aufweisen, sind für die aufgezeichnete Information repräsentativ. Diese Information kann mit Hilfe des polarisierten Laserlichtes auf der Basis einer Drehung der Polarisationsebene gelesen werden. Diese Drehung ist als der Kerr-Effekt im Falle der Reflexion und als Faraday-Effekt im falle der Übertragung des polarisierten Lichtes, d.h., der Durchlässigkeit des polarisierten Lichtes bekannt.
Bisher sind zwei Klassen von magnetischen Materialien, in denen die thermomagnetische Aufzeichnung von Informationen möglich ist, bekannt. Es sei bemerkt, daß viele magentische Materialien bekannt sind, welche die genannte senkrechte Anisotropie unter Beweis stellen. Jedoch wurden nur einige dieser magnetischen Materialien, die zu den genannten zwei Klassen gehören, als für thermomagnetische Aufzeichnung geeignet befunden.
Das ist nicht sehr überraschend, da das Material für die thermomagnetische Aufzeichnung sehr strenge Forderungen erfüllen muß. Außerdem sind diese Forderungen oft entgegengesetzter Natur, d.h. daß das Erfüllen einer geforderten Eigenschaften schwieriger ist. Die verschiedenen Forderungen, die das thermomagnetische Aufzeichungsmaterial erfüllen sollen, sind, daß das Material
a) eine senkrechte magnetische Anisotropie aufweist,
b) eine rechteckige BH-Kurve (d.h. eine Remenenz von 100%) hat mit einer hohen Korezitivkraft bei Umgebungstemperatur; der Hc-Wert des thermomagnetischen Aufzeichnungsmaterials muß größer sein als das Schreibfeld, d.h. größer als 40 kA/m,
c) eine hohe magnetooptische Güteziffer Rθ aufweist, wobei R das Reflexionsvermögen und θdie Drehung der Poiarisationsebene des Lichtes bei der Wechselwirkung mit dem Aufzeichnungsträger verkörpern.
d) einen relativ niedrigen Curie-Punkt Tc aufweist,
e) eine gute Schaltcharakteristik zeigt; als Ergebnis dessen kann die Schaltungsanordnung bei unterschiedlichen Leistungen ds Schreiblasers und bei der minimalen starke des verwendeten (externen) Magnetfeldes, wobei die Stärken vorzugsweise weniger als 40 kA/m betragen, bewirkt werden,
f) ein geringes Plattengeräusch und Schreibgeräusch zeigt,
g) bei niedriger Temperatur angemessen verarbeitbar sein muß, und
h) eine geeignete physikalische und chemische Stabilität aufweisen muß.
Die zwei Klassen der Materialien, welche die genannten Forderungen vernünftig erfüllen, sind:
1. die Klasse der amorphen Seltenerdmetall- und Übergangsmetalllegierungen, wie beispielsweise jene, die unter anderem in Appl. Phys. Lett. 22, 337 (1987) beschrien worden sind Durchaus bekannte und sachgemäß wirksame Materialien dieser Klasse sind beispielsweise GdTbFe oder TbFeCo.
2. die Klasse der oxidischen Verbinden. In dieser Klasse kann eine weitere Unterscheidung zwischen (mono)kristallinen Granaten und Ferriten getroffen werden. Die thermomagnetische Aufzeichnung mit Hilfe der monokristallinen Granatschcihten wird u.a. in J. Appl. Phys. 36, 1110 (1965) beschrieben. Die Verwendung der Ferrite wird in dem US Patent 4.586.092 beschrieben.

c) zu lösende Probleme

Die Verwendung von thermomagnetischen Aufzeichnungsmaterialien der bisherigen Art bezüglich der Klassen, die oben genannt wurden, weist die nachfolgenden Nachteile auf.
Die Ferrite zeigen dan Nachteil, daß das druch dieses Material eingeführte Rauschen relativ hoch ist. Das bewirkt einen niedrigen Rauschabstand (CNR), so daß diese Materialien nicht für die Aufzeichnung von beispielsweise Video(bild)signale so geeignet sind. Ein weiterer Nachteil ist der, daß die Ferritschichten bei einer erhöhten Temperatur zu einer Aufzeichnungsschicht verarbeitet werden müssen. Daher wurden diese Materialien auf dem Träger beispielsweise mittels der Zerstäubungsablagerung bei 400 bis 500ºC abgelagert. Das bedeutet, daß der träger in der lage sein muß, derartige hohe Temperaturen auszuhalten. Es ist daher nicht sehr gut möglich, einen synthetischen Harzträger oder einen träger zu verwenden, der mit einer Schicht aus einem synthetischen Material überzogen wurd. Aber es ist gerade der Einsatz eines synthetischen Harzträgers oder eines Trägers, der mit einer synthetischen Schicht überzogen worden ist, der von großer praktischer Bedeutung ist. Es ist nämlich möglich, eine Führungsspur beispielsweise in der Form einer schraubenförmigen Rille in einer einfachen und preisgünstigen Weise in einem derartigen synthetischen Harz zu bilden. Mittels der Führungsspur kann der Laserlichtstrahl beim Schreiben oder Lesen geführt und gesteuert werden.
Die (mono)kristailinen seltenerdmetalihaltigen Granate zeigen den Nachteil, daß ihr Herstellung sehr kostspielig ist. In der Praxis sind die monokristallinen Schichten dieser Art nicht oder nur wenig für die thermomagnetische Auzeichnung geeignet, und sie sind tatsächlich nur für spezielle professionelle Anwendungen geeignet. Der Träger, auf dem eine derartige monokristalline Schicht bereitgestellt wird, muß ein nichtmagnetisches, monokristallines Granatmaterial sein. Auch in diesem Fall ist der oben genannte Nachteil zu verzeichnen, nämlich, daß die Verwendung von trägern, die ein synthetisches Harzmaterial enthalten, ausgeschlossen wird. Außerdem zeigen diese Materialien den Nachteil, daß sie eine sehr hohe Durchlässigkeit aufweisen, so daß das Einkoppeln des Schreiblaserlichtes, d.h. die Energieübertragung, sehr gering ist.
Die thermomagnetischen Aufzeichnungsschichten auf der Basis von GdTbFe oder TbFeCo, die sich bisher als die am meisten versprechenden Schichten erwiesen haben, zeigen den wichtigen Nachteil einer starken Korrosionsempfindlichkeit (Oxidationsempfindlichkeit). Als Ergebnis dessen sind die Schichten nicht länger für die Aufzeichnung nach einer kurzen Zeitdauer geeignet und außerdem geht die Information, die bereits gespeichert ist, verloren. Um diesen Nachteil auszuschalten, wurde vorgeschlagen, Schutzschichten zu verwenden. Das kommt jedoch dem Korrosionsproblem nur teilweise zuvor. Außderdem kompliziert das zusätzliche den Aufbau des Aufzeichnungselementes, das folglich kostspieliger wird.
Ein weiterer Nachteil der Verwendung von Seltenerdmetall- und Übergangsmetalllegierungen bei der thermomagnetischen Aufzeichnung von Information ist die Größe des magnetooptischen Effektes dieses Materials. Der magnetooptische Effekt soll hier so verstanden werden, daß er die Drehung der Polarisationsebene des polarisierten Laserlichtes, das beim Auslesen verwendet wird, bedeutet. Wie untenstehend detailliert beschrieben wird, spielt die Größe dieses Effektes eine wesentliche Rolle, während des Auslesens der thermomagnetisch aufgezeichneten Informationen. Es wurd ermittelt, daß die Größe dieses Effektes sich leider bei kUrzeren Welenlängen des Leselaserlichtes reduziert, spezieller bei Wellenlängen, die kürzer sind als die Lesewellenlänge von 820 nm, die gegenwärtig die am meisten benutzte Lesewellenlänge ist. Wenn jetzt ein Kurzwellenlaserlicht verwendet werden könnte, beispielsweise das, das durch einen Blaulaser, wie dieser überlichweise bezeichnet wird, produziert wird, dann könnten das Schreiben und/oder Lesen mit einer höheren Informationsdichte bewirkt werden.

d) Mittel zur Lösung der Probleme

Die Erfindung liefert ein Aufzeichungselement zur thermomagnetischen Aufzeichung von Information und zum optischen Auslesen der gespeicherten Informationdas nicht die Nachteile und Probleme aufweist, die unter c) beschrieben wurden.
Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf ein Aufzeichnungselement nach Anspruch 1. Die Mehrfachschicht wird örtlich einem Laserstrahl ausgesetzt, so daß an diesen Stellen die Temperatur der Mehrfachschicht angehoben wird, die Richtung der Magnetisierung der ausgesetzten Stellen umgekehrt wird und die Stellen mit der umgekehrten Magnetisierung, welche die Informationsbits bilden, mittels des polarisierten Laserlichtes auf der Grunbdlage der Drehung der Polarisationsebene ausgelesen werden.

e) Wirkungsweise der Erfindung

Das Aufzeichnungselement, das beim erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt wird, weist eine Aufzeichnungsschicht auf, die für die thermomagnetische Aufzeichnung von einer neuen Ausführung ist. Wie nachfolgend detailliert beschrieben, weist die Klasse der Mehrfachschichtmaterialien, die hierbei verwendet werden, eine Anzahl von Eigenschaften auf, die mit denen der Aufzeichnungsschichten des bisherigen Standes der Technik vergleichbar sind oder die wesentlich besser sind als jene, die auf den zwei bekannten, oben definierten Klassen der thermomagnetischen Aufzeichnungsmaterialien basieren.
Die Aufzeichnungsschicht in Form einer Mehrfachschicht, wie diese beim erfindungsgemäßen thermomagnetischen Aufzeichnen verwendet wird, ist chemisch und physikalisch sehr stabil. Insbesondere treten bei dieser Aufzeichnunngsmehrfachschicht keine Korrosionsprobleme auf, so daß die Aufzeichnungselemente über eine lange Zeitdauer verwendbar sind, und so daß die thermomagnetisch gespeicherte Information nicht verlorengeht. Wiederholte Schreibversuche zeigten, daß die Richtung der Magnetisierung der magnetischen Bereiche des Aufzeichnungsmaterials mindestens Tausendmal geändert werden kann, ohne daß in der Aufzeichnungsschicht chemische und/oder strukturelle Veränderungen beobachtet werden können.
Der magnetooptische Effekt der thermomagnetischen Aufzeichnungsschichten, die in Übereinstimmung mit der Erfindung eingesetzt werden, ist ausreichend hoch, so daß ein Rauschabstand, der hoch genur ist, beispielsweise von 50 dB oder mehr bei einer Bandbreite von 30 kHz, einem träger von 1 MHz und einer linearen geschwindigkeit von 5 m/s erreicht werden kann. Insbesondere Mehrfachschichten, die Pt und/oder Pd als nicht-magnetische Schichten enthalten, zeigen derartige hohe Werte des Rauschabstandes. Bei relativ kurzen Wellenlängen des Leselaserlichtes nimmt dieser Effekt überraschenderweise noch mehr zu, und dieser Effekt ist sogar beträchtlich größer als der magnetooptische Effekt der Aufzeichnungsmaterialien des bisherigen Standes der Technik auf der Basis von GdTbFe. Messungen bei 400 nm an einer Mehrfachschicht, die durch 0,5 nm starke Co-Schichten und 0,9 nm starke Pt-Schichten gebildet wird, beweisen, daß dieser Effekt anhähernd doppelt so hoch ist wie bei einem GdTbFe-Aufzeichnungsmaterial.
Der Curie-Punkt (Tc) der Aufzeichnungselemente, die beim erfindungsgemäßen Verfahren eigestezt werden, ist niedrig, nämlich unter 700 K. Das ist überraschend, da Co und die nichtmagnetischen Materialien als separate Schichten existieren. Daher könnte man einen ziemlich hohen Tc erwarten, der für das Co-Metall charakteristisch ist. Der vergleichsweise niedrige Tc ist für den thermomagnetischen Schreibprozeß sehr vorteilhaft, da bei diesem Verfahren die Mehrfachschicht ötlich nahe ihres Tc erwärmt wird, wonach eine Umkehrung der Rihtung der Magentisierung an diesen Stellen folgt. Für die mgnetische Mehrfachschicht, die einen derartigen niedrigen Tc aufweist, wurde bei wiederholten Schreibversuchen (1000mal) ermittelt, daß der Aufbau und die Zusammensetzung der Mehrfachschichten nicht oder kaum durch den Temperaturanstieg bis zum Tc beeinflußt wird.
Das Aufzeichnungselement, das beim erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt wird, zeigt außerdem eine hohe magnetooptische Güteziffer, die durch das Produkt R.θ² bestimmt wird, worin R das Reflexionsvermögen und θdie Kerr-Drehung der Mehrfachschicht sind. Der hohe Wert der Güteziffer liefert ein gutes Merkmal für den vorteilhaften Einsatz der mehrfachschihct des vorliegenden falles für die thermomagnetische Aufzeichnung. Der Wert der Güteziffer ist dem rauschabstand proportional, der beim Auslesen erreichbar ist. Ein erhaltener hoher Rauschabstand von beispielsweise 55 dN und höher ermöglicht die Speicherung und das Auslesen der Videoinformation.
Die Koerzitivkraft bei der Umgebungstemperatur der Mehrfachschicht, die eingesetzt wird, ist relativ hoch, nämlich nicht kleiner als 35 kA/m und vorzugsweise nicht kleiner als 80 kA/m. Diese hohen Werte der Koerzitivkraft sichern, daß die thermomagnetischen Bereiche eine angemessene Stabilität bei der Umgebungstemperatur aufweisen.
Außerdem zeigt das eingesetzte Aufzeichnungselement eine senkrechte Anisotropie. Bei Versuchen, die zu der Erfindung geführt haben, wurde gezeigt, daß das nur der Fall ist, wenn die Stärke der separaten Co-Schichten kleiner ist als annähernd 1,2 nm.
Es wurde außerdem gefunden, daß die Stärke der Aufzeichnungsschicht des Aufzeichnungselementes von großer Bedeutung ist. Die Gesamtstärke der Mehrfachschicht muß kleiner sein als 75 nm. Es wurde gezeigt, daß bei einer größeren Stärke eine relativ schnelle Wärmeableitung in der Mehrfachschicht während des thermomagnetischen Schreibverfahrens auftritt. Außerdem nimmt die Wärmekapazität einen dünnen Mehrfachschicht mit zunehmender Stärke zu. Folglich wird die Laserenergie, die für die Schreiborperation erforderlich ist, relativ hoch, und das ist ein Nachteil für die pranktischen Anwendungen.
Die Bereiche (oder Bits), die thermomagnetisch nech dem erfindungsgemäßen Verfahren im Aufzeichnungselement geschrieben werden, sind von einer perfekten Form. Das ist von großer Bedeutung, da Unregelmäßigkeiten in den geschriebenen Bereichen das sog. Schreibrauschebn bewirken. Es wurde gefunden, daß diese Art von Rauschen im allgemeinen einen wichtigen Beitrag zum Gesamtrauschen bringt. Wegen der perfekten Form der Bereiche (Bits) ist das gemessene Schreibrauschen des eingesetzten Aufzeichnungselementes sehr niedrig. Es wurde gezeigt, daß dieses Schreibrauschen geringer ist als das Plattenrauschen.
In diesem Zusammenhang muß bemerkt werden, daß das Schreiben der Bereiche in unterschiedlicher Weise bewirkt werden kann. Nach einem ersten Verfahren wird das Aufzeichnungselement in einem konstanten Magnetfeld gehalten, das entgegengesetzt zur Richtung der Magnetisierung der Aufzeichnungsschicht des Elementes ausgerichtet ist Die Information kann eingeschrieben werden, indem die Aufzeichnungsschicht einem modulierten Laserlicht ausgesetzt wird, wobei die Richtung der Magnetisierung in den ausgesetzten Stellen umgekehrt wird (Lasermodulationsverfahren). Nach einemzweiten Verfahren wird eine Fläche der Aufzeichnungsschicht des Elementes einem kontinuierlichen Laserlichtstrahl ausgesetzt. In diesem erwarmten Bereich werden die Informationsbits mit einer entgegengesetzten Magnetisierung eingeschrieben, und zwar mit Hilfe eines externen Magentfeldes, das entsprechend der zu speichernden Information moduliert wird. Die Feldrichtung wird mit einer hohen Geschwindigkeit variiert. Das wird als das Feldmodulationsverfahren bezeichnet. Beide Verfahren können erfolgreich beim erfindungsgemäßen Verfahren angewandt werden. Im allgemeinen zeigt das Feldmodulationsverfahren den Vorteil, daß die Information die bereits vorhanden ist, direkt überschrieben werden kann, und zwar ohnen die Notwendigkeit, daß die Aufzeichnungsschicht zuerst gelöscht werden muß. Auberdem kann ein weiteres Verfahren angewandt werden, bei dem sowohl der Schreiblaser als auch das Magnetfeld moduliert werden.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Aufzeichnungselement eingesetzt, dessen nichtmagnetische Schichten vorherrschend aus Pt bestehen. Vorherrschend muß dabei so verstanden werden, daß diese Schichten ein Minimum von 90 Atom% Pt aufweisen. Es wurde gefunden, daß wegen der besonders hohen Unempfindlichkeit betreffs einer Oxidation eines derartigen Aufzeichnungselementes die gespeicherten Informationsbits über eine sehr lange Zeitdauer intakt bleiben. Die Elemente, die am wenigsten für eine Oxidation empfindlich sind, werden erhalten, indem nichtmagnetische Schichten verwendet werden, die vollständig aus Pt bestehen.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Aufzeichnungselement verwendet, dessen nichtmagnetische Schichten vorherrschend aus Au bestehen. Vorherrschend muß dabei so verstanden werden, daß diese Schichten ein Minimum von 90 Atom% Au aufweisen. Die Korrosionsbeständigkeit eines derartigen Aufzeichnungselementes ist ausgezeichnet.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Aufzeichnungselement verwendet, dessen nichtmagnetische Schichten vorherrschend aus Pd bestehen. Vorherrschend muß dabei so verstanden werden, daß diese Schichten ein Minimum von 90 Atom% Pd aufwisen. Abgesehen von der ausgezeichneten Korrosionsbeständigkeit zeigt ein derartiges Aufzeichnungselement eine hohe Koerzitivkraft.
Bei einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Aufzeichnungselement verwendet, desen Co-haltigen magnetischen Schichten eine maximale Stärke von 0.6 nm aufweisen. Es wurde gefunden, daß, wenn ein solchen Aufzeichnungselement verwendet wird, die Aufzeichnungsschicht eine Remanenz von 100% (Mr/Ms = 1) aufweist. Das ist von großer Bedeutung um eine optimale Schaltcharakteristik zur Verfügung zu stellen.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird ein Aufzeichnungselement verwendet, dessen Mehrfachschicht eine Gesamtstärke von nicht mehr als 40 nm aufweist. Es wurde gezeigt, daß diese Stärke annähernd der Eindringtiefe des verwendeten Laserlichtes entspricht (Laserenergie etwa 15 nW).
Bei einer anderen interessanten Ausführungsform des Aufzeichnungselementes, das beim erfindungsgemäßen Verfahren verwendet wird, werden die Gesamtstärke M der magnetischen Schichten und die Gesamtstärke N der nichtmagnetischen Schichten mittels der Formel 1< N/M< 5 definiert. Die Berechnungen und Versuche, die zu der vorliegenden Erfindung geführt haben, zeigten, daß sehr gute Schreib- und Leseeigenschaften beim erfindungsgemäßen Verfahren erhalten werden, wenn die Stärken der magnetischen und der nichtmagnetischen Schichten der Mehrfachschicht so ausgewählt werden, daß sie diese Bedingung erfüllen. Es wurde insbesondere gefunden, daß, wenn N/M mit kleiner als 1 ausgewählt wird, die Remanenz der Aufzeichnungsschicht relativ niedrig ist. Wenn N/M so ausgewählt wird, daß es größer als 5 ist, scheint die Kerr-Drehung relativ klein zu sein.
Eine weitere interessante Ausführung wird dadurch gekennzeichnet, daß ein Aufzeichnungselement verwendet wird, bei dem die Stärke der einzelnen Cohaltigen Schichten sich auf 0.3 bis 0,5 nm beläuft, und bei dem die Stärke der einzelnen Pt- oder Pd-haltigen Schichten sich auf 0,8 bis 1,2 nm beläuft. Bei dieser Ausführung wird eine starke Kerr-Drehung in Verbindung mit einer hohen Remanenz erhalten.
Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Aufzeichnungselement, das für eine Verwendung beim erfindungsgemäßen Verfahren geeignet ist. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Aufzeichnungselement, das einen träger und eine Aufzeichnungsschicht, die darauf in Form einer Mehrfachschicht aufgebracht ist, aufweist, wobei diese eine Vielzahl von magnetischen vorherrschend Co-haltigen Schichten mit einer maximalen Stärke von 1 ,2 nm pro Schicht und ebenfalls eine Vielzahl von nichtmagnetischen Schichten umfaßt, von denen eine jede mindestens ein Übertragungselement einschließt und eine maximale Stärke von 2,4 nm pro Schicht aufweist, wobei die magnetischen und die nichtmagnetischen Schichten abwechselnd angeordnet werden, worin die maximale Stärke der Mehrfachschicht nicht mehr als 75 nm beträgt, und wobei die Mehrfachschicht eine leichte Achse der Magnetisierung aufweist, sie senkrecht zur Substratoberfläche verläuft.
Es muß bemerkt werden, daß die Europäische Patentanmeldung EP-A 241,080 ein magnetisches Aufzeichnungselement enthüllt, das eine Mehrfachschicht von abwechselnd aufgebrachten Co-Schichten und Pd-Schichten aufweist. Die Information wird darin magnetsich geschrieben, und zwar durch benutzung eines Magnetkopfes, wobei die Richtung der Magnetisierung örtlich unter dem Einfluß des Magnetfeldes des Magnetkopfes umgekehrt wird. Die Gesamtstärke der Mehrfachschichten, die in der genannten Patentanmeldung beschrieben werden, übersteigt 190 nm.
Im erfindungsgemäßen Aufzeichnungselement wird die Information vozugsweise über den Träger geschrieben und gelesen. In jenem Fall muß der Träger für den verwendeten Laserstrahl durchlässig sein. Bei dieser Form der Aufzeichnung und des Lesens wird erreicht, daß irgendwelche Staubteilchen oder etwaige andere verunreinigungen auf der Oberfläche der Trägers die Schreib- oder Lesequalität nicht beeinträchtigen, da sie außerhalb der Tiefenschärfe des Objektivs liegen, mit dessen Hilfe der Lasersträhl auf die Aufzeichungsschicht fokussiert wird. Der durchlässige Träger besteht beispielsweise aus Glas, Quarz oder einem durchlässigen synthetischen Material, wie beispielsweise Polykarbonat oder Polymethylmethakrylat.
Auf der Seite, die zur Aufzeichnungsschicht hin liegt, wird die Oberfläche des Trägers vorzugsweise mit einer optisch abtastbaren Führungsspur, beispielsweise in der Form einer Rille, dioe meistens eine schraubenförmige oder kreisförmige Form hat, versehen. Diese Rille kann teilsweise mit optisch lesbaren Informationsbits versehen werden, die beispielsweise die Schreib- und Leseverfahrensweise steuern. Die magnetooptische Aufzeichnung kann in sowohl der Rille als auch an den erhabenen Abschnitten, die sich zwischen den Rillen befinden, bewirkt werden.
Wenn ein Glasträger verwendet wird, wird die Spur vorzugsweise in einer separaten synthetischen Harzschicht, die auf dem träger angebracht ist, und die beispielsweise aus leicht ausgehärtetem Akrylatestern besteht, angeordnet.
Bei einer interessanten Ausführung des erfindungsgemäßen Aufzeichnungselementes wird eine dieelektrische Schicht zwischen der Aufzeichungsschicht und dem träger vorgesehen.
Es muß bemerkt werden, daß bei den thermomagnetische Aufzeichnungselementen nach dem bisherigen Standder Technik, bei denen beispielsweise GdTbFe verwendet wird, die Auswahl der dielektrischen Schicht angesichts der Oxidationsempfindlichkeit auf sauerstofffreie Materialien begrenzt ist.
Ein weiteres erfindungsgemäßes Aufzeichnungselement, das mit großem Vorteil verwendet werden kann, wird dadurch gekennzeichnet, daß eine Reflexionsschicht auf jener Seite der Aufzeichnungsschicht vorhanden ist, die vom Träger abgelegen ist. So bewirkt beispielsweise das Aufbringen einer Reflexionsschicht aus Al auf einer 40 bis 50 nm starken Aufzeichungsschicht eine bedeutende Erhöhung des Rauschabstandes. Die Reflexionsschicht wird meistens durch einen aufgedampften oder aufgestäubten Metallspiegel gebildet. Geeignete Metalle für diesen Spiegel sind Al, Au, Ag, Pt, Cu und Ti.
Eine noch weitere interessante Ausführung ist die Ausführung des erfindungsgemäßen Aufzeichnungselementes, wobei dieses Aufzeichnungselement mindestens zwei Aufzeichungsschichten enthält, die jeweils durch eine Mehrfachschicht gebildet werden, wobei die Aufzeichnungsschichten gegenseitig durch eine Zwischenschciht getrennt sind, und wobei die Stärke von mindestens einer der Aufzeichnungsschichten kleiner ist als 40 nm. In der Praxis ermittelt man, daß die Aufzeichnungsschicht sehr dünn sein kann, wobei die thermomagnetischen und die magnetooptischen Eigenschaften angemessen bleiben. Derartige dünne Schichten sind in Mehrfachschichtsystemen erforderlich, weil die Schicht oder die Schichten in einer mehr äußeren Position über die Schicht oder die Schichten, die mehr nach innen zu angeordnet sind, eingeschrieben oder gelesen werden müssen. Folglich muß die Schicht oder die Schichten in einer mehr inneren Position noch einen bestimmten Grad an Durchlässigkeit relatib zum verwendeten Laserlich aufweisen, um die mehr außen angeordnete Schicht zu erreichen. Aus diesem Grund müssen die mehr innen angeordneten Schichten dünner als 40 nm sein, vorzugsweise 10 bis 30 nm stark. In diesem Zusammenhang muß bemerkt werden, daß bei den thermomagnetischen Aufzeichnungsmaterialien nach dem bisherigen Stand der Technik auf der Basis von Legierungen des amorphen Seltenerdmetalls und Übergangsmetalls ein Mehrschichtaufzeichnungselement nicht möglich ist. Die Oxidationsempfindlichkeit dieses bekannten Materials ist so hoch, daß dünne Schichten nicht eine angemesseneLebensdauer aufweisen.
Von besonderer Bedeutung ist die Ausführung des erfindungsgemäßen Aufzeichnungselementes, bei der die Mehrschichtaufzeichnungsschicht aus einem Schreibsektor und einem sich parallel dazu erstreckenden Lesesektor besteht, die beide eine Vielzahl von magnetischen und nichtmagnetischen Schichten aufweisen, wobei die Stärke (M) der einzelnen magnetischen Schichten und die Stärke (N) der einzelnen nichtmagnetischen Schichten so ausgewählt werden, daß Folgendes gilt: (N/M) Lesesektor < (N/M) Schreibsektor. Der Einsatz der Mehrschichtaufzeichnungsschichten in den Aufzeichnungselementen ermöglicht die Trennung der Lesefunktion und der Aufzeichnungsfunktion in der Aufzeichnungsschicht in einer einfachen Weise, und er ermöglicht, daß die separat optimiert werden. In der Praxis wurde ermittelt, daß das bedeutet, daß der Co-Gehalt des Lesesektors den Gehalt des Schreibsektors übersteigt.
Für ein derartiges Aufzeichnungselement gilt vorzugsweise, daß die Gesamtstärke des Lsesektors und die Gesamtstärke des Aufzeichnungssektor in einem Verhältnis von 1:3 sind. Es gilt außerdem, daß es für ein derartiges Aufzeichnungselement vorteilhaft ist, das charakteristische Merkmal aufzuweisen, daß (N/M) Lesesektor = 3/2 und daß (N/M) Aufzeichnungssektor = 9/4 ist.
Interessant ist ebenfalls eine Ausführung eines Aufzeichnungselementes, bei dem die nichtmagnetischen Schichten des Lesesektors im wesentlichen Pt enthalten, und bei dem die nichtmagnetischen Schichten des Schreibsektors im wesentlichen Fd enthalten. Diese Ausführung gestattet eine weitere Optimierung der Aufzeichungsanforderungen innerhalb einer einzelnen Aufzeichungsmehrfachschicht.
Die im Aufzeichnungselement verwendete Mehrfachschicht kann in der bekannten Weise durch eine physikalische Aufdampfung der einzelnen magnetischen und nichtmagnetischen Schichten erhalten werden. Es wurde gefunden, daß die Ablagerung mit Hilfe der Vakuumbedampfung, beispielsweise der Elektronenstrahlverdampfung, den Vorteil hat, daß die abgeschiedenen Mehrfachschichten höhere Hc-Werte zeigen als jene, die duch die Zerstäubung erhalten wurden. Das gilt insbesondere für Co-Pt- Mehrfachschichten. Es wird vorweggenommen, daß mit der Verdampfung Metallschichten mit deutlicheren Übergängen zwischen den verschiedenen Metallschichten erhalten werden als sie durch die Zerstäubung erhalten werden, und zwar wegen der geringeren kinetischen Energie der Metallatome, die auf die Oberfläche auftreffen, was zu einer geringeren Zwischendiffusion der Metallatome führt.
Die Stärke der Schichten kann in einer Weise realisiert werden, die an sich bekannt ist, und zwar durch Beeinflußung der Temperatur der Metallquellen und/oder der Ablagerungszeit der einzelnen Elemente.
Ein interessantes ëlement ist ebenfalls ein Aufzeichnungselement, das eine magnetische Aufzeichnungsschicht aufweist, die durch eine Mehrfachschicht gebildet wird, die mangnetisch mit einer zweiten magnetischen Aufzeichnungsschicht des Elementes austauschgekoppelt ist. Die zweite Aufzeichnungsschicht kann ebenfalls durch eine Mehrfachschicht gebildet werden, oder sie besteht us einem bekannten Aufzeichnungsmaterial, beispielsweise auf der Basis von GdTbFe oder TbCoFe. Wie u.a. in der Europäischen Patentanmeldung Nr. 258.978 beschrieben, bieten die Aufzeichnungselemente jener Ausführung interessante Möglichkeiten zum gebrauch bei thermomagnetischen Aufzeichnungsverfahren der Ausführung, die als "direct overwrite" bezeichnet werden. Die Verwendung von mindestens einer Mehrfachschicht bei diesem Aufzeichnungsverfahren hat den Vorteil, daß die gesamte Schichtstärke sehr begrenzt sein kann, so daß die erforderliche Schreiblaserenergie klein ist. Außerdem besitzen austauschgekoppelte dünne Schichten, die beispielsweise eine Stärke von weniger als 30 nm, aber vorzugsweise weniger als 20 nm aufweisen, den Vorteil, daß diese Kopplung wirksamer auftritt als bei stärkeren Schichten.
Magnetooptische Aufzeichnungsmedien mit senkrechter magnetischer Anisotropie und mit wechselweise mit Schichten aus nichtmagnetischem Material zu einer Mehrfachschicht geschichteten Schichten aus Co sind in der Europäischen Patentanmeldung EO-A-0304873 und EP-A-0367685 beschrieben, die im Rahmen des Artikels 54(3) und (4) EPC beide als Stand der Technik betrachtet werden. Beide Dokumente beschreiben Pd als geeignetes nichtmagnetisches Material und das erste Dokument beschreibt außerdem Pt in diesem Kontext. Es ist aber nicht von Co/Au- Strukturen die Rede und in keinem der beiden Dokumente wird die Verwendung einer optisch abtastbaren Führungsspur im Zusammenhang mit den beschriebenen Mehrfachschichten erwähnt.
Ein anderes megnetooptisches Mehrschichtaufzeichnungsmedium ist in der JP-A-63-153749 beschrieben. Dieses Medium weist wechselweise gestapelte Schichten aus magnetischem Material (wie Fe, Co oder Ni) und nichtmagnetischem Material (wie Ag, Mg, SiO, Si&sub3;N&sub4; oder ZnS) auf. Aber das beschriebene Medium weist keine senkrechte megnetische Anisotropie auf.

f) Ausführungsbeispiele

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.

1. Herstellung eines thermomagnetischen Aufzeichnungselementes

Ein Glasträger (1) mit einem Durchmesser von 5 Zoll (siehe Fig. 1) wurde mit einer Schicht (2) eines photopelymerisierbaren Lackes auf der Basis der Akrylate beschichtet. Der nicht ausgehärtete Lack wurde zwischen dem Substrat und der Grundmasse aufgebracht. Die Oberfläche der Grundmasse wurde mit einem Negativ der gewünschten Führungsspur versehen. Der Lack wurde ausgehärtet, indem er durch den träger dem UV-Licht ausgesetzt wurde. Danach wurde die Grundmasse entfernt. Auf diese Weise wurde eine Führungsspur in der Form einer Rille (3) hergestellt. Die Spur ist mit der Steuerinformation ausgestattet, die durch die optisch lesbaren Informationsbits gebildet wird, die abwechselnd auf einer höheren Ebene (4) und einer niederen Ebene (5) angeordnet sind. Die Bits werden im Spiegelbild mit Hilfe eines schwachen Laserlichtstrahls, der nicht gezeigt wird, auf der Basis der Phasenunterschiede beim reflektierten Licht, das von einem Bit auf einer höheren Ebene und auf einer niederen Ebene stammt, gelesen. Die Schicht (2) wurde mittels eines Zerstäubungsverfahrens mit einer dielektrischen Schicht (6) beschichtet, die aus AIN besteht und die eine Stärke von 80 nm aufweist. Eine magnetooptische Schicht (7) in Form einer Mehrfachschicht (siehe Fig. 1a) wurde oben auf die dielektrische Schicht aufgedampft. Für jenen Zweck wurde der Träger (1), der mit den Schichten (2) und (6) versehen ist, in einer Glasglocke angeordnet, die danach auf einen Druck von 4. 10&supmin;&sup8; mbar ausgepumpt wurde. Co- Schichten, die eine Stärke von 0,24 nm aufweisen und Pt-Schichten mit einer Stärke von 1,74 nm wurden nacheinander nach dem Eiektronenstrahlverdampfungsverfahren abgeschieden. Die Schichten werden in Fig. 1a dargestellt, wobei die Co-Schichten durch 7a und die Pt-Schichten durch 7b bezeichnet sind. Während der Abscheidung von Co und Pt wurde der Druck bei 5. 10&supmin;&sup7; mbar gehalten. Die Abscheidungsgeschwindigkeiten der Pt- und Co-Metallquellen wurden bei einer Geschwindigkeit zwischen 0,1 und 0,2 nm/s mit hilfe von Quarzosziliatoren konstant gehalten. Die Metalldampfströme wurden mit Hilfe von Verschlüssen gesteuert. Die gesamtstärke der Mehrfachschicht betrug etwa 50 nm. Die Gesamtanzahi der Pt- und Co-Schichten betrug in diesem Fall 50. Deutlichkeitshalber sind in Fig. 1a nur 10 Schichten dargestellt. In einigen Fällen wurde eine zweite dielektrische Schicht, die nicht in der Fig. 1 und la dargestellt ist, zwischen der Mehrfachschicht und der Reflexionsschicht aufgebracht, um eine "vierschichtige" Struktur zu erreichen.

2. Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens

Fig. 2 zeigt eine Anordnung zur thermomagnetischen Aufzeichnung und zum optischen Lesen der Information, bei der das oben beschriebene Aufzeichnungselement verwendet wird.
In der Figur kennzeichnet das bezugszeichen 8 einen AlGaAs-Laser, der einen Impulslichtstrahl 9 produziert, der eine Wellenlänge von 820 nm aufweist. Der Lichtstrahl wird entsprechend der Information, die aufgezeichnet werden soll, pulsiert (moduliert). Der Lichtstrahl 9 gelangt durch ein Objektiv 10, das eine numerische Apertur (NA) von 0,3 aufweist. Der Astigmatismus des Laserstrahls wird korrigiert, indem er durch eine Zylinderlinse 11 hindurchgeht. Der parallele Strahl 12 geht danach durch einen teilweise durchlässigen Spiegel 13 und einen Polarisationstrennwürfel 14, der die parallele Polarisationskomponente des Laserlichtes durchläßt, während die senkrechte Komponente reflektiert wird. Das durchgelassene linear polarisierte Licht passiert einen Farady-Rotator 15, der die Polarisationsrichtung um einen kleinen Winkel verschiebt. Danach wird das linear polarisierte Licht mittels eines Objektivs 16, das eine numerische Apertur (NA) von 0,6 hat, auf die Aufzeichnungsschicht 17 des magnetooptischen Aufzeichnungselementes 18 fokussiert. Dieses Aufzeichnungselement ist mit dem Element identisch, das in den Fig. 1 und 1a gezeigt wird. Daher ist die Aufzeichnungsschicht 17 eine Mehrfachschicht, die durch abwechselnd aufgeschichtete Co- und Pt-schichten gebildet wird, die auf einem Giasträger 19 geliefert werden. Die Belichtung der Aufzeichnungsschicht wird über den genannten Träger 19 bewirkt. An den belichteten Stellen wird ein Tempraturanstieg auf etwa den Curie-Punkt durch die Lichtabsorption bewirkt. Mittels eines Magnetfeldes, das eine Kraft von 2 x 10&sup4; A/m aufweist, die durch die Spule 20 erzeugt wird, wird die Magnetisierungsrichtung der Aufzeichnungsschicht in einer belichteten Steile um 180º gedreht, wodurch ein Informationsbit mit einer umgekehrten Magnetisierungsrichtung gebildet wird.
Die Aufzeichnung der Information wird weiterhin in Fig. IB dargestellt. In dieser Figur kennzeichnet das bezugszeichen 30 eine dielektrische Schicht, die auf einen (nicht dargestellten) Glasträger aufgebracht wird. Die Schicht 30 wird mit einer Mehrfachschicht 31 bereitgestellt. Deutlichkeitshalber werden nur vier Teilschichten der Mehrfachschicht 31 dargestellt. Folglich wird die Schicht 30 mit einer aufgedampftem Schicht von Co (32), Pt (33), Co (34) und Pt (35) geliefert. Die Mehrfachschicht 31 wird dem modulierten Laserlicht über die Schicht 30 ausgesetzt, wie mittels der Pfeile 42 angegeben ist. An einer belichteten Stelle 37, die sich zwischen den gestrichelten Grenzflächen 38, 39 befindet, nimmt die Temperatur der Mehrfachschicht bis zum Curie-Punkt (etwa 700 K) zu. Das geschieht ebenfalls in der belichteten Stelle 36 zwischen den Grenzflächen 40 und 41. Die Magnetisierungsrichtung der Mehrfachschicht wird durch die Pfeile 44 in den magnetischen Co-Schichten 32 und 34 gekennzeichnet. Ein externes Magnetfeld, dessen Richtung durch den Pfeil 43 angegeben wird, und dessen Größe 2. 10&sup4; A/m beträgt, wird über die Platte angelegt. In den belichteten Stellen 36 und 37 wird die megnetisierungsrichtung als Reaktion auf das Magnetfeld 43 umgekehrt. Das wird durch die Pfeile 45 in den magnetischen Co-Schichten 32 und 34 gekennzeichnet.

3. Messungen beim magnetooptischen Aufzeichnungselement

a. Die tabelle I zeigt die Ergebnmisse der optischen und magnetischen Messungen an sechs Aufzeichnungselementen. Die Spalte 1, die durch R bezeichnet ist, zeigt das Versuchsbezugszeichen. Die Spalte 2 zeigt die Zal L der Doppelschichten, von denen eine jede aus einer magnetischen und einer nichtmagnetischen Schicht besteht, und zwar betreffs der Mehrfachschicht. Die Spalte 3 zeigt die Stärke t (nm) der einzelnen Co- und Pt-Schichten. Dioe Spalte 4 zeigt die Kerr-Drehung (θk) bei 820 nm der Mehrfachschicht. Die Spalte 5 zeigt die Anisotropieenergie Keff (kj) pro Volumeneinheit Co. Die Spalte 6 zeigt die Remanenz (Mr/Ms), ausgedrückt als Prozentwert, und die Spalte 7 zeigt die Koerzitivkraft Hc (kA/m). Diese tabelle zeigt deutlich, daß die senkrechte Anisotropie in der Mehrfachschicht erhalten wird, wenn die Starke der einzelnen Co-Schichten kleiner ist als etwa 1, 2 nm. Nur dann ist Keff positiv. Außerdem wird gezeigt, daß eine Remanenz von 100% erhalten wird, wenn die Stärke der einzelnen Co-Schichten kleiner ist als etwa 0,6 nm.
b. Fig. 3 zeigt die magnetooptischen Hystereseschleifen der Ausführungen, die in der Tabelle I aufgeführt werden, wobei die Kerr-Drehung als eine Funktion des angelegten Feldes H gezeigt wird. Die Schleifen a-f werden bei den entsprechenden Prüflingen 1 bis 6 gemessen. Aus der Figur läßt sich ebenfalls ableiten, daß eine Remanenz von 100% erhalten wird, wenn die Stärke der einzelnen Co-Schichten kleiner ist als etwa 0,6 nm.
c. Fig. 4 zeigt die Kurven der polaren Kerr-Drehung θ(º) als eine Funktion der Wellenlänge λ (nm) für die Beispiele, die in der Tabelle 1 aufgeführt werden. Diese Figur zeigt deutlich, daß die polare Kerr-Drehung der Mehrfachschicht zunimmt, wenn Laserlicht mit einer relativ kurzen Wellenlänge verwendet wird. Das zeigt, daß das Auslesen der Mehrfachschichten entsprechend der vorliegenden Erfindung im sog. Blaubereich des Spektrums stärker wird, wodurch die vorliegende Mehrfachschicht insbesondere in verbindung mit dem sog. Blaulaser interessant wird.
d. Die Tabelle II zeigt eine Anzahl optischer und magnetischer Eigenschaften weiterer Mehrfachschichten für eine Verwendung in einem magnetooptischen Aufzeichnungselement.
Diese tabelle zeigt ebenfalls, daß eine Remanenz von 100% erhalten wird, wenn die Stärke der Cd-Schichten kleiner ist als 0,6 nm.
e. Fig. 5 zeigt die magnetooptischen Hystereseschleifen, die bei einer Wellenlänge λ von 530 nm gemessen werden, und zwar von einer Anzahl von Aufzeichnungselementen, die Aufzeichnungsschichten in der Form von Mehrfachschichten aufweisen, wobei die Stärke der Co-Schichten 0,4 nm und die Stärke der Pt-Schichten 1,8 nm betragen. Die Figur zeigt, daß die besten Hystereseschleifen erhalten werden, 25 wenn die Stärke der gesamten Mehrfachschicht kleiner ist als etwa 40 nm.
f. Fig. 6 zeigt die magnetooptischen Hysterseschleifen, die bei einer Wellenlänge λ von 530 nm gemessen werden, und zwar von einer Anzahl von Aufzeichnungselementen, die Aufzeichnungsschichten in der Form von Mehrfachschichten aufweisen, wobei die Stärke der Co-Schichten 0,4 nm und die Stärke der Pt-Schichten 1,8 nm betragen. Die Figur zeigt, daß die besten Hystereseschleifen erhalten werden, wenn die Stärke der gesamten Mehrfachschicht kleiner ist als etwa 40 nm.
g. Fig. 7 zeigt die polare Kerr-Drehung als eine Funktion der Wellenlänge einer Aufzeichnungsschicht (a), die oben beschrieben wurde, und einer Aufzeichungsschicht mit einer vergleichbaren Stärke auf der Basis des bekannten GdTbFe-Materials (b). Die Kerr-Drehung des Aufzeichnungsmaterials, das erfindungsgemäß verwendet wird, ist bei kürzeren Wellenlängen wesentlich größer als die Drehung des Materials nach dem bisherigen Stand der Technik.
4. Rauschabstandsmessungen in thermomagnetisch beschriebenen Bereichen
Bei einer weiteren Ausführung wurde ein Glasträger mit einer 70 nm starken dielekrischen Schicht mit AlN versehen, worauf danach eine 18 nm starke Aufzeichnungsschicht abgelagert wurde, die aus 0,4 nm starken Co-Schichten und 1,8 nm starken Pt-Schichten gebildet wurde. Die mehrfachschicht wurde mit einer 90 nm starken dielektrischen AlN-Schicht überzogen, auf die eine 30 nm starke Reflexionsschicht aus Al aufgebracht wurde. Aus weiteren Versuchen ergab sich, daß bei einer optimalen Zusammensetzung der Aufzeichnungsschicht ein Rauschabastand von 65 dB realisiert werden kann.

5. Rauschabstandmessungen in thermomagnetisch beschriebenen Bereichen

Bei einer weiteren Ausführungsform wurde ein Glasträger mit einem 2-P Lack mit einer 80 nm starken dielektrischen Schicht aus AlN versehen, worauf danach eine 23 nm starke Aufzeichnungsschicht mittels der Elektronenstrahlverdampfung abgelagert wurde und wobei die Schicht aus 0,4 starken Co-Schichten und 0,9 nm starken Pt-Schichten gebildet wurde.
Die Figur 8 zeigt die Kerr-Hysterseschleife der Mehrfachschicht, gemessen durch den Glasträger bei einer Wellenlänge von 820 nm. Der Hc-Wert betrug 112 kA/m. Bei einer Anzahl von thermomagnetischen Aufzeichnungsversuchen (v = 5 m/s; Bandbreite 30 kHz; f = 1 MHz; tp = 400 ns, FSchreiben = 8 mW, HSchreiben = 48 kA/m) wurden Bereiche (Bits) in diesem Aufzeichnungselement gespeichert. Das Plattenrauschen war besser als 9,3 dB. Das Schreibrauschen betrug 0,6 dB.

6. Rauschabstandsmessung in thermomagnetisch beschriebenen Bereichen

Bei einer weiteren Ausführung wurde ein Glasträger mit einem 2-P Lack mit einer 80 nm starken dielektrischen Schicht aus AlN versehen, worauf danach eine 23 nm starke Aufzeichnungsschicht mittels der Elektronenstrahlverdampfung abgelagert wurde und wobei die Schicht aus 0,4 starken Co-Schichten und 0,9 nm starken Pt- Schichten gebildet wurde.
Fig. 9 zeigt die Kerr-Hysterseschleife der Mehrfachschicht, gemessen durch den Glasträger bei einer Wellenlänge von 820 nm. Der Hc-Wert betrug 107 kA/m. Bei einer Anzahl von thermomagnetischen Aufzeichnungsversuchen (v = 5 m/s; Bandbreite 30 kHz; f = 1 MHz; tp = 400 ns, FSchreiben = 8 mW, HSchreiben = 48 kA/m) wurden Bereiche (Bits) in diesem Aufzeichnungselement gespeichert. Das Plattenrauschen war besser als 8,7 dB. Das Schreibrauschen betrug 1,0 dB.

7. Messungen an einem anderen magnetooptischen Aufzeichnungselement

Bei einer weiteren Ausführung wurde ein Glasträger mit einer 64,4 nm starken Aufzeichnungsschicht mittels der Elektronenstrahlverdampfung versehen, wobei die Schicht aus 0,5 nm starken Co-Schichten und 2,3 nm starken Au-Schichten gebildet wurde.
Die Fig. 1c zeigt die Kerr-Hystereseschleife der Mehrfachschicht, gemessen durch den Glasträger bei einer Wellenlänge von 530 nm. Der Hc-Wert beträgt 38,4 kA/m, und die Remanenz beträgt 94%.

III. Kurze Beschreibung der Zeichnung

Die Zeichnung umfaßt 10 Figuren, es zeigen:
Fig. 1 einen tangetiellen Schnitt durch ein magnetooptisches Aufzeichnungselement nach der Erfindung,
Fig. 1a einen Schnitt gemäß der Linie A-B in Fig. 1 durch ein magnetooptisches Element nach der Efindung,
Fig. lb einen Schnitt durch das Aufzeichnungselement nach Fig. 1 und 1a, worauf sich die Beschriebung des Aufzeichungsprozesses bezieht,
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Aufzeichungsanordnung, bei der das erfindungsgemäße Verfahren angewandt werden kann,
Fig. 3 eine Darstellung der magnetooptischen Hystereseschleife einer Anzahl von Aufzeichnungsschichten in der Form einer Co/Pt-Mehrfachschicht,
Fig. 4. eine Darstellung der polaren Kerr-Drehung als Funktion des Magnetfeldes, das angelegt wird, und zwar von einer Anzahl von Aufzeichnungsschichten in der Form einer Co/Pt-Mehrfachschicht,
Fig. 5 die polare Kerr-Drehung als Funktion des angelegten Magnetfeldes bei einer Anzahl von Aufzeichnungsschichten ungleicher Stärke in der Form einer Co/Pt-Mehrfachschicht,
Fig. 6 die polare Kerr-Drehung als Funktion des angelegten Magnetfeldes bei einer Anzahl von weiteren Aufzeichnungsschichten ungleicher Stärke in der Form einer Co/Pt-Mehrfachschicht,
Fig. 7 die polare Kerr-Drehung als Funktion der Wellenlänge einer Aufzeichnungsschicht in einem erfindungsgemäßen Aufzeichnungselement und einer Aufzeichnungsschicht auf der Basis von GdTbFe in einem Aufzeichnungselement nach dem Stand der Technik,
Fig. 8 die polare Kerr-Drehung als Funktion des angelegten Magnetfeldes bei einem Aufzeichnungselement, das eine Co/Pt-Mehrfachschicht einschließt,
Fig. 9 die polare Kerr-Drehung als Funktion des angelegten Magnetfeldes bei einem Aufzeichnungselement, das eine Co/Pd-Mehrfachschicht aufweist,
Fig. 10 die polare Kerr-Drehung als Funktion des angelegten Magnetfeldes bei einem Aufzeichnungselement, das eine Co/Au-Mehrfachschicht aufweist.

Claims

1. Aufzeichnungselement mit einem Träger (1) und einer Aufzeichungsschicht (7) in Form einer darauf angebrachten Mehrfachschicht, wobei die Seite des Trägers, die der Aufzeichnungsschicht zugewandt ist, mit einer optisch abtastbaren Führungsspur (3) versehen ist, wobei diese Mehrfachschicht eine Anzahl magnetischer, vorwiegend Co-haltiger Schichten (7a) einer Stärke von nicht mehr als 1,2 nm je Schicht aufweist, ebenso wie eine Anzahl nichtmagnetischer Schichten (7b), die je wenigstens ein Übergangselement aufweisen und je eine Stärke haben von weniger als 2,4 nm, wobei die magnetischen und nichtmagnetischen Schichten abwechselnd angebracht sind und die Gesamtstärke der Mehrfachschicht nicht größer ist als 75 nm, wobei die Mehrfachschicht außerdem eine einfache Magnetisierungsachse hat, die senkrecht auf der Trägerfläche steht.

2. Aufzeichnungselement nach Anspruch 1, wobei die nichtmagnetischen Schichten (7b) vorwiegend aus Pt bestehen.

3. Aufzeichnungselement nach Anspruch 1, wobei die nichtmagnetischen Schichten (7b) vorwiegend aus Pd bestehen.

4. Aufzeichnungselement nach Anspruch 1, wobei die nichtmagnetischen Schichten (7b) vorwiegend aus Au bestehen.

5. Aufzeichnungselement nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, wobei die Cohaltigen magnetischen Schichten (7a) eine Maximalstärke von 0,6 nm haben.

6. Aufzeichnungselement nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, wobei die Gesamtstärke der Mehrfachschicht (7) nicht mehr als 40 nm beträgt.

7. Aufzeichnungselement nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die magnetischen Schichten (7a) eine Gesamtstärke M und die nichtmagnetischen Schichten (7b) eine Gesamtstärke N aufweisen, die durch die Beziehung: 1< N/M< 5 definiert wird.

8. Aufzeichnungselement nach Anspruch l, 2, 3 und 5, wobei die Stärke der einzelnen Co-haltigen Schichten (7a) 0,3 - 0,5 nm und die Stärke der einzelnen Pt- oder Pd-haltigen Schichten (7b) 0,8 - l ,2 nm beträgt.

9. Aufzeichnungselement nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die optisch abtastbare Führungsspur (3) in der Kunststoffschicht (2) auf dem Träger (1) vorgesehen ist.

10. Aufzeichnungselement nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei eine dielektrische Schicht (6) zwischen der Aufzeichnungsschicht (7) und dem Träger (1) liegt.

11. Aufzeichnungselement nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei eine Reflexionsschicht (7c) an derjenigen Seite der Aufzeichnungsschicht (7) vorhanden ist, die von dem Träger (1) abgewandt ist.

12. Aufzeichnungselement nach Anspruch 11, wobei eine dielektrische Schicht zwischen der Aufzeichnungsschicht und der Reflexionsschicht vorgesehen ist.

13. Aufzeichnungselementnach Anspruch 1 - 10, wobei das Aufzeichnungselement wenigstens zwei Aufzeichnungsschichten aufweist, die je durch eine Mehrfachschicht gebildet sind und die magnetisch nicht gekoppelt sind, wobei die Aufzeichnungsschichten durch eine Trennschicht voneinander getrennt sind und wobei die Stärke wenigstens einer der Aufzeichnungsschichten weniger als 40 nm beträgt.

14. Aufzeichnungselement nach Anspruch 13, wobei die Trennschicht ein organisches Polymewr aufweist.

15. Aufzeichnungselement nach Anspruch 14, wobei die Trennschicht aus einem photopolymerisierten Lack besteht.

16. Aufzeichnungselement nach Anspruch 1 - 12, wobei die Aufzeichnungsschicht, die aus einer Mehrfachschicht besteht, aus einem Schreibsektor und einem sich parallel dazu erstreckenden Lesesektor besteht, die je eine Anzahl magnetischer und nichtmagnetischer Schichten aufweisen, wobei die Stärke (M) der einzelnen magnetischen Schichten und die Stärke (N) der einzelnen nichtmagnetischen Schichten derart gewählt worden ist, daß folgendes gilt: (N/M) Lesesektor < (NM) Schreibsektor.

17. Aufzeichnungselement nach Anspruch 16, wobei die Gesamtstärke des Lesesektors und die Gesamtstärke des Schreibsektors in einem Verhältnis von 1 : 3 sind.

18. Aufzeichnungselement nach Anspruch 16 oder 17, wobei folgendes gilt: (N/M) Lesesektor = 3/2 und (N/M) Schreibsektor = 9/4.

19. Aufzeichnungselementnach Anspruch 16, 17 oder 18, wobei gilt, daß die nichtmagnetischen Schichten des Lesesektors Pt aufweisen und die nichtmagnetischen Schichten des Schreibsektors vorwiegend Pd aufweisen.

20. Verfahren zum Herstellen eines Aufzeichnungselementes nach einem der Ansprüche 1 - 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufzeichnungsmehrfachschicht in einem Elektronenstrahlverdampfungsverfahren angebracht wird.