DE69023601T2 - Überschreibbares magnetooptisches Aufzeichnungsmedium. - Google Patents
Überschreibbares magnetooptisches Aufzeichnungsmedium.Info
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein magnetooptisches Aufzeichnungsmedium, welches in der Lage ist, einen Überschreibvorgang lediglich dadurch zu vollziehen, daß die Intensität eines Lichtstrahls moduliert wird, ohne daß eine Richtung eines Vormagnetisierungsfeldes Hb moduliert wird.
- In den vergangenen Jahren wurden umfangreiche Anstrengungen auf die Entwicklung eines optischen Aufzeichnungs-/wiedergabeverfahrens, das verschiedenen Anforderungen zu entsprechen vermag, darunter hohe Dichte, hohe Kapazität, rasche Zugriffsgeschwindigkeit sowie hohe Aufzeichnungs-/wiedergabegeschwindigkeit und ein Aufzeichnungsgerät, eine wiedergabeeinrichtung sowie ein dazu verwendendes Aufzeichnungsmedium verwandt.
- Von verschiedenen optischen Aufzeichnungs-/Wiedergabeverfahren ist das magnetooptische Wiedergabeverfahren am meisten attraktiv aufgrund seines einzigartigen Vorteils, daß nach der Aufzeichnung Information gelöscht werden und neue Information wiederholt aufgezeichnet werden kann.
- Ein bei dem magnetooptischen Aufzeichnungs-/Wiedergabeverfahren verwendetes Aufzeichnungsmedium besitzt eine senkrecht-magnetische Schicht oder Schichten als eine Aufzeichnungsschicht. Die magnetische Schicht enthält beispielsweise amorphes GdFe, GdCo, GdFeCo, TbFe, TbCo, TbFeCo und dgl.
- Auf der Aufzeichnungsschicht sind konzentrische oder spiralförmige Spuren gebildet und Information wird auf den Spuren aufgezeichnet. In der vorliegenden Beschreibung ist eine der "Aufwärts"- und "Abwärts"-Richtungen der Magnetisierung in bezug auf eine Filmfläche als die "A-Richtung", die andere als "Nicht-A-Richtung" definiert. Aufzuzeichnende Information wird vorab binär umgesetzt und durch zwei Signale aufgezeichnet, nämlich ein Bit (B&sub1;) mit einer Magnetisierung in "A-Richtung" und ein Bit (B&sub0;) mit einer Magnetisierung in "Nicht-A-Richtung" Diese Bits B&sub1; und B&sub0; entsprechen den Pegeln "1" und "0" eines digitalen Signals. Im allgemeinen jedoch kann die Magnetisierungsrichtung der Aufzeichnungsspuren dadurch in die "Nicht-A-Richtung" ausgerichtet werden, daß man ein starkes Vormagnetisierungsfeld anlegt. Diese Verarbeitung nennt man "Initialisierung". Anschließend wird auf den Spuren ein Bit (B&sub1;) mit einer "A-gerichteten" Magnetisierung gebildet. Information wird nach Maßgabe des Vorhandenseins/Fehlens und/oder einer Bitlänge des Bits (B&sub1;) aufgezeichnet.
- Bei der Bildung von Bits wird in vorteilhafter Weise die Eigenschaft eines Lasers genutzt, nämlich die räumliche und zeitliche hervorragende Kohärenz, und ein Strahl kann als ein Fleck fokussiert werden, der so klein ist wie die Beugungsgrenze, wie sich diese bestimmt aus der Wellenlänge eines Laserstrahls. Das fokussierte Licht wird auf eine Spuroberfläche gestrahlt, um ein Bit mit einem Durchmesser von 1 µm oder darunter in eine Aufzeichnungsschicht zu erzeugen, um so Information aufzuzeichnen. Bei der optischen Aufzeichnung läßt sich theoretisch eine Aufzeichnungsdichte von bis zu 10&sup8; Bits/cm² deshalb erreichen, weil ein Laserstrahl auf einen Schritt konzentriert werden kann, der einen Durchmesser bis hinunter zu seiner Wellenlänge haben kann.
- Wie in Fig. 1 gezeigt ist, wird bei der magnetooptischen Aufzeichnung ein Laserstrahl (L) auf eine Aufzeichnungsschicht fokussiert, um diese zu erwärmen. Während dieses Intervalls wird ein Vormagnetisierungsfeld (Hb) in einer der Initialisierungsrichtung entgegengesetzten Richtung von außen an den erwärmten Abschnitt angelegt. Damit wird die Koerzitivkraft Hc des lokal erwärmten Bereichs verringert und wird kleiner als das Vormagnetisierungsfeld (Eb). Als Ergebnis wird die Magnetisierungsrichtung dieses Bereichs in Richtung des Vormagnetisierungsfeldes (Hb) ausgerichtet. Damit läßt sich ein Bit erzeugen, das in die entgegengesetzte Richtung magnetisiert ist.
- Ein ferromagnetisches Material und ein ferrimagnetisches Material haben verschiedene Temperaturabhängigkeiten ihrer Magnetisierungsrichtungen und von Hc. Beim ferromagnetischen Material nimmt Hc in der Nähe einer Curie-Temperatur ab, und die Aufzeichnung wird auf der Grundlage dieses Phänomens ausgeführt. Daher wird diese Aufzeichnung als Tc-Schreib(Curie-Temperatur-Schreib-)Prozeß bezeichnet.
- Andererseits besitzt das ferrimagnetische Material eine Kompensationstemperatur unterhalb der Curie-Temperatur, und bei dieser Temperatur wird die Magnetisierung (M) Null. Im Gegensatz dazu wird Hc in der Nähe der Kompensationstemperatur sehr groß, und wenn eine Temperatur außerhalb der Kompensationstemperatur liegt, verringert sich Hc sofort. Die verringerte Hc wird von einem relativ schwachen Vormagnetisierungsfeld (Hb) überspielt. In anderen Worten, die Aufzeichnung ist möglich. Dieser Aufzeichnungsprozeß wird als Tcomp.-Schreib-(Kompensationstemperatur-Schreib-)Prozeß bezeichnet.
- Die Aufzeichnungstemperatur muß nicht die Curie-Temperatur oder eine Temperatur in deren Nähe sein, und nicht eine Temperatur in der Nähe der Kompensationstemperatur. Das heißt, wenn ein Vormagnetisierungsfeld (Hb), das in der Lage ist, die verringerte Hc zu überspielen, an das Material mit der verringerten Hc bei einer vorbestimmten Temperatur angelegt wird, die höher ist als Zimmertemperatur, ist Aufzeichnung möglich.
- Fig. 2 zeigt das Prinzip der Informationswiedergabe auf der Grundlage des magnetooptischen Effekts. Licht ist eine elektromagnetische Welle mit einem elektromagnetischen Feldvektor, der normalerweise in sämtliche Richtungen auf einer Ebene senkrecht zu einem optischen Weg divergiert. Wenn Licht in linear polarisiertes Licht (Lp) umgewandelt und auf eine Aufzeichnungsschicht (1) gestrahlt wird, wird das Licht von der Oberfläche der Aufzeichnungsschicht (1) reflektiert oder durch die Aufzeichnungsschicht (1) hindurchgelassen. Zu dieser Zeit wird die Polarisierungsebene entsprechend der Magnetisierungsrichtung (M) gedreht. Dieses Drehungsphänomen bezeichnet man als magnetischen Kerreffekt oder magnetischen Faradayeffekt.
- Wenn z.B. die Polarisationsebene des reflektierten Lichts um θk Grad in bezug auf die "A-gerichtete" Magnetisierung gedreht wird, wird sie um -θk Grad in bezug auf die "Nicht-A- gerichtete" Magnetisierung gedreht. Wenn daher die Achse eines optischen Analysators so eingestellt wird, daß sie senkrecht verläuft zu einer um -θk Grad geneigten Ebene, kann von einem Bit (B&sub0;), das in die "Nicht-A-Richtung" magnetisiert ist, reflektiertes Licht den Analysator nicht passieren. Im Gegensatz dazu passieren von dem Licht, das von einem in die "A-Richtung" magnetisierten Bit (B&sub1;) reflektiert wird, Komponenten, die mit (sin2θk) 2 multipliziert sind, den Analysator und fallen auf einen Detektor (eine photoelektrische Wandlereinrichtung). Als Ergebnis sieht das in die "A-Richtung" magnetisierte Bit (B&sub1;) heller aus, als das in die "Nicht-A-Richtung" magnetisierte Bit (B&sub0;) und veranlaßt den Detektor, ein starkes elektrisches Signal zu erzeugen. Das elektrische Signal von dem Detektor ist entsprechend der aufgezeichneten Information moduliert, und die Information kann wiedergegeben werden.
- Um ein Aufzeichnungsmedium erneut zu verwenden, muß (i) das gesamte Medium zu einer gewissen Zeit von einer Initialisierungseinrichtung neu initialisiert werden, (ii) ein Löschkopf sowie ein Aufzeichnungskopf muß dem Aufzeichnungsgerät hinzugefügt werden, oder (iii) aufgezeichnete Information unter Verwendung eines Aufzeichnungsgerätes oder eines Löschgeräts in einer Vorab-Verarbeitung gelöscht werden. Dabei ist es bei einem konventionellen magnetooptischen Aufzeichnungsverfahren unmöglich, einen Überschreibvorgang durchzuführen, der in der Lage ist, neue Information ungeachtet des Vorhandenseins/Fehlens von aufgezeichneter Information aufzuzeichnen.
- Wenn die Richtung des Vormagnetisierungsfeldes Hb in gewünschter Weise moduliert werden kann zwischen der "A-Richtung" und der "Nicht-A-Richtung", wie es gerade benötigt wird, ist ein Überschreibvorgang möglich. Allerdings ist es nicht möglich, die Richtung des Vormagnetisierungsfeldes Hb mit hoher Geschwindigkeit zu modulieren. Wenn beispielsweise das Vormagnetisierungsfeld Hb von einem Permanentmagneten erzeugt wird, muß die Richtung des Magneten mechanisch umgedreht werden. Es ist aber nicht möglich, die Richtung des Magneten mit hoher Geschwindigkeit umzukehren. Wenn das Vormagnetisierungsfeld Hb von einem Elektromagneten erzeugt wird, ist es ebenfalls unmöglich, die Richtung eines starken Stroms mit hoher Geschwindigkeit zu modulieren.
- Allerdings wurde in Verbindung mit dem Fortschritt der Methoden ein magnetooptisches Aufzeichnungsverfahren erfunden, welches imstande ist, einen Überschreibvorgang durchzuführen durch Modulieren lediglich der Intensität eines Lichtstrahls, der abhängig von binärer oder zweiwertiger aufzuzeichnender Information aufgestrahlt wird, ohne das Vormagnetisierungsfeld Hb ein-/auszuschalten, oder die Richtung des Vormagnetisierungsfeldes Hb zu modulieren, ferner ein überschreibbares magnetooptisches Aufzeichnungsmedium für die Verwendung bei diesem Verfahren, und außerdem eine überschreibfähige Aufzeichnungsvorrichtung zur Verwendung bei diesem Verfahren, wie dieses beschrieben ist in der -DE-A-36 19 618 (entsprechend der japanischen Patent-OS 62- 175948). Die Erfindung wird hier im folgenden als "Grunderfindung" bezeichnet. Das Prinzip des Überschreibens wird im folgenden auf der Grundlage dieser Grunderfindung erläutert.
- Ein charakteristisches Merkmal des Überschreibvorgangs gemäß der Grunderfindung ist es, einen magnetooptischen Aufzeichnungsträger zu verwenden, der einen mehrschichtigen senkrechten magnetischen Film aufweist, mit mindestens einer zweischichtigen Struktur einer Aufzeichnungsschicht (erste Schicht) und einer Referenzschicht (zweite Schicht). Aufgezeichnet wird Information in der ersten Schicht (in einigen Fällen auch in der zweiten Schicht) durch ein Bit mit der "A-gerichteten" Magnetisierung und ein Bit mit der "Nicht-A- gerichteten" Magnetisierung.
- Ein Überschreibvorgang entsprechend der Grunderfindung umfaßt:
- (a) Bewegen eines Aufzeichnungsmediums;
- (b) Ausrichten der Magnetisierungsrichtung lediglich der zweiten Schicht in die "A-Richtung" unmittelbar vor der Aufzeichnung, während die Magnetisierungsrichtung der ersten Schicht unverändert bleibt,
- (c) Aufstrahlen des Laserstrahls auf das Medium
- (d) Pulsmodulieren einer Intensität des Strahls nach Maßgabe der aufzuzeichnenden, zweiwertigen Information;
- (e) Anlegen eines Vormagnetisierungsfeldes an einen mit dem Strahl bestrahlten Abschnitt; und
- (f) Bilden eines von dem Bit mit "A-gerichteter" Magnetisierung und dem Bit mit "Nicht-A-gerichteter" Magnetisierung, wenn die Stärke des Impulsstrahls hohen Pegel hat, und Bilden des jeweils anderen Bits, wenn die Strahlintensität niedrigen Pegel aufweist.
- Wenn gemäß der Grunderfindung Information aufgezeichnet werden soll, wird eine des Überschreibens fähige magnetooptische Aufzeichnungsvorrichtung verwendet, die z.B. folgende Mittel enthält:
- (a) eine Einrichtung zum Bewegen des optischen Aufzeichnungsträgers;
- (b) eine Einrichtung zum Anlegen eines Anfangsfeldes Hini.;
- (c) eine Laserstrahlquelle;
- (d) eine Moduliereinrichtung zur Pulsmodulierung einer Strahlintensitat zwischen
- (1) einem hohen Pegel, um dem Medium eine geeignete Temperatur zur Bildung eines von einem Bit mit "A-gerichtete" Magnetisierung und eines Bits mit "Nicht-A-gerichtete" Magnetisierung zu verleihen; und
- (2) einem niedrigen Pegel, um dem Medium eine geeignete Temperatur zur Bildung des jeweils anderen Bits zu verleihen;
- (e) eine Vormagnetisierungsfeld-Aufbringeinrichtung, die gemeinsam mit der Einrichtung zum Anlegen des Anfangsfeldes verwendet werden kann.
- Bei dem Überschreibverfahren nach der Grunderfindung wird ein Laserstrahl gemäß der aufzuzeichnenden Information pulsmoduliert. Allerdings wurde diese Prozedur selbst nach dem konventionellen magnetooptischen Aufzeichnungsverfahren durchgeführt wird, wobei eine Einrichtung zum Pulsmodulieren der Strahlintensität auf der Grundlage der aufzuzeichnenden, zweiwertigen Information eine bekannte Einrichtung ist. Vergleiche beispielsweise THE BELL SYSTEM TECHNICAL JOURNAL, Vol. 62 (1983), 5. 1923 - 1936. Wenn daher erforderliche hohe und niedrige Pegel für eine Strahlstärke gegeben sind, kann eine solche Einrichtung dadurch erhalten werden, daß man die konventionelle Moduliereinrichtung teilweise modifiziert. Diese Modulation ist für den Pachmann leicht ersichtlich, wenn hohe und niedrige Pegel der Strahlstärke gegeben sind.
- Ein weiteres charakteristisches Merkmal der Grunderfindung liegt in den hohen und niedrigen Pegeln der Strahlstärke. Genauer gesagt, wenn die Strahlstärke hohen Pegel hat, wird die "A-gerichtete" Magnetisierung der Referenzschicht (der zweiten Schicht) durch das Vormagnetisierungsfeld Hb umgekehrt in die "Nicht-A-Richtung" und ein Bit mit "Nicht-A-gerichteter" oder "A-gerichteter" Magnetisierung wird in der Aufzeichnungsschicht (ersten Schicht) durch die "Nicht-A-gerichtete" Magnetisierung der zweiten Schicht erzeugt. Wenn die Strahlstärke niedrigen Pegel hat, wird ein Bit mit "A- gerichteter" oder "Nicht-A-gerichteter" Magnetisierung in der ersten Schicht durch die "A-gerichtete" Magnetisierung der zweiten Schicht erzeugt.
- Wenn die Ausdrücke οοο [oder ΔΔΔ] so bedeutet οοο außerhalb der Klammer in dem ersten Ausdruck οοο in dem nachstehenden Ausdruck οοο [oder ΔΔΔ] und umgekehrt.
- Wie bekannt ist, wird auch dann, wenn keine Aufzeichnung erfolgt, ein Laserstrahl häufig bei einem sehr niedrigen Pegel * eingeschaltet, um beispielsweise Zugriff auf eine vorbestimmte Aufzeichnungsposition auf dem Träger zu erhalten. Wenn der Laserstrahl außerdem für die Wiedergabe eingesetzt wird, wird der Laserstrahl häufig mit einer Stärke sehr niedrigen Pegels * eingeschaltet. Bei der vorliegenden Erfindung kann die Stärke des Laserstrahls bei diesem sehr niedrigen Pegel * eingestellt werden. Allerdings ist der niedrige Pegel zur Bildung eines Bits höher als der sehr niedrige Pegel *. Deshalb hat die Ausgangswellenform des Laserstrahls nach der Grunderfindung den in Fig. 3A dargestellten Verlauf.
- Obschon in der Beschreibung der Grunderfindung nicht beschrieben, kann gemäß der Grunderfindung ein Aufzeichnungsstrahl nicht ein einzelner, sondern zwei benachbarte Strahlen sein, so daß der Führungsstrahl als Laserstrahl niedrigen Pegels (Löschstrahl) verwendet wird, welcher nicht moduliert wird, während der nachlaufende Strahl als Laserstrahl hohen Pegels (Schreibstrahl) verwendet wird, der mit der Information moduliert ist. in diesem Fall wird der nachlaufende Strahl zwischen hohem Pegel und Grundpegel (gleich oder niedriger als der niedrige Pegel, wobei diese Ausgangsgröße Null sein kann) pulsmoduliert. Die Ausgangswellenform für diesen Fall ist in Fig. 38 dargestellt.
- Ein überschreibbarer Träger wird grob in eine erste oder zweite Kategorie klassifiziert. In jeder Kategorie besitzt der Aufzeichnungsträger eine Mehrschichtstruktur mit einer Aufzeichnungsschicht (ersten Schicht) und einer Referenzschicht (zweiten Schicht), wie in Fig. 4A gezeigt ist.
- Die erste Schicht ist die Aufzeichnungsschicht, die bei Zimmertemperatur eine hohe Koerzitivkraft und eine niedrige Umkehrtemperatur besitzt. Die zweite Schicht ist die Referenzschicht, die bei Zimmertemperatur eine relativ geringe Koerzitivkraft und im Vergleich zu der ersten Schicht eine höhere Umkehrtemperatur besitzt. Sowohl die erste als auch die zweite Schicht können aus einem mehrschichtigen Film bestehen. Falls notwendig, kann eine dritte Schicht zwischen die erste und die zweite Schicht eingefügt sein. Ferner muß zwischen der ersten und der zweiten Schicht keine klare Grenze definiert sein, sondern eine Schicht kann allmählich in die andere Schicht übergehen.
- Wenn in der ersten Kategorie die Koerzitivkraft der Aufzeichnungsschicht (der ersten Schicht) durch HC1 dargestellt wird, diejenige der Referenzschicht (zweiten Schicht) HC2 beträgt, die Curie-Temperatur der ersten Schicht TC1 beträgt, diejenige der zweiten Schicht TC2 beträgt, die Zimmertemperatur TR ist, eine Mediumtemperatur bei Bestrahlung mit Laserstrahl geringer Stärke TL beträgt, diejenige bei Bestrahlung mit einem Laserstrahl hohen Pegels TH beträgt, ein an die erste Schicht angelegtes Koppelfeld HD1 beträgt, und ein an die zweite Schicht angelegtes Koppelfeld HD2 beträgt, so erfüllt ein Aufzeichnungsmedium die nachstehende Formel 1 und erfüllt bei Zimmertemperatur die Formeln 2 bis 5:
- TR < TC1 TL < TC2 TH ... Formel 1
- HC1 > HC2 + HD1 ∓ HD2 ... Formel 2
- HC1 > HD1 ... Formel 3
- HC2 > HD2 ... Formel 4
- HC2 + HD2 < Hini. < HC1 ± HD1 ... Formel 5
- Bei den obigen Formeln bedeutet das Symbol " " "gleich" oder "im wesentlichen gleich". Darüber hinaus bedeuten die Doppelvorzeichen ± und ∓ mit dem oberen Vorzeichen ein Medium des Typs A (antiparallel) und mit dem unteren Vorzeichen ein Medium des Typs P (parallel) (diese Medien werden unten noch beschrieben). Man beachtet, daß ein ferromagnetisches Medium ein P-Typ ist.
- Die Beziehung zwischen einer Koerzitivkraft und einer Temperatur entspricht dem in Fig., 5 dargestellten Graphen. Eine dünne Kurve repräsentiert die Kennlinie für die erste Schicht, eine dicke Kurve diejenige der zweiten Schicht.
- Wenn daher ein Anfangsfeld (Hini.) an diesen Aufzeichnungsträger bei Zimmertemperatur angelegt wird, wird die Magnetisierungsrichtung lediglich der Referenzschicht (zweiten Schicht) umgekehrt, ohne daß diejenige der Aufzeichnungsschicht (ersten Schicht) umgekehrt wird, entsprechend Formel 5). Wenn das Anfangsfeld (Hini.) vor dem Aufzeichnen an das Medium gelegt wird, kann die zweite Schicht in die "A-Richtung" magnetisiert werden (in der Zeichnung ist die "A-Richtung" durch einen Pfeil nach oben dargestellt, während die "Nicht-A-Richtung" durch einen Pfeil nach unten dargestellt ist. Wenn das Anfangsfeld Hini. Null wird, kann die Magnetisierungsrichtung der zweiten Schicht unverändert bleiben, ohne daß eine Rückumkehr gemäß Formel 4 erfolgt.
- Fig. 48 zeigt schematisch einen Zustand, bei dem lediglich die Referenzschicht in der "A-Richtung" unmittelbar vor der Aufzeichnung magnetisiert wird.
- In Fig. 48 repräsentiert die Magnetisierungsrichtung * in der ersten Schicht vorher aufgezeichnete Information. Bei der nachfolgenden Beschreibung wird dies durch X (Bedingung 1 in Figuren 6 und 7) angedeutet, da die Magnetisierungsrichtung in der ersten Schicht bei dem Grundoperationsmechanismus sich nicht ändert. Eine Änderung der Magnetisierungsrichtung eines Mediums, wenn letzteres von Laserstrahlen hohen und niedrigen Pegels bestrahlt wird, wird im folgenden unter Bezugnahme auf Figuren 6 und 7 diskutiert.
- Nachfolgend wird ein Fall beschrieben, bei dem ein Laserstrahl hohen Pegels auf das Medium unter der Bedingung 1 in Fig. 6 aufgestrahlt wird, um die Mediumtemperatur auf TH zu erhöhen. Da in diesem Fall TH höher ist als die Curie-Temperatur TC1 verschwindet die Magnetisierung der Aufzeichnungsschicht (ersten Schicht). Da ferner TH in der Nähe der Curie-Temperatur TC2 liegt, verschwindet auch die Magnetisierung der Referenzschicht (zweiten Schicht) vollständig oder nahezu vollständig. Das Vormagnetisierungsfeld (Hb) in der "A-Richtung" oder "Nicht-A-Richtung" wird entsprechend dem Typ des Mediums an dieses angelegt. Das Vormagnetisierungsfeld (Hb) kann ein Streufeld von dem Medium selbst sein. Zum Zwecke der Vereinfachung sei angenommen, daß das Vormagnetisierungsfeld (Hb) in der "Nicht-A-Richtung" an das Medium angelegt werde. Da sich das Medium bewegt, wird ein gegebener bestrahlter Abschnitt sofort von dem Laserstrahl entfernt und kühlt sich ab. Wenn die Mediumtemperatur bei Vorhandensein von Hb abnimmt, wird die Magnetisierungsrichtung der zweiten Schicht umgekehrt in die "Nicht-A-Richtung" auf der Grundlage von Hb (Bedingung 2H in Fig. 6.
- Wenn das Medium weiter abkühlt, und die Mediumtemperatur etwas unter TC1 sinkt, erscheint die Magnetisierung der ersten Schicht von neuem. In diesem Fall wird die Magnetisierungsrichtung der ersten Schicht von derjenigen der zweiten Schicht aufgrund einer magnetischen Koppelkraft (Austauschkoppelkraft) beeinflußt. Als Ergebnis wird die Magnetisierung (Medium vom P-Typ) oder (Medium vom A-Typ) entsprechend dem Typ des Mediums gebildet (Bedingung 3H in Fig. 6).
- Eine Änderung des Zustands, bedingt durch den Laserstrahl hohen Pegels, wird hier als Hochtemperaturzyklus bezeichnet. Im folgenden wird ein Fall beschrieben, bei dem ein Laserstrahl niedrigen Pegels unter der Bedingung 1 in Fig. 1 auf ein Medium gestrahlt wird, um die Mediumtemperatur auf TL anzuheben. Da in diesem Fall TL in der Nähe der Curie-Temperatur TC1 liegt, verschwindet die Magnetisierung der ersten Schicht vollständig oder nahezu vollständig. Da allerdings TL niedriger ist als die Curie-Temperatur TC2, verschwindet die Magnetisierung der zweiten Schicht nicht (Bedingung 2L in Fig. 7).
- Obschon in diesem Fall das Vormagnetisierungsfeld (Hb) nicht notwendig ist, kann es mit hoher Geschwindigkeit ein- oder ausgeschaltet werden. Deshalb wird bei dem Hochtemperaturzyklus das Vormagnetisierungsfeld (Hb) unverändert angelegt.
- Da allerdings das HC2 hochgehalten wird, wird die Magnetisierung der zweiten Schicht von Hb nicht umgekehrt. Da sich das Medium bewegt, rückt ein gegebener Bestrahlungsbereich sofort von dem Laserstrahl weg und kühlt sich ab. Mit fortschreitender Abkühlung erscheint erneut die Magnetisierung der ersten Schicht. Die Magnetisierungsrichtung in diesem Fall wird beeinflußt durch diejenige der zweiten Schicht aufgrund der magnetischen Koppelkraft. Als Ergebnis erscheint abhängig von dem Typ des Mediums eine Magnetisierung (P-Typ) oder "A-Typ). Diese Magnetisierung bleibt bei Zimmertemperatur unverändert (Bedingung 3L in Fig. 7).
- Eine Anderung der Bedingung, die durch einen Laserstrahl niedrigen Pegels hervorgerufen wird, wird hier als Niedrigtemperaturzyklus bezeichnet.
- Wie oben beschrieben, werden Bits mit einer der Magnetisierungsrichtungen und , die einander entgegengesetzt sind, in den Hoch- und Niedrigtemperaturzyklen ungeachtet der Magnetisierungsrichtung der ersten Schicht vor der Aufzeichnung gebildet. Genauer gesagt, wird ein Überschreibvorgang ermöglicht durch Pulsmodulieren des Laserstrahis zwischen hohem Pegel (Hochtemperaturzyklus) und niedrigem Pegel (Niedrigtemperaturzyklus) nach Maßgabe der aufzuzeichnenden Information. Fig. 8 faßt den oben beschriebenen Überschreibvorgang in Einheiten von Medien des Typs P und A zusammen.
- In der obigen Beschreibung wurde als Beispiel eine magnetische Zusammensetzung angegeben, die keine Kompensationstem peratur Tcomp. zwischen Zimmertemperatur und Curie-Temperatur aufweist, sowohl was die erste als auch die zweite Schicht angeht. Wenn allerdings die Kompensationstemperatur Tcomp. vorhanden ist und die Medientemperatur die Kompensationstemperatur übersteigt, wird (1) die Magnetisierungsrichtung umgekehrt und (2) ein Medium-Typ (Typ A oder P) umgekehrt. Aus diesen beiden Gründen verkompliziert sich die Beschreibung. Das Vormagnetisierungsfeld Hb hat ebenfalls eine Richtung O, die der oben beschriebenen bei Zimmertemperatur entgegengesetzt ist.
- Man beachte, daß das Aufzeichnungsmedium normalerweise in Scheibenform vorliegt und sich bei dem Aufzeichnungsvorgang dreht. Aus diesem Grund wird ein Aufzeichnungsabschnitt (Bit) erneut durch das Anfangsfeld Hini. während einer Umdrehung beeinflußt. Als Ergebnis wird die Magnetisierungsrichtung der Referenzschicht (zweiten Schicht) in der ursprünglichen "A-Richtung" ausgerichtet. Bei Zimmertemperatur allerdings kann die Magnetisierung der zweiten Schicht nicht länger diejenige der Aufzeichnungsschicht (ersten Schicht) beeinflussen, und somit kann die aufgezeichnete Information gehalten werden.
- Wenn linear polarisiertes Licht auf die erste Schicht aufgestrahlt wird, kann, weil dadurch reflektiertes Licht Information enthält, die Information wie bei einem konventionellen magnetooptischen Aufzeichnungsträger reproduziert werden. Man beachte, daß abhängig von einer Zusammensetzung der ersten und der zweiten Schicht ein Verfahren zum Transferieren von Information in der ersten Schicht zu der zweiten Schicht, die in der ursprünglichen "A-Richtung" nach Anlegen eines Wiedergabefeldes HR vor der Wiedergabe ausgerichtet wird, oder eines Mediums, in welchem Information in der ersten Schicht natürlich in die zweite Schicht transferiert wird, sobald es von Hini. beeinflußt wird, ohne Anlegen des Wiedergabefeldes HR verschwindet, bekannt ist. In diesem Fall läßt sich Information aus der zweiten Schicht reproduzieren.
- Ein senkrechter magnetischer Film, der sowohl die Aufzeichnungsschicht (erste Schicht) als auch die Referenzschicht (zweite Schicht) bildet, wird aus der Gruppe ausgewählt, die besteht aus (1) ferromagnetischen und ferrimagnetischen Stoffen ohne Kompensationstemperatur und mit einer Curie- Temperatur, und (2) einem amorphen oder kristallinen fernmagnetischen Material mit sowohl Kompensationstemperatur als auch Curie-Temperatur.
- Die erste Kategorie, die die Curie-Temperatur als eine Magnetisierungsumkehrtemperatur verwendet, wurde bereits beschrieben. Im Gegensatz dazu verwendet die zweite Kategorie eine verringerte HC bei einer vorbestimmten Temperatur oberhalb der Zimmertemperatur. Bei der zweiten Kategorie findet im wesentlichen die gleiche Beschreibung Anwendung wie bei der ersten Kategorie, mit der Ausnahme, daß eine Temperatur TS1, bei der die Aufzeichnungsschicht (erste Schicht) magnetisch mit der Referenzschicht (zweite Schicht) gekoppelt wird, anstelle von TC1 bei der ersten Kategorie verwendet wird, und anstelle von TC2 eine Temperatur TS2 verwendet wird, bei der die zweite Schicht von Hb umgekehrt wird.
- Wenn bei der zweiten Kategorie die Koerzitivkraft der ersten Schicht HC1 beträgt, diejenige der zweiten Schicht HC2 ist, die Temperatur, bei der die erste Schicht magnetisch mit der zweiten Schicht gekoppelt wird, TS1 ist, eine Temperatur, bei der die Magnetisierung der zweiten Schicht von Hb umgekehrt wird, TS2 ist, die Zimmertemperatur TR ist, eine Mediumtemperatur, die man erhält, wenn dieses mit einem Laserstrahl niedrigen Pegels bestrahlt wird, TL ist; diejenige, die man erhält, wenn es mit einem Laserstrahl hohen Pegels bestrahlt wird, TH ist; ein an die erste Schicht angelegtes Koppelfeld HD1 ist und ein an die zweite Schicht angelegtes Koppelfeld HD2 ist, so erfüllt ein Medium der ersten Kategorie die nachstehende Formel 6 und erfüllt bei Zimmertemperatur die Formeln 7 bis 10:
- TR < TS1 TL < TS2 TH ... Formel 6
- HC1 > HC2 + HD1 ∓ HD2 ... Formel 7
- HC1 > HD1 ... Formel 8
- HC2 > HD2 ... Formel 9
- HC2 + HD2 < Hini. < HC1 ± HD1 ... Formel 10
- In den obigen Formeln bedeutet das Symbol " " "gleich" oder "etwa gleich". Außerdem bedeutet bei den Doppelvorzeichen ± und ∓ das obere Vorzeichen ein Medium vom Typ A (antiparallel) und das untere Vorzeichen entspricht einem Medium vom Typ P (parallel).
- Bei der zweiten Kategorie verschwindet beim Hochtemperaturprozeß (hohe Temperatur TH) die Magnetisierung der zweiten Schicht nicht, ist jedoch ausreichend schwach. Die Magnetisierung der ersten Schicht verschwindet oder ist ausreichend schwach. Selbst wenn eine ausreichend schwache Magnetisierung sowohl in der ersten als auch in der zweiten Schicht verbleibt, ist das Vormagnetisierungsfeld Hb O ausreichend groß, und verursacht, daß die Magnetisierungsrichtung der zweiten Schicht und diejenige der ersten Schicht in einigen Fällen der Richtung Hb O folgen (Bedingung 2H in Fig. 9).
- (1) Unmittelbar danach oder (2) wenn die Abkühlung fortschreitet, da die Bestrahlung mit dem Laserstrahl aufhört, und die Mediumtemperatur unter TH absinkt, oder (3) wenn der bestrahlte Abschnitt von Hb entfernt ist, beeinflußt die zweite Schicht die erste Schicht über eine Austauschkoppelkraft (magnetische Wandenergie) w, um zu veranlassen, daß die Magnetisierungsrichtung der ersten Schicht einer stabilen Richtung folgt. Als Ergebnis stellt sich die Bedingung 3H in Fig. 9 ein. Wenn die Magnetisierung der ersten Schicht sich ursprünglich in einer stabilen Richtung befindet, bleibt sie unverändert.
- Andererseits verschwindet bei einem Niedrigtemperaturprozeß (niedrige Temperatur TL) die Magnetisierung sowohl der ersten als auch der zweiten Schicht nicht. Allerdings ist die Magnetisierung der ersten Schicht ausreichend schwach (Bedingung 2L in Fig. 10).
- Daher wird die Magnetisierungsrichtung der ersten Schicht durch die Magnetisierung der zweiten Schicht, die größer ist als Hb, über w beeinflußt. Da in diesem Fall die zweite Schicht eine ausreichende Magnetisierung besitzt, wird ihre Magnetisierung von Hb nicht umgekehrt. As Ergebnis ergibt sich die Bedingung 3L in Fig. 10 auch dann, wenn Hb O vorhanden ist.
- Gemäß obiger Beschreibung wurde eine magnetische Zusammensetzung als Beispiel angegeben, die keine Kompensationstemperatur Tcomp. zwischen Zimmertemperatur und der Curie-Temperatur besitzt, sowohl hinsichtlich der ersten als auch hinsichtlich der zweiten Schicht. Wenn allerdings die Kompensationstemperatur Tcomp. vorhanden ist, und wenn die Mediumtemperatur die Kompensationstemperatur übersteigt, (1) wird die Magnetisierungsrichtung umgekehrt und (2) ein Medium-Typ (A- oder P-Typ) umgekehrt. Aus diesen Gründen wird die Beschreibung kompliziert. Das Vormagnetisierungsfeld Hb besitzt ebenfalls eine Richtung, die der oben beschriebenen bei Zimmertemperatur entgegengesetzt ist.
- Obschon in der Beschreibung der Grunderfindung nicht beschrieben, kann eine Einrichtung zum Anlegen eines Anfangsfeldes Hini. ersetzt werden durch eine dritte magnetische Schicht (einen senkrechten magnetischen Film), der in engem Kontakt mit der zweiten Schicht steht, so daß die zweite Schicht des Mediums gemmäß der vorliegenden Erfindung initialisiert werden kann durch eine Austauschkoppelkraft w die von der dritten Schicht angelegt wird.
- Sowohl in der ersten als auch in der zweiten Kategorie wird das Aufzeichnungsmedium vorzugsweise durch die Aufzeichnungsschicht (die erste Schicht) und die Referenzschicht (die zweite Schicht) gebildet, die beide ein amorphes fernmagnetisches Material enthalten, das ausgewählt ist aus Übergangsmetall- (z.B. Fe, Co)-Schwere-Seltenerd-Metall- (z.B. Gd, Tb, Dy, und dgl.)-Legierungszusammensetzungen.
- Wenn die Materialien sowohl der ersten als auch der zweiten Schicht aus den Übergangsmetall-Schwere-Seltenerd-Legierungszusammensetzungen ausgewählt sind, bestimmen sich die Richtung und der Pegel der Magnetisierung, die außerhalb der Legierung in Erscheinung tritt, durch die Beziehung zwischen Richtung und Pegel des Spins der Übergangsmetall-Atome (im folgenden wird Übergangsmetall mit TM abgekürzt), und diejenigen der Schwere-Seltenerd-Metall-Atome (im folgenden mit RE abgekürzt) im Inneren der Legierung. Beispielsweise werden die Richtung und der Pegel des TM-Spins dargestellt durch einen gestrichelten Vektor , diejenigen des RE-Spins werden durch einen ausgezogenen Vektor I dargestellt, und Richtung und Pegel der Magnetisierung der gesamten Legierung werden durch einen doppel-fetten Vektor dargestellt. In diesem Fall drückt sich der Vektor aus als eine Summe der Vektoren und I. Allerdings sind in der Legierung die Vektoren und I in die entgegengesetzten Richtungen gerichtet, bedingt durch den gegenseitigen Effekt des TM-Spins und des RE-Spins. Wenn daher diese Vektoren einander gleichen, ist die Summe von und I oder die Summe von O und Null, d.h., der Magnetisierungspegel der außerhalb der Legierung in Erscheinung tritt, wird Null). Die Legierungszusammensetzung, welche die Summe der Vektoren zu Null macht, wird als Kompensationszusammensetzung bezeichnet. Wenn die Legierung eine andere Zusammensetzung aufweist, hat sie eine Stärke entsprechend der Differenz zwischen den Stärken der beiden Spins, und besitzt einen Vektor ( oder ) mit einer Richtung gleich derjenigen des größeren Vektors. Die Magnetisierung dieses Vektors erscheint außerhalb der Legierung. Zum Beispiel erscheint O als und I als . Wenn eine der Stärken der Vektoren der RE- und TM-Spins größer als der andere ist, bezeichnet man die Legierungszusammensetzung als "οο-reich", bezeichnet nach dem größeren Spin-Namen (z.B. RE-reich).
- Sowohl die erste als auch die zweite Schicht lassen sich in TM-reiche und RE-reiche Zusammensetzungen klassifizieren. Wenn daher, wie in Fig. 11 gezeigt ist, die Zusammensetzung der ersten Schicht entlang der Koordinate und diejenige der zweiten Schicht entlang der Abszisse aufgetragen wird, lassen sich die Typen des Mediums der Grunderfindung insgesamt in die folgenden vier Quadranten einordnen. Das P-Medium gemäß obiger Beschreibung gehört zu den Quadranten I und III und das A-Medium gehört zu den Quadranten II und IV. In Fig. 11 repräsentiert der Schnittpunkt der Abszisse mit der Ordinate die Kompensationszusammensetzung der beiden Schichten.
- Im Hinblick auf eine Änderung der Koerzitivkraft gegenüber einer Temperaturänderung besitzt eine gegebene Legierungszusammensetzung Kennwerte, gemäß denen die Koerzitivkraft vorübergehend unendlich ansteigt, um dann abrupt abzufallen, bevor die Temperatur die Curie-Temperatur erreicht "bei der die Koerzitivkraft Null ist). Die Temperatur entsprechend der unendlich großen Koerzitivkraft wirkt als Kompensationstemperatur (Tcomp.). Keine Kompensationstemperatur gibt es zwischen der Zimmertemperatur und der Curie-Temperatur in der TM-reichen Legierungszusammensetzung. Die Kompensationstemperatur unterhalb der Temperatur ist bei der magnetooptischen Aufzeichnung sinnlos und folglich wird bei der vorliegenden Beschreibung davon ausgegangen, daß die Kompensationstemperatur zwischen der Zimmertemperatur und der Curie- Temperatur liegt.
- Wenn die erste und die zweite Schicht im Hinblick auf das Vorhandensein/Fehlen der Kompensationstemperatur klassifiziert werden, können die Aufzeichnungsmedien in vier Typen unterteilt werden. Ein Medium im Quadranten 1 enthält sämtliche vier Typen von Medien. Figuren 12A und 12D zeigen graphische Darstellungen der Beziehung zwischen der Koerzitivkraft und der Temperatur für die vier Medium-Typen. Man beachte, daß dünne Kurven Kennlinien der ersten Schicht und dicke Kurven Kennlinien der zweiten Schicht darstellen.
- Wenn die Aufzeichnungsschicht (erste Schicht) und die Referenzschicht (zweite Schicht) im Hinblick auf ihre RE- oder TM-reiche Eigenschaft und im Hinblick auf das Vorhandensein/Fehlen der Kompensationstemperatur klassifiziert werden, können Aufzeichnungstrager in folgende neun Klassen unterteilt werden: Tabelle 1 Quadrant Typ Klasse erste Schicht: RE-Reich zweite Schicht: TM-Reich keine
- Im folgenden wird unter Bezugnahme auf ein spezifisches Medium Nr. 1-1, das zu einem Aufzeichnungsträger der Klasse 1 (P-Typ, Quadrant I, Typ 1) gemäß Tabelle 1 gehört, das Prinzip des Überschreibens erläutert.
- Das Medium 1-1 besitzt eine Beziehung entsprechend folgender Formel 11:
- TR < Tcomp.1 < TC1 TL Tcomp.2 < TC2 TH ... Formel 11
- Fig. 13 zeigt diese Beziehung in Form eines Graphen. Man beachte, daß dünne Kurven die Kennlinien der ersten Schicht und dicke Kurven diejenigen der zweiten Schicht darstellen.
- Eine Bedingung, die lediglich die Richtung der Magnetisierung der zweiten Schicht umkehrt, ohne diejenige der ersten Schicht durch das Anfangsfeld Hini. bei Zimmertemperatur TR umzukehren, ist durch die Formel 12 angegebenen: Dieses Medium Nr. 1-1 erfüllt die Formel 12: Formel 12
- wobei HC1 : Koerzitivkraft der ersten Schicht
- HC2 : Koerzitivkraft der zweiten Schicht
- MS1 : Sättigungsmagnetisierung der ersten Schicht
- MS2 : Sättigungsmagnetisierung der zweiten Schicht
- t&sub1; : Filmdicke der ersten Schicht
- t&sub2; : Filmdicke der zweiten Schicht
- w : Grenzwandenergie
- Zu dieser Zeit wird eine Bedingung für das Feld Hini. durch die Formel 15 angegeben. Wenn das Feld Hini. verschwindet, wird die umgekehrte Magnetisierung der zweiten Schicht beeinflußt durch die Magnetisierung der ersten Schicht, bedingt durch die Austauschkoppelkraft. Die Bedingungen zum Halten der Magnetisierungsrichtung der zweiten Schicht ohne Umkehrung sind durch die Formeln 13 und 14 angegeben. Das Medium Nr. 1-1 erfüllt die Formeln 13 und 14: Formel 13 Formel 14 Formel 15
- Die Magnetisierungsrichtung der zweiten Schicht des Aufzeichnungsträgers, der den durch die Formeln 12 bis 14 vorgegebenen Bedingungen bei Zimmertemperatur genügt, ist durch Hini. z.B. in "A-Richtung" ( O) ausgerichtet, was die durch die Formel 15 angegebene Bedingung unmittelbar vor dem Aufzeichnungsvorgang erfüllt. Zu dieser Zeit wird die erste Schicht im aufgezeichneten Zustand belassen (Bedingung 1 in den Figuren 14 und 15). Diese Bedingung 1 wird unmittelbar vor der Aufzeichnung gehalten. In diesem Fall wird das Vormagnetisierungsfeld (Hb) in die Richtung I angelegt.
- Im folgenden wird unter Bezugnahme auf Fig. 14 ein Hochtemperaturzyklus beschrieben.
- Wenn ein Laserstrahl hohen Pegels aufgestrahlt wird, um eine Mediumtemperatur auf TL anzuheben, verschwindet dessen Magnetisierung, da TL praktisch gleich der Curie-Temperatur TCl der ersten Schicht ist (Bedingung 2H in Fig. 14).
- Wenn das Bestrahlen weiter anhält, wird die Mediumtemperatur weiter erhöht. Wenn die Mediumtemperatur Tcomp.2 der zweiten Schicht etwas übersteigt, wird die Beziehung zwischen den Stärken der RE- und TM-Spins umgekehrt ( T I ), obschon ihre Richtungen unverändert bleiben. Aus diesem Grund wird die Richtung der Magnetisierung der zweiten Schicht in die "Nicht-A-Richtung" umgekehrt (Bedingung 3H in Fig. 12).
- Da HC2 bei dieser Temperatur noch hoch ist, wird die Magnetisierungsrichtung der zweiten Schicht durch I Hb nicht umgekehrt. Wenn die Temperatur weiter erhöht wird und TH erreicht, wird die Temperatur der zweiten Schicht praktisch gleich der Curie-Temperatur TC2, und ihre Magnetisierung verschwindet ebenfalls (Bedingung 4H in Fig. 14).
- Wenn unter der Bedingung 4H ein bestrahlter Abschnitt außerhalb des Flecks des Laserstrahls gelangt, beginnt die Temperatur des Mediums abzunehmen. Wenn die Mediumtemperatur etwas unter TC2 abnimmt, verschwindet die Magnetisierung der zweiten Schicht. In diesem Fall erscheint die Magnetisierung (O ) durch I Hb (Bedingung 5H in Fig. 14). Da aber die Temperatur noch höher als TC1 ist, erscheint in der ersten Schicht keine Magnetisierung.
- Wenn die Temperatur des Mediums weiter unter Tcomp.2 abnimmt, wird die Beziehung zwischen den Stärken der RE- und der TM-Spins umgekehrt (O T I ), wenngleich ihre Richtungen gleich bleiben. Als Ergebnis wird die Magnetisierungsrichtung der Legierung insgesamt von in die "Nicht-A-Richtung" umgekehrt (Bedingung 6H in Fig. 14).
- Unter der Bedingung 6H bleibt, da die Temperatur des Mediums höher als TCl ist, die Magnetisierung der ersten Schicht verschwunden. Da ferner HC2 bei dieser Temperatur höher ist, wird die Magnetisierungsrichtung der zweiten Schicht von I Hb nicht umgekehrt.
- Wenn die Temperatur des Mediums weiter etwas unter TCl sinkt, verschwindet die Magnetisierung der ersten Schicht. Zu dieser Zeit wirkt die Austauschkoppelkraft seitens der zweiten Schicht so, daß sie jeden der RE-Spins (O) und TM- Spins ( ) ausrichtet. Da die Temperatur der ersten Schicht gleich oder höher ist als Tcomp.1, ist der TM-Spin größer als der RE-Spin, und folglich erscheint die Magnetisierung O , d.h. , in der ersten Schicht. Diese Bedingung entspricht der Bedingung 7H (Bedingung 7H in Fig. 14).
- Wenn die Mediumtemperatur von der Temperatur unter der Bedingung 7H weiter abnimmt und unter Tcomp.1 liegt, wird die Beziehung zwischen den Stärken der RE- und TM-Spins der ersten Schicht umgekehrt (O T ) umgekehrt. Als Ergebnis erscheint die Magnetisierung (Bedingung 8H in Fig. 14).
- Dann wird die Temperatur des Mediums von der Temperatur unter der Bedingung 8H auf Zimmertemperatur abgesenkt. Da HCl bei Zimmertemperatur genügend hoch ist, wird die Magnetisierung der ersten Schicht von I Hb nicht umgekehrt, und es wird die Bedingung 8H gehalten. Auf diese Weise ist die Bit- Erzeugung in der "Nicht-A-Richtung" abgeschlossen.
- Im folgenden wird anhand der Fig. 15 ein Niedrigtemperaturzyklus beschrieben.
- Es wird ein Laserstrahl geringen Pegels aufgestrahlt, um die Temperatur des Mediums auf TL anzuheben. Weil TL praktisch gleich der Curie-Temperatur TC1 der ersten Schicht ist, verschwindet ihre Magnetisierung (Bedingung 2L in Fig. 15).
- Wenn unter der Bedingung 2L der bestrahlte Abschnitt außerhalb der Fleckzone des Laserstrahls gelangt, beginnt die Temperatur des Mediums dort zu sinken. Wenn die Mediumtemperatur etwas unter TC1 absinkt, beeinflussen die RE- und TM- Spins ( ) der zweiten Schicht diejenigen der ersten Schicht aufgrund der Austausch-Koppelkraft. Genauer gesagt, es wirkt eine Kraft, die jeden der RE-Spins (I) und der TM-Spins ( ) ausrichtet. Als Ergebnis erscheint die Magnetisierung I , d.h. , in der ersten Schicht, um das Vormagnetisierungsfeld I Hb zu überwinden (Bedingung 3L in Fig. 15). Da die Temperatur in diesem Zustand gleich oder höher als Tcomp.1 ist, ist der TM-Spin größer als der RE-Spin.
- Wenn die Temperatur des Mediums weiter unter Tcomp.1 abnimmt, wird die Beziehung zwischen den Stärken der RE- und TM-Spins der ersten Schicht umgekehrt (I T ) ähnlich wie im Hochtemperaturzyklus. Als Ergebnis wird die Magnetisierungsrichtung der ersten Schicht (Bedingung 4L in Fig. 15).
- Die Bedingung 4L wird auch dann beibehalten, wenn die Mediumtemperatur auf Zimmertemperatur abfällt. Als ein Ergebnis wird die Erzeugung in "A-Richtung" abgeschlossen.
- Im folgenden wird das Prinzip des Überschreibens unter Bezugnahme auf einen Träger Nr. 1-2 beschrieben, der zu dem Aufzeichnungsträger der Klasse 1 (P-Typ, Quadrant I, Typ 1) gehört, wie in Tabelle 1 gezeigt ist.
- Dieses Medium Nr. 1-2 besitzt Relationen gemäß den Formeln 11-2 und 11-3:
- TR < Tcomp.1 < TL < TH ≤ TC1 ≤ TC2 ...Formel 11-2
- Tcomp.2 < TC1 ...Formel 11-3
- Aus Gründen der Vereinfachung soll von dem Medium angenommen werden, daß es die Beziehung TH < TC1 < TC2 bei der nachfolgenden Beschreibung erfüllt. Tcomp.2 kann größer, gleich oder niedriger sein als TL. Aus Gründen der Vereinfachung wird bei der folgenden Beschreibung TL < Tcomp.2 angenommen. Fig. 16 zeigt die obigen Relationen in Form eines Graphen. Man beachte, daß dünne Kurven die Kennlinien der ersten Schicht und dicke Kurven diejenigen der zweiten Schicht zeigen.
- Eine Bedingung, welche lediglich die Magnetisierungsrichtung der zweiten Schicht umkehrt, ohne diejenige der ersten Schicht (Aufzeichnungsschicht) durch das Anfangsfeld Hini. bei Zimmertemperatur TR umzukehren, wird durch die Formel 12 angegeben. Dieses Medium Nr. 1-2 erfüllt die Formel 12: Formel 12
- wobei HC1 : Koerzitivkraft der ersten Schicht
- HC2 : Koerzitivkraft der zweiten Schicht
- MS1 : Sättigungsmagnetisierung der ersten Schicht
- MS2 : Sättigungsmagnetisierung der zweiten Schicht
- t&sub1; : Filmdicke der ersten Schicht
- t&sub2; : Filmdicke der zweiten Schicht
- w : Grenzwandenergie
- Jetzt wird die Bedingung für das Feld Hini. durch die Formel 15 angegeben. Wenn das Feld Hini. verschwindet, beeinflussen die Magnetisierungsrichtungen der ersten und der zweiten Schicht einander aufgrund der Austauschkoppelkraft. Die Bedingungen zum Halten der Magnetisierungsrichtungen der ersten und der zweiten Schicht, ohne daß sie umgekehrt werden, werden durch die Formeln 13 und 14 angegeben. Das Medium Nr. 1-2 erfüllt die Formeln 13 und 14: Formel 13 Formel 14
- Die Magnetisierungsrichtung der zweiten Schicht des Aufzeichnungsträgers, der die durch die Formeln 12 bis 14 angegebenen Bedingungen bei Zimmertemperatur erfüllt, ist ausgerichtet in beispielsweise "A-Richtung" ( ) durch Hini., welches die Bedingung gemäß Formel 15 unmittelbar vor der Aufzeichnung erfüllt. Formel 15
- Zu dieser Zeit wird die erste Schicht im vorhergehenden Aufzeichnungszustand gehalten (Bedingung 1a oder 1b in Fig. 17 und 18). Man beachte, daß in den nachfolgenden Zeichnungen eine Dickenunterteilung zwischen erster und zweiter Schicht eine Magnetwand bedeutet. Die Bedingung 1a oder 1b wird unmittelbar vor der Zeichnung gehalten.
- In diesem Fall wird ein Vormagnetisierungsfeld Hb in "A- Richtung" I angelegt.
- Man beachte, daß es schwierig ist, das Vormagnetisierungsfeld Hb auf dem gleichen Bereich zu fokussieren, wie eine Bestrahlungszone (Fleckzone) des Laserstrahls sowie normale Magnetfelder. Wenn ein Medium eine scheibenförmige Gestalt hat, wird die aufgezeichnete Information (Bit) durch das Feld Hini. während einer Umdrehung beeinflußt, und die Bedingung 1a oder 1b tritt erneut ein. Das Bit passiert einen Bereich in der Nähe der Laserstrahl-Aufstrahlzone (Fleckzone). Zu dieser Zeit wird das Bit unter der Bedingung 1a oder 1b beeinflußt durch eine das Vormagnetisierungsfeld Hb anlegende Einrichtung, sobald sich das Bit dieser nähert. wenn in diesem Fall die Magnetisierungsrichtung der ersten Schicht des Bits unter der Bedingung 1a eine Magnetisierungsrichtung besitzt, die derjenigen von Hb entgegengesetzt ist, so wird das Bit durch Hb umgekehrt, und die eine Umdrehung früher aufgezeichnete Information geht verloren. Eine Bedingung, um dies zu verhindern, lautet: Formel 15-2
- Das scheibenförmige Medium muß diese Beziehung bei Zimmertemperatur erfüllen. In anderen Worten: eine Bedingung zum Bestimmen von Hb drückt sich durch die Formel 15-2 aus.
- Das Bit im Zustand 1a oder 1b erreicht dann die Fleckzone des Laserstrahls. Die Laserstrahlstärke beinhaltet zwei Pegel, nämlich hohen und niedrigen Pegel.
- Im folgenden wird unter Bezugnahme auf Fig. 17 ein Niedrigtemperaturzyklus beschrieben.
- Es wird ein Laserstrahl niedrigen Pegels abgestrahlt, wodurch sich die Temperatur des Mediums über Tcomp.1 erhöht. Damit verschiebt sich der Typ des Mediums vom P- zum A-Typ. Wenngleich die Richtungen der RE- und TM-Spins der ersten Schicht unverändert bleiben, dreht sich die Beziehung zwischen ihren Stärken um. Als Ergebnis wird die Magnetisierungsrichtung der ersten Schicht umgekehrt (Bedingung 1a Bedingung 2La, Bedingung 1b T Bedingung 2Lb in Fig. 17).
- Der Laserstrahl wird aktiv gehalten, und die Mediumtemperatur erreicht anschließend TL. Damit stellt sich die Bedingung gemäß folgender Formel ein:
- Selbst wenn Hb I vorhanden ist, geht die Bedingung 21a über in die Bedingung 3L. Da die Bedingung 2Lb ungeachtet von Hb I die gleiche bleibt, wird sie zu derselben Bedingung 3L (Fig. 17).
- Wenn in diesem Zustand das Bit außerhalb der Fleckzone des Laserstrahls gelangt, beginnt die Temperatur des Mediums abzunehmen. Wenn die Mediumtemperatur unter Tcomp.1 abgesunken ist, kehrt der Typ des Mediums wieder vom A-Typ in den ursprünglichen P-Typ zurück. Die Relation zwischen den Stärken der RE- und TM-Spins der ersten Schicht wird umgekehrt (I T ). Als Ergebnis wird die Magnetisierungsrichtung der ersten Schicht in die "A-Richtung" umgekehrt (Bedingung 4L in Fig. 17).
- Die Bedingung 4L wird auch dann aufrechterhalten, wenn die Mediumtemperatur auf Zimmertemperatur absinkt.
- Als Ergebnis wird ein Bit in der "A-Richtung" in der ersten Schicht gebildet.
- Im folgenden wird unter Bezugnahme auf Fig. 18 der Hochtemperaturzyklus beschrieben.
- Wenn ein Laserstrahl mit hohem Pegel abgestrahlt wird, erhöht sich die Mediumtemperatur über Tcomp.1 auf die niedrige Temperatur TL. Als Ergebnis stellt sich die gleiche Bedingung 2H wie die Bedingung 3L ein (Fig. 18).
- Nach der Aufstrahlung des Laserstrahl hohen Pegels wird die Mediumtemperatur weiter erhöht. Wenn die Mediumtemperatur Tcomp.2 der zweiten Schicht übersteigt, verlagert sich der Medium-Typ vom A- auf den P-Typ. Wenngleich die Richtungen der RE- und TM-Spins der zweiten Schicht unverändert bleiben, wird die Beziehung zwischen ihren Stärken umkehrt Aus diesem Grund dreht sich die Magnetisierungsrichtung der zweiten Schicht um, d.h., die "Nicht-A-gerichtete" Magnetisierung wird erlangt (Bedingung 3H in Fig. 18).
- Weil aber HC2 bei dieser Temperatur noch hoch ist, wird die Magnetisierung der zweiten Schicht von I Hb nicht umgekehrt. Wenn die Mediumtemperatur weiter angehoben wird und TH erreicht, werden die Koerzitivstärken der ersten und der zweiten Schicht gesenkt, da TH in der Nähe der Curie-Temperatur liegt. Als Ergebnis erfüllt das Medium eine der folgenden Formeln:
- Aus diesem Grund werden die Magnetisierungsrichtungen der beiden Schichten praktisch gleichzeitig umgekehrt, und sie folgen der Richtung von Hb. Diese Bedingung entspricht der Bedingung 4H in Fig. 18.
- Wenn das Bit unter dieser Bedingung außerhalb der Fleckzone des Laserstrahls gelangt, beginnt die Mediumtemperatur abzusinken. Wenn die Mediumtemperatur unter Tcomp.2 absinkt, verändert sich der Medium-Typ vom P- zum A-Typ. Obschon die Richtungen der RE- und TM-Spins der zweiten Schicht unverändert bleiben, wird die Beziehung zwischen ihren Stärken umgekehrt (O T ). Als Ergebnis wird die Magnetisierungsrichtung der zweiten Schicht von in die "Nicht-A-Richtung" umgekehrt (Bedingung 5H in Fig. 18).
- Wenn die Mediumtemperatur weiter von der Temeratur gemäß Bedingung 5H unter Tcomp.1 absinkt, wird der Typ des Mediums wieder aus dem A-Typ in den ursprünglichen P-Typ zurückgestellt. Die Beziehung zwischen ihren Stärken wird dann umgekehrt (O T ). Als Ergebnis wird die Magnetisierungsrichtung der ersten Schicht auf die "Nicht-A-Richtung" umgekehrt (Bedingung 6H in Fig. 18).
- Dann wird die Mediumtemperatur von der Temperatur unter der Bedingung 6H auf Zimmertemperatur gelenkt. Da HC1 bei Zimmertemperatur genügend hoch ist, (Formel 15-3), wird die Magnetisierung der ersten Schicht von I Hb nicht umgekehrt, und es wird der Zustand 6H aufrechterhalten. Formel 15-3
- Auf diese Weise wird in der ersten Schicht ein Bit in die "Nicht-A-Richtung" erzeugt.
- Das Medium der Grunderfindung hat ein erstes Problem insofern, als Bitinformation im Niedrigtemperaturzyklus häufig nicht zufriedenstellend erreicht werden kann. Insbesondere dann, wenn die Sättigungsmagnetisierung MS1 der ersten Schicht zu groß ist im Vergleich mit der Austauschkoppelkraft (gleich der Grenzwandenergie) w in der Nähe der unteren Temperatur TL, oder wenn das Vormagnetisierungsfeld Hb zu hoch ist, wird die Magnetisierung der ersten Schicht stark von dem Vormagnetisierungsfeld Hb beeinflußt. Als Ergebnis kann die Magnetisierungsrichtung der ersten Schicht in bezug auf diejenige der zweiten Schicht stabilisiert werden, und es kann das gewünschte Bit nicht erzeugt werden, so daß das erste Problem gegeben ist.
- Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben eine Zusammensetzung für die ersten Schicht mit einer Kompensationstemperatur Tcomp.1 on gleich oder höher als bei Zimmertemperatur ausgewählt, um die Sättigungsmagnetisierung MS1 der ersten Schicht zu senken.
- Allerdings wird das Anfangsfeld Hini. seinerseits zu hoch, und es ist schwierig, einen geeigneten kleinen Magneten zu finden, so daß ein zweites Problem entsteht. Um auch Hini. zu unterdrücken, haben die Erfinder eine Zusammensetzung für die zweite Schicht ausgewählt, die eine Kompensationstemperatur Tcomp.2 aufweist, die gleich oder höher ist als Zimmertemperatur.
- In anderen Worten, die Erfinder haben ein Medium der Klasse 1 der Grunderfindung ausgewählt.
- Da in diesem Fall jedoch das dritte Problem gegeben ist, welches darin besteht, daß ein Bereich des Anfangsfeldes Hini., d.h. der Spielraum, verringert ist, ist es schwierig, den richtigen Wert Hini. auszuwählen. Als Ergebnis läßt sich die Initialisierung nicht in zufriedenstellenderweise ausführen, und falls möglich, dreht sich die Magnetisierungsrichtung der ersten Schicht in unerwünschter Weise um, so daß die Information möglicherweise gelöscht wird.
- Andererseits bietet ein Medium, welches in der Beschreibung der Grunderfindung detailliert erläutert ist, ein viertes Problem, welches darin besteht, daß ein schmaler Bereich des Vormagnetisierungsfeldes Hb, d.h. ein schmaler Spielraum, auch zu dem folgenden, fünften Problem führt. Wenn die Bildung einer Markierung (bei der Grunderfindung wird das Bit durchgehend als "Markierung" bezeichnet), in einem Niedrigtemperaturzyklus als "Löschen" bezeichnet wird, so ist eine Differenz (Pce - Prs) zwischen einer Laserstrahlstärke "Leistung) Pce, bei der Information vollständig gelöscht werden kann, und einer Laserstrahlstärke Prs, bei der das Löschen in unerwünschter Weise bei der Wiedergabe beginnt, groß. Aus diesem Grund läßt sich im Wiedergabebetrieb ein starker Strahl verwenden, so daß der Rauschabstand gering ist.
- Der erste Aspekt der vorliegenden Offenbarung, wie sie unten näher erläutert wird, schafft ein überschreibbares magnetooptisches Aufzeichnungsmedium, welches gleichzeitig das erste, das zweite und das dritte Problem lösen kann.
- Der zweite Aspekt der vorliegenden Offenbarung, der sich auf die beanspruchte Erfindung bezieht, hat zum Ziel, ein überschreibbares, magnetooptisches Aufzeichnungsmedium zu schaffen, welches das vierte und das fünfte Problem zu lösen vermag.
- Der erste Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird im folgenden kurz beschrieben.
- Bei einem magnetooptischen Aufzeichnungsträger, der durch Übereinanderlegen einer ersten und einer zweiten Schicht gebildet wird, werden die Koerzitivkräfte HC der ersten und der zweiten Schicht scheinbar HC*, gegeben durch die folgenden Formeln 101 und 102, bedingt durch den gegenseitigen Einfluß aufgrund einer Austauschkoppelkraft w: Formel 101 Formel 102
- Deshalb wird eine Differenz zwischen HC1* und HC2* klein, wenn nicht MS, die Filmdicke T, w und HC jeder Schicht richtig eingestellt werden. Allerdings ist es schwierig, ein Material oder eine Zusammensetzung zu finden, die eine für kommerzielle Zwecke praktikable Schichtdicke und eine große Differenz zwischen HC1* und HC2* aufweist, wenn man von den existierenden magnetischen Stoffen oder Zusammensetzungen ausgeht, wobei die kommerziell verfügbaren magnetischen Stoffe oder Zusammensetzungen unvermeidlich eine geringe Differenz zwischen HC1* und HC2* besitzen.
- Das Anfangsfeld Hini. muß die folgende Formel erfüllen, indem lediglich die Magnetisierungsrichtung der zweiten Schicht ausgerichtet wird, oder daß diejenige der ersten Schicht umgekehrt wird:
- HC2* < Hini. < HC1* ... Formel 103
- Deshalb läßt sich im Status quo, d.h. wegen der kleinen Differenz zwischen HC1* und HC2*, die Initialisierung nicht in zufriedenstellender Weise vornehmen, und falls es möglich ist, wird die Magnetisierungsrichtung der ersten Schicht in unerwünschter Weise umgekehrt, und die Information wird möglicherweise gelöscht, was zu dem dritten Problem führt.
- Die Erfinder haben daher umfangreiche Studien angestellt, um das erste und das zweite Problem zu lösen, indem sie ein Medium der Klasse 1 aus der Grunderfindung auswählten, und um das dritte Problem zu lösen, indem sie die Differenz zwischen HC1* und HC2* erhöhten, den Spielraum von Hini., um dadurch den ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung zu erreichen.
- Deshalb wird gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung ein magnetooptisches Aufzeichnungsmedium geschaffen, welches in der Lage ist, einen Überschreibvorgang in der Weise durchzuführen, daß, wenn das Medium eine Mehrschichtstruktur aufweist, in der eine erste Schicht mit senkrechter magnetischer Anisotropie als Aufzeichnungsschicht und eine zweite Schicht mit magnetischer Anisotropie als Referenzschicht dient, und
- wenn eine von den Richtungen nach oben und nach unten in bezug auf die Schichtebene als eine "A-Richtung", und die andere als eine "Nicht-A-Richtung" definiert wird,
- nur eine Magnetisierungsrichtung der zweiten Schicht in der "A-Richtung" von dem Anfangsfeld Hini. unmittelbar vor der Aufzeichnung ausgerichtet wird, während die Magnetisierungsrichtung der ersten Schicht unverändert bleibt,
- (1) auf Bestrahlung mit einem Laserstrahl hohen Pegels und das Anlegen eines Vormagnetisierungsfelds Hb hin, wenn die Strahlung des Laserstrahls aufhört und die Mediumtemperatur auf Zimmertemperatur zu sinken beginnt, ein Bit mit der "Nicht-A-gerichteten" Magnetisierung in der zweiten Schicht und einer "Nicht-A-gerichteten" Magnetisierung in der ersten Schicht gebildet wird, und
- (2) auf das Bestrahlen mit einem Laserstrahl geringen Pegels hin, wenn die Strahlung des Laserstrahls aufhört und die Mediumtemperatur auf Zimmertemperatur absinkt, ein Bit mit einer "A-gerichteten" Magnetisierung in der zweiten Schicht und einer "A-gerichteten" Magnetisierung in der ersten Schicht auch dann gebildet wird, wenn das vormagnetisierungsfeld Hb vorhanden ist,
- wobei sowohl die erste als auch die zweite Schicht einen amorphen dünnen Film aus einer Übergangsmetall-Schwere-Seltenerd-Legierung aufweist, die schwere-seltenerd-reich ist und eine Kompensationstemperatur zwischen Zimmertemperatur und einer Curie-Temperatur besitzt, und
- eine dritte Schicht, die einen amorphen dünnen Film aus einer Übergangsmetall-Schwere-Seltenerd-Legierung ohne Kompensationstemperatur zwischen Zimmertemperatur und Curie-Temperatur aufweist, zwischen der ersten und der zweiten Schicht liegt.
- Die Betriebsweise dieses Mediums wird im folgenden beschrieben. Ein Medium gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung gehört zu der Klasse 1 (P-Typ). Wenn daher nach einem Hochtemperaturprozeß die Richtung von Hini. und die Richtung des Vormagnetisierungsfeldes Hb angenommenerweise die "A-Richtung I" ist entspricht eine Bedingung eines Bits der Bedingung (a) in Fig. 19.
- -Wenn in diesem Zustand das Bit dem Anfangsfeld Hini. erneut in "A-Richtung I" entspricht, wird die Magnetisierungsrichtung der zweiten Schicht umgekehrt, und das Bit besitzt die Bedingung (b) in Fig. 19.
- Zu dieser Zeit muß verhindert werden, daß die Magnetisierungsrichtung der ersten Schicht durch Hini. I in "A-Richtung " ausgerichtet wird, um die Bedingung (c) oder (d) in Fig. 19 einzustellen. Wenn eine solche Bedingung eingerichtet wird, bedeutet dies, daß die aufgezeichnete Information verloren ist.
- Ob Bedingung (c) oder (d) eingerichtet wird, bestimmt sich durch die nachfolgenden Bedingungen, wenn eine Austauschkoppelkraft zwischen der ersten und der dritten Schicht dargestellt wird durch w1 und eine Austauschkoppelkraft zwischen der dritten und der zweiten Schicht dargestellt wird durch w2.
- Wenn die folgenden Beziehungen erfüllt sind, wird die Bedingung (c) eingestellt; ansonsten wird die Bedingung (d) eingestellt:
- MS1t&sub1; > MS3t&sub3;
- und
- (für α = MS1t&sub1; HC1 + MS3t&sub3; HC3, β = MS1t&sub1; - MS3t&sub3;)
- Deshalb wird eine Bedingung für Hini. zum Ermöglichen der Bedingung (b) jedoch zum Sperren der Bedingung (c) durch folgende Formel 104 dargestellt: Formel 104
- (für α = MS1t&sub1; HC1 + MS3t&sub3; HC3, β = MS1t&sub1; - MS3t&sub3;)
- Eine Bedingung für Hini. zum Ermöglichen der Bedingung (b), jedoch zum Sperren der Bedingung (d) wird durch die Formel 105 dargestellt: Formel 105
- Wie man aus einem Vergleich der Formeln 104 und 103 ersieht, sind die Austauschkoppelkraft w, die zwischen der ersten und der zweiten Schicht wirkt; w1 und w2 praktisch einander gleich, und Formel 104 kann größeren Spielraum für Hini. gewährleisten als die Formel 103.
- Wie man aus einem Vergleich der Formeln 105 und 103 ersieht, kann die Formel 105 größeren Spielraum für Hini. als die Formel 103 gewährleisten.
- Damit kann das dritte Problem gelöst werden.
- Genauer gesagt, das Medium gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung genügt:
- (1) TR < TC1 TL TC2 TH oder
- TR < TL ≤ TC1 < TH ≤ TC2 oder
- TR < TL < TH ≤ TC1 ≤ TC2 oder
- TR < TL < TH ≤ TC2 ≤ TC1
- Bei Zimmertemperatur sind die folgenden Formeln (2) bis (5) erfüllt:
- (für α = MS1t&sub1; HC1 + MS3t&sub3; HC3, β = MS1t&sub1; - MS3t&sub3;) oder
- wobei TR : Zimmertemperatur
- Tcomp.1 : Kompensationstemperatur der ersten Schicht
- TC1 : Curie-Temperatur der ersten Schicht
- TC2 : Curie-Temperatur der zweiten Schicht
- TL : Temperatur des Aufzeichnungsträgers bei Bestrahlung mit einem Laserstrahl niedrigen Pegels
- TH : Temperatur des Aufzeichnungstragers nach Bestrahlung mit einem Laserstrahl hohen Pegels
- HC1 : Koerzitivkraft der ersten Schicht
- HC2 : Koerzitivkraft der zweiten Schicht
- HC3 : Koerzitivkraft der dritten Schicht
- MS1 : Sättigungsmagnetisierung der ersten Schicht
- MS2 : Sättigungsmagnetisierung der zweiten Schicht
- MS3 : Sättigungsmagnetisierung der dritten Schicht
- t&sub1; : Filmdicke der ersten Schicht
- t&sub2; : Filmdicke der zweiten Schicht
- t&sub3; : Filmdicke der dritten Schicht
- w1 : Austauschkoppelkraft zwischen erster und dritter Schicht
- w2 : Austauschkoppelkraft zwischen der dritten und der zweiten Schicht
- Hini. : Anfangsfeld
- Die erste Schicht des Mediums gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung enthält vorzugsweise eine durch folgende Formel dargestellte Legierung:
- RExTM1-x
- (wobei RE mindestens eines von den Elementena Gd, Tb, Dy und Ho darstellt,
- TM mindestens eines der Elemente Fe, Co und Ni darstellt, und
- x ein Atomverhältnis darstellt, wobei sein Wert aus einem Bereich von 0,2 bis 0,3 (ausschließlich) ausgewählt ist)
- Die zweite Schicht des Mediums gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung enthält vorzugsweise eine Legierung gemäß der Formel
- REyTM1-y
- (wobei RE mindestens eines der Elemente Gd, Tb, Dy und Ho darstellt,
- TM mindestens eines der Elemente Fe, Co und Ni darstellt, und
- y ein Atomverhältnis bedeutet, dessen Wert aus einem Bereich von 0,2 bis 0,35 (exklusiv) ausgewählt ist)
- Die dritte Schicht des Mediums gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung enthält vorzugsweise eine Legierung, die durch folgende Formel dargestellt wird:
- REzTM1-z
- (wobei RE mindestens eines der Elemente Gd, Tb, Dy und Ho darstellt,
- TM mindestens eines der Elemente Fe, Co und Ni darstellt, und
- z ein Atomverhältnis darstellt, wobei sein Wert aus einem Bereich von 0,15 bis 0,25 (ausschließlich) ausgewählt ist)
- Außerdem besitzt bei dem Medium gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung die erste Schicht vorzugsweise eine niedrigere Kompensationstemperatur als die zweite Schicht, insbesondere ist der Absolutwert der Kompensationstemperatur vorzugsweise 150ºC oder weniger.
- Bei dem Medium gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist die Curie-Temperatur TC1 der ersten Schicht vorzugsweise höher als die Kompensationstemperatur Tcomp.2 der zweiten Schicht.
- Bei dem Medium gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist die Curie-Temperatur TC1 der ersten Schicht vorzugsweise geringer als die Curie-Temperatur TC2 der zweiten Schicht.
- In dem Medium gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung, wie er oben beschrieben wurde, läßt sich ein Niedrigtemperaturzyklus stabil ausführen (Lösung des ersten Problems), das Anfangsfeld Hini. kann relativ schwach sein (Lösung des zweiten Problems), und ein Spielraum für Hini. kann erhöht werden, so daß die Initialisierung stabil durchgeführt werden kann, wobei in der ersten Schicht aufgezeichnete Information an einem Löschen verhindert werden kann (Lösung des dritten Problems).
- Der zweite Aspekt der vorliegenden Offenbarung, die sich auf die beanspruchte Erfindung bezieht, der die oben erwähnten vierten und fünften Probleme zu lösen vermag, wird im folgenden kurz beschrieben.
- Gemäß der beanspruchten Erfindung ist ein magnetooptisches Aufzeichnungsmedium vorgesehen, in welchem mindestens eine erste Schicht (Aufzeichnungsschicht) und eine zweite Schicht (Referenzschicht) übereinandergestapelt sind, wobei eine Magnetisierungsrichtung der zweiten Schicht entweder in Aufwärts- oder in Abwärtsrichtung unmittelbar vor der Aufzeichnung ausgerichtet wird, ohne die Magnetisierungsrichtung der ersten Schicht umzukehren, und wobei ein Lichtstrahl nach Maßgabe der Information moduliert wird, ohne ein Vormagnetisierungsfeld zu modulieren, um einen überschreibvorgang zu ermöglichen,
- wobei die erste Schicht eine Kompensationstemperatur Tcomp.1 zwischen Zimmertemperatur und einer Curie-Temperatur TC1 aufweist, und
- das im folgende definierte 77 nicht kleiner als 200 ist (Einheit Oe/ºC), vorzugsweise nicht kleiner als 1000 und bevorzugter nicht kleiner als 4000 bei einer Temperatur TL, bei der ein Niedrigtemperaturprozeß stattfindet, ist,
- wobei (T ist die Mediumtemperatur) (Einheit: erg/cm²)
- MS1 : Sättigungsmagnetisierung (Gauss) der ersten Schicht (Aufzeichnungsschicht)
- HC1 : Koerzitivkraft (Oe) der ersten Schicht
- t&sub1; : Filmdicke (cm) der ersten Schicht
- w : Die Magnetwandenergie (erg/cm²), die bei Umkehrung der Magnetisierungsrichtung der ersten Schicht (Aufzeichnungsschicht) erzeugt wird, oder verschwindet.
- Wenn eine gemäß der vorliegenden Erfindung definierte magnetische Schicht als die erste Schicht verwendet wird, läßt sich der Effekt erzielen.
- Dies deshalb, weil das Temperaturverhalten (die Temperaturänderung) von HC1* in der Nähe von TL des Mediums mit dem oben erläuterten η scharf ist, wie aus Fig. 29 oder 30 ersichtlich ist (in diesen Zeichnungen ist Hb das an einen Aufzeichnungsabschnitt angelegte Vormagnetisierungsfeld), und eine klare Unterscheidung darüber zu liefern vermag, ob ein Niedrigtemperaturprozeß gegen verschiedene Schwankungserscheinungen, beispielsweise eine Schwankung des magnetischen Verhaltens eines Materials, einer Schwankung der Filmdicke, einer Schwankung der Wärmeleitfähigkeit und dgl., durchgeführt werden kann oder nicht.
- Da η groß ist und ein Bereich von Hb, der einen Schnittpunkt mit HC&sub1;* haben kann, groß ist, läßt sich der Spielraum von Hb vergrößern. Da eine Schwankung von TL in bezug auf die verschiedenen Schwankungen verringert werden kann, kann Pce - Prs verringert werden.
- Deshalb kann erfindungsgemäß (1) der Spielraum des Vormagnetisierungsfeldes Hb erhöht und der Freiheitsgrad bei der Zusammensetzung eines Aufzeichnungsmediums erhöht werden, und (2) ein Laserstrahl mit hoher Intensität im Wiedergabebetrieb eingesetzt werden, um einen hohen C/N-Abstand zu erhalten.
- In dem Medium gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung liegt die Mediumtemperatur TL, die einen Niedrigtemperaturzyklus hervorruft, in der Nähe der Kompensations temperatur Tcomp.1 der ersten Schicht, oder fällt mit dieser zusammen, in einem Bereich von ±15ºC (vorzugsweise ±10ºC, bevorzugter ±5ºC). In der folgenden Beschreibung hat " " bei Tcomp.l1 TL die oben erläuterte Bedeutung.
- Das Prinzip des überschreibens wird im folgenden anhand eines Mediums Nr. 1-3 beschrieben, welches zu einem Aufzeichnungsträger der Klasse 1 (P-Typ, Quandrant I, Typ 1) gemäß Tabelle 1 gehört.
- Dieses Medium Nr. 1-3 weist durch folgende Formel 111 und 111-2 angegebene Relationen auf:
- TR < Tcomp.1 TL < TC1 < TH ≤ TC2 ...Formel 111
- Tcomp.2 < TC1 ...Formel 111-2
- Fig. 20 zeigt die obigen Relationen als Graphen. Man beachte, daß die dünnen Kurven die erste Schicht und die dicken Kurven die zweite Schicht bedeuten.
- Eine Bedingung, welche lediglich die Magnetisierungsrichtung der zweiten Schicht umkehrt, ohne diejenigen der ersten Schicht durch das Anfangsfeld Hini. bei Zimmertemperatur TR umzukehren, ist durch die Formel 112 dargestellt. Dieses Medium Nr. 1-3 erfüllt die Formel 112: Formel 112
- wobei HC1 : Koerzitivkraft der ersten Schicht
- HC2 : Koerzitivkraft der zweiten Schicht
- MS1 : Sättigungsmagnetisierung der ersten Schicht
- MS2 : Sättigungsmagnetisierung der zweiten Schicht
- t&sub1; : Filmdicke der ersten Schicht
- t&sub2; : Filmdicke der zweiten Schicht
- w : Grenzwandenergie
- Jetzt wird eine Bedingung für das Feld Hini. durch die Formel 115 dargestellt. Wenn das Feld Hini. verschwindet, beeinflussen die Magnetisierungsrichtungen der ersten und der zweiten Schicht einander aufgrund der Austauschkoppelkraft. Die Bedingungen zum Halten der Magnetisierungsrichtung der ersten und der zweiten Schicht, ohne daß diese umgekehrt werden, sind durch die Formeln 113 und 114 angegeben. Das Medium Nr. 1-3 erfüllt die Formeln 113 und 114: Formel 113 Formel 114
- Die Magnetisierungsrichtung der zweiten Schicht des Aufzeichnungsmediums, welches die durch die Formeln 112 bis 114 angegebenen Bedingungen bei Zimmertemperatur erfüllt, ist z.B. in "A-Richtung" ( ) durch Hini. ausgerichtet, welches die durch die Formel 115 angegebene Bedingung kurz vor der Aufzeichnung erfüllt. Formel 115
- Zu dieser Zeit ist die erste Schicht im früheren Aufzeichnungszustand belassen (Bedingung 1a oder 1b in Figuren 21 und 22). Die Bedingung 1a oder 1b wird unmittelbar vor der Aufzeichnung aufrechterhalten.
- In diesem Fall wird das Vormagnetisierungsfeld Hb in der "A- Richtung" I angelegt.
- Man beachte, daß es schwierig ist, das Vormagnetisierungsfeld Hb auf dem gleichen Bereich zu fokussieren wie den Strahlungsbereich (Fleckzone) des Laserstrahls, sowie normale Magnetfelder. Wenn ein Medium Scheibenform hat, wird aufgezeichnete Information (eine Markierung) von dem Feld Hini. während einer Umdrehung beeinflußt, und die Bedingung 1a oder 1b tritt erneut in Erscheinung. Die Markierung passiert die nächste Spur, die der Laserstrahl-Aufstrahlzone (Fleckzone) benachbart ist. Zu dieser Zeit wird die Markierung unter der Bedingung 1a oder 1b von dem Vormagnetisierungsfeld Hb beeinflußt. Wenn die Richtung der Magnetisierung der ersten Schicht der Markierung unter der Bedingung 1a mit der Magnetisierungsrichtung entgegen derjenigen von Hb von Hb umgekehrt wird, werden in diesem Fall eine Umdrehung vorher aufgezeichnete Daten verloren. Eine Bedingung, dies zu verhindern, ist gegeben durch: Formel 115-2
- Das scheibenförmige Medium muß diese Formel bei Zimmertemperatur erfüllen. In anderen Worten: eine Bedingung zum Bestimmen von Hb wird durch die Formel 115-2 ausgedrückt.
- Die Markierung unter der Bedingung 1a oder 1b erreicht dann die Fleckzone des Laserstrahls. Die Laserstrahlstärke umfaßt zwei Pegel, d.h. einen hohen und einen niedrigen Pegel, ähnlich wie bei der Grunderfindung.
- Im folgenden wird unter Bezugnahme auf Fig. 21 ein Niedrigtemperaturzyklus beschrieben.
- Nach dem Bestrahlen mit einem Laserstrahl niedrigen Pegels erreicht die Mediumtemperatur TL. Damit ist die folgende Relation hergestellt:
- w > E&sub1; ± 2MS&sub1; Hb t&sub1;
- (wobei, wenn Hini als positiv angenommen wird, ± "+" ist, wenn Tcomp.1 < TL und "-" wenn Tcomp.1 > TL)
- Bei Vorhandensein von Hb I, (1) wird unter der Bedingung 1a bei einer Magnetwand die Magnetisierungsrichtung der ersten Schicht umgekehrt, und die Magnetwand verschwindet, oder (2) die Bedingung 1b ohne eine Magnetwand wird aufrechterhalten.
- Wenn die Markierung außerhalb der Fleckzone des Laserstrahls in diesem Zustand fällt, beginnt die Mediumtemperatur zu sinken, und die Bedingung 2L in Fig. 21 stellt sich ein, wobei die Bildung einer Markierung in der "A-Richtung" abgeschlossen wird.
- Im folgenden wird anhand der Fig. 22 ein Hochtemperaturzyklus beschrieben.
- Durch die Bestrahlung mit einem Laserstrahl hohen Pegels erhöht sich die Mediumtemperatur auf über Tcomp.1 TL. Als Ergebnis stellt sich die Bedingung 2H in Fig. 22 ein.
- Auf die Bestrahlung mit einem Laserstrahl hohen Pegels hin erhöht sich die Mediumtemperatur zusätzlich. Wenn die Mediumtemperatur etwas höher wird als Tcomp.2 der zweiten Schicht, wird die Bedingung zwischen den Stärken der RE- und TM-Spins umgekehrt. ( T I ), wenngleich Ihre Richtungen unverändert bleiben. Aus diesem Grund wird die Magnetisierungsrichtung der zweiten Schicht umgekehrt in die "Nicht-A- Richtung" (Bediungung 3H in Fig. 22).
- Da aber HC2 bei dieser Temperatur noch groß ist, wird die Magnetisierung der zweiten Schicht durch I Hb nicht umgekehrt. Wenn die Mediumtemperatur weiter ansteigt und TC1 erreicht, verschwindet die Magnetisierung der ersten Schicht (Bedingung 4H in Fig. 22).
- Wenn die Mediumtemperatur weiter erhöht wird und TH erreicht, ist die Temperatur der zweiten Schicht nahe der Curie-Temperatur TC2 und HC2 wird erhöht. Deshalb wird die Magnetisierungsrichtung der zweiten Schicht I Hb umgekehrt (Bedingung 5H in Fig. 22). Wenn unter der Bedingung 5H die Markierung außerhalb der Fleckzone des Laserstrahls fällt, beginnt die Mediumtemperatur zu sinken.
- Wenn die Mediumtemperatur etwas unter TC1 absinkt, verschwindet die Magnetisierung der ersten Schicht. Zu dieser Zeit wirkt die Grenzwandenergie seitens der zweiten Schicht so, daß sie jeden der RE-Spins (O) und TM-Spins ( ) ausrichtet. Weil die Temperatur der ersten Schicht gleich oder höher als Tcomp.1 ist, ist der TM-Spin größer als der RE-Spin. Aus diesem Grund erscheint die MagnetisierungO , d.h. in der ersten Schicht. Diese Bedingung entspricht der Bedingung 6H in Fig. 22).
- Wenn die Mediumtemperatur unter Tcomp.2 abfällt, wird die Bedingung zwischen den Stärken der RE- und der TM-Spins umgekehrt (O T ), wenngleich ihre Richtungen unverändert bleiben. Als Ergebnis wird die Magnetisierungsrichtung der Legierung insgesamt umgekehrt von in die "Nicht-A-Richtung" (Bedingung 7H in Fig. 22).
- Wenn die Mediumtemperatur von der Temperatur unter der Bedingung 7H weiter unter Tcomp.1 sinkt, wird die Beziehung zwischen den Stärken der RE- und TM-Spins umgekehrt (O T ). Als Ergebnis erscheint die Magnetisierung (Bedingung 8H in Fig. 22).
- Dann nimmt die Mediumtemperatur von der Temperatur unter der Bedingung 8H auf Zimmertemperatur ab.
- Weil HC1 bei Zimmertemperatur genügend groß ist (Formel 115- 3), wird die Magnetisierung der ersten Schicht von I Hb nicht umgekehrt, und die Bedingung 8H wird aufrechterhalten. Formel 115-3
- In diesem Fall ist die Bildung einer Markierung in der "Nicht-A-Richtung" .
- Im folgenden wird unter Bezugnahme auf ein Medium Nr.3, welches zu einem Aufzeichnungsmedium der Klasse 3 (P-Typ, Quadrant I, Typ 3) gemäß Tabelle 1 gehört, das Prinzip des Überschreibens detailliert erläutert.
- Dieses Medium Nr. 3, weist die folgenden, durch die Formel 121 gegebenen Relationen auf:
- TR < Tcomp.1 TL < TC1 < TC2 TH ...Formel 121
- Fig. 23 zeigt diese Beziehung als Graphen.
- Eine Bedingung, die lediglich die Magnetisierungsrichtung der zweiten Schicht umkehrt, ohne diejenige der ersten Schicht durch das Anfangsfeld Hinie. bei Zimmertemperatur T&sub8; umzukehren, ist durch Formel 122 gegeben. Dieses Medium Nr. 3 erfüllt die Formel 122: Formel 122
- Zu dieser Zeit wird eine Bedingung für Hini. durch die Formel 125 angegeben. Formel 125
- Wenn das Feld Hini. verschwindet, beeinflussen sich die Magnetisierungsrichtung der ersten und der zweiten Schicht gegenseitig aufgrund der Austauschkoppelkraft. Die Bedingungen zum Halten der Magnetisierungsrichtungen der ersten und der zweiten Schicht, ohne daß diese umgekehrt werden, sind durch die Formeln 123 und 124 angegeben. Das Medium Nr. 3 erfüllt die Formeln 123 und 124: Formel 123 Formel 124
- Die Magnetisierungsrichtung der zweiten Schicht des Aufzeichnungsmediums, welches den Bedingungen nach den Formeln 122 bis 124 bei Zimmertemperatur entspricht, wird von Hini., welches der Bedingung nach Formel 125 unmittelbar vor der Aufzeichnung entspricht, ausgerichtet in beispielsweise "A- Richtung" ( ). Zu dieser Zeit bleibt die erste Schicht im früheren Aufzeichnungszustand (Bedingung 1a oder 1b in Figuren 24 und 25). Die Bedingung 1a oder 1b wird unmittelbar vor der Aufzeichnung aufrechterhalten.
- In diesem Fall wird das Vormagnetisierungsfeld (Hb) in Richtung I angelegt.
- Man beachte, daß es schwierig ist, das Vormagnetisierungsfeld Hb auf dem gleichen Bereich wie die Bestrahlungszone (Fleckzone) des Laserstrahls sowie der normalen Magnetfelder zu fokussieren. Wenn ein Medium Scheibenform besitzt, wird aufgezeichnete Information (Markierung) während einer Umdrehung durch das Feld Hini. beeinflußt, und es erscheint erneut die Bedingung 1a oder 1b. Die Markierung passiert die nächste benachbarte Spur zu der Laserstrahl-Bestrahlungszone (Fleckzone). Zu diesem Zeitpunkt wird die Markierung im Zustand 1a oder 1b durch das Vormagnetisierungsfeld Hb beeinflußt. Wenn in diesem Fall die Magnetisierungsrichtung der ersten Schicht der Markierung im Zustand 1a mit der Magnetisierungsrichtung entgegen derjenigen von Hb durch Hb umgekehrt wird, gehen Daten, die eine Umdrehung früher aufgezeichnet wurden, verloren. Eine Bedingung, um dies zu verhindern, ist durch die Formel 125-2 gegeben: Formel 125-2
- Das Medium Nr. 3 erfüllt diese Formel bei Zimmertemperatur.
- Die Markierung im Zustand 1a oder 1b erreicht dann die Fleckzone des Laserstrahls. Die Laserstrahlstärke beinhaltet zwei Pegel, nämlich hohen und niedrigen Pegel, ähnlich der Grunderfindung.
- Im folgenden wird unter Bezugnahme auf Fig. 24 ein Niedrigtemperaturzyklus beschrieben.
- Auf die Bestrahlung durch einen Laserstrahl geringen Pegels hin erreicht die Mediumtemperatur TL. Damit ist folgende Relation gegeben.
- w > E&sub1; ± 2MS1 Hb t&sub1;
- (wobei wenn Hini angenommenerweise positiv ist, ± die Bedeutung "+" hat, wenn Tcomp.1 < TL, und "-" ist wenn Tcomp.1 > TL)
- Bei Vorhandensein von Hb I wird (1) unter der Bedingung 1a mit einer magnetischen Wand die Magnetisierungsrichtung der ersten Schicht umgekehrt, und die magnetische Wand verschwindet, oder (2) die Bedingung 1b ohne magnetische Wand wird aufrechterhalten.
- Wenn die Markierung in diesem Zustand außerhalb der Fleckzone des Laserstrahls fällt, beginnt die Mediumtemperatur zu sinken, und es stellt sich die Bedingung 2L in Fig. 24 ein, wodurch die Bildung einer Markierung in der "A-Richtung" beendet wird.
- Im folgenden wird anhand der Fig. 25 ein Hochtemperaturzyklus beschrieben.
- Wenn ein Laserstrahl hohen Pegels aufgestrahlt wird, erhöht sich die Mediumtemperatur auf TC1, und seine Magnetisierung verschwindet (Bedingung 2H in Fig. 25).
- Wenn der Laserstrahl weiter anhält und die Mediumtemperatur TH erreicht, verschwindet auch die Magnetisierung der zweiten Schicht fast vollständig, weil TH fast gleich TC2 der zweiten Schicht ist (Bedingung 3H in Fig. 25).
- Wenn die Markierung außerhalb der Fleckzone des Laserstrahls im Zustand 3H fällt, beginnt die Mediumtemperatur zu sinken. Wenn die Mediumtemperatur etwas unter TC2 abgesunken ist, erscheint die Magnetisierung in der zweiten Schicht. In diesem Fall erscheint durch Hb O die Magnetisierung ( ). Da aber die Temperatur immer noch höher als TC1 ist, erscheint keine Magnetisierung in der ersten Schicht. Dieser Zustand entspricht der Bedingung 4H in Fig. 25).
- Wenn die Mediumtemperatur etwas unter TC1 abgesunken ist, erscheint auch die Magnetisierung in der ersten Schicht. In diesem Fall beeinflußt die Magnetisierung der zweiten Schicht diejenige der ersten Schicht aufgrund der Austauschkoppelkraft. Als Ergebnis wirkt eine Kraft, die jeden der RE-Spins (O) und TM-Spins ( ) ausrichtet. Da in diesem Fall die Mediumtemperatur noch gleich oder höher als Tcomp.1 ist, ist der TM-Spin größer als der RE-Spin (O ). Als Ergebnis erscheint die Magnetisierung in der ersten Schicht (Bedingung 5H in Fig. 25).
- Wenn die Mediumtemperatur von der Temperatur im Zustand 5H aus weiter abnimmt und unter Tcomp.1 gelangt, wird die Beziehung zwischen den Stärken der TM- und der RE-Spins umgekehrt (O T ). Aus diesem Grund wird die Magnetisierungsrichtung der ersten Schicht umgekehrt in die "Nicht-A-Richtung" (Bedingung 6H in Fig. 25).
- Dann wird die Mediumtemperatur von der Temperatur im Zustand 6H auf Zimmertemperatur verringert. Da HC1 bei Zimmertemperatur genügend groß ist, wird die Magnetisierung der ersten Schicht stabil gehalten. Auf diese Weise wird die Bildung einer Markierung in der "Nicht-A-Richtung" abgeschlossen.
- Im folgenden wird das Prinzip des Überschreibens anhand eines Mediums Nr. 5 beschrieben, das zu einem Aufzeichnungsmedium der Klasse 5 in Tabelle 1 gehört (A-Typ, Quadrant II, Typ 3).
- Dieses Medium Nr. 5 weist folgende durch die Formel 131 gegebenen Relationen auf:
- TR < Tcomp.1 TL < TH ≤ TC1 ≤ TC2 ... Formel 131
- Aus Gründen der Vereinfachung gilt bei der folgenden Beschreibung TH < TC1 < TC2. Fig. 26 zeigt diese Relation als Graphen.
- Eine Bedingung, die lediglich die Magnetisierung der zweiten Schicht umkehrt, ohne diejenige der ersten Schicht durch das Anfangsfeld.Hini. bei Zimmertemperatur TR umzukehren, ist durch die Formel 132 gegeben, die durch dieses Medium Nr. 5 erfüllt wird: Formel 132
- Zu dieser Zeit wird eine Bedingung für Hini. durch die Formel 135 angegeben. Wenn Hini. verschwindet, beeinflussen die Magnetisierungsrichtungen der ersten und der zweiten Schicht einander aufgrund der Austauschkoppelkraft. Die Bedingungen zum Halten der Magnetisierungsrichtungen der ersten und der zweiten Schicht, ohne umgekehrt zu werden, werden durch die Formeln 133 und 134 definiert. Dieses Medium Nr. 5 erfüllt die Formeln 133 und 134: Formel 133 Formel 134
- Die Magnetisierungsrichtung der zweiten Schicht des Aufzeichnungsmediums, das die durch die Formeln 132 bis 134 angegebenen Bedingungen bei Zimmertemperatur erfüllt, ist durch Hini., welches die nachstehende Formel 135 unmittelbar vor dem Aufzeichnen erfüllt, z.B. in "A-Richtung" ausgerichtet: Formel 135
- Zu dieser Zeit wird die erste Schicht in dem aufgezeichneten Zustand belassen (Bedingung 1a oder 1b in Figuren 27 und 28).
- Die Bedingung 1a oder 1b wird unmittelbar vor dem Aufzeichnen aufrechterhalten.
- Das Vormagnetisierungsfeld Hb wird in die "Nicht-A-Richtung" O angelegt.
- Wenn ein Medium scheibenförmige Gestalt hat, wird eine Bedingung zum Verhindern, daß die vorher aufgezeichnete Markierung (insbesondere eine Markierung, bei der die erste Schicht sich im Zustand 1a entgegen Hb befindet) durch Hb umgekehrt wird, wenn sie sich der Einrichtung zum Anlegen von Hb nähert, wie durch die Formel 135-2 angegeben: Formel 135-2
- Das scheibenförmige Medium muß diese Formel bei Zimmertemperatur erfüllen. Eine Bedingung, um die initialisierte zweite Schicht daran zu hindern, von Hb umgekehrt zu werden, wenn die Annäherung an die Einrichtung zum Anlegen von Hb stattfindet, wird durch die Bedingung 135-3 repräsentiert: Formel 135-3
- In anderen Worten, die Bedingungen zum Festlegen von Hb sind die Formeln 135-2 und 135-3.
- Die Markierung im Zustand 1a oder 1b erreicht dann die Fleckzone des Laserstrahls. Die Stärke des Laserstrahls umfaßt zwei Pegel, nämlich hohen und niedrigen Pegel, ähnlich der Grunderfindung.
- Im folgenden wird anhand der Fig. 27 ein Niedrigtemperaturzyklus beschrieben.
- Nach dem Bestrahlen mit einem Laserstrahl geringen Pegels erreicht die Mediumtemperatur TL. Damit ist folgende Relation gegeben:
- > E&sub1; ± 2MS1 Hb t&sub1;
- (wobei, wenn Hini angenommenerweise positiv ist ± die Bedeutung "+" bei Tcomp.1 < TL hat, und "-", wenn Tcomp.1 > T&sub3;)
- Bei Vorhandensein von Hb O wird (1) im Zustand 1a mit einer magnetischen Wand die Magnetisierungsrichtung der ersten Schicht umgekehrt, und die magnetische Wand verschwindet, oder (2) die Bedingung 1b ohne magnetische Wand wird beibehalten.
- Wenn in diesem Zustand die Markierung außerhalb der Fleckzone des Laserstrahls fällt, beginnt die Mediumtemperatur zu sinken, und es wird die Bedingung 2L in Fig. 27 geschaffen, wodurch die Bildung einer Markierung in der "Nicht-A-Richtung" abgeschlossen wird.
- Im folgenden wird ein Hochtemperaturzyklus unter Bezugnahme auf Fig. 28 beschrieben.
- Auf die Bestrahlung mit einem Laserstrahl hohen Pegels hin steigt die Mediumtemperatur über Tcomp.1 TL an. Als Ergebnis stellt sich eine Bedingung ohne eine magnetische Wand ein.
- Die Bestrahlung hält an, und die Mediumtemperatur wird weiter bis auf TH erhöht. Da TH dicht bei den Curie-Temperaturen der ersten und der zweiten Schicht liegt, nehmen die Coerzitivkräfte der beiden Schichten ab. Als Ergebnis erfüllt das Medium eine der folgenden Formeln (1) bis (3):
- Aus diesem Grund werden die Magnetisierungsrichtungen der beiden Schichten praktisch gleichzeitig umgekehrt, um der Richtung von Hb zu folgen. Diese Bedingung entspricht der Bedingung 2H in Fig. 28.
- Wenn die Markierung außerhalb der Fleckzone des Laserstrahls im Zustand 2H fällt, beginnt die Mediumtemperatur zu sinken. Wenn die Mediumtemperatur unter Tcomp.1 absinkt, wird der Medium-Typ vom P-Typ in den ursprünglichen A-Typ zurückverwandelt. Die Beziehung zwischen den Stärken der TM- und der RE-Spins der ersten Schicht wird umgekehrt (I T ). Als Ergebnis wird die Magnetisierungsrichtung der ersten Schicht in die "A-Richtung" umgekehrt (Bedingung 3H in Fig. 28).
- Dann wird die Mediumtemperatur von der Temperatur im Zustand 3H auf Zimmertemperatur gesenkt, da HC1 bei Zimmertemperatur ausreichend hoch ist, um die nachstehende Formel 135-4 zu erfüllen, wird im Zustand 3H die Magnetisierung der ersten Schicht gehalten: Formel 135-4
- Auf diese Weise wird in der ersten Schicht eine Markierung in der "A-Richtung" gebildet.
- Fig. 1 ist eine schematische Ansicht zum Veranschauhchen eines Aufzeichnungsprinzips eines magnetooptischen Aufzeichnungsverfahrens;
- Fig. 2 ist eine schematische Ansicht zum Erläutern eines Widergabeprinzips des magnetooptischen Aufzeichnungsverfahrens;
- Figuren 3A und 3B sind Ablaufdiagramme, die eine Ausgangswellenform eines Laserstrahls zeigen;
- Fig. 4A ist ein Diagramm, das eine vielschichtige Struktur eines Aufzeichnungsträgers darstellt;
- Fig. 4B ist ein Diagramm, welches Magnetisierungsrichtungen einer ersten und einer zweiten Schicht des Mediums darstellt;
- Fig. 5 ist eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen einer Temperatur und einer Koerzitivkraft;
- Fig. 6 ist ein Diagramm einer Änderung in Magnetisierungsrichtung bei hohem Pegel in der ersten Kategorie der Grunderfindung;
- Fig. 7 ist ein Diagramm, was die Änderung der Magnetisierungsrichtung bei niedrigem Pegel in der ersten Kategorie der Grunderfindung veranschaulicht;
- Fig. 8 ist ein Diagramm, welches Änderungen der Magnetisierungsrichtungen nach den Figuren 6 und 7 in Einheiten von Medien des P- und A-Typs zeigt;
- Fig. 9 ist ein Diagramm, welches eine Änderung der Magnetisierungsrichtung bei hohem Pegel in der zweiten Kategorie der Grunderfindung zeigt;
- Fig. 10 ist ein Diagramm, welches eine Anderung in der Magnetisierungsrichtung bei niedrigem Pegel in der zweiten Kategorie der Grunderfindung zeigt.
- Fig. 11 ist eine Karte, die vier Medium-Typen veranschaulicht;
- Figuren 12A bis 12D sind Graphen, die die Beziehungen zwischen Temperaturen und Koerzitivkräften für Medien des Typs I bis IV veranschaulichen;
- Fig. 13 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen einer Temperatur und einer Koerzitivkraft für ein Medium Nr. 1-1 veranschaulicht;
- Figuren 14 und 15 sind Diagramme, welche Anderungen der Magnetisierungsrichtung in Hoch- und Niedrigtemperaturzyklen des Mediums Nr. 1-1 veranschaulichen;
- Fig. 16 ist eine graphische Darstellung, die die Beziehung zwischen einer Temperatur und einer Koerzitivkraft für ein Medium Nr. 1-2 veranschaulicht;
- Figuren 17 und 18 sind Diagramme, die Änderungen der Magnetisierungsrichtung in Hoch- und Niedrigtemperaturzyklen des Mediums Nr. 1-2 veranschaulichten;
- Fig. 19 ist ein Diagramm, welches Bedingungen für verschiedene Magnetisierungsrichtungen eines Mediums gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht;
- Fig. 20 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen einer Temperatur und einer Koerzitivkraft für ein Medium Nr. 1-3 gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Offenbarung, der sich auf die beanspruchte Erfindung bezieht;
- Figuren 21 und 22 sind Diagramme, die Änderungen der Magnetisierungsrichtung bei Hoch- und Niedrigtemperaturzyklen des Mediums Nr. 1-3 veranschaulichen;
- Fig. 23 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen einer Temperatur und einer Koerzitivkraft für ein Medium Nr. 3 gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht;
- Figuren 24 und 25 sind Diagramme, die Anderungen der Magnetisierungsrichtungen in Hoch- und Niedrigtemperaturzyklen des Mediums Nr. 3 zeigen;
- Fig. 26 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen einer Temperatur und einer Koerzitivkraft für ein Medium Nr. 5 gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Offenbarung zeigt;
- Figuren 27 und 28 sind Skizzen, die die Änderungen der Magnetisierungsrichtung in Hoch- und Niedrigtemperaturzyklen des Mediums Nr. 5 zeigen;
- Figuren 29 und 30 sind die Graphen, die die Temperaturkennlinie von HC1* des Mediums gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Offenbarung zeigen; und
- Figuren 31 und 32 sind Graphen, welche Differenzen in verschiedenen Kennwerten zwischen einem Medium gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und einem Medium gemäß einem Vergleichsbeispiel zeigen.
- Es wird eine für drei Elemente ausgelegte HF-Magnetron-Zerstäubungsapparatur verwendet, und es wird eine TbFeCo-Legierung als Target benutzt. In einer Kammer der Apparatur wird ein Glassubstrat mit einer Dicke von 1,2 mm und einem Durchmesser von 200 mm eingegeben.
- Nachdem das Innere der Kammer der Apparatur vorübergehend auf 7 x 10&supmin;&sup7; Torr oder darunter evakuiert ist, wird Ar-Gas bei 5 x 10&supmin;³ Torr eingegeben. Dann erfolgt das Aufstäuben mit einer Niederschlagungsrate von etwa 2 Å/sec.
- Auf diese Weise wird auf dem Substrat eine erste Schicht (Aufzeichnungsschicht) aus Tb&sub2;&sub3;Fe&sub7;&sub1;Co&sub6; (die Einheit des Index beträgt Atom-%; das gleiche gilt auch für die nachfolgende Beschreibung) als senkrechter magnetischer Film mit einer Dicke t&sub1; = 500 Å gebildet.
- Dann wird das Target ersetzt durch eine GdDyFeCo-Legierung, während der Vakuumzustand aufrechterhalten bleibt, und es erfolgt in ähnlicher Weise ein Aufstäuben, um eine dritte Schicht als senkrechten magnetischen Film aus Gd&sub1;&sub0;Dy&sub8;Fe&sub7;&sub1;Co&sub1;&sub1; mit einer Dicke t&sub3; = 300 Å auf der ersten Schicht auszubilden.
- Weiterhin wird das Target ersetzt durch eine TbDyFeCo-Legierung unter Aufrechterhaltung des Vakuumzustands, und es erfolgt ein Zerstäuben in ähnlicher Weise, um so eine zweite Schicht aus einem senkrechten magnetischen Tb&sub5;Dy&sub2;&sub3;Fe&sub5;&sub0;Co&sub2;&sub2;- Film mit einer Dicke t&sub2; = 1000 Å auf der dritten Schicht zu erzeugen.
- Auf diese Weise wird ein dreilagiges magnetooptisches Aufzeichnungsmedium hergestellt, das zu der Klasse 1 gehört (P- Typ, Quadrant 1, Typ 1).
- Tabelle 2 unten stellt die Fertigungsbedingungen und Kennwerte für dieses Medium zusammen. Die Werte MS, HC und w (Einheit: erg/cm²) wurden bei 25ºC erhalten. Tabelle 2 Erste Schicht zweite Schicht dritte Schicht Filmdicke (Å)
- Es wurde ein zweilagiges Filmmedium gemäß den gleichen Prozeduren wie in Beispiel 1 hergestellt, ohne jedoch die dritte Schicht zu bilden. Eine Austauschkoppelkraft zwischen der ersten und der zweiten Schicht dieses Mediums betrug 4,0.
- Grenzwerte für Hini. in Beispiel 1 und Vergleichsbeispiel werden nachstehend untersucht.
- Da das Medium des Beispiels 1 der Bedingung MS1t&sub1; < MS3t&sub3; genügt wird die Formel 105 zum Ermöglichen der Bedingung (b), jedoch zum Sperren der Bedingung (d) berechnet.
- Damit beträgt der Wert auf der linken Seite der Formel 105 etwa 2 600 Oe, und der Wert auf der rechten Seite beträgt etwa 23 900 Oe. Deshalb kann Hini. aus einem Bereich von 2 600 bis 23 900 ausgewählt werden.
- Im Gegensatz dazu berechnet sich die Formel 103 für das Medium des Vergleichsbeispiels. Als Ergebnis kann Hini. nur aus einem Bereich von 2 750 bis 6 110 ausgewählt werden. Deshalb ist der Spielraum für Hini. nach Beispiel 1 um etwa das 6-fache größer als beim Vergleichsbeispiel:
- (23 900 - 2 600) ÷ (6 100 - 2750) 6
- Nachdem die erste Schicht des Beispiels 1 gebildet ist, wird nach den gleichen Prozeduren wie in Beispiel 1 ein senkrechter magnetischer Film Gd&sub1;&sub5;Dy6,5Fe&sub7;&sub1;Co7,5 (dritte Schicht) mit einer Filmdicke t&sub3; = 300 Å gebildet, außerdem darüber die gleiche zweite Schicht wie im Beispiel 1.
- Auf diese Weise wird ein dreilagiger magnetooptischer Aufzeichnungsträger hergestellt, der zur Klasse 1 gehört (P- Typ, Quadrant I, Typ 1). Tabelle 3 Erste Schicht zweite Schicht dritte Schicht Filmdicke (Å)
- Im folgenden werden die Spielräume für Hini. nach Beispiel 2 und nach dem Vergleichsbeispiel (entsprechend dem Medium des Beispiels 2 ohne die dritte Schicht) untersucht.
- Da das Medium des Beispiels 2 MS1t&sub1; > MS3t&sub3; erfüllt und
- (wobei α = MS1t&sub1; HC1 + MS3t&sub3; HC3, β = MS1t&sub1; - MS3t&sub3;)
- berechnet sich die Formel 104 zum Ermöglichen der Bedingung (b), jedoch zum Sperren der Bedingung (c).
- Damit beträgt der Wert auf der linken Seite der Formel 104 etwa 2 600 Oe, und der Wert auf der rechte Seite etwa 23 300 Oe. Deshalb kann Hini. aus einem Bereich von 2 600 bis 22 300 ausgewählt werden.
- Im Gegensatz dazu berechnet sich die Formel 103 für das Medium des vergleichsbeispiels. Als Ergebnis kann Hini. nur aus einem Bereich von 2 750 bis 6 110 ausgewählt werden.
- Deshalb ist der Hini.-Spielraum nach Beispiel 2 etwa 6 mal so groß wie diejenige des Vergleichsbeispiels:
- (22 300 - 2 600) ÷ (6 110 - 2 750) 6
- Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung detailliert beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt.
- Als Targets werden in eine für drei Elemente ausgelegte HF- Magnetron-Zerstäubungsapparatur zwei Legierungen eingebracht, nämlich eine TbFeCo-Legierung und eine DyTbFeCo-Legierung. In einer Kammer der Vorrichtung wird ein Glassubstrat mit einer Dicke von 1,2 mm und einem Durchmesser von 200 mm eingestellt.
- Nachdem das Innere der Kammer der Apparatur vorübergehend auf 7 x 10&supmin;&sup7; Torr oder darunter evakuiert ist, wird Ar-Gas bei 5 x 10&supmin;³ Torr eingeleitet. Anschließend erfolgt das Aufstäuben mit einer Niederschlagungsrate von etwa 2 Å/sec.
- Unter Verwendung der TbFeCo-Legierung als das Target wird auf dem Substrat eine erste Schicht (Aufzeichnungsschicht) mit einem senkrechten magnetischen Tb26,3Fe&sub7;&sub0;Co3,7 (die Einheiten der Indices lauten Atom-%; das gleiche gilt für die nachfolgende Beschreibung) mit einer Dicke t&sub1; = 500 Å gebildet.
- Das Target wird durch die GdTbFeCo-Legierung ersetzt, während der Vakuumzustand beibehalten wird, und in ähnlicher Weise erfolgt das Zerstäuben, um eine zweite Schicht (Aufzeichnungsschicht) mit einer Dicke von 1 700 Å als senkrecht magnetischer Dy&sub1;&sub9;Tb&sub9;Fe&sub4;&sub2;Co&sub3;&sub0;-Film auf der ersten Schicht auszubilden.
- Auf dieses Weise wird ein zweischichtiges magnetooptisches Aufzeichnungsmedium Nr. 1 gebildet, das zur Klasse gehört (P-Typ, Quandrant 1, Typ 1).
- Die Tabelle 4 unten stellt die Fertigungsbedingungen und Kennwerte für dieses Medium zusammen. Die Werte für MS, HC und w wurden bei 25ºC erhalten. Tabelle 4 erste Schicht zweite Schicht Zusammensetzung Filmdicke Å
- Gemäß den gleichen Prozeduren wie bei der Ausführungsform 1 wurde ein zweischichtiges magnetooptisches Aufzeichnungsmedium Nr. 8 hergestellt, das zur Klasse 8 gehört (A-Typ, Quadrant IV, Typ 2) wie in Tabelle 5 unten gezeigt ist.
- In Tabelle 5 wurden die Werte für MS, HC und w bei 25ºC erhalten. Tabelle 5 erste Schicht zweite Schicht Zusammensetzung Filmdicke Å (Zimmertemperatur)
- Jedes der Medien des Ausführungsbeispiels 1 und des Vergleichsbeispiels 2 wurde mit einer linearen Geschwindigkeit v = 5,65 m/sec gedreht, und daran wurde ein Vormagnetisierungsfeld Hb gelegt, welches um 100 Oe erhöht wurde. Bei den jeweiligen Pegeln von Hb wurden gemessen: (1) eine minimale Laserstrahlstärke, die notwendig war, um in einem Niedrigtemperaturzyklus eine "Markierung mit einer Markierungslänge von 0,75 µm" zu löschen, welche vorab in einem Hochtemperaturzyklus gebildet (aufgezeichnet) worden war, und (2) eine minimale Laserstrahlstärke, die notwendig war zur Ausbildung einer Markierung in einem Hochtemperaturzyklus, nachdem die Markierung vollständig gelöscht war.
- Fig. 31 zeigt die Meßergebnisse. reprasentiert das erstere Meßergebnis, und repräsentiert das letztere Meßergebnis. Wie man aus Fig. 31 ersehen kann, schneiden sich die Kurven und nicht, und folglich kann Hb von 1 200 Oe oder darüber gewährleistet werden, was zu einem hohen Spielraum führt.
- Im Gegensatz dazu schneiden sich bei dem Medium nach Vergleichsbeispiel 2 (gestrichelte Kurve) die Kurven und bei Hb = 500 Oe, so daß Hb auf weniger als 500 Oe eingestellt werden muß, was zu einem kleinen Spielraum führt.
- (1) "Markierungen mit jeweils einer Markierungslänge von 0,75 µm" wurden intermittierend auf einer vorbestimmten Spur auf jedem der Medien nach dem Ausführungsbeispiel 1 und dem Vergleichsbeispiel 2 ausgebildet.
- (2) Jedes Medium wurde mit einer linearen Geschwindigkeit v = 5,65 m/sec gedreht, und ein Laserstrahl mit einer Stärke von 1 mW wurde auf die "Markierungen" unter Anlegung eines Vormagnetisierungsfeldes Hb = 300 Oe aufgestrahlt.
- (3) Für jedes Medium wurde (1) die Bildung einer "Markierung" (Aufzeichnung) und (2) das Aufstrahlen unter Erhöhung der Laserstrahlstärke um 0,1 mW für jede Spur wiederholt, während die Spuren gewechselt wurden.
- (4) Ein Wiedergabe-Laserstrahl wurde auf die "Markierungen" gelenkt, und es wurde der C/N-Abstand gemessen.
- (5) Fig. 32 zeigt die Meßergebnisse. In Fig. 32 hat ein Medium nach dem Ausführungsbeispiel 1 (durchgehende Kurve) ein C/N-Verhältnis von 47 dB, wenn die Laserstrahlstärke gering ist. Allerdings nimmt das C/N-Verhältnis sofort ab einem gegebenen Wert Prs = 2,2 mW ab, und wird bei Pce = 3,2 mW vollständig Null. Daher beträgt eine Differenz (Pce - Prs) zwischen einer Strahlstärke Pce zum vollständigen Löschen der Markierung und einer Strahlstärke Prs zum Starten des Löschens während der Wiedergabe etwa 1,0 mW.
- Im Gegensatz dazu ist bei einem Medium nach Vergleichsbeispiel 2 (gestrichelte Kurve) dann, wenn die Strahlstärke gering ist, ein C/N-Verhältnis konstant, d.h. 47 dB. Allerdings nimmt das C/N-Verhältnis nach einem gegebenen Wert Prs = 2,0 mW sofort ab und wird bei Pce = 3,2 mW vollständig Null. Deshalb beträgt (Pce - Prs) 1,2 mW.
- Wie aus der obigen Beschreibung verständlich ist, besteht in einem Medium der Ausführungsform 1 keine Befürchtung des Löschens einer Markierung (aufgezeichnete Information) selbst bei Erhöhung der Strahlstärke während der Wiedergabe, so daß ein C/N-Verhältnis erhöht werden kann.
- Wenn aus Sicherheitsgründen ein Spielraum eingehalten wird, ist es zu bevorzugen, Information mit 1 bis 1,5 mW wiederzugeben. Da ein Grenzwert von 0,2 mW bei dieser Ausführungsform erhalten werden kann, bedeutet dies, daß eine Laserstrahlstärke während der Wiedergabe um etwa 10 bis 20 % erhöht werden kann. Als Ergebnis kann man ein C/N-Verhältnis erwarten, das um etwa 2 dB erhöht ist.
Claims (3)
1. Überschreibbares magnetooptisches Aufzeichnungsmedium, das einen
Mehrschichtaufbau besitzt, bestehend aus einer ersten Schicht mit einer
senkrechten magnetischen Anisotropie, welche als Aufzeichnungsschicht
dient, und einer zweiten Schicht mit einer senkrechten magnetischen
Anisotropie, die als Referenzschicht dient, wobei lediglich eine
Magnetisierungsrichtung der zweiten Schicht bezüglich einer Schichtoberfläche in
Richtung nach oben oder nach unten durch ein Anfangsfeld Hini unmittelbar
vor der Aufzeichnung ausgerichtet wird, während eine
Magnetisierungsrichtung der ersten Schicht unverändert belassen wird, wozu ein Lichtstrahl,
der nach Maßgabe der aufzuzeichnenden Information pulsmoduliert ist,
unter Vorhandensein eines Vormagnetisierungsfeldes auf das Medium
aufgestrahlt wird, um einen Überschreibvorgang zu ermöglichen,
wobei die erste Schicht eine Kompensationstemperatur Tcomp.1 zwischen
einer Zimmertemperatur und einer Curie-Temperatur TC1 aufweist,
dadurch gekennzeichnet, daß
η, der im folgenden definiert wird, nicht kleiner als 200 (Einheit: Oe/ºC) bei
einer Temperatur TL, bei der ein Niedrigtemperaturprozeß stattfindet, ist,
wobei
(T ist die Mediumtemperatur)
E1 = 2 MS1 HC1 t&sub1; (Einheit: erg/cm²)
Ms1: Sättigungsmagnetisierung (Gauss) der ersten Schicht
(Aufzeichnungsschicht)
Hc1: Koerzitivkraft (Oe) der ersten Schicht
t&sub1;: Schichtdicke (cm) der ersten Schicht
w: magnetische Wandenergie (erg/cm²), die bei Umkehrung der
Magnetisierungsrichtung der ersten Schicht (Aufzeichnungsschicht)
erzeugt wird oder verschwindet.
2. Überschreibbares magnetooptisches Aufzeichnungsmedium nach
Anspruch 1,
bei dem η niedriger als 1000 (Einheit OE/ºC) bei der Temperatur TL ist, bei
der der Niedrigtemperaturprozeß stattfindet.
3. Überschreibbares magnetooptisches Aufzeichnungsmedium nach
Anspruch 1,
bei dem η nicht weniger als 4000 (Einheit OE/ºC) bei der Temperatur
CL, bei der der Niedrigtemperaturprozeß stattfindet, beträgt.
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