DE69026771T2

DE69026771T2 - Überschreibbare optische Aufzeichnungsmedien

Info

Publication number: DE69026771T2
Application number: DE69026771T
Authority: DE
Inventors: Iv William A C O Min Challener
Original assignee: Minnesota Mining and Manufacturing Co
Current assignee: 3M Co
Priority date: 1989-08-01
Filing date: 1990-07-30
Publication date: 1996-12-12
Anticipated expiration: 2010-07-31
Also published as: US5087532A; EP0411860B1; AU5780190A; KR910005257A; DE69026771D1; JPH0366050A; EP0411860A3; EP0411860A2; AU628996B2; BR9003741A; CA2019721A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft magnetooptische Speicherträger und im besonderen direkt überschreibbare magnetooptische Systeme.
Bei der magnetooptischen Aufzeichnung werden Daten durch eine magnetisierbare Domäne dargestellt. Bei einer magnetisierbaren Domäne handelt es sich um einen lokalisierten Bereich, der eine bevorzugte magnetisierte Ausrichtung bzw. Orientierung aufweist. Der Begriff Domäne bezieht sich hierin auf den kleinsten magnetisierbaren Bereich, wobei es sich bei einer Domäne im herkömmlichen Sinne um einen gleichmäßig magnetisierten Bereich von beliebiger Größe handelt. Die bevorzugt magnetisierbare Domäne wird häufig als ein "Bit" bezeichnet. Die bevorzugte magnetisierte Ausrichtung wird durch eine Energiequelle mit ausreichender Intensität bewirkt, die den Träger bzw. das Medium auf eine Temperatur oberhalb der Curie-Temperatur des Mediums erhitzt, wobei das Medium gleichzeitig durch ein Magnetfeld vormagnetisiert wird.
Bei der Energiequelle handelt es sich normalerweise um einen Laser. Der Laser wird dazu verwendet, den magnetischen Träger in dem lokalisierten Bereich zu erwärmen bzw. zu erhitzen. Die Magnetisierungsrichtung wird durch das Magnetfeld festgelegt, wenn der lokalisierte Bereich die Curie-Temperatur übersteigt.
Wenn der Laserstrahl entfernt wird, kühlt sich das Bit in Gegenwart des Vormagnetisierungsfeldes ab, und die Magnetisierung des Bits wechselt in diese Richtung. Durch den momentanen Temperaturanstieg in dem Bit wird die Koerzitivkraft des Bits vermindert, so daß das Vormagnetisierungsfeld die Magnetisierung der Domäne dazu drängt, sich der Richtung des vormagnetisierungsfelds anzupassen, wenn das Bit unter dessen Curie-Temperatur abkühlt.
Bei der herkömmlichen Weise einen Aufzeichnungsträger erneut zu beschreiben, wurde das bisher Aufgezeichnete gelöscht. Für diesen Löschvorgang wird jedes gegebene Bit einem Laserstrahl mit ausreichender Intensität ausgesetzt, wobei das Bit ebenfalls einem Magnetfeld in eine entgegengesetzte Richtung ausgesetzt und das Bit abgekühlt wird. Diese Löschschritt wird manchmal auch als Initialisierungsschritt bezeichnet. Danach kann der Träger bzw. das Medium beschrieben werden.
Das herkömmliche Überschreibungsverfahren wird durch zwei Schritte erzwungen. Bei dem ersten Schritt handelt es sich um den Schritt des Löschens bzw. den Schritt der Initialisierung, und bei dem zweiten Schritt handelt es sich um den Schritt des Aufzeichnens bzw. den Schritt des Überschreibens. Es wurden etwaige Versuche unternommen, ein Einzelschritt- Überschreibungssystem vorzusehen.
In dem U.S. Patent US-A-4.794.560 an Bell wird ein löschbarer magnetooptischer Träger beschrieben, der eine erste magnetische Aufzeichnungsschicht und eine zweite Vormagnetisierungsschicht zur Bereitstellung eines Vormagnetisierungsfeldes aufweist. Zwischen den ersten und zweiten Magnetschichten befindet sich eine thermische Isolierschicht, die eine Wärmesperre zur Regelung der Temperatur der zweiten Vormagnetisierungsschicht vorsieht. Wenn der Träger über eine kurze Zeit erhitzt wird, bewirkt das Randfeld der ersten Schicht das Eintreten einer Richtung der magnetischen Ausrichtung in einer Domäne in der ersten Schicht. Nach dem Abkühlen der Domäne stabilisiert sich die Domänenmagnetisierung mit einer Ausrichtung bzw. Orientierung, die der Ausrichtung des Randfelds entspricht. Die thermische Isolierschicht verhindert eine übermäßige Erhitzung bzw. Erwärmung der zweiten Magnetschicht. Eine weitere Erwärmung der Domäne zum Löschen erwärmt die zweite Schicht deutlich, wodurch eine Projektierung des der Randfeldrichtung entgegengesetzten Feldes bewirkt wird, so daß sich die Ausrichtung der Domänenmagnetisierung während dem Abkühlen stabilisiert und an die projektierte Feldausrichtung angleicht.
In dem U.S. Patent US-A-4.771.347 an Horimai u.a. wird ein magnetooptisches Aufzeichnungssystem beschrieben, das eine magnetooptische Aufzeichnungsschicht und eine Vormagnetisierungsschicht umfaßt. Die magnetooptische Aufzeichnungsschicht weist eine Curie-Temperatur auf, die höher ist als die Zimmertemperatur, und die Vormagnetisierungsschicht weist eine Ausgleichstemperatur auf, die höher ist als die Curie-Temperatur. Zwischen der Aufzeichnungsschicht und der Vormagnetisierungsschicht befindet sich eine unmagnetische Schicht. Vorgesehen wird ein Laser mit ersten und zweiten Leistungsstufen, wobei die erste Leistungsstufe so ausgewählt wurde, daß sie ausreicht um die Aufzeichnungsschicht auf eine Temperatur oberhalb der Curie-Temperatur zu erwärmen, wobei die Temperatur der Vormagnetisierungsschicht unter der Ausgleichstemperatur der Vormagnetisierungsschicht gehalten wird.
In der deutschen Patentoffenlegungsschrift DE 3.619.618 und in Tech. Digest of Int. Symp. on Optical Memory, von J. Saito, M. Sato, H. Matsumoto, H. Akasak, WA-3 (September 1987), wird ein direkt überschreibbarer magnetooptischer Speicher beschrieben, der eine Speicherschicht und eine Bezugsschicht aufweist, wobei die Schichten eine Quantenaustauschkopplung aufweisen. Für die Initialisierung der Bezugsschicht wird ein Initialisierungsmagnet verwendet. Bei Zimmertemperatur ist die Koerzitivität der Bezugsschicht größer als die Koerzitivität der Speicherschicht, und die Curie-Temperatur der Bezugsschicht ist höher als die der Speicherschicht.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung umfaßt eine magnetooptische Aufzeichnungsanordnung, in der neue Daten in einem einzigen direkten Überschreibungsschritt aufgezeichnet werden können, ohne daß ein Zwischenschritt zum Löschen der alten Daten erforderlich ist. Die erfindungsgemäße Anordnung umfaßt eine magnetooptische Speicherschicht und eine Vormagnetisierungsschicht, die in einem ausgewählten wärmeleitfähigen Verhältnis zu der Speicherschicht angeordnet ist. Die Vormagnetisierungsschicht weist eine Koerzitivitätshöhe auf, die dafür sorgt, daß die Vormagnetisierungsschicht durch ein erstes Magnetfeld nicht wesentlich beeinträchtigt wird, das zur Festlegung der magnetischen Orientierung der Domänen auf der Speicherschicht verwendet wird. Die Domänen auf der Speicherschicht werden einer ersten Energiestufe ausgesetzt, wie zum Beispiel durch einen Laser, wobei die magnetische Orientierung der Domänen durch das erste Magnetfeld bestimmt wird, das außerhalb der Speicherschicht erzeugt wird.
Wenn die Speicherschicht einer zweiten ausgewählten Energiestufe ausgesetzt wird, die höher ist als die erste Stufe, so wird die Vormagnetisierungsschicht auf eine Temperatur erwärmt, bei der die Vormagnetisierungsschicht ein zweites Magnetfeld in eine Richtung erzeugt, die entgegengesetzt zu der Richtung des ersten Magnetfelds auf der Speicherschicht ist, und mit einer derartigen Höhe, daß die magnetische Orientierung der Bits der Speicherschicht in die Richtung des zweiten Magnetfelds geändert wird.
Die Erfindung umfaßt ferner einen magnetooptischen Aufzeichnungsträger gemäß der Definition in den Ansprüchen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Es zeigen:
Figur 1 eine veranschaulichende Ansicht eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung, bei dem ein externer Magnet verwendet wird;
Figur 2 eine graphische Ansicht der Magnetisierung der Vormagnetisierungsschicht aus Figur 1;
Figur 3 eine Querschnittsansicht eines alternativen Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung, bei dem kein externer Magnet verwendet wird;
die Figuren 4A, 4B und 4C graphische Ansichten der Magnetisierung der Speicherschicht, der ersten Vormagnetisierungsschicht und der zweiten Vormagnetisierungsschicht des Ausführungsbeispiels aus Figur 3;
Figur 5 eine Querschnittsansicht, die den Effekt des Magnetfelds der dritten Vormagnetisierungsschicht veranschaulicht;
Figur 6 eine Querschnittsansicht eines weiteren alternativen Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung, bei dem kein externer Magnet verwendet wird;
die Figuren 7A, 78 und 7C graphische Ansichten der Magnetisierung der Speicherschicht, der ersten Vormagnetisierungsschicht und der zweiten Vormagnetisierungsschicht des Ausführungsbeispiels aus Figur 6; und
Figur 8 eine Querschnittsansicht des Ausführungsbeispiels aus Figur 6, in der der Effekt des Magnetfelds der zweiten Vormagnetisierungsschicht veranschaulicht wird.

Genaue Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele

Das magnetooptische Aufzeichnungssystem der vorliegenden Erfindung ist in Figur 1 unter der Bezugsziffer 10 allgemein veranschaulicht. Zwischen der Aufzeichnungsschicht 12 und der Vormagnetisierungsschicht 14 befindet sich eine Isolierschicht 18.
Alle drei Schichten werden auf einem Substrat 16 unter Verwendung herkömmlicher Zerstäubungstechniken aufgetragen. In der Darstellung ist das Substrat 16 zwar so dargestellt, daß die Vormagnetisierungsschicht zuerst auf dem Substrat 16 aufgetragen wird, wobei die Isolierschicht und die Speicherschicht danach aufgetragen werden, jedoch kann die Anordnung der Schichten auch umgedreht werden. Das Substrat 16 kann aus einem lichtdurchlässigen Material gestaltet werden, wie etwa aus Polycarbonat, wobei die Aufzeichnungsschicht 14 zuerst auf dem Substrat 16 aufgetragen wird, während die Isolierschicht und die Vormagnetisierungsschicht danach aufgetragen werden.
Die Speicherschicht 12 ist so gestaltet, daß die Koerzitivität der Speicherschicht bei umgebungstemperatur hoch und bei der Aufzeichnungs- bzw. Beschreibungstemperatur sehr niedrig ist. Vorzugsweise wird die Beschreibungstemperatur so ausgewählt, daß sie auf bzw. leicht oberhalb der Curie-Temperatur der Speicherschicht liegt. Für die Erwärmung eines Bits 26 der Speicherschicht auf die Beschreibungs- bzw. Curie-Temperatur wird vorzugsweise ein Laser mit geringer Leistung verwendet, der unter der Bezugsziffer 20 dargestellt ist. Die Beschreibungstemperatur wird aus einem Bereich ausgewählt, für den keine hohe Laserleistung erforderlich ist, wobei die Leistung jedoch hoch genug ist, um bei Umgebungstemperaturen für Stabilität zu sorgen. Eine geeignete Curie-Temperatur wird durch Veränderung der relativen Verhältnisse des Seltenerdmetalls und des Übergangsmetalls ausgewählt. Geeignete amorphe Legierungen können aus Terbium und Eisen erzeugt werden.
Um eine bevorzugte direkte Magnetisierung des Bits 26 zu bewirken, wird durch die Quelle 24 ein Magnetfeld 22 erzeugt, wobei sich die Quelle außerhalb der Speicherschicht und der Vormagnetisierungsschicht 16 befindet. Bei der Quelle kann es sich dabei zum Beispiel um einen externen Magneten handeln. Das Magnetfeld 22 richtet die Magnetisierung des Bits 26 während der Abkühlung des Bits in eine Richtung, die für die Zwecke dieser Anmeldung als die Richtung "nach oben" bezeichnet wird.
Die Isolierschicht 18 trennt die Speicherschicht 12 und die Vormagnetisierungsschicht 14 voneinander, wodurch eine Quantenaustauschkopplung zwischen den Schichten verhindert wird. Außerdem isoliert die Isolierschicht 18 die Vormagnetisierungsschicht 14 wahlweise durch Regelung der Wärmeleitfähigkeit, wie dies später im Text beschrieben wird. Bei einem bevorzugtem Material für die Isolierschicht handelt es sich um SiOx. Die Isolierschicht kann abhängig von den gewünschten Isolationsfähigkeiten (Wärmeleitfähigkeitseigenschaften) auch aus einer Metallegierung erzeugt werden. Desweiteren kann die Isolierschicht reflektierend sein, so daß Energie nur durch Leitung zu der Vormagnetisierungsschicht übertragen wird.
Die Vormagnetisierungsschicht 14 weist eine vorher ausgerichtete Magnetisierung in die Richtung auf, die für die Zwecke dieser Anmeldung als Richtung "nach oben" bezeichnet wird, oder in die gleiche Richtung wie das durch den Magneten 24 an der Speicherschicht erzeugte Magnetfeld. Der reine Effekt der Magnetisierung der Vormagnetisierungsschicht 14 ist auf der Curie-Temperatur bzw. Beschreibungstemperatur der Speicherschicht 12 zu vernachlässigen oder gleich Null. Folglich hat die Vormagnetisierungsschicht 14 während der "Schreib"-Funktion keine Auswirkung auf die Speicherschicht.
Die Magnetisierung der Vormagnetisierungsschicht ist zwischen der Umgebungstemperatur (Ta) und einer ausgewählten erhöhten Temperatur (T&sub1;) relativ konstant, wie dies in Figur 2 dargestellt ist. Die Isolierfähigkeiten der Schicht 18 sind derart, daß die Schreib- bzw. Beschreibungstemperatur der Speicherschicht, die Temperatur der Vormagnetisierungsschicht T&sub1; nicht überschreitet. Zwischen Ta und T&sub1; weist die Vormagnetisierungsschicht eine im wesentlichen gleichmäßige Magnetisierung auf. Eine unbegrenzte, gleichmäßig magnetisierte Ebene, wie etwa die Vormagnetisierungsschicht, erzeugt ein externes Magnetfeld, das gleich Null ist. Somit erzeugt die Vormagnetisierungsschicht kein externes Magnetfeld, das die Speicherschicht beeinflußt bzw. beeinträchtigt.
Wenn der Laser auf eine höhere Energiestufe moduliert wird, wobei die Temperatur der Speicherschicht über die Beschreibungstemperatur erhöht wird, steigt die Temperatur der Vormagnetisierungsschicht auf eine höhere Temperatur als T&sub1; an. Die Vormagnetisierungsschicht ist so konfiguriert, daß sich die Magnetisierung der Vormagnetisierungsschicht ändert, wenn die Temperatur auf einen Wert oberhalb von T&sub1; ansteigt, wobei ein externes Magnetfeld erzeugt wird, das größer ist als das Magnetfeld auf der Speicherschicht des Magneten 24. Zusätzlich dazu ist die Koerzitivität der Speicherschicht oberhalb der Beschreibungs temperatur gleich Null.
Die Koerzitivität der Vormagnetisierungsschicht ist so hoch, daß das Feld des externen Magneten 24 keine Auswirkungen auf die Richtung der Magnetisierung der Vormagnetisierungsschicht 14 hat. Die Curie-Temperatur der Vormagnetisierungsschicht ist höher als T&sub2;, wie dies durch T∞ in Figur 2 angezeigt wird. Vorzugsweise ist die Ausgleichstemperatur T∞ niedriger als Ta.
In der Praxis wird ein Einzellaser dazu verwendet, eine niederenergetische Laserleistung zur Aufzeichnung auf der Schicht 12 bei der Beschreibungstemperatur und eine Laserleistung mit höherer Energie zum Löschen des Gespeicherten vorzusehen. Der Laser wird zwischen diesen beiden Energiestufen reguliert. Die Eigenschaften des erfindungsgemäßen magnetooptischen Aufzeichnungssystems sprechen auf die Regulierung des Lasers nach Bedarf in der Schreibfunktion sowie in der Löschfunktion an. Wenn der Laser die Speicherschicht zum Beispiel auf die Schreibtemperatur erwärmt, wird der Magnetisierungszustand auf dem Bit durch das Feld des externen Magneten festgelegt. Das Feld des externen Magneten ist ausreichend stark, um ein etwaiges Entmagnetisierungsfeld (Randfeld) der Speicherschicht zu überwinden. Desweiteren ist die Koerzitivität der Vormagnetisierungsschicht dafür zu groß, daß die Magnetisierung der Vormagnetisierungsschicht durch das Feld des externen Magneten beeinträchtigt wird. Da das externe Feld der Vormagnetisierungsschicht unter T1 zu vernachlässigen ist, weist es auf der Beschreibungstemperatur auch nur geringe Auswirkungen auf die Speicherschicht auf.
Wenn der Laser so reguliert bzw. moduliert wird, daß er auf einer höheren Stufe pulsiert, das heißt die Speicherschicht wird über die Beschreibungstemperatur erwärmt und die Vormagnetisierungsschicht wird über die Temperatur T&sub1; erwärmt, so verändert sich die Magnetisierung der Vormagnetisierungsschicht dramatisch und sorgt dafür, daß auf der Speicherschicht ein externes Feld erzeugt wird, das größer ist als das durch den externen Magneten erzeugte Feld. Das durch die Vormagnetisierungsschicht auf der Speicherschicht erzeugte Feld verläuft in die entgegengesetzte Richtung zu der Magnetisierungsrichtung, die für das Bit durch den externen Magneten festgelegt worden ist. Aufgrund der Tatsache, daß das durch die Vormagnetisierungsschicht oberhalb der Temperatur T&sub1; erzeugte Feld größer ist als das durch den externen Magneten erzeugte Feld, hat der externe Magnet bei Temperaturen oberhalb der Beschreibungstemperatur keine Auswirkungen auf die Magnetisierungsrichtung des Bits. Die Größe des durch die Vormagnetisierungsschicht auf der Speicherschicht erzeugten Feldes wird durch die Positionsabhängigkeit der Magnetisierung in der Vormagnetisierungsschicht und die Dicke der Vormagnetisierungsschicht sowie durch den Abstand zwischen den Vormagnetisierungs- und Speicherschichten bestimmt.
Die thermischen Eigenschaften der Isolierschicht und der Vormagnetisierungsschicht sind so konfiguriert, daß die Vormagnetisierungsschicht langsam genug abkühlt, so daß deren Feld bei einer höheren Temperatur als T&sub1; immer größer ist als das Feld des externen Magneten. Wenn das Bit auf eine Temperatur unterhalb der Curie-Temperatur abkühlt, wird dessen Magnetisierung durch die Vormagnetisierungsschicht festgelegt. Auf diese Weise bestimmt die Vormagnetisierungsschicht den letzten Magnetisierungsschritt der Speicherschicht, wenn die Speicherschicht auf eine Temperatur oberhalb der Beschreibungstemperatur erwärmt wird.
In Figur 3 ist ein alternatives Ausführungsbeispiel 30 der vorliegenden Erfindung dargestellt. Das Ausführungsbeispiel 30 umfaßt eine Speicherschicht 32, eine erste Isolierschicht 34, eine erste Vormagnetisierungsschicht 36, eine zweite Isolierschicht 38 und eine zweite Vormagnetisierungsschicht 40, die alle auf einem Substrat 42 getragen werden.
Bei der Zusammensetzung der Schichten 32, 36 und 40 handelt es sich um amorphe Legierungen aus Terbium, Eisen und Kobalt oder anderer geeigneter Seltenerd- und Übergangsmetalle, die die nachstehend beschriebenen Eigenschaften vorsehen. Die Isolierschichten 34 und 38 werden aus einem unmagnetischen Werkstoff gestaltet, wie etwa aus SiOx oder einer Metallegierung Außerdem kann es sich bei der ersten Isolierschicht 34, der zweiten Isolierschicht 38 oder bei beiden Schichten 34 und 38 um reflektierende Schichten handeln, so daß Strahlungsenergie nicht übertragen wird, und daß Energie nur durch Leitung von der Schicht 32 auf die erste Vormagnetisierungsschicht 36 oder auf die erste und zweite Vormagnetisierungsschicht 36 und 40 übertragen wird. Bei dem Substrat 42 handelt es sich normalerweise um einen Polymerstoff. Wenn die Anordnung der Schichten umgekehrt wird, so daß die Speicherschicht 32 zuerst auf dem Substrat 42 aufgetragen wird, wird das Substrat 42 aus einem lichtdurchlässigen Kunststoff gestaltet, wie etwa aus Polycarbonat.
In dem Ausführungsbeispiel aus Figur 3 ist kein externer Magnet erforderlich, um ein externes Magnetfeld für die "Schreib" Funktion und für die Datenaufzeichnung auf der Speicherschicht 32 zu erzeugen.
Die Magnetisierung der Magnetschichten des Ausführungsbeispiels 30 ist in Figur 4 dargestellt. Die Speicherschicht 32 ist so gestaltet, daß die Koerzitivität bei Umgebungstemperatur hoch und bei der Beschreibungstemperatur (T&sub3;) sehr niedrig ist. Die Beschreibungstemperatur (T&sub3;) wird wie in dem Ausführungsbeispiel aus den Figuren 1 und 2 auf der Curie- Temperatur der Speicherschicht ausgewählt.
Die erste Vormagnetisierungsschicht weist eine Ausgleichstemperatur (T∞) auf, die niedriger ist als die Umgebungstemperatur (Ta). Die erste Vormagnetisierungsschicht weist ferner eine Curie-Temperatur (Tcu) auf, die höher ist als T&sub1;. Die zweite Vormagnetisierungsschicht weist eine Curie- Temperatur (Tcu) auf, die höher ist als T&sub5;. Ein externer Magnet wird dazu verwendet, die Magnetisierung der ersten und zweiten Vormagnetisierungsschichten unterhalb der Ausgleichstemperatur vorher auszurichten, so daß die ersten und zweiten Vormagnetisierungsschichten in entgegengesetzte Orientierungenn magnetisiert werden, wenn die Schichten wieder auf Ta erwärmt werden, wie dies in Figur 3 dargestellt ist. Nachdem die Vormagnetisierungsschichten initialisiert worden sind, ist der externe Magnet nicht mehr erforderlich.
Wenn ein Laserimpuls mit geringer Leistung die Speicherschicht 32 auf T&sub3; erwärmt, werden die erste Vormagnetisierungsschicht auf T&sub1; und die zweite Vormagnetisierungsschicht auf T&sub4; erwärmt. Bei T&sub1; erzeugt die erste Vormagnetisierungsschicht ein externes Magnetfeld, das die Orientierung der Magnetisierung des Bits auf der Schicht 32 beeinträchtigt, wenn das Bit auf eine Temperatur unterhalb von T&sub3; abkühlt. Das externe Feld der ersten Vormagnetisierungsschicht ist größer als das Entmagnetisierungsfeld des Speicherschicht 32, und die Magnetisierung der zweiten Vormagnetisierungsschicht unterliegt bei T&sub4; einer minimalen Veränderung, wodurch auf der Speicherschicht 32 ein zu vernachlässigendes externes Feld erzeugt wird.
Wenn für die Erwärmung der Speicherschicht auf eine Temperatur oberhalb von T&sub3; ein höherer Laserimpuls verwendet wird, so daß die erste Vormagnetisierungsschicht T&sub2; erreicht und die zweite Vormagnetisierungsschicht T&sub5; erreicht, so werden die Magnetisierungen sowohl der ersten als auch der zweiten Vormagnetisierungsschicht wesentlich verändert. Sowohl die erste als auch die zweite Vormagnetisierungsschicht erzeugen bei T&sub2; und T&sub5; an der Speicherschicht externe Magnetfelder.
Jedoch ist das externe Magnetfeld der zweiten Vormagnetisierungsschicht bei T&sub5; wesentlich stärker als das von der ersten Vormagnetisierungsschicht erzeugte externe Magnetfeld und das Entmagnetisierungsfeld der Speicherschicht 32. Bei T&sub5; wird die Magnetisierungsrichtung des Speicherschicht-Bits durch das externe Magnetfeld der zweiten Vormagnetisierungsschicht bestimmt, wenn das Bit unter T&sub3; abkühlt. Es ist von Bedeutung, daß die thermischen Eigenschaften der Isolierschichten 34 und 38 so geregelt werden, daß sich die Speicherschicht und die erste Vormagnetisierungsschicht schneller abkühlen als die zweite Vormagnetisierungsschicht, so daß die Speicherschicht T&sub3; erreicht, wobei das Magnetfeld der zweiten Vormagnetisierungsschicht stark genug ist, um die Magnetisierung des Bits festzulegen. Das gleiche gilt für die erste Vormagnetisierungsschicht, so daß folgendes gilt: wenn die erste Vormagnetisierungsschicht unter deren Curie- Temperatur abkühlt, ist das Feld der zweiten Vormagnetisierungsschicht größer als das Entmagnetisierungsfeld in der ersten Vormagnetisierungsschicht, so daß die erste Vormagnetisierungsschicht wieder ihren ursprünglichen Magnetisierungszustand annimmt, wie dies in Figur 5 dargestellt ist.
In den Figuren 6 bis 8 ist ein alternatives Ausführungsbeispiel 50 dargestellt. Das Ausführungsbeispiel 50 umfaßt eine Speicherschicht 52, eine erste Isolierschicht 54, eine erste Vormagnetisierungsschicht 56, eine zweite Isolierschicht 58 und eine zweite Vormagnetisierungsschicht 60, die alle auf einem Substrat 62 getragen werden. Das Ausführungsbeispiel 50 entspricht im wesentlichen dem in bezug auf die Figuren 3 bis 5 beschriebenen Ausführungsbeispiel 30, mit der Ausnahme, daß die Orientierungen der Magnetisierung der Vormagnetisierungsschichten 56 und 60 umgekehrt sind.
Gemäß der Darstellung aus Figur 7 entspricht die Speicherschicht 52 im wesentlichen der Speicherschicht 32 aus Figur 4. Die Koerzitivität der Speicherschicht 52 ist bei Umgebungstemperatur hoch und bei der Beschreibungstemperatur (T&sub3;) niedrig. Ferner wird die Beschreibungstemperatur auf der Curie-Temperatur ausgewählt. Die erste Vormagnetisierungsschicht weist eine Curie-Temperatur (Tcu) auf, die höher ist als die Temperatur T&sub1;.
Wiederum wird ein externer Magnet dazu verwendet, die Magnetisierung der ersten und der zweiten Vormagnetisierungsschichten unter den Ausgleichstemperaturen vorher auszurichten, so daß die ersten und zweiten Vormagnetisierungsschichten in entgegengesetzte Richtungen magnetisiert werden, wenn die Schichten wieder auf Ta erwärmt werden. Nach der Durchführung der Initialisierung ist kein externer Magnet mehr erforderlich.
Wenn ein Laserimpuls mit geringer Leistung die Speicherschicht 32 auf T&sub3; erwärmt, werden die erste Vormagnetisierungsschicht auf T&sub1; und die zweite Vormagnetisierungsschicht auf T&sub4; erwärmt. Bei T&sub1; erzeugt die erste Vormagnetisierungsschicht ein externes Magnetfeld, das die Magnetisierung des Bits auf der Schicht 52 beeinflußt,wenn das Bit auf eine niedrigere Temperatur als T&sub3; abkühlt. Bei T&sub4; ist die Magnetisierung der zweiten Vormagnetisierungsschicht im wesentlichen einheitlich, wobei bei T&sub4; ein zu vernachlässigendes externes Feld erzeugt wird.
Wenn für die Erwärmung der Speicherschicht 52 auf eine höhere Temperatur als T&sub3; ein stärkerer Laserimpuls verwendet wird, so daß die erste Vormagnetisierungsschicht T&sub2; erreicht und die zweite Vormagnetisierungsschicht T&sub5; erreicht, ändern sich die Magnetisierungen der ersten und zweiten Vormagnetisierungsschicht wesentlich. Sowohl die erste als auch die zweite Vormagnetisierungsschicht erzeugen bei T&sub2; und T&sub5; externe Magnetfelder an der Speicherschicht. Bei T&sub5; ist das externe Magnetfeld der zweiten Vormagnetisierungsschicht jedoch wesentlich größer als das von der ersten Vormagnetisierungsschicht erzeugte externe Magnetfeld und das Entmagnetisierungsfeld der Speicherschicht 32. Bei T&sub5; wird die Richtung der Magnetisierung des Speicherschicht-Bits durch das Magnetfeld der zweiten Vormagnetisierungsschicht bestimmt, wenn das Bit unter T&sub3; abkühlt.
Wie dies bereits in bezug auf das Ausführungsbeispiel 30 beschrieben worden ist, ist es erneut von Bedeutung, daß die thermischen Eigenschaften der Schichten so geregelt werden, daß die Speicherschicht und die erste Vormagnetisierungsschicht schneller abkühlen als die zweite Vormagnetisierungsschicht, um den Magnetisierungszustand der Speicherschicht und der zweiten Vormagnetisierungsschicht durch die zweite Vormagnetisierungsschicht 60 festzulegen, bevor deren Feld zu gering wird.
Das Feld der zweiten Vormagnetisierungsschicht legt die Richtung der Magnetisierung der Speicherschicht fest, wie dies in Figur 8 dargestellt ist. Desweiteren sorgt die zweite Vormagnetisierungsschicht 60 dafür, daß die Richtung der Magnetisierung der ersten Vormagnetisierungsschicht nach oben verläuft, das heißt entgegengesetzt zu der Magnetisierungsrichtung der zweiten Vormagnetisierungsschicht.

Claims

1. Magnetooptische Aufzeichnungsanordnung, die folgendes umfaßt: eine Einrichtung zur Erzeugung eines einzelnen Laserstrahls (20), die auf einer ersten Energiestufe und einer zweiten Energiestufe, die höher ist als die erste Energiestufe, betrieben werden kann; eine Magnetfeldquelle (24), die so angeordnet ist, daß sie ein erstes Magnetfeld (22) erzeugt; und einen magnetooptischen Aufzeichnungsträger, der folgendes umfaßt:

ein Substrat (16);

eine magnetooptische Speicherschicht (12), die auf dem Substrat getragen wird, um Bereiche mit ausgewählter magnetischer Orientierung aufrecht zu erhalten;

eine Vormagnetisierungsschicht (14), die auf dem Substrat in einem ausgewählten wärmeleitfähigen Verhältnis zu der Speicherschicht getragen wird, und mit einer Koerzitivitätsstufe, die dafür sorgt, daß die Magnetisierung der Vormagnetisierungsschicht durch das erste Magnetfeld im wesentlichen nicht beeinträchtigt wird;

gekennzeichnet durch eine Isolierschicht (18), die die Speicherschicht und die Vormagnetisierungsschicht voneinander trennt;

und wenn die Speicherschicht (12) der ersten Energiestufe ausgesetzt ist, legt das erste Magnetfeld (22) die magnetische Orientierung der Bereiche der Speicherschicht fest; und

wenn die Speicherschicht der zweiten Energiestufe ausgesetzt ist, wird die Vormagnetisierungsschicht (14) auf eine erste Temperatur erwärmt, bei der die Vormagnetisierungsschicht ein zweites Magnetfeld in eine Richtung und in einer Höhe erzeugt, so daß die magnetische Orientierung der Bereiche der Speicherschicht verändert wird.

2. Anordnung nach Anspruch 1, wobei es sich bei der Isolierschicht (18) um eine Reflexionsschicht handelt.

3. Magnetooptische Aufzeichnungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die genannte Magnetfeldquelle eine weitere Vormagnetisierungsschicht (40/60) umfaßt, die sich in wärmeleitfähigem Verhältnis zu der genannten magnetooptischen Speicherschicht (32/52) und der erstgenannten Vormagnetisierungsschicht (36/56) befindet, und mit einer weiteren Isolierschicht (38/58), welche die Vormagnetisierungsschichten voneinander trennt.

4. Aufzeichnungsanordnung nach Anspruch 3, wobei die weitere Vormagnetisierungsschicht (40/60) über deren Curie-Temperatur erwärmt wird, wenn die magnetooptische Speicherschicht (32/52) der zweiten Energiestufe ausgesetzt ist, und wobei die erstgenannte Vormagnetisierungsschicht (36/56) isoliert wird, so daß sich die magnetooptische Speicherschicht und die weitere Vormagnetisierungsschicht unter deren entsprechende Curie- Temperaturen abkühlen, während das zweite Magnetfeld existiert.

5. Anordnung nach Anspruch 4, wobei die erstgenannte Vormagnetisierungsschicht (36/56) zu vernachlässigende Magnetfelder erzeugt, wenn die magnetooptische Speicherschicht (32/52) der ersten Energiestufe ausgesetzt wird, und wenn die magnetooptische Speicherschicht der zweiten Energiestufe ausgesezt wird, erzeugt die erstgenannte Vormagnetisierungsschicht (36/56) das zweite Magnetfeld, das die magnetische Orientierung des Bereichs festlegt.

6. Magnetooptischer Aufzeichnungsträger für eine magnetooptische Aufzeichnungsvorrichtung, die folgendes umfaßt: eine Einrichtung zur Erzeugung eines einzelnen Laserstrahls (20), die auf einer ersten Energiestufe und einer zweiten Energiestufe, die höher ist als die erste Energiestufe, betrieben werden kann; eine Magnetfeldquelle (24), die so angeordnet ist, daß sie ein erstes Magnetfeld (22) erzeugt; und wobei der magnetooptische Aufzeichnungsträger folgendes umfaßt:

ein Substrat (16);

7. Träger nach Anspruch 6, wobei die Ausgleichstemperatur der zweiten Magnetschicht (40/60) niedriger ist als die Umgebungs temperatur.