DE69027182T2 - Magnetooptischer Aufzeichnungsträger und -gerät - Google Patents

Magnetooptischer Aufzeichnungsträger und -gerät

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    • G11B11/10504—Recording
    • G11B11/10506—Recording by modulating only the light beam of the transducer

Description

    BEREICH DER ERFINDUNG
  • Diese Erfindung bezieht sich auf einen magneto-optischen Träger, der lichtmoduliert direkt überschrieben werden kann und auf ein Gerät zur Aufzeichnung auf und Wiedergabe von einem solchen magneto-optischen Aufzeichnungsträger.
    • HINTERGRUND DER ERFINDUNG Erstes Beispiel des Standes der Technik
  • In Fig. 25 ist (a) eine schräge Ansicht der Hauptbe standteile einer magneto-optischen Lese-Schreib-Vorrichtung des Standes der Technik wie beispielsweise in Preprints of the 34th Joint Congress of Applied Physics, Spring 1987, 28 P-Z L-3 gezeigt; (b) ist eine Schnittansicht, die das optische Lesen und Beschreiben des Aufzeichnungsträgers erläutert; und (c) ist ein Schaubild der Änderungen der Laserleistung, um Informationen in Bereiche des Aufzeichnungsträgers zu schreiben. In diesen zeichnungen ist 1 ein magneto-optischer Aufzeichnungsträger, der ein Glas oder Plastiksubstrat 2, eine erste magnetische Schicht 3 und eine zweite magnetische Schicht 4 umfaßt. Zwischen den ersten und zweiten magnetischen Schichten 3 und 4 wirkt eine Austauschwechselwirkungskraft, die darauf gerichtet ist, deren Magnetisierung in dieselbe Richtung auszurichten. Ein Laserstrahl LB wird durch eine Objektivlinse 5 auf einen Fleck 6 auf dem Informationsträger 1 fokussiert. Die Zahl 7 zeigt Gebiete an, in denen die Richtung der Magnetisierung in der ersten magnetischen Schicht 3 in Fig. 25(b) aufwärts ist, was die Aufzeichnung von Binärdaten "1" anzeigt. Ein Initialisierungsmagnet 9 erzeugt ein magnetisches Feld mit im wesentlichen 5000 Örsted, um die zweite magnetische Schicht 4 zu initialisieren. Ein Vormagnet 8, der gegenüber der Objektivlinse 5 angeordnet ist, wobei der Informationsträger 1 sich dazwischen befindet, erzeugt ein magnetisches Feld mit irn wesentlichen 200 bis 600 Örsted. In Fig. 25(c) wird die Laserleistung auf der senkrechten Achse gezeigt und auf der waagerechten Achse werden Gebiete angezeigt. Die Laserleistung wird reguliert, um die Information "1" in dem Bereich R1 und die Information "0" in dem Gebiet R0 aufzuzeichnen. Die strichpunktierte Linie in Fig. 25(a) trennt neue Daten (DN) auf der linken Seiten von alten Daten (DO) auf der rechten Seite.
  • Als nächstes wird der Betrieb erklärt werden. Der Aufzeichnungsträger wird durch einen Unterstützungs- und Antriebsmechanismus, der in den Zeichnungen nicht gezeigt wird, in Richtung der Pfeile in Fig. 25(a) und (b) gedreht. Die erste magnetische Schicht 3 besitzt dieselben Eigenschaften wie die Aufzeichnungsschicht in den im allgemeinen magneto-optischen Disks verwendeten Trägern, die beispielsweise Tb&sub2;&sub1;Fe&sub7;&sub9; umfassen, und sie funktioniert hier ebenfalls als Lese- und Schreibschicht. Die zweite magnetische Schicht 4, die sogenannte Hilfsschicht, umfaßt beispielsweise Gd&sub2;&sub4;Tb&sub3;Fe&sub7;&sub3; und sorgt für die Überschreibefunktion, die es ermöglicht, neue Information über alte Information in Echtzeit zu schreiben. Die Curie-Temperaturen Tc1 und Tc2 der ersten und zweiten magnetischen Schichten 3 und 4, ihre Koerzitivkräfte Hc1 und Hc2 bei Zimmertemperatur und ihre Austauschwechselwirkungsstärke Hw1 und Hw2 bei Zimmertemperatur, erfüllen die folgenden Beziehungen:
  • Tc1 < Tc2
  • Hc1 - Hw1 > Hc2 + Hw2.
  • Zuerst wird das Lesen von Informationen erklärt werden, die in der ersten magnetischen Schicht 3 (der Aufzeichnungsschicht) aufgezeichnet sind.
  • Wie in Fig. 25(b) gezeigt, ist die erste magnetische Schicht 3 in die Aufwärtsrichtung magnetisiert, um eine "1" darzustellen und in die Abwärtsrichtung, um eine "0" darzustellen. Beim Lesen dieser Information wird die erste magnetische Schicht 3 mit dem Strahlfleck 6 beleuchtet und die magnetische Orientierung der ersten magnetischen Schicht 3 in den Strahlfleck 6 wird durch den wohlbekannten optischen Kerr-Effekt in optische Information umgewandelt, in welcher Form sie erfaßt wird. Fig. 26 zeigt die Temperaturänderungen in den magnetischen Schichten in dem Fleck, die durch die Laserstrahlleistung verursacht werden, wo bei A der Intensität des Laserstrahls entspricht, der den Aufzeichnungsträger 1 während des Lesens belichtet. Bei dieser Intensität erreicht der Anstieg der Maximaltemperatur in den ersten und zweiten magnetischen Schichten 3 und 4 in dem Strahlfleck 6 nicht die Curie-Temperaturen Tc1 und Tc2 dieser Schichten, so daß die Belichtung in dem Strahlfleck die Richtung der Magnetisierung nicht löscht; das heißt, sie löscht nicht die aufgezeichnete Information.
  • Als nächstes wird der Überschreibbetrieb erklärt werden. Der Initialisierungsmagnet 9 in Fig. 25 erzeugt ein magnetisches Feld mit der Intensität Hini in Richtung des Pfeiles b (aufwärts) in der Zeichnung. Dieses Feld Hini ist mit der Koerzitivkraft und der Austauschwechselwirkungsstärke der ersten und zweiten magnetischen Schichten 3 und 4 wie folgt verknüpft:
  • Hc1 - Hw1 > Hini > Hc2 + Hw2.
  • Wenn der Informationsträger 1 sich in Richtung des Pfeiles a in Fig. 25(b) dreht, werden als ein Ergebnis diejenigen Teile der zweiten magnetischen Schicht 4, die sich über den Initialisierungsmagnet 9 vorbeibewegen, einheitlich in die Aufwärtsrichtung magnetisiert unabhängig von der magnetischen Ausrichtung der ersten magnetischen Schicht 3. Die erste magnetische Schicht 3 selbst ist bei Zimmertemperatur nicht durch das magnetische Feld des Initialisierungsmagnets oder durch die Austauschwechselwirkungskraft beeinflußt, die durch die zweite magnetische Schicht ausgeübt wird, so daß sie in ihrem vorhergehenden Zustand bleibt.
  • Um eine "1" zu schreiben, was bedeutet, die erste magnetische Schicht 3 in die Aufwärtsrichtung zu magnetisieren, wird der Laserstrahl auf die Intensität B in Fig. 26 reguliert. Daraufhin steigt in die Temperatur in dem Strahlfleck 6 über die Curie-Temperatur Tc1 der ersten magnetischen Schicht 3, sie erreicht jedoch nicht die Curie-Temperatur Tc2 der zweiten magnetischen Schicht 4.
  • Folglich verliert die erste magnetische Schicht 3 ihre Magnetisierung, während die zweite magnetische Schicht 4 die magnetische Aufwärtsausrichtung behält, die ihr durch den Initialisierungsmagnet 9 gegeben wurde. So wie die Disk sich dreht und das Gebiet die Belichtung des Strahlflecks 6 verläßt, wird, wenn die Temperatur der ersten magnetischen Schicht 3 unter ihre Curie-Temperatur Tc1 fällt, die magnetische Ausrichtung der zweiten magnetischen Schicht 4 auf die erste magnetische Schicht 3 übertragen, so daß die erste magnetische Schicht 3 in Aufwärtsrichtung magnetisiert wird, die einer "1" entspricht.
  • Um eine "0" aufzuzeichnen, was bedeutet, die erste magnetische Schicht 3 in Abwärtsrichtung zu magnetisieren, wird der Laserstrahl auf die Intensität C in Fig. 26 geregelt. Die Temperatur in dem Strahlfleck 6 steigt dann über beide, die Curie-Temperatur Tc1 der ersten magnetischen Schicht 3 und die Curie-Temperatur Tc2 der zweiten magnetischen Schicht 4. Folglich verlieren beide, die erste und die zweite magnetische Schicht 3 und 4, ihre Magnetisierung. So wie die Disk sich dreht und der Bereich die Belichtung des Strahlflecks 6 verläßt, wird, wenn die Temperatur der zweiten magnetischen Schicht 4 unter ihre Curie-Temperatur Tc2 fällt, die zweite magnetische Schicht 4 in Abwärtsrichtung durch das schwache magnetische Feld magnetisiert, das durch den vormagneten 9 in Richtung des Pfeiles c (abwärts) in Fig. 25 angelegt wird. Wenn die Temperatur der ersten magnetischen Schicht 3 unter ihre Curie-Temperatur Tc1 fällt, wird darüber hinaus die magnetische Ausrichtung der zweiten magnetischen Schicht 4 auf die erste magnetische Schicht 3 übertragen, so daß die erste magnetische Schicht 3 in Abwärtsrichtung magnetisiert wird&sub1; die einer "0" entspricht.
  • Durch den obigen Überschreibbetrieb kann neue Information über alte Information in Echtzeit durch Regelung der Laserstrahlleistung zwischen den Werten B und C in Fig. 26 gemäß den Binärcodes "0" und "1" der neuen Information geschrieben werden.
    • Zweites Beispiel des Standes der Technik
  • Ein anderes Beispiel eines magneto-optischen Aufzeichnungsträgers des Standes der Technik wird in Fig. 27 und Fig. 28 gezeigt. Dieser magneto-optische Aufzeichnungsträger ist in der japanischen Patentanmeldugn Kokai Veröffentlichungs-Nr. 268103/1988 als eine Ausführungsform 1 in dieser Veröffentlichung beschrieben. Dieser magnetische Aufzeichnungsträger 101 umfaßt eine erste magnetische dünne Schicht 100, eine zweite magnetische dünne Schicht 200, eine dritte magnetische dünne Schicht 300, eine vierte magnetische dünne Schicht 400, ein lichtdurchlässiges Substrat 500, einen dielektrischen Film 600 und einen Schutzfilm 700. Die Bezugszahl 900 bezeichnet eine magnetische Grenzflächenwand. Die magnetischen Dünnfilme 100 bis 400 sind aus magnetischen Materialien aus Übergangsmetall (TM) - Seltenerdenmetallen (RE) - Legierungen gebildet. Mit diesem Träger werden Aufzeichnungen unter Anwendung eines externen magnetischen Feldes Hex durch Erwärmung des Trägers entweder auf eine erste Temperatur T1, die nicht niedriger als die Curie-Temperatur Tc1 der ersten magnetischen dünnen Schicht 100 ist, oder auf eine zweite Temperatur T2, bei welcher die Richtung der Untergittermagnetisierung des zweiten magnetischen Dünnfilms 200 umgekehrt werden kann, gemacht. Der erste und der zweite magnetische Dünnfilm 100 und 200 sind TM-reich über den Bereich der Temperaturen von Zimmertemperatur bis zu ihrer Curie-Temperatur. Der dritte magnetische Dünnfilm ist 300 RE-reich über den Bereich der Temperaturen von Zimmertemperatur bis zu der Temperatur T1. Die Curie-Temperaturen verhalten sich wie folgt:
  • Tc1 < Tc2 ... (0-1)
  • Tc4 < Tc2, Tc3 ... (0-2)
  • Tc4 < Tc1 ... (0-3).
  • Bei Zimmertemperatur ist der Zustand der Magnetisierung entweder im Zustand A oder Zustand C. Wenn die Temperatur auf T1 erhöht wird, verliert die erste magnetische dünne Schicht 100 ihre Magnetisierung (Zustand E in Fig. 28). Wenn die Temperatur unter Tc1 fällt, wird die Orientierung der Untergittermagnetisierung der ersten magnetischen dünnen Schicht 100 nach der Orientierung der Untergittermagnetisierung der zweiten magnetischen dünnen Schicht 200 ausgerichtet. Wenn die Temperatur auf Zimmertemperatur fällt, wird der Zustand A eingenommen. Folglich wird ein Abschnitt oder eine Bitzelle, in welcher eine "0" aufgezeichnet wurde, gebildet.
  • Wenn die Temperatur auf T2 erhöht wird, verlieren der erste und der zweite magnetische Dünnfilm 100 und 200 ihre Magnetisierung. Der zweite magnetische Dünnfilm 200 wird dann durch das externe magnetische Feld Hex magnetisiert und kehrt folglich die Orientierung seiner Untergittermagnetisierung um (Zustand F in Fig. 28). Wenn die Temperatur in die Nähe von Tc1 fällt, wird die Orientierung der Untergittermagnetisierung der ersten magnetischen dünnen Schicht 100 nach der Orientierung der Untergittermagnetisierung des zweiten magnetischen dünnen Filmes 200 ausgerichtet. Diese Übertragung der Orientierung der Untergittermagnetisierung ist ähnlich derjenigen, die stattfindet, wenn die Temperatur auf Tc1 erhöht wird. Die Orientierung der Untergittermagnetisierung des zweiten magnetischen Dünnfilms 200 ist jedoch entgegengesetzt und die Übertragung muß allein durch die Austauschwechselwirkung (ohne die Hilfe des externen magnetischen Feldes) stattfinden. Die folgenden Beziehungen müssen daher erfüllt sein.
  • w1 > 2 Ms1 h1Hex ... (0-5),
  • wobei h1 die Dicke der ersten magnetischen dünnen Schicht darstellt, Msi stellt die Magnetisierung dar, Hci stellt die Koerzitivkraft dar und w1 stellt die Energiedichte der magnetischen Grenzflächenwand zwischen der ersten und der zweiten magnetischen dünnen Schicht dar.
  • Das äußere magnetische Feld Hex kann daher nicht hoch gemacht werden. In dieser Veröffentlichung ist beschrieben, daß Hex nicht mehr als etwa 1 Kilo-Örsted beträgt. Eine magnetische Grenzflächenwand 900 wird bei dem vierten magnetischen Dünnfilm 400 erzeugt, weil die Orientierungen der Untergittermagnetisierung des zweiten und des dritten magnetischen Dünnfilms 200 und 300 zueinander entgegengesetzt sind (Zustand G in Fig. 28). Wenn die Temperatur weiter von diesem Zustand C eingenommen, vorausgesetzt, daß die folgenden Verhältnisse erfüllt sind:
  • w2 - 2 Ms3 h3 Hex > 2 Ms3 h3 Hc3 ... (0-11)
  • w2 - wl - 2 Ms2 h2 Hex > 2 Ms2 h2 Hc2 ... (0-12), wobei w2 die Energie der magnetischen Grenzflächenwand zwischen dem zweiten und dem dritten magnetischen Dünnfilm 200 und 300 darstellt. Folglich wird ein Abschnitt oder eine Bitzelle, in welcher eine "1" aufgezeichnet wurde, gebildet.
  • Die obengenannte Veröffentlichung zeigt auch einen weiteren Träger als Ausführungsform 2, dessen Magnetisierungsverfahren in Fig. 29 gezeigt wird. Fig. 30 ist ein Schaubild der Temperaturcharakteristik der Magnetisierung und der Koerzitivkraft der zweiten magnetischen dünnen Schicht 200. In Fig. 29 bezeichnen die Pfeile der unterbrochenen Linie RE-Untergittermagnetisierung. Die magnetischen Dünnfilme sind wie in Tabelle 1 gezeigt zusammengesetzt. Tabelle 1 Schicht Zusammensetzung Curie-Temp. (º C) Magnetisierung (emu cc&supmin;¹) Koerzitivkraft (kOe) Dicke (Å) Erste Zweite Dritte Vierte
  • Der zweite magnetische Dünnfilm 200 besitzt die Temperaturcharakteristik der Magnetisierung und Koerzitivkraft, die in Fig. 30 gezeigt ist. Das äußere magnetische Feld Hex ist so eingestellt, daß
  • Hc2 < Hex
  • erfüllt ist.
  • In dem beschriebenen Beispiel beträgt das äußere magnetische Feld Uex 1 Kilo-Örsted. Der Aufzeichnungsbetrieb ist ähnlich zu dem oben beschriebenen. Die Initialisierung des zweiten magnetischen Dünnfilms 200 wird jedoch erreicht durch Einstellen des äußeren magnetischen Feldes, so daß es größer als die Koerzitivkraft des zweiten magnetischen Dünnfilms 200 ist, so daß dieselbe Bedingung wie für den in Fig. 28 gezeigten Aufzeichnungsträger erfüllt ist.
    • Drittes Beispiel des Standes der Technik
  • Ein weiteres Beispiel für einen Aufzeichnungsträger im Stand der Technik wird in der japanischen Patentanmeldung Kokai Veröffentlichung Nr. 241051/1989 gezeigt. In diesem Stand der Technik werden vier magnetische Schichten zur Verfügung gestellt und das Überschreiben wird erzielt, ohne auf das äußere magnetische Feld zurückzugreifen. Das Überschreiben in den Stand der Technik ist in Fig. 31 gezeigt. Die vierte magnetische Schicht ist vormagnetisiert, so daß die Orientierung ihrer Untergittermagnetisierung beispielsweise aufwärts ist. Bei Zimmertemperatur sind die Orientierungen der Untergittermagnetisierung der zweiten und der dritten magnetischen Schicht identisch mit der Orientierung der Untergittermagnetisierung der vierten magnetischen Schicht (Fig. 31 bei (a)).
  • Wenn der Aufzeichnungsträger über Tc1 erwärmt wird, verliert die erste magnetische Schicht ihre Magnetisierung. Wenn er unter Tc1 abkühlt, wird die Orientierung der Untergittermagnetisierung der ersten magnetischen Schicht an der Orientierung der Untergittermagnetisierung der zweiten magnetischen Schicht ausgerichtet (Fig. 31 bei g)) und die erste magnetische Schicht wird aufwärts magnetisiert (Fig. 31 bei (f)). Auf diese Art wird eine Aufzeichnung erzielt, die in einer Aufwärtsorientierung der Untergittermagnetisierung in der ersten magnetischen Schicht endet.
  • Wenn der Aufzeichnungsträger über TH nahe bei Tc2 erwärmt wird, verlieren die erste und die dritte magnetische Schicht ihre Magnetisierung. Die Austauschwechselwirkung von der vierten magnetischen Schicht wirkt nicht auf die zweite magnetische Schicht und wegen eines demagnetisierenden magnetischen Feldes wird die zweite magnetische Schicht so magnetisiert, daß die Orientierung ihrer Untergittermagnetisierung entgegengesetzt zu der Orientierung der Untergittermagnetisierung der ersten magnetischen Schicht ist (Fig. 31 bei (e)). Wenn die Temperatur unter Tc1 erniedrigt wird, wird die Orientierung der Untergittermagnetisierung der ersten magnetischen Schicht an der Orientierung der Untergittermagnetisierung der zweiten magnetischen Schicht abwärts ausgerichtet (Fig. 31 bei (i)). Wenn die Temperatur zur Zimmertemperatur zurückkehrt, kehrt die Orientierung der Untergittermagnetisierung der zweiten magnetischen Schicht durch Austauschwechselwirkung mit der dritten magnetischen Schicht in ihren ursprünglichen Zustand zurück (dieser Vorgang wird Initialisierung genannt) (Fig. 31 bei (h)). Auf diese Weise wird eine Aufzeichnung erzielt, die in der Abwärtsorientierung der Untergittermagnetisierung in der ersten magnetischen Schicht endet.
    • Probleme, die mit den Beispielen des Standes der Technik verbunden sind
  • Der erstgenannte magneto-optische Aufzeichnungsträger des Standes der Technik besitzt das Problem, daß ein Initialisierungsmagnet mit einem starken magnetischen Feld benötigt wird und daß die Gesamtstruktur des Lese-Schreib-Gerätes kompliziert und von großen Ausmaßen ist.
  • Ein Problem, das mit dem Träger der Ausführungsform 1 der japanischen Patentanmeldung Kokai Veröffentlichungs-Nr. 268103/1988 verbunden ist, ist, daß das äußere magnetische Feld Hex so klein sein muß, daß die Initialisierung der zweiten magnetischen Schicht 200 unterdrückt wird, wie aus der Bedingung (0-12) für den Übergang von dem Zustand G zu dem Zustand C zu sehen sein wird. Wenn das äußere magnetische Feld Hex klein eingestellt wird, ist es jedoch schwierig, die magnetische Orientierung der zweiten magnetischen Schicht 200 in die Richtung des äußeren magnetischen Feldes Hex umzukehren, wenn der Träger auf T2 erwärmt wird, um High zu schreiben und es mag mißlingen, den Zustand F herzustellen. Selbst, wenn die Bedingungen so eingestellt sind, daß die Beziehung (0-11) befriedigt wird, kann obendrein die Orientierung der Untergittermagnetisierung der dritten magnetischen dünnen Schicht 300 umgekehrt werden, wenn der thermomagnetische Aufzeichnungsträger 101 sich außerhalb des Bereiches bewegt, wo das äußere magnetische Feld angelegt wird, wodurch ein Versagen beim Überschreiben verursacht wird.
  • Ein Problem, das mit der Ausführungsform 2 der japanischen Patentanmeldung Kokai Veröffentlichungs-Nr. 268103/1988 verbunden ist, ist, daß die Initialisierung der zweiten magnetischen Schicht 200 das äußere magnetische Feld Hex benutzt, so daß das äußere magnetische Feld Hex ziemlich groß sein muß. Weiterhin tritt die Übertragung der Orientierung der Untergittermagnetisierung der zweiten magnetischen Schicht auf die erste magnetische Schicht 100 bei etwa Tc1, d.h. der Übergang von dem Zustand F zum Zustand G unter Schwierigkeiten auf, wodurch ein Versagen beim Überschreiben verursacht wird. Obendrein ist es schwierig zu erreichen, daß die zweite magnetische Schicht eine Koerzitivkraft wie in Tabelle 1 gezeigt besitzt und selbst wenn dies erreicht wird, ist das Schreiben schwierig.
  • Ein Problem, das mit dem in der japanischen Patentanmeldung Kokai Veröffentlichungs-Nr. 241051/1989 beschriebenen Träger verbunden ist, ist, daß das Schreiben in die zweite magnetische Schicht unter Verwendung des Kompensationspunkt-Aufzeichnungssystems durchgeführt wird. Demgemäß muß die zweite magnetische Schicht während des Schreibens von High eine Kompensationstemperatur oberhalb der Zimmertemperatur und unterhalb der Trägertemperatur besitzen. Obwohl magnetische Streufelder keine Reaktion verursachen, ist die Aufzeichnungscharakteristik schlecht. Beispielsweise wurde bei digitaler Aufzeichnung überhaupt keine Signale erhalten und das Überschreiben war schwierig. Zusätzlich werden die Austauschwech selwirkungsfunktionen zwischen der ersten magnetischen Schicht und der zweiten magnetischen Schicht selbst unterhalb TL und die Initialisierung der zweiten magnetischen Schicht nicht vollsthndig erreicht und das Überschreiben kann nicht erzielt werden.
  • Die EP-A-0 288 069 beschreibt einen magneto-optischen Aufzeichnungsträger, der umfaßt eine erste magnetische Schicht mit einer senkrechten magnetischen Anisotropie, eine zweite magnetische Schicht auf genannter erster magnetischer Schicht und über Austauschwechselwirkungen gekoppelt mit genannter erster magnetischer Schicht, wobei die genannte zweite magnetische Schicht ein Untergitterhauptfilm aus Seltenerdenmetallen ist, einer dritten magnetischen Schicht auf genannter zweiter magnetischer Schicht und austauschwechselwirkungsgekoppelt mit genannter zweiter magnetischer Schicht, und eine vierte magnetische Schicht auf genannter dritter magnetischer Schicht und austauschwechselwirkungsgekoppelt mit genannter dritter magnetischer Schicht, wobei die Curie-Temperatur der genannten zweiten magnetischen Schicht höher ist als die Curie-Temperatur der genannten ersten magnetischen Schicht, die Curie-Temperatur der genannten zweiten magnetischen Schicht höher ist als die Curie-Temperatur der genannten dritten magnetischen Schicht, die Curie-Temperatur der genannten vierten magnetischen Schicht höher ist als die Curie- Temperatur der genannten dritten magnetischen Schicht, die Magnetisierung der genannten ersten magnetischen Schicht nicht aufgrund der Umkehrung der Magnetisierung der genannten zweiten magnetischen Schicht bei Zimmertemperatur umgekehrt wird, und wobei die Richtungen der Untergittermagnetisierung der genannten zweiten magnetischen Schicht, der genannten dritten magnetischen Schicht und der genannten vierten magnetischen Schicht bei Zimmertemperatur nach einem Aufzeichnungsbetrieb parallel zueinander sind.
  • Die EP-A-0 288 069, welche sich in dem Oberbegriff von Anspruch 1 wiederspiegelt, beschreibt ein thermomagnetisches Aufzeichnungsverfahren unter Benutzung eines thermomagnetischen Aufzeichnungsträgers, bei dem erste, zweite und dünne Filme, die jeweils aus Seltenerden- und Übergangsmetallen gebildet sind, nacheinander überlagert sind, um Schichten in einer magnetisch gekoppelten Art und Weise zu bilden. Die Aufzeichnung wird durchgeführt durch Erwärmung des thermomagnetischen Aufzeichnungsträgers unter einem vorherbestimmten magnetischen Feld, das senkrecht zu seiner festen Ebene ist, während gemäß der aufzuzeichnenden Daten selektiv reguliert wird ein erster Erwärmungszustand bei ersten Temperatur T1, die wesentlich oberhalb des Curie-Punktes Tc1 der ersten magnetischen dünnen Schicht ist und die angemessen ist, um die Untergittermagnetisierung des Übergangsmetalles der zweiten magnetischen dünnen Schicht in einer vorherbestimmten Richtung zu halten, und einen zweiten Erwärmungszustand bei einer zweiten Temperatur T2, die wesentlich oberhalb des Curie-Punktes Tc1 und die angemessen ist, um die Untergittermagnetisierung des Übergangsmetalles der zweiten magnetischen dünnen Schicht umzudrehen, um die vorherbestimmte Richtung umzukehren. Bei einem Abkühlungsschritt, der den ersten und zweiten Erwärmungszuständen folgt, während die Untergittermagnetisierung des dritten Magnetdünnfilms in einer vorherbestimmten Richtung aufrechterhalten wird, während die Untergittermagnetisierung des genannten zweiten magnetischen Dünnfilms so ausgerichtet wird, daß sie richtungsmäßig übereinstimmt mit derjenigen des dritten magnetischen Dünnfilms bei einer Temperatur unterhalb der ersten Temperatur T1, ohne richtungsmäßig die Untergittermagnetisierung des ersten magnetischen dünnen Films umzukehren.
  • Die EP-A-0 382 859 (ein Zitat nach Artikel 54(3) EPÜ) beschreibt einen mehrschichtigen magneto-optischen Aufzeichnungsträger, der eine Datenaufzeichnungsschicht und eine Initialisierungsschicht besitzt und welcher es ermöglicht, licht-geregeltes Überschreiben zu bewirken. Die benachbarten Schichten sind miteinander über eine Austauschwechselwirkungskraft gekoppelt einschließlich einer Hilfsschicht, die zur Verfügung gestellt wird, um wirkungsvoll die Daten von der Initialisierungsschicht auf die datenaufzeichnende Schicht zu übertragen. Bei Benutzung des so aufgebauten magneto-optischen Aufzeichnungsträgers mögen die Daten unter Aufrechterhaltung einer hohen Dichte und bei hohen Geschwindigkeiten überschrieben werden. Die genannte EP-A-0 382 859 beschreibt nicht, daß die dritte magnetische Schicht eine senkrechte magnetische Anisotropie besitzt.
  • Die EP-A-0 352 548 (ein weiteres Zitat nach Artikel 54(3) EPÜ beschreibt als die Grundstruktur eines thermomagnetischen Aufzeichnungsträgers eine Anordnung, die besteht aus einem ersten und einem zweiten magnetischen Dünnfilm mit einer senkrechten Anisotropie und einem dritten magnetischen Dünnfilm mit einer in der Filmebene orientierten magnetischen Anisotropie oder einer geringen senkrechten magnetischen Anisotropie, der dazwischen gelagert ist, und die als Verbundstruktur gebildet ist, durch magnetische Kopplung der Reihe nach zu den angrenzenden Filmen, welche gemäß der aufzuzeichnenden Information regelt und schaltet eine erste Erwärmungsbedingung und eine zweite Erwärmungsbedingung, wobei auf den Träger ein vorherbestimmtes äußeres magnetisches Feld Hex in senkrechter Richtung zu der Ebene des Films angelegt wird, wobei die erste Bedingung diejenige ist zur Erhöhung der Temperatur des Trägers auf eine erste Temperatur T1, welche praktisch oberhalb der Curie- Temperatur Tc1 des ersten magnetischen Dünnfilms ist und welche keine Umkehr des magnetischen Moments in der zweiten magnetischen dünnen Schicht verursacht, und wobei die zweite Bedingung diejenige ist zur Erhöhung der Temperatur desselben auf eine zweite Temperatur T2, welche praktisch oberhalb der Curie-Temperatur Tc1 ist und welche genügt, um die Umkehr des magnetischen Moments in der zweiten magnetischen dünnen Schicht zu verursachen, um dadurch ein Informationsbit (magnetische Domänen) in der ersten magnetischen dünnen Schicht zu bilden, und welche sich im Verlaufe der Kühlung der Trägers von den erwärmten Zuständen so anpaßt, daß schließlich zwei Zustände gebildet werden, welche durch die unterschiedlichen Beziehungen zwischen den Richtungen der Magnetisierung der ersten und der zweiten magnetischen dünnen Schicht errichtet werden, wodurch die Aufzeichnung der Information durchgeführt wird. Die genannte EP-A-0 352 548 beschreibt nicht, daß die Curie-Temperatur der dritten magnetischen Schicht höher ist als die Curie-Temperatur der zweiten magnetischen Schicht.
    • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Ein magneto-optischer Aufzeichnungsträger, der in Übereinstimmung mit der Erfindung hergestellt wurde, umfaßt eine erste magnetische Schicht, die eine rechtwinklige magnetische Anisotropie besitzt, eine zweite magnetische Schicht, die sich auf der genannten ersten magnetischen Schicht befindet und mit der genannten ersten magnetischen Schicht über Austauschkräfte wechselwirkt, wobei die genannte zweite magnetische Schicht ein Grundfilm aus einem Seltenerdenmetall-Untergitter ist, eine dritte magnetische Schicht, die sich auf der genannten zweiten magnetischen Schicht befindet und mit der genannten zweiten magnetischen Schicht über Austauschkräfte wechselwirkt, und eine vierte magnetische Schicht, die sich auf der genannten dritten magnetischen Schicht befindet und mit der genannten dritten magnetischen Schicht über Austauschkräfte wechselwirkt, wobei die folgenden Beziehungen bestehen:
  • i) die Curie-Temperatur der genannten zweiten magnetischen Schicht (TC2) ist höher als die Curie-Temperatur der genannten ersten magnetischen Schicht (TC1);
  • ii) die Curie-Temperatur der genannten zweiten magnetischen Schicht (TC2) ist höher als die Curie-Temperatur der genannten dritten magnetischen Schicht (TC3);
  • iii) die Curie-Temperatur der genannten vierten magnetischen Schicht (TC4) ist höher als die Curie-Temperatur der genannten dritten magnetischen Schicht (TC3);
  • iv) die Magnetisierung der genannten ersten magnetischen Schicht wird durch die Umkehr der Magnetisierung der genannten zweiten magnetischen Schicht bei Zimmertemperatur nicht umgekehrt; und
  • v) die Richtungen der Untergittermagnetisierung der genannten zweiten magnetischen Schicht, der genannten dritten magnetischen Schicht und der genannten vierten magnetischen Schicht sind nach einer Aufzeichnung bei Zimmertemperatur parallel zu einander; dadurch charakterisiert, daß
  • vi) die Curie-Temperatur der genannten vierten magnetischen Schicht (TC4) höher ist als die Curie-Temperatur der genannten ersten magnetischen Schicht (TC1),
  • vii) die Curie-Temperatur der genannten vierten magnetischen Schicht (TC4) höher ist als die Curie-Temperatur der genannten zweiten magnetischen Schicht (TC2),
  • viii) es eine Temperatur zwischen der Zimmertemperatur und der niedrigeren der Curie-Temperatur der genannten ersten magnetischen Schicht und der Curie- Temperatur der genannten dritten magnetischen Schicht (TC3) gibt, bei welcher die Beziehungen
  • Hc2 < Hw2 bei etwa TC3 oder geringer; oder
  • Hw3 > Hc3 bei etwa TC3 oder geringer und
  • bei oder oberhalb von Zimmertemperatur erfüllt sind, und
  • ix) die dritte magnetische Schicht eine senkrechte magnetische Anisotrople besitzt,
  • wobei hc2 die Koerzitivkraft der genannten zweiten magnetischen Schicht ist, die er halten wird, wenn die genannten vier Schichten übereinander gestapelt werden und die Magnetisierungen der Untergitter der genannten ersten magnetischen Schicht und der genannten dritten magnetischen Schicht nicht parallel sind, und
  • Hw2 die Austausch-Wechselwirkung ist, die die genannte zweite magnetische Schicht von der genannten ersten magnetischen Schicht und der genannten dritten magnetischen Schicht erfährt, wenn die genannten vier Schichten übereinander gestapelt werden und die Magnetisierungen der Untergitter der genannten ersten magnetischen Schicht und der genannten dritten magnetischen Schicht nicht zueinander parallel sind.
  • Die Dicke der genannten ersten magnetischen Schicht kann vorzugsweise nicht weniger als 200 Angström und nicht mehr als 1200 Angström betragen.
  • Die Dicke der genannten zweiten magnetischen Schicht kann vorzugsweise größer sein als die Dicke der genannten ersten magnetischen Schicht.
  • Die zweite Schicht kann Eisen und Kobalt enthalten und das Verhältnis von Kobalt zu der Summe aus Eisen und Kobalt kann vorzugsweise kleiner sein als 0,5.
  • Die zweite magnetische Schicht kann ein amorpher magnetischer Film aus einem Übergangsmetall und einem Seltenerdenmetall sein, der Gadolinium (Gd) und Dysprosium (Dy) enthält.
  • Die dritte magnetische Schicht kann ein Untergitter grundfilm aus einem Übergangsmetall sein.
  • Die dritte magnetische Schicht kann ein amorpher magnetischer Film sein, der aus einem Seltenerdenmetall und einem Übergangsmetall besteht, wobei das Übergangsmetall die Zusammensetzung Fe1-xCPx mit 0 < x < 0,3 besitzt.
  • Die dritte magnetische Schicht kann eine Dicke besit zen, die größer als 100 Angström und kleiner als 800 Angström ist.
  • Die vierte magnetische Schicht kann Eisen und Kobalt enthalten, und das Verhältnis des Kobalts zu der Sum me aus Eisen und Kobalt kann vorzugsweise größer als 0,5 sein.
  • Die dritte magnetische Schicht und die genannte vierte magnetische Schicht können Terbium (Tb) enthalten.
  • Ein magneto-optisches Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät gemäß der Erfindung dient zur Aufzeichnung von Informationen auf einer Aufzeichnungsschicht eines magneto-optischen Aufzeichnungsträgers in der Form eines Bits mit einer Aufwärtsmagnetisierung und eines Bits mit einer Abwärtsmagnetisierung und umfaßt den magneto-optischen Aufzeichnungsträger wie oben berichtet. Es umfaßt: eine Vorrichtung, um einen Laserstrahl auf den Träger zu strahlen, eine Vorrichtung, um den genannten magneto-optischen Aufzeichnungsträger auf zwei oder mehr Werte in Übereinstimmung mit der aufzuzeichnenden Binärinformation aufzuwärmen, und eine Vorrichtung, um ein magnetisches Aufzeichnungsfeld an denjenigen Teil des Trägers anzulegen, auf den der genannte Strahl gestrahlt wird.
  • Bei diesem Gerät kann ein wiedergebender Laserstrahl in der Nähe des aufzeichnenden Laserstrahls zur Verfügung gestellt werden.
  • Der aufzeichnende Laserstrahl und der wiedergebende Laserstrahl können unterschiedliche Wellenlängen besitzen.
    • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Fig. 1 zeigt eine magneto-optische Disk einer Ausführungsform der Erfindung.
  • Fign. 2 bis 4 sind schematische Darstellungen, die das Verfahren der Initialisierung der magneto-optischen Disk dieser Erfindung zeigen.
  • Fig. 5 erklärt den Aufzeichnungsbetrieb mit einer niedrigen Temperatur.
  • Fig. 6 erklärt den Aufzeichnungsbetrieb mit einer hohen Temperatur.
  • Fig. 7A ist eine schematische Darstellung, die die Magnetisierungskurven im Falle von Zimmertemperatur zeigt.
  • Fig. 7B zeigt die n-Schleife mit einer durchgezogenen Linie und die c-Schleife mit einer gestrichelten Linie.
  • Fig. 7C zeigt die c-Schleife mit einer durchgezogenen Linie und die n-Schleife mit einer gestrichelten Linie.
  • Fig. 7D zeigt die Magnetisierungskurve für den Fall einer Temperatur in der Nähe von Tc3.
  • Fig. 8 erklärt die magnetische Umkehr.
  • Fig. 9 zeigt das Verhältnis zwischen der Filmdicke der ersten magnetischen Schicht und dem CN-Verhältnis.
  • Fig. 10 zeigt die Beziehung zwischen der Filmdicke der zweiten magnetischen Schicht und der Löschbarkeit.
  • Fig. 11 zeigt das Zusammensetzungsverhältnis von Eisen und Kobalt in der zweiten magnetischen Schicht und die Löschbarkeit.
  • Fig. 12 zeigt das Zusammensetzungsverhältnis von Eisen und Kobalt in der dritten magnetischen Schicht und die Löschbarkeit.
  • Fig. 13 zeigt das Zusammensetzungsverhältnis von Eisen und Kobalt in der vierten magnetischen Schicht und die Löschbarkeit.
  • Fig. 14 zeigt die Beziehung zwischen der Anzahl an wiederholten Überschreibungen und der Verringerung des CN verglichen mit dem ursprünglichen Wert.
  • Fig. 15 zeigt die Hystereseschleife des magneto-optischen Aufzeichnungsträgers gemäß der Erfindung.
  • Fig. 16 zeigt die Charakteristik der ersten magnetischen Schicht, die für einen geringsten Bitdurchmesser von 500 Angström notwendig ist.
  • Fig. 17 zeigt die Beziehung zwischen der Curie-Temperatur der ersten magnetischen Schicht und dem C/N.
  • Fig. 18 zeigt die Beziehung zwischen der Filmdicke der zweiten magnetischen Schicht und dem CN-Verhältnis.
  • Fig. 19 ist eine schematische Darstellung, die die Magnetisierungskurven bei Zimmertemperatur zeigt.
  • Fign. 20 bis 24 zeigen magneto-optische Diskgeräte, die den magneto-optischen Diskträger aus Fig. 1 verwenden.
  • Fig. 25 zeigt ein magneto-optisches Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät des Standes der Technik.
  • Fig. 26 zeigt die Veränderung der Temperatur in der magnetischen Schicht aufgrund der Energie des Laserstrahls.
  • Fig. 27 zeigt einen anderen Träger gemäß des Standes der Technik.
  • Fign. 28 und 29 zeigen Übergänge zwischen Zuständen des Trägers des Standes der Technik.
  • Fig. 30 zeigt die Temperaturcharakteristika der Magnetisierung und der Koerzitivkraft der zweiten Schicht des Mediums des Standes der Technik, und
  • Fig. 31 zeigt das Überschreiben im Stand der Technik.
    • GENAUE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Es werden jetzt Ausführungsformen der Erfindung beschrieben werden.
    • Ausführungsform 1
  • Fig. 1 zeigt eine Struktur eines magneto-optischen Aufzeichnungsträgers einer Ausführungsform der Erfindung.
  • Dieser Aufzeichnungsträger umfaßt die folgenden Schichten:
  • dielektrische Schicht: SINx 650 Angström
  • erste magnetische Schicht: Tb&sub2;&sub2;Fe&sub6;&sub9;Co&sub9; 800 Angström
  • zweite magnetische Schicht: Gd&sub8;Dy&sub1;&sub7;Fe&sub6;&sub0;Co&sub1;&sub5; 1500 Angström
  • dritte magnetische Schicht: Tb&sub1;&sub6;Fe&sub8;&sub4; 200 Angström
  • vierte magnetische Schicht: Tb&sub3;&sub0;Co&sub7;&sub0; 400 Angström
  • Schutzschicht: SINx 700 Angström
  • Diese Schichten werden auf einem Glassubstrat durch Sputtern oder ähnliches gebildet.
  • Genauer wurde ein Vierelement RF Magnetron-Sputtergerät benutzt und es wurde ein Fe-Target, auf das Tb- Stückchen aufgebracht wurden, und ein Co-Target, auf das Tb-Stückchen aufgebracht wurden, in das Gerät gebracht. In eine Kammer des Geräts wurde ein Glassubstrat mit einer Dicke von 1,2 mm, mit einem Durchmesser von 86 mm und mit Rillen im Abstand von 1,6 µm, die vorab aufgebracht wurden, eingesetzt.
  • Die Kammer wurde auf einen Druck von 8 x 10&supmin;&sup7; Torr oder niedriger evakuiert und daraufhin wurde Ar-Gas bis 3 mTorr eingeführt. Das Sputtern wurde bei einer Rate von 100 Angström/Minute durchgeführt. Auf diese Weise wurde eine erste magnetische Schicht aus TbFeCo mit einer Dicke von 800 Angström gebildet. Während der evakuierte Zustand aufrechterhalten wurde, wurde daraufhin eine zweite magnetische Schicht aus GdDyFeCo mit einer Dicke von 1500 Angström, eine dritte magnetische Schicht aus TbFe mit einer Dicke von 100 Angström und eine vierte magnetische Schicht aus TbCo mit einer Dicke von 400 Angström gebildet. Jede der magnetischen Schichten ist ein senkrecht magnetisierter Film und die nebeneinanderliegenden magnetischen Schichten sind ausgangswechselwirkungsgekoppelt.
  • Die erste magnetische Schicht ist eine Aufzeichnungsschicht zur Aufzeichnung von Informationen. Die zweite magnetische Schicht und die dritte magnetische Schicht zeichnen nicht selbst Informationen auf, sie verhalten sich jedoch während des High-Schreibens und des Low-Schreibens unterschiedlich, so daß nach dem Schreiben die Daten "0" oder "1" geschrieben werden.
  • Die vierte magnetische Schicht ist eine Initialisierungsschicht, deren Untergittermagnetisierung während des High- oder Low-Schreibens nicht umgekehrt wird. Die dritte magnetische Schicht ist eine Pufferschicht, um die Austauschwechselwirkungskopplung zwischen der zweiten magnetischen Schicht und der vierten magnetischen Schicht zu unterbrechen.
  • Es wird jetzt der Betrieb beschrieben werden.
    • [0] Initialisierungsvorgang (Magnetisierung der Schichten am Ende der Herstellung)
  • Wenn die Schichten, die den magneto-optischen Aufzeichnungsträger umfassen, abgeschieden worden sind, wird der Träger so magnetisiert, daß die Untergittermagnetisierung der Übergangsmetalle der zweiten magnetischen Schicht, der dritten magnetischen Schicht und der vierten magnetischen Schicht des Aufzeichnungsträgers abwärts gerichtet sind und daß die Kombination der vier Schichten einen von zwei Zuständen aus den möglichen 2&sup4; Zuständen annimmt. Diese zwei Zustände sind die Zustände, in denen die Informationen "1" oder "0" aufgezeichnet werden. In Fig. 2 bezeichnet der leere Pfeil die Nettomagnetisierung und der Pfeil aus durchgezogenen Linien zeigt die Untergittermagnetisierung des Übergangsmetalles an, die unterbrochene Linie zeigt die Gegenwart einer magnetischen Grenzflächenwand zwischen magnetischen Schichten an und ein horizontaler Balken zeigt den Zustand an, in dem die ferromagnetische Eigenschaft aufgrund eines Temperaturanstiegs über die Curie-Temperatur verloren wurde.
  • Um die Untergittermagnetisierung des Übergangsmetalles der vierten magnetischen Schicht abwärts zu orientieren, wird das Medium wie in Fig. 3 gezeigt einem magnetischen Feld ausgesetzt, das größer ist als das magnetische Umkehrfeld der vierten magnetischen Schicht. Wenn das magnetische Umkehrfeld wesentlich größer und die Magnetisierung der vierten magnetischen Schicht schwierig ist, kann der Aufzeichnungsträger erwärmt oder gekühlt werden, um die Magnetisierung zu erleichtern.
  • Wenn die vierte magnetische Schicht aus einem Material gebildet wird, das bei Zimmertemperatur TM-reich ist, wird der Träger einem abwärts gerichteten magnetischen Feld ausgesetzt. Wenn die vierte magnetische Schicht aus einem Material gebildet wird, das bei Zimmertemperatur RE-reich ist, wird der Träger einem aufwärts gerichteten Feld ausgesetzt, das größer ist als das magnetische Umkehrfeld.
  • Wo die Schichten über die Curie-Temperatur der dritten magnetischen Schicht selbst im Falle des Low Schreibens erwärmt werden, kann die dritte magnetische Schicht initialisiert werden, um mit der zweiten und der vierten magnetischen Schicht antiparallel zu sein. Selbst dann wird die dritte magnetische Schicht magnetisiert, um den in Fig. 2 gezeigten Zustand anzunehmen, wenn entweder ein Low-Schreiben oder ein High-Schreiben einmal durchgeführt wird.
  • Die Orientierung der Untergittermagnetisierung der zweiten magnetischen Schicht sollte dieselbe sein wie die Orientierung der Untergittermagnetisierung der vierten magnetischen Schicht vor der Aufzeichnung. Wenn beide Schichten entweder TM-reich oder beide Schichten RE-reich sind, kann die Magnetisierung (zur Initialisierung am Ende der Herstellung) erreicht werden, indem der Träger nur einmal in ein magnetisches Feld gebracht wird, so daß die Magnetisierung leicht ist. Dementsprechend sollten die zwei Schichten bei Zimmertemperatur beide TM-reich oder beide RE-reich sein. Wenn eine der zweiten magnetischen Schicht und der vierten magnetischen Schicht TM-reich und die andere von ihnen RE-reich ist, kann die anfängliche Magnetisierung erzielt werden, indem der Träger in ein erstes magnetisches Feld gebracht wird, das größer ist als das Umkehrfehld der vierten magnetischen Schicht und indem der Träger dann in ein zweites magnetisches Feld gebracht wird, das entgegengesetzte Richtungen besitzt und kleiner ist als das Umkehrfeld der vierten magnetischen Schicht und größer ist als das Umkehrfeld der zweiten magnetischen Schicht.
    • Lesevorgang
  • Die Wirkungsweise während des Lesens ist ähnlich zu der mit Bezug auf Fig. 25B beschriebenen Wirkungsweise. D.h., zum Lesen der auf der Aufzeichnungsschicht aufgezeichneten Information wird die Aufzeichnungsschicht mit einem Strahlfleck beleuchtet und die magnetische Orientierung der Aufzeichnungsschicht in dem Strahlfleck wird durch den wohl bekannten Poler- Kerr-Effekt in optische Information umgewandelt, die wiederum in elektrische Signale umgewandelt wird.
    • Aufzeichnung [Low-Schreiben]
  • Wie in Fig. 5 gezeigt, ist die Laserausgangsleistung höher als beim Lesen und die magnetischen Schichten innerhalb des fokussierten Flecks werden bis in die Nähe der Curie-Temperatur Tc1 der ersten magnetischen Schicht erwärmt, während die Ausrichtung der Untergittermagnetisierung der zweiten magnetischen Schicht nicht geändert wird und die Orientierung der Untergittermagnetisierung der zweiten magnetischen Schicht auf die erste magnetische Schicht übertragen wird und die Orientierung der Untergittermagnetisierung der ersten magnetischen Schicht daher abwärts gerichtet wird.
  • Zu diesem Zeitpunkt gibt es keinen wesentlichen Beitrag der dritten magnetischen Schicht und der vierten magnetischen Schicht zum Schreibvorgang. Selbst wenn die Magnetisierung der dritten magnetischen Schicht einmal verloren wird, wird die Orientierung der Untergittermagnetisierung der vierten magnetischen Schicht anschließend durch Austauschwechselwirkung übertragen. Im Ergebnis ergibt sich der in Fig. 5 gezeigte Zustand "0".
  • Wenn die Schichten über die Curie-Temperatur der dritten magnetischen Schicht erwärmt werden, geht die Magnetisierung der dritten magnetischen Schicht während des Aufzeichnungsvorgangs verloren, wo die Magnetisierung der dritten magnetischen Schicht antiparallel zur Magnetisierung der zweiten magnetischen Schicht und der vierten magnetischen Schicht ist, so daß der magnetische Zustand der dritten magnetischen Schicht unmittelbar nach der Initialisierung am Ende der Herstellung keine Rolle spielt. Das kommt daher, daß die dritte magnetische Schicht den anfänglichen Zustand "0" einnimmt, nachdem der Aufzeichnungsvorgang einmal durchgeführt wurde.
  • Wenn die zweite magnetische Schicht aus einem magnetischen Material mit einer Kompensationstemperatur geringer als seine Curie-Temperatur gebildet ist, sind bei Zimmertemperatur die Richtung des Feldes der Vormagnetisierung und die Orientierung der Nettomagnetisierung (unter der Annahme, daß die vierte magnetische Schicht RE-reich ist) der vierten magnetischen Schicht gleich (das Feld der Vormagnetisierung und die Orientierung der TM-Untergittermagnetisierung sind entgegengesetzt). Wenn die zweite magnetische Schicht aus einem magnetischen Material gebildet ist, das keine Kompensationstemperatur unterhalb seiner Curie-Temperatur besitzt, sind bei Zimmertemperatur die Richtung des Feldes der Vormagnetisierung und die Richtung der Nettomagnetisierung der vierten magnetischen Schicht entgegengesetzt (das Feld der Vormagnetisierung und die Orientierung der TM-Untergittermagnetisierung sind gleich). Wie beschrieben werden wird, wurde es als vorteilhaft gefunden, wenn die zweite magnetische Schicht aus einem magnetischen Material gebildet ist, die eine Kompensationstemperatur niedriger als ihre Curie-Temperatur besitzt, und die Richtung des Feldes der Vormagnetisierung und der Magnetisierung der vierten magnetischen Schicht bei Zimmertemperatur gleich sind.
    • [High-Schreiben]
  • Wenn, wie in Fig. 6 gezeigt, die Schichten bis in die Nähe der Curie-Temperatur Tc2 der zweiten magnetischen Schicht erwärmt werden, geht die Magnetisierung der ersten und der dritten magnetischen Schicht verloren, die RE-Untergittermagnetisierung der vierten magnetischen Schicht wird jedoch nicht geändert. Die Orientierung der TM-Untergittermagnetisierung der zweiten magnetischen Schicht wird aufgrund des Vormagnetisierungsfeldes aufwärts gedreht, ohne die Austauschwechselwirkung von der ersten magnetischen Schicht und der dritten magnetischen Schicht zu erfahren.
  • Wenn die Schichten unterhalb der Curie-Temperatur Tc1 der ersten magnetischen Schicht gekühlt werden, wird die Magnetisierung der zweiten magnetischen Schicht auf die erste magnetische Schicht übertragen und daher wird die Ausrichtung der TM-Untergittermagnetisierung aufwärts gedreht.
  • Wenn die Schichten unter die Curie-Temperatur Tc3 der dritten magnetischen Schicht gekühlt werden, wird die Orientierung der Untergittermagnetisierung der dritten magnetischen Schicht entlang der Orientierung der Untergittermagnetisierung der vierten magnetischen Schicht ausgerichtet und sie wird abwärts gerichtet. Wenn sich die Temperatur weiter erniedrigt, wird die Orientierung der Untergittermagnetisierung der zweiten magnetischen Schicht mit der Orientierung der Untergittermagnetisierung der vierten magnetischen Schicht durch die dritte magnetische Schicht ausgerichtet und ihre Orientierung der TM-Untergittermagnetisierung wird abwärts gedreht, um den anfänglichen Zustand "1" einzunehmen.
  • Die vierte magnetische Schicht sollte selbst in der Nähe von Tc2 eine hohe Koerzitivkraft besitzen, so daß eine Umkehr der Magnetisierung selbst während des High-Schreibens nicht stattfindet. Um dieses Erfordernis zu erfüllen, kann die vierte magnetische Schicht aus solchen RE-reichen Materialien gebildet werden, die eine Kompensationstemperatur in der Nähe von Tc2 besitzen. Dies gilt, da bei oder in der Nähe der Kompensationstemperatur die Koerzitivkraft sehr groß ist.
  • Es ist zu bevorzugen, daß die Koerzitivkraft der zweiten magnetischen Schicht unterhalb Tc3 klein ist, wo die Initialisierung stattfindet. Zusätzlich ist es zu bevorzugen, daß die zweite magnetische Schicht unterhalb Tc3 RE-reich ist, wo die Initialisierung auftritt. Dies gilt, da die zu erfüllende Bedingung lautet:
  • Hc < Hw2 + Hex,
  • wenn die zweite magnetische Schicht RE-reich ist, während die zu erfüllende Bedingung lautet;
  • Hc < Hw2 - Hex,
  • wenn die zweite magnetische Schicht TM-reich ist.
  • Fig. 7A zeigt eine Magnetisierungskurve bei Zimmertemperatur. Um die Beobachtung der Magnetisierungskurven zu erleichtern, zeigt Fig. 7B die n-Schleife mit einer durchgezogenen Linie und die c-Schleife mit einer gestrichelten Linie, während Fig. 7C die c- Schleife mit einer durchgezogenen Linie und die n- Schleife mit einer gestrichelten Linie zeigt. Fig. 7D zeigt eine Magnetisierungskurve in der Nähe von Tc3.
  • Wenn die Temperatur während der Kühlung beim High- Schreiben unter Tc3 fällt, muß die Orientierung der Untergittermagnetisierung der zweiten magnetischen Schicht aus dem Zustand "1'" zum Zustand "1" geändert werden. Die Magnetisierungsumkehr zu diesem Zeitpunkt findet statt, wo die Umkehrmagnetfelder der zwei Magnetisierungskurven (n-Schleife und c-Schleife), die sich lediglich auf die zweite magnetische Schicht beziehen, auf derselben Seite des Vormagnetisierungsfeldes sind, das auf der Skala von Fig. 7 vernachlässigbar klein oder im wesentlichen null ist. Bei Zimmertemperatur erstreckt sich die c-Schleife zu beiden Seiten der Null, während bei Tc3 die c-Schleife wie in Fig. 7D gezeigt auf einer Seite der Null sich be findet und es findet ein Übergang von dem Zustand "1'" zu "1" statt.
  • Es wurde gefunden, daß die Koerzitivkraft der zweiten magnetischen Schicht in der Schichtstruktur während der Initialisierung kleiner ist als die Koerzitivkraft der zweiten magnetischen Schicht, wenn sie alleine ist (nicht gestapelt oder überlagert durch andere Schichten). Da es für die Initialisierung zu bevorzugen ist, wenn die Koerzitivkraft der zweiten magnetischen Schicht kleiner ist, erleichtert dieses Phänomen die Initialisierung.
  • Es sei Tci die Curie-Temperatur der i-ten magnetischen Schicht,
  • Hci die Hälfte der Differenz zwischen dem magnetischen Umkehrfeld (entsprechend der Koerzitivkraft) der i-ten magnetischen Schicht, und
  • Hwi die Austauschwechseiwirkung zu den benachbarten magnetischen Schichten (dies entspricht der Entfernung von einem angelegten magnetischen Nullfeld zu dem Mittelpunkt der magnetischen Umkehrfelder: Für die zweite magnetische Schicht und dritte magnetische Schicht ist sie definiert als der Unterschied zwischen den magnetischen Feldern, die benötigt werden, um die in Fig. 8 gezeigte Magnetisierungsumkehr zu verursachen).
  • Die magnetische Charakteristik dieser Ausführungsform ist wie im folgenden beschrieben:
  • Tc4 > Tcomp4 > Tc2 > Tc1 > Tcomp2 > Tc3 > Zimmertemperatur ... (1).
  • Bezüglich auf die erste magnetische Schicht:
  • Hw1 < Hc1 etwa Zimmertemperatur ... (2)
  • Hw1 > Hc1 etwa bei Tc1 ... (3).
  • Bezüglich auf die zweite magnetische Schicht:
  • Hw2 > Hc2 bei etwa Tc3 oder niedriger ... (4)
  • Hw2 < Hc2 bei etwa Tc1 ... (5).
  • Bezüglich auf die dritte magnetische Schicht:
  • Hw3 > Hc3 bei etwa Tc3 oder darunter oder bei oder oberhalb der Zimmertemperatur ... (6).
  • Bezüglich der vierten magnetischen Schicht:
  • Hw4 < Hc4 innerhalb des gesamten Bereichs der Betriebstemperatur ... (7).
  • Die Bedingung (2) ist ein Erfordernis, daß die Magnetisierung der ersten magnetischen Schicht nicht wegen der Umkehr der Magnetisierung der zweiten magnetischen Schicht bei Zimmertemperatur umgekehrt wird. Die Bedingungen (4), (6) bis (7) zeigen an, daß die Magnetisierungen der zweiten magnetischen Schicht, der dritten magnetischen Schicht und der vierten magnetischen Schicht sämtlich abwärts gerichtet sind.
  • Mit der oben beschriebenen Betriebsweise wird durch Veränderung der Laserstrahlstärke direktes Überschreiben erzielt. Es wurde ein magneto-optischer Aufzeichnungsträger mit einem Substrat getestet, das Rillen mit 1,6 µm Abstand besitzt und das die obige dielektrische Schicht, magnetische Schicht und Schutzschicht aufgetragen hat, indem Signale mit einer Bitlänge von 0,76 µm über Signale mit einer Bitlänge von 2 µm bei einer linearen Geschwindigkeit von 11 m/sec, einem angelegten magnetischen Feld von 350 Örsted und bei der Laserstrahlleistung von 13 mW für die Spitzenleistung und 5 mW für die Grundleistung geschrieben wurden. Im Ergebnis wurden keine nichtgelöschten Signale beobachtet und es wurde das CN-Verhältnis von 47 dB erreicht.
  • Die Zusammensetzung und Dicke jeder magnetischen Schicht in der obigen Ausführungsform wurden festgelegt, um die Überschreibbarkeit zu verbessern, obwohl das Überschreiben erzielt wird, wenn die Curie-Temperatur und die Koerzitivkraft jeder Schicht passend bestimmt sind. Es wurde gefunden, daß die folgenden Faktoren für die Verbessung der Charakteristika wichtig sind.
  • (1) Die Dicke t1 der ersten magnetischen Schicht.
  • Es wurden verschiedene Aufzeichnungsträger mit derselben Konfiguration wie diejenige der obigen Ausführungsform 1 mit Ausnahme der Dicke der ersten magnetischen Schicht gebildet, wobei die Dicke der ersten magnetischen Schicht verändert wurde. Nach dem Schreiben von Signalen mit der Bitlänge von 0,76 µm über Signale mit der Bitlänge von 2 µm bei einer lineraren Geschwindigkeit von 11 m/sec, einem angelegten Magnetfeld von 300 Örsted, wurde das CN-Verhältnis gemessen und die Ergebnisse waren wie in Fig. 9 gezeigt.
  • Es ist zu sehen, daß der Bereich der Dicke, über den das CN-Verhältnis größer als 42 dB ist, zwischen 200 Angström und 1200 Angström liegt. Der Laserstrahl dringt bis zu einer Tiefe von etwa 200 Angström oder mehr ein, so daß, wenn die Dicke geringer als 200 Angström beträgt, der Laserstrahl die Oberfläche der zweiten magnetischen Schicht erreicht. Wenn die Dicke über 1200 Angström beträgt, ist die obere Grenze für den erlaubten Bereich des Vormagnetisierungsfeldes klein.
  • (2) Die Dicke t1 der ersten magnetischen Schicht sollte kleiner sein als die Dicke t2 der zweiten magnetischen Schicht.
  • In Tabelle 1 der Ausführungsform 2 der japanischen Patentanmeldung Kokai Veröffentlichungs-Nr. 268103/1988 wird ein Beispiel gezeigt, bei dem die erste magnetische Schicht 500 Angström dick und die zweite magnetische Schicht 300 Angström dick ist, um die Initialisierung bei Zimmertemperatur zu ermöglichen. Bei der Erfindung wird die Austauschwechselwirkung von der vierten magnetischen Schicht zur zweiten magnetischen Schicht durch die dritte magnetische Schicht unterbrochen und wirkt nicht oberhalb der Curie-Temperatur Tc3 der dritten magnetischen Schicht. Dementsprechend wird die Magnetisierung der ersten magnetischen Schicht an der Magnetisierung der zweiten magnetischen Schicht sowohl während des Low- Schreibens als auch des High-Schreibens ausgerichtet. Es ist daher notwendig, daß die folgende Beziehung erfüllt wird.
  • Bezüglich der ersten magnetischen Schicht:
  • Hw1 > Hc1 bei etwa Tc1 ... (3).
  • Bezüglich der zweiten magnetischen Schicht:
  • Hw2 < Hc2 bei etwa Tc1 ... (5).
  • Da die Austauschwechselwirkung, die auf jede Schicht wirkt, umgekehrt proportional der Dicke ist, ist es zu bevorzugen, daß die erste magnetische Schicht dünn ist und die zweite magnetische Schicht dick ist. Um zu gewährleisten, daß die Magnetisierung der ersten magnetischen Schicht an der Magnetisierung der zweiten magnetischen Schicht während des obigen Betriebes ausgerichtet wird, sollte die zweite magnetische Schicht vorzugsweise dicker als die erste magnetische Schicht sein. Fig. 10 zeigt die Ergebnisse von Messungen der Löschbarkeit für unterschiedliche Dicken der ersten magnetischen Schicht und der zweiten magnetischen Schicht. Wenn die Dicke t1 der ersten magnetischen Schicht auf 600, 800 und 1000 Angström geändert wird, wird eine Löschbarkeit von mehr als 30 dB erreicht, wenn die Dicke t2 der zweiten magnetischen Schicht größer als die Dicke t1 der ersten magnetischen Schicht ist. Wenn die Dicke t1 der ersten magnetischen Schicht weiter auf 400 Angström verringert wird, darf t2 nicht geringer als 600 Angström sein, um eine Löschbarkeit von mehr als 30 dB zu erhalten.
  • Wenn eine Zwischenschicht (eine magnetische Schicht oder eine dielektrische Schicht von 50 Angström Dikke) zur Kontrolle der Austauschwechselwirkung zur Verfügung gestellt wird, kann die Dicke der zweiten magnetischen Schicht etwa dieselbe oder kleiner sein als die Dicke der ersten magnetischen Schicht.
  • (3) Für die zweite magnetische Schicht:
  • Co/(Fe + Co) < 0,5.
  • In der unten ausgeführten Konfiguration:
  • Dielektrische Schicht: SiNx 650 Angström
  • Erste magnetische Schicht: Tb&sub2;&sub2;Fe&sub6;&sub9;Co&sub9; 800 Angström
  • Zweite magnetische Schicht: Gd&beta;Dy225-&beta; (Fe1-&alpha; Co&alpha;)&sub7;&sub5; (&beta; = 8 oder 15) 1500 Angström
  • Dritte magnetische Schicht: Tb&sub1;&sub8;Fe&sub8;&sub4; 200 Angström
  • Vierte magnetische Schicht: Tb&sub3;&sub0;Co&sub7;&sub0; 400 Angström
  • Schutzschicht: SiNx 700 Angström
  • ist die Beziehung zwischen &alpha; und der Löschbarkeit wie in Fig. 11 gezeigt. Wenn der Co Gehalt erhöht wird, wird die senkrechte magnetische Anisotropie der zweiten magnetischen Schicht vergrößert und die Initialisierung der zweiten magnetischen Schicht wird schwierig und damit wird die Löschbarkeit verschlechtert. Wenn der Cd Gehalt vergrößert wird, wird die senkrechte magnetische Anisotropie verringert und der Co Gehalt kann daher vergrößert werden. Für &alpha; = 0,5 ist es jedoch wie in Fig. 11 gezeigt schwierig, eine Löschbarkeit zu erhalten, die für praktische Anwendungen annehmbar ist.
  • (4) RE-TM amorphe magnetische dünne Schichten, die Gd und Dy enthalten, sollten für die zweite magnetische Schicht benutzt werden.
  • Wie früher beschrieben, werden im allgemeinen ferrimagnetische amorphe Legierungen, die Seltenerdenmetalle (RE) und Übergangsmetalle (TM) enthalten, für magneto-optische Aufzeichnungsfilme eingesetzt. Als Seltenerdenmetalle werden häufig Tb, Gd, Dy und ähnliches eingesetzt. Es wurde gefunden, daß ein Aufzeichnungsfilm, in dem Gd und Dy wesentliche RE-Komponenten sind, für die zweite magnetische Schicht am geeignetsten ist. Dies gilt aus den folgenden Gründen.
  • (i) Die Initialisierung der zweiten magnetischen Schicht findet bei etwa 100º C statt. Dementsprechend sollte der senkrechte magnetische Anisotropiekoeffizient Ku2 der zweiten magnetischen Schicht bei dieser Temperatur niedrig sein. Eine magnetische Schicht, die Gd und Dy enthält, besitzt einen niedrigeren senkrechten magnetischen Anisotropiekoeffizient als eine magnetische Schicht, die Tb enthält.
  • (ii) Gd besitzt eine hohe Curie-Temperatur, wogegen Dy eine niedrige Curie-Temperatur besitzt. Es ist daher möglich, daß durch Veränderung des Verhältnisses von Cd und Dy die Temperaturabhängigkeit der magnetischen Charakteristika über einen weiten Bereich kontrolliert werden können. Da die zweite magnetische Schicht bei unterschiedlichen Temperaturen unterschiedliche Funktionen besitzt, ist die Kontrollierbarkeit der Temperaturabhängigkeit der magnetischen Charakteristik wichtig.
  • (5) Die dritte magnetische Schicht besitzt senkrechte magnetische Anisotropie.
  • Die Austauschwechselwirkung Hw mit der benachbarten Schicht steht in Wechselbeziehung mit der senkrechten magnetischen Anisotropie Ku. D.h., die Austauschwechselwirkung ist proportional zu der Grenzflächewandenergie w und Ku und w stehen zueinander wie folgt in Beziehung:
  • w &alpha; [Ku].
  • Die Austauschwechselwirkung wird von der Sättigungsmagnetisierung Ms und der Filmdicke wie folgt vorgegeben:
  • Hw = w/(2 MS t).
  • Wenn ein Film mit einer in der Ebene liegenden Achse als dritte magnetische Schicht verwendet wird, ist dementsprechend w erniedrigt und die Austauschwechselwirkugn Hw2 und Hw3 von der vierten magnetischen Schicht zur zweiten magnetischen Schicht verringert, und es wird daher schwierig, die folgenden Beziehungen zu erfüllen:
  • Für die zweite magnetische Schicht:
  • Hw2 > Hc2 bei etwa Tc3 oder darunter ... (4).
  • Für die dritte magnetische Schicht:
  • Hwe > Hc3 bei etwa Tc3 oder darunter oder bei oder oberhalb von Zimmertemperatur ... (6).
  • Aus diesem Grund wird ein magnetischer Film für die dritte magnetische Schicht verwendet, der eine senkrechte magnetische Anisotropie besitzt.
  • (6) Die dritte magnetische Schicht sollte TM-reich sein.
  • Um die folgende Beziehung zu erfüllen:
  • Hw3 > Hc3 ... (6).
  • Bei oder unterhalb der Curie-Temperatur Tc3 der dritten magnetischen Schicht, sollte die dritte magnetische Schicht vorzugsweise aus einem RE-TM-Film gebildet sein, dessen Kompensationstemperatur nicht oberhalb der Zimmertemperatur liegt. D.h., die Austauschwechseiwirkung, die auf die dritte magnetische Schicht wirkt, wird gegeben durch:
  • Hw3 0 ( - w23 + w34)/(2 Ms3 te),
  • wobei Ms3 die Sättigungsmagnetisierung darstellt, t3 die Dicke darstellt, und
  • w23 und w34 die magnetischen Wandenergien der Grenzflächen mit der zweiten magnetischen Schicht bzw. der vierten magnetischen Schicht darstellen.
  • In der Nähe der Kompensationstemperatur ist die Koerzitivkraft Hc3 vergrößert und Gleichung (6) ist daher nicht erfüllt. Aus diesem Grunde sollte die dritte magnetische Schicht vorzugsweise aus einem TM-reichen RE-TM-Film gebildet sein, der nicht eine Kompensationstemperatur oberhalb der Zimmertemperatur besitzt.
  • Es gibt RE-TM-Legierungs-Filme, die RE-reich sind und nicht eine Kompensationstemperatur oberhalb der Zimmertemperatur besitzen. Verglichen mit TM-reichen RE- TM-Filmen, besitzen diese Filme jedoch geringere magnetische Wandenergien der Grenzflächen und folglich geringere senkrechte magnetische Anisotropie, so daß die Austauschwechselwirkung klein und die Charakteristika schlecht sind.
  • Dementsprechend ist es zu bevorzugen, daß die dritte magnetische Schicht aus einem TM-reichen RE-TM-Legierungs-Film gebildet ist.
  • Der Bereich der Zusammensetzung, der die notwendigen für die dritte magnetische Schicht erforderlichen Charakteristika erfüllt, d.h., die senkrechte magnetische Anisotropie und der TM-Reichtum, ist weit, und daher ist es nicht schwierig, dieses Erfordernis bei der Herstellung zu erfüllen.
  • (7) Wenn die dritte magnetische Schicht aus RE (Fe1-xCOx) gebildet ist, sollte x innerhalb des Bereichs von 0 bis 0,3 liegen, d.h. 0 < x < 0,3.
  • Die Löschbarkeit des magneto-optischen Aufzeichnungsträgers der Ausführungsform 1 ist in Abhängigkeit von dem sich ändernden Co Gehalt x (= Co/FeCo, d.h., der CO-Gehalt in dem Übergangsmetall (Verhältnis von Co Gehalt zu der Gesamtmenge von Co und Fe) der dritten mgnetischen Schicht in Fig. 12 gezeigt. Aus dieser Figur ist zu sehen, daß eine Löschbarkeit von 30 dB oder mehr erhalten wird, wenn x < 0,3. Es ist daher zu bevorzugen, daß die folgende Beziehung:
  • 0 < x < 0,3
  • erfüllt wird, wenn die dritte magnetische Schicht
  • RE (Fe1-xCox)
  • enthält.
  • (8) Die Dicke t3 der dritten magnetischen Schicht sollte zwischen 100 Angström und 800 Angström liegen. Die Dicke t3 der dritten magnetischen Schicht sollte nicht geringer als 100 Angström sein, um die Austauschwechselwirkung von der vierten magnetischen Schicht zu der zweiten magnetischen Schicht während des High-Schreibens ausreichend zu unterbrechen, um gutes Überschreiben zu gewährleisten. Dies ist die Dicke, mit welcher der Film nicht an isolierten Inseln oder als eine maschenartige Struktur sondern als eine kontinuierliche Schicht vorliegt. Wenn die Dicke der dritten magnetischen Schicht in der Ausführungsform 3, die später beschrieben werden wird, verändert wurde, wurde das Überschreiben bis zu 800 Angström aufrechterhalten. Wenn die Dicke 800 Angström überschreitet, kann Hw3 kleiner als Hc3 werden und die Initialisierung wird gestört.
  • (9) Bezüglich der vierten magnetischen Schicht Co/(Fe + Co) > 50 in %.
  • Es wurden Aufzeichnungsträger hergestellt, die dieselbe Konfiguration wie der Aufzeichnungsträger der Ausführungsform 1 besitzen mit Ausnahme der Zusammensetzung der vierten magnetischen Schicht. In Fig. 13 ist die Löschbarkeit mit sich verändernder Zusammensetzung der vierten magnetischen Schicht gezeigt. Wenn Co/(Fe+Co) kleiner als 50 in % beträgt, war die Löschbarkeit gering und ein Überschreiben nicht möglich. Der Co Gehalt sollte daher größer als 50 in % sein.
  • (10) Die Dicke der vierten magnetischen Schicht
  • Es wurden Aufzeichnungsträger hergestellt, die dieselbe Konfiguration wie der Aufzeichnungsträger der Ausführungsform 1 besitzen mit Ausnahme der Dicke der vierten magnetischen Schicht, wobei die Dicke der vierten magnetischen Schicht verändert wurde. Es wurde ein wiederholtes Überschreiben durchgeführt, wobei jeder Zyklus aus Überschreibsignalen mit einer Bitlänge von 0,76 µm über Signalen mit einer Bitlänge von 2 µm (und Schreibsignalen mit einer Bitlänge von 2,0 µm über die Signale mit einer Bitlänge von 0,76 µm) besteht. Die Ergebnisse sind in Fig. 14 gezeigt. Wenn die Zeit, über die das CN-Verhältnis um 3 dB von dem anfänglichen CN-Verhältnis fällt, als Lebensdauer definiert wird, ist in Fig. 14 zu erkennen, daß die Dicke der vierten magnetischen Schicht nicht geringer als 200 Angström sein soll, um die Lebensdauer von mehr als 10&sup5; wiederholten Überschreibzyklen zu erhalten. Um die Lebensdauer von mehr als 10&sup6; wiederholten Überschreibzyklen zu erhalten, sollte die Dicke der vierten magnetischen Schicht nicht geringer als 400 Angström sein.
  • (11) Seltenerdenmetalle der RE-TM-Legierungsfilme, die für die dritte magnetische Schicht und die vierte magnetische Schicht benutzt werden, sollten Tb enthalten.
  • Die dritte magnetische Schicht und die vierte magnetische Schicht sollten zwischen den Schichten eine große Austauschwechselwirkung besitzen, um die Initialisierung zu gewährleisten, um die Orientierung nach jedem Schreibbetrieb aneinander auszurichten. Die Austauschwechselwirkung Hw wird gegeben durch:
  • Hw = w/(2 Ms t),
  • wobei Ms die Sättigungsmagnetisierung darstellt,
  • t die Dicke darstellt, und
  • w die magnetische Wandenergie der Grenzfläche darstellt.
  • Die magnetische Wandenergie der Grenzfläche w und die senkrechte magnetische Anisotropie Ku stehen miteinander wie folgt in Beziehung:
  • w &alpha; [Ku].
  • Um eine größere Austauschwechselwirkung Hw zu erhalten, sollte ein Material verwendet werden, das eine größere senkrechte magnetische Anisotropie besitzt. RE-TM-Legierungsfilme, die Tb als Seltenerdenmetall der magnetischen Schicht verwenden, sind dafür bekannt, daß sie eine größere senkrechte magnetische Anisotropie besitzen. Um eine gute Überschreibcharakteristik zu erhalten, sollte die dritte magnetische Schicht und die vierte magnetische Schicht Tb enthalten. Für die dritte magnetische Schicht ist TbFeCo geeignet. Andererseits ist für die vierte magnetische Schicht TbCo geeignet. Dies gilt, da es für die vierte magnetische Schicht wichtig ist, daß die Orientierung der Untergittermagnetisierung bei jeder Temperatur innerhalb des Bereichs der Betriebstemperatur unverändert ist, und es ist zu diesem Zweck eine große senkrechte magnetische Anisotropie und eine hohe Curie-Temperatur notwendig. Es ist ebenfalls möglich, kleine Menge eines oder mehrerer von Eu, Gd, Dy und Ho hinzuzufügen.
  • Die japanische Patentanmeldung Kokai Veröffentlichung zeigt in ihrer Ausführungsform 2, daß TbFeCo mit einer Curie-Temperatur von 150º C für die dritte magnetische Schicht (untere initialisierende Schicht, die der vierten magnetischen Schicht der Erfindung entspricht) verwendet wird, deren Orientierung der Untergittermagnetisierung unverändert ist. Die Temperatur, bei der die Magnetisierung der zweiten magnetischen Schicht umgekehrt wird (die zweite Temperatur T2, die der Temperatur für High-Schreiben in der Beschreibung der Ausführungsform in dieser Beschreibung entspricht) wird zu 250º C genannt. Bei einer derartigen Temperatur befindet sich jedoch die dritte magnetische Schicht oberhalb ihrer Curie-Temperatur und daher wird ihre Magnetisierung aufgrund des Vormagnetisierungsfeldes umgekehrt.
  • Aus diesem Grund sollte die Curie-Temperatur hoch sein, um die Orientierung der Untergittermagnetisierung aufrechtzuerhalten. TbCo besitzt eine hohe Curie-Temperatur als auch eine hohe Anisotropie.
  • (12) Bedingung zur Erzielung des geringsten Bitdurchmessers von 500 Angström.
  • Es wurde die Beziehung zwischen Hc1 der ersten magnetischen Schicht und der Verschiebung Hw1 (im magnetischen Umkehrfeld aufgrund der Austauschwechselwirkung) und dem geringsten Bitdurchmesser untersucht. Hc1 und Hw1 der ersten magnetischen Schicht wurden durch die Hystereseschleifen aufgrund des Poler-Kerr- Effekts gemessen. Fig. 15 zeigt hiervon ein Beispiel. Der geringste Bitdurchmesser wurde durch Beobachtung des entmagnetisierten Zustandes durch Benutzung eines Polarisationsmikroskopes bestimmt. Die Ergebnisse wurden in Fig. 16 gezeigt. Damit der geringste Bitdurchmesser von 500 Angström vorhanden ist, ist es notwendig, daß:
  • Hc1 > 1 Kilo-Örsted und
  • Hw1 > 0,3 Kilo-Örsted.
  • (13) Die Beziehung zwischen der Curie-Temperatur der ersten magnetischen Schicht und dem CN-Verhältnis.
  • Es wurden Aufzeichnungsträger hergestellt, die dieselbe Konfiguration wie die Ausführungsform 1 besitzen mit Ausnahme der ersten magnetischen Schicht, wobei die Curie-Temperatur der ersten magnetischen Schicht verändert wurde, indem die Zusammensetzung verändert wurde. Die Beziehung zwischen der Curie- Temperatur der ersten magnetischen Schicht und dem CN-Verhältnis bei einer Bitlänge von 0,76 µm ist in Fig. 17 gezeigt. Um das CN-Verhältnis von nicht geringer als 42 dB zu erhalten, sollte die Curie-Temperatur der ersten magnetischen Schicht nicht niedriger als 150º C sein. Wenn das CN-Verhältnis nicht geringer als 42 dB ist, beträgt der Jitter 5 nsec oder weniger und die Fehler sind verringert.
  • Wenn eine oder mehrere der Bedingungen (1) bis (13) erfüllt sind, sind die Überschreibcharakteristika verbessert. Die Ausführungsformen 2 bis 9, die später beschrieben werden, erfüllen einige der obigen Bedingungen.
  • In der Ausführungsform 1 ist die Bedingung für die Initialisierung der zweiten magnetischen Schicht, die in der Beziehung (4) gezeigt, d.h.
  • Hw2 > Hc2
  • bei etwa Tc3 und nicht bei Zimmertemperatur erfüllt.
  • In einigen Ausführungsformen ist jedoch die Beziehtung (4) bei Zimmertemperatur erfüllt. Beispielsweise erfüllen die folgenden zwei Beispiele die Beziehung (4) bei Zimmertemperatur.
  • (a)
  • SiNx 650 Angström
  • Tb&sub2;&sub2;Fe&sub6;&sub9;Co&sub9; 800 Angström
  • Gd&sub8;Dy&sub1;&sub7;Fe&sub6;&sub0;Co&sub1;&sub5; 800 Angström
  • Tb&sub1;&sub6;Fe&sub8;&sub4; 200 Angström
  • Tb&sub3;&sub0;Co&sub7;&sub0; 400 Angström
  • SiNx 700 Angström
  • (b)
  • SiNx 650 Angström
  • Gd&sub1;&sub0;Tb&sub1;&sub2;Fe&sub6;&sub9;Co&sub9; 800 Angström
  • Gd&sub8;Dy&sub1;&sub7;Fe&sub6;&sub0;Co&sub1;&sub5; 1500 Angström
  • Tb&sub1;&sub6;Fe&sub8;&sub4; 200 Angström
  • Tb&sub3;&sub0;Co&sub7;&sub0; 400 Angström
  • SiNx 700 Angström.
  • Die Ergebnisse der Versuche sind unten gezeigt. Ausf.form Spitzenleistung (mW) Grundleistg. (mW) Vormagnetisier.feld (Örsted) CN-Verh. (dB)
  • Oben kann gesehen werden, daß verglichen mit der Ausführungsform 1 die CN-Verhältnissevon (a) und (b) niedriger sind und daß die Grenze des Vormagnetisierungsfeldes von (a) und (b) kleiner ist.
  • In dem Beispiel (a) ist die Dicke der zweiten magnetischen Schicht verringert (von 1500 Angström auf 800 Angström), so daß die Beziehung (4) bei Zimmertemperatur erfüllt ist. Aufgrund der verringerten Dicke der zweiten magnetischen Schicht ist jedoch der Übertragungsvorgang von der zweiten magnetischen Schicht auf die ersten magnetische Schicht instabil und das CN-Verhältnis ist daher verschlechtert und die Grenze des Vormagnetisierungsfeldes ist verringert.
  • In dem Beispiel (b) ist Cd der ersten magnetischen Schicht zugesetzt, um w12 zu verringern, so daß die Beziehung (4) bei Zimmertemperatur erfüllt ist, jedoch ist, aufgrund des Anstiegs der Curie-Temperatur der ersten magnetischen Schicht die Grundleistung vergrößert und die Trennung zwischen der Grundleistung und der Spitzenleistung ist nicht gut und dabei wird das CN-Verhältnis erniedrigt.
  • Wie klargestellt worden ist, wurde beobachtet, daß es nachteilige Effekte auf andere Vorgänge gibt, wenn der Träger so entworfen ist, daß er die Beziehung (4) bei Zimmertemperatur erfüllt, und die Aufzeichnungs- und Wiedergabecharakteristika sind verschlechtert.
  • Aus diesem Grunde wurden Versuche gemacht, um die Dicke der zweiten magnetischen Schicht zu bestimmen, bei der das CN-Verhältnis abfällt. Zusätzlich wurde die niedrigste Temperatur gemessen, bei der die Beziehung (4) erfüllt ist, für jede Dicke unter Verwendung eines schwingenden Probenmagnetometers. Die Ergebnisse sind in Fig. 18 gezeigt.
  • Aus diesen Daten kann gesehen werden, daß das CH-Verhältnis dort rasch abnimmt, wo die geringste Temperatur, bei der die Beziehung (4) erfüllt ist, 70º C beträgt. Man kann erkennen, daß das CN-Verhältnis gut ist, wenn die Temperatur, bei der die Beziehung (4) erfüllt ist, ein wenig oberhalb der Zimmertemperatur liegt, d.h. etwa 70º C oder höher.
    • Ausführungsform 2
  • Ein Aufzeichnungsträger dieser Ausführungsform besitzt folgende Konfiguration:
  • Dielektrische Schicht: SiNx 650 Angström
  • Erste magnetische Schicht: Tb&sub2;&sub2;Fe&sub6;&sub9;Co&sub9; 800 Angström
  • Zweite magnetische Schicht: Gd&sub1;&sub2;Dy&sub1;&sub3;Fe&sub6;&sub0;Co&sub1;&sub5; 1200 Angström
  • Dritte magnetische Schicht: Tb&sub1;&sub6;Fe&sub8;&sub4; 200 Angström
  • Vierte magnetische Schicht: Tb&sub3;&sub0;Co&sub7;&sub0; 400 Angström
  • Schutzschicht: SiNx 700 Angström
  • Diese Schichten werden auf einem Glassubstrat durch Sputtern oder ähnliches gebildet. Die magnetischen Schichten, die nebeneinanderliegen, sind austauschwechselwirkungsgekoppelt.
  • Fig. 19 zeigt die Magnetisierungskurve bei Zimmertemperatur. Für die zwei Magnetisierungskurven, die sich nur auf die zweite magnetische Schicht beziehen, findet der Übergang von dem Zustand "1'" zu dem Zustand "1" statt, wenn die zwei magnetischen Umkehrfelder der c-Schleife auf derselben Seite der Null sich be finden. Man kann sehen, daß die Kurve sich nicht beide Seiten der Null erstreckt und daß der Übergang von dem Zustand "1'" zu dem Zustand "1" stattfinden kann.
  • Die magnetische Charakteristik der vorliegenden Ausführungsform ist folgendermaßen:
  • Tc4 > Tc2 > Tc1 > Tc3 > Zimmertemperatur ... (1).
  • Für die erste magnetische Schicht:
  • Hw1 < Hc1 bei etwa Zimmertemperatur ... (2)
  • Hw1 > Hc1 bei etwa Tc1 ... (3)
  • Für die zweite magnetische Schicht:
  • Hw2 > Hc2 bei etwa Zimmertemperatur ... (4)
  • Für die dritte magnetische Schicht:
  • Hw3 > Hc3 unterhalb Tc3 ... (5)
  • Für die vierte magnetische Schicht:
  • Hw4 < Hc4 innerhalb des Betriebstemperaturbereichs ...(6).
  • Die Beziehung (2) zeigt an, daß die Magnetisierung der ersten magnetischen Schicht durch die Umkehr der Magnetisierung der zweiten magnetischen Schicht nicht umgekehrt wird und die Beziehungen (4) bis (6) zeigen an, daß die Magnetisierungen der zweiten magnetischen Schicht, der dritten magnetischen Schicht und der vierten magnetischen Schicht nach der Aufzeichnung sämtlich abwärts zeigen.
  • Es wurde ein magneto-optischer Aufzeichnungsträger mit einem Substrat, das Rillen mit 1,6 µm Abstand und eine dielektrische Schicht, magnetische Schichten und eine Schutzschicht auf diesem besitzt, untersucht, indem Signale mit einer Bitlänge von 0,76 µm über Signale mit einer Bitlänge von 2 p,m bei einer linearen Geschwindigkeit von 11 m/sec, einem angelegten magnetischen Feld von 350 Örsted und der Laserstrahlleistung von 15 mW für die Spitzenleistung von 6 mW für die Grundleistung geschrieben wurden. Im Ergebnis wurden keine nichtausgelöschten Signale beobachtet und das CN-Verhältnis von 46 dB wurde erhalten.
    • Ausführungsformen 3 bis 9
  • Die Ausführungsformen 3 bis 9 werden in Tabelle 2 und Tabelle 3 gezeigt.
  • Magnetische Träger dieser Ausführungsformen wurden auf dieselbe Weise wie unter Bezug auf die Ausführungsform 1 beschrieben gebildet. Tabelle 3 zeigt die Aufzeichnungs- und Wiedergabecharakteristik, wenn Signale mit einer Bitlänge von 0,76 µm über Signale mit einer Bitlänge von 2 µm bei einer linearen Geschwindigkeit von 11 m/sec geschrieben wurden, wobei die Anzahl der Substratstücken auf dem Target und die Sputterzeit verändert wurde. Es wurden keine nicht ausgelöschten Signale beobachtet und das direkte Überschreiben wurde bestätigt. TABELLE 2 No. Schicht TABELLE 3 Nr. Spitzenleistung (mW) Grundleistung (mW) Vormagnetisier.feld (Örsted) CN-Verhältnis (dB)
  • Jede der magnetischen Schichten kann aus Mehrschichtfilm gebildet werden. Vor der Bildung der ersten magnetischen Schicht kann eine zusätzliche magnetische Schicht gebildet werden, die größere magneto-optische Effekte zeigt. Wenn
  • Dielektrische Schicht: SoMx 650 Angström
  • Wiedergabeschicht: Tb&sub1;&sub5;Fe&sub7;&sub0;Co&sub1;&sub5; 100 Angström
  • Erste magnetische Schicht: Tb&sub2;&sub2;Fe&sub6;&sub9;Co&sub9; 800 Angström
  • Zweite magnetische Schicht: Gd&sub8;Dy&sub1;&sub7;Fe&sub6;&sub0;Co&sub1;&sub5; 1500 Angström
  • Dritte magnetische Schicht: Tb&sub1;&sub6;Fe&sub8;&sub4; 200 Angström
  • Vierte magnetische Schicht: Tb&sub3;&sub0;Co&sub7;&sub0; 400 Angström
  • Schutzschicht: SiNx 700 Angström durch Sputtern auf einem Glassubstrat gebildet wurden, wurde eine Verbesserung des CN-Verhältnisses um 1 dB beobachtet.
  • Es ist ebenfalls möglich, eine magnetische Schicht, eine dielektrische Schicht, eine Oxidschicht oder ähnliches zwischen den magnetischen Schichten zu bilden, um die Austauschwechselwirkung zu kontrollieren. Jede magnetische Schicht kann aus einem ferrimagnetischen Material, wie beispielsweise GdFe, GdTbFeCo, TbDyFeCo, NdDyFeCo, DyCo, TbHoFeCo und DyHoCo gebildet werden.
  • Der Aufzeichnungsträger in den obigen Ausführungsformen ist einseitig, d.h. er besteht aus einer einzelnen Aufzeichnungsplatte, die die erste bis vierte magnetische Schicht umfaßt, mit oder ohne daß die oben beschriebenen Kontrollschichten dazwischenliegen. Der Aufzeichnungsträger kann jedoch alternativ auch zweiseitig sein, d.h. er kann zwei Aufzeichnungsplatten umfassen, die jede die erste bis vierte magnetische Schicht umfaßt, mit oder ohne die oben beschriebenen Kontrollschichten, wobei die zwei Aufzeichnungsplatten durch Epoydharz, thermoplastisches Harz, aushärtbarem Harz oder ähnlichem zusammengefügt sind. Der Aufzeichnungsträger kann auch eine andere als Diskform besitzen, möglicherweise in der Form einer rechteckigen Karte.
    • Ausführungsform 10
  • Fig. 20 zeigt die Konfiguration eines magneto-optischen Aufzeichnungsgerätes. In der Figur bezeichnet die Bezugsnummer 10 einen magneto-optischen Aufzeich nungsträger, 20 bezeichnet ein Gerät zur Erzeugung eines Vormagnetisierungsfeldes, 30 bezeichnet einen Halbleiterlaser, 40 bezeichnet einen polarisierenden Strahlteiler und 50 bezeichnet ein wiedergebendes Gerät. Der Halbleiterlaser ist so entworfen, daß sein Ausgangslaserstrahl während der Aufzeichnung zwischen zwei Niveaus moduliert werden kann, die höher als das Niveau des Laserstrahls während der Wiedergabe sind. Das Gerät zur Erzeugung des Vormagnetisierungsfeldes ist ein Permanentmagnet, der ein magnetisches Feld von 350 Örsted an der Oberfläche des magneto-optischen Aufzeichnungsträger anlegt. Alternativ kann ein Elektromagnet angewandt werden. Es wurde der magneto- optische Aufzeichnungsträger der Ausführungsform 1 benutzt und es wurden die Signale mit der Bitlänge von 0,76 µm über die Signale mit der Bitlänge von 2,0 µm bei einer linearen Geschwindigkeit von 11 m/sec geschrieben, wobei das angelegte magnetische Feld 350 Örsted betrug und wobei der Laserstrahl zwischen einer Spitzenleistung von 15 mW und der Grundleistung von 6 mW moduliert wurde. Es wurde keine nichtgelöschten Signale beobachtet und es wurde das CN-Verhältnis von 46 dB erhalten.
    • Ausführungsform 11
  • Fig. 21 zeigt die Konfiguration eines magneto-optischen Aufzeichnungsgerätes. In der Figur bezeichnet die Bezugsnummer 10 einen magneto-optischen Aufzeichnungsträger, 20 bezeichnet ein Gerät zur Erzeugung eines Vormagnetisierungsfeldes, 30 bezeichnet einen Halbleiterlaser, 40 bezeichnet einen polarisierenden Strahlteiler und 50 bezeichnet ein Wiedergabegerät. Der Halbleiterlaser ist entworfen, daß sein Ausgangslaserstrahlt freguenzmoduliert ist. D.h., der Ausgangslaserstrahl besteht aus einer Serie von Pulsen, deren Frequenz viel höher ist als die maximale Frequenz der aufgezeichneten Signale (Signalbits). Die Frequenz der Pulse wird abhängig davon verändert, ob High-Schreiben oder Low-Schreiben durchgeführt werden soll. Für High-Schreiben beträgt beispielsweise die Frequenz der Pulsek 20mal die maximale Frequenz des aufgezeichneten Signals und für Low-Schreiben beträgt die Frequenz der Signale 10mal die maximale Frequenz der aufgezeichneten Signale. Die Pulsbreite wird unverändert gehalten. Wenn der magneto-optische Aufzeichnungsträger der Ausführungsform 1 benutzt wird, und die Signale mit der Bitbreite von 0,76 µm über die Signale mit der Bitlänge von 2,0 µm bei einer linearen Geschwindigkeit von 11 m/sec mit dem angelegten Magnetfeld von 350 Örsted überschrieben werden, und wobei der Laserstrahl bei 15 mW als Spitzenleistung moduliert wurde, wurde eine Aufzeichnung erzielt, wobei keine ungelöschten Signale beobachtet wurden.
    • Ausführungsform 12
  • Fig. 22 zeigt Konfiguration eines magneto-optischen Aufzeichnungsgerätes. In der Figur bezeichnet die Bezugsnummer 10 einen magneto-optischen Aufzeichnungsträger, 20 bezeichnet ein Gerät zur Erzeugung eines Vormagnetisierungsfeldes, 301 und 302 bezeichnen Halbleiterlaser, 40 bezeichnet einen polarisierenden Strahlteiler, 50 bezeichnet ein Wiedergabege rät, 60 bezeichnet einen Strahlteiler.
  • Die Halbleiterlaser 301 und 302 besitzen eine Wellenlänge von 830 nm und eine maximale kontinuierliche Ausgangsemission von 16 mW und ihre Ausgangsstrahlen sind auf dicht beieinanderliegenden Stellen fokussiert. Ein Laser emittiert ständig eine Laserausgangsleistung, die dem Low-Schreiben entspricht, während der andere Laser eine Laserausgangsleistung emittiert, die notwendig ist, um die Temperatur für das High-Schreiben nur dann zu erreichen, wenn die Information "1" geschrieben werden soll. Wenn der magneto-optische Aufzeichnungsträger der Ausführungsform 1 benutzt wurde, betrug die maximale Laserausgangsleistung 10 mW, verringert um 3 mW und es wurde Überschreiben erzielt.
    • Ausführungsform 13
  • Fig. 23 zeigt die Konfiguration eines magneto-optischen Aufzeichnungsgerätes. In der Figur bezeichnet die Bezugsziffer 10 einen magneto-optischen Aufzeichnungsträger, 20 bezeichnet ein Gerät zur Erzeugung eines Vormagnetisierungsfeldes, 301 und 302 bezeichnen Halbleiterlaser, 40 bezeichnet einen polarisierenden Strahlteiler, 50 bezeichnet ein Wiedergabegerät und 60 bezeichnet einen Strahlteiler. Der Halbleiterlaser 301 dient der Aufzeichnung einer Wellenlänge von 830 nm und mit einer maximalen kontinuierlichen Emissionsausgangsleistung von 20 mW. Der Halbleiterlaser 302 dient der Wiedergabe mit einer Wellenlänge von 780 nm und mit einer maximalen kontinuierlichen Emissionsausgangsleistung von 4 mW. Es kann dem Laserfleck des Lasers 30 folgen und zur gleichen Zeit wie das Überschreiben eine Nachprüfung durchführen. Die Datenübertragungsrate während der Aufzeichnung ist etwa dieselbe wie die Datenübertragungsrate während der Wiedergabe.
    • Ausführungsform 14
  • Fig. 24 zeigt die Konfiguration eines magneto-optischen Aufzeichnungsgerätes. In der Figur bezeichnet die Bezugsziffer 10 einen magneto-optischen Aufzeichnungsträger, 20 bezeichnet ein Gerät zur Erzeugung eines Vormagnetisierungsfeldes, 301 und 302 bezeichnen Halbleiterlaser mit derselben Wellenlänge von 830 nm und mit der maximalen kontinuierlichen Emissionsausgangsleistung von 20 mW, 40 bezeichnet einen polarisierenden Strahlteiler, 50 bezeichnet ein Wiedergabegerät und 60 bezeichnet einen Strahlteiler. Die Laserstrahlen sind auf nebeneinanderliegende Spuren auf einem magneto-optischen Aufzeichnungsträger fokussiert und es kann gleichzeitige Aufzeichnung durchgeführt werden.
  • In jeder der Ausführungsformen wurde der magneto-optische Aufzeichnungsträger bewegt. Alternativ kann jedoch der Laser die Form einer Reihe oder einer Matrix besitzen und die Aufzeichnung und Wiedergabe kann durchgeführt werden, ohne daß der magneto-optische Aufzeichnungsträger bewegt wird.
  • Es ist ebenfalls möglich, ein optisches Element in den Weg des Laserstrahis zu setzen, wie zum Beispiel eine Flüssigkristallplatte, deren Transmission sich im Raum ändert.
  • Wie gemäß der Erfindung beschrieben wurde, wurde der Initialisierungsmagnet entfernt, so daß die Größe und das Gewicht des Gerätes verringert sind. Obendrein ist es nun möglich, daß Überschreiben durch Laserstrahlmodulation durchzuführen.

Claims (13)

1. Magneto-optischer Aufzeichnungsträger, enthaltend eine erste magnetische Schicht, die eine rechtwinklige magnetische Anisotropie besitzt, eine zweite magnetische Schicht, die sich auf der genannten ersten magnetischen Schicht befindet und mit der genannten ersten magnetischen Schicht über Austauschkräfte wechselwirkt, wobei die genannte zweite magnetische Schicht ein Grundfilm aus einem Seltenerdenmetall-Untergitter ist, eine dritte magnetische Schicht, die sich auf der genannten zweiten magnetischen Schicht befindet und mit der genannten zweiten magnetischen Schicht über Austauschkräfte wechselwirkt, und eine vierte magnetische Schicht, die sich auf der genannten dritten magnetischen Schicht befindet und mit der genannten dritten magnetischen Schicht über Austauschkräfte wechselwirkt, wobei die folgenden Beziehungen bestehen:
i) die Curie-Temperatur der genannten zweiten magnetischen Schicht (TC2) ist höher als die Curie-Temperatur der genannten ersten magnetischen Schicht (TC1);
ii) die Curie-Temperatur der genannten zweiten magnetischen Schicht (TC2) ist höher als die Curie-Temperatur der genannten dritten magnetischen Schicht (TC3);
iii) die Curie-Temperatur der genannten vierten magnetischen Schicht (TC4) ist höher als die Curie-Temperatur der genannten dritten magnetischen Schicht (TC3);
iv) die Magnetisierung der genannten ersten magnetischen Schicht wird durch die Umkehr der Magnetisierung der genannten zweiten magnetischen Schicht bei Zimmertemperatur nicht umgekehrt; und
v) die Richtungen der Untergittermagnetisierung der genannten zweiten magnetischen Schicht, der genannten dritten magnetischen Schicht und der genannten vierten magnetischen Schicht sind nach einer Aufzeichnung bei Zimmertemperatur parallel zu einander; dadurch charakterisiert, daß
vi) die Curie-Temperatur der genannten vierten magnetischen Schicht (TC4) höher ist als die Curie-Temperatur der genannten ersten magnetischen Schicht (TC1),
vii) die Curie-Temperatur der genannten vierten magnetischen Schicht (TC4) höher ist als die Curie-Temperatur der genannten zweiten magnetischen Schicht (TC2),
viii) es eine Temperatur zwischen der Zimmertemperatur und der niedrigeren der Curie-Temperatur der genannten ersten magnetischen Schicht und der Curie-Temperatur der genannten dritten magnetischen Schicht (TC3) gibt, bei welcher die Beziehungen
Hc2 < Hw2 bei etwa TC3 oder geringer; oder
Hw3 > Hc3 bei etwa TC3 oder geringer und bei oder oberhalb von Zimmertemperatur erfüllt sind, und
ix) die dritte magnetische Schicht eine senkrechte magnetische Anisotropie besitzt,
wobei Hc2 die Koerzitivkraft der genannten zweiten magnetischen Schicht ist, die erhalten wird, wenn die genannten vier Schichten übereinander gestapelt werden und die Magnetisierungen der Untergitter der genannten ersten magnetischen Schicht und der genannten dritten magnetischen Schicht nicht parallel sind, und
Hw2 die Austausch-Wechselwirkung ist, die die genannte zweite magnetische Schicht von der genannten ersten magnetischen Schicht und der genannten dritten magnetischen Schicht erfährt, wenn die genannten vier Schichten übereinander gestapelt werden und die Magnetisierungen der Untergitter der genannten ersten magnetischen Schicht und der genannten dritten magnetischen Schicht nicht parallel sind.
2. Aufzeichnungsträger nach Anspruch 1, wobei die Dicke der genannten ersten magnetischen Schicht nicht geringer als 200 Angström und nicht größer als 1200 Angström ist.
3. Aufzeichnungsträger nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Dicke der genannten zweiten magnetischen Schicht größer als die Dicke der genannten ersten magnetischen Schicht ist.
4. Aufzeichnungsträger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die genannte zweite magnetische Schicht Eisen und Kobalt enthält und das Verhältnis von Kobalt zu der Summe aus Eisen und Kobalt kleiner als 0,5 ist.
5. Aufzeichnungsträger nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die vierte magnetische Schicht Eisen und Kobalt enthält und das Verhältnis von Kobalt zu der Summe aus Eisen und Kobalt größer als 0,5 ist.
6. Aufzeichnungsträger nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die genannte zweite magnetische Schicht ein amorpher, magnetischer Film aus einem Übergangsmetall und einem Seltenerden-Metall ist, der Gadolinium (Gd) und Dysprosium (Dy) enthält.
7. Aufzeichnungsträger nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die genannte dritte magnetische Schicht ein Untergitter-Grundfilm aus einem Übergangsmetall ist.
8. Aufzeichnungsträger nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die genannte dritte magnetische Schicht ein amorpher magnetischer Film ist, der aus einem Seltenerden-Metall und einem Übergangsmetall besteht, wobei das Übergangsmetall eine Zusammensetzung aus Fe1-xCox mit 0 &le; x &le; 0,3 besitzt.
9. Aufzeichnungsträger nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die genannte dritte magnetische Schicht eine Dicke besitzt, die größer als 100 Angström und geringer als 800 Angström ist.
10. Aufzeichnungsträger nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die dritte magnetische Schicht und die genannte vierte magnetische Schicht Terbium (Tb) enthalten.
11. Magneto-optisches Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät zur Aufzeichnung von Informationen in einer Aufzeichnungsschicht eines magneto-optischen Aufzeichnungsträgers in der Form eines Bits mit einer Aufwärtsmagnetisierung und eines Bits mit einer Abwärtsmagnetisierung, das den magneto- optischen Aufzeichnungsträger nach einem der Ansprüche 1 bis 10 umfaßt und weiterhin umfaßt:
eine Vorrichtung, um einen Laserstrahl auf den Träger zu strahlen,
eine Vorrichtung, um den genannten magneto- optischen Aufzeichnungsträger in Übereinstimmung mit der aufzuzeichnenden Binärinformation auf zwei oder mehr Werte zu erwärmen, und
eine Vorrichtung, um ein magnetisches Aufzeichnungsfeld an denjenigen Teil des Trägers anzulegen, auf den der genannte Strahl gestrahlt wird.
12. Gerät nach Anspruch 11, wobei in der Nähe des aufzeichnenden Laserstrahls ein wiedergebender Laserstrahl zur Verfügung gestellt wird.
13. Gerät nach Anspruch 12, wobei der aufzeichnende Laserstrahl und der wiedergebende Laserstrahl unterschiedliche Wellenlängen besitzen.
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