JP2000207791A - Magnetic storage medium - Google Patents

Magnetic storage medium

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JP2000207791A
JP2000207791A JP11004406A JP440699A JP2000207791A JP 2000207791 A JP2000207791 A JP 2000207791A JP 11004406 A JP11004406 A JP 11004406A JP 440699 A JP440699 A JP 440699A JP 2000207791 A JP2000207791 A JP 2000207791A
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JP
Japan
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magnetic
layer
domain wall
magnetic layer
recording
Prior art date
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Application number
JP11004406A
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Japanese (ja)
Inventor
Tsutomu Shiratori
力 白鳥
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a magnetic storage medium that can improve the quality of a reproduction signal, especially, jitter characteristics, in a reproduction method that can reproduce a high-density recording signal exceeding an optical diffraction limit by detecting a magnetic domain wall movement. SOLUTION: First and second magnetic layers 11 and 12 consist of a magnetic film with relatively smaller magnetic domain wall coercive force than third and forth magnetic layers 13 and 14, the second and third magnetic layers 12 and 13 consist of a magnetic film where Curie temperature is higher than room temperature and is lower that of the first and fourth magnetic layers 11 and 14, the difference in the Curie temperature between the second and third magnetic layers 12 and 13 should be within 10 deg.C, and the film thickness of the second magnetic layer 12 is 1-20 nm.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、磁性材料の磁化の
配列状態により情報の記録を行う磁性記録媒体に関する
ものである。特に光ビームにより情報の再生を行う光磁
気記録方式等において、記録密度の向上を可能とする記
録媒体に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetic recording medium for recording information according to the arrangement of magnetization of a magnetic material. In particular, the present invention relates to a recording medium capable of improving the recording density in a magneto-optical recording system in which information is reproduced by a light beam.

【0002】[0002]

【従来の技術】書き換え可能な記録媒体として、各種の
磁性記録媒体が実用化されている。特に、半導体レーザ
ーの熱エネルギーを用いて磁性薄膜に磁区を書き込んで
情報を記録し、磁気光学効果を用いてこの情報を読み出
す光磁気記録媒体は、高密度記録が可能な大容量可換媒
体として期待されている。近年、動画像のデジタル化の
動きとあいまって、これらの磁性記録媒体の記録密度を
高めてさらに大容量の記録媒体とする要求が高まってい
る。
2. Description of the Related Art Various magnetic recording media have been put into practical use as rewritable recording media. In particular, a magneto-optical recording medium, in which magnetic domains are written on a magnetic thin film using the heat energy of a semiconductor laser to record information, and this information is read out using a magneto-optical effect, is a large-capacity interchangeable medium capable of high-density recording. Expected. In recent years, along with the trend of digitizing moving images, there has been an increasing demand for increasing the recording density of these magnetic recording media to produce larger-capacity recording media.

【0003】一般に、光記録媒体の線記録密度は、再生
光学系のレーザ波長及び対物レンズの開口数NAに大き
く依存する。すなわち、再生光学系のレーザ波長λと対
物レンズの開口数NAが決まるとビームウェストの径が
決まるため、信号再生可能な記録ピットの空間周波数は
2NA/λ程度が限界となってしまう。したがって、従
来の光ディスクで高密度化を実現するためのには、再生
光学系のレーザ波長を短くするか対物レンズの開口数を
大きくする必要がある。しかしながら、レーザ波長を短
くするのは素子の効率、発熱等の問題で容易ではなく、
また対物レンズの開口数を大きくすると、焦点深度が浅
くなる等して機械的精度に対する要求が厳しくなるとい
う問題が生じる。
Generally, the linear recording density of an optical recording medium greatly depends on the laser wavelength of a reproducing optical system and the numerical aperture NA of an objective lens. That is, when the laser wavelength λ of the reproducing optical system and the numerical aperture NA of the objective lens are determined, the beam waist diameter is determined, so that the spatial frequency of a recording pit from which a signal can be reproduced is limited to about 2 NA / λ. Therefore, in order to realize a higher density in a conventional optical disk, it is necessary to shorten the laser wavelength of the reproducing optical system or increase the numerical aperture of the objective lens. However, it is not easy to shorten the laser wavelength due to problems such as device efficiency and heat generation.
In addition, when the numerical aperture of the objective lens is increased, there arises a problem that the demand for mechanical accuracy becomes severe, for example, the depth of focus becomes shallow.

【0004】このため、レーザ波長や対物レンズの開口
数を変えずに、記録媒体の構成や再生方法を工夫して記
録密度を改善する、いわゆる超解像技術が種々開発され
ている。
For this reason, various so-called super-resolution techniques have been developed for improving the recording density by devising the structure of the recording medium and the reproducing method without changing the laser wavelength or the numerical aperture of the objective lens.

【0005】例えば、特開平3−93058号において
は、磁気的に結合される再生層と記録保持層とを有して
なる多層膜の、記録保持層に信号記録を行うとともに、
再生層の磁化の向きを揃えた後、レーザー光を照射して
加熱し、再生層の昇温領域に、記録保持層に記録された
信号を転写しながら読み取る信号再生方法が提案されて
いる。この方法によれば、再生用のレザーのスポット径
に対して、このレーザーによって加熱されて転写温度に
達し信号が検出される領域は、より小さな領域に限定で
きるため、再生時の符号間干渉を減少させ、2NA/λ
以上の空間周波数の信号を再生することが可能となる。
For example, in JP-A-3-93058, signal recording is performed on a recording holding layer of a multilayer film having a reproducing layer and a recording holding layer that are magnetically coupled.
A signal reproducing method has been proposed in which the magnetization direction of the reproducing layer is aligned, heated by irradiating a laser beam, and the signal recorded on the recording holding layer is read while being transferred to a temperature rising region of the reproducing layer. According to this method, the area where the laser is heated by the laser to reach the transfer temperature and the signal is detected can be limited to a smaller area with respect to the spot diameter of the laser for reproduction, so that the interference between codes during reproduction can be reduced. 2NA / λ
It is possible to reproduce signals of the above spatial frequencies.

【0006】しかしながら、この再生方法は、再生用の
レーザーのスポット径に対して、有効に使用される信号
検出領域が小さくなるため、再生信号振幅が低下し、十
分な再生出力が得られないという欠点を有している。こ
のため有効信号検出領域をスポット径に対してあまり小
さくすることはできず、結局は光学系の回折限界で決ま
る記録密度に対して、大幅な高密度化を達成することは
できない。
However, according to this reproducing method, the signal detection area to be used effectively becomes smaller with respect to the spot diameter of the reproducing laser, so that the amplitude of the reproduced signal is reduced and a sufficient reproduced output cannot be obtained. Has disadvantages. For this reason, the effective signal detection area cannot be made too small with respect to the spot diameter, and eventually, it is not possible to achieve a large increase in the recording density determined by the diffraction limit of the optical system.

【0007】かかる問題点に鑑みて、本発明者は既に特
開平6−290496号において、記録マークの境界部
に存在する磁壁を温度勾配によって高温側に移動させ、
この磁壁移動を検出することにより、再生信号振幅を低
下させることなく、光学系の分解能を超えた記録密度の
信号を再生することが可能な磁性記録媒体及び再生方法
を提案している。
In view of such a problem, the present inventor has already disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 6-290496 that a domain wall existing at a boundary portion of a recording mark is moved to a high temperature side by a temperature gradient.
A magnetic recording medium and a reproducing method capable of reproducing a signal having a recording density exceeding the resolution of the optical system by detecting the domain wall movement without reducing the reproduction signal amplitude have been proposed.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】特開平6−29049
6号記載の内容について以下に簡単に説明し、本発明で
解決しようとしている問題点を述べる。
SUMMARY OF THE INVENTION Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-29049
The contents described in No. 6 will be briefly described below, and the problems to be solved by the present invention will be described.

【0009】記録媒体は、磁壁抗磁力の小さな第1磁性
層と、キュリー温度の低い第2磁性層と、磁壁抗磁力の
大きな第3磁性層からなる。文献J. Magn. Soc. Jpn.,
22,suppl. No. S2, pp. 47-50 (1998) にあるように、
第1磁性層は再生時に磁壁移動が起こる移動層(displac
ement layer)として機能し、第2磁性層は磁壁移動の開
始位置を制御する遮断層(switching layer) として機能
し、第3磁性層は情報を保持するメモリ層(memory lay
er) として機能する。
The recording medium comprises a first magnetic layer having a small domain wall coercive force, a second magnetic layer having a low Curie temperature, and a third magnetic layer having a large domain wall coercive force. Reference J. Magn. Soc. Jpn.,
22, suppl. No. S2, pp. 47-50 (1998)
The first magnetic layer is a moving layer (displac
ement layer), the second magnetic layer functions as a switching layer that controls the start position of domain wall movement, and the third magnetic layer functions as a memory layer that holds information.
er).

【0010】磁性膜面上に温度分布を形成すると、これ
に伴って磁壁エネルギー密度の分布が形成され、磁壁を
エネルギーの低い高温側へ移動させようとする磁壁駆動
力が発生する。
When a temperature distribution is formed on the surface of the magnetic film, a distribution of the domain wall energy density is formed along with the temperature distribution, and a domain wall driving force for moving the domain wall to a high temperature side having low energy is generated.

【0011】遮断層のキュリー温度以下の温度の場所で
は、各磁性層は互いに交換結合しているため、前述の磁
壁駆動力が作用しても、メモリ層の大きな磁壁抗磁力に
妨げられて磁壁移動は起こらない。
In a place where the temperature is lower than the Curie temperature of the blocking layer, the respective magnetic layers are exchange-coupled to each other. Therefore, even if the above-mentioned domain wall driving force acts, the domain wall is hindered by the large domain wall coercive force of the memory layer. No movement occurs.

【0012】ところが、遮断層のキュリー温度近傍の温
度Tsになる位置では交換結合力が弱まるため、磁壁抗
磁力の小さな移動層中の磁壁だけが単独で高温側に磁壁
移動する。
However, since the exchange coupling force is weakened at a temperature Ts near the Curie temperature of the blocking layer, only the domain wall in the moving layer having a small domain wall coercive force moves independently to the high temperature side.

【0013】この磁壁移動は、媒体を温度分布に対して
相対的に移動させると、磁壁の空間的間隔に対応した時
間間隔で発生することになる。したがって、磁壁移動の
発生を検出することで、光学系の分解能とは無関係に信
号を再生することが可能になる。
When the medium is moved relatively to the temperature distribution, the domain wall movement occurs at a time interval corresponding to the spatial interval of the domain wall. Therefore, by detecting the occurrence of the domain wall motion, it becomes possible to reproduce a signal regardless of the resolution of the optical system.

【0014】さてここで、磁壁の移動開始温度Tsは、
磁壁の移動を妨げる摩擦力が、磁壁駆動力よりも小さく
なる閾値温度として決まる。
Here, the domain wall moving start temperature Ts is
The frictional force that hinders the movement of the domain wall is determined as a threshold temperature at which the frictional force becomes smaller than the domain wall driving force.

【0015】この閾値温度Tsの前後で、両者の大小関
係ができるだけ急激に逆転するようにした方が、磁壁移
動開始位置が揺らがず、ジッターが抑制できる。このた
め、遮断層はできるだけ異方性が大きく磁壁エネルギー
密度が大きな材料で構成して、遮断層のキュリー温度に
向かって移動層とメモリ層との間の交換結合力が急激に
低下するようにした方がよい。
If the magnitude relationship between the two is reversed as rapidly as possible before and after the threshold temperature Ts, the domain wall movement start position does not fluctuate and jitter can be suppressed. For this reason, the blocking layer is made of a material having as large anisotropy as possible and a large domain wall energy density so that the exchange coupling force between the moving layer and the memory layer rapidly decreases toward the Curie temperature of the blocking layer. It is better to do.

【0016】ところが、遮断層のキュリー温度以上にな
っても、移動層と遮断層の界面で、遮断層側の磁性原子
は、移動層からの大きな分子磁界を受けるために、界面
付近の遮断層にはスピンのオーダリングが生じる。遮断
層は本質的に異方性の大きな材料で構成されているた
め、分子磁界の影響でスピンのオーダリングが生じる
と、異方性はかなり大きくなり、大きな磁壁抗磁力が誘
起される。
However, even when the temperature exceeds the Curie temperature of the barrier layer, the magnetic atoms on the barrier layer side receive a large molecular magnetic field from the barrier layer at the interface between the barrier layer and the barrier layer. Causes spin ordering. Since the blocking layer is essentially made of a material having a large anisotropy, if spin ordering occurs under the influence of a molecular magnetic field, the anisotropy becomes considerably large, and a large domain wall coercive force is induced.

【0017】原子の拡散も考慮すると、界面付近の遮断
層の異方性はさらに大きくなると考えられる。
Considering the diffusion of atoms, it is considered that the anisotropy of the blocking layer near the interface is further increased.

【0018】このため、メモリ層との交換結合力が急激
に低下しても、この界面付近の遮断層の磁壁抗磁力が残
り、磁壁の移動を妨げる摩擦力は急激に低下せず、磁壁
移動開始位置が揺らいで、ジッターが大きくなってしま
うのである。以上が先願発明の抱える問題点である。
Therefore, even if the exchange coupling force with the memory layer suddenly decreases, the domain wall coercive force of the blocking layer near this interface remains, and the frictional force that hinders the movement of the domain wall does not decrease sharply. The start position fluctuates, and the jitter increases. These are the problems of the prior invention.

【0019】本発明は、上記先願発明の問題点を解決す
るためになされたものであり、磁壁の移動開始温度Ts
の前後で、磁壁の移動を妨げる摩擦力と磁壁駆動力との
大小関係が急激に逆転し、磁壁移動開始位置が揺らが
ず、ジッターの抑制された信号再生を行うことが可能な
磁性記録媒体を提供することを目的とする。
The present invention has been made in order to solve the problems of the above-mentioned prior application, and has been described in detail.
Before and after, the magnitude relationship between the frictional force that hinders the movement of the domain wall and the domain wall driving force reverses sharply, the magnetic domain wall movement start position does not fluctuate, and a magnetic recording medium that can perform signal reproduction with suppressed jitter is used. The purpose is to provide.

【0020】[0020]

【課題を解決するための手段】上記目的は下記の磁性記
録媒体によって達成される。
The above object is achieved by the following magnetic recording medium.

【0021】少なくとも、第1、第2、第3、及び第4
の磁性層が室温において交換結合して順次積層されてお
り、室温において、該第1及び第2磁性層は、第3及び
第4磁性層に比べて相対的に磁壁抗磁力が小さな磁性膜
からなり、該第2及び第3磁性層は、キュリー温度が室
温よりも高く該第1及び第4磁性層キュリー温度よりも
低い磁性膜からなり、該第2磁性層と該第3磁性層との
キュリー温度の差が10℃以内であり、該第2磁性層の
膜厚が1nm以上20nm以下であることを特徴とする
磁性記録媒体である。
At least the first, second, third, and fourth
At room temperature, the first and second magnetic layers are formed from a magnetic film having a relatively small domain wall coercive force as compared with the third and fourth magnetic layers at room temperature. Wherein the second and third magnetic layers are magnetic films having a Curie temperature higher than room temperature and lower than the Curie temperature of the first and fourth magnetic layers, and the second magnetic layer and the third magnetic layer A magnetic recording medium, wherein the difference in Curie temperature is within 10 ° C. and the thickness of the second magnetic layer is 1 nm or more and 20 nm or less.

【0022】また、上記の磁性記録媒体において、該第
1磁性層は、膜厚方向に段階的もしくは連続的に、第2
磁性層に近づくほどキュリー温度が低くなるような構造
を有していることを特徴とする磁性記録媒体である。
In the above-mentioned magnetic recording medium, the first magnetic layer may be formed in a stepwise or continuous manner in the film thickness direction.
A magnetic recording medium characterized by having a structure in which the Curie temperature decreases as approaching the magnetic layer.

【0023】さらに、記録トラックを有し、該記録トラ
ックの両側部において、第1磁性層の膜面方向の交換相
互作用による結合が切断もしくは低減されていることを
特徴とする前記各項記載の磁性記録媒体である。
Further, each of the recording tracks has a recording track, and at both sides of the recording track, the coupling due to the exchange interaction in the film surface direction of the first magnetic layer is cut or reduced. It is a magnetic recording medium.

【0024】遮断層のキュリー温度に近いキュリー温度
を有し、磁壁抗磁力が小さく本質的な異方性の小さな磁
性層が、遮断補助層として移動層と遮断層との間に挿入
されているため、遮断層のキュリー温度近傍の温度で、
遮断補助層側の遮断層界面には磁壁抗磁力が誘起されな
い。
A magnetic layer having a Curie temperature close to the Curie temperature of the barrier layer and having a small domain wall coercive force and a small intrinsic anisotropy is inserted between the moving layer and the barrier layer as a barrier auxiliary layer. Therefore, at a temperature near the Curie temperature of the barrier layer,
No domain wall coercive force is induced at the interface of the blocking layer on the side of the blocking auxiliary layer.

【0025】遮断補助層の移動層側の界面では、移動層
からの大きな分子磁界を受けるために、界面付近の遮断
層にはスピンのオーダリングが生じるが、遮断補助層は
本質的に異方性が小さく磁壁抗磁力の小さな材料で構成
されているため、スピンのオーダリングが生じても、あ
まり大きな磁壁抗磁力は誘起されない。
At the interface on the moving layer side of the blocking auxiliary layer, a large molecular magnetic field from the moving layer receives a large molecular magnetic field, so that the ordering of spin occurs in the blocking layer near the interface. Is small and the domain wall coercive force is small, so that even if spin ordering occurs, a very large domain wall coercive force is not induced.

【0026】この結果、メモリ層との交換結合力が急激
に低下すれば、磁壁の移動を妨げる摩擦力も急激に低下
することになり、磁壁駆動力との大小関係が急激に逆転
するため、磁壁移動開始位置が揺らがず、ジッターの抑
制された信号再生を行うことが可能になる。
As a result, if the exchange coupling force with the memory layer suddenly decreases, the frictional force which hinders the movement of the domain wall also sharply decreases, and the magnitude relationship with the domain wall driving force is suddenly reversed. The movement start position does not fluctuate, and signal reproduction with suppressed jitter can be performed.

【0027】ただし、遮断補助層の厚さが厚くなると、
移動層とメモリ層との間の交換結合力が弱まり、温度上
昇に伴って交換結合力が急激に低下する特性が損なわれ
るので、遮断補助層の厚さは20nm以下、望ましくは
10nm以下にする必要がある。また、分子磁界の及ぶ
範囲は1nm程度あるので、遮断補助層の厚さを少なく
とも1nm以上にする必要がある。
However, when the thickness of the auxiliary shielding layer is increased,
Since the exchange coupling force between the moving layer and the memory layer is weakened, and the characteristic that the exchange coupling force sharply decreases with an increase in temperature is impaired, the thickness of the cut-off auxiliary layer is set to 20 nm or less, preferably 10 nm or less. There is a need. Further, since the range of the molecular magnetic field is about 1 nm, it is necessary to make the thickness of the blocking auxiliary layer at least 1 nm or more.

【0028】遮断補助層のキュリー温度が遮断層のキュ
リー温度よりも10℃以上高いと、遮断温度において、
遮断補助層からの分子磁界によって遮断層に大きな磁壁
抗磁力が誘起されてしまう。また、逆に10℃以上低い
と、遮断補助層のキュリー温度近傍の温度に向けて交換
結合力が緩やかに低下するようになってしまう。このた
め遮断補助層と遮断層とのキュリー温度の差が10℃以
内である必要がある。
When the Curie temperature of the auxiliary blocking layer is higher than the Curie temperature of the blocking layer by 10 ° C. or more, at the breaking temperature,
A large magnetic domain wall coercive force is induced in the blocking layer by the molecular magnetic field from the blocking auxiliary layer. On the other hand, if the temperature is lower by 10 ° C. or more, the exchange coupling force gradually decreases toward a temperature near the Curie temperature of the blocking auxiliary layer. Therefore, the difference between the Curie temperatures of the blocking auxiliary layer and the blocking layer needs to be within 10 ° C.

【0029】また、上記の磁性記録媒体において、該第
1磁性層が、膜厚方向に段階的もしくは連続的に、該第
2磁性層に近づくほどキュリー温度が低くなるような構
造を有している磁性記録媒体とすることにより、磁壁抗
磁力に比べて相対的に大きな磁壁駆動力を第1磁性層中
の磁壁に作用させることができるようになるため、磁壁
移動がスムーズになり再生信号特性が向上する。
In the above magnetic recording medium, the first magnetic layer has a structure such that the Curie temperature decreases stepwise or continuously in the film thickness direction as it approaches the second magnetic layer. By using a magnetic recording medium, a domain wall driving force relatively large as compared with the domain wall coercive force can be applied to the domain wall in the first magnetic layer. Is improved.

【0030】さらに、記録トラックを有し、該記録トラ
ックの両側部において、第1磁性層の膜面方向の交換相
互作用による結合が切断もしくは低減されている磁性記
録媒体とすることにより、トラック上に、磁区の両側部
に実質的に磁壁を形成せずに、閉じていない磁壁配列パ
ターンとして情報を記録することができる。
Further, a magnetic recording medium having a recording track, in which the coupling due to exchange interaction in the direction of the film surface of the first magnetic layer is cut or reduced on both sides of the recording track, is improved. In addition, information can be recorded as an unclosed domain wall array pattern without substantially forming domain walls on both sides of the magnetic domain.

【0031】このような状態の記録パターンを、磁壁移
動させながら読み出すと、側部磁壁の生成・消滅を伴わ
ずに磁壁移動させることができるため、磁壁移動が安定
し、再生信号特性がさらに向上する。
When the recording pattern in such a state is read out while moving the domain wall, the domain wall can be moved without generating / disappearing the side domain wall, so that the domain wall movement is stabilized and the reproduction signal characteristics are further improved. I do.

【0032】[0032]

【発明の実施の形態】以下、本発明図面を参照してさら
に詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.

【0033】図1は、本発明の再生方法に用いる磁性記
録媒体の層構成の一実施態様を示す模式的断面図であ
る。この態様においては、基板15上に、下地層16、
第1磁性層11、第2磁性層12、第3磁性層13、第
4磁性層14、及び上地層17が順次積層されている。
FIG. 1 is a schematic sectional view showing an embodiment of the layer structure of a magnetic recording medium used in the reproducing method of the present invention. In this embodiment, an underlayer 16,
The first magnetic layer 11, the second magnetic layer 12, the third magnetic layer 13, the fourth magnetic layer 14, and the upper layer 17 are sequentially laminated.

【0034】基板15としては、例えば、ポリカーボネ
ート、アクリル、ガラス等を用いることができる。下地
層16や上地層17としては、例えば、SiN,Ai
N,SiO,ZnS,MgF,TaO等の誘電体材料が
使用できる。磁壁の移動を光学的に検出するのでなけれ
ば、必ずしも透光性材料である必要はない。
As the substrate 15, for example, polycarbonate, acrylic, glass or the like can be used. As the underlayer 16 or the upper layer 17, for example, SiN, Ai
Dielectric materials such as N, SiO, ZnS, MgF, and TaO can be used. The material is not necessarily required to be a translucent material unless the movement of the domain wall is optically detected.

【0035】磁性層以外の層は必須のものではない。磁
性層の積層順序を逆にしてもよい。また、この構成に、
さらにAl,AlTa,AlTi,AlCr,Cu,P
t,Au等からなる金属層を付加して、熱的な特性を調
整してもよい。また、高分子樹脂からなる保護コートを
付与してもよい。あるいは、成膜後の基板を貼り合わせ
てもよい。
Layers other than the magnetic layer are not essential. The order of lamination of the magnetic layers may be reversed. Also, in this configuration,
Further, Al, AlTa, AlTi, AlCr, Cu, P
A thermal property may be adjusted by adding a metal layer made of t, Au, or the like. Further, a protective coat made of a polymer resin may be provided. Alternatively, a substrate after film formation may be attached.

【0036】これら各層は、例えばマグネトロンスパッ
タ装置による連続スパッタリング、または連続蒸着等に
よって被着形成できる。特に各磁性層は、真空を破るこ
となく連続成膜されることで、互いに交換結合をしてい
る。
Each of these layers can be formed by, for example, continuous sputtering with a magnetron sputtering apparatus or continuous vapor deposition. In particular, the respective magnetic layers are exchange-coupled to each other by being continuously formed without breaking the vacuum.

【0037】上記媒体において、各磁性層11〜14
は、磁気記録媒体や光磁気記録媒体に一般的に用いられ
ている材料の他、磁気バブル材料や反強磁性材料等、種
々の磁性材料によって構成することが考えられる。
In the above medium, each of the magnetic layers 11 to 14
May be made of various magnetic materials such as a magnetic bubble material and an antiferromagnetic material in addition to the materials generally used for magnetic recording media and magneto-optical recording media.

【0038】例えば、Pr,Nd,Sm,Eu,Gd,
Tb,Dy,Ho,Er等の希土類金属元素の一種類あ
るいは二種類以上が10〜40原子%と、Fe,Co,
Ni等の鉄族元素の一種類あるいは二種類以上が90〜
60原子%とで構成される希土類−鉄族非晶質合金によ
って構成し得る。
For example, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd,
One or more rare earth metal elements such as Tb, Dy, Ho, Er and the like, 10 to 40 atomic%, Fe, Co,
90% or more of one or more of iron group elements such as Ni
It can be constituted by a rare earth-iron group amorphous alloy composed of 60 atomic%.

【0039】また、耐食性向上等のために、これらの合
金にCr,Mn,Cu,Ti,Al,Si,Pt,In
等の元素を少量添加してもよい。
In order to improve corrosion resistance and the like, these alloys are made of Cr, Mn, Cu, Ti, Al, Si, Pt, In.
May be added in small amounts.

【0040】また、Pt/Co,Pd/Co等の白金族
−鉄族周期構造膜や、白金族−鉄族合金膜、Co−Ni
−OやFe−Rh系合金等の反強磁性材料、磁性ガーネ
ット等の材料も使用可能である。
Also, a platinum group-iron group periodic structure film such as Pt / Co, Pd / Co, a platinum group-iron group alloy film, Co-Ni
Antiferromagnetic materials such as -O and Fe-Rh alloys, and materials such as magnetic garnets can also be used.

【0041】重希土類−鉄族非晶質合金の場合、飽和磁
化は、希土類元素と鉄族元素との組成比により制御する
ことが可能である。補償組成にすれば、室温での飽和磁
化を0emμ/ccにできる。
In the case of a heavy rare earth-iron group amorphous alloy, the saturation magnetization can be controlled by the composition ratio between the rare earth element and the iron group element. With a compensating composition, the saturation magnetization at room temperature can be reduced to 0 emμ / cc.

【0042】キュリー温度も、組成比により制御するこ
とが可能である。飽和磁化と独立に制御するためには、
鉄族元素として、Feの一部をCoで置き換えた材料を
用い、置換量を制御する方法がより好ましく利用でき
る。すなわち、Fe 1原子%をCoで置換することに
より、6℃程度のキュリー温度上昇が見込めるので、こ
の関係を用いて所望のキュリー温度となるようにCoの
添加量を調整する。
The Curie temperature can also be controlled by the composition ratio. To control independently of saturation magnetization,
As the iron group element, a method in which a material in which part of Fe is replaced by Co and the amount of replacement is controlled can be more preferably used. That is, by replacing 1 atomic% of Fe with Co, a Curie temperature rise of about 6 ° C. can be expected. Therefore, the amount of Co to be added is adjusted by using this relationship so as to obtain a desired Curie temperature.

【0043】Cr,Ti,Al等の非磁性元素を微量添
加することにより、逆にキュリー温度を低下させること
も可能である。
Conversely, the Curie temperature can be lowered by adding a small amount of a nonmagnetic element such as Cr, Ti, or Al.

【0044】また、二種類以上の希土類元素を用いてそ
れらの組成比を調整することでもキュリー温度を制御で
きる。
The Curie temperature can also be controlled by adjusting the composition ratio of two or more rare earth elements.

【0045】具体的には、キュリー温度は第1磁性層は
150〜300℃、第2磁性層は100〜200℃、第
3磁性層は100〜200℃、第4磁性層は150〜3
50℃の範囲に調整することが好ましい。
Specifically, the Curie temperatures of the first magnetic layer are 150 to 300 ° C., the second magnetic layer is 100 to 200 ° C., the third magnetic layer is 100 to 200 ° C., and the fourth magnetic layer is 150 to 300 ° C.
It is preferable to adjust the temperature to the range of 50 ° C.

【0046】磁壁抗磁力や磁壁エネルギー密度は、主と
して材料元素の選択によって制御するが、下地の状態
や、スパッタガス圧等の成膜条件によっても調整可能で
ある。TbやDy系の材料は異方性が大きく磁壁抗磁力
や磁壁エネルギー密度が大きく、Gd系材料は小さい。
不純物の添加等によってこれらの物性値を制御すること
もできる。
Although the domain wall coercive force and the domain wall energy density are controlled mainly by selecting the material elements, they can also be adjusted by the conditions of the underlayer and the film forming conditions such as the sputtering gas pressure. Tb and Dy-based materials have large anisotropy and large domain wall coercive force and domain wall energy density, and Gd-based materials are small.
These physical properties can be controlled by adding impurities or the like.

【0047】膜厚は、成膜速度と成膜時間で制御でき
る。
The film thickness can be controlled by the film forming speed and the film forming time.

【0048】本発明の磁性記録媒体へのデータ信号の記
録は、磁気記録もしくは熱磁気記録によって、第4磁性
層の磁化配向状態をデータ信号に対応させることによっ
て行う。熱磁気記録には、媒体を移動させながら、第4
磁性層がキュリー温度以上になるようなパワーのレーザ
ー光を照射しながら外部磁界を変調する方式と、一定方
向の磁界を印加しながらレーザーパワーを変調する方式
とがある。
The recording of a data signal on the magnetic recording medium of the present invention is performed by making the magnetization orientation of the fourth magnetic layer correspond to the data signal by magnetic recording or thermomagnetic recording. In thermomagnetic recording, the fourth
There are a method of modulating the external magnetic field while irradiating a laser beam having a power such that the magnetic layer has a Curie temperature or higher, and a method of modulating the laser power while applying a magnetic field in a certain direction.

【0049】後者の場合、光スポット内の所定領域のみ
が第4磁性層のキュリー温度以上になるようにレーザー
光の強度を調整すれば、光スポットの径以下の記録磁区
が形成でき、光学系の分解能以上の高密度記録パターン
が形成できる。
In the latter case, if the intensity of the laser beam is adjusted so that only a predetermined area in the light spot becomes higher than the Curie temperature of the fourth magnetic layer, a recording magnetic domain smaller than the diameter of the light spot can be formed. A high-density recording pattern having a resolution higher than or equal to the resolution can be formed.

【0050】以下に具体的な実施例をもって本発明を詳
細に説明するが、本発明はその主旨を逸脱しない限りに
おいて以下の実施例に限定されるものではない。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to specific examples, but the present invention is not limited to the following examples unless departing from the gist of the present invention.

【0051】[0051]

【実施例】(実施例1)直流マグネトロンスパッタリン
グ装置に、BドープしたSi,及びGd,Dy,Tb,
Fe,Co、及びAlの各ターゲットを取り付け、トラ
ッキング用の案内溝の形成されたポリカーボネート基板
を基板ホルダーに固定した後、1×10 -5Pa以下の高
真空になるまでチャンバー内をクライオポンプで真空排
気した。真空排気したままArガスを0.5Paとなる
までチャンバー内に導入し、基板を回転させながら、タ
ーゲットをスパッタして各層を成膜した。
(Example 1) DC magnetron sputtering
B-doped Si and Gd, Dy, Tb,
Attach each target of Fe, Co, and Al, and
Polycarbonate substrate with guide groove for locking
After fixing to the substrate holder, 1 × 10 -FiveHigh below Pa
Evacuate the chamber with a cryopump until vacuum
I noticed. Ar gas becomes 0.5 Pa while evacuating
Into the chamber and rotate the substrate,
Each layer was formed by sputtering the target.

【0052】SiN層成膜時にはArガスに加えてN2
ガスを導入し、直流反応性スパッタにより成膜した。
When forming the SiN layer, N 2 gas is added in addition to Ar gas.
A gas was introduced and a film was formed by DC reactive sputtering.

【0053】最初に、下地層としてSiN層を90nm
成膜した。引き続き、第1磁性層としてGdFe層を膜
厚(h1)30nm、第2磁性層としてGdFeAl層
を膜厚(h2)10nm、第3磁性層としてTbFe層
を膜厚(h3)10nm、第4磁性層としてTbFeC
o層を膜厚(h4)80nmに順次成膜した。
First, a 90 nm SiN layer is used as an underlayer.
A film was formed. Subsequently, a GdFe layer having a thickness (h1) of 30 nm as the first magnetic layer, a GdFeAl layer having a thickness (h2) of 10 nm as the second magnetic layer, a TbFe layer having a thickness (h3) of 10 nm as the third magnetic layer, and a fourth magnetic layer were formed. TbFeC as layer
The o-layer was sequentially formed to a thickness (h4) of 80 nm.

【0054】最後に、保護層としてSiN層を50nm
成膜した。
Finally, a 50 nm thick SiN layer was formed as a protective layer.
A film was formed.

【0055】各磁性層は、Gd,Tb,Fe,Co,A
lの各ターゲットに投入するパワーの比によって組成比
を制御した。
Each magnetic layer is composed of Gd, Tb, Fe, Co, A
The composition ratio was controlled by the ratio of the power supplied to each target of l.

【0056】組成比は、各磁性層とも補償組成近傍の組
成になるように調整した。(厳密には、再生温度となる
第3磁性層のキュリー温度近傍の温度で希土類元素と鉄
族元素とが補償されるように、室温で若干希土類元素優
勢になるように調整した。)また、第1磁性層のキュリ
ー温度(Tc1)は230℃程度となるように調整し、
第2磁性層のキュリー温度(Tc2)と第3磁性層のキ
ュリー温度(Tc3)は160℃、第4磁性層のキュリ
ー温度(Tc3)は310℃程度となるように調整し
た。
The composition ratio was adjusted so that each magnetic layer had a composition near the compensation composition. (Strictly, the rare-earth element and the iron-group element were compensated at a temperature near the Curie temperature of the third magnetic layer, which is the reproduction temperature, and the rare-earth element was adjusted to be slightly dominant at room temperature.) The Curie temperature (Tc1) of the first magnetic layer is adjusted to be about 230 ° C.,
The Curie temperature (Tc2) of the second magnetic layer and the Curie temperature (Tc3) of the third magnetic layer were adjusted to 160 ° C., and the Curie temperature (Tc3) of the fourth magnetic layer was adjusted to about 310 ° C.

【0057】(比較例1)比較例として、第2磁性層を
挿入しない他の実施例1と同様のサンプルを作製した。
(Comparative Example 1) As a comparative example, a sample similar to that of Example 1 except that the second magnetic layer was not inserted was produced.

【0058】さて、実施例1ならびに比較例1のサンプ
ルの動特性を、従来から一般的に使用されている磁界変
調記録用の磁気ヘッドの搭載されている光磁気ディスク
評価装置を用いて評価した。サンプルは線速1.5m/
secとなるように回転させた。
The dynamic characteristics of the samples of Example 1 and Comparative Example 1 were evaluated using a magneto-optical disk evaluation apparatus equipped with a magnetic head for magnetic field modulation recording which has been generally used conventionally. . The sample has a linear velocity of 1.5m /
The rotation was performed so as to be sec.

【0059】記録時には、記録再生用レーザーを4mW
で直流照射しながら磁界を±200Oeで変調すること
により、第4磁性層のキュリー温度以上に加熱した後の
冷却過程で、磁界の変調に対応した上向き磁化領域と下
向き磁化領域とのパターンを形成した。
At the time of recording, the recording / reproducing laser was set to 4 mW.
By modulating the magnetic field at ± 200 Oe while applying direct current, a pattern of an upward magnetization region and a downward magnetization region corresponding to the modulation of the magnetic field is formed in a cooling process after heating the fourth magnetic layer to the Curie temperature or higher. did.

【0060】再生用レーザーのパワーPrを1.8mW
として、マーク長0.1μmのトーンパターンにおける
ジッターを測定したところ、比較例1のサンプルでは
8.5nsecであったのに対し、実施例1のサンプル
では6nsecのジッターが得られた。
The power Pr of the reproducing laser is set to 1.8 mW.
When the jitter in a tone pattern having a mark length of 0.1 μm was measured, the sample of Comparative Example 1 had a jitter of 8.5 nsec, whereas the sample of Example 1 had a jitter of 6 nsec.

【0061】(実施例2)実施例1のサンプルの第2磁
性層の膜厚を種々変化させたサンプルを作製して、同様
に動特性を評価した結果、膜厚1nm以上20nm以下
の範囲で、8.5nsec以下のジッターが得られ、第
2磁性層挿入の効果が認められた。
(Example 2) Samples were prepared by changing the thickness of the second magnetic layer of the sample of Example 1 in various ways, and the dynamic characteristics were similarly evaluated. , 8.5 nsec or less, and the effect of inserting the second magnetic layer was recognized.

【0062】(実施例3)実施例1のサンプルの第2磁
性層のキュリー温度を種々変化させたサンプルを作製し
て、同様に動特性を評価した結果、150℃以上170
℃以下の範囲で、8.5nsec以下のジッターが得ら
れ、第2磁性層挿入の効果が認められた。
(Example 3) Samples of Example 1 were prepared by changing the Curie temperature of the second magnetic layer in various ways, and the dynamic characteristics were similarly evaluated.
A jitter of 8.5 nsec or less was obtained in the range of not more than ℃, and the effect of inserting the second magnetic layer was recognized.

【0063】(実施例4)第1磁性層を以下のような2
層で構成して順次成膜した。まず第12構成層としてキ
ュリー温度(Tc12)が260℃のGdFeCoAl
層を膜厚(h12)10nm、次に第11構成層として
キュリー温度(Tc11)が210℃のGdFeCoA
l層を膜厚(h11)10nmに順次成膜した。次に第
2磁性層としてキュリー温度160℃のGdFeCoA
l層を膜厚10nmに成膜した。
Example 4 The first magnetic layer was formed as follows:
The layers were sequentially formed. First, as a twelfth constituent layer, GdFeCoAl having a Curie temperature (Tc12) of 260 ° C.
GdFeCoA having a Curie temperature (Tc11) of 210.degree.
One layer was sequentially formed to a thickness (h11) of 10 nm. Next, as the second magnetic layer, GdFeCoA having a Curie temperature of 160 ° C.
One layer was formed to a thickness of 10 nm.

【0064】引き続き、第3及び第4磁性層を実施例1
と同様の材料で同様の膜厚に成膜した。組成比は、各磁
性層とも補償組成近傍の組成になるように調整した。
Subsequently, the third and fourth magnetic layers were formed in Example 1.
A film was formed with the same material and the same thickness. The composition ratio was adjusted so that each magnetic layer had a composition near the compensation composition.

【0065】本実施例の磁性記録媒体の記録再生特性
を、実施例1と同様の方法で測定した結果、5.5ns
ecのジッターが得られた。
The recording / reproducing characteristics of the magnetic recording medium of the present embodiment were measured by the same method as in Embodiment 1, and the result was 5.5 ns.
The ec jitter was obtained.

【0066】(実施例5)実施例4の磁性記録媒体の案
内溝上にトラッキングサーボをかけて、線速1.5m/
secで媒体を駆動しながら、記録再生用の集光された
レーザービームを10mWで連続照射して、案内溝上の
磁性膜のみを局所アニール処理した。この処理により、
案内溝上の磁性膜の磁性を劣化させ、この部分では磁壁
エネルギーが蓄積しないようにした。
(Embodiment 5) A tracking servo was applied to the guide groove of the magnetic recording medium of Embodiment 4 to obtain a linear velocity of 1.5 m / m.
While driving the medium in sec, a focused laser beam for recording / reproduction was continuously irradiated at 10 mW, and only the magnetic film on the guide groove was locally annealed. With this process,
The magnetism of the magnetic film on the guide groove was degraded, and the domain wall energy was not accumulated in this portion.

【0067】このサンプルのランド上に、ランド幅いっ
ぱいに磁区を記録して閉じていない磁壁を形成した。実
施例1と同様にして再生した結果、再生時のノイズが低
減し、5nsecのジッターが得られた。
On the lands of this sample, magnetic domains were recorded over the entire land width to form unclosed domain walls. As a result of performing reproduction in the same manner as in Example 1, noise during reproduction was reduced, and a jitter of 5 nsec was obtained.

【0068】以上述べた例の他、本発明の磁性記録媒体
は、磁気光学効果による偏光面の変化に限らず、磁壁の
移動によって生ずる別の変化を検出して再生してもよ
い。
In addition to the examples described above, the magnetic recording medium of the present invention is not limited to the change in the polarization plane due to the magneto-optical effect, and may detect and reproduce another change caused by the movement of the domain wall.

【0069】本発明の磁性記録媒体の記録膜は、磁性材
料であれば垂直磁化膜でなくてもよい。
The recording film of the magnetic recording medium of the present invention may not be a perpendicular magnetization film as long as it is a magnetic material.

【0070】また、各磁性層の界面は必ずしも明瞭急峻
である必要はなく、膜厚方向に徐々に特性の変化してい
る構成であってもよい。
The interface between the magnetic layers does not necessarily have to be sharp and sharp, and may have a configuration in which the characteristics gradually change in the film thickness direction.

【0071】[0071]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の効
果は、磁壁移動を検出することにより、光学的な回折限
界を越えた高密度記録信号が再生可能な再生方法におい
て、再生信号品質、特にジッター特性を向上させること
が可能な磁性記録媒体を提供できることにある。
As described above in detail, the effect of the present invention is to provide a reproducing method capable of reproducing a high-density recording signal exceeding an optical diffraction limit by detecting domain wall movement. In particular, it is to provide a magnetic recording medium capable of improving jitter characteristics.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の磁性記録媒体の層構成の一実施態様を
示す模式的断面図である。
FIG. 1 is a schematic sectional view showing one embodiment of a layer configuration of a magnetic recording medium of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 第1磁性層 12 第2磁性層 13 第3磁性層 14 第4磁性層 15 基板 16 下地層 17 上地層 11 First magnetic layer 12 Second magnetic layer 13 Third magnetic layer 14 Fourth magnetic layer 15 Substrate 16 Underlayer 17 Upper ground layer

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 少なくとも、第1、第2、第3、及び第
4の磁性層が室温において交換結合して順次積層されて
おり、室温において、該第1及び第2磁性層は、第3及
び第4磁性層に比べて相対的に磁壁抗磁力が小さな磁性
膜からなり、該第2及び第3磁性層は、キュリー温度が
室温よりも高く該第1及び第4磁性層のキュリー温度よ
りも低い磁性膜からなり、該第2磁性層と該第3磁性層
とのキュリー温度の差が10℃以内であり、該第2磁性
層の膜厚が1nm以上20nm以下であることを特徴と
する磁性記録媒体。
At least first, second, third, and fourth magnetic layers are exchange-coupled at room temperature and sequentially laminated, and at room temperature, the first and second magnetic layers are And the second and third magnetic layers have a Curie temperature higher than room temperature and lower than the Curie temperatures of the first and fourth magnetic layers. Wherein the difference between the Curie temperatures of the second magnetic layer and the third magnetic layer is 10 ° C. or less, and the thickness of the second magnetic layer is 1 nm or more and 20 nm or less. Magnetic recording medium.
【請求項2】 前記第1磁性層は、膜厚方向に段階的も
しくは連続的に、第2磁性層に近づくほどキュリー温度
が低くなるような構造を有している請求項1に記載の磁
性記録媒体。
2. The magnetic material according to claim 1, wherein the first magnetic layer has a structure such that the Curie temperature decreases stepwise or continuously in the film thickness direction as it approaches the second magnetic layer. recoding media.
【請求項3】 記録トラックを有し、該記録トラックの
両側部において、第1磁性層の膜面方向の交換相互作用
による結合が切断もしくは低減されている請求項1また
は2に記載の磁性記録媒体。
3. The magnetic recording according to claim 1, further comprising a recording track, wherein the coupling due to exchange interaction in the film surface direction of the first magnetic layer is cut or reduced at both sides of the recording track. Medium.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7376055B2 (en) 2004-01-23 2008-05-20 Canon Kabushiki Kaisha Method of annealing optical recording medium
US7522479B2 (en) 2004-02-02 2009-04-21 Canon Kabushiki Kaisha Domain wall displacement for magneto-optical recording medium having multiple magnetic layers

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