JP2003323749A - 光磁気記録媒体及びその再生方法 - Google Patents
光磁気記録媒体及びその再生方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ゴースト信号の発生を防止し、再生磁界を印
加することなく磁区拡大再生することが可能な光磁気記
録媒体及びその記録再生装置を提供する。 【解決手段】 光磁気記録媒体は、記録層5、中間層4
及び再生層3を備える。再生層3は希土類金属優位の希
土類遷移金属合金から形成され、中間層4及び記録層5
は遷移金属優位の希土類遷移金属合金から形成される。
中間層4は140℃以上で面内磁化を示すので再生時に
記録層5と再生層3の交換結合力を遮断する。中間層4
と再生層の静磁的反発力により、再生層3に転写された
磁区3Aは最小磁区径の大きさに拡大する。ゴースト信
号の発生を防止することができる。
加することなく磁区拡大再生することが可能な光磁気記
録媒体及びその記録再生装置を提供する。 【解決手段】 光磁気記録媒体は、記録層5、中間層4
及び再生層3を備える。再生層3は希土類金属優位の希
土類遷移金属合金から形成され、中間層4及び記録層5
は遷移金属優位の希土類遷移金属合金から形成される。
中間層4は140℃以上で面内磁化を示すので再生時に
記録層5と再生層3の交換結合力を遮断する。中間層4
と再生層の静磁的反発力により、再生層3に転写された
磁区3Aは最小磁区径の大きさに拡大する。ゴースト信
号の発生を防止することができる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光磁気記録媒体及びそ
の記録再生装置に関し、更に詳細には、高密度記録され
た情報を確実に十分な再生信号強度で再生可能な光磁気
記録媒体及びその記録再生装置に関する。
の記録再生装置に関し、更に詳細には、高密度記録され
た情報を確実に十分な再生信号強度で再生可能な光磁気
記録媒体及びその記録再生装置に関する。
【0002】
【従来の技術】情報化社会の進展により、膨大な情報を
記憶するための外部記憶装置においては記録密度の向上
が著しい。媒体可換な光磁気ディスクにおいても同様
で、青色レーザー、高NAレンズによる光スポットサイ
ズを小さくすることによる高密度化の研究が盛んに行わ
れている。しかし、青色レーザーを大量に且つ安価に供
給することは現時点においては困難であるため、赤色レ
ーザーを用いつつ別な技術で大容量化することが望まれ
ている。このような技術は、将来青色レーザーが大量に
供給可能になった際にも適応することができるため、更
なる大容量記録が可能となると考えられる。このような
背景から、光磁気記録においては熱と磁気の特徴を利用
した大容量化技術が提案されている。かかる大容量化技
術として、例えば、特開平3−93056号において開
示された磁気超解像技術、特開平6−290496号に
おいて開示された磁壁移動再生技術、特開平8―182
901号において開示された磁区拡大再生技術、特開平
11−162030号において開示された中央開口後方
拡大検出技術などがある。
記憶するための外部記憶装置においては記録密度の向上
が著しい。媒体可換な光磁気ディスクにおいても同様
で、青色レーザー、高NAレンズによる光スポットサイ
ズを小さくすることによる高密度化の研究が盛んに行わ
れている。しかし、青色レーザーを大量に且つ安価に供
給することは現時点においては困難であるため、赤色レ
ーザーを用いつつ別な技術で大容量化することが望まれ
ている。このような技術は、将来青色レーザーが大量に
供給可能になった際にも適応することができるため、更
なる大容量記録が可能となると考えられる。このような
背景から、光磁気記録においては熱と磁気の特徴を利用
した大容量化技術が提案されている。かかる大容量化技
術として、例えば、特開平3−93056号において開
示された磁気超解像技術、特開平6−290496号に
おいて開示された磁壁移動再生技術、特開平8―182
901号において開示された磁区拡大再生技術、特開平
11−162030号において開示された中央開口後方
拡大検出技術などがある。
【0003】記録再生に使用する光の波長をλ、対物レ
ンズの開口数をNAとするとき、集光した光スポットの
回折限界はλ/NAで表わされ、この半分の大きさが再
生可能な最小マークサイズとなる。上記青色レーザー
は、赤色レーザーよりも波長λが小さいため、青色レー
ザーの光スポットサイズは赤色レーザーよりも小さくな
る。したがって、青色レーザーを用いることにより、従
来よりも狭い領域から再生信号を検出することが可能と
なる。これは、高密度記録された微小な磁区を再生する
ことができることを意味する。
ンズの開口数をNAとするとき、集光した光スポットの
回折限界はλ/NAで表わされ、この半分の大きさが再
生可能な最小マークサイズとなる。上記青色レーザー
は、赤色レーザーよりも波長λが小さいため、青色レー
ザーの光スポットサイズは赤色レーザーよりも小さくな
る。したがって、青色レーザーを用いることにより、従
来よりも狭い領域から再生信号を検出することが可能と
なる。これは、高密度記録された微小な磁区を再生する
ことができることを意味する。
【0004】しかしながら、レーザー光のスポット径を
小さくすることなく、信号再生領域を実効的に狭くする
ことも可能である。磁気超解像再生技術(Magnetic Sup
er Resolution : MSR)では、記録膜の温度に対する磁
化特性を利用して実効光スポット径を小さくしている。
磁気超解像再生技術で用いられる光磁気記録媒体は、記
録膜上に、キュリー温度の低い中間層と再生層が設けら
れている。これら3層は、いずれも遷移金属優勢な希土
類遷移金属合金を用いて形成される。
小さくすることなく、信号再生領域を実効的に狭くする
ことも可能である。磁気超解像再生技術(Magnetic Sup
er Resolution : MSR)では、記録膜の温度に対する磁
化特性を利用して実効光スポット径を小さくしている。
磁気超解像再生技術で用いられる光磁気記録媒体は、記
録膜上に、キュリー温度の低い中間層と再生層が設けら
れている。これら3層は、いずれも遷移金属優勢な希土
類遷移金属合金を用いて形成される。
【0005】磁気超解像再生技術を用いた光磁気記録媒
体の磁気特性は、例えば、特開平3−93056号やト
リケップス超高密度光磁気記録技術54ページに詳細に
記載されているが、ここで特開平3−93056号に記
載された磁気超解像再生の原理について図49を参照し
て簡単に説明する。図49に、磁気超解像再生用の光磁
気記録媒体の記録層、中間層及び再生層の低温時におけ
る磁区の磁化状態をそれぞれ示す。これらの3層は交換
結合しているため、記録層の磁区はそのまま中間層及び
再生層に順次転写されている。また、図49に概念的に
示したように、3層の磁区は互いに引き付けあってお
り、静磁的にも安定化している。ここで、光磁気記録媒
体に大きな再生パワーの再生光を照射して、中間層がキ
ュリー温度以上に加熱されると、中間層のキュリー温度
を超えた領域(高温領域)は磁化が消失して(非磁性と
なり)、その領域の上下に位置する再生層と記録層の磁
区間の交換結合が途絶える。そこに、再生磁界(マスク
形成用再生磁界)を印加すると、交換結合力が途絶えた
再生層の領域の磁化は、再生磁界の方向に揃えられて磁
気的なマスクが形成される。これにより、記録層の記録
マークは、中間層のキュリー温度よりも低温の領域だ
け、すなわち、マスクされていない狭い領域を通じて再
生されることができる。この光磁気記録媒体において、
再生層に保磁力の小さな磁性膜を使用すると、再生光を
照射して光スポット中心温度を中間層のキュリー温度以
上にした状態で外部磁界を印加したときに、キュリー温
度以上になった中間層の非磁性部分に近接している再生
層に残された記録磁区は外部磁界によって容易に消去さ
れることができる。したがって、再生層の高温部分は、
記録磁区の情報が転写されておらず、磁気的なマスクと
して機能する。線速を早くすると光照射による記録膜上
の温度分布は光スポット進行方向と逆に流れることとな
り、光スポット前方では記録磁区が再生できるが、光ス
ポット中央部より後方では上記マスクにより情報は再生
されない。このタイプの磁気超解像再生は光スポットの
前方部分を開口部とするため、前方開口検出(Front Ap
erture Detection)またはFADと呼ばれている。しか
し、FADでは分解能を高める(マスクを大きくする)
ほど再生信号を享受できる面積が小さくなり絶対信号量
が大幅に低下してしまう。これが、光磁気記録媒体を高
密度化したときの問題点となり、記録密度向上の限界を
もたらす原因となっていた。磁気超解像再生には、中央
開口検出(Center Aperture Detection)や後方開口検
出(Rear Aperture Detection)などのタイプが知られ
ているが、どのタイプの磁気超解像再生も同様の問題を
抱えている。
体の磁気特性は、例えば、特開平3−93056号やト
リケップス超高密度光磁気記録技術54ページに詳細に
記載されているが、ここで特開平3−93056号に記
載された磁気超解像再生の原理について図49を参照し
て簡単に説明する。図49に、磁気超解像再生用の光磁
気記録媒体の記録層、中間層及び再生層の低温時におけ
る磁区の磁化状態をそれぞれ示す。これらの3層は交換
結合しているため、記録層の磁区はそのまま中間層及び
再生層に順次転写されている。また、図49に概念的に
示したように、3層の磁区は互いに引き付けあってお
り、静磁的にも安定化している。ここで、光磁気記録媒
体に大きな再生パワーの再生光を照射して、中間層がキ
ュリー温度以上に加熱されると、中間層のキュリー温度
を超えた領域(高温領域)は磁化が消失して(非磁性と
なり)、その領域の上下に位置する再生層と記録層の磁
区間の交換結合が途絶える。そこに、再生磁界(マスク
形成用再生磁界)を印加すると、交換結合力が途絶えた
再生層の領域の磁化は、再生磁界の方向に揃えられて磁
気的なマスクが形成される。これにより、記録層の記録
マークは、中間層のキュリー温度よりも低温の領域だ
け、すなわち、マスクされていない狭い領域を通じて再
生されることができる。この光磁気記録媒体において、
再生層に保磁力の小さな磁性膜を使用すると、再生光を
照射して光スポット中心温度を中間層のキュリー温度以
上にした状態で外部磁界を印加したときに、キュリー温
度以上になった中間層の非磁性部分に近接している再生
層に残された記録磁区は外部磁界によって容易に消去さ
れることができる。したがって、再生層の高温部分は、
記録磁区の情報が転写されておらず、磁気的なマスクと
して機能する。線速を早くすると光照射による記録膜上
の温度分布は光スポット進行方向と逆に流れることとな
り、光スポット前方では記録磁区が再生できるが、光ス
ポット中央部より後方では上記マスクにより情報は再生
されない。このタイプの磁気超解像再生は光スポットの
前方部分を開口部とするため、前方開口検出(Front Ap
erture Detection)またはFADと呼ばれている。しか
し、FADでは分解能を高める(マスクを大きくする)
ほど再生信号を享受できる面積が小さくなり絶対信号量
が大幅に低下してしまう。これが、光磁気記録媒体を高
密度化したときの問題点となり、記録密度向上の限界を
もたらす原因となっていた。磁気超解像再生には、中央
開口検出(Center Aperture Detection)や後方開口検
出(Rear Aperture Detection)などのタイプが知られ
ているが、どのタイプの磁気超解像再生も同様の問題を
抱えている。
【0006】そこで、本発明者らは、この再生信号の低
下を解決するために、特開平8―182901号におい
て、記録層に記録した微小な記録磁区を再生層に転写す
るとともにして再生磁界で拡大することによって再生信
号を増大させる磁区拡大再生(Magnetic Amplifying MO
System)、すなわちMAMMOSを開示した。しか
し、MAMMOSでは磁区拡大用に再生磁界を用いるた
めに、装置構成が複雑になるという課題があった。
下を解決するために、特開平8―182901号におい
て、記録層に記録した微小な記録磁区を再生層に転写す
るとともにして再生磁界で拡大することによって再生信
号を増大させる磁区拡大再生(Magnetic Amplifying MO
System)、すなわちMAMMOSを開示した。しか
し、MAMMOSでは磁区拡大用に再生磁界を用いるた
めに、装置構成が複雑になるという課題があった。
【0007】一方、絶対信号量はさほど増えないが、必
要最小限の信号強度を確保して分解能高く再生するため
の技術として、磁壁移動再生技術が特開平6−2904
96号公報に開示されている。磁壁移動再生技術におい
て用いられる光磁気記録媒体の構成は、上記FADと同
様に、記録層中間層及び再生層からなる。磁壁移動再生
技術では、記録層から再生層に転写した磁区の前方の磁
壁が、中間層が加熱されて非磁性化した領域で記録層と
の結合を絶たれ、この磁壁が光スポット内に存在する熱
中心(最高到達温度位置)まで移動する。この結果、再
生層に転写した磁区は拡大し、すなわち実効的に微小磁
区の面積が増大し、それにより再生信号がわずかに増大
する。これは磁壁を移動して検出するということから磁
壁移動型検出(Domain Wall Displacement Detection)
またはDWDDと呼ばれている。この技術では磁壁が磁
壁エネルギーの低い位置に移動する力を利用しているた
め、この方法を実施可能にするには、発明者らが日本工
業出版の月刊誌1998年光アライアンス7月号19ペ
ージ左コラム6から11行目に記載しているように、各
層の飽和磁化を可能な限り下げて、磁壁移動に障害にな
らないようにすることが必要とされる。このため、DW
DDにおける、記録層、中間層及び再生層は、いずれも
補償温度がキュリー温度よりも低い磁性材料から構成さ
れている。このことは、社団法人電気学会1998年研
究会資料MAG98−189 43ページ右コラム下か
ら3行目から44ページ左コラム上から5行目において
も述べられている。
要最小限の信号強度を確保して分解能高く再生するため
の技術として、磁壁移動再生技術が特開平6−2904
96号公報に開示されている。磁壁移動再生技術におい
て用いられる光磁気記録媒体の構成は、上記FADと同
様に、記録層中間層及び再生層からなる。磁壁移動再生
技術では、記録層から再生層に転写した磁区の前方の磁
壁が、中間層が加熱されて非磁性化した領域で記録層と
の結合を絶たれ、この磁壁が光スポット内に存在する熱
中心(最高到達温度位置)まで移動する。この結果、再
生層に転写した磁区は拡大し、すなわち実効的に微小磁
区の面積が増大し、それにより再生信号がわずかに増大
する。これは磁壁を移動して検出するということから磁
壁移動型検出(Domain Wall Displacement Detection)
またはDWDDと呼ばれている。この技術では磁壁が磁
壁エネルギーの低い位置に移動する力を利用しているた
め、この方法を実施可能にするには、発明者らが日本工
業出版の月刊誌1998年光アライアンス7月号19ペ
ージ左コラム6から11行目に記載しているように、各
層の飽和磁化を可能な限り下げて、磁壁移動に障害にな
らないようにすることが必要とされる。このため、DW
DDにおける、記録層、中間層及び再生層は、いずれも
補償温度がキュリー温度よりも低い磁性材料から構成さ
れている。このことは、社団法人電気学会1998年研
究会資料MAG98−189 43ページ右コラム下か
ら3行目から44ページ左コラム上から5行目において
も述べられている。
【0008】DWDDによれば微小な磁区を再生するこ
とが可能であるが、再生信号が小さく、正確に再生でき
る最低限度の信号の大きさにすぎないという問題があ
る。また、上記原理に基づくため、中間層の非磁性化し
た領域の前方で磁区を拡大することは良いが、その後方
でも同じように磁区が拡大するため再生信号が複雑にな
り実用上の大問題となった。後方からの磁区拡大は、再
生信号の上で余計な拡大信号として現れ、ゴースト信号
と呼ばれていた。ゴースト信号の発生は、磁区拡大の動
作を磁壁エネルギーだけに委ねていることに起因してい
る。
とが可能であるが、再生信号が小さく、正確に再生でき
る最低限度の信号の大きさにすぎないという問題があ
る。また、上記原理に基づくため、中間層の非磁性化し
た領域の前方で磁区を拡大することは良いが、その後方
でも同じように磁区が拡大するため再生信号が複雑にな
り実用上の大問題となった。後方からの磁区拡大は、再
生信号の上で余計な拡大信号として現れ、ゴースト信号
と呼ばれていた。ゴースト信号の発生は、磁区拡大の動
作を磁壁エネルギーだけに委ねていることに起因してい
る。
【0009】DWDDのゴースト信号を解決するため
に、更にキュリー温度が若干高く且つ飽和磁化の小さな
中間層を設けることでわずかに改善された。しかしなが
ら、再生信号の大きさについては未だ不十分である。
に、更にキュリー温度が若干高く且つ飽和磁化の小さな
中間層を設けることでわずかに改善された。しかしなが
ら、再生信号の大きさについては未だ不十分である。
【0010】また、DWDDにおいて、再生層の磁壁が
スムーズに移動できるようにするためにランドグルーブ
基板のグルーブのみを高レーザーパワーで高温アニール
して磁壁エネルギーを低下する方法や、ランドグルーブ
基板の溝深さを極端に深くして実質的に記録膜が溝の壁
部分にわずかにしか付着しないようにすることが必須で
ある。しかしながら、これらの技術には次のような不便
を伴う。すなわち、高密度化のための高密度トラックピ
ッチでの深溝成型基板作製が難しくなる点、深溝だとI
NTERMAG2000で金子らが発表しているように
微小磁区の正確な記録が極めて難しくなるという点であ
る。
スムーズに移動できるようにするためにランドグルーブ
基板のグルーブのみを高レーザーパワーで高温アニール
して磁壁エネルギーを低下する方法や、ランドグルーブ
基板の溝深さを極端に深くして実質的に記録膜が溝の壁
部分にわずかにしか付着しないようにすることが必須で
ある。しかしながら、これらの技術には次のような不便
を伴う。すなわち、高密度化のための高密度トラックピ
ッチでの深溝成型基板作製が難しくなる点、深溝だとI
NTERMAG2000で金子らが発表しているように
微小磁区の正確な記録が極めて難しくなるという点であ
る。
【0011】さらにDWDDの磁壁の移動量を多くする
ための技術が特開平11−162030号に開示されて
いる。この公報によると、面内磁化膜の中間層と、再生
温度付近では面内磁化膜から垂直磁化膜に変化する再生
層を用いている。このため、再生層が所定の温度以下で
は面内磁化膜となってマスクを形成し、所定の温度以上
の光スポット中央部でのみ磁壁を移動することができ
る。このような構成にすると、再生層の保磁力が低下し
てより磁壁がスムーズに動くようになることから前述の
DWDDよりも磁壁の移動量が大きくなるという特徴が
ある。これは、光スポット中央部分だけを開口部とした
磁壁移動検出なのでCARED(Center Aperture Rear
Expansion Detection)と呼ばれている。
ための技術が特開平11−162030号に開示されて
いる。この公報によると、面内磁化膜の中間層と、再生
温度付近では面内磁化膜から垂直磁化膜に変化する再生
層を用いている。このため、再生層が所定の温度以下で
は面内磁化膜となってマスクを形成し、所定の温度以上
の光スポット中央部でのみ磁壁を移動することができ
る。このような構成にすると、再生層の保磁力が低下し
てより磁壁がスムーズに動くようになることから前述の
DWDDよりも磁壁の移動量が大きくなるという特徴が
ある。これは、光スポット中央部分だけを開口部とした
磁壁移動検出なのでCARED(Center Aperture Rear
Expansion Detection)と呼ばれている。
【0012】しかし、CAREDでもDWDDと同様に
ゴースト信号が出るため、やはり別の磁性層を追加の中
間層として加えてゴースト信号を防止しようとしてい
る。しかしながら、追加の中間層を加えた場合に、短い
磁気マークに対してはゴーストを防止することができる
が、CAREDの場合でもDWDDと同様に、長い磁気
マークに関してはゴースト信号を防止することができな
かった。したがって、記録再生装置においては、長さ制
限のある信号処理系しか利用することができない。
ゴースト信号が出るため、やはり別の磁性層を追加の中
間層として加えてゴースト信号を防止しようとしてい
る。しかしながら、追加の中間層を加えた場合に、短い
磁気マークに対してはゴーストを防止することができる
が、CAREDの場合でもDWDDと同様に、長い磁気
マークに関してはゴースト信号を防止することができな
かった。したがって、記録再生装置においては、長さ制
限のある信号処理系しか利用することができない。
【0013】本発明は、前述のMSR、MAMMOS、
DWDD及びCAREDの持つ不便性を解消すべく達成
されたものであり、その第1目的は、十分な大きさの再
生信号が得られる光磁気記録媒体、その再生方法及び再
生装置を提供することにある。
DWDD及びCAREDの持つ不便性を解消すべく達成
されたものであり、その第1目的は、十分な大きさの再
生信号が得られる光磁気記録媒体、その再生方法及び再
生装置を提供することにある。
【0014】本発明の第2の目的は、記録マークのマー
ク長に拘わらず、ゴースト信号が発生しない光磁気記録
媒体、その磁区拡大再生方法及び装置を提供することに
ある。
ク長に拘わらず、ゴースト信号が発生しない光磁気記録
媒体、その磁区拡大再生方法及び装置を提供することに
ある。
【0015】本発明の第3の目的は、再生磁界を印加す
ることなく、光磁気記録媒体の磁区拡大再生を実行する
ことができる光磁気記録媒体、その再生方法及び装置を
提供することにある。
ることなく、光磁気記録媒体の磁区拡大再生を実行する
ことができる光磁気記録媒体、その再生方法及び装置を
提供することにある。
【0016】
【課題を解決するための手段】本発明に従えば、光磁気
記録媒体であって、磁性材料から形成されている記録層
と;磁性材料から形成され、垂直磁化を示す再生層と;
磁性材料から形成され、上記記録層と再生層との間に存
在し、160℃以下の温度で上記記録層と再生層の交換
結合力を遮断する中間層と;を備え、上記再生層の補償
温度Tcomp1、上記中間層の補償温度Tcomp2及び上記
記録層の補償温度Tcomp3が、下記式(1)及び
(2): Tcomp2<120℃<Tcomp1 ・・・(1) Tcomp3<120℃<Tcomp2 ・・・(2) のいずれか一方を満足することを特徴とする光磁気記録
媒体が提供される。本発明において、上記再生層として
20℃〜キュリー温度近傍までの温度範囲において垂直
磁化を示し、補償温度がキュリー温度以上であることが
望ましい。
記録媒体であって、磁性材料から形成されている記録層
と;磁性材料から形成され、垂直磁化を示す再生層と;
磁性材料から形成され、上記記録層と再生層との間に存
在し、160℃以下の温度で上記記録層と再生層の交換
結合力を遮断する中間層と;を備え、上記再生層の補償
温度Tcomp1、上記中間層の補償温度Tcomp2及び上記
記録層の補償温度Tcomp3が、下記式(1)及び
(2): Tcomp2<120℃<Tcomp1 ・・・(1) Tcomp3<120℃<Tcomp2 ・・・(2) のいずれか一方を満足することを特徴とする光磁気記録
媒体が提供される。本発明において、上記再生層として
20℃〜キュリー温度近傍までの温度範囲において垂直
磁化を示し、補償温度がキュリー温度以上であることが
望ましい。
【0017】本発明の光磁気記録媒体では、記録層(以
下、情報記録層とも言う)から中間層を介して再生層
(以下、拡大再生層とも言う)に転写された磁区を外部
磁界を印加することなく再生光照射により拡大させて検
出することが可能である。本発明において、このような
磁区拡大を可能ならしめるのは、1)拡大再生層の最小
磁区径の存在、2)中間層と記録層間または中間層と再
生層間の反発力の発生、3)拡大再生層と記録層間の交
換結合力の制御などの因子に基づく。最初にそれらの因
子について説明し、次いで、本発明の光磁気記録媒体を
実現する3つのタイプの光磁気記録媒体の拡大再生原理
を説明する。
下、情報記録層とも言う)から中間層を介して再生層
(以下、拡大再生層とも言う)に転写された磁区を外部
磁界を印加することなく再生光照射により拡大させて検
出することが可能である。本発明において、このような
磁区拡大を可能ならしめるのは、1)拡大再生層の最小
磁区径の存在、2)中間層と記録層間または中間層と再
生層間の反発力の発生、3)拡大再生層と記録層間の交
換結合力の制御などの因子に基づく。最初にそれらの因
子について説明し、次いで、本発明の光磁気記録媒体を
実現する3つのタイプの光磁気記録媒体の拡大再生原理
を説明する。
【0018】[磁区拡大の因子]
1)最小磁区径の存在による磁区拡大原理
外部磁界を必要としないで再生層の磁区を拡大させるに
は、再生層中で安定に存在し得る最小(安定)磁区の大
きさを考慮する必要がある。温度が均一な磁性層におけ
る最小磁区の磁区径をd、拡大再生層の磁壁のエネルギ
をσw、飽和磁化をMs、保磁力をHcとすると、最小
磁区径dは、d=σw/(Ms・Hc)と表記できる。
一般に、Msが比較的小さい場合dは大きく、Msが大
きな場合にはdは小さくなる。
は、再生層中で安定に存在し得る最小(安定)磁区の大
きさを考慮する必要がある。温度が均一な磁性層におけ
る最小磁区の磁区径をd、拡大再生層の磁壁のエネルギ
をσw、飽和磁化をMs、保磁力をHcとすると、最小
磁区径dは、d=σw/(Ms・Hc)と表記できる。
一般に、Msが比較的小さい場合dは大きく、Msが大
きな場合にはdは小さくなる。
【0019】本発明では、図1(a)に示すように、拡
大再生層3の材料として、拡大再生層3において磁気的
に安定して存在し得る磁区SM1の最小径(以下、「最
小磁区径」という)が比較的大きい材料、例えば、Gd
Feを使用している。すなわち、拡大再生層3において
は、磁区SM1より小さな磁区は磁気的に安定に存在す
ることができない。一方、情報記録層5には図1(b)
に示すように磁区SM2の最小磁区径が小さくなるよう
な磁気材料、例えば、TbFeCoを使用しているため
に、情報記録層5に小さな記録磁区を高密度に記録する
ことが可能になる。ここで、そのような拡大再生層3と
情報記録層5が強力な交換結合力で結びついた場合に
は、図1(c)に示すように情報記録層5に記録された
磁区SM2が拡大再生層3に磁気的に転写されて磁区S
M3が生じる。但し、拡大再生層3に磁気転写された磁
区SM3は拡大再生層3における最小磁区径よりも小さ
いために不安定である。それゆえ、図1(d)に示した
ように拡大再生層3を情報記録層5から引き離したとす
ると、拡大再生層3に転写されていた微小磁区は拡大し
て図1(a)に示したような最小磁区径を有する安定な
磁区SM1に戻る。本発明では、図1(c)から図1
(d)に遷移するプロセスを、後述する種々の中間層
(拡大トリガー層)を用いて拡大再生層3と情報記録層
5の交換結合力の大きさを制御することによって実行し
ている。
大再生層3の材料として、拡大再生層3において磁気的
に安定して存在し得る磁区SM1の最小径(以下、「最
小磁区径」という)が比較的大きい材料、例えば、Gd
Feを使用している。すなわち、拡大再生層3において
は、磁区SM1より小さな磁区は磁気的に安定に存在す
ることができない。一方、情報記録層5には図1(b)
に示すように磁区SM2の最小磁区径が小さくなるよう
な磁気材料、例えば、TbFeCoを使用しているため
に、情報記録層5に小さな記録磁区を高密度に記録する
ことが可能になる。ここで、そのような拡大再生層3と
情報記録層5が強力な交換結合力で結びついた場合に
は、図1(c)に示すように情報記録層5に記録された
磁区SM2が拡大再生層3に磁気的に転写されて磁区S
M3が生じる。但し、拡大再生層3に磁気転写された磁
区SM3は拡大再生層3における最小磁区径よりも小さ
いために不安定である。それゆえ、図1(d)に示した
ように拡大再生層3を情報記録層5から引き離したとす
ると、拡大再生層3に転写されていた微小磁区は拡大し
て図1(a)に示したような最小磁区径を有する安定な
磁区SM1に戻る。本発明では、図1(c)から図1
(d)に遷移するプロセスを、後述する種々の中間層
(拡大トリガー層)を用いて拡大再生層3と情報記録層
5の交換結合力の大きさを制御することによって実行し
ている。
【0020】2)磁性層の反発力と交換結合力
記録層、中間層及び再生層の磁性材料には、例えば、希
土類遷移金属合金を用い得る。希土類は重希土類が用い
られ、この場合には、希土類金属と遷移金属の磁気スピ
ンは互いに反対方向を向くので、磁性層はフェリ磁性を
示す。希土類金属と遷移金属の磁気スピンが同じ大きさ
であれば、磁化方向が互いに逆、すなわち磁化を打ち消
しあうことになるため、全体の磁化(磁気スピンの和)
はゼロとなる。この状態は補償状態と呼ばれ、補償状態
となる温度は補償温度と呼ばれる。また、補償状態とな
る磁性層の組成は補償組成と呼ばれる。また、遷移金属
の磁気スピンが希土類金属の磁気スピンよりも大きい場
合には遷移金属リッチ(Transition Metal rich :TM
リッチ)と呼ばれ、希土類金属の磁気スピンが遷移金属
の磁気スピンよりも大きい場合には希土類リッチ(Rare
Earth rich : REリッチ)と呼ばれる。本発明では、
再生層の補償温度Tcomp1、中間層の補償温度Tcomp2
及び記録層の補償温度Tcomp3が、以下の(1)式及び
(2)式のいずれか一方の式を満足する。 Tcomp2<120℃<Tcomp1 ・・・(1) Tcomp3<120℃<Tcomp2 ・・・(2)
土類遷移金属合金を用い得る。希土類は重希土類が用い
られ、この場合には、希土類金属と遷移金属の磁気スピ
ンは互いに反対方向を向くので、磁性層はフェリ磁性を
示す。希土類金属と遷移金属の磁気スピンが同じ大きさ
であれば、磁化方向が互いに逆、すなわち磁化を打ち消
しあうことになるため、全体の磁化(磁気スピンの和)
はゼロとなる。この状態は補償状態と呼ばれ、補償状態
となる温度は補償温度と呼ばれる。また、補償状態とな
る磁性層の組成は補償組成と呼ばれる。また、遷移金属
の磁気スピンが希土類金属の磁気スピンよりも大きい場
合には遷移金属リッチ(Transition Metal rich :TM
リッチ)と呼ばれ、希土類金属の磁気スピンが遷移金属
の磁気スピンよりも大きい場合には希土類リッチ(Rare
Earth rich : REリッチ)と呼ばれる。本発明では、
再生層の補償温度Tcomp1、中間層の補償温度Tcomp2
及び記録層の補償温度Tcomp3が、以下の(1)式及び
(2)式のいずれか一方の式を満足する。 Tcomp2<120℃<Tcomp1 ・・・(1) Tcomp3<120℃<Tcomp2 ・・・(2)
【0021】式(1)及び(2)は、本発明において磁
区の拡大が起こるためのトリガーとなる反発力の存在を
条件を表している。式(1)の場合には、120℃より
低い温度に中間層4の補償温度が存在し、120℃より
も高い温度に再生層の補償温度が存在する。例えば、再
生層3及び中間層4がそれぞれフェリ磁性の希土類遷移
金属から構成されている場合、図2(a)に示すように
120℃では中間層4がTMリッチであり、再生層3が
REリッチとなる。従って、中間層4と再生層3の遷移
金属の磁気スピン(副ネットワーク磁化)は同一方向を
向き、磁化(全体の磁化)は互いに反対方向となり反発
力が生じる。本発明では、このような反発力の発生が再
生層3における磁区拡大の要件となる。ここで、記録層
5が中間層4と同じくTMリッチな希土類遷移金属から
構成されているとすると、再生層3、中間層4及び記録
層5間でそれらの遷移金属の磁気スピンがつながり、再
生層3と記録層5間で中間層4を介して交換結合力が働
く。ここで、交換結合力には温度依存性があるので、1
20℃から温度が上昇すると、反発力が交換結合力を上
回り、再生層3の磁区が反転しやすくなる。この磁区反
転は磁区拡大をもたらす。
区の拡大が起こるためのトリガーとなる反発力の存在を
条件を表している。式(1)の場合には、120℃より
低い温度に中間層4の補償温度が存在し、120℃より
も高い温度に再生層の補償温度が存在する。例えば、再
生層3及び中間層4がそれぞれフェリ磁性の希土類遷移
金属から構成されている場合、図2(a)に示すように
120℃では中間層4がTMリッチであり、再生層3が
REリッチとなる。従って、中間層4と再生層3の遷移
金属の磁気スピン(副ネットワーク磁化)は同一方向を
向き、磁化(全体の磁化)は互いに反対方向となり反発
力が生じる。本発明では、このような反発力の発生が再
生層3における磁区拡大の要件となる。ここで、記録層
5が中間層4と同じくTMリッチな希土類遷移金属から
構成されているとすると、再生層3、中間層4及び記録
層5間でそれらの遷移金属の磁気スピンがつながり、再
生層3と記録層5間で中間層4を介して交換結合力が働
く。ここで、交換結合力には温度依存性があるので、1
20℃から温度が上昇すると、反発力が交換結合力を上
回り、再生層3の磁区が反転しやすくなる。この磁区反
転は磁区拡大をもたらす。
【0022】式(2)の場合には、120℃より低い温
度に記録層5の補償温度が存在し、120℃よりも高い
温度に中間層4の補償温度が存在する。例えば、記録層
5及び中間層4がそれぞれフェリ磁性の希土類遷移金属
から構成されている場合、図2(b)に示すように12
0℃では記録層5がTMリッチであり、中間層4がRE
リッチとなる。従って、記録層5の磁化と中間層4の磁
化は互いに反対方向となり反発力が生じる。ここで、再
生層3が中間層4と同じくREリッチな希土類遷移金属
から構成されているとすると、再生層3と記録層5には
中間層4を介して交換結合力が働いている。交換結合力
には温度依存性があるので、120℃から温度が上昇す
ると、再生層3及び中間層4の磁化と記録層5の磁化と
の反発力が記録層5と再生層3の交換結合力を上回り、
中間層4及び再生層3の磁区がそれぞれ反転しやすくな
る。再生層3の磁区反転は磁区拡大をもたらす。上記の
式(1)あるいは式(2)のいずれか一方が満足されて
いれば、本発明において磁区拡大のきっかけとなる反発
力が発生することになる。以下の各タイプの光磁気記録
媒体の再生原理の説明では主に式(1)の条件を用いて
説明するものとする。
度に記録層5の補償温度が存在し、120℃よりも高い
温度に中間層4の補償温度が存在する。例えば、記録層
5及び中間層4がそれぞれフェリ磁性の希土類遷移金属
から構成されている場合、図2(b)に示すように12
0℃では記録層5がTMリッチであり、中間層4がRE
リッチとなる。従って、記録層5の磁化と中間層4の磁
化は互いに反対方向となり反発力が生じる。ここで、再
生層3が中間層4と同じくREリッチな希土類遷移金属
から構成されているとすると、再生層3と記録層5には
中間層4を介して交換結合力が働いている。交換結合力
には温度依存性があるので、120℃から温度が上昇す
ると、再生層3及び中間層4の磁化と記録層5の磁化と
の反発力が記録層5と再生層3の交換結合力を上回り、
中間層4及び再生層3の磁区がそれぞれ反転しやすくな
る。再生層3の磁区反転は磁区拡大をもたらす。上記の
式(1)あるいは式(2)のいずれか一方が満足されて
いれば、本発明において磁区拡大のきっかけとなる反発
力が発生することになる。以下の各タイプの光磁気記録
媒体の再生原理の説明では主に式(1)の条件を用いて
説明するものとする。
【0023】上記のように本発明では、反発力と交換結
合力の関係が磁区拡大を制御する。なお、120℃とい
う温度は、再生光照射により磁区拡大が起こり始めるで
あろう領域の温度を想定している。すなわち、本発明で
は磁区拡大が起こり始める領域は、再生光が照射されて
加熱された領域のうち、中央部すなわち高温部分(熱中
心)ではなく周縁部すなわち低温部分である。一方、高
温部分では後述するように記録層と拡大再生層の交換結
合力が遮断される。この高温領域は本発明では140℃
を超える温度であると想定している。
合力の関係が磁区拡大を制御する。なお、120℃とい
う温度は、再生光照射により磁区拡大が起こり始めるで
あろう領域の温度を想定している。すなわち、本発明で
は磁区拡大が起こり始める領域は、再生光が照射されて
加熱された領域のうち、中央部すなわち高温部分(熱中
心)ではなく周縁部すなわち低温部分である。一方、高
温部分では後述するように記録層と拡大再生層の交換結
合力が遮断される。この高温領域は本発明では140℃
を超える温度であると想定している。
【0024】3)交換結合力の制御
本発明の光磁気記録媒体において、中間層はいずれのタ
イプの光磁気記録媒体においても記録層と拡大再生層と
の間に働く交換結合力と反発力の大きさを制御すること
によって拡大再生層における磁区拡大を最適化するとと
もに、ゴースト信号の発生を防止している。特に、情報
再生時には、中間層により、再生光が照射されている領
域内の高温領域において記録層と拡大再生層との間に働
く交換結合力が遮断されて、低温領域の拡大再生層の磁
区が高温領域にまで拡大する。この交換結合力が遮断さ
れる温度を交換結合力遮断温度と称する。交換結合力遮
断温度は交換結合力(交換結合磁界)の温度依存性から
求めることができる。交換結合力は拡大再生層側から磁
気光学Kerr回転角の磁界依存性から決定できる。図
25には、室温における本発明の光磁気記録媒体の磁気
光学Kerr回転角(θ)のヒステリシス曲線の測定例
を示している。拡大再生層には、保磁力の大きな情報記
録層から交換結合力(交換結合磁界)がバイアス磁界と
して作用している。したがって、ヒステリシス曲線はそ
の磁界分だけ左にシフトしており、このシフト量が交換
結合力である。この交換結合力の温度依存性の一例を図
44に示した。交換結合力遮断温度はこの交換結合力が
ほぼゼロとなる温度に相当する。
イプの光磁気記録媒体においても記録層と拡大再生層と
の間に働く交換結合力と反発力の大きさを制御すること
によって拡大再生層における磁区拡大を最適化するとと
もに、ゴースト信号の発生を防止している。特に、情報
再生時には、中間層により、再生光が照射されている領
域内の高温領域において記録層と拡大再生層との間に働
く交換結合力が遮断されて、低温領域の拡大再生層の磁
区が高温領域にまで拡大する。この交換結合力が遮断さ
れる温度を交換結合力遮断温度と称する。交換結合力遮
断温度は交換結合力(交換結合磁界)の温度依存性から
求めることができる。交換結合力は拡大再生層側から磁
気光学Kerr回転角の磁界依存性から決定できる。図
25には、室温における本発明の光磁気記録媒体の磁気
光学Kerr回転角(θ)のヒステリシス曲線の測定例
を示している。拡大再生層には、保磁力の大きな情報記
録層から交換結合力(交換結合磁界)がバイアス磁界と
して作用している。したがって、ヒステリシス曲線はそ
の磁界分だけ左にシフトしており、このシフト量が交換
結合力である。この交換結合力の温度依存性の一例を図
44に示した。交換結合力遮断温度はこの交換結合力が
ほぼゼロとなる温度に相当する。
【0025】[第1のタイプの光磁気記録媒体]拡大再
生層と情報記録層の交換結合力の大きさを制御するの
に、第1のタイプの光磁気記録媒体では、高温、例えば
140℃以上で面内磁化を示し、低温、例えば120℃
以下では垂直磁化を示すような中間層を用いる。記録層
及び再生層は垂直磁化の磁性層を用い得る。この場合、
中間層が垂直磁化を示すときには拡大再生層と情報記録
層の中間層を介した交換結合力が強いが、中間層が高温
時に面内磁化を示すときには拡大再生層と情報記録層の
交換結合力は中間層により切断または遮断されて弱ま
る。低温での拡大再生層と情報記録層の交換結合力を大
きくするためには、中間層のキュリー温度Tc2を拡大
再生層のキュリー温度Tc1よりも高くすればよい。た
だし、情報記録層への記録の悪影響を避けるためには、
Tc2は情報記録層のキュリー温度Tc3よりも低くし
ておく必要がある。したがって、第1のタイプの光磁気
記録媒体では、それらの磁性層のキュリー温度の関係は
Tc1<Tc2<Tc3にし得る。
生層と情報記録層の交換結合力の大きさを制御するの
に、第1のタイプの光磁気記録媒体では、高温、例えば
140℃以上で面内磁化を示し、低温、例えば120℃
以下では垂直磁化を示すような中間層を用いる。記録層
及び再生層は垂直磁化の磁性層を用い得る。この場合、
中間層が垂直磁化を示すときには拡大再生層と情報記録
層の中間層を介した交換結合力が強いが、中間層が高温
時に面内磁化を示すときには拡大再生層と情報記録層の
交換結合力は中間層により切断または遮断されて弱ま
る。低温での拡大再生層と情報記録層の交換結合力を大
きくするためには、中間層のキュリー温度Tc2を拡大
再生層のキュリー温度Tc1よりも高くすればよい。た
だし、情報記録層への記録の悪影響を避けるためには、
Tc2は情報記録層のキュリー温度Tc3よりも低くし
ておく必要がある。したがって、第1のタイプの光磁気
記録媒体では、それらの磁性層のキュリー温度の関係は
Tc1<Tc2<Tc3にし得る。
【0026】ここで、図3に示したように、情報記録層
5と拡大再生層3の間に、高温で面内磁化を示し、低温
では垂直磁化を示すような中間層、例えば拡大トリガー
層4’が存在する光磁気記録媒体を考えてみる。記録層
5に微小磁区が高密度に記録されているものとする。レ
ーザー光が照射されていない場合には、情報記録層5に
記録された磁区5Aは拡大トリガー層4’を介した拡大
再生層3と情報記録層5との大きな交換結合力により拡
大再生層3に磁気転写されて磁区3Aを形成している。
図4に示すように、光磁気記録媒体が矢印DDの方向に
進行しつつレーザー光が照射されると光磁気記録媒体の
レーザースポット内の領域の温度が上昇する。このとき
温度上昇した領域のうち特に高温部分(例えば140℃
以上)では拡大トリガー層4’の磁気異方性は急激に小
さくなるため拡大トリガー層4’の磁化容易軸は垂直方
向から膜面方向に向くことになる。このとき、拡大トリ
ガー層4’の垂直磁化成分が減少するために拡大再生層
3と情報記録層5の交換結合力は急激に低下して遮断さ
れる。この交換結合力が遮断する温度をTrとすると、
図5に示したように、Trを超える温度領域において
は、拡大再生層3と情報記録層5は磁気的に独立な状態
になる。Trは、例えば、120℃〜180℃、好まし
くは140℃〜180℃である。
5と拡大再生層3の間に、高温で面内磁化を示し、低温
では垂直磁化を示すような中間層、例えば拡大トリガー
層4’が存在する光磁気記録媒体を考えてみる。記録層
5に微小磁区が高密度に記録されているものとする。レ
ーザー光が照射されていない場合には、情報記録層5に
記録された磁区5Aは拡大トリガー層4’を介した拡大
再生層3と情報記録層5との大きな交換結合力により拡
大再生層3に磁気転写されて磁区3Aを形成している。
図4に示すように、光磁気記録媒体が矢印DDの方向に
進行しつつレーザー光が照射されると光磁気記録媒体の
レーザースポット内の領域の温度が上昇する。このとき
温度上昇した領域のうち特に高温部分(例えば140℃
以上)では拡大トリガー層4’の磁気異方性は急激に小
さくなるため拡大トリガー層4’の磁化容易軸は垂直方
向から膜面方向に向くことになる。このとき、拡大トリ
ガー層4’の垂直磁化成分が減少するために拡大再生層
3と情報記録層5の交換結合力は急激に低下して遮断さ
れる。この交換結合力が遮断する温度をTrとすると、
図5に示したように、Trを超える温度領域において
は、拡大再生層3と情報記録層5は磁気的に独立な状態
になる。Trは、例えば、120℃〜180℃、好まし
くは140℃〜180℃である。
【0027】さらに、光磁気記録媒体が矢印方向DDに
進行して、図6に示したように、記録磁区5Aが温度T
>Trの領域付近に近づいてくると、情報記録層5の磁
区5Aの磁化及び拡大トリガー層4’の磁区4’Aの磁
化の合成磁化と、拡大再生層3の転写磁区3Aの磁化と
の静磁気的な反発力が、拡大再生層3の磁区3Aと拡大
トリガー層4’を介した情報記録層5の磁区5Aの交換
結合力に勝ることになる。特に、拡大再生層3の磁区3
Bは記録層5の磁区5Bから交換結合力により転写され
た磁区であるが、レーザスポット内にあるために交換結
合力よりも拡大トリガー層の磁区4’Bとの反発力の方
が強くなっている。さらに、前述のように拡大再生層3
の安定磁区径は大きいので、磁区3Aは本来の大きさに
戻ろうとする力が働く。それゆえ、磁区3Aと磁区3B
との間の磁壁(3AF)には磁気的な圧力が作用して、
図7に示すように、磁区3Bが反転した結果、磁区3A
が拡大する。そして、この拡大した磁区3Aは、図8に
示すように交換結合力が衰弱した領域付近一杯に広が
る。その拡大した領域は拡大再生層3の安定磁区径に相
当する大きさと考えることもできる。このように拡大ト
リガー層4’は温度変化により拡大再生層3の磁区が拡
大するきっかけをもたらしている。
進行して、図6に示したように、記録磁区5Aが温度T
>Trの領域付近に近づいてくると、情報記録層5の磁
区5Aの磁化及び拡大トリガー層4’の磁区4’Aの磁
化の合成磁化と、拡大再生層3の転写磁区3Aの磁化と
の静磁気的な反発力が、拡大再生層3の磁区3Aと拡大
トリガー層4’を介した情報記録層5の磁区5Aの交換
結合力に勝ることになる。特に、拡大再生層3の磁区3
Bは記録層5の磁区5Bから交換結合力により転写され
た磁区であるが、レーザスポット内にあるために交換結
合力よりも拡大トリガー層の磁区4’Bとの反発力の方
が強くなっている。さらに、前述のように拡大再生層3
の安定磁区径は大きいので、磁区3Aは本来の大きさに
戻ろうとする力が働く。それゆえ、磁区3Aと磁区3B
との間の磁壁(3AF)には磁気的な圧力が作用して、
図7に示すように、磁区3Bが反転した結果、磁区3A
が拡大する。そして、この拡大した磁区3Aは、図8に
示すように交換結合力が衰弱した領域付近一杯に広が
る。その拡大した領域は拡大再生層3の安定磁区径に相
当する大きさと考えることもできる。このように拡大ト
リガー層4’は温度変化により拡大再生層3の磁区が拡
大するきっかけをもたらしている。
【0028】ここで重要なことは、磁区3Aが拡大する
際、磁区3Aの前側エッジ3AF(図6参照)がスポッ
ト中心に向かって拡大しても後側エッジ3ARは動かな
いことである。もし、前側エッジ3AFの拡大に連動し
て後側エッジ3ARもスポット中心に向かって動いた場
合には、磁区3Aの面積は増大しないからである。した
がって、磁区拡大再層3として重要な点は、前側エッジ
3AFは拡大しやすく、前側エッジ3AFよりも若干温
度の低い後側エッジ3ARは動かずに記録層5の磁区が
転写されたままの状態を保存していることである。これ
を達成するには、交換結合力の温度勾配がTr近傍で急
峻になるような材料を用いればよい。この温度勾配は実
験的には、Tr近傍と考えられる130℃近傍で−10
0(Oe/℃)以上であることが望ましい。また、拡大
再生層3の膜厚が厚いと拡大しにくい傾向にあり、好ま
しくは15〜30nmである。
際、磁区3Aの前側エッジ3AF(図6参照)がスポッ
ト中心に向かって拡大しても後側エッジ3ARは動かな
いことである。もし、前側エッジ3AFの拡大に連動し
て後側エッジ3ARもスポット中心に向かって動いた場
合には、磁区3Aの面積は増大しないからである。した
がって、磁区拡大再層3として重要な点は、前側エッジ
3AFは拡大しやすく、前側エッジ3AFよりも若干温
度の低い後側エッジ3ARは動かずに記録層5の磁区が
転写されたままの状態を保存していることである。これ
を達成するには、交換結合力の温度勾配がTr近傍で急
峻になるような材料を用いればよい。この温度勾配は実
験的には、Tr近傍と考えられる130℃近傍で−10
0(Oe/℃)以上であることが望ましい。また、拡大
再生層3の膜厚が厚いと拡大しにくい傾向にあり、好ま
しくは15〜30nmである。
【0029】図9には、光磁気記録媒体が光スポットに
対して移動して、磁区5Aに隣接する磁区5Cが本発明
の原理に従って拡大再生される様子を示している。図1
0には、さらに光磁気記録媒体が光スポットに対して移
動して図9において再生された磁区5Cに隣接する磁区
5Dが拡大再生される様子を示している。図10から分
るように、Trを超える温度領域内にある情報記録層5
の磁区5Aは拡大再生層3に向かって漏洩磁界を発して
いるが、その上に位置する拡大トリガー層4’の磁区が
面内磁化を示しているためにこの漏洩磁界が遮断されて
いる。したがって、拡大が起こっている領域内に位置す
る記録層5の磁区の向きがいずれであろうと拡大再生層
3の拡大動作には影響を与えることはない。
対して移動して、磁区5Aに隣接する磁区5Cが本発明
の原理に従って拡大再生される様子を示している。図1
0には、さらに光磁気記録媒体が光スポットに対して移
動して図9において再生された磁区5Cに隣接する磁区
5Dが拡大再生される様子を示している。図10から分
るように、Trを超える温度領域内にある情報記録層5
の磁区5Aは拡大再生層3に向かって漏洩磁界を発して
いるが、その上に位置する拡大トリガー層4’の磁区が
面内磁化を示しているためにこの漏洩磁界が遮断されて
いる。したがって、拡大が起こっている領域内に位置す
る記録層5の磁区の向きがいずれであろうと拡大再生層
3の拡大動作には影響を与えることはない。
【0030】さて、図11に示したように、拡大再生し
て再生が終了した記録磁区5Aは光スポットから脱出す
る際に冷却される。冷却が進んだ領域では拡大トリガー
層4’の磁区4’Aの垂直磁気異方性が復活するため、
拡大再生層3の磁区3Aと記録層5の磁区5Aの交換結
合が復活することになる。しかしながら、静磁気的反発
力が交換結合力よりも勝っているために、磁区5Aは拡
大再生層3に転写されない。さらに、磁区3Aがスポッ
トから離れた図12においては、交換結合力が大きくな
るが、図1において説明したように拡大再生層3の安定
磁区径からすれば微小磁区が拡大再生層3に転写される
には大きなエネルギーが必要となる。従って、この状態
でもまだ記録層の磁区5Aは拡大再生層3に転写されな
い。それゆえ、本発明では情報の再生が終了している記
録層の磁区5Aが拡大再生層3に再転写することによる
ゴースト信号は現れない。
て再生が終了した記録磁区5Aは光スポットから脱出す
る際に冷却される。冷却が進んだ領域では拡大トリガー
層4’の磁区4’Aの垂直磁気異方性が復活するため、
拡大再生層3の磁区3Aと記録層5の磁区5Aの交換結
合が復活することになる。しかしながら、静磁気的反発
力が交換結合力よりも勝っているために、磁区5Aは拡
大再生層3に転写されない。さらに、磁区3Aがスポッ
トから離れた図12においては、交換結合力が大きくな
るが、図1において説明したように拡大再生層3の安定
磁区径からすれば微小磁区が拡大再生層3に転写される
には大きなエネルギーが必要となる。従って、この状態
でもまだ記録層の磁区5Aは拡大再生層3に転写されな
い。それゆえ、本発明では情報の再生が終了している記
録層の磁区5Aが拡大再生層3に再転写することによる
ゴースト信号は現れない。
【0031】[第2のタイプの光磁気記録媒体]第2の
タイプの光磁気記録媒体の動作原理について図面を用い
て以下に説明する。このタイプの光磁気記録媒体の記録
層、中間層及び再生層は、いずれも垂直磁化を示す希土
類遷移金属合金を用いて形成されている。中間層は16
0℃以下のキュリー温度、室温以下の補償温度を有す
る。それゆえ、再生光が照射されて光磁気記録媒体が加
熱されたときに、中間層における高温領域(160℃以
上)では磁化が消失している。図13に、再生光が照射
される前の光磁気記録媒体の記録層5、中間層4及び再
生層3のそれぞれの磁区の状態を示した。各層のそれぞ
れの磁区の大きさは、ディスク進行方向において全て同
じものとする。図13中、太い矢印(白抜き矢印)は、
それぞれの層の全体の(合成)磁化を示し、太い矢印の
内部に記載された細い矢印は、遷移金属(FeやCo)
の磁気スピンを示している。このタイプの光磁気記録媒
体においては、再生時に、再生光を照射して再生温度付
近(例えば、120℃〜200℃)に加熱したとき、図
13に示したように、再生層3はREリッチであり、中
間層4と記録層5はTMリッチであるか(前記式(1)
を満足)、あるいは、再生層3及び中間層4がはREリ
ッチであり、記録層5がTMリッチである(前記式
(2)を満足)。
タイプの光磁気記録媒体の動作原理について図面を用い
て以下に説明する。このタイプの光磁気記録媒体の記録
層、中間層及び再生層は、いずれも垂直磁化を示す希土
類遷移金属合金を用いて形成されている。中間層は16
0℃以下のキュリー温度、室温以下の補償温度を有す
る。それゆえ、再生光が照射されて光磁気記録媒体が加
熱されたときに、中間層における高温領域(160℃以
上)では磁化が消失している。図13に、再生光が照射
される前の光磁気記録媒体の記録層5、中間層4及び再
生層3のそれぞれの磁区の状態を示した。各層のそれぞ
れの磁区の大きさは、ディスク進行方向において全て同
じものとする。図13中、太い矢印(白抜き矢印)は、
それぞれの層の全体の(合成)磁化を示し、太い矢印の
内部に記載された細い矢印は、遷移金属(FeやCo)
の磁気スピンを示している。このタイプの光磁気記録媒
体においては、再生時に、再生光を照射して再生温度付
近(例えば、120℃〜200℃)に加熱したとき、図
13に示したように、再生層3はREリッチであり、中
間層4と記録層5はTMリッチであるか(前記式(1)
を満足)、あるいは、再生層3及び中間層4がはREリ
ッチであり、記録層5がTMリッチである(前記式
(2)を満足)。
【0032】記録層5、中間層4及び再生層3のそれぞ
れの遷移金属同士は、室温において数10kOe以上の
強い結合力で結合しているために、図13に示すよう
に、記録層5、中間層4及び再生層3の遷移金属の同じ
縦列の磁区では、磁気スピンを示す細い矢印は全て同じ
方向を向いている。中間層4及び記録層5はTMリッチ
であるため、同じ縦列の磁区では、それらの全体の磁化
は遷移金属のスピンと同じ方向を向いている。一方、再
生層3はREリッチであるため、全体の磁化は遷移金属
のスピンと逆方向を向いている。すなわち、再生層3に
おける磁区の全体の磁化は、その下方の中間層4及び記
録層5の磁区の全体の磁化と互いに反対を向いており、
記録層5の磁区が再生層3に逆向きで転写されている。
ここで、再生層3及び中間層4のそれぞれの磁区を、例
えば、図13の右側に示したように概念的に磁石3a及
び4bとみなせば、再生層3と中間層4の全体磁化が互
いに逆向きの状態は、磁石3a及び4aの同じ極同士が
近接している状態と同様であり、静磁気的には極めて不
安定な状態である。すなわち、中間層4と再生層3との
間で働く静磁エネルギー反発力のために不安定な状態と
なっている。しかしながら、再生層3及び中間層4の遷
移金属のスピン同士の交換結合力の方が、静磁エネルギ
ー反発力よりも強いために、図13に示したような、再
生層3及び中間層4の全体の磁化が互いに反対を向いた
状態が持続されている。
れの遷移金属同士は、室温において数10kOe以上の
強い結合力で結合しているために、図13に示すよう
に、記録層5、中間層4及び再生層3の遷移金属の同じ
縦列の磁区では、磁気スピンを示す細い矢印は全て同じ
方向を向いている。中間層4及び記録層5はTMリッチ
であるため、同じ縦列の磁区では、それらの全体の磁化
は遷移金属のスピンと同じ方向を向いている。一方、再
生層3はREリッチであるため、全体の磁化は遷移金属
のスピンと逆方向を向いている。すなわち、再生層3に
おける磁区の全体の磁化は、その下方の中間層4及び記
録層5の磁区の全体の磁化と互いに反対を向いており、
記録層5の磁区が再生層3に逆向きで転写されている。
ここで、再生層3及び中間層4のそれぞれの磁区を、例
えば、図13の右側に示したように概念的に磁石3a及
び4bとみなせば、再生層3と中間層4の全体磁化が互
いに逆向きの状態は、磁石3a及び4aの同じ極同士が
近接している状態と同様であり、静磁気的には極めて不
安定な状態である。すなわち、中間層4と再生層3との
間で働く静磁エネルギー反発力のために不安定な状態と
なっている。しかしながら、再生層3及び中間層4の遷
移金属のスピン同士の交換結合力の方が、静磁エネルギ
ー反発力よりも強いために、図13に示したような、再
生層3及び中間層4の全体の磁化が互いに反対を向いた
状態が持続されている。
【0033】情報を再生するために、図14(a)に示
すように、光磁気記録媒体に再生レーザー光を対物レン
ズで集光させて照射して再生層3上に光スポットSを形
成すると、レーザー光の光強度分布に従って光スポット
S内に温度分布が生じ、特に光スポットSの中央付近の
温度が高くなる。このとき、中間層4のキュリー温度以
上に加熱された領域11(以下、再生温度領域という)
では磁化が消失し、中間層の再生温度領域11の上下に
それぞれ位置する記録層5の磁区15と再生層3の磁区
13との間の磁気的結合(交換結合)が失われる。この
ように、中間層4は、レーザー光照射による加熱によっ
て記録層5と再生層3との交換結合力を遮断することか
ら、この中間層のことを交換結合力遮断層とも呼ぶこと
ができる。
すように、光磁気記録媒体に再生レーザー光を対物レン
ズで集光させて照射して再生層3上に光スポットSを形
成すると、レーザー光の光強度分布に従って光スポット
S内に温度分布が生じ、特に光スポットSの中央付近の
温度が高くなる。このとき、中間層4のキュリー温度以
上に加熱された領域11(以下、再生温度領域という)
では磁化が消失し、中間層の再生温度領域11の上下に
それぞれ位置する記録層5の磁区15と再生層3の磁区
13との間の磁気的結合(交換結合)が失われる。この
ように、中間層4は、レーザー光照射による加熱によっ
て記録層5と再生層3との交換結合力を遮断することか
ら、この中間層のことを交換結合力遮断層とも呼ぶこと
ができる。
【0034】ここで、図14(a)に示すように、再生
レーザー光照射による加熱で中間層4の再生温度領域1
1の磁化が消失している部分と隣接している再生層3の
磁区23とその下方の中間層4の磁区25について考え
る。この状況では、再生層3の再生温度領域に存在する
磁区13は、記録層5の記録磁区15との交換結合力も
失っている。このとき再生層3の光スポット内の転写磁
区23は、図14(b)に示すように拡大する場合、あ
るいは図14(c)に示すように縮小する場合のいずれ
かになると考えられる。
レーザー光照射による加熱で中間層4の再生温度領域1
1の磁化が消失している部分と隣接している再生層3の
磁区23とその下方の中間層4の磁区25について考え
る。この状況では、再生層3の再生温度領域に存在する
磁区13は、記録層5の記録磁区15との交換結合力も
失っている。このとき再生層3の光スポット内の転写磁
区23は、図14(b)に示すように拡大する場合、あ
るいは図14(c)に示すように縮小する場合のいずれ
かになると考えられる。
【0035】ここで、図15(a)に示すように、再生
レーザー光が照射されたときに再生層3の磁区23の磁
壁26が移動せずに、そのままの状態になっていると仮
定し、そのとき、再生層3下面に働いている静磁エネル
ギー反発力と交換エネルギー引力(交換結合力)との関
係を図15(b)に示した。図15(a)に示すよう
に、再生光スポット内の右側の部分は、まだ温度が低い
状態で、再生層3に、大きな交換エネルギー引力と比較
的大きな静磁エネルギー反発力が働いている。交換エネ
ルギー引力は、再生層3の遷移金属と中間層4の遷移金
属との交換結合エネルギーに基づいて発生する引力であ
り、遷移金属同士は強い結合力を示すために、低温領域
においては極めて大きな値を示し、静磁エネルギー反発
力を上回っている。そして、低温領域から再生温度領域
に近づくに従って交換エネルギー引力は急激に減少し、
再生温度領域においてゼロとなる。これは、再生温度領
域で中間層4の磁化が消失して、交換結合力がなくなる
ためである。一方、静磁エネルギー反発力は、互いに逆
向きの、中間層の全体の磁化と再生層の全体の磁化との
間で働く静磁気的なエネルギーに基づく反発力である。
中間層4の領域4Aでは静磁反発力が交換結合力を上回
っている。静磁エネルギー反発力は、図15(b)に示
すように、低温領域から再生温度領域に近づくに従って
中間層4の磁化が小さくなるために減少している。しか
しながら、静磁エネルギー反発力は、再生温度領域にお
いてもゼロとはならず、所定の値を有している。すなわ
ち、再生温度領域の再生層の磁区27には、静磁エネル
ギー反発力が働いている。これは、図15(a)に示す
ように、再生温度領域の再生層の磁区27の磁化が、再
生温度領域の記録層の磁区28の磁化と反対向きで、そ
れら磁区の間で反発力が働いているためである。この場
合、図16(a)に示すように、まず再生層3の磁区2
3の左側の磁区23’において、静磁エネルギー反発力
が交換エネルギー引力を上回るため、磁区23’が反転
する。この拡大再生層の最小磁区径は記録磁区の最小磁
区径よりも大きく、光スポット径と同程度になるよう磁
気特性を調整(80μemu/cm2<再生層の飽和磁
化×膜厚<220μemu/cm2)してあるため、図
16(b)の磁区23Aのように拡大再生層の磁区はほ
ぼ光スポット径になるまで拡大する。このとき、図16
(b)に示すように、再生層の拡大した磁区23Aの磁
化が記録層の磁区28の磁化と同方向を向くので静磁エ
ネルギー反発力は更に減少する。すなわち、図14
(a)に示した拡大再生層3の光スポット内の再生温度
領域の転写磁区23は、図14(b)に示すように拡大
することになる。これは、拡大再生層3の磁化が比較的
小さい場合、最小磁区径の大きさにより、小さな磁区を
維持することができないという磁気的な性質に起因して
いる。このような磁区拡大を利用した場合、再生層から
は、大きな再生信号を検出することができる。更にディ
スクが矢印方向に進んで図16(b)の記録磁区25が
光スポット内の高温部に移動した場合を図19に示し
た。この場合、記録磁区25から拡大再生層3に漏洩磁
界が及んでいるが、前述したように拡大再生層3には転
写可能な最小磁区径が存在するため、これより小さな磁
区は転写することができない。すなわち、高温部分の記
録層5の状態(記録磁区25)は拡大再生層3に転写さ
れることはない。
レーザー光が照射されたときに再生層3の磁区23の磁
壁26が移動せずに、そのままの状態になっていると仮
定し、そのとき、再生層3下面に働いている静磁エネル
ギー反発力と交換エネルギー引力(交換結合力)との関
係を図15(b)に示した。図15(a)に示すよう
に、再生光スポット内の右側の部分は、まだ温度が低い
状態で、再生層3に、大きな交換エネルギー引力と比較
的大きな静磁エネルギー反発力が働いている。交換エネ
ルギー引力は、再生層3の遷移金属と中間層4の遷移金
属との交換結合エネルギーに基づいて発生する引力であ
り、遷移金属同士は強い結合力を示すために、低温領域
においては極めて大きな値を示し、静磁エネルギー反発
力を上回っている。そして、低温領域から再生温度領域
に近づくに従って交換エネルギー引力は急激に減少し、
再生温度領域においてゼロとなる。これは、再生温度領
域で中間層4の磁化が消失して、交換結合力がなくなる
ためである。一方、静磁エネルギー反発力は、互いに逆
向きの、中間層の全体の磁化と再生層の全体の磁化との
間で働く静磁気的なエネルギーに基づく反発力である。
中間層4の領域4Aでは静磁反発力が交換結合力を上回
っている。静磁エネルギー反発力は、図15(b)に示
すように、低温領域から再生温度領域に近づくに従って
中間層4の磁化が小さくなるために減少している。しか
しながら、静磁エネルギー反発力は、再生温度領域にお
いてもゼロとはならず、所定の値を有している。すなわ
ち、再生温度領域の再生層の磁区27には、静磁エネル
ギー反発力が働いている。これは、図15(a)に示す
ように、再生温度領域の再生層の磁区27の磁化が、再
生温度領域の記録層の磁区28の磁化と反対向きで、そ
れら磁区の間で反発力が働いているためである。この場
合、図16(a)に示すように、まず再生層3の磁区2
3の左側の磁区23’において、静磁エネルギー反発力
が交換エネルギー引力を上回るため、磁区23’が反転
する。この拡大再生層の最小磁区径は記録磁区の最小磁
区径よりも大きく、光スポット径と同程度になるよう磁
気特性を調整(80μemu/cm2<再生層の飽和磁
化×膜厚<220μemu/cm2)してあるため、図
16(b)の磁区23Aのように拡大再生層の磁区はほ
ぼ光スポット径になるまで拡大する。このとき、図16
(b)に示すように、再生層の拡大した磁区23Aの磁
化が記録層の磁区28の磁化と同方向を向くので静磁エ
ネルギー反発力は更に減少する。すなわち、図14
(a)に示した拡大再生層3の光スポット内の再生温度
領域の転写磁区23は、図14(b)に示すように拡大
することになる。これは、拡大再生層3の磁化が比較的
小さい場合、最小磁区径の大きさにより、小さな磁区を
維持することができないという磁気的な性質に起因して
いる。このような磁区拡大を利用した場合、再生層から
は、大きな再生信号を検出することができる。更にディ
スクが矢印方向に進んで図16(b)の記録磁区25が
光スポット内の高温部に移動した場合を図19に示し
た。この場合、記録磁区25から拡大再生層3に漏洩磁
界が及んでいるが、前述したように拡大再生層3には転
写可能な最小磁区径が存在するため、これより小さな磁
区は転写することができない。すなわち、高温部分の記
録層5の状態(記録磁区25)は拡大再生層3に転写さ
れることはない。
【0036】図14(c)に示すように、再生層の転写
磁区が縮小する場合は、再生層内で静磁エネルギーが上
昇するためにエネルギー的に不安定に状態なる。したが
って、図14(c)に示すような磁区23の縮小は起こ
らないと考えられる。
磁区が縮小する場合は、再生層内で静磁エネルギーが上
昇するためにエネルギー的に不安定に状態なる。したが
って、図14(c)に示すような磁区23の縮小は起こ
らないと考えられる。
【0037】このような再生層における磁区拡大を、よ
り良好に行うには、中間層が、大きな垂直磁気異方性エ
ネルギー(Ku)を有し、キュリー温度付近まで垂直磁
化膜であることが好ましい。ここで中間層のKuが小さ
い場合の例を図17(a),(b)に示した。中間層4
のKuが小さい場合、中間層4のキュリー温度付近の磁
区59は、再生層3からの静磁エネルギー反発力のため
に面内方向を向くことになる。したがって、再生層3の
磁区拡大は、図17(b)に示すように、中間層4のキ
ュリー温度以上の非磁性領域((Tc≦T)の直上の再
生層領域23Bにおいて起こるため、拡大率が小さい。
また、この場合、再生層と中間層の結合の切れる場所が
曖昧になりジッター量を増やす恐れがある。それゆえ、
中間層4は、大きな垂直磁気異方性を有することが好ま
しい。しかしながら、キュリー温度が150度近傍で最
も大きなKuを有するTbFe合金を中間層に使用して
実験した場合、交換エネルギー引力の温度勾配が急峻に
なりすぎるために、図16(a)に示した静磁エネルギ
ー反発力による磁区拡大の芽がふぞろいになる場合があ
った。実験結果からすると、中間層のKuは0.4er
g/cm3〜1erg/cm3が好ましいことがわかっ
た。実験結果からすると、特にエラーレートを低下させ
るためには、最適な中間層は、TbGdFe合金を使用
したときで、Tbに対するGdの原子比が5分の1以下
の場合であった。なお、TbFeCo合金に非磁性金属
等を添加してKuを減少させ、Kuの値を上記範囲内に
することによっても比較的良好な記録再生結果が得られ
る。
り良好に行うには、中間層が、大きな垂直磁気異方性エ
ネルギー(Ku)を有し、キュリー温度付近まで垂直磁
化膜であることが好ましい。ここで中間層のKuが小さ
い場合の例を図17(a),(b)に示した。中間層4
のKuが小さい場合、中間層4のキュリー温度付近の磁
区59は、再生層3からの静磁エネルギー反発力のため
に面内方向を向くことになる。したがって、再生層3の
磁区拡大は、図17(b)に示すように、中間層4のキ
ュリー温度以上の非磁性領域((Tc≦T)の直上の再
生層領域23Bにおいて起こるため、拡大率が小さい。
また、この場合、再生層と中間層の結合の切れる場所が
曖昧になりジッター量を増やす恐れがある。それゆえ、
中間層4は、大きな垂直磁気異方性を有することが好ま
しい。しかしながら、キュリー温度が150度近傍で最
も大きなKuを有するTbFe合金を中間層に使用して
実験した場合、交換エネルギー引力の温度勾配が急峻に
なりすぎるために、図16(a)に示した静磁エネルギ
ー反発力による磁区拡大の芽がふぞろいになる場合があ
った。実験結果からすると、中間層のKuは0.4er
g/cm3〜1erg/cm3が好ましいことがわかっ
た。実験結果からすると、特にエラーレートを低下させ
るためには、最適な中間層は、TbGdFe合金を使用
したときで、Tbに対するGdの原子比が5分の1以下
の場合であった。なお、TbFeCo合金に非磁性金属
等を添加してKuを減少させ、Kuの値を上記範囲内に
することによっても比較的良好な記録再生結果が得られ
る。
【0038】ここで、第2のタイプの光磁気記録媒体に
おいて磁区拡大再生したときに、DWDDやCARED
において発生していたゴースト信号が防止される理由に
ついて図を用いて以下に説明する。
おいて磁区拡大再生したときに、DWDDやCARED
において発生していたゴースト信号が防止される理由に
ついて図を用いて以下に説明する。
【0039】図18(a)には、光スポットで媒体を走
査したときに、光スポット内に存在する記録層5の記録
磁区25が、キュリー温度以下に冷却されて再び磁化を
取り戻した中間層4に転写されて再転写磁区31が生成
された様子を示している。このとき中間層の再転写磁区
31の高温側、すなわち右側の領域31Aでは静磁エネ
ルギー反発力が強いために、中間層の再転写磁区31と
再生層の磁区は交換結合できない。また、再転写磁区3
1の左側の領域31Bでは、再転写磁区31と再生層の
磁区は交換結合できる状態であるが、転写磁区サイズが
小さすぎて転写できない。したがって、転写磁区が現れ
ないからゴースト信号も現れない。更に、図18(b)
に示すように、図18(a)に示した状態からディスク
がさらに回転移動した場合(記録磁区25が光スポット
から離れた場合)、再転写磁区31の左側の交換結合し
ようとしている部分の面積が増えるために、再生層に転
写磁区23が現れる。しかしながら、再生層の転写磁区
23の右側の磁区55(光スポット側の磁区)は、中間
層4との界面31Aにおいて静磁エネルギー反発力が優
勢であるために反転することができず、したがって、ゴ
ースト信号も発生しない。
査したときに、光スポット内に存在する記録層5の記録
磁区25が、キュリー温度以下に冷却されて再び磁化を
取り戻した中間層4に転写されて再転写磁区31が生成
された様子を示している。このとき中間層の再転写磁区
31の高温側、すなわち右側の領域31Aでは静磁エネ
ルギー反発力が強いために、中間層の再転写磁区31と
再生層の磁区は交換結合できない。また、再転写磁区3
1の左側の領域31Bでは、再転写磁区31と再生層の
磁区は交換結合できる状態であるが、転写磁区サイズが
小さすぎて転写できない。したがって、転写磁区が現れ
ないからゴースト信号も現れない。更に、図18(b)
に示すように、図18(a)に示した状態からディスク
がさらに回転移動した場合(記録磁区25が光スポット
から離れた場合)、再転写磁区31の左側の交換結合し
ようとしている部分の面積が増えるために、再生層に転
写磁区23が現れる。しかしながら、再生層の転写磁区
23の右側の磁区55(光スポット側の磁区)は、中間
層4との界面31Aにおいて静磁エネルギー反発力が優
勢であるために反転することができず、したがって、ゴ
ースト信号も発生しない。
【0040】DWDDでは、再生層、中間層、記録層の
磁化を極めて小さく設計しているため、本発明のように
再生層と中間層の静磁エネルギー反発力は作用せず、容
易に再生層に磁区が再転写する。したがって、再転写磁
区の高温側磁壁は温度勾配に沿って移動してゴースト信
号を発生させる。また、CAREDでは2000年日本
応用磁気学会学術講演会で中間層の最適化した結果とし
て、中間層にはKuの小さなGdFeCrが良く、Tb
FeCoSiでは特性が良くならないことを報告してい
る。しかしながら、本発明では、TbGdFeを中間層
に用いてゴースト信号が出現しないという結果が得られ
た。これは、中間層の非磁性領域が高温部から再び低温
部に復活する場合、GdFeCrのKuがわずか2×1
05erg/cm3程度しかないために、再生層の静磁
エネルギー反発力および交換エネルギー引力に反目しな
いよう面内方向を向いてそれらの力を減少させている。
したがって、記録層の磁区は再生層に交換エネルギー引
力で容易に転写し、ゴースト信号を発生させることとな
る。しかし、後述する実施例8において使用したTbG
dFeのKuは7×105erg/cm3と大きいため
に、中間層から再生層への再転写を容易に許さないため
にゴースト信号は現れていないと考えられる。また、光
磁気ディスクに膜面側から光を入射させて磁気光学カー
効果を調べると、中間層にGdFeCrを用いた光磁気
ディスクの場合には、カーヒステリシスループは左右ど
ちらかにシフトして、しかも垂直磁化膜特有な急激な遷
移を示さない。しかし、中間層にTbGdFeを用いた
光磁気ディスクの場合には、外部磁界に対しシフトした
部分で急峻な遷移を示す。したがって、中間層のKuに
よる影響を調べる方法として上記方法を使うことができ
る。
磁化を極めて小さく設計しているため、本発明のように
再生層と中間層の静磁エネルギー反発力は作用せず、容
易に再生層に磁区が再転写する。したがって、再転写磁
区の高温側磁壁は温度勾配に沿って移動してゴースト信
号を発生させる。また、CAREDでは2000年日本
応用磁気学会学術講演会で中間層の最適化した結果とし
て、中間層にはKuの小さなGdFeCrが良く、Tb
FeCoSiでは特性が良くならないことを報告してい
る。しかしながら、本発明では、TbGdFeを中間層
に用いてゴースト信号が出現しないという結果が得られ
た。これは、中間層の非磁性領域が高温部から再び低温
部に復活する場合、GdFeCrのKuがわずか2×1
05erg/cm3程度しかないために、再生層の静磁
エネルギー反発力および交換エネルギー引力に反目しな
いよう面内方向を向いてそれらの力を減少させている。
したがって、記録層の磁区は再生層に交換エネルギー引
力で容易に転写し、ゴースト信号を発生させることとな
る。しかし、後述する実施例8において使用したTbG
dFeのKuは7×105erg/cm3と大きいため
に、中間層から再生層への再転写を容易に許さないため
にゴースト信号は現れていないと考えられる。また、光
磁気ディスクに膜面側から光を入射させて磁気光学カー
効果を調べると、中間層にGdFeCrを用いた光磁気
ディスクの場合には、カーヒステリシスループは左右ど
ちらかにシフトして、しかも垂直磁化膜特有な急激な遷
移を示さない。しかし、中間層にTbGdFeを用いた
光磁気ディスクの場合には、外部磁界に対しシフトした
部分で急峻な遷移を示す。したがって、中間層のKuに
よる影響を調べる方法として上記方法を使うことができ
る。
【0041】上記第2のタイプの光磁気記録媒体では、
前述の式(1)に従って中間層4にTMリッチな希土類
遷移金属を用いた例を説明した。しかし、静磁気的な反
発力は拡大再生層3と記録層5の間に成り立っていても
よく、すなわち、前述の式(2)に従って中間層はRE
リッチであってもよい。図47には、再生温度近傍(1
20℃〜160℃)で中間層がREリッチな状態を示し
た。この場合、光スポットに記録磁区5Aが近づいた状
態では交換結合力によって拡大再生層3、中間層4及び
記録層5の遷移金属のスピンは同一方向(上向き)を向
いており、中間層4の磁区4Aと記録層5の磁区5Aと
の間で静磁気的な反発力が生じていることがわかる。更
にディスクが回転して光スポットに近づくと、図48に
示すように、磁区4Aに隣接する磁区4Bでは、その直
下の磁区5Bとの交換結合力が衰弱してそれらの磁区間
での静磁気的な反発力が交換結合力よりも勝るので、中
間層の磁区4Bが反転する。これをきっかけとして磁区
4Bと交換結合力によって転写されていた拡大再生層の
磁区3Bもまた反転する。磁区3Bの反転は、磁区3A
の拡大開始に相当する。磁区3Aはこの後さらに最小磁
区径までの拡大することになる。このように、静磁気的
な反発力が拡大再生層3と記録層5の間に存在する場
合、すなわち、前述の式(2)が成立する場合であって
も本発明の磁区拡大再生の効果が得られる。なお、前述
の式(2)は、上記の第1のタイプの光磁気記録媒体で
も後述する第3のタイプの光磁気記録媒体にも適用可能
である。
前述の式(1)に従って中間層4にTMリッチな希土類
遷移金属を用いた例を説明した。しかし、静磁気的な反
発力は拡大再生層3と記録層5の間に成り立っていても
よく、すなわち、前述の式(2)に従って中間層はRE
リッチであってもよい。図47には、再生温度近傍(1
20℃〜160℃)で中間層がREリッチな状態を示し
た。この場合、光スポットに記録磁区5Aが近づいた状
態では交換結合力によって拡大再生層3、中間層4及び
記録層5の遷移金属のスピンは同一方向(上向き)を向
いており、中間層4の磁区4Aと記録層5の磁区5Aと
の間で静磁気的な反発力が生じていることがわかる。更
にディスクが回転して光スポットに近づくと、図48に
示すように、磁区4Aに隣接する磁区4Bでは、その直
下の磁区5Bとの交換結合力が衰弱してそれらの磁区間
での静磁気的な反発力が交換結合力よりも勝るので、中
間層の磁区4Bが反転する。これをきっかけとして磁区
4Bと交換結合力によって転写されていた拡大再生層の
磁区3Bもまた反転する。磁区3Bの反転は、磁区3A
の拡大開始に相当する。磁区3Aはこの後さらに最小磁
区径までの拡大することになる。このように、静磁気的
な反発力が拡大再生層3と記録層5の間に存在する場
合、すなわち、前述の式(2)が成立する場合であって
も本発明の磁区拡大再生の効果が得られる。なお、前述
の式(2)は、上記の第1のタイプの光磁気記録媒体で
も後述する第3のタイプの光磁気記録媒体にも適用可能
である。
【0042】[第3のタイプの光磁気記録媒体]第3の
タイプの光磁気記録媒体は、中間層と記録層の界面また
は中間層と拡大再生層の界面に中間層を構成する物質と
は異なる物質を介在させて有する。この物質は、それら
の界面における中間層のキュリー温度を低下させるか、
あるいはその物質自体のキュリー温度が中間層のキュリ
ー温度よりも低い。そのような物質を中間層の表面また
は中間層と記録層若しくは拡大再生層との界面に有する
ことにより記録層と拡大再生層の交換結合力が再生温度
にて遮断される。そのような物質を導入するには、中間
層またはその界面をスパッタリング、イオンエッチング
または加熱処理すればよい。あるいは、記録層と中間層
の界面または拡大再生層と中間層の界面にキュリー温度
の低い物質、例えば希土類元素またはニッケルからなる
層を気相法などで堆積してもよい。
タイプの光磁気記録媒体は、中間層と記録層の界面また
は中間層と拡大再生層の界面に中間層を構成する物質と
は異なる物質を介在させて有する。この物質は、それら
の界面における中間層のキュリー温度を低下させるか、
あるいはその物質自体のキュリー温度が中間層のキュリ
ー温度よりも低い。そのような物質を中間層の表面また
は中間層と記録層若しくは拡大再生層との界面に有する
ことにより記録層と拡大再生層の交換結合力が再生温度
にて遮断される。そのような物質を導入するには、中間
層またはその界面をスパッタリング、イオンエッチング
または加熱処理すればよい。あるいは、記録層と中間層
の界面または拡大再生層と中間層の界面にキュリー温度
の低い物質、例えば希土類元素またはニッケルからなる
層を気相法などで堆積してもよい。
【0043】第3のタイプの光磁気記録媒体では、中間
層4は、再生温度以上において磁化が残っていても良
い。すなわち、中間層4の材料としてそのキュリー温度
が再生温度、特に160℃以上であってもよい。従っ
て、第3のタイプの光磁気記録媒体では、第1のタイプ
の光磁気記録媒体と同様に中間層のキュリー温度は拡大
再生層のキュリー温度よりも高く設定してもよい。
層4は、再生温度以上において磁化が残っていても良
い。すなわち、中間層4の材料としてそのキュリー温度
が再生温度、特に160℃以上であってもよい。従っ
て、第3のタイプの光磁気記録媒体では、第1のタイプ
の光磁気記録媒体と同様に中間層のキュリー温度は拡大
再生層のキュリー温度よりも高く設定してもよい。
【0044】第1〜第3のタイプの光磁気記録媒体にお
いて、再生層に転写された磁区を、より一層容易に拡大
させるためには、再生層の磁化をある程度小さくするこ
とが望ましく、例えば再生層の飽和磁化が、120℃の
温度で80emu/cm3以下であることが好ましい。
更に、ゴースト信号の発生を防止するために、再生層の
飽和磁化は、120℃近傍で40emu/cm3以上で
あることが好ましい。
いて、再生層に転写された磁区を、より一層容易に拡大
させるためには、再生層の磁化をある程度小さくするこ
とが望ましく、例えば再生層の飽和磁化が、120℃の
温度で80emu/cm3以下であることが好ましい。
更に、ゴースト信号の発生を防止するために、再生層の
飽和磁化は、120℃近傍で40emu/cm3以上で
あることが好ましい。
【0045】第1〜第3のタイプの光磁気記録媒体にお
いて、図15(b)に示すような交換エネルギー引力
(交換結合力)が再生温度領域と低温領域との境界で急
激に減少するように設計することが好ましい。これによ
り、再生層に転写された微小磁区の光スポット中心側の
磁壁が光スポット中心側に向かうことにより、再生層に
転写された微小磁区が拡大しても、微小磁区の光スポッ
ト中心と反対側の磁壁は動かずに固定されている(図6
の前側エッジ3AF及び後側エッジ3AR参照)ので、
より安定な拡大再生が可能になる。図15(b)に示す
交換エネルギー引力曲線の傾きを再生温度領域と低温領
域との境界において急峻にするためには、例えば、中間
層の室温での垂直磁気異方性エネルギーを0.4×10
6erg/cm3以上にすればよい。
いて、図15(b)に示すような交換エネルギー引力
(交換結合力)が再生温度領域と低温領域との境界で急
激に減少するように設計することが好ましい。これによ
り、再生層に転写された微小磁区の光スポット中心側の
磁壁が光スポット中心側に向かうことにより、再生層に
転写された微小磁区が拡大しても、微小磁区の光スポッ
ト中心と反対側の磁壁は動かずに固定されている(図6
の前側エッジ3AF及び後側エッジ3AR参照)ので、
より安定な拡大再生が可能になる。図15(b)に示す
交換エネルギー引力曲線の傾きを再生温度領域と低温領
域との境界において急峻にするためには、例えば、中間
層の室温での垂直磁気異方性エネルギーを0.4×10
6erg/cm3以上にすればよい。
【0046】本発明において、特に第2のタイプの光磁
気記録媒体において、中間層の磁化は、ある程度大きい
ことが好ましく、100℃付近での飽和磁化を50em
u/cm3以上にすることが好ましい。これにより、再
生層の転写磁区を容易に拡大させるための適当な静磁エ
ネルギー反発力が得られ、また、DWDDやCARED
のようなゴースト信号の発生を防止することができる。
かかる特性を有する材料としては、例えば、Tbに対し
てGdが5分の1以下の割合で含まれるようなTbGd
Fe合金が好ましい。若干のGdのかわりに非磁性金属
を添加しても良い。また、第2のタイプの光磁気記録媒
体において、中間層のキュリー温度が高すぎると、情報
を再生したときに、再生層からの磁区拡大信号が小さく
なる恐れがあるので、中間層のキュリー温度は160℃
以下が好ましい。
気記録媒体において、中間層の磁化は、ある程度大きい
ことが好ましく、100℃付近での飽和磁化を50em
u/cm3以上にすることが好ましい。これにより、再
生層の転写磁区を容易に拡大させるための適当な静磁エ
ネルギー反発力が得られ、また、DWDDやCARED
のようなゴースト信号の発生を防止することができる。
かかる特性を有する材料としては、例えば、Tbに対し
てGdが5分の1以下の割合で含まれるようなTbGd
Fe合金が好ましい。若干のGdのかわりに非磁性金属
を添加しても良い。また、第2のタイプの光磁気記録媒
体において、中間層のキュリー温度が高すぎると、情報
を再生したときに、再生層からの磁区拡大信号が小さく
なる恐れがあるので、中間層のキュリー温度は160℃
以下が好ましい。
【0047】また、図15(b)に示すように適度な静
磁エネルギー反発力を得るためには記録層の飽和磁化が
150℃から200℃の温度範囲で50emu/cm3
以上であることが好ましい。
磁エネルギー反発力を得るためには記録層の飽和磁化が
150℃から200℃の温度範囲で50emu/cm3
以上であることが好ましい。
【0048】本発明の光磁気記録媒体は、再生層が20
℃からキュリー温度付近までの温度範囲において垂直磁
化膜であるため、再生層に再び記録層の磁区が再転写さ
れてゴースト信号が発生することを有効に防止してい
る。かかる再生層としては、GdFe、GdFeCoな
どのGdFe合金が最適である。
℃からキュリー温度付近までの温度範囲において垂直磁
化膜であるため、再生層に再び記録層の磁区が再転写さ
れてゴースト信号が発生することを有効に防止してい
る。かかる再生層としては、GdFe、GdFeCoな
どのGdFe合金が最適である。
【0049】本発明の光磁気記録媒体の記録層は、アル
ゴンを主体とするスパッタガスを用いて0.4Pa以上
のガス圧で成膜されていることが好ましい。0.4Pa
以上のガス圧で成膜された記録層は、磁性粒子が微細化
しているために、記録層に細かな反転磁区が存在できる
ようになり、微小磁区を確実に形成することが可能とな
る。
ゴンを主体とするスパッタガスを用いて0.4Pa以上
のガス圧で成膜されていることが好ましい。0.4Pa
以上のガス圧で成膜された記録層は、磁性粒子が微細化
しているために、記録層に細かな反転磁区が存在できる
ようになり、微小磁区を確実に形成することが可能とな
る。
【0050】また、記録層に微小磁区を形成するには、
情報記録時に、記録層以外の磁性層からの漏洩磁界の影
響を低減することが好ましい。そのためには、例えば、
再生層のキュリー温度を、記録層のキュリー温度よりも
30℃以上低くすればよい。これにより、情報記録時の
記録用レーザー光の照射による加熱で再生層の磁化が消
失または小さくなるため、記録層に漏洩磁界が印加され
ることが防止または低減される。また、記録層に微小磁
区を形成することができるようにするために、記録層
に、例えば、Pt、Pd、Au、Ag等の貴金属を主体
とする金属、あるいはSiO2等の誘電体からなる粒径
20nm以下のクラスターを、30%以下の濃度で混入
させればよい。記録層に混入させる物質の濃度が30%
を超えると、磁化や垂直磁気異方性エネルギーが減少し
て記録性能が落ちる恐れがあるため30%以下であるこ
とが好ましい。かかる記録層は150℃付近で交流消磁
した場合に、磁区径が50nm以下になり、100nm
以下の磁区の記録が容易になる。
情報記録時に、記録層以外の磁性層からの漏洩磁界の影
響を低減することが好ましい。そのためには、例えば、
再生層のキュリー温度を、記録層のキュリー温度よりも
30℃以上低くすればよい。これにより、情報記録時の
記録用レーザー光の照射による加熱で再生層の磁化が消
失または小さくなるため、記録層に漏洩磁界が印加され
ることが防止または低減される。また、記録層に微小磁
区を形成することができるようにするために、記録層
に、例えば、Pt、Pd、Au、Ag等の貴金属を主体
とする金属、あるいはSiO2等の誘電体からなる粒径
20nm以下のクラスターを、30%以下の濃度で混入
させればよい。記録層に混入させる物質の濃度が30%
を超えると、磁化や垂直磁気異方性エネルギーが減少し
て記録性能が落ちる恐れがあるため30%以下であるこ
とが好ましい。かかる記録層は150℃付近で交流消磁
した場合に、磁区径が50nm以下になり、100nm
以下の磁区の記録が容易になる。
【0051】また、更に細かな微小磁区を記録層に記録
するために、記録層の一部あるいは全部を、例えばCo
を主体とする0.4nm以下の磁性層と、Pdあるいは
Ptを主体とする1.2nm以下、好ましくは0.8n
m以下の厚さの金属層とを5組以上40組以下で交互に
積層した磁性多層膜を利用すると良い。かかる磁性多層
膜は、TbFeCo単層に比べて2倍以上も垂直磁気異
方性エネルギーが大きい。垂直磁気異方性エネルギーの
大きな記録層は、形成される微小磁区を長期にわたって
安定に保存することができる。また、磁性多層膜の大き
な垂直磁気異方性エネルギーは、この磁性多層膜の下地
の状態に応じて異なってくる。記録層として磁性多層膜
を用いた場合、その下地層には、Pt、Pd、Au、A
g等の貴金属を主体とする金属あるいはSiO2等の誘
電体からなる粒径20nm以下のクラスターが混入して
粒径20nm以下になっている状態が好ましい。細かな
微小磁区を記録層に記録するために、記録層の一部ある
いは全部をCoとPdあるいはPtを主体とする局所化
合物合金から形成してもよい。あるいは、情報記録層に
接して磁区拡大用再生層の反対側にPt、Pd、Au、
Ag等貴金属を主体とする金属層あるいはこれにSiO
2等誘電体の粒径50nm以下のクラスターが原子量比
にして10%以上混入している層を厚さ20nm以上で
形成してもよい。
するために、記録層の一部あるいは全部を、例えばCo
を主体とする0.4nm以下の磁性層と、Pdあるいは
Ptを主体とする1.2nm以下、好ましくは0.8n
m以下の厚さの金属層とを5組以上40組以下で交互に
積層した磁性多層膜を利用すると良い。かかる磁性多層
膜は、TbFeCo単層に比べて2倍以上も垂直磁気異
方性エネルギーが大きい。垂直磁気異方性エネルギーの
大きな記録層は、形成される微小磁区を長期にわたって
安定に保存することができる。また、磁性多層膜の大き
な垂直磁気異方性エネルギーは、この磁性多層膜の下地
の状態に応じて異なってくる。記録層として磁性多層膜
を用いた場合、その下地層には、Pt、Pd、Au、A
g等の貴金属を主体とする金属あるいはSiO2等の誘
電体からなる粒径20nm以下のクラスターが混入して
粒径20nm以下になっている状態が好ましい。細かな
微小磁区を記録層に記録するために、記録層の一部ある
いは全部をCoとPdあるいはPtを主体とする局所化
合物合金から形成してもよい。あるいは、情報記録層に
接して磁区拡大用再生層の反対側にPt、Pd、Au、
Ag等貴金属を主体とする金属層あるいはこれにSiO
2等誘電体の粒径50nm以下のクラスターが原子量比
にして10%以上混入している層を厚さ20nm以上で
形成してもよい。
【0052】本発明の光磁気記録媒体を用いて高分解能
な記録再生を行った場合、再生波形に以下のような特徴
が生ずる。例えば、レーザー光の波長をλ、対物レンズ
の開口数をNAとし、λ/NAの2倍の長さを周期Lと
した場合、0.2(または0.1)×Lの長さの最密記
録磁区を最も大きな信号対雑音比(C/N)が得られる
再生パワー(Pr)において、周期Lで0.2(または
0.1)×Lの長さの孤立磁区を記録した時の再生波形
の信号強度A及び半値幅Bに比べて、この孤立磁区をP
rの2分の1の再生パワーで再生した再生波形の信号強
度がAの2分の1以下、半値幅がBの2倍以上になって
いる。このような条件を満たした場合、分解能、再生信
号強度共に高密度記録再生を可能にすることができる。
な記録再生を行った場合、再生波形に以下のような特徴
が生ずる。例えば、レーザー光の波長をλ、対物レンズ
の開口数をNAとし、λ/NAの2倍の長さを周期Lと
した場合、0.2(または0.1)×Lの長さの最密記
録磁区を最も大きな信号対雑音比(C/N)が得られる
再生パワー(Pr)において、周期Lで0.2(または
0.1)×Lの長さの孤立磁区を記録した時の再生波形
の信号強度A及び半値幅Bに比べて、この孤立磁区をP
rの2分の1の再生パワーで再生した再生波形の信号強
度がAの2分の1以下、半値幅がBの2倍以上になって
いる。このような条件を満たした場合、分解能、再生信
号強度共に高密度記録再生を可能にすることができる。
【0053】以上述べてきたことは、線密度方向の密度
向上に極めて有効な方法であるが、トラック方向に密度
を詰めるには、以下の方法が有効である。例えば、基板
として、ランド部、グルーブ部両方を記録エリアとする
時、グルーブの半値幅をランドの半値幅よりも広くする
のが有利である。これは成膜によって実効的にグルーブ
幅が狭くなるためである。これにより、ランド部とグル
ーブ部での記録再生特性の差を解消することができる。
あるいは、ランドまたはグルーブのいずれか一方に情報
を記録してもよい。この場合には、情報記録する一方の
面積を他方の面積よりも少なくすることができる。
向上に極めて有効な方法であるが、トラック方向に密度
を詰めるには、以下の方法が有効である。例えば、基板
として、ランド部、グルーブ部両方を記録エリアとする
時、グルーブの半値幅をランドの半値幅よりも広くする
のが有利である。これは成膜によって実効的にグルーブ
幅が狭くなるためである。これにより、ランド部とグル
ーブ部での記録再生特性の差を解消することができる。
あるいは、ランドまたはグルーブのいずれか一方に情報
を記録してもよい。この場合には、情報記録する一方の
面積を他方の面積よりも少なくすることができる。
【0054】また、本発明の光磁気記録媒体は、DWD
D媒体と異なり、深溝ランドグルーブ基板を用いる必要
がなく、既存の基板を用いることができる。
D媒体と異なり、深溝ランドグルーブ基板を用いる必要
がなく、既存の基板を用いることができる。
【0055】本発明の光磁気記録媒体が基板側から光を
入射させて記録再生が行われる場合、用いられる基板
は、その屈折率をnとしたときに、基板成型の容易さか
ら、ランドの側壁の高さ(またはグルーブ深さ)がλ/
(16n)〜λ/(5n)であることが好ましい。光磁
気記録媒体の基板と反対側から光を入射させて記録再生
が行われる場合には、ランドの側壁の高さ(またはグル
ーブ深さ)がλ/16〜λ/5であることが好ましい。
入射させて記録再生が行われる場合、用いられる基板
は、その屈折率をnとしたときに、基板成型の容易さか
ら、ランドの側壁の高さ(またはグルーブ深さ)がλ/
(16n)〜λ/(5n)であることが好ましい。光磁
気記録媒体の基板と反対側から光を入射させて記録再生
が行われる場合には、ランドの側壁の高さ(またはグル
ーブ深さ)がλ/16〜λ/5であることが好ましい。
【0056】本発明においては、図21に示すように、
光磁気記録媒体の基板上に形成されるグルーブの半値幅
G(グルーブ深さDの2分の1の深さにおけるグルーブ
幅をいう)がランド半値幅L(グルーブ深さDの2分の
1の深さにおけるランド幅をいう)より大きく、該グル
ーブ部に情報を記録することにより記録再生パワー感度
を向上させることができる。本発明者の実験によると、
ランド記録方式媒体とグルーブ記録方式媒体とでは、記
録再生パワー感度が異なることが分かった。基板の形状
に起因して記録再生時の熱流の挙動がランド部とグルー
ブ部で異なり、特に、ランド部では熱が逃げやすく、こ
のためパワー感度が低下すると考えられる。本発明で
は、光磁気記録媒体のグルーブ半値幅(G)とランド半
値幅(L)との比(G/L)が1.3≦(G/L)≦
4.0であることが望ましい。G/Lをこの範囲に維持
することにより、ビットエラーレートを低減して良好な
C/Nを得ることができる。また、トラッキングに必要
な十分なプッシュプル信号を確保することができる。
光磁気記録媒体の基板上に形成されるグルーブの半値幅
G(グルーブ深さDの2分の1の深さにおけるグルーブ
幅をいう)がランド半値幅L(グルーブ深さDの2分の
1の深さにおけるランド幅をいう)より大きく、該グル
ーブ部に情報を記録することにより記録再生パワー感度
を向上させることができる。本発明者の実験によると、
ランド記録方式媒体とグルーブ記録方式媒体とでは、記
録再生パワー感度が異なることが分かった。基板の形状
に起因して記録再生時の熱流の挙動がランド部とグルー
ブ部で異なり、特に、ランド部では熱が逃げやすく、こ
のためパワー感度が低下すると考えられる。本発明で
は、光磁気記録媒体のグルーブ半値幅(G)とランド半
値幅(L)との比(G/L)が1.3≦(G/L)≦
4.0であることが望ましい。G/Lをこの範囲に維持
することにより、ビットエラーレートを低減して良好な
C/Nを得ることができる。また、トラッキングに必要
な十分なプッシュプル信号を確保することができる。
【0057】上記のようなG/L比の場合、グルーブ・
ランドの形成されている領域の基板グルーブ深さ(D)
が30nm〜80nmであることが望ましい。再生グル
ーブ深さをこの範囲にすると、トラッキングを安定して
行うのに十分なプッシュプル信号を確保することがで
き、また、グルーブ上で記録層等の層を必要な厚みで形
成することができる。
ランドの形成されている領域の基板グルーブ深さ(D)
が30nm〜80nmであることが望ましい。再生グル
ーブ深さをこの範囲にすると、トラッキングを安定して
行うのに十分なプッシュプル信号を確保することがで
き、また、グルーブ上で記録層等の層を必要な厚みで形
成することができる。
【0058】ランド側壁面の傾斜角度(θ)は40°〜
75°であることが望ましい。傾斜角度(θ)をこの範
囲にすると、隣接するトラックの影響による再生信号の
劣化防ぎ、また、グルーブ上で記録層等の層形成を必要
な厚みで形成することができる。
75°であることが望ましい。傾斜角度(θ)をこの範
囲にすると、隣接するトラックの影響による再生信号の
劣化防ぎ、また、グルーブ上で記録層等の層形成を必要
な厚みで形成することができる。
【0059】本発明に従えば、本発明の光磁気記録媒体
に再生光を照射して上記記録層と再生層の交換結合力を
遮断する温度以上に加熱して光磁気記録媒体から情報を
再生することを特徴とする光磁気記録媒体の再生方法が
提供される。この方法を用いるとゴースト信号を生じる
ことなく、再生層に転写された磁区を確実に拡大して検
出することができるので、高C/Nで大きな再生信号が
得られる。この方法では、再生しようと記録磁区が再生
光の中心に到達する前に記録磁区を検出することができ
る。また、この方法では、情報再生時に、外部磁界を光
磁気記録媒体に印加する必要はない。
に再生光を照射して上記記録層と再生層の交換結合力を
遮断する温度以上に加熱して光磁気記録媒体から情報を
再生することを特徴とする光磁気記録媒体の再生方法が
提供される。この方法を用いるとゴースト信号を生じる
ことなく、再生層に転写された磁区を確実に拡大して検
出することができるので、高C/Nで大きな再生信号が
得られる。この方法では、再生しようと記録磁区が再生
光の中心に到達する前に記録磁区を検出することができ
る。また、この方法では、情報再生時に、外部磁界を光
磁気記録媒体に印加する必要はない。
【0060】本発明に従えば、本発明の光磁気記録媒体
を磁界変調記録するための光磁気記録再生装置が提供さ
れる。
を磁界変調記録するための光磁気記録再生装置が提供さ
れる。
【0061】本発明の光磁気記録再生装置は、本発明の
光磁気記録媒体に、オーバーライト可能で、高線密度記
録に優れた磁界変調記録方式により情報を記録すること
ができる。記録再生装置は、光パルス磁界変調記録方式
で光磁気記録媒体に情報を記録することができる。光パ
ルス磁界変調記録の場合、パルスデュ―ティーは25%
〜45%で良好な微小磁区記録が遂行できている。これ
は高速な熱レスポンスを必要とするためである。本発明
の光磁気記録媒体は、再生信号のDC成分変動が比較的
大きい。本発明の記録再生装置は、DC成分の変動を補
うために、差分検出、微分検出あるいは100kHz以
下の低域除去フィルターを用いて低域信号をカットする
ための信号処理装置を備え得る。更に、安定した磁区拡
大再生を実現するためには、磁区拡大を積極的に誘発す
るトリガーが必要となる。これは、再生光パワーを一定
値ではなく変調して照射することにより実現できる。よ
り好ましくは、基板上に基準クロックを予め埋め込んで
おいて、これよりPLL回路で精密なクロックを作製
し、記録再生の同期精度を高める装置を用いることであ
る。トリガーを発生させる別の方法としては、再生磁界
を印加する方法や再生磁界を一定値ではなく変調して印
加することが有効である。この場合も基板に埋め込んだ
クロックピットにより記録再生の正確な同期再生を行う
ことが好ましい。
光磁気記録媒体に、オーバーライト可能で、高線密度記
録に優れた磁界変調記録方式により情報を記録すること
ができる。記録再生装置は、光パルス磁界変調記録方式
で光磁気記録媒体に情報を記録することができる。光パ
ルス磁界変調記録の場合、パルスデュ―ティーは25%
〜45%で良好な微小磁区記録が遂行できている。これ
は高速な熱レスポンスを必要とするためである。本発明
の光磁気記録媒体は、再生信号のDC成分変動が比較的
大きい。本発明の記録再生装置は、DC成分の変動を補
うために、差分検出、微分検出あるいは100kHz以
下の低域除去フィルターを用いて低域信号をカットする
ための信号処理装置を備え得る。更に、安定した磁区拡
大再生を実現するためには、磁区拡大を積極的に誘発す
るトリガーが必要となる。これは、再生光パワーを一定
値ではなく変調して照射することにより実現できる。よ
り好ましくは、基板上に基準クロックを予め埋め込んで
おいて、これよりPLL回路で精密なクロックを作製
し、記録再生の同期精度を高める装置を用いることであ
る。トリガーを発生させる別の方法としては、再生磁界
を印加する方法や再生磁界を一定値ではなく変調して印
加することが有効である。この場合も基板に埋め込んだ
クロックピットにより記録再生の正確な同期再生を行う
ことが好ましい。
【0062】
【発明の実施の形態】以下、本発明に従う光磁気記録媒
体、その再生方法及び記録再生装置の実施例について具
体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものでは
ない。
体、その再生方法及び記録再生装置の実施例について具
体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものでは
ない。
【0063】
【実施例1】この実施例では、図20に示したような構
造の光磁気ディスク300を製造する。光磁気ディスク
300は、本発明の第1のタイプの光磁気記録媒体に相
当する。光磁気ディスク300は、基板1上に、誘電体
層2、拡大再生層(磁区拡大再生層)3、拡大トリガー層
4’、記録層5、保護層7、ヒートシンク層8及び保護
コート層9を備える。かかる光磁気記録媒体300は、
高周波スパッタ装置を用いて以下のようにして製造し
た。
造の光磁気ディスク300を製造する。光磁気ディスク
300は、本発明の第1のタイプの光磁気記録媒体に相
当する。光磁気ディスク300は、基板1上に、誘電体
層2、拡大再生層(磁区拡大再生層)3、拡大トリガー層
4’、記録層5、保護層7、ヒートシンク層8及び保護
コート層9を備える。かかる光磁気記録媒体300は、
高周波スパッタ装置を用いて以下のようにして製造し
た。
【0064】基板1には、図21に示したような形状の
ポリカーボネート基板を用いた。基板1は、トラックピ
ッチTP=700nm、ランド半値幅L=200nm、
グルーブ半値幅G=500nm、グルーブ深さD=60
nm及び厚さ0.6mmを有する。なお、ランド半値幅
L及びグルーブ半値幅Gはそれぞれグルーブ深さDがD
/2となる深さ位置におけるランド及びグルーブの幅を
意味する。ランド側壁の傾斜角(あるいはグルーブの傾
斜角)θは約65°であった。基板1を、高周波スパッ
タ装置の成膜室内の基板ホルダに装着し、成膜室を到達
真空度1.0×10−5Paまで排気した後、基板1上
に誘電体層2としてSiNを60nmの膜厚で成膜し
た。
ポリカーボネート基板を用いた。基板1は、トラックピ
ッチTP=700nm、ランド半値幅L=200nm、
グルーブ半値幅G=500nm、グルーブ深さD=60
nm及び厚さ0.6mmを有する。なお、ランド半値幅
L及びグルーブ半値幅Gはそれぞれグルーブ深さDがD
/2となる深さ位置におけるランド及びグルーブの幅を
意味する。ランド側壁の傾斜角(あるいはグルーブの傾
斜角)θは約65°であった。基板1を、高周波スパッ
タ装置の成膜室内の基板ホルダに装着し、成膜室を到達
真空度1.0×10−5Paまで排気した後、基板1上
に誘電体層2としてSiNを60nmの膜厚で成膜し
た。
【0065】次いで、誘電体層2上に拡大再生層3とし
て、希土類リッチなGdFeCoアモルファス合金を膜
厚20nmで成膜した。このGdFeCoアモルファス
合金は、キュリー温度が約230℃、補償温度がキュリ
ー温度以上である。160℃における飽和磁化は約30
emu/cm3であった。拡大再生層3を成膜する際の
スパッタガス圧は0.3Paに調整した。次いで、拡大
再生層3上に、拡大トリガー層4’として、遷移金属リ
ッチなTbGdFeCoアモルファス合金層を膜厚10
nmで形成した。このTbGdFeCoアモルファス合
金は約240℃のキュリー温度、室温以下の補償温度を
有する。この拡大トリガー層4’は、室温から約120
℃までは垂直磁化を示し、約140℃から面内磁化成分
が増大し、キュリー温度までは面内磁化を示す。
て、希土類リッチなGdFeCoアモルファス合金を膜
厚20nmで成膜した。このGdFeCoアモルファス
合金は、キュリー温度が約230℃、補償温度がキュリ
ー温度以上である。160℃における飽和磁化は約30
emu/cm3であった。拡大再生層3を成膜する際の
スパッタガス圧は0.3Paに調整した。次いで、拡大
再生層3上に、拡大トリガー層4’として、遷移金属リ
ッチなTbGdFeCoアモルファス合金層を膜厚10
nmで形成した。このTbGdFeCoアモルファス合
金は約240℃のキュリー温度、室温以下の補償温度を
有する。この拡大トリガー層4’は、室温から約120
℃までは垂直磁化を示し、約140℃から面内磁化成分
が増大し、キュリー温度までは面内磁化を示す。
【0066】次いで、拡大トリガー層4’上に記録層5
としてTbFeCoアモルファス合金を膜厚60nmで
形成した。記録層5のCo量は拡大トリガー層中のCo
量よりも多い。このTbFeCoアモルファス合金は約
270℃のキュリー温度、80℃の補償温度を有する。
記録層5の成膜時のスパッタガス圧は1Paとした。こ
のように記録層成膜時のスパッタガス圧を拡大再生層成
膜時の2倍以上にするのは、スパッタガスを高くするこ
とによって微小磁区が形成されやすくして記録密度を高
くするためである。記録層成膜時のスパッタガス圧は、
0.4Pa以上が好ましい。一方、拡大再生層について
は最小磁区径を大きくするために、スパッタガス圧をそ
れほど上げないほうがよい。
としてTbFeCoアモルファス合金を膜厚60nmで
形成した。記録層5のCo量は拡大トリガー層中のCo
量よりも多い。このTbFeCoアモルファス合金は約
270℃のキュリー温度、80℃の補償温度を有する。
記録層5の成膜時のスパッタガス圧は1Paとした。こ
のように記録層成膜時のスパッタガス圧を拡大再生層成
膜時の2倍以上にするのは、スパッタガスを高くするこ
とによって微小磁区が形成されやすくして記録密度を高
くするためである。記録層成膜時のスパッタガス圧は、
0.4Pa以上が好ましい。一方、拡大再生層について
は最小磁区径を大きくするために、スパッタガス圧をそ
れほど上げないほうがよい。
【0067】次いで、記録層5上に、保護層7としてS
iNを膜厚20nmにて成膜し、保護層7上にヒートシ
ンク層8としてAlを膜厚30nmにて成膜した。その
後、このディスクをスパッタ装置から取り出して、紫外
線硬化樹脂を約5μmの厚みでスピンコートし、紫外線
を照射して硬化させた。こうして図20に示した積層構
造を有する光磁気ディスク300を得た。
iNを膜厚20nmにて成膜し、保護層7上にヒートシ
ンク層8としてAlを膜厚30nmにて成膜した。その
後、このディスクをスパッタ装置から取り出して、紫外
線硬化樹脂を約5μmの厚みでスピンコートし、紫外線
を照射して硬化させた。こうして図20に示した積層構
造を有する光磁気ディスク300を得た。
【0068】こうして得られた光磁気ディスク300の
性能を以下のようにして評価した。評価には、波長65
0nm、対物レンズの開口数NA=0.60の光学ヘッ
ドを搭載した市販テスターを用いた。光学ヘッドから照
射した光ビームの光磁気ディスク上での光スポット径は
約1μmであった。ディスク線速度が3.5〜5.0m
/secになるようにディスクを回転した。最初に、光
スポット径の5分の1に相当する直径0.2μmの磁区
を光パルス磁界変調記録で記録層に形成した。この際、
記録クロック周期を40nsecとし、光パルス幅は1
8nsec、記録レーザーパワーはディスク記録面で約
10mWとした。この光パルスを光磁気ディスクに照射
しながら、記録磁界としてパルス幅40nsecの+3
00Oeの正磁界と、パルス幅360nsecの−30
0Oeの負磁界を組み合わせてそれを繰り返し印加し
た。したがって、記録磁区長は、例えば、プラス磁界が
記録方向(黒磁区形成)で、マイナス方向が消去方向
(白磁区)であるとすると、黒磁区が200nm、白磁
区が1800nmの長さでそれぞれ形成された。
性能を以下のようにして評価した。評価には、波長65
0nm、対物レンズの開口数NA=0.60の光学ヘッ
ドを搭載した市販テスターを用いた。光学ヘッドから照
射した光ビームの光磁気ディスク上での光スポット径は
約1μmであった。ディスク線速度が3.5〜5.0m
/secになるようにディスクを回転した。最初に、光
スポット径の5分の1に相当する直径0.2μmの磁区
を光パルス磁界変調記録で記録層に形成した。この際、
記録クロック周期を40nsecとし、光パルス幅は1
8nsec、記録レーザーパワーはディスク記録面で約
10mWとした。この光パルスを光磁気ディスクに照射
しながら、記録磁界としてパルス幅40nsecの+3
00Oeの正磁界と、パルス幅360nsecの−30
0Oeの負磁界を組み合わせてそれを繰り返し印加し
た。したがって、記録磁区長は、例えば、プラス磁界が
記録方向(黒磁区形成)で、マイナス方向が消去方向
(白磁区)であるとすると、黒磁区が200nm、白磁
区が1800nmの長さでそれぞれ形成された。
【0069】こうして光磁気ディスクに形成された繰り
返し記録パターンを再生光を照射して再生した。再生光
は連続光とした。再生光パワーPw=1.5mWの場
合、この繰り返し記録パターンはわずかな信号強度では
あるが、図22に示すような波形として観察することが
できた。光スポット径は約1μmであったので、0.2
μmの記録磁区の再生信号波形の裾野の長さは1μm+
0.2μm、すなわち1.2μmとなっていることがわ
かる。半値幅は約0.6μmであった。次いで、再生光
パワーを3.0mWに変更して上記繰り返し記録パター
ンを再生したところ、図22に示すような再生波形が得
られた。図22からわかるように半値幅は記録磁区の長
さと同じ0.2μmであり、この半値幅は再生光パワー
が1.5mWのときの約3分の1と狭くなっていること
がわかる。一方で、再生信号強度は再生光パワーが1.
5mWのときに比べて2倍以上に増大している。図22
の再生信号波形からすれば、再生光パワーが3.0mW
の場合には、記録磁区が再生層に転写され拡大されて再
生されていることがわかる。一方、再生光パワーが1.
5mWの場合には拡大が起こっておらず、再生層に転写
された記録磁区がそのまま再生されていると考えられ
る。
返し記録パターンを再生光を照射して再生した。再生光
は連続光とした。再生光パワーPw=1.5mWの場
合、この繰り返し記録パターンはわずかな信号強度では
あるが、図22に示すような波形として観察することが
できた。光スポット径は約1μmであったので、0.2
μmの記録磁区の再生信号波形の裾野の長さは1μm+
0.2μm、すなわち1.2μmとなっていることがわ
かる。半値幅は約0.6μmであった。次いで、再生光
パワーを3.0mWに変更して上記繰り返し記録パター
ンを再生したところ、図22に示すような再生波形が得
られた。図22からわかるように半値幅は記録磁区の長
さと同じ0.2μmであり、この半値幅は再生光パワー
が1.5mWのときの約3分の1と狭くなっていること
がわかる。一方で、再生信号強度は再生光パワーが1.
5mWのときに比べて2倍以上に増大している。図22
の再生信号波形からすれば、再生光パワーが3.0mW
の場合には、記録磁区が再生層に転写され拡大されて再
生されていることがわかる。一方、再生光パワーが1.
5mWの場合には拡大が起こっておらず、再生層に転写
された記録磁区がそのまま再生されていると考えられ
る。
【0070】さらに、図22の波形を比較すると以下の
重要なことがわかる。再生光パワーが3.0mWの場合
のピーク中心は再生光パワーが1.5mWのピーク中心
に比べて時間的に早く現れている。すなわち、再生層に
転写された磁区の拡大が起こるときには、転写された磁
区が光スポットの中心に到達する前にこの磁区を検出す
ることができる。これは、図5に示したように、光スポ
ットに入りかけた記録磁区5Aが拡大再生層3に転写さ
れて光スポット内で拡大しているという理論説明からも
分ろう。このように、記録磁区を光スポットの中心から
時間的にアドバンスして検出することは、本発明の光磁
気記録媒体を用いた再生方法の大きな特徴である。
重要なことがわかる。再生光パワーが3.0mWの場合
のピーク中心は再生光パワーが1.5mWのピーク中心
に比べて時間的に早く現れている。すなわち、再生層に
転写された磁区の拡大が起こるときには、転写された磁
区が光スポットの中心に到達する前にこの磁区を検出す
ることができる。これは、図5に示したように、光スポ
ットに入りかけた記録磁区5Aが拡大再生層3に転写さ
れて光スポット内で拡大しているという理論説明からも
分ろう。このように、記録磁区を光スポットの中心から
時間的にアドバンスして検出することは、本発明の光磁
気記録媒体を用いた再生方法の大きな特徴である。
【0071】次に、光スポット径の約10分の1に相当
する最短マーク長0.12μmのNRZIランダムパタ
ーンを記録して、このパターンを種々の再生光パワーで
再生した。再生信号からエラーレートの再生パワー依存
性を測定し、結果を図23に示す。5000個のデータ
を記録した場合に、エラーが一つであればエラーレート
は5×10−4であり、実用的にはデータ修正が可能で
ある。図23より5×10−4以下のエラーレートを満
足する再生パワーマージンは20.5%であり、±10
%以上を実現していることがわかる。それゆえ、本発明
の光磁気ディスクは再生パワーマージンに関して充分実
用可能な媒体であるといえよう。次に、記録パワーを変
化させて最短マーク長0.12μmのNRZIランダム
パターンを記録し、これらの記録情報を再生した場合の
エラーレートを求めた。記録パワーに対するエラーレー
トの変化を図24に示した。再生パワーと同様に記録パ
ワーが±10%以上(22.5%以上)変化しても5×
10−4以下のエラーレートが確保できることがわかっ
た。それゆえ、本発明の光磁気ディスクは記録パワーマ
ージンに関しても満足している。さらに、光磁気ディス
クの傾きに対する実効レーザーパワーの低下を観測した
ところ、実用化目標である±0.6°を満足しているこ
とがわかった。
する最短マーク長0.12μmのNRZIランダムパタ
ーンを記録して、このパターンを種々の再生光パワーで
再生した。再生信号からエラーレートの再生パワー依存
性を測定し、結果を図23に示す。5000個のデータ
を記録した場合に、エラーが一つであればエラーレート
は5×10−4であり、実用的にはデータ修正が可能で
ある。図23より5×10−4以下のエラーレートを満
足する再生パワーマージンは20.5%であり、±10
%以上を実現していることがわかる。それゆえ、本発明
の光磁気ディスクは再生パワーマージンに関して充分実
用可能な媒体であるといえよう。次に、記録パワーを変
化させて最短マーク長0.12μmのNRZIランダム
パターンを記録し、これらの記録情報を再生した場合の
エラーレートを求めた。記録パワーに対するエラーレー
トの変化を図24に示した。再生パワーと同様に記録パ
ワーが±10%以上(22.5%以上)変化しても5×
10−4以下のエラーレートが確保できることがわかっ
た。それゆえ、本発明の光磁気ディスクは記録パワーマ
ージンに関しても満足している。さらに、光磁気ディス
クの傾きに対する実効レーザーパワーの低下を観測した
ところ、実用化目標である±0.6°を満足しているこ
とがわかった。
【0072】
【実施例2】光磁気ディスクの拡大再生層3を10〜5
0nmの種々の膜厚に変更した以外は、実施例1と同様
にして複数の光磁気ディスクのサンプルを製造した。そ
れらの光磁気ディスクについて実施例1と同様にしてビ
ットエラーレート(BER)を測定した。拡大再生層3
の種々の膜厚tと測定したビットエラーレートの関係を
図31に示す。図31より、拡大再生層3の膜厚tが1
5〜30nmの範囲で1×10−4のビットエラーレー
トを達成していることがわかる。これは、拡大再生層3
の膜厚がこれよりも薄いと再生層を通して拡大トリガー
層および記録層の記録磁区が見えるため正確な信号再生
が困難になる。また、拡大再生層3の膜厚が30nmよ
りも厚くなると微小記録磁区の磁気転写が困難になり、
微小磁区の拡大が起こり難いと考えられるからである。
それゆえ、拡大再生層3の膜厚としては15〜30nm
が望ましい。
0nmの種々の膜厚に変更した以外は、実施例1と同様
にして複数の光磁気ディスクのサンプルを製造した。そ
れらの光磁気ディスクについて実施例1と同様にしてビ
ットエラーレート(BER)を測定した。拡大再生層3
の種々の膜厚tと測定したビットエラーレートの関係を
図31に示す。図31より、拡大再生層3の膜厚tが1
5〜30nmの範囲で1×10−4のビットエラーレー
トを達成していることがわかる。これは、拡大再生層3
の膜厚がこれよりも薄いと再生層を通して拡大トリガー
層および記録層の記録磁区が見えるため正確な信号再生
が困難になる。また、拡大再生層3の膜厚が30nmよ
りも厚くなると微小記録磁区の磁気転写が困難になり、
微小磁区の拡大が起こり難いと考えられるからである。
それゆえ、拡大再生層3の膜厚としては15〜30nm
が望ましい。
【0073】
【実施例3】この実施例では、実施例1で製造した光磁
気ディスクの拡大再生層と記録層との間で働く交換結合
磁界(交換結合力)の大きさの求め方について説明す
る。交換結合力は拡大再生層側から磁気光学カー(Ke
rr)効果の磁界依存性を測定することにより求めるこ
とができる。図25に、実施例1の光磁気ディスクの室
温におけるヒステリシス曲線を示している。このヒステ
リシス曲線は、測定光を拡大再生層側から入射し極磁気
光学Kerr回転角の磁界依存性測定により求めた。拡
大再生層には、保磁力の大きな情報記録層から交換結合
磁界が作用しており、ヒステリシス曲線はその分左(マ
イナス磁界側)にシフトしている。このシフト量が交換
結合磁界に相当する。
気ディスクの拡大再生層と記録層との間で働く交換結合
磁界(交換結合力)の大きさの求め方について説明す
る。交換結合力は拡大再生層側から磁気光学カー(Ke
rr)効果の磁界依存性を測定することにより求めるこ
とができる。図25に、実施例1の光磁気ディスクの室
温におけるヒステリシス曲線を示している。このヒステ
リシス曲線は、測定光を拡大再生層側から入射し極磁気
光学Kerr回転角の磁界依存性測定により求めた。拡
大再生層には、保磁力の大きな情報記録層から交換結合
磁界が作用しており、ヒステリシス曲線はその分左(マ
イナス磁界側)にシフトしている。このシフト量が交換
結合磁界に相当する。
【0074】交換結合磁界(Hexc)の温度依存性を図
26に示す。拡大再生層に転写された磁区を維持するの
に必要な交換結合磁界の大きさとして、例えば、3kO
e程度になる温度において、交換結合磁界(交換結合
力)の温度勾配を測定するとー350〜−185Oe/
℃であった。この交換結合磁界は、拡大再生層の厚みが
薄くなると大きくなり、拡大再生層の飽和磁化が小さく
なるほど大きくなることがわかっている。そこで、拡大
再生層の膜厚や飽和磁化等を変化させた種々の光磁気デ
ィスクを作製し、これらの交換結合磁界の温度依存性を
測定し、交換結合磁界が3kOe程度になる温度におけ
る温度勾配を求めた。なお、飽和磁化は拡大再生層中の
Gdの組成を変更して調整した。これらの光磁気ディス
クの最短マーク長0.12μmにおけるビットエラーレ
ート(BER)を測定し、温度勾配とビットエラーレー
トの関係を調べた。記録パターンにはNRZIを用い
た。この最短マーク長は光スポット径の約8分の1であ
り、光の分解能をはるかに越えている。絶対値で表示し
た温度勾配に対するビットエラーレートの変化を図45
に示した。一般に、良好なビットエラーレートは1×1
0−4あるいは5×10 −4以下が実用的なところであ
り、5×10−4で見てみると、この温度勾配が−10
0Oe/℃以上の急勾配であれば良好なビットエラーレ
ートが得られることがわかった。
26に示す。拡大再生層に転写された磁区を維持するの
に必要な交換結合磁界の大きさとして、例えば、3kO
e程度になる温度において、交換結合磁界(交換結合
力)の温度勾配を測定するとー350〜−185Oe/
℃であった。この交換結合磁界は、拡大再生層の厚みが
薄くなると大きくなり、拡大再生層の飽和磁化が小さく
なるほど大きくなることがわかっている。そこで、拡大
再生層の膜厚や飽和磁化等を変化させた種々の光磁気デ
ィスクを作製し、これらの交換結合磁界の温度依存性を
測定し、交換結合磁界が3kOe程度になる温度におけ
る温度勾配を求めた。なお、飽和磁化は拡大再生層中の
Gdの組成を変更して調整した。これらの光磁気ディス
クの最短マーク長0.12μmにおけるビットエラーレ
ート(BER)を測定し、温度勾配とビットエラーレー
トの関係を調べた。記録パターンにはNRZIを用い
た。この最短マーク長は光スポット径の約8分の1であ
り、光の分解能をはるかに越えている。絶対値で表示し
た温度勾配に対するビットエラーレートの変化を図45
に示した。一般に、良好なビットエラーレートは1×1
0−4あるいは5×10 −4以下が実用的なところであ
り、5×10−4で見てみると、この温度勾配が−10
0Oe/℃以上の急勾配であれば良好なビットエラーレ
ートが得られることがわかった。
【0075】
【実施例4】実施例1で製造した光磁気ディスクの拡大
再生層の膜厚を10nmから40nmまで変化させると
ともに、拡大再生層の組成を変更することで飽和磁化
(室温での飽和磁化)を種々の値に変更した拡大再生層
を備えた光磁気ディスクを用意した。これらの光磁気デ
ィスクについて実施例1と同様にしてビットエラーレー
ト(BER)を測定した。最短マーク長は0.13μm
とした。膜厚と飽和磁化の積とビットエラーレートの関
係を図27に示した。拡大再生層の膜厚tと飽和磁化M
sの積は、磁区拡大を生じさせる磁気的なエネルギーに
相当する。ビットエラーレート5×10−4を満足する
範囲を見てみると、膜厚と飽和磁化の積が80μemu
/cm2〜220μemu/cm2であれば比較的良好
なビットエラーレートが得られることが図27よりわか
る。
再生層の膜厚を10nmから40nmまで変化させると
ともに、拡大再生層の組成を変更することで飽和磁化
(室温での飽和磁化)を種々の値に変更した拡大再生層
を備えた光磁気ディスクを用意した。これらの光磁気デ
ィスクについて実施例1と同様にしてビットエラーレー
ト(BER)を測定した。最短マーク長は0.13μm
とした。膜厚と飽和磁化の積とビットエラーレートの関
係を図27に示した。拡大再生層の膜厚tと飽和磁化M
sの積は、磁区拡大を生じさせる磁気的なエネルギーに
相当する。ビットエラーレート5×10−4を満足する
範囲を見てみると、膜厚と飽和磁化の積が80μemu
/cm2〜220μemu/cm2であれば比較的良好
なビットエラーレートが得られることが図27よりわか
る。
【0076】拡大再生層のMs×tは、製造された光磁
気ディスクからも測定することができる。図46に本発
明ディスクの120℃付近での単位面積(cm2)あた
りの磁化測定の結果を示す。拡大再生用磁性層は保磁力
が小さいために比較的小さな磁界で反転させることが可
能である。しかし、情報記録層は保磁力が大きく簡単に
は磁化反転しない。したがって、図46中、負の低磁界
側で現れるヒステリシスカーブの落下部、すなわち、外
部磁界約7kOeでの磁化変化(図中、A)は再生層の
磁化反転に対応していると考えられる。また、更に印加
磁界を大きくすると、情報記録層は外部磁界12kOe
付近で反転し始めることがわかる。このように、磁化曲
線の低磁界側のヒステリシスカーブの落下部から拡大再
生層の単位面積あたりの磁化測定が可能になる。但し、
光磁気ディスクには中間層も含まれているために、ヒス
テリシスループから読み取れる磁化は中間層の磁化も含
まれている。
気ディスクからも測定することができる。図46に本発
明ディスクの120℃付近での単位面積(cm2)あた
りの磁化測定の結果を示す。拡大再生用磁性層は保磁力
が小さいために比較的小さな磁界で反転させることが可
能である。しかし、情報記録層は保磁力が大きく簡単に
は磁化反転しない。したがって、図46中、負の低磁界
側で現れるヒステリシスカーブの落下部、すなわち、外
部磁界約7kOeでの磁化変化(図中、A)は再生層の
磁化反転に対応していると考えられる。また、更に印加
磁界を大きくすると、情報記録層は外部磁界12kOe
付近で反転し始めることがわかる。このように、磁化曲
線の低磁界側のヒステリシスカーブの落下部から拡大再
生層の単位面積あたりの磁化測定が可能になる。但し、
光磁気ディスクには中間層も含まれているために、ヒス
テリシスループから読み取れる磁化は中間層の磁化も含
まれている。
【0077】
【実施例5】基板のグルーブ深さを種々の深さに変更し
た以外は、実施例1と同様にして光磁気ディスクを作製
した。作製したそれぞれの光磁気ディスクについて実施
例1と同様にしてビットエラーレートを測定した。グル
ーブ深さDの変化に対するビットエラーレート(BE
R)の依存性を図28に示す。図28より、グルーブ深
さが27nm〜82nmであると5×10−4以下のビ
ットエラーレートが得られることがわかる。一般にグル
ーブ深さは光の反射率に基づいて光の波長の関数として
決定されるので、光の波長をλ、光入射側基板あるいは
保護層の屈折率をnとすると、最適グルーブ深さはλ/
16n〜λ/5nとなる。
た以外は、実施例1と同様にして光磁気ディスクを作製
した。作製したそれぞれの光磁気ディスクについて実施
例1と同様にしてビットエラーレートを測定した。グル
ーブ深さDの変化に対するビットエラーレート(BE
R)の依存性を図28に示す。図28より、グルーブ深
さが27nm〜82nmであると5×10−4以下のビ
ットエラーレートが得られることがわかる。一般にグル
ーブ深さは光の反射率に基づいて光の波長の関数として
決定されるので、光の波長をλ、光入射側基板あるいは
保護層の屈折率をnとすると、最適グルーブ深さはλ/
16n〜λ/5nとなる。
【0078】
【実施例6】ランド半値幅Lに対するグルーブ半値幅G
の比G/Lを種々の値に変化させた基板を用いた以外は
実施例1と同様にして光磁気ディスクを作製した。これ
らの光磁気ディスクについて実施例1と同様にして最短
マーク長を0.13μm(NRZI)とした場合のビッ
トエラーレートを測定した。G/Lに対するビットエラ
ーレートの変化を図29に示す。G/Lが1.2〜4.
5の範囲内であれば5×10−4以下のビットエラーレ
ートが得られていることがわかる。
の比G/Lを種々の値に変化させた基板を用いた以外は
実施例1と同様にして光磁気ディスクを作製した。これ
らの光磁気ディスクについて実施例1と同様にして最短
マーク長を0.13μm(NRZI)とした場合のビッ
トエラーレートを測定した。G/Lに対するビットエラ
ーレートの変化を図29に示す。G/Lが1.2〜4.
5の範囲内であれば5×10−4以下のビットエラーレ
ートが得られていることがわかる。
【0079】
【実施例7】ランド側壁の傾斜角θを種々の値に変化さ
せた基板を用いた以外は実施例1と同様にして光磁気デ
ィスクを作製した。これらの光磁気ディスクについて実
施例1と同様にしてビットエラーレートを測定した。但
し、記録したNRZIランダムパターンにおける最短マ
ーク長は0.13μmとした。測定結果を図30に示
す。図30よりランド側壁の傾斜角θが35°〜77°
の範囲で5×10−4以下のエラーレートが得られるこ
とがわかる。
せた基板を用いた以外は実施例1と同様にして光磁気デ
ィスクを作製した。これらの光磁気ディスクについて実
施例1と同様にしてビットエラーレートを測定した。但
し、記録したNRZIランダムパターンにおける最短マ
ーク長は0.13μmとした。測定結果を図30に示
す。図30よりランド側壁の傾斜角θが35°〜77°
の範囲で5×10−4以下のエラーレートが得られるこ
とがわかる。
【0080】
【実施例8】図32に、本発明に従う光磁気記録媒体の
概略構成を示す。光磁気記録媒体100は、基板1上
に、誘電体層2、拡大再生層3、中間層4、記録層5、
補助磁性層6、保護層7及びヒートシンク層8を備え
る。かかる光磁気記録媒体100は、高周波スパッタ装
置を用いて以下のようにして成膜した。
概略構成を示す。光磁気記録媒体100は、基板1上
に、誘電体層2、拡大再生層3、中間層4、記録層5、
補助磁性層6、保護層7及びヒートシンク層8を備え
る。かかる光磁気記録媒体100は、高周波スパッタ装
置を用いて以下のようにして成膜した。
【0081】基板1には、0.6μmのランド幅、0.
6μmのグルーブ幅、溝深さ60nmを有する厚さ0.
6mmのポリカーボネート基板を用いた。スパッタ装置
の成膜室に基板1を装着し、成膜室を到達真空度8×1
0−5Paまで排気した後、基板を80℃で5時間真空
ベークし、かかる基板1上に、誘電体層2としてSiN
を60nmの膜厚で成膜した。
6μmのグルーブ幅、溝深さ60nmを有する厚さ0.
6mmのポリカーボネート基板を用いた。スパッタ装置
の成膜室に基板1を装着し、成膜室を到達真空度8×1
0−5Paまで排気した後、基板を80℃で5時間真空
ベークし、かかる基板1上に、誘電体層2としてSiN
を60nmの膜厚で成膜した。
【0082】次いで、誘電体層2上に拡大再生層3とし
て、希土類遷移金属合金GdFeを膜厚20nmで成膜
した。GdFeは、キュリー温度が約240℃、補償温
度がキュリー温度以上である。160℃における飽和磁
化は約55emu/cm3であった。次いで、拡大再生
層3上に、中間層4として、室温以下に補償温度を有す
る希土類遷移金属合金TbGdFeを膜厚10nmで成
膜した。キュリー温度は約150℃である。TbとGd
の比率は14%であった。次いで、中間層4上に記録層
5としてキュリー温度が280℃で補償温度が室温付近
にある希土類遷移金属合金TbFeCoを膜厚60nm
で成膜した。拡大再生層3、中間層4及び記録層5の3
層の磁性層は全て室温からキュリー温度まで垂直磁化膜
であった。
て、希土類遷移金属合金GdFeを膜厚20nmで成膜
した。GdFeは、キュリー温度が約240℃、補償温
度がキュリー温度以上である。160℃における飽和磁
化は約55emu/cm3であった。次いで、拡大再生
層3上に、中間層4として、室温以下に補償温度を有す
る希土類遷移金属合金TbGdFeを膜厚10nmで成
膜した。キュリー温度は約150℃である。TbとGd
の比率は14%であった。次いで、中間層4上に記録層
5としてキュリー温度が280℃で補償温度が室温付近
にある希土類遷移金属合金TbFeCoを膜厚60nm
で成膜した。拡大再生層3、中間層4及び記録層5の3
層の磁性層は全て室温からキュリー温度まで垂直磁化膜
であった。
【0083】次いで、記録層5上に、小さな記録磁界で
正確な記録ができるようにするために、補助磁性層6と
して、補償温度が室温以下で290℃のキュリー温度を
有する希土類遷移金属合金GdFeCoを膜厚10nm
にて成膜した。次いで、補助磁性層6上に、保護層7と
してSiNを膜厚20nmにて成膜し、保護層7上にヒ
ートシンク層8としてAlを膜厚30nmにて成膜し
た。こうして図32に示した積層構造を有する光磁気記
録媒体100を作製した。
正確な記録ができるようにするために、補助磁性層6と
して、補償温度が室温以下で290℃のキュリー温度を
有する希土類遷移金属合金GdFeCoを膜厚10nm
にて成膜した。次いで、補助磁性層6上に、保護層7と
してSiNを膜厚20nmにて成膜し、保護層7上にヒ
ートシンク層8としてAlを膜厚30nmにて成膜し
た。こうして図32に示した積層構造を有する光磁気記
録媒体100を作製した。
【0084】つぎに、光磁気記録媒体を評価機に装着し
て記録再生テストを行った。記録再生テストでは、波長
650nmのレーザー光と、開口数NAが0.60の対
物レンズを用いた。線速度は5m/secである。ま
ず、磁気記録再生層における磁区拡大現象を確認するた
めに、光磁気記録媒体に、光パルス磁界変調記録方式を
用いて、レーザー光の記録パワーを10mW、記録磁界
±200Oeとして、長さ0.20μmの孤立磁区を記
録した。光のパルスデューティーは30%とした。記録
周期は2.0μmとした。この値は、光スポット径λ/
NA(約1μm)の約2倍の長さである。一方、記録し
た孤立磁区長さは、光スポット径λ/NAの約5分の1
の長さに相当する。
て記録再生テストを行った。記録再生テストでは、波長
650nmのレーザー光と、開口数NAが0.60の対
物レンズを用いた。線速度は5m/secである。ま
ず、磁気記録再生層における磁区拡大現象を確認するた
めに、光磁気記録媒体に、光パルス磁界変調記録方式を
用いて、レーザー光の記録パワーを10mW、記録磁界
±200Oeとして、長さ0.20μmの孤立磁区を記
録した。光のパルスデューティーは30%とした。記録
周期は2.0μmとした。この値は、光スポット径λ/
NA(約1μm)の約2倍の長さである。一方、記録し
た孤立磁区長さは、光スポット径λ/NAの約5分の1
の長さに相当する。
【0085】かかる孤立磁区が形成された光磁気記録媒
体を、再生パワー1.5mWと3.0mWの2種類の再
生パワーを用いて再生した。図33に、再生パワー1.
5mWにて再生した場合と、再生パワー3.0mWにて
再生した場合の孤立磁区再生信号を示す。ここで、3.
0mWの再生パワーは、予備実験によって、信号対雑音
比(C/N)が最大となる最適再生パワーであることを
確認した。再生パワーが1.5mWの場合には、再生信
号波形の半値幅が0.66μm、裾野の幅が1.34μ
m、信号振幅が約54mVである。一方、再生パワーが
3.0mWの場合には、再生信号波形の半値幅が0.2
0μm、裾野の幅が0.64μm、信号振幅が約126
mVである。この結果から、再生信号波形の幅が狭くな
って分解能が向上し、信号振幅も増大しており、再生パ
ワーを3.0mWに調節することにより磁区拡大再生に
成功していることがわかる。
体を、再生パワー1.5mWと3.0mWの2種類の再
生パワーを用いて再生した。図33に、再生パワー1.
5mWにて再生した場合と、再生パワー3.0mWにて
再生した場合の孤立磁区再生信号を示す。ここで、3.
0mWの再生パワーは、予備実験によって、信号対雑音
比(C/N)が最大となる最適再生パワーであることを
確認した。再生パワーが1.5mWの場合には、再生信
号波形の半値幅が0.66μm、裾野の幅が1.34μ
m、信号振幅が約54mVである。一方、再生パワーが
3.0mWの場合には、再生信号波形の半値幅が0.2
0μm、裾野の幅が0.64μm、信号振幅が約126
mVである。この結果から、再生信号波形の幅が狭くな
って分解能が向上し、信号振幅も増大しており、再生パ
ワーを3.0mWに調節することにより磁区拡大再生に
成功していることがわかる。
【0086】一般に、信号振幅は再生パワーが高いほど
増大する。しかし、再生パワーが高くなると、再生層の
温度が上昇して磁気光学効果が減少してしまう。実際
に、高温ではかなり磁気光学効果が減少してしまう。そ
こで、参考のために、拡大再生層における磁区の拡大率
を算出した。拡大率は、再生パワーで上記信号振幅を規
格化することにより概算した。再生パワー1.5mWの
時の規格化された信号振幅は36mV/mW、3.0m
Wの時の規格化された信号振幅は42mV/mWとな
り、少なくとも16%以上拡大していることがわかる。
増大する。しかし、再生パワーが高くなると、再生層の
温度が上昇して磁気光学効果が減少してしまう。実際
に、高温ではかなり磁気光学効果が減少してしまう。そ
こで、参考のために、拡大再生層における磁区の拡大率
を算出した。拡大率は、再生パワーで上記信号振幅を規
格化することにより概算した。再生パワー1.5mWの
時の規格化された信号振幅は36mV/mW、3.0m
Wの時の規格化された信号振幅は42mV/mWとな
り、少なくとも16%以上拡大していることがわかる。
【0087】つぎに、本実施例の光磁気記録媒体の信号
対雑音比(C/N)のマーク長依存性を調べた。図34
に、その結果を示す。図34には、比較として、DWD
Dの報告例(T.Shiratori : J. Magn.Soc.Jpn., Vol.22
Supplement No.2(1998) p50Fig.10)の光磁気記録媒体
及び通常の光磁気記録媒体の信号対雑音比(C/N)の
マーク長依存性も示した。図34のグラフから、例え
ば、上記0.20μmのC/Nは、本発明では45.4
dBと極めて大きな値を示しているが、DWDDでは4
1dB程度と低い。また、DWDDでは長いマークはゴ
ースト信号のため測定できていないが、本発明ではマー
ク長が1.0μmであっても45dBを超える再生信号
が得られている。
対雑音比(C/N)のマーク長依存性を調べた。図34
に、その結果を示す。図34には、比較として、DWD
Dの報告例(T.Shiratori : J. Magn.Soc.Jpn., Vol.22
Supplement No.2(1998) p50Fig.10)の光磁気記録媒体
及び通常の光磁気記録媒体の信号対雑音比(C/N)の
マーク長依存性も示した。図34のグラフから、例え
ば、上記0.20μmのC/Nは、本発明では45.4
dBと極めて大きな値を示しているが、DWDDでは4
1dB程度と低い。また、DWDDでは長いマークはゴ
ースト信号のため測定できていないが、本発明ではマー
ク長が1.0μmであっても45dBを超える再生信号
が得られている。
【0088】図35には、本発明の最短マーク長0.1
2μmのNRZIランダムパターンの再生波形を示す。
本発明の光磁気記録媒体はゴースト信号が出ないため
に、記録マークの長さを制限する必要がなく、マーク長
にかかわらず良好なアイパターンが得られた。図35の
信号の真中を単純にスライスしてビットエラーレートを
測定したところ4.7×10−5であった。実用上の目
安となる1×10−4を大幅にクリアしている。
2μmのNRZIランダムパターンの再生波形を示す。
本発明の光磁気記録媒体はゴースト信号が出ないため
に、記録マークの長さを制限する必要がなく、マーク長
にかかわらず良好なアイパターンが得られた。図35の
信号の真中を単純にスライスしてビットエラーレートを
測定したところ4.7×10−5であった。実用上の目
安となる1×10−4を大幅にクリアしている。
【0089】
【実施例9】図36に、本発明の光磁気記録媒体の記録
再生に最適な記録再生装置の構成を示す。図36に示し
た記録再生装置71は、光磁気ディスク100にコード
データと同期した一定周期でパルス化された光を照射す
るためのレーザー光照射部と、記録再生時に光磁気ディ
スク100に制御された磁界を印加する磁界印加部と、
光磁気ディスク100からの信号を検出及び処理する信
号処理系とから主に構成する。レーザー光照射部におい
て、レーザー72はレーザー駆動回路73及び記録パル
ス幅/位相調整回路74(RC−PPA)に接続し、レ
ーザー駆動回路73は記録パルス幅位相調整回路74か
らの信号を受けてレーザー72のレーザパルス幅及び位
相を制御するようにする。記録パルス幅/位相調整回路
74はPLL回路75から後述するクロック信号を受け
て記録光の位相及びパルス幅を調整するための第1同期
信号を発生させる。
再生に最適な記録再生装置の構成を示す。図36に示し
た記録再生装置71は、光磁気ディスク100にコード
データと同期した一定周期でパルス化された光を照射す
るためのレーザー光照射部と、記録再生時に光磁気ディ
スク100に制御された磁界を印加する磁界印加部と、
光磁気ディスク100からの信号を検出及び処理する信
号処理系とから主に構成する。レーザー光照射部におい
て、レーザー72はレーザー駆動回路73及び記録パル
ス幅/位相調整回路74(RC−PPA)に接続し、レ
ーザー駆動回路73は記録パルス幅位相調整回路74か
らの信号を受けてレーザー72のレーザパルス幅及び位
相を制御するようにする。記録パルス幅/位相調整回路
74はPLL回路75から後述するクロック信号を受け
て記録光の位相及びパルス幅を調整するための第1同期
信号を発生させる。
【0090】磁界印加部において、磁界を印加する磁気
コイル76は磁気コイル駆動回路(M−DRIVE)7
7と接続し、記録時には磁気コイル駆動回路77はデー
タが入力される符号器70から位相調整回路(RE−P
A)78を通じて入力データを受けて磁気コイル76を
制御する。一方、再生時には、PLL回路75から後述
するクロック信号を受けて再生パルス幅・位相調整回路
(RP−PPA)79を通じて位相およびパルス幅を調
整するための第2同期信号を発生し、第2同期信号に基
づいて磁気コイル76を制御する。磁気コイル駆動回路
77に入力される信号を記録時と再生時で切り換えるた
めに、記録再生切換器(RC/RPSW)80を磁気コ
イル駆動回路77に接続する。
コイル76は磁気コイル駆動回路(M−DRIVE)7
7と接続し、記録時には磁気コイル駆動回路77はデー
タが入力される符号器70から位相調整回路(RE−P
A)78を通じて入力データを受けて磁気コイル76を
制御する。一方、再生時には、PLL回路75から後述
するクロック信号を受けて再生パルス幅・位相調整回路
(RP−PPA)79を通じて位相およびパルス幅を調
整するための第2同期信号を発生し、第2同期信号に基
づいて磁気コイル76を制御する。磁気コイル駆動回路
77に入力される信号を記録時と再生時で切り換えるた
めに、記録再生切換器(RC/RPSW)80を磁気コ
イル駆動回路77に接続する。
【0091】信号処理系において、レーザー72と光磁
気ディスク100との間には第1の偏光プリズム81を
配置し、その側方には第2の偏光プリズム82及び検出
器83及び84を配置する。検出器83及び84は、そ
れぞれ、I/V変換器85及び86を介して、共に、減
算器87及び加算器88に接続する。加算器88はクロ
ック抽出回路(SCC)89を介してPLL回路75に
接続する。減算器87はクロックに同期して信号をホー
ルドするサンプルホールド(S/H)回路90、同様に
クロックと同期してアナログデジタル変換を行うA/D
変換回路91、2値化信号処理回路(BSC)92を介
して復号器93に接続する。
気ディスク100との間には第1の偏光プリズム81を
配置し、その側方には第2の偏光プリズム82及び検出
器83及び84を配置する。検出器83及び84は、そ
れぞれ、I/V変換器85及び86を介して、共に、減
算器87及び加算器88に接続する。加算器88はクロ
ック抽出回路(SCC)89を介してPLL回路75に
接続する。減算器87はクロックに同期して信号をホー
ルドするサンプルホールド(S/H)回路90、同様に
クロックと同期してアナログデジタル変換を行うA/D
変換回路91、2値化信号処理回路(BSC)92を介
して復号器93に接続する。
【0092】信号処理系は、図36に示すように、S/
H回路90とA/D変換回路91との間に、低域信号を
カットする信号処理装置190を備える。信号処理装置
190は、サンプルホールドの後、イコライジング回路
で波形等価し低域のノイズを圧縮してA/D回路で変調
信号を形成する。
H回路90とA/D変換回路91との間に、低域信号を
カットする信号処理装置190を備える。信号処理装置
190は、サンプルホールドの後、イコライジング回路
で波形等価し低域のノイズを圧縮してA/D回路で変調
信号を形成する。
【0093】上記装置構成において、レーザー72から
出射した光をコリメータレンズ94によって平行光に
し、偏光プリズム81を通って対物レンズ95によって
光磁気ディスク100上に集光する。ディスクからの反
射光は偏光プリズム81によって偏光プリズム82の方
向に向け、1/2波長板96を透過した後、偏光プリズ
ム82で二方向に分割する。分割した光はそれぞれ検出
レンズ97で集光して光検出器83及び84に導く。こ
こで、光磁気ディスク100上にはトラッキングエラー
信号及びクロック信号生成用のピットが予め形成してお
けば良い。クロック信号生成用ピットからの反射光を示
す信号を検出器83及び84で検出した後、クロック抽
出回路89において抽出する。次いでクロック抽出回路
89に接続したPLL回路75においてデータチャネル
クロックを発生させる。
出射した光をコリメータレンズ94によって平行光に
し、偏光プリズム81を通って対物レンズ95によって
光磁気ディスク100上に集光する。ディスクからの反
射光は偏光プリズム81によって偏光プリズム82の方
向に向け、1/2波長板96を透過した後、偏光プリズ
ム82で二方向に分割する。分割した光はそれぞれ検出
レンズ97で集光して光検出器83及び84に導く。こ
こで、光磁気ディスク100上にはトラッキングエラー
信号及びクロック信号生成用のピットが予め形成してお
けば良い。クロック信号生成用ピットからの反射光を示
す信号を検出器83及び84で検出した後、クロック抽
出回路89において抽出する。次いでクロック抽出回路
89に接続したPLL回路75においてデータチャネル
クロックを発生させる。
【0094】データ記録の際に、レーザー72はレーザ
ー駆動回路73によってデータチャネルクロックに同期
するように一定周波数で変調し、幅の狭い連続したパル
ス光を放射し、回転する光磁気ディスク100のデータ
記録エリアを等間隔に局部的に加熱する。また、データ
チャネルクロックは、磁界印加部の符号器70を制御し
て、基準クロック周期のデータ信号を発生させる。デー
タ信号は位相調整回路78を経て磁気コイル駆動装置7
7に送る。磁気コイル駆動装置77は、磁界コイル76
を制御してデータ信号に対応した極性の磁界を光磁気デ
ィスク100のデータ記録エリアの加熱部分に印加す
る。
ー駆動回路73によってデータチャネルクロックに同期
するように一定周波数で変調し、幅の狭い連続したパル
ス光を放射し、回転する光磁気ディスク100のデータ
記録エリアを等間隔に局部的に加熱する。また、データ
チャネルクロックは、磁界印加部の符号器70を制御し
て、基準クロック周期のデータ信号を発生させる。デー
タ信号は位相調整回路78を経て磁気コイル駆動装置7
7に送る。磁気コイル駆動装置77は、磁界コイル76
を制御してデータ信号に対応した極性の磁界を光磁気デ
ィスク100のデータ記録エリアの加熱部分に印加す
る。
【0095】記録方式としては光パルス磁界変調方式を
用いる。この方式は印加した記録磁界が十分な大きさに
到達したところでレーザー光をパルス状に照射するた
め、外部磁界の切り換わる領域で記録されるのを省くこ
とができ、その結果微小な磁区を低ノイズで記録するこ
とが可能な技術である。
用いる。この方式は印加した記録磁界が十分な大きさに
到達したところでレーザー光をパルス状に照射するた
め、外部磁界の切り換わる領域で記録されるのを省くこ
とができ、その結果微小な磁区を低ノイズで記録するこ
とが可能な技術である。
【0096】情報の再生には、光磁気記録媒体に再生磁
界を印加する必要はなく、光磁気記録媒体に再生光を照
射し、前述の第1〜第3のタイプの光磁気記録媒体の再
生原理に基づいて、記録層の微小磁区を再生層に転写し
て拡大させる。光磁気記録媒体からの戻り光を光検出器
で検出して情報を再生する。再生光には、連続光または
パルス光を用いることができる。再生パワーが変調され
た再生光を用いることもできる。
界を印加する必要はなく、光磁気記録媒体に再生光を照
射し、前述の第1〜第3のタイプの光磁気記録媒体の再
生原理に基づいて、記録層の微小磁区を再生層に転写し
て拡大させる。光磁気記録媒体からの戻り光を光検出器
で検出して情報を再生する。再生光には、連続光または
パルス光を用いることができる。再生パワーが変調され
た再生光を用いることもできる。
【0097】光磁気記録媒体を再生する際、前述の原理
に基づく再生層の磁区の拡大を容易にするために、変調
された再生磁界を印加することもできる。
に基づく再生層の磁区の拡大を容易にするために、変調
された再生磁界を印加することもできる。
【0098】
【実施例10】本発明に従う別の光磁気記録媒体を、図
37及び図14を用いて説明する。図37に示したよう
に、光磁気ディスク200は、基板1上に、誘電体層
2、拡大再生層3、拡大トリガー層4’、記録層5、記
録補助層6’、保護層7及びヒートシンク層8を備え
る。かかる光磁気ディスク200は、上記各層を高周波
スパッタ装置(不図示)を用いて以下のように成膜し
た。
37及び図14を用いて説明する。図37に示したよう
に、光磁気ディスク200は、基板1上に、誘電体層
2、拡大再生層3、拡大トリガー層4’、記録層5、記
録補助層6’、保護層7及びヒートシンク層8を備え
る。かかる光磁気ディスク200は、上記各層を高周波
スパッタ装置(不図示)を用いて以下のように成膜し
た。
【0099】基板1は、直径120mm、厚さ0.6m
mの透明なポリカーボネートである。基板1の表面に
は、射出成形により、図21に示すようにランド1L
と、ランド1L間に画成されるグルーブ1Gが形成され
ている。図21に示したように、ランド側壁LWの傾斜
角をθとし、ランド1Lの高さ、即ち、グルーブ1Gの
深さDの半分(D/2)の高さ位置におけるランド1L
の幅をランド半値幅Lとする。また、グルーブ1Gの深
さDの半分の高さ位置におけるグルーブの幅をグルーブ
半値幅Gとする。グルーブ半値幅は、あるランドのラン
ド側壁LWの高さ方向の中間地点と隣接するランドのラ
ンド側壁LWの高さ方向の中間地点の間の距離である。
この場合、トラックピッチTPは、TP=G+Lで表さ
れる。
mの透明なポリカーボネートである。基板1の表面に
は、射出成形により、図21に示すようにランド1L
と、ランド1L間に画成されるグルーブ1Gが形成され
ている。図21に示したように、ランド側壁LWの傾斜
角をθとし、ランド1Lの高さ、即ち、グルーブ1Gの
深さDの半分(D/2)の高さ位置におけるランド1L
の幅をランド半値幅Lとする。また、グルーブ1Gの深
さDの半分の高さ位置におけるグルーブの幅をグルーブ
半値幅Gとする。グルーブ半値幅は、あるランドのラン
ド側壁LWの高さ方向の中間地点と隣接するランドのラ
ンド側壁LWの高さ方向の中間地点の間の距離である。
この場合、トラックピッチTPは、TP=G+Lで表さ
れる。
【0100】本実施例では、表1に示すような種々の形
状寸法を有する基板を用意した。
状寸法を有する基板を用意した。
【0101】
【表1】
【0102】上記の基板の表面に、それぞれ紫外線ラン
プを用いて、ピーク波長λが185+254nmの紫外
線を照射した。上記ランプを基板1表面から70mm上
方に設置し、基板1を2rpmの速度で回転させること
により、表面粗さ0.3nmとなるような平滑化した。
プを用いて、ピーク波長λが185+254nmの紫外
線を照射した。上記ランプを基板1表面から70mm上
方に設置し、基板1を2rpmの速度で回転させること
により、表面粗さ0.3nmとなるような平滑化した。
【0103】次いで、基板1のランド・グルーブ形成面
上に、ターゲット材料としてSiを用い、Ar+N2雰
囲気中にて、誘電体層2を厚さ60nmで形成した。誘
電体層2は、層内で再生用光ビームを多重干渉させ、検
出されるカー回転角を実質的に増加させるための層であ
る。
上に、ターゲット材料としてSiを用い、Ar+N2雰
囲気中にて、誘電体層2を厚さ60nmで形成した。誘
電体層2は、層内で再生用光ビームを多重干渉させ、検
出されるカー回転角を実質的に増加させるための層であ
る。
【0104】次いで、誘電体層2表面上に、Gd及びF
eの単体ターゲットを同時スパッタし、膜厚20nmと
なるように拡大再生層3を形成した。これにより、形成
されたGdFe拡大再生層3は垂直磁化膜であり、キュ
リー温度は約240℃、補償温度はキュリー温度以上で
あった。拡大再生層3は、記録補助層6’から転写され
る磁区が拡大される層である。
eの単体ターゲットを同時スパッタし、膜厚20nmと
なるように拡大再生層3を形成した。これにより、形成
されたGdFe拡大再生層3は垂直磁化膜であり、キュ
リー温度は約240℃、補償温度はキュリー温度以上で
あった。拡大再生層3は、記録補助層6’から転写され
る磁区が拡大される層である。
【0105】次いで、拡大再生層3上に、Tb、Gd及
びFeの単体ターゲットを同時にスパッタすることによ
り、拡大トリガー層4’を膜厚10nmで形成した。こ
のとき、TbGdFe拡大トリガー層4’は垂直磁化膜
であり、キュリー温度が140℃、補償温度が室温以下
であった。拡大トリガー層4’は、拡大再生層3及び記
録層5とそれぞれ磁気的に交換結合している。
びFeの単体ターゲットを同時にスパッタすることによ
り、拡大トリガー層4’を膜厚10nmで形成した。こ
のとき、TbGdFe拡大トリガー層4’は垂直磁化膜
であり、キュリー温度が140℃、補償温度が室温以下
であった。拡大トリガー層4’は、拡大再生層3及び記
録層5とそれぞれ磁気的に交換結合している。
【0106】次いで、拡大トリガー層4’上に、Tb、
Fe及びCoの単体ターゲットを同時にスパッタするこ
とにより、TbFeCo記録層5を膜厚75nmで形成
した。記録層5のキュリー温度が250℃、補償温度が
約25℃であった。記録層5は、情報が磁化として記録
される層である。
Fe及びCoの単体ターゲットを同時にスパッタするこ
とにより、TbFeCo記録層5を膜厚75nmで形成
した。記録層5のキュリー温度が250℃、補償温度が
約25℃であった。記録層5は、情報が磁化として記録
される層である。
【0107】次いで、記録層5上に、Gd、Fe及びC
oの単体ターゲットを同時にスパッタすることにより、
GdFeCo記録補助層6’を膜厚10nmで形成し
た。記録補助層6’のキュリー温度が270℃、補償温
度が室温以下であった。記録補助層6’は、記録層5と
交換結合して、より小さい変調磁界で記録層5への記録
を可能とする層である。
oの単体ターゲットを同時にスパッタすることにより、
GdFeCo記録補助層6’を膜厚10nmで形成し
た。記録補助層6’のキュリー温度が270℃、補償温
度が室温以下であった。記録補助層6’は、記録層5と
交換結合して、より小さい変調磁界で記録層5への記録
を可能とする層である。
【0108】次いで、記録補助層6’上に、Ar+N2
雰囲気中においてターゲット材料としてSiを用いてス
パッタを行うことにより、保護層7を膜厚20nmで形
成した。保護層7は、基板1上に積層された各層2〜6
を保護するための層である。
雰囲気中においてターゲット材料としてSiを用いてス
パッタを行うことにより、保護層7を膜厚20nmで形
成した。保護層7は、基板1上に積層された各層2〜6
を保護するための層である。
【0109】また、保護層7上に、AlTiの合金をタ
ーゲットに用いることにより、ヒートシンク層8を膜厚
30nmで形成した。ヒートシンク層8は、記録時に光
磁気ディスク内に発生する熱を外部に放熱するため層で
ある。さらに、ヒートシンク層8上に、アクリル系の紫
外線硬化型樹脂を塗布し、その後、紫外線を照射し、硬
化させることにより、保護コート層9を膜厚10μmで
形成した。
ーゲットに用いることにより、ヒートシンク層8を膜厚
30nmで形成した。ヒートシンク層8は、記録時に光
磁気ディスク内に発生する熱を外部に放熱するため層で
ある。さらに、ヒートシンク層8上に、アクリル系の紫
外線硬化型樹脂を塗布し、その後、紫外線を照射し、硬
化させることにより、保護コート層9を膜厚10μmで
形成した。
【0110】次に、本実施例で作製した光磁気ディスク
200を、不図示の光磁気記録再生装置を用いて情報の
記録再生テストを行った。光磁気記録再生装置は、波長
640nmのレーザー光と開口数(NA)0.6の対物
レンズを有する光ヘッドを備えている。記録方式とし
て、レーザー光をパルス状に照射して、外部磁界を記録
情報に応じて変調させながら印加する、光パルス磁界変
調方式を用いた。記録時の線速度は3.5m/secで
あり、記録磁界は±200Oeに変調した。また、記録
時のパルス光のデューティを30%とし、レーザー光の
記録パワーに関しては最適化を行った。グルーブ部に最
短マーク長0.12μmのランダムパターンを記録した
後、最適化した再生パワーの再生光を用いて、ビットエ
ラーレート(BER)を測定した。表1に示した種々の
G/L比を有する光磁気ディスクについて、ビットエラ
ーレートをそれぞれ測定し、図38のグラフにG/Lに
対するビットエラーレートの変化を表した。ビットエラ
ーレートの閾値(上限)を5×10−4と定めた。図3
8のグラフより、G/Lが1.3≦G/L≦4.0のと
きに、良好なビットエラーレートを示すことが分かる。
200を、不図示の光磁気記録再生装置を用いて情報の
記録再生テストを行った。光磁気記録再生装置は、波長
640nmのレーザー光と開口数(NA)0.6の対物
レンズを有する光ヘッドを備えている。記録方式とし
て、レーザー光をパルス状に照射して、外部磁界を記録
情報に応じて変調させながら印加する、光パルス磁界変
調方式を用いた。記録時の線速度は3.5m/secで
あり、記録磁界は±200Oeに変調した。また、記録
時のパルス光のデューティを30%とし、レーザー光の
記録パワーに関しては最適化を行った。グルーブ部に最
短マーク長0.12μmのランダムパターンを記録した
後、最適化した再生パワーの再生光を用いて、ビットエ
ラーレート(BER)を測定した。表1に示した種々の
G/L比を有する光磁気ディスクについて、ビットエラ
ーレートをそれぞれ測定し、図38のグラフにG/Lに
対するビットエラーレートの変化を表した。ビットエラ
ーレートの閾値(上限)を5×10−4と定めた。図3
8のグラフより、G/Lが1.3≦G/L≦4.0のと
きに、良好なビットエラーレートを示すことが分かる。
【0111】本実施例においては、光磁気ディスクとし
て8層(保護コート層9を除く)を有する例を示した
が、基本的な層構成として、基板上に情報を保持する記
録層とその保持された情報が再生時に転写される拡大再
生層とを有する光磁気ディスクであれば、G/Lの上記
範囲が有効であることが分かった。また、本実施例にお
いては、基板表面の平滑化方法として紫外線照射法を用
いたが、基板加熱法やプラズマエッチング法等を用いて
もよい。
て8層(保護コート層9を除く)を有する例を示した
が、基本的な層構成として、基板上に情報を保持する記
録層とその保持された情報が再生時に転写される拡大再
生層とを有する光磁気ディスクであれば、G/Lの上記
範囲が有効であることが分かった。また、本実施例にお
いては、基板表面の平滑化方法として紫外線照射法を用
いたが、基板加熱法やプラズマエッチング法等を用いて
もよい。
【0112】
【実施例11】基板1のグルーブ及びランドの形状寸法
を表2のように作製した以外は、実施例10と同様に光
磁気ディスクを作製した。
を表2のように作製した以外は、実施例10と同様に光
磁気ディスクを作製した。
【0113】
【表2】
【0114】本実施例においては、グルーブの深さDの
みを変更して、複数の光磁気ディスクを作製した。実施
例10と同様にして、不図示の光磁気記録再生装置を用
いて、ランダムパターンを記録再生した。各光磁気ディ
スクについて、グルーブ深さDに対するビットエラーレ
ートの変化を調べた。その結果を、図39に示した。ビ
ットエラーレートの閾値を1×10−4とした場合、図
39より、Dの値が30nm〜80nmであるときに、
良好なビットエラーレートを達成していることが分か
る。
みを変更して、複数の光磁気ディスクを作製した。実施
例10と同様にして、不図示の光磁気記録再生装置を用
いて、ランダムパターンを記録再生した。各光磁気ディ
スクについて、グルーブ深さDに対するビットエラーレ
ートの変化を調べた。その結果を、図39に示した。ビ
ットエラーレートの閾値を1×10−4とした場合、図
39より、Dの値が30nm〜80nmであるときに、
良好なビットエラーレートを達成していることが分か
る。
【0115】変形例として、拡大トリガー層として、T
bGdFeCoを膜厚10nmで形成し、基板のグルー
ブ深さを70nm、65nm、60nm、55nm、5
0nm、45nm、40nm、35nm及び30nmに
した以外はこの実施例と同様にして種々の光磁気ディス
クを作製した。この拡大トリガー層は、Tb、Gd、F
e、Coの単体ターゲットを同時スパッタし、補償温度
が室温以下の垂直磁化膜となるよう、膜組成を調整し
た。拡大トリガー層4は140℃で再生層3と記録層5
の交換結合力を遮断する働きをする。これらの光磁気デ
ィスクについて実施例11と同様にしてビットエラーレ
ートを測定し、グルーブ深さDに対するビットエラーレ
ートの変化を調べた。その結果を、図39に変形例とし
て示した。最短マーク長は0.13μmである。Dの値
が35nm〜65nmであるときに、良好なビットエラ
ーレートを達成していることが分かる。
bGdFeCoを膜厚10nmで形成し、基板のグルー
ブ深さを70nm、65nm、60nm、55nm、5
0nm、45nm、40nm、35nm及び30nmに
した以外はこの実施例と同様にして種々の光磁気ディス
クを作製した。この拡大トリガー層は、Tb、Gd、F
e、Coの単体ターゲットを同時スパッタし、補償温度
が室温以下の垂直磁化膜となるよう、膜組成を調整し
た。拡大トリガー層4は140℃で再生層3と記録層5
の交換結合力を遮断する働きをする。これらの光磁気デ
ィスクについて実施例11と同様にしてビットエラーレ
ートを測定し、グルーブ深さDに対するビットエラーレ
ートの変化を調べた。その結果を、図39に変形例とし
て示した。最短マーク長は0.13μmである。Dの値
が35nm〜65nmであるときに、良好なビットエラ
ーレートを達成していることが分かる。
【0116】基板のグルーブ深さが、70nm以上に深
い場合はグルーブの端が熱せられにくく記録マークの拡
大再生が妨げられるからエラーレートが低下すると考え
られる。一方、基板の深さが30nm以下となるとトラ
ッキング信号が小さくなり、グルーブを追跡することが
できなくなった。それゆえ、グルーブ深さは30〜7
0、特に35nm〜65nmがこの例における光磁気デ
ィスクに最適であることがわかる。
い場合はグルーブの端が熱せられにくく記録マークの拡
大再生が妨げられるからエラーレートが低下すると考え
られる。一方、基板の深さが30nm以下となるとトラ
ッキング信号が小さくなり、グルーブを追跡することが
できなくなった。それゆえ、グルーブ深さは30〜7
0、特に35nm〜65nmがこの例における光磁気デ
ィスクに最適であることがわかる。
【0117】本実施例では、一例として波長650nm
の再生レーザ光を使用したが、一般に基板に入射する入
射光と基板からの反射光の位相差は、再生レーザー光の
波長と基板の屈折率と基板のグルーブ深さによって一意
的に決定されるので、この例からはグルーブ深さがλ/
12n〜λ/7nの基板を有する光磁気ディスクが望ま
しいことがわかる。
の再生レーザ光を使用したが、一般に基板に入射する入
射光と基板からの反射光の位相差は、再生レーザー光の
波長と基板の屈折率と基板のグルーブ深さによって一意
的に決定されるので、この例からはグルーブ深さがλ/
12n〜λ/7nの基板を有する光磁気ディスクが望ま
しいことがわかる。
【0118】
【実施例12】基板1のグルーブ及びランドの形状寸法
を表3のように作製した以外は、実施例10と同様に光
磁気ディスクを作製した。
を表3のように作製した以外は、実施例10と同様に光
磁気ディスクを作製した。
【0119】
【表3】
【0120】本実施例においては、基板のランド側壁面
(グルーブを区画する壁面)の傾斜角度θのみを変更し
て、表3に示した基板を用いて複数の光磁気ディスクを
作製した。実施例10と同様にして、不図示の光磁気記
録再生装置を用いて、ランダムパターンを記録再生し
た。各光磁気ディスクについて、ランド側壁面の傾斜角
度θに対するビットエラーレートの変化を調べた。その
結果を、図40に示した。ビットエラーレートの閾値
(上限)を5×10−4とした場合、図40より、θの
値35°〜77°が好ましく、ビットエラーレートの閾
値を1×10−4とした場合、θの値40°〜75°が
好ましい。
(グルーブを区画する壁面)の傾斜角度θのみを変更し
て、表3に示した基板を用いて複数の光磁気ディスクを
作製した。実施例10と同様にして、不図示の光磁気記
録再生装置を用いて、ランダムパターンを記録再生し
た。各光磁気ディスクについて、ランド側壁面の傾斜角
度θに対するビットエラーレートの変化を調べた。その
結果を、図40に示した。ビットエラーレートの閾値
(上限)を5×10−4とした場合、図40より、θの
値35°〜77°が好ましく、ビットエラーレートの閾
値を1×10−4とした場合、θの値40°〜75°が
好ましい。
【0121】
【比較例(ランド記録)】基板1のグルーブ及びランド
を、トラックピッチ(TP)0.70μm、ランド半値
幅(L)0.50μm、グルーブ半値幅(G)0.20
μm、グルーブ深さ(D)60nm、ランド側壁面傾斜
角度(θ)が65°となるように形成した以外は、実施
例10と同様にして光磁気ディスクを作製した。次い
で、この光磁気ディスクに、実施例10と同様にして、
光磁気記録再生装置を用いて、ランダムパターンを記録
再生した。但し、レーザー光の記録パワーを変化させ、
ランド部に最短マーク長0.13μmのランダムパター
ンを記録した。各記録パターンを再生してビットエラー
レートの記録パワー依存性を調べた。図41にビットエ
ラーレートの記録パワー依存性を表すグラフを示す。次
いで、記録パワーを一定とし、再生パワーを変動させて
再生した場合のビットエラーレートの再生パワー依存性
を求めた。図42にビットエラーレートの再生パワー依
存性を表すグラフを示す。閾値の上限として、いずれの
場合も1×10−4とした。
を、トラックピッチ(TP)0.70μm、ランド半値
幅(L)0.50μm、グルーブ半値幅(G)0.20
μm、グルーブ深さ(D)60nm、ランド側壁面傾斜
角度(θ)が65°となるように形成した以外は、実施
例10と同様にして光磁気ディスクを作製した。次い
で、この光磁気ディスクに、実施例10と同様にして、
光磁気記録再生装置を用いて、ランダムパターンを記録
再生した。但し、レーザー光の記録パワーを変化させ、
ランド部に最短マーク長0.13μmのランダムパター
ンを記録した。各記録パターンを再生してビットエラー
レートの記録パワー依存性を調べた。図41にビットエ
ラーレートの記録パワー依存性を表すグラフを示す。次
いで、記録パワーを一定とし、再生パワーを変動させて
再生した場合のビットエラーレートの再生パワー依存性
を求めた。図42にビットエラーレートの再生パワー依
存性を表すグラフを示す。閾値の上限として、いずれの
場合も1×10−4とした。
【0122】
【参考例(グルーブ記録)】基板1のグルーブ及びラン
ドを、トラックピッチ(TP)0.70μm、ランド半
値幅(L)0.20μm、グルーブ半値幅(G)0.5
0μm、グルーブ深さ(D)60nm、ランド側壁面傾
斜角度(θ)65°になるように形成した以外は、比較
例と同様に、光磁気ディスクを作製した。但し、この光
磁気ディスクでは、グルーブにランダムパターンを、比
較例と同様に記録した。ビットエラーレートの記録パワ
ー依存性及び再生パワー依存性を調べた。その結果を、
ランド記録と比較するために、図41及び図42に示
す。
ドを、トラックピッチ(TP)0.70μm、ランド半
値幅(L)0.20μm、グルーブ半値幅(G)0.5
0μm、グルーブ深さ(D)60nm、ランド側壁面傾
斜角度(θ)65°になるように形成した以外は、比較
例と同様に、光磁気ディスクを作製した。但し、この光
磁気ディスクでは、グルーブにランダムパターンを、比
較例と同様に記録した。ビットエラーレートの記録パワ
ー依存性及び再生パワー依存性を調べた。その結果を、
ランド記録と比較するために、図41及び図42に示
す。
【0123】図41及び図42より、ランド部に情報を
記録した場合に比べ、グルーブ部に情報記録した場合の
方が、ビットエラーレートに対する記録及び再生のパワ
ー感度を増大することができることが分かる。これによ
り、光磁気記録再生装置のドライブ、ひいては光磁気記
録再生装置自体の消費電力の低減が可能となる。
記録した場合に比べ、グルーブ部に情報記録した場合の
方が、ビットエラーレートに対する記録及び再生のパワ
ー感度を増大することができることが分かる。これによ
り、光磁気記録再生装置のドライブ、ひいては光磁気記
録再生装置自体の消費電力の低減が可能となる。
【0124】
【実施例13】この例では図43に示すような構造の光
磁気ディスク400を製造する。光磁気ディスク400
は、拡大再生層3、中間層4及び記録層5以外は、実施
例1で作製した光磁気ディスクと同様である。誘電体層
2上に拡大再生層3として、希土類遷移金属合金GdF
eを膜厚20nmで成膜した。このGdFe膜は、キュ
リー温度が約200℃、補償温度がキュリー温度以上で
あった。拡大再生層3の130℃における飽和磁化は約
50emu/cm3であった。
磁気ディスク400を製造する。光磁気ディスク400
は、拡大再生層3、中間層4及び記録層5以外は、実施
例1で作製した光磁気ディスクと同様である。誘電体層
2上に拡大再生層3として、希土類遷移金属合金GdF
eを膜厚20nmで成膜した。このGdFe膜は、キュ
リー温度が約200℃、補償温度がキュリー温度以上で
あった。拡大再生層3の130℃における飽和磁化は約
50emu/cm3であった。
【0125】拡大再生層3上に、中間層4として、補償
温度が室温以下である希土類遷移金属合金TbGdFe
Coを膜厚10nmで成膜した。このTbGdFeCo
膜のキュリー温度は、拡大再生層のキュリー温度より高
く約220℃であった。TbGdFeCo膜におけるT
bとGdの比率(Tb/Gd)は20%であり、Feと
Coの比率(Fe/Co)は15%であった。中間層4
の製膜後に、中間層の表面をわずかに窒化ないし酸化処
理をする。
温度が室温以下である希土類遷移金属合金TbGdFe
Coを膜厚10nmで成膜した。このTbGdFeCo
膜のキュリー温度は、拡大再生層のキュリー温度より高
く約220℃であった。TbGdFeCo膜におけるT
bとGdの比率(Tb/Gd)は20%であり、Feと
Coの比率(Fe/Co)は15%であった。中間層4
の製膜後に、中間層の表面をわずかに窒化ないし酸化処
理をする。
【0126】処理方法として、中間層4の製膜後にスパ
ッタ装置の真空チャンバー内に窒素ないし酸素を混合し
たArガスを導入し、積層した中間層に対してスパッタ
エッチングを行なうことができる。この処理により中間
層4の表面に薄い、例えば、1原子から数原子層の窒化
層または酸化層が形成される。あるいは、この処理によ
り、中間層4を構成するTbGdFeCoの表面に酸素
原子または窒素原子が混入される。それゆえ、中間層4
の表面部分のキュリー温度が低下する。この低下したキ
ュリー温度が再生温度より低ければ、再生光照射により
この表面部分の磁化が消失して、記録層と拡大再生層の
交換結合力が遮蔽または遮断されることになる。それゆ
え、中間層の磁化の温度変化とは独立に記録層と拡大再
生層の交換結合力及びその温度変化を制御することが可
能となる。そして、拡大再生層と結合した中間層の磁化
が消失することなく、拡大再生層では再生時のある温度
で臨界的に記録層との交換結合力から解放され、磁区が
急峻に拡大し始め、最小磁区径まで拡大する。この拡大
した磁区から大きな再生信号が得られる。
ッタ装置の真空チャンバー内に窒素ないし酸素を混合し
たArガスを導入し、積層した中間層に対してスパッタ
エッチングを行なうことができる。この処理により中間
層4の表面に薄い、例えば、1原子から数原子層の窒化
層または酸化層が形成される。あるいは、この処理によ
り、中間層4を構成するTbGdFeCoの表面に酸素
原子または窒素原子が混入される。それゆえ、中間層4
の表面部分のキュリー温度が低下する。この低下したキ
ュリー温度が再生温度より低ければ、再生光照射により
この表面部分の磁化が消失して、記録層と拡大再生層の
交換結合力が遮蔽または遮断されることになる。それゆ
え、中間層の磁化の温度変化とは独立に記録層と拡大再
生層の交換結合力及びその温度変化を制御することが可
能となる。そして、拡大再生層と結合した中間層の磁化
が消失することなく、拡大再生層では再生時のある温度
で臨界的に記録層との交換結合力から解放され、磁区が
急峻に拡大し始め、最小磁区径まで拡大する。この拡大
した磁区から大きな再生信号が得られる。
【0127】中間層の表面処理の程度は、スパッタガス
として窒素、酸素のArガスに対する分圧比や全ガス
圧、投入パワー、スパッタエッチング時間などに依存す
るので、適宜調整することができる。重要なことは、中
間層4と拡大再生層3の界面で交換結合力が遮蔽又は遮
断される温度を、再生光のスポット中央部付近に発生す
る温度(高温)になるよう設定する。通常、この温度は
160〜180℃であると考えられる。再生層及び記録
層の交換結合力の温度変化は、前述のようにカーヒステ
リシスカーブのマイナーループの温度変化から測定する
ことができる。
として窒素、酸素のArガスに対する分圧比や全ガス
圧、投入パワー、スパッタエッチング時間などに依存す
るので、適宜調整することができる。重要なことは、中
間層4と拡大再生層3の界面で交換結合力が遮蔽又は遮
断される温度を、再生光のスポット中央部付近に発生す
る温度(高温)になるよう設定する。通常、この温度は
160〜180℃であると考えられる。再生層及び記録
層の交換結合力の温度変化は、前述のようにカーヒステ
リシスカーブのマイナーループの温度変化から測定する
ことができる。
【0128】本実施例では、表面処理条件として、窒素
を5%混入したArガスを0.3Paの圧力でチャンバ
ー内に導入し、50WのRF電力を印加して3秒間のス
パッタエッチングを行なった。これにより交換結合力が
遮断される温度が160℃であった。この交換結合力遮
断温度は、中間層の表面処理により中間層のキュリー温
度(約220℃)よりも低くなる。そのため、中間層4
のキュリー温度は拡大再生層3のキュリー温度に対し独
立に設定することができる。一般には、中間層4の表面
処理により交換結合力遮断温度は中間層のキュリー温度
より低くなるので、中間層4のキュリー温度は拡大再生
層3のキュリー温度よりも高く設定するほうが効果的で
ある。
を5%混入したArガスを0.3Paの圧力でチャンバ
ー内に導入し、50WのRF電力を印加して3秒間のス
パッタエッチングを行なった。これにより交換結合力が
遮断される温度が160℃であった。この交換結合力遮
断温度は、中間層の表面処理により中間層のキュリー温
度(約220℃)よりも低くなる。そのため、中間層4
のキュリー温度は拡大再生層3のキュリー温度に対し独
立に設定することができる。一般には、中間層4の表面
処理により交換結合力遮断温度は中間層のキュリー温度
より低くなるので、中間層4のキュリー温度は拡大再生
層3のキュリー温度よりも高く設定するほうが効果的で
ある。
【0129】上記のように表面処理した中間層4上に、
記録層5としてキュリー温度が260℃で補償温度が室
温付近にある希土類遷移金属合金TbFeCoを膜厚4
0nmで成膜した。拡大再生層3、中間層4及び記録層
5の3層は全て室温からキュリー温度まで垂直磁化膜で
あった。
記録層5としてキュリー温度が260℃で補償温度が室
温付近にある希土類遷移金属合金TbFeCoを膜厚4
0nmで成膜した。拡大再生層3、中間層4及び記録層
5の3層は全て室温からキュリー温度まで垂直磁化膜で
あった。
【0130】上記のように構成した光磁気ディスクにお
いては、中間層のキュリー温度が拡大再生層より高い
が、中間層と記録層の界面の交換結合力を遮断する温度
が160℃であり、中間層のキュリー温度を150℃と
した実施例8と同じ温度で磁区拡大がおこるため、両者
の記録再生特性はほとんど同じであった。
いては、中間層のキュリー温度が拡大再生層より高い
が、中間層と記録層の界面の交換結合力を遮断する温度
が160℃であり、中間層のキュリー温度を150℃と
した実施例8と同じ温度で磁区拡大がおこるため、両者
の記録再生特性はほとんど同じであった。
【0131】この例では、中間層を成膜後、中間層の表
面を処理したが、拡大再生層を成膜後に拡大再生層の表
面を上記と同様にして処理してもよいし、記録層の中間
層側の表面を処理しても良い。あるいは、中間層と記録
層の界面または中間層と拡大再生層の界面にその界面近
傍のキュリー温度を低下させる物質をアイランド状に分
布させるか、または1〜数原子層の厚みで堆積させても
よい。キュリー温度を低下させる物質として希土類元素
やニッケルを用い得る。あるいは中間層を堆積している
途中で上記のような表面処理を行ってもよい。
面を処理したが、拡大再生層を成膜後に拡大再生層の表
面を上記と同様にして処理してもよいし、記録層の中間
層側の表面を処理しても良い。あるいは、中間層と記録
層の界面または中間層と拡大再生層の界面にその界面近
傍のキュリー温度を低下させる物質をアイランド状に分
布させるか、または1〜数原子層の厚みで堆積させても
よい。キュリー温度を低下させる物質として希土類元素
やニッケルを用い得る。あるいは中間層を堆積している
途中で上記のような表面処理を行ってもよい。
【0132】
【発明の効果】本発明の光磁気記録媒体を用いると、例
えば、記録層5に直径0.3マイクロメートルの円形磁
区が記録されていても充分に大きな再生信号が得られ
る。したがって、本発明では、磁区拡大を円滑に行える
ようランド部あるいはグルーブ部をレーザーアニールす
ることや、特殊な製膜方法を使ってランド部とグルーブ
部の境界部に付着する記録膜を薄くする等の複雑な処理
は不要であり、通常の基板を用いても微小磁区から増幅
された再生信号を得ることが可能である。
えば、記録層5に直径0.3マイクロメートルの円形磁
区が記録されていても充分に大きな再生信号が得られ
る。したがって、本発明では、磁区拡大を円滑に行える
ようランド部あるいはグルーブ部をレーザーアニールす
ることや、特殊な製膜方法を使ってランド部とグルーブ
部の境界部に付着する記録膜を薄くする等の複雑な処理
は不要であり、通常の基板を用いても微小磁区から増幅
された再生信号を得ることが可能である。
【0133】本発明の光磁気記録媒体は、記録層に記録
された微小な磁区を、再生磁界を印加することなく、再
生層に逆向きの磁化で転写して再生層で拡大することが
でき、また、DWDDやCAREDと異なり、3層構造
と層数が少ないにも関わらずゴースト信号の発生もない
ので、次世代型大容量光磁気記録媒体として極めて有効
である。
された微小な磁区を、再生磁界を印加することなく、再
生層に逆向きの磁化で転写して再生層で拡大することが
でき、また、DWDDやCAREDと異なり、3層構造
と層数が少ないにも関わらずゴースト信号の発生もない
ので、次世代型大容量光磁気記録媒体として極めて有効
である。
【0134】光磁気記録媒体、特に、再生磁界を印加し
ないタイプのMAMMOSを利用した光磁気記録媒体の
基板溝形状を、上述の範囲における値で設計し、且つ、
特に情報をグルーブに記録する方式を採用することによ
り、記録再生パワー感度の増大が可能となる。即ち、光
磁気記録媒体への記録・再生における特性を従来のもの
よりも大幅に改善することが可能となる。
ないタイプのMAMMOSを利用した光磁気記録媒体の
基板溝形状を、上述の範囲における値で設計し、且つ、
特に情報をグルーブに記録する方式を採用することによ
り、記録再生パワー感度の増大が可能となる。即ち、光
磁気記録媒体への記録・再生における特性を従来のもの
よりも大幅に改善することが可能となる。
【図1】 再生層の磁区が拡大する原理を説明する図で
ある((a)〜(d))。
ある((a)〜(d))。
【図2】 情報記録層と拡大再生層の間に生じる交換結
合力及び反発力を説明する図である。
合力及び反発力を説明する図である。
【図3】 第1のタイプの光磁気記録媒体の再生原理を
説明する図である。
説明する図である。
【図4】 第1のタイプの光磁気記録媒体の再生原理を
説明する図である。
説明する図である。
【図5】 第1のタイプの光磁気記録媒体の再生原理を
説明する図である。
説明する図である。
【図6】 第1のタイプの光磁気記録媒体の再生原理を
説明する図である。
説明する図である。
【図7】 第1のタイプの光磁気記録媒体の再生原理を
説明する図である。
説明する図である。
【図8】 第1のタイプの光磁気記録媒体の再生原理を
説明する図である。
説明する図である。
【図9】 第1のタイプの光磁気記録媒体の再生原理を
説明する図である。
説明する図である。
【図10】 第1のタイプの光磁気記録媒体の再生原理
を説明する図である。
を説明する図である。
【図11】 第1のタイプの光磁気記録媒体の再生原理
を説明する図である。
を説明する図である。
【図12】 第1のタイプの光磁気記録媒体の再生原理
を説明する図である。
を説明する図である。
【図13】 第2のタイプの光磁気記録媒体の再生原理
を説明する図であり、再生光が照射される前の再生層、
中間層及び記録層の磁化の様子を示す。
を説明する図であり、再生光が照射される前の再生層、
中間層及び記録層の磁化の様子を示す。
【図14】 第2のタイプの光磁気記録媒体における磁
区拡大の原理について説明するための図であり、図14
(a)は再生光が照射されている様子を示し、図14
(b)は、(a)の状態から再生層の磁区が拡大する場
合の様子を示し、図14(c)は、(a)の状態から再
生層の磁区が縮小する場合の様子を示す。
区拡大の原理について説明するための図であり、図14
(a)は再生光が照射されている様子を示し、図14
(b)は、(a)の状態から再生層の磁区が拡大する場
合の様子を示し、図14(c)は、(a)の状態から再
生層の磁区が縮小する場合の様子を示す。
【図15】 図15(a)及び(b)は再生層の磁区が
拡大していないときの静磁エネルギー反発力と交換エネ
ルギー引力との関係を示す図である。
拡大していないときの静磁エネルギー反発力と交換エネ
ルギー引力との関係を示す図である。
【図16】 図16(a)及び(b)は第2タイプの光
磁気記録媒体の再生層の磁区が拡大する様子を説明する
ための図である。
磁気記録媒体の再生層の磁区が拡大する様子を説明する
ための図である。
【図17】 図17(a)及び(b)は第2タイプの光
磁気記録媒体の中間層の垂直磁気異方性が小さい場合の
再生層の磁区拡大の様子を説明するための図である。
磁気記録媒体の中間層の垂直磁気異方性が小さい場合の
再生層の磁区拡大の様子を説明するための図である。
【図18】 図18(a)及び(b)は第2タイプの光
磁気記録媒体においてゴースト信号が発生しない理由を
説明するための図である。
磁気記録媒体においてゴースト信号が発生しない理由を
説明するための図である。
【図19】 磁区が拡大している拡大再生層の領域にお
いて記録磁区からの漏洩磁界の影響を受けないことを説
明する図である。
いて記録磁区からの漏洩磁界の影響を受けないことを説
明する図である。
【図20】 実施例1で製造した光磁気記録媒体の概略
断面図である。
断面図である。
【図21】 実施例1、10〜13、比較例及び参考例
で作製した光磁気記録媒体のランド及びグルーブの断面
形状を概略的に示した図である。
で作製した光磁気記録媒体のランド及びグルーブの断面
形状を概略的に示した図である。
【図22】 実施例1で製造した光磁気ディスクを異な
る再生光パワーで再生したときの再生信号波形を示すグ
ラフである。
る再生光パワーで再生したときの再生信号波形を示すグ
ラフである。
【図23】 実施例1で製造した光磁気ディスクを再生
したときのビットエラーレートの再生光パワー依存性を
示すグラフである。
したときのビットエラーレートの再生光パワー依存性を
示すグラフである。
【図24】 実施例1で製造した光磁気ディスクを種々
の記録光パワーで記録したときのビットエラーレートの
記録光パワー依存性を示すグラフである。
の記録光パワーで記録したときのビットエラーレートの
記録光パワー依存性を示すグラフである。
【図25】 実施例1で製造した光磁気ディスクの交換
結合力を求めるためのヒステリシスループを示すグラフ
である。
結合力を求めるためのヒステリシスループを示すグラフ
である。
【図26】 実施例1で製造した光磁気ディスクの交換
結合力の温度依存性を示すグラフである。
結合力の温度依存性を示すグラフである。
【図27】 実施例1で製造した光磁気ディスクの拡大
再生層の厚みt×飽和磁化Msに対するビットエラーレ
ートの関係を示すグラフである。
再生層の厚みt×飽和磁化Msに対するビットエラーレ
ートの関係を示すグラフである。
【図28】 実施例1で製造した光磁気ディスクの基板
のグルーブの深さDに対するビットエラーレートの関係
を示すグラフである。
のグルーブの深さDに対するビットエラーレートの関係
を示すグラフである。
【図29】 実施例1で製造した光磁気ディスクの基板
のG/L比に対するビットエラーレートの関係を示すグ
ラフである。
のG/L比に対するビットエラーレートの関係を示すグ
ラフである。
【図30】 実施例1で製造した光磁気ディスクの基板
のランド側壁の傾斜角度θに対するビットエラーレート
の関係を示すグラフである。
のランド側壁の傾斜角度θに対するビットエラーレート
の関係を示すグラフである。
【図31】 実施例2において製造した光磁気ディスク
のビットエラーレートと拡大再生層の厚みtの関係を示
したグラフである。
のビットエラーレートと拡大再生層の厚みtの関係を示
したグラフである。
【図32】 実施例8で作製した光磁気記録媒体の概略
断面図である。
断面図である。
【図33】 実施例8の光磁気記録媒体に記録されたマ
ーク長0.2μmの孤立磁区を再生パワー1.5mW及
び3.0mWで再生したときの再生波形である。
ーク長0.2μmの孤立磁区を再生パワー1.5mW及
び3.0mWで再生したときの再生波形である。
【図34】 実施例8の光磁気記録媒体のC/Nに対す
るマーク長依存性を示すグラフである。
るマーク長依存性を示すグラフである。
【図35】 最短マーク長0.12μmのNRZIラン
ダム信号記録時のアイパターンである。
ダム信号記録時のアイパターンである。
【図36】 本発明に従う記録再生装置の概略構成図で
ある。
ある。
【図37】 実施例10〜12、比較例及び参考例で作
製した光磁気記録媒体の概略断面図である。
製した光磁気記録媒体の概略断面図である。
【図38】 実施例10におけるビットエラーレートと
グルーブ半値幅G及びランド半値幅Lの比G/Lとの関
係を示したグラフである。
グルーブ半値幅G及びランド半値幅Lの比G/Lとの関
係を示したグラフである。
【図39】 実施例11におけるビットエラーレートと
グルーブ深さDとの関係を示したグラフである。
グルーブ深さDとの関係を示したグラフである。
【図40】 実施例12におけるビットエラーレートと
ランド側壁面傾斜角度θとの関係を示したグラフであ
る。
ランド側壁面傾斜角度θとの関係を示したグラフであ
る。
【図41】 比較例及び参考例におけるビットエラーレ
ートと記録パワーとの関係を示したグラフである。
ートと記録パワーとの関係を示したグラフである。
【図42】 比較例及び参考例におけるビットエラーレ
ートと再生パワーとの関係を示したグラフである。
ートと再生パワーとの関係を示したグラフである。
【図43】 実施例13の光磁気ディスクの構造を示す
概略断面図である。
概略断面図である。
【図44】 交換結合力遮断温度を示すグラフである。
【図45】 交換結合力の温度勾配とビットエラーレー
トとの関係を示すグラフである。
トとの関係を示すグラフである。
【図46】 本発明の光磁気ディスクの120℃付近で
のヒステリシス曲線を示す。
のヒステリシス曲線を示す。
【図47】 式(2)が成立する第2のタイプの光磁気
記録媒体の再生原理を説明する概念図である。
記録媒体の再生原理を説明する概念図である。
【図48】 図47に示した状態からさらに光磁気ディ
スクが光スポットに対して移動した状態を示す図であ
る。
スクが光スポットに対して移動した状態を示す図であ
る。
【図49】 FAD磁気超解像の原理を説明するための
図である。
図である。
1 基板
2 誘電体層
3 再生層
4 中間層
4’ 拡大トリガー層
5 記録層
6 補助磁性層
6’ 記録補助層
7 保護層
8 ヒートシンク層
9 保護コート層
71 記録再生装置
100、200 光磁気記録媒体
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成15年2月18日(2003.2.1
8)
8)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 光磁気記録媒体及びその再生方法
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光磁気記録媒体及びそ
の記録再生装置に関し、更に詳細には、高密度記録され
た情報を確実に十分な再生信号強度で再生可能な光磁気
記録媒体及びその記録再生装置に関する。
の記録再生装置に関し、更に詳細には、高密度記録され
た情報を確実に十分な再生信号強度で再生可能な光磁気
記録媒体及びその記録再生装置に関する。
【0002】
【従来の技術】情報化社会の進展により、膨大な情報を
記憶するための外部記憶装置においては記録密度の向上
が著しい。媒体可換な光磁気ディスクにおいても同様
で、青色レーザー、高NAレンズによる光スポットサイ
ズを小さくすることによる高密度化の研究が盛んに行わ
れている。しかし、青色レーザーを大量に且つ安価に供
給することは現時点においては困難であるため、赤色レ
ーザーを用いつつ別な技術で大容量化することが望まれ
ている。このような技術は、将来青色レーザーが大量に
供給可能になった際にも適応することができるため、更
なる大容量記録が可能となると考えられる。このような
背景から、光磁気記録においては熱と磁気の特徴を利用
した大容量化技術が提案されている。かかる大容量化技
術として、例えば、特開平3−93056号において開
示された磁気超解像技術、特開平6−290496号に
おいて開示された磁壁移動再生技術、特開平8―182
901号において開示された磁区拡大再生技術、特開平
11−162030号において開示された中央開口後方
拡大検出技術などがある。
記憶するための外部記憶装置においては記録密度の向上
が著しい。媒体可換な光磁気ディスクにおいても同様
で、青色レーザー、高NAレンズによる光スポットサイ
ズを小さくすることによる高密度化の研究が盛んに行わ
れている。しかし、青色レーザーを大量に且つ安価に供
給することは現時点においては困難であるため、赤色レ
ーザーを用いつつ別な技術で大容量化することが望まれ
ている。このような技術は、将来青色レーザーが大量に
供給可能になった際にも適応することができるため、更
なる大容量記録が可能となると考えられる。このような
背景から、光磁気記録においては熱と磁気の特徴を利用
した大容量化技術が提案されている。かかる大容量化技
術として、例えば、特開平3−93056号において開
示された磁気超解像技術、特開平6−290496号に
おいて開示された磁壁移動再生技術、特開平8―182
901号において開示された磁区拡大再生技術、特開平
11−162030号において開示された中央開口後方
拡大検出技術などがある。
【0003】記録再生に使用する光の波長をλ、対物レ
ンズの開口数をNAとするとき、集光した光スポットの
回折限界はλ/NAで表わされ、この半分の大きさが再
生可能な最小マークサイズとなる。上記青色レーザー
は、赤色レーザーよりも波長λが小さいため、青色レー
ザーの光スポットサイズは赤色レーザーよりも小さくな
る。したがって、青色レーザーを用いることにより、従
来よりも狭い領域から再生信号を検出することが可能と
なる。これは、高密度記録された微小な磁区を再生する
ことができることを意味する。
ンズの開口数をNAとするとき、集光した光スポットの
回折限界はλ/NAで表わされ、この半分の大きさが再
生可能な最小マークサイズとなる。上記青色レーザー
は、赤色レーザーよりも波長λが小さいため、青色レー
ザーの光スポットサイズは赤色レーザーよりも小さくな
る。したがって、青色レーザーを用いることにより、従
来よりも狭い領域から再生信号を検出することが可能と
なる。これは、高密度記録された微小な磁区を再生する
ことができることを意味する。
【0004】しかしながら、レーザー光のスポット径を
小さくすることなく、信号再生領域を実効的に狭くする
ことも可能である。磁気超解像再生技術(Magnetic Sup
er Resolution : MSR)では、記録膜の温度に対する磁
化特性を利用して実効光スポット径を小さくしている。
磁気超解像再生技術で用いられる光磁気記録媒体は、記
録膜上に、キュリー温度の低い中間層と再生層が設けら
れている。これら3層は、いずれも遷移金属優勢な希土
類遷移金属合金を用いて形成される。
小さくすることなく、信号再生領域を実効的に狭くする
ことも可能である。磁気超解像再生技術(Magnetic Sup
er Resolution : MSR)では、記録膜の温度に対する磁
化特性を利用して実効光スポット径を小さくしている。
磁気超解像再生技術で用いられる光磁気記録媒体は、記
録膜上に、キュリー温度の低い中間層と再生層が設けら
れている。これら3層は、いずれも遷移金属優勢な希土
類遷移金属合金を用いて形成される。
【0005】磁気超解像再生技術を用いた光磁気記録媒
体の磁気特性は、例えば、特開平3−93056号やト
リケップス超高密度光磁気記録技術54ページに詳細に
記載されているが、ここで特開平3−93056号に記
載された磁気超解像再生の原理について図49を参照し
て簡単に説明する。図49に、磁気超解像再生用の光磁
気記録媒体の記録層、中間層及び再生層の低温時におけ
る磁区の磁化状態をそれぞれ示す。これらの3層は交換
結合しているため、記録層の磁区はそのまま中間層及び
再生層に順次転写されている。また、図49に概念的に
示したように、3層の磁区は互いに引き付けあってお
り、静磁的にも安定化している。ここで、光磁気記録媒
体に大きな再生パワーの再生光を照射して、中間層がキ
ュリー温度以上に加熱されると、中間層のキュリー温度
を超えた領域(高温領域)は磁化が消失して(非磁性と
なり)、その領域の上下に位置する再生層と記録層の磁
区間の交換結合が途絶える。そこに、再生磁界(マスク
形成用再生磁界)を印加すると、交換結合力が途絶えた
再生層の領域の磁化は、再生磁界の方向に揃えられて磁
気的なマスクが形成される。これにより、記録層の記録
マークは、中間層のキュリー温度よりも低温の領域だ
け、すなわち、マスクされていない狭い領域を通じて再
生されることができる。この光磁気記録媒体において、
再生層に保磁力の小さな磁性膜を使用すると、再生光を
照射して光スポット中心温度を中間層のキュリー温度以
上にした状態で外部磁界を印加したときに、キュリー温
度以上になった中間層の非磁性部分に近接している再生
層に残された記録磁区は外部磁界によって容易に消去さ
れることができる。したがって、再生層の高温部分は、
記録磁区の情報が転写されておらず、磁気的なマスクと
して機能する。線速を早くすると光照射による記録膜上
の温度分布は光スポット進行方向と逆に流れることとな
り、光スポット前方では記録磁区が再生できるが、光ス
ポット中央部より後方では上記マスクにより情報は再生
されない。このタイプの磁気超解像再生は光スポットの
前方部分を開口部とするため、前方開口検出(Front Ap
erture Detection)またはFADと呼ばれている。しか
し、FADでは分解能を高める(マスクを大きくする)
ほど再生信号を享受できる面積が小さくなり絶対信号量
が大幅に低下してしまう。これが、光磁気記録媒体を高
密度化したときの問題点となり、記録密度向上の限界を
もたらす原因となっていた。磁気超解像再生には、中央
開口検出(Center Aperture Detection)や後方開口検
出(Rear Aperture Detection)などのタイプが知られ
ているが、どのタイプの磁気超解像再生も同様の問題を
抱えている。
体の磁気特性は、例えば、特開平3−93056号やト
リケップス超高密度光磁気記録技術54ページに詳細に
記載されているが、ここで特開平3−93056号に記
載された磁気超解像再生の原理について図49を参照し
て簡単に説明する。図49に、磁気超解像再生用の光磁
気記録媒体の記録層、中間層及び再生層の低温時におけ
る磁区の磁化状態をそれぞれ示す。これらの3層は交換
結合しているため、記録層の磁区はそのまま中間層及び
再生層に順次転写されている。また、図49に概念的に
示したように、3層の磁区は互いに引き付けあってお
り、静磁的にも安定化している。ここで、光磁気記録媒
体に大きな再生パワーの再生光を照射して、中間層がキ
ュリー温度以上に加熱されると、中間層のキュリー温度
を超えた領域(高温領域)は磁化が消失して(非磁性と
なり)、その領域の上下に位置する再生層と記録層の磁
区間の交換結合が途絶える。そこに、再生磁界(マスク
形成用再生磁界)を印加すると、交換結合力が途絶えた
再生層の領域の磁化は、再生磁界の方向に揃えられて磁
気的なマスクが形成される。これにより、記録層の記録
マークは、中間層のキュリー温度よりも低温の領域だ
け、すなわち、マスクされていない狭い領域を通じて再
生されることができる。この光磁気記録媒体において、
再生層に保磁力の小さな磁性膜を使用すると、再生光を
照射して光スポット中心温度を中間層のキュリー温度以
上にした状態で外部磁界を印加したときに、キュリー温
度以上になった中間層の非磁性部分に近接している再生
層に残された記録磁区は外部磁界によって容易に消去さ
れることができる。したがって、再生層の高温部分は、
記録磁区の情報が転写されておらず、磁気的なマスクと
して機能する。線速を早くすると光照射による記録膜上
の温度分布は光スポット進行方向と逆に流れることとな
り、光スポット前方では記録磁区が再生できるが、光ス
ポット中央部より後方では上記マスクにより情報は再生
されない。このタイプの磁気超解像再生は光スポットの
前方部分を開口部とするため、前方開口検出(Front Ap
erture Detection)またはFADと呼ばれている。しか
し、FADでは分解能を高める(マスクを大きくする)
ほど再生信号を享受できる面積が小さくなり絶対信号量
が大幅に低下してしまう。これが、光磁気記録媒体を高
密度化したときの問題点となり、記録密度向上の限界を
もたらす原因となっていた。磁気超解像再生には、中央
開口検出(Center Aperture Detection)や後方開口検
出(Rear Aperture Detection)などのタイプが知られ
ているが、どのタイプの磁気超解像再生も同様の問題を
抱えている。
【0006】そこで、本発明者らは、この再生信号の低
下を解決するために、特開平8―182901号におい
て、記録層に記録した微小な記録磁区を再生層に転写す
るとともにして再生磁界で拡大することによって再生信
号を増大させる磁区拡大再生(Magnetic Amplifying MO
System)、すなわちMAMMOSを開示した。しか
し、MAMMOSでは磁区拡大用に再生磁界を用いるた
めに、装置構成が複雑になるという課題があった。
下を解決するために、特開平8―182901号におい
て、記録層に記録した微小な記録磁区を再生層に転写す
るとともにして再生磁界で拡大することによって再生信
号を増大させる磁区拡大再生(Magnetic Amplifying MO
System)、すなわちMAMMOSを開示した。しか
し、MAMMOSでは磁区拡大用に再生磁界を用いるた
めに、装置構成が複雑になるという課題があった。
【0007】一方、絶対信号量はさほど増えないが、必
要最小限の信号強度を確保して分解能高く再生するため
の技術として、磁壁移動再生技術が特開平6−2904
96号公報に開示されている。磁壁移動再生技術におい
て用いられる光磁気記録媒体の構成は、上記FADと同
様に、記録層中間層及び再生層からなる。磁壁移動再生
技術では、記録層から再生層に転写した磁区の前方の磁
壁が、中間層が加熱されて非磁性化した領域で記録層と
の結合を絶たれ、この磁壁が光スポット内に存在する熱
中心(最高到達温度位置)まで移動する。この結果、再
生層に転写した磁区は拡大し、すなわち実効的に微小磁
区の面積が増大し、それにより再生信号がわずかに増大
する。これは磁壁を移動して検出するということから磁
壁移動型検出(Domain Wall Displacement Detection)
またはDWDDと呼ばれている。この技術では磁壁が磁
壁エネルギーの低い位置に移動する力を利用しているた
め、この方法を実施可能にするには、発明者らが日本工
業出版の月刊誌1998年光アライアンス7月号19ペ
ージ左コラム6から11行目に記載しているように、各
層の飽和磁化を可能な限り下げて、磁壁移動に障害にな
らないようにすることが必要とされる。このため、DW
DDにおける、記録層、中間層及び再生層は、いずれも
補償温度がキュリー温度よりも低い磁性材料から構成さ
れている。このことは、社団法人電気学会1998年研
究会資料MAG98−189 43ページ右コラム下か
ら3行目から44ページ左コラム上から5行目において
も述べられている。
要最小限の信号強度を確保して分解能高く再生するため
の技術として、磁壁移動再生技術が特開平6−2904
96号公報に開示されている。磁壁移動再生技術におい
て用いられる光磁気記録媒体の構成は、上記FADと同
様に、記録層中間層及び再生層からなる。磁壁移動再生
技術では、記録層から再生層に転写した磁区の前方の磁
壁が、中間層が加熱されて非磁性化した領域で記録層と
の結合を絶たれ、この磁壁が光スポット内に存在する熱
中心(最高到達温度位置)まで移動する。この結果、再
生層に転写した磁区は拡大し、すなわち実効的に微小磁
区の面積が増大し、それにより再生信号がわずかに増大
する。これは磁壁を移動して検出するということから磁
壁移動型検出(Domain Wall Displacement Detection)
またはDWDDと呼ばれている。この技術では磁壁が磁
壁エネルギーの低い位置に移動する力を利用しているた
め、この方法を実施可能にするには、発明者らが日本工
業出版の月刊誌1998年光アライアンス7月号19ペ
ージ左コラム6から11行目に記載しているように、各
層の飽和磁化を可能な限り下げて、磁壁移動に障害にな
らないようにすることが必要とされる。このため、DW
DDにおける、記録層、中間層及び再生層は、いずれも
補償温度がキュリー温度よりも低い磁性材料から構成さ
れている。このことは、社団法人電気学会1998年研
究会資料MAG98−189 43ページ右コラム下か
ら3行目から44ページ左コラム上から5行目において
も述べられている。
【0008】DWDDによれば微小な磁区を再生するこ
とが可能であるが、再生信号が小さく、正確に再生でき
る最低限度の信号の大きさにすぎないという問題があ
る。また、上記原理に基づくため、中間層の非磁性化し
た領域の前方で磁区を拡大することは良いが、その後方
でも同じように磁区が拡大するため再生信号が複雑にな
り実用上の大問題となった。後方からの磁区拡大は、再
生信号の上で余計な拡大信号として現れ、ゴースト信号
と呼ばれていた。ゴースト信号の発生は、磁区拡大の動
作を磁壁エネルギーだけに委ねていることに起因してい
る。
とが可能であるが、再生信号が小さく、正確に再生でき
る最低限度の信号の大きさにすぎないという問題があ
る。また、上記原理に基づくため、中間層の非磁性化し
た領域の前方で磁区を拡大することは良いが、その後方
でも同じように磁区が拡大するため再生信号が複雑にな
り実用上の大問題となった。後方からの磁区拡大は、再
生信号の上で余計な拡大信号として現れ、ゴースト信号
と呼ばれていた。ゴースト信号の発生は、磁区拡大の動
作を磁壁エネルギーだけに委ねていることに起因してい
る。
【0009】DWDDのゴースト信号を解決するため
に、更にキュリー温度が若干高く且つ飽和磁化の小さな
中間層を設けることでわずかに改善された。しかしなが
ら、再生信号の大きさについては未だ不十分である。
に、更にキュリー温度が若干高く且つ飽和磁化の小さな
中間層を設けることでわずかに改善された。しかしなが
ら、再生信号の大きさについては未だ不十分である。
【0010】また、DWDDにおいて、再生層の磁壁が
スムーズに移動できるようにするためにランドグルーブ
基板のグルーブのみを高レーザーパワーで高温アニール
して磁壁エネルギーを低下する方法や、ランドグルーブ
基板の溝深さを極端に深くして実質的に記録膜が溝の壁
部分にわずかにしか付着しないようにすることが必須で
ある。しかしながら、これらの技術には次のような不便
を伴う。すなわち、高密度化のための高密度トラックピ
ッチでの深溝成型基板作製が難しくなる点、深溝だとI
NTERMAG2000で金子らが発表しているように
微小磁区の正確な記録が極めて難しくなるという点であ
る。
スムーズに移動できるようにするためにランドグルーブ
基板のグルーブのみを高レーザーパワーで高温アニール
して磁壁エネルギーを低下する方法や、ランドグルーブ
基板の溝深さを極端に深くして実質的に記録膜が溝の壁
部分にわずかにしか付着しないようにすることが必須で
ある。しかしながら、これらの技術には次のような不便
を伴う。すなわち、高密度化のための高密度トラックピ
ッチでの深溝成型基板作製が難しくなる点、深溝だとI
NTERMAG2000で金子らが発表しているように
微小磁区の正確な記録が極めて難しくなるという点であ
る。
【0011】さらにDWDDの磁壁の移動量を多くする
ための技術が特開平11−162030号に開示されて
いる。この公報によると、面内磁化膜の中間層と、再生
温度付近では面内磁化膜から垂直磁化膜に変化する再生
層を用いている。このため、再生層が所定の温度以下で
は面内磁化膜となってマスクを形成し、所定の温度以上
の光スポット中央部でのみ磁壁を移動することができ
る。このような構成にすると、再生層の保磁力が低下し
てより磁壁がスムーズに動くようになることから前述の
DWDDよりも磁壁の移動量が大きくなるという特徴が
ある。これは、光スポット中央部分だけを開口部とした
磁壁移動検出なのでCARED(Center Aperture Rear
Expansion Detection)と呼ばれている。
ための技術が特開平11−162030号に開示されて
いる。この公報によると、面内磁化膜の中間層と、再生
温度付近では面内磁化膜から垂直磁化膜に変化する再生
層を用いている。このため、再生層が所定の温度以下で
は面内磁化膜となってマスクを形成し、所定の温度以上
の光スポット中央部でのみ磁壁を移動することができ
る。このような構成にすると、再生層の保磁力が低下し
てより磁壁がスムーズに動くようになることから前述の
DWDDよりも磁壁の移動量が大きくなるという特徴が
ある。これは、光スポット中央部分だけを開口部とした
磁壁移動検出なのでCARED(Center Aperture Rear
Expansion Detection)と呼ばれている。
【0012】しかし、CAREDでもDWDDと同様に
ゴースト信号が出るため、やはり別の磁性層を追加の中
間層として加えてゴースト信号を防止しようとしてい
る。しかしながら、追加の中間層を加えた場合に、短い
磁気マークに対してはゴーストを防止することができる
が、CAREDの場合でもDWDDと同様に、長い磁気
マークに関してはゴースト信号を防止することができな
かった。したがって、記録再生装置においては、長さ制
限のある信号処理系しか利用することができない。
ゴースト信号が出るため、やはり別の磁性層を追加の中
間層として加えてゴースト信号を防止しようとしてい
る。しかしながら、追加の中間層を加えた場合に、短い
磁気マークに対してはゴーストを防止することができる
が、CAREDの場合でもDWDDと同様に、長い磁気
マークに関してはゴースト信号を防止することができな
かった。したがって、記録再生装置においては、長さ制
限のある信号処理系しか利用することができない。
【0013】本発明は、前述のMSR、MAMMOS、
DWDD及びCAREDの持つ不便性を解消すべく達成
されたものであり、その第1目的は、十分な大きさの再
生信号が得られる光磁気記録媒体、その再生方法及び再
生装置を提供することにある。
DWDD及びCAREDの持つ不便性を解消すべく達成
されたものであり、その第1目的は、十分な大きさの再
生信号が得られる光磁気記録媒体、その再生方法及び再
生装置を提供することにある。
【0014】本発明の第2の目的は、記録マークのマー
ク長に拘わらず、ゴースト信号が発生しない光磁気記録
媒体、その磁区拡大再生方法及び装置を提供することに
ある。
ク長に拘わらず、ゴースト信号が発生しない光磁気記録
媒体、その磁区拡大再生方法及び装置を提供することに
ある。
【0015】本発明の第3の目的は、再生磁界を印加す
ることなく、光磁気記録媒体の磁区拡大再生を実行する
ことができる光磁気記録媒体、その再生方法及び装置を
提供することにある。
ることなく、光磁気記録媒体の磁区拡大再生を実行する
ことができる光磁気記録媒体、その再生方法及び装置を
提供することにある。
【0016】
【課題を解決するための手段】本発明の第1の態様に従
えば、光磁気記録媒体であって、希土類遷移金属合金か
ら形成されている記録層と;希土類遷移金属合金から形
成され、垂直磁化を示す再生層と;磁性材料から形成さ
れ、上記記録層と再生層との間に存在する中間層と;を
備え、上記記録層、中間層及び再生層は上記光磁気記録
媒体に光を照射しない状態では磁気的に交換結合してお
り、上記光磁気記録媒体に光を照射して上記記録層と再
生層の交換結合力を遮断する温度Tr以上に加熱するこ
とにより、上記記録層から上記再生層に転写された磁区
を拡大して、該拡大された磁区から情報が再生される光
磁気記録媒体であって、上記温度Tr以上で、上記記録
層の全体磁化が遷移金属優位の磁化状態であり且つ上記
再生層の全体磁化が希土類金属優位の磁化状態であるこ
とを特徴とする光磁気記録媒体が提供される。
えば、光磁気記録媒体であって、希土類遷移金属合金か
ら形成されている記録層と;希土類遷移金属合金から形
成され、垂直磁化を示す再生層と;磁性材料から形成さ
れ、上記記録層と再生層との間に存在する中間層と;を
備え、上記記録層、中間層及び再生層は上記光磁気記録
媒体に光を照射しない状態では磁気的に交換結合してお
り、上記光磁気記録媒体に光を照射して上記記録層と再
生層の交換結合力を遮断する温度Tr以上に加熱するこ
とにより、上記記録層から上記再生層に転写された磁区
を拡大して、該拡大された磁区から情報が再生される光
磁気記録媒体であって、上記温度Tr以上で、上記記録
層の全体磁化が遷移金属優位の磁化状態であり且つ上記
再生層の全体磁化が希土類金属優位の磁化状態であるこ
とを特徴とする光磁気記録媒体が提供される。
【0017】本発明の第1の態様に従う光磁気記録媒体
では、上記中間層は、TbFeを主体とする希土類遷移
金属合金から形成されていることが好ましい。
では、上記中間層は、TbFeを主体とする希土類遷移
金属合金から形成されていることが好ましい。
【0018】本発明の第1の態様に従う光磁気記録媒体
では、上記記録層は、TbFeCoまたはDyFeCo
を主体とした希土類遷移金属合金から形成されており、
250℃以上のキュリー温度及び−100℃〜100℃
の範囲内の補償温度を有することが好ましい。
では、上記記録層は、TbFeCoまたはDyFeCo
を主体とした希土類遷移金属合金から形成されており、
250℃以上のキュリー温度及び−100℃〜100℃
の範囲内の補償温度を有することが好ましい。
【0019】本発明の第1の態様に従う光磁気記録媒体
では、上記中間層は、5nm〜15nmの膜厚を有する
ことが好ましい。
では、上記中間層は、5nm〜15nmの膜厚を有する
ことが好ましい。
【0020】本発明の第2の態様に従えば、光磁気記録
媒体であって、希土類遷移金属合金から形成されている
記録層と;GdFeを主体とする希土類遷移金属合金か
ら形成され、垂直磁化を示す再生層と;磁性材料から形
成され、上記記録層と再生層との間に存在する中間層
と;を備え、上記記録層、中間層及び再生層は上記光磁
気記録媒体に光を照射しない状態では磁気的に交換結合
しており、上記光磁気記録媒体に光を照射して上記記録
層と再生層の交換結合力を遮断する温度Tr以上に加熱
することにより、上記記録層から上記再生層に転写され
た磁区を拡大して、該拡大された磁区から情報が再生さ
れる光磁気記録媒体であって、上記温度Tr以上で、上
記記録層の全体磁化が遷移金属優位の磁化状態であり且
つ上記再生層の全体磁化が希土類金属優位の磁化状態で
あることを特徴とする光磁気記録媒体が提供される。
媒体であって、希土類遷移金属合金から形成されている
記録層と;GdFeを主体とする希土類遷移金属合金か
ら形成され、垂直磁化を示す再生層と;磁性材料から形
成され、上記記録層と再生層との間に存在する中間層
と;を備え、上記記録層、中間層及び再生層は上記光磁
気記録媒体に光を照射しない状態では磁気的に交換結合
しており、上記光磁気記録媒体に光を照射して上記記録
層と再生層の交換結合力を遮断する温度Tr以上に加熱
することにより、上記記録層から上記再生層に転写され
た磁区を拡大して、該拡大された磁区から情報が再生さ
れる光磁気記録媒体であって、上記温度Tr以上で、上
記記録層の全体磁化が遷移金属優位の磁化状態であり且
つ上記再生層の全体磁化が希土類金属優位の磁化状態で
あることを特徴とする光磁気記録媒体が提供される。
【0021】本発明の第2の態様に従う光磁気記録媒体
では、上記再生層は、15nm〜30nmの膜厚を有す
ることが好ましい。
では、上記再生層は、15nm〜30nmの膜厚を有す
ることが好ましい。
【0022】本発明の第1または第2の態様に従う光磁
気記録媒体では、上記光磁気記録媒体は、更にランド及
びグルーブを有する屈折率nの基板を備えるとともに、
波長λの光が該基板を通して照射されて情報が再生さ
れ、該グルーブ深さが、λ/(16n)〜λ/(5n)
の範囲であることが好ましい。
気記録媒体では、上記光磁気記録媒体は、更にランド及
びグルーブを有する屈折率nの基板を備えるとともに、
波長λの光が該基板を通して照射されて情報が再生さ
れ、該グルーブ深さが、λ/(16n)〜λ/(5n)
の範囲であることが好ましい。
【0023】本発明の第1または第2の態様に従う光磁
気記録媒体では、上記光磁気記録媒体は、更にランド及
びグルーブを有する基板を備えるとともに、該基板と反
対側から波長λの光が照射されて情報が再生され、該基
板のグルーブ深さが、λ/16〜λ/5の範囲であるこ
とが好ましい。
気記録媒体では、上記光磁気記録媒体は、更にランド及
びグルーブを有する基板を備えるとともに、該基板と反
対側から波長λの光が照射されて情報が再生され、該基
板のグルーブ深さが、λ/16〜λ/5の範囲であるこ
とが好ましい。
【0024】本発明の第1または第2の態様に従う光磁
気記録媒体では、上記基板のグルーブ幅Gがランド半値
幅Lより大きいことが好ましく、特に、上記グルーブ半
値幅(G)とランド半値幅(L)との比(G/L)が
1.3≦(G/L)≦4.0であることが好ましい。
気記録媒体では、上記基板のグルーブ幅Gがランド半値
幅Lより大きいことが好ましく、特に、上記グルーブ半
値幅(G)とランド半値幅(L)との比(G/L)が
1.3≦(G/L)≦4.0であることが好ましい。
【0025】本発明の第1または第2の態様に従う光磁
気記録媒体では、上記基板のランド側壁面の傾斜角度
(θ)が40°〜75°であることが好ましい。
気記録媒体では、上記基板のランド側壁面の傾斜角度
(θ)が40°〜75°であることが好ましい。
【0026】本発明の第1または第2の態様に従う光磁
気記録媒体では、ランド及びグルーブの一方に記録が行
われ、記録が行われる上記ランド及びグルーブの一方が
他方よりも半値幅が広いことが好ましい。
気記録媒体では、ランド及びグルーブの一方に記録が行
われ、記録が行われる上記ランド及びグルーブの一方が
他方よりも半値幅が広いことが好ましい。
【0027】本発明の第3の態様に従えば、光磁気記録
媒体であって、希土類遷移金属合金から形成されている
記録層と;希土類遷移金属合金から形成され、垂直磁化
を示す再生層と;磁性材料から形成され、上記記録層と
再生層との間に存在する中間層と;を備え、上記記録
層、中間層及び再生層は上記光磁気記録媒体に光を照射
しない状態では磁気的に交換結合しており、上記光磁気
記録媒体に光を照射して上記記録層と再生層の交換結合
力を遮断する温度Tr以上に加熱することにより、上記
記録層から再生層に転写された磁区を拡大して、該拡大
された磁区から情報が再生される光磁気記録媒体であっ
て、上記温度Tr以上で、上記記録層の全体磁化が遷移
金属優位の磁化状態であり且つ上記再生層の全体磁化が
希土類金属優位の磁化状態であり、さらに、上記記録層
と再生層の交換結合磁界の変化率が上記温度Tr近傍で
100Oe/℃以上であることを特徴とする光磁気記録
媒体が提供される。
媒体であって、希土類遷移金属合金から形成されている
記録層と;希土類遷移金属合金から形成され、垂直磁化
を示す再生層と;磁性材料から形成され、上記記録層と
再生層との間に存在する中間層と;を備え、上記記録
層、中間層及び再生層は上記光磁気記録媒体に光を照射
しない状態では磁気的に交換結合しており、上記光磁気
記録媒体に光を照射して上記記録層と再生層の交換結合
力を遮断する温度Tr以上に加熱することにより、上記
記録層から再生層に転写された磁区を拡大して、該拡大
された磁区から情報が再生される光磁気記録媒体であっ
て、上記温度Tr以上で、上記記録層の全体磁化が遷移
金属優位の磁化状態であり且つ上記再生層の全体磁化が
希土類金属優位の磁化状態であり、さらに、上記記録層
と再生層の交換結合磁界の変化率が上記温度Tr近傍で
100Oe/℃以上であることを特徴とする光磁気記録
媒体が提供される。
【0028】本発明の第3の態様に従う光磁気記録媒体
では、上記再生層の補償温度がキュリー温度以上である
ことが好ましい。
では、上記再生層の補償温度がキュリー温度以上である
ことが好ましい。
【0029】本発明の第3の態様に従う光磁気記録媒体
では、上記中間層は、TbFeを主体とする希土類遷移
金属合金から形成されていることが好ましい。
では、上記中間層は、TbFeを主体とする希土類遷移
金属合金から形成されていることが好ましい。
【0030】本発明の第3の態様に従う光磁気記録媒体
では、上記記録層は、TbFeCoまたはDyFeCo
を主体とした希土類遷移金属合金から形成されており、
250℃以上のキュリー温度及び−100℃〜100℃
の範囲内の補償温度を有することが好ましい。
では、上記記録層は、TbFeCoまたはDyFeCo
を主体とした希土類遷移金属合金から形成されており、
250℃以上のキュリー温度及び−100℃〜100℃
の範囲内の補償温度を有することが好ましい。
【0031】本発明の第3の態様に従う光磁気記録媒体
では、上記中間層は、5nm〜15nmの膜厚を有する
ことが好ましい。
では、上記中間層は、5nm〜15nmの膜厚を有する
ことが好ましい。
【0032】本発明の第4の態様に従えば、光磁気記録
媒体であって、希土類遷移金属合金から形成されている
記録層と;GdFeを主体とする希土類遷移金属合金か
ら形成され、垂直磁化を示す再生層と;磁性材料から形
成され、上記記録層と再生層との間に存在する中間層
と;を備え、上記記録層、中間層及び再生層は上記光磁
気記録媒体に光を照射しない状態では磁気的に交換結合
しており、上記光磁気記録媒体に光を照射して上記記録
層と再生層の交換結合力を遮断する温度Tr以上に加熱
することにより、上記記録層から上記再生層に転写され
た磁区を拡大して、該拡大された磁区から情報が再生さ
れる光磁気記録媒体であって、上記温度Tr以上で、上
記記録層の全体磁化が遷移金属優位の磁化状態であり且
つ上記再生層の全体磁化が希土類金属優位の磁化状態で
あり、さらに、上記記録層と再生層の交換結合磁界の変
化率が上記温度Tr近傍で100Oe/℃以上であるこ
とを特徴とする光磁気記録媒体が提供される。
媒体であって、希土類遷移金属合金から形成されている
記録層と;GdFeを主体とする希土類遷移金属合金か
ら形成され、垂直磁化を示す再生層と;磁性材料から形
成され、上記記録層と再生層との間に存在する中間層
と;を備え、上記記録層、中間層及び再生層は上記光磁
気記録媒体に光を照射しない状態では磁気的に交換結合
しており、上記光磁気記録媒体に光を照射して上記記録
層と再生層の交換結合力を遮断する温度Tr以上に加熱
することにより、上記記録層から上記再生層に転写され
た磁区を拡大して、該拡大された磁区から情報が再生さ
れる光磁気記録媒体であって、上記温度Tr以上で、上
記記録層の全体磁化が遷移金属優位の磁化状態であり且
つ上記再生層の全体磁化が希土類金属優位の磁化状態で
あり、さらに、上記記録層と再生層の交換結合磁界の変
化率が上記温度Tr近傍で100Oe/℃以上であるこ
とを特徴とする光磁気記録媒体が提供される。
【0033】本発明の第4の態様に従う光磁気記録媒体
では、上記再生層は、15nm〜30nmの膜厚を有す
ることが好ましい。
では、上記再生層は、15nm〜30nmの膜厚を有す
ることが好ましい。
【0034】本発明の第3または第4の態様に従う光磁
気記録媒体では、上記光磁気記録媒体は、更にランド及
びグルーブを有する屈折率nの基板を備えるとともに、
波長λの光が該基板を通して照射されて情報が再生さ
れ、該グルーブ深さが、λ/(16n)〜λ/(5n)
の範囲であることが好ましい。
気記録媒体では、上記光磁気記録媒体は、更にランド及
びグルーブを有する屈折率nの基板を備えるとともに、
波長λの光が該基板を通して照射されて情報が再生さ
れ、該グルーブ深さが、λ/(16n)〜λ/(5n)
の範囲であることが好ましい。
【0035】本発明の第3または第4の態様に従う光磁
気記録媒体では、上記光磁気記録媒体は、更にランド及
びグルーブを有する基板を備えるとともに、該基板と反
対側から波長λの光が照射されて情報が再生され、該基
板のグルーブ深さが、λ/16〜λ/5の範囲であるこ
とが好ましい。
気記録媒体では、上記光磁気記録媒体は、更にランド及
びグルーブを有する基板を備えるとともに、該基板と反
対側から波長λの光が照射されて情報が再生され、該基
板のグルーブ深さが、λ/16〜λ/5の範囲であるこ
とが好ましい。
【0036】本発明の第3または第4の態様に従う光磁
気記録媒体では、上記基板のグルーブ半値幅Gがランド
半値幅Lより大きいことが好ましく、特に、上記グルー
ブ半値幅(G)とランド半値幅(L)との比(G/L)
が1.3≦(G/L)≦4.0であることが好ましい。
気記録媒体では、上記基板のグルーブ半値幅Gがランド
半値幅Lより大きいことが好ましく、特に、上記グルー
ブ半値幅(G)とランド半値幅(L)との比(G/L)
が1.3≦(G/L)≦4.0であることが好ましい。
【0037】本発明の第3または第4の態様に従う光磁
気記録媒体では、上記基板のランド側壁面の傾斜角度
(θ)が40°〜75°であることが好ましい。
気記録媒体では、上記基板のランド側壁面の傾斜角度
(θ)が40°〜75°であることが好ましい。
【0038】本発明の第3または第4の態様に従う光磁
気記録媒体では、ランド及びグルーブの一方に記録が行
われ、記録が行われる上記ランド及びグルーブの一方が
他方よりも半値幅が広いことが好ましい。
気記録媒体では、ランド及びグルーブの一方に記録が行
われ、記録が行われる上記ランド及びグルーブの一方が
他方よりも半値幅が広いことが好ましい。
【0039】本発明の第5の態様に従えば、本発明の第
1〜4のいずれかの態様に従う光磁気記録媒体に再生光
を照射して上記記録層と再生層の交換結合力を遮断する
温度Tr以上に加熱して光磁気記録媒体から情報を再生
することを特徴とする光磁気記録媒体の再生方法が提供
される。
1〜4のいずれかの態様に従う光磁気記録媒体に再生光
を照射して上記記録層と再生層の交換結合力を遮断する
温度Tr以上に加熱して光磁気記録媒体から情報を再生
することを特徴とする光磁気記録媒体の再生方法が提供
される。
【0040】本発明の光磁気記録媒体の再生方法では、
記録層から再生層に転写した磁区を拡大することによ
り、再生しようとする記録磁区が再生光の中心に到達す
る前に該記録磁区を検出することが好ましい。
記録層から再生層に転写した磁区を拡大することによ
り、再生しようとする記録磁区が再生光の中心に到達す
る前に該記録磁区を検出することが好ましい。
【0041】本発明の第6の態様に従えば、本発明の第
1〜4のいずれかの態様に従う光磁気記録媒体から記録
情報を再生するための再生装置であって、レーザー光照
射部と、磁界印加部と、信号を検出及び処理する信号処
理部と、ディスク駆動部とを備えた再生装置が提供され
る。
1〜4のいずれかの態様に従う光磁気記録媒体から記録
情報を再生するための再生装置であって、レーザー光照
射部と、磁界印加部と、信号を検出及び処理する信号処
理部と、ディスク駆動部とを備えた再生装置が提供され
る。
【0042】本発明の光磁気記録媒体では、記録層(以
下、情報記録層とも言う)から中間層を介して再生層
(以下、拡大再生層とも言う)に転写された磁区を外部
磁界を印加することなく再生光照射により拡大させて検
出することが可能である。本発明において、このような
磁区拡大を可能ならしめるのは、1)拡大再生層の最小
磁区径の存在、2)中間層と記録層間または中間層と再
生層間の反発力の発生、3)拡大再生層と記録層間の交
換結合力の制御などの因子に基づく。最初にそれらの因
子について説明し、次いで、本発明の光磁気記録媒体を
実現する3つのタイプの光磁気記録媒体の拡大再生原理
を説明する。
下、情報記録層とも言う)から中間層を介して再生層
(以下、拡大再生層とも言う)に転写された磁区を外部
磁界を印加することなく再生光照射により拡大させて検
出することが可能である。本発明において、このような
磁区拡大を可能ならしめるのは、1)拡大再生層の最小
磁区径の存在、2)中間層と記録層間または中間層と再
生層間の反発力の発生、3)拡大再生層と記録層間の交
換結合力の制御などの因子に基づく。最初にそれらの因
子について説明し、次いで、本発明の光磁気記録媒体を
実現する3つのタイプの光磁気記録媒体の拡大再生原理
を説明する。
【0043】[磁区拡大の因子] 1)最小磁区径の存在による磁区拡大原理 外部磁界を必要としないで再生層の磁区を拡大させるに
は、再生層中で安定に存在し得る最小(安定)磁区の大
きさを考慮する必要がある。温度が均一な磁性層におけ
る最小磁区の磁区径をd、拡大再生層の磁壁のエネルギ
をσw、飽和磁化をMs、保磁力をHcとすると、最小
磁区径dは、d=σw/(Ms・Hc)と表記できる。
一般に、Msが比較的小さい場合dは大きく、Msが大
きな場合にはdは小さくなる。
は、再生層中で安定に存在し得る最小(安定)磁区の大
きさを考慮する必要がある。温度が均一な磁性層におけ
る最小磁区の磁区径をd、拡大再生層の磁壁のエネルギ
をσw、飽和磁化をMs、保磁力をHcとすると、最小
磁区径dは、d=σw/(Ms・Hc)と表記できる。
一般に、Msが比較的小さい場合dは大きく、Msが大
きな場合にはdは小さくなる。
【0044】本発明では、図1(a)に示すように、拡
大再生層3の材料として、拡大再生層3において磁気的
に安定して存在し得る磁区SM1の最小径(以下、「最
小磁区径」という)が比較的大きい材料、例えば、Gd
Feを使用している。すなわち、拡大再生層3において
は、磁区SM1より小さな磁区は磁気的に安定に存在す
ることができない。一方、情報記録層5には図1(b)
に示すように磁区SM2の最小磁区径が小さくなるよう
な磁気材料、例えば、TbFeCoを使用しているため
に、情報記録層5に小さな記録磁区を高密度に記録する
ことが可能になる。ここで、そのような拡大再生層3と
情報記録層5が強力な交換結合力で結びついた場合に
は、図1(c)に示すように情報記録層5に記録された
磁区SM2が拡大再生層3に磁気的に転写されて磁区S
M3が生じる。但し、拡大再生層3に磁気転写された磁
区SM3は拡大再生層3における最小磁区径よりも小さ
いために不安定である。それゆえ、図1(d)に示した
ように拡大再生層3を情報記録層5から引き離したとす
ると、拡大再生層3に転写されていた微小磁区は拡大し
て図1(a)に示したような最小磁区径を有する安定な
磁区SM1に戻る。本発明では、図1(c)から図1
(d)に遷移するプロセスを、後述する種々の中間層
(拡大トリガー層)を用いて拡大再生層3と情報記録層
5の交換結合力の大きさを制御することによって実行し
ている。
大再生層3の材料として、拡大再生層3において磁気的
に安定して存在し得る磁区SM1の最小径(以下、「最
小磁区径」という)が比較的大きい材料、例えば、Gd
Feを使用している。すなわち、拡大再生層3において
は、磁区SM1より小さな磁区は磁気的に安定に存在す
ることができない。一方、情報記録層5には図1(b)
に示すように磁区SM2の最小磁区径が小さくなるよう
な磁気材料、例えば、TbFeCoを使用しているため
に、情報記録層5に小さな記録磁区を高密度に記録する
ことが可能になる。ここで、そのような拡大再生層3と
情報記録層5が強力な交換結合力で結びついた場合に
は、図1(c)に示すように情報記録層5に記録された
磁区SM2が拡大再生層3に磁気的に転写されて磁区S
M3が生じる。但し、拡大再生層3に磁気転写された磁
区SM3は拡大再生層3における最小磁区径よりも小さ
いために不安定である。それゆえ、図1(d)に示した
ように拡大再生層3を情報記録層5から引き離したとす
ると、拡大再生層3に転写されていた微小磁区は拡大し
て図1(a)に示したような最小磁区径を有する安定な
磁区SM1に戻る。本発明では、図1(c)から図1
(d)に遷移するプロセスを、後述する種々の中間層
(拡大トリガー層)を用いて拡大再生層3と情報記録層
5の交換結合力の大きさを制御することによって実行し
ている。
【0045】2)磁性層の反発力と交換結合力 記録層、中間層及び再生層の磁性材料には、例えば、希
土類遷移金属合金を用い得る。希土類は重希土類が用い
られ、この場合には、希土類金属と遷移金属の磁気スピ
ンは互いに反対方向を向くので、磁性層はフェリ磁性を
示す。希土類金属と遷移金属の磁気スピンが同じ大きさ
であれば、磁化方向が互いに逆、すなわち磁化を打ち消
しあうことになるため、全体の磁化(磁気スピンの和)
はゼロとなる。この状態は補償状態と呼ばれ、補償状態
となる温度は補償温度と呼ばれる。また、補償状態とな
る磁性層の組成は補償組成と呼ばれる。また、遷移金属
の磁気スピンが希土類金属の磁気スピンよりも大きい場
合には遷移金属リッチ(Transition Metal rich :TM
リッチ)と呼ばれ、希土類金属の磁気スピンが遷移金属
の磁気スピンよりも大きい場合には希土類リッチ(Rare
Earth rich : REリッチ)と呼ばれる。本発明では、
再生層の補償温度Tcomp1、中間層の補償温度Tcomp2
及び記録層の補償温度Tcomp3が、以下の(1)式及び
(2)式のいずれか一方の式を満足する。 Tcomp2<120℃<Tcomp1 ・・・(1) Tcomp3<120℃<Tcomp2 ・・・(2)
土類遷移金属合金を用い得る。希土類は重希土類が用い
られ、この場合には、希土類金属と遷移金属の磁気スピ
ンは互いに反対方向を向くので、磁性層はフェリ磁性を
示す。希土類金属と遷移金属の磁気スピンが同じ大きさ
であれば、磁化方向が互いに逆、すなわち磁化を打ち消
しあうことになるため、全体の磁化(磁気スピンの和)
はゼロとなる。この状態は補償状態と呼ばれ、補償状態
となる温度は補償温度と呼ばれる。また、補償状態とな
る磁性層の組成は補償組成と呼ばれる。また、遷移金属
の磁気スピンが希土類金属の磁気スピンよりも大きい場
合には遷移金属リッチ(Transition Metal rich :TM
リッチ)と呼ばれ、希土類金属の磁気スピンが遷移金属
の磁気スピンよりも大きい場合には希土類リッチ(Rare
Earth rich : REリッチ)と呼ばれる。本発明では、
再生層の補償温度Tcomp1、中間層の補償温度Tcomp2
及び記録層の補償温度Tcomp3が、以下の(1)式及び
(2)式のいずれか一方の式を満足する。 Tcomp2<120℃<Tcomp1 ・・・(1) Tcomp3<120℃<Tcomp2 ・・・(2)
【0046】式(1)及び(2)は、本発明において磁
区の拡大が起こるためのトリガーとなる反発力の存在を
条件を表している。式(1)の場合には、120℃より
低い温度に中間層4の補償温度が存在し、120℃より
も高い温度に再生層の補償温度が存在する。例えば、再
生層3及び中間層4がそれぞれフェリ磁性の希土類遷移
金属から構成されている場合、図2(a)に示すように
120℃では中間層4がTMリッチであり、再生層3が
REリッチとなる。従って、中間層4と再生層3の遷移
金属の磁気スピン(副ネットワーク磁化)は同一方向を
向き、磁化(全体の磁化)は互いに反対方向となり反発
力が生じる。本発明では、このような反発力の発生が再
生層3における磁区拡大の要件となる。ここで、記録層
5が中間層4と同じくTMリッチな希土類遷移金属から
構成されているとすると、再生層3、中間層4及び記録
層5間でそれらの遷移金属の磁気スピンがつながり、再
生層3と記録層5間で中間層4を介して交換結合力が働
く。ここで、交換結合力には温度依存性があるので、1
20℃から温度が上昇すると、反発力が交換結合力を上
回り、再生層3の磁区が反転しやすくなる。この磁区反
転は磁区拡大をもたらす。
区の拡大が起こるためのトリガーとなる反発力の存在を
条件を表している。式(1)の場合には、120℃より
低い温度に中間層4の補償温度が存在し、120℃より
も高い温度に再生層の補償温度が存在する。例えば、再
生層3及び中間層4がそれぞれフェリ磁性の希土類遷移
金属から構成されている場合、図2(a)に示すように
120℃では中間層4がTMリッチであり、再生層3が
REリッチとなる。従って、中間層4と再生層3の遷移
金属の磁気スピン(副ネットワーク磁化)は同一方向を
向き、磁化(全体の磁化)は互いに反対方向となり反発
力が生じる。本発明では、このような反発力の発生が再
生層3における磁区拡大の要件となる。ここで、記録層
5が中間層4と同じくTMリッチな希土類遷移金属から
構成されているとすると、再生層3、中間層4及び記録
層5間でそれらの遷移金属の磁気スピンがつながり、再
生層3と記録層5間で中間層4を介して交換結合力が働
く。ここで、交換結合力には温度依存性があるので、1
20℃から温度が上昇すると、反発力が交換結合力を上
回り、再生層3の磁区が反転しやすくなる。この磁区反
転は磁区拡大をもたらす。
【0047】式(2)の場合には、120℃より低い温
度に記録層5の補償温度が存在し、120℃よりも高い
温度に中間層4の補償温度が存在する。例えば、記録層
5及び中間層4がそれぞれフェリ磁性の希土類遷移金属
から構成されている場合、図2(b)に示すように12
0℃では記録層5がTMリッチであり、中間層4がRE
リッチとなる。従って、記録層5の磁化と中間層4の磁
化は互いに反対方向となり反発力が生じる。ここで、再
生層3が中間層4と同じくREリッチな希土類遷移金属
から構成されているとすると、再生層3と記録層5には
中間層4を介して交換結合力が働いている。交換結合力
には温度依存性があるので、120℃から温度が上昇す
ると、再生層3及び中間層4の磁化と記録層5の磁化と
の反発力が記録層5と再生層3の交換結合力を上回り、
中間層4及び再生層3の磁区がそれぞれ反転しやすくな
る。再生層3の磁区反転は磁区拡大をもたらす。上記の
式(1)あるいは式(2)のいずれか一方が満足されて
いれば、本発明において磁区拡大のきっかけとなる反発
力が発生することになる。以下の各タイプの光磁気記録
媒体の再生原理の説明では主に式(1)の条件を用いて
説明するものとする。
度に記録層5の補償温度が存在し、120℃よりも高い
温度に中間層4の補償温度が存在する。例えば、記録層
5及び中間層4がそれぞれフェリ磁性の希土類遷移金属
から構成されている場合、図2(b)に示すように12
0℃では記録層5がTMリッチであり、中間層4がRE
リッチとなる。従って、記録層5の磁化と中間層4の磁
化は互いに反対方向となり反発力が生じる。ここで、再
生層3が中間層4と同じくREリッチな希土類遷移金属
から構成されているとすると、再生層3と記録層5には
中間層4を介して交換結合力が働いている。交換結合力
には温度依存性があるので、120℃から温度が上昇す
ると、再生層3及び中間層4の磁化と記録層5の磁化と
の反発力が記録層5と再生層3の交換結合力を上回り、
中間層4及び再生層3の磁区がそれぞれ反転しやすくな
る。再生層3の磁区反転は磁区拡大をもたらす。上記の
式(1)あるいは式(2)のいずれか一方が満足されて
いれば、本発明において磁区拡大のきっかけとなる反発
力が発生することになる。以下の各タイプの光磁気記録
媒体の再生原理の説明では主に式(1)の条件を用いて
説明するものとする。
【0048】上記のように本発明では、反発力と交換結
合力の関係が磁区拡大を制御する。なお、120℃とい
う温度は、再生光照射により磁区拡大が起こり始めるで
あろう領域の温度を想定している。すなわち、本発明で
は磁区拡大が起こり始める領域は、再生光が照射されて
加熱された領域のうち、中央部すなわち高温部分(熱中
心)ではなく周縁部すなわち低温部分である。一方、高
温部分では後述するように記録層と拡大再生層の交換結
合力が遮断される。この高温領域は本発明では140℃
を超える温度であると想定している。
合力の関係が磁区拡大を制御する。なお、120℃とい
う温度は、再生光照射により磁区拡大が起こり始めるで
あろう領域の温度を想定している。すなわち、本発明で
は磁区拡大が起こり始める領域は、再生光が照射されて
加熱された領域のうち、中央部すなわち高温部分(熱中
心)ではなく周縁部すなわち低温部分である。一方、高
温部分では後述するように記録層と拡大再生層の交換結
合力が遮断される。この高温領域は本発明では140℃
を超える温度であると想定している。
【0049】3)交換結合力の制御 本発明の光磁気記録媒体において、中間層はいずれのタ
イプの光磁気記録媒体においても記録層と拡大再生層と
の間に働く交換結合力と反発力の大きさを制御すること
によって拡大再生層における磁区拡大を最適化するとと
もに、ゴースト信号の発生を防止している。特に、情報
再生時には、中間層により、再生光が照射されている領
域内の高温領域において記録層と拡大再生層との間に働
く交換結合力が遮断されて、低温領域の拡大再生層の磁
区が高温領域にまで拡大する。この交換結合力が遮断さ
れる温度を交換結合力遮断温度と称する。交換結合力遮
断温度は交換結合力(交換結合磁界)の温度依存性から
求めることができる。交換結合力は拡大再生層側から磁
気光学Kerr回転角の磁界依存性から決定できる。図
25には、室温における本発明の光磁気記録媒体の磁気
光学Kerr回転角(θ)のヒステリシス曲線の測定例
を示している。拡大再生層には、保磁力の大きな情報記
録層から交換結合力(交換結合磁界)がバイアス磁界と
して作用している。したがって、ヒステリシス曲線はそ
の磁界分だけ左にシフトしており、このシフト量が交換
結合力である。この交換結合力の温度依存性の一例を図
44に示した。交換結合力遮断温度はこの交換結合力が
ほぼゼロとなる温度に相当する。
イプの光磁気記録媒体においても記録層と拡大再生層と
の間に働く交換結合力と反発力の大きさを制御すること
によって拡大再生層における磁区拡大を最適化するとと
もに、ゴースト信号の発生を防止している。特に、情報
再生時には、中間層により、再生光が照射されている領
域内の高温領域において記録層と拡大再生層との間に働
く交換結合力が遮断されて、低温領域の拡大再生層の磁
区が高温領域にまで拡大する。この交換結合力が遮断さ
れる温度を交換結合力遮断温度と称する。交換結合力遮
断温度は交換結合力(交換結合磁界)の温度依存性から
求めることができる。交換結合力は拡大再生層側から磁
気光学Kerr回転角の磁界依存性から決定できる。図
25には、室温における本発明の光磁気記録媒体の磁気
光学Kerr回転角(θ)のヒステリシス曲線の測定例
を示している。拡大再生層には、保磁力の大きな情報記
録層から交換結合力(交換結合磁界)がバイアス磁界と
して作用している。したがって、ヒステリシス曲線はそ
の磁界分だけ左にシフトしており、このシフト量が交換
結合力である。この交換結合力の温度依存性の一例を図
44に示した。交換結合力遮断温度はこの交換結合力が
ほぼゼロとなる温度に相当する。
【0050】[第1のタイプの光磁気記録媒体]拡大再
生層と情報記録層の交換結合力の大きさを制御するの
に、第1のタイプの光磁気記録媒体では、高温、例えば
140℃以上で面内磁化を示し、低温、例えば120℃
以下では垂直磁化を示すような中間層を用いる。記録層
及び再生層は垂直磁化の磁性層を用い得る。この場合、
中間層が垂直磁化を示すときには拡大再生層と情報記録
層の中間層を介した交換結合力が強いが、中間層が高温
時に面内磁化を示すときには拡大再生層と情報記録層の
交換結合力は中間層により切断または遮断されて弱ま
る。低温での拡大再生層と情報記録層の交換結合力を大
きくするためには、中間層のキュリー温度Tc2を拡大
再生層のキュリー温度Tc1よりも高くすればよい。た
だし、情報記録層への記録の悪影響を避けるためには、
Tc2は情報記録層のキュリー温度Tc3よりも低くし
ておく必要がある。したがって、第1のタイプの光磁気
記録媒体では、それらの磁性層のキュリー温度の関係は
Tc1<Tc2<Tc3にし得る。
生層と情報記録層の交換結合力の大きさを制御するの
に、第1のタイプの光磁気記録媒体では、高温、例えば
140℃以上で面内磁化を示し、低温、例えば120℃
以下では垂直磁化を示すような中間層を用いる。記録層
及び再生層は垂直磁化の磁性層を用い得る。この場合、
中間層が垂直磁化を示すときには拡大再生層と情報記録
層の中間層を介した交換結合力が強いが、中間層が高温
時に面内磁化を示すときには拡大再生層と情報記録層の
交換結合力は中間層により切断または遮断されて弱ま
る。低温での拡大再生層と情報記録層の交換結合力を大
きくするためには、中間層のキュリー温度Tc2を拡大
再生層のキュリー温度Tc1よりも高くすればよい。た
だし、情報記録層への記録の悪影響を避けるためには、
Tc2は情報記録層のキュリー温度Tc3よりも低くし
ておく必要がある。したがって、第1のタイプの光磁気
記録媒体では、それらの磁性層のキュリー温度の関係は
Tc1<Tc2<Tc3にし得る。
【0051】ここで、図3に示したように、情報記録層
5と拡大再生層3の間に、高温で面内磁化を示し、低温
では垂直磁化を示すような中間層、例えば拡大トリガー
層4’が存在する光磁気記録媒体を考えてみる。記録層
5に微小磁区が高密度に記録されているものとする。レ
ーザー光が照射されていない場合には、情報記録層5に
記録された磁区5Aは拡大トリガー層4’を介した拡大
再生層3と情報記録層5との大きな交換結合力により拡
大再生層3に磁気転写されて磁区3Aを形成している。
図4に示すように、光磁気記録媒体が矢印DDの方向に
進行しつつレーザー光が照射されると光磁気記録媒体の
レーザースポット内の領域の温度が上昇する。このとき
温度上昇した領域のうち特に高温部分(例えば140℃
以上)では拡大トリガー層4’の磁気異方性は急激に小
さくなるため拡大トリガー層4’の磁化容易軸は垂直方
向から膜面方向に向くことになる。このとき、拡大トリ
ガー層4’の垂直磁化成分が減少するために拡大再生層
3と情報記録層5の交換結合力は急激に低下して遮断さ
れる。この交換結合力が遮断する温度をTrとすると、
図5に示したように、Trを超える温度領域において
は、拡大再生層3と情報記録層5は磁気的に独立な状態
になる。Trは、例えば、120℃〜180℃、好まし
くは140℃〜180℃である。
5と拡大再生層3の間に、高温で面内磁化を示し、低温
では垂直磁化を示すような中間層、例えば拡大トリガー
層4’が存在する光磁気記録媒体を考えてみる。記録層
5に微小磁区が高密度に記録されているものとする。レ
ーザー光が照射されていない場合には、情報記録層5に
記録された磁区5Aは拡大トリガー層4’を介した拡大
再生層3と情報記録層5との大きな交換結合力により拡
大再生層3に磁気転写されて磁区3Aを形成している。
図4に示すように、光磁気記録媒体が矢印DDの方向に
進行しつつレーザー光が照射されると光磁気記録媒体の
レーザースポット内の領域の温度が上昇する。このとき
温度上昇した領域のうち特に高温部分(例えば140℃
以上)では拡大トリガー層4’の磁気異方性は急激に小
さくなるため拡大トリガー層4’の磁化容易軸は垂直方
向から膜面方向に向くことになる。このとき、拡大トリ
ガー層4’の垂直磁化成分が減少するために拡大再生層
3と情報記録層5の交換結合力は急激に低下して遮断さ
れる。この交換結合力が遮断する温度をTrとすると、
図5に示したように、Trを超える温度領域において
は、拡大再生層3と情報記録層5は磁気的に独立な状態
になる。Trは、例えば、120℃〜180℃、好まし
くは140℃〜180℃である。
【0052】さらに、光磁気記録媒体が矢印方向DDに
進行して、図6に示したように、記録磁区5Aが温度T
>Trの領域付近に近づいてくると、情報記録層5の磁
区5Aの磁化及び拡大トリガー層4’の磁区4’Aの磁
化の合成磁化と、拡大再生層3の転写磁区3Aの磁化と
の静磁気的な反発力が、拡大再生層3の磁区3Aと拡大
トリガー層4’を介した情報記録層5の磁区5Aの交換
結合力に勝ることになる。特に、拡大再生層3の磁区3
Bは記録層5の磁区5Bから交換結合力により転写され
た磁区であるが、レーザスポット内にあるために交換結
合力よりも拡大トリガー層の磁区4’Bとの反発力の方
が強くなっている。さらに、前述のように拡大再生層3
の安定磁区径は大きいので、磁区3Aは本来の大きさに
戻ろうとする力が働く。それゆえ、磁区3Aと磁区3B
との間の磁壁(3AF)には磁気的な圧力が作用して、
図7に示すように、磁区3Bが反転した結果、磁区3A
が拡大する。そして、この拡大した磁区3Aは、図8に
示すように交換結合力が衰弱した領域付近一杯に広が
る。その拡大した領域は拡大再生層3の安定磁区径に相
当する大きさと考えることもできる。このように拡大ト
リガー層4’は温度変化により拡大再生層3の磁区が拡
大するきっかけをもたらしている。
進行して、図6に示したように、記録磁区5Aが温度T
>Trの領域付近に近づいてくると、情報記録層5の磁
区5Aの磁化及び拡大トリガー層4’の磁区4’Aの磁
化の合成磁化と、拡大再生層3の転写磁区3Aの磁化と
の静磁気的な反発力が、拡大再生層3の磁区3Aと拡大
トリガー層4’を介した情報記録層5の磁区5Aの交換
結合力に勝ることになる。特に、拡大再生層3の磁区3
Bは記録層5の磁区5Bから交換結合力により転写され
た磁区であるが、レーザスポット内にあるために交換結
合力よりも拡大トリガー層の磁区4’Bとの反発力の方
が強くなっている。さらに、前述のように拡大再生層3
の安定磁区径は大きいので、磁区3Aは本来の大きさに
戻ろうとする力が働く。それゆえ、磁区3Aと磁区3B
との間の磁壁(3AF)には磁気的な圧力が作用して、
図7に示すように、磁区3Bが反転した結果、磁区3A
が拡大する。そして、この拡大した磁区3Aは、図8に
示すように交換結合力が衰弱した領域付近一杯に広が
る。その拡大した領域は拡大再生層3の安定磁区径に相
当する大きさと考えることもできる。このように拡大ト
リガー層4’は温度変化により拡大再生層3の磁区が拡
大するきっかけをもたらしている。
【0053】ここで重要なことは、磁区3Aが拡大する
際、磁区3Aの前側エッジ3AF(図6参照)がスポッ
ト中心に向かって拡大しても後側エッジ3ARは動かな
いことである。もし、前側エッジ3AFの拡大に連動し
て後側エッジ3ARもスポット中心に向かって動いた場
合には、磁区3Aの面積は増大しないからである。した
がって、磁区拡大再層3として重要な点は、前側エッジ
3AFは拡大しやすく、前側エッジ3AFよりも若干温
度の低い後側エッジ3ARは動かずに記録層5の磁区が
転写されたままの状態を保存していることである。これ
を達成するには、交換結合力の温度勾配がTr近傍で急
峻になるような材料を用いればよい。この温度勾配は実
験的には、Tr近傍と考えられる130℃近傍で−10
0(Oe/℃)以上であることが望ましい。また、拡大
再生層3の膜厚が厚いと拡大しにくい傾向にあり、好ま
しくは15〜30nmである。
際、磁区3Aの前側エッジ3AF(図6参照)がスポッ
ト中心に向かって拡大しても後側エッジ3ARは動かな
いことである。もし、前側エッジ3AFの拡大に連動し
て後側エッジ3ARもスポット中心に向かって動いた場
合には、磁区3Aの面積は増大しないからである。した
がって、磁区拡大再層3として重要な点は、前側エッジ
3AFは拡大しやすく、前側エッジ3AFよりも若干温
度の低い後側エッジ3ARは動かずに記録層5の磁区が
転写されたままの状態を保存していることである。これ
を達成するには、交換結合力の温度勾配がTr近傍で急
峻になるような材料を用いればよい。この温度勾配は実
験的には、Tr近傍と考えられる130℃近傍で−10
0(Oe/℃)以上であることが望ましい。また、拡大
再生層3の膜厚が厚いと拡大しにくい傾向にあり、好ま
しくは15〜30nmである。
【0054】図9には、光磁気記録媒体が光スポットに
対して移動して、磁区5Aに隣接する磁区5Cが本発明
の原理に従って拡大再生される様子を示している。図1
0には、さらに光磁気記録媒体が光スポットに対して移
動して図9において再生された磁区5Cに隣接する磁区
5Dが拡大再生される様子を示している。図10から分
るように、Trを超える温度領域内にある情報記録層5
の磁区5Aは拡大再生層3に向かって漏洩磁界を発して
いるが、その上に位置する拡大トリガー層4’の磁区が
面内磁化を示しているためにこの漏洩磁界が遮断されて
いる。したがって、拡大が起こっている領域内に位置す
る記録層5の磁区の向きがいずれであろうと拡大再生層
3の拡大動作には影響を与えることはない。
対して移動して、磁区5Aに隣接する磁区5Cが本発明
の原理に従って拡大再生される様子を示している。図1
0には、さらに光磁気記録媒体が光スポットに対して移
動して図9において再生された磁区5Cに隣接する磁区
5Dが拡大再生される様子を示している。図10から分
るように、Trを超える温度領域内にある情報記録層5
の磁区5Aは拡大再生層3に向かって漏洩磁界を発して
いるが、その上に位置する拡大トリガー層4’の磁区が
面内磁化を示しているためにこの漏洩磁界が遮断されて
いる。したがって、拡大が起こっている領域内に位置す
る記録層5の磁区の向きがいずれであろうと拡大再生層
3の拡大動作には影響を与えることはない。
【0055】さて、図11に示したように、拡大再生し
て再生が終了した記録磁区5Aは光スポットから脱出す
る際に冷却される。冷却が進んだ領域では拡大トリガー
層4’の磁区4’Aの垂直磁気異方性が復活するため、
拡大再生層3の磁区3Aと記録層5の磁区5Aの交換結
合が復活することになる。しかしながら、静磁気的反発
力が交換結合力よりも勝っているために、磁区5Aは拡
大再生層3に転写されない。さらに、磁区3Aがスポッ
トから離れた図12においては、交換結合力が大きくな
るが、図1において説明したように拡大再生層3の安定
磁区径からすれば微小磁区が拡大再生層3に転写される
には大きなエネルギーが必要となる。従って、この状態
でもまだ記録層の磁区5Aは拡大再生層3に転写されな
い。それゆえ、本発明では情報の再生が終了している記
録層の磁区5Aが拡大再生層3に再転写することによる
ゴースト信号は現れない。
て再生が終了した記録磁区5Aは光スポットから脱出す
る際に冷却される。冷却が進んだ領域では拡大トリガー
層4’の磁区4’Aの垂直磁気異方性が復活するため、
拡大再生層3の磁区3Aと記録層5の磁区5Aの交換結
合が復活することになる。しかしながら、静磁気的反発
力が交換結合力よりも勝っているために、磁区5Aは拡
大再生層3に転写されない。さらに、磁区3Aがスポッ
トから離れた図12においては、交換結合力が大きくな
るが、図1において説明したように拡大再生層3の安定
磁区径からすれば微小磁区が拡大再生層3に転写される
には大きなエネルギーが必要となる。従って、この状態
でもまだ記録層の磁区5Aは拡大再生層3に転写されな
い。それゆえ、本発明では情報の再生が終了している記
録層の磁区5Aが拡大再生層3に再転写することによる
ゴースト信号は現れない。
【0056】[第2のタイプの光磁気記録媒体]第2の
タイプの光磁気記録媒体の動作原理について図面を用い
て以下に説明する。このタイプの光磁気記録媒体の記録
層、中間層及び再生層は、いずれも垂直磁化を示す希土
類遷移金属合金を用いて形成されている。中間層は16
0℃以下のキュリー温度、室温以下の補償温度を有す
る。それゆえ、再生光が照射されて光磁気記録媒体が加
熱されたときに、中間層における高温領域(160℃以
上)では磁化が消失している。図13に、再生光が照射
される前の光磁気記録媒体の記録層5、中間層4及び再
生層3のそれぞれの磁区の状態を示した。各層のそれぞ
れの磁区の大きさは、ディスク進行方向において全て同
じものとする。図13中、太い矢印(白抜き矢印)は、
それぞれの層の全体の(合成)磁化を示し、太い矢印の
内部に記載された細い矢印は、遷移金属(FeやCo)
の磁気スピンを示している。このタイプの光磁気記録媒
体においては、再生時に、再生光を照射して再生温度付
近(例えば、120℃〜200℃)に加熱したとき、図
13に示したように、再生層3はREリッチであり、中
間層4と記録層5はTMリッチであるか(前記式(1)
を満足)、あるいは、再生層3及び中間層4がはREリ
ッチであり、記録層5がTMリッチである(前記式
(2)を満足)。
タイプの光磁気記録媒体の動作原理について図面を用い
て以下に説明する。このタイプの光磁気記録媒体の記録
層、中間層及び再生層は、いずれも垂直磁化を示す希土
類遷移金属合金を用いて形成されている。中間層は16
0℃以下のキュリー温度、室温以下の補償温度を有す
る。それゆえ、再生光が照射されて光磁気記録媒体が加
熱されたときに、中間層における高温領域(160℃以
上)では磁化が消失している。図13に、再生光が照射
される前の光磁気記録媒体の記録層5、中間層4及び再
生層3のそれぞれの磁区の状態を示した。各層のそれぞ
れの磁区の大きさは、ディスク進行方向において全て同
じものとする。図13中、太い矢印(白抜き矢印)は、
それぞれの層の全体の(合成)磁化を示し、太い矢印の
内部に記載された細い矢印は、遷移金属(FeやCo)
の磁気スピンを示している。このタイプの光磁気記録媒
体においては、再生時に、再生光を照射して再生温度付
近(例えば、120℃〜200℃)に加熱したとき、図
13に示したように、再生層3はREリッチであり、中
間層4と記録層5はTMリッチであるか(前記式(1)
を満足)、あるいは、再生層3及び中間層4がはREリ
ッチであり、記録層5がTMリッチである(前記式
(2)を満足)。
【0057】記録層5、中間層4及び再生層3のそれぞ
れの遷移金属同士は、室温において数10kOe以上の
強い結合力で結合しているために、図13に示すよう
に、記録層5、中間層4及び再生層3の遷移金属の同じ
縦列の磁区では、磁気スピンを示す細い矢印は全て同じ
方向を向いている。中間層4及び記録層5はTMリッチ
であるため、同じ縦列の磁区では、それらの全体の磁化
は遷移金属のスピンと同じ方向を向いている。一方、再
生層3はREリッチであるため、全体の磁化は遷移金属
のスピンと逆方向を向いている。すなわち、再生層3に
おける磁区の全体の磁化は、その下方の中間層4及び記
録層5の磁区の全体の磁化と互いに反対を向いており、
記録層5の磁区が再生層3に逆向きで転写されている。
ここで、再生層3及び中間層4のそれぞれの磁区を、例
えば、図13の右側に示したように概念的に磁石3a及
び4bとみなせば、再生層3と中間層4の全体磁化が互
いに逆向きの状態は、磁石3a及び4aの同じ極同士が
近接している状態と同様であり、静磁気的には極めて不
安定な状態である。すなわち、中間層4と再生層3との
間で働く静磁エネルギー反発力のために不安定な状態と
なっている。しかしながら、再生層3及び中間層4の遷
移金属のスピン同士の交換結合力の方が、静磁エネルギ
ー反発力よりも強いために、図13に示したような、再
生層3及び中間層4の全体の磁化が互いに反対を向いた
状態が持続されている。
れの遷移金属同士は、室温において数10kOe以上の
強い結合力で結合しているために、図13に示すよう
に、記録層5、中間層4及び再生層3の遷移金属の同じ
縦列の磁区では、磁気スピンを示す細い矢印は全て同じ
方向を向いている。中間層4及び記録層5はTMリッチ
であるため、同じ縦列の磁区では、それらの全体の磁化
は遷移金属のスピンと同じ方向を向いている。一方、再
生層3はREリッチであるため、全体の磁化は遷移金属
のスピンと逆方向を向いている。すなわち、再生層3に
おける磁区の全体の磁化は、その下方の中間層4及び記
録層5の磁区の全体の磁化と互いに反対を向いており、
記録層5の磁区が再生層3に逆向きで転写されている。
ここで、再生層3及び中間層4のそれぞれの磁区を、例
えば、図13の右側に示したように概念的に磁石3a及
び4bとみなせば、再生層3と中間層4の全体磁化が互
いに逆向きの状態は、磁石3a及び4aの同じ極同士が
近接している状態と同様であり、静磁気的には極めて不
安定な状態である。すなわち、中間層4と再生層3との
間で働く静磁エネルギー反発力のために不安定な状態と
なっている。しかしながら、再生層3及び中間層4の遷
移金属のスピン同士の交換結合力の方が、静磁エネルギ
ー反発力よりも強いために、図13に示したような、再
生層3及び中間層4の全体の磁化が互いに反対を向いた
状態が持続されている。
【0058】情報を再生するために、図14(a)に示
すように、光磁気記録媒体に再生レーザー光を対物レン
ズで集光させて照射して再生層3上に光スポットSを形
成すると、レーザー光の光強度分布に従って光スポット
S内に温度分布が生じ、特に光スポットSの中央付近の
温度が高くなる。このとき、中間層4のキュリー温度以
上に加熱された領域11(以下、再生温度領域という)
では磁化が消失し、中間層の再生温度領域11の上下に
それぞれ位置する記録層5の磁区15と再生層3の磁区
13との間の磁気的結合(交換結合)が失われる。この
ように、中間層4は、レーザー光照射による加熱によっ
て記録層5と再生層3との交換結合力を遮断することか
ら、この中間層のことを交換結合力遮断層とも呼ぶこと
ができる。
すように、光磁気記録媒体に再生レーザー光を対物レン
ズで集光させて照射して再生層3上に光スポットSを形
成すると、レーザー光の光強度分布に従って光スポット
S内に温度分布が生じ、特に光スポットSの中央付近の
温度が高くなる。このとき、中間層4のキュリー温度以
上に加熱された領域11(以下、再生温度領域という)
では磁化が消失し、中間層の再生温度領域11の上下に
それぞれ位置する記録層5の磁区15と再生層3の磁区
13との間の磁気的結合(交換結合)が失われる。この
ように、中間層4は、レーザー光照射による加熱によっ
て記録層5と再生層3との交換結合力を遮断することか
ら、この中間層のことを交換結合力遮断層とも呼ぶこと
ができる。
【0059】ここで、図14(a)に示すように、再生
レーザー光照射による加熱で中間層4の再生温度領域1
1の磁化が消失している部分と隣接している再生層3の
磁区23とその下方の中間層4の磁区25について考え
る。この状況では、再生層3の再生温度領域に存在する
磁区13は、記録層5の記録磁区15との交換結合力も
失っている。このとき再生層3の光スポット内の転写磁
区23は、図14(b)に示すように拡大する場合、あ
るいは図14(c)に示すように縮小する場合のいずれ
かになると考えられる。
レーザー光照射による加熱で中間層4の再生温度領域1
1の磁化が消失している部分と隣接している再生層3の
磁区23とその下方の中間層4の磁区25について考え
る。この状況では、再生層3の再生温度領域に存在する
磁区13は、記録層5の記録磁区15との交換結合力も
失っている。このとき再生層3の光スポット内の転写磁
区23は、図14(b)に示すように拡大する場合、あ
るいは図14(c)に示すように縮小する場合のいずれ
かになると考えられる。
【0060】ここで、図15(a)に示すように、再生
レーザー光が照射されたときに再生層3の磁区23の磁
壁26が移動せずに、そのままの状態になっていると仮
定し、そのとき、再生層3下面に働いている静磁エネル
ギー反発力と交換エネルギー引力(交換結合力)との関
係を図15(b)に示した。図15(a)に示すよう
に、再生光スポット内の右側の部分は、まだ温度が低い
状態で、再生層3に、大きな交換エネルギー引力と比較
的大きな静磁エネルギー反発力が働いている。交換エネ
ルギー引力は、再生層3の遷移金属と中間層4の遷移金
属との交換結合エネルギーに基づいて発生する引力であ
り、遷移金属同士は強い結合力を示すために、低温領域
においては極めて大きな値を示し、静磁エネルギー反発
力を上回っている。そして、低温領域から再生温度領域
に近づくに従って交換エネルギー引力は急激に減少し、
再生温度領域においてゼロとなる。これは、再生温度領
域で中間層4の磁化が消失して、交換結合力がなくなる
ためである。一方、静磁エネルギー反発力は、互いに逆
向きの、中間層の全体の磁化と再生層の全体の磁化との
間で働く静磁気的なエネルギーに基づく反発力である。
中間層4の領域4Aでは静磁反発力が交換結合力を上回
っている。静磁エネルギー反発力は、図15(b)に示
すように、低温領域から再生温度領域に近づくに従って
中間層4の磁化が小さくなるために減少している。しか
しながら、静磁エネルギー反発力は、再生温度領域にお
いてもゼロとはならず、所定の値を有している。すなわ
ち、再生温度領域の再生層の磁区27には、静磁エネル
ギー反発力が働いている。これは、図15(a)に示す
ように、再生温度領域の再生層の磁区27の磁化が、再
生温度領域の記録層の磁区28の磁化と反対向きで、そ
れら磁区の間で反発力が働いているためである。この場
合、図16(a)に示すように、まず再生層3の磁区2
3の左側の磁区23’において、静磁エネルギー反発力
が交換エネルギー引力を上回るため、磁区23’が反転
する。この拡大再生層の最小磁区径は記録磁区の最小磁
区径よりも大きく、光スポット径と同程度になるよう磁
気特性を調整(80μemu/cm2<再生層の飽和磁
化×膜厚<220μemu/cm2)してあるため、図
16(b)の磁区23Aのように拡大再生層の磁区はほ
ぼ光スポット径になるまで拡大する。このとき、図16
(b)に示すように、再生層の拡大した磁区23Aの磁
化が記録層の磁区28の磁化と同方向を向くので静磁エ
ネルギー反発力は更に減少する。すなわち、図14
(a)に示した拡大再生層3の光スポット内の再生温度
領域の転写磁区23は、図14(b)に示すように拡大
することになる。これは、拡大再生層3の磁化が比較的
小さい場合、最小磁区径の大きさにより、小さな磁区を
維持することができないという磁気的な性質に起因して
いる。このような磁区拡大を利用した場合、再生層から
は、大きな再生信号を検出することができる。更にディ
スクが矢印方向に進んで図16(b)の記録磁区25が
光スポット内の高温部に移動した場合を図19に示し
た。この場合、記録磁区25から拡大再生層3に漏洩磁
界が及んでいるが、前述したように拡大再生層3には転
写可能な最小磁区径が存在するため、これより小さな磁
区は転写することができない。すなわち、高温部分の記
録層5の状態(記録磁区25)は拡大再生層3に転写さ
れることはない。
レーザー光が照射されたときに再生層3の磁区23の磁
壁26が移動せずに、そのままの状態になっていると仮
定し、そのとき、再生層3下面に働いている静磁エネル
ギー反発力と交換エネルギー引力(交換結合力)との関
係を図15(b)に示した。図15(a)に示すよう
に、再生光スポット内の右側の部分は、まだ温度が低い
状態で、再生層3に、大きな交換エネルギー引力と比較
的大きな静磁エネルギー反発力が働いている。交換エネ
ルギー引力は、再生層3の遷移金属と中間層4の遷移金
属との交換結合エネルギーに基づいて発生する引力であ
り、遷移金属同士は強い結合力を示すために、低温領域
においては極めて大きな値を示し、静磁エネルギー反発
力を上回っている。そして、低温領域から再生温度領域
に近づくに従って交換エネルギー引力は急激に減少し、
再生温度領域においてゼロとなる。これは、再生温度領
域で中間層4の磁化が消失して、交換結合力がなくなる
ためである。一方、静磁エネルギー反発力は、互いに逆
向きの、中間層の全体の磁化と再生層の全体の磁化との
間で働く静磁気的なエネルギーに基づく反発力である。
中間層4の領域4Aでは静磁反発力が交換結合力を上回
っている。静磁エネルギー反発力は、図15(b)に示
すように、低温領域から再生温度領域に近づくに従って
中間層4の磁化が小さくなるために減少している。しか
しながら、静磁エネルギー反発力は、再生温度領域にお
いてもゼロとはならず、所定の値を有している。すなわ
ち、再生温度領域の再生層の磁区27には、静磁エネル
ギー反発力が働いている。これは、図15(a)に示す
ように、再生温度領域の再生層の磁区27の磁化が、再
生温度領域の記録層の磁区28の磁化と反対向きで、そ
れら磁区の間で反発力が働いているためである。この場
合、図16(a)に示すように、まず再生層3の磁区2
3の左側の磁区23’において、静磁エネルギー反発力
が交換エネルギー引力を上回るため、磁区23’が反転
する。この拡大再生層の最小磁区径は記録磁区の最小磁
区径よりも大きく、光スポット径と同程度になるよう磁
気特性を調整(80μemu/cm2<再生層の飽和磁
化×膜厚<220μemu/cm2)してあるため、図
16(b)の磁区23Aのように拡大再生層の磁区はほ
ぼ光スポット径になるまで拡大する。このとき、図16
(b)に示すように、再生層の拡大した磁区23Aの磁
化が記録層の磁区28の磁化と同方向を向くので静磁エ
ネルギー反発力は更に減少する。すなわち、図14
(a)に示した拡大再生層3の光スポット内の再生温度
領域の転写磁区23は、図14(b)に示すように拡大
することになる。これは、拡大再生層3の磁化が比較的
小さい場合、最小磁区径の大きさにより、小さな磁区を
維持することができないという磁気的な性質に起因して
いる。このような磁区拡大を利用した場合、再生層から
は、大きな再生信号を検出することができる。更にディ
スクが矢印方向に進んで図16(b)の記録磁区25が
光スポット内の高温部に移動した場合を図19に示し
た。この場合、記録磁区25から拡大再生層3に漏洩磁
界が及んでいるが、前述したように拡大再生層3には転
写可能な最小磁区径が存在するため、これより小さな磁
区は転写することができない。すなわち、高温部分の記
録層5の状態(記録磁区25)は拡大再生層3に転写さ
れることはない。
【0061】図14(c)に示すように、再生層の転写
磁区が縮小する場合は、再生層内で静磁エネルギーが上
昇するためにエネルギー的に不安定に状態なる。したが
って、図14(c)に示すような磁区23の縮小は起こ
らないと考えられる。
磁区が縮小する場合は、再生層内で静磁エネルギーが上
昇するためにエネルギー的に不安定に状態なる。したが
って、図14(c)に示すような磁区23の縮小は起こ
らないと考えられる。
【0062】このような再生層における磁区拡大を、よ
り良好に行うには、中間層が、大きな垂直磁気異方性エ
ネルギー(Ku)を有し、キュリー温度付近まで垂直磁
化膜であることが好ましい。ここで中間層のKuが小さ
い場合の例を図17(a),(b)に示した。中間層4
のKuが小さい場合、中間層4のキュリー温度付近の磁
区59は、再生層3からの静磁エネルギー反発力のため
に面内方向を向くことになる。したがって、再生層3の
磁区拡大は、図17(b)に示すように、中間層4のキ
ュリー温度以上の非磁性領域((Tc≦T)の直上の再
生層領域23Bにおいて起こるため、拡大率が小さい。
また、この場合、再生層と中間層の結合の切れる場所が
曖昧になりジッター量を増やす恐れがある。それゆえ、
中間層4は、大きな垂直磁気異方性を有することが好ま
しい。しかしながら、キュリー温度が150度近傍で最
も大きなKuを有するTbFe合金を中間層に使用して
実験した場合、交換エネルギー引力の温度勾配が急峻に
なりすぎるために、図16(a)に示した静磁エネルギ
ー反発力による磁区拡大の芽がふぞろいになる場合があ
った。実験結果からすると、中間層のKuは0.4er
g/cm3〜1erg/cm3が好ましいことがわかっ
た。実験結果からすると、特にエラーレートを低下させ
るためには、最適な中間層は、TbGdFe合金を使用
したときで、Tbに対するGdの原子比が5分の1以下
の場合であった。なお、TbFeCo合金に非磁性金属
等を添加してKuを減少させ、Kuの値を上記範囲内に
することによっても比較的良好な記録再生結果が得られ
る。
り良好に行うには、中間層が、大きな垂直磁気異方性エ
ネルギー(Ku)を有し、キュリー温度付近まで垂直磁
化膜であることが好ましい。ここで中間層のKuが小さ
い場合の例を図17(a),(b)に示した。中間層4
のKuが小さい場合、中間層4のキュリー温度付近の磁
区59は、再生層3からの静磁エネルギー反発力のため
に面内方向を向くことになる。したがって、再生層3の
磁区拡大は、図17(b)に示すように、中間層4のキ
ュリー温度以上の非磁性領域((Tc≦T)の直上の再
生層領域23Bにおいて起こるため、拡大率が小さい。
また、この場合、再生層と中間層の結合の切れる場所が
曖昧になりジッター量を増やす恐れがある。それゆえ、
中間層4は、大きな垂直磁気異方性を有することが好ま
しい。しかしながら、キュリー温度が150度近傍で最
も大きなKuを有するTbFe合金を中間層に使用して
実験した場合、交換エネルギー引力の温度勾配が急峻に
なりすぎるために、図16(a)に示した静磁エネルギ
ー反発力による磁区拡大の芽がふぞろいになる場合があ
った。実験結果からすると、中間層のKuは0.4er
g/cm3〜1erg/cm3が好ましいことがわかっ
た。実験結果からすると、特にエラーレートを低下させ
るためには、最適な中間層は、TbGdFe合金を使用
したときで、Tbに対するGdの原子比が5分の1以下
の場合であった。なお、TbFeCo合金に非磁性金属
等を添加してKuを減少させ、Kuの値を上記範囲内に
することによっても比較的良好な記録再生結果が得られ
る。
【0063】ここで、第2のタイプの光磁気記録媒体に
おいて磁区拡大再生したときに、DWDDやCARED
において発生していたゴースト信号が防止される理由に
ついて図を用いて以下に説明する。
おいて磁区拡大再生したときに、DWDDやCARED
において発生していたゴースト信号が防止される理由に
ついて図を用いて以下に説明する。
【0064】図18(a)には、光スポットで媒体を走
査したときに、光スポット内に存在する記録層5の記録
磁区25が、キュリー温度以下に冷却されて再び磁化を
取り戻した中間層4に転写されて再転写磁区31が生成
された様子を示している。このとき中間層の再転写磁区
31の高温側、すなわち右側の領域31Aでは静磁エネ
ルギー反発力が強いために、中間層の再転写磁区31と
再生層の磁区は交換結合できない。また、再転写磁区3
1の左側の領域31Bでは、再転写磁区31と再生層の
磁区は交換結合できる状態であるが、転写磁区サイズが
小さすぎて転写できない。したがって、転写磁区が現れ
ないからゴースト信号も現れない。更に、図18(b)
に示すように、図18(a)に示した状態からディスク
がさらに回転移動した場合(記録磁区25が光スポット
から離れた場合)、再転写磁区31の左側の交換結合し
ようとしている部分の面積が増えるために、再生層に転
写磁区23が現れる。しかしながら、再生層の転写磁区
23の右側の磁区55(光スポット側の磁区)は、中間
層4との界面31Aにおいて静磁エネルギー反発力が優
勢であるために反転することができず、したがって、ゴ
ースト信号も発生しない。
査したときに、光スポット内に存在する記録層5の記録
磁区25が、キュリー温度以下に冷却されて再び磁化を
取り戻した中間層4に転写されて再転写磁区31が生成
された様子を示している。このとき中間層の再転写磁区
31の高温側、すなわち右側の領域31Aでは静磁エネ
ルギー反発力が強いために、中間層の再転写磁区31と
再生層の磁区は交換結合できない。また、再転写磁区3
1の左側の領域31Bでは、再転写磁区31と再生層の
磁区は交換結合できる状態であるが、転写磁区サイズが
小さすぎて転写できない。したがって、転写磁区が現れ
ないからゴースト信号も現れない。更に、図18(b)
に示すように、図18(a)に示した状態からディスク
がさらに回転移動した場合(記録磁区25が光スポット
から離れた場合)、再転写磁区31の左側の交換結合し
ようとしている部分の面積が増えるために、再生層に転
写磁区23が現れる。しかしながら、再生層の転写磁区
23の右側の磁区55(光スポット側の磁区)は、中間
層4との界面31Aにおいて静磁エネルギー反発力が優
勢であるために反転することができず、したがって、ゴ
ースト信号も発生しない。
【0065】DWDDでは、再生層、中間層、記録層の
磁化を極めて小さく設計しているため、本発明のように
再生層と中間層の静磁エネルギー反発力は作用せず、容
易に再生層に磁区が再転写する。したがって、再転写磁
区の高温側磁壁は温度勾配に沿って移動してゴースト信
号を発生させる。また、CAREDでは2000年日本
応用磁気学会学術講演会で中間層の最適化した結果とし
て、中間層にはKuの小さなGdFeCrが良く、Tb
FeCoSiでは特性が良くならないことを報告してい
る。しかしながら、本発明では、TbGdFeを中間層
に用いてゴースト信号が出現しないという結果が得られ
た。これは、中間層の非磁性領域が高温部から再び低温
部に復活する場合、GdFeCrのKuがわずか2×1
05erg/cm3程度しかないために、再生層の静磁
エネルギー反発力および交換エネルギー引力に反目しな
いよう面内方向を向いてそれらの力を減少させている。
したがって、記録層の磁区は再生層に交換エネルギー引
力で容易に転写し、ゴースト信号を発生させることとな
る。しかし、後述する実施例8において使用したTbG
dFeのKuは7×105erg/cm3と大きいため
に、中間層から再生層への再転写を容易に許さないため
にゴースト信号は現れていないと考えられる。また、光
磁気ディスクに膜面側から光を入射させて磁気光学カー
効果を調べると、中間層にGdFeCrを用いた光磁気
ディスクの場合には、カーヒステリシスループは左右ど
ちらかにシフトして、しかも垂直磁化膜特有な急激な遷
移を示さない。しかし、中間層にTbGdFeを用いた
光磁気ディスクの場合には、外部磁界に対しシフトした
部分で急峻な遷移を示す。したがって、中間層のKuに
よる影響を調べる方法として上記方法を使うことができ
る。
磁化を極めて小さく設計しているため、本発明のように
再生層と中間層の静磁エネルギー反発力は作用せず、容
易に再生層に磁区が再転写する。したがって、再転写磁
区の高温側磁壁は温度勾配に沿って移動してゴースト信
号を発生させる。また、CAREDでは2000年日本
応用磁気学会学術講演会で中間層の最適化した結果とし
て、中間層にはKuの小さなGdFeCrが良く、Tb
FeCoSiでは特性が良くならないことを報告してい
る。しかしながら、本発明では、TbGdFeを中間層
に用いてゴースト信号が出現しないという結果が得られ
た。これは、中間層の非磁性領域が高温部から再び低温
部に復活する場合、GdFeCrのKuがわずか2×1
05erg/cm3程度しかないために、再生層の静磁
エネルギー反発力および交換エネルギー引力に反目しな
いよう面内方向を向いてそれらの力を減少させている。
したがって、記録層の磁区は再生層に交換エネルギー引
力で容易に転写し、ゴースト信号を発生させることとな
る。しかし、後述する実施例8において使用したTbG
dFeのKuは7×105erg/cm3と大きいため
に、中間層から再生層への再転写を容易に許さないため
にゴースト信号は現れていないと考えられる。また、光
磁気ディスクに膜面側から光を入射させて磁気光学カー
効果を調べると、中間層にGdFeCrを用いた光磁気
ディスクの場合には、カーヒステリシスループは左右ど
ちらかにシフトして、しかも垂直磁化膜特有な急激な遷
移を示さない。しかし、中間層にTbGdFeを用いた
光磁気ディスクの場合には、外部磁界に対しシフトした
部分で急峻な遷移を示す。したがって、中間層のKuに
よる影響を調べる方法として上記方法を使うことができ
る。
【0066】上記第2のタイプの光磁気記録媒体では、
前述の式(1)に従って中間層4にTMリッチな希土類
遷移金属を用いた例を説明した。しかし、静磁気的な反
発力は拡大再生層3と記録層5の間に成り立っていても
よく、すなわち、前述の式(2)に従って中間層はRE
リッチであってもよい。図47には、再生温度近傍(1
20℃〜160℃)で中間層がREリッチな状態を示し
た。この場合、光スポットに記録磁区5Aが近づいた状
態では交換結合力によって拡大再生層3、中間層4及び
記録層5の遷移金属のスピンは同一方向(上向き)を向
いており、中間層4の磁区4Aと記録層5の磁区5Aと
の間で静磁気的な反発力が生じていることがわかる。更
にディスクが回転して光スポットに近づくと、図48に
示すように、磁区4Aに隣接する磁区4Bでは、その直
下の磁区5Bとの交換結合力が衰弱してそれらの磁区間
での静磁気的な反発力が交換結合力よりも勝るので、中
間層の磁区4Bが反転する。これをきっかけとして磁区
4Bと交換結合力によって転写されていた拡大再生層の
磁区3Bもまた反転する。磁区3Bの反転は、磁区3A
の拡大開始に相当する。磁区3Aはこの後さらに最小磁
区径までの拡大することになる。このように、静磁気的
な反発力が拡大再生層3と記録層5の間に存在する場
合、すなわち、前述の式(2)が成立する場合であって
も本発明の磁区拡大再生の効果が得られる。なお、前述
の式(2)は、上記の第1のタイプの光磁気記録媒体で
も後述する第3のタイプの光磁気記録媒体にも適用可能
である。
前述の式(1)に従って中間層4にTMリッチな希土類
遷移金属を用いた例を説明した。しかし、静磁気的な反
発力は拡大再生層3と記録層5の間に成り立っていても
よく、すなわち、前述の式(2)に従って中間層はRE
リッチであってもよい。図47には、再生温度近傍(1
20℃〜160℃)で中間層がREリッチな状態を示し
た。この場合、光スポットに記録磁区5Aが近づいた状
態では交換結合力によって拡大再生層3、中間層4及び
記録層5の遷移金属のスピンは同一方向(上向き)を向
いており、中間層4の磁区4Aと記録層5の磁区5Aと
の間で静磁気的な反発力が生じていることがわかる。更
にディスクが回転して光スポットに近づくと、図48に
示すように、磁区4Aに隣接する磁区4Bでは、その直
下の磁区5Bとの交換結合力が衰弱してそれらの磁区間
での静磁気的な反発力が交換結合力よりも勝るので、中
間層の磁区4Bが反転する。これをきっかけとして磁区
4Bと交換結合力によって転写されていた拡大再生層の
磁区3Bもまた反転する。磁区3Bの反転は、磁区3A
の拡大開始に相当する。磁区3Aはこの後さらに最小磁
区径までの拡大することになる。このように、静磁気的
な反発力が拡大再生層3と記録層5の間に存在する場
合、すなわち、前述の式(2)が成立する場合であって
も本発明の磁区拡大再生の効果が得られる。なお、前述
の式(2)は、上記の第1のタイプの光磁気記録媒体で
も後述する第3のタイプの光磁気記録媒体にも適用可能
である。
【0067】[第3のタイプの光磁気記録媒体]第3の
タイプの光磁気記録媒体は、中間層と記録層の界面また
は中間層と拡大再生層の界面に中間層を構成する物質と
は異なる物質を介在させて有する。この物質は、それら
の界面における中間層のキュリー温度を低下させるか、
あるいはその物質自体のキュリー温度が中間層のキュリ
ー温度よりも低い。そのような物質を中間層の表面また
は中間層と記録層若しくは拡大再生層との界面に有する
ことにより記録層と拡大再生層の交換結合力が再生温度
にて遮断される。そのような物質を導入するには、中間
層またはその界面をスパッタリング、イオンエッチング
または加熱処理すればよい。あるいは、記録層と中間層
の界面または拡大再生層と中間層の界面にキュリー温度
の低い物質、例えば希土類元素またはニッケルからなる
層を気相法などで堆積してもよい。
タイプの光磁気記録媒体は、中間層と記録層の界面また
は中間層と拡大再生層の界面に中間層を構成する物質と
は異なる物質を介在させて有する。この物質は、それら
の界面における中間層のキュリー温度を低下させるか、
あるいはその物質自体のキュリー温度が中間層のキュリ
ー温度よりも低い。そのような物質を中間層の表面また
は中間層と記録層若しくは拡大再生層との界面に有する
ことにより記録層と拡大再生層の交換結合力が再生温度
にて遮断される。そのような物質を導入するには、中間
層またはその界面をスパッタリング、イオンエッチング
または加熱処理すればよい。あるいは、記録層と中間層
の界面または拡大再生層と中間層の界面にキュリー温度
の低い物質、例えば希土類元素またはニッケルからなる
層を気相法などで堆積してもよい。
【0068】第3のタイプの光磁気記録媒体では、中間
層4は、再生温度以上において磁化が残っていても良
い。すなわち、中間層4の材料としてそのキュリー温度
が再生温度、特に160℃以上であってもよい。従っ
て、第3のタイプの光磁気記録媒体では、第1のタイプ
の光磁気記録媒体と同様に中間層のキュリー温度は拡大
再生層のキュリー温度よりも高く設定してもよい。
層4は、再生温度以上において磁化が残っていても良
い。すなわち、中間層4の材料としてそのキュリー温度
が再生温度、特に160℃以上であってもよい。従っ
て、第3のタイプの光磁気記録媒体では、第1のタイプ
の光磁気記録媒体と同様に中間層のキュリー温度は拡大
再生層のキュリー温度よりも高く設定してもよい。
【0069】第1〜第3のタイプの光磁気記録媒体にお
いて、再生層に転写された磁区を、より一層容易に拡大
させるためには、再生層の磁化をある程度小さくするこ
とが望ましく、例えば再生層の飽和磁化が、120℃の
温度で80emu/cm3以下であることが好ましい。
更に、ゴースト信号の発生を防止するために、再生層の
飽和磁化は、120℃近傍で40emu/cm3以上で
あることが好ましい。
いて、再生層に転写された磁区を、より一層容易に拡大
させるためには、再生層の磁化をある程度小さくするこ
とが望ましく、例えば再生層の飽和磁化が、120℃の
温度で80emu/cm3以下であることが好ましい。
更に、ゴースト信号の発生を防止するために、再生層の
飽和磁化は、120℃近傍で40emu/cm3以上で
あることが好ましい。
【0070】第1〜第3のタイプの光磁気記録媒体にお
いて、図15(b)に示すような交換エネルギー引力
(交換結合力)が再生温度領域と低温領域との境界で急
激に減少するように設計することが好ましい。これによ
り、再生層に転写された微小磁区の光スポット中心側の
磁壁が光スポット中心側に向かうことにより、再生層に
転写された微小磁区が拡大しても、微小磁区の光スポッ
ト中心と反対側の磁壁は動かずに固定されている(図6
の前側エッジ3AF及び後側エッジ3AR参照)ので、
より安定な拡大再生が可能になる。図15(b)に示す
交換エネルギー引力曲線の傾きを再生温度領域と低温領
域との境界において急峻にするためには、例えば、中間
層の室温での垂直磁気異方性エネルギーを0.4×10
6erg/cm3以上にすればよい。
いて、図15(b)に示すような交換エネルギー引力
(交換結合力)が再生温度領域と低温領域との境界で急
激に減少するように設計することが好ましい。これによ
り、再生層に転写された微小磁区の光スポット中心側の
磁壁が光スポット中心側に向かうことにより、再生層に
転写された微小磁区が拡大しても、微小磁区の光スポッ
ト中心と反対側の磁壁は動かずに固定されている(図6
の前側エッジ3AF及び後側エッジ3AR参照)ので、
より安定な拡大再生が可能になる。図15(b)に示す
交換エネルギー引力曲線の傾きを再生温度領域と低温領
域との境界において急峻にするためには、例えば、中間
層の室温での垂直磁気異方性エネルギーを0.4×10
6erg/cm3以上にすればよい。
【0071】本発明において、特に第2のタイプの光磁
気記録媒体において、中間層の磁化は、ある程度大きい
ことが好ましく、100℃付近での飽和磁化を50em
u/cm3以上にすることが好ましい。これにより、再
生層の転写磁区を容易に拡大させるための適当な静磁エ
ネルギー反発力が得られ、また、DWDDやCARED
のようなゴースト信号の発生を防止することができる。
かかる特性を有する材料としては、例えば、Tbに対し
てGdが5分の1以下の割合で含まれるようなTbGd
Fe合金が好ましい。若干のGdのかわりに非磁性金属
を添加しても良い。また、第2のタイプの光磁気記録媒
体において、中間層のキュリー温度が高すぎると、情報
を再生したときに、再生層からの磁区拡大信号が小さく
なる恐れがあるので、中間層のキュリー温度は160℃
以下が好ましい。
気記録媒体において、中間層の磁化は、ある程度大きい
ことが好ましく、100℃付近での飽和磁化を50em
u/cm3以上にすることが好ましい。これにより、再
生層の転写磁区を容易に拡大させるための適当な静磁エ
ネルギー反発力が得られ、また、DWDDやCARED
のようなゴースト信号の発生を防止することができる。
かかる特性を有する材料としては、例えば、Tbに対し
てGdが5分の1以下の割合で含まれるようなTbGd
Fe合金が好ましい。若干のGdのかわりに非磁性金属
を添加しても良い。また、第2のタイプの光磁気記録媒
体において、中間層のキュリー温度が高すぎると、情報
を再生したときに、再生層からの磁区拡大信号が小さく
なる恐れがあるので、中間層のキュリー温度は160℃
以下が好ましい。
【0072】また、図15(b)に示すように適度な静
磁エネルギー反発力を得るためには記録層の飽和磁化が
150℃から200℃の温度範囲で50emu/cm3
以上であることが好ましい。
磁エネルギー反発力を得るためには記録層の飽和磁化が
150℃から200℃の温度範囲で50emu/cm3
以上であることが好ましい。
【0073】本発明の光磁気記録媒体は、再生層が20
℃からキュリー温度付近までの温度範囲において垂直磁
化膜であるため、再生層に再び記録層の磁区が再転写さ
れてゴースト信号が発生することを有効に防止してい
る。かかる再生層としては、GdFe、GdFeCoな
どのGdFe合金が最適である。
℃からキュリー温度付近までの温度範囲において垂直磁
化膜であるため、再生層に再び記録層の磁区が再転写さ
れてゴースト信号が発生することを有効に防止してい
る。かかる再生層としては、GdFe、GdFeCoな
どのGdFe合金が最適である。
【0074】本発明の光磁気記録媒体の記録層は、アル
ゴンを主体とするスパッタガスを用いて0.4Pa以上
のガス圧で成膜されていることが好ましい。0.4Pa
以上のガス圧で成膜された記録層は、磁性粒子が微細化
しているために、記録層に細かな反転磁区が存在できる
ようになり、微小磁区を確実に形成することが可能とな
る。
ゴンを主体とするスパッタガスを用いて0.4Pa以上
のガス圧で成膜されていることが好ましい。0.4Pa
以上のガス圧で成膜された記録層は、磁性粒子が微細化
しているために、記録層に細かな反転磁区が存在できる
ようになり、微小磁区を確実に形成することが可能とな
る。
【0075】また、記録層に微小磁区を形成するには、
情報記録時に、記録層以外の磁性層からの漏洩磁界の影
響を低減することが好ましい。そのためには、例えば、
再生層のキュリー温度を、記録層のキュリー温度よりも
30℃以上低くすればよい。これにより、情報記録時の
記録用レーザー光の照射による加熱で再生層の磁化が消
失または小さくなるため、記録層に漏洩磁界が印加され
ることが防止または低減される。また、記録層に微小磁
区を形成することができるようにするために、記録層
に、例えば、Pt、Pd、Au、Ag等の貴金属を主体
とする金属、あるいはSiO2等の誘電体からなる粒径
20nm以下のクラスターを、30%以下の濃度で混入
させればよい。記録層に混入させる物質の濃度が30%
を超えると、磁化や垂直磁気異方性エネルギーが減少し
て記録性能が落ちる恐れがあるため30%以下であるこ
とが好ましい。かかる記録層は150℃付近で交流消磁
した場合に、磁区径が50nm以下になり、100nm
以下の磁区の記録が容易になる。
情報記録時に、記録層以外の磁性層からの漏洩磁界の影
響を低減することが好ましい。そのためには、例えば、
再生層のキュリー温度を、記録層のキュリー温度よりも
30℃以上低くすればよい。これにより、情報記録時の
記録用レーザー光の照射による加熱で再生層の磁化が消
失または小さくなるため、記録層に漏洩磁界が印加され
ることが防止または低減される。また、記録層に微小磁
区を形成することができるようにするために、記録層
に、例えば、Pt、Pd、Au、Ag等の貴金属を主体
とする金属、あるいはSiO2等の誘電体からなる粒径
20nm以下のクラスターを、30%以下の濃度で混入
させればよい。記録層に混入させる物質の濃度が30%
を超えると、磁化や垂直磁気異方性エネルギーが減少し
て記録性能が落ちる恐れがあるため30%以下であるこ
とが好ましい。かかる記録層は150℃付近で交流消磁
した場合に、磁区径が50nm以下になり、100nm
以下の磁区の記録が容易になる。
【0076】また、更に細かな微小磁区を記録層に記録
するために、記録層の一部あるいは全部を、例えばCo
を主体とする0.4nm以下の磁性層と、Pdあるいは
Ptを主体とする1.2nm以下、好ましくは0.8n
m以下の厚さの金属層とを5組以上40組以下で交互に
積層した磁性多層膜を利用すると良い。かかる磁性多層
膜は、TbFeCo単層に比べて2倍以上も垂直磁気異
方性エネルギーが大きい。垂直磁気異方性エネルギーの
大きな記録層は、形成される微小磁区を長期にわたって
安定に保存することができる。また、磁性多層膜の大き
な垂直磁気異方性エネルギーは、この磁性多層膜の下地
の状態に応じて異なってくる。記録層として磁性多層膜
を用いた場合、その下地層には、Pt、Pd、Au、A
g等の貴金属を主体とする金属あるいはSiO2等の誘
電体からなる粒径20nm以下のクラスターが混入して
粒径20nm以下になっている状態が好ましい。細かな
微小磁区を記録層に記録するために、記録層の一部ある
いは全部をCoとPdあるいはPtを主体とする局所化
合物合金から形成してもよい。あるいは、情報記録層に
接して磁区拡大用再生層の反対側にPt、Pd、Au、
Ag等貴金属を主体とする金属層あるいはこれにSiO
2等誘電体の粒径50nm以下のクラスターが原子量比
にして10%以上混入している層を厚さ20nm以上で
形成してもよい。
するために、記録層の一部あるいは全部を、例えばCo
を主体とする0.4nm以下の磁性層と、Pdあるいは
Ptを主体とする1.2nm以下、好ましくは0.8n
m以下の厚さの金属層とを5組以上40組以下で交互に
積層した磁性多層膜を利用すると良い。かかる磁性多層
膜は、TbFeCo単層に比べて2倍以上も垂直磁気異
方性エネルギーが大きい。垂直磁気異方性エネルギーの
大きな記録層は、形成される微小磁区を長期にわたって
安定に保存することができる。また、磁性多層膜の大き
な垂直磁気異方性エネルギーは、この磁性多層膜の下地
の状態に応じて異なってくる。記録層として磁性多層膜
を用いた場合、その下地層には、Pt、Pd、Au、A
g等の貴金属を主体とする金属あるいはSiO2等の誘
電体からなる粒径20nm以下のクラスターが混入して
粒径20nm以下になっている状態が好ましい。細かな
微小磁区を記録層に記録するために、記録層の一部ある
いは全部をCoとPdあるいはPtを主体とする局所化
合物合金から形成してもよい。あるいは、情報記録層に
接して磁区拡大用再生層の反対側にPt、Pd、Au、
Ag等貴金属を主体とする金属層あるいはこれにSiO
2等誘電体の粒径50nm以下のクラスターが原子量比
にして10%以上混入している層を厚さ20nm以上で
形成してもよい。
【0077】本発明の光磁気記録媒体を用いて高分解能
な記録再生を行った場合、再生波形に以下のような特徴
が生ずる。例えば、レーザー光の波長をλ、対物レンズ
の開口数をNAとし、λ/NAの2倍の長さを周期Lと
した場合、0.2(または0.1)×Lの長さの最密記
録磁区を最も大きな信号対雑音比(C/N)が得られる
再生パワー(Pr)において、周期Lで0.2(または
0.1)×Lの長さの孤立磁区を記録した時の再生波形
の信号強度A及び半値幅Bに比べて、この孤立磁区をP
rの2分の1の再生パワーで再生した再生波形の信号強
度がAの2分の1以下、半値幅がBの2倍以上になって
いる。このような条件を満たした場合、分解能、再生信
号強度共に高密度記録再生を可能にすることができる。
な記録再生を行った場合、再生波形に以下のような特徴
が生ずる。例えば、レーザー光の波長をλ、対物レンズ
の開口数をNAとし、λ/NAの2倍の長さを周期Lと
した場合、0.2(または0.1)×Lの長さの最密記
録磁区を最も大きな信号対雑音比(C/N)が得られる
再生パワー(Pr)において、周期Lで0.2(または
0.1)×Lの長さの孤立磁区を記録した時の再生波形
の信号強度A及び半値幅Bに比べて、この孤立磁区をP
rの2分の1の再生パワーで再生した再生波形の信号強
度がAの2分の1以下、半値幅がBの2倍以上になって
いる。このような条件を満たした場合、分解能、再生信
号強度共に高密度記録再生を可能にすることができる。
【0078】以上述べてきたことは、線密度方向の密度
向上に極めて有効な方法であるが、トラック方向に密度
を詰めるには、以下の方法が有効である。例えば、基板
として、ランド部、グルーブ部両方を記録エリアとする
時、グルーブの半値幅をランドの半値幅よりも広くする
のが有利である。これは成膜によって実効的にグルーブ
幅が狭くなるためである。これにより、ランド部とグル
ーブ部での記録再生特性の差を解消することができる。
あるいは、ランドまたはグルーブのいずれか一方に情報
を記録してもよい。この場合には、情報記録する一方の
面積を他方の面積よりも少なくすることができる。
向上に極めて有効な方法であるが、トラック方向に密度
を詰めるには、以下の方法が有効である。例えば、基板
として、ランド部、グルーブ部両方を記録エリアとする
時、グルーブの半値幅をランドの半値幅よりも広くする
のが有利である。これは成膜によって実効的にグルーブ
幅が狭くなるためである。これにより、ランド部とグル
ーブ部での記録再生特性の差を解消することができる。
あるいは、ランドまたはグルーブのいずれか一方に情報
を記録してもよい。この場合には、情報記録する一方の
面積を他方の面積よりも少なくすることができる。
【0079】また、本発明の光磁気記録媒体は、DWD
D媒体と異なり、深溝ランドグルーブ基板を用いる必要
がなく、既存の基板を用いることができる。
D媒体と異なり、深溝ランドグルーブ基板を用いる必要
がなく、既存の基板を用いることができる。
【0080】本発明の光磁気記録媒体が基板側から光を
入射させて記録再生が行われる場合、用いられる基板
は、その屈折率をnとしたときに、基板成型の容易さか
ら、ランドの側壁の高さ(またはグルーブ深さ)がλ/
(16n)〜λ/(5n)であることが好ましい。光磁
気記録媒体の基板と反対側から光を入射させて記録再生
が行われる場合には、ランドの側壁の高さ(またはグル
ーブ深さ)がλ/16〜λ/5であることが好ましい。
入射させて記録再生が行われる場合、用いられる基板
は、その屈折率をnとしたときに、基板成型の容易さか
ら、ランドの側壁の高さ(またはグルーブ深さ)がλ/
(16n)〜λ/(5n)であることが好ましい。光磁
気記録媒体の基板と反対側から光を入射させて記録再生
が行われる場合には、ランドの側壁の高さ(またはグル
ーブ深さ)がλ/16〜λ/5であることが好ましい。
【0081】本発明においては、図21に示すように、
光磁気記録媒体の基板上に形成されるグルーブの半値幅
G(グルーブ深さDの2分の1の深さにおけるグルーブ
幅をいう)がランド半値幅L(グルーブ深さDの2分の
1の深さにおけるランド幅をいう)より大きく、該グル
ーブ部に情報を記録することにより記録再生パワー感度
を向上させることができる。本発明者の実験によると、
ランド記録方式媒体とグルーブ記録方式媒体とでは、記
録再生パワー感度が異なることが分かった。基板の形状
に起因して記録再生時の熱流の挙動がランド部とグルー
ブ部で異なり、特に、ランド部では熱が逃げやすく、こ
のためパワー感度が低下すると考えられる。本発明で
は、光磁気記録媒体のグルーブ半値幅(G)とランド半
値幅(L)との比(G/L)が1.3≦(G/L)≦
4.0であることが望ましい。G/Lをこの範囲に維持
することにより、ビットエラーレートを低減して良好な
C/Nを得ることができる。また、トラッキングに必要
な十分なプッシュプル信号を確保することができる。
光磁気記録媒体の基板上に形成されるグルーブの半値幅
G(グルーブ深さDの2分の1の深さにおけるグルーブ
幅をいう)がランド半値幅L(グルーブ深さDの2分の
1の深さにおけるランド幅をいう)より大きく、該グル
ーブ部に情報を記録することにより記録再生パワー感度
を向上させることができる。本発明者の実験によると、
ランド記録方式媒体とグルーブ記録方式媒体とでは、記
録再生パワー感度が異なることが分かった。基板の形状
に起因して記録再生時の熱流の挙動がランド部とグルー
ブ部で異なり、特に、ランド部では熱が逃げやすく、こ
のためパワー感度が低下すると考えられる。本発明で
は、光磁気記録媒体のグルーブ半値幅(G)とランド半
値幅(L)との比(G/L)が1.3≦(G/L)≦
4.0であることが望ましい。G/Lをこの範囲に維持
することにより、ビットエラーレートを低減して良好な
C/Nを得ることができる。また、トラッキングに必要
な十分なプッシュプル信号を確保することができる。
【0082】上記のようなG/L比の場合、グルーブ・
ランドの形成されている領域の基板グルーブ深さ(D)
が30nm〜80nmであることが望ましい。再生グル
ーブ深さをこの範囲にすると、トラッキングを安定して
行うのに十分なプッシュプル信号を確保することがで
き、また、グルーブ上で記録層等の層を必要な厚みで形
成することができる。
ランドの形成されている領域の基板グルーブ深さ(D)
が30nm〜80nmであることが望ましい。再生グル
ーブ深さをこの範囲にすると、トラッキングを安定して
行うのに十分なプッシュプル信号を確保することがで
き、また、グルーブ上で記録層等の層を必要な厚みで形
成することができる。
【0083】ランド側壁面の傾斜角度(θ)は40°〜
75°であることが望ましい。傾斜角度(θ)をこの範
囲にすると、隣接するトラックの影響による再生信号の
劣化防ぎ、また、グルーブ上で記録層等の層形成を必要
な厚みで形成することができる。
75°であることが望ましい。傾斜角度(θ)をこの範
囲にすると、隣接するトラックの影響による再生信号の
劣化防ぎ、また、グルーブ上で記録層等の層形成を必要
な厚みで形成することができる。
【0084】本発明に従えば、本発明の光磁気記録媒体
に再生光を照射して上記記録層と再生層の交換結合力を
遮断する温度以上に加熱して光磁気記録媒体から情報を
再生することを特徴とする光磁気記録媒体の再生方法が
提供される。この方法を用いるとゴースト信号を生じる
ことなく、再生層に転写された磁区を確実に拡大して検
出することができるので、高C/Nで大きな再生信号が
得られる。この方法では、再生しようと記録磁区が再生
光の中心に到達する前に記録磁区を検出することができ
る。また、この方法では、情報再生時に、外部磁界を光
磁気記録媒体に印加する必要はない。
に再生光を照射して上記記録層と再生層の交換結合力を
遮断する温度以上に加熱して光磁気記録媒体から情報を
再生することを特徴とする光磁気記録媒体の再生方法が
提供される。この方法を用いるとゴースト信号を生じる
ことなく、再生層に転写された磁区を確実に拡大して検
出することができるので、高C/Nで大きな再生信号が
得られる。この方法では、再生しようと記録磁区が再生
光の中心に到達する前に記録磁区を検出することができ
る。また、この方法では、情報再生時に、外部磁界を光
磁気記録媒体に印加する必要はない。
【0085】本発明に従えば、本発明の光磁気記録媒体
を磁界変調記録するための光磁気記録再生装置が提供さ
れる。
を磁界変調記録するための光磁気記録再生装置が提供さ
れる。
【0086】本発明の光磁気記録再生装置は、本発明の
光磁気記録媒体に、オーバーライト可能で、高線密度記
録に優れた磁界変調記録方式により情報を記録すること
ができる。記録再生装置は、光パルス磁界変調記録方式
で光磁気記録媒体に情報を記録することができる。光パ
ルス磁界変調記録の場合、パルスデュ―ティーは25%
〜45%で良好な微小磁区記録が遂行できている。これ
は高速な熱レスポンスを必要とするためである。本発明
の光磁気記録媒体は、再生信号のDC成分変動が比較的
大きい。本発明の記録再生装置は、DC成分の変動を補
うために、差分検出、微分検出あるいは100kHz以
下の低域除去フィルターを用いて低域信号をカットする
ための信号処理装置を備え得る。更に、安定した磁区拡
大再生を実現するためには、磁区拡大を積極的に誘発す
るトリガーが必要となる。これは、再生光パワーを一定
値ではなく変調して照射することにより実現できる。よ
り好ましくは、基板上に基準クロックを予め埋め込んで
おいて、これよりPLL回路で精密なクロックを作製
し、記録再生の同期精度を高める装置を用いることであ
る。トリガーを発生させる別の方法としては、再生磁界
を印加する方法や再生磁界を一定値ではなく変調して印
加することが有効である。この場合も基板に埋め込んだ
クロックピットにより記録再生の正確な同期再生を行う
ことが好ましい。
光磁気記録媒体に、オーバーライト可能で、高線密度記
録に優れた磁界変調記録方式により情報を記録すること
ができる。記録再生装置は、光パルス磁界変調記録方式
で光磁気記録媒体に情報を記録することができる。光パ
ルス磁界変調記録の場合、パルスデュ―ティーは25%
〜45%で良好な微小磁区記録が遂行できている。これ
は高速な熱レスポンスを必要とするためである。本発明
の光磁気記録媒体は、再生信号のDC成分変動が比較的
大きい。本発明の記録再生装置は、DC成分の変動を補
うために、差分検出、微分検出あるいは100kHz以
下の低域除去フィルターを用いて低域信号をカットする
ための信号処理装置を備え得る。更に、安定した磁区拡
大再生を実現するためには、磁区拡大を積極的に誘発す
るトリガーが必要となる。これは、再生光パワーを一定
値ではなく変調して照射することにより実現できる。よ
り好ましくは、基板上に基準クロックを予め埋め込んで
おいて、これよりPLL回路で精密なクロックを作製
し、記録再生の同期精度を高める装置を用いることであ
る。トリガーを発生させる別の方法としては、再生磁界
を印加する方法や再生磁界を一定値ではなく変調して印
加することが有効である。この場合も基板に埋め込んだ
クロックピットにより記録再生の正確な同期再生を行う
ことが好ましい。
【0087】
【発明の実施の形態】以下、本発明に従う光磁気記録媒
体、その再生方法及び記録再生装置の実施例について具
体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものでは
ない。
体、その再生方法及び記録再生装置の実施例について具
体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものでは
ない。
【0088】
【実施例1】この実施例では、図20に示したような構
造の光磁気ディスク300を製造する。光磁気ディスク
300は、本発明の第1のタイプの光磁気記録媒体に相
当する。光磁気ディスク300は、基板1上に、誘電体
層2、拡大再生層(磁区拡大再生層)3、拡大トリガー層
4’、記録層5、保護層7、ヒートシンク層8及び保護
コート層9を備える。かかる光磁気記録媒体300は、
高周波スパッタ装置を用いて以下のようにして製造し
た。
造の光磁気ディスク300を製造する。光磁気ディスク
300は、本発明の第1のタイプの光磁気記録媒体に相
当する。光磁気ディスク300は、基板1上に、誘電体
層2、拡大再生層(磁区拡大再生層)3、拡大トリガー層
4’、記録層5、保護層7、ヒートシンク層8及び保護
コート層9を備える。かかる光磁気記録媒体300は、
高周波スパッタ装置を用いて以下のようにして製造し
た。
【0089】基板1には、図21に示したような形状の
ポリカーボネート基板を用いた。基板1は、トラックピ
ッチTP=700nm、ランド半値幅L=200nm、
グルーブ半値幅G=500nm、グルーブ深さD=60
nm及び厚さ0.6mmを有する。なお、ランド半値幅
L及びグルーブ半値幅Gはそれぞれグルーブ深さDがD
/2となる深さ位置におけるランド及びグルーブの幅を
意味する。ランド側壁の傾斜角(あるいはグルーブの傾
斜角)θは約65°であった。基板1を、高周波スパッ
タ装置の成膜室内の基板ホルダに装着し、成膜室を到達
真空度1.0×10−5Paまで排気した後、基板1上
に誘電体層2としてSiNを60nmの膜厚で成膜し
た。
ポリカーボネート基板を用いた。基板1は、トラックピ
ッチTP=700nm、ランド半値幅L=200nm、
グルーブ半値幅G=500nm、グルーブ深さD=60
nm及び厚さ0.6mmを有する。なお、ランド半値幅
L及びグルーブ半値幅Gはそれぞれグルーブ深さDがD
/2となる深さ位置におけるランド及びグルーブの幅を
意味する。ランド側壁の傾斜角(あるいはグルーブの傾
斜角)θは約65°であった。基板1を、高周波スパッ
タ装置の成膜室内の基板ホルダに装着し、成膜室を到達
真空度1.0×10−5Paまで排気した後、基板1上
に誘電体層2としてSiNを60nmの膜厚で成膜し
た。
【0090】次いで、誘電体層2上に拡大再生層3とし
て、希土類リッチなGdFeCoアモルファス合金を膜
厚20nmで成膜した。このGdFeCoアモルファス
合金は、キュリー温度が約230℃、補償温度がキュリ
ー温度以上である。160℃における飽和磁化は約30
emu/cm3であった。拡大再生層3を成膜する際の
スパッタガス圧は0.3Paに調整した。次いで、拡大
再生層3上に、拡大トリガー層4’として、遷移金属リ
ッチなTbGdFeCoアモルファス合金層を膜厚10
nmで形成した。このTbGdFeCoアモルファス合
金は約240℃のキュリー温度、室温以下の補償温度を
有する。この拡大トリガー層4’は、室温から約120
℃までは垂直磁化を示し、約140℃から面内磁化成分
が増大し、キュリー温度までは面内磁化を示す。
て、希土類リッチなGdFeCoアモルファス合金を膜
厚20nmで成膜した。このGdFeCoアモルファス
合金は、キュリー温度が約230℃、補償温度がキュリ
ー温度以上である。160℃における飽和磁化は約30
emu/cm3であった。拡大再生層3を成膜する際の
スパッタガス圧は0.3Paに調整した。次いで、拡大
再生層3上に、拡大トリガー層4’として、遷移金属リ
ッチなTbGdFeCoアモルファス合金層を膜厚10
nmで形成した。このTbGdFeCoアモルファス合
金は約240℃のキュリー温度、室温以下の補償温度を
有する。この拡大トリガー層4’は、室温から約120
℃までは垂直磁化を示し、約140℃から面内磁化成分
が増大し、キュリー温度までは面内磁化を示す。
【0091】次いで、拡大トリガー層4’上に記録層5
としてTbFeCoアモルファス合金を膜厚60nmで
形成した。記録層5のCo量は拡大トリガー層中のCo
量よりも多い。このTbFeCoアモルファス合金は約
270℃のキュリー温度、80℃の補償温度を有する。
記録層5の成膜時のスパッタガス圧は1Paとした。こ
のように記録層成膜時のスパッタガス圧を拡大再生層成
膜時の2倍以上にするのは、スパッタガスを高くするこ
とによって微小磁区が形成されやすくして記録密度を高
くするためである。記録層成膜時のスパッタガス圧は、
0.4Pa以上が好ましい。一方、拡大再生層について
は最小磁区径を大きくするために、スパッタガス圧をそ
れほど上げないほうがよい。
としてTbFeCoアモルファス合金を膜厚60nmで
形成した。記録層5のCo量は拡大トリガー層中のCo
量よりも多い。このTbFeCoアモルファス合金は約
270℃のキュリー温度、80℃の補償温度を有する。
記録層5の成膜時のスパッタガス圧は1Paとした。こ
のように記録層成膜時のスパッタガス圧を拡大再生層成
膜時の2倍以上にするのは、スパッタガスを高くするこ
とによって微小磁区が形成されやすくして記録密度を高
くするためである。記録層成膜時のスパッタガス圧は、
0.4Pa以上が好ましい。一方、拡大再生層について
は最小磁区径を大きくするために、スパッタガス圧をそ
れほど上げないほうがよい。
【0092】次いで、記録層5上に、保護層7としてS
iNを膜厚20nmにて成膜し、保護層7上にヒートシ
ンク層8としてAlを膜厚30nmにて成膜した。その
後、このディスクをスパッタ装置から取り出して、紫外
線硬化樹脂を約5μmの厚みでスピンコートし、紫外線
を照射して硬化させた。こうして図20に示した積層構
造を有する光磁気ディスク300を得た。
iNを膜厚20nmにて成膜し、保護層7上にヒートシ
ンク層8としてAlを膜厚30nmにて成膜した。その
後、このディスクをスパッタ装置から取り出して、紫外
線硬化樹脂を約5μmの厚みでスピンコートし、紫外線
を照射して硬化させた。こうして図20に示した積層構
造を有する光磁気ディスク300を得た。
【0093】こうして得られた光磁気ディスク300の
性能を以下のようにして評価した。評価には、波長65
0nm、対物レンズの開口数NA=0.60の光学ヘッ
ドを搭載した市販テスターを用いた。光学ヘッドから照
射した光ビームの光磁気ディスク上での光スポット径は
約1μmであった。ディスク線速度が3.5〜5.0m
/secになるようにディスクを回転した。最初に、光
スポット径の5分の1に相当する直径0.2μmの磁区
を光パルス磁界変調記録で記録層に形成した。この際、
記録クロック周期を40nsecとし、光パルス幅は1
8nsec、記録レーザーパワーはディスク記録面で約
10mWとした。この光パルスを光磁気ディスクに照射
しながら、記録磁界としてパルス幅40nsecの+3
00Oeの正磁界と、パルス幅360nsecの−30
0Oeの負磁界を組み合わせてそれを繰り返し印加し
た。したがって、記録磁区長は、例えば、プラス磁界が
記録方向(黒磁区形成)で、マイナス方向が消去方向
(白磁区)であるとすると、黒磁区が200nm、白磁
区が1800nmの長さでそれぞれ形成された。
性能を以下のようにして評価した。評価には、波長65
0nm、対物レンズの開口数NA=0.60の光学ヘッ
ドを搭載した市販テスターを用いた。光学ヘッドから照
射した光ビームの光磁気ディスク上での光スポット径は
約1μmであった。ディスク線速度が3.5〜5.0m
/secになるようにディスクを回転した。最初に、光
スポット径の5分の1に相当する直径0.2μmの磁区
を光パルス磁界変調記録で記録層に形成した。この際、
記録クロック周期を40nsecとし、光パルス幅は1
8nsec、記録レーザーパワーはディスク記録面で約
10mWとした。この光パルスを光磁気ディスクに照射
しながら、記録磁界としてパルス幅40nsecの+3
00Oeの正磁界と、パルス幅360nsecの−30
0Oeの負磁界を組み合わせてそれを繰り返し印加し
た。したがって、記録磁区長は、例えば、プラス磁界が
記録方向(黒磁区形成)で、マイナス方向が消去方向
(白磁区)であるとすると、黒磁区が200nm、白磁
区が1800nmの長さでそれぞれ形成された。
【0094】こうして光磁気ディスクに形成された繰り
返し記録パターンを再生光を照射して再生した。再生光
は連続光とした。再生光パワーPw=1.5mWの場
合、この繰り返し記録パターンはわずかな信号強度では
あるが、図22に示すような波形として観察することが
できた。光スポット径は約1μmであったので、0.2
μmの記録磁区の再生信号波形の裾野の長さは1μm+
0.2μm、すなわち1.2μmとなっていることがわ
かる。半値幅は約0.6μmであった。次いで、再生光
パワーを3.0mWに変更して上記繰り返し記録パター
ンを再生したところ、図22に示すような再生波形が得
られた。図22からわかるように半値幅は記録磁区の長
さと同じ0.2μmであり、この半値幅は再生光パワー
が1.5mWのときの約3分の1と狭くなっていること
がわかる。一方で、再生信号強度は再生光パワーが1.
5mWのときに比べて2倍以上に増大している。図22
の再生信号波形からすれば、再生光パワーが3.0mW
の場合には、記録磁区が再生層に転写され拡大されて再
生されていることがわかる。一方、再生光パワーが1.
5mWの場合には拡大が起こっておらず、再生層に転写
された記録磁区がそのまま再生されていると考えられ
る。
返し記録パターンを再生光を照射して再生した。再生光
は連続光とした。再生光パワーPw=1.5mWの場
合、この繰り返し記録パターンはわずかな信号強度では
あるが、図22に示すような波形として観察することが
できた。光スポット径は約1μmであったので、0.2
μmの記録磁区の再生信号波形の裾野の長さは1μm+
0.2μm、すなわち1.2μmとなっていることがわ
かる。半値幅は約0.6μmであった。次いで、再生光
パワーを3.0mWに変更して上記繰り返し記録パター
ンを再生したところ、図22に示すような再生波形が得
られた。図22からわかるように半値幅は記録磁区の長
さと同じ0.2μmであり、この半値幅は再生光パワー
が1.5mWのときの約3分の1と狭くなっていること
がわかる。一方で、再生信号強度は再生光パワーが1.
5mWのときに比べて2倍以上に増大している。図22
の再生信号波形からすれば、再生光パワーが3.0mW
の場合には、記録磁区が再生層に転写され拡大されて再
生されていることがわかる。一方、再生光パワーが1.
5mWの場合には拡大が起こっておらず、再生層に転写
された記録磁区がそのまま再生されていると考えられ
る。
【0095】さらに、図22の波形を比較すると以下の
重要なことがわかる。再生光パワーが3.0mWの場合
のピーク中心は再生光パワーが1.5mWのピーク中心
に比べて時間的に早く現れている。すなわち、再生層に
転写された磁区の拡大が起こるときには、転写された磁
区が光スポットの中心に到達する前にこの磁区を検出す
ることができる。これは、図5に示したように、光スポ
ットに入りかけた記録磁区5Aが拡大再生層3に転写さ
れて光スポット内で拡大しているという理論説明からも
分ろう。このように、記録磁区を光スポットの中心から
時間的にアドバンスして検出することは、本発明の光磁
気記録媒体を用いた再生方法の大きな特徴である。
重要なことがわかる。再生光パワーが3.0mWの場合
のピーク中心は再生光パワーが1.5mWのピーク中心
に比べて時間的に早く現れている。すなわち、再生層に
転写された磁区の拡大が起こるときには、転写された磁
区が光スポットの中心に到達する前にこの磁区を検出す
ることができる。これは、図5に示したように、光スポ
ットに入りかけた記録磁区5Aが拡大再生層3に転写さ
れて光スポット内で拡大しているという理論説明からも
分ろう。このように、記録磁区を光スポットの中心から
時間的にアドバンスして検出することは、本発明の光磁
気記録媒体を用いた再生方法の大きな特徴である。
【0096】次に、光スポット径の約10分の1に相当
する最短マーク長0.12μmのNRZIランダムパタ
ーンを記録して、このパターンを種々の再生光パワーで
再生した。再生信号からエラーレートの再生パワー依存
性を測定し、結果を図23に示す。5000個のデータ
を記録した場合に、エラーが一つであればエラーレート
は5×10−4であり、実用的にはデータ修正が可能で
ある。図23より5×10−4以下のエラーレートを満
足する再生パワーマージンは20.5%であり、±10
%以上を実現していることがわかる。それゆえ、本発明
の光磁気ディスクは再生パワーマージンに関して充分実
用可能な媒体であるといえよう。次に、記録パワーを変
化させて最短マーク長0.12μmのNRZIランダム
パターンを記録し、これらの記録情報を再生した場合の
エラーレートを求めた。記録パワーに対するエラーレー
トの変化を図24に示した。再生パワーと同様に記録パ
ワーが±10%以上(22.5%以上)変化しても5×
10−4以下のエラーレートが確保できることがわかっ
た。それゆえ、本発明の光磁気ディスクは記録パワーマ
ージンに関しても満足している。さらに、光磁気ディス
クの傾きに対する実効レーザーパワーの低下を観測した
ところ、実用化目標である±0.6°を満足しているこ
とがわかった。
する最短マーク長0.12μmのNRZIランダムパタ
ーンを記録して、このパターンを種々の再生光パワーで
再生した。再生信号からエラーレートの再生パワー依存
性を測定し、結果を図23に示す。5000個のデータ
を記録した場合に、エラーが一つであればエラーレート
は5×10−4であり、実用的にはデータ修正が可能で
ある。図23より5×10−4以下のエラーレートを満
足する再生パワーマージンは20.5%であり、±10
%以上を実現していることがわかる。それゆえ、本発明
の光磁気ディスクは再生パワーマージンに関して充分実
用可能な媒体であるといえよう。次に、記録パワーを変
化させて最短マーク長0.12μmのNRZIランダム
パターンを記録し、これらの記録情報を再生した場合の
エラーレートを求めた。記録パワーに対するエラーレー
トの変化を図24に示した。再生パワーと同様に記録パ
ワーが±10%以上(22.5%以上)変化しても5×
10−4以下のエラーレートが確保できることがわかっ
た。それゆえ、本発明の光磁気ディスクは記録パワーマ
ージンに関しても満足している。さらに、光磁気ディス
クの傾きに対する実効レーザーパワーの低下を観測した
ところ、実用化目標である±0.6°を満足しているこ
とがわかった。
【0097】
【実施例2】光磁気ディスクの拡大再生層3を10〜5
0nmの種々の膜厚に変更した以外は、実施例1と同様
にして複数の光磁気ディスクのサンプルを製造した。そ
れらの光磁気ディスクについて実施例1と同様にしてビ
ットエラーレート(BER)を測定した。拡大再生層3
の種々の膜厚tと測定したビットエラーレートの関係を
図31に示す。図31より、拡大再生層3の膜厚tが1
5〜30nmの範囲で1×10−4のビットエラーレー
トを達成していることがわかる。これは、拡大再生層3
の膜厚がこれよりも薄いと再生層を通して拡大トリガー
層および記録層の記録磁区が見えるため正確な信号再生
が困難になる。また、拡大再生層3の膜厚が30nmよ
りも厚くなると微小記録磁区の磁気転写が困難になり、
微小磁区の拡大が起こり難いと考えられるからである。
それゆえ、拡大再生層3の膜厚としては15〜30nm
が望ましい。
0nmの種々の膜厚に変更した以外は、実施例1と同様
にして複数の光磁気ディスクのサンプルを製造した。そ
れらの光磁気ディスクについて実施例1と同様にしてビ
ットエラーレート(BER)を測定した。拡大再生層3
の種々の膜厚tと測定したビットエラーレートの関係を
図31に示す。図31より、拡大再生層3の膜厚tが1
5〜30nmの範囲で1×10−4のビットエラーレー
トを達成していることがわかる。これは、拡大再生層3
の膜厚がこれよりも薄いと再生層を通して拡大トリガー
層および記録層の記録磁区が見えるため正確な信号再生
が困難になる。また、拡大再生層3の膜厚が30nmよ
りも厚くなると微小記録磁区の磁気転写が困難になり、
微小磁区の拡大が起こり難いと考えられるからである。
それゆえ、拡大再生層3の膜厚としては15〜30nm
が望ましい。
【0098】
【実施例3】この実施例では、実施例1で製造した光磁
気ディスクの拡大再生層と記録層との間で働く交換結合
磁界(交換結合力)の大きさの求め方について説明す
る。交換結合力は拡大再生層側から磁気光学カー(Ke
rr)効果の磁界依存性を測定することにより求めるこ
とができる。図25に、実施例1の光磁気ディスクの室
温におけるヒステリシス曲線を示している。このヒステ
リシス曲線は、測定光を拡大再生層側から入射し極磁気
光学Kerr回転角の磁界依存性測定により求めた。拡
大再生層には、保磁力の大きな情報記録層から交換結合
磁界が作用しており、ヒステリシス曲線はその分左(マ
イナス磁界側)にシフトしている。このシフト量が交換
結合磁界に相当する。
気ディスクの拡大再生層と記録層との間で働く交換結合
磁界(交換結合力)の大きさの求め方について説明す
る。交換結合力は拡大再生層側から磁気光学カー(Ke
rr)効果の磁界依存性を測定することにより求めるこ
とができる。図25に、実施例1の光磁気ディスクの室
温におけるヒステリシス曲線を示している。このヒステ
リシス曲線は、測定光を拡大再生層側から入射し極磁気
光学Kerr回転角の磁界依存性測定により求めた。拡
大再生層には、保磁力の大きな情報記録層から交換結合
磁界が作用しており、ヒステリシス曲線はその分左(マ
イナス磁界側)にシフトしている。このシフト量が交換
結合磁界に相当する。
【0099】交換結合磁界(Hexc)の温度依存性を図
26に示す。拡大再生層に転写された磁区を維持するの
に必要な交換結合磁界の大きさとして、例えば、3kO
e程度になる温度において、交換結合磁界(交換結合
力)の温度勾配を測定するとー350〜−185Oe/
℃であった。この交換結合磁界は、拡大再生層の厚みが
薄くなると大きくなり、拡大再生層の飽和磁化が小さく
なるほど大きくなることがわかっている。そこで、拡大
再生層の膜厚や飽和磁化等を変化させた種々の光磁気デ
ィスクを作製し、これらの交換結合磁界の温度依存性を
測定し、交換結合磁界が3kOe程度になる温度におけ
る温度勾配を求めた。なお、飽和磁化は拡大再生層中の
Gdの組成を変更して調整した。これらの光磁気ディス
クの最短マーク長0.12μmにおけるビットエラーレ
ート(BER)を測定し、温度勾配とビットエラーレー
トの関係を調べた。記録パターンにはNRZIを用い
た。この最短マーク長は光スポット径の約8分の1であ
り、光の分解能をはるかに越えている。絶対値で表示し
た温度勾配に対するビットエラーレートの変化を図45
に示した。一般に、良好なビットエラーレートは1×1
0−4あるいは5×10 −4以下が実用的なところであ
り、5×10−4で見てみると、この温度勾配が−10
0Oe/℃以上の急勾配であれば良好なビットエラーレ
ートが得られることがわかった。
26に示す。拡大再生層に転写された磁区を維持するの
に必要な交換結合磁界の大きさとして、例えば、3kO
e程度になる温度において、交換結合磁界(交換結合
力)の温度勾配を測定するとー350〜−185Oe/
℃であった。この交換結合磁界は、拡大再生層の厚みが
薄くなると大きくなり、拡大再生層の飽和磁化が小さく
なるほど大きくなることがわかっている。そこで、拡大
再生層の膜厚や飽和磁化等を変化させた種々の光磁気デ
ィスクを作製し、これらの交換結合磁界の温度依存性を
測定し、交換結合磁界が3kOe程度になる温度におけ
る温度勾配を求めた。なお、飽和磁化は拡大再生層中の
Gdの組成を変更して調整した。これらの光磁気ディス
クの最短マーク長0.12μmにおけるビットエラーレ
ート(BER)を測定し、温度勾配とビットエラーレー
トの関係を調べた。記録パターンにはNRZIを用い
た。この最短マーク長は光スポット径の約8分の1であ
り、光の分解能をはるかに越えている。絶対値で表示し
た温度勾配に対するビットエラーレートの変化を図45
に示した。一般に、良好なビットエラーレートは1×1
0−4あるいは5×10 −4以下が実用的なところであ
り、5×10−4で見てみると、この温度勾配が−10
0Oe/℃以上の急勾配であれば良好なビットエラーレ
ートが得られることがわかった。
【0100】
【実施例4】実施例1で製造した光磁気ディスクの拡大
再生層の膜厚を10nmから40nmまで変化させると
ともに、拡大再生層の組成を変更することで飽和磁化
(室温での飽和磁化)を種々の値に変更した拡大再生層
を備えた光磁気ディスクを用意した。これらの光磁気デ
ィスクについて実施例1と同様にしてビットエラーレー
ト(BER)を測定した。最短マーク長は0.13μm
とした。膜厚と飽和磁化の積とビットエラーレートの関
係を図27に示した。拡大再生層の膜厚tと飽和磁化M
sの積は、磁区拡大を生じさせる磁気的なエネルギーに
相当する。ビットエラーレート5×10−4を満足する
範囲を見てみると、膜厚と飽和磁化の積が80μemu
/cm2〜220μemu/cm2であれば比較的良好
なビットエラーレートが得られることが図27よりわか
る。
再生層の膜厚を10nmから40nmまで変化させると
ともに、拡大再生層の組成を変更することで飽和磁化
(室温での飽和磁化)を種々の値に変更した拡大再生層
を備えた光磁気ディスクを用意した。これらの光磁気デ
ィスクについて実施例1と同様にしてビットエラーレー
ト(BER)を測定した。最短マーク長は0.13μm
とした。膜厚と飽和磁化の積とビットエラーレートの関
係を図27に示した。拡大再生層の膜厚tと飽和磁化M
sの積は、磁区拡大を生じさせる磁気的なエネルギーに
相当する。ビットエラーレート5×10−4を満足する
範囲を見てみると、膜厚と飽和磁化の積が80μemu
/cm2〜220μemu/cm2であれば比較的良好
なビットエラーレートが得られることが図27よりわか
る。
【0101】拡大再生層のMs×tは、製造された光磁
気ディスクからも測定することができる。図46に本発
明ディスクの120℃付近での単位面積(cm2)あた
りの磁化測定の結果を示す。拡大再生用磁性層は保磁力
が小さいために比較的小さな磁界で反転させることが可
能である。しかし、情報記録層は保磁力が大きく簡単に
は磁化反転しない。したがって、図46中、負の低磁界
側で現れるヒステリシスカーブの落下部、すなわち、外
部磁界約7kOeでの磁化変化(図中、A)は再生層の
磁化反転に対応していると考えられる。また、更に印加
磁界を大きくすると、情報記録層は外部磁界12kOe
付近で反転し始めることがわかる。このように、磁化曲
線の低磁界側のヒステリシスカーブの落下部から拡大再
生層の単位面積あたりの磁化測定が可能になる。但し、
光磁気ディスクには中間層も含まれているために、ヒス
テリシスループから読み取れる磁化は中間層の磁化も含
まれている。
気ディスクからも測定することができる。図46に本発
明ディスクの120℃付近での単位面積(cm2)あた
りの磁化測定の結果を示す。拡大再生用磁性層は保磁力
が小さいために比較的小さな磁界で反転させることが可
能である。しかし、情報記録層は保磁力が大きく簡単に
は磁化反転しない。したがって、図46中、負の低磁界
側で現れるヒステリシスカーブの落下部、すなわち、外
部磁界約7kOeでの磁化変化(図中、A)は再生層の
磁化反転に対応していると考えられる。また、更に印加
磁界を大きくすると、情報記録層は外部磁界12kOe
付近で反転し始めることがわかる。このように、磁化曲
線の低磁界側のヒステリシスカーブの落下部から拡大再
生層の単位面積あたりの磁化測定が可能になる。但し、
光磁気ディスクには中間層も含まれているために、ヒス
テリシスループから読み取れる磁化は中間層の磁化も含
まれている。
【0102】
【実施例5】基板のグルーブ深さを種々の深さに変更し
た以外は、実施例1と同様にして光磁気ディスクを作製
した。作製したそれぞれの光磁気ディスクについて実施
例1と同様にしてビットエラーレートを測定した。グル
ーブ深さDの変化に対するビットエラーレート(BE
R)の依存性を図28に示す。図28より、グルーブ深
さが27nm〜82nmであると5×10−4以下のビ
ットエラーレートが得られることがわかる。一般にグル
ーブ深さは光の反射率に基づいて光の波長の関数として
決定されるので、光の波長をλ、光入射側基板あるいは
保護層の屈折率をnとすると、最適グルーブ深さはλ/
16n〜λ/5nとなる。
た以外は、実施例1と同様にして光磁気ディスクを作製
した。作製したそれぞれの光磁気ディスクについて実施
例1と同様にしてビットエラーレートを測定した。グル
ーブ深さDの変化に対するビットエラーレート(BE
R)の依存性を図28に示す。図28より、グルーブ深
さが27nm〜82nmであると5×10−4以下のビ
ットエラーレートが得られることがわかる。一般にグル
ーブ深さは光の反射率に基づいて光の波長の関数として
決定されるので、光の波長をλ、光入射側基板あるいは
保護層の屈折率をnとすると、最適グルーブ深さはλ/
16n〜λ/5nとなる。
【0103】
【実施例6】ランド半値幅Lに対するグルーブ半値幅G
の比G/Lを種々の値に変化させた基板を用いた以外は
実施例1と同様にして光磁気ディスクを作製した。これ
らの光磁気ディスクについて実施例1と同様にして最短
マーク長を0.13μm(NRZI)とした場合のビッ
トエラーレートを測定した。G/Lに対するビットエラ
ーレートの変化を図29に示す。G/Lが1.2〜4.
5の範囲内であれば5×10−4以下のビットエラーレ
ートが得られていることがわかる。
の比G/Lを種々の値に変化させた基板を用いた以外は
実施例1と同様にして光磁気ディスクを作製した。これ
らの光磁気ディスクについて実施例1と同様にして最短
マーク長を0.13μm(NRZI)とした場合のビッ
トエラーレートを測定した。G/Lに対するビットエラ
ーレートの変化を図29に示す。G/Lが1.2〜4.
5の範囲内であれば5×10−4以下のビットエラーレ
ートが得られていることがわかる。
【0104】
【実施例7】ランド側壁の傾斜角θを種々の値に変化さ
せた基板を用いた以外は実施例1と同様にして光磁気デ
ィスクを作製した。これらの光磁気ディスクについて実
施例1と同様にしてビットエラーレートを測定した。但
し、記録したNRZIランダムパターンにおける最短マ
ーク長は0.13μmとした。測定結果を図30に示
す。図30よりランド側壁の傾斜角θが35°〜77°
の範囲で5×10−4以下のエラーレートが得られるこ
とがわかる。
せた基板を用いた以外は実施例1と同様にして光磁気デ
ィスクを作製した。これらの光磁気ディスクについて実
施例1と同様にしてビットエラーレートを測定した。但
し、記録したNRZIランダムパターンにおける最短マ
ーク長は0.13μmとした。測定結果を図30に示
す。図30よりランド側壁の傾斜角θが35°〜77°
の範囲で5×10−4以下のエラーレートが得られるこ
とがわかる。
【0105】
【実施例8】図32に、本発明に従う光磁気記録媒体の
概略構成を示す。光磁気記録媒体100は、基板1上
に、誘電体層2、拡大再生層3、中間層4、記録層5、
補助磁性層6、保護層7及びヒートシンク層8を備え
る。かかる光磁気記録媒体100は、高周波スパッタ装
置を用いて以下のようにして成膜した。
概略構成を示す。光磁気記録媒体100は、基板1上
に、誘電体層2、拡大再生層3、中間層4、記録層5、
補助磁性層6、保護層7及びヒートシンク層8を備え
る。かかる光磁気記録媒体100は、高周波スパッタ装
置を用いて以下のようにして成膜した。
【0106】基板1には、0.6μmのランド幅、0.
6μmのグルーブ幅、溝深さ60nmを有する厚さ0.
6mmのポリカーボネート基板を用いた。スパッタ装置
の成膜室に基板1を装着し、成膜室を到達真空度8×1
0−5Paまで排気した後、基板を80℃で5時間真空
ベークし、かかる基板1上に、誘電体層2としてSiN
を60nmの膜厚で成膜した。
6μmのグルーブ幅、溝深さ60nmを有する厚さ0.
6mmのポリカーボネート基板を用いた。スパッタ装置
の成膜室に基板1を装着し、成膜室を到達真空度8×1
0−5Paまで排気した後、基板を80℃で5時間真空
ベークし、かかる基板1上に、誘電体層2としてSiN
を60nmの膜厚で成膜した。
【0107】次いで、誘電体層2上に拡大再生層3とし
て、希土類遷移金属合金GdFeを膜厚20nmで成膜
した。GdFeは、キュリー温度が約240℃、補償温
度がキュリー温度以上である。160℃における飽和磁
化は約55emu/cm3であった。次いで、拡大再生
層3上に、中間層4として、室温以下に補償温度を有す
る希土類遷移金属合金TbGdFeを膜厚10nmで成
膜した。キュリー温度は約150℃である。TbとGd
の比率は14%であった。次いで、中間層4上に記録層
5としてキュリー温度が280℃で補償温度が室温付近
にある希土類遷移金属合金TbFeCoを膜厚60nm
で成膜した。拡大再生層3、中間層4及び記録層5の3
層の磁性層は全て室温からキュリー温度まで垂直磁化膜
であった。
て、希土類遷移金属合金GdFeを膜厚20nmで成膜
した。GdFeは、キュリー温度が約240℃、補償温
度がキュリー温度以上である。160℃における飽和磁
化は約55emu/cm3であった。次いで、拡大再生
層3上に、中間層4として、室温以下に補償温度を有す
る希土類遷移金属合金TbGdFeを膜厚10nmで成
膜した。キュリー温度は約150℃である。TbとGd
の比率は14%であった。次いで、中間層4上に記録層
5としてキュリー温度が280℃で補償温度が室温付近
にある希土類遷移金属合金TbFeCoを膜厚60nm
で成膜した。拡大再生層3、中間層4及び記録層5の3
層の磁性層は全て室温からキュリー温度まで垂直磁化膜
であった。
【0108】次いで、記録層5上に、小さな記録磁界で
正確な記録ができるようにするために、補助磁性層6と
して、補償温度が室温以下で290℃のキュリー温度を
有する希土類遷移金属合金GdFeCoを膜厚10nm
にて成膜した。次いで、補助磁性層6上に、保護層7と
してSiNを膜厚20nmにて成膜し、保護層7上にヒ
ートシンク層8としてAlを膜厚30nmにて成膜し
た。こうして図32に示した積層構造を有する光磁気記
録媒体100を作製した。
正確な記録ができるようにするために、補助磁性層6と
して、補償温度が室温以下で290℃のキュリー温度を
有する希土類遷移金属合金GdFeCoを膜厚10nm
にて成膜した。次いで、補助磁性層6上に、保護層7と
してSiNを膜厚20nmにて成膜し、保護層7上にヒ
ートシンク層8としてAlを膜厚30nmにて成膜し
た。こうして図32に示した積層構造を有する光磁気記
録媒体100を作製した。
【0109】つぎに、光磁気記録媒体を評価機に装着し
て記録再生テストを行った。記録再生テストでは、波長
650nmのレーザー光と、開口数NAが0.60の対
物レンズを用いた。線速度は5m/secである。ま
ず、磁気記録再生層における磁区拡大現象を確認するた
めに、光磁気記録媒体に、光パルス磁界変調記録方式を
用いて、レーザー光の記録パワーを10mW、記録磁界
±200Oeとして、長さ0.20μmの孤立磁区を記
録した。光のパルスデューティーは30%とした。記録
周期は2.0μmとした。この値は、光スポット径λ/
NA(約1μm)の約2倍の長さである。一方、記録し
た孤立磁区長さは、光スポット径λ/NAの約5分の1
の長さに相当する。
て記録再生テストを行った。記録再生テストでは、波長
650nmのレーザー光と、開口数NAが0.60の対
物レンズを用いた。線速度は5m/secである。ま
ず、磁気記録再生層における磁区拡大現象を確認するた
めに、光磁気記録媒体に、光パルス磁界変調記録方式を
用いて、レーザー光の記録パワーを10mW、記録磁界
±200Oeとして、長さ0.20μmの孤立磁区を記
録した。光のパルスデューティーは30%とした。記録
周期は2.0μmとした。この値は、光スポット径λ/
NA(約1μm)の約2倍の長さである。一方、記録し
た孤立磁区長さは、光スポット径λ/NAの約5分の1
の長さに相当する。
【0110】かかる孤立磁区が形成された光磁気記録媒
体を、再生パワー1.5mWと3.0mWの2種類の再
生パワーを用いて再生した。図33に、再生パワー1.
5mWにて再生した場合と、再生パワー3.0mWにて
再生した場合の孤立磁区再生信号を示す。ここで、3.
0mWの再生パワーは、予備実験によって、信号対雑音
比(C/N)が最大となる最適再生パワーであることを
確認した。再生パワーが1.5mWの場合には、再生信
号波形の半値幅が0.66μm、裾野の幅が1.34μ
m、信号振幅が約54mVである。一方、再生パワーが
3.0mWの場合には、再生信号波形の半値幅が0.2
0μm、裾野の幅が0.64μm、信号振幅が約126
mVである。この結果から、再生信号波形の幅が狭くな
って分解能が向上し、信号振幅も増大しており、再生パ
ワーを3.0mWに調節することにより磁区拡大再生に
成功していることがわかる。
体を、再生パワー1.5mWと3.0mWの2種類の再
生パワーを用いて再生した。図33に、再生パワー1.
5mWにて再生した場合と、再生パワー3.0mWにて
再生した場合の孤立磁区再生信号を示す。ここで、3.
0mWの再生パワーは、予備実験によって、信号対雑音
比(C/N)が最大となる最適再生パワーであることを
確認した。再生パワーが1.5mWの場合には、再生信
号波形の半値幅が0.66μm、裾野の幅が1.34μ
m、信号振幅が約54mVである。一方、再生パワーが
3.0mWの場合には、再生信号波形の半値幅が0.2
0μm、裾野の幅が0.64μm、信号振幅が約126
mVである。この結果から、再生信号波形の幅が狭くな
って分解能が向上し、信号振幅も増大しており、再生パ
ワーを3.0mWに調節することにより磁区拡大再生に
成功していることがわかる。
【0111】一般に、信号振幅は再生パワーが高いほど
増大する。しかし、再生パワーが高くなると、再生層の
温度が上昇して磁気光学効果が減少してしまう。実際
に、高温ではかなり磁気光学効果が減少してしまう。そ
こで、参考のために、拡大再生層における磁区の拡大率
を算出した。拡大率は、再生パワーで上記信号振幅を規
格化することにより概算した。再生パワー1.5mWの
時の規格化された信号振幅は36mV/mW、3.0m
Wの時の規格化された信号振幅は42mV/mWとな
り、少なくとも16%以上拡大していることがわかる。
増大する。しかし、再生パワーが高くなると、再生層の
温度が上昇して磁気光学効果が減少してしまう。実際
に、高温ではかなり磁気光学効果が減少してしまう。そ
こで、参考のために、拡大再生層における磁区の拡大率
を算出した。拡大率は、再生パワーで上記信号振幅を規
格化することにより概算した。再生パワー1.5mWの
時の規格化された信号振幅は36mV/mW、3.0m
Wの時の規格化された信号振幅は42mV/mWとな
り、少なくとも16%以上拡大していることがわかる。
【0112】つぎに、本実施例の光磁気記録媒体の信号
対雑音比(C/N)のマーク長依存性を調べた。図34
に、その結果を示す。図34には、比較として、DWD
Dの報告例(T.Shiratori : J. Magn.Soc.Jpn., Vol.22
Supplement No.2(1998) p50Fig.10)の光磁気記録媒体
及び通常の光磁気記録媒体の信号対雑音比(C/N)の
マーク長依存性も示した。図34のグラフから、例え
ば、上記0.20μmのC/Nは、本発明では45.4
dBと極めて大きな値を示しているが、DWDDでは4
1dB程度と低い。また、DWDDでは長いマークはゴ
ースト信号のため測定できていないが、本発明ではマー
ク長が1.0μmであっても45dBを超える再生信号
が得られている。
対雑音比(C/N)のマーク長依存性を調べた。図34
に、その結果を示す。図34には、比較として、DWD
Dの報告例(T.Shiratori : J. Magn.Soc.Jpn., Vol.22
Supplement No.2(1998) p50Fig.10)の光磁気記録媒体
及び通常の光磁気記録媒体の信号対雑音比(C/N)の
マーク長依存性も示した。図34のグラフから、例え
ば、上記0.20μmのC/Nは、本発明では45.4
dBと極めて大きな値を示しているが、DWDDでは4
1dB程度と低い。また、DWDDでは長いマークはゴ
ースト信号のため測定できていないが、本発明ではマー
ク長が1.0μmであっても45dBを超える再生信号
が得られている。
【0113】図35には、本発明の最短マーク長0.1
2μmのNRZIランダムパターンの再生波形を示す。
本発明の光磁気記録媒体はゴースト信号が出ないため
に、記録マークの長さを制限する必要がなく、マーク長
にかかわらず良好なアイパターンが得られた。図35の
信号の真中を単純にスライスしてビットエラーレートを
測定したところ4.7×10−5であった。実用上の目
安となる1×10−4を大幅にクリアしている。
2μmのNRZIランダムパターンの再生波形を示す。
本発明の光磁気記録媒体はゴースト信号が出ないため
に、記録マークの長さを制限する必要がなく、マーク長
にかかわらず良好なアイパターンが得られた。図35の
信号の真中を単純にスライスしてビットエラーレートを
測定したところ4.7×10−5であった。実用上の目
安となる1×10−4を大幅にクリアしている。
【0114】
【実施例9】図36に、本発明の光磁気記録媒体の記録
再生に最適な記録再生装置の構成を示す。図36に示し
た記録再生装置71は、光磁気ディスク100にコード
データと同期した一定周期でパルス化された光を照射す
るためのレーザー光照射部と、記録再生時に光磁気ディ
スク100に制御された磁界を印加する磁界印加部と、
光磁気ディスク100からの信号を検出及び処理する信
号処理系とから主に構成する。レーザー光照射部におい
て、レーザー72はレーザー駆動回路73及び記録パル
ス幅/位相調整回路74(RC−PPA)に接続し、レ
ーザー駆動回路73は記録パルス幅位相調整回路74か
らの信号を受けてレーザー72のレーザパルス幅及び位
相を制御するようにする。記録パルス幅/位相調整回路
74はPLL回路75から後述するクロック信号を受け
て記録光の位相及びパルス幅を調整するための第1同期
信号を発生させる。
再生に最適な記録再生装置の構成を示す。図36に示し
た記録再生装置71は、光磁気ディスク100にコード
データと同期した一定周期でパルス化された光を照射す
るためのレーザー光照射部と、記録再生時に光磁気ディ
スク100に制御された磁界を印加する磁界印加部と、
光磁気ディスク100からの信号を検出及び処理する信
号処理系とから主に構成する。レーザー光照射部におい
て、レーザー72はレーザー駆動回路73及び記録パル
ス幅/位相調整回路74(RC−PPA)に接続し、レ
ーザー駆動回路73は記録パルス幅位相調整回路74か
らの信号を受けてレーザー72のレーザパルス幅及び位
相を制御するようにする。記録パルス幅/位相調整回路
74はPLL回路75から後述するクロック信号を受け
て記録光の位相及びパルス幅を調整するための第1同期
信号を発生させる。
【0115】磁界印加部において、磁界を印加する磁気
コイル76は磁気コイル駆動回路(M−DRIVE)7
7と接続し、記録時には磁気コイル駆動回路77はデー
タが入力される符号器70から位相調整回路(RE−P
A)78を通じて入力データを受けて磁気コイル76を
制御する。一方、再生時には、PLL回路75から後述
するクロック信号を受けて再生パルス幅・位相調整回路
(RP−PPA)79を通じて位相およびパルス幅を調
整するための第2同期信号を発生し、第2同期信号に基
づいて磁気コイル76を制御する。磁気コイル駆動回路
77に入力される信号を記録時と再生時で切り換えるた
めに、記録再生切換器(RC/RPSW)80を磁気コ
イル駆動回路77に接続する。
コイル76は磁気コイル駆動回路(M−DRIVE)7
7と接続し、記録時には磁気コイル駆動回路77はデー
タが入力される符号器70から位相調整回路(RE−P
A)78を通じて入力データを受けて磁気コイル76を
制御する。一方、再生時には、PLL回路75から後述
するクロック信号を受けて再生パルス幅・位相調整回路
(RP−PPA)79を通じて位相およびパルス幅を調
整するための第2同期信号を発生し、第2同期信号に基
づいて磁気コイル76を制御する。磁気コイル駆動回路
77に入力される信号を記録時と再生時で切り換えるた
めに、記録再生切換器(RC/RPSW)80を磁気コ
イル駆動回路77に接続する。
【0116】信号処理系において、レーザー72と光磁
気ディスク100との間には第1の偏光プリズム81を
配置し、その側方には第2の偏光プリズム82及び検出
器83及び84を配置する。検出器83及び84は、そ
れぞれ、I/V変換器85及び86を介して、共に、減
算器87及び加算器88に接続する。加算器88はクロ
ック抽出回路(SCC)89を介してPLL回路75に
接続する。減算器87はクロックに同期して信号をホー
ルドするサンプルホールド(S/H)回路90、同様に
クロックと同期してアナログデジタル変換を行うA/D
変換回路91、2値化信号処理回路(BSC)92を介
して復号器93に接続する。
気ディスク100との間には第1の偏光プリズム81を
配置し、その側方には第2の偏光プリズム82及び検出
器83及び84を配置する。検出器83及び84は、そ
れぞれ、I/V変換器85及び86を介して、共に、減
算器87及び加算器88に接続する。加算器88はクロ
ック抽出回路(SCC)89を介してPLL回路75に
接続する。減算器87はクロックに同期して信号をホー
ルドするサンプルホールド(S/H)回路90、同様に
クロックと同期してアナログデジタル変換を行うA/D
変換回路91、2値化信号処理回路(BSC)92を介
して復号器93に接続する。
【0117】信号処理系は、図36に示すように、S/
H回路90とA/D変換回路91との間に、低域信号を
カットする信号処理装置190を備える。信号処理装置
190は、サンプルホールドの後、イコライジング回路
で波形等価し低域のノイズを圧縮してA/D回路で変調
信号を形成する。
H回路90とA/D変換回路91との間に、低域信号を
カットする信号処理装置190を備える。信号処理装置
190は、サンプルホールドの後、イコライジング回路
で波形等価し低域のノイズを圧縮してA/D回路で変調
信号を形成する。
【0118】上記装置構成において、レーザー72から
出射した光をコリメータレンズ94によって平行光に
し、偏光プリズム81を通って対物レンズ95によって
光磁気ディスク100上に集光する。ディスクからの反
射光は偏光プリズム81によって偏光プリズム82の方
向に向け、1/2波長板96を透過した後、偏光プリズ
ム82で二方向に分割する。分割した光はそれぞれ検出
レンズ97で集光して光検出器83及び84に導く。こ
こで、光磁気ディスク100上にはトラッキングエラー
信号及びクロック信号生成用のピットが予め形成してお
けば良い。クロック信号生成用ピットからの反射光を示
す信号を検出器83及び84で検出した後、クロック抽
出回路89において抽出する。次いでクロック抽出回路
89に接続したPLL回路75においてデータチャネル
クロックを発生させる。
出射した光をコリメータレンズ94によって平行光に
し、偏光プリズム81を通って対物レンズ95によって
光磁気ディスク100上に集光する。ディスクからの反
射光は偏光プリズム81によって偏光プリズム82の方
向に向け、1/2波長板96を透過した後、偏光プリズ
ム82で二方向に分割する。分割した光はそれぞれ検出
レンズ97で集光して光検出器83及び84に導く。こ
こで、光磁気ディスク100上にはトラッキングエラー
信号及びクロック信号生成用のピットが予め形成してお
けば良い。クロック信号生成用ピットからの反射光を示
す信号を検出器83及び84で検出した後、クロック抽
出回路89において抽出する。次いでクロック抽出回路
89に接続したPLL回路75においてデータチャネル
クロックを発生させる。
【0119】データ記録の際に、レーザー72はレーザ
ー駆動回路73によってデータチャネルクロックに同期
するように一定周波数で変調し、幅の狭い連続したパル
ス光を放射し、回転する光磁気ディスク100のデータ
記録エリアを等間隔に局部的に加熱する。また、データ
チャネルクロックは、磁界印加部の符号器70を制御し
て、基準クロック周期のデータ信号を発生させる。デー
タ信号は位相調整回路78を経て磁気コイル駆動装置7
7に送る。磁気コイル駆動装置77は、磁界コイル76
を制御してデータ信号に対応した極性の磁界を光磁気デ
ィスク100のデータ記録エリアの加熱部分に印加す
る。
ー駆動回路73によってデータチャネルクロックに同期
するように一定周波数で変調し、幅の狭い連続したパル
ス光を放射し、回転する光磁気ディスク100のデータ
記録エリアを等間隔に局部的に加熱する。また、データ
チャネルクロックは、磁界印加部の符号器70を制御し
て、基準クロック周期のデータ信号を発生させる。デー
タ信号は位相調整回路78を経て磁気コイル駆動装置7
7に送る。磁気コイル駆動装置77は、磁界コイル76
を制御してデータ信号に対応した極性の磁界を光磁気デ
ィスク100のデータ記録エリアの加熱部分に印加す
る。
【0120】記録方式としては光パルス磁界変調方式を
用いる。この方式は印加した記録磁界が十分な大きさに
到達したところでレーザー光をパルス状に照射するた
め、外部磁界の切り換わる領域で記録されるのを省くこ
とができ、その結果微小な磁区を低ノイズで記録するこ
とが可能な技術である。
用いる。この方式は印加した記録磁界が十分な大きさに
到達したところでレーザー光をパルス状に照射するた
め、外部磁界の切り換わる領域で記録されるのを省くこ
とができ、その結果微小な磁区を低ノイズで記録するこ
とが可能な技術である。
【0121】情報の再生には、光磁気記録媒体に再生磁
界を印加する必要はなく、光磁気記録媒体に再生光を照
射し、前述の第1〜第3のタイプの光磁気記録媒体の再
生原理に基づいて、記録層の微小磁区を再生層に転写し
て拡大させる。光磁気記録媒体からの戻り光を光検出器
で検出して情報を再生する。再生光には、連続光または
パルス光を用いることができる。再生パワーが変調され
た再生光を用いることもできる。
界を印加する必要はなく、光磁気記録媒体に再生光を照
射し、前述の第1〜第3のタイプの光磁気記録媒体の再
生原理に基づいて、記録層の微小磁区を再生層に転写し
て拡大させる。光磁気記録媒体からの戻り光を光検出器
で検出して情報を再生する。再生光には、連続光または
パルス光を用いることができる。再生パワーが変調され
た再生光を用いることもできる。
【0122】光磁気記録媒体を再生する際、前述の原理
に基づく再生層の磁区の拡大を容易にするために、変調
された再生磁界を印加することもできる。
に基づく再生層の磁区の拡大を容易にするために、変調
された再生磁界を印加することもできる。
【0123】
【実施例10】本発明に従う別の光磁気記録媒体を、図
37及び図14を用いて説明する。図37に示したよう
に、光磁気ディスク200は、基板1上に、誘電体層
2、拡大再生層3、拡大トリガー層4’、記録層5、記
録補助層6’、保護層7及びヒートシンク層8を備え
る。かかる光磁気ディスク200は、上記各層を高周波
スパッタ装置(不図示)を用いて以下のように成膜し
た。
37及び図14を用いて説明する。図37に示したよう
に、光磁気ディスク200は、基板1上に、誘電体層
2、拡大再生層3、拡大トリガー層4’、記録層5、記
録補助層6’、保護層7及びヒートシンク層8を備え
る。かかる光磁気ディスク200は、上記各層を高周波
スパッタ装置(不図示)を用いて以下のように成膜し
た。
【0124】基板1は、直径120mm、厚さ0.6m
mの透明なポリカーボネートである。基板1の表面に
は、射出成形により、図21に示すようにランド1L
と、ランド1L間に画成されるグルーブ1Gが形成され
ている。図21に示したように、ランド側壁LWの傾斜
角をθとし、ランド1Lの高さ、即ち、グルーブ1Gの
深さDの半分(D/2)の高さ位置におけるランド1L
の幅をランド半値幅Lとする。また、グルーブ1Gの深
さDの半分の高さ位置におけるグルーブの幅をグルーブ
半値幅Gとする。グルーブ半値幅は、あるランドのラン
ド側壁LWの高さ方向の中間地点と隣接するランドのラ
ンド側壁LWの高さ方向の中間地点の間の距離である。
この場合、トラックピッチTPは、TP=G+Lで表さ
れる。
mの透明なポリカーボネートである。基板1の表面に
は、射出成形により、図21に示すようにランド1L
と、ランド1L間に画成されるグルーブ1Gが形成され
ている。図21に示したように、ランド側壁LWの傾斜
角をθとし、ランド1Lの高さ、即ち、グルーブ1Gの
深さDの半分(D/2)の高さ位置におけるランド1L
の幅をランド半値幅Lとする。また、グルーブ1Gの深
さDの半分の高さ位置におけるグルーブの幅をグルーブ
半値幅Gとする。グルーブ半値幅は、あるランドのラン
ド側壁LWの高さ方向の中間地点と隣接するランドのラ
ンド側壁LWの高さ方向の中間地点の間の距離である。
この場合、トラックピッチTPは、TP=G+Lで表さ
れる。
【0125】本実施例では、表1に示すような種々の形
状寸法を有する基板を用意した。
状寸法を有する基板を用意した。
【0126】
【表1】
【0127】上記の基板の表面に、それぞれ紫外線ラン
プを用いて、ピーク波長λが185+254nmの紫外
線を照射した。上記ランプを基板1表面から70mm上
方に設置し、基板1を2rpmの速度で回転させること
により、表面粗さ0.3nmとなるような平滑化した。
プを用いて、ピーク波長λが185+254nmの紫外
線を照射した。上記ランプを基板1表面から70mm上
方に設置し、基板1を2rpmの速度で回転させること
により、表面粗さ0.3nmとなるような平滑化した。
【0128】次いで、基板1のランド・グルーブ形成面
上に、ターゲット材料としてSiを用い、Ar+N2雰
囲気中にて、誘電体層2を厚さ60nmで形成した。誘
電体層2は、層内で再生用光ビームを多重干渉させ、検
出されるカー回転角を実質的に増加させるための層であ
る。
上に、ターゲット材料としてSiを用い、Ar+N2雰
囲気中にて、誘電体層2を厚さ60nmで形成した。誘
電体層2は、層内で再生用光ビームを多重干渉させ、検
出されるカー回転角を実質的に増加させるための層であ
る。
【0129】次いで、誘電体層2表面上に、Gd及びF
eの単体ターゲットを同時スパッタし、膜厚20nmと
なるように拡大再生層3を形成した。これにより、形成
されたGdFe拡大再生層3は垂直磁化膜であり、キュ
リー温度は約240℃、補償温度はキュリー温度以上で
あった。拡大再生層3は、記録補助層6’から転写され
る磁区が拡大される層である。
eの単体ターゲットを同時スパッタし、膜厚20nmと
なるように拡大再生層3を形成した。これにより、形成
されたGdFe拡大再生層3は垂直磁化膜であり、キュ
リー温度は約240℃、補償温度はキュリー温度以上で
あった。拡大再生層3は、記録補助層6’から転写され
る磁区が拡大される層である。
【0130】次いで、拡大再生層3上に、Tb、Gd及
びFeの単体ターゲットを同時にスパッタすることによ
り、拡大トリガー層4’を膜厚10nmで形成した。こ
のとき、TbGdFe拡大トリガー層4’は垂直磁化膜
であり、キュリー温度が140℃、補償温度が室温以下
であった。拡大トリガー層4’は、拡大再生層3及び記
録層5とそれぞれ磁気的に交換結合している。
びFeの単体ターゲットを同時にスパッタすることによ
り、拡大トリガー層4’を膜厚10nmで形成した。こ
のとき、TbGdFe拡大トリガー層4’は垂直磁化膜
であり、キュリー温度が140℃、補償温度が室温以下
であった。拡大トリガー層4’は、拡大再生層3及び記
録層5とそれぞれ磁気的に交換結合している。
【0131】次いで、拡大トリガー層4’上に、Tb、
Fe及びCoの単体ターゲットを同時にスパッタするこ
とにより、TbFeCo記録層5を膜厚75nmで形成
した。記録層5のキュリー温度が250℃、補償温度が
約25℃であった。記録層5は、情報が磁化として記録
される層である。
Fe及びCoの単体ターゲットを同時にスパッタするこ
とにより、TbFeCo記録層5を膜厚75nmで形成
した。記録層5のキュリー温度が250℃、補償温度が
約25℃であった。記録層5は、情報が磁化として記録
される層である。
【0132】次いで、記録層5上に、Gd、Fe及びC
oの単体ターゲットを同時にスパッタすることにより、
GdFeCo記録補助層6’を膜厚10nmで形成し
た。記録補助層6’のキュリー温度が270℃、補償温
度が室温以下であった。記録補助層6’は、記録層5と
交換結合して、より小さい変調磁界で記録層5への記録
を可能とする層である。
oの単体ターゲットを同時にスパッタすることにより、
GdFeCo記録補助層6’を膜厚10nmで形成し
た。記録補助層6’のキュリー温度が270℃、補償温
度が室温以下であった。記録補助層6’は、記録層5と
交換結合して、より小さい変調磁界で記録層5への記録
を可能とする層である。
【0133】次いで、記録補助層6’上に、Ar+N2
雰囲気中においてターゲット材料としてSiを用いてス
パッタを行うことにより、保護層7を膜厚20nmで形
成した。保護層7は、基板1上に積層された各層2〜6
を保護するための層である。
雰囲気中においてターゲット材料としてSiを用いてス
パッタを行うことにより、保護層7を膜厚20nmで形
成した。保護層7は、基板1上に積層された各層2〜6
を保護するための層である。
【0134】また、保護層7上に、AlTiの合金をタ
ーゲットに用いることにより、ヒートシンク層8を膜厚
30nmで形成した。ヒートシンク層8は、記録時に光
磁気ディスク内に発生する熱を外部に放熱するため層で
ある。さらに、ヒートシンク層8上に、アクリル系の紫
外線硬化型樹脂を塗布し、その後、紫外線を照射し、硬
化させることにより、保護コート層9を膜厚10μmで
形成した。
ーゲットに用いることにより、ヒートシンク層8を膜厚
30nmで形成した。ヒートシンク層8は、記録時に光
磁気ディスク内に発生する熱を外部に放熱するため層で
ある。さらに、ヒートシンク層8上に、アクリル系の紫
外線硬化型樹脂を塗布し、その後、紫外線を照射し、硬
化させることにより、保護コート層9を膜厚10μmで
形成した。
【0135】次に、本実施例で作製した光磁気ディスク
200を、不図示の光磁気記録再生装置を用いて情報の
記録再生テストを行った。光磁気記録再生装置は、波長
640nmのレーザー光と開口数(NA)0.6の対物
レンズを有する光ヘッドを備えている。記録方式とし
て、レーザー光をパルス状に照射して、外部磁界を記録
情報に応じて変調させながら印加する、光パルス磁界変
調方式を用いた。記録時の線速度は3.5m/secで
あり、記録磁界は±200Oeに変調した。また、記録
時のパルス光のデューティを30%とし、レーザー光の
記録パワーに関しては最適化を行った。グルーブ部に最
短マーク長0.12μmのランダムパターンを記録した
後、最適化した再生パワーの再生光を用いて、ビットエ
ラーレート(BER)を測定した。表1に示した種々の
G/L比を有する光磁気ディスクについて、ビットエラ
ーレートをそれぞれ測定し、図38のグラフにG/Lに
対するビットエラーレートの変化を表した。ビットエラ
ーレートの閾値(上限)を5×10−4と定めた。図3
8のグラフより、G/Lが1.3≦G/L≦4.0のと
きに、良好なビットエラーレートを示すことが分かる。
200を、不図示の光磁気記録再生装置を用いて情報の
記録再生テストを行った。光磁気記録再生装置は、波長
640nmのレーザー光と開口数(NA)0.6の対物
レンズを有する光ヘッドを備えている。記録方式とし
て、レーザー光をパルス状に照射して、外部磁界を記録
情報に応じて変調させながら印加する、光パルス磁界変
調方式を用いた。記録時の線速度は3.5m/secで
あり、記録磁界は±200Oeに変調した。また、記録
時のパルス光のデューティを30%とし、レーザー光の
記録パワーに関しては最適化を行った。グルーブ部に最
短マーク長0.12μmのランダムパターンを記録した
後、最適化した再生パワーの再生光を用いて、ビットエ
ラーレート(BER)を測定した。表1に示した種々の
G/L比を有する光磁気ディスクについて、ビットエラ
ーレートをそれぞれ測定し、図38のグラフにG/Lに
対するビットエラーレートの変化を表した。ビットエラ
ーレートの閾値(上限)を5×10−4と定めた。図3
8のグラフより、G/Lが1.3≦G/L≦4.0のと
きに、良好なビットエラーレートを示すことが分かる。
【0136】本実施例においては、光磁気ディスクとし
て8層(保護コート層9を除く)を有する例を示した
が、基本的な層構成として、基板上に情報を保持する記
録層とその保持された情報が再生時に転写される拡大再
生層とを有する光磁気ディスクであれば、G/Lの上記
範囲が有効であることが分かった。また、本実施例にお
いては、基板表面の平滑化方法として紫外線照射法を用
いたが、基板加熱法やプラズマエッチング法等を用いて
もよい。
て8層(保護コート層9を除く)を有する例を示した
が、基本的な層構成として、基板上に情報を保持する記
録層とその保持された情報が再生時に転写される拡大再
生層とを有する光磁気ディスクであれば、G/Lの上記
範囲が有効であることが分かった。また、本実施例にお
いては、基板表面の平滑化方法として紫外線照射法を用
いたが、基板加熱法やプラズマエッチング法等を用いて
もよい。
【0137】
【実施例11】基板1のグルーブ及びランドの形状寸法
を表2のように作製した以外は、実施例10と同様に光
磁気ディスクを作製した。
を表2のように作製した以外は、実施例10と同様に光
磁気ディスクを作製した。
【0138】
【表2】
【0139】本実施例においては、グルーブの深さDの
みを変更して、複数の光磁気ディスクを作製した。実施
例10と同様にして、不図示の光磁気記録再生装置を用
いて、ランダムパターンを記録再生した。各光磁気ディ
スクについて、グルーブ深さDに対するビットエラーレ
ートの変化を調べた。その結果を、図39に示した。ビ
ットエラーレートの閾値を1×10−4とした場合、図
39より、Dの値が30nm〜80nmであるときに、
良好なビットエラーレートを達成していることが分か
る。
みを変更して、複数の光磁気ディスクを作製した。実施
例10と同様にして、不図示の光磁気記録再生装置を用
いて、ランダムパターンを記録再生した。各光磁気ディ
スクについて、グルーブ深さDに対するビットエラーレ
ートの変化を調べた。その結果を、図39に示した。ビ
ットエラーレートの閾値を1×10−4とした場合、図
39より、Dの値が30nm〜80nmであるときに、
良好なビットエラーレートを達成していることが分か
る。
【0140】変形例として、拡大トリガー層として、T
bGdFeCoを膜厚10nmで形成し、基板のグルー
ブ深さを70nm、65nm、60nm、55nm、5
0nm、45nm、40nm、35nm及び30nmに
した以外はこの実施例と同様にして種々の光磁気ディス
クを作製した。この拡大トリガー層は、Tb、Gd、F
e、Coの単体ターゲットを同時スパッタし、補償温度
が室温以下の垂直磁化膜となるよう、膜組成を調整し
た。拡大トリガー層4は140℃で再生層3と記録層5
の交換結合力を遮断する働きをする。これらの光磁気デ
ィスクについて実施例11と同様にしてビットエラーレ
ートを測定し、グルーブ深さDに対するビットエラーレ
ートの変化を調べた。その結果を、図39に変形例とし
て示した。最短マーク長は0.13μmである。Dの値
が35nm〜65nmであるときに、良好なビットエラ
ーレートを達成していることが分かる。
bGdFeCoを膜厚10nmで形成し、基板のグルー
ブ深さを70nm、65nm、60nm、55nm、5
0nm、45nm、40nm、35nm及び30nmに
した以外はこの実施例と同様にして種々の光磁気ディス
クを作製した。この拡大トリガー層は、Tb、Gd、F
e、Coの単体ターゲットを同時スパッタし、補償温度
が室温以下の垂直磁化膜となるよう、膜組成を調整し
た。拡大トリガー層4は140℃で再生層3と記録層5
の交換結合力を遮断する働きをする。これらの光磁気デ
ィスクについて実施例11と同様にしてビットエラーレ
ートを測定し、グルーブ深さDに対するビットエラーレ
ートの変化を調べた。その結果を、図39に変形例とし
て示した。最短マーク長は0.13μmである。Dの値
が35nm〜65nmであるときに、良好なビットエラ
ーレートを達成していることが分かる。
【0141】基板のグルーブ深さが、70nm以上に深
い場合はグルーブの端が熱せられにくく記録マークの拡
大再生が妨げられるからエラーレートが低下すると考え
られる。一方、基板の深さが30nm以下となるとトラ
ッキング信号が小さくなり、グルーブを追跡することが
できなくなった。それゆえ、グルーブ深さは30〜7
0、特に35nm〜65nmがこの例における光磁気デ
ィスクに最適であることがわかる。
い場合はグルーブの端が熱せられにくく記録マークの拡
大再生が妨げられるからエラーレートが低下すると考え
られる。一方、基板の深さが30nm以下となるとトラ
ッキング信号が小さくなり、グルーブを追跡することが
できなくなった。それゆえ、グルーブ深さは30〜7
0、特に35nm〜65nmがこの例における光磁気デ
ィスクに最適であることがわかる。
【0142】本実施例では、一例として波長650nm
の再生レーザ光を使用したが、一般に基板に入射する入
射光と基板からの反射光の位相差は、再生レーザー光の
波長と基板の屈折率と基板のグルーブ深さによって一意
的に決定されるので、この例からはグルーブ深さがλ/
12n〜λ/7nの基板を有する光磁気ディスクが望ま
しいことがわかる。
の再生レーザ光を使用したが、一般に基板に入射する入
射光と基板からの反射光の位相差は、再生レーザー光の
波長と基板の屈折率と基板のグルーブ深さによって一意
的に決定されるので、この例からはグルーブ深さがλ/
12n〜λ/7nの基板を有する光磁気ディスクが望ま
しいことがわかる。
【0143】
【実施例12】基板1のグルーブ及びランドの形状寸法
を表3のように作製した以外は、実施例10と同様に光
磁気ディスクを作製した。
を表3のように作製した以外は、実施例10と同様に光
磁気ディスクを作製した。
【0144】
【表3】
【0145】本実施例においては、基板のランド側壁面
(グルーブを区画する壁面)の傾斜角度θのみを変更し
て、表3に示した基板を用いて複数の光磁気ディスクを
作製した。実施例10と同様にして、不図示の光磁気記
録再生装置を用いて、ランダムパターンを記録再生し
た。各光磁気ディスクについて、ランド側壁面の傾斜角
度θに対するビットエラーレートの変化を調べた。その
結果を、図40に示した。ビットエラーレートの閾値
(上限)を5×10−4とした場合、図40より、θの
値35°〜77°が好ましく、ビットエラーレートの閾
値を1×10−4とした場合、θの値40°〜75°が
好ましい。
(グルーブを区画する壁面)の傾斜角度θのみを変更し
て、表3に示した基板を用いて複数の光磁気ディスクを
作製した。実施例10と同様にして、不図示の光磁気記
録再生装置を用いて、ランダムパターンを記録再生し
た。各光磁気ディスクについて、ランド側壁面の傾斜角
度θに対するビットエラーレートの変化を調べた。その
結果を、図40に示した。ビットエラーレートの閾値
(上限)を5×10−4とした場合、図40より、θの
値35°〜77°が好ましく、ビットエラーレートの閾
値を1×10−4とした場合、θの値40°〜75°が
好ましい。
【0146】
【比較例(ランド記録)】基板1のグルーブ及びランド
を、トラックピッチ(TP)0.70μm、ランド半値
幅(L)0.50μm、グルーブ半値幅(G)0.20
μm、グルーブ深さ(D)60nm、ランド側壁面傾斜
角度(θ)が65°となるように形成した以外は、実施
例10と同様にして光磁気ディスクを作製した。次い
で、この光磁気ディスクに、実施例10と同様にして、
光磁気記録再生装置を用いて、ランダムパターンを記録
再生した。但し、レーザー光の記録パワーを変化させ、
ランド部に最短マーク長0.13μmのランダムパター
ンを記録した。各記録パターンを再生してビットエラー
レートの記録パワー依存性を調べた。図41にビットエ
ラーレートの記録パワー依存性を表すグラフを示す。次
いで、記録パワーを一定とし、再生パワーを変動させて
再生した場合のビットエラーレートの再生パワー依存性
を求めた。図42にビットエラーレートの再生パワー依
存性を表すグラフを示す。閾値の上限として、いずれの
場合も1×10−4とした。
を、トラックピッチ(TP)0.70μm、ランド半値
幅(L)0.50μm、グルーブ半値幅(G)0.20
μm、グルーブ深さ(D)60nm、ランド側壁面傾斜
角度(θ)が65°となるように形成した以外は、実施
例10と同様にして光磁気ディスクを作製した。次い
で、この光磁気ディスクに、実施例10と同様にして、
光磁気記録再生装置を用いて、ランダムパターンを記録
再生した。但し、レーザー光の記録パワーを変化させ、
ランド部に最短マーク長0.13μmのランダムパター
ンを記録した。各記録パターンを再生してビットエラー
レートの記録パワー依存性を調べた。図41にビットエ
ラーレートの記録パワー依存性を表すグラフを示す。次
いで、記録パワーを一定とし、再生パワーを変動させて
再生した場合のビットエラーレートの再生パワー依存性
を求めた。図42にビットエラーレートの再生パワー依
存性を表すグラフを示す。閾値の上限として、いずれの
場合も1×10−4とした。
【0147】
【参考例(グルーブ記録)】基板1のグルーブ及びラン
ドを、トラックピッチ(TP)0.70μm、ランド半
値幅(L)0.20μm、グルーブ半値幅(G)0.5
0μm、グルーブ深さ(D)60nm、ランド側壁面傾
斜角度(θ)65°になるように形成した以外は、比較
例と同様に、光磁気ディスクを作製した。但し、この光
磁気ディスクでは、グルーブにランダムパターンを、比
較例と同様に記録した。ビットエラーレートの記録パワ
ー依存性及び再生パワー依存性を調べた。その結果を、
ランド記録と比較するために、図41及び図42に示
す。
ドを、トラックピッチ(TP)0.70μm、ランド半
値幅(L)0.20μm、グルーブ半値幅(G)0.5
0μm、グルーブ深さ(D)60nm、ランド側壁面傾
斜角度(θ)65°になるように形成した以外は、比較
例と同様に、光磁気ディスクを作製した。但し、この光
磁気ディスクでは、グルーブにランダムパターンを、比
較例と同様に記録した。ビットエラーレートの記録パワ
ー依存性及び再生パワー依存性を調べた。その結果を、
ランド記録と比較するために、図41及び図42に示
す。
【0148】図41及び図42より、ランド部に情報を
記録した場合に比べ、グルーブ部に情報記録した場合の
方が、ビットエラーレートに対する記録及び再生のパワ
ー感度を増大することができることが分かる。これによ
り、光磁気記録再生装置のドライブ、ひいては光磁気記
録再生装置自体の消費電力の低減が可能となる。
記録した場合に比べ、グルーブ部に情報記録した場合の
方が、ビットエラーレートに対する記録及び再生のパワ
ー感度を増大することができることが分かる。これによ
り、光磁気記録再生装置のドライブ、ひいては光磁気記
録再生装置自体の消費電力の低減が可能となる。
【0149】
【実施例13】この例では図43に示すような構造の光
磁気ディスク400を製造する。光磁気ディスク400
は、拡大再生層3、中間層4及び記録層5以外は、実施
例1で作製した光磁気ディスクと同様である。誘電体層
2上に拡大再生層3として、希土類遷移金属合金GdF
eを膜厚20nmで成膜した。このGdFe膜は、キュ
リー温度が約200℃、補償温度がキュリー温度以上で
あった。拡大再生層3の130℃における飽和磁化は約
50emu/cm3であった。
磁気ディスク400を製造する。光磁気ディスク400
は、拡大再生層3、中間層4及び記録層5以外は、実施
例1で作製した光磁気ディスクと同様である。誘電体層
2上に拡大再生層3として、希土類遷移金属合金GdF
eを膜厚20nmで成膜した。このGdFe膜は、キュ
リー温度が約200℃、補償温度がキュリー温度以上で
あった。拡大再生層3の130℃における飽和磁化は約
50emu/cm3であった。
【0150】拡大再生層3上に、中間層4として、補償
温度が室温以下である希土類遷移金属合金TbGdFe
Coを膜厚10nmで成膜した。このTbGdFeCo
膜のキュリー温度は、拡大再生層のキュリー温度より高
く約220℃であった。TbGdFeCo膜におけるT
bとGdの比率(Tb/Gd)は20%であり、Feと
Coの比率(Fe/Co)は15%であった。中間層4
の製膜後に、中間層の表面をわずかに窒化ないし酸化処
理をする。
温度が室温以下である希土類遷移金属合金TbGdFe
Coを膜厚10nmで成膜した。このTbGdFeCo
膜のキュリー温度は、拡大再生層のキュリー温度より高
く約220℃であった。TbGdFeCo膜におけるT
bとGdの比率(Tb/Gd)は20%であり、Feと
Coの比率(Fe/Co)は15%であった。中間層4
の製膜後に、中間層の表面をわずかに窒化ないし酸化処
理をする。
【0151】処理方法として、中間層4の製膜後にスパ
ッタ装置の真空チャンバー内に窒素ないし酸素を混合し
たArガスを導入し、積層した中間層に対してスパッタ
エッチングを行なうことができる。この処理により中間
層4の表面に薄い、例えば、1原子から数原子層の窒化
層または酸化層が形成される。あるいは、この処理によ
り、中間層4を構成するTbGdFeCoの表面に酸素
原子または窒素原子が混入される。それゆえ、中間層4
の表面部分のキュリー温度が低下する。この低下したキ
ュリー温度が再生温度より低ければ、再生光照射により
この表面部分の磁化が消失して、記録層と拡大再生層の
交換結合力が遮蔽または遮断されることになる。それゆ
え、中間層の磁化の温度変化とは独立に記録層と拡大再
生層の交換結合力及びその温度変化を制御することが可
能となる。そして、拡大再生層と結合した中間層の磁化
が消失することなく、拡大再生層では再生時のある温度
で臨界的に記録層との交換結合力から解放され、磁区が
急峻に拡大し始め、最小磁区径まで拡大する。この拡大
した磁区から大きな再生信号が得られる。
ッタ装置の真空チャンバー内に窒素ないし酸素を混合し
たArガスを導入し、積層した中間層に対してスパッタ
エッチングを行なうことができる。この処理により中間
層4の表面に薄い、例えば、1原子から数原子層の窒化
層または酸化層が形成される。あるいは、この処理によ
り、中間層4を構成するTbGdFeCoの表面に酸素
原子または窒素原子が混入される。それゆえ、中間層4
の表面部分のキュリー温度が低下する。この低下したキ
ュリー温度が再生温度より低ければ、再生光照射により
この表面部分の磁化が消失して、記録層と拡大再生層の
交換結合力が遮蔽または遮断されることになる。それゆ
え、中間層の磁化の温度変化とは独立に記録層と拡大再
生層の交換結合力及びその温度変化を制御することが可
能となる。そして、拡大再生層と結合した中間層の磁化
が消失することなく、拡大再生層では再生時のある温度
で臨界的に記録層との交換結合力から解放され、磁区が
急峻に拡大し始め、最小磁区径まで拡大する。この拡大
した磁区から大きな再生信号が得られる。
【0152】中間層の表面処理の程度は、スパッタガス
として窒素、酸素のArガスに対する分圧比や全ガス
圧、投入パワー、スパッタエッチング時間などに依存す
るので、適宜調整することができる。重要なことは、中
間層4と拡大再生層3の界面で交換結合力が遮蔽又は遮
断される温度を、再生光のスポット中央部付近に発生す
る温度(高温)になるよう設定する。通常、この温度は
160〜180℃であると考えられる。再生層及び記録
層の交換結合力の温度変化は、前述のようにカーヒステ
リシスカーブのマイナーループの温度変化から測定する
ことができる。
として窒素、酸素のArガスに対する分圧比や全ガス
圧、投入パワー、スパッタエッチング時間などに依存す
るので、適宜調整することができる。重要なことは、中
間層4と拡大再生層3の界面で交換結合力が遮蔽又は遮
断される温度を、再生光のスポット中央部付近に発生す
る温度(高温)になるよう設定する。通常、この温度は
160〜180℃であると考えられる。再生層及び記録
層の交換結合力の温度変化は、前述のようにカーヒステ
リシスカーブのマイナーループの温度変化から測定する
ことができる。
【0153】本実施例では、表面処理条件として、窒素
を5%混入したArガスを0.3Paの圧力でチャンバ
ー内に導入し、50WのRF電力を印加して3秒間のス
パッタエッチングを行なった。これにより交換結合力が
遮断される温度が160℃であった。この交換結合力遮
断温度は、中間層の表面処理により中間層のキュリー温
度(約220℃)よりも低くなる。そのため、中間層4
のキュリー温度は拡大再生層3のキュリー温度に対し独
立に設定することができる。一般には、中間層4の表面
処理により交換結合力遮断温度は中間層のキュリー温度
より低くなるので、中間層4のキュリー温度は拡大再生
層3のキュリー温度よりも高く設定するほうが効果的で
ある。
を5%混入したArガスを0.3Paの圧力でチャンバ
ー内に導入し、50WのRF電力を印加して3秒間のス
パッタエッチングを行なった。これにより交換結合力が
遮断される温度が160℃であった。この交換結合力遮
断温度は、中間層の表面処理により中間層のキュリー温
度(約220℃)よりも低くなる。そのため、中間層4
のキュリー温度は拡大再生層3のキュリー温度に対し独
立に設定することができる。一般には、中間層4の表面
処理により交換結合力遮断温度は中間層のキュリー温度
より低くなるので、中間層4のキュリー温度は拡大再生
層3のキュリー温度よりも高く設定するほうが効果的で
ある。
【0154】上記のように表面処理した中間層4上に、
記録層5としてキュリー温度が260℃で補償温度が室
温付近にある希土類遷移金属合金TbFeCoを膜厚4
0nmで成膜した。拡大再生層3、中間層4及び記録層
5の3層は全て室温からキュリー温度まで垂直磁化膜で
あった。
記録層5としてキュリー温度が260℃で補償温度が室
温付近にある希土類遷移金属合金TbFeCoを膜厚4
0nmで成膜した。拡大再生層3、中間層4及び記録層
5の3層は全て室温からキュリー温度まで垂直磁化膜で
あった。
【0155】上記のように構成した光磁気ディスクにお
いては、中間層のキュリー温度が拡大再生層より高い
が、中間層と記録層の界面の交換結合力を遮断する温度
が160℃であり、中間層のキュリー温度を150℃と
した実施例8と同じ温度で磁区拡大がおこるため、両者
の記録再生特性はほとんど同じであった。
いては、中間層のキュリー温度が拡大再生層より高い
が、中間層と記録層の界面の交換結合力を遮断する温度
が160℃であり、中間層のキュリー温度を150℃と
した実施例8と同じ温度で磁区拡大がおこるため、両者
の記録再生特性はほとんど同じであった。
【0156】この例では、中間層を成膜後、中間層の表
面を処理したが、拡大再生層を成膜後に拡大再生層の表
面を上記と同様にして処理してもよいし、記録層の中間
層側の表面を処理しても良い。あるいは、中間層と記録
層の界面または中間層と拡大再生層の界面にその界面近
傍のキュリー温度を低下させる物質をアイランド状に分
布させるか、または1〜数原子層の厚みで堆積させても
よい。キュリー温度を低下させる物質として希土類元素
やニッケルを用い得る。あるいは中間層を堆積している
途中で上記のような表面処理を行ってもよい。
面を処理したが、拡大再生層を成膜後に拡大再生層の表
面を上記と同様にして処理してもよいし、記録層の中間
層側の表面を処理しても良い。あるいは、中間層と記録
層の界面または中間層と拡大再生層の界面にその界面近
傍のキュリー温度を低下させる物質をアイランド状に分
布させるか、または1〜数原子層の厚みで堆積させても
よい。キュリー温度を低下させる物質として希土類元素
やニッケルを用い得る。あるいは中間層を堆積している
途中で上記のような表面処理を行ってもよい。
【0157】
【発明の効果】本発明の光磁気記録媒体を用いると、例
えば、記録層5に直径0.3マイクロメートルの円形磁
区が記録されていても充分に大きな再生信号が得られ
る。したがって、本発明では、磁区拡大を円滑に行える
ようランド部あるいはグルーブ部をレーザーアニールす
ることや、特殊な製膜方法を使ってランド部とグルーブ
部の境界部に付着する記録膜を薄くする等の複雑な処理
は不要であり、通常の基板を用いても微小磁区から増幅
された再生信号を得ることが可能である。
えば、記録層5に直径0.3マイクロメートルの円形磁
区が記録されていても充分に大きな再生信号が得られ
る。したがって、本発明では、磁区拡大を円滑に行える
ようランド部あるいはグルーブ部をレーザーアニールす
ることや、特殊な製膜方法を使ってランド部とグルーブ
部の境界部に付着する記録膜を薄くする等の複雑な処理
は不要であり、通常の基板を用いても微小磁区から増幅
された再生信号を得ることが可能である。
【0158】本発明の光磁気記録媒体は、記録層に記録
された微小な磁区を、再生磁界を印加することなく、再
生層に逆向きの磁化で転写して再生層で拡大することが
でき、また、DWDDやCAREDと異なり、3層構造
と層数が少ないにも関わらずゴースト信号の発生もない
ので、次世代型大容量光磁気記録媒体として極めて有効
である。
された微小な磁区を、再生磁界を印加することなく、再
生層に逆向きの磁化で転写して再生層で拡大することが
でき、また、DWDDやCAREDと異なり、3層構造
と層数が少ないにも関わらずゴースト信号の発生もない
ので、次世代型大容量光磁気記録媒体として極めて有効
である。
【0159】光磁気記録媒体、特に、再生磁界を印加し
ないタイプのMAMMOSを利用した光磁気記録媒体の
基板溝形状を、上述の範囲における値で設計し、且つ、
特に情報をグルーブに記録する方式を採用することによ
り、記録再生パワー感度の増大が可能となる。即ち、光
磁気記録媒体への記録・再生における特性を従来のもの
よりも大幅に改善することが可能となる。
ないタイプのMAMMOSを利用した光磁気記録媒体の
基板溝形状を、上述の範囲における値で設計し、且つ、
特に情報をグルーブに記録する方式を採用することによ
り、記録再生パワー感度の増大が可能となる。即ち、光
磁気記録媒体への記録・再生における特性を従来のもの
よりも大幅に改善することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 再生層の磁区が拡大する原理を説明する図で
ある((a)〜(d))。
ある((a)〜(d))。
【図2】 情報記録層と拡大再生層の間に生じる交換結
合力及び反発力を説明する図である。
合力及び反発力を説明する図である。
【図3】 第1のタイプの光磁気記録媒体の再生原理を
説明する図である。
説明する図である。
【図4】 第1のタイプの光磁気記録媒体の再生原理を
説明する図である。
説明する図である。
【図5】 第1のタイプの光磁気記録媒体の再生原理を
説明する図である。
説明する図である。
【図6】 第1のタイプの光磁気記録媒体の再生原理を
説明する図である。
説明する図である。
【図7】 第1のタイプの光磁気記録媒体の再生原理を
説明する図である。
説明する図である。
【図8】 第1のタイプの光磁気記録媒体の再生原理を
説明する図である。
説明する図である。
【図9】 第1のタイプの光磁気記録媒体の再生原理を
説明する図である。
説明する図である。
【図10】 第1のタイプの光磁気記録媒体の再生原理
を説明する図である。
を説明する図である。
【図11】 第1のタイプの光磁気記録媒体の再生原理
を説明する図である。
を説明する図である。
【図12】 第1のタイプの光磁気記録媒体の再生原理
を説明する図である。
を説明する図である。
【図13】 第2のタイプの光磁気記録媒体の再生原理
を説明する図であり、再生光が照射される前の再生層、
中間層及び記録層の磁化の様子を示す。
を説明する図であり、再生光が照射される前の再生層、
中間層及び記録層の磁化の様子を示す。
【図14】 第2のタイプの光磁気記録媒体における磁
区拡大の原理について説明するための図であり、図14
(a)は再生光が照射されている様子を示し、図14
(b)は、(a)の状態から再生層の磁区が拡大する場
合の様子を示し、図14(c)は、(a)の状態から再
生層の磁区が縮小する場合の様子を示す。
区拡大の原理について説明するための図であり、図14
(a)は再生光が照射されている様子を示し、図14
(b)は、(a)の状態から再生層の磁区が拡大する場
合の様子を示し、図14(c)は、(a)の状態から再
生層の磁区が縮小する場合の様子を示す。
【図15】 図15(a)及び(b)は再生層の磁区が
拡大していないときの静磁エネルギー反発力と交換エネ
ルギー引力との関係を示す図である。
拡大していないときの静磁エネルギー反発力と交換エネ
ルギー引力との関係を示す図である。
【図16】 図16(a)及び(b)は第2タイプの光
磁気記録媒体の再生層の磁区が拡大する様子を説明する
ための図である。
磁気記録媒体の再生層の磁区が拡大する様子を説明する
ための図である。
【図17】 図17(a)及び(b)は第2タイプの光
磁気記録媒体の中間層の垂直磁気異方性が小さい場合の
再生層の磁区拡大の様子を説明するための図である。
磁気記録媒体の中間層の垂直磁気異方性が小さい場合の
再生層の磁区拡大の様子を説明するための図である。
【図18】 図18(a)及び(b)は第2タイプの光
磁気記録媒体においてゴースト信号が発生しない理由を
説明するための図である。
磁気記録媒体においてゴースト信号が発生しない理由を
説明するための図である。
【図19】 磁区が拡大している拡大再生層の領域にお
いて記録磁区からの漏洩磁界の影響を受けないことを説
明する図である。
いて記録磁区からの漏洩磁界の影響を受けないことを説
明する図である。
【図20】 実施例1で製造した光磁気記録媒体の概略
断面図である。
断面図である。
【図21】 実施例1、10〜13、比較例及び参考例
で作製した光磁気記録媒体のランド及びグルーブの断面
形状を概略的に示した図である。
で作製した光磁気記録媒体のランド及びグルーブの断面
形状を概略的に示した図である。
【図22】 実施例1で製造した光磁気ディスクを異な
る再生光パワーで再生したときの再生信号波形を示すグ
ラフである。
る再生光パワーで再生したときの再生信号波形を示すグ
ラフである。
【図23】 実施例1で製造した光磁気ディスクを再生
したときのビットエラーレートの再生光パワー依存性を
示すグラフである。
したときのビットエラーレートの再生光パワー依存性を
示すグラフである。
【図24】 実施例1で製造した光磁気ディスクを種々
の記録光パワーで記録したときのビットエラーレートの
記録光パワー依存性を示すグラフである。
の記録光パワーで記録したときのビットエラーレートの
記録光パワー依存性を示すグラフである。
【図25】 実施例1で製造した光磁気ディスクの交換
結合力を求めるためのヒステリシスループを示すグラフ
である。
結合力を求めるためのヒステリシスループを示すグラフ
である。
【図26】 実施例1で製造した光磁気ディスクの交換
結合力の温度依存性を示すグラフである。
結合力の温度依存性を示すグラフである。
【図27】 実施例1で製造した光磁気ディスクの拡大
再生層の厚みt×飽和磁化Msに対するビットエラーレ
ートの関係を示すグラフである。
再生層の厚みt×飽和磁化Msに対するビットエラーレ
ートの関係を示すグラフである。
【図28】 実施例1で製造した光磁気ディスクの基板
のグルーブの深さDに対するビットエラーレートの関係
を示すグラフである。
のグルーブの深さDに対するビットエラーレートの関係
を示すグラフである。
【図29】 実施例1で製造した光磁気ディスクの基板
のG/L比に対するビットエラーレートの関係を示すグ
ラフである。
のG/L比に対するビットエラーレートの関係を示すグ
ラフである。
【図30】 実施例1で製造した光磁気ディスクの基板
のランド側壁の傾斜角度θに対するビットエラーレート
の関係を示すグラフである。
のランド側壁の傾斜角度θに対するビットエラーレート
の関係を示すグラフである。
【図31】 実施例2において製造した光磁気ディスク
のビットエラーレートと拡大再生層の厚みtの関係を示
したグラフである。
のビットエラーレートと拡大再生層の厚みtの関係を示
したグラフである。
【図32】 実施例8で作製した光磁気記録媒体の概略
断面図である。
断面図である。
【図33】 実施例8の光磁気記録媒体に記録されたマ
ーク長0.2μmの孤立磁区を再生パワー1.5mW及
び3.0mWで再生したときの再生波形である。
ーク長0.2μmの孤立磁区を再生パワー1.5mW及
び3.0mWで再生したときの再生波形である。
【図34】 実施例8の光磁気記録媒体のC/Nに対す
るマーク長依存性を示すグラフである。
るマーク長依存性を示すグラフである。
【図35】 最短マーク長0.12μmのNRZIラン
ダム信号記録時のアイパターンである。
ダム信号記録時のアイパターンである。
【図36】 本発明に従う記録再生装置の概略構成図で
ある。
ある。
【図37】 実施例10〜12、比較例及び参考例で作
製した光磁気記録媒体の概略断面図である。
製した光磁気記録媒体の概略断面図である。
【図38】 実施例10におけるビットエラーレートと
グルーブ半値幅G及びランド半値幅Lの比G/Lとの関
係を示したグラフである。
グルーブ半値幅G及びランド半値幅Lの比G/Lとの関
係を示したグラフである。
【図39】 実施例11におけるビットエラーレートと
グルーブ深さDとの関係を示したグラフである。
グルーブ深さDとの関係を示したグラフである。
【図40】 実施例12におけるビットエラーレートと
ランド側壁面傾斜角度θとの関係を示したグラフであ
る。
ランド側壁面傾斜角度θとの関係を示したグラフであ
る。
【図41】 比較例及び参考例におけるビットエラーレ
ートと記録パワーとの関係を示したグラフである。
ートと記録パワーとの関係を示したグラフである。
【図42】 比較例及び参考例におけるビットエラーレ
ートと再生パワーとの関係を示したグラフである。
ートと再生パワーとの関係を示したグラフである。
【図43】 実施例13の光磁気ディスクの構造を示す
概略断面図である。
概略断面図である。
【図44】 交換結合力遮断温度を示すグラフである。
【図45】 交換結合力の温度勾配とビットエラーレー
トとの関係を示すグラフである。
トとの関係を示すグラフである。
【図46】 本発明の光磁気ディスクの120℃付近で
のヒステリシス曲線を示す。
のヒステリシス曲線を示す。
【図47】 式(2)が成立する第2のタイプの光磁気
記録媒体の再生原理を説明する概念図である。
記録媒体の再生原理を説明する概念図である。
【図48】 図47に示した状態からさらに光磁気ディ
スクが光スポットに対して移動した状態を示す図であ
る。
スクが光スポットに対して移動した状態を示す図であ
る。
【図49】 FAD磁気超解像の原理を説明するための
図である。
図である。
【符号の説明】
1 基板
2 誘電体層
3 再生層
4 中間層
4’ 拡大トリガー層
5 記録層
6 補助磁性層
6’ 記録補助層
7 保護層
8 ヒートシンク層
9 保護コート層
71 記録再生装置
100、200 光磁気記録媒体
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考)
G11B 11/105 511 G11B 11/105 511B
511G
511M
511Q
511R
521 521F
546 546C
586 586M
(72)発明者 谷 学
大阪府茨木市丑寅一丁目1番88号 日立マ
クセル株式会社内
(72)発明者 今井 奨
大阪府茨木市丑寅一丁目1番88号 日立マ
クセル株式会社内
(72)発明者 井上 和子
大阪府茨木市丑寅一丁目1番88号 日立マ
クセル株式会社内
(72)発明者 鈴木 芳和
大阪府茨木市丑寅一丁目1番88号 日立マ
クセル株式会社内
(72)発明者 國府田 安彦
大阪府茨木市丑寅一丁目1番88号 日立マ
クセル株式会社内
(72)発明者 石崎 修
大阪府茨木市丑寅一丁目1番88号 日立マ
クセル株式会社内
(72)発明者 島崎 勝輔
大阪府茨木市丑寅一丁目1番88号 日立マ
クセル株式会社内
Fターム(参考) 5D075 CC11 EE03 FF01 FF04 FF12
FF13 FH01 GG03
Claims (35)
- 【請求項1】 光磁気記録媒体であって、 磁性材料から形成されている記録層と;磁性材料から形
成され、垂直磁化を示す再生層と;磁性材料から形成さ
れ、上記記録層と再生層との間に存在し、160℃以下
の温度で上記記録層と再生層の交換結合力を遮断する中
間層と;を備え、上記再生層の補償温度Tcomp1、上記
中間層の補償温度Tcomp2及び上記記録層の補償温度T
comp3が、下記式(1)及び(2): Tcomp2<120℃<Tcomp1 ・・・(1) Tcomp3<120℃<Tcomp2 ・・・(2) のいずれか一方を満足することを特徴とする光磁気記録
媒体。 - 【請求項2】 上記再生層及び記録層が垂直磁化を示
し、中間層は120℃以下で垂直磁化を示し且つ140
℃以上では面内磁化を示すことを特徴とする請求項1に
記載の光磁気記録媒体。 - 【請求項3】 上記中間層と上記記録層の界面または上
記中間層と上記再生層の界面に、上記中間層を構成する
物質とは異なる物質が介在されており、それにより該界
面またはその近傍のキュリー温度が中間層のキュリー温
度より低下していることを特徴とする請求項1に記載の
光磁気記録媒体。 - 【請求項4】 上記中間層を成膜後、該中間層を表面処
理することによって、上記中間層と上記記録層の界面ま
たは上記中間層と上記再生層の界面に上記中間層を構成
する物質とは異なる物質が導入されていることを特徴と
する請求項3に記載の光磁気記録媒体。 - 【請求項5】 上記中間層は、室温以下の補償温度を有
し且つ160℃以下のキュリー温度を有することを特徴
とする請求項1に記載の光磁気記録媒体。 - 【請求項6】 上記光磁気記録媒体の磁化測定を行った
ときに、該光磁気記録媒体の室温におけるヒステリシス
曲線の低磁界側の磁化変化量が光磁気記録媒体の面積1
cm2あたり80μemu〜220μemuであること
を特徴とする請求項1に記載の光磁気記録媒体。 - 【請求項7】 上記記録層と再生層の交換結合力が急激
に減衰する温度が120℃〜180℃であることを特徴
とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の光磁気記録
媒体。 - 【請求項8】 上記再生層、中間層及び記録層のキュリ
ー温度がそれぞれTc1、Tc2及びTc3であると
き、Tc1<Tc2<Tc3を満足することを特徴とす
る請求項2〜4のいずれか一項に記載の光磁気記録媒
体。 - 【請求項9】 上記記録層と再生層の交換結合磁界Hex
cの温度変化において、100℃以上の温度領域で、He
xc=3kOeでのHexcの温度勾配が−100Oe/℃
以上であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一
項に記載の光磁気記録媒体。 - 【請求項10】 情報再生時に、記録層から再生層に転
写された磁区が再生光照射により拡大され、該拡大され
た磁区から情報が再生されることを特徴とする請求項1
〜6のいずれか一項に記載の光磁気記録媒体。 - 【請求項11】 上記記録層及び上記中間層が、それぞ
れ、再生温度近傍において遷移金属の磁化が優位の希土
類遷移金属合金から形成されており、上記再生層が、再
生温度近傍において遷移金属の磁化が優位の希土類遷移
金属合金から形成されていることを特徴とする請求項1
〜6のいずれか一項に記載の光磁気記録媒体。 - 【請求項12】 上記記録層が、再生温度近傍において
遷移金属の磁化が優位の希土類遷移金属合金から形成さ
れており、上記再生層及び上記中間層が、それぞれ、再
生温度近傍において遷移金属の磁化が優位の希土類遷移
金属合金から形成されていることを特徴とする請求項1
〜6のいずれか一項に記載の光磁気記録媒体。 - 【請求項13】 上記再生層は、GdFeを主体とする
希土類遷移金属合金から形成されていることを特徴とす
る請求項1〜6のいずれか一項に記載の光磁気記録媒
体。 - 【請求項14】 上記中間層は、TbFeを主体とする
希土類遷移金属合金から形成されていることを特徴とす
る請求項1〜6のいずれか一項に記載の光磁気記録媒
体。 - 【請求項15】 上記記録層は、TbFeCoまたはD
yFeCoを主体とした希土類遷移金属合金から形成さ
れており、250℃以上のキュリー温度及び−100℃
〜100℃の範囲内の補償温度を有することを特徴とす
る請求項1〜6に記載の光磁気記録媒体。 - 【請求項16】 上記再生層は、15nm〜30nmの
膜厚を有することを特徴とする請求項1〜6のいずれか
一項に記載の光磁気記録媒体。 - 【請求項17】 上記中間層は、5nm〜15nmの膜
厚を有することを特徴とする請求項1〜6のいずれか一
項に記載の光磁気記録媒体。 - 【請求項18】 上記再生層は、160℃において40
emu/cm3〜80emu/cm3の飽和磁化を有
し、上記中間層は、100℃において40emu/cm
3以上の飽和磁化を有し且つ室温における垂直磁気異方
性エネルギーが0.4×106erg/cm3以上であ
ることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載
の光磁気記録媒体。 - 【請求項19】 上記中間層は、TbGdFeを主体と
する希土類遷移金属合金から形成され、且つ、Tbに対
するGdの原子比が5分の1以下であることを特徴とす
る請求項1〜6のいずれか一項に記載の光磁気記録媒
体。 - 【請求項20】 上記記録層は、150℃以上にて交流
消磁した場合に100nm以下の磁区径を有することを
特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の光磁気
記録媒体。 - 【請求項21】 レーザー光の波長をλ、対物レンズの
開口数をNAとし、λ/NAの2倍の長さを周期Lとし
た場合、0.2×Lの長さの記録磁区を最も大きな信号
対雑音比(C/N)が確保できる再生パワー(Pr)に
おいて、周期Lで0.2×Lの長さの孤立磁区を記録し
た時の再生波形の信号強度A、半値幅Bに比べて、この
孤立磁区をPrの2分の1の再生パワーで再生した再生
波形の信号強度がAの2分の1以下、半値幅がBの2倍
以上になっていることを特徴とする請求項1〜6のいず
れか一項に記載の光磁気記録媒体。 - 【請求項22】 上記記録層のキュリー温度Tc3と再
生層のキュリー温度Tc1の関係がTc1+30℃<T
c3を満足することを特徴とする請求項1〜6のいずれ
か一項に記載の光磁気記録媒体。 - 【請求項23】 上記記録層は、膜厚が0.4nm以下
のCoを主体とする磁性層と、膜厚が0.8nm以下の
PdまたはPtを主体とする金属層とからなる2層構造
体を5組〜40組積層して構成された磁性多層膜を含む
ことを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の
光磁気記録媒体。 - 【請求項24】 上記記録層は、アルゴンを主体とする
スパッタリングガスを用いて0.4Pa以上のガス圧の
雰囲気において形成された層であることを特徴とする請
求項1〜6のいずれか一項に記載の光磁気記録媒体。 - 【請求項25】 上記光磁気記録媒体は、更にランド及
びグルーブを有する屈折率nの基板を備えるとともに、
波長λの光が該基板を通して照射されて情報が再生さ
れ、該グルーブ深さが、λ/(16n)〜λ/(5n)
の範囲であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか
一項に記載の光磁気記録媒体。 - 【請求項26】 上記光磁気記録媒体は、更にランド及
びグルーブを有する基板を備えるとともに、該基板と反
対側から波長λの光が照射されて情報が再生され、該基
板のグルーブ深さが、λ/16〜λ/5の範囲であるこ
とを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の光
磁気記録媒体。 - 【請求項27】 更に、ランド及びグルーブが形成され
た基板を備え、上記基板のグルーブ半値幅Gがランド半
値幅Lより大きいことを特徴とする請求項1〜6のいず
れか一項に記載の光磁気記録媒体。 - 【請求項28】 上記グルーブ半値幅(G)とランド半
値幅(L)との比(G/L)が1.3≦(G/L)≦
4.0であることを特徴とする請求項27に記載の光磁
気記録媒体。 - 【請求項29】 上記再生層が、20℃〜キュリー温度
近傍までの温度範囲において垂直磁化を示し、補償温度
がキュリー温度以上であることを特徴とする請求項1〜
6のいずれか一項に記載の光磁気記録媒体。 - 【請求項30】 上記基板のランド側壁面の傾斜角度
(θ)が40°〜75°であることを特徴とする請求項
27に記載の光磁気記録媒体。 - 【請求項31】 上記光磁気記録媒体は、更にランド及
びグルーブを有する基板を備えるとともに、ランド及び
グルーブ部の両方に記録が行われ、グルーブの半値幅が
ランドの半値幅よりも広いことを特徴とする請求項1〜
6のいずれか一項に記載の光磁気記録媒体。 - 【請求項32】 上記光磁気記録媒体は、更にランド及
びグルーブを有する基板を備えるとともに、ランド及び
グルーブの一方に記録が行われ、記録が行われる上記ラ
ンド及びグルーブの一方が他方よりも半値幅が広いこと
を特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の光磁
気記録媒体。 - 【請求項33】 請求項1に記載の光磁気記録媒体に再
生光を照射して上記記録層と再生層の交換結合力を遮断
する温度以上に加熱して光磁気記録媒体から情報を再生
することを特徴とする光磁気記録媒体の再生方法。 - 【請求項34】 再生しようとする記録磁区が再生光の
中心に到達する前に該記録磁区を検出することを特徴と
する請求項33に記載の光磁気記録媒体の再生方法。 - 【請求項35】 再生時に磁界を印加することなく記録
層から再生層に転写した磁区を拡大することを特徴とす
る請求項33に記載の光磁気記録媒体の再生方法。
Priority Applications (1)
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JP2002086888A JP2003323749A (ja) | 2001-03-26 | 2002-03-26 | 光磁気記録媒体及びその再生方法 |
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JP2001-88398 | 2001-03-26 | ||
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JP2002315288A Division JP3484183B1 (ja) | 2001-03-26 | 2002-10-30 | 光磁気記録媒体及びその再生方法 |
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US7521135B2 (en) | 2003-09-30 | 2009-04-21 | Fujitsu Limited | Recording medium and method of making the same |
-
2002
- 2002-03-26 JP JP2002086888A patent/JP2003323749A/ja active Pending
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