JP2004185718A

JP2004185718A - 光磁気記録媒体

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Publication number: JP2004185718A
Application number: JP2002351435A
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Inventors: Tomoyuki Hiroki; 知之廣木
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Filing date: 2002-12-03
Publication date: 2004-07-02
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Abstract

【課題】記録媒体構成を複雑化することなく、光学系の分解能（解像度）を超えた記録密度の信号を正確に再生することが可能な光磁気記録媒体を提供する。
【解決手段】情報の再生に寄与し、磁壁が移動する磁壁移動層１と、情報に応じた記録磁区を保持するメモリ層３と、磁壁移動層１とメモリ層３との間に配置され、磁壁移動層１とメモリ層３のいずれよりも低いキュリー温度を有する遮断層２とを備え、遮断層２のキュリー温度以上の温度領域においてメモリ層３から磁壁移動層１に転写された記録磁区の磁壁を移動させて記録磁区を拡大させることにより情報の再生を行う光磁気記録媒体において、磁壁移動層１を２層以上の磁化膜で構成し、遮断層２のキュリー温度から磁壁移動層１のキュリー温度までの温度範囲において磁壁移動層１の正味の磁化の大きさがほぼゼロであるようにする。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気光学効果を利用してレーザ光により情報の記録再生を行う光磁気記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、書き換え可能な高密度記録方式として、半導体レーザの熱エネルギーを利用して磁性薄膜に磁区を書き込んで情報を記録し、磁気光学効果を使って記録情報を読み出す光磁気記録媒体及び記録再生装置が注目されている。光磁気記録媒体は、コンピュータなどにおける大容量の取り外し可能（リムーバブル）な情報記録媒体として、広く使用されるようになってきている。最近では、コンピュータやその他の情報処理装置で取り扱うデータが音声、画像、動画といったさまざまな情報に多様化し、それらの要求するデータサイズが増え続けていることから、この光磁気記録媒体の記録密度を高めてさらに大容量の記録媒体とする要求が高まっている。
【０００３】
光磁気記録媒体は、記録密度に関し、光学系の解像限界よりも微小な記録マークを記録し、またこれを再生できるという点で、他の光記録媒体よりも優れている。例えば、特開平７―３３４８７７号公報（特許文献１）には、そのような光磁気記録再生方法の一例である磁気超解像再生方式が開示されている。さらに、光学系の解像限界よりも微小な磁区を記録する方式としては、外部磁界の変調速度を十分に速めた磁界変調方式が一般に知られている。
【０００４】
また、特開平６−２９０４９６号公報（特許文献２）によれば、光磁気記録媒体において再生光の入射側に磁壁抗磁力の小さい磁壁移動層を設け、再生スポット内の温度勾配を利用して磁壁移動層の磁壁を高温側に移動させ、スポット内で磁区を拡大再生する方法が開示されている。これによれば、記録マークサイズが小さくなったとしても、磁区を拡大しながら信号を再生するので、再生光を有効に使うことができ、信号振幅を落とさずに解像力があげることができる。
【０００５】
さらに特開平１０−９２０３１号公報（特許文献３）には、特開平６−２９０４９６号に開示の光磁気記録媒体において磁壁移動層を工夫することで特性を向上する試みが示されている。すなわち、単層の磁壁移動層の組成を調整することで、磁壁が移動する温度範囲における飽和磁化を２０ｅｍｕ／ｃｃ以下としている。しかしながら、この構成では、界面磁壁エネルギーσ_ｗが０となる最低温度Ｔ_ｓと磁壁移動層のキュリー温度Ｔ_ｃとの温度差ΔＴを大きくすることができない。高品位な信号再生を行うためにはカー回転角がより大きくなるように、ΔＴを１２０℃以上とするのが望ましいが、その場合、磁壁が移動する温度範囲全体において飽和磁化を小さく抑えることは難しい。また、同じ特開平１０−９２０３１号公報における他の実施例として補償組成近傍の磁壁移動層を多層化する試みもなされているが、その例では磁壁移動層のキュリー温度を段階的に変化させるだけであって、磁壁が移動する温度範囲における飽和磁化については考慮されていない。
【０００６】
【特許文献１】
特開平７―３３４８７７
【特許文献２】
特開平６−２９０４９６
【特許文献３】
特開平１０−９２０３１
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
特開平６−２９０４９６号公報に示された磁壁移動を利用した再生方法は、超解像方式の中でも特に線記録密度に優れた方法である。すなわち、磁壁の移動量が常に一定であれば、記録磁区の大きさにかかわらず一定の再生信号振幅が得られるという特徴がある。しかしながら、再生スポット内で磁壁を移動させる力には、温度勾配の他に静磁的な力も加わり、その静磁的な力の大きさは常に無視できるほど小さくはない。この静磁的な力は、メモリ層あるいは光ヘッドからの漏れ磁界などから受けるもので、場合によっては磁壁の移動を妨げる向きに働くので、そのような場合には磁壁の移動量が一定でなくなり、安定した情報再生が行えなくなることもある。
【０００８】
本発明の目的は、上述の課題を解決すべくなされたものであり、記録媒体構成を複雑化することなく、光学系の分解能（解像度）を超えた記録密度の信号を正確に再生することが可能な光磁気記録媒体を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の光磁気記録媒体は、情報の再生に寄与し、磁壁が移動する磁壁移動層と、情報に応じた記録磁区を保持するメモリ層と、磁壁移動層とメモリ層との間に配置され、磁壁移動層とメモリ層のいずれよりも低いキュリー温度を有する遮断層とを備え、遮断層のキュリー温度以上の温度領域においてメモリ層から磁壁移動層に転写された記録磁区の磁壁を移動させて記録磁区を拡大させることにより情報の再生を行う光磁気記録媒体において、遮断層のキュリー温度から磁壁移動層のキュリー温度までの温度範囲において磁壁移動層の正味の磁化の大きさがほぼゼロであることを特徴とする（発明の態様１）。
【００１０】
遮断層のキュリー温度から磁壁移動層のキュリー温度までの温度範囲において磁壁移動層の正味の磁化の大きさがほぼゼロであるようにするためには、磁壁移動層を少なくとも２層以上の磁性層で構成することが好ましく（発明の態様２）、典型的には磁壁移動層を構成する磁性層の層数は２（発明の態様３）または３（発明の態様４）である。
【００１１】
これらの発明の態様１〜４の光磁気記録媒体において、遮断層のキュリー温度から磁壁移動層のキュリー温度までの温度範囲において磁壁移動層の正味の磁化の大きさは、具体的には、１５ｅｍｕ／ｃｃ以下とすることが好ましく（発明の態様５）、５ｅｍｕ／ｃｃ以下とすることがさらに好ましい（発明の態様６）。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照して説明する。図１は、本発明の第１の実施形態における光磁気記録媒体の構成とその動作原理（記録再生原理）を説明する図であり、同図（ａ）は、光ディスクとして構成された本実施形態の光磁気ディスクの断面構成を示し、同図（ｂ）は、レーザ光を照射しながら、向かって右に光磁気記録媒体（ディスク）が移動したときのトラック中心における温度分布を示し、同図（ｃ）は、磁壁移動層における磁壁エネルギー密度σ_１と磁壁移動層の磁壁に対して作用する力Ｆ_１の分布を示している。
【００１３】
図１に示すように、光磁気記録媒体は、基板１０１上に、干渉層１０２、磁壁移動層１、遮断層２、メモリ層３、保護層１０３を順次積層して構成されたものである。これらの各層は、マグネトロンスパッタ装置による連続スパッタリング、あるいは連続蒸着などによって、基板１０１上に被着形成できる。ここで磁壁移動層１、遮断層２、メモリ層３はいずれも希土類−鉄族元素非晶質合金から構成されており、少なくともメモリ層３は室温で垂直磁化膜である（発明の態様９）。これら各磁性膜中の矢印１１は、膜中に保持された記録磁区の遷移金属（鉄族）副格子磁化の向きを表わしている。隣接する記録磁区間で磁化が平行でない部分には、ブロッホ磁壁１２（図示太線で表示）が存在する。
【００１４】
基板１０１には、通常、ガラスあるいはポリカーボネートなどの透明な材料が使われる。干渉層１０２は、磁気光学効果を高めるために設けられる層であり、例えば、Ｓｉ_３Ｎ_４、ＡｌＮ、ＳｉＯ_２、ＳｉＯ、ＺｎＳ、ＭｇＦ_２などの透明な誘電材料が用いられる。図１に示す光磁気記録媒体では、記録あるいは再生に用いられるレーザ光は、基板１０１側から入射する。保護層１０３は、磁性層の保護のために設けられるものであって、干渉層１０２と同様の材料が用いられる。また、光磁気記録媒体全体の熱構造を最適化するために、保護層１０３の上に、さらに、Ａｌ、ＡｌＴａ、ＡｌＴｉ、ＡｌＣｒ、ＡｌＳｉ、Ｃｕなどからなる金属層を設ける場合もある。干渉層１０２、保護層１０３および必要に応じて設ける金属層については、光磁気記録媒体の構成要素として当業者には公知のものであり、ここではその詳細な説明は省略する。
【００１５】
メモリ層３には、希土類−鉄族元素非晶質合金、例えばＴｂＦｅＣｏ，ＤｙＦｅＣｏ，ＴｂＤｙＦｅＣｏなどの、微小な記録ピットが安定に保存できるような垂直磁気異方性の大きい材料が用いられる。メモリ層３のキュリー温度をＴ_ｃ３で表わすと、室温からＴ_ｃ３の間に補償温度を有するものを使用することが好ましい。光磁気記録媒体における記録情報は、メモリ層３の磁区の磁化方向が上向きか下向きかで保持される。また、メモリ層３として、ガーネット類、Ｐｔ／Ｃｏ，Ｐｄ／Ｃｏなどの垂直磁化膜を用いて、他の層に磁気的に情報転写できる構成としてもよい。
【００１６】
遮断層２は、例えば、ＧｄＣｏ、ＧｄＦｅＣｏ、ＧｄＦｅ、ＧｄＦｅＣｏＡｌ、ＤｙＦｅＣｏＡｌ、ＴｂＦｅ、ＴｂＦｅＣｏ、ＴｂＦｅＣｏＡｌ、ＴｂＤｙＦｅＣｏＡｌ、ＴｂＦｅＡｌなどの希土類−鉄族元素非晶質合金からなり、他の層よりもキュリー温度を低く設定しておく。遮断層２のキュリー温度をＴ_ｃ２で表わす。
【００１７】
磁壁移動層１には、例えば、ＧｄＣｏ、ＧｄＦｅＣｏ、ＧｄＦｅ、ＮｄＧｄＦｅＣｏなどの比較的垂直磁気異方性の小さな希土類−鉄族元素非晶質合金や、ガーネットなどの磁気バブルメモリ用材料が望ましい。また、補償組成を有するものを使用することが好ましい。特に、本発明においては、磁壁移動層１の磁壁抗磁力はメモリ層３の磁壁抗磁力よりも小さくすることが好ましい（発明の態様７）。磁壁移動層１のキュリー温度をＴ_ｃ１で表わす。本実施形態の光磁気記録媒体では、磁壁移動層１は少なくとも２層以上の磁性層を積層して構成してあり、磁壁移動層１の正味の磁化の大きさは、遮断層２のキュリー温度Ｔ_ｃ２から磁壁移動層のキュリー温度Ｔ_ｃ１までの温度範囲では、ほぼゼロであるように設定されている。ここでいう磁壁移動層１のキュリー温度Ｔ_ｃ１とは、磁壁移動層１を構成する複数の磁性層のうち、一番高いキュリー温度を有する磁性層のキュリー温度のことである。
【００１８】
これら磁壁移動層１、遮断層２、メモリ層３の各キュリー温度は、
Ｔ_ｃ１，Ｔ_ｃ３＞Ｔ_ｃ２
なる関係を満たしており、室温では交換結合によりメモリ層３に記録された磁区が磁壁移動層１にまで転写されている。
【００１９】
この光磁気記録媒体における各層の膜厚は、干渉層１０２が２０〜１００ｎｍ、磁壁移動層１が２０〜４０ｎｍ、遮断層２が７〜２０ｎｍ、メモリ層３が４０〜１００ｎｍ、保護層１０３が４０〜８０ｎｍである。
【００２０】
本実施形態の光磁気記録媒体では、さらにこの構成に、高分子樹脂からなる保護コート層を付与してもよい。あるいは、成膜後の基板１０１を貼り合わせてもよい。また、積層の順番を逆にして記録再生時の光入射方向を基板１０１と反対側としてもよい。
【００２１】
このような本実施形態の光磁気記録媒体へのデータ信号の記録は、ディスク状としたこの媒体を移動させながら、メモリ層３の温度がそのキュリー温度Ｔ_ｃ３前後になるようなパワーのレーザ光を照射し、そこに印加される外部磁界を変調して行う。この場合、外部磁界の変調周波数を高くすれば、光スポット径より小さい記録磁区が形成でき、その結果、光の回折限界以下の周期で信号をメモリ層３に記録することができる。
【００２２】
図１（ｂ）は、この光磁気記録媒体（光ディスク）にレーザ光を照射しながら、向かって右に光磁気記録媒体が移動したときのトラック中心における温度分布を示している。この温度プロファイルにおいて膜温度が最大となる位置は、光磁気記録媒体の移動の線速にもよるが、レーザスポットの中心よりも若干後ろ側になる。図１（ｃ）は、そのときの磁壁移動層１における磁壁エネルギー密度σ_１の分布を示している。図示されるように、磁壁エネルギー密度σ_１は、膜温度の上昇とともに減少するので、光磁気記録媒体の移動方向に沿った温度勾配があると、磁壁エネルギー密度σ_１は、最高温度位置に向かって減少していく。すると位置ｘに存在する磁壁移動層１の磁壁１２に対し、次式のような力Ｆ_１が作用する。
【００２３】
Ｆ_１＝ｄσ_１／ｄｘ
この力Ｆ_１は、磁壁エネルギーの低い方に磁壁１２を移動させるように作用する。磁壁移動層１は、磁壁抗磁力が小さく磁壁移動度が大きいように設定されているので、単独では、この力Ｆ_１によって、磁壁移動層１において容易に磁壁１２が移動する。
【００２４】
ここで再生時の動作を説明する。図１（ａ）において、光磁気記録媒体にまだ再生用のレーザ光が照射される前の領域（図示左端側の領域）、すなわち室温の部分では、各磁性層（磁壁移動層１、遮断層２及びメモリ層３）はいずれも垂直磁化膜であり、メモリ層３に記録された磁区は遮断層２を介して磁壁移動層１と交換結合し、磁区が磁壁移動層１に転写されている。この時、各層の中に矢印で示した互いに逆向きの磁区１１の間には、ブロッホ磁壁１２が存在することになる。ここで、磁壁移動層１と遮断層２は必ずしも室温で垂直磁化膜となっている必要はなく、レーザ光の照射位置に接近して膜温度が上昇し、遮断層２のキュリー温度Ｔ_ｃ２に達する直前に垂直磁化膜となってメモリ層３の磁区と交換結合すればよい。磁性膜がＴ_ｃ２に達すると、メモリ層３から遮断層２への交換結合は切れ、磁壁抗磁力が小さい磁壁移動層１は磁区を保持できず、温度勾配によって加わる力Ｆ_１にしたがって磁壁１２が高温側（図示右方向）に移動する。この時、磁壁１２が移動する速度は、光磁気記録媒体の移動速度に比べて充分に速いので、メモリ層３に記録された磁区よりも大きな磁区がレーザスポット内に得られることになる。
【００２５】
記録時においては、光磁気記録媒体に照射するレーザ光を再生時よりも高いパワーにすることで、メモリ層３のキュリー温度Ｔ_ｃ３よりも高い温度まで媒体を昇温させ、かつ記録磁界２０の向きを記録データに応じて変調させる。これにより、記録データに応じた記録磁区を媒体に記録することができる。記録磁界２０は、光磁気記録媒体の膜面に垂直な、記録データに応じて上向きあるいは下向きに変化する磁界である。
【００２６】
次に、このような光磁気記録媒体を構成する各磁性層（磁壁移動層１、遮断層２及びメモリ層３）の膜特性、特に磁気的な特性について検討する。
【００２７】
一般的に、遮断層２、メモリ層３の膜特性は次のように考えることができる。
【００２８】
遮断層２のキュリー温度Ｔ_ｃ２が低すぎると、室温でのメモリ層３から磁壁移動層１への記録磁区の転写が不完全になりやすく、また温度勾配が緩いために磁壁移動が開始する位置が不安定になる。そのため、遮断層２のキュリー温度Ｔ_ｃ２については、ある程度室温とは温度差を設け、１００℃から２００℃の間に設定する。また、遮断層２からの浮遊磁界を減らすために、補償温度がほぼキュリー温度Ｔ_ｃ２に近くなる組成を選ぶ。
【００２９】
メモリ層３については、再生中の温度上昇でも記録磁区が劣化しないようにするために、遮断層２とはキュリー温度の差が大きくなるようにする。具体的には、メモリ層３のキュリー温度Ｔ_ｃ３を３００℃前後とする。また、安定した記録を行うために、ある程度、キュリー温度Ｔ_ｃ３付近での飽和磁化を大きくし、かつ、再生温度（再生時に光磁気記録媒体が達する温度）での浮遊磁界をなるべく減らすために、メモリ層３の補償温度は、室温から遮断層２のキュリー温度Ｔ_ｃ２近傍までの間に設定する（発明の態様８）。例えば、メモリ層３の補償温度が室温に近い場合には、再生温度でのメモリ層３の飽和磁化は約１００ｅｍｕ／ｃｃにも達し、これは磁壁移動層１での磁壁１２の動きに影響を与えるレベルである。
【００３０】
そこで、本実施形態では、磁壁移動層１において、２層ないし３層の磁性層を積層して互いに飽和磁化がキャンセルし合う構成とした。図２は、磁壁移動層１として、２層の磁性層（第１層２１及び第２層２２）を積層した構造を有するものを用いた場合の光磁気記録媒体の断面構成を示しており、図３はその場合の磁壁移動層１の正味の飽和磁化の温度特性を示している。図３から分かるように、遮断層２のキュリー温度Ｔ_ｃ２から磁壁移動層１のキュリー温度Ｔ_ｃ１までの温度範囲において正味の飽和磁化がほぼ０となるように、磁壁移動層１を構成する第１層２１及び第２層２２の膜処方が選択されている。このように広い温度範囲にわたって飽和磁化がほぼ０となるようにするためには、第１層２１及び第２層２２のキュリー温度、補償温度をそれぞれＴ_ｃ２１、Ｔ_ｃ２２、Ｔ_{ｃｏｍｐ２１}、Ｔ_{ｃｏｍｐ２２}とした時に、
Ｔ_ｃ２１≧Ｔ_{ｃｏｍｐ２１}＞Ｔ_ｃ２２＞Ｔ_{ｃｏｍｐ２２}
として、各温度での飽和磁化のバランスをとる。第１層２１と第２層２２は交換結合しているので、Ｔ_{ｃｏｍｐ１}よりもやや低い温度で第１層２１の飽和磁化が希土類副格子磁化優勢に急激に増加するのに合わせてＴ_ｃ２２を設定し、第２層２２を遷移金属（鉄族）副格子磁化優勢とすることで、磁化を相互に打ち消しあうことができる。また、Ｔ_{ｃｏｍｐ２１}とＴ_ｃ２１との温度差を３０℃以内に設定することで、Ｔ_{ｃｏｍｐ２１}−Ｔ_ｃ２１間での第１層２１の飽和磁化を小さくしている。この結果、磁壁移動層１の正味の飽和磁化を、Ｔ_ｃ２２とＴ_{ｃｏｍｐ２２}の間のある温度Ｔ_１（図３の例では約１５０℃）からＴ_ｃ２１までの温度範囲で小さくすることができる。さらに、上記温度Ｔ_１付近に遮断層２のキュリー温度Ｔ_ｃ２を設定することで、遮断層２のキュリー温度Ｔ_ｃ２から磁壁移動層１のキュリー温度Ｔ_ｃ１までを含む温度範囲にわたって、磁壁移動層１の正味の飽和磁化をほぼゼロにすることができる。実際には正味の飽和磁化を完全に０にすることはできないものの、後述する実施例から明らかになるように、遮断層２のキュリー温度Ｔ_ｃ２から磁壁移動層１のキュリー温度Ｔ_ｃ１までの温度範囲において、磁壁移動層１の正味の飽和磁化を１５ｅｍｕ／ｃｃ以下とすることが好ましく、５ｅｍｕ／ｃｃ以下とすることがさらに好ましい。
【００３１】
図４は、磁壁移動層１として、３層の磁性層（第１層２１、第２層２２及び第３層２３）を積層した構造を有するものを用いた場合の光磁気記録媒体の断面構成を示しており、図５はその場合の磁壁移動層１の正味の飽和磁化の温度特性を示している。図５から分かるように、ある温度Ｔ_１から磁壁移動層１のキュリー温度Ｔ_ｃ１までの温度範囲において正味の飽和磁化がほぼ０となるように、磁壁移動層１を構成する第１層２１、第２層２２及び第３層２３の膜処方が選択されている。この場合も、２層構成の磁壁移動層の場合と同様に、第１層２１及び第２層２２、第３層２３のキュリー温度、補償温度をそれぞれＴ_ｃ２１、Ｔ_ｃ２２、Ｔ_ｃ２３、Ｔ_{ｃｏｍｐ２１}、Ｔ_{ｃｏｍｐ２２}、Ｔ_{ｃｏｍｐ２３}とした時に、
Ｔ_ｃ２１≧Ｔ_{ｃｏｍｐ２１}＞Ｔ_ｃ２２＞Ｔ_{ｃｏｍｐ２２}＞Ｔ_ｃ２３＞Ｔ_{ｃｏｍｐ２３}
として、各温度での飽和磁化のバランスをとる。このときも、温度Ｔ_１付近に遮断層２のキュリー温度Ｔ_ｃ２を設定することで、遮断層２のキュリー温度Ｔ_ｃ２から磁壁移動層１のキュリー温度Ｔ_ｃ１までの温度範囲において、磁壁移動層１の正味の飽和磁化を１５ｅｍｕ／ｃｃ以下とすることが好ましく、５ｅｍｕ／ｃｃ以下とすることがさらに好ましい。
【００３２】
このように磁壁移動層１の膜構成を設定することにより、本実施形態の光磁気記録媒体によれば、メモリ層３からの浮遊磁界あるいは外部磁界の影響を受けずに、安定した信号再生が行えるようになる。
【００３３】
【実施例】
以下、本発明について、実施例に基づいてさらに詳しく説明する。
【００３４】
＜実施例１＞
直流マグネトロンスパッタリング装置のチャンバー内に、ＢをドープしたＳｉ、及びＧｄ、Ｔｂ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ａｌの各ターゲットを取り付け、トラッキング用の案内溝の形成されたディスク状のポリカーボネート基板１０１をそのチャンバー内の基板ホルダーに固定した後、１×１０^−５Ｐａ以下の高真空になるまでチャンバー内をクライオポンプで真空排気した。真空排気したまま、Ａｒガスを０．５Ｐａとなるまでチャンバー内に導入し、基板１０１を回転させながら、以下の通り、各ターゲットをスパッタリングして光磁気記録媒体の各層を基板１０１上に成膜した。なお、ＳｉＮ層成膜時にはＡｒガスに加えてＮ_２ガスを導入し、直流反応性スパッタリングによりＳｉＮ層を成膜した。
【００３５】
最初に、下地層（干渉層１０２）としてＳｉＮ層を９０ｎｍ成膜した。引き続き、磁壁移動層１としてＧｄＦｅＣｏＡｌ層を膜厚３０ｎｍ、遮断層２としてＴｂＦｅＡｌ層を膜厚１０ｎｍ、メモリ層３としてＴｂＦｅＣｏ層を膜厚６０ｎｍに順次成膜した。最後に、保護層１０３としてＳｉＮ層を５０ｎｍ成膜した。
【００３６】
各磁性層は、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ａｌの各ターゲットに投入するパワーの比によって組成比を制御した。遮断層２のキュリー温度Ｔ_ｃ２は１５０℃、メモリ層３のキュリー温度Ｔ_ｃ３は３２０℃、メモリ層３の補償温度が１４０℃程度となるように調整した。
【００３７】
磁壁移動層１は膜厚１５ｎｍずつの２層構成（第１層２１及び第２層２２：基板１０１に近い方が第１層２１）とし、それぞれキュリー温度Ｔ_ｃ１１，Ｔ_ｃ１２が２９０℃、２１０℃、補償温度が２８０℃、２０℃となるように調整した。磁壁移動層１のみの正味の飽和磁化の温度依存性を測定したところ、図３に示すように、遮断層２のキュリー温度Ｔ_ｃ３：１５０℃から磁壁移動層１のキュリー温度Ｔ_ｃ１：２９０℃までの全温度範囲にわたって、飽和磁化は５ｅｍｕ／ｃｃ以下となった。
【００３８】
このように光磁気記録媒体（ディスク）を線速２．４ｍ／ｓで回転させながら、波長６５０ｎｍのレーザ光、ＮＡ（開口比）０．６０の対物レンズおよび２５０Ｏｅの外部磁界を用い、（１−７）変調で情報記録再生を行ったところ、記録密度０．０７５μｍ／ビットで１×１０^−４のビットエラーレートが得られた。また、再生パワーマージンは±１５％と十分大きく、信号波形もマーク長によらず振幅が安定した再生信号を得ることができた。
【００３９】
なお本実施例では、磁壁移動を滑らかに行うため、情報記録再生に先立って情報トラック間を高出力レーザでアニール処理し、トラック側部で磁壁が生じないような処理を施した。
【００４０】
＜実施例２＞
次に、磁壁移動層を３層構成とした場合の実験を行った。磁壁移動層１以外の層の成膜条件は実施例１と同じである。
【００４１】
実施例２では、磁壁移動層１を１０ｎｍずつの３層構成（第１層２１、第２層２２及び第３層２３：基板１０１に近い方が第１層２１）とし、それぞれキュリー温度Ｔ_ｃ１１，Ｔ_ｃ１２、Ｔ_ｃ１３が２９０℃、２４０℃、１９０℃、補償温度が２８０℃、１８０℃、０℃となるように調整した。磁壁移動層１のみの正味の飽和磁化の温度依存性を測定した結果が図５であり、実施例１の場合と同様に、遮断層２のキュリー温度Ｔ_ｃ２：１５０℃から磁壁移動層１のキュリー温度Ｔ_ｃ１：２９０℃までの全温度範囲にわたって、飽和磁化は５ｅｍｕ／ｃｃ以下となった。
【００４２】
実施例１と同様に情報記録再生を行ったところ、実施例１と同様に、記録密度０．０７５μｍ／ビットで１×１０^−４のビットエラーレートが得られた。また、再生パワーマージンは±１３％と若干減少したが、これは実用上問題ないレベルである。
【００４３】
＜実施例３＞
実施例１と同様の積層膜を、ランド／グルーブの段差が深い基板上に形成した。これにより、成膜と同時にトラック側部を磁気的に分断し、実施例１で行った高出力レーザによるアニール処理を省略した。
【００４４】
図６は、実施例３で作成した光磁気記録媒体（光ディスク）の断面図を示しており、基板１０１上に深さ１６０ｎｍの矩形の案内溝を形成してある。この基板１０１上に、実施例１と同様の膜処方で成膜を行った。正確には、ランドとグルーブとの境界にあたるテーパ部分（段差部）にも膜が多少堆積してしまうが、ランド／グルーブ部と比較して膜厚が非常に薄くなるので、段差部における磁気的な結合は無視できる。この光磁気記録媒体は、本発明の各態様において、前記磁壁移動層が各情報トラック間で互いに磁気的に分断されている構成に対応する（発明の態様１２）。
【００４５】
このディスクに、実施例１と同じ光ヘッドを用いて情報記録再生を行ったところ、実施例１と同等の再生信号が得られ、またランド／グルーブ記録を行うことによって、トラックピッチ方向の記録密度を向上させることもできた。
【００４６】
＜実施例４＞
実施例１の光磁気記録媒体に対し、磁壁移動層１のうちレーザ入射側の層（第１層２１）のＧｄ含有量を１原子％減らし、やや遷移金属元素を優勢とした。この時の磁壁移動層１での正味の飽和磁化の温度依存性を図７に示す。図に示すように、磁壁移動層１の飽和磁化は、遮断層２のキュリー温度Ｔ_ｃ２：１５０℃付近で１５ｅｍｕ／ｃｃ（遷移金属副格子磁化優勢）であり、磁壁移動層１のキュリー温度Ｔ_ｃ１に向かって減少はするが、そのキュリー温度Ｔ_ｃ１に近い２５０℃付近でも１０ｅｍｕ／ｃｃ程度の飽和磁化を示している。
【００４７】
この光磁気記録媒体において、実施例１と同様の情報記録再生を行ったところ、記録密度０．０７５μｍ／ビットで１×１０^−４のビットエラーレートを得ることはできたが、再生パワーマージンは±３％となり、実用上の最低限のレベルとなった。
【００４８】
＜実施例５＞
実施例１の光磁気記録媒体に対し、磁壁移動層１のうちレーザ入射側の層（第１層２１）のＧｄ含有量を１原子％増やし、やや希土類元素を優勢とした。この時の磁壁移動層１での正味の飽和磁化の温度依存性を図８に示す。図に示すように、磁壁移動層１の飽和磁化は、遮断層２のキュリー温度Ｔ_ｃ２：１５０℃付近で１５ｅｍｕ／ｃｃ（希土類元素副格子磁化優勢）で、磁壁移動層１のキュリー温度Ｔ_ｃ１に向かって減少する。
【００４９】
この光磁気記録媒体において、実施例１と同様の情報記録再生を行ったところ、記録密度０．０７５μｍ／ビットで１×１０^−４のビットエラーレートを得ることはできたが、再生パワーマージンは±４％となり、実用上の最低限のレベルに近いものとなった。
【００５０】
＜比較例１＞
実施例３と同様の光磁気記録媒体に対し、磁壁移動層１のうちレーザ入射側の層（第１層）のＧｄ含有量をさらに１原子％減らし、遷移金属元素を優勢とした。この磁壁移動層１の正味の飽和磁化は、遮断層２のキュリー温度Ｔ_ｃ２付近で極大の２０ｅｍｕ／ｃｃ（遷移金属副格子磁化優勢）、２５０℃付近で１５ｅｍｕ／ｃｃとなった。この光磁気記録媒体に対して実施例１と同様に情報記録再生を行ってエラーレート測定を行うと、記録密度０．０７５μｍ／ｂｉｔで４×１０^−４となった。このようにエラーレートが悪化した理由について、図９を用いて説明する。
【００５１】
図９（ａ）は、図１（ｂ）と同様に、移動している光磁気記録媒体における温度分布を示している。図９（ｂ），（ｃ）では、図１（ａ）と同様に、各層に示している矢印は遷移金属副格子磁化の向きを表わし、磁区における網掛けの有無は正味の磁化の向きを表わしており、網掛けの部分が上向き、白色部分が下向きである。説明を簡単にするため、メモリ層３は室温近くからそのキュリー温度Ｔ_ｃ３まで遷移金属副格子磁化優勢とした。つまり矢印が上向きの時は正味の磁化も上向きである。遮断層２は、室温からそのキュリー温度Ｔ_ｃ２まで希土類元素副格子磁化優勢、すなわち矢印が上向きの時に正味の磁化は下向きとする。磁壁移動層１は遮断層２のキュリー温度Ｔ_ｃ２よりやや低い温度に補償温度Ｔ_{ｃｏｍｐ１}を持ち、遮断層２のキュリー温度Ｔ_ｃ２から自身のキュリー温度Ｔ_ｃ１まで遷移金属副格子磁化優勢とする。
【００５２】
図７（ｂ）において、温度Ｔ_ｃ２の領域に差し掛かった磁壁１２は、温度勾配にしたがって、スポット中心に向かって移動していく。この時、スポット後方とは遷移金属副格子磁化の向きが逆だとすると、スポット中心に磁壁が存在する。また、磁壁移動層１の補償温度Ｔ_{ｃｏｍｐ１}の位置を挟んで正味の磁化の向きが反転している。この状態から光磁気記録媒体が図示右側に移動して、メモリ層３内の下向きの磁区がスポットの最高温度付近に近づいていくと、図７（ｃ）に示すように、下向きの磁化が静磁的に引き合うために、磁壁移動層１内にあった磁壁がスポット前方に向かって引き戻される。その結果、再生信号に揺らぎが生じて、再生に悪影響を及ぼす。例えば、この光磁気記録媒体に０．３０μｍの繰り返しパターンを記録した場合の再生信号は、図１０に示すように、スポット内に磁壁が存在している側の極性で振幅の揺らぎが生じている。
【００５３】
＜比較例２＞
次に、実施例４と同様の光磁気記録媒体に対し、磁壁移動層１のうちレーザ入射側の層（第１層）のＧｄ含有量をさらに１原子％増やし、希土類元素を優勢とした。この磁壁移動層１の正味の飽和磁化は、遮断層２のキュリー温度Ｔ_ｃ２付近で最大の２０ｅｍｕ／ｃｃ（希土類元素副格子磁化優勢）となった。この光磁気記録媒体に対して実施例１と同様に情報記録再生を行ってエラーレート測定を行うと、記録密度０．０７５μｍ／ビットで３×１０^−４となった。このようにエラーレートが悪化した理由について、図１１を用いて説明する。図１１（ａ）は、図９（ａ）と同様に、移動している光磁気記録媒体における温度分布を示している。図１１（ｂ），（ｃ）中の矢印および磁区の網掛けの有無は、図９（ａ），（ｂ）と同様に、遷移金属副格子磁化の向き、および正味の磁化の向きを表わしている。
【００５４】
波長６５０ｎｍのレーザ光、ＮＡ０．６０の対物レンズを用いる場合、レーザスポット径はおよそ１μｍ、磁壁の移動距離は０．５μｍ程度となるので、移動距離に近い比較的大きなマーク、例えば０．４μｍの記録マークを再生する場合は、図１１（ｂ）に示すように、磁壁１２はほぼスポット内の最高温度の位置まで移動する。ところが、もっと微小なマークを記録した場合には、図１１（ｃ）に示すように、メモリ層３の図示網掛けの磁区から移動を妨げる向きの静磁界が生じるために、磁壁１２の移動が途中で止まってしまう。したがって、記録マーク長が短くなると再生信号振幅が小さくなってエラーレートが悪化してしまう。
【００５５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、例えば磁壁移動層を２層以上の磁性層で構成するなどして、遮断層のキュリー温度から磁壁移動層のキュリー温度までの温度範囲、すなわち磁壁移動に寄与する温度範囲において磁壁移動層の正味の磁化をほぼ０とすることにより、媒体上の情報記録密度を大きく向上することが可能であるとともに、メモリ層からの浮遊磁界や外部磁界からの影響を受けにくく安定した再生信号が得ることが可能になる、という効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態の光磁気記録媒体の構成と動作を示す図である。
【図２】２層構成の磁壁移動層を有する光磁気記録媒体を示す概略断面図である。
【図３】図２に示す光磁気記録媒体における磁壁移動層のみの正味の飽和磁化の温度依存性を示すグラフである。
【図４】３層構成の磁壁移動層を有する光磁気記録媒体を示す概略断面図である。
【図５】図４に示す光磁気記録媒体における磁壁移動層のみの正味の飽和磁化の温度依存性を示すグラフである。
【図６】実施例３の光磁気記録媒体の要部の構成を示す断面図である。
【図７】実施例４の光磁気記録媒体における磁壁移動層のみの正味の飽和磁化の温度依存性を示すグラフである。
【図８】実施例５の光磁気記録媒体における磁壁移動層のみの正味の飽和磁化の温度依存性を示すグラフである。
【図９】比較例１の光磁気記録媒体の構成と動作を示す図である。
【図１０】比較例１の光磁気記録媒体から情報の再生を行ったときの再生波形を表わすオシロスコープ波形の図面代用写真である。
【図１１】比較例２の光磁気記録媒体の構成と動作を示す図である。
【符号の説明】
１磁壁移動層
２遮断層
３メモリ層
１１遷移金属副格子磁化の向き
１２ブロッホ磁壁
２０記録磁界
２１第１層
２２第２層
２３第３層
１０１基板
１０２干渉層
１０３保護層

Claims

情報の再生に寄与し、磁壁が移動する磁壁移動層と、情報に応じた記録磁区を保持するメモリ層と、前記磁壁移動層と前記メモリ層との間に配置され、前記磁壁移動層と前記メモリ層のいずれよりも低いキュリー温度を有する遮断層とを備え、前記遮断層のキュリー温度以上の温度領域において前記メモリ層から前記磁壁移動層に転写された記録磁区の磁壁を移動させて前記記録磁区を拡大させることにより前記情報の再生を行う光磁気記録媒体において、
前記遮断層のキュリー温度から前記磁壁移動層のキュリー温度までの温度範囲において前記磁壁移動層の正味の磁化の大きさがほぼゼロであることを特徴とする光磁気記録媒体。