JP2555127B2 - 光磁気記録媒体 - Google Patents
光磁気記録媒体Info
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- JP2555127B2 JP2555127B2 JP3510588A JP3510588A JP2555127B2 JP 2555127 B2 JP2555127 B2 JP 2555127B2 JP 3510588 A JP3510588 A JP 3510588A JP 3510588 A JP3510588 A JP 3510588A JP 2555127 B2 JP2555127 B2 JP 2555127B2
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- magnetic
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- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B11/00—Recording on or reproducing from the same record carrier wherein for these two operations the methods are covered by different main groups of groups G11B3/00 - G11B7/00 or by different subgroups of group G11B9/00; Record carriers therefor
- G11B11/10—Recording on or reproducing from the same record carrier wherein for these two operations the methods are covered by different main groups of groups G11B3/00 - G11B7/00 or by different subgroups of group G11B9/00; Record carriers therefor using recording by magnetic means or other means for magnetisation or demagnetisation of a record carrier, e.g. light induced spin magnetisation; Demagnetisation by thermal or stress means in the presence or not of an orienting magnetic field
- G11B11/105—Recording on or reproducing from the same record carrier wherein for these two operations the methods are covered by different main groups of groups G11B3/00 - G11B7/00 or by different subgroups of group G11B9/00; Record carriers therefor using recording by magnetic means or other means for magnetisation or demagnetisation of a record carrier, e.g. light induced spin magnetisation; Demagnetisation by thermal or stress means in the presence or not of an orienting magnetic field using a beam of light or a magnetic field for recording by change of magnetisation and a beam of light for reproducing, i.e. magneto-optical, e.g. light-induced thermomagnetic recording, spin magnetisation recording, Kerr or Faraday effect reproducing
- G11B11/10582—Record carriers characterised by the selection of the material or by the structure or form
- G11B11/10586—Record carriers characterised by the selection of the material or by the structure or form characterised by the selection of the material
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、磁気カー効果を利用して読み出しすること
ができるキュリー点記録タイプの磁性層を使用した、重
ね書き可能な光磁気記録媒体に関する。
ができるキュリー点記録タイプの磁性層を使用した、重
ね書き可能な光磁気記録媒体に関する。
消去可能な光ディスクメモリとして光磁気ディスクが
知られている。光磁気ディスクは、従来の磁気ヘッドを
使った磁気記録媒体と比べて高密度記録、非接触での記
録再生などが可能であるという長所がある反面、記録前
に一度記録部分を消去しなければならない（一方向に着
磁しなければならない）という欠点があった。この欠点
を補う為に、記録再生用ヘッドと消去用ヘッドを別々に
設ける方式、あるいは、レーザーの連続ビームを照射し
つつ、同時に印加する磁場を変調しながら記録する方式
などが提案されている。
知られている。光磁気ディスクは、従来の磁気ヘッドを
使った磁気記録媒体と比べて高密度記録、非接触での記
録再生などが可能であるという長所がある反面、記録前
に一度記録部分を消去しなければならない（一方向に着
磁しなければならない）という欠点があった。この欠点
を補う為に、記録再生用ヘッドと消去用ヘッドを別々に
設ける方式、あるいは、レーザーの連続ビームを照射し
つつ、同時に印加する磁場を変調しながら記録する方式
などが提案されている。
しかし、これらの方法は、装置が大がかりとなり、コ
スト高になる欠点あるいは拘束の変調ができないなどの
欠点を有する。
スト高になる欠点あるいは拘束の変調ができないなどの
欠点を有する。
そこで、最近、従来の装置構成に簡易な磁界発生手段
を付設するだけで、磁気記録媒体と同様な重ね書き（オ
ーバーライト）を可能にした光磁気記録方法が提案され
ている（本願出願人の特願昭62−20384号等）。
を付設するだけで、磁気記録媒体と同様な重ね書き（オ
ーバーライト）を可能にした光磁気記録方法が提案され
ている（本願出願人の特願昭62−20384号等）。
この方法では、低いキュリー温度で高い保磁力を有す
る第１磁性層と、この磁性層に比べて相対的に高いキュ
リー温度と低い保磁力を有する第２磁性層とから成る、
交換結合した二層構造の垂直磁化膜が記録媒体として用
いられている。
る第１磁性層と、この磁性層に比べて相対的に高いキュ
リー温度と低い保磁力を有する第２磁性層とから成る、
交換結合した二層構造の垂直磁化膜が記録媒体として用
いられている。
この媒体の設計に際しては、第１磁性層と第２磁性層
の飽和磁化、保磁力および膜厚、そして、二層間の交換
結合の強さを考えなければならない。
の飽和磁化、保磁力および膜厚、そして、二層間の交換
結合の強さを考えなければならない。
例えば、磁性層に希積類−鉄族非晶質合金薄膜を用い
た場合、その飽和磁化は希土類と鉄族の組成比を変える
ことによって制御することが可能であるし、その保磁力
も希土類元素の種類を選ぶことによって、あるいは２種
類以上の希土類元素を用いてその組成比を変えることに
よって、制御することが可能である。また、膜厚も自由
に制御可能である。すなわち、飽和磁化、保磁力および
膜厚はそれぞれかなり独立に制御することが可能であ
る。
た場合、その飽和磁化は希土類と鉄族の組成比を変える
ことによって制御することが可能であるし、その保磁力
も希土類元素の種類を選ぶことによって、あるいは２種
類以上の希土類元素を用いてその組成比を変えることに
よって、制御することが可能である。また、膜厚も自由
に制御可能である。すなわち、飽和磁化、保磁力および
膜厚はそれぞれかなり独立に制御することが可能であ
る。
ところが、二層間の交換結合の強さは、希土類と鉄族
元素の組成比や膜厚によっては変わらないものの、希土
類元素の種類によって影響を受けるので、交換結合の強
さと保磁力とを独立に制御することが困難である。ま
た、第１、第２磁性層において、交換結合の強さの制御
は、希土類元素の種類を変える以外の有効な方法はな
い。
元素の組成比や膜厚によっては変わらないものの、希土
類元素の種類によって影響を受けるので、交換結合の強
さと保磁力とを独立に制御することが困難である。ま
た、第１、第２磁性層において、交換結合の強さの制御
は、希土類元素の種類を変える以外の有効な方法はな
い。
したがって、媒体の作製に関してはかなりの制約が存
在し、容易に作製することが困難であった。
在し、容易に作製することが困難であった。
本発明の目的は、レーザーパワーの変調により重ね書
き可能な光磁気記録媒体において、交換結合の強さと保
磁力も独立に制御可能であって、作製上の制約が少ない
光磁気記録媒体を提供することにある。
き可能な光磁気記録媒体において、交換結合の強さと保
磁力も独立に制御可能であって、作製上の制約が少ない
光磁気記録媒体を提供することにある。
本発明は、いままでの第１磁性層と第２磁性層との間
に、特定要件を満たす第３の磁性層を付設することによ
って、界面磁壁エネルギーの強さを制御し、上記目的を
達成しようとするものである。即ち、本発明は、第１磁
性層と、前記第１磁性層のキュリー温度より高いキュリ
ー温度と前記第１磁性層の保磁力より低い保磁力を有す
る第２磁性層とからなる、交換結合レーザーパワーの変
調により重ね書き可能な光磁気記録媒体において、前記
第１磁性層と第２磁性層の間に、 σW1＞σW3 σW2＞σW3 （但し、σW1、σW2、σW3は夫々第１磁性層、第２磁性
層、第３磁性層が単層膜である時の磁化反転中にできる
磁壁の磁壁エネルギーを示す。） を満足する、希土類−鉄族非晶質合金からなる第３磁性
層を設けることを特徴とする光磁気記録媒体である。特
に第３磁性層をGd−Fe、Gd−Fe−CoまたはGd−Coとする
と上記目的達成により効果的である。
に、特定要件を満たす第３の磁性層を付設することによ
って、界面磁壁エネルギーの強さを制御し、上記目的を
達成しようとするものである。即ち、本発明は、第１磁
性層と、前記第１磁性層のキュリー温度より高いキュリ
ー温度と前記第１磁性層の保磁力より低い保磁力を有す
る第２磁性層とからなる、交換結合レーザーパワーの変
調により重ね書き可能な光磁気記録媒体において、前記
第１磁性層と第２磁性層の間に、 σW1＞σW3 σW2＞σW3 （但し、σW1、σW2、σW3は夫々第１磁性層、第２磁性
層、第３磁性層が単層膜である時の磁化反転中にできる
磁壁の磁壁エネルギーを示す。） を満足する、希土類−鉄族非晶質合金からなる第３磁性
層を設けることを特徴とする光磁気記録媒体である。特
に第３磁性層をGd−Fe、Gd−Fe−CoまたはGd−Coとする
と上記目的達成により効果的である。
本発明をより詳細に説明する前に、その理解の便のた
め、交換結合の強さと磁壁エネルギーとの関連について
言及する。
め、交換結合の強さと磁壁エネルギーとの関連について
言及する。
交換結合二層膜では、第１層のスピンと第２層のスピ
ンが量子交換相互作用によって互いに平行になろうとす
る働きがある。この働きに逆らって、外部から磁界を加
えて片方の磁化のみを反転させると、二層の界面にスピ
ンがねじれた領域ができる。この領域を界面磁壁と呼
び、この磁壁のエネルギーの大きさによって交換結合の
強さを見積もることができる。この磁壁は、単層膜の磁
化反転過程中にできる通常の磁壁とは異なるが、同程度
のエネルギーを蓄えると考えられる。すなわち、通常の
磁壁エネルギーが大きなものは、界面磁壁エネルギーも
大きく、交換結合の強さも大きいことになる。
ンが量子交換相互作用によって互いに平行になろうとす
る働きがある。この働きに逆らって、外部から磁界を加
えて片方の磁化のみを反転させると、二層の界面にスピ
ンがねじれた領域ができる。この領域を界面磁壁と呼
び、この磁壁のエネルギーの大きさによって交換結合の
強さを見積もることができる。この磁壁は、単層膜の磁
化反転過程中にできる通常の磁壁とは異なるが、同程度
のエネルギーを蓄えると考えられる。すなわち、通常の
磁壁エネルギーが大きなものは、界面磁壁エネルギーも
大きく、交換結合の強さも大きいことになる。
希土類−鉄族非晶質金属薄膜で考えると、例えば、Gd
−FeやGd−Coのように、希土類元素がGdのものでは、通
常の磁壁エネルギーの大きさは１〜3erg/cm2と報告され
ている。
−FeやGd−Coのように、希土類元素がGdのものでは、通
常の磁壁エネルギーの大きさは１〜3erg/cm2と報告され
ている。
また、Tb−FeやTb−Coのように、希土類元素がTbのも
のでは、その垂直磁気異方性エネルギーがGd系に比べて
約５倍程度大きく、磁壁エネルギーは垂直磁気異方性エ
ネルギーの平方根に比例するので、Tb系では通常の磁壁
エネルギーの大きさは約２〜7erg/cm2と見積もられる。
すなわち、Gd系の交換結合二層膜では界面磁壁エネルギ
ーも約１〜3erg/cm2程度であり、Td系の交換結合二層膜
では界面磁壁エネルギーも約２〜7erg/cm2程度と見積も
られる。また、一方の層がGd系、他の層がTb系の交換結
合二層膜の場合には、界面磁壁エネルギーはより小さい
方、（この場合にはGd系）の磁壁エネルギーと同程度
（約１〜3erg/cm2）になると考えられる。
のでは、その垂直磁気異方性エネルギーがGd系に比べて
約５倍程度大きく、磁壁エネルギーは垂直磁気異方性エ
ネルギーの平方根に比例するので、Tb系では通常の磁壁
エネルギーの大きさは約２〜7erg/cm2と見積もられる。
すなわち、Gd系の交換結合二層膜では界面磁壁エネルギ
ーも約１〜3erg/cm2程度であり、Td系の交換結合二層膜
では界面磁壁エネルギーも約２〜7erg/cm2程度と見積も
られる。また、一方の層がGd系、他の層がTb系の交換結
合二層膜の場合には、界面磁壁エネルギーはより小さい
方、（この場合にはGd系）の磁壁エネルギーと同程度
（約１〜3erg/cm2）になると考えられる。
実際に、報告された例では、Gd−Co/Gd−Coの二層膜
で約1erg/cm2、Gd−Fe/Tb−Fe二層膜で約１〜2erg/c
m2、Tb−Fe−Co/Tb−Fe−Co二層膜で約5erg/cm2であ
る。
で約1erg/cm2、Gd−Fe/Tb−Fe二層膜で約１〜2erg/c
m2、Tb−Fe−Co/Tb−Fe−Co二層膜で約5erg/cm2であ
る。
次に、本発明の説明に移る。
レーザーパーワーの変調による重ね書き可能な交換結
合二層膜では、外部磁界なしで第１、第２磁性層間に界
面磁壁を安定に保持しなくてはならないため、両層の保
磁力が共にある程度大きくなけてはならない。このよう
にするためには、実際上、希土類元素としてはTbを両層
に用いなくてはならない。しかし、Tb系の交換結合二層
膜では界面磁壁エネルギーが約5erg/cm2とかなり大きく
なってしまう。
合二層膜では、外部磁界なしで第１、第２磁性層間に界
面磁壁を安定に保持しなくてはならないため、両層の保
磁力が共にある程度大きくなけてはならない。このよう
にするためには、実際上、希土類元素としてはTbを両層
に用いなくてはならない。しかし、Tb系の交換結合二層
膜では界面磁壁エネルギーが約5erg/cm2とかなり大きく
なってしまう。
重ね書き可能な交換結合二層膜としては、外部磁界な
しで、界面磁壁を安定に保持し、かつ外部磁界によっ
て、第２磁性層の磁化を容易に反転させるため、界面磁
壁エネルギーは好ましくは約3erg/cm2以下、より好まし
くは約2erg/cm2以下である。前記２つの条件を満足させ
るため、従来の構成では、磁性層の膜厚を不当に厚くし
ていた。あるいは、磁壁エネルギーはそのままで外部磁
界（初期化磁界）を不当に大きくしなければならなかっ
た。
しで、界面磁壁を安定に保持し、かつ外部磁界によっ
て、第２磁性層の磁化を容易に反転させるため、界面磁
壁エネルギーは好ましくは約3erg/cm2以下、より好まし
くは約2erg/cm2以下である。前記２つの条件を満足させ
るため、従来の構成では、磁性層の膜厚を不当に厚くし
ていた。あるいは、磁壁エネルギーはそのままで外部磁
界（初期化磁界）を不当に大きくしなければならなかっ
た。
本発明では、レーザーパワーの変調による重ね書き可
能な交換結合二層膜の第１磁性層と第２磁性層の間に、
これらの磁性層に比べて相対的に小さな磁壁エネルギー
を有する垂直磁化膜である第３磁性層を設けることによ
って、保磁力を望ましい値に保持しつつ、界面磁壁エネ
ルギー、ひいては交換結合の強さを制御する。
能な交換結合二層膜の第１磁性層と第２磁性層の間に、
これらの磁性層に比べて相対的に小さな磁壁エネルギー
を有する垂直磁化膜である第３磁性層を設けることによ
って、保磁力を望ましい値に保持しつつ、界面磁壁エネ
ルギー、ひいては交換結合の強さを制御する。
この第三磁性層としては、Gd−Fe、Gd−Fe−Co、Gd−
Coなど、通常の磁壁エネルギーの小さなものが好まし
い。第３磁性層の膜厚を変えることによって、第１、２
磁性層の気土類の、種類を変えなくても、界面磁壁エネ
ルギーの大きさ、ひいては第１と第２磁性層の間に働く
交換結合の強さを制御することができる。
Coなど、通常の磁壁エネルギーの小さなものが好まし
い。第３磁性層の膜厚を変えることによって、第１、２
磁性層の気土類の、種類を変えなくても、界面磁壁エネ
ルギーの大きさ、ひいては第１と第２磁性層の間に働く
交換結合の強さを制御することができる。
第３磁性層の膜厚を第３磁性層の通常の磁壁幅以上に
すると、界面磁壁エネルギーは小さく一定（約2erg/c
m2）であり、磁壁幅より非常に薄くすると、界面磁壁エ
ネルギーはほとんど変わらず大きい（約5erg/cm2）、そ
の中間の膜厚では、界面磁壁エネルギーも中間の値にな
る。なお、Gd−Fe、Gd−Fe−Co、Gd−Coの磁壁幅は約20
0〜300Åと見積もられる。
すると、界面磁壁エネルギーは小さく一定（約2erg/c
m2）であり、磁壁幅より非常に薄くすると、界面磁壁エ
ネルギーはほとんど変わらず大きい（約5erg/cm2）、そ
の中間の膜厚では、界面磁壁エネルギーも中間の値にな
る。なお、Gd−Fe、Gd−Fe−Co、Gd−Coの磁壁幅は約20
0〜300Åと見積もられる。
スライドガラス上に、酸化防止のためSi3N4を100Å、
第１磁性層としてTb−Fe−Co（Fe−Co副格子磁化優勢、
50emu/cm3）を400Å、第３磁性層としてGd−Fe−Co（Fe
−Co副格子磁化優勢、100emu/cm3）、第２磁性層として
Gd−Fe−Co（Tb副格子磁化優勢、150emu/cm3）を400
Å、酸化防止のためのSi3N4を100Å、順次真空を破るこ
となく属してマグネトロンスパッタリング装置を用いて
成膜し、試料を作製した。Arガス圧は0.15Paとし、Si3N
4の成膜速度は約40Å/min、磁性層の成膜速度は約100Å
/minであった。
第１磁性層としてTb−Fe−Co（Fe−Co副格子磁化優勢、
50emu/cm3）を400Å、第３磁性層としてGd−Fe−Co（Fe
−Co副格子磁化優勢、100emu/cm3）、第２磁性層として
Gd−Fe−Co（Tb副格子磁化優勢、150emu/cm3）を400
Å、酸化防止のためのSi3N4を100Å、順次真空を破るこ
となく属してマグネトロンスパッタリング装置を用いて
成膜し、試料を作製した。Arガス圧は0.15Paとし、Si3N
4の成膜速度は約40Å/min、磁性層の成膜速度は約100Å
/minであった。
成膜後、試料を１×1cmに切り出し、振動試料型磁力
計によって、磁化曲線を測定し、ヒステリシスループの
シフト量と飽和磁化の大きさから界面磁壁エネルギーを
算出した。
計によって、磁化曲線を測定し、ヒステリシスループの
シフト量と飽和磁化の大きさから界面磁壁エネルギーを
算出した。
第３磁性層のGd−Ce−Coの膜厚が、０〜50Å（試料
Ａ）のとき界面磁壁エネルギーは約6erg/cm2であり、10
0Åのとき（試料Ｂ）約5erg/cm2、200Åのとき、約3erg
/cm2、250〜300Å以上のとき（試料Ｃ）で約2erg/cm2と
なった。
Ａ）のとき界面磁壁エネルギーは約6erg/cm2であり、10
0Åのとき（試料Ｂ）約5erg/cm2、200Åのとき、約3erg
/cm2、250〜300Å以上のとき（試料Ｃ）で約2erg/cm2と
なった。
比較用に、第３磁性層を設けない以外は同様にして試
料Ｄを作製した。
料Ｄを作製した。
界面磁壁エネルギーは約6erg/cm2であった。
上記試料と同様な方法で、130mmφのポリカーボネー
ト基板上に、試料Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄと層構造、膜厚、材料
が対応する光磁気記録媒体Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを、作製し
た。
ト基板上に、試料Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄと層構造、膜厚、材料
が対応する光磁気記録媒体Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを、作製し
た。
光磁気記録媒体Ａ、Ｂ、Ｄでは、交換結合の効果の方
が第２磁性層の保磁力よりも大きく、外部磁界なしで界
面磁壁を安定に保持できなかった。したがって、光磁気
記録媒体Ａ、Ｂ、Ｄでは重ね書き動作ができなかった。
が第２磁性層の保磁力よりも大きく、外部磁界なしで界
面磁壁を安定に保持できなかった。したがって、光磁気
記録媒体Ａ、Ｂ、Ｄでは重ね書き動作ができなかった。
一方、光磁気記録媒体Ｃでは、外部磁界なしで界面磁
壁を安定に保持でき、初期化磁界5KOe、バイアス磁界20
0Oe、回転数1800rpm、5.2mWと8.2mWの二値のレーザーパ
ワーを印加しつつ記録を行なったところ、重ね書き動作
ができることが確認できた。
壁を安定に保持でき、初期化磁界5KOe、バイアス磁界20
0Oe、回転数1800rpm、5.2mWと8.2mWの二値のレーザーパ
ワーを印加しつつ記録を行なったところ、重ね書き動作
ができることが確認できた。
以上詳細に説明したように、レーザーパワーの変調に
よる重ね書き可能な交換結合二層膜の第１磁性層と第２
磁性層の間に、これらの磁性層と比べて相対的に小さな
磁壁エネルギーを有する垂直磁化膜である第３磁性層を
設けることにより、界面磁壁エネルギーを制御すること
が可能になり、結果的に、交換結合の強さと保磁力も独
立に制御可能となり、作製上の制約が少なくなった。
よる重ね書き可能な交換結合二層膜の第１磁性層と第２
磁性層の間に、これらの磁性層と比べて相対的に小さな
磁壁エネルギーを有する垂直磁化膜である第３磁性層を
設けることにより、界面磁壁エネルギーを制御すること
が可能になり、結果的に、交換結合の強さと保磁力も独
立に制御可能となり、作製上の制約が少なくなった。
Claims (2)
- 【請求項１】第１磁性層と、前記第１磁性層のキュリー
温度より高いキュリー温度と前記第１磁性層の保磁力よ
り低い保磁力を有する第２磁性層とからなる、交換結合
レーザーパワーの変調により重ね書き可能な光磁気記録
媒体において、 前記第１磁性層と第２磁性層の間に、 σW1＞σW3 σW2＞σW3 （但し、σW1、σW2、σW3は夫々第１磁性層、第２磁性
層、第３磁性層が単層膜である時の磁化反転中にできる
磁壁の磁壁エネルギーを示す。） を満足する、希土類−鉄族非晶質合金からなる第３磁性
層を設けることを特徴とする光磁気記録媒体。 - 【請求項２】前記第３磁性層がGd−Fe、Gd−Fe−Coまた
はGd−Coであることを特徴とする請求項１記載の光磁気
記録媒体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3510588A JP2555127B2 (ja) | 1988-02-19 | 1988-02-19 | 光磁気記録媒体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3510588A JP2555127B2 (ja) | 1988-02-19 | 1988-02-19 | 光磁気記録媒体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01211343A JPH01211343A (ja) | 1989-08-24 |
| JP2555127B2 true JP2555127B2 (ja) | 1996-11-20 |
Family
ID=12432652
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3510588A Expired - Fee Related JP2555127B2 (ja) | 1988-02-19 | 1988-02-19 | 光磁気記録媒体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2555127B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01273248A (ja) * | 1988-04-25 | 1989-11-01 | Nikon Corp | 磁性層間の交換結合力が制御されたオーバーライト可能な光磁気記録媒体 |
| US5273835A (en) * | 1989-09-25 | 1993-12-28 | Nikon Corporation | Over-write capable magnetooptical recording medium |
-
1988
- 1988-02-19 JP JP3510588A patent/JP2555127B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01211343A (ja) | 1989-08-24 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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