JP2561645B2 - 多層無定形磁気光学的記録用媒体 - Google Patents
多層無定形磁気光学的記録用媒体Info
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- A43B23/02—Uppers; Boot legs
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Description
【発明の詳細な説明】 本発明は薄いフイルム状の無定形磁気材料に関する。
特に本発明は、薄いフイルムがそのフイルム自体の面に
垂直な方向に安定に磁化し易い軸を有するような磁気異
方性を有する磁性組成物に関する。これらの組成物は、
薄いフイルムに相互作用を及ぼす光が入射点に磁区が存
在することにより影響を受ける光変調器として用いるこ
とができる。
特に本発明は、薄いフイルムがそのフイルム自体の面に
垂直な方向に安定に磁化し易い軸を有するような磁気異
方性を有する磁性組成物に関する。これらの組成物は、
薄いフイルムに相互作用を及ぼす光が入射点に磁区が存
在することにより影響を受ける光変調器として用いるこ
とができる。
磁気光学的(magneto-optic)記録用媒体はいくつか
の別の名前でも知られている。即ち、熱磁気(thermoma
gnetic)媒体、ビーム・アドレス・フアイル(beam add
ressable file)及び光磁気メモリー(photo-magnetic
memory)である。これらの用語は全て、記録及び質問の
両方に対してレーザービームの如きエネルギー源を用い
ることができるようにする輻射エネルギーに応答する保
存媒体或は記憶素子に適用される。そのような媒体は、
光ダイオードの如き電子装置によつて変調が検出できる
ように、入射偏光の特性を変調する。
の別の名前でも知られている。即ち、熱磁気(thermoma
gnetic)媒体、ビーム・アドレス・フアイル(beam add
ressable file)及び光磁気メモリー(photo-magnetic
memory)である。これらの用語は全て、記録及び質問の
両方に対してレーザービームの如きエネルギー源を用い
ることができるようにする輻射エネルギーに応答する保
存媒体或は記憶素子に適用される。そのような媒体は、
光ダイオードの如き電子装置によつて変調が検出できる
ように、入射偏光の特性を変調する。
この変調は通常、偏光に対するフアラデー効果又はカ
ー効果の現れによるものである。フアラデー効果は或る
磁化媒体を通過する偏光の偏光面が回転する効果のこと
である。カー効果は、光のビームが或る磁化媒体の表面
で反射した時、その光の偏光面が回転することである。
ー効果の現れによるものである。フアラデー効果は或る
磁化媒体を通過する偏光の偏光面が回転する効果のこと
である。カー効果は、光のビームが或る磁化媒体の表面
で反射した時、その光の偏光面が回転することである。
磁気光学的記録用媒体は、既知の磁気記録媒体よりも
いくつかの利点を有する: 1)媒体と記録用ヘツドとの間隔が一層大きく、従つて
接触及び摩耗の可能性が小さいこと。
いくつかの利点を有する: 1)媒体と記録用ヘツドとの間隔が一層大きく、従つて
接触及び摩耗の可能性が小さいこと。
2)記入手段としてパルス状レーザービームを用いて非
常の高密度のデーター保存が可能である。
常の高密度のデーター保存が可能である。
3)磁気光学層の上面上に保護層があり、媒体が塵で受
ける影響は磁気媒体より小さい。
ける影響は磁気媒体より小さい。
磁気光学的記録では、データーは、記録用媒体上の局
部的領域(点又はビツト)をその記録用媒体を補償温度
又はキユーリー点温度より高い温度へ加熱するのに充分
な強度の電磁波又は他のエネルギー源に当て、同時にそ
の媒体に磁場をかけることにより、選択的に方向づけら
れた残留磁化を有する媒体中に記入される。エネルギー
源は単色出力ビームを生ずるレーザーであるのが好まし
い。記録用媒体の磁化を逆転させるのに必要な磁場は、
記録用媒体に与えられる温度によつて変る。一般的に言
つて或る与えられた材料に対し、温度が高くなる程、必
要な保磁力は小さくなる。
部的領域(点又はビツト)をその記録用媒体を補償温度
又はキユーリー点温度より高い温度へ加熱するのに充分
な強度の電磁波又は他のエネルギー源に当て、同時にそ
の媒体に磁場をかけることにより、選択的に方向づけら
れた残留磁化を有する媒体中に記入される。エネルギー
源は単色出力ビームを生ずるレーザーであるのが好まし
い。記録用媒体の磁化を逆転させるのに必要な磁場は、
記録用媒体に与えられる温度によつて変る。一般的に言
つて或る与えられた材料に対し、温度が高くなる程、必
要な保磁力は小さくなる。
キユーリー点及び補償点で記入するための記入或は記
録操作は次の通りである。
録操作は次の通りである。
1)媒体を最初フイルムの表面に垂直で互に反対方向に
向いた磁化を有するほぼ同数の磁区(magnetic domai
n)を有する消磁状態にする。磁区とは普通の用法では
任意の大きさの均一に磁化した領域のことを指すが、こ
こでは最小の安定な磁化可能領域を指すものとする。全
ての磁区を一つの方向に磁化するために、媒体をフイル
ム表面に垂直の飽和磁場バイアスにかけてもよい。別法
として媒体の選択された領域を、連続的な光ビーム及び
小さな磁場バイアスに当てることにより磁化してもよい 2)表面又はフイルム面に垂直に配向しているが前に印
加した磁場とは逆方向の小さな磁場バイアスを薄いフイ
ルム媒体全体に印加する。
向いた磁化を有するほぼ同数の磁区(magnetic domai
n)を有する消磁状態にする。磁区とは普通の用法では
任意の大きさの均一に磁化した領域のことを指すが、こ
こでは最小の安定な磁化可能領域を指すものとする。全
ての磁区を一つの方向に磁化するために、媒体をフイル
ム表面に垂直の飽和磁場バイアスにかけてもよい。別法
として媒体の選択された領域を、連続的な光ビーム及び
小さな磁場バイアスに当てることにより磁化してもよい 2)表面又はフイルム面に垂直に配向しているが前に印
加した磁場とは逆方向の小さな磁場バイアスを薄いフイ
ルム媒体全体に印加する。
3)適所に磁場を印加したまま、レーザービームの如き
輻射エネルギー源からの光ビームをフイルムの選択され
た位置又はビット(bit)の方へ向け、そこでフイルム
を補償温度以上へ局部的に加熱する。レーザービームを
除くとそのビツトは印加した磁場の存在下で冷却し、そ
の方向に磁化が変換されている。実際に媒体は温度に依
存する磁場変換域(magnetic switching field)を有す
る。照射されたビツトに適用された磁場バイアスは選択
的にビツト磁化を変換し、ビツトはレーザーの影響下で
一時的にその補償温度近くになる。一時的温度上昇はビ
ツトの保磁力を減ずる。
輻射エネルギー源からの光ビームをフイルムの選択され
た位置又はビット(bit)の方へ向け、そこでフイルム
を補償温度以上へ局部的に加熱する。レーザービームを
除くとそのビツトは印加した磁場の存在下で冷却し、そ
の方向に磁化が変換されている。実際に媒体は温度に依
存する磁場変換域(magnetic switching field)を有す
る。照射されたビツトに適用された磁場バイアスは選択
的にビツト磁化を変換し、ビツトはレーザーの影響下で
一時的にその補償温度近くになる。一時的温度上昇はビ
ツトの保磁力を減ずる。
記入操作では、記入レーザービーム(例えば約8〜12
mW)を対物レンズによつて記録用媒体の表面上に希望の
径に焦点を結ばせる。
mW)を対物レンズによつて記録用媒体の表面上に希望の
径に焦点を結ばせる。
記憶素子或は記録されたビツトは、低電力(例えば1
〜3mW)偏光ビーム(例えばレーザービーム)をそのビ
ツト保存点に、媒体を加熱してその磁気状態を変えるこ
とがないような充分短い時間通すことにより、破壊する
ことなく質問(interrogate)或は読むことができる。
読みレーザービームは通常プリズムにより断面が円状の
形にされ、偏光されて、レンズにより記録用媒体上に或
る小さな径(例えば1.0ミクロン)の焦点に結ばせる。
読みビームが記録点を通過した時、それを光学的アナラ
イザーを通して送り、次に光ダイオードの如き検出器に
通し、偏光の変化の有無を検出する。
〜3mW)偏光ビーム(例えばレーザービーム)をそのビ
ツト保存点に、媒体を加熱してその磁気状態を変えるこ
とがないような充分短い時間通すことにより、破壊する
ことなく質問(interrogate)或は読むことができる。
読みレーザービームは通常プリズムにより断面が円状の
形にされ、偏光されて、レンズにより記録用媒体上に或
る小さな径(例えば1.0ミクロン)の焦点に結ばせる。
読みビームが記録点を通過した時、それを光学的アナラ
イザーを通して送り、次に光ダイオードの如き検出器に
通し、偏光の変化の有無を検出する。
光の偏光方向の変化はビツト或は点(spot)中の材料
の磁気光学的性質により起される。即ちケラー効果、フ
アラデー効果又はそれら二つの組み合せを用いて光偏向
面の変化を起させる。透過又は反射光ビームの偏光面は
特性回転角θだけ回転する。上向きビツト磁化ではθ°
回転するとすれば、下向き磁化では‐θ°回転する。通
常ビツト磁化方向に依り1又は0の論理値で表わしたデ
ジタル形式で記録されたデーターは、個々のビツトを通
過するか又は反射した光の強度の変化を読むことにより
検出される。その強度は、回転した光の量及び回転角に
呼応している。
の磁気光学的性質により起される。即ちケラー効果、フ
アラデー効果又はそれら二つの組み合せを用いて光偏向
面の変化を起させる。透過又は反射光ビームの偏光面は
特性回転角θだけ回転する。上向きビツト磁化ではθ°
回転するとすれば、下向き磁化では‐θ°回転する。通
常ビツト磁化方向に依り1又は0の論理値で表わしたデ
ジタル形式で記録されたデーターは、個々のビツトを通
過するか又は反射した光の強度の変化を読むことにより
検出される。その強度は、回転した光の量及び回転角に
呼応している。
消去は媒体の古い部分上に新しい情報を単に記入する
ことによるか、或は任意の与えられたビツトに充分な強
度のレーザービームを単に当て、次いで最初に適用した
磁場の方向の磁場の存在下でそのビツトを冷却すること
により行うことができる。全保存媒体は大きな磁場バイ
アスを最初の飽和方向に与えることにより消去すること
ができ、レーザービームを必要としない。一般に記録過
程では磁気光学的媒体の上又は背後に設置された磁石に
より適用され、消去過程では磁石は方向が逆になる。
ことによるか、或は任意の与えられたビツトに充分な強
度のレーザービームを単に当て、次いで最初に適用した
磁場の方向の磁場の存在下でそのビツトを冷却すること
により行うことができる。全保存媒体は大きな磁場バイ
アスを最初の飽和方向に与えることにより消去すること
ができ、レーザービームを必要としない。一般に記録過
程では磁気光学的媒体の上又は背後に設置された磁石に
より適用され、消去過程では磁石は方向が逆になる。
消去可能な磁気光学的媒体の信号対ノイズ比(SNR)
或はキヤリアー対ノイズ比(CNR)は に比例する(ここでRは媒体の反射率に等しく、θは回
転角である)。30KHzの帯域(band width)で45dB(デ
シベル)の値が一般に媒体の記入後の直読(DRAW)に対
して許容できる最低CNRであると考えられている。ビツ
トを質問できる速度及びデーターを解読できる信頼度
は、回転角の如き薄いフイルムの磁気光学的性質の大き
さ及びそれらの性質を検出する質問系の能力に依存す
る。回転角θの増大は通常CNRの増大をもたらす。
或はキヤリアー対ノイズ比(CNR)は に比例する(ここでRは媒体の反射率に等しく、θは回
転角である)。30KHzの帯域(band width)で45dB(デ
シベル)の値が一般に媒体の記入後の直読(DRAW)に対
して許容できる最低CNRであると考えられている。ビツ
トを質問できる速度及びデーターを解読できる信頼度
は、回転角の如き薄いフイルムの磁気光学的性質の大き
さ及びそれらの性質を検出する質問系の能力に依存す
る。回転角θの増大は通常CNRの増大をもたらす。
これを論ずるために、ノイズ最低線(floor)又はノ
イズの高さが平均的水準のノイズで測定される。
イズの高さが平均的水準のノイズで測定される。
磁気光学的材料材料を特徴づける主たる因子は、回転
角、保磁力(Hc)、キユーリー温度及び補償温度であ
る。媒体は一般に単一素子或は 少なくとも一つの成分
が無定形金属組成物である多成分系からなる。これらの
無定形金属合金には、二成分系及び三成分系組成物が特
に適している。適当な例は希土類・遷移金属(RE-TM)
組成物、例えばガドリニウム・コバルト(Gd-Co)、ガ
ドリニウム・鉄(Gd-Fe)、テルビウム・鉄(Tb-Fe)、
デイスプロジウム・鉄(Dy-Fe)、Gd-Tb-Fe、Tb-Dy-F
e、Tb-Fe-Co、テルビウム・鉄・クロム(Tb-Fe-Cr)、G
d-Fe-Bi(ビスマス)、Gd-Fe-Sn(錫)、Gd-Fe-Co、Gd-
Co-Bi及びGd-Dy-Fe、である。
角、保磁力(Hc)、キユーリー温度及び補償温度であ
る。媒体は一般に単一素子或は 少なくとも一つの成分
が無定形金属組成物である多成分系からなる。これらの
無定形金属合金には、二成分系及び三成分系組成物が特
に適している。適当な例は希土類・遷移金属(RE-TM)
組成物、例えばガドリニウム・コバルト(Gd-Co)、ガ
ドリニウム・鉄(Gd-Fe)、テルビウム・鉄(Tb-Fe)、
デイスプロジウム・鉄(Dy-Fe)、Gd-Tb-Fe、Tb-Dy-F
e、Tb-Fe-Co、テルビウム・鉄・クロム(Tb-Fe-Cr)、G
d-Fe-Bi(ビスマス)、Gd-Fe-Sn(錫)、Gd-Fe-Co、Gd-
Co-Bi及びGd-Dy-Fe、である。
特開昭56-143547号には今論じた型の磁気光学的媒体
が記述されている。それは0.24/0.18/1の比のガトリニ
ウム・テルビウム・鉄合金の薄いフイルムからなり、そ
のフイルムはカール効果を用いた場合には1000Åより厚
く、フアラデー効果を用いた時には500〜800Åの厚さで
ある。この特許のフイルムもGd・Tb・Feフイルムの上面
に5400Å厚のガラス(二酸化珪素)フイルムを有する。
が記述されている。それは0.24/0.18/1の比のガトリニ
ウム・テルビウム・鉄合金の薄いフイルムからなり、そ
のフイルムはカール効果を用いた場合には1000Åより厚
く、フアラデー効果を用いた時には500〜800Åの厚さで
ある。この特許のフイルムもGd・Tb・Feフイルムの上面
に5400Å厚のガラス(二酸化珪素)フイルムを有する。
薄い磁気光学的無定形フイルムは、スパツタリング、
蒸着及び中間冷却の如き既知の薄膜蒸着法によりつくる
ことができる。中間冷却では、フイルム成分の熱い液体
を冷却表面に当て、そこで急冷し、迅速に固化して無定
形の嵩ばつたフイルムを形成する。一般にどんな蒸着速
度を用いても、基板(sbstrate)温度は無定形磁性材料
を与えるためには、結晶化が起きる速度より小さくなけ
ればならない。
蒸着及び中間冷却の如き既知の薄膜蒸着法によりつくる
ことができる。中間冷却では、フイルム成分の熱い液体
を冷却表面に当て、そこで急冷し、迅速に固化して無定
形の嵩ばつたフイルムを形成する。一般にどんな蒸着速
度を用いても、基板(sbstrate)温度は無定形磁性材料
を与えるためには、結晶化が起きる速度より小さくなけ
ればならない。
薄膜蒸着に好ましい方法はスパツタリングである。無
定形薄膜のための典型的な既知のスパツタリング条件
は、1×10-5トールより小さい初期真度、3×102〜2
×10-2トールのスパツタリング圧、スパツタリング材料
源の表面をきれいにするための前スパツタリング、30°
〜100℃の基板温度及びアルゴン分圧である。
定形薄膜のための典型的な既知のスパツタリング条件
は、1×10-5トールより小さい初期真度、3×102〜2
×10-2トールのスパツタリング圧、スパツタリング材料
源の表面をきれいにするための前スパツタリング、30°
〜100℃の基板温度及びアルゴン分圧である。
陰極スパツタリン法では、アルゴンガスイオンがスパ
ツタリング室内の固体合金ターゲツト陰極に衝突し、加
速イオンの運動量をターゲツト表面近くの金属原子へ伝
達することにより金属原子を追い出す。陰極は白熱する
と言はれ、陰極と陽極の間のイオン化したガス体はプラ
ズマになる。基板を陽極の所に置き、金属合金原子が陽
極と陰極との間空間を横切り、基板上に付着或は凝縮す
る。
ツタリング室内の固体合金ターゲツト陰極に衝突し、加
速イオンの運動量をターゲツト表面近くの金属原子へ伝
達することにより金属原子を追い出す。陰極は白熱する
と言はれ、陰極と陽極の間のイオン化したガス体はプラ
ズマになる。基板を陽極の所に置き、金属合金原子が陽
極と陰極との間空間を横切り、基板上に付着或は凝縮す
る。
本発明は次の如き消去可能磁気光学的記録用媒体とし
て要約される: (A)少なくとも一種類の希土類元素と少なくとも一種
類の遷移金属との合金を含んでおり、そして5nmより大
きい厚さ、フィルム表面に垂直な磁気異方性、および多
数の磁区を有している、磁化可能無定形フィルム; (B)前記磁化可能無定形フィルム(A)の少なくとも
一方の側を覆っており、そして25〜200nmの厚さおよび
約1.2より大きい屈折率を有している、少なくとも一つ
の透明誘電体層であり、前記磁化可能無定形フィルムと
前記透明誘電体層の相対的厚さは、前記誘電体層が存在
しない場合の同じ記録用媒体の磁気光学的回転角を越え
る磁気光学的回転角を生ずるように選択されている、前
記透明誘電体層; (C)基板;および (D)前記透明誘電体層(B)の、前記磁化可能無定形
フィルム(A)とは反対の側に位置している、50%より
大きい反射率を有する反射性金属層; を含んでいる、磁気光学記録用媒体であって、 イ)前記磁化可能無定形フィルムは、530mPa〜80mPa
(4×10-3〜6×10-4トル)の真空下でかつ最低でも純
度が99.999%のスパッタリングガスを使用するトリオー
ド・スパッタリングによって得ることができるタイプの
ものであり;かつ ロ)前記磁化可能無定形フィルムが透明保護被覆層によ
って保護されている; ことを特徴とし、それによって、 a)約2.35μmサイズのビットを使用して30KHzの帯域
で測定されたときに少なくとも47dBのキャリアー対ノイ
ズ比;および b)キャリアー対ノイズ比、ビットのサイズ、および読
み信号振幅が、記録直後と14日後において実験誤差の範
囲内でしか変化しないことで示される安定性; を示すことができる前記磁気光学記録用媒体。
て要約される: (A)少なくとも一種類の希土類元素と少なくとも一種
類の遷移金属との合金を含んでおり、そして5nmより大
きい厚さ、フィルム表面に垂直な磁気異方性、および多
数の磁区を有している、磁化可能無定形フィルム; (B)前記磁化可能無定形フィルム(A)の少なくとも
一方の側を覆っており、そして25〜200nmの厚さおよび
約1.2より大きい屈折率を有している、少なくとも一つ
の透明誘電体層であり、前記磁化可能無定形フィルムと
前記透明誘電体層の相対的厚さは、前記誘電体層が存在
しない場合の同じ記録用媒体の磁気光学的回転角を越え
る磁気光学的回転角を生ずるように選択されている、前
記透明誘電体層; (C)基板;および (D)前記透明誘電体層(B)の、前記磁化可能無定形
フィルム(A)とは反対の側に位置している、50%より
大きい反射率を有する反射性金属層; を含んでいる、磁気光学記録用媒体であって、 イ)前記磁化可能無定形フィルムは、530mPa〜80mPa
(4×10-3〜6×10-4トル)の真空下でかつ最低でも純
度が99.999%のスパッタリングガスを使用するトリオー
ド・スパッタリングによって得ることができるタイプの
ものであり;かつ ロ)前記磁化可能無定形フィルムが透明保護被覆層によ
って保護されている; ことを特徴とし、それによって、 a)約2.35μmサイズのビットを使用して30KHzの帯域
で測定されたときに少なくとも47dBのキャリアー対ノイ
ズ比;および b)キャリアー対ノイズ比、ビットのサイズ、および読
み信号振幅が、記録直後と14日後において実験誤差の範
囲内でしか変化しないことで示される安定性; を示すことができる前記磁気光学記録用媒体。
ここで用いる磁区サイズ(domain size)とはフイル
ム面で測定した磁区の最大の大きさを意味する。
ム面で測定した磁区の最大の大きさを意味する。
多くのフイルム基板を用いることができる。それらは
記録及び再生中の光線の変位変動を最小にする形状的に
安定な材料から形成することができる。半導体、絶縁
体、又は金属を用いることができる。適当な基板にはガ
ラス、スピネル、石英、サフアイア、酸化アルミニウ
ム、アルミニウム及び銅の如き金属及びポリメチル‐メ
タクリレート(PMMA)及びポリエステルの如き重合体が
含まれる。基板は典型的に円板の形をしている。
記録及び再生中の光線の変位変動を最小にする形状的に
安定な材料から形成することができる。半導体、絶縁
体、又は金属を用いることができる。適当な基板にはガ
ラス、スピネル、石英、サフアイア、酸化アルミニウ
ム、アルミニウム及び銅の如き金属及びポリメチル‐メ
タクリレート(PMMA)及びポリエステルの如き重合体が
含まれる。基板は典型的に円板の形をしている。
磁化可能無定形フイルムを反射体上に付着させると、
フアラデー効果がカー効果に加わるので、磁気光学的回
転が増大することが知られている。前者の効果は光の偏
光面を、それが磁気光学的層を前後に通過する時回転す
るのに対し、カー効果は層の表面でそれを回転する。反
射性表面は基板自体の円滑な高度に摩かれた表面でもよ
く、或は真空蒸着の如き当分野で既知の方法によつて付
着された別の反射性層の表面でもよい。反射性表面又は
層は、通常記録用波長で約50%より大きい(好ましくは
70%)反射率を有する。付着した反射性層は通常約50〜
500nmの厚さである。典型的な反射性表面又は層は銅、
アルミニウム又は金である。
フアラデー効果がカー効果に加わるので、磁気光学的回
転が増大することが知られている。前者の効果は光の偏
光面を、それが磁気光学的層を前後に通過する時回転す
るのに対し、カー効果は層の表面でそれを回転する。反
射性表面は基板自体の円滑な高度に摩かれた表面でもよ
く、或は真空蒸着の如き当分野で既知の方法によつて付
着された別の反射性層の表面でもよい。反射性表面又は
層は、通常記録用波長で約50%より大きい(好ましくは
70%)反射率を有する。付着した反射性層は通常約50〜
500nmの厚さである。典型的な反射性表面又は層は銅、
アルミニウム又は金である。
A項のフイルムは典型的には少なくとも一種類の希土
類元素と少なくとも一種類の遷移金属との合金からな
り、通常200nm以下の厚さである。もし余りにも薄過ぎ
ると、磁気光学的フイルムは記入モード(mode)で充分
な光を吸収しないかも知れない。
類元素と少なくとも一種類の遷移金属との合金からな
り、通常200nm以下の厚さである。もし余りにも薄過ぎ
ると、磁気光学的フイルムは記入モード(mode)で充分
な光を吸収しないかも知れない。
A項の磁化可能フイルムは無定形であるが、フイルム
内の密度及び(又は)組成についての局部的な変動とし
て定めることができる異なつた相を有する互に隣接して
異なつた相が存在することは、垂直な異方性を与えるこ
とになると考えられる。この性質はビツトに隣接したフ
イルムの磁化方向とは反対の方向にそのビツトを磁化す
ることを可能にしている。
内の密度及び(又は)組成についての局部的な変動とし
て定めることができる異なつた相を有する互に隣接して
異なつた相が存在することは、垂直な異方性を与えるこ
とになると考えられる。この性質はビツトに隣接したフ
イルムの磁化方向とは反対の方向にそのビツトを磁化す
ることを可能にしている。
透明誘電体層は反射性層とA項の磁化可能無定形フイ
ルムとの間の中間層として付着することができる。その
ような中間層は約1.2より大きく、好ましくは3.0に近い
屈折率をもつであろう。高い屈折率の中間層では、磁気
光学的角度は干渉が強くなることにより著しく増大させ
ることができる。
ルムとの間の中間層として付着することができる。その
ような中間層は約1.2より大きく、好ましくは3.0に近い
屈折率をもつであろう。高い屈折率の中間層では、磁気
光学的角度は干渉が強くなることにより著しく増大させ
ることができる。
干渉の増大は透明誘電体反射防止層を薄い磁化可能無
定形(MO)フイルムの上面上に付着させた時にも起き
る。一つの透明誘電体干渉フイルム(中間層又は反射防
止層)+MO・反射性層を有する媒体は、三層媒体として
言及する。反射体とMOフイルムとの間の中間層と反射防
止層との両方を有する媒体は四層媒体と呼ばれる。反射
防止層も通常約25〜200nmの厚さと、1.2より大きな屈折
率を特徴とするが、中間層と全く同じ材料である必要は
ない。
定形(MO)フイルムの上面上に付着させた時にも起き
る。一つの透明誘電体干渉フイルム(中間層又は反射防
止層)+MO・反射性層を有する媒体は、三層媒体として
言及する。反射体とMOフイルムとの間の中間層と反射防
止層との両方を有する媒体は四層媒体と呼ばれる。反射
防止層も通常約25〜200nmの厚さと、1.2より大きな屈折
率を特徴とするが、中間層と全く同じ材料である必要は
ない。
三層構造で誘電体層がA項のフイルムと反射性の層又
は表面との間に存在する場合には、A項のフイルムの上
に透明の不動態化(passivating)層を加えるのが有利
である。透明不動態化層は、典型的には約300Å迄であ
る。
は表面との間に存在する場合には、A項のフイルムの上
に透明の不動態化(passivating)層を加えるのが有利
である。透明不動態化層は、典型的には約300Å迄であ
る。
中間層と反射防止層の透明誘電体及び不動態化層に適
した材料は、低酸化珪素(silicon suboxide)(SiOx,x
<2)、二酸化チタン、SiO2、酸化セリウム、酸化アル
ミニウム及び窒化アルミニウムである。
した材料は、低酸化珪素(silicon suboxide)(SiOx,x
<2)、二酸化チタン、SiO2、酸化セリウム、酸化アル
ミニウム及び窒化アルミニウムである。
三層構造で磁化可能無定形(MO)フイルム及び透明誘
電体層の相対的厚さ、及び四層構造での中間的誘電体層
及び反射防止層及び磁化可能無定形フイルムの相対的厚
さは、付加した誘電体層及び(又は)反射防止層がない
時の媒体の磁気光学的回転角を超える磁気光学的回転角
を生ずるように選択される。この選択は既知の光学的相
関関係を用いて行うことができる。たとえば、米国特許
第4,414,650号、キャノンのドイツ特許公開明細書第333
4923号、およびデュポンの米国特許第3,594,064号に
は、誘電体層と磁化可能フィルムの相対的厚さと磁気光
学的回転角との関係が説明されている。誘電体層の厚さ
を調節することによる回転角の干渉を強めることは当業
者には常識の範囲である。誘電体層の厚さが選択される
と、誘電体層の屈折率およびレーザー光の波長が定ま
る。一般的概念は反射体からの反射後に誘電体層を通過
する光の波長による干渉条件を知ることである。このこ
とは米国特許第4,414,650号の第3欄の34〜47行にも記
述されており、λ/2は干渉を近似するための光学におけ
る通常の条件である。干渉理論および反射防止の理論は
光学分野ではよく理解されている。キャノンのドイツ特
許公開明細書第3334923号には、磁気光学記録用薄膜と
組み合わせて誘電体層を使用することによるカー回転角
の増大が教示されている(図9参照)。米国特許第3,59
4,064号の第1欄の10〜47行には、カー回転を実質的に
向上させるために選択された厚さの誘電体層による磁気
光学ミラーが開示されている。之等の相対的厚さは、記
録用波長で30%より小さい記録用媒体の反射率を生ずる
ように選択されるのが好ましい。
電体層の相対的厚さ、及び四層構造での中間的誘電体層
及び反射防止層及び磁化可能無定形フイルムの相対的厚
さは、付加した誘電体層及び(又は)反射防止層がない
時の媒体の磁気光学的回転角を超える磁気光学的回転角
を生ずるように選択される。この選択は既知の光学的相
関関係を用いて行うことができる。たとえば、米国特許
第4,414,650号、キャノンのドイツ特許公開明細書第333
4923号、およびデュポンの米国特許第3,594,064号に
は、誘電体層と磁化可能フィルムの相対的厚さと磁気光
学的回転角との関係が説明されている。誘電体層の厚さ
を調節することによる回転角の干渉を強めることは当業
者には常識の範囲である。誘電体層の厚さが選択される
と、誘電体層の屈折率およびレーザー光の波長が定ま
る。一般的概念は反射体からの反射後に誘電体層を通過
する光の波長による干渉条件を知ることである。このこ
とは米国特許第4,414,650号の第3欄の34〜47行にも記
述されており、λ/2は干渉を近似するための光学におけ
る通常の条件である。干渉理論および反射防止の理論は
光学分野ではよく理解されている。キャノンのドイツ特
許公開明細書第3334923号には、磁気光学記録用薄膜と
組み合わせて誘電体層を使用することによるカー回転角
の増大が教示されている(図9参照)。米国特許第3,59
4,064号の第1欄の10〜47行には、カー回転を実質的に
向上させるために選択された厚さの誘電体層による磁気
光学ミラーが開示されている。之等の相対的厚さは、記
録用波長で30%より小さい記録用媒体の反射率を生ずる
ように選択されるのが好ましい。
之等の磁気光学的媒体の特性回転角θは、約8300Åの
波長でのレーザーダイオードで測定して比較的大きい
(1〜10°の範囲である)。このことは文献で希土類遷
移金属(RE-TM)多層構造について報告されているθ値
に対する改良を表している。
波長でのレーザーダイオードで測定して比較的大きい
(1〜10°の範囲である)。このことは文献で希土類遷
移金属(RE-TM)多層構造について報告されているθ値
に対する改良を表している。
上記消去可能光学的記録用媒体も、磁区サイズが一層
小さいため(通常約100Å)、既知の媒体より一層正確
なビツト〔即ち平均ビツト粗さ(roughnes)が一層小さ
い〕を有する。ビツトは典型的には最大径が1〜5ミク
ロンである。
小さいため(通常約100Å)、既知の媒体より一層正確
なビツト〔即ち平均ビツト粗さ(roughnes)が一層小さ
い〕を有する。ビツトは典型的には最大径が1〜5ミク
ロンである。
カオフマン(Kaufman)ソース(source)或はデユオ
プラズマトロン(duoplasmatron)を用いることができ
るが、薄い磁化可能無定形フイルムを蒸着するのにトリ
オード(triode)スパツタリング法が好ましい。主陽極
及び陰極の外にトリオードスパツタリングは熱イオン陰
極(エミツター)及び陽極を有し、それはプラズマが直
流グロー放電よりもはるかに低い圧力で維持できる(磁
場或はマグネトロンの存在下でも)利点を有する。トリ
オードスパツタリング装置が非常に低い真空度でアルゴ
ンプラズマを維持できることにより、4×10-3〜6×10
-4トールの範囲の真空度でこれらの薄いフイルムを付着
させることができる。スパツタリング陰極と陽極との間
の空間を通つて拡散する金属原子は、低い真空度の場合
より大きなエネルギーで基板に衝突することができる。
なぜならその空間中には金属原子の動きを妨害するアル
ゴン原子の数が少なく、一層大きな平均自由行路を与え
るからである。
プラズマトロン(duoplasmatron)を用いることができ
るが、薄い磁化可能無定形フイルムを蒸着するのにトリ
オード(triode)スパツタリング法が好ましい。主陽極
及び陰極の外にトリオードスパツタリングは熱イオン陰
極(エミツター)及び陽極を有し、それはプラズマが直
流グロー放電よりもはるかに低い圧力で維持できる(磁
場或はマグネトロンの存在下でも)利点を有する。トリ
オードスパツタリング装置が非常に低い真空度でアルゴ
ンプラズマを維持できることにより、4×10-3〜6×10
-4トールの範囲の真空度でこれらの薄いフイルムを付着
させることができる。スパツタリング陰極と陽極との間
の空間を通つて拡散する金属原子は、低い真空度の場合
より大きなエネルギーで基板に衝突することができる。
なぜならその空間中には金属原子の動きを妨害するアル
ゴン原子の数が少なく、一層大きな平均自由行路を与え
るからである。
トリオードスパツタリングでは、エネルギーの高いフ
イルム成分(金属合金)原子による統計的衝突速度が大
きいため、基板上に核生成点が一層多く生ずる。このた
め他の方法による場合より一層滑らかな表面をもつ磁気
光学的フイルムがもたらされると考えられる。このこと
は今度はフイルムの表面が、約5.0MHz(メガヘルツ)で
変調したピーク間2mW(ミリワツト)のレーザービーム
を10m/秒の線速度で移動する未記入媒体から反射させた
時、キヤリアー水準より少なくとも50dB低い背景ノイズ
水準を生ずる磁気光学的記録用媒体をもたらすことにな
る。本発明の媒体に対し、背景ノイズは通常上述の条件
下でキヤリアー水準より少なくとも65dB低い。
イルム成分(金属合金)原子による統計的衝突速度が大
きいため、基板上に核生成点が一層多く生ずる。このた
め他の方法による場合より一層滑らかな表面をもつ磁気
光学的フイルムがもたらされると考えられる。このこと
は今度はフイルムの表面が、約5.0MHz(メガヘルツ)で
変調したピーク間2mW(ミリワツト)のレーザービーム
を10m/秒の線速度で移動する未記入媒体から反射させた
時、キヤリアー水準より少なくとも50dB低い背景ノイズ
水準を生ずる磁気光学的記録用媒体をもたらすことにな
る。本発明の媒体に対し、背景ノイズは通常上述の条件
下でキヤリアー水準より少なくとも65dB低い。
本発明の媒体は消去できるが、一回限りの記入即ち消
去不能媒体と同じ用途に用いてもよい。
去不能媒体と同じ用途に用いてもよい。
本発明の記録用媒体にとつて特徴的なキヤリアー対ノ
イズ比は少なくとも47dBである。
イズ比は少なくとも47dBである。
これらの媒体の良好な性能特性(高いθ及びCNR)は
媒体中の物理的に同定できる特徴に起因するものと考え
られる。最も重要であると考えられる二つの特徴は、小
さな磁区の存在と、記録用媒体の光学的定数(高屈折率
及び低消光率)である。本発明のA項の薄いGd-Tb-Fe合
金フイルムについて屈折率(n)及び消光率(k)は、
夫々4.5及び1.8であると決定されている。磁区サイズは
最大径で200Åより小さいのが好ましい。即ち、1μm
ビツトは多くの磁化された磁区からつくることができ
る。第1図は最大径で200Å以下の磁区境界壁を示して
いる。
媒体中の物理的に同定できる特徴に起因するものと考え
られる。最も重要であると考えられる二つの特徴は、小
さな磁区の存在と、記録用媒体の光学的定数(高屈折率
及び低消光率)である。本発明のA項の薄いGd-Tb-Fe合
金フイルムについて屈折率(n)及び消光率(k)は、
夫々4.5及び1.8であると決定されている。磁区サイズは
最大径で200Åより小さいのが好ましい。即ち、1μm
ビツトは多くの磁化された磁区からつくることができ
る。第1図は最大径で200Å以下の磁区境界壁を示して
いる。
磁性材料中の磁区の形成はよく知られている。しかし
従来技術の教示によれば磁区サイズが本発明の極めて小
さな範囲へ減少するに従つて、磁区は不安定になるであ
ろうという結論になる。不安定な磁区からなるビツトは
記録された後、約2分以内に媒体上の位置、CNR及びビ
ツトサイズの変化の如き観察可能な変化を受けるであろ
う。CNRの損失はビツト端縁の粗さの増大を示す。安定
なビツトは長期間記録されたデーターの一体性を維持す
るのに必要である。
従来技術の教示によれば磁区サイズが本発明の極めて小
さな範囲へ減少するに従つて、磁区は不安定になるであ
ろうという結論になる。不安定な磁区からなるビツトは
記録された後、約2分以内に媒体上の位置、CNR及びビ
ツトサイズの変化の如き観察可能な変化を受けるであろ
う。CNRの損失はビツト端縁の粗さの増大を示す。安定
なビツトは長期間記録されたデーターの一体性を維持す
るのに必要である。
本発明のGd-Tb-Fe無定形合金フイルムを上に被覆した
133mm(51/4in)径の円板媒体を、約250エルンステ
ツド(Oe)の磁場バイアスを用いて電力9mWのレーザー
で一連のビツトを記録することにより安定性について試
験した。記録されたビツトは記録直後と約14日後に電力
3.0mWのレーザーで読んだ。実験誤差内で、二つの読み
の間にCNR、ビツトサイズ、或は読み信号振幅に変化は
なく、良いビツト及び磁区の安定性を示していた。本発
明の媒体に記録されたビツトは数カ月安定であつた。
133mm(51/4in)径の円板媒体を、約250エルンステ
ツド(Oe)の磁場バイアスを用いて電力9mWのレーザー
で一連のビツトを記録することにより安定性について試
験した。記録されたビツトは記録直後と約14日後に電力
3.0mWのレーザーで読んだ。実験誤差内で、二つの読み
の間にCNR、ビツトサイズ、或は読み信号振幅に変化は
なく、良いビツト及び磁区の安定性を示していた。本発
明の媒体に記録されたビツトは数カ月安定であつた。
本発明に特によく適した一つの無定形合金組成物はガ
ドリニウム・テルビウム・鉄三元合金である。好ましい
組成範囲は6〜15原子%のガトリニウム、10〜20%のテ
ルビウム及び65〜84%の鉄である。この媒体のキユーリ
ー点温度は約120℃である。この組成物から作られた薄
いフイルムは、一般に50Å厚より大きく、安定な記憶を
生ずるのに充分な保磁力を有する。これは最低で約500
エルンステツド(Oe)あるべきであるが、2000〜3000Oe
の範囲が一般に用いられている。
ドリニウム・テルビウム・鉄三元合金である。好ましい
組成範囲は6〜15原子%のガトリニウム、10〜20%のテ
ルビウム及び65〜84%の鉄である。この媒体のキユーリ
ー点温度は約120℃である。この組成物から作られた薄
いフイルムは、一般に50Å厚より大きく、安定な記憶を
生ずるのに充分な保磁力を有する。これは最低で約500
エルンステツド(Oe)あるべきであるが、2000〜3000Oe
の範囲が一般に用いられている。
200Kev装置で行われたそのような三元合金の電子ビー
ム回折像である第2図に示す如く、これらの材料は結晶
構造には簡単に起因させられない広いハロー(halo)を
もつた回折像を示す。回折像で、無定の特徴は個々の線
が重なり合つた点迄広がつた線によつて示される。同心
円によつて分けられた広がつた環或はぼやけた領域は、
分裂環(split ring)として知られており、フイルムの
無定形特性に或る局部的原子配向があることを示してい
る。
ム回折像である第2図に示す如く、これらの材料は結晶
構造には簡単に起因させられない広いハロー(halo)を
もつた回折像を示す。回折像で、無定の特徴は個々の線
が重なり合つた点迄広がつた線によつて示される。同心
円によつて分けられた広がつた環或はぼやけた領域は、
分裂環(split ring)として知られており、フイルムの
無定形特性に或る局部的原子配向があることを示してい
る。
回折像の写真からの情報は、回折像の中心からの距離
に対する回折強度の関係をプロツトした図に移しかえる
ことができ、無定形特性を一層精確に示すことができ
る。無定形物質の回折線図は明確なピークを欠いてい
る。それに対し結晶質の回折線図は多数の全く明確なピ
ークをもち、格子間隔即ち格子内の原子軌道間の間隔を
示す。
に対する回折強度の関係をプロツトした図に移しかえる
ことができ、無定形特性を一層精確に示すことができ
る。無定形物質の回折線図は明確なピークを欠いてい
る。それに対し結晶質の回折線図は多数の全く明確なピ
ークをもち、格子間隔即ち格子内の原子軌道間の間隔を
示す。
上で説明した如く、トリオードスパツタリング法は本
発明の磁気光学的フイルムを付着させるのに非常に適し
ている。この方法を実施するに到らせる実験では、スパ
ツタリングに用いられるアルゴンは超高純度(最低純度
99.999%)であつた。トリオードスパツタリング装置へ
のアルゴン流量は、約1.3ミリトールの圧力で約50cm3/
分(標準状態)であつた(これはその系中に存在するガ
スの約3ppmであることを意味する)。これは普通の直流
又はラジオ周波陰極スパツタリングの場合より少なくと
も1/20〜1/100の倍率で、その系中に存在し且つそこを
流れる酸素の量の減少を示している。
発明の磁気光学的フイルムを付着させるのに非常に適し
ている。この方法を実施するに到らせる実験では、スパ
ツタリングに用いられるアルゴンは超高純度(最低純度
99.999%)であつた。トリオードスパツタリング装置へ
のアルゴン流量は、約1.3ミリトールの圧力で約50cm3/
分(標準状態)であつた(これはその系中に存在するガ
スの約3ppmであることを意味する)。これは普通の直流
又はラジオ周波陰極スパツタリングの場合より少なくと
も1/20〜1/100の倍率で、その系中に存在し且つそこを
流れる酸素の量の減少を示している。
薄い無定形フイルムの光学的性質は、組成物と、その
組成物が形成され或は付着される方法との両方の関数で
ある。希土類金属は容易に酸化することが知られてお
り、この酸化の制御が高純度生成物をもたらすのに本発
明の方法で重要な部分になつている。プラズマに対し、
もし陽極に負電位を与えると、得られる方法はバイアス
スパツタリングと言われる。このバイアスは再スパツタ
リングにより主フイルムからの酸素の如き不純物を優先
的に除去することになると考えられている。
組成物が形成され或は付着される方法との両方の関数で
ある。希土類金属は容易に酸化することが知られてお
り、この酸化の制御が高純度生成物をもたらすのに本発
明の方法で重要な部分になつている。プラズマに対し、
もし陽極に負電位を与えると、得られる方法はバイアス
スパツタリングと言われる。このバイアスは再スパツタ
リングにより主フイルムからの酸素の如き不純物を優先
的に除去することになると考えられている。
直流ではなくラジオ周波(RF)でのスパツタリング
は、上述の透明誘電体層の如き絶縁体を清浄にし、それ
を付着させるのに用いることができる。この方法ではラ
ジオ周波交流電圧をRF電極によりスパツタリング室に適
用する。
は、上述の透明誘電体層の如き絶縁体を清浄にし、それ
を付着させるのに用いることができる。この方法ではラ
ジオ周波交流電圧をRF電極によりスパツタリング室に適
用する。
トリオードスパツタリング装置は、金属合金が置かれ
るスパツタリング陰極ターゲツトの入つた真空室を有す
る。合金がスパツターされ、陽極基板保持器上に置かれ
た基板上に蓄積する。陽極は室壁に対し低負バイアス電
圧に維持する。陰極ターゲツトを水冷し、基板を外から
の駆動装置で回転させることができる。スパツターは通
常ターゲツトと陽極との間に与えられ、基板をスパツタ
ーで清浄にする。磁気的に補助されたトリオードスパツ
タリングが好ましい。この場合には磁場が熱イオン陰極
及び陽極と一線をなすように印加され、電子をイオン化
ガスのプラズマへ閉じ込め、それらを、電子の衝突が加
熱を惹き起すような基板から遠く維持する。
るスパツタリング陰極ターゲツトの入つた真空室を有す
る。合金がスパツターされ、陽極基板保持器上に置かれ
た基板上に蓄積する。陽極は室壁に対し低負バイアス電
圧に維持する。陰極ターゲツトを水冷し、基板を外から
の駆動装置で回転させることができる。スパツターは通
常ターゲツトと陽極との間に与えられ、基板をスパツタ
ーで清浄にする。磁気的に補助されたトリオードスパツ
タリングが好ましい。この場合には磁場が熱イオン陰極
及び陽極と一線をなすように印加され、電子をイオン化
ガスのプラズマへ閉じ込め、それらを、電子の衝突が加
熱を惹き起すような基板から遠く維持する。
操作に際、スパツタリング室を典型的には或る初期背
景圧力(例えば4.0×10-7トール)へポンプで減圧し、
然る後スパツターガス(アルゴン)を導入する。典型的
には基板を約300Vのバイアス電圧で約60秒間前スパツタ
リング即ちスパツターによる食刻で清浄にする。基板
を、予かじめ定められたスパツタリング条件に達した
後、ターゲツトからの原子流束に当てる。磁気光学的フ
イルムの付着速度はガドリニウム・テルビウム・鉄三元
合金の場合には一般に0.5〜4.0Å/秒である。薄膜熱電
対を陽極基板保持器近くに配置し、大体の基板と平衡プ
ラズマの温度測定する。
景圧力(例えば4.0×10-7トール)へポンプで減圧し、
然る後スパツターガス(アルゴン)を導入する。典型的
には基板を約300Vのバイアス電圧で約60秒間前スパツタ
リング即ちスパツターによる食刻で清浄にする。基板
を、予かじめ定められたスパツタリング条件に達した
後、ターゲツトからの原子流束に当てる。磁気光学的フ
イルムの付着速度はガドリニウム・テルビウム・鉄三元
合金の場合には一般に0.5〜4.0Å/秒である。薄膜熱電
対を陽極基板保持器近くに配置し、大体の基板と平衡プ
ラズマの温度測定する。
トリオード装置の真空度を高くすると、米国特許第3,
965,463号の磁気光学的フイルムの如き既知のものより
高い密度及び高い屈折率の薄いフイルムをもたらすよう
である。
965,463号の磁気光学的フイルムの如き既知のものより
高い密度及び高い屈折率の薄いフイルムをもたらすよう
である。
磁気光学的フイルムのその表面での特性は、フイルム
の内部的(bulk)性質とは異なり得ることが観察されて
いる。これは未不動化フイルムの表面と内部の保磁力測
定値を比較することによつて特に明確にされている。保
持力Hcは極端な場合には1桁も変ることが見出されてい
る。これらの変化は光学的記憶系では特に重要である。
なぜなら読み光学的ビームとRE-TM保持材料の相互作用
はフイルムの最初の150〜200Åの所で起きるからであ
る。希土類の酸化は薄いフイルムの表面特性の変化の主
たる原因であると推定されている。不動化層でRE-TMフ
イルムを被覆することにより、特性の経時変化はほとん
どなくなる。
の内部的(bulk)性質とは異なり得ることが観察されて
いる。これは未不動化フイルムの表面と内部の保磁力測
定値を比較することによつて特に明確にされている。保
持力Hcは極端な場合には1桁も変ることが見出されてい
る。これらの変化は光学的記憶系では特に重要である。
なぜなら読み光学的ビームとRE-TM保持材料の相互作用
はフイルムの最初の150〜200Åの所で起きるからであ
る。希土類の酸化は薄いフイルムの表面特性の変化の主
たる原因であると推定されている。不動化層でRE-TMフ
イルムを被覆することにより、特性の経時変化はほとん
どなくなる。
SiOxガラスの被覆を有するGd-Tb-Fe合金膜をもつ本発
明の媒体の試料中の深さに対する元素の変動状態はオー
ジエ(Auger)電子分光法(AER)及び二次イオン質量分
光法(SIMS)により求められた。その結果はGd-Tb-Feフ
イルム中の酸素が1原子%より低い水準を示していた。
電子分光化学分析(ESCA)によると、Gd-Tb-Feフイルム
上に付着させたSiOxフイルムは、xが1.2〜1.6即ち55〜
62原子%の酸素含有量をもつことを示していた。深さに
対する元素分析では、Gd-Tb-Feフイルム内の酸素水準
は、SiOx中の約1/200、即ち約0.3原子%であることを示
していた。
明の媒体の試料中の深さに対する元素の変動状態はオー
ジエ(Auger)電子分光法(AER)及び二次イオン質量分
光法(SIMS)により求められた。その結果はGd-Tb-Feフ
イルム中の酸素が1原子%より低い水準を示していた。
電子分光化学分析(ESCA)によると、Gd-Tb-Feフイルム
上に付着させたSiOxフイルムは、xが1.2〜1.6即ち55〜
62原子%の酸素含有量をもつことを示していた。深さに
対する元素分析では、Gd-Tb-Feフイルム内の酸素水準
は、SiOx中の約1/200、即ち約0.3原子%であることを示
していた。
本発明は次に記載の実施例を考慮することにより更に
明確にされるであろう。それら実施例は純粋に例示する
ためのものである。
明確にされるであろう。それら実施例は純粋に例示する
ためのものである。
実施例1 干渉が増大した構造を開発する実験で、特定の厚さの
磁気光学的フイルムを反射器に付着させた。この二層を
次にSiOx誘電体の第三層で被覆した。反射体の選択は一
般に主要な波長での反射性の効率に関係している。磁気
光学的フイルムの厚さは主要な光の波長で観察した時の
光学的性質に依存するであろう。磁気光学的材料はフア
ラデー及びカール効果の両方から回転を増大させるため
には半透過性(semi-transmissive)でなければならな
い。Gd(11原子%)、Tb(11原子%)、残余Fe(蛍光X
線で決定して)からなるフイルムを、銅被覆及び未被覆
ガラス平板上に付着させた。回転角θはヘリウム・ネオ
ン(He Ne)レーザー(波長6328Å)及びレーザーダイ
オード(L.D.波長8300Å)の両方で測定した。結果を次
の第1表に示す。
磁気光学的フイルムを反射器に付着させた。この二層を
次にSiOx誘電体の第三層で被覆した。反射体の選択は一
般に主要な波長での反射性の効率に関係している。磁気
光学的フイルムの厚さは主要な光の波長で観察した時の
光学的性質に依存するであろう。磁気光学的材料はフア
ラデー及びカール効果の両方から回転を増大させるため
には半透過性(semi-transmissive)でなければならな
い。Gd(11原子%)、Tb(11原子%)、残余Fe(蛍光X
線で決定して)からなるフイルムを、銅被覆及び未被覆
ガラス平板上に付着させた。回転角θはヘリウム・ネオ
ン(He Ne)レーザー(波長6328Å)及びレーザーダイ
オード(L.D.波長8300Å)の両方で測定した。結果を次
の第1表に示す。
磁気光学的フイルム及び低酸化珪素フイルムの厚さは
二重ビーム干渉計で測定された。これらの結果は、回転
角が磁気光学的フイルムの厚さと、干渉フイルムの厚さ
との両方に依存することを示している。それらは反射体
上に付着した磁気光学的フイルムを用いる明確な利点を
も示している。
二重ビーム干渉計で測定された。これらの結果は、回転
角が磁気光学的フイルムの厚さと、干渉フイルムの厚さ
との両方に依存することを示している。それらは反射体
上に付着した磁気光学的フイルムを用いる明確な利点を
も示している。
磁気光学的媒体に保存されたデータを読むために種々
の装置及び方法が当分野で知られており、又入手でき
る。例えば米国特許第3,651,281号第3図及び第6欄及
び第7欄に例示されている。同じ種類の装置を或る修正
を加えて磁気光学的媒体を試験するのに用いてもよい。
基本的な試験装置はビームを出すレーザーダイオードを
有し、そのビームは種々の誘電体鏡、平面鏡、偏光子、
レンズ及びプリズムによつて磁気光学的媒体の方へ向
け、そこから一組の検出器へ送り、そこで回転した光ビ
ームの強度を電子信号に変換する。レーザーダイオード
は約8300Åの波長の発散光を出し、それを偏光し、変調
し、レンズにより収束及び平行にし、プリズムにより円
状にする。この円状ビームを鏡により焦点ヘツドを通し
て媒体上へ向ける。カール回転及びフアラデー回転の併
合により、光の偏光面を角θだけ回転する。反射で、回
転した光の全てが非回転光の一部と同様、偏光用ビーム
スプリツター(beam splitter)を通して読み行路上へ
向け、そして光ダイオード検出器の方へ向ける。読みビ
ーム(read beam)の焦点を媒体上に結ばせるのは、光
学的影像装置(例えばオリンパス会社からのTAOHS型・6
NAレンズヘツド)により行うことができる。
の装置及び方法が当分野で知られており、又入手でき
る。例えば米国特許第3,651,281号第3図及び第6欄及
び第7欄に例示されている。同じ種類の装置を或る修正
を加えて磁気光学的媒体を試験するのに用いてもよい。
基本的な試験装置はビームを出すレーザーダイオードを
有し、そのビームは種々の誘電体鏡、平面鏡、偏光子、
レンズ及びプリズムによつて磁気光学的媒体の方へ向
け、そこから一組の検出器へ送り、そこで回転した光ビ
ームの強度を電子信号に変換する。レーザーダイオード
は約8300Åの波長の発散光を出し、それを偏光し、変調
し、レンズにより収束及び平行にし、プリズムにより円
状にする。この円状ビームを鏡により焦点ヘツドを通し
て媒体上へ向ける。カール回転及びフアラデー回転の併
合により、光の偏光面を角θだけ回転する。反射で、回
転した光の全てが非回転光の一部と同様、偏光用ビーム
スプリツター(beam splitter)を通して読み行路上へ
向け、そして光ダイオード検出器の方へ向ける。読みビ
ーム(read beam)の焦点を媒体上に結ばせるのは、光
学的影像装置(例えばオリンパス会社からのTAOHS型・6
NAレンズヘツド)により行うことができる。
記録する時に用いられるバイアス磁場はCNRに影響を
与えることができる。しかしバイアス磁場が約300Oeよ
り大きい限り、CNRはバイアス磁場の強度には比較的無
関係である。
与えることができる。しかしバイアス磁場が約300Oeよ
り大きい限り、CNRはバイアス磁場の強度には比較的無
関係である。
最終的磁気光学的フイルムのいくつかの因子を制御す
るのに、トリオードスパツタリングを用いることができ
る。例えば、トリオードスパツタリングにより生じたガ
ドリニウム・テルビウム・鉄合金フイルムの磁気及び光
学的ヒステリシス曲線は、基板温度が増大するにつれて
一層矩形状になることが見出されている(フイルムは全
て同じ組成即ち13.5%ガトリニウム、16%テルビウム、
70%鉄の組成をもち、約2000Åの厚さをもつていた。
るのに、トリオードスパツタリングを用いることができ
る。例えば、トリオードスパツタリングにより生じたガ
ドリニウム・テルビウム・鉄合金フイルムの磁気及び光
学的ヒステリシス曲線は、基板温度が増大するにつれて
一層矩形状になることが見出されている(フイルムは全
て同じ組成即ち13.5%ガトリニウム、16%テルビウム、
70%鉄の組成をもち、約2000Åの厚さをもつていた。
追加した一連の実験は、希土類濃度が減少すると磁気
光学的フイルムに長手方向の成分を形成する傾向が増大
する結果になることを示していた。スパツタリング方法
でターゲツトの周りに磁場を適用すると、長手方向に配
向した媒体を形成する結果になる。一方付着速度の増大
は三成分合金の長手方向の成分を或る程度抑制する結果
になる。
光学的フイルムに長手方向の成分を形成する傾向が増大
する結果になることを示していた。スパツタリング方法
でターゲツトの周りに磁場を適用すると、長手方向に配
向した媒体を形成する結果になる。一方付着速度の増大
は三成分合金の長手方向の成分を或る程度抑制する結果
になる。
互に隣接した磁区の存在に必要な異なつた無定形相
は、付着速度、温度及びフイルム厚さに依存するように
見える。
は、付着速度、温度及びフイルム厚さに依存するように
見える。
亦、陽極又は基板バイアスはトリオードスパツタリン
グ法で有用な制御になることが判明している。0から62
3Vまで変えた基板バイアスの外は全ての条件を同じに保
つた一連の実験で、磁気ヒステリシスの直線性は、陽極
バイアスを増加するにつれて実質的に増大することが判
明した。
グ法で有用な制御になることが判明している。0から62
3Vまで変えた基板バイアスの外は全ての条件を同じに保
つた一連の実験で、磁気ヒステリシスの直線性は、陽極
バイアスを増加するにつれて実質的に増大することが判
明した。
実施例2 30cmの径を有する、重合体を下塗りした研磨アルミニ
ウム円板を調製した。この円板は、予かじめ清浄にした
研磨アルミニウム円板を重合体(例えばスチレン・ブタ
ジエン重合体)で被覆することにより作られた。重合体
の溶液(例えば約140℃より高い沸点をもつ溶媒中に約
4%の固形分を含むもの)をその円板に(それを回転さ
せながら)適用した。溶媒を蒸発して薄い重合体下塗り
(subbing)層を残した。この下塗り層の働きは、記録
のための非常に円滑な表面を与えることにある。重合体
はアルミニウム表面を濡らして接着すべきである。
ウム円板を調製した。この円板は、予かじめ清浄にした
研磨アルミニウム円板を重合体(例えばスチレン・ブタ
ジエン重合体)で被覆することにより作られた。重合体
の溶液(例えば約140℃より高い沸点をもつ溶媒中に約
4%の固形分を含むもの)をその円板に(それを回転さ
せながら)適用した。溶媒を蒸発して薄い重合体下塗り
(subbing)層を残した。この下塗り層の働きは、記録
のための非常に円滑な表面を与えることにある。重合体
はアルミニウム表面を濡らして接着すべきである。
下塗り円板を、アルゴン、水蒸気及び空気の雰囲気中
でクロムターゲツトを用いてマグネトロン・スパツタリ
ングにより酸化クロムの下塗り(priming)層で被覆し
た(基板に対する反射性層の付着をよくするために)。
酸化クロムスパツタリングは約500mAのターゲツト電流
及び約2×10-5トールの背景操作圧で約1〜2分間続
け、それによつて約40Å厚の核生成、付着促進層を得
た。他の適切な下塗り材料は、チタン、タンタル及びア
ルミニウムの酸化物であろう。
でクロムターゲツトを用いてマグネトロン・スパツタリ
ングにより酸化クロムの下塗り(priming)層で被覆し
た(基板に対する反射性層の付着をよくするために)。
酸化クロムスパツタリングは約500mAのターゲツト電流
及び約2×10-5トールの背景操作圧で約1〜2分間続
け、それによつて約40Å厚の核生成、付着促進層を得
た。他の適切な下塗り材料は、チタン、タンタル及びア
ルミニウムの酸化物であろう。
この上に、約1000Å厚の反射性銅層を約2×10-6トー
ルの背景圧で真空抵抗蒸着により適用した。このように
して調製された基板をアルゴンの存在下で約300Vのバイ
アス電圧で約60秒間スパツター食刻により清浄にした。
低酸化珪素(SiOx)の中間ガラス膜をスパツタリングに
より一酸化珪素発煙源(smoke source)〔カリホルニア
州ロングビーチのRDマチス社(Mathis Co.)から得られ
た〕から約250Åの厚さ迄付着させた。
ルの背景圧で真空抵抗蒸着により適用した。このように
して調製された基板をアルゴンの存在下で約300Vのバイ
アス電圧で約60秒間スパツター食刻により清浄にした。
低酸化珪素(SiOx)の中間ガラス膜をスパツタリングに
より一酸化珪素発煙源(smoke source)〔カリホルニア
州ロングビーチのRDマチス社(Mathis Co.)から得られ
た〕から約250Åの厚さ迄付着させた。
次にトリオードスパツタリング法を用いて、その調製
した基板をガドリニウム・テルビウム・鉄合金で被覆し
た。高純度アルゴンガスをトリオードスパツタリング装
置中へ漏洩させ、約1.2×10-3トールの背景圧を生じさ
せ、約300Vの基板バイアス及び約300Vのターゲツトバイ
アスで三元合金フイルムの付着を行なつた。付着速度を
2.5〜3Å/秒の範囲にし、最終厚を約285Åにした。約
9.0×10-7トールより低い真空度で約1360Å厚のガラス
被覆がSiOx発煙源から付着した。
した基板をガドリニウム・テルビウム・鉄合金で被覆し
た。高純度アルゴンガスをトリオードスパツタリング装
置中へ漏洩させ、約1.2×10-3トールの背景圧を生じさ
せ、約300Vの基板バイアス及び約300Vのターゲツトバイ
アスで三元合金フイルムの付着を行なつた。付着速度を
2.5〜3Å/秒の範囲にし、最終厚を約285Åにした。約
9.0×10-7トールより低い真空度で約1360Å厚のガラス
被覆がSiOx発煙源から付着した。
この磁気光学的フイルムをつくるのに用いられた合金
ターゲツトは、希望の諸成分のモザイク状のものであつ
た。付着したフイルムの最終的組成は、エネルギー分散
性螢光X線分光器により決定した。生成した試料番号34
から195の試料の組成は、6.5原子%のカドリニウム、1
0.0原子%のテルビウム及び83.5原子%の鉄であること
が決定された。
ターゲツトは、希望の諸成分のモザイク状のものであつ
た。付着したフイルムの最終的組成は、エネルギー分散
性螢光X線分光器により決定した。生成した試料番号34
から195の試料の組成は、6.5原子%のカドリニウム、1
0.0原子%のテルビウム及び83.5原子%の鉄であること
が決定された。
表2は試料34〜195の種々の磁気光学的性質を示し、
既知の磁気光学的媒体の或る研磨した値に対してそれら
を比較できるように示してある。試料34〜195のデータ
ーは全て円板上115mm半径の所で記録され、読まれたも
のである。試料34−195は、円板上115mm半径の所で、表
2に記載の通り、円板回転速度780rpmで、そして2MHzの
記録周波数で、記録された。これから、試料34−195に
おけるビットサイズは次のように算出される: ビットサイズ=レーザービーム1サイクル中の記録媒体
の搬送長さを2で割ったもの;これはレーザーがその操
作サイクルの等半分で点滅すると推定したことによる。
既知の磁気光学的媒体の或る研磨した値に対してそれら
を比較できるように示してある。試料34〜195のデータ
ーは全て円板上115mm半径の所で記録され、読まれたも
のである。試料34−195は、円板上115mm半径の所で、表
2に記載の通り、円板回転速度780rpmで、そして2MHzの
記録周波数で、記録された。これから、試料34−195に
おけるビットサイズは次のように算出される: ビットサイズ=レーザービーム1サイクル中の記録媒体
の搬送長さを2で割ったもの;これはレーザーがその操
作サイクルの等半分で点滅すると推定したことによる。
搬送長さ=(データトラックの円周)×(回転数/秒) =π×2.3(105)μm×(780rpm/(60秒/
分)) =1秒当たり、9.393(106)μmの搬送が、11
5mm半径の所のデータトラックによってなされる。
分)) =1秒当たり、9.393(106)μmの搬送が、11
5mm半径の所のデータトラックによってなされる。
1サイクル中には、 9.393(106)/(2(106)サイクル/秒) =4.697μmが搬送される。
従って、 ビット長さ=4.697/2=2.35μm 試料Pub.1〜4は今村信武「半導体レーザーを用いた磁
気光学的円板メモリーの開発」(東京、KDD研究所)か
らとつたものであり、試料Pub.5のデーターはBell,Alan
E.,「光学的データー記憶(Optical Data Storage)」
Laser Focus,January(1983)から取られたものであ
る。
気光学的円板メモリーの開発」(東京、KDD研究所)か
らとつたものであり、試料Pub.5のデーターはBell,Alan
E.,「光学的データー記憶(Optical Data Storage)」
Laser Focus,January(1983)から取られたものであ
る。
第1図は試料34〜195の媒体の200,000倍の透過電子顕
鏡写真のモデル図である。この写真のモデル図によつて
非常に小さな磁区サイズが示されている。
鏡写真のモデル図である。この写真のモデル図によつて
非常に小さな磁区サイズが示されている。
第2図及び第3図は試料34〜195の媒体の夫々電子ビ
ーム回折像のモデル図及び回折線強度分布図であり、そ
れらが無定形である特性を示している。
ーム回折像のモデル図及び回折線強度分布図であり、そ
れらが無定形である特性を示している。
6mWの一層低い記入レーザー電力でのキヤリアー対ノ
イズ比の場合を除き、本発明の試料のキヤリアー対ノイ
ズ比は、研磨媒体のそれより著しく大きい。上述の方法
及び材料を用いて少なくとも60のCNRを得ることができ
ることが感じられる。
イズ比の場合を除き、本発明の試料のキヤリアー対ノイ
ズ比は、研磨媒体のそれより著しく大きい。上述の方法
及び材料を用いて少なくとも60のCNRを得ることができ
ることが感じられる。
実施例3 約7742mm2の面積をもつ鉄ターゲツト上にテルビウム
小片を置くことによりスパツタリングターゲツトをつく
つた。それらの小片は約10mm×25mmの大きさで、用いら
れた面積比はTb25.8%、Fe74.2%であつた。
小片を置くことによりスパツタリングターゲツトをつく
つた。それらの小片は約10mm×25mmの大きさで、用いら
れた面積比はTb25.8%、Fe74.2%であつた。
133mm(51/4in)径のポリメチルメタクリレート
(PMMA)円板を基板として用いた。それらの円板は溝が
つけられており、紫外線で硬化した100%固形物光重合
体から作られた下塗り層をもつていた。基板1枚+スラ
イド4枚(2枚のPMMAと2枚のガラス)をスパツタリン
グ室に入れ、その円板を回転盤上にとりつけた。
(PMMA)円板を基板として用いた。それらの円板は溝が
つけられており、紫外線で硬化した100%固形物光重合
体から作られた下塗り層をもつていた。基板1枚+スラ
イド4枚(2枚のPMMAと2枚のガラス)をスパツタリン
グ室に入れ、その円板を回転盤上にとりつけた。
圧力を約5.6×10-7mb(ミリバール)迄ポンプで下げ
た後、SiOxを一酸化珪素粒子を満した調整板付源から抵
抗加熱により蒸発させた。それは約5.5Å/秒の平均速
度で約400Åの厚さ迄基板上に付着された。SiOx蒸着中
の圧力は約6.2×10-7mbで、蒸着後、それは約7.3×10-7
mbであつた。
た後、SiOxを一酸化珪素粒子を満した調整板付源から抵
抗加熱により蒸発させた。それは約5.5Å/秒の平均速
度で約400Åの厚さ迄基板上に付着された。SiOx蒸着中
の圧力は約6.2×10-7mbで、蒸着後、それは約7.3×10-7
mbであつた。
次の工程は今付着させたSiOxをラジオ周波スパツター
で食刻することである。これは80Vを用いてアルゴン中
で30秒間行われた。
で食刻することである。これは80Vを用いてアルゴン中
で30秒間行われた。
トリオードスパツタリング装置をTb−Feスパツタリン
グに使えるようにした。アルゴン流量を、トリオードエ
ミツターの準備作動中28.6sccm(標準状態でのcm3/
秒)に設定した。トリオードは1.3×10-3mbのアルゴン
圧で安定化した。直流(d.c.)バイアス電源を入れ、準
備作動させ、300Vの定電圧及び0.69A(アンペア)の電
流にした。ターゲツトをこの操作中遮蔽し、早過ぎる付
着が起きないようにした。この準備作動状態でトリオー
ドを約30秒間作動させた。ラジオ周波基板バイアスのス
イツチを入れ、30秒継続して80Vに調節した。
グに使えるようにした。アルゴン流量を、トリオードエ
ミツターの準備作動中28.6sccm(標準状態でのcm3/
秒)に設定した。トリオードは1.3×10-3mbのアルゴン
圧で安定化した。直流(d.c.)バイアス電源を入れ、準
備作動させ、300Vの定電圧及び0.69A(アンペア)の電
流にした。ターゲツトをこの操作中遮蔽し、早過ぎる付
着が起きないようにした。この準備作動状態でトリオー
ドを約30秒間作動させた。ラジオ周波基板バイアスのス
イツチを入れ、30秒継続して80Vに調節した。
この点でTb-Feターゲツトを覆う遮蔽部材を開き、ラ
ジオ周波基板バイアスを200Vに調節した。トリオードプ
ラズマ電源を5A、49Vで作動させ、ターゲツトバイアス
は300V,d.c.で定電流0.69Aで作動させた。スパツタリン
中のスパツター室圧力は1.3×10-3mbであつた。平均付
着速度は1.5×2.0A/秒であり、Tb-Feの付着はTb-Feフイ
ルム厚が約275Åになつた時に終つた。これが終つた
後、室圧力(ガス流)は5.2×10-7mbであつた。
ジオ周波基板バイアスを200Vに調節した。トリオードプ
ラズマ電源を5A、49Vで作動させ、ターゲツトバイアス
は300V,d.c.で定電流0.69Aで作動させた。スパツタリン
中のスパツター室圧力は1.3×10-3mbであつた。平均付
着速度は1.5×2.0A/秒であり、Tb-Feの付着はTb-Feフイ
ルム厚が約275Åになつた時に終つた。これが終つた
後、室圧力(ガス流)は5.2×10-7mbであつた。
次にSiOxを前述の如く蒸着によりTb-Fe層上に、4.6×
10-7mbの圧力で約290Åの厚さ迄被覆した。冷却時間約3
0分後、装置に乾燥窒素を入れ、開けて試料を取り出し
た。
10-7mbの圧力で約290Åの厚さ迄被覆した。冷却時間約3
0分後、装置に乾燥窒素を入れ、開けて試料を取り出し
た。
円板と2枚のスライド(1枚はプラスチツク、1枚は
ガラス)を回転基板保持器に取りつけ、他の真空室へ入
れた。背景圧力を7.4×10-7トールにポンプで下げた
後、第二SiOx層上にCrOx下塗りを蒸着させた。0.5sccm
の流量の酸素と56sccmのアルゴンを真空室に入れた。絞
り弁を閉じてアルゴン・酸素圧は3.3×10-3であつた。
クロムターゲツトから磁気補助ダイオードスパツタリン
グによりCrOxを4秒間蒸着し、約100Åの下塗り膜厚を
与えた。
ガラス)を回転基板保持器に取りつけ、他の真空室へ入
れた。背景圧力を7.4×10-7トールにポンプで下げた
後、第二SiOx層上にCrOx下塗りを蒸着させた。0.5sccm
の流量の酸素と56sccmのアルゴンを真空室に入れた。絞
り弁を閉じてアルゴン・酸素圧は3.3×10-3であつた。
クロムターゲツトから磁気補助ダイオードスパツタリン
グによりCrOxを4秒間蒸着し、約100Åの下塗り膜厚を
与えた。
次に銅層を、モリブデンボートに入れた銅を抵抗加熱
することにより蒸着した。背景圧力は8×10-7トールで
あつた。銅は40Å/秒の平均速度でCrOx下塗り上に約10
00Åの膜厚迄蒸着した。銅蒸着後の背景圧は10-6トール
であつた。
することにより蒸着した。背景圧力は8×10-7トールで
あつた。銅は40Å/秒の平均速度でCrOx下塗り上に約10
00Åの膜厚迄蒸着した。銅蒸着後の背景圧は10-6トール
であつた。
最終SiOx層を、シリカ粒子の電子ビームによる蒸発に
より銅層上に付着させた。SiOxは8Kvの電子銃で蒸発さ
せ、約1200Åの全厚さ迄約15Å/秒の速度で付着させ
た。
より銅層上に付着させた。SiOxは8Kvの電子銃で蒸発さ
せ、約1200Åの全厚さ迄約15Å/秒の速度で付着させ
た。
円板及びスライドを真空室から取り出し、分析により
磁気光学的層の組成は約25原子%Tb、75原子%Feである
ことが示された。
磁気光学的層の組成は約25原子%Tb、75原子%Feである
ことが示された。
円板について次のデーターが測定された。
820nmでの正反射(specular reflectance)(スペク
トルラジオメーター使用) 20.4 % 室温でのHc 2900 Oe 動的試験: 記入レーザー電力9mWでのCNR 52 背景ノイズ水準 キヤリアー水準より70dB下 実施例4 実施例3で用いたようなスパツタリングターゲツト
を、夫々約50mm2の面積をもつ8個のコバルト小片を前
述のTb小片間の鉄ターゲツト表面上に置くことにより変
性した。面積比は25.8%Tb、67.2%Fe及び7%Coであつ
た。次の点を除き、実施例3と同様なやり方でその方法
を行なつた。
トルラジオメーター使用) 20.4 % 室温でのHc 2900 Oe 動的試験: 記入レーザー電力9mWでのCNR 52 背景ノイズ水準 キヤリアー水準より70dB下 実施例4 実施例3で用いたようなスパツタリングターゲツト
を、夫々約50mm2の面積をもつ8個のコバルト小片を前
述のTb小片間の鉄ターゲツト表面上に置くことにより変
性した。面積比は25.8%Tb、67.2%Fe及び7%Coであつ
た。次の点を除き、実施例3と同様なやり方でその方法
を行なつた。
最初のSiOxを付着させるのに、スパツタリング装置を
ポンプで2.6×10-6mbに下げ、SiOxフイルムを約5.4Å/
秒の速度で約800Åの厚さ迄付着させた。蒸着中の圧力
は約2.2×10-6mbで、蒸着後は2.4×10-6mbであつた。
ポンプで2.6×10-6mbに下げ、SiOxフイルムを約5.4Å/
秒の速度で約800Åの厚さ迄付着させた。蒸着中の圧力
は約2.2×10-6mbで、蒸着後は2.4×10-6mbであつた。
Tb-Fe-Co層をスパツタリングするのに、d.c.ターゲツ
トバイアスを0.63Aの定電流になる迄準備作動させ、ト
リオードプラズマ発生器を47Vで作動させ、ターゲツト
バイアスを0.63Aにした。Tb-Fe-Coフイルム付着終了後
の室内圧力は2.1×10-6mbであつた。
トバイアスを0.63Aの定電流になる迄準備作動させ、ト
リオードプラズマ発生器を47Vで作動させ、ターゲツト
バイアスを0.63Aにした。Tb-Fe-Coフイルム付着終了後
の室内圧力は2.1×10-6mbであつた。
第二SiOx被覆工程は2.0×10-6mbの圧力で、5.1Å/秒
の速度でSiOxを付着させた。
の速度でSiOxを付着させた。
真空室をCrOx付着前に9×10-7トールの背景圧力にポ
ンプで減圧した。
ンプで減圧した。
銅被覆工程では背景圧力は9×10-7トールで、付着後
の室内圧力は1.24×10-6トールであつた。
の室内圧力は1.24×10-6トールであつた。
最終SiOx層付着のための背景圧力は9×10-7トールで
あつた。
あつた。
分析により、磁気光学的層は23%Tb、66%Fe及び11%
Coの組成をもつことが示された。
Coの組成をもつことが示された。
次のデーターはその円板について測定されたものであ
る。
る。
820nm波長での正反射 14 % 室温Hc 2600 Oe 動的試験: 記入レーザー電力12mWでのCNR 約53 背景ノイズ水準 キヤリアー水準より67.4dB下 多層を用いると、それらの層を適当に選択することに
より磁気光学的媒体の熱的感度を制御することが可能で
ある。例えば、四層構造の中間層(或は三層の反射体と
MO層との間にある誘電体層)は、MO層から熱エネルギー
が基板へすぐ逃げないようにする熱的絶縁体である。中
間層の厚さは媒体の熱的感度、即ち、補償点に到達させ
るのに必要なレーザーエネルギー入力量に影響を与える
ように調節することができる。このことは今度は閾値電
力(媒体に記号を記入するのに必要な電力)に影響を与
える。中間層を用いると一般に閾値電力を低くすること
ができる。
より磁気光学的媒体の熱的感度を制御することが可能で
ある。例えば、四層構造の中間層(或は三層の反射体と
MO層との間にある誘電体層)は、MO層から熱エネルギー
が基板へすぐ逃げないようにする熱的絶縁体である。中
間層の厚さは媒体の熱的感度、即ち、補償点に到達させ
るのに必要なレーザーエネルギー入力量に影響を与える
ように調節することができる。このことは今度は閾値電
力(媒体に記号を記入するのに必要な電力)に影響を与
える。中間層を用いると一般に閾値電力を低くすること
ができる。
ここに記載した四層媒体は、CNRに対し比較的鋭い閾
値型応答を示す。即ち、CNRは閾値電力から飽和値迄急
速に増大する(表2参照)。例えば約6mWの閾値電力を
もつ媒体では、鋭い閾値応答により比較的高い読みレー
ザー電力(例えば3mW)を使用することができ、読みレ
ーザーダイオードの安定な操作をもたらす。媒体のこの
飽和特性は、媒体性能が正確なハードウエア性能(即ち
正確な電力設定を維持する能力)にそれほど厳密に依存
しないことをも意味する。
値型応答を示す。即ち、CNRは閾値電力から飽和値迄急
速に増大する(表2参照)。例えば約6mWの閾値電力を
もつ媒体では、鋭い閾値応答により比較的高い読みレー
ザー電力(例えば3mW)を使用することができ、読みレ
ーザーダイオードの安定な操作をもたらす。媒体のこの
飽和特性は、媒体性能が正確なハードウエア性能(即ち
正確な電力設定を維持する能力)にそれほど厳密に依存
しないことをも意味する。
好ましい四層媒体構造の一つは次の通りである。
厚さ SiOx 1250Å MO層 300-800Å SiOx 200Å 銅反射性層 800-1500Å PMMA基板 記録されたビツトは非常に小さいので、径が丁度数ミ
クロンの塵粒子によつて磁気光学的媒体の表面に、信号
記録の妨害或は記録された信号の不明瞭化の問題を起す
ことがある。このような状態を避けるため、透明保護被
覆層を本発明の磁気光学的記録用媒体に適用する。それ
は通常少なくとも1.2mmの厚さをもち、磁化可能無定形
フイルム、不動化層、三層媒体の誘電体層又は四層媒体
の反射防止層を覆うことができる。
クロンの塵粒子によつて磁気光学的媒体の表面に、信号
記録の妨害或は記録された信号の不明瞭化の問題を起す
ことがある。このような状態を避けるため、透明保護被
覆層を本発明の磁気光学的記録用媒体に適用する。それ
は通常少なくとも1.2mmの厚さをもち、磁化可能無定形
フイルム、不動化層、三層媒体の誘電体層又は四層媒体
の反射防止層を覆うことができる。
もし上記層を逆の順序に適用するならば、基板を置き
かえるのにそれを用いることもできる。例えば層の順序
は次のようにすることができる:三層媒体に対しては、
透明基板、誘電体層、MOフイルム、反射体、又は透明基
板、MOフイルム、誘電体層、反射体;四層媒に対して
は、透明基板、反射防止層、MOフイルム、中間層、反射
体。
かえるのにそれを用いることもできる。例えば層の順序
は次のようにすることができる:三層媒体に対しては、
透明基板、誘電体層、MOフイルム、反射体、又は透明基
板、MOフイルム、誘電体層、反射体;四層媒に対して
は、透明基板、反射防止層、MOフイルム、中間層、反射
体。
これは被覆層も基板をもつので、一枚層が少ない利点
を有する。それは基板入射構と呼ばれる(即ち光が基板
に入射する)。
を有する。それは基板入射構と呼ばれる(即ち光が基板
に入射する)。
基板入射四層構造の一例は次の通りである。
厚 さ PMMA基板 1.2mm SiOx反射防止層 400Å MO層 275Å SiOx中間誘電体層 270Å CrOx下塗り層 30〜100Å 銅反射性層 1250Å SiOx 1200Å 反射性金属層又は最後に述べたSiOx層の表面に上述の
媒体の二つを一緒に付着させることにより、両面媒体を
つくることができる。その結果保護用PMMA基板が外側に
面する。例えば一つの媒体のこのSiOx層を、接着剤を用
いて第二の媒体の同じ表面に接着させる。その接着剤は
媒体中の全ての材料に対して不活性であるべきであり、
媒体に変性或は脱落を起すかも知れない不溶分を含まな
いのがよい。それはガラスやプラスチツクによく結合す
べきであり、硬化やエージング(aging)での収縮が少
ないものであるべきである。マサチユーセツツ州ウオー
タータウンのエポキシ・テクノロジー社(Epoxy Techno
logy,Inc.)で作られているEpo-Tek301 2部エポキシ接
着剤は適切な接着剤である。
媒体の二つを一緒に付着させることにより、両面媒体を
つくることができる。その結果保護用PMMA基板が外側に
面する。例えば一つの媒体のこのSiOx層を、接着剤を用
いて第二の媒体の同じ表面に接着させる。その接着剤は
媒体中の全ての材料に対して不活性であるべきであり、
媒体に変性或は脱落を起すかも知れない不溶分を含まな
いのがよい。それはガラスやプラスチツクによく結合す
べきであり、硬化やエージング(aging)での収縮が少
ないものであるべきである。マサチユーセツツ州ウオー
タータウンのエポキシ・テクノロジー社(Epoxy Techno
logy,Inc.)で作られているEpo-Tek301 2部エポキシ接
着剤は適切な接着剤である。
上に列挙した一面型構造の場合、最後に述べたSiO2層
の表面に保護シートを付着させるのが好ましい。この保
護シートは前述の基板と同じ材料(例えばPMMA)と厚さ
をもつことができる。保護被覆を記録用媒体に接着させ
るのに用いられる接着剤は、上のパラグラフで述べたも
の同じものにすることができる。この保護シートは、媒
体の取扱中の破損を防ぐのに役立つ。
の表面に保護シートを付着させるのが好ましい。この保
護シートは前述の基板と同じ材料(例えばPMMA)と厚さ
をもつことができる。保護被覆を記録用媒体に接着させ
るのに用いられる接着剤は、上のパラグラフで述べたも
の同じものにすることができる。この保護シートは、媒
体の取扱中の破損を防ぐのに役立つ。
いずれの場合でも、透明保護層はポリメチルメタクリ
レートの如き低熱伝導度をもつガラス又はプラスチツク
の如き透過性材料からなるシートにすることができる。
保護被覆層は下塗りしてもよい。
レートの如き低熱伝導度をもつガラス又はプラスチツク
の如き透過性材料からなるシートにすることができる。
保護被覆層は下塗りしてもよい。
連続した記録ビツトを、媒体円板上同心円の形又は螺
旋の形になつていてもよいトラツク上に位置させてもよ
い。そのようなトラツク或は溝は、読み取りヘツドのサ
ーボコントロールを用いて記録されたデーターの位置判
別を助ける働きをする。ここに記載した磁気光学的記録
用媒体は、既知の方法のいくつかにより溝をつけること
ができる。
旋の形になつていてもよいトラツク上に位置させてもよ
い。そのようなトラツク或は溝は、読み取りヘツドのサ
ーボコントロールを用いて記録されたデーターの位置判
別を助ける働きをする。ここに記載した磁気光学的記録
用媒体は、既知の方法のいくつかにより溝をつけること
ができる。
そのような方法の一つは、a)媒体を約0.01〜0.05ミ
クロン厚の補助層(例えばクロム)で覆う;b)その補助
層に感光性樹脂を被覆する;c)その樹脂をマスキングに
より溝状模様に露光する;d)樹脂の露光した部分を化学
的に食刻する;そしてe)補助層を化学的に食刻して磁
気光学的媒体の溝を露出させる;諸工程からなる光化学
的マスキング法である。そのような方法についての一層
詳細な記述は、米国特許第4,334,007号及び第4,329,575
号に見られる。
クロン厚の補助層(例えばクロム)で覆う;b)その補助
層に感光性樹脂を被覆する;c)その樹脂をマスキングに
より溝状模様に露光する;d)樹脂の露光した部分を化学
的に食刻する;そしてe)補助層を化学的に食刻して磁
気光学的媒体の溝を露出させる;諸工程からなる光化学
的マスキング法である。そのような方法についての一層
詳細な記述は、米国特許第4,334,007号及び第4,329,575
号に見られる。
或る代表的具体例及び詳細な点を、本発明を例示する
目的で示してきたが、当業者には本発明の本質或は範囲
を離れることなく種々の変化及び修正を行うことができ
ることは明らかであろう。
目的で示してきたが、当業者には本発明の本質或は範囲
を離れることなく種々の変化及び修正を行うことができ
ることは明らかであろう。
第1図は本発明の薄い無定形金属合金フイルムによる磁
気光学的媒体の200,000倍の透過電子顕微鏡写真のモデ
ル図である。 第2図は本発明の薄い無定形金属合金フイルムによる磁
気光学的媒体の電子ビーム回折像のモデル図である。 第3図は第2図の本発明の磁気光学的媒体の電子ビーム
回折像の回折線強度分布図である。
気光学的媒体の200,000倍の透過電子顕微鏡写真のモデ
ル図である。 第2図は本発明の薄い無定形金属合金フイルムによる磁
気光学的媒体の電子ビーム回折像のモデル図である。 第3図は第2図の本発明の磁気光学的媒体の電子ビーム
回折像の回折線強度分布図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ト−マス・アラン・ラインハ−ト アメリカ合衆国ミネソタ州セント・ポ− ル・ピ−・オ−・ボツクス33427 (72)発明者 リチヤ−ド・ニ−ル・ガ−ドナ− アメリカ合衆国ミネソタ州セント・ポ− ル・ピ−・オ−・ボツクス33427 (56)参考文献 特開 昭55−52535(JP,A) 特開 昭57−130247(JP,A) 特開 昭57−150157(JP,A) 特開 昭57−181447(JP,A) 特開 昭58−6541(JP,A) 特開 昭58−6542(JP,A)
Claims (10)
- 【請求項1】(A)少なくとも一種類の希土類元素と少
なくとも一種類の遷移金属との合金を含んでおり、そし
て5nmより大きい厚さ、フィルム表面に垂直な磁気異方
性、および多数の磁区を有している、磁化可能無定形フ
ィルム; (B)前記磁化可能無定形フィルム(A)の少なくとも
一方の側を覆っており、そして25〜200nmの厚さおよび
約1.2より大きい屈折率を有している、少なくとも一つ
の透明誘電体層であり、前記磁化可能無定形フィルムと
前記透明誘電体層の相対的厚さは、前記誘電体層が存在
しない場合の同じ記録用媒体の磁気光学的回転角を越え
る磁気光学的回転角を生ずるように選択されている、前
記透明誘電体層; (C)基板;および (D)前記透明誘電体層(B)の、前記磁化可能無定形
フィルム(A)とは反対の側に位置している、50%より
大きい反射率を有する反射性金属層; を含んでいる、磁気光学記録用媒体であって、 イ)前記磁化可能無定形フィルムは、530mPa〜80mPa
(4×10-3〜6×10-4トル)の真空下でかつ最低でも純
度が99.999%のスパッタリングガスを使用するトリオー
ド・スパッタリングによって得ることができるタイプの
ものであり;かつ ロ)前記磁化可能無定形フィルムが透明保護被覆層によ
って保護されている; ことを特徴とし、それによって、 a)約2.35μmサイズのビットを使用して30KHzの帯域
で測定されたときに少なくとも47dBのキャリアー対ノイ
ズ比;および b)キャリアー対ノイズ比、ビットのサイズ、および読
み信号振幅が、記録直後と14日後において実験誤差の範
囲内でしか変化しないことで示される安定性; を示すことができる、前記磁気光学記録用媒体。 - 【請求項2】1°より大きい磁気光学的回転角を有す
る、特許請求の範囲第1項に記載の磁気光学記録用媒
体。 - 【請求項3】磁化可能無定形フィルム(A)が1原子%
より少ない酸素濃度をもつ、特許請求の範囲第1項また
は第2項に記載の磁気光学記録用媒体。 - 【請求項4】磁化可能無定形フィルム(A)がガドリニ
ウム・テルビウム・鉄の合金、テルビウム・鉄の合金、
およびテルビウム・鉄・コバルトの合金からなる群から
選択された合金である、特許請求の範囲第3項に記載の
磁気光学記録用媒体。 - 【請求項5】(i)磁化可能無定形フィルム(A)が第
一の透明誘電体層と第二の透明誘電体層の間に位置して
おり;かつ (ii)反射性金属層(D)が、前記第一の透明誘電体層
の、前記磁化可能無定形フィルム(A)とは反対の側に
位置している; 特許請求の範囲第1項〜第4項のいずれか一項に記載の
磁気光学記録用媒体。 - 【請求項6】基板(C)が、第二の透明誘電体層を覆う
透明な保護材料からなる、特許請求の範囲第5項に記載
の磁気光学記録用媒体。 - 【請求項7】(A)少なくとも一種類の希土類元素と少
なくとも一種類の遷移金属との合金を含んでおり、そし
て5nmより大きい厚さ、フィルム表面に垂直な磁気異方
性、および多数の磁区を有している、磁化可能無定形フ
ィルム; (B)前記磁化可能無定形フィルム(A)の少なくとも
一方の側を覆っており、そして25〜200nmの厚さおよび
約1.2より大きい屈折率を有している、少なくとも一つ
の透明誘電体層であり、前記磁化可能無定形フィルムと
前記透明誘電体層の相対的厚さは、前記誘電体層が存在
しない場合の同じ記録用媒体の磁気光学的回転角を越え
る磁気光学的回転角を生ずるように選択されている、前
記透明誘電体層; (C)基板;および (D)前記透明誘電体層(B)の、前記磁化可能無定形
フィルム(A)とは反対の側に位置している、50%より
大きい反射率を有する反射性金属層; を含んでいる磁気光学記録用媒体にして、 イ)前記磁化可能無定形フィルムは、530mPa〜80mPa
(4×10-3〜6×10-4トル)の真空下でかつ最低でも純
度が99.999%のスパッタリングガスを使用するトリオー
ド・スパッタリングによって得ることができるタイプの
ものであり;かつ ロ)(i)前記磁化可能無定形フィルム(A)は第一の
透明誘電体層と第二の透明誘電体層の間に位置してお
り; (ii)前記反射性金属層(D)は、前記第一の透明誘電
体層の、前記磁化可能無定形フィルム(A)とは反対の
側に位置しており;そして (iii)前記基板(C)が、前記第二の透明誘電体層を
覆う透明な保護材料からなり、前記磁化可能無定形フィ
ルムが透明保護被覆層によって保護されている; ことを特徴とし、それによって、 a)約2.35μmサイズのビットを使用して30KHzの帯域
で測定されたときに少なくとも47dBのキャリアー対ノイ
ズ比;および b)キャリアー対ノイズ比、ビットのサイズ、および読
み信号振幅が、記録直後と14日後において実験誤差の範
囲内でしか変化しないことで示される安定性; を示すことができる前記磁気光学記録用媒体を、二つ一
緒に、それらの保護基板が外側に面するように、付着さ
せたものからなる両面磁気光学記録用媒体。 - 【請求項8】各磁気光学記録用媒体が1°より大きい磁
気光学的回転角を有する、特許請求の範囲第7項に記載
の両面磁気光学記録用媒体。 - 【請求項9】磁化可能無定形フィルム(A)が1原子%
より少ない酸素濃度をもつ、特許請求の範囲第7項また
は第8項に記載の両面磁気光学記録用媒体。 - 【請求項10】磁化可能無定形フィルム(A)がガドリ
ニウム・テルビウム・鉄の合金、テルビウム・鉄の合
金、およびテルビウム・鉄・コバルトの合金からなる群
から選択された合金である、特許請求の範囲第7項に記
載の両面磁気光学記録用媒体。
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US49517683A | 1983-05-17 | 1983-05-17 | |
US495176 | 1983-05-17 | ||
US599647 | 1984-04-12 | ||
US06/599,647 US4569881A (en) | 1983-05-17 | 1984-04-12 | Multi-layer amorphous magneto optical recording medium |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS605442A JPS605442A (ja) | 1985-01-12 |
JP2561645B2 true JP2561645B2 (ja) | 1996-12-11 |
Family
ID=27051668
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59098440A Expired - Lifetime JP2561645B2 (ja) | 1983-05-17 | 1984-05-16 | 多層無定形磁気光学的記録用媒体 |
Country Status (10)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4569881A (ja) |
EP (1) | EP0126589B1 (ja) |
JP (1) | JP2561645B2 (ja) |
KR (1) | KR930001619B1 (ja) |
AU (1) | AU564063B2 (ja) |
BR (1) | BR8402317A (ja) |
CA (1) | CA1213670A (ja) |
DE (1) | DE3484806D1 (ja) |
IE (1) | IE57331B1 (ja) |
MX (1) | MX154987A (ja) |
Families Citing this family (51)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4721658A (en) * | 1984-04-12 | 1988-01-26 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Amorphous magneto optical recording medium |
US4833043A (en) * | 1983-05-17 | 1989-05-23 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Amorphous magneto optical recording medium |
US4737947A (en) * | 1983-06-14 | 1988-04-12 | Canon Kabushiki Kaisha | Recording medium having optomagnetic recording layer and optical recording layer with guide tracks of specific reflectance |
US4675767A (en) * | 1983-12-12 | 1987-06-23 | Canon Kabushiki Kaisha | Opto-magnetic recording medium |
FR2560419B1 (fr) * | 1984-02-29 | 1986-06-13 | Bull Sa | Milieu d'enregistrement magneto-optique |
JPS60187948A (ja) * | 1984-03-06 | 1985-09-25 | Ricoh Co Ltd | 光学的情報記憶媒体 |
US4939023A (en) * | 1984-08-13 | 1990-07-03 | Canon Kabushiki Kaisha | Opto-magnetic recording medium |
JPS61117747A (ja) * | 1984-11-12 | 1986-06-05 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | 2層膜光磁気記録媒体 |
US4801499A (en) * | 1985-01-24 | 1989-01-31 | Seiko Epson Corporation | Optical recording medium |
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