JP2762435B2 - 熱磁気記録方法 - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】
以下の順序で本発明を説明する。
Ａ 産業上の利用分野
Ｂ 発明の概要
Ｃ 従来の技術
Ｄ 発明が解決しようとする問題点
Ｅ 問題点を解決するための手段（第１図）
Ｆ 作用
Ｇ 実施例
Ｇ−１熱磁気記録媒体
Ｇ−２磁化状態の態様
Ｇ−３熱磁気記録を実施する装置
Ｇ−４実施例１
Ｇ−５実施例２
Ｇ−６実施例３
Ｇ−７実施例４
Ｈ 発明の効果
Ａ 産業上の利用分野
本発明は、例えばレーザ光照射による熱磁気記録方法
に係わる。 Ｂ 発明の概要 本発明は、熱磁気記録媒体の基本構造が、順次第１、
第２及び第３のそれぞれ希土類−遷移金属より成る磁性
薄膜が順次磁気的に結合されて積層され、少なくとも第
２及び第３の磁性薄膜は、交換結合力により磁気的に結
合された構成を採り、少くとも記録に先立ち第２の磁性
薄膜の遷移金属の副格子磁化が所定方向に揃えられるよ
うにするものであり、この媒体に対して、膜面に垂直方
向の所定の外部磁界Hexが付与された状態で、その第１
の磁性薄膜のほぼキュリー温度TC1以上であって第２の
磁性薄膜の遷移金属の副格子磁化の向きを所定の向きに
保持する第１の温度T1による第１の加熱状態と、ほぼ上
記キュリー温度TC1以上で第２の磁性薄膜の遷移金属の
副格子磁化の向きを上述所定の向きと逆向きに外部磁界
Hexによって反転し得る第２の温度T2による第２の加熱
状態とを、記録しようとする情報に応じて切換え変調し
て第１の磁性薄膜に情報ビット（磁区）を形成し、第１
及び第２の加熱状態からの冷却過程で第３の磁性薄膜に
おける副格子磁化は常に所定の向きとして第１の磁性薄
膜の副格子磁化の向きを反転させることなく上記第１の
温度T1以下で第２の磁性薄膜の副格子磁化を第３の磁性
薄膜の副格子磁化と同じ向きに揃えた状態で情報の記録
を行い、かつこの記録を他の情報に書き換えるいわゆる
オーバーライト（overwrite）が可能な状態にするもの
であり、特に第３の磁性薄膜の存在によってこのオーバ
ーライトの可能な状態を得るための特段の磁界印加を回
避するとか、この磁界印加の強度を弱めることができる
ようにして装置の簡略化をはかる。 Ｃ 従来の技術 光磁気相互作用によって情報ビット（磁区）の読み出
しを行う記録媒体に対してその情報の熱磁気記録方法に
おいては、垂直磁化膜による磁性薄膜を有する記録媒体
に対し、その磁化の方向を膜面に垂直な一方向に予め揃
えるいわゆる初期化を施しておき、この磁化方向と反対
向きの垂直磁化を有するビットをレーザ光照射等の局部
加熱により形成することによって、２値化された情報を
記録している。 熱磁気記録方法においては、情報の書き換えに先立っ
て記録された情報の消去（上記初期化に相当）の過程す
なわち消去のための時間を要し、高転送レートでの記録
を実現できない。これに対し、このような独立の消去過
程の時間が不要とされたオーバーライト方式による記録
方法が種々提案されている。このオーバーライト方式の
熱磁気記録方法の中で有望視されている方法としては、
例えば媒体に対する外部磁場変調法と、記録用のヘッド
の他に消去用のヘッドを設ける２ヘッド法とが知られて
いる。外部磁場変調法とは、例えば特開昭60−48806号
公報等に開示されているように、膜面に垂直な磁化容易
軸を有する非晶質フェリ磁性薄膜記録媒体に対する昇温
用ビームの照射領域に入力デジタル信号電流の状態に対
応する極性の磁場を印加することにより記録を行うもの
である。 Ｄ 発明が解決しようとする問題点 ところで、上述のような外部磁場変調法によって情報
転送レートの高い高速記録を行おうとすると、例えばＭ
Hzオーダで動作する電磁石が必要となり、このような電
磁石の作製は困難であり、作製できたとしても消費電力
及び発熱が大きく実用的でないという問題点がある。ま
た、２ヘッド法では、余分なヘッドを必要とし、２つの
ヘッドを離して設置しなければならず、ドライブシステ
ムへの負担が大きく、経済性が悪く、量産にも向かない
等の問題点を有している。 本発明は、レーザ光等による媒体の加熱温度を切換制
御するのみで容易に書き換えすなわちオーバーライトが
可能とされ上述した諸問題の解決をはかったものであ
る。 尚、本出願人は、先にこのような問題点の解決をはか
る熱磁気記録方法を、特願昭61−194961号出願、及び特
願昭61−194962号出願で提供した。これら出願で提案さ
れた熱磁気記録方法は、第１及び第２の希土類−遷移金
属磁性薄膜の積層構造による熱磁気記録媒体を用い、所
要の第１の外部磁界の印加の下に第１の磁性薄膜のほぼ
キュリー温度TC1以上でかつ第２の磁性薄膜の副格子磁
化の反転が生じない第１の温度T1に加熱する第１の加熱
状態と、温度TC1以上でかつ第２の磁性薄膜の副格子磁
化を反転させるに充分な第２の温度T2に加熱する第２の
加熱状態とを、記録しようとする情報例えば“0",“1"
に応じて切換変調し、冷却過程で、第１及び第２の磁性
薄膜の交換結合力により第１の磁性薄膜の副格子磁化の
向きを第２の磁性薄膜の副格子磁化の向きに揃えて、例
えば“0",“1"の記録ビット（磁区）を第１の磁性薄膜
に形成すると共に、第２の外部磁界によって、或いは、
第２の磁性薄膜組成を、その補償温度が室温から第２の
温度T2間に存在するように選定することによって、室温
で第１の外部磁界のみによって第２の磁性薄膜の副格子
磁化が反転するようにして、オーバライトが可能な状態
を得るようにするものである。 この場合消去のための特別の過程（時間）を要するこ
とがなく高転送レート化をはかることができるとか、上
述した２ヘッド方式、或いは外部磁場変調方式による場
合の諸問題を解決できる。 本発明においては、これら特願昭61−104961号出願、
及び特願昭61−194962号出願による熱磁気記録方法にお
ける利点を生かし、更に、これにおける上述した第２の
磁界の省略、ないしは低減化をはかってその記録方法を
実施する装置のより簡略化をはかることができるように
した熱磁気記録方法を提供するものである。 Ｅ 問題点を解決するための手段 本発明で用いる熱磁気記録媒体（10）は第２図にその
断面図を示すように、光透過性基板（５）上に少くとも
第１、第２及び第３の磁性薄膜（１）、（２）及び
（３）が順次磁気的に結合して積層されて成る。第１〜
第３の磁性薄膜（１）〜（３）は、それぞれ、希土類−
遷移金属の垂直磁化膜より成る。そして、少なくともそ
の第２及び第３の磁性薄膜（２）及び（３）の磁気的結
合は、交換結合力による構成とする。 本発明においては、この熱磁気記録媒体（10）に対し
て、膜面にほぼ垂直方向の外部磁界Hexの印加の下で第
１の磁性薄膜のほぼキュリー温度TC1以上であって第２
の磁性薄膜（２）の遷移金属の副格子磁化の向きを所定
の向き（以下この向きを正方向という）に保持する第１
の温度T1による第１の加熱状態と、ほぼキュリー温度T
C1以上で第２の磁性薄膜の遷移金属の副格子磁化の向き
を上述の正方向と逆向き（以下この向きを反転方向とい
う）に反転し得る第２の温度T2による第２の加熱状態と
を、記録しようとする情報に応じて切換え変調し、第１
及び第２の加熱状態からの冷却過程で第３の磁性薄膜に
おける副格子磁化は常に正方向として第１の磁性薄膜の
副格子磁化の向きを反転させることなく第２の磁性薄膜
の副格子磁化を第３の磁性薄膜の副格子磁化と同じ向き
に揃えるようにする。 上述の第１及び第２の加熱状態は、熱磁気記録媒体
（10）へのレーザ光等の加熱ビームの強度や、照射時間
等を記録しようとする情報に応じて変調することによっ
て得ることができる。 Ｆ 作用 上述の本発明方法によれば、第１及び第２の加熱状態
を得るための加熱ビームを、記録しようとする情報に応
じて変調するのみで、第１の磁性膜（１）における遷移
金属の副格子磁化の向きとして情報の記録を行うもので
あるが、この記録状態で、第２及び第３の磁性薄膜
（２）及び（３）の副格子磁化の向きが、磁気記録媒体
の情報未記録の初期の状態と同等の状態にあるようにし
たので次の記録しようとする情報による第１及び第２の
加熱状態を与えるのみでこの記録が可能な状態すなわち
オーバーライトが可能な状態が与えられる。 また、このようにして情報の記録がなされた熱情報記
録媒体からの記録情報の読み出し、すなわち再生は、第
１の磁性薄膜（１）に対する直線偏光ビーム照射で行
い、この光と磁化との相互作用による例えばカー回転角
の検出によって第１の磁性薄膜（１）の遷移金属TMの副
格子磁化の正方向か反転方向かによる２値例えば“0"及
び“1"の読み出しを行う。 Ｇ 実施例 Ｇ−１ 熱磁気記録媒体 本発明で用いられる熱磁気記録（10）は、第３図に示
すように、ガラス板や、アクリル板等の光透過性基板
（５）の一方の面に、保護膜または干渉膜となる透明の
誘電体膜（６）を介して第1,第２及び第３の磁性薄膜
（１），（２）及び（３）と、更にその上に非磁性金属
膜或いは誘電体膜より成る保護膜（７）が被着形成され
て成る。しかしながら、この熱磁性記録媒体（10）にお
いて、誘電体膜（６）及び保護膜（７）はこれらを省略
することもできる。 尚、後述する実施例１及び２に用いられる熱磁気記録
媒体（10）は、第３図に示すように第３の磁性薄膜
（２）の第２の磁性薄膜（２）との界面に第４の磁性薄
膜（４）が介在された構造を採る。 これら磁性薄膜（１）〜（３）、或いは（１）〜
（４）の互いに隣接する磁性薄膜間は互いに交換力によ
り磁気的に結合されて成る。 この媒体（10）を構成する誘電体膜（６）、各磁性薄
膜（１）〜（４）、保護膜（７）は、それぞれ蒸着、或
いはスパッタリング等によって形成し得る。 磁性薄膜（１）〜（４）は種々の磁性材料によって構
成することが考えられるが、例えば、Nd、Sm、Gd、Tb、
Dy、Ho等の希土類金属（RE）の１種類あるいは２種類以
上がｘ＝10〜40原子％と、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu等の
遷移金属（TM）の１種類あるいは２種類以上が１−ｘ＝
90〜60原子％とで構成される非晶質合金RExTM1-Xによっ
て構成し得る。また、この場合これ以外の元素を少量添
加してもよい。このRE−TM非晶質合金磁性材料におい
て、REがNdあるいはSmの場合を除いては、REの磁気モー
メントとTMの磁気モーメントは反平行に結合し、その結
果いわゆるフェリ磁性を示すとともに、正味の磁化はこ
れらRE及びTMの各副格子磁化の差（磁化の向きに応じた
正負を考慮するときには各副格子磁化の和）となる。希
土類金属（RE）がNd、Smのいずれか、あるいはその混合
により構成される場合は、REの磁気モーメントとTMの磁
気モーメントは平行に結合して、いわゆるフェロ的磁性
を示し、この場合の正味の磁化はRE及びTMの各副格子磁
化の和となる。 Ｇ−２ 磁化状態の態様 このような磁気記録媒体（10）において、情報の記録
は、前述したように、第１の磁性薄膜（１）において、
TMの副格子磁化の正方向部分と及び反転方向部分とによ
って例えば“0"“1"の２値情報の記録がなされるもので
あるが、この第１の磁性薄膜（１）と、これと交換結合
状態にある第２の磁性薄膜（２）とについての、各キュ
リー温度TC1及びTC2以下の温度での磁化状態は第４図に
示す状態Ａ〜Ｄの４つの状態を採り得る。第４図におい
ては、第１及び第２の磁性薄膜（１）及び（２）のみに
ついて、各TMスピンとREスピンの各向きをそれぞれ実線
矢印と破線矢印とをもって模式的に示したものである。
なお、両薄膜（１）及び（２）の磁化容易軸はいずれも
膜面に垂直方向いわゆる垂直磁化膜であるものとする
が、少なくとも一方のみが垂直磁化膜であればよい。 第４図において、状態Ａ及び状態Ｂは、第１の磁性薄
膜（１）と第２の磁性薄膜（２）の各TMスピンすなわち
TMの磁気モーメント同士、また各REスピンすなわちREの
磁気モーメント同士が互いに同一の向きの状態である。
これに対し、第４図の状態Ｃ及び状態Ｄでは、第１の磁
性薄膜（１）と第２の磁性薄膜（２）の各TMの磁気モー
メント及び各REの磁気モーメントがそれぞれ互いに反対
方向を向いており、層間の界面近傍において、TMの磁気
モーメント、及びREの磁気モーメントの各方向が180゜
変化する領域すなわち界面磁壁（９）が存在することに
なり、この部分に界面磁壁エネルギ（単位面積当たりσ
werg/cm2）が蓄えられる。 Ｇ−３ 熱磁気記録を実施する装置 例えば第５図に示すように、熱磁気記録媒体（10）、
例えばディスク状の熱磁気記録媒体（10）に対して、記
録及び再生のためのレーザ光Ｒが、第３図の光透過性基
板（５）側から入射され、また、保護膜（７）側或いは
基板（５）側から、例えば磁石（21）と更に必要に応じ
て磁石（22）とが設けられてこれらによって媒体（10）
に対して磁場Hex及びHsubを印加する。第５図におい
て、磁石（21）の磁石（22）とは互いに離れて配されて
いるが、隣接して配することもできる。また後述するよ
うに磁場Hsubを不要とする場合は、磁石（22）は省略さ
れた構成となる。ディスク状の熱磁気記録媒体（10）
は、駆動モータ（25）の回転軸（26）により回転駆動す
るようにされている。そして、レーザ光Ｒのパワーを記
録しようとする情報に応じて変調して、媒体（10）のレ
ーザ光照射部を第１及び第２の温度T1及びT2に加熱する
ようになされている。 Ｇ−４ 実施例１ 第１図は本発明の実施例を説明するための温度変化を
伴う磁化状態の変化を示し、第３図はこの実施例に用い
られる記録媒体（10）の断面構造を概略的に示してい
る。この実施例において用いられる熱磁気記録媒体（1
0）は、前述したように、第３の磁性薄膜（３）の第２
の磁性薄膜（２）との界面側に第４の磁性薄膜（４）が
設けられた構成を採る。この実施例においては、磁性薄
膜（１）〜（４）がフェリ磁性のTM−RE合金磁性薄膜に
よって構成された場合である。 これら磁性薄膜（１）〜（４）は、いわゆるDCマグネ
トロンスパッタリング装置を用いて光透過性基板（５）
上に、直接的に、すなわち誘電体膜（６）の形成を省略
してRE−TMフェリ磁性薄膜を順次スパッタリングして形
成した。これら各磁性薄膜（１）〜（４）は、RMとTMと
を交互に積層させるように形成した。そして、上層の第
３の磁性薄膜（３）上に厚さ800Åの例えばSi3N4,AlN,S
iO2,SiO,MgF2等より成る保護膜（７）を被着形成した。 この実施例における媒体（10）の第１及び第２の磁性
薄膜（１）及び（２）は、室温からこれらの各キュリー
温度TC1及びTC2に至る迄の温度でそれぞれTM副格子磁化
優勢膜いわゆるTMリッチ膜である場合とする。また、第
３の磁性薄膜（３）は、室温から上記加熱温度T1までRE
副格子磁化優勢膜いわゆるREリッチ膜であるとする。 第１〜第４の磁性薄膜（１）〜（４）は、それぞれの
キュリー温度をTC1〜TC4とすると、 TC1＜TC2 ……（１） TC4＜TC2,TC3 ……（２） TC4TC1 ……（３） に選定する。 第４の磁性薄膜（４）は、その膜厚を、この第４の磁
性薄膜（４）のキュリー温度TC4より高い温度で第２及
び第３の磁性薄膜（２）及び（３）間の交換力を充分遮
断し得る程度において薄い膜厚例えば100Åの膜厚に選
定する。 この実施例１の説明においては、第１図に示すよう
に、磁気記録媒体（10）に第４図で示した状態Ａと、状
態ＣもしくはＢとによる部分すなわち、第１の磁性薄膜
（１）のTMスピンの正方向部分と反転方向部分の形成に
よって情報の記録を行う場合である。第１図において各
薄膜（１）〜（３）に記載された矢印はTMスピンの向き
を模式的に示したものであるが、各磁性薄膜（１）〜
（４）における磁化MS1〜MS4は、各薄膜（１）〜（４）
がフェリ磁性薄膜である場合各薄膜（１）〜（４）にお
けるTM磁気モーメントとRE磁気モーメントの差に相当す
るものとなる。 この例では初期状態で例えば状態Ａ、すなわち、第１
及び第２の磁性薄膜（１）及び（２）のTMスピン方向が
共に正方向にあってこの時、第３の磁性薄膜（３）もま
たそのTMスピンが、第１及び第２の磁性薄膜（１）及び
（２）のそれと同方向にあるものとする。 今、この室温TRにおける初期状態Ａから、温度Ｔを第
１の温度T1或いは第２の温度T2に昇温する。この第１の
温度T1は、第１の磁性薄膜（１）のほぼキュリー温度T
C1以上でかつ後述する外部磁場Hexにより第２の磁性薄
膜（２）の磁化に反転が生じることのない温度とする。
第２の温度T2は、第１の温度T1より高く、かつ第２の磁
性薄膜（２）のTM副格子磁化を外部磁場Hexによって反
転させるに充分な、ほぼ第２の磁性薄膜（２）のキュリ
ー温度TC2以上の温度とする。 このような温度T2或いはT2への加熱が終了した後に
は、その温度ＴがTC1より下ったときに第１の磁性薄膜
（１）に磁化が現れるが、このときその方向の決定に関
しては、磁性薄膜（１）及び（２）間のいわゆる交換結
合力が支配的となるようにする。すなわち、第１の磁性
薄膜（１）の自発磁化が現れる温度Ｔ（TC1近傍）にお
いておおよそ、 σW1＞2|Ms1|h1Hex ……（５） の条件を満足するように、外部磁場Hex及び層間の界面
磁壁エネルギーσW1に対する第１の磁性薄膜（１）の飽
和磁化Ms1及び膜厚h1を選定する。このようにすれば、
媒体温度ＴがTC1より下ったときの磁化状態としては、
第１及び第２磁性薄膜（１）及び（２）のTM副格子磁化
の向きは互いに揃った第４図の状態Ａあるいは状態Ｂの
いずれかとなり、その加熱時の温度がT1のとき状態Ａ
に、加熱時の温度がT2のとき状態Ｂになる。 第１図において状態Ｅは、温度Ｔが第１の温度T1に昇
温されて第１の磁性薄膜（１）の磁化が消失した状態で
あり、これより冷却過程で温度Ｔがぼぼ第１の磁性薄膜
（１）のキュリー温度TC1以下となると前述したように
第１の磁性薄膜（１）はTM副格子磁化が第２の磁性薄膜
（２）の交換結合力によって第２の磁性薄膜（２）のそ
れと同方向の磁化方向となり第１図において初期の状態
Ａとなって例えば“0"の記録部を形成する。また、第１
図において状態Ｆは、温度Ｔが第２の温度T2に昇温され
て第１及び第２の磁性薄膜（１）及び（２）の磁化が一
且消失ないしは減少して磁界Hexによって第２の磁性薄
膜（２）のTM副格子磁化が磁界Hexによって反転された
状態で、この場合、第４の磁性薄膜（４）の存在によっ
て第２及び第３の磁性薄膜（２）及び（３）間の交換力
が遮断されていることによって状態Ｆのように両膜
（２）及び（３）のTM副格子磁化の向きが互いに逆向き
となることができる。そして更に温度Ｔが、第１の磁性
薄膜（１）のキュリー温度TC1近傍に下ると、第２の磁
性薄膜（２）による交換結合力によって第１の磁性薄膜
（１）に第２の磁性薄膜（２）と同方向つまり反転方向
のTM副格子磁化が生じ状態Ｇが生じる。第２及び第３の
磁性薄膜（２）及び（３）間の第４の磁性薄膜（４）に
は第２及び第３の磁性薄膜（２）及び（３）の副格子磁
化の向きが互いに逆向きとなることによって界面磁壁
（９）が発生する。そして、更に、この状態Ｇから、温
度Ｔが室温TRまで冷却して来ると、後述する式（12）及
び（13）の条件の設定によって状態Ｂもしくは状態Ｃと
なる。この時第１の磁性薄膜（１）のTM副格子磁化が反
転方向になることによって例えば“1"の情報が記録され
る。 そして、ここで状態Ｃとなるときは、第１及び第２の
磁性薄膜（１）及び（２）の界面に互いのTM副格子磁化
すなわちTMスピンが逆向きとなることによって界面磁壁
（９）が生じることになる。 ここで、状態Ｇから状態Ｂをとるか、状態Ｃをとるか
は、次の条件式で決定される。ここに、第2,第３及び第
４の磁性薄膜（２），（３）及び（４）の各膜厚をh2,h
3及びh4とし、磁化をMS2,MS3及びMS4とし、保磁力HC2,H
C3及びHC4とし、計算上h4≪h2,h3とし、MS4・HC4≪MS2
・HC2,MS3・HC3とする。また、第１及び第２の磁性薄膜
（１）及び（２）間の界面磁壁エネルギー密度をσW1と
し、第２及び第３の磁性薄膜（２）及び（３）間の界面
磁壁エネルギーをσW2とすると、第３の磁性薄膜（３）
が磁化反転しない条件は、 σW2−2MS3・h3・Hex＜2MS3・h3・HC3 …（11） となる。 また、状態Ｇから状態Ｃへの遷移条件は、 σW2−σW1−2MS2・h2・Hex＞2MS2・h2・HC2 …（12） となる。 更にまた、状態Ｇから状態Ｂへの遷移条件は、 σW2−σW1−2MS2・h2・Hex＜2MS2・h2・HC2 …（13） となる。 したがって上記式（11）及び（12）が共に満足される
条件が与えられるときは、外部磁界Hex以外に何ら特段
の外部磁界が与えられずとも、室温で状態Ｃが得られる
ことになる。 一方、上記式（11）及び（13）が共に満足される場合
は、室温で状態Ｂから状態Ｃへの遷移を行うには、第１
図に示すように、初期化状態における正方向の他の外部
磁界Hsubを必要とすることになる。この場合、この磁界
Hsubは、 2MS2・h2・Hsub＋σW2−σW1＞2MS2・h2・HC2 …（14） −2MS3・h3・Hsub＋σW2＜2MS3・h3・HC3 …（15） を満足するように設定される。今、上記条件式（15）が
満足されている場合において、（14）式のみに着目する
と、 となる。 そして、上述した状態Ｃへの遷移によって、第２及び
第３の磁性薄膜（２）及び（３）の磁化の向き、すなわ
ちTMスピンの向きは、初期化状態の状態Ａにおけると同
方向の正方向となっていることによって、次の情報の書
き換えに際しての、書き込み情報に応じた温度変調、す
なわち第１及び第２の温度T1及びT2への温度上昇に当っ
ては、初期化状態からの場合と同様に状態Ｅに遷移され
ることからオーバライトが可能となる。 Ｇ−５ 実施例２ 上述の実施例１では、室温TRから第２の温度T2まで、
補償点Tcompが存在しないTM−RE磁性薄膜によって各磁
性薄膜（１）（２）を構成した場合であるが、この実施
例２では第２の磁性薄膜（２）が第６図に実線曲線で飽
和磁化Msを示し、破線曲線で保磁力Hcを示すように室温
と、第２の磁性薄膜（２）のキュリー温度TC2以下の第
２の温度T2以下の間で補償点Tcompを有し、Tcompより低
い温度でRE副格子磁化優勢膜いわゆるREリッチ膜の特性
を示し、Tcompより高い温度でTM副格子磁化優勢膜いわ
ゆるTMリッチ膜の特性を示すような磁性膜によって構成
する。この場合の熱磁気記録媒体（10）を構成する各磁
性薄膜（１）〜（４）の構成例を表１に示す。 そして、この場合の室温TRでの第１の磁性薄膜（１）
と第２の磁性薄膜（２）との間の交換力σW1は1.7erg/c
m2で、第２の磁性薄膜（２）と第３の磁性薄膜（３）の
交換力σW2は、2.5erg/cm2であった。この構成による熱
磁気記録媒体（10）を用い、第１の温度T1＝150℃、第
２の温度T2＝250℃として実施例１と同様の作業によっ
て情報記録を行った。第７図は、この場合の各過程の磁
化状態を示す。第７図において第１図と対応する部分に
は同一符号を付して重複説明を省略するものであり、第
７図において各状態A,E,F,G及びＣにおける各薄膜
（１）（２）（３）に付した実線矢印はTMスピンすなわ
ちTM磁気モーメントを、破線矢印はREスピンすなわちTM
磁気モーメントを示す。そして、この実施例２によれ
ば、第１の温度T1への加熱及び冷却過程で、状態Ａもし
くはＣ→状態Ｅ→状態Ａの遷移が生じ、これによって例
えば“0"のビットが第１の磁性薄膜（１）に形成され、
第２の温度T2への加熱及び冷却過程で状態ＡもしくはＣ
→状態Ｆ→状態Ｇ→状態Ｃへの遷移が生じ、これによっ
て例えば“1"のビットが書き込まれることが確認され
た。 すなわち、この場合においては、第６図に鎖線ａで外
部磁場Hexのレベルを示すように、室温TRで第２の磁性
薄膜（２）の保磁力HC2が HC2＜Hex となることによって、前記（12）式を成立させることが
できて、この場合は、第７図で示されるように状態Ｇか
ら状態Ｃに、外部磁場Hex以外の外部磁場Hsubを与える
ことなく直接的に遷移させることができる。 尚、上述した実施例１及び２の説明においては、第４
図で説明した状態A,B,C間遷移によって２値の情報記録
を行った場合であるが、第４図で示す状態A,B,D間の遷
移によって同様の情報の記録を行うこともできる。すな
わち、この場合には、第１図及び第７図における状態Ａ
を状態Ｂに、状態Ｂを状態Ａに、状態Ｃを状態Ｄに対応
すればよいことになる。 Ｇ−４ 実施例３ この実施例においても、外部磁界Hexのみが与えられ
る。 また、この実施例において用いられる磁気記録媒体
（10）は、第1,第２及び第３の磁性薄膜（１），（２）
及び（３）を有して成り、各磁性薄膜（１）〜（３）と
しては、その保磁力Hcの温度特性の関係が、第８図中曲
線（81）〜（83）に示すように、記録ビット保持層とな
る第１の磁性薄膜（１）は室温TRで高い保磁力を示し、
第２の磁性薄膜（２）はそのキュリー温度が第１及び第
３の磁性薄膜（１）及び（３）に比し最も高く、第１の
磁性薄膜（１）のキュリー点近傍でその副格子磁化が反
転しない特性のものが選ばれる。例えば第１の磁性薄膜
（１）のキュリー温度TC1近傍でも約1KOeの保磁力を有
するようにする。 第１磁性薄膜（１）は、いわゆるTMリッチ膜であって
もREリッチ膜であっても良い。第１〜第３の各磁性薄膜
（１）〜（３）のキュリー温度TC1〜TC3は、TC3＜TC1＜
TC2に選定される。第２及び第３の磁性薄膜（２）及び
（３）についてもTMリッチ膜であるかREリッチ膜である
かを問わないが、第２の磁性薄膜（２）がそのキュリー
点TC2近傍でTMリッチ膜である場合は、第３の磁性薄膜
（３）はそのキュリー点TC3直下でREリッチ膜であり、
第２の磁性薄膜（２）がTC2近傍でREリッチ膜である場
合はTC3直下で第３の磁性薄膜（３）はTMリッチ膜とす
る。 各磁性薄膜（１）〜（３）の一例の組成、膜厚、特性
を表２に示す。 この場合、第１及び第２の磁性薄膜（１）及び（２）
は、それぞれのキュリー温度以下でFeリッチすなわちTM
リッチであり、第３の磁性薄膜（３）がTbリッチすなわ
ちREリッチである場合で、この場合の情報記録過程を第
９図を参照して説明する。この場合においても第９図中
各状態での各磁性薄膜（１）〜（３）において、TMスピ
ンないしは磁気モーメントを実線矢印で、REスピンない
しは磁気モーメントを破線矢印をもって模式的に示す。 この場合、２値の記録のための第１及び第２の温度T1
及びT2は、第１の温度T1については、第１の磁性薄膜
（１）のキュリー温度TC1に近い例えばT1170℃とし、
第２の温度T2については、第２の磁性薄膜（２）のキュ
リー温度TC2に近い例えばT2270℃とする。 今、室温TRでの例えば初期化状態で、第１及び第２の
磁性薄膜（１）及び（２）がその各TM副格子磁化が共に
正方向にある、すなわち第４図で説明した状態Ａにある
とする。 そして、この実施例３においても、所要の外部磁界He
xのみの例えば500（Oe）の磁界が、例えば状態Ａにおけ
る第１及び第２の磁性薄膜（１）及び（２）のRE副格子
磁化と同方向に与えられる。 この状態で温度Ｔを第１の温度T1に昇温して行くと、
ＴTC3で状態Ｈに示すように、第３の磁性薄膜（３）
の磁化が消失し、ＴT1TC1において、第１の磁性薄
膜（１）においても状態１に示すようにこの磁化が減少
ないしは消失するが、この温度T1で、第２の磁性薄膜
（２）が所要の保磁力を有するので、外部磁界Hexによ
ってもその磁化が反転されないようにしておくことによ
って、この昇温状態からの冷却過程で、第２の磁性薄膜
（２）との交換結合力によって第１の磁性薄膜（１）に
初期状態Ａと同方向の各TM及びRE副格子磁化が発生し、
状態Ａに戻って例えば情報“0"の記録部分が形成され
る。 一方、温度Ｔを、第２の温度T2迄昇温すると、状態Ｊ
に示すように第１の磁性薄膜（１）の磁化はもとより、
第２の磁性薄膜（２）の磁化が消失するか殆ど消失する
ので、この温度からの冷却過程で、第１及び第２の磁性
薄膜（１）及び（２）のTM副格子磁化の方向が外部磁界
Hexによって、この方向に揃えられて安定する。そし
て、更に降温することによって状態Ｋ、更に状態Ｌに示
すように、第１の磁性薄膜（１）と第２の磁性薄膜
（２）との間に交換力が働き、第１の磁性薄膜（１）は
そのTM副格子磁化を第２の磁性薄膜（２）のTM副格子磁
化に揃えられる。そして、更にこれより降温して第３の
磁性薄膜（３）のキュリー温度TC3近くの温度になる
と、第１の磁性薄膜（１）の保磁力はかなり高くなり、
この第１の磁性薄膜（１）の磁化状態が状態Ａとは反転
した状態に安定し、この状態Ｍに保持される。この時、
第３の磁性薄膜（３）は、第２の磁性薄膜（２）におけ
る保磁力、第１及び第２の磁性薄膜（１）及び（２）間
の交換力の大きさ、外部磁場Hexの大きさと、外部磁場H
exとのかね合いからその磁化の向きが決るが、上述の構
成による熱磁気記録媒体（10）では、外部磁場Hex＝500
（Oe）で、この外部磁場Hexの方向に磁化が向く。つま
り、第３の磁性薄膜（３）においては、そのTMスピンす
なわちTM副格子磁化が、状態Ｍに示されるように、第１
の磁性薄膜（１）におけるTM副格子磁化と逆向きにな
り、第２の磁性薄膜（２）の磁化が第１の磁性薄膜
（１）のそれと同方向である状態Ｍでは第２及び第３の
磁性薄膜（２）及び（３）間に磁壁（９）が発生する。
しかしながら、上述の構成では第２及び第３の磁性薄膜
（２）及び（３）間の磁壁エネルギーが室温TRで第１及
び第２の磁性薄膜（１）及び（２）間の磁壁エネルギー
より大きいことにより第２の磁性薄膜（２）が第３の磁
性薄膜（３）による交換力によって、TM副格子磁化が第
３の磁性薄膜（３）のそれに揃えられて室温TRで状態Ｃ
となることが確かめられた。このようにして、第２の温
度T2への加熱によってその冷却過程で状態Ｃによる、す
なわち情報“1"の記録部分が形成される。 そして、この情報“1"の書き込み部分を含んで、次の
情報の書き込みを行うために、温度T1またはT2への温度
上昇を行うと、状態Ｃの部分も、状態Ａの部分も共に第
２の磁性薄膜（２）におけるTM及びRE各副格子磁化は互
いに同方向に向けられていることから、何れの場合も、
状態Ｉへの遷移を経ることになるので、前述したと同様
の例えば“0"及び“1"の情報の書き込みすなわちオーバ
ーライトができることになる。 なお、この実施例においては第４図における状態Ａと
状態Ｃによる２値情報の記録を行うようにした場合であ
るが、第４図に示す状態Ａに代えて状態Ｂを、また状態
Ｃに代えて状態Ｄを得るようにして２値情報の記録を行
うようにすることもでき、この場合においては外部磁界
Hexは第９図に示す方向とは逆向きに選定される。 Ｇ−５ 実施例４ この実施例においても、外部磁界Hexのみが与えられ
る。 また、この実施例において用いられる磁気記録媒体
（10）は、第1,第２及び第３の磁性薄膜（１），（２）
及び（３）を有して成り、各磁性薄膜（１）〜（３）と
しては、その保磁力Hcの温度特性の関係が、第10図中曲
線（101）〜（103）に示すように記録ビット保持層とな
る第１の磁性薄膜（１）は室温TRで高い保磁力を示す
が、そのキュリー温度TC1が低く、また第３の磁性薄膜
（３）はそのキュリー温度TC3が最も高く、第２の磁性
薄膜（２）のキュリー温度TC2近傍において高い保磁力
を有するものが選ばれる。すなわち、第１〜第３磁性薄
膜（１）〜（３）の各キュリー温度TC1〜TC3は、TC3＞T
C2＞TC1に選定され、第３の磁性薄膜（３）は情報記録
過程において磁化反転が生じない材料に選定される。第
２の磁性薄膜（２）は第10図に示されるように、室温TR
での保磁力が低い材料によって構成されるが、一定の着
磁状態が保持される第３の磁性薄膜（３）のTMの副格子
磁化の向きに対し、外部磁界Hexによって反転したとき
のTM副格子磁化の向きが逆になるようにTMリッチあるい
はREリッチが決定される。第１の磁性薄膜（１）はREリ
ッチあるいはTMリッチのいずれでもよいのである。 各磁性薄膜（１）〜（３）の一例の組成、膜厚、特性
を表３に示す。 この場合、第１及び第３の磁性薄膜（１）及び（３）
はそれぞれのキュリー温度以下でFeリッチすなわちTMリ
ッチであり、第２の磁性薄膜（２）がTbリッチすなわち
REリッチである場合で、この場合の情報記録過程を第11
図を参照して説明する。この場合においても第11図中各
状態での各磁性薄膜（１）〜（３）においてTMスピンな
いしは磁気モーメントを実線矢印で、REスピンないしは
磁気モーメントを破線矢印をもって、模式的に示す。 この場合２値の記録のための第１及び第２の温度T1及
びT2は、第１の温度T1については、第１の磁性薄膜
（１）のキュリー温度TC1に近い温度例えばT1130℃と
し、第２の温度T2については第２の磁性薄膜（２）のキ
ュリー温度TC2に近い例えばT2200℃とする。 いま、室温TRでの初期化状態で、第１及び第２の磁性
薄膜（１）及び（２）が第４図で説明した状態Ａにあ
り、このとき第３の磁性薄膜（３）のTMスピンは第１及
び第２の磁性薄膜（１）及び（２）のTMスピンと同方向
に選ばれているものとする。そして、この実施例４にお
いても所要の外部磁界Hexが例えば状態Ａにおける第１
及び第２の磁性薄膜（１）〜（２）のTM副格子磁化と同
方向に与えられる。 この状態で温度Ｔを第１の温度T1に、昇温して行く
と、温度ＴがTc近傍で第１の磁性薄膜（１）の磁化が状
態Ｎに示すように消滅ないしは減少するが、この状態で
第10図に示されるように第２及び第３の磁性薄膜（２）
及び（３）は所要の大なる保磁力を有しているので、こ
れらに、外部磁界HexによるTM,RE各副格子磁化の反転が
生じることがないようにしておくことによって、この昇
温状態からの冷却過程で第２の磁性薄膜（２）との交換
結合力によって第１の磁性薄膜（１）に初期状態Ａと同
方向の各TM及びRE副格子磁化が発生し、状態Ａに戻って
例えば情報“0"の記録部分が形成される。 一方、温度Ｔを、第２の温度T2すなわち第２の磁性薄
膜（２）のキュリー温度TC2近傍に昇温すると、状態Ｏ
に示すように第１の磁性薄膜（１）の磁化はもとより、
第２の磁性薄膜（２）の磁化が消失するか殆ど消失する
が、この時この温度で第３の磁性薄膜（３）は充分大き
な保磁力を有しているので、この温度T2においても外部
磁界Hexによる影響を受けることなく所定の磁化方向を
保持している。 しかしながら、第２の磁性薄膜（２）に関しては外部
磁界Hexによってその冷却過程でその磁化の向きが外部
磁界Hexに揃えられる。つまり、状態Ｐに示すようにTM
副格子磁化については外部磁界Hexと逆向き、したがっ
て第２の磁性薄膜（２）のTM副格子磁化は第３のTM副格
子磁化とは逆向きになり、両磁性薄膜（２）及び（３）
間に界面磁壁（９）が生じる。そしてさらに降温すなわ
ち冷却過程で温度Ｔが第１の磁性薄膜（１）のキュリー
温度TC1に近づくと、第１の磁性薄膜（１）に磁化が現
われるがこのとき第１の磁性薄膜（１）の温度特性及び
膜厚等の選定によって、そのTM副格子磁化が第２の磁性
薄膜（２）のTM副格子磁化の向きに揃えられて状態Ｑが
得られる。さらに温度Ｔを降温して行くと第１の磁性薄
膜（１）はその保磁力が高くなるのでこの磁化状態が保
持されるが、この媒体（10）の構成では第２及び第３の
磁性薄膜（２）及び（３）間の交換力が大きく、すなわ
ち第２及び第３の磁性薄膜（２）及び（３）間の磁壁エ
ネルギーに比し、第１及び第２の磁壁エネルギーが小さ
く選定されているものであり、これによって第２の磁性
薄膜（２）の副格子磁化の向きが反転して第４図で示す
状態Ｃが与えられて情報“1"の記録部分が形成される。 そして、この情報“1"の書き込み部分を含んで、次の
情報の書き込みを行うために、温度T1またはT2への温度
上昇を行うと、状態Ａの部分も、状態Ｃの部分も共に第
２の磁性薄膜（２）におけるTM及びRE各副格子磁化は互
いに逆方向に向けられていることから、何れの場合も、
状態Ｎへの遷移を経ることになるので、前述したと同様
の例えば“0"及び“1"の情報の書き込みすなわちオーバ
ーライトができることになる。 なお、上述した例においては状態Ａ及びＣによる２値
情報を行うようにした場合であるが、第４図に示す状態
Ｂ及びＤを、第11図の状態Ａ及びＣに代えて２値情報記
録を行うようにすることもできる。この場合においては
外部磁界Hexを第11図とは逆向きに選定する。 また、上述した各例においては、各磁性薄膜（１）〜
（４）がフェリ磁性を有する場合について示したがフェ
ロ的磁性膜によるものを用いることもできる。 〔発明の効果〕 上述したところから明らかなように、本発明による磁
気記録媒体によれば、消去過程（時間）を必要としない
ことから高転送レート化を実現できること、消去ヘッド
を用いるような２ヘッド方式をとらないことから構造の
簡潔化がはかられること、更に外部磁場変調によらず、
熱変調、例えばレーザ光の変調によって記録を行うこと
ができることから高速記録化がはかられ、しかも単一レ
ーザ光によって構成できることとが相俟って装置の簡略
化が格段にはかられるなどの多くの利益がある。 また、上述した各実施例によって明らかなように本発
明においては、第２の磁性薄膜（２）と交換結合する第
３の磁性薄膜（３）を設けたことによって外部磁界Hex
のみを用いて他の外部磁界によらず２値情報記録と共に
オーバーライトが可能な状態に持ち来すことができる
か、あるいはそうでなくても、第１図で説明した実施例
１におけるように、状態Ｂから状態Ｃへの遷移において
外部磁界Hsubを用いるものの場合においても、例えば特
願昭61−194961号出願で提案したような第１及び第２の
磁性薄膜（１）及び（２）のみによる熱磁気記録方法に
比してその外部磁場Hsubの低減化をはかることができ
る。すなわち、特願昭61−194961号出願による熱磁気記
録方法では、本発明による第１図の実施例１における第
１及び第２の磁性薄膜（１）及び（２）のみを磁性層と
して有する構成を採るものであるので、この場合、例え
ば第４図に示した状態Ｂから状態Ｃへの遷移に必要とす
る外部磁場Hsubは、 Hsub＞HC2＋σw/2MS2h2 …（161） となる。これに比し実施例１においては前記条件（16）
式によるものであるから、両式（161）と（16）とを比
較して明らかなように（16）式の場合は、（161）式に
比しσW2/2MS2h2の項の分だけHsubの低減化をはかるこ
とができることになる。 更に例えば、上述したように、磁性層が第１及び第２
の磁性薄膜（１）及び（２）のみにより、しかも第２の
磁性薄膜（２）において、室温TRとそのキュリー温度T
C2との間に補償温度Tcompが存在するよう補償組成では
ない磁性薄膜によって構成する場合、第１の温度T1、す
なわち第１の磁性薄膜（１）のキュリー温度TC1近傍で
第２の磁性薄膜（２）に磁化反転が生じないようにする
必要があり、そのため、このときの第２の磁性薄膜
（２）の保磁力HC2は、実際上約1KOe以上必要となる。
このような条件を満足する材料は、室温TRでの保磁力H
C2は、約2KOe以上にもなるので、（161）式において更
にσw/2MS2h2の項が付加された第２の外部磁界Hsubは、
少くとも３〜4KOe以上の大きな磁場を必要とすることに
なり、このような磁界Hsubを媒体（10）の全域に、同時
的或いは順次的に与える装置は実用上難点がある。 また、特願昭61−194962号出願のもののように、第１
及び第２の磁性薄膜（１）及び（２）のみによって、磁
性層を構成するものにおいて、その第２の磁性薄膜
（２）を、室温TRとキュリー温度TC2の間に補償温度Tco
mpを用いるものにおいては、第２の外部磁界Hsubを外部
磁界Hexと一致させることができ、実質的に磁界Hsubを
特別に設ける必要はなくなるが、この場合、第１の温度
T1、つまり第１の磁性薄膜（１）へキュリー温度TC1近
傍で第１の磁性薄膜（１）が、第２の磁性薄膜（２）と
の交換力に作用させるためには、外部磁界Hexは大きく
見積っても1KOe以下であるに対し、室温TRで第２の磁性
薄膜（２）に磁化反転を生じさせる磁界は、（161）式
により約2KOe以上となるので、この値を小さくさせる為
には、膜厚を厚くするとか第２の磁性薄膜（２）の磁化
反転温度を高温側に設定し、室温TRでの磁化Msを大きく
することが考えられるがこの場合、記録パワーが大きく
なるなどの問題が生じる。ところが、上述の本発明によ
れば第３の磁性薄膜（３）が配設された磁気記録媒体
（10）の使用によってこのような問題の解決もはかられ
る。
に係わる。 Ｂ 発明の概要 本発明は、熱磁気記録媒体の基本構造が、順次第１、
第２及び第３のそれぞれ希土類−遷移金属より成る磁性
薄膜が順次磁気的に結合されて積層され、少なくとも第
２及び第３の磁性薄膜は、交換結合力により磁気的に結
合された構成を採り、少くとも記録に先立ち第２の磁性
薄膜の遷移金属の副格子磁化が所定方向に揃えられるよ
うにするものであり、この媒体に対して、膜面に垂直方
向の所定の外部磁界Hexが付与された状態で、その第１
の磁性薄膜のほぼキュリー温度TC1以上であって第２の
磁性薄膜の遷移金属の副格子磁化の向きを所定の向きに
保持する第１の温度T1による第１の加熱状態と、ほぼ上
記キュリー温度TC1以上で第２の磁性薄膜の遷移金属の
副格子磁化の向きを上述所定の向きと逆向きに外部磁界
Hexによって反転し得る第２の温度T2による第２の加熱
状態とを、記録しようとする情報に応じて切換え変調し
て第１の磁性薄膜に情報ビット（磁区）を形成し、第１
及び第２の加熱状態からの冷却過程で第３の磁性薄膜に
おける副格子磁化は常に所定の向きとして第１の磁性薄
膜の副格子磁化の向きを反転させることなく上記第１の
温度T1以下で第２の磁性薄膜の副格子磁化を第３の磁性
薄膜の副格子磁化と同じ向きに揃えた状態で情報の記録
を行い、かつこの記録を他の情報に書き換えるいわゆる
オーバーライト（overwrite）が可能な状態にするもの
であり、特に第３の磁性薄膜の存在によってこのオーバ
ーライトの可能な状態を得るための特段の磁界印加を回
避するとか、この磁界印加の強度を弱めることができる
ようにして装置の簡略化をはかる。 Ｃ 従来の技術 光磁気相互作用によって情報ビット（磁区）の読み出
しを行う記録媒体に対してその情報の熱磁気記録方法に
おいては、垂直磁化膜による磁性薄膜を有する記録媒体
に対し、その磁化の方向を膜面に垂直な一方向に予め揃
えるいわゆる初期化を施しておき、この磁化方向と反対
向きの垂直磁化を有するビットをレーザ光照射等の局部
加熱により形成することによって、２値化された情報を
記録している。 熱磁気記録方法においては、情報の書き換えに先立っ
て記録された情報の消去（上記初期化に相当）の過程す
なわち消去のための時間を要し、高転送レートでの記録
を実現できない。これに対し、このような独立の消去過
程の時間が不要とされたオーバーライト方式による記録
方法が種々提案されている。このオーバーライト方式の
熱磁気記録方法の中で有望視されている方法としては、
例えば媒体に対する外部磁場変調法と、記録用のヘッド
の他に消去用のヘッドを設ける２ヘッド法とが知られて
いる。外部磁場変調法とは、例えば特開昭60−48806号
公報等に開示されているように、膜面に垂直な磁化容易
軸を有する非晶質フェリ磁性薄膜記録媒体に対する昇温
用ビームの照射領域に入力デジタル信号電流の状態に対
応する極性の磁場を印加することにより記録を行うもの
である。 Ｄ 発明が解決しようとする問題点 ところで、上述のような外部磁場変調法によって情報
転送レートの高い高速記録を行おうとすると、例えばＭ
Hzオーダで動作する電磁石が必要となり、このような電
磁石の作製は困難であり、作製できたとしても消費電力
及び発熱が大きく実用的でないという問題点がある。ま
た、２ヘッド法では、余分なヘッドを必要とし、２つの
ヘッドを離して設置しなければならず、ドライブシステ
ムへの負担が大きく、経済性が悪く、量産にも向かない
等の問題点を有している。 本発明は、レーザ光等による媒体の加熱温度を切換制
御するのみで容易に書き換えすなわちオーバーライトが
可能とされ上述した諸問題の解決をはかったものであ
る。 尚、本出願人は、先にこのような問題点の解決をはか
る熱磁気記録方法を、特願昭61−194961号出願、及び特
願昭61−194962号出願で提供した。これら出願で提案さ
れた熱磁気記録方法は、第１及び第２の希土類−遷移金
属磁性薄膜の積層構造による熱磁気記録媒体を用い、所
要の第１の外部磁界の印加の下に第１の磁性薄膜のほぼ
キュリー温度TC1以上でかつ第２の磁性薄膜の副格子磁
化の反転が生じない第１の温度T1に加熱する第１の加熱
状態と、温度TC1以上でかつ第２の磁性薄膜の副格子磁
化を反転させるに充分な第２の温度T2に加熱する第２の
加熱状態とを、記録しようとする情報例えば“0",“1"
に応じて切換変調し、冷却過程で、第１及び第２の磁性
薄膜の交換結合力により第１の磁性薄膜の副格子磁化の
向きを第２の磁性薄膜の副格子磁化の向きに揃えて、例
えば“0",“1"の記録ビット（磁区）を第１の磁性薄膜
に形成すると共に、第２の外部磁界によって、或いは、
第２の磁性薄膜組成を、その補償温度が室温から第２の
温度T2間に存在するように選定することによって、室温
で第１の外部磁界のみによって第２の磁性薄膜の副格子
磁化が反転するようにして、オーバライトが可能な状態
を得るようにするものである。 この場合消去のための特別の過程（時間）を要するこ
とがなく高転送レート化をはかることができるとか、上
述した２ヘッド方式、或いは外部磁場変調方式による場
合の諸問題を解決できる。 本発明においては、これら特願昭61−104961号出願、
及び特願昭61−194962号出願による熱磁気記録方法にお
ける利点を生かし、更に、これにおける上述した第２の
磁界の省略、ないしは低減化をはかってその記録方法を
実施する装置のより簡略化をはかることができるように
した熱磁気記録方法を提供するものである。 Ｅ 問題点を解決するための手段 本発明で用いる熱磁気記録媒体（10）は第２図にその
断面図を示すように、光透過性基板（５）上に少くとも
第１、第２及び第３の磁性薄膜（１）、（２）及び
（３）が順次磁気的に結合して積層されて成る。第１〜
第３の磁性薄膜（１）〜（３）は、それぞれ、希土類−
遷移金属の垂直磁化膜より成る。そして、少なくともそ
の第２及び第３の磁性薄膜（２）及び（３）の磁気的結
合は、交換結合力による構成とする。 本発明においては、この熱磁気記録媒体（10）に対し
て、膜面にほぼ垂直方向の外部磁界Hexの印加の下で第
１の磁性薄膜のほぼキュリー温度TC1以上であって第２
の磁性薄膜（２）の遷移金属の副格子磁化の向きを所定
の向き（以下この向きを正方向という）に保持する第１
の温度T1による第１の加熱状態と、ほぼキュリー温度T
C1以上で第２の磁性薄膜の遷移金属の副格子磁化の向き
を上述の正方向と逆向き（以下この向きを反転方向とい
う）に反転し得る第２の温度T2による第２の加熱状態と
を、記録しようとする情報に応じて切換え変調し、第１
及び第２の加熱状態からの冷却過程で第３の磁性薄膜に
おける副格子磁化は常に正方向として第１の磁性薄膜の
副格子磁化の向きを反転させることなく第２の磁性薄膜
の副格子磁化を第３の磁性薄膜の副格子磁化と同じ向き
に揃えるようにする。 上述の第１及び第２の加熱状態は、熱磁気記録媒体
（10）へのレーザ光等の加熱ビームの強度や、照射時間
等を記録しようとする情報に応じて変調することによっ
て得ることができる。 Ｆ 作用 上述の本発明方法によれば、第１及び第２の加熱状態
を得るための加熱ビームを、記録しようとする情報に応
じて変調するのみで、第１の磁性膜（１）における遷移
金属の副格子磁化の向きとして情報の記録を行うもので
あるが、この記録状態で、第２及び第３の磁性薄膜
（２）及び（３）の副格子磁化の向きが、磁気記録媒体
の情報未記録の初期の状態と同等の状態にあるようにし
たので次の記録しようとする情報による第１及び第２の
加熱状態を与えるのみでこの記録が可能な状態すなわち
オーバーライトが可能な状態が与えられる。 また、このようにして情報の記録がなされた熱情報記
録媒体からの記録情報の読み出し、すなわち再生は、第
１の磁性薄膜（１）に対する直線偏光ビーム照射で行
い、この光と磁化との相互作用による例えばカー回転角
の検出によって第１の磁性薄膜（１）の遷移金属TMの副
格子磁化の正方向か反転方向かによる２値例えば“0"及
び“1"の読み出しを行う。 Ｇ 実施例 Ｇ−１ 熱磁気記録媒体 本発明で用いられる熱磁気記録（10）は、第３図に示
すように、ガラス板や、アクリル板等の光透過性基板
（５）の一方の面に、保護膜または干渉膜となる透明の
誘電体膜（６）を介して第1,第２及び第３の磁性薄膜
（１），（２）及び（３）と、更にその上に非磁性金属
膜或いは誘電体膜より成る保護膜（７）が被着形成され
て成る。しかしながら、この熱磁性記録媒体（10）にお
いて、誘電体膜（６）及び保護膜（７）はこれらを省略
することもできる。 尚、後述する実施例１及び２に用いられる熱磁気記録
媒体（10）は、第３図に示すように第３の磁性薄膜
（２）の第２の磁性薄膜（２）との界面に第４の磁性薄
膜（４）が介在された構造を採る。 これら磁性薄膜（１）〜（３）、或いは（１）〜
（４）の互いに隣接する磁性薄膜間は互いに交換力によ
り磁気的に結合されて成る。 この媒体（10）を構成する誘電体膜（６）、各磁性薄
膜（１）〜（４）、保護膜（７）は、それぞれ蒸着、或
いはスパッタリング等によって形成し得る。 磁性薄膜（１）〜（４）は種々の磁性材料によって構
成することが考えられるが、例えば、Nd、Sm、Gd、Tb、
Dy、Ho等の希土類金属（RE）の１種類あるいは２種類以
上がｘ＝10〜40原子％と、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu等の
遷移金属（TM）の１種類あるいは２種類以上が１−ｘ＝
90〜60原子％とで構成される非晶質合金RExTM1-Xによっ
て構成し得る。また、この場合これ以外の元素を少量添
加してもよい。このRE−TM非晶質合金磁性材料におい
て、REがNdあるいはSmの場合を除いては、REの磁気モー
メントとTMの磁気モーメントは反平行に結合し、その結
果いわゆるフェリ磁性を示すとともに、正味の磁化はこ
れらRE及びTMの各副格子磁化の差（磁化の向きに応じた
正負を考慮するときには各副格子磁化の和）となる。希
土類金属（RE）がNd、Smのいずれか、あるいはその混合
により構成される場合は、REの磁気モーメントとTMの磁
気モーメントは平行に結合して、いわゆるフェロ的磁性
を示し、この場合の正味の磁化はRE及びTMの各副格子磁
化の和となる。 Ｇ−２ 磁化状態の態様 このような磁気記録媒体（10）において、情報の記録
は、前述したように、第１の磁性薄膜（１）において、
TMの副格子磁化の正方向部分と及び反転方向部分とによ
って例えば“0"“1"の２値情報の記録がなされるもので
あるが、この第１の磁性薄膜（１）と、これと交換結合
状態にある第２の磁性薄膜（２）とについての、各キュ
リー温度TC1及びTC2以下の温度での磁化状態は第４図に
示す状態Ａ〜Ｄの４つの状態を採り得る。第４図におい
ては、第１及び第２の磁性薄膜（１）及び（２）のみに
ついて、各TMスピンとREスピンの各向きをそれぞれ実線
矢印と破線矢印とをもって模式的に示したものである。
なお、両薄膜（１）及び（２）の磁化容易軸はいずれも
膜面に垂直方向いわゆる垂直磁化膜であるものとする
が、少なくとも一方のみが垂直磁化膜であればよい。 第４図において、状態Ａ及び状態Ｂは、第１の磁性薄
膜（１）と第２の磁性薄膜（２）の各TMスピンすなわち
TMの磁気モーメント同士、また各REスピンすなわちREの
磁気モーメント同士が互いに同一の向きの状態である。
これに対し、第４図の状態Ｃ及び状態Ｄでは、第１の磁
性薄膜（１）と第２の磁性薄膜（２）の各TMの磁気モー
メント及び各REの磁気モーメントがそれぞれ互いに反対
方向を向いており、層間の界面近傍において、TMの磁気
モーメント、及びREの磁気モーメントの各方向が180゜
変化する領域すなわち界面磁壁（９）が存在することに
なり、この部分に界面磁壁エネルギ（単位面積当たりσ
werg/cm2）が蓄えられる。 Ｇ−３ 熱磁気記録を実施する装置 例えば第５図に示すように、熱磁気記録媒体（10）、
例えばディスク状の熱磁気記録媒体（10）に対して、記
録及び再生のためのレーザ光Ｒが、第３図の光透過性基
板（５）側から入射され、また、保護膜（７）側或いは
基板（５）側から、例えば磁石（21）と更に必要に応じ
て磁石（22）とが設けられてこれらによって媒体（10）
に対して磁場Hex及びHsubを印加する。第５図におい
て、磁石（21）の磁石（22）とは互いに離れて配されて
いるが、隣接して配することもできる。また後述するよ
うに磁場Hsubを不要とする場合は、磁石（22）は省略さ
れた構成となる。ディスク状の熱磁気記録媒体（10）
は、駆動モータ（25）の回転軸（26）により回転駆動す
るようにされている。そして、レーザ光Ｒのパワーを記
録しようとする情報に応じて変調して、媒体（10）のレ
ーザ光照射部を第１及び第２の温度T1及びT2に加熱する
ようになされている。 Ｇ−４ 実施例１ 第１図は本発明の実施例を説明するための温度変化を
伴う磁化状態の変化を示し、第３図はこの実施例に用い
られる記録媒体（10）の断面構造を概略的に示してい
る。この実施例において用いられる熱磁気記録媒体（1
0）は、前述したように、第３の磁性薄膜（３）の第２
の磁性薄膜（２）との界面側に第４の磁性薄膜（４）が
設けられた構成を採る。この実施例においては、磁性薄
膜（１）〜（４）がフェリ磁性のTM−RE合金磁性薄膜に
よって構成された場合である。 これら磁性薄膜（１）〜（４）は、いわゆるDCマグネ
トロンスパッタリング装置を用いて光透過性基板（５）
上に、直接的に、すなわち誘電体膜（６）の形成を省略
してRE−TMフェリ磁性薄膜を順次スパッタリングして形
成した。これら各磁性薄膜（１）〜（４）は、RMとTMと
を交互に積層させるように形成した。そして、上層の第
３の磁性薄膜（３）上に厚さ800Åの例えばSi3N4,AlN,S
iO2,SiO,MgF2等より成る保護膜（７）を被着形成した。 この実施例における媒体（10）の第１及び第２の磁性
薄膜（１）及び（２）は、室温からこれらの各キュリー
温度TC1及びTC2に至る迄の温度でそれぞれTM副格子磁化
優勢膜いわゆるTMリッチ膜である場合とする。また、第
３の磁性薄膜（３）は、室温から上記加熱温度T1までRE
副格子磁化優勢膜いわゆるREリッチ膜であるとする。 第１〜第４の磁性薄膜（１）〜（４）は、それぞれの
キュリー温度をTC1〜TC4とすると、 TC1＜TC2 ……（１） TC4＜TC2,TC3 ……（２） TC4TC1 ……（３） に選定する。 第４の磁性薄膜（４）は、その膜厚を、この第４の磁
性薄膜（４）のキュリー温度TC4より高い温度で第２及
び第３の磁性薄膜（２）及び（３）間の交換力を充分遮
断し得る程度において薄い膜厚例えば100Åの膜厚に選
定する。 この実施例１の説明においては、第１図に示すよう
に、磁気記録媒体（10）に第４図で示した状態Ａと、状
態ＣもしくはＢとによる部分すなわち、第１の磁性薄膜
（１）のTMスピンの正方向部分と反転方向部分の形成に
よって情報の記録を行う場合である。第１図において各
薄膜（１）〜（３）に記載された矢印はTMスピンの向き
を模式的に示したものであるが、各磁性薄膜（１）〜
（４）における磁化MS1〜MS4は、各薄膜（１）〜（４）
がフェリ磁性薄膜である場合各薄膜（１）〜（４）にお
けるTM磁気モーメントとRE磁気モーメントの差に相当す
るものとなる。 この例では初期状態で例えば状態Ａ、すなわち、第１
及び第２の磁性薄膜（１）及び（２）のTMスピン方向が
共に正方向にあってこの時、第３の磁性薄膜（３）もま
たそのTMスピンが、第１及び第２の磁性薄膜（１）及び
（２）のそれと同方向にあるものとする。 今、この室温TRにおける初期状態Ａから、温度Ｔを第
１の温度T1或いは第２の温度T2に昇温する。この第１の
温度T1は、第１の磁性薄膜（１）のほぼキュリー温度T
C1以上でかつ後述する外部磁場Hexにより第２の磁性薄
膜（２）の磁化に反転が生じることのない温度とする。
第２の温度T2は、第１の温度T1より高く、かつ第２の磁
性薄膜（２）のTM副格子磁化を外部磁場Hexによって反
転させるに充分な、ほぼ第２の磁性薄膜（２）のキュリ
ー温度TC2以上の温度とする。 このような温度T2或いはT2への加熱が終了した後に
は、その温度ＴがTC1より下ったときに第１の磁性薄膜
（１）に磁化が現れるが、このときその方向の決定に関
しては、磁性薄膜（１）及び（２）間のいわゆる交換結
合力が支配的となるようにする。すなわち、第１の磁性
薄膜（１）の自発磁化が現れる温度Ｔ（TC1近傍）にお
いておおよそ、 σW1＞2|Ms1|h1Hex ……（５） の条件を満足するように、外部磁場Hex及び層間の界面
磁壁エネルギーσW1に対する第１の磁性薄膜（１）の飽
和磁化Ms1及び膜厚h1を選定する。このようにすれば、
媒体温度ＴがTC1より下ったときの磁化状態としては、
第１及び第２磁性薄膜（１）及び（２）のTM副格子磁化
の向きは互いに揃った第４図の状態Ａあるいは状態Ｂの
いずれかとなり、その加熱時の温度がT1のとき状態Ａ
に、加熱時の温度がT2のとき状態Ｂになる。 第１図において状態Ｅは、温度Ｔが第１の温度T1に昇
温されて第１の磁性薄膜（１）の磁化が消失した状態で
あり、これより冷却過程で温度Ｔがぼぼ第１の磁性薄膜
（１）のキュリー温度TC1以下となると前述したように
第１の磁性薄膜（１）はTM副格子磁化が第２の磁性薄膜
（２）の交換結合力によって第２の磁性薄膜（２）のそ
れと同方向の磁化方向となり第１図において初期の状態
Ａとなって例えば“0"の記録部を形成する。また、第１
図において状態Ｆは、温度Ｔが第２の温度T2に昇温され
て第１及び第２の磁性薄膜（１）及び（２）の磁化が一
且消失ないしは減少して磁界Hexによって第２の磁性薄
膜（２）のTM副格子磁化が磁界Hexによって反転された
状態で、この場合、第４の磁性薄膜（４）の存在によっ
て第２及び第３の磁性薄膜（２）及び（３）間の交換力
が遮断されていることによって状態Ｆのように両膜
（２）及び（３）のTM副格子磁化の向きが互いに逆向き
となることができる。そして更に温度Ｔが、第１の磁性
薄膜（１）のキュリー温度TC1近傍に下ると、第２の磁
性薄膜（２）による交換結合力によって第１の磁性薄膜
（１）に第２の磁性薄膜（２）と同方向つまり反転方向
のTM副格子磁化が生じ状態Ｇが生じる。第２及び第３の
磁性薄膜（２）及び（３）間の第４の磁性薄膜（４）に
は第２及び第３の磁性薄膜（２）及び（３）の副格子磁
化の向きが互いに逆向きとなることによって界面磁壁
（９）が発生する。そして、更に、この状態Ｇから、温
度Ｔが室温TRまで冷却して来ると、後述する式（12）及
び（13）の条件の設定によって状態Ｂもしくは状態Ｃと
なる。この時第１の磁性薄膜（１）のTM副格子磁化が反
転方向になることによって例えば“1"の情報が記録され
る。 そして、ここで状態Ｃとなるときは、第１及び第２の
磁性薄膜（１）及び（２）の界面に互いのTM副格子磁化
すなわちTMスピンが逆向きとなることによって界面磁壁
（９）が生じることになる。 ここで、状態Ｇから状態Ｂをとるか、状態Ｃをとるか
は、次の条件式で決定される。ここに、第2,第３及び第
４の磁性薄膜（２），（３）及び（４）の各膜厚をh2,h
3及びh4とし、磁化をMS2,MS3及びMS4とし、保磁力HC2,H
C3及びHC4とし、計算上h4≪h2,h3とし、MS4・HC4≪MS2
・HC2,MS3・HC3とする。また、第１及び第２の磁性薄膜
（１）及び（２）間の界面磁壁エネルギー密度をσW1と
し、第２及び第３の磁性薄膜（２）及び（３）間の界面
磁壁エネルギーをσW2とすると、第３の磁性薄膜（３）
が磁化反転しない条件は、 σW2−2MS3・h3・Hex＜2MS3・h3・HC3 …（11） となる。 また、状態Ｇから状態Ｃへの遷移条件は、 σW2−σW1−2MS2・h2・Hex＞2MS2・h2・HC2 …（12） となる。 更にまた、状態Ｇから状態Ｂへの遷移条件は、 σW2−σW1−2MS2・h2・Hex＜2MS2・h2・HC2 …（13） となる。 したがって上記式（11）及び（12）が共に満足される
条件が与えられるときは、外部磁界Hex以外に何ら特段
の外部磁界が与えられずとも、室温で状態Ｃが得られる
ことになる。 一方、上記式（11）及び（13）が共に満足される場合
は、室温で状態Ｂから状態Ｃへの遷移を行うには、第１
図に示すように、初期化状態における正方向の他の外部
磁界Hsubを必要とすることになる。この場合、この磁界
Hsubは、 2MS2・h2・Hsub＋σW2−σW1＞2MS2・h2・HC2 …（14） −2MS3・h3・Hsub＋σW2＜2MS3・h3・HC3 …（15） を満足するように設定される。今、上記条件式（15）が
満足されている場合において、（14）式のみに着目する
と、 となる。 そして、上述した状態Ｃへの遷移によって、第２及び
第３の磁性薄膜（２）及び（３）の磁化の向き、すなわ
ちTMスピンの向きは、初期化状態の状態Ａにおけると同
方向の正方向となっていることによって、次の情報の書
き換えに際しての、書き込み情報に応じた温度変調、す
なわち第１及び第２の温度T1及びT2への温度上昇に当っ
ては、初期化状態からの場合と同様に状態Ｅに遷移され
ることからオーバライトが可能となる。 Ｇ−５ 実施例２ 上述の実施例１では、室温TRから第２の温度T2まで、
補償点Tcompが存在しないTM−RE磁性薄膜によって各磁
性薄膜（１）（２）を構成した場合であるが、この実施
例２では第２の磁性薄膜（２）が第６図に実線曲線で飽
和磁化Msを示し、破線曲線で保磁力Hcを示すように室温
と、第２の磁性薄膜（２）のキュリー温度TC2以下の第
２の温度T2以下の間で補償点Tcompを有し、Tcompより低
い温度でRE副格子磁化優勢膜いわゆるREリッチ膜の特性
を示し、Tcompより高い温度でTM副格子磁化優勢膜いわ
ゆるTMリッチ膜の特性を示すような磁性膜によって構成
する。この場合の熱磁気記録媒体（10）を構成する各磁
性薄膜（１）〜（４）の構成例を表１に示す。 そして、この場合の室温TRでの第１の磁性薄膜（１）
と第２の磁性薄膜（２）との間の交換力σW1は1.7erg/c
m2で、第２の磁性薄膜（２）と第３の磁性薄膜（３）の
交換力σW2は、2.5erg/cm2であった。この構成による熱
磁気記録媒体（10）を用い、第１の温度T1＝150℃、第
２の温度T2＝250℃として実施例１と同様の作業によっ
て情報記録を行った。第７図は、この場合の各過程の磁
化状態を示す。第７図において第１図と対応する部分に
は同一符号を付して重複説明を省略するものであり、第
７図において各状態A,E,F,G及びＣにおける各薄膜
（１）（２）（３）に付した実線矢印はTMスピンすなわ
ちTM磁気モーメントを、破線矢印はREスピンすなわちTM
磁気モーメントを示す。そして、この実施例２によれ
ば、第１の温度T1への加熱及び冷却過程で、状態Ａもし
くはＣ→状態Ｅ→状態Ａの遷移が生じ、これによって例
えば“0"のビットが第１の磁性薄膜（１）に形成され、
第２の温度T2への加熱及び冷却過程で状態ＡもしくはＣ
→状態Ｆ→状態Ｇ→状態Ｃへの遷移が生じ、これによっ
て例えば“1"のビットが書き込まれることが確認され
た。 すなわち、この場合においては、第６図に鎖線ａで外
部磁場Hexのレベルを示すように、室温TRで第２の磁性
薄膜（２）の保磁力HC2が HC2＜Hex となることによって、前記（12）式を成立させることが
できて、この場合は、第７図で示されるように状態Ｇか
ら状態Ｃに、外部磁場Hex以外の外部磁場Hsubを与える
ことなく直接的に遷移させることができる。 尚、上述した実施例１及び２の説明においては、第４
図で説明した状態A,B,C間遷移によって２値の情報記録
を行った場合であるが、第４図で示す状態A,B,D間の遷
移によって同様の情報の記録を行うこともできる。すな
わち、この場合には、第１図及び第７図における状態Ａ
を状態Ｂに、状態Ｂを状態Ａに、状態Ｃを状態Ｄに対応
すればよいことになる。 Ｇ−４ 実施例３ この実施例においても、外部磁界Hexのみが与えられ
る。 また、この実施例において用いられる磁気記録媒体
（10）は、第1,第２及び第３の磁性薄膜（１），（２）
及び（３）を有して成り、各磁性薄膜（１）〜（３）と
しては、その保磁力Hcの温度特性の関係が、第８図中曲
線（81）〜（83）に示すように、記録ビット保持層とな
る第１の磁性薄膜（１）は室温TRで高い保磁力を示し、
第２の磁性薄膜（２）はそのキュリー温度が第１及び第
３の磁性薄膜（１）及び（３）に比し最も高く、第１の
磁性薄膜（１）のキュリー点近傍でその副格子磁化が反
転しない特性のものが選ばれる。例えば第１の磁性薄膜
（１）のキュリー温度TC1近傍でも約1KOeの保磁力を有
するようにする。 第１磁性薄膜（１）は、いわゆるTMリッチ膜であって
もREリッチ膜であっても良い。第１〜第３の各磁性薄膜
（１）〜（３）のキュリー温度TC1〜TC3は、TC3＜TC1＜
TC2に選定される。第２及び第３の磁性薄膜（２）及び
（３）についてもTMリッチ膜であるかREリッチ膜である
かを問わないが、第２の磁性薄膜（２）がそのキュリー
点TC2近傍でTMリッチ膜である場合は、第３の磁性薄膜
（３）はそのキュリー点TC3直下でREリッチ膜であり、
第２の磁性薄膜（２）がTC2近傍でREリッチ膜である場
合はTC3直下で第３の磁性薄膜（３）はTMリッチ膜とす
る。 各磁性薄膜（１）〜（３）の一例の組成、膜厚、特性
を表２に示す。 この場合、第１及び第２の磁性薄膜（１）及び（２）
は、それぞれのキュリー温度以下でFeリッチすなわちTM
リッチであり、第３の磁性薄膜（３）がTbリッチすなわ
ちREリッチである場合で、この場合の情報記録過程を第
９図を参照して説明する。この場合においても第９図中
各状態での各磁性薄膜（１）〜（３）において、TMスピ
ンないしは磁気モーメントを実線矢印で、REスピンない
しは磁気モーメントを破線矢印をもって模式的に示す。 この場合、２値の記録のための第１及び第２の温度T1
及びT2は、第１の温度T1については、第１の磁性薄膜
（１）のキュリー温度TC1に近い例えばT1170℃とし、
第２の温度T2については、第２の磁性薄膜（２）のキュ
リー温度TC2に近い例えばT2270℃とする。 今、室温TRでの例えば初期化状態で、第１及び第２の
磁性薄膜（１）及び（２）がその各TM副格子磁化が共に
正方向にある、すなわち第４図で説明した状態Ａにある
とする。 そして、この実施例３においても、所要の外部磁界He
xのみの例えば500（Oe）の磁界が、例えば状態Ａにおけ
る第１及び第２の磁性薄膜（１）及び（２）のRE副格子
磁化と同方向に与えられる。 この状態で温度Ｔを第１の温度T1に昇温して行くと、
ＴTC3で状態Ｈに示すように、第３の磁性薄膜（３）
の磁化が消失し、ＴT1TC1において、第１の磁性薄
膜（１）においても状態１に示すようにこの磁化が減少
ないしは消失するが、この温度T1で、第２の磁性薄膜
（２）が所要の保磁力を有するので、外部磁界Hexによ
ってもその磁化が反転されないようにしておくことによ
って、この昇温状態からの冷却過程で、第２の磁性薄膜
（２）との交換結合力によって第１の磁性薄膜（１）に
初期状態Ａと同方向の各TM及びRE副格子磁化が発生し、
状態Ａに戻って例えば情報“0"の記録部分が形成され
る。 一方、温度Ｔを、第２の温度T2迄昇温すると、状態Ｊ
に示すように第１の磁性薄膜（１）の磁化はもとより、
第２の磁性薄膜（２）の磁化が消失するか殆ど消失する
ので、この温度からの冷却過程で、第１及び第２の磁性
薄膜（１）及び（２）のTM副格子磁化の方向が外部磁界
Hexによって、この方向に揃えられて安定する。そし
て、更に降温することによって状態Ｋ、更に状態Ｌに示
すように、第１の磁性薄膜（１）と第２の磁性薄膜
（２）との間に交換力が働き、第１の磁性薄膜（１）は
そのTM副格子磁化を第２の磁性薄膜（２）のTM副格子磁
化に揃えられる。そして、更にこれより降温して第３の
磁性薄膜（３）のキュリー温度TC3近くの温度になる
と、第１の磁性薄膜（１）の保磁力はかなり高くなり、
この第１の磁性薄膜（１）の磁化状態が状態Ａとは反転
した状態に安定し、この状態Ｍに保持される。この時、
第３の磁性薄膜（３）は、第２の磁性薄膜（２）におけ
る保磁力、第１及び第２の磁性薄膜（１）及び（２）間
の交換力の大きさ、外部磁場Hexの大きさと、外部磁場H
exとのかね合いからその磁化の向きが決るが、上述の構
成による熱磁気記録媒体（10）では、外部磁場Hex＝500
（Oe）で、この外部磁場Hexの方向に磁化が向く。つま
り、第３の磁性薄膜（３）においては、そのTMスピンす
なわちTM副格子磁化が、状態Ｍに示されるように、第１
の磁性薄膜（１）におけるTM副格子磁化と逆向きにな
り、第２の磁性薄膜（２）の磁化が第１の磁性薄膜
（１）のそれと同方向である状態Ｍでは第２及び第３の
磁性薄膜（２）及び（３）間に磁壁（９）が発生する。
しかしながら、上述の構成では第２及び第３の磁性薄膜
（２）及び（３）間の磁壁エネルギーが室温TRで第１及
び第２の磁性薄膜（１）及び（２）間の磁壁エネルギー
より大きいことにより第２の磁性薄膜（２）が第３の磁
性薄膜（３）による交換力によって、TM副格子磁化が第
３の磁性薄膜（３）のそれに揃えられて室温TRで状態Ｃ
となることが確かめられた。このようにして、第２の温
度T2への加熱によってその冷却過程で状態Ｃによる、す
なわち情報“1"の記録部分が形成される。 そして、この情報“1"の書き込み部分を含んで、次の
情報の書き込みを行うために、温度T1またはT2への温度
上昇を行うと、状態Ｃの部分も、状態Ａの部分も共に第
２の磁性薄膜（２）におけるTM及びRE各副格子磁化は互
いに同方向に向けられていることから、何れの場合も、
状態Ｉへの遷移を経ることになるので、前述したと同様
の例えば“0"及び“1"の情報の書き込みすなわちオーバ
ーライトができることになる。 なお、この実施例においては第４図における状態Ａと
状態Ｃによる２値情報の記録を行うようにした場合であ
るが、第４図に示す状態Ａに代えて状態Ｂを、また状態
Ｃに代えて状態Ｄを得るようにして２値情報の記録を行
うようにすることもでき、この場合においては外部磁界
Hexは第９図に示す方向とは逆向きに選定される。 Ｇ−５ 実施例４ この実施例においても、外部磁界Hexのみが与えられ
る。 また、この実施例において用いられる磁気記録媒体
（10）は、第1,第２及び第３の磁性薄膜（１），（２）
及び（３）を有して成り、各磁性薄膜（１）〜（３）と
しては、その保磁力Hcの温度特性の関係が、第10図中曲
線（101）〜（103）に示すように記録ビット保持層とな
る第１の磁性薄膜（１）は室温TRで高い保磁力を示す
が、そのキュリー温度TC1が低く、また第３の磁性薄膜
（３）はそのキュリー温度TC3が最も高く、第２の磁性
薄膜（２）のキュリー温度TC2近傍において高い保磁力
を有するものが選ばれる。すなわち、第１〜第３磁性薄
膜（１）〜（３）の各キュリー温度TC1〜TC3は、TC3＞T
C2＞TC1に選定され、第３の磁性薄膜（３）は情報記録
過程において磁化反転が生じない材料に選定される。第
２の磁性薄膜（２）は第10図に示されるように、室温TR
での保磁力が低い材料によって構成されるが、一定の着
磁状態が保持される第３の磁性薄膜（３）のTMの副格子
磁化の向きに対し、外部磁界Hexによって反転したとき
のTM副格子磁化の向きが逆になるようにTMリッチあるい
はREリッチが決定される。第１の磁性薄膜（１）はREリ
ッチあるいはTMリッチのいずれでもよいのである。 各磁性薄膜（１）〜（３）の一例の組成、膜厚、特性
を表３に示す。 この場合、第１及び第３の磁性薄膜（１）及び（３）
はそれぞれのキュリー温度以下でFeリッチすなわちTMリ
ッチであり、第２の磁性薄膜（２）がTbリッチすなわち
REリッチである場合で、この場合の情報記録過程を第11
図を参照して説明する。この場合においても第11図中各
状態での各磁性薄膜（１）〜（３）においてTMスピンな
いしは磁気モーメントを実線矢印で、REスピンないしは
磁気モーメントを破線矢印をもって、模式的に示す。 この場合２値の記録のための第１及び第２の温度T1及
びT2は、第１の温度T1については、第１の磁性薄膜
（１）のキュリー温度TC1に近い温度例えばT1130℃と
し、第２の温度T2については第２の磁性薄膜（２）のキ
ュリー温度TC2に近い例えばT2200℃とする。 いま、室温TRでの初期化状態で、第１及び第２の磁性
薄膜（１）及び（２）が第４図で説明した状態Ａにあ
り、このとき第３の磁性薄膜（３）のTMスピンは第１及
び第２の磁性薄膜（１）及び（２）のTMスピンと同方向
に選ばれているものとする。そして、この実施例４にお
いても所要の外部磁界Hexが例えば状態Ａにおける第１
及び第２の磁性薄膜（１）〜（２）のTM副格子磁化と同
方向に与えられる。 この状態で温度Ｔを第１の温度T1に、昇温して行く
と、温度ＴがTc近傍で第１の磁性薄膜（１）の磁化が状
態Ｎに示すように消滅ないしは減少するが、この状態で
第10図に示されるように第２及び第３の磁性薄膜（２）
及び（３）は所要の大なる保磁力を有しているので、こ
れらに、外部磁界HexによるTM,RE各副格子磁化の反転が
生じることがないようにしておくことによって、この昇
温状態からの冷却過程で第２の磁性薄膜（２）との交換
結合力によって第１の磁性薄膜（１）に初期状態Ａと同
方向の各TM及びRE副格子磁化が発生し、状態Ａに戻って
例えば情報“0"の記録部分が形成される。 一方、温度Ｔを、第２の温度T2すなわち第２の磁性薄
膜（２）のキュリー温度TC2近傍に昇温すると、状態Ｏ
に示すように第１の磁性薄膜（１）の磁化はもとより、
第２の磁性薄膜（２）の磁化が消失するか殆ど消失する
が、この時この温度で第３の磁性薄膜（３）は充分大き
な保磁力を有しているので、この温度T2においても外部
磁界Hexによる影響を受けることなく所定の磁化方向を
保持している。 しかしながら、第２の磁性薄膜（２）に関しては外部
磁界Hexによってその冷却過程でその磁化の向きが外部
磁界Hexに揃えられる。つまり、状態Ｐに示すようにTM
副格子磁化については外部磁界Hexと逆向き、したがっ
て第２の磁性薄膜（２）のTM副格子磁化は第３のTM副格
子磁化とは逆向きになり、両磁性薄膜（２）及び（３）
間に界面磁壁（９）が生じる。そしてさらに降温すなわ
ち冷却過程で温度Ｔが第１の磁性薄膜（１）のキュリー
温度TC1に近づくと、第１の磁性薄膜（１）に磁化が現
われるがこのとき第１の磁性薄膜（１）の温度特性及び
膜厚等の選定によって、そのTM副格子磁化が第２の磁性
薄膜（２）のTM副格子磁化の向きに揃えられて状態Ｑが
得られる。さらに温度Ｔを降温して行くと第１の磁性薄
膜（１）はその保磁力が高くなるのでこの磁化状態が保
持されるが、この媒体（10）の構成では第２及び第３の
磁性薄膜（２）及び（３）間の交換力が大きく、すなわ
ち第２及び第３の磁性薄膜（２）及び（３）間の磁壁エ
ネルギーに比し、第１及び第２の磁壁エネルギーが小さ
く選定されているものであり、これによって第２の磁性
薄膜（２）の副格子磁化の向きが反転して第４図で示す
状態Ｃが与えられて情報“1"の記録部分が形成される。 そして、この情報“1"の書き込み部分を含んで、次の
情報の書き込みを行うために、温度T1またはT2への温度
上昇を行うと、状態Ａの部分も、状態Ｃの部分も共に第
２の磁性薄膜（２）におけるTM及びRE各副格子磁化は互
いに逆方向に向けられていることから、何れの場合も、
状態Ｎへの遷移を経ることになるので、前述したと同様
の例えば“0"及び“1"の情報の書き込みすなわちオーバ
ーライトができることになる。 なお、上述した例においては状態Ａ及びＣによる２値
情報を行うようにした場合であるが、第４図に示す状態
Ｂ及びＤを、第11図の状態Ａ及びＣに代えて２値情報記
録を行うようにすることもできる。この場合においては
外部磁界Hexを第11図とは逆向きに選定する。 また、上述した各例においては、各磁性薄膜（１）〜
（４）がフェリ磁性を有する場合について示したがフェ
ロ的磁性膜によるものを用いることもできる。 〔発明の効果〕 上述したところから明らかなように、本発明による磁
気記録媒体によれば、消去過程（時間）を必要としない
ことから高転送レート化を実現できること、消去ヘッド
を用いるような２ヘッド方式をとらないことから構造の
簡潔化がはかられること、更に外部磁場変調によらず、
熱変調、例えばレーザ光の変調によって記録を行うこと
ができることから高速記録化がはかられ、しかも単一レ
ーザ光によって構成できることとが相俟って装置の簡略
化が格段にはかられるなどの多くの利益がある。 また、上述した各実施例によって明らかなように本発
明においては、第２の磁性薄膜（２）と交換結合する第
３の磁性薄膜（３）を設けたことによって外部磁界Hex
のみを用いて他の外部磁界によらず２値情報記録と共に
オーバーライトが可能な状態に持ち来すことができる
か、あるいはそうでなくても、第１図で説明した実施例
１におけるように、状態Ｂから状態Ｃへの遷移において
外部磁界Hsubを用いるものの場合においても、例えば特
願昭61−194961号出願で提案したような第１及び第２の
磁性薄膜（１）及び（２）のみによる熱磁気記録方法に
比してその外部磁場Hsubの低減化をはかることができ
る。すなわち、特願昭61−194961号出願による熱磁気記
録方法では、本発明による第１図の実施例１における第
１及び第２の磁性薄膜（１）及び（２）のみを磁性層と
して有する構成を採るものであるので、この場合、例え
ば第４図に示した状態Ｂから状態Ｃへの遷移に必要とす
る外部磁場Hsubは、 Hsub＞HC2＋σw/2MS2h2 …（161） となる。これに比し実施例１においては前記条件（16）
式によるものであるから、両式（161）と（16）とを比
較して明らかなように（16）式の場合は、（161）式に
比しσW2/2MS2h2の項の分だけHsubの低減化をはかるこ
とができることになる。 更に例えば、上述したように、磁性層が第１及び第２
の磁性薄膜（１）及び（２）のみにより、しかも第２の
磁性薄膜（２）において、室温TRとそのキュリー温度T
C2との間に補償温度Tcompが存在するよう補償組成では
ない磁性薄膜によって構成する場合、第１の温度T1、す
なわち第１の磁性薄膜（１）のキュリー温度TC1近傍で
第２の磁性薄膜（２）に磁化反転が生じないようにする
必要があり、そのため、このときの第２の磁性薄膜
（２）の保磁力HC2は、実際上約1KOe以上必要となる。
このような条件を満足する材料は、室温TRでの保磁力H
C2は、約2KOe以上にもなるので、（161）式において更
にσw/2MS2h2の項が付加された第２の外部磁界Hsubは、
少くとも３〜4KOe以上の大きな磁場を必要とすることに
なり、このような磁界Hsubを媒体（10）の全域に、同時
的或いは順次的に与える装置は実用上難点がある。 また、特願昭61−194962号出願のもののように、第１
及び第２の磁性薄膜（１）及び（２）のみによって、磁
性層を構成するものにおいて、その第２の磁性薄膜
（２）を、室温TRとキュリー温度TC2の間に補償温度Tco
mpを用いるものにおいては、第２の外部磁界Hsubを外部
磁界Hexと一致させることができ、実質的に磁界Hsubを
特別に設ける必要はなくなるが、この場合、第１の温度
T1、つまり第１の磁性薄膜（１）へキュリー温度TC1近
傍で第１の磁性薄膜（１）が、第２の磁性薄膜（２）と
の交換力に作用させるためには、外部磁界Hexは大きく
見積っても1KOe以下であるに対し、室温TRで第２の磁性
薄膜（２）に磁化反転を生じさせる磁界は、（161）式
により約2KOe以上となるので、この値を小さくさせる為
には、膜厚を厚くするとか第２の磁性薄膜（２）の磁化
反転温度を高温側に設定し、室温TRでの磁化Msを大きく
することが考えられるがこの場合、記録パワーが大きく
なるなどの問題が生じる。ところが、上述の本発明によ
れば第３の磁性薄膜（３）が配設された磁気記録媒体
（10）の使用によってこのような問題の解決もはかられ
る。
【図面の簡単な説明】
第１図、第７図、第９図、第11図は本発明の各実施例の
磁化過程の説明図、第２図は本発明に用いる熱磁気記録
媒体の基本的構成図、第３図は熱磁気記録媒体の具体的
構造の一例の断面図、第４図は磁化状態間の遷移の説明
図、第５図は記録装置の概略的構成図、第６図は磁化及
び保磁力の温度特性図、第８図及び第10図は各磁性薄膜
の例の保磁力の温度特性図である。 （１）〜（４）は第１〜第４の磁性薄膜、（10）は熱磁
気記録媒体である。
磁化過程の説明図、第２図は本発明に用いる熱磁気記録
媒体の基本的構成図、第３図は熱磁気記録媒体の具体的
構造の一例の断面図、第４図は磁化状態間の遷移の説明
図、第５図は記録装置の概略的構成図、第６図は磁化及
び保磁力の温度特性図、第８図及び第10図は各磁性薄膜
の例の保磁力の温度特性図である。 （１）〜（４）は第１〜第４の磁性薄膜、（10）は熱磁
気記録媒体である。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名)
G11B 11/10
G11B 5/02
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．第１、第２及び第３の希土類−遷移金属磁性薄膜か
らなり、少なくとも第２及び第３の磁性薄膜が交換力に
より磁気的に結合している熱磁気記録媒体を用い、 該熱磁気記録媒体に対して、膜面に垂直方向の所定の磁
界下で上記第１の磁性薄膜のキュリー温度Tc1以上であ
って上記第２の磁性薄膜の遷移金属の副格子磁化の向き
を所定の向きに保持する第１の温度T1による第１の加熱
状態と、上記第１の温度T1以上であって上記第２の磁性
薄膜の遷移金属の副格子磁化の向きを上記所定の向きと
逆向きに反転し得る第２の温度T2による第２の加熱状態
とを、記録しようとする情報に応じて変調し、 上記第１及び第２の加熱状態からの冷却過程で上記第３
の磁性薄膜における副格子磁化は常に所定の向きとして
上記第１の磁性薄膜の副格子磁化の向きを反転させるこ
となく上記第１の温度T1以下で上記第２の磁性薄膜の副
格子磁化を上記第３の磁性薄膜の副格子磁化と同じ向き
にそろえるようにしたことを特徴とする熱磁気記録方
法。
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