JP2766198B2 - 光磁気記録媒体 - Google Patents
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- G11B11/10582—Record carriers characterised by the selection of the material or by the structure or form
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Description
関する。光磁気ディスクは高密度記録媒体として知られ
ているが、情報量の増大に伴いさらなる高密度化が要望
されている。高密度化は記録マークの間隔を詰めること
によって実現できるが、その記録、再生は媒体上の光ビ
ームの大きさ(ビームスポット)によって制限される。
存在しないように設定した場合、記録マークがあるかな
いかによって“1”,“0”に対応する出力波形が再生
信号として観測できる。
スポット内に複数個存在するようにすると、媒体上のビ
ームスポットが移動しても再生出力に変化が生じないた
め、出力波形は直線となって記録マークの有り無しを識
別できなくなる。
つ小さな記録マークを再生するためには、ビームスポッ
トを小さく絞ればよいが、ビームスポットの大きさは光
源の波長λと対物レンズの開口数NAとで制約され、十
分に小さく絞ることはできない。
ビームスポット以下の記録マークを再生する磁気誘導超
解像技術を利用した再生方法が提案されている。これ
は、ビームスポット内の一つのマークを再生していると
き他のマークをマスクすることで再生分解能を上げる再
生方法である。
を記録するための記録層以外に信号再生時に一つのマー
クのみが再生されるように他のマークを隠しておくため
のマスク層又は再生層が最低必要となる。
膜から成る再生層と記録層との間に非磁性中間層を挿入
した光磁気記録媒体で再生分解能を上げる方法を開示し
ている。しかし、この公開公報に記載された再生方法で
は、再生パワーを上げると記録マーク転写領域が広が
り、再生出力が低下する問題がある。また、特開平4−
271039号は、再生層と記録層の間に磁性中間層を
介在させた媒体を使用してビームスポット内に2つのマ
スク領域を形成し、再生パワーが上がっても高分解能を
維持し再生出力が低下しない情報の再生方法を開示して
いる。
再生方法では、情報を媒体に記録後に数キロエルステッ
ド(kOe)の初期化磁場を用いて再生層を初期化する
必要があると共に、ビームスポット内に2つのマスク領
域を形成するために200エルステッド(Oe)以上の
再生磁場を必要とする。
層と記録層の間に非磁性中間層を介在させ、記録層に記
録された情報を静磁結合により再生層に転写する従来の
磁気超解像光磁気ディスク媒体では、再生パワーが上が
ると再生出力が低下するという問題があった。
クをビームスポット内に形成するためには磁性中間層を
再生層と記録層の間に介在させる必要があり、更に20
0Oe以上の再生磁場と、数kOeの初期化磁場を必要
とした。
ディスク装置では再生時には磁場は印加されないため、
通常の光磁気ディスク装置ではこの光磁気ディスク媒体
に記録された情報を再生できないという問題があった。
しても再生出力の低下がない光磁気記録媒体を提供する
ことである。本発明の他の目的は、小さな初期化磁場及
び小さな再生磁場を印加するだけで高分解能を実現でき
る光磁気記録媒体を提供することである。
板と、該透明基板上に積層された膜面に対して垂直の磁
化容易方向を有する磁性再生層と、該磁性再生層上に積
層された非磁性中間層と、該非磁性中間層上に積層され
た膜面に対して垂直の磁化容易方向を有する磁性記録層
とを具備し、前記磁性再生層の保磁力をHc、前記磁性
記録層の保磁力と前記磁性再生層との間の静磁結合力を
Hs、再生磁場をHrとするとき、再生レーザビームが
照射されたときビームスポット内にHc>Hs及びHc
>Hrの低温領域と、Hs>Hc及びHs+Hc>Hr
の中間温度領域と、Hr>Hs+Hcの高温領域と、か
ら成る温度分布が形成される光磁気記録媒体が提供され
る。
23at%〜25at%のGdFeCo非晶質合金膜か
ら構成される。
磁化が初期化磁場方向を保持しているマスクが形成さ
れ、高温領域では再生層の磁化を再生磁場方向に揃えた
マスクが形成され、2つのマスクの間の中間温度領域で
記録層の磁化が静磁結合により再生層に転写される。
マスクを形成したことにより、再生パワー上昇による再
生特性の劣化を防止できる。また、静磁結合を利用して
記録層の磁化を再生層に転写するため、大きな初期化磁
場及び再生磁場を必要とせずにビームスポット内に2つ
のマスク領域を形成でき、再生パワーが上昇しても高い
再生分解能を維持できる。
記録媒体の構成を説明する。12は光磁気記録媒体であ
り、通常はディスク形状をしている。ガラス等の透明基
板14上に例えばスパッタリングによりSiN等からな
る下地層16が積層されている。下地層16はその上に
積層される磁性層の酸化及び腐食を防止する。
ト、ポリメチルメタクリレート、アモルファスポリオレ
フィン等の樹脂が採用可能である。また、下地層16と
しては、AlN等の金属窒化物、SiO2 ,Al2 O3
等の金属酸化物及びZnS等の金属硫化物が採用可能で
ある。
−遷移金属非晶質合金膜から形成された磁性再生層18
が積層されている。磁性再生層18は、膜面に対して垂
直の磁化容易方向を有する垂直磁化膜である。
れた非磁性中間層20が積層されている。非磁性中間層
20としてはAlN等の金属窒化物、SiO2 ,Al2
O3等の金属酸化物及びZnS等の金属硫化物が採用可
能である。
希土類−遷移金属非晶質合金膜から形成された磁性記録
層22が積層されている。磁性記録層22は膜面に対し
て垂直の磁化容易方向を有している。
非磁性中間層20が介装されているため、磁性再生層1
8と磁性記録層22との間の交換結合作用は完全に遮断
される。
昇温される所定温度領域で、磁性記録層22と磁性再生
層18との間の静磁結合を許容するのに十分な薄さであ
る必要がある。具体的には、非磁性中間層20は1nm
〜10nmの範囲内の厚さであるのが望ましい。
れて光磁気記録媒体12が完成する。この保護層24
は、空気中からの水や酸素或いはハロゲン元素のような
物質の侵入を防止し、磁性記録層22を保護する目的で
設けられる。
化物、SiO2 ,Al2 O3 等の金属酸化物及びZnS
等の金属硫化物から形成される。図2は、再生層18の
保磁力Hc,再生層18と記録層22との間の静磁結合
力Hs,再生層18の保磁力と静磁結合の和(Hc+H
s)及び再生磁場Hrを温度に対して示したものであ
る。
静磁結合力Hsよりも大きいことを示している。即ち、
再生層18の磁化を一方向に初期化しておけば記録層2
2の磁化方向によらずその状態を保持している領域であ
る。
再生層18の保磁力Hcよりも大きくなり、且つHs+
Hcが再生磁場Hrよりも大きくなることを示してい
る。即ち、中間温度領域Bは再生層18の磁化方向を静
磁結合力によって反転させ、記録層22の磁化を再生層
18に転写できる領域である。
Hr方向に揃えられてはいけないため、Hs+Hc>H
rの条件も同時に満足しなければならない。高温領域C
では、Hc+Hs<Hrとなり、再生層18の磁化方向
が再生磁場Hr方向に揃えられることを示している。
上向きにして、記録層22のキュリー温度付近まで昇温
する。これにより、記録層22の磁化方向は上向きとな
る。記録層22の磁化方向は静磁結合により再生層18
に転写され、再生層18の磁化方向は上向きとなる。従
って、記録パワーが照射された領域では、記録層22及
び再生層18の磁化は上方向を向く。
相当するパワーが照射された領域)では、記録層22及
び再生層18の磁化方向はデータ消去方向、即ち下向き
となる。記録時のバイアス磁場の強さは500Oe以下
で十分である。
録された情報の再生方法について説明する。まず、再生
に先立ち、初期化磁場を下向きに印加して、再生層18
の磁化方向を下向きに揃える。このとき初期化磁場の強
さは、再生層18の保磁力が小さいため、500Oe以
下で十分である。
24上には複数のマーク25が記録されている。図3
(B)において、記録媒体12は矢印R方向に回転して
いる。媒体のトラック24に再生用のレーザビーム26
を照射すると、トラック24上にビームスポット28が
形成される。媒体12が矢印R方向に回転しているた
め、ビームスポット28内には低温領域Aと、中間温度
領域Bと、高温領域Cとが形成される。
に対応している。低温領域Aでは、再生層18の保磁力
Hcよりも再生層18と記録層22との間の静磁結合力
Hsの方が小さいので、再生層18の磁化は初期化した
磁化方向を保持しており、マスクを形成する。
生層18の保磁力Hcを超えるため、記録層22の磁化
が再生層18に転写される。下向きに印加した再生用の
バイアス磁場をHrとすると、高温領域Cでは、静磁結
合力Hsと再生層18の保磁力Hcの和よりも再生磁場
Hrの方が大きくなるため、再生層18の磁化は再生磁
場方向に揃えられマスクを形成する。
域Aは縮小するが、同時に再生磁場方向に揃えられた高
温マスク領域Cが大きくなるため、中間温度領域、即ち
記録マーク転写領域Bは実質的に殆ど変化しないため、
再生パワーが上昇しても再生出力が低下することはな
い。
力Hc及び再生層18と記録層22との間の静磁結合力
Hsが共に小さいため、100Oe以内で十分であり、
光磁気ディスク装置の光学ヘッドからの漏洩磁場を利用
することができる。これを図4を参照して説明する。
ース36上に設けられた2個のヨーク38,40と、各
ヨークに設けられた2個の永久磁石42,44を有して
いる。
物レンズ46のフォーカシングを行う図示しないフォー
カシングコイルと、トラッキングを行う図示しないトラ
ッキングコイルとを含んでいる。
とは非常に近くに配置されているため、永久磁石42,
44から漏洩した磁力線48が光磁気ディスク12にも
影響を及ぼす。よって、再生層18の保磁力Hcが非常
に小さい場合には、永久磁石42,44から漏洩した磁
場を再生磁場として利用することができる。
するためには、再生層18の保磁力Hcが図2に示した
ように高温で小さくならなければならない。このために
は、再生層18として遷移金属磁化優勢(TMリッチ)
の希土類−遷移金属非晶質合金膜を用いることが望まし
い。
磁力Hcが大きすぎると記録層22の磁化を転写できな
くなるので、この領域でも再生層18の保磁力Hcは小
さいほうがよい。
よりも再生層18の保磁力Hcが小さいとマスクを形成
できなくなるため、再生層18の保磁力Hcは大きいほ
うがよい。
得るためには、カー回転角の大きな材料を用いることが
望ましい。以上の点を考慮すると、再生層18として室
温付近に補償温度を持つGdFeCo膜を用いることが
望ましい。
であれば従来のような強い初期化磁場を必要とせず、ま
た再生磁場が100Oe以内で高温のマスクが形成でき
るように再生層18の保磁力Hcを設定すれば、光学ヘ
ッドの漏洩磁場をそのまま再生磁場として利用できるこ
とから、再生層18の組成を以下のようにするのが望ま
しい。
GdFeCo単層膜のGd量に対する保磁力Hcの温度
依存性を示している。
きくなりすぎ500Oe程度の磁場で初期化できなくな
る。また、高温でも100Oe程度の再生磁場でマスク
を形成できなくなる。更に、Gdの含有量が27%を超
えると室温で面内磁化膜となるため、低温の垂直磁化マ
スクが形成できなくなる。このため、Gd量は25%以
下が望ましい。
が低下し、低温の垂直磁化マスクが形成できなくなる。
よって、Gd量は23%以上が望ましい。 実施例1 ガラス基板14上にSiN下地層16、GdFeCo再
生層18、SiN中間層20、TbFeCo記録層22
及びSiN保護層24をスパッタリングにより順次形成
した。
真空度5×10-5Pa以下の真空チャンバー内で、Si
N層16,20,24を作成する場合は、Arガス圧
0.2Pa、投入電力0.8kWで行い、磁性層18,
22を作成する場合は、Arガス圧0.5Pa、投入電
力1.0kWで行った。
21であり、磁性記録層22の組成はTb18Fe68Co14
である。また各層16,18,20,22,24の膜厚
は、それぞれ90nm,40nm,5nm,40nm,
45nmである。
C、補償温度は室温以下であり、磁性記録層22のキュ
リー温度は250°C、補償温度は80°Cであった。
図6は本実施例で作成したGdFeCo単層膜の保磁力
Hcの温度依存性を示している。
長0.4μmのビットを記録し、C/Nの再生パワー依
存性を測定した。記録再生条件は、線速9m/sec、
記録パワー13mW、発光デューティ比25%である。
0Oeの磁場を印加しながら再生パワー2mWを照射し
て、再生層18の初期化をしてから行った。また再生磁
場は、光学ヘッドからの漏洩磁場(約50Oe)を利用
した。
再生パワーを3mWまで増加しても、再生出力が低下し
ないことが確認された。
再生磁場を使用せずに現行の光磁気ディスク装置を使用
して、光磁気記録媒体に記録された情報を高い分解能で
磁気超解像再生をすることが可能である。また、再生パ
ワーが上がっても記録マークの転写領域が広がることな
く、高い再生分解能を保つことができるという効果を奏
する。
体の磁化状態を示す図である。
である。
cの温度依存性を示す図である。
温度依存性を示す図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 透明基板と、 該透明基板上に積層された膜面に対して垂直の磁化容易
方向を有する磁性再生層と、 該磁性再生層上に積層された非磁性中間層と、 該非磁性中間層上に積層された膜面に対して垂直の磁化
容易方向を有する磁性記録層とを具備し、 前記磁性再生層の保磁力をHc、前記磁性記録層の保磁
力と前記磁性再生層との間の静磁結合力をHs、再生磁
場をHrとするとき、再生レーザビームが照射されたと
きビームスポット内にHc>Hs及びHc>Hrの低温
領域と、 Hs>Hc及びHs+Hc>Hrの中間温度領域と、 Hr>Hs+Hcの高温領域と、 から成る温度分布が形成される光磁気記録媒体。 - 【請求項2】 前記磁性再生層はGdx Fey Co
1-x-y で表される非晶質合金膜から構成され、0.23
≦X≦0.25である請求項1記載の光磁気記録媒体。 - 【請求項3】 前記再生磁場Hrは100エルステッド
以下である請求項1記載の光磁気記録媒体。 - 【請求項4】 前記非磁性中間層はAl,Si,Ti及
びこれらの酸化物、窒化物から成る群から選択される物
質から構成される請求項1記載の光磁気記録媒体。
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