JP2797360B2 - 光磁気記録方法 - Google Patents

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課題 Ｅ 課題を解決するための手段 Ｆ 作用 Ｇ 実施例 Ｈ 発明の効果 Ａ 産業上の利用分野 本発明は、光磁気記録方法例えばレーザー光照射によ
る光（熱）磁気記録方法であって、その記録の読出しは
カー回転角の検出によって行うことができるようにした
光磁気記録方法に関わる。

Ｂ 発明の概要 本発明は、光磁気記録媒体の基本構造が、それぞれ垂
直磁気異方性を有する第１及び第２の磁性薄膜が面内磁
気異方性もしくは小さい垂直磁気異方性を有する第３の
磁性薄膜を介して順次磁気的に結合された構造を採るも
のであるが、第１の本発明は、さらに第１の磁性薄膜が
第１の構成膜と第２の構成膜とにより構成するものであ
り、第２の本発明は、さらに第１の磁性薄膜上にカー回
転角の大なる光磁気再生薄膜が第１の構成膜上に磁気的
に結合して積層された構成をとり、第１の構成膜のキュ
リー温度T_C11より第２の構成膜のキュリー温度T_C12を大
とするものであり、第２の本発明における光磁気再生膜
は、2M_SRh_RH_CR＋2M_S11h₁₁H_C11＜σwa＋2M_S12h₁₂H
_C12（ここに、M_SR,M_S11及びM_S12、h_R,h₁₁及びh₁₂、H_CR,
H_C11及びH_C12はそれぞれ上記光磁気再生薄膜、第１及び
第２の各構成膜の飽和磁化、膜厚、保磁力であり、σwa
は上記第２の構成膜と上記第２の磁性薄膜との間の磁壁
エネルギー）を満足する構成をとり、第１及び第２の本
発明においては、各媒体に対して上記キュリー温度T_C11
近傍で第２の磁性薄膜の磁気モーメントの反転が生じる
ことなく、かつ第２の構成膜の磁気モーメントが第２の
磁性薄膜の磁気モーメントに追従して変化するに充分な
温度T₁に加熱する第１の加熱状態と、キュリー温度T_C12
以上でかつ第２の磁性薄膜の磁気モーメントを反転させ
るに充分な温度T₂に加熱する第２の加熱状態とを、記録
しようとする情報信号に応じて変調し、それぞれ第１の
磁性薄膜の第２の構成膜の磁化に追従して第１の構成膜
にも記録磁化を形成し、さらに光磁気再生薄膜に記録磁
化を形成するものであって情報の記録を行い、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、安定し
た記録及び再生とを行わしめる。

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のその情報の光（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磁区をレーザー光照射
等の局部加熱により形成することによって、２値化され
た情報ビットとして情報を記録している。

光（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重ね書きによるいわゆ
るオーバーライト方式による記録方式が種々提案されて
いる。このオーバーライト方式の光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、例えば特公昭60−48806号公報に開示されている
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。

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MH
zオーダで動作する電磁石が必要となる。このような電
磁石の作製は困難であり、また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。

そこでレーザー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
能な光磁気記録方法が有用である。

本出願人は、このような問題点の解決をはかる光
（熱）磁気記録方法を、特開昭63−52354号出願、及び
特開昭63−52535号出願で提供した。これら出願で提案
された光（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の外部磁場の印加の下に第１の磁性薄
膜のほぼキュリー温度T_C1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T_C1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の外部磁場によっ
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の外部磁場のみによって第２の磁性薄
膜の副格子磁化が反転するようにして、オーバーライト
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図ることができるとか、上
述した２ヘッド方式あるいは外部磁場変調方式による場
合の諸課題を解決できる。

上記特開昭63−52534号出願による光（熱）磁気記録
方法について説明すると、この記録方法では、第10図に
温度Ｔに対応して上述した第１及び第２の各磁性薄膜
（１）及び（２）における各磁化状態を各図示の薄膜
（１）及び（２）内に矢印をもって模式的に示すよう
に、室温T_R下において、両磁性薄膜（１）及び（２）の
磁化の向きが同一である状態Ａと、互いに逆向きの状態
Ｂとの２態様によって例えば“0",“1"の情報の記録が
なされる。そして、これら記録は、外部磁場Hexの印加
と、レーザー光照射による第１及び第２の加熱温度T₁と
T₂による加熱によって行われる。まず例えば状態Ａにあ
る部位に対してレーザー光を照射して、このレーザー光
の強度あるいは照射時間を記録信号に応じて変調制御し
てその加熱温度Ｔを、第１の磁性薄膜（１）のほぼキュ
リー温度T_C1以上でかつ所要の外部磁場Hexによって第２
の磁性薄膜（２）に磁化反転の生じない第１の加熱温度
T₁に加熱する。このような加熱を行うと第１の磁性薄膜
（１）は磁化を失う状態Ｃを示すが、この加熱が終了し
て磁性薄膜（１）及び（２）の積層膜が温度T_C1に下が
ると第１の磁性薄膜（１）に磁化が生じる。このとき、
第２の磁性薄膜（２）との交換結合力が支配的となるよ
うになされていて、これによって第１の磁性薄膜（１）
の磁化の向きは、第２の磁性薄膜（２）と同一の向きと
される。つまり、状態Ａを生じさせて、例えば“0"の情
報の記録を行う。

一方、加熱温度Ｔを、上述の温度T₁より高くかつ第２
の磁性薄膜（２）の磁化を外部磁場Hexにより反転させ
るに充分な第２の加熱温度T₂に加熱する。このような加
熱を行うと第１の磁性薄膜（１）の磁化を失い、第２の
磁性薄膜（２）の磁化が反転した状態Ｄが生じるが、こ
の加熱が終了して磁性薄膜（１）及び（２）の積層膜が
温度T_C1に下がると第１の磁性薄膜（１）に第２の磁性
薄膜（２）による交換結合力によって状態Ｅ、すなわち
もとの初期状態とはその磁化の向きが逆の状態が形成さ
れるが、このとき外部補助磁場H_SUbの印加によって室温
T_R近傍で第２の磁性薄膜（２）の磁化の向きを反転させ
両磁性薄膜（１）及び（２）間には磁壁MWが生じた磁化
状態Ｂ、つまり磁化状態Ａとは第１の磁性薄膜（１）の
磁化の向きのみが反転した状態Ｂを生じさせて例えば
“1"の情報の記録を行う。

このように状態Ａ及び状態Ｂにより情報“0",“1"の
記録がなされるものである。そして、この場合これら状
態Ａ及び状態Ｂのいずれにおいてもこれの上に光強度変
調オーバーライトが可能である。すなわちいずれの状態
Ａ、状態Ｂからも温度T₁及びT₂の加熱を行う場合、状態
Ｃの過程を経ることによって前述したと同様に温度T₁及
びT₂の選定によって初期の状態が状態Ａであるか状態Ｂ
であるかを問わず情報“0"及び“1"によって状態Ａ及び
状態Ｂのオーバーライトが可能となる。

上述の構成による光磁気記録媒体では、その第１及び
第２の磁性薄膜（１）及び（２）の積層膜の界面には、
交換エネルギーが働いており、このために第１の状態Ｂ
では磁壁MWが発生するものであり、磁壁エネルギーσ_Ｗ
は、 （A₁及びA₂,K₁及びK₂は第１及び第２の磁性薄膜（１）
及び（２）の交換定数、垂直磁気異方性定数） そして、そのオーバーライトのために必要な条件は、
室温（−20℃〜60℃）において状態Ｂから状態Ａへの移
行が生じることがないようにするための条件は、 H_C1＞H_W1＝σ_W/2M_S1h₁ ‥‥（２） である。

また状態Ｂから状態Ｅへの移行が生じないようにする
ための条件は H_C2＞H_W2＝σ_W/2M_S2h₂ ‥‥（３） の条件を満足することが必要である。

さらにまた状態Ｅにおいて、その第１の磁性薄膜
（１）が、外部補助磁場H_SUbによって反転してしまうこ
とがないようにするためには、 H_C1±H_W1＞H_SUb ‥‥（4₁） を満足する必要がある。ここに左辺の＋−は、第１の磁
性薄膜（１）が希土類金属優勢膜であり、第２の磁性薄
膜（２）が遷移金属優勢膜である場合は「＋」となり、
第１及び第２の磁性薄膜（１）及び（２）が共に遷移金
属優勢膜である場合は「−」となる。

一方状態Ｅから状態Ｂへの移行を生ぜしめるために
は、 H_C2＋H_W2＜H_SUb ‥（4₂） を満足することが必要である。

また、さらに加熱温度が第１の磁性薄膜（１）のキュ
ーリー温度T_C1近傍において、状態Ｃから状態Ａへの移
行、すなわち第１の磁性薄膜（１）の磁化の向きが第２
の磁性薄膜（２）の磁化の向きに揃えられるためには、 H_W1＞H_C1＋Hex ‥‥（５） 式の条件が満足されることが必要であり、さらに状態Ｃ
から状態Ｅへの移行が生じないために、 H_C2−H_W2＞Hex ‥‥（６） 式の条件が満足されることが必要である。

尚、上記各式においてH_W1及びH_W2は（２）（３）式で
定義された交換結合力による実効的磁界、H_C1及びH_C2、
M_S1及びM_S2、h₁及びh₂はそれぞれ第１及び第２の磁性薄
膜の保磁力、飽和磁化、厚さである。

これらより明らかなように、室温においては上記
（２）式及び（３）式を満足し得る上で磁壁エネルギー
σ_Ｗは小さい方が望ましいが、実際には例えば文献：イ
ンターマグ'87（Intermag'87）BB−07よりＫ〜４×10⁶e
rg/cm³,A＝２×10^-6erg/cmと推定すると、 σＷ2.5erg/cm³ という可成り高い値を示す。

一方、２層膜ヒステリシスループからの実測値ではσ
_Ｗ＝３〜8erg/cm²にある。今、仮にσ_Ｗ＝5erg/cm²と
し、H_CM_S0.45×10⁶erg/cm²を用いてHex＝2kOeとして
上記（６）式を室温T_Rで確保するには、すなわちH_C2−H
_W2＞2kOeを確保するには、h₂＝1100Å,H_C2＝4kOe,H_W2
2kOe程度となり、第２の磁性薄膜（２）の膜厚h₂が大き
くなるとともに（4₂）式より外部補助磁場H_SUbが大きく
なる。

一方、光磁気記録媒体からの記録の再生は光例えばレ
ーザー光照射によってその情報ビットすなわち磁区にお
けるカー回転角θｋの相違を検出してその読み出しを行
う。この場合、その再生膜としてカー回転角θｋが大き
い磁性薄膜を用いることが望まれる。ところが一般にキ
ュリー温度が低い磁性薄膜はカー回転角が小さい。した
がって上述した第１及び第２の磁性薄膜（１）及び
（２）の積層構造による磁気記録媒体を用いる場合、そ
の再生層としての第１の磁性層は、前述した動作を行わ
しめる上でそのキュリー温度T_C1が低く選ばれているこ
とからカー回転角θｋは比較的小さくなるという問題が
ある。これに対して例えば特開昭63−48637号公報に開
示された光磁気記録媒体においては、その第１の磁性薄
膜上に再生層としてキュリー点が高いすなわちカー回転
角の大きい再生層を設けるという方法がとられている。

Ｄ 発明が解決しようとする課題 前述の第10図で説明した光磁気記録方法においては、
その室温での磁壁エネルギー密度σ_Ｗを小さくし、かつ
上記（4₂）式を満足させるようなσ_Ｗの温度特性を改善
することによって第２の磁性薄膜（２）の膜厚h₂及び外
部補助磁場H_SUbの減少をはかるものとして本出願人は先
に特願昭63−174695号出願「熱磁気記録方法」及び特願
昭63−272400号出願「熱磁気記録方法」の提案をなし
た。

上記特願昭63−174695号出願で提案された記録方法に
おいては、第11図に示すように、各磁気記録媒体（10）
を用意するものである。この熱磁気記録媒体（10）は、
垂直磁気異方性を有する第１及び第２の磁性薄膜（１）
及び（２）が面内磁気異方性もしくは小さい垂直磁気異
方性を有する第３の磁性薄膜（３）を介して順次磁気的
に結合されて積層された積層膜を有してなる。

そしてこの記録媒体（10）に対してレーザー光照射に
よる温度Ｔを第10図で説明したと同様に第11図に示すよ
うに、第１及び第２の温度T₁及びT₂に加熱することによ
る情報記録を行う。すなわち、第１の磁性薄膜（１）の
ほぼキュリー温度T_C1以上でかつ第２の磁性薄膜（２）
の磁気モーメントの反転の生じない第１の温度T₁に加熱
する第１の加熱状態と、第１の磁性薄膜（１）のキュリ
ー温度T_C1以上でかつ第２の磁性薄膜（２）の磁気モー
メント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信号に応じて
変調し、それぞれの加熱状態から冷却することにより上
述した状態Ａ及び状態Ｂを得る。

このような方法においても、第１の磁性薄膜（１）の
磁化状態によって情報記録を行うものであるが、この方
法による場合、第１及び第２の磁性薄膜（１）及び
（２）が面内磁気異方性もしくは小さい垂直磁気異方性
を有する第３の磁性薄膜（３）を介して磁気的に結合さ
れていることによって、第１及び第２の磁性薄膜（１）
及び（２）間の磁壁エネルギーσ_Ｗが低減化され、これ
によって前記（4₂）式の条件が満たされやすくなり、前
記状態ＥからＢへの移行のための外部補助磁場H_SUbの低
減化をはかることができると共に積層膜全体の厚さの低
減化をはかることができる。

ところが、この第１〜第３の磁性薄膜（１）〜（３）
による３層構造においても、温度T₁及びT₂を与える光強
度変調オーバライトを実現するのに、少くとも下記（1
1）式及び（12）式を満足する必要がある。すなわち、
第１の磁性薄膜（１）のキュリー温度T_C1の直下の温
度、すなわちT_C1の近傍でこれより低い高温度では、第
２の磁性薄膜（２）の磁化状態の第１の磁性薄膜（１）
への転写が生じるために、すなわち状態Ｃから状態Ａへ
の移行，及び状態Ｄから状態Ｅへの移行を生ぜしめるた
めに前記（５）式に対応して、 σwa＞2M_S1h₁H_C1 ‥‥（11） を満足することが必要であり、片や室温では第１の磁性
薄膜（１）の記録磁区の保存あるいは再生時において、 σwa＜2M_S1h₁H_C1 ‥‥（12） が満たされることが必要となる。ここにσwaは、第１及
び第２の磁性薄膜（１）及び（２）間、つまりほぼ第３
の磁性薄膜（３）の位置に存在する磁壁エネルギーで前
記σｗに対応する。またこれら条件式（11）及び（12）
において外部磁場は、保磁力H_C1が1kOe〜2kOe程度にあ
るに比し、例えば200〜300（Oe）程度の小さい値である
ことからこれを無視している。

このように室温付近と第１の磁性薄膜（１）のキュリ
ー温度T_C1直下の高温下とで、σwaと2M_S1h₁H_C1の大小関
係が逆転しなければならないことになる。すなわち、第
12図に示すようにE_HC1＝2M_S1h₁H_C1,Ewa＝σwaの各温度
特性の関係を実線曲線（31）及び破線曲線（32）で示す
ように、所要の温度T₁でそのエネルギーの大小関係が逆
転することが要求されることになる。この場合、σwaと
2M_S1h₁H_C1とが等しくなる温度T₁が、おおよそ第１の磁
性薄膜（１）の磁化が第２の磁性薄膜（２）の磁化に揃
うすなわち消去温度となる。

実際には、式（11）及び式（12）が単に満足されれば
よいわけではなく、第１の磁性薄膜（１）のキュリー温
度T_C1直下の温度では（σwa−2M_S1h₁H_C1）が大きいほど
よく、一方室温付近では（2M_S1h₁H_C1−σwa）が大きい
ほど記録ビットすなわち磁区が安定に保存される。ま
た、量産時には温度T₁を安定に制御する必要があるが、
上述の３層構造では実際上Ewa及びE_HC1の温度特性に大
きな差が生じないことによってEwaまたはE_HC1の変動に
対して温度T₁が大きく変化してしまう。

一方、上述の３層構造による光磁気記録媒体におい
て、その再生出力を上げる上で前述したカー回転角θｋ
の大きい再生層を設けることを想定すると、第11図に模
式的に示すように、基板（21）上に再生層すなわちキュ
リー温度が高いすなわちカー回転角θｋの大きい垂直磁
化膜よりなる再生層（22）とさらにこれの上に順次第11
図で説明した第１の磁性薄膜（１），第３の磁性薄膜
（３），第２の磁性薄膜（２）を順次積層して構成する
ことになる。ところが、この場合第14図に示すように各
磁性膜上に矢印をもってその遷移金属例えば鉄Feのスピ
ンの方向を示すように先の記録状態が再生層（22）と第
２の磁性層（２）とのスピンの向きが逆の向きである場
合オーバライトに当ってのT₁の温度とした場合に第１の
磁性薄膜（１）における磁化の向きが再生層（22）及び
第２の磁性薄膜（２）からの両者のスピンによって不安
定な状態となり、第１の磁性薄膜（１）が第２の磁性薄
膜（２）の磁化状態に追従すなわち転写して例えば第11
図で説明した状態Ａがスムーズに得られなくなる場合が
生じてくる。そして、この転写がスムーズに行われるた
めには σwa＞2M_S1h₁H_C1＋2M_SRh_RH_CR ‥‥（13） であることが必要となる。ここにM_SR,h_R及びH_CRは再生
層（22）の飽和磁化，膜厚及び保磁力である。そして、
この場合再生層（22）と第２の磁性薄膜（１）との界面
磁壁エネルギーは2M_SRh_RH_CRに比べて充分大きいものと
する。このように、再生層（22）が設けられることによ
って（13）式の右辺が大となるので、（13）式を成立し
易くするには例えば再生層（22）の膜厚h_Rを薄くしなけ
ればならないことになり再生層としての効果が薄くなる
という問題が生じてくる。そして、この再生層の厚さの
犠牲を回避するにはσwaを大きくする必要が生じてくる
が、この場合は前述した第３の磁性薄膜（３）として室
温で面内磁化あるいは小さい垂直磁化膜を設けることと
相容れなくなる。

本発明の１の目的は、上述した第１及び第２の磁性薄
膜と両者間に介在する第３の磁性薄膜との３層構造を基
本構造とするものにおいてその第１の磁性層のキュリー
温度T_C1直下の温度及び室温下で共に前記（11）式及び
（12）式を確実に満足することができるようにし、さら
にその温度T₁を上述した消去温度T₁を安定に設定できる
ようにすることである。

本発明の他の目的は、上述した３層の基本構造におい
て再生層すなわちカー回転角の大きい光磁気再生薄膜を
設ける場合における不安定性の課題の解決をはかること
にある。

Ｅ 課題を解決するための手段 先ず第１の発明は、第１図にその略線的断面図を示す
ように、それぞれ垂直磁気異方性を有する第１の構成膜
（1₁）と第２の構成膜（1₂）とより成る第１の磁性薄膜
（１）と、垂直磁気異方性を有する第２の磁性薄膜
（２）とが、第１の磁性薄膜（１）の第１の構成膜
（1₁）と第２の磁性薄膜（２）との間に面内磁気異方性
もしくは小さい垂直磁気異方性を有する第３の磁性薄膜
（３）を介して順次磁気的に結合されて積層された積層
膜を含む光磁気記録媒体S₁を用いる。そして、ここに第
１の磁性薄膜（１）の第１の構成膜（11）のキュリー温
度Tc₁₁より第２の構成膜（1₂）のキュリー温度Tc₁₂が大
にされるものであり、キュリー温度Tc₁₁近傍で、第２の
磁性薄膜（２）の磁気モーメントの反転が生ずることが
なく、かつ第１の磁性薄膜（１）の第２の構成膜（1₂）
の磁気モーメントが第２の磁性薄膜（２）の磁気モーメ
ントに追従して変化するに充分な温度T₁に加熱する第１
の加熱状態と、キュリー温度Tc₁₂以上でかつ第２の磁性
薄膜（２）の磁気モーメントを反転させるに充分な温度
T₂に加熱する第２の加熱状態とを、記録しようとする情
報信号に応じて変調し、それぞれ加熱状態から冷却する
ことにより第１の磁性薄膜（１）の第２の構成膜（1₂）
の磁化に追従して第１の構成膜（1₁）にも記録磁化を形
成するする。

また、第２の発明は、第２図にその略線的断面図を示
すように、それぞれ垂直磁気異方性を有する第１の構成
膜（1₁）と第２の構成膜（1₂）とより成る第１の磁性薄
膜（１）と、垂直磁気異方性を有する第２の磁性薄膜
（２）とが、第１の磁性薄膜（１）の第１の構成膜
（1₁）と第２の磁性薄膜（２）との間に面内磁気異方性
もしくは小さい垂直磁気異方性を有する第３の磁性薄膜
（３）を介して順次磁気的に結合されると共に、上記第
１の磁性薄膜の第１の構成膜（1₁）上に磁気的に結合す
る光磁気再生薄膜（４）が積層された積層膜を含む光磁
気記録媒体S₂を用いる。そして、ここに第１の磁性薄膜
（１）の第１の構成膜（1₁）のキュリー温度Tc₁₁より第
２の構成膜（1₂）のキュリー温度Tc₁₂が大とされるもの
であり、更にその光磁気再生薄膜（４）は、 2M_SRh_RH_CR＋2M_S11h₁₁H_C11＜σwa＋2M_S12h₁₂H_C12 ‥‥（21） （ここに、M_SR,M_S11及びM_S12、h_R,h₁₁及びh₁₂、H_CR,H
_C11及びH_C12はそれぞれ光磁気再生薄膜（４）、第１及
び第２の構成膜（1₁）及び（1₂）の各飽和磁化、膜厚、
保磁力であり、σwaは第２の構成膜（1₂）と第２の磁性
薄膜（２）との間の磁壁エネルギー）を満足し、かつカ
ー回転角θｋが第１の構成膜（1₁）に比して大に選ばれ
る。このような光磁気記録媒体S₂が用いられて、上述し
たキュリー温度T_C11近傍で、第２の磁性薄膜（２）の磁
気モーメントの反転が生じず、かつ第１の磁性薄膜
（１）の第２の構成膜（1₂）の磁気モーメントが第２の
磁性薄膜（２）の磁気モーメントに追従して変化するに
充分な温度T₁に加熱する第１の加熱状態と、上記キュリ
ー温度T_C12以上でかつ第２の磁性薄膜（２）の磁気モー
メントを反転させるに充分な温度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信号に応じて変調
し、それぞれの加熱状態から冷却することにより第１の
磁性薄膜（１）の第２の構成膜（1₂）の磁化に追従して
第１の構成膜（1₁）及び光磁気再生薄膜（４）にも記録
磁化を形成するようにする。

そして、上述の各構成において、第１の磁性薄膜
（１）の第１及び第２の構成膜（1₁）及び（1₂）のキュ
リー温度T_C11及びT_C12と、第２及び第３の磁性薄膜
（２）及び（３）の各キュリー温度T_C2及びT_C3とは、T
_C11＜T_C12＜T_C3,T_C2に選定される。

Ｆ 作用 第１図で説明した第１の発明によれば、第１の磁性薄
膜（１）を、第１及び第２の構成膜（1₁）及び（1₂）に
よって構成し、各構成膜（1₁）及び（1₂）のキュリー温
度T_C11及びT_C12を、第２の磁性薄膜（２）側の構成膜
（1₂）のキュリー温度T_C12を大に、つまり、T_C11＜T_C12
としたことに特徴を有する。すなわち本発明によるとき
は、例えば第３図に示すように、２層構造による第１の
磁性薄膜（２）の実効的保磁力エネルギーは、それぞれ
キュリー温度の相違する第１及び第２の構成膜（1₁）及
び（1₂）のエネルギーは、曲線（4₁₁）で示すE_HC11（＝
2M_S11h₁₁H_C11）と、曲線（4₁₂）で示すE_HC12（＝2M_S12h
₁₂H_C12）との和、すなわち曲線（41）となり、キュリー
温度T_C11近傍で変曲点を有し、T_C11より低い室温側で急
峻な温度特性を示す。一方、Ewaは曲線（42）で示すよ
うに直線的特性を示すので、温度T₁より低い温度では両
者の差が大となり記録情報ビットすなわち磁区が安定に
保持され、また、光磁気記録媒体の製造において、Ewa,
E_HC11及びE_HC12に多少の変動が生じた場合でも、両特性
曲線（42）及び（41）の交叉する温度T₁が大きく変動す
ることが回避される。そして、温度T₁近傍の高い温度で
は、第１の磁性薄膜（１）が、第２の構成膜（1₂）のみ
による特性に依存することになることから、第１の磁性
薄膜（１）の実効的厚さは、第２の構成膜（1₂）の厚さ
h₁₂のみの薄い膜厚となり、（11）式をも満足すること
ができる。

また第２図で説明した第２の本発明によれば、更に加
えて、カー回転角θｋの大きい光磁気再生薄膜（４）が
設けられる構成がとられ、かつ前記（21）式を満足する
構成としたことによってオーバーライトに当って第１の
磁性層（１）がキュリー温度の高い光磁気再生薄膜
（４）による磁化の向きによって不安定性を招来するこ
となく第１の構成膜（1₁）のキュリー温度T_C11近傍で、
確実に第１の構成膜（1₁）が第２の構成膜（1₂）に追従
して記録磁化が生じるようになされる。

Ｇ 実施例 第１の本発明方法における光磁気記録媒体S₁は、第１
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、保護膜又は干渉膜となる透明な誘
電体膜（６）を介して第１の磁性薄膜（１）を構成する
第１及び第２の構成膜（1₁）及び（1₂）と、第３の磁性
薄膜（３）と、第２の磁性薄膜（２）とを順次積層形成
する。

第１図の磁性薄膜（１）の第１及び第２の構成膜
（1₁）及び（1₂）は希土類−遷移金属薄膜で比較的垂直
磁気異方性Kuが大きい材料例えばTbFeCoで構成される。
両構成膜（1₁）及び（1₂）は共に希土類優勢膜或いは遷
移金属優勢膜のいずれによっても構成し得るが以下の条
件を満す必要がある。すなわち第２の構成膜（1₂）のキ
ュリー温度T_C12直下で σwa＞2M_S12h₁₂H_C12＋2M_S12h₁₂Hex ‥‥（31） T_C11直下で σwa＞2M_S11h₁₁H_C11＋2M_S11h₁₁Hex ‥‥（32） （ここに、σwbは第１の構成膜（1₁）と第２の構成膜
（1₂）との界面の磁壁エネルギー密度,Hexは外部磁場す
なわち外部記録磁場である。）なる条件を満すものとす
る。

また、第２の本発明方法における光磁気記録媒体S
₂は、上述した第１の本発明方法における光磁気記録媒
体S₁の構成に加えて第２図に示すように光磁気再生薄膜
（４）が設けられる。すなわち、この第２の本発明方法
における光磁気記録媒体S₂についても、第２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）が設
けられ、その一方の面に、保護膜又は干渉膜となる透明
の誘電体膜（６）を介して、光磁気再生薄膜（４）と、
第１の磁性薄膜（１）を構成する第１及び第２の構成膜
（1₁）及び（1₂）と、第３の磁性薄膜（３）と、第２の
磁性薄膜（２）とを順次積層形成する。

そして、これら光磁気記録媒体S₁及びS₂の各膜
（６），（1₁），（1₂），（３），（２）、或いは各膜
（６），（４），（1₁），（1₂），（３），（２）の積
層形成は、それぞれ例えばマグネトロン型スパッタリン
グ装置を用い例えば多源スパッタリングすなわち多源タ
ーゲットから連続的ないしは同時的に積層スパッタリン
グして形成し得る。

各光磁気記録媒体S₁及びS₂の第３の磁性薄膜（３）
は、室温で面内磁気異方性もしくは第１及び第２の磁性
薄膜（１）及び（２）に比し小さい垂直磁気異方性の例
えば１×10^-6erg/cm³以下であることが好ましくかつそ
の有効異方性定数Ｋの温度特性曲線が上に凸の特性ない
しは直線的特性を示す希土類優勢金属膜で、室温での飽
和磁化M_Sが０〜450emu/cm³であることが望まれる。

また匣体S₁及びS₂において第２の磁性薄膜（２）は、
垂直磁気異方性の大きいGdTbFeCoによって構成し得る。

先ず光磁気記録媒体S₁による第１の発明について、実
施例を挙げて説明する。

実施例１ 下記表１に示す組成，磁気的特性及び膜厚を有する各
磁性薄膜（1₁），（1₂），（３），（２）を有する第１
図に示した構成の光磁気記録媒体S₁を作製した。

この光磁気記録媒体S₁を用いて光磁気記録を行う場合
の動作態様を第４図の磁化状態図をもって説明する。第
４図において各膜（1₁），（1₂），（３）及び（２）中
に遷移金属Feのスピンの向きを矢印をもって示す。この
場合、外部磁場Hex及び外部補助磁場H_SUbの方向は磁性
薄膜（２）の組成によって変るが図示の場合は、遷移金
属優勢膜として示した。第１図の温度T₁は、例えば第１
の構成膜（1₁）のキュリー温度T_C11直下の温度に選定
し、第２の温度T₂は第２の構成膜（1₂）のキュリー温度
T_C12より大に選定する。この場合においても第８図或い
は第９図で説明したと同様の状態を採って、状態Ａ及び
Ｂ、すなわち第１及び第２の磁性薄膜（１）及び（２）
が同一の向きに磁化された状態Ａと逆向きに磁化された
状態Ｂによる情報の記録がなされる。そしてこの場合、
例えばレーザー光照射して第１の加熱温度T₁（第３図の
消去温度T₁）とすると前記（32）式及び第３図の曲線
（41）及び（42）の交叉によってこれよりの冷却過程で
状態Ａ及びＢのいずれの場合でも第２の構成膜（1₂）の
スピンの向きは、第２の磁性薄膜（２）の向きに揃えら
れた状態Ｃが生じ冷却過程での第１の構成膜（1₁）のキ
ュリー温度T_C11直下で前記（32）式が成立するようにな
されていることによって第１の構成膜（1₁）は、第２の
構成膜（1₂2）のスピンの向きが揃えられる。このよう
にして状態Ａ及びＢのいずれにおいても第１の温度T₁に
よって状態Ａへのオーバライトがなされる。そして同様
に例えばレーザー光の照射による第２の磁性薄膜（２）
のキュリー温度T_C2より高いすなわち第１及び第２のキ
ュリー温度T_C11及びT_C12より高い第２の温度T₂の加熱に
よって外部磁場（記録磁場）Hexによって第２の磁性薄
膜（２）のスピンの向きが反転され、冷却過程によって
前記条件（31）式及び（32）式によって第１の磁性薄膜
（１）の第１及び第２の構成膜（1₁）及び（1₂）のスピ
ンの向きが共に第２の磁性膜（２）のスピンの向きに揃
えられた状態Ｅが生じる。そして室温に冷却された状態
で、この状態Ｅから外部補助磁場H_SUbによって第２の磁
性薄膜（２）のスピンが反転して状態Ｂが生じるように
なされる。これがため外部補助磁場H_SUbは H_SUb＞H_C2＋σwa/2M_S2h₂ ‥‥（33） なる条件に選定される。そして、本実施例の第１の磁性
薄膜（１）における保磁力エネルギーと第１及び第２の
磁性薄膜間の磁壁エネルギーの温度特性は第３図に示さ
れるように室温近傍で磁壁エネルギーが曲線（42）で示
されるように充分小さいことから（33）式における外部
補助磁場H_SUbは充分小さくすることができる。

一方この状態Ｂの第１の磁性薄膜（１）の第１及び第
２の構成膜（1₁）及び（1₂）の磁化状態が安定に保持さ
れるには、 比較例１ 第９図で説明した３層構造による光磁気記録媒体を用
いた。この場合の各膜の組成，磁気的特性及び膜厚を表
２に示す。

この場合の第１及び第２の磁性薄膜（１）及び（２）
間の磁壁エネルギーEwa（＝σwa）及び第１の磁性薄膜
（１）の保磁力エネルギーのそれぞれの温度特性を曲線
（51）及び（52）に示す。

これら実施例１及び比較例１において第３図及び第５
図における消去温度T₁の変動について考察する。第３の
磁性薄膜（３）の膜厚h₃等の変動に対しての磁壁エネル
ギーEwaの変化は、それぞれ20℃において、第３の磁性
薄膜（３）の膜厚h₃＝125ÅでEwa≒2erg/cm²でありh₃＝
150ÅでEwa≒1.6erg/cm²となる。比較例１による第５図
の場合σwa＝2erg/cm²でE_HC1＝Ewaとなる温度T₁は、約1
30℃であり、実施例１による第３図ではσwa＝1.6erg/c
m²でT₁≒165℃となることがわかる。そして通常製作上
σwaは0.2erg/cm²程度の誤差が生ずるので、いま仮にσ
wa＝1.8erg/cm²（20℃において）となった場合を考える
と、第５図から比較例１の３層膜ではT₁≒148℃となる
に比し第３図の実施例１ではT₁＝162℃となる。従って
σwaの0.2erg/cm²の変動に対して３層膜ではT₁は18℃の
変化であるにし、実施例１の本発明の４層膜では３℃の
変化にとどまる。

このように、第１の磁性層をキュリー点の異なる２層
で構成することにより、量産時のEwaまたはE_HCの変動に
対する温度T₁の変化を低減することが可能となる。

尚、上述の構成でT_C12−T_C11が10〜70℃とすることが
望ましい。これは10℃未満では、第３図で説明した効果
が余り生じないこと、また70℃を超えると、つまりT_C12
が余り高くなると、第２の温度T₂を高くする必要から大
きな記録パワーを必要としてくることに困る。

次に第２図の光磁気記録媒体S₂による第２の発明につ
いて実施例を挙げて説明する。

実施例２ 下記表３に示す組成，磁気的特性及び膜厚を有する各
磁性薄膜（４），（1₁），（1₂），（３），（２）を有
する第２図に示した構成の光磁気記録媒体S₂を作製し
た。

そして、ここに、光磁気再生薄膜（４）の厚さh_Rを75
Åとした光磁気記録媒体S_2Aと、光磁気再生薄膜（４）
の厚さh_Rを150Åとした光磁気記録媒体S_2Bとを作製し
た。これら媒体S_2A及びS_2Bは共に前記（21）式が成り立
つように構成される。これら光磁気記録媒体S_2A及びS_2B
を用いて光磁気記録を行う場合の動作態様を第６図に示
す。第６図において各膜（４），（1₁），（1₂），
（３）及び（２）中に遷移金属Feのスピンの向きを矢印
をもって示す。この場合においても第１の温度T₁は第１
の構成膜（1₁）のキュリー温度T_C11に選定するものと
し、第２の温度T₂は第２の構成膜（1₂）のキュリー温度
T_C12より大きく選定する。この場合においても第８合図
あるいは第９図で説明したと同様に状態ＡおよびＢすな
わち、第１及び第２の磁性薄膜（１）及び（２）が同一
の向きに磁化された状態Ａと逆向きに磁化された状態Ｂ
による情報の記録がなされる。そして、この場合再生薄
膜（４）は共に第１の磁性薄膜（１）と同一の向きに磁
化された状態にある。そしてこの場合例えばレーザー光
照射して例えば第１の構成膜（1₁）のキュリー温度T_C1
直下の加熱温度T₁とすると、第３図の特性から第１の構
成膜（1₁）と第２の磁性薄膜（２）のスピンの向きがそ
ろえられるがこの時、光磁気再生薄膜（４）はそのキュ
リー温度T_CRが高いことから先の状態が状態Ａであるか
状態Ｂであるかによって状態C_Aあるいは状態C_Bの２態様
がとられる。しかしながらこれが冷却されて室温T_Rに近
づくにつれて、前記（21）式に選定されていることによ
って、すなわち光磁気再生薄膜（４）の保磁力エネルギ
ーと第１の構成膜（1₁）の保磁力エネルギーの和が、第
２の構成膜（1₂）と第２の磁性薄膜（２）との間の磁壁
エネルギーσwaと第２の構成膜（1₂）の保磁力エネルギ
ーの和に比して小に選定されることによって仮え、状態
C_Bが生じても冷却過程で状態Ａへと確実に移行する。す
なわち第１の温度T₁によって状態Ａによる情報記録がな
される。そして同様に例えばレーザー光の照射による第
２の磁性薄膜（２）のキュリー温度T_C2より高いすなわ
ち第１及び第２のキュリー温度T_C11及びT_C12より高い第
２の温度T₂の加熱によって外部磁場（記録磁場）Hexに
よって第２の磁性薄膜（２）のスピンの向きが反転さ
れ、冷却過程によって前記条件（31）式及び（32）式に
よって第１の磁性薄膜（１）の第１及び第２の構成膜
（1₁）及び（1₂）のスピンの向きが共に第２の磁性薄膜
（２）のスピンの向きに揃えられた状態Ｅが生じる。そ
して室温に冷却された状態で、この状態Ｅから外部補助
磁場H_SUbによって第２の磁性薄膜（２）のスピンが反転
して状態Ｂが生じるようになされる。これがため外部補
助磁場H_SUbは前述した（33）式の条件に選定され、更に
実施例１で説明したと同様に外部補助磁場H_SUbは充分小
さくすることができる。

比較例２ 第11図で説明した３層構造に再生層（22）を積層した
光磁気記録媒体を用い、下記表４に示す組成磁気的特性
及び膜厚を有する各層（22）及び薄膜（22），（１），
（３），（２）を有する光磁気記録媒体を作製した。

そしてここに再生層（22）の膜厚h_Rをそれぞれh_R＝75
Å及びh_R＝150Åとした媒体S_CA及びS_CBを作製した。

これら各実施例２及び比較例２における媒体S_2A,S_2B
及びS_CA及びS_CBに対して、実際に外部磁場Hexを印加し
てその強さを変化させた場合のオーバーライト時のC/N
の測定結果を第７図に示す。同図において曲線（71）
（72）（73）（74）はそれぞれ媒体S_2A,S_2B,S_CA,S_CBの
測定結果でこれらを比較して明らかなように曲線（71）
（72）で示された本発明による実施例２は曲線（73）及
び（74）で示される比較例２に比して格段にC/Nの改善
がはかられる。この場合記録条件はレーザー光の媒体と
の相対線速度を11.3m/sとし、記録周波数を5MHzとし、
対物レンズの開口数N.A.＝0.53,レーザー波長を780nmと
した場合である。

このように第２の発明においてはオーバーライトにお
けるノイズの改善がはかられることがわかる。

上述した各例においては、第２の磁性薄膜（２）が単
層構造を有する場合であるが、この第２の磁性薄膜
（２）についても例えば２層構造とすることができる。
例えば第８図に示すように第１図で説明した光磁気記録
媒体S₁においてその第２の磁性薄膜（２）を第１及び第
２の構成膜（2₁）及び（2₂）によって構成する。これら
第１及び第２の構成膜（2₁）及び（2₂）は、その保磁力
H_C21及びH_C22の温度特性が、第９図中曲線（91）及び
（92）に示すように、H_C21及びH_C22の室温における保磁
力H_C21R及びH_C22RがH_C21R＞H_C22Rであ、各キュリー温度
T_C21及びT_C22がT_C21＜T_C22である各垂直磁気異方性を有
する磁性薄膜によって構成し、記録時ノイズの低減化，
再生C/N（S/N）の向上をはかるようにした構造をとるこ
ともできる。この２層構造による第２の磁性薄膜（２）
とする構成は、例えば第２図で説明した光磁気再生薄膜
（４）を有する媒体S₂に適用することもできるなど、上
述した例に限らず種々の変形変更を採り得る。

Ｈ 発明の効果 上述した第１の発明によれば、第１の温度T₁の設定を
ばらつきなくすなわち安定に動作させることができ、C/
N（S/N）の改善をはかることができると共に、室温にお
ける磁壁エネルギーσｗ（σａ）の低減化によって外部
補助磁場の低減化をはかることができる。

また第２の発明によれば、カー回転角θｋが大きい光
磁気再生薄膜（４）を設けたことにより再生出力の向上
をはかると共にこのカー回転角θの大きいすなわちキュ
リー温度の高い光磁気再生薄膜（４）を設けたことによ
る動作の不安定性及びノイズの増大化の改善をはかるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図，第２図及び第８図は、夫々本発明方法に用いる
光磁気記録媒体の略線的断面図、第３図及び第５図は夫
々磁壁エネルギーと第１の磁性薄膜の保磁力エネルギー
の温度特性図、第４図及び第６図は磁化状態図、第７図
はオーバーライトのC/Nの測定結果を示す図、第９図は
保磁力の温度特性曲線図、第10図及び第11図は本発明と
対比される光磁気記録方法の磁化状態図、第12図は、本
発明方法に対して比較される例の磁壁エネルギーと保磁
力エネルギーの温度特性曲線図、第13図は対比例の構成
図、第14図はその説明図である。 （１）は第１の磁性薄膜、（1₁）及び（1₂）はその第１
及び第２の構成膜、（２）及び（３）は第２及び第３の
磁性薄膜、（４）は光磁気再生薄膜である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−5234（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−316343（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−48637（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G11B 11/10

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】それぞれ垂直磁気異方性を有する第１の構
   成膜と第２の構成膜とより成る第１の磁性薄膜と、垂直
   磁気異方性を有する第２の磁性薄膜とが、上記第１の磁
   性薄膜の上記第１の構成膜と上記第２の磁性薄膜との間
   に面内磁気異方性もしくは小さい垂直磁気異方性を有す
   る第３の磁性薄膜を介して順次磁気的に結合されて積層
   された積層膜を含む光磁気記録媒体を用い、 上記第１の磁性薄膜の上記第１の構成膜のキュリー温度
   Tc₁₁より上記第２の構成膜のキュリー温度Tc₁₂が大で、 上記キュリー温度Tc₁₁近傍で、上記第２の磁性薄膜の磁
   気モーメントの反転が生じず、かつ上記第１の磁性薄膜
   の上記第２の構成膜の磁気モーメントが上記第２の磁性
   薄膜の磁気モーメントに追従して変化するに充分な温度
   T₁に加熱する第１の加熱状態と、上記キュリー温度Tc₁₂
   以上で、かつ上記第２の磁性薄膜の磁気モーメントを反
   転させるに充分な温度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信号に応じて変調し、 上記それぞれの加熱状態から冷却することにより上記第
   １の磁性薄膜の第２の構成膜の磁化に追従して上記第１
   の構成膜にも記録磁化を形成することを特徴とする光磁
   気記録方法。
2. 【請求項２】それぞれ垂直磁気異方性を有する第１の構
   成膜と第２の構成膜とより成る第１の磁性薄膜と、垂直
   磁気異方性を有する第２の磁性薄膜とが、上記第１の磁
   性薄膜の上記第１の構成膜と上記第２の磁性薄膜との間
   に面内磁気異方性もしくは小さい垂直磁気異方性を有す
   る第３の磁性薄膜を介して順次磁気的に結合されると共
   に、上記第１の磁性薄膜の第１の構成膜上に磁気的に結
   合する光磁気再生薄膜が積層された積層膜を含む光磁気
   記録媒体を用い、 上記第１の磁性薄膜の上記第１の構成膜のキュリー温度
   Tc₁₁より上記第２の構成膜のキュリー温度Tc₁₂が大で、 上記光磁気再生薄膜が、2M_SRh_RH_CR＋2M_S11h₁₁H_C11＜σw
   a＋2M_S12h₁₂H_C12（ここに、M_SR,M_S11及びM_S12、h_R,h₁₁
   及びh₁₂、H_CR,H_C11及びHc₁₂はそれぞれ上記光磁気再生
   薄膜、第１及び第２の構成膜の各飽和磁化、膜厚、保磁
   力であり、σwaは上記第２の構成膜と上記第２の磁性薄
   膜との間の磁壁エネルギー）を満足し、かつカー回転角
   が上記第１の構成膜に比して大で、 上記キュリー温度Tc₁₁近傍で、上記第２の磁性薄膜の磁
   気モーメントの反転が生じず、かつ上記第１の磁性薄膜
   の上記第２の構成膜の磁気モーメントが上記第２の磁性
   薄膜の磁気モーメントに追従して変化するに充分な温度
   T₁に加熱する第１の加熱状態と、上記キュリー温度T_C12
   以上でかつ上記第２の磁性薄膜の磁気モーメントを反転
   させるに充分な温度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信号に応じて変調し、 上記それぞれの加熱状態から冷却することにより上記第
   １の磁性薄膜の第２の構成膜の磁化に追従して上記第１
   の構成膜及び上記光磁気再生薄膜にも記録磁化を形成す
   ることを特徴とする光磁気記録方法。