JP2812817B2 - 光磁気記録媒体 - Google Patents

光磁気記録媒体

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光磁気記録装置に適応
される光磁気ディスク、光磁気テープ、光磁気カード等
の光磁気記録媒体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】光磁気ディスクを含め、光メモリ素子の
記録密度は、記録・再生に使用される光ビームの記録媒
体上における大きさに依存する。最近、光ビームの大き
さより小さい記録ビットを再生する方法（後述する）が
提案されている。
【０００３】通常、光記録では、光ビームは集光レンズ
により回折限界まで絞り込まれているため、その光強度
分布がガウス分布となり、記録媒体上の温度分布もほぼ
ガウス分布になる。このため、ある温度以上の温度を有
する範囲は、光ビームより小さくなっている。そこであ
る温度以上の領域のみを再生に関与させることができれ
ば、記録密度は著しく向上することになる。
【０００４】ここで、図１６を参照しながら、上述の光
ビームの大きさより小さい記録ビットを再生できる光磁
気ディスクを以下に説明する。
【０００５】この光磁気ディスクは、基板２１の一方の
面上に、主として読み出し層２３と記録層２４とを備え
た構成を有している。記録層２４は、室温で高い保磁力
を有している。また読み出し層２３は室温での保磁力は
小さく、再生ビームにより温度が上昇すると記録層２４
の影響を受けて、磁化の向きが記録層２４の向きと一致
する。即ち、読み出し層２３及び記録層２４の２層間の
交換結合力によって、記録層２４の磁化が読み出し層２
３に転写されるようになっている。
【０００６】上記光磁気ディスクへの記録は、通常の光
熱磁気記録方法で行なわれる。そして、記録されたビッ
トを再生するには、あらかじめ補助磁界発生装置２６に
よって印加される補助磁界により、読み出し層２３の磁
化の向きを所定の方向（図中、上向き）に揃えておく
（初期化）。次に、再生光ビーム２７を照射し、局部的
に温度上昇させ、記録層２４の磁化情報を読み出し層２
３に転写する。こうすると、再生ビーム２７のスポット
の中心部において、温度が上昇した部位のみの情報が得
られるため、光ビーム２７のスポット径より小さな記録
ビットでも読み出せるのである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記光
磁気ディスクでは、再生時に記録層２４から読み出し層
２３に磁化情報が転写されたビットは、再生が終了しそ
の部位の温度が下がっても磁化情報が転写されたまま残
ってしまう。このため、次のビットを再生するために光
ビーム２７の照射位置が移動しても、前のビットはまだ
光ビーム２７のスポットの中に存在し、これが雑音の原
因となり、記録密度を向上させる際の制限事項となると
いう問題点を有している。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の光磁気記録媒体
は、上記の課題を解決するために、情報を光磁気記録す
る記録層と、室温で面内磁化を示す一方、光ビームの照
射により所定温度以上温度が上昇すると、面内磁化から
垂直磁化に移行する読み出し層とを備えた光磁気記録媒
体において、室温において上記記録層より低い保磁力と
上記記録層より高いキュリー温度とを有する補助磁性層
を備えたことを特徴としている。
【０００９】
【作用】上記の構成の光磁気記録媒体では、補助磁性層
の磁化を利用したオーバーライト記録が可能となる。
【００１０】一方、再生時について説明すると、読み出
し層は、常温では面内磁化を示しており、再生光ビーム
の照射によりその中心部の温度が上昇すると、その温度
が上昇した部分のみ、記録層の磁化が転写され記録層と
同じ磁化方向を示すようになり、入射光に対して光磁気
効果を示し再生が可能となる。さらに再生光ビームが移
動すると、先の部位の温度は下がり読み出し層は面内磁
化に戻るために、光磁気効果を示さなくなる。
【００１１】つまり、記録密度を光ビームの大きさでは
なく、温度分布により決めることができるので、記録密
度を著しく向上できる。
【００１２】
【実施例】〔実施例１〕 本発明の一実施例について図１ないし図９に基づいて説
明すれば、以下の通りである。
【００１３】本実施例に係る光磁気記録媒体としての光
磁気ディスクは、図１に示すように、基板１、透明誘電
体膜２ａ、読み出し層３、記録層４、補助磁性層６、透
明誘電体膜２ｂ、オーバーコート膜１１がこの順に積層
された構成からなっている。
【００１４】図４に、読み出し層３に用いる希土類遷移
金属合金の磁気状態図を示す。この合金は垂直磁化にな
る範囲が狭く、希土類金属と遷移金属の磁気モーメント
が釣り合う補償組成（Ｔｃｏｍｐ）の近辺（Ａで示され
る範囲）でしか垂直磁化を示さない。また希土類金属と
遷移金属の磁気モーメントは温度特性が異なり、高温で
は遷移金属の磁気モーメントが希土類金属に比べて強く
なる。このため室温の補償組成より希土類金属の量を多
くした組成（例えば、図中点線で示す組成）の合金を用
いる。この組成の合金は、室温では垂直磁化を示さず、
面内磁化を示す。そして温度が上昇すると遷移金属のモ
ーメントが相対的に強くなって、希土類金属の磁気モー
メントと釣り合うようになり垂直磁化を示すようにな
る。更に温度が上昇すると磁気モーメントのバランスが
崩れ再び面内磁化を示すようになる。
【００１５】図３に、読み出し層３、補助磁性層６及び
記録層４それぞれの保磁力ＨＣの温度依存性を示す。記
録層４は、補助磁性層６のキュリー点ＴＳより低いキュ
リー点ＴＲと補助磁性層６より高い保磁力をもち、高温
では補助磁性層６の磁化方向に向く性質をもっている。
一方、補助磁性層６は室温で低い保磁力を有し、外部の
初期化磁界により一方向に磁化が揃えられる。
【００１６】具体的には、本実施例では、読み出し層３
として、Ｇｄ０．２８（Ｆｅ０．８Ｃｏ２）０．７２を
用いており、そのキュリー温度は３００℃から４００℃
程度に設定されている。上述のように、希土類金属の含
有量を多くしているので、室温で面内磁化を示し１００
℃前後で補償組成となる。記録層４としては、Ｄｙ
０．２３（Ｆｅ８２Ｃｏ０．１８）０．７７を用い、そ
のキュリー温度ＴＲは１５０℃から２５０℃である。補
助磁性層６にはＴｂ０．２５（Ｆｅ０．８Ｃｏ０．２）
０．７５を用い、そのキュリー温度ＴＳは３００℃であ
る。また、誘電体膜２ａの膜厚は再生光の波長の１／４
を屈折率で割った値程度に設定される。例えば、再生光
の波長を８００ｎｍとすると、誘電体膜２ａの膜厚は１
００から８０ｎｍ程度になる。また誘電体膜２ｂは窒化
物からなる保護膜であり、その膜厚は５０ｎｍである。
【００１７】図４ないし図７は、読み出し層３に印加さ
れる外部印加磁界Ｈｅｘと磁気カー回転角θＫとの関係
を示し、それぞれ、室温から温度Ｔ１の磁気特性、温度
Ｔ１から温度ＴＣの磁気特性、温度ＴＣから温度Ｔ２の
磁気特性および温度Ｔ２からキュリー温度Ｔｃｕｒｉｅ
の磁気特性を示している。
【００１８】温度Ｔ１から温度Ｔ２までの範囲では立ち
上がりの急峻なヒステリシス特性を示すが、室温から温
度Ｔ１及び温度Ｔ２からキュリー温度Ｔｃｕｒｉｅの範
囲ではヒステリシス特性を示さないことがわかる。
【００１９】上記の構成において、光変調方式を用いた
オーバーライトによる記録動作を図１及び図２を用いて
説明する。
【００２０】先ず、磁界発生装置１２により初期化磁界
を光磁気ディスクに印加する。すると補助磁性層６は室
温では低い保磁力を示すので、印加された磁界の方向
（図中、上向き）に揃えられ初期化される。
【００２１】次に、記録する部位に基板１の側から集光
レンズ８を介して光ビーム７を照射する。一方、光ビー
ム７が照射される部位には初期化磁界と反対の向きの記
録磁界５が印加されている。この時、例えば、図１に示
すように、該記録部位の記録層４の磁界の向きが初期化
磁界の向き（図中、上向き）の場合、光ビーム７の光強
度の調整により、照射部位を補助磁性層６のキュリー温
度ＴＳ以上の温度にまで昇温させる。すると、記録層４
のキュリー温度ＴＲはＴＳよりも低いので、記録層４及
び補助磁性層６の磁界の向きは記録磁界５の向きにな
り、記録が行なわれる。
【００２２】一方、図２に示すように、該記録部位の記
録層４の磁界の向きが初期化磁界の向きと反対（図中、
下向き）であり、初期化磁界の向きにする場合は、光ビ
ーム７の光強度を調整することにより、照射部位を記録
層４のキュリー点ＴＲ以上、かつ補助磁性層６のキュリ
ー点ＴＳ以下の温度にまで昇温させる。すると記録層４
及び補助磁性層６の２層間の交換結合力により、補助磁
性層６の磁化の向きが記録層４に転写され記録層４の磁
界の向きは初期化磁界の向きになる。
【００２３】尚、上記どちらの場合においても、読み出
し層３は光ビーム７の照射により温度Ｔ２を超えるため
面内磁化を示し、記録動作には影響を及ぼさない。
【００２４】上記の光磁気ディスクを再生するには、図
９に示すように、基板１の側から集光レンズ８を介して
再生光ビーム９を読み出し層３に照射する。この時、例
えば図９に示す磁化の向きに記録層４が記録されている
とすると、再生光ビーム７の中心部近辺に対応する、読
み出し層３の部位の温度のみが上昇し、１００℃前後即
ちＴ１以上Ｔ２以下の温度に達する。その結果、温度が
上昇した領域の磁化は、面内磁化から垂直磁化に移行す
る。つまり、読み出し層３及び記録層４の２層間の交換
結合力により、記録層４の磁化の向きが読み出し層３に
転写される。
【００２５】このようにして、読み出し層３における温
度上昇部位が面内磁化から垂直磁化に移行すると、再生
光ビーム９の中心付近のみが磁気光学カー効果を示すよ
うになり、該部位からの反射光に基づいて記録層４に記
録された情報が再生される。
【００２６】なお、再生光ビーム９の中心部近辺に対応
する部位以外の読み出し層３の部位では、Ｔ１以上に温
度が上昇せず、従って面内磁化の状態が保持される。こ
の結果、垂直入射光に対して磁気光学カー効果を示さな
い。
【００２７】そして、再生光ビーム９が移動して次の記
録ビットを再生する時は、先の再生部位の温度は低下
し、読み出し層３は垂直磁化から面内磁化に移行する。
これに伴って、この温度の低下した部位は磁気光学カー
効果を示さなくなり、雑音の原因である隣接ビットから
の信号が混入することがなくなる。
【００２８】この光磁気ディスクを用いて、情報の記録
再生を行なえば、再生光ビームの中心部付近のみが磁気
光学効果を示すので、再生信号量が確保できれば、光ビ
ームの径より小さい記録ビットの再生が行なえ、記録密
度を著しく高めることができる。
【００２９】尚、読み出し層３は、上記Ｇｄ
０．２８（Ｆｅ０．８Ｃｏ０．２）０．７２に限定され
るものではなく、例えばＧｄ０．２５Ｃｏ０．７５を使
用してもよい。この場合、上記実施例の効果に加えて、
Ｇｄ０．２５Ｃｏ０．７５がＧｄ０．２８（Ｆｅ０．８
Ｃｏ０．２）０．７２に比べ保磁力が小さいため、記録
時に外部磁界に対する外乱要因を小さくでき、記録ビッ
トの形状がスムースになる。
【００３０】〔実施例２〕 本発明の他の実施例を図１０ないし図１３を用いて説明
すれば以下の通りである。尚、実施例１と同様の機能を
有する部材には同じ部材番号を付与し、その説明を省略
する。
【００３１】本実施例の光磁気記録媒体は、実施例１の
読み出し層３及び記録層４の代わりに、（Ｇｄ０．８Ｔ
ｂ０．２）０．３５Ｆｅ０．６５を使い、読み出し層と
記録層とを１層の記録層１３で動作させるものである。
すなわち、図１０に示すように、光磁気ディスクは、基
板１、透明誘電体膜２ａ、記録層１３、補助磁性層６、
透明誘電体膜２ｂ、オーバーコート１１がこの順に積層
された構成を有している。図１１にＧｄＴｂＦｅの磁気
特性を示す。同図に点線で示すように、本実施例で用い
られている（Ｇｄ０．８Ｔｂ０．２）０．３５Ｆｅ
０．６５は室温で完全に面内磁化を示さず、垂直磁化方
向の成分をもち、情報を記憶している。また、図１２及
び図１３にこの（Ｇｄ０．８Ｔｂ０．２）０．３５Ｆｅ
０．６５に印加される外部印加磁界Ｈｅｘと磁気カー回
転角θＫとの関係を示した。
【００３２】この光磁気ディスクにオーバーライトによ
り記録を行なう時は、実施例１と同様に、光ビーム７の
光強度を変化させ、照射部位の温度を、補助磁性層６の
キュリー温度以上に上昇させるか、または記録層１３の
キュリー温度以上、かつ補助磁性層６のキュリー温度以
下の温度に上昇させる。これにより、記録層１３は垂直
磁化を示し、所定の向き（上向き又は下向き）に移行さ
せられる。光ビーム７が移動し、先の記録ビットの温度
が下がると記録層１３は垂直磁化方向の成分をもちなが
ら面内磁化を示すようになる。
【００３３】再生時には、光ビームが照射され温度Ｔ１
以上に昇温された記録層１３の記録ビットのみが垂直磁
化を示す。従って、昇温された部位からの反射光が光磁
気カー効果を示すことにより、情報が再生される。
【００３４】この構成の光磁気ディスクでは、磁性層が
記録層１３と補助磁性層６の２層で済むため、実施例１
などの３層からなる記録媒体に比べて記録媒体の作製が
容易になる。
【００３５】〔実施例３〕 本発明のさらに他の実施例を図１４を用いて説明すれば
以下の通りである。尚、実施例１と同様の機能を有する
部材には同じ部材番号を付与し、その説明を省略する。
【００３６】本実施例の光磁気ディスクは、基板１、透
明誘電体膜２ａ、読み出し層３、記録層４、補助磁性層
６、スイッチング層１４、初期化磁界層１５、透明誘電
体膜２ｂ、オーバーコート１１がこの順に積層された構
成を有している。この光磁気ディスクは、実施例１の構
成の補助磁性層６の下に、さらにスイッチング層１４と
初期化磁界層１５を加えたものである。
【００３７】即ち、初期化磁界層１５は全ての温度範囲
で保磁力が大きく、その磁化方向は常に一方向に固定さ
れている。また、スイッチング層１４として例えばＴｂ
Ｆｅが用いられ、そのキュリー温度は１２０℃である。
従って、室温では、初期化磁界層１５の磁化方向がスイ
ッチング層１４に転写され、更にスイッチング層１４の
磁化方向が補助磁性層６に転写される。その結果、補助
磁性層６の磁化方向が初期化磁界層１５の向きに揃えら
れることになる。一方、記録時に光ビーム７の照射によ
りスイッチング層１４が昇温されキュリー点以上の温度
になると、初期化磁界層１４の磁界方向が転写されない
ために、補助磁性層６は初期化磁界層１４の磁界方向の
影響を受けることがなくなる。その結果、実施例１と同
様に光ビーム７の光強度により記録層４に記録が行なわ
れる。
【００３８】本実施例の構成の光磁気ディスクでは、ス
イッチング層１４により補助磁性層６を初期化磁界の向
きに揃えることができるので、図１に示した初期化磁界
を印加するための磁界発生装置１２が不要になる。
【００３９】〔実施例４〕 本発明の更に他の実施例を図１５を用いて説明すれば以
下の通りである。
【００４０】本実施例の光磁気ディスクは、実施例２の
補助磁性層６の下に実施例３のスイッチング層１４と初
期化磁界層１５を加えたものである。即ち、該光磁気デ
ィスクは、基板１、透明誘電体膜２ａ、記録層１３、補
助磁性層６、スイッチング層１４、初期化磁界層１５、
透明誘電体膜２ｂ、オーバーコート１１がこの順に積層
された構成を有している。
【００４１】本実施例の構成の光磁気ディスクでは、記
録層と読み出し層が１層で構成されているため２層から
なるディスクより作製が容易になると共に、スイッチン
グ層１４により補助磁性層６を初期化磁界の向きに揃え
ることができるので、図１０に示した初期化磁界を印加
するための磁界発生装置１２が不要になる。
【００４２】
【発明の効果】本発明の光磁気記録媒体は、以上のよう
に、室温において記録層より低い保磁力と記録層より高
いキュリー温度とを有する補助磁性層とを備えた構成で
ある。それゆえ、上記の構成の光磁気記録媒体では、補
助磁性層の磁化を利用したオーバーライト記録が可能と
なるという効果を奏する。
【００４３】また、再生時について説明すると、読み出
し層は、常温では面内磁化を示しており、再生光ビーム
の照射によりその中心部の温度が上昇すると、その温度
が上昇した部分のみ、記録層の磁化が転写され記録層と
同じ磁化方向を示すようにな り、入射光に対して光磁気
効果を示し再生が可能となる。さらに再生光ビームが移
動すると、先の部位の温度は下がり読み出し層は面内磁
化に戻るために、光磁気効果を示さなくなる。
【００４４】つまり、記録密度を光ビームの大きさでは
なく、温度分布により決めることができるので、記録密
度を著しく向上できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光磁気記録媒体に対する記録動作を示
す説明図である。
【図２】本発明の光磁気記録媒体に対する記録動作を示
す説明図である。
【図３】本発明の記録層、読み出し層、補助磁性層それ
ぞれの保磁力の温度依存性を示すグラフである。
【図４】本発明の読み出し層に使用される希土類遷移金
属の磁気状態図である。
【図５】室温から温度Ｔ１における、本発明の読み出し
層に印加される外部磁界と磁気カー回転角との関係を示
す説明図である。
【図６】温度Ｔ１から温度ＴＣにおける、本発明の読み
出し層に印加される外部磁界と磁気カー回転角との関係
を示す説明図である。
【図７】温度ＴＣから温度Ｔ２における、本発明の読み
出し層に印加される外部磁界と磁気カー回転角との関係
を示す説明図である。
【図８】温度Ｔ２から温度Ｔｃｕｒｉｅにおける、本発
明の読み出し層に印加される外部磁界と磁気カー回転角
との関係を示す説明図である。
【図９】本発明の光磁気記録媒体に対する再生動作を示
す説明図である。
【図１０】本発明の他の構成の光磁気記録媒体に対する
記録動作を示す説明図である。
【図１１】図１０の読み出し層に使用される希土類遷移
金属の磁気状態図である。
【図１２】室温から温度Ｔ１における、図１０の読み出
し層に印加される外部磁界と磁気カー回転角との関係を
示す説明図である。
【図１３】温度Ｔ１から温度Ｔｃｕｒｉｅにおける、本
発明の読み出し層に印加される外部磁界と磁気カー回転
角との関係を示す説明図である。
【図１４】本発明の他の構成の光磁気記録媒体に対する
記録動作を示す説明図である。
【図１５】本発明の他の構成の光磁気記録媒体に対する
記録動作を示す説明図である。
【図１６】従来の光磁気ディスクに対する再生動作を示
す説明図である。
【符号の説明】
１ 基板 ３ 読み出し層 ４ 記録層 ５ 記録磁界 ６ 補助磁性層 ７ 記録光ビーム ９ 再生光ビーム １２ 磁界発生装置 １３ 記録層 １４ スイッチング層 １５ 初期化磁界層
フロントページの続き (72)発明者 太田 賢司 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (56)参考文献 特開 平３−93056（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−93058（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−153752（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−86950（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−95745（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G11B 11/10 506

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】情報を光磁気記録する記録層と、室温で面
    内磁化を示す一方、光ビームの照射により所定温度以上
    温度が上昇すると、面内磁化から垂直磁化に移行する読
    み出し層とを備えた光磁気記録媒体において、室温において上記記録層より 低い保磁力と上記記録層よ
    り高いキュリー温度とを有する補助磁性層を備えたこと
    を特徴とする光磁気記録媒体。
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