JP2814604B2 - 記録再生方法 - Google Patents

記録再生方法

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JP2814604B2 JP23028989A JP23028989A JP2814604B2 JP 2814604 B2 JP2814604 B2 JP 2814604B2 JP 23028989 A JP23028989 A JP 23028989A JP 23028989 A JP23028989 A JP 23028989A JP 2814604 B2 JP2814604 B2 JP 2814604B2
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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、磁気光学効果を利用してレーザー光等によ
り情報の記録・再生を行う記録再生方法に関し、特に記
録・再生波長の短波長化に関する。
〔発明の概要〕
本発明は、Co層とPt層および/またはPd層とが交互に
積層された人工格子膜を記録層とする光磁気記録媒体に
対し、波長600nm以下の光を使用して記録・再生を行う
ことにより、光磁気記録における高記録密度化,高速
化,CN比の向上を可能とするものである。
〔従来の技術〕
近年、書換え可能な高密度記録方式として、半導体レ
ーザー光等の熱エネルギーを用いて磁性薄膜に磁区を書
き込んで情報を記録し、磁気光学効果を用いてこの情報
を読み出す光磁気記録方式が注目されている。
この光磁気記録方式に使用される記録材料としては、
Gd,Tb,Dy等の希土類元素とFe,Co等の遷移元素とを組み
合わせた非晶質合金膜(以下、RE−TM膜と称する。)が
代表的なものである。RE−TM膜は、フェリ磁性である
ために、キュリー点よりかなり低い温度領域でも磁化が
小さく,また垂直異方性エネルギーが大きいので高密度
記録に必要な垂直磁化膜となり易い、非晶質であるた
め媒体ノイズが小さい、カー回転角θが比較的大き
い、キュリー点が低く(150〜200℃),記録・消去パ
ワーを市販の半導体レーザー(20〜40mW)で実現できる
等の数々の利点を有している。特に希土類元素としてTb
を含むTbFeCo膜,GbTbFe膜等は垂直磁気異方性が大き
く、研究報告例も多い。
ところで、高度情報化社会の要望に対応して光磁気記
録媒体の記録容量を媒体の体積を増すことなく増大させ
るためには、記録密度の向上が必須となる。記録密度
は、光源からの光(主としてレーザー光)をレンズで絞
ったときの媒体面上におけるビームスポット径が小さい
ほど高くなる。このビームスポット径を小さくする手段
としては、レンズの開口数を大きくする方法と、光源か
らの光を短波長化する方法とがある。しかし、開口数の
大きなレンズを低収差に,安価に,軽量に製造すること
が極めて困難であることを考えると、光の短波長化の方
が早期実現性が高い方法と言える。
かかる背景から、光源としても、従来のGaAsAl系化合
物に代表されるIII−V族化合物半導体レーザーをよう
に近赤外領域の光を放出する光源に代わり、より短波長
の光を放出できる光源の開発が進められている。たとえ
ばZn−Se系化合物に代表されるII−VI族化合物を利用し
た青色LED(発光ダイオード),さらにはレーザー素子
の開発が進められている。あるいは、レーザー光の波長
を一挙に半減させることにより、たとえば従来の半導体
レーザーを励起源として青色ないし近紫外域の光を得る
ことが可能な第二高調波発生素子の開発も盛んである。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところで、記録再生溶の光が短波長化されれば、当然
のことながら光磁気記録媒体にもかかる波長帯域におけ
る特性が良好であることが要求される。
しかしながら、従来のRE−TM膜には光が短波長となる
につれてカー回転角θと反射率Rが単調に減少し、実
用上十分な記録再生速度やCN比が達成できないという問
題があった。
そこで本発明は、短波長域における優れた磁気光学特
性を利用することができる記録再生方法の提供を目的と
する。
〔課題を解決するための手段〕
本発明者らは、上述の目的を達成するために鋭意検討
を重ねた結果、Co層とPt層および/またはPd層とが交互
に積層された人工格子膜を記録層とする光磁気記録媒体
が600nm以下の短波長域において極めて優れた磁気光学
特性を発揮することを見出し、本発明を完成するに至っ
たものである。
すなわち、本発明にかかる記録再生方法は、Co層とPt
層および/またはPd層とが交互に積層された人工格子膜
を記録層とする光磁気記録媒体に対し、波長600nm以下
の光を使用して記録・再生を行うことを特徴とするもの
である。
まず、本発明の記録再生方法で使用される光磁気記録
媒体は、Co層とPt層および/またはPb層とが交互に積層
された人工格子膜を記録層とするものである。上記人工
格子膜は、具体的にはCo層とPt層を交互に積層したCo−
Pt系人工格子膜、Co層とPd層を交互に積層したCo−Pd系
人工格子膜、およびCo層,Pt層,Pd層(ただし、後二者は
Pt−Pd合金層としても良い。)を任意の順序にて積層し
たCo−Pt−Pd系人工格子膜のいずれかである。
いずれの場合にも人工格子膜の全厚は、実用上必要十
分な磁気光学特性を達成する観点から、50〜400Åとす
ることが望ましい。
さらに、Co−Pt系人工格子膜においてはCo層の層厚を
2〜8Å,Pt層の層厚は3〜40Å、またCo−Pd系人工格
子膜においてはCo層の層厚を1〜9Å,Pd層の層厚を2
〜40Åに選ぶことが望ましい。これらの層厚の範囲は、
磁気光学特性を最適化する観点から設定されたものであ
り、いずれの場合にも上記範囲外では満足な特性は得ら
れない。
なお、上述の各人工格子膜は各金属層の界面が互いに
入り乱れずに平坦に形成された、いわゆる超格子構造と
されていることが理想的であるが、界面にやや乱れを生
じながらも全体としては一定の周期を保って組成が変動
する組成変調構造を有するものであっても良い。たとえ
ば、上述の金属層の層厚の範囲をみると、各金属の金属
結合半径(Co=1.25Å,Pb=1.38Å,Pt=1.39Å)から考
えて下限が1原子分に満たない場合があるが、これも組
成変調構造を考慮した結果である。
上記人工格子膜は、最も一般的にはスパッタリングに
より作成される。スパッタリングの際の蒸発源は、Co−
Pt系,Co−Pd系のような二元系の人工格子膜を作成する
場合には、各金属成分について独立に用意する必要があ
る。また、Co−Pt−Pd系のような三元系の人工格子膜を
作成する場合には、各成分金属について独立に蒸発源を
用意する方法の他、特にPdおよびPtに関してこれらを組
み合わせて合金蒸発源とする方法や、どちらか少ない方
の成分のチップを多い方の成分のターゲットの上に載置
した複合蒸発源とする方法が考えられる。
上記人工格子膜の成膜方法としては、上述のスパッタ
リング以外にも、真空蒸着や分子線エピタキシー(MB
E)等が適用できる。
さらに、上記人工格子膜を基板上に成膜するに先立
ち、必要に応じて金属下地膜を成膜しても良く、これに
より人工格子膜の膜質を制御し、カー回転角θを増大
させることができる。この場合の金属下地膜としては、
面心立方構造を有し、格子定数が人工格子膜を構成する
金属層に近似しているものが好ましい。
本発明では、上述のような人工格子膜を記録層として
有する光磁気記録媒体に対する記録・再生を、波長600n
m以下の光を使用して行う。かかる光を得る手段として
は、相応のボンドギャップエネルギーを有する半導体を
用いてレーザー素子を構成するか、あるいは従来使用さ
れている半導体レーザー素子と第二高調波発生素子を組
み合わせること考えられる。
〔作用〕
本発明の記録再生方法では、記録層がCo層とPt層およ
び/またはPd層を交互に積層した人工格子膜からなる光
磁気記録媒体が使用される。上記人工格子膜は。従来光
源として一般に使用されている半導体レーザーの波長域
である780〜850nmにおいても優れた磁気光学特性を示
す。しかし、600nm以下ではRE−TM膜の磁気光学特性が
著しく低下するのに対し、上記人工格子膜ではほぼ一
定,もしくは若干増大する傾向が認められ、RE−TM膜と
比べでCN比の高い再生が可能となる。したがって、短波
長の光を利用した高品位な高密度記録・再生が可能とな
る。
〔実施例〕
以下、本発明の好適な実施例について実験結果にもと
づいて説明する。
まず、以下の各製造例において、サンプルディスクA
〜サンプルディスクEを製造した。
製造例1 本製造例は、ガラス基板上にCo−Pt系人工格子膜を二
元同時マグネトロン・スパッタリングにより成膜し、サ
ンプルディスクを製造した例である。
まず、マグネトロン・スパッタリグ装置のチャンバー
内に100mm径のCoターゲットとPtターゲット、およびこ
れらのターゲットと対向する位置にガラス基板を設置し
た。続いてバックグラウンド真空度を5×10-7Torr,ア
ルゴンガス圧を5×10-3Torrとし、ガラス基板を水冷し
ながらCoについては直流スパッタリング(投入パワー:
0.2〜1A,300V)、Ptについては直流スパッタリング(投
入パワー:0.2〜1A,300V),もしくは高周波スパッタリ
ング(投入パワー:200〜500W)を行い、層厚5ÅのCo層
と層厚8ÅのPt層を交互に積層して全厚150ÅのCo−Pt
系人工格子膜を成膜し、サンプルディスクAとした。
製造例2 Co−Pt系人工格子膜の全厚を320Åとした以外は、製
造例1と同様の方法によりサンプルディスクBを製造し
た。
製造例3 本製造例は、ガラス基板上にCo−Pd系人工格子膜を二
元同時マグネトロン・スパッタリングにより成膜し、サ
ンプルディスクを製造した例である。
まず、マグネトロン・スパッタリング装置のチャンバ
ー内に100mm径のCoターゲットとPtターゲット、および
これらのターゲットと対向する位置にガラス基板を設置
した。続いてバックグラウンド真空度を5×10-7Torr,
アルゴンガス圧を5×10-3Torrとし、ガラス基板を水冷
しながらCoについては直流スパッタリング(投入パワ
ー:0.2〜1A,300V)、Pdについては直流スパッタリング
(投入パワー:0.2〜1A,300V),もしくは高周波スパッ
タリング(投入パワー:200〜500W)を行い、層厚5Åの
Co層と層厚8ÅのPd層を交互に積層して全厚150ÅのCo
−Pd系人工格子膜を成膜し、サンプルディスクCとし
た。
製造例4 本製造例では、比較のためにガラス基板上にTbFeCo系
非晶質合金膜を二元同時スパッタリングにより成膜し、
サンプルディスクを製造した例である。
すなわち、スパッタリング装置のチャンバー内に100m
m径のTbターゲットとFeCo合金ターゲット、およびこれ
らのターゲットと対向する位置にガラス基板を設置し
た。続いてバックグラウンド真空度を5×10-7Torr,ア
ルゴンガス圧を3×10-3Torrとし、ガラス基板を水冷し
ながら膜厚2000ÅのTb22Fe67Co11膜を成膜し、サンプル
ディスクDとした。
製造例5 本製造例では、さらなる比較のためにガラス基板上に
TbFe系非晶質合金膜を二元同時スパッタリングにより成
膜し、サンプルディスクを製造した例である。
すなわち、スパッタリング装置のチャンバー内に100m
m径のTbターゲットとFeターゲット、およびこれらのタ
ーゲットと対向する位置にガラス基板を設置した。続い
てバックグラウンド真空度を5×10-7Torr,アルゴンガ
ス圧を3×10-3Torrとし、ガラス基板を水冷しながら膜
厚2000ÅのTb24Fe76膜を成膜し、サンプルディスクEと
した。
以上の各製造例において作成されたサンプルディスク
A〜サンプルディスクEについて、記録層の成膜後ただ
ちに該記録層側から近紫外域〜近赤外域の種々の波長の
光を照射し、カー回転角θと反射率Rを測定し、さら
にこれらの値にもとづいて性能指数R1/2・θを算出
した。この性能指数はSN比に比較し、ひいてはCN比の良
否を判断する目安となるものである。結果を第1図に示
す。図中、縦軸は性能指数R1/2・θ、横軸は記録再
生光の波長(nm)をそれぞれ表し、曲線Aないし曲線E
はそれぞれサンプルディスクAないしサンプルディスク
Eの特性に対応している。
この図より、まずサンプルディスクA(記録層:Co−P
t人工格子膜)およびサンプルディスクB(記録層:Co−
Pt人工格子膜)は測定波長帯域の全域にわたって高い性
能指数を示すことが明らかである。特に、青色波長域
(400〜450nm)では近赤外領域における値と同等以上の
性能指数が得られた。また、サンプルディスクC(記録
層:Co−Pd人工格子膜)では近赤外領域から赤色領域に
かけては後述のサンプルディスクD(記録層:Tb22Fe67C
o11膜)にやや劣るものの、より低波長側ではむしろ性
能指数が向上し、短波長記録には適していることがわか
る。
これに対し、比較となるサンプルディスクDおよびサ
ンプルディスクE(記録層はTb24Fe76膜)では、いずれ
も波長が短くなるにつれてほぼ単調に性能指数が低下し
た。これらのディスクの400nmにおける性能指数は800nm
における値の約半分であり、さらに400nmにおけるサン
プルディスクAおよびサンプルディスクBの値の約1/3
であった。
上述の結果から、サンプルディスクAないしサンプル
ディスクCは、600nm以下の記録再生光を利用する適当
な周辺光学系と組み合わされた場合に、極めて良好な光
磁気記録システムを構成できることが明らかである。
〔発明の効果〕
以上の説明からも明らかなように、本発明にかかる記
録再生方法は、Co層とPt層および/またはPd層とが交互
に積層された人工格子膜を記録層とする光磁気記録媒体
を使用し、これに波長600nm以下の光を放出する光源、
およびかかる波長域にて好適な性能を発揮する周辺光学
系を組み合わせて構成されるものであり、高記録密度,
高CN比の光磁気記録を可能とするものである。
【図面の簡単な説明】
第1図はCo−Pt系人工格子膜,Co−Pd系人工格子膜,TbFe
Co系非晶質合金膜,TbFe系非晶質合金膜をそれぞれ記録
層とする光磁気記録媒体の性能指数の波長依存性を示す
特性図である。
───────────────────────────────────────────────────── 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

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】Co層とPt層および/またはPd層とが交互に
    積層された人工格子膜を記録層とする光磁気記録媒体に
    対し、波長600nm以下の光を使用して記録・再生を行う
    ことを特徴とする記録再生方法。
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JP2738785B2 (ja) * 1991-06-27 1998-04-08 三菱電機株式会社 光磁気記録再生装置
US6163509A (en) * 1996-07-11 2000-12-19 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Magneto-optical recording medium and magneto-optical recorder using the medium

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