JP2893089B2 - 光磁気記録方法 - Google Patents

光磁気記録方法

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はオーバーライト可能な光磁気記録方法に関す
る。
〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕
近年、書き換え可能な光記録媒体として、磁気光学効
果を利用した光磁気記録媒体が精力的に研究開発され、
一部では実用化されるに至っている。この光磁気記録媒
体は大容量高密度記録、非接触記録再生、アクセスの容
易さ等の利点に加え、オーバーライト(重ね書き)が可
能という点で文書情報ファイル、ビデオ・静止画ファイ
ル、コンピュータ用メモリ等への利用が期待されてい
る。光磁気記録媒体を磁気ディスクと同等もしくはそれ
以上の性能を持った記録媒体とするためには、いくつか
の技術的課題があり、その中の主要なものの1つに、オ
ーバーライト技術がある。現在提案されているオーバー
ライト技術は、記録の方法により磁界変調方式と光変調
方式(マルチビーム方式、2層膜方式等)に大別され
る。
磁界変調方式は記録情報に応じて印加磁界の極性を反
転させて記録を行う方式である。この方式では、磁界の
反転を高速で行わなくてはならないため、浮上タイプの
磁気ヘッドを用いる必要があり、媒体変換が困難であ
る。
一方、光変調方式は記録情報に応じて照射レーザビー
ムをオン・オフあるいは強度変調させて記録を行う方式
である。この方式のうちマルチビーム方式は、2〜3個
のレーザビームを用い、磁界の方向を1回転毎に反転さ
せてトラック毎に記録/消去を行う擬似オーバーライト
方式であるが、装置構成が複雑化し、コストアップを招
くなどの欠点を有している。また、2層膜方式は光磁気
記録媒体の記録層を2層膜とし、オーバーライトを達成
しようとするもので、例えば特開昭62−175948号公報等
に開示されている。同公報に記録されている方式は、例
えばTbFeからなるメモリ層とTbFeCoからなる補助層との
2層膜の記録層を備えた光磁気記録媒体を用い、初期化
を行った後、外部磁界の印加とパワーの異なるレーザビ
ームの照射によりオーバーライトを実現しようとするも
のである。すなわち、この方式では、記録に先立ち予め
初期化用磁界により補助層の磁化を一方向に揃え、高出
力レーザビームを照射して媒体温度TをTTC2(TC2
補助層のキュリー温度)なる温度迄昇温させ、記録用磁
界(初期化用磁界と反対方向)を印加して補助層の磁化
を反転させ、媒体が冷却される際にその磁化をメモリ層
に転写させることにより記録を行い、また、低出力レー
ザビームを照射して媒体温度をTC1T<TC2(TC1はメ
モリ層のキュリー温度)なる温度迄昇温させ、補助層の
磁化方向をメモリ層に転写させることにより消去を行
う。このように、この方式では、補助層の磁化を一方向
に揃える初期化に4KOe程度の大きな初期化用磁界を用い
ているため、消費電力が大きくなる上、媒体の記録状態
の安定性への影響が懸念される。
本発明は以上のような従来技術の欠点を解消し、媒体
構成が簡単で、初期化用磁界が小さく、単一レーザビー
ムで信頼性良くオーバーライトできる光磁気記録方法を
提供することを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的を達成するため、本発明によれば、垂直磁気
異方性を示す強磁性膜からなるメモリ層と、補償温度が
室温以下にある希土類−遷移金属系アモルファス磁性膜
からなる補助層とを積層した2層膜からなり、かつ、メ
モリ層のキュリー温度をTC1,補助層のキュリー温度をT
C2としたときにTC1<TC2なる関係を満足する記録層を有
する光磁気媒体を用い、記録時には媒体温度が補助層の
キュリー温度TC2付近迄昇温するような高いパワーのレ
ーザビームを照射するとともに外部磁界Hexを印加し、
消去時には媒体温度がメモリ層のキュリー温度TC1付近
迄昇温するような低いパワーのレーザビームを照射する
とともに記録時と同じ外部磁界Hexを印加し、かつ、補
助層の磁化を一方向に揃える初期化を、記録あるいは消
去後の媒体温度降下時にTroom<Tini<TC1(Troomは室
温)の温度範囲内で Hc1>Hc2>δw/2Msh Hc1:メモリ層の保磁力 Hc2:補助層の保磁力 δw:メモリ層、補助層間の磁壁エネルギー Ms:補助層の飽和磁化 h:補助層の膜厚 の条件を満足する温度Tini下に初期化磁界Hiniを印加す
ることを特徴とするオーバーライト可能な光磁気記録方
法が提供される。
以下本発明を図面に基づき詳述する。
本発明の光磁気記録媒体は記録層が垂直磁気異方性を
示す強磁性膜からなるメモリ層と、補償温度が室温以下
にある希土類−遷移金属系アモルファス磁性膜からなる
補助層とを積層してなる。第1図にこのような光磁気記
録媒体の一構成例を示す。この記録媒体は、ガラス、プ
ラスチック、セラミックスなどからなる透明支持体1上
にSi3N4、SiO、SiO2などからなる保護膜2(膜厚100Å
〜5000Å)を設け、その上に垂直磁気異方性を示す強磁
性膜3(膜厚100Å〜5000Å)を設け、その上に補償温
度Tcompが室温以下にある希土類−遷移金属系アモルフ
ァス磁性膜4(膜厚100Å〜10000Å)を設け、さらにそ
の上にSi3N4、SiO、SiO2などからなる保護膜5(膜厚10
0Å〜5000Å)を設けて構成される。各膜はスパッタ
法、蒸着法、イオンプレーティング法等により形成する
ことができる。強磁性膜3は例えばTb−Fe,Gd−Fe,Dy−
Fe,Gd−Tb−Fe,Tb−Dy−Fe,Gd−Dy−Fe,Tb−Fe−Co,Gd
−Fe−Co,Dy−Fe−Co,Tb−Dy−Fe−Co,Gd−Tb−Fe−Co
などの希土類−遷移金属系アモルファス膜、あるいはMn
−Bi,Mn−Cu−Bi,Coスピネルフェライト,Baフェライト
などの多結晶膜により構成することができる。希土類−
遷移金属系アモルファス磁性膜4の材料としては、Tb−
Fe,Gd−Fe,Dy−Fe,Cd−Tb−Fe,Tb−Dy−Fe,Gd−Dy−Fe,
Tb−Fe−Co,Gd−Fe−Co,Dy−Fe−Co,Tb−Dy−Fe−Co,Gd
−Tb−Fe−Co等を用いることができる。これら強磁性膜
3及び希土類−遷移金属系アモルファス磁性膜は第2図
に示す如き熱磁気特性(保持力Hc及び飽和磁化Msの温度
依存性)を有している必要がある。また、強磁性膜3の
キュリー温度をTC1、希土類−遷移金属系アモルファス
磁性膜4のキュリー温度をTC2とするとTC1<TC2という
関係を満足する必要がある。
なお、本発明において使用される光磁気記録媒体の層
構成は第1図に示すものに限定されるものでなく種々の
変形、変更が可能であり、例えば保護膜5の上に反射膜
を設けても良いし、保護膜2,5を適当に除いても良い。
次に、上記光磁気記録媒体を用いた光磁気記録方法に
ついて説明する。
記録は、高いパワーのレーザビームを記録すべき部分
に照射して媒体温度を希土類−遷移金属系アモルファス
磁性膜4のキュリー温度TC2付近迄上げるとともに、外
部磁界Hexを印加して行う(第3図(a))。当該記録
すべき部分の磁化は通常の媒体駆動状態において強磁性
膜3が上向き(または下向き)で希土類−遷移金属系ア
モルファス磁性膜4が上向きであったものが、高いパワ
ーのレーザビーム照射によりTC2付近迄昇温するため強
磁性膜3では磁化が消失し、希土類−遷移金属系アモル
ファス磁性膜4では上向きの大きさが小さい磁化とな
る。そしてこの時、外部磁界Hexが下向きに印加される
ことからその磁化は反転され、下向きとなり、この下向
きの磁化は、冷却の過程でTC1付近になったとき強磁性
膜3の方へ転写され、そのまま保持される。
消去は、記録時より低いパワーのレーザビームを消去
すべき部分に照射して媒体温度を強磁性膜3のキュリー
温度TC1付近迄上げるとともに、外部磁界Hexを印加して
行う(第3図(b))。媒体温度がTC1付近になるとあ
らかじめ初期化されて上向きになっている希土類−遷移
金属アモルファス磁性膜4の磁化の大きさは下向きにな
っている強磁性膜3の磁化の大きさより大きくなる(希
土類−遷移金属アモルファス磁性膜4の保磁力HC2の大
きさは外部磁界Hexの大きさより大)ため、希土類−遷
移金属アモルファス磁性膜4の磁化が強磁性膜4に転写
され、強磁性膜3の磁化が上向きとなり、消去がなされ
る。
本発明では上記のようにして消去を行うため、希土類
−遷移金属アモルファス磁性膜4の飽和磁化Msは温度に
対して(特にTC1付近迄は)あまり変化しない特性を持
つことが望ましい。特にドライブ装置内の温度上昇など
により、記録、再生、消去などの各条件が変化すること
は極力避けなければならない。一般に、補償温度Tcomp
が室温以下にある磁性膜の飽和磁化Msの温度変化は第2
図の破線で示すようにそのキュリー温度(TC2)付近を
除いて小さく、補償温度Tcompが室温以上にある磁性膜
では補償温度Tcompで飽和磁化Msがゼロとなるため温度
変化が大きい。この点のみからすると、単純に補償温度
Tcompが室温以下にある希土類−遷移金属アモルファス
磁性膜を補助層に用いることで所期の目的を達成し得る
と考えられる。ところが、この磁性膜では保磁力HCの温
度変化が飽和磁化Msより大きくなり、しかも室温付近で
保磁力HCは大きくなる。これは、従来のように室温で初
期化するときには、かなり大きな初期化用磁界Hiniを必
要とする。そこで、本発明では、補助層として希土類−
遷移金属アモルファス磁性膜を用いるとともに該補助層
の磁化の初期化を、記録/消去後の媒体温度降下時に、
すなわち媒体温度がTroom<Tini<TC1なる温度Tiniの時
に、第3図(a)に示すように、初期化用磁界Hini(印
加方向は外部磁界Hexとは反対の方向)を用いて希土類
−遷移金属アモルファス磁性膜4の磁化を上向きに揃え
ることにより行うことで、初期化用磁界が小さくてすむ
ようにしている。この初期化温度Tiniの時、強磁性膜3
と希土類−遷移金属アモルファス磁性膜4の磁気特性は
次のような条件を満たしている必要がある。
ここで、HC1は強磁性膜3の保磁力、HC2は希土類−遷
移金属アモルファス磁性膜4の保磁力、δwは両膜3,4
間の磁壁エネルギー、Msは希土類−遷移金属アモルファ
ス磁性膜4の飽和磁化を示し、これらはいずれもTiniで
の値であり、hは希土類−遷移金属アモルファス磁性膜
4の膜厚である。
また、再生は媒体温度がTC1以下となるパワーレベル
(記録・消去時より小)のレーザビームを照射すること
により行われる。
〔実施例〕
次に本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本
発明はここに例示の実施例に限定されるものではない。
グループ付きポリカーボネート基板(直径130mm)の
上にrf2元マグネトロンスパッタ法により下記の膜を真
空中で順次積層し、記録媒体を得た。
保護膜:Si3N4膜(1000Å) 強磁性膜:Tb0.21(Fe0.92CO0.080.79膜(500Å) 希土類−遷移金属アモルファス磁性膜: Tb0.19(Fe0.85CO0.150.91膜(1500Å) 保護膜:Si3N4膜(1000Å) 強磁性膜のキュリー温度TC1並びに希土類−遷移金属
アモルファス磁性膜のキュリー温度TC2及び補償温度Tco
mpは次の通りであった。
TC1=160℃ TC2=260℃ Tcomp<Troom 以上のようにして得た記録媒体を線速10m/秒で駆動さ
せ、記録/消去ヘッドの進行方向側の隣りに初期化用磁
石(初期化用磁界Hini=2KOe)を設け、また外部磁界He
x=400 Oe(記録時と消去時ともに同一方向)とし、記
録時、消去時及び再生時で以下のように照射レーザパワ
ーを変化させて1MHzの信号を記録再生し、記録/再生特
性の評価を行った。
記録時のレーザパワー:8mW 消去時のレーザパワー:5mW 再生時のレーザパワー:1mW また、初期化は記録/消去後の温度降下の際、媒体温
度が100℃になった時に2KOeの初期化用磁界を印加して
行った。その結果、C/N比は48dBであった。さらに、該
記録媒体上に同一条件で2MHzの記録周波数でオーバーラ
イトを実施しところ、C/N比47dBで良好な値を示した。
なお、記録時、消去時及び再生時のレーザービーム照射
による媒体の昇温度はそれぞれ260℃、160℃及び30℃で
あった。
〔発明の効果〕
本発明によれば、前記構成としたことにより、保存安
定性に優れ、信頼性が高く、媒体設計の容易なオーバー
ライトのできる光磁気記録方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明において用いられる光磁気記録媒体の層
構成を示す断面図、第2図は上記光磁気記録媒体の強磁
性膜及び希土類−遷移金属アモルファス磁性膜の保磁力
HC及び飽和磁化Msの温度特性を示す図、第3図は初期化
時、記録時及び消去時における磁化状態を示す図であ
る。 1……支持体 2,5……保護膜 3……強磁性膜(メモリ層) 4……希土類−遷移金属系アモルファス磁性膜(補助
層)
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−78079(JP,A) 特開 昭63−291237(JP,A) (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】垂直磁気異方性を示す強磁性膜からなるメ
    モリ層と、補償温度が室温以下にある希土類−遷移金属
    系アモルファス磁性膜からなる補助層とを積層した2層
    膜からなり、かつ、メモリ層のキュリー温度をTc1,補
    助層のキュリー温度をTc2としたときにTc1<Tc2なる関
    係を満足する記録層を有する光磁気記録媒体を用い、記
    録時には媒体温度が補助層のキュリー温度Tc2付近迄昇
    温するような高いパワーのレーザビームを照射するとと
    もに外部磁界Hexを印加し、消去時には媒体温度がメモ
    リ層のキュリー温度Tc1付近迄昇温するような低いパワ
    ーのレーザビームを照射するとともに記録時と同じ外部
    磁界Hexを印加し、かつ、補助層の磁化を一方向に揃え
    る初期化を、記録あるいは消去後の媒体温度降下時にTr
    oom<Tini<Tc1(Troomは室温)の温度範囲内で Hc1>Hc2>δw/2Msh Hc1:メモリ層の保磁力 Hc2:補助層の保磁力 δw:メモリ層、補助層間の磁壁エネルギー Ms:補助層の飽和磁化 h:補助層の膜厚 の条件を満足する温度Tini下に初期化磁界Hiniを印加す
    ることを特徴とするオーバーライト可能な光磁気記録方
    法。
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