JP3055807B2 - 光磁気媒体 - Google Patents

光磁気媒体

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JP3055807B2
JP3055807B2 JP3005013A JP501391A JP3055807B2 JP 3055807 B2 JP3055807 B2 JP 3055807B2 JP 3005013 A JP3005013 A JP 3005013A JP 501391 A JP501391 A JP 501391A JP 3055807 B2 JP3055807 B2 JP 3055807B2
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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、重ね書きが可能な光磁
気媒体に関する。
【0002】
【従来の技術】光磁気記録技術は書き換え可能型光メモ
リ技術として実用化、もしくは研究開発されている。そ
の原理は次の通りである。まず記録は、膜面に対して垂
直な方向に磁化容易軸を有する光磁気記録層に記録レー
ザ光を照射して加熱することにより加熱部の保持力を低
下させて、保持力が低下した部分の磁化を記録磁界の向
きに向けて記録する。再生は、画像偏光の再生レーザ光
を照射し、これによって生じる磁気光学効果を利用する
ことにより行う。消去は、消去レーザ光を照射して加熱
することにより加熱部の保持力を低下させて、保持力が
低下した部分の磁化を消去磁界の向きに向けて消去す
る。
【0003】従来の光記録技術においては、記録磁界と
消去磁界の向きは逆向きであるか、同向きでも少なくと
も値が異なっていなければ記録消去動作を行うことがで
きなかったので、外部磁界を高速に変調する磁界変調方
式以外にはデータの重ね書き機能が得られなかった。
【0004】近年、記録磁界と外部磁界(Hex)が同向
きで大きさも同じに設定した条件下でも、記録レーザパ
ワー(PW )と消去レーザパワー(PE )を変えること
によって重ね書きができる光変調オーバーライト技術が
幾つか提案されている。これらの光変調オーバーライト
技術の中で本発明に直接関連がある技術について、その
技術課題を明らかにする目的で概略を説明する。
【0005】図5は従来技術に基づく光変調オーバーラ
イト可能な光磁気媒体の断面構成図である。図5におい
て、1は記録層、2はバイアス層、3は中間層、4は干
渉層、5は保護層、6は基板、7は外部磁界(Hex)供
給源、8はレーザビームである。
【0006】図6は記録層1の磁化(MSR)の膜温度
(T)特性、バイアス層2の磁化(MSB)のT特性、M
SB―T特性とレーザ照射時のバイアス層の熱分布に起因
してバイアス層外部に発生するバイアス磁界(HB )の
T特性の特性図であり、Taはメモリ保持温度、TCR
記録層1のキューリー点、TCBはバイアス層2のキュー
リー点である。
【0007】図6の特性を示す図5の媒体を用いた光変
調オーバーライトは、例えば次のようにして実施され
る。図7はオーバーライト動作を行う時の光パワーレベ
ル(P)と時刻(t)との関係を示す図であり、記録パ
ワーレベル(PW )、消去パワーレベル(PE )、再生
パワーレベル(PR )の3段階のパワーを設定する。
【0008】図8は各パワーレベルの光ビーム照射時の
記録層1とバイアス層2の磁化状態を示す図である。H
exは図8には示していないが、膜の特性に応じて必要で
あればHexは印加され、印加される場合その向きは膜の
特性に応じて上向きにも下向きにも設定される。適切な
exが印加された場合には、一定のHex印加の元で図8
に示した“0”状態と“1”状態の間の遷移が全て実現
される。
【0009】“0”→“1”の遷移はPW 光照射によっ
て記録層1、バイアス層2共にキューリー点以上に加熱
することで達成でき、加熱状態で記録方向に大きなHB
が記録層1に対して供給されるので記録層1に大きな反
転磁区が形成される。“1”→“0”の遷移はPE 光照
射によって記録層1をキューリー点TCR近傍に加熱し、
バイアス層2はそのキューリー点TCB未満でMSBがTに
対して余り変化していない温度に加熱して、加熱状態で
殆どHB が記録層1に供給されないようにし、Hexある
いは記録層の磁区収縮力によって反転磁区が消滅する。
また、図8では“1”→“0”の遷移を説明するため
に、PE の下に示されている図中の記録層1に反転磁区
があるが、“0”→“0”の遷移は最初から反転磁区が
存在しない状態にPE 光を照射するだけなので、“0”
→“0”の遷移の場合には反転磁区は存在しない。
“1”→“1”の遷移は図示した通りである。
【0010】このように、HB にパワーに対する選択性
を付与することで光変調オーバーライトが可能となる。
しかしながら、Hexやバイアス層2自身の自己漏洩磁界
の向きにもよるが、TaもしくはPW を高く設定しすぎ
るとバイアス層2自身が反転してしまい、1回反転する
とPE 、PR 光照射時にも下向きに比較的大きなHB
供給されてしまうので、2回目からはオーバーライトが
できなくなってしまう。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の光磁気記録媒体では2回目からオーバーライトができ
なくなってしまうという問題があった。本発明は上記の
問題を鑑みてなされたもので、バイアス層がオーバーラ
イト後も初期磁化方向を保持でき、繰り返して安定した
オーバーライト動作が可能な光磁気媒体を提供すること
を目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明は、記録層と、この記録層に静磁的に結合さ
れたバイアス層とを有する光磁気媒体であって、前記バ
イアス層は主バイアス層の第1バイアス層とこの第1バ
イアス層の磁化状態を保持するための第2バイアス層と
を有する交換結合多層膜であり、前記バイアス層内の界
面磁壁エネルギー密度をEWB、前記第1バイアス層を構
成する膜の磁化をMSB1 、膜厚をhB1、前記第1バイア
ス層の保持力をHCB1 としたとき、メモリ保持温度Ta
で、下記(1)式を満足することを特徴とする光磁気媒
体を提供する。
【0013】 HCB1 <EWB/(2MSB1B1) ……(1) (1)式の条件を満たすことによって、仮にPW 照射後
の冷却過程においてバイアス層の磁化がキュ−リ−点以
下となって立ち上げる時に反転しても、少なくともTa
においては下記式(2)で表される交換力
【0014】 Hexg1=EWB/(2MSB1B1) ……(2) によって反転して初期状態に復帰する。
【0015】第2バイアス層は第1バイアス層よりも記
録層から見て遠くに配置されることが好ましい。また、
レーザ光は記録層側から入射するのが好ましく、この場
合、第2バイアス層は第1バイアス層に比べれば昇温し
にくいが、第2バイアス層が反転してしまっては意味が
ないので、第2バイアス層のキューリー点は第1バイア
ス層のキューリー点よりも高い方が好ましい。バイアス
層は最低限2層あれば良く、本発明の主旨を逸脱しない
範囲において3層以上の多層でもかまわない。
【0016】
【作用】本発明の光磁気媒体によれば、オーバーライト
動作、特に記録動作時にPW を大きくしても,Hexの向
き、HB の向きにかかわらずバイアス層が反転しない
か、もしくは一時的に反転してもTaにおいては初期磁
化状態に復帰するので、繰り返して安定なオーバーライ
トができる。
【0017】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。
【0018】図1は本発明の一実施例に係る光磁気媒体
の断面構成図である。図1において、1は記録層、21
は主バイアス層の第1バイアス層、22は主バイアス層
の磁化状態を保持するための第2バイアス層、3は中間
層、4は干渉層、5は保護層、6は基板、7は外部磁界
供給源、8はレーザビームを示している。
【0019】図2は図1の光磁気媒体に用いられる記録
層1の磁化(MSR)の膜温度(T)特性、第1バイアス
層21の磁化(MSB1 )のT特性、第1バイアス層21
のMSB1 ―T特性とレーザ照射時の第1バイアス層21
の温度分布に起因して第1バイアス層21外部へ発生す
るバイアス磁界(HB )のT特性、第2バイアス層22
の磁化(MSB2 )のT特性を示す特性図であり、Taは
メモリ保持温度、TCRは記録層1のキューリー点、T
CB1 は第1バイアス層21のキューリー点、TCB2 は第
2バイアス層22のキューリー点、TcompB2は第2バイ
アス層22の補償点である。尚、TcompB2がない材料を
選んでも良い。
【0020】図2に示した特性の膜は、例えば記録層1
として膜厚20nmのTb28Fe72膜、第1バイアス層
21として膜厚200nmのTb16(Fe0.9 Co
0.184膜、第2バイアス層として膜厚200nmの
(Gd0.5 Tb0.525(Fe0.9Co0.175膜を用
いると実現でき、各層の形成には例えば多元同時スパッ
タ法を用いることができる。
【0021】第1バイアス層21として膜厚200nm
のTb16(Fe0.9 Co0.184膜を用いた場合、レー
ザ加熱(e-2径が1.35μm)によって第1バイアス
層21のレーザスポット中心における温度がTCB1 に至
った時、スポット中心位置において約700OeのHB
を発生することが計算によって明らかになっている。
【0022】図3は、VSMによって測定した、第1バ
イアス層21と第2バイアス層22とを有する交換結合
2層膜のTaにおける磁化曲線を示す図である。第1バ
イアス層21、第2バイアス層22共に下向きの状態A
から外部磁界を低下させると、VSM測定の外部磁界
が、第1バイアス層21と第2バイアス層22との間の
界面の界面磁壁エネルギーEWBに起因して第1バイアス
層21側に印加される交換力Hexg1
【0023】 Hexg1=EWB/(2MSB1B1) ……(2) から第1バイアス層21の保持力を差し引いた値Hexg1
―HCB1 に至った時に、第1バイアス層21のみが反転
して状態Sに変化した。次に、外部磁界を正方向に切換
えて増加させると、外部磁界が、EWBに起因して第2バ
イアス層22側に印加される交換力Hexg2
【0024】 Hexg2=EWB/(2MSB2B2) ……(3) (但し、MSB2 、hB2はそれぞれ第2バイアス層を構成
する膜の磁化、膜厚を表す)と第2バイアス層22の保
持力HCB2 との和Hexg2+HCB2 に至った時、第2バイ
アス層22が反転して状態Bに変化した。更に、磁界を
Bから低下させると、外部磁界がHexg1―HCB1 に低下
した時、第1バイアス層21が反転してS´状態に変化
した。
【0025】すなわち、Hexg1>HCB1 の条件を満たし
ていると、TaではS又はS´状態が安定点となる。こ
の媒体に対して図7に示すPW 、PE ,PR を設定して
重ね書き動作を行った。
【0026】図4は各パワーレベル光照射時の各層の磁
化分布を模式的に示した図である。図4において、
“0”は未記録状態、“1”は記録状態を示している。
R 照射時には“0”は“0”、“1”は“1”のまま
保存される。PE 光照射時には“0”は“0”に保持さ
れ、“1”は“0”に遷移し、PW 光照射時には“0”
は“1”に遷移し、“1”は“1”に保持される。
【0027】図8に示した従来の光磁気媒体における各
状態間の遷移と比べると、本実施例は図4中段の下の図
で示す“0”→“1”及び“1”→“1”の遷移におけ
る冷却状態に特徴がある。すなわち、PW 光照射時に記
録層1と第1バイアス層21とをそのキューリー点
CR、TCB1 以上に加熱し、第1バイアス層21がT
CB1以上に加熱されることに起因して記録層1の記録方
向へHB を供給し、PE 光照射時に記録層1をキューリ
ー点TCR未満に加熱し、バイアス層21はそのキューリ
ー点TCB1 未満でMSB1 がTに対して余り変化していな
い温度に加熱して、加熱状態で殆どHB が記録層1に供
給されないようにするのは図8と同様であるが、PW
照射時に第2バイアス層22はそのキューリー点TCB2
未満に保持され、第2バイアス層22自身はHexもしく
はHB もしくは第2バイアス層22自身の自己漏洩磁界
によっては反転しない。PW 光照射後の冷却過程におい
て、高温における第1バイアス層21、第2バイアス層
22両層間の交換力が第1バイアス層21の自己漏洩磁
界よりも小さく、このため、TCB1 未満に冷却されるに
伴って第1バイアス層21の磁化が立ち上がってくる際
に反転してしまって界面磁壁が形成されたとしても、よ
り冷却が進んでTa近傍に至った場合、Taの近傍では
【0028】 HCB1 <Hexg1=EWB/(2MSB1B1) ……(4) を満足するので、反転してしまった第1バイアス層21
の磁化は再び第2バイアス層22からの交換力によって
元の状態に復帰する。
【0029】すなわち、(1)式を満たすようなバイア
ス層を設けることにより、記録方向に大きなHexを印加
した場合やPW を高く設定した場合でも、又、第1バイ
アス層21としてバイアス磁界の大きな膜材料を用いた
場合でも、オーバーライト動作後の第1バイアス層21
の磁化状態は自動的に初期状態に復元するので繰り返し
て安定なオーバーライトが可能となり、又、オーバーラ
イト動作条件や、媒体の特に第1バイアス層21、記録
層1の材料選択範囲を拡張することが可能となる。
【0030】上記実施例では、第1バイアス層は補償点
がなくキューリー点が低く、第2バイアス層は補償点が
ありキューリー点が高く、記録層は補償点がなくキュー
リー点が低い場合で、かつHB が記録を助長する方向に
印加される実施態様について述べたが、本発明は上記実
施例以外にも、第2バイアス層ではなく第1バイアス
層、記録層に補償点がある場合や、これらの複数の層に
補償点がある場合、あるいは、キューリー点がレーザ光
照射によって得られる膜温度よりも高い場合、HB が消
去を助長する方向に印加される場合等の様々な実施態様
においても有効であることは自明である。
【0031】
【発明の効果】本発明によれば、バイアス層がオーバー
ライト後も初期磁化方向を保持でき、繰り返して安定し
たオーバーライト動作が可能な光磁気媒体を提供するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例に係る光磁気媒体の断面構
成図。
【図2】 本発明の一実施例に係る光磁気媒体各層の熱
磁気特性を示す特性図。
【図3】 本発明の一実施例に係る光磁気媒体のメモリ
保持温度における磁化曲線を示す特性図。
【図4】 本発明の一実施例に係る光磁気媒体のオーバ
ーライト過程を示す模式図。
【図5】 従来の光磁気媒体の断面構成図。
【図6】 従来の光磁気媒体の熱磁気特性を示す特性
図。
【図7】 オーバーライト時の光照射タイムスケジュー
ルを示す図。
【図8】 従来の光磁気媒体のオーバーライト過程を示
す模式図。
【符号の説明】
1 …記録層 2 …バイアス層 21…第1バイアス層 22…第2バイアス層 3 …中間層 4 …干渉層 5 …保護層 6 …基板 7 …外部磁界供給源 8 …レーザ光
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G11B 11/105 516

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 記録層と、この記録層に静磁的に結合さ
    れたバイアス層とを有する光磁気媒体であって、前記バ
    イアス層は主バイアス層の第1バイアス層とこの第1バ
    イアス層の磁化状態を保持するための第2バイアス層と
    を有する交換結合多層膜であり、前記バイアス層内の界
    面磁壁エネルギー密度をEWB、前記第1バイアス層を構
    成する膜の磁化をMSB1 、膜厚をhB1、前記第1バイア
    ス層の保持力をHCB1 としたとき、メモリ保持温度Ta
    で、下記(1)式を満足することを特徴とする光磁気媒
    体。 HCB1 <EWB/(2MSB1B1) ……(1)
  2. 【請求項2】 前記記録層側から見て前記第2バイアス
    層が前記第1バイアス層よりも遠くに配置されている請
    求項1記載の光磁気媒体。
  3. 【請求項3】 前記第2バイアス層のキューリー点T
    CB2 が前記第1バイアス層のキューリー点TCB1 よりも
    高い請求項1〜2記載の光磁気媒体。
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