JP3539531B2 - 光磁気記録媒体 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光磁気記録再生装置に適用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】
従来から、書き換え可能な光記録媒体として、光磁気記録媒体が実用化されている。このような光磁気記録媒体では、光磁気記録媒体上に集光された半導体レーザから出射される光ビームのビーム径に対して、記録用磁区である記録ビット径及び記録ビット間隔が小さくなってくると、再生特性が劣化してくるという欠点が生じている。
【０００３】
このような欠点は、目的とする記録ビット上に集光された光ビームのビーム径内に隣接する記録ビットが入るために、個々の記録ビットを分離して再生することができなくなることが原因である。
【０００４】
上記の欠点を解消する光磁気記録媒体として、室温において面内磁化状態であり温度上昇と共に垂直磁化状態となる再生層と、記録層と、の間に非磁性中間層を設け、再生層と記録層とが静磁結合した構造の光磁気記録媒体が知られている（特開平６−１５０４１８号公報）。
【０００５】
この光磁気記録媒体では、温度が充分に上昇しておらず面内磁化状態のままである再生層には記録磁区情報が転写されず、温度が上昇した部分の再生層のみが垂直磁化状態となり記録磁区情報が転写されて極カー効果を有するようになる。したがって、面内磁化状態にある部分の記録磁区情報がマスクされることとなり、集光された光ビームのビーム径内に隣接記録ビットが入る場合においても、個々の記録ビットを分離して再生することが可能となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の特開平６−１５０４１８号公報に記載された光磁気記録媒体において、さらに小さい記録ビット径及びさらに小さい記録ビット間隔での再生を安定して行うためには、記録層から発生する漏洩磁界を大きくし、再生層と記録層との静磁結合を強くする必要のあることが確認された。記録層から発生する漏洩磁界の増大は、記録層のキュリー温度を高くすることにより実現することが可能であるが、記録層のキュリー温度を高くすると、記録時の動作温度が高くなり、記録のためにより大きなレーザパワーが必要となるという問題が発生する。
【０００７】
本発明は、上記従来の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、小さい記録ビット径及びさらに小さい記録ビット間隔で記録再生を行った場合においても、記録層から十分な大きさの漏洩磁界が発生し、安定した再生が可能な光磁気記録媒体を得るとともに、小さなレーザパワーでも記録可能な光磁気記録媒体を得ることにある。
【０００８】
【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、本発明の光磁気記録媒体は、室温において面内磁化状態であり温度上昇にともない垂直磁化状態となる再生層と、垂直磁化膜からなる記録層とが静磁結合した光磁気記録媒体において、記録層が一般式（Ｉ１）、及び、条件（Ｉ２）を満足する組成であるものである。
【０００９】
（ＧｄX1Ｄｙ1-X1）Y1（ＦｅZ1Ｃｏ1-Z1）1-Y1 ・・・（Ｉ１）
０．１０≦Ｘ１≦０．７５
０．２０≦Ｙ１≦０．２８
０．６０≦Ｚ１≦０．９０ ・・・（Ｉ２）
また、記録層が一般式（II１）、及び、条件（II２）を満足する組成であるものである。
【００１０】
（ＧｄX2Ｔｂ1-X2）Y2（ＦｅZ2Ｃｏ1-Z2）1-Y2 ・・・（II１）
０．１０≦Ｘ２≦０．８５
０．２０≦Ｙ２≦０．２８
０．７０≦Ｚ２≦１．００ ・・・（II２）
また、記録層が一般式（III１）、及び、条件（III２）を満足する組成であるものである。
【００１１】
｛ＧｄX3（ＤｙW3Ｔｂ1-W3）1-X3｝Y3（ＦｅZ3Ｃｏ1-Z3）1-Y3・・・（III１）
０．１０≦Ｘ３≦０．８５
０．２０≦Ｙ３≦０．２８
０．６０≦Ｚ３≦１．００
０．００＜Ｗ３＜１．００ ・・・（III２）
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の光磁気記録媒体について図１に基づいて説明すれば以下の通りである。ここでは、光磁気記録媒体として光磁気ディスクを適用した場合について説明する。
【００１３】
本光磁気ディスクは、図１に示すように、基板１、透明誘電体層２、再生層３、非磁性中間層４、記録層５、保護層６、オーバーコート層７が、この順にて積層されたディスク本体８を有している。
【００１４】
このような光磁気ディスクでは、その記録方式としてキュリー温度記録方式が用いられており、半導体レーザから出射される光ビーム９が対物レンズ１０により再生層３に絞り込まれ、極カー効果として知られている光磁気効果によって情報が記録再生されるようになっている。上記極カー効果とは、入射表面に垂直な磁化の向きにより、反射光の偏光面の回転の向きが逆方向になる現象である。
【００１５】
基板１は、例えばポリカーボネート等の透明な基材からなり、ディスク状に形成される。
【００１６】
透明誘電体層２は、半導体レーザ光を透過する必要があり、ＡｌＮ，ＳｉＮ，ＡｌＳｉＮ，ＴａＯ2，ＺｎＳ等の誘電体を用いることができる。またその膜厚は、入射するレーザ光に対して、良好な干渉効果が実現し、媒体のカー回転角が増大すべく設定される必要があり、再生層の波長をλ、透明誘電体層の屈折率をｎとした場合、第１の透明誘電体層２の膜厚は（λ／４ｎ）程度に設定される。例えば、レーザ光の波長を６８０ｎｍとした場合、第１の透明誘電体層２の膜厚を４０ｎｍ〜１００ｎｍ程度に設定すれば良い。
【００１７】
再生層３は、希土類遷移金属合金からなる磁性膜であるＧｄＦｅ，ＧｄＦｅＣｏ，ＧｄＤｙＦｅＣｏ等の磁性膜を用い、その磁気特性が、室温において面内磁化状態であり、温度上昇にともない垂直磁化状態となる（以下、この状態変化が生じる温度を臨界温度と記す）ように組成調整され、その膜厚が５〜６０ｎｍの範囲に設定されている。再生層３の膜厚が５ｎｍより薄くなると、再生層３を透過するレーザ光が多くなり、良好なマスキングが困難となる。一方、再生層３の膜厚が６０ｎｍより厚くなると、トータルの熱容量が大きくなり、記録に必要なレーザパワーが大きくなるため不適切である。
【００１８】
非磁性中間層４は、Ａｌ，Ｔｉ，Ｔａ等の非磁性金属、又は、ＡｌＮ，ＳｉＮ等の誘電体からなり、その膜厚が６〜４０ｎｍに設定されている。ここで、該非磁性中間層４は、再生層と記録層との間に働く交換結合を遮断することが可能であれば良く、ＡｌＦｅ，ＡｌＣｏ，ＡｌＮｉ，ＡｌＦｅＮ，ＳｉＦｅＮのように磁性金属を含む合金であっても良い。
【００１９】
記録層５は、希土類遷移金属合金の垂直磁化膜からなり、該希土類金属がＧｄを含有する２種類以上の希土類金属元素から構成されており、具体的には、ＧｄＤｙＦｅＣｏ，ＧｄＴｂＦｅＣｏ，ＧｄＤｙＴｂＦｅＣｏが用いられ、その膜厚が、２０〜８０ｎｍの範囲に設定されている。記録層５の膜厚が２０ｎｍより小さくなると、記録層５から発生する漏洩磁界が小さくなることにより、再生層３と記録層５との静磁結合力が小さくなり、安定した再生動作を実現することが困難となる。一方、記録層の膜厚が８０ｎｍより厚くなると、トータルの熱容量が大きくなり、記録に必要なレーザパワーが大きくなるため不適切である。
【００２０】
保護層６は、記録層５を酸化等の腐食から保護することが可能であればよく、ＡｌＮ，ＳｉＮ，ＡｌＳｉＮ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ｔａ等の酸素が透過し難い薄膜を用いることができる、良好な保護を実現するためには、その膜厚が５ｎｍ以上であることが望ましい。
【００２１】
オーバーコート層７は、上記保護層６上に、紫外線硬化樹脂、または熱硬化樹脂をスピンコートにより塗布して、紫外線を照射するか、加熱するかによって形成される。
【００２２】
次に、本発明の光ディスクの動作を説明する。
【００２３】
再生動作時には、基板１の側から集光レンズ１０により集光された再生光ビーム９が再生層３に照射される。再生光ビームが照射された再生層３の部位は、その中心部近傍Ｘの温度が周辺部の温度よりも高くなる。そして、中心部近傍Ｘの温度が上記の臨界温度以上となると、その部分に記録層５の磁化の向きが転写される。このとき、周辺部では、その温度が上記の臨界温度よりも低いため、面内磁化状態が保持される。この結果、再生光ビーム９の中心部近傍Ｘのみが極カー効果を示すようになり、その部分からの反射光に基づいて記録層に記録された情報が再生されることとなる。以上のように、本光ディスクでは、隣接する記録ビットの影響を受けずに、再生光ビーム９の径よりも小さい記録ビットの再生を行うことが可能である。
【００２４】
記録動作時には、例えば、基板１の側から集光した光ビームを照射して、記録層５の温度を上昇させ、その保持力を略０とした上で、記録すべき情報に応じて上向きと下向きとに反転する磁界を印加する。これにより、記録層５に情報が記録される。
【００２５】
（第１の実施の形態）
以下、第１の実施の形態の光ディスクについて、（１）形成方法、（２）本発明の特徴である記録層の特性、（３）記録再生特性に分けて、具体的に説明する。
【００２６】
（１）形成方法
本実施の形態の光磁気ディスクは、例えば、以下のように形成する。
【００２７】
まず、Ａｌターゲットと、ＧｄＦｅＣｏ合金ターゲットと、ＧｄＤｙＦｅＣｏターゲットとをそれぞれ備えたスパッタ装置内に、プリグルーブ及びプリピットを有しディスク状に形成されたポリカーボネート製の基板１を基板ホルダーに配置する。スパッタ装置内を１×１０-6Ｔｏｒｒまで真空排気した後、アルゴンと窒素の混合ガスを導入し、Ａｌターゲットに電力を供給して、ガス圧４×１０-3Ｔｏｒｒの条件で、基板１にＡｌＮからなる透明誘電体層２を膜厚８０ｎｍで形成した。
【００２８】
次に、再度、スパッタ装置内を１×１０-6Ｔｏｒｒまで真空排気した後、アルゴンガスを導入し、ＧｄＦｅＣｏ合金ターゲットに電力を供給して、ガス圧４×１０-3Ｔｏｒｒとし、上記第１の透明誘電体層２上に、Ｇｄ0.31（Ｆｅ0.78Ｃｏ0.22）0.69からなる再生層３を膜厚２０ｎｍで形成した。その再生層３は、室温において面内磁化状態であり、１２０℃の温度で垂直磁化状態となる特性を有し、その補償温度が３００℃、そのキュリー温度が３６０℃であった。
【００２９】
続いて、アルゴンと窒素の混合ガスを導入し、Ａｌターゲットに電力を供給して、ガス圧４×１０-3Ｔｏｒｒの条件で、再生層３上にＡｌＮからなる非磁性中間層４を膜厚２０ｎｍで形成した。
【００３０】
次に、再度、スパッタ装置内を１×１０-6Ｔｏｒｒまで真空排気した後、アルゴンガスを導入し、ＧｄＤｙＦｅＣｏ合金ターゲットに電力を供給して、ガス圧４×１０-3Ｔｏｒｒとし、上記第２の透明誘電体層４上に、(Ｇｄ0.5Ｄｙ0.5)0.24（Ｆｅ0.80Ｃｏ0.20）0.76からなる記録層５を膜厚４０ｎｍで形成した。その記録層５は、５０℃に補償温度を有し、キュリー温度が２７５℃であった。
【００３１】
次に、アルゴンと窒素の混合ガスを導入し、Ａｌターゲットに電力を供給して、ガス圧４×１０-3Ｔｏｒｒの条件で、記録層５上にＡｌＮからなる保護層６を膜厚２０ｎｍで形成した。
【００３２】
最後に、上記保護層６上に、紫外線硬化樹脂をスピンコートにより塗布して、紫外線を照射することによりオーバーコート層７を形成した。
【００３３】
（２）記録層の特性
次に、上記（１）で説明した記録層５の特性について、比較例と比較しながら説明する。
【００３４】
ここでは、比較例として、上記記録層５の替わりに、Ｄｙ0.24（Ｆｅ0.75Ｃｏ0.25）0.76からなるＧｄを含有しない記録層５’を膜厚４０ｎｍで形成した比較ディスク（ａ２）を用いる。比較ディスク（ａ２）の記録層５’は、５０℃に補償温度を有し、キュリー温度が２７５℃であった。
【００３５】
図２は、上記（１）で形成した本実施の形態に係る光磁気ディスク（ａ１）と比較ディスク（ａ２）の、記録層５，５’の保磁力の温度依存性を示すものである。いずれの記録層５，５’も５０℃に補償温度を有し、キュリー温度が２７５℃であるが、それらの保磁力の温度依存性が異なっていることがわかる。すなわち、本実施の形態に係る光磁気ディスク（ａ１）の場合、キュリー温度より低い温度で保磁力がほとんど無くなるのに対して、比較ディスク（ａ２）の場合、キュリー温度近傍まで保磁力を有していることがわかる。
【００３６】
本発明の光ディスクにおいて、良好な再生特性を得るためには、再生層３が面内磁化状態にある温度範囲、すなわち、温度上昇していない部分において、記録層５の磁化が小さく、再生層３が垂直磁化状態にある温度範囲、すなわち、レーザ照射により温度上昇した部分において、記録層５の磁化が大きく、再生層３と記録層５との間に働く静磁結合力が十分に強くなる必要がある。
【００３７】
ここで、再生層３が温度上昇していない部分において、記録層５の磁化を小さくするためには、記録層５の補償温度を室温近傍に設定することにより実現することが可能であり、本実施の形態においては、記録層５の補償温度を５０℃に設定している。次に、レーザ照射による温度上昇にともない、記録層５の磁化は増加し、極大値を経た後、キュリー温度においてゼロとなる。したがって、レーザ照射により温度上昇した部分において、記録層５の磁化を大きくし、再生層３と記録層５との間に働く静磁結合力が十分に強くするためには、記録層５のキュリー温度を高くすることが必要となる。
【００３８】
また、光磁気記録においては、外部磁界を加えた状態で、集光されたレーザ光を照射し、温度上昇に伴い、保磁力が該外部磁界よりも小さくなった部分の磁化を該外部磁界の方向にそろえることにより記録が行われる。該外部磁界の大きさは、一般に２０ｋＡ／ｍ程度に設定されており、比較ディスク（ａ２）の記録層５’の場合、２０ｋＡ／ｍの磁界強度で記録を行うためには、記録層５’を２５５℃まで温度上昇させる必要があることがわかる。一方、本実施の形態の光磁気ディスク（ａ１）の記録層５の場合、２０ｋＡ／ｍの磁界強度で記録を行うためには、記録層５’を１９０℃まで温度上昇させれば良いことがわかる。
【００３９】
このように、本実施の形態に係る記録層５を用いることにより、同じ補償温度及び同じキュリー温度を有する、すなわち、再生動作時における記録層の磁化が略同一である比較例の記録層５’と比べて、より低い温度上昇で記録が実現し、それに伴い、より低いレーザパワーで記録を実現することが可能となる。従って、発生する漏洩磁界が大きく（キュリー点を高く）することで、再生層３と記録層５との静磁結合を強力として、記録ビット径が小さくかつ記録ビット間隔が小さい場合においても安定な再生動作を実現することと、低いレーザパワーでの記録動作を実現することを両立できる。
【００４０】
（３）記録再生特性
上記光磁気ディスク（ａ１）と比較ディスク（ａ２）を、波長６８０ｎｍの半導体レーザを用いた光ピックアップで、磁界変調記録方式により記録再生を行った。具体的には、ディスクを回転することにより、光磁気記録媒体を線速３ｍ／ｓで駆動し、半導体レーザ光を連続照射し、３．７５ＭＨｚの周波数で駆動された±２０ｋＡ／ｍの振幅の交流磁界を加えることにより、０．８ミクロンビットピッチで記録層に記録を行い、２．２ｍＷの再生パワーで再生を行った。
【００４１】
記録に必要なレーザパワーを調査した結果、いずれのディスクにおいても、４６ｄＢの信号対雑音比（ＣＮＲ）が得られ、光磁気ディスクにおいて必要とされる信号品質（４５ｄＢ）を得ることができた。これは、両者のキュリー温度が同一であり、再生層と記録層との間に働く静磁結合力が同じであることによる。
【００４２】
しかし、４６ｄＢの再生信号を得るために必要な記録時のレーザパワーを調査した結果、本実施の形態の光磁気ディスク（ａ１）では４．１ｍＷのレーザパワーで記録が行われているのに対して、比較ディスク（ａ２）では５．１ｍＷのレーザパワーが記録に必要であることが確認された。これは、図２において説明したように、記録時の動作温度が、本実施の形態の光磁気ディスク（ａ１）では１９０℃であり、比較ディスク（ａ２）では２５５℃と異なっていることによる。
【００４３】
以下、本実施の形態に係る記録層５の組成比を変え、同様にしてディスクを試作し、ＣＮＲ及び記録時に必要とされるレーザパワーを調査した結果を表１に示す。
【００４４】
【表１】
【００４５】
表１より、（ＧｄX1Ｄｙ1-X1）0.24（Ｆｅ0.80Ｃｏ0.20）0.76なる組成式で表される記録層５において、０．１０≦Ｘ１≦０．７５の範囲で、比較ディスクと比べて、より低いレーザパワーでの記録が実現し、かつ、光磁気記録で必要とされる４５ｄＢのＣＮＲが得られていることがわかる。ここで、Ｘ１＞０．７５の範囲において、ＣＮＲが低下するのは、Ｇｄ含有量が多くなること、及び、記録層の垂直磁気異方性が小さくなることにより、良好な記録動作を維持できなくなったことが考えられる。
【００４６】
本実施の形態において、記録層５の希土類金属（ＲＥ）と遷移金属（ＴＭ）との組成比を（ＲＥ：ＴＭ＝０．２４：０．７６）として記載しているが、上述したように、良好な再生動作を実現するためには、記録層５の補償温度が−５０℃以上、１００℃以下になるように、ＲＥとＴＭの組成比を決定すれば良い。具体的には、（ＲＥ：ＴＭ＝Ｙ１：１−Ｙ１）とすると、０．２０≦Ｙ１≦０．２８が望ましい。
【００４７】
またＦｅとＣｏの組成比を（Ｆｅ：Ｃｏ＝０．８０：０．２０）として記載しているが、Ｃｏ含有率を高くすることにより、記録層５のキュリー温度が高くなり、より安定した再生動作を実現することが可能となる。しかし、同時にキュリー温度の上昇に伴い、記録動作温度も高くなり、より大きなレーザパワーが必要となるため、記録動作温度が、２４０℃以下になるようにＣｏ含有率を決定することが望ましい。具体的には、（Ｆｅ：Ｃｏ＝Ｚ１：１−Ｚ１）とすると、０．６０≦Ｚ１≦０．９０が望ましい。
【００４８】
（第２の実施の形態）
以下、第２の実施の形態の光ディスクについて、（１）形成方法、（２）本発明の特徴である記録層の特性、（３）記録再生特性に分けて、具体的に説明する。
【００４９】
（１）形成方法
本実施の形態の光磁気ディスク（ｂ１）は、第１の実施の形態で説明した光磁気ディスクの形成方法において、記録層５をＧｄＴｂＦｅＣｏからなる合金ターゲットを用いて形成しており、該記録層の組成は、(Ｇｄ0.5Ｔｂ0.5)0.24（Ｆｅ0.84Ｃｏ0.16）0.76であり、膜厚４０ｎｍで形成されている。その記録層５は、５０℃に補償温度を有し、キュリー温度が２７５℃であった。
【００５０】
記録層５以外は、第１の実施の形態の光磁気ディスクの形成方法と全く同様にして形成した。
【００５１】
（２）記録層の特性
ここでは、Ｔｂ0.24（Ｆｅ0.83Ｃｏ0.17）0.76からなるＧｄを含有しない記録層５’を膜厚４０ｎｍで形成した比較ディスク（ｂ２）と比較しながら本実施の形態の記録層５の特性を説明する。比較ディスク（ｂ２）の記録層５’は、５０℃に補償温度を有し、キュリー温度が２７５℃であった。
【００５２】
図３は、本実施の形態に係る光磁気ディスク（ｂ１）と比較ディスク（ｂ２）の記録層５，５’の保磁力の温度依存性を示すものである。いずれの記録層５，５’も５０℃に補償温度を有し、キュリー温度が２７５℃であるが、それらの保磁力の温度依存性が異なっていることがわかる。すなわち、本実施の形態に係る光磁気ディスク（ｂ１）の場合、キュリー温度より低い温度で保磁力がほとんど無くなるのに対して、比較ディスク（ｂ２）の場合、キュリー温度近傍まで保磁力を有していることがわかる。
【００５３】
また、比較ディスク（ｂ２）の場合、２０ｋＡ／ｍの磁界強度で記録を行うためには、記録層５’を２６５℃まで温度上昇させる必要があるが、一方、本実施の形態の光磁気ディスク（ｂ１）の記録層５の場合、２０ｋＡ／ｍの磁界強度で記録を行うためには、記録層５を２０５℃まで温度上昇させれば良いことがわかる。
【００５４】
このように、本実施の形態の記録層５を用いることにより、同じキュリー温度を有する比較例の記録層５’と比べて、より低い温度上昇で記録が実現し、それに伴い、より低いレーザパワーで記録を実現することが可能となる。従って、発生する漏洩磁界を大きく（キュリー点を高く）することで、再生層３と記録層５との静磁結合を強力として、記録ビット径が小さくかつ記録ビット間隔が小さい場合においても安定な再生動作を実現することと、低いレーザパワーでの記録動作を実現することを両立できる。
【００５５】
（３）記録再生特性
上記光磁気ディスク（ｂ１）、及び、本実施の形態に係る記録層５の組成比を変え、同様にして作製したディスクと比較ディスク（ｂ２）の記録再生特性を第１の実施の形態と同様の方法で調査した結果を表２に示す。
【００５６】
【表２】
【００５７】
表２より、（ＧｄX2Ｔｂ1-X2）0.24（Ｆｅ0.84Ｃｏ0.16）0.76なる組成式で表される記録層５において、０．１０≦Ｘ３≦０．８５の範囲で、比較ディスクと比べて、より低いレーザパワーでの記録が実現し、かつ、光磁気記録で必要とされる４５ｄＢのＣＮＲが得られていることがわかる。ここで、Ｘ２＞０．８５の範囲において、ＣＮＲが低下するのは、Ｇｄ含有量が多くなること、及び、記録層の垂直磁気異方性が小さくなることにより、良好な記録動作を維持できなくなったことが考えられる。
【００５８】
本実施の形態において、記録層５の希土類金属（ＲＥ）と遷移金属（ＴＭ）との組成比を（ＲＥ：ＴＭ＝０．２４：０．７６）として記載しているが、第１の実施の形態の場合と同様に、良好な再生動作を実現するためには、記録層５の補償温度が−５０℃以上１００℃以下になるように、ＲＥとＴＭの組成比を決定すれば良い。具体的には、（ＲＥ：ＴＭ＝Ｙ２：１−Ｙ２）とすると、０．２０≦Ｙ２≦０．２８が望ましい。
【００５９】
またＦｅとＣｏの組成比を（Ｆｅ：Ｃｏ＝０．８４：０．１６）として記載しているが、Ｃｏ含有率を高くすることにより、記録層５のキュリー温度が高くなり、より安定した再生動作を実現することが可能となる。しかし、同時にキュリー温度の上昇に伴い、記録動作温度も高くなり、より大きなレーザパワーが必要となるため、記録動作温度が、２４０℃以下になるようにＣｏ含有率を決定することが望ましい。具体的には、（Ｆｅ：Ｃｏ＝Ｚ２：１−Ｚ２）とすると、０．７０≦Ｚ２≦１．００が望ましい。
【００６０】
（第３の実施の形態）
以下、第３の実施の形態の光ディスクについて、（１）形成方法、（２）本発明の特徴である記録層の特性、（３）記録再生特性に分けて、具体的に説明する。
【００６１】
（１）形成方法
本実施の形態の光磁気ディスク（ｃ１）は、第１の実施の形態の光磁気ディスクの形成方法において、記録層５をＧｄＤｙＴｂＦｅＣｏからなる合金ターゲットを用いて形成しており、該記録層の組成は、｛Ｇｄ0.5（Ｄｙ0.5Ｔｂ0.5）0.5｝0.24（Ｆｅ0.82Ｃｏ0.18）0.76であり、膜厚４０ｎｍで形成されている。その記録層５は、５０℃に補償温度を有し、キュリー温度が２７５℃であった。
【００６２】
記録層５以外は、第１の実施の形態の光磁気ディスクの形成方法と全く同様にして形成した。
【００６３】
（２）記録層の特性
ここでは、（Ｄｙ0.5Ｔｂ0.5）0.24（Ｆｅ0.79Ｃｏ0.21）0.76からなるＧｄを含有しない記録層５’を膜厚４０ｎｍで形成した比較ディスク（ｃ２）と比較することにより、本実施の形態の記録層５の特性を説明する。尚、比較ディスク（ｃ２）の記録層５’は、５０℃に補償温度を有し、キュリー温度が２７５℃であった。
【００６４】
図４は、上記本実施の形態に係る光磁気ディスク（ｃ１）と比較ディスク（ｃ２）について記録層５，５’の保磁力の温度依存性を示すものである。いずれの記録層５，５’も５０℃に補償温度を有し、キュリー温度が２７５℃であるが、それらの保磁力の温度依存性が異なっていることがわかる。すなわち、本実施の形態に係る光磁気ディスク（ｃ１）の場合、キュリー温度より低い温度で保磁力がほとんど無くなるのに対して、比較ディスク（ｃ２）の場合、キュリー温度近傍まで保磁力を有していることがわかる。
【００６５】
また、比較ディスク（ｃ２）の場合、２０ｋＡ／ｍの磁界強度で記録を行うためには、記録層５’を２６０℃まで温度上昇させる必要があるが、一方、本実施の形態の光磁気ディスク（ｃ１）の記録層５の場合、２０ｋＡ／ｍの磁界強度で記録を行うためには、記録層５を１９５℃まで温度上昇させれば良いことがわかる。
【００６６】
このように、本実施の形態の記録層５では、同じキュリー温度を有するため発生する漏洩磁界が略同一である比較例の記録層５’と比べて、より低い温度上昇での記録、つまり、より低いレーザパワーでの記録が実現される。
【００６７】
従って、本実施の形態の記録層５を用いた光磁気ディスク（ｃ１）によれば、以下の２点を両立することが可能である。▲１▼発生する漏洩磁界を大きくし、再生層と記録層との静磁結合を強力にして、記録ビット径が小さくかつ記録ビット間隔が小さい場合でも安定な再生動作を行う。▲２▼低レーザパワーで記録動作を行う。
【００６８】
（３）記録再生特性
上記光磁気ディスク（ｃ１）、及び、本実施の形態に係る記録層５の組成比を変え、同様にして作製したディスクと比較ディスク（ｃ２）の記録再生特性を第１の実施の形態と同様の方法で調査した結果を表３に示す。
【００６９】
【表３】
【００７０】
表３より、｛ＧｄX3（Ｄｙ0.5Ｔｂ0.5）1-X3｝0.24（Ｆｅ0.82Ｃｏ0.18）0.76なる組成式で表される記録層５において、０．１０≦Ｘ３≦０．８０の範囲で、比較ディスクと比べて、より低いレーザパワーでの記録が実現し、かつ、光磁気記録で必要とされる４５ｄＢのＣＮＲが得られていることがわかる。ここで、Ｘ３＞０．８５の範囲において、ＣＮＲが低下するのは、Ｇｄ含有量が多くなること、及び、記録層の垂直磁気異方性が小さくなることにより、良好な記録動作を維持できなくなったことが考えられる。
【００７１】
本実施の形態において、記録層５の希土類金属（ＲＥ）と遷移金属（ＴＭ）との組成比を（ＲＥ：ＴＭ＝０．２４：０．７６）として記載しているが、第１の実施の形態の場合と同様に、良好な再生動作を実現するためには、記録層５の補償温度が−５０℃以上１００℃以下になるように、ＲＥとＴＭの組成比を決定すれば良い。具体的には、（ＲＥ：ＴＭ＝Ｙ３：１−Ｙ３）とすると、０．２０≦Ｙ３≦０．２８が望ましい。
【００７２】
また、ＦｅとＣｏの組成比を（Ｆｅ：Ｃｏ＝０．８２：０．１８）として記載しているが、Ｃｏ含有率を高くすることにより、記録層５のキュリー温度が高くなり、より安定した再生動作を実現することが可能となる。しかし、同時にキュリー温度の上昇に伴い、記録動作温度も高くなり、より大きなレーザパワーが必要となるため、記録動作温度が、２４０℃以下になるようにＣｏ含有率を決定することが望ましい。具体的には、（Ｆｅ：Ｃｏ＝Ｚ３：１−Ｚ３）とすると、０．６５≦Ｚ３≦０．９５が望ましい。
【００７３】
尚、本実施の形態で（Ｄｙ：Ｔｂ＝０．５：０．５）の場合について示したが、ここで用いる記録層は、（Ｄｙ：Ｔｂ）が第１の実施の形態（Ｄｙ：Ｔｂ＝１．０：０．０）と第２の実施の形態（Ｄｙ：Ｔｂ＝０．０：１．０）の間にあるものであるため、ＤｙとＴｂの比を変化させた場合には、第１の実施の形態及び第２の実施の形態から明らかなように、
｛ＧｄX3（ＤｙW3Ｔｂ1-W3）1-X3｝Y3（ＦｅZ3Ｃｏ1-Z3）1-Y3において、
０．１０≦Ｘ３≦０．８５，０．２０≦Ｙ３≦０．２８，０．６０≦Ｚ３≦１．００，０．００＜Ｗ３＜１．００であることが望ましい。
【００７４】
【発明の効果】
以上のように、本発明の光磁気記録媒体は、室温において面内磁化状態であり温度上昇にともない垂直磁化状態となる再生層と、垂直磁化膜からなる記録層とが静磁結合した光磁気記録媒体において、記録層が、希土類金属と遷移金属との合金からなり、希土類金属がＧｄを含有する２種類以上の希土類金属元素から構成されている。このため、記録層から発生する漏洩磁界が大きくなって、再生層と記録層との静磁結合が強力になるため、記録ビット径が小さくかつ記録ビット間隔が小さい場合においても安定な再生動作を実現できるとともに、低レーザパワーでの記録動作が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る光磁気ディスクの記録媒体の構成を示す模式図である。
【図２】本発明の記録層と従来の記録層の磁気特性を比較する図である。
【図３】本発明の記録層と従来の記録層の磁気特性を比較する図である。
【図４】本発明の記録層と従来の記録層の磁気特性を比較する図である。
【符号の説明】
１ 基板
２ 透明誘電体層
３ 再生層
４ 非磁性中間層
５ 記録層
６ 保護層
７ オーバーコート層
８ ディスク本体
９ 光ビーム
１０ 対物レンズ
【発明の属する技術分野】
本発明は、光磁気記録再生装置に適用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】
従来から、書き換え可能な光記録媒体として、光磁気記録媒体が実用化されている。このような光磁気記録媒体では、光磁気記録媒体上に集光された半導体レーザから出射される光ビームのビーム径に対して、記録用磁区である記録ビット径及び記録ビット間隔が小さくなってくると、再生特性が劣化してくるという欠点が生じている。
【０００３】
このような欠点は、目的とする記録ビット上に集光された光ビームのビーム径内に隣接する記録ビットが入るために、個々の記録ビットを分離して再生することができなくなることが原因である。
【０００４】
上記の欠点を解消する光磁気記録媒体として、室温において面内磁化状態であり温度上昇と共に垂直磁化状態となる再生層と、記録層と、の間に非磁性中間層を設け、再生層と記録層とが静磁結合した構造の光磁気記録媒体が知られている（特開平６−１５０４１８号公報）。
【０００５】
この光磁気記録媒体では、温度が充分に上昇しておらず面内磁化状態のままである再生層には記録磁区情報が転写されず、温度が上昇した部分の再生層のみが垂直磁化状態となり記録磁区情報が転写されて極カー効果を有するようになる。したがって、面内磁化状態にある部分の記録磁区情報がマスクされることとなり、集光された光ビームのビーム径内に隣接記録ビットが入る場合においても、個々の記録ビットを分離して再生することが可能となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の特開平６−１５０４１８号公報に記載された光磁気記録媒体において、さらに小さい記録ビット径及びさらに小さい記録ビット間隔での再生を安定して行うためには、記録層から発生する漏洩磁界を大きくし、再生層と記録層との静磁結合を強くする必要のあることが確認された。記録層から発生する漏洩磁界の増大は、記録層のキュリー温度を高くすることにより実現することが可能であるが、記録層のキュリー温度を高くすると、記録時の動作温度が高くなり、記録のためにより大きなレーザパワーが必要となるという問題が発生する。
【０００７】
本発明は、上記従来の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、小さい記録ビット径及びさらに小さい記録ビット間隔で記録再生を行った場合においても、記録層から十分な大きさの漏洩磁界が発生し、安定した再生が可能な光磁気記録媒体を得るとともに、小さなレーザパワーでも記録可能な光磁気記録媒体を得ることにある。
【０００８】
【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、本発明の光磁気記録媒体は、室温において面内磁化状態であり温度上昇にともない垂直磁化状態となる再生層と、垂直磁化膜からなる記録層とが静磁結合した光磁気記録媒体において、記録層が一般式（Ｉ１）、及び、条件（Ｉ２）を満足する組成であるものである。
【０００９】
（ＧｄX1Ｄｙ1-X1）Y1（ＦｅZ1Ｃｏ1-Z1）1-Y1 ・・・（Ｉ１）
０．１０≦Ｘ１≦０．７５
０．２０≦Ｙ１≦０．２８
０．６０≦Ｚ１≦０．９０ ・・・（Ｉ２）
また、記録層が一般式（II１）、及び、条件（II２）を満足する組成であるものである。
【００１０】
（ＧｄX2Ｔｂ1-X2）Y2（ＦｅZ2Ｃｏ1-Z2）1-Y2 ・・・（II１）
０．１０≦Ｘ２≦０．８５
０．２０≦Ｙ２≦０．２８
０．７０≦Ｚ２≦１．００ ・・・（II２）
また、記録層が一般式（III１）、及び、条件（III２）を満足する組成であるものである。
【００１１】
｛ＧｄX3（ＤｙW3Ｔｂ1-W3）1-X3｝Y3（ＦｅZ3Ｃｏ1-Z3）1-Y3・・・（III１）
０．１０≦Ｘ３≦０．８５
０．２０≦Ｙ３≦０．２８
０．６０≦Ｚ３≦１．００
０．００＜Ｗ３＜１．００ ・・・（III２）
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の光磁気記録媒体について図１に基づいて説明すれば以下の通りである。ここでは、光磁気記録媒体として光磁気ディスクを適用した場合について説明する。
【００１３】
本光磁気ディスクは、図１に示すように、基板１、透明誘電体層２、再生層３、非磁性中間層４、記録層５、保護層６、オーバーコート層７が、この順にて積層されたディスク本体８を有している。
【００１４】
このような光磁気ディスクでは、その記録方式としてキュリー温度記録方式が用いられており、半導体レーザから出射される光ビーム９が対物レンズ１０により再生層３に絞り込まれ、極カー効果として知られている光磁気効果によって情報が記録再生されるようになっている。上記極カー効果とは、入射表面に垂直な磁化の向きにより、反射光の偏光面の回転の向きが逆方向になる現象である。
【００１５】
基板１は、例えばポリカーボネート等の透明な基材からなり、ディスク状に形成される。
【００１６】
透明誘電体層２は、半導体レーザ光を透過する必要があり、ＡｌＮ，ＳｉＮ，ＡｌＳｉＮ，ＴａＯ2，ＺｎＳ等の誘電体を用いることができる。またその膜厚は、入射するレーザ光に対して、良好な干渉効果が実現し、媒体のカー回転角が増大すべく設定される必要があり、再生層の波長をλ、透明誘電体層の屈折率をｎとした場合、第１の透明誘電体層２の膜厚は（λ／４ｎ）程度に設定される。例えば、レーザ光の波長を６８０ｎｍとした場合、第１の透明誘電体層２の膜厚を４０ｎｍ〜１００ｎｍ程度に設定すれば良い。
【００１７】
再生層３は、希土類遷移金属合金からなる磁性膜であるＧｄＦｅ，ＧｄＦｅＣｏ，ＧｄＤｙＦｅＣｏ等の磁性膜を用い、その磁気特性が、室温において面内磁化状態であり、温度上昇にともない垂直磁化状態となる（以下、この状態変化が生じる温度を臨界温度と記す）ように組成調整され、その膜厚が５〜６０ｎｍの範囲に設定されている。再生層３の膜厚が５ｎｍより薄くなると、再生層３を透過するレーザ光が多くなり、良好なマスキングが困難となる。一方、再生層３の膜厚が６０ｎｍより厚くなると、トータルの熱容量が大きくなり、記録に必要なレーザパワーが大きくなるため不適切である。
【００１８】
非磁性中間層４は、Ａｌ，Ｔｉ，Ｔａ等の非磁性金属、又は、ＡｌＮ，ＳｉＮ等の誘電体からなり、その膜厚が６〜４０ｎｍに設定されている。ここで、該非磁性中間層４は、再生層と記録層との間に働く交換結合を遮断することが可能であれば良く、ＡｌＦｅ，ＡｌＣｏ，ＡｌＮｉ，ＡｌＦｅＮ，ＳｉＦｅＮのように磁性金属を含む合金であっても良い。
【００１９】
記録層５は、希土類遷移金属合金の垂直磁化膜からなり、該希土類金属がＧｄを含有する２種類以上の希土類金属元素から構成されており、具体的には、ＧｄＤｙＦｅＣｏ，ＧｄＴｂＦｅＣｏ，ＧｄＤｙＴｂＦｅＣｏが用いられ、その膜厚が、２０〜８０ｎｍの範囲に設定されている。記録層５の膜厚が２０ｎｍより小さくなると、記録層５から発生する漏洩磁界が小さくなることにより、再生層３と記録層５との静磁結合力が小さくなり、安定した再生動作を実現することが困難となる。一方、記録層の膜厚が８０ｎｍより厚くなると、トータルの熱容量が大きくなり、記録に必要なレーザパワーが大きくなるため不適切である。
【００２０】
保護層６は、記録層５を酸化等の腐食から保護することが可能であればよく、ＡｌＮ，ＳｉＮ，ＡｌＳｉＮ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ｔａ等の酸素が透過し難い薄膜を用いることができる、良好な保護を実現するためには、その膜厚が５ｎｍ以上であることが望ましい。
【００２１】
オーバーコート層７は、上記保護層６上に、紫外線硬化樹脂、または熱硬化樹脂をスピンコートにより塗布して、紫外線を照射するか、加熱するかによって形成される。
【００２２】
次に、本発明の光ディスクの動作を説明する。
【００２３】
再生動作時には、基板１の側から集光レンズ１０により集光された再生光ビーム９が再生層３に照射される。再生光ビームが照射された再生層３の部位は、その中心部近傍Ｘの温度が周辺部の温度よりも高くなる。そして、中心部近傍Ｘの温度が上記の臨界温度以上となると、その部分に記録層５の磁化の向きが転写される。このとき、周辺部では、その温度が上記の臨界温度よりも低いため、面内磁化状態が保持される。この結果、再生光ビーム９の中心部近傍Ｘのみが極カー効果を示すようになり、その部分からの反射光に基づいて記録層に記録された情報が再生されることとなる。以上のように、本光ディスクでは、隣接する記録ビットの影響を受けずに、再生光ビーム９の径よりも小さい記録ビットの再生を行うことが可能である。
【００２４】
記録動作時には、例えば、基板１の側から集光した光ビームを照射して、記録層５の温度を上昇させ、その保持力を略０とした上で、記録すべき情報に応じて上向きと下向きとに反転する磁界を印加する。これにより、記録層５に情報が記録される。
【００２５】
（第１の実施の形態）
以下、第１の実施の形態の光ディスクについて、（１）形成方法、（２）本発明の特徴である記録層の特性、（３）記録再生特性に分けて、具体的に説明する。
【００２６】
（１）形成方法
本実施の形態の光磁気ディスクは、例えば、以下のように形成する。
【００２７】
まず、Ａｌターゲットと、ＧｄＦｅＣｏ合金ターゲットと、ＧｄＤｙＦｅＣｏターゲットとをそれぞれ備えたスパッタ装置内に、プリグルーブ及びプリピットを有しディスク状に形成されたポリカーボネート製の基板１を基板ホルダーに配置する。スパッタ装置内を１×１０-6Ｔｏｒｒまで真空排気した後、アルゴンと窒素の混合ガスを導入し、Ａｌターゲットに電力を供給して、ガス圧４×１０-3Ｔｏｒｒの条件で、基板１にＡｌＮからなる透明誘電体層２を膜厚８０ｎｍで形成した。
【００２８】
次に、再度、スパッタ装置内を１×１０-6Ｔｏｒｒまで真空排気した後、アルゴンガスを導入し、ＧｄＦｅＣｏ合金ターゲットに電力を供給して、ガス圧４×１０-3Ｔｏｒｒとし、上記第１の透明誘電体層２上に、Ｇｄ0.31（Ｆｅ0.78Ｃｏ0.22）0.69からなる再生層３を膜厚２０ｎｍで形成した。その再生層３は、室温において面内磁化状態であり、１２０℃の温度で垂直磁化状態となる特性を有し、その補償温度が３００℃、そのキュリー温度が３６０℃であった。
【００２９】
続いて、アルゴンと窒素の混合ガスを導入し、Ａｌターゲットに電力を供給して、ガス圧４×１０-3Ｔｏｒｒの条件で、再生層３上にＡｌＮからなる非磁性中間層４を膜厚２０ｎｍで形成した。
【００３０】
次に、再度、スパッタ装置内を１×１０-6Ｔｏｒｒまで真空排気した後、アルゴンガスを導入し、ＧｄＤｙＦｅＣｏ合金ターゲットに電力を供給して、ガス圧４×１０-3Ｔｏｒｒとし、上記第２の透明誘電体層４上に、(Ｇｄ0.5Ｄｙ0.5)0.24（Ｆｅ0.80Ｃｏ0.20）0.76からなる記録層５を膜厚４０ｎｍで形成した。その記録層５は、５０℃に補償温度を有し、キュリー温度が２７５℃であった。
【００３１】
次に、アルゴンと窒素の混合ガスを導入し、Ａｌターゲットに電力を供給して、ガス圧４×１０-3Ｔｏｒｒの条件で、記録層５上にＡｌＮからなる保護層６を膜厚２０ｎｍで形成した。
【００３２】
最後に、上記保護層６上に、紫外線硬化樹脂をスピンコートにより塗布して、紫外線を照射することによりオーバーコート層７を形成した。
【００３３】
（２）記録層の特性
次に、上記（１）で説明した記録層５の特性について、比較例と比較しながら説明する。
【００３４】
ここでは、比較例として、上記記録層５の替わりに、Ｄｙ0.24（Ｆｅ0.75Ｃｏ0.25）0.76からなるＧｄを含有しない記録層５’を膜厚４０ｎｍで形成した比較ディスク（ａ２）を用いる。比較ディスク（ａ２）の記録層５’は、５０℃に補償温度を有し、キュリー温度が２７５℃であった。
【００３５】
図２は、上記（１）で形成した本実施の形態に係る光磁気ディスク（ａ１）と比較ディスク（ａ２）の、記録層５，５’の保磁力の温度依存性を示すものである。いずれの記録層５，５’も５０℃に補償温度を有し、キュリー温度が２７５℃であるが、それらの保磁力の温度依存性が異なっていることがわかる。すなわち、本実施の形態に係る光磁気ディスク（ａ１）の場合、キュリー温度より低い温度で保磁力がほとんど無くなるのに対して、比較ディスク（ａ２）の場合、キュリー温度近傍まで保磁力を有していることがわかる。
【００３６】
本発明の光ディスクにおいて、良好な再生特性を得るためには、再生層３が面内磁化状態にある温度範囲、すなわち、温度上昇していない部分において、記録層５の磁化が小さく、再生層３が垂直磁化状態にある温度範囲、すなわち、レーザ照射により温度上昇した部分において、記録層５の磁化が大きく、再生層３と記録層５との間に働く静磁結合力が十分に強くなる必要がある。
【００３７】
ここで、再生層３が温度上昇していない部分において、記録層５の磁化を小さくするためには、記録層５の補償温度を室温近傍に設定することにより実現することが可能であり、本実施の形態においては、記録層５の補償温度を５０℃に設定している。次に、レーザ照射による温度上昇にともない、記録層５の磁化は増加し、極大値を経た後、キュリー温度においてゼロとなる。したがって、レーザ照射により温度上昇した部分において、記録層５の磁化を大きくし、再生層３と記録層５との間に働く静磁結合力が十分に強くするためには、記録層５のキュリー温度を高くすることが必要となる。
【００３８】
また、光磁気記録においては、外部磁界を加えた状態で、集光されたレーザ光を照射し、温度上昇に伴い、保磁力が該外部磁界よりも小さくなった部分の磁化を該外部磁界の方向にそろえることにより記録が行われる。該外部磁界の大きさは、一般に２０ｋＡ／ｍ程度に設定されており、比較ディスク（ａ２）の記録層５’の場合、２０ｋＡ／ｍの磁界強度で記録を行うためには、記録層５’を２５５℃まで温度上昇させる必要があることがわかる。一方、本実施の形態の光磁気ディスク（ａ１）の記録層５の場合、２０ｋＡ／ｍの磁界強度で記録を行うためには、記録層５’を１９０℃まで温度上昇させれば良いことがわかる。
【００３９】
このように、本実施の形態に係る記録層５を用いることにより、同じ補償温度及び同じキュリー温度を有する、すなわち、再生動作時における記録層の磁化が略同一である比較例の記録層５’と比べて、より低い温度上昇で記録が実現し、それに伴い、より低いレーザパワーで記録を実現することが可能となる。従って、発生する漏洩磁界が大きく（キュリー点を高く）することで、再生層３と記録層５との静磁結合を強力として、記録ビット径が小さくかつ記録ビット間隔が小さい場合においても安定な再生動作を実現することと、低いレーザパワーでの記録動作を実現することを両立できる。
【００４０】
（３）記録再生特性
上記光磁気ディスク（ａ１）と比較ディスク（ａ２）を、波長６８０ｎｍの半導体レーザを用いた光ピックアップで、磁界変調記録方式により記録再生を行った。具体的には、ディスクを回転することにより、光磁気記録媒体を線速３ｍ／ｓで駆動し、半導体レーザ光を連続照射し、３．７５ＭＨｚの周波数で駆動された±２０ｋＡ／ｍの振幅の交流磁界を加えることにより、０．８ミクロンビットピッチで記録層に記録を行い、２．２ｍＷの再生パワーで再生を行った。
【００４１】
記録に必要なレーザパワーを調査した結果、いずれのディスクにおいても、４６ｄＢの信号対雑音比（ＣＮＲ）が得られ、光磁気ディスクにおいて必要とされる信号品質（４５ｄＢ）を得ることができた。これは、両者のキュリー温度が同一であり、再生層と記録層との間に働く静磁結合力が同じであることによる。
【００４２】
しかし、４６ｄＢの再生信号を得るために必要な記録時のレーザパワーを調査した結果、本実施の形態の光磁気ディスク（ａ１）では４．１ｍＷのレーザパワーで記録が行われているのに対して、比較ディスク（ａ２）では５．１ｍＷのレーザパワーが記録に必要であることが確認された。これは、図２において説明したように、記録時の動作温度が、本実施の形態の光磁気ディスク（ａ１）では１９０℃であり、比較ディスク（ａ２）では２５５℃と異なっていることによる。
【００４３】
以下、本実施の形態に係る記録層５の組成比を変え、同様にしてディスクを試作し、ＣＮＲ及び記録時に必要とされるレーザパワーを調査した結果を表１に示す。
【００４４】
【表１】
表１より、（ＧｄX1Ｄｙ1-X1）0.24（Ｆｅ0.80Ｃｏ0.20）0.76なる組成式で表される記録層５において、０．１０≦Ｘ１≦０．７５の範囲で、比較ディスクと比べて、より低いレーザパワーでの記録が実現し、かつ、光磁気記録で必要とされる４５ｄＢのＣＮＲが得られていることがわかる。ここで、Ｘ１＞０．７５の範囲において、ＣＮＲが低下するのは、Ｇｄ含有量が多くなること、及び、記録層の垂直磁気異方性が小さくなることにより、良好な記録動作を維持できなくなったことが考えられる。
【００４６】
本実施の形態において、記録層５の希土類金属（ＲＥ）と遷移金属（ＴＭ）との組成比を（ＲＥ：ＴＭ＝０．２４：０．７６）として記載しているが、上述したように、良好な再生動作を実現するためには、記録層５の補償温度が−５０℃以上、１００℃以下になるように、ＲＥとＴＭの組成比を決定すれば良い。具体的には、（ＲＥ：ＴＭ＝Ｙ１：１−Ｙ１）とすると、０．２０≦Ｙ１≦０．２８が望ましい。
【００４７】
またＦｅとＣｏの組成比を（Ｆｅ：Ｃｏ＝０．８０：０．２０）として記載しているが、Ｃｏ含有率を高くすることにより、記録層５のキュリー温度が高くなり、より安定した再生動作を実現することが可能となる。しかし、同時にキュリー温度の上昇に伴い、記録動作温度も高くなり、より大きなレーザパワーが必要となるため、記録動作温度が、２４０℃以下になるようにＣｏ含有率を決定することが望ましい。具体的には、（Ｆｅ：Ｃｏ＝Ｚ１：１−Ｚ１）とすると、０．６０≦Ｚ１≦０．９０が望ましい。
【００４８】
（第２の実施の形態）
以下、第２の実施の形態の光ディスクについて、（１）形成方法、（２）本発明の特徴である記録層の特性、（３）記録再生特性に分けて、具体的に説明する。
【００４９】
（１）形成方法
本実施の形態の光磁気ディスク（ｂ１）は、第１の実施の形態で説明した光磁気ディスクの形成方法において、記録層５をＧｄＴｂＦｅＣｏからなる合金ターゲットを用いて形成しており、該記録層の組成は、(Ｇｄ0.5Ｔｂ0.5)0.24（Ｆｅ0.84Ｃｏ0.16）0.76であり、膜厚４０ｎｍで形成されている。その記録層５は、５０℃に補償温度を有し、キュリー温度が２７５℃であった。
【００５０】
記録層５以外は、第１の実施の形態の光磁気ディスクの形成方法と全く同様にして形成した。
【００５１】
（２）記録層の特性
ここでは、Ｔｂ0.24（Ｆｅ0.83Ｃｏ0.17）0.76からなるＧｄを含有しない記録層５’を膜厚４０ｎｍで形成した比較ディスク（ｂ２）と比較しながら本実施の形態の記録層５の特性を説明する。比較ディスク（ｂ２）の記録層５’は、５０℃に補償温度を有し、キュリー温度が２７５℃であった。
【００５２】
図３は、本実施の形態に係る光磁気ディスク（ｂ１）と比較ディスク（ｂ２）の記録層５，５’の保磁力の温度依存性を示すものである。いずれの記録層５，５’も５０℃に補償温度を有し、キュリー温度が２７５℃であるが、それらの保磁力の温度依存性が異なっていることがわかる。すなわち、本実施の形態に係る光磁気ディスク（ｂ１）の場合、キュリー温度より低い温度で保磁力がほとんど無くなるのに対して、比較ディスク（ｂ２）の場合、キュリー温度近傍まで保磁力を有していることがわかる。
【００５３】
また、比較ディスク（ｂ２）の場合、２０ｋＡ／ｍの磁界強度で記録を行うためには、記録層５’を２６５℃まで温度上昇させる必要があるが、一方、本実施の形態の光磁気ディスク（ｂ１）の記録層５の場合、２０ｋＡ／ｍの磁界強度で記録を行うためには、記録層５を２０５℃まで温度上昇させれば良いことがわかる。
【００５４】
このように、本実施の形態の記録層５を用いることにより、同じキュリー温度を有する比較例の記録層５’と比べて、より低い温度上昇で記録が実現し、それに伴い、より低いレーザパワーで記録を実現することが可能となる。従って、発生する漏洩磁界を大きく（キュリー点を高く）することで、再生層３と記録層５との静磁結合を強力として、記録ビット径が小さくかつ記録ビット間隔が小さい場合においても安定な再生動作を実現することと、低いレーザパワーでの記録動作を実現することを両立できる。
【００５５】
（３）記録再生特性
上記光磁気ディスク（ｂ１）、及び、本実施の形態に係る記録層５の組成比を変え、同様にして作製したディスクと比較ディスク（ｂ２）の記録再生特性を第１の実施の形態と同様の方法で調査した結果を表２に示す。
【００５６】
【表２】
表２より、（ＧｄX2Ｔｂ1-X2）0.24（Ｆｅ0.84Ｃｏ0.16）0.76なる組成式で表される記録層５において、０．１０≦Ｘ３≦０．８５の範囲で、比較ディスクと比べて、より低いレーザパワーでの記録が実現し、かつ、光磁気記録で必要とされる４５ｄＢのＣＮＲが得られていることがわかる。ここで、Ｘ２＞０．８５の範囲において、ＣＮＲが低下するのは、Ｇｄ含有量が多くなること、及び、記録層の垂直磁気異方性が小さくなることにより、良好な記録動作を維持できなくなったことが考えられる。
【００５８】
本実施の形態において、記録層５の希土類金属（ＲＥ）と遷移金属（ＴＭ）との組成比を（ＲＥ：ＴＭ＝０．２４：０．７６）として記載しているが、第１の実施の形態の場合と同様に、良好な再生動作を実現するためには、記録層５の補償温度が−５０℃以上１００℃以下になるように、ＲＥとＴＭの組成比を決定すれば良い。具体的には、（ＲＥ：ＴＭ＝Ｙ２：１−Ｙ２）とすると、０．２０≦Ｙ２≦０．２８が望ましい。
【００５９】
またＦｅとＣｏの組成比を（Ｆｅ：Ｃｏ＝０．８４：０．１６）として記載しているが、Ｃｏ含有率を高くすることにより、記録層５のキュリー温度が高くなり、より安定した再生動作を実現することが可能となる。しかし、同時にキュリー温度の上昇に伴い、記録動作温度も高くなり、より大きなレーザパワーが必要となるため、記録動作温度が、２４０℃以下になるようにＣｏ含有率を決定することが望ましい。具体的には、（Ｆｅ：Ｃｏ＝Ｚ２：１−Ｚ２）とすると、０．７０≦Ｚ２≦１．００が望ましい。
【００６０】
（第３の実施の形態）
以下、第３の実施の形態の光ディスクについて、（１）形成方法、（２）本発明の特徴である記録層の特性、（３）記録再生特性に分けて、具体的に説明する。
【００６１】
（１）形成方法
本実施の形態の光磁気ディスク（ｃ１）は、第１の実施の形態の光磁気ディスクの形成方法において、記録層５をＧｄＤｙＴｂＦｅＣｏからなる合金ターゲットを用いて形成しており、該記録層の組成は、｛Ｇｄ0.5（Ｄｙ0.5Ｔｂ0.5）0.5｝0.24（Ｆｅ0.82Ｃｏ0.18）0.76であり、膜厚４０ｎｍで形成されている。その記録層５は、５０℃に補償温度を有し、キュリー温度が２７５℃であった。
【００６２】
記録層５以外は、第１の実施の形態の光磁気ディスクの形成方法と全く同様にして形成した。
【００６３】
（２）記録層の特性
ここでは、（Ｄｙ0.5Ｔｂ0.5）0.24（Ｆｅ0.79Ｃｏ0.21）0.76からなるＧｄを含有しない記録層５’を膜厚４０ｎｍで形成した比較ディスク（ｃ２）と比較することにより、本実施の形態の記録層５の特性を説明する。尚、比較ディスク（ｃ２）の記録層５’は、５０℃に補償温度を有し、キュリー温度が２７５℃であった。
【００６４】
図４は、上記本実施の形態に係る光磁気ディスク（ｃ１）と比較ディスク（ｃ２）について記録層５，５’の保磁力の温度依存性を示すものである。いずれの記録層５，５’も５０℃に補償温度を有し、キュリー温度が２７５℃であるが、それらの保磁力の温度依存性が異なっていることがわかる。すなわち、本実施の形態に係る光磁気ディスク（ｃ１）の場合、キュリー温度より低い温度で保磁力がほとんど無くなるのに対して、比較ディスク（ｃ２）の場合、キュリー温度近傍まで保磁力を有していることがわかる。
【００６５】
また、比較ディスク（ｃ２）の場合、２０ｋＡ／ｍの磁界強度で記録を行うためには、記録層５’を２６０℃まで温度上昇させる必要があるが、一方、本実施の形態の光磁気ディスク（ｃ１）の記録層５の場合、２０ｋＡ／ｍの磁界強度で記録を行うためには、記録層５を１９５℃まで温度上昇させれば良いことがわかる。
【００６６】
このように、本実施の形態の記録層５では、同じキュリー温度を有するため発生する漏洩磁界が略同一である比較例の記録層５’と比べて、より低い温度上昇での記録、つまり、より低いレーザパワーでの記録が実現される。
【００６７】
従って、本実施の形態の記録層５を用いた光磁気ディスク（ｃ１）によれば、以下の２点を両立することが可能である。▲１▼発生する漏洩磁界を大きくし、再生層と記録層との静磁結合を強力にして、記録ビット径が小さくかつ記録ビット間隔が小さい場合でも安定な再生動作を行う。▲２▼低レーザパワーで記録動作を行う。
【００６８】
（３）記録再生特性
上記光磁気ディスク（ｃ１）、及び、本実施の形態に係る記録層５の組成比を変え、同様にして作製したディスクと比較ディスク（ｃ２）の記録再生特性を第１の実施の形態と同様の方法で調査した結果を表３に示す。
【００６９】
【表３】
表３より、｛ＧｄX3（Ｄｙ0.5Ｔｂ0.5）1-X3｝0.24（Ｆｅ0.82Ｃｏ0.18）0.76なる組成式で表される記録層５において、０．１０≦Ｘ３≦０．８０の範囲で、比較ディスクと比べて、より低いレーザパワーでの記録が実現し、かつ、光磁気記録で必要とされる４５ｄＢのＣＮＲが得られていることがわかる。ここで、Ｘ３＞０．８５の範囲において、ＣＮＲが低下するのは、Ｇｄ含有量が多くなること、及び、記録層の垂直磁気異方性が小さくなることにより、良好な記録動作を維持できなくなったことが考えられる。
【００７１】
本実施の形態において、記録層５の希土類金属（ＲＥ）と遷移金属（ＴＭ）との組成比を（ＲＥ：ＴＭ＝０．２４：０．７６）として記載しているが、第１の実施の形態の場合と同様に、良好な再生動作を実現するためには、記録層５の補償温度が−５０℃以上１００℃以下になるように、ＲＥとＴＭの組成比を決定すれば良い。具体的には、（ＲＥ：ＴＭ＝Ｙ３：１−Ｙ３）とすると、０．２０≦Ｙ３≦０．２８が望ましい。
【００７２】
また、ＦｅとＣｏの組成比を（Ｆｅ：Ｃｏ＝０．８２：０．１８）として記載しているが、Ｃｏ含有率を高くすることにより、記録層５のキュリー温度が高くなり、より安定した再生動作を実現することが可能となる。しかし、同時にキュリー温度の上昇に伴い、記録動作温度も高くなり、より大きなレーザパワーが必要となるため、記録動作温度が、２４０℃以下になるようにＣｏ含有率を決定することが望ましい。具体的には、（Ｆｅ：Ｃｏ＝Ｚ３：１−Ｚ３）とすると、０．６５≦Ｚ３≦０．９５が望ましい。
【００７３】
尚、本実施の形態で（Ｄｙ：Ｔｂ＝０．５：０．５）の場合について示したが、ここで用いる記録層は、（Ｄｙ：Ｔｂ）が第１の実施の形態（Ｄｙ：Ｔｂ＝１．０：０．０）と第２の実施の形態（Ｄｙ：Ｔｂ＝０．０：１．０）の間にあるものであるため、ＤｙとＴｂの比を変化させた場合には、第１の実施の形態及び第２の実施の形態から明らかなように、
｛ＧｄX3（ＤｙW3Ｔｂ1-W3）1-X3｝Y3（ＦｅZ3Ｃｏ1-Z3）1-Y3において、
０．１０≦Ｘ３≦０．８５，０．２０≦Ｙ３≦０．２８，０．６０≦Ｚ３≦１．００，０．００＜Ｗ３＜１．００であることが望ましい。
【００７４】
【発明の効果】
以上のように、本発明の光磁気記録媒体は、室温において面内磁化状態であり温度上昇にともない垂直磁化状態となる再生層と、垂直磁化膜からなる記録層とが静磁結合した光磁気記録媒体において、記録層が、希土類金属と遷移金属との合金からなり、希土類金属がＧｄを含有する２種類以上の希土類金属元素から構成されている。このため、記録層から発生する漏洩磁界が大きくなって、再生層と記録層との静磁結合が強力になるため、記録ビット径が小さくかつ記録ビット間隔が小さい場合においても安定な再生動作を実現できるとともに、低レーザパワーでの記録動作が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る光磁気ディスクの記録媒体の構成を示す模式図である。
【図２】本発明の記録層と従来の記録層の磁気特性を比較する図である。
【図３】本発明の記録層と従来の記録層の磁気特性を比較する図である。
【図４】本発明の記録層と従来の記録層の磁気特性を比較する図である。
【符号の説明】
１ 基板
２ 透明誘電体層
３ 再生層
４ 非磁性中間層
５ 記録層
６ 保護層
７ オーバーコート層
８ ディスク本体
９ 光ビーム
１０ 対物レンズ
Claims (3)
- 室温において面内磁化状態であり温度上昇にともない垂直磁化状態となる再生層と、垂直磁化膜からなる記録層とが静磁結合した光磁気記録媒体において、
前記記録層は、一般式（Ｉ１）、及び、条件（Ｉ２）を満足する組成であることを特徴とする光磁気記録媒体。
（ＧｄX1Ｄｙ1-X1）Y1（ＦｅZ1Ｃｏ1-Z1）1-Y1 ・・・（Ｉ１）
０．１０≦Ｘ１≦０．７５
０．２０≦Ｙ１≦０．２８
０．６０≦Ｚ１≦０．９０ ・・・（Ｉ２） - 室温において面内磁化状態であり温度上昇にともない垂直磁化状態となる再生層と、垂直磁化膜からなる記録層とが静磁結合した光磁気記録媒体において、
前記記録層は、一般式（II２）、及び、条件（II２）を満足する組成であることを特徴とする光磁気記録媒体。
（ＧｄX2Ｔｂ1-X2）Y2（ＦｅZ2Ｃｏ1-Z2）1-Y2 ・・・（II１）
０．１０≦Ｘ２≦０．８５
０．２０≦Ｙ２≦０．２８
０．７０≦Ｚ２≦１．００ ・・・（II２） - 室温において面内磁化状態であり温度上昇にともない垂直磁化状態となる再生層と、垂直磁化膜からなる記録層とが静磁結合した光磁気記録おいて、
前記記録層は、一般式（III１）、及び、条件（III２）を満足する組成であることを特徴とする光磁気記録媒体。
｛ＧｄX3（ＤｙW3Ｔｂ1-W3）1-X3｝Y3（ＦｅZ3Ｃｏ1-Z3）1-Y3・・・（III１）０．１０≦Ｘ３≦０．８５
０．２０≦Ｙ３≦０．２８
０．６０≦Ｚ３≦１．００
０．００＜Ｗ３＜１．００ ・・・（III２）
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