JP3833813B2

JP3833813B2 - Magnetic recording medium and recording / reproducing method thereof

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Publication number: JP3833813B2
Application number: JP06933898A
Authority: JP
Inventors: 忠雄桂川
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1997-04-21
Filing date: 1998-03-04
Publication date: 2006-10-18
Anticipated expiration: 2018-03-04
Also published as: JPH117626A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
【０００２】
本発明は、磁気記録媒体、磁気記録媒体の記録方法及び磁気記録媒体の再生方法に関する。
【０００３】
【従来の技術】
【０００４】
情報化社会の発展を背景にして、大量の情報を蓄積し、高速で入出力できる高密度情報記録媒体の要求が高まり、その一つとして垂直磁気記録媒体が研究されている。垂直磁気記録媒体の強磁性体層には、Ｃｏ−Ｃｒ膜、Ｂａフェライト膜のような垂直磁気異方性の大きい材料が開発されているが、さらに大きな垂直磁気異方性を持つ材料の開発が必要であり、現状では強磁性体層に用いる材料が制限されるという難点がある。また、従来の垂直磁気記録媒体を強磁性体層面に対して垂直に磁化して記録した場合、磁化部が強磁性体層面の平行方向に広がるため、更に高密度記録が要求される場合には、高密度でシャープな記録を行うことが困難であるという難点がある。さらに、垂直磁気記録媒体に高密度な記録を行うには磁気ヘッドを強磁性体層面に強く圧着する必要があり、そのため強磁性体層が削れ、垂直磁気記録媒体の寿命が短くなるという欠点があった。
【０００５】
また、磁性体を磁化し、磁化方向に並行に直線偏光を入射させると、その直線偏光は磁性体を通過することによって偏光面が回転し、これはファラデー効果として知られている。そして、このファラデー効果を有する材料を用いて磁気記録媒体、光変調素子などがつくられている。例えば、（１）特開昭５６−１５１２５号にはイットリウムおよび希土類鉄ガーネットとその誘導体を用いた磁気記録媒体、（２）特開昭６１−８９６０５号には六方晶フェライトを用いた磁気記録媒体、（３）特開昭６２−１１９７５８号にはイットリウム鉄ガーネット粒子を用いた塗布型磁気記録媒体、（４）特開平４−１３２０２９号には希土類鉄ガーネット微粒子を用いた塗布型磁気記録媒体、などが紹介されている。これらの磁気記録媒体は、磁性体あるいは磁性体微粒子を基板上に薄膜状に記録層として形成した構造を有している。これらの磁気記録媒体によれば、記録、読み出し（再生）、消去を良好に行うことができる。しかしその反面、これらの磁気記録媒体は、上記の記録、読み出し（再生）、消去の使用に限られてしまい、他の用途への応用・転用には不向きであるといった欠点がある。
【０００６】
そこで、このような問題点を解決し、強磁性体層に用いる材料が制限されることが少なく、且つ高密度でシャープな記録を行うことができ、更に記録及びその読み出し（再生）を繰り返し行うことができる寿命の長い磁気記録媒体が望まれている。また、偏光子としても用いることができ、また磁場と光を与えることによって画像を目視できディスプレイとして応用することができる磁気記録媒体が望まれている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記問題点の少なくとも一つを解決することができる、磁気記録媒体、磁気記録媒体の記録方法及び磁気記録媒体の再生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】
【０００９】
請求項１に記載の発明は、磁気記録媒体において、基板、その基板表面に形成された該基板面に垂直な側壁面を有し側壁面が互いに平行な多数の溝、および該溝の側壁面に形成された高さ０．１μｍ乃至５μｍ、厚さ５ｎｍ乃至２００ｎｍの強磁性体層からなり、強磁性体層は溝を横切る方向に０．２μｍ乃至２．０μｍの範囲で等間隔となるように形成され、該強磁性体層の材料は、面内磁気異方性を有する磁性体材料であり、溝内が無機または有機材料により埋められ、磁気記録媒体表面が平滑面であることを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、磁気記録媒体において、基板、その基板表面に形成された該基板面に垂直な側壁面を有し側壁面が互いに平行な多数の溝、および該溝の側壁面に形成された高さ０．１μｍ乃至５μｍ、厚さ５ｎｍ乃至２００ｎｍの強磁性体層からなり、強磁性体層は溝を横切る方向に０．２μｍ乃至２．０μｍの範囲で等間隔となるように形成され、該強磁性体層の材料は、面内磁気異方性を有する磁性体材料であり、基板がレーザ光に対して透明であることを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１記載の磁気記録媒体において、無機または有機材料がレーザ光に対して透明であることを特徴とする。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、磁気記録媒体において、基板、その基板表面に形成された該基板面に垂直な側壁面を有し側壁面が互いに平行な多数の溝、および該溝の側壁面に形成された高さ０．１μｍ乃至５μｍ、厚さ５ｎｍ乃至２００ｎｍの強磁性体層からなり、強磁性体層は溝を横切る方向に０．２μｍ乃至２．０μｍの範囲で等間隔となるように形成され、該強磁性体層の材料は、面内磁気異方性を有する磁性体材料であり、強磁性体層がＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉまたはこれらの任意の組み合わせによる合金の平均粒子径２ｎｍ乃至５０ｎｍの超微粒子を含むことを特徴とする。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、磁気記録媒体において、基板、その基板表面に形成された該基板面に垂直な側壁面を有し側壁面が互いに平行な多数の溝、および該溝の側壁面に形成された高さ０．１μｍ乃至５μｍ、厚さ５ｎｍ乃至２００ｎｍの強磁性体層からなり、強磁性体層は溝を横切る方向に０．２μｍ乃至２．０μｍの範囲で等間隔となるように形成され、該強磁性体層の材料は、面内磁気異方性を有する磁性体材料であり、基板がプラスチックフィルムであることを特徴とする。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、磁気記録媒体において、可視光に対して透明な基板、その基板の一方の表面に形成された該基板面に垂直な側壁面を有し側壁面が互いに平行な多数の直線状の溝、および該溝の側壁面に形成された高さ０．１μｍ乃至５μｍ、厚さ５ｎｍ乃至２００ｎｍの強磁性体層からなり、強磁性体層は溝を横切る方向に０．２μｍ乃至２．０μｍの範囲で等間隔となるように形成され、該強磁性体層の材料は、面内磁気異方性を有する磁性体材料であり、強磁性体層がＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉまたはこれらの任意の組み合わせによる合金の平均粒子径２ｎｍ乃至５０ｎｍの超微粒子を含むことを特徴とする。
【００１５】
請求項７に記載の発明は、磁気記録媒体にバイアス磁界を与えてレーザ光を照射することにより情報を記録する磁気記録媒体の記録方法において、レーザ光に対して透明な基板、その基板表面に形成された該基板面に垂直な側壁面を有し側壁面が互いに平行な多数の溝、および該溝の側壁面に形成された高さ０．１μｍ乃至５μｍ、厚さ５ｎｍ乃至２００ｎｍの強磁性体層からなり、該強磁性体層の材料は、面内磁気異方性を有する磁性体材料であり、強磁性体層は溝を横切る方向に０．２μｍ乃至２．０μｍの範囲で等間隔となるように形成されている磁気記録媒体の強磁性体層を基板面に対し垂直方向に磁化して情報を記録することを特徴とする。
【００１６】
請求項８に記載の発明は、請求項７記載の磁気記録媒体の記録方法において、側壁面が互いに平行な多数の溝が直線状の溝であり、記録方向に不連続で基板面に垂直な強磁性体層を有している磁気記録媒体を用い、強磁性体層を記録方向に１ビットとして基板面に対し垂直方向に磁化して情報を記録することを特徴とする。
【００１７】
請求項９に記載の発明は、磁気記録媒体に照射されたレーザ光の偏光面の回転を利用して記録された情報を再生する磁気記録媒体の再生方法において、レーザ光に対して透明な基板、その基板表面に形成された該基板面に垂直な側壁面を有し側壁面が互いに平行な多数の溝、および該溝の側壁面に形成された高さ０．１μｍ乃至５μｍ、厚さ５ｎｍ乃至２００ｎｍの強磁性体層からなり、該強磁性体層の材料は、面内磁気異方性を有する磁性体材料であり、強磁性体層は溝を横切る方向に０．２μｍ乃至２．０μｍの範囲で等間隔となるように形成されている磁気記録媒体の強磁性体層を基板面に対して垂直方向に磁化して情報が記録されていることを特徴とする。
【発明の実施の形態】
【００１８】
本発明によれば、第一に、基板、その基板表面に形成された該基板面に垂直な側壁面を有し側壁面が互いに平行な多数の溝、および該溝の側壁面に形成された高さ０．１μｍ乃至５μｍ、厚さ５ｎｍ乃至２００ｎｍの強磁性体層からなり、強磁性体層は溝を横切る方向に０．２μｍ乃至２．０μｍの範囲で等間隔となるように形成されていることを特徴とする磁気記録媒体が提供される。
【００１９】
第二に、上記第一に記載の磁気記録媒体において、溝内が無機または有機材料により埋められ、磁気記録媒体表面が平滑面であることを特徴とする磁気記録媒体が提供される。
【００２０】
第三に、上記第一または第二に記載の磁気記録媒体において、基板がレーザ光に対して透明であることを特徴とする磁気記録媒体が提供される。
【００２１】
第四に、上記第二または第三に記載の磁気記録媒体において、無機または有機材料がレーザ光に対して透明であることを特徴とする磁気記録媒体が提供される。
【００２２】
第五に、上記第一乃至第四のいずれかに記載の磁気記録媒体において、強磁性体層がＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉまたはこれらの任意の組み合わせによる合金の平均粒子径２ｎｍ乃至５０ｎｍの超微粒子を含むことを特徴とする磁気記録媒体が提供される。
【００２３】
第六に、上記第一乃至第五のいずれかに記載の磁気記録媒体において、側壁面が互いに平行な多数の溝が直線状の溝であることを特徴とする磁気記録媒体が提供される。
【００２４】
第七に、磁気記録媒体にバイアス磁界を与えてレーザ光を照射することにより情報を記録する磁気記録媒体の記録方法において、レーザ光に対して透明な基板、その基板表面に形成された該基板面に垂直な側壁面を有し側壁面が互いに平行な多数の溝、および該溝の側壁面に形成された高さ０．１μｍ乃至５μｍ、厚さ５ｎｍ乃至２００ｎｍの強磁性体層からなり、強磁性体層は溝を横切る方向に０．２μｍ乃至２．０μｍの範囲で等間隔となるように形成されている磁気記録媒体の強磁性体層を基板面に対し垂直方向に磁化して情報を記録することを特徴とする磁気記録媒体の記録方法が提供される。
【００２５】
第八に、上記第七に記載の磁気記録媒体の記録方法において、側壁面が互いに平行な多数の溝が直線状の溝であり、記録方向に不連続で基板面に垂直な強磁性体層を有している磁気記録媒体を用い、強磁性体層を記録方向に１ビットとして基板面に対し垂直方向に磁化して情報を記録することを特徴とする磁気記録媒体の記録方法が提供される。
【００２６】
第九に、磁気記録媒体に照射されたレーザ光の偏光面の回転を利用して記録された情報を再生する磁気記録媒体の再生方法において、レーザ光に対して透明な基板、その基板表面に形成された該基板面に垂直な側壁面を有し側壁面が互いに平行な多数の溝、および該溝の側壁面に形成された高さ０．１μｍ乃至５μｍ、厚さ５ｎｍ乃至２００ｎｍの強磁性体層からなり、強磁性体層は溝を横切る方向に０．２μｍ乃至２．０μｍの範囲で等間隔となるように形成されている磁気記録媒体の強磁性体層を基板面に対し垂直方向に磁化して情報が記録されていることを特徴とする磁気記録媒体の再生方法が提供される。
【００２７】
第十に、可視光に対して透明な基板、その基板の一方の表面に形成された該基板面に垂直な側壁面を有し側壁面が互いに平行な多数の直線状の溝、および該溝の側壁面に形成された高さ０．１μｍ乃至５μｍ、厚さ５ｎｍ乃至２００ｎｍの強磁性体層からなり、強磁性体層は溝を横切る方向に０．２μｍ乃至２．０μｍの範囲で等間隔となるように形成されていることを特徴とする磁気記録媒体が提供される。
【００２８】
第十一に、上記第十に記載の磁気記録媒体において、基板の溝のある面に光反射膜が形成されていることを特徴とする磁気記録媒体が提供される。
【００２９】
第十二に、上記第十に記載の磁気記録媒体において、基板の溝のある面と反対側の面に光反射膜が形成されていることを特徴とする磁気記録媒体が提供される。
【００３０】
第十三に、上記第十一または第十二に記載の磁気記録媒体において、光反射膜が設けられている面とは反対側の面に反射防止膜が設けられていることを特徴とする磁気記録媒体が提供される。
【００３１】
第十四に、上記第十乃至第十三のいずれかに記載の磁気記録媒体において、強磁性体が導電性を有することを特徴とする磁気記録媒体が提供される。
【００３２】
第十五に、上記第十乃至第十四のいずれかに記載の磁気記録媒体において、強磁性体層がＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉまたはこれらの任意の組み合わせによる合金の平均粒子径２ｎｍ乃至５０ｎｍの超微粒子を含むことを特徴とする磁気記録媒体が提供される。
【００３３】
第十六に、上記第十乃至第十五のいずれかに記載の磁気記録媒体において、強磁性体層と接して同じ高さで厚さ５ｎｍ乃至１０ｎｍの非磁性半導体層又は非磁性金属層が設けられていることを特徴とする磁気記録媒体が提供される。
【００３４】
第十七に、上記第一乃至第十六のいずれかに記載の磁気記録媒体において、基板がプラスチックフィルムであることを特徴とする磁気記録媒体が提供される。
【００３５】
本発明の磁気記録媒体は、基板、その基板表面に形成された該基板面に垂直な側壁面を有し側壁面が互いに平行な多数の溝、および該溝の側壁面に形成された高さ０．１μｍ乃至５μｍ、厚さ５ｎｍ乃至２００ｎｍの強磁性体層からなり、強磁性体層は溝を横切る方向に０．２μｍ乃至２．０μｍの範囲で等間隔となるように形成されていることを特徴とするものであり、これにより強磁性体層に基板面に垂直な方向に磁化して記録することができるので、磁気ヘッドやレーザ光などを用いて高密度でシャープな記録を行うことができ、また分解能もよく、記録の読み出し（再生）を良好に行うことができる。
【００３６】
更に、本発明の磁気記録媒体によれば記録及びその読み出し（再生）を繰り返し行うことができ、長寿命化をはかることができる。
【００３７】
また、本発明の磁気記録媒体における強磁性体層は基板面に垂直（側壁面に平行）に形成されており、基板面に垂直な方向に磁化して記録することができるので、基板面に垂直な面内の方向（側壁面に平行な方向）に磁気異方性を有する磁性体材料、すなわち面内磁気異方性を有する磁性体材料を用いることができ、従来の垂直磁気記録媒体に比べ多くの磁性体材料を用いることができる。即ち、特に垂直磁気異方性の大きい磁性材料を用いる必要はなく、強磁性体層に用いる材料が制限されることが少ないものである。
【００３８】
上記本発明の磁気記録媒体において、側壁面が互いに平行な多数の溝は、直線状であっても、スパイラル状であっても、また同心円状であってもよい。
【００３９】
さらに、本発明の磁気記録媒体は、可視光に対して透明な基板を用い、強磁性体層を、溝を横切る方向に０．２μｍ乃至２．０μｍの範囲で等間隔となるように形成することにより、偏光子としても用いることができ、また磁場と光を与えることによって画像を目視できるためディスプレイとして応用することができる。すなわち、可視光に対して透明な基板、その基板の一方の表面に形成された該基板面に垂直な側壁面を有し側壁面が互いに平行な多数の直線状の溝、および該溝の側壁面に形成された高さ０．１μｍ乃至５μｍ、厚さ５ｎｍ乃至２００ｎｍの強磁性体層からなり、強磁性体層は溝を横切る方向に０．２μｍ乃至２．０μｍの範囲で等間隔となるように形成されていることを特徴とする磁気記録媒体は、偏光子としても用いることができ、また磁場と光を与えることによって画像を目視できるためディスプレイとして応用することができる。
【００４０】
実験によれば、光の吸収率は強磁性体層の厚さ×高さの面積（同一材料、同一面積の場合）に依存する。しかし、同一面積でもより厚さが薄くかつ高さが高い方が、すなわちアスペクト比（高さ／厚さ）が大きい方が偏光度が向上する。本発明では偏光度が７０％以上８０％に近い値が得られるようになった。
【００４１】
上記の磁気記録媒体によれば、可視光に対して透明な基板上に強磁性体層が該基板に垂直に並んで設けられていることから、高い光透過率と偏光機能が同時に得られ、磁化部と非磁化部に高いコントラストができて、大面積で画像等を記録・観察することが可能となる。
【００４２】
強磁性体層の厚さは５ｎｍ乃至２００ｎｍが好ましく、５ｎｍ未満または２００ｎｍを越えるようになると磁気光学効果が利用できないくらいに減少し、また、２００ｎｍを越えるようになると可視光域での偏光機能が低下する。更に強磁性体層の厚さが２００ｎｍを越えるようになると透明性も低下し５０％以上の光透過率が得られなくなる。
【００４３】
強磁性体層の高さは０．１〜５μｍが適当である。この高さによって磁気光学効果による偏光面回転角の増幅が制御できるため、画像のコントラスト設計等が行いやすくなる。強磁性体層の高さが０．１μｍ未満となると強磁性体の連続層を有する一般の磁気記録媒体並の効果（偏光機能・磁性機能）しか発揮されず、５μｍを越えるようになると透明性が低下しディスプレイ等としての利用が困難になる。
【００４４】
また、強磁性体層の層間隔は０．２〜２μｍが適当である。層間隔が０．２μｍ未満となると透明性が低下し、偏光機能が低下してディスプレイなどとしての利用が困難になる。層間隔が２μｍを越えるようになると偏光機能が強磁性体層の連続ベタ膜と同じようになってしまいディスプレイや偏光子として利用することが困難である。
【００４５】
なお、強磁性体層は、基板に設けられた溝の垂直な側壁面に形成されることから、基板面に対して垂直になるように形成されるが、若干の強磁性体層のたおれ、曲がり、層間距離のバラツキは機能面に影響を与えないので、この明細書中の垂直あるいは等間隔の用語はこのような意味を含むものである。
【００４６】
以下に図面により、本発明をさらに詳細に説明する。図１は本発明の磁気記録媒体の一例を模式的に示す拡大断面図であり、基板１の表面に、該基板面に垂直な側壁面２を有し側壁面が互いに平行な多数の直線状の溝３、および該溝の側壁面に形成された高さＨが０．１μｍ乃至５μｍ、厚さＭが５ｎｍ乃至２００ｎｍの強磁性体層４からなり、強磁性体層４は溝を直角に横切る方向に０．２μｍ乃至２．０μｍの範囲で等間隔となるように形成されている、すなわち溝３の側壁面２に形成された強磁性体層間の距離Ｌ１と溝と溝の間の基板部の幅Ｌ２とが等しくなるように強磁性体層４が形成され、Ｌ１およびＬ２は０．２μｍ乃至２．０μｍの範囲となっている。
【００４７】
基板１としては、有機材料或いは無機材料のいずれで成形されたものでもよく、その材料としては、例えばポリアクリル酸エステル、ポリメタアクリル酸エステル、ポリアクリル酸、ポリアクリルアミド等のアクリル系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂等のスチレン系樹脂、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリプロピレン樹脂、ポリアリレート、エポキシ樹脂、ポリ−４−メチルペンテン−１、フッ素化ポリイミド樹脂、フッ素樹脂、フェノキシ樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ジエチレングリコールビスアリルカーボネート、ナイロン樹脂、フルオレン系ポリマー、酢酸セルロース、ガラス、石英、アルミナ、アルミニウム、ニッケル、ステンレス、セラミックスなどが挙げられる。レーザ光によって記録、再生を行う磁気記録媒体においては、レーザ光に対して透明である材料からなる基板を用いればよい。
【００４８】
本発明の磁気記録媒体における強磁性体層４の材料としては、強磁性体層に平行な磁気異方性（面内磁気異方性）を有する磁性体材料が好ましいが、それに限定されない。強磁性体層４の材料としては、例えば、ＭｎＢｉ、γ−Ｆｅ_２Ｏ_３、Ｆｅ_３Ｏ_４、Ｂａフェライト、Ｐｂフェライト、Ｃｏフェライト、希土類鉄ガーネット、ＰｔＣｏ、あるいはＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉ又はこれらの任意の組み合わせによる合金などが挙げられる。
【００４９】
強磁性体層４には、特に、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉまたはこれらの任意の組み合わせによる合金の平均粒子径２ｎｍ乃至５０ｎｍの超微粒子を用いることが好ましい。これらを用いることにより、量子サイズ効果等新たな光との相互作用が現れ大きな磁気光学効果が得られ、Ｓ／Ｎの大きな高密度記録が容易に得られる。
【００５０】
また、本発明の磁気記録媒体における溝３は空間となっていても、また下記のような無機または有機材料によって埋められていてもよい。無機材料としては、例えばＣａＦ_２、ＮａＦ_２、Ｎａ_３ＡｌＦ_６、ＬｉＦ、ＭｇＦ_２、ＳｉＯ_２、ＬａＦ_３、ＮｄＦ_３、Ａｌ_２Ｏ_３、ＣｅＦ_３、ＰｄＦ_２、ＭｇＯ、ＴｈＯ_２、ＳｎＯ_２、Ｌａ_２Ｏ_３、ＳｉＯ、Ｉｎ_２Ｏ_３、Ｎｄ_２Ｏ_３、Ｓｂ_２Ｏ_３、ＺｒＯ_２、ＣｅＯ_２、ＴｉＯ_２、ＺｎＳ、Ｂｉ_２Ｏ_３、ＺｎＳｅ、ＣｄＳ、Ｓｂ_２Ｓ_３、ＣｄＴｅ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｔｅ、ＰｄＴｅなどが挙げられ、また有機材料としては、例えばアクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリエーテルサルフォン樹脂、ポリプロピレン樹脂、アセチルアセテート樹脂、フッ素樹脂、スチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂などが挙げられる。
【００５１】
特に、磁気ヘッドによって記録、再生を行う磁気記録媒体においては、溝３は無機材料または有機材料によって埋められ、且つ磁気記録媒体表面５が平滑であることが好ましく、これにより磁気記録媒体表面が磁気ヘッドの接触で削れるのを防止することができる。また、レーザ光によって記録、再生を行う磁気記録媒体においては、溝３は空間か、あるいはレーザ光に対して透明であり基板と異なる屈折率の材料で埋められていることが好ましい。
【００５２】
本発明の磁気記録媒体に磁気ヘッドを用いて記録を行うには、従来最も一般的に利用されているリングヘッドでも、基板面に垂直な方向の磁束に感度の高い、いわゆる垂直磁気ヘッドでもよく、また再生を行うにはＭＲ（磁気抵抗効果）ヘッドでもＧＭＲ（巨大磁気抵抗効果）ヘッドでもよい。記録の消去を行うには、強磁性体層に一様な磁界（強磁性体層に対して上向き、下向き又は横向き）を印加してもよいし、交流磁界を印加し且つゼロ磁界になるよう遠ざけてもよい。
【００５３】
また、本発明の磁気記録媒体にレーザ光によって記録を行うには、磁気記録媒体にバイアス磁界を与えてレーザ光を照射し、強磁性体層を基板面に垂直方向に磁化すればよく、これによって高密度でシャープな記録を行うことができる。
【００５４】
また、記録された情報は、磁気記録媒体に再生レーザ光を照射し、レーザ光の偏光面の回転を利用して再生することができる。また、レーザ光によって記録された情報を再生する方法として、磁気ヘッドで磁束の向きを読む方法などを用いることもできる。記録の消去を行うには、強磁性体層に一様な磁界（強磁性体層に対して上向き、下向き又は横向き）を印加してもよいし、交流磁界を印加し且つゼロ磁界になるよう遠ざけてもよく、また記録の際とはバイアス磁界の向きを逆にしてレーザ光を照射する方法によって行ってもよい。
【００５５】
記録の再生を、記録部にレーザ光の直線偏光を当て偏光面の回転を利用することにより行う方法では、磁化された強磁性体層の両側（溝部または溝を形成する基板部）を通過するレーザ光や強磁性体層で反射されるレーザ光の偏光面の回転を読むことにより記録の再生を行うことができる。また、磁気記録媒体の基板のレーザ光入射側と反対の面に光反射膜を設けることにより、反射されたレーザ光の偏光面が更に回転し回転角が大きくなるのでそれを読むことにより記録の再生をより良く行うことができる。
【００５６】
本発明の磁気記録媒体によれば、従来の磁気テープや磁気ディスクとは異なり、基板面に垂直な強磁性体層を有しているので、記録された磁化部の微小化が可能となり高密度でシャープな記録を行うことができる。すなわち、従来の磁気テープや磁気ディスクなどの磁気記録媒体では、磁化部が強磁性体層面に平行方向に広がるが、本発明の磁気記録媒体によれば磁化部を強磁性体層の基板面に垂直な方向に限定することができるので、磁化部の微小化が可能となり、高密度でシャープな記録を行うことができる。
【００５７】
さらに、本発明の磁気記録媒体において、互いに平行な側壁面を有する多数の溝が直線状の溝であり、側壁面に形成された基板面に垂直な強磁性体層が記録方向に不連続である磁気記録媒体を用いた場合には、磁化部を不連続の強磁性体層の一つ一つに限定することができるので、磁化部の微小化が可能となり、溝の側壁面に形成された強磁性体層を記録方向に１ビットとして記録することにより高密度でシャープな記録を行うことができる。そして、このような高密度な記録を上記のような方法によって再生すると、強磁性体層と再生レーザ光との相互作用による大きな磁気光学効果（偏光面の回転）によってＳ／Ｎの良い再生信号を得ることができる。
【００５８】
また、一般に磁性体を薄膜にすると膜面に平行に磁気異方性（面内磁気異方性）が強くなるので、本発明の磁気記録媒体における強磁性体層のように基板表面に設けられた溝の側壁面に形成された薄い強磁性体層では、基板面に垂直な面内の方向に磁気異方性が極めて強くなる。従って本発明の磁気記録媒体によれば、記録された部分の磁束は磁気記録媒体表面に出やすくなり、従来の垂直磁気記録媒体におけるような磁束が弱いという欠点がなく、高密度記録を行うことができる。
【００５９】
さらに、本発明の磁気記録媒体によれば、磁気ヘッドを磁気記録媒体表面から少し離しても記録・再生ができ、磁気記録媒体表面の削れを防止することができる。また、磁気ヘッドを磁気記録媒体表面に密着して繰り返し記録及び再生を行うことにより磁気記録媒体表面が摩耗しても、強磁性体層が基板面に垂直に深く形成されているため、再生出力に影響を与えることが少なく、高密度でシャープな記録及び再生を長期間にわたって繰り返し行うことができる。
【００６０】
また、図１の磁気記録媒体において、基板１として可視光に対して透明な基板を用いることにより、これを偏光子としても使用することもできる。
【００６１】
図２は、ディスプレイとしての機能をも有する本発明の磁気記録媒体の代表的なものの一例を模式的に示す拡大断面図である。図２において、磁気記録媒体は可視光に対して透明な基板１Ａ、その基板の一方の表面に形成され基板面に垂直な側壁面２を有し側壁面が互いに平行な多数の直線状の溝３、および該溝の側壁面に形成された高さＨが０．１μｍ乃至５μｍ、厚さＭが５ｎｍ乃至２００ｎｍの強磁性体層４Ａからなり、強磁性体層４Ａは溝を直角に横切る方向に０．２μｍ乃至２．０μｍの範囲で等間隔となるように形成されている、すなわち溝３の側壁面２に形成された強磁性体層間の距離Ｌ１と溝と溝の間の基板部の幅Ｌ２とが等しくなるように強磁性体層４Ａが形成され、Ｌ１およびＬ２は０．２μｍ乃至２．０μｍの範囲となっている。そして、基板１Ａの強磁性体層４Ａが形成されている面に光反射膜６が設けられ、光反射膜６が設けられている面とは反対側の面に反射防止膜７が設けられている。光反射膜６は、別の基板１Ｂ上に形成された光反射膜６を基板１Ａの強磁性体層４Ａが形成されている面に張り合わせて形成することができる。
【００６２】
可視光に対して透明な基板１Ａとしては、ＭＭＡ樹脂、ＰＭＭＡ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリプロピレン樹脂、アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリアリレート、ポリスチレン、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、エポキシ樹脂、ポリ−４−メチルペンテン−１、フッ素化ポリイミド樹脂、フッ素樹脂、フェノキシ樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ジエチレングリコールビスアリルカーボネート、ナイロン樹脂、フルオレン系ポリマー等の透明プラスチックに代表される有機透明材料や、ガラス、石英、アルミナ等の無機透明材料が用いられる。基板１Ａの厚さは５０〜５００μｍが適当であり、薄いほど強磁性体層４Ａと磁気ヘッドとの距離が近くなり好ましい。５００μｍより厚くなるようであれば、光反射膜６側から磁気ヘッドによって記録することも可能である。
【００６３】
強磁性体層４Ａの材料としては、磁気光学効果が大きく、膜面内に磁気異方性を有し、保磁力が３００〜２０００エルステッドと磁気記録に適しており、また磁気記録媒体に偏光子としての機能を持たせるためには、光の電界によって電子が強磁性体層を移動できる導電性を有する材料、半導体材料または金属材料などを用いることが好ましい。
【００６４】
このような材料からなる強磁性体層としては、平均粒子径が２ｎｍ乃至５０ｎｍの大きさのＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉまたはこれらの任意の組み合わせによる合金の超微粒子を含む層が特に好ましい。
【００６５】
Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉまたはこれらの任意の組み合わせによる合金は最も大きなファラデー回転角を有し、かつ金属であるため良好な導電体であり、また、これらの金属又は合金はそれを微粒子化（好ましくは平均粒子径２ｎｍ乃至５０ｎｍ）させることにより、強磁性体層の膜面内に磁気異方性をもたせ、且つ保磁力を高めることができる。このことは、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ又はこれらの合金の粒径をコントロールすることによって保磁力を任意に変化させることができることを意味する。すなわち、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉまたはこれらの合金の超微粒子を用い、その粒径をコントロールすることにより、情報の記録及びその消去がしやすく、またディスプレイ等に応用した場合に高いコントラストを有する画像の表示が可能な磁気記録媒体を得ることができる。
【００６６】
Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉまたはこれらの任意の組み合わせによる合金の超微粒子を含む強磁性体層は、ガス中蒸着法を用いて形成することができるが、蒸着の際、ガス中に僅かに（数１００ｍｔｏｒｒ）空気を導入することが好ましい。
【００６７】
また、強磁性体として酸化物などの絶縁体（例えばＦｅ_２Ｏ_３、ＣｏＦｅ_２Ｏ_４、Ｂｉ_２ＤｙＦｅ_３．８Ａｌ_１．２Ｏ_１２など）を用いるときは、その酸化物強磁性体層に非磁性半導体層あるいは非磁性金属層を酸化物強磁性体層に接して重ねるように設けて電子移動層を形成することが好ましい。この電子移動層が厚くなると光の吸収が大きくなるので薄いほうが好ましい。なお、上記Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉまたはこれらの任意の組み合わせによる合金のように導電性を有する強磁性体層を用いれば、強磁性体層と電子移動層を兼用させることができ、より好ましい。
【００６８】
図３は、非磁性半導体層あるいは非磁性金属層を設けた強磁性体層を有する磁気記録媒体の一例を模式的に示す拡大断面図である。非磁性半導体層あるいは非磁性金属層８を酸化物強磁性体層４Ｂに接して重ねて設けるには、図３（ａ）のように溝の側壁面に形成された酸化物強磁性体層４Ｂ上に非磁性半導体層あるいは非磁性金属層８を設けても、また図３（ｂ）のように溝の側壁面に形成された非磁性半導体層あるいは非磁性金属層８上に酸化物強磁性体層４Ｂを設けてもよい。
【００６９】
なお、ディスプレイとして応用する磁気記録媒体においては、溝３は空間であるか、或いは可視光に対して透明であり基板と異なる屈折率の材料で埋められていることが好ましい。
【００７０】
光反射膜６は、特定の可視光域波長に高い反射率を有する材料、例えばＣｕ、Ａｌ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｒｈ、ＴｅＯｘ、ＴｅＣ、ＳｅＡｓ、ＴｅＡｓ、ＴｉＮ、ＴａＮ、ＣｒＮ等を用い、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法などにより形成することができる。膜厚としては５０〜５００ｎｍが好ましい。この他にも、ＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２などの交互多層膜、金属と誘電体の交互多層膜、傾斜型反射板、ホログラム反射板（日本ポラロイド社製「ホロブライト」等）なども使用できる。
【００７１】
さらに、特に、磁気記録媒体をレーザ光による記録や再生、或いはディスプレイとして使用する場合には、光の透過率を向上させ、また化学的腐食や光による化学的変化から磁気記録媒体を保護するうえから、光反射膜が設けられている面とは反対側の面に反射防止膜を設けることが望ましい。反射防止膜は、下記表１にあげた材料などを用い、真空蒸着法などによって形成することができる。
【００７２】
【表１】

【００７３】
図４は本発明の磁気記録媒体をディスプレイとして使用する場合において、コントラストが発現する様子を模式的に示す説明図である。図４の磁気記録媒体は、可視光に対して透明な基板１Ａ、その基板の一方の表面に設けられた溝の側壁面に形成された強磁性体層の磁化部４Ｘ、非磁化部４Ｙを有しており、基板の他方の面に光反射膜６が設けられている。
【００７４】
光１１Ａは円偏光であり、強磁性体層の磁化部４Ｘを有する部分（強磁性体層やその周りの基板部や空間部など）を通り抜けてきた光１１Ｂは偏光面が回転している直線偏光である。光１１Ｂは光反射層６で反射され、この反射された光１１Ｃは再び強磁性体層の磁化部４Ｘを有する部分を通過する。ここで、光１１Ｃは偏光面が回転しているので、強磁性体層の磁化部４Ｘを有する部分（検光子となる）を通過することができない。
【００７５】
一方、光１２Ａも円偏光であり、強磁性体層の非磁化部４Ｙを有する部分を通り抜けてきた光１２Ｂは直線偏光であるが、光反射層６で反射された光１２Ｃは偏光面が回転していない。直線偏光は強磁性体層の非磁化部４Ｙを有する部分では偏光面が合っているので通過できる。なお、光の通過の程度は強磁性体層の磁化の程度に依存している。
【００７６】
このようにして、強磁性体層の磁化部は暗く見え、非磁化部は明るく見える。この現象を有する磁気記録媒体は偏光子を兼ねることができ、また、所望の磁化部を形成しこれに光をあてて色々な可視像をつくり、変化させ、消去させることができるため、バックライトを必要としないディスプレイにも応用することができる。
【００７７】
なお、基板の光反射膜６が設けられている面と反対側の面に市販の偏光子を合わせることによっても、または光反射膜６を設けずに溝の側壁面に強磁性体層を有する基板１Ａを一対の偏光子で挟むことによってもディスプレイとすることができる。
【００７８】
本発明の磁気記録媒体は、次のような工程により作製することができる。すなわち、（１）基板の表面に、フォトリソグラフィー技術を用いて、直線状にかつ互いに平行になるように凹形の溝を多数列形成する工程、（２）上記溝が形成された基板上に強磁性体よりなる薄膜（強磁性体層）を形成する工程、（３）形成された強磁性体薄膜（強磁性体層）のうち凹形の溝の側壁の表面に形成された部分のみが残存するようにエッチング処理を行う工程、（４）、上記（３）の工程の次に必要により凹形の溝が埋まるようにスパッタリングなどにより基板上に無機材料の皮膜を形成し、基板表面が平滑になるように研磨する工程、（５）、上記（３）または（４）の工程の次に必要により磁気記録媒体の基板の一面に光反射膜を形成する工程、または別の基板上に形成した光反射層を磁気記録媒体の基板に張り合わせる工程、により作製することができる。
【００７９】
図５は、本発明の磁気記録媒体を製造する工程の一例を示す説明図である。まず、基板１にレジスト膜９を積層し（ａ）、レジスト膜９上に等間隔の互いに平行な多数の直線状の細線パターンを有するフォトマスクを配置してＵＶ光を露光し、ついでウェットエッチングしてレジスト膜９を一定の等しい幅ｍ_１及び間隔ｍ_２になるようにパタン化し（ｂ）、基板１を特定の深さにエッチングして溝３を形成し（ｃ）、次いでレジスト膜９を剥離する（ｄ）。このようにして溝３は比較的容易に加工面に対して垂直に深く（１０μｍくらいまで）形成することができる。また、リソグラフィー法を使用すれば、直線性のきれいな細線状の溝を形成することができる。
【００８０】
基板としてプラスチック板を用いる場合には、プラスチック板上に例えばＳｉＯ_２薄膜をＰＶＤ法で製膜し、このＳｉＯ_２薄膜表面に溝を形成するようにしてもよい。
【００８１】
次に、この溝が形成された基板上に強磁性体よりなる薄膜（強磁性体層）４を形成する（ｅ）。この薄膜（強磁性体層）の形成方法としては、ＰＶＤ法もしくはＣＶＤ法や、メッキ法が好適に採用されるが、特に製法が制限されるものではない。
【００８２】
次いで、形成された薄膜（強磁性体層）４のうち基板表面に平行な部分をＡｒイオン１０によるエッチング（湿式、乾式を問わないが、基板側に逆バイアス電圧を印加して逆スパッタ法によるのが好ましい）で除去する（ｆ）ことにより、溝の側壁面に薄膜（強磁性体層）４を形成することができる（ｇ）。次に、別の基板１Ｂの片面に光反射層を形成し、この光反射層付き基板の光反射層側と基板１の強磁性体薄膜（強磁性体層）４が形成されている面とを張り合わせ、本発明の磁気記録媒体を得ることができる（ｈ）。また、基板としてプラスチックフィルムを用いることにより、変形自在の磁気記録媒体を得ることができる。
【００８３】
【実施例】
【００８４】
次に実施例をあげて本発明をさらに具体的に説明する。
【００８５】
実施例１
１ｍｍ厚のガラス基板の表面に、合計で１２０ｎｍ厚となるようにＣｒ_２Ｏ_３膜、ついでＣｒ膜の２層を設け、更にその上にポジ型レジスト膜を設けた。このレジスト膜の上に、互いに平行な多数の直線状の細線パターンを有するフォトマスクを配置し、ＵＶ光を用いてレジスト膜上に図１においてＬ１＝Ｌ２＝０．５μｍとなるように多数の直線状の細線パターンを露光し、ついでウェットエッチング手法を用いて上記レジスト膜をエッチングし、更にフッ素系ガスを用いてガラス基板表面をエッチングして、深さ０．４μｍ（図１においてＨ＝０．４μｍ）の溝を形成した。ついでＣｒ_２Ｏ_３膜、Ｃｒ膜の２層およびレジスト層を剥離した。
【００８６】
次に、ガス中蒸着法を用いて、上記ガラス基板の上記加工面上に、基板を加熱しないで、鉄を蒸着し鉄超微粒子膜（強磁性体層）を形成した。使用したガスはＡｒと空気の混合ガスで、Ａｒガスを５０ＣＣＭ、乾燥空気を２ＣＣＭの流量で流し、全圧力で１．３Ｐａとした。このようにして形成された鉄超微粒子膜（強磁性体層）の平均膜厚は８１ｎｍであった。
【００８７】
鉄超微粒子膜（強磁性体層）の断面を透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）で観察したところ、鉄超微粒子の平均粒子径は６ｎｍで、各微粒子は非磁性相で隔離されていた。Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）で測定した鉄超微粒子膜の組成は、鉄が５３％で、その他はＯ、Ｃ、Ｎであった。また、平坦部（上記鉄超微粒子膜の形成時にガラス基板の加工表面と同一平面に置いたガラス板上に形成された鉄超微粒子膜）で測定した保磁力は４５０エルステッドであり、面内方向の角型比は０．８０で、大きな面内磁気異方性を有していた。
【００８８】
次いでＡｒガスを用いたドライエッチングを施し、基板表面に平行な部分（図１における２ａ面、２ｂ面）の鉄超微粒子膜（強磁性体層）を除去し、溝の側壁面（図１における側壁面２）のみに鉄超微粒子膜（強磁性体層）を残した。ドライエッチングは、Ａｒガス流量６ＣＣＭ、真空度１．５Ｐａ、投入電力４５０Ｗ、印加電圧−５００Ｖで２５分間行った。
【００８９】
次に、スパッタ装置を用いて、ターゲットをＳｉＯ_２とし、Ａｒガス、Ｏ_２ガスを導入して、上記ガラス基板面（図１における２ａ面、２ｂ面および強磁性体層が形成されている側壁面２）がＳｉＯ_２膜で覆われ、溝が埋まるようにした後、化学研磨と機械研磨とを併用してＳｉＯ_２膜表面が平滑になるように研磨して磁気記録媒体を得た。
【００９０】
市販のナローギヤップリング磁気ヘッドを備えた磁気記録装置を作製し、上記のようにして得られた磁気記録媒体を用い、図１に示すような各強磁性体層に幅１０μｍでデジタル磁気記録（基板面に垂直に上向き、または下向きの磁化）を行った。また、記録後の磁気記録媒体について、上記磁気記録装置で強磁性体層からの磁化による信号強度が最大になるように磁気ヘッドの位置を決めて用いることにより、明瞭な再生信号を得ることができた。また、磁気記録媒体の表面を４００Å程度研磨したのちでも再生出力はほとんど変化しなかった。
【００９１】
比較例１
スパッタ装置を用いて、表面が平滑な石英基板上に厚さ１００ｎｍのＺｎＯ膜を形成した。ついでスパッタ装置を用いてＺｎＯ膜上に、Ｂａフェライト（ＢａＣｏ_０．５Ｔｉ_０．５Ｆｅ_１１Ｏ_１９）の垂直磁化膜（垂直磁気異方性磁界Ｈｋ＝４．５ＫＯｅ）を、基板を６５０℃に加熱して、３００ｎｍの膜厚で形成して磁気記録媒体を得た。この磁気記録媒体について、実施例１における磁気記録装置を用いて記録および再生をおこなったところ、記録単位が８１ｎｍと小さくなると再生出力は実施例１の３分の１となり、また磁気記録媒体の表面を４００Å程度研磨した後ではほとんど再生できなかった。
【００９２】
実施例２
実施例１において作製した深さ０．４μｍ（図１においてＨ＝０．４μｍ）の溝を有するガラス基板を用い、厚さ５０μｍのポリカーボネートフィルムにそのガラス基板の表面レプリカをとることによって、ポリカーボネートフィルム表面に図１においてＬ１＝Ｌ２＝０．５μｍ、Ｈ＝０．４μｍの周期的な凹凸を形成した。これを実施例１で作製したガラス基板に代えて用いた以外は実施例１と同様にして磁気記録媒体を得た。この磁気記録媒体について、実施例１における磁気記録装置を用いて記録および再生をおこなったところ、明瞭な再生信号を得ることができた。また、磁気記録媒体の表面を４００Å程度研磨したのちでも再生出力はほとんど変化しなかった。
【００９３】
比較例２
実施例２のポリカーボネートフィルムを用いて比較例１の垂直磁化膜を有する磁気記録媒体の作製を試みたが、ポリカーボネートフィルムは６５０℃の加熱ができないためＢａフェライトが結晶化せず、磁気記録媒体を作製することができなかった。
【００９４】
実施例３
実施例１で作製した磁気記録媒体に、基板面に垂直方向に磁界（０．５ＫＧ）を印加し、波長６３３ｎｍのＨｅ−Ｎｅレーザ光を基板面に垂直に入射させて図１における各強磁性体層を加熱して幅１μｍでデジタル磁気記録（基板面に垂直に上向き、または下向きの磁化）を行った。この磁気記録媒体について、実施例１における磁気記録装置を用いて実施例１と同様にして再生をおこなったところ、明瞭な再生信号を得ることができた。また、磁気記録媒体の表面を４００Å程度研磨したのちでも再生出力はほとんど変化しなかった。
【００９５】
比較例３
比較例１の磁気記録媒体を用い、基板面に垂直方向に磁界（０．５ＫＧ）を印加して、波長６３３ｎｍのＨｅ−Ｎｅレーザ光を入射させてＢａフェライト垂直磁化膜を加熱して幅１μｍでデジタル磁気記録（基板面に垂直に上向き、または下向きの磁化）を行ったところ、Ｂａフェライトは透過性が良すぎてレーザ光の吸収が少なく熱感度低下が生じ、更に熱の膜面への拡散が大きいため、記録ができなかった。
【００９６】
実施例４
実施例１で作製した磁気記録媒体に、基板面に垂直方向に磁界（０．５ＫＧ）を印加し、波長６３３ｎｍのＨｅ−Ｎｅレーザ光を基板面に垂直に入射させて図１における各強磁性体層を加熱して幅１μｍでデジタル磁気記録（基板面に垂直に上向き、または下向きの磁化）を行った。この磁気記録媒体に波長６３３ｎｍのＨｅ−Ｎｅレーザ光を照射し強磁性体層を通過させ、レーザ光の偏光面の回転方向（磁化部における回転角は３．６度であった）を検光子で検知する光磁気ヘッドにより再生したところ高密度記録の再生が可能であった。
【００９７】
実施例５
実施例１において鉄超微粒子の代わりにコバルト超微粒子を用いてコバルト超微粒子膜（強磁性体層）を形成した以外は実施例１と同様にして磁気記録媒体を作製した。コバルト超微粒子膜におけるコバルト超微粒子の平均粒子径は７５Åであり、コバルト含有量は７８％であった。この磁気記録媒体について、実施例４におけると同様にして記録および再生をおこなったところ、回転角は２．０度であり、高密度記録及びその再生が可能であった。
【００９８】
比較例４
表面が平滑なガラス基板を用い、コバルト超微粒子の代わりに、コバルト連続膜を真空蒸着法（真空度２×１０^−４Ｐａ）によりガラス基板表面に設けて磁気記録媒体を作製した。この磁気記録媒体について、実施例４におけると同様にしてレーザ光で記録したところ、回転角は０．５度であり、記録及びその再生を行うことができなかった。
【００９９】
実施例６
５００μｍ厚の石英基板の一方の面に、合計で１２０ｎｍとなるようにＣｒ_２Ｏ_３膜ついでＣｒ膜の２層を設け、更に、その上にポジ型レジスト膜を設けた。このレジスト膜上に、互いに平行な多数の直線状の細線パターンを有するフォトマスクを配置し、ＵＶ光を用いてレジスト膜上に図２においてＬ１＝Ｌ２＝１μｍとなるように多数の直線状の細線パターンを露光し、ついでウェットエッチング手法を用いて上記レジスト膜をエッチングし、更にフッ素系ガスを用いて石英表面をエッチングして、深さ０．４μｍ（図２においてＨ＝０．４μｍ）の溝を形成した。ついでＣｒ_２Ｏ_３膜、Ｃｒ膜の２層およびレジスト膜を剥離した。
【０１００】
次に、ガス中蒸着法（ガスはＡｒと空気の混合ガスで、空気／Ａｒ＝２００ｍｔｏｒｒ／５０ｍｔｏｒｒ）を用いて、上記石英基板の加工面上に基板加熱を行わないで鉄を蒸着した。このようにして形成された膜は平均粒径５５Åの鉄超微粒子と酸化鉄、炭化物を含んでおり、平均膜厚は７６ｎｍであった。この鉄超微粒子膜は平坦部（上記鉄超微粒子膜の形成時に石英基板表面と同一平面に置いたガラス板上に形成された鉄超微粒子膜）で測定した保磁力が６３０エルステッドであり、面内磁気異方性をもった膜であった。
【０１０１】
次いでスパッタ装置を用い基板側に−４００Ｖを印加し、Ａｒガスを導入して逆スパッタ法により基板表面に平行な部分（図２における２ａ面、２ｂ面）の鉄超微粒子膜（強磁性体層）を除去し、溝の側壁面（図２における側壁面２）のみに鉄超微粒子膜（強磁性体層）を残した。この石英基板の溝を有する面と反対側の表面に反射防止膜としてＭｇＦ_２（ｎ＝１．３８）の層を真空蒸着法によって１００ｎｍの厚さになるように設けた。この反射防止膜によって可視光域の反射率は３％程低下した。
【０１０２】
直線状でかつ互いに平行な強磁性体層の細線に対して電気ベクトルの方向が垂直な場合をＳ偏光、平行な場合をＰ偏光とすると、以上のようにして作製した磁気記録媒体のＳ偏光透過率（Ｔ_１）は波長５５０ｎｍにおいて６０％以上であり、Ｐ偏光透過率（Ｔ_２）は波長５５０ｎｍにおいて２％以下であった。また、偏光度［（Ｔ_１−Ｔ_２）／（Ｔ_１＋Ｔ_２）］は波長５５０ｎｍにおいて８０％以上であった。この数値は得られた磁気記録媒体が偏光子としても有用であることを裏付けるものである。
【０１０３】
上記磁気記録媒体の反射防止膜を有する面から直径１ｍｍのサイズの円筒状棒磁石で文字を描いて磁化部を形成した。この磁気記録媒体を一対のフィルム偏光板で挟み可視化を試みたところ、磁化部はファラデー回転した直線偏光がフィルム偏光板を通過することができずに黒く見え、一方非磁化部は偏光面の回転がないため明るく見えコントラストの明確な文字を読むことができた。
【０１０４】
更に、別の石英基板（厚さ１ｍｍ）にＡｌ膜（厚さ２００ｎｍ）を真空蒸着法で設け、上記一対のフィルム偏光板のうちの石英基板の溝を有する面のフィルム偏光板に代えて、そのＡｌ膜側を上記石英基板の溝を有する面に張り合わせて光反射膜を設け、上記と同様に棒磁石で文字を描くことにより、コントラストの良い文字を読むことができた。
【０１０５】
実施例７
実施例６のガス中蒸着法の代わりに、スパッタ法を用いてターゲットをＢｉ_２Ｇｄ_１Ｆｅ_４Ａｌ_１Ｏ_１２とし、基板温度を３００℃とした以外は実施例６と同様にして、酸化物磁性体膜（強磁性体層）を溝の側壁に厚さ５７ｎｍとなるように設けた。ついで６５０℃で３時間加熱した後、平坦部で測定した保磁力は５４０エルステッドであった。ついでＧｅ層をスパッタ法で基板加熱なしで厚さ８０Åとなるように形成（スパッタ圧力６．７×１０^−３ｔｏｒｒ、投入電力２００Ｗ）した後、実施例６と同様な方法の逆スパッタ法によりＧｅ層を壁面の上記酸化物磁性体膜上にのみに残して磁気記録媒体を作製した。この磁気記録媒体を実施例６と同様にして用い、棒磁石で文字を描くことにより、コントラストの良い文字を読むことができた。Ｇｅ層を設けない場合には文字を読むことができなかった。
【０１０６】
比較例５
表面が平滑な石英基板上に、実施例６におけるガス中蒸着法と同様にして、鉄超微粒子膜を厚さ６７ｎｍに蒸着して磁気記録媒体を作製した。磁気記録媒体を実施例６と同様に用い、棒磁石画像を描いても、この鉄超微粒子膜における可視光の透過率は４０％以下で、目視では黒い膜であり、画像を見ることはできなかった。
【０１０７】
比較例６
実施例７におけるスパッタ法と同様にして、１ｍｍ厚の表面が平滑な石英基板上に、酸化物磁性体膜を１００ｎｍと９００ｎｍの厚さで形成して磁気記録媒体を作製した。両方の磁気記録媒体とも酸化物磁性体膜は黄色の膜で赤色光で８０％程度の透過率が得られたが、波長５００ｎｍ以下の波長の短い光は３０％以下の透過率であった。実施例７と同様に棒磁石で磁化した後、市販のフィルム偏光板２枚ではさんで可視化を試みた。酸化物磁性体膜の厚さが１００ｎｍでは像が見えず、９００ｎｍでは像は観察できたが、光透過率が低いため、反射タイプの場合（磁気記録媒体の一方の面に光反射膜を設けた場合）には像は観察できなかった。
【０１０８】
上記第一に記載の磁気記録媒体によれば、強磁性体層を基板面に垂直に超薄膜として設けたので、基板面に平行な方向への記録のボヤケ（ニジミ）がなく、高密度でシャープな記録を行うことができる。また、繰り返し記録及び再生により磁気記録媒体表面が摩耗しても、強磁性体層が基板面に垂直に深く形成されているため、再生出力に影響を与えることが少なく、長期間にわたって記録及び再生を繰り返し行うことができる。さらに、強磁性体層を基板面に垂直に設けているので、強磁性体層は面内磁気異方性を有していればよく、強磁性体層に用いる材料が制限されることが少なく、製造も容易である。
【０１０９】
上記第二に記載の磁気記録媒体によれば、繰り返し記録及び再生を行っても磁気記録媒体表面の摩耗が少なく、記録及び再生を長期間にわたって繰り返し行うことができる。上記第三又は第四に記載の磁気記録媒体によれば、レーザ光による記録および再生を行うことができる。上記第五に記載の磁気記録媒体によれば、強磁性体層にＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉまたはこれらの任意の組み合わせによる合金の粒径５００Å以下の超微粒子を用いているので、量子サイズ効果等新たな光との相互作用が現れ大きな磁気光学効果が得られ、Ｓ／Ｎの大きな高密度記録が容易に得られる。
【０１１０】
上記第六に記載の磁気記録媒体によれば、基板面に平行な方向への記録のボヤケ（ニジミ）がなく、高密度でシャープな記録を行うことができる。上記第七に記載の磁気記録媒体の記録方法によれば、基板面に垂直に超薄膜として設けた強磁性体層を基板面に対し垂直方向に磁化して情報を記録することにより、磁化部の微小化が可能となり、高密度でシャープな記録を行うことができる。また、レーザ光による非接触の記録を行うことができる。上記第八に記載の磁気記録媒体の記録方法によれば、記録方向に不連続で基板面に垂直な強磁性体層を記録方向に１ビットとして基板面に対し垂直方向に磁化して情報を記録することにより、磁化部を不連続の強磁性体層の一つ一つに限定することができるので、磁化部の微小化が可能となり、高密度でシャープな記録を行うことができる。
【０１１１】
上記第九に記載の磁気記録媒体の再生方法によれば、溝の側壁面に形成された厚さ５ｎｍ乃至２００ｎｍの強磁性体層を基板表面に対して垂直方向に磁化して情報記録することにより、強磁性体層と再生レーザ光との相互作用による大きな磁気光学効果によってＳ／Ｎの良い再生信号を得ることができる。また、レーザ光による非接触の再生を行うことができる。上記第十に記載の磁気記録媒体によれば、可視光に対して透明な基板に強磁性体層を該基板面に対し垂直に並べて設けたことにより、高い光透過率と偏光機能が同時に得られ、磁化部と非磁化部に高いコントラストができて、大面積で画像等を記録し、ディスプレイとして画像等を観察することができる。
【０１１２】
上記第十一又は第十二に記載の磁気記録媒体によれば、光反射膜を設けたことにより高いコントラストが得られ、反射型ディスプレイとして使用することができる。上記第十三に記載の磁気記録媒体によれば、反射防止膜を設けたことにより光の透過率が向上し、よりコントラストの高い画像等を観察することができる。上記第十四に記載の磁気記録媒体によれば、導電性を有する強磁性体層を用いたため、この強磁性体層を強磁性体層及び／又は偏光子層として利用することができる。上記第十五に記載の磁気記録媒体によれば、強磁性体層が大きなファラデー効果を有するＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉまたはこれらの任意の組み合わせによる合金の超微粒子を含むため、大きなファラデー効果と合わせて偏光機能を有し、さらにコントラストの高い画像等を観察することができる。
【０１１３】
上記第十六に記載の磁気記録媒体によれば、強磁性体層が絶縁性の場合に、非磁性半導体層又は非磁性金属層を重ねて設けたので、偏光機能が付与され、コントラストの高い画像等を観察することができる。上記第十七に記載の磁気記録媒体によれば、基板がプラスチックフィルムであるので、変形自在の磁気記録媒体を得ることができる。
【０１１４】
本発明は、磁気記録媒体に適用することができ、更に詳しくは、磁気ヘッドやレーザ光によって記録、読み出し（再生）、消去を繰り返し行うことができる高密度磁気記録媒体に適用することができるものである。また、本発明は、透明性に優れ偏光子としても使用でき、また磁場と光を与えることによって目視することができるディスプレイなどへの応用にも適した磁気記録媒体に適用することができる。
【０１１５】
【発明の効果】
【０１１６】
本発明によれば、上記問題点の少なくとも一つを解決することができる、磁気記録媒体、磁気記録媒体の記録方法及び磁気記録媒体の再生方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１７】
【図１】本発明の磁気記録媒体の一例を模式的に示す拡大断面図である。
【図２】ディスプレイとしての機能をも有する本発明の磁気記録媒体の代表的なものの一例を模式的に示す拡大断面図である。
【図３】非磁性半導体層あるいは非磁性金属層を設けた強磁性体層を有する本発明の磁気記録媒体の一例を模式的に示す拡大断面図である。
【図４】本発明の磁気記録媒体をディスプレイとして使用する場合において、コントラストが発現する様子を模式的に示す説明図である。
【図５】本発明の磁気記録媒体を製造する工程の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
【０１１８】
１基板
１Ａ可視光に対して透明な基板
２溝の側壁面
３側壁面が互いに平行な多数の直線状の溝
４強磁性体層
４Ａ強磁性体層
４Ｂ酸化物強磁性体層
４Ｘ強磁性体層の磁化部
４Ｙ強磁性体層の非磁化部
５磁気記録媒体面
６光反射膜
７反射防止膜
８非磁性半導体層あるいは非磁性金属層
９レジスト膜
１０Ａｒイオン
１１Ａ円偏光
１１Ｂ強磁性体層の磁化部を有する部分を通り抜けてきた光
１１Ｃ光反射層で反射された光
１２Ａ円偏光
１２Ｂ強磁性体層の非磁化部を有する部分を通り抜けてきた光
１２Ｃ光反射層で反射された光[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
[0002]
  The present invention relates to a magnetic recording medium, a recording method for the magnetic recording medium, and a reproducing method for the magnetic recording medium.
[0003]
[Prior art]
[0004]
  With the development of the information society, there is an increasing demand for high-density information recording media that can store a large amount of information and that can be input and output at high speed, and perpendicular magnetic recording media have been studied as one of them. Materials with high perpendicular magnetic anisotropy such as Co-Cr films and Ba ferrite films have been developed for the ferromagnetic layer of perpendicular magnetic recording media. However, the material used for the ferromagnetic layer is currently limited. Also, when recording is performed by magnetizing a perpendicular magnetic recording medium perpendicular to the ferromagnetic layer surface, the magnetized portion extends in the direction parallel to the ferromagnetic layer surface. However, it is difficult to perform high-density and sharp recording. In addition, in order to perform high-density recording on a perpendicular magnetic recording medium, it is necessary to strongly press the magnetic head against the surface of the ferromagnetic layer.,There is a drawback that the life of the perpendicular magnetic recording medium is shortened.
[0005]
  Further, when a magnetic material is magnetized and linearly polarized light is incident in parallel to the magnetization direction, the plane of polarization of the linearly polarized light passes through the magnetic material, which is known as the Faraday effect. A magnetic recording medium, a light modulation element, and the like are manufactured using the material having the Faraday effect. For example, (1) Japanese Patent Application Laid-Open No. 56-15125 discloses a magnetic recording medium using yttrium and rare earth iron garnet and derivatives thereof, and (2) Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-89605 uses a hexagonal ferrite magnetic recording medium. (3) JP-A-62-111958 discloses a coated magnetic recording medium using yttrium iron garnet particles, and (4) JP-A-4-132029 describes a coated magnetic recording medium using rare earth iron garnet particles, Etc. are introduced. These magnetic recording media have a structure in which a magnetic material or magnetic particles are formed as a recording layer in a thin film on a substrate. According to these magnetic recording media, recording, reading (reproducing), and erasing can be performed satisfactorily. However, on the other hand, these magnetic recording media are limited to the use of the above recording, reading (reproducing), and erasing, and have a drawback that they are not suitable for application and diversion to other uses.
[0006]
  ThereforeThisThus, the material used for the ferromagnetic layer is rarely limited, high-density and sharp recording can be performed, and recording and reading (reproduction) can be repeated. Long-life magnetic recording mediaIs desired.Also,sideMagnetic recording medium that can also be used as a photon, and can be viewed as an image by applying a magnetic field and light.Is desired.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
[0008]
  It is an object of the present invention to provide a magnetic recording medium, a recording method for the magnetic recording medium, and a reproducing method for the magnetic recording medium that can solve at least one of the above problems.
[Means for Solving the Problems]
[0009]
  According to the first aspect of the present invention, in the magnetic recording medium, the substrate, a plurality of grooves formed on the surface of the substrate and having side wall surfaces perpendicular to the substrate surface and parallel to each other, and the side wall surfaces of the grooves Formed of a ferromagnetic layer having a height of 0.1 μm to 5 μm and a thickness of 5 nm to 200 nm, and the ferromagnetic layers are equidistant in the range of 0.2 μm to 2.0 μm in the direction across the groove. The material of the ferromagnetic layer is a magnetic material having in-plane magnetic anisotropy, the groove is filled with an inorganic or organic material, and the magnetic recording medium surface is a smooth surface. And
[0010]
  According to a second aspect of the present invention, in the magnetic recording medium, the substrate, a plurality of grooves having a side wall surface perpendicular to the substrate surface formed on the substrate surface and parallel to each other, and the side wall surface of the groove Formed of a ferromagnetic layer having a height of 0.1 μm to 5 μm and a thickness of 5 nm to 200 nm, and the ferromagnetic layers are equidistant in the range of 0.2 μm to 2.0 μm in the direction across the groove. The material of the ferromagnetic layer is a magnetic material having in-plane magnetic anisotropy, and the substrate is transparent to laser light.
[0011]
  The invention according to claim 3 is the claim1In the magnetic recording medium described above, the inorganic or organic material is transparent to the laser beam.
[0012]
  According to a fourth aspect of the present invention, in a magnetic recording medium, a substrate, a plurality of grooves having sidewall surfaces perpendicular to the substrate surface formed on the substrate surface and parallel to each other, and sidewall surfaces of the grooves Formed of a ferromagnetic layer having a height of 0.1 μm to 5 μm and a thickness of 5 nm to 200 nm, and the ferromagnetic layers are equidistant in the range of 0.2 μm to 2.0 μm in the direction across the groove. The material of the ferromagnetic layer is a magnetic material having in-plane magnetic anisotropy, and the ferromagnetic layer has an average particle diameter of 2 nm of an alloy of Fe, Co, Ni, or any combination thereof. It is characterized by containing ultrafine particles of 50 nm to 50 nm.
[0013]
  According to a fifth aspect of the present invention, in the magnetic recording medium, the substrate, a plurality of grooves having a side wall surface perpendicular to the substrate surface formed on the substrate surface and parallel to each other, and the side wall surface of the groove Formed of a ferromagnetic layer having a height of 0.1 μm to 5 μm and a thickness of 5 nm to 200 nm, and the ferromagnetic layers are equidistant in the range of 0.2 μm to 2.0 μm in the direction across the groove. The material of the ferromagnetic layer is a magnetic material having in-plane magnetic anisotropy, and the substrate is a plastic film.
[0014]
  According to a sixth aspect of the present invention, in the magnetic recording medium, a substrate transparent to visible light, a sidewall surface perpendicular to the substrate surface formed on one surface of the substrate, and the sidewall surfaces are parallel to each other. It is composed of a large number of linear grooves and a ferromagnetic layer having a height of 0.1 μm to 5 μm and a thickness of 5 nm to 200 nm formed on the side wall surface of the groove. It is formed so as to be equally spaced in the range of 2 μm to 2.0 μm, and the material of the ferromagnetic layer has in-plane magnetic anisotropy. The ferromagnetic material layer includes ultrafine particles having an average particle diameter of 2 nm to 50 nm of an alloy of Fe, Co, Ni, or any combination thereof.
[0015]
  According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a magnetic recording medium recording method for recording information by applying a bias magnetic field to a magnetic recording medium and irradiating the laser light with a substrate transparent to the laser light, on the surface of the substrate. A large number of grooves having a side wall surface perpendicular to the formed substrate surface and parallel to each other, and a ferromagnetic film having a height of 0.1 μm to 5 μm and a thickness of 5 nm to 200 nm formed on the side wall surface of the groove The ferromagnetic layer material is a magnetic material having in-plane magnetic anisotropy, and the ferromagnetic layer is equally spaced in the range of 0.2 μm to 2.0 μm across the groove. Information is recorded by magnetizing the ferromagnetic layer of the magnetic recording medium formed so as to be perpendicular to the substrate surface.
[0016]
  According to an eighth aspect of the present invention, in the recording method for a magnetic recording medium according to the seventh aspect, the plurality of grooves whose side wall surfaces are parallel to each other are linear grooves, discontinuous in the recording direction and perpendicular to the substrate surface. A magnetic recording medium having a ferromagnetic layer is used, and information is recorded by magnetizing the ferromagnetic layer in a direction perpendicular to the substrate surface with 1 bit in the recording direction.
[0017]
  According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a magnetic recording medium reproducing method for reproducing recorded information by utilizing rotation of a polarization plane of a laser beam irradiated on the magnetic recording medium. A plurality of grooves formed on the substrate surface and having a side wall surface perpendicular to the substrate surface and parallel to each other, and a height of 0.1 μm to 5 μm and a thickness of 5 nm formed on the side wall surface of the groove The ferromagnetic layer is made of a magnetic material having in-plane magnetic anisotropy, and the ferromagnetic layer is 0.2 μm to 2.0 μm across the groove. Information is recorded by magnetizing a ferromagnetic layer of a magnetic recording medium formed so as to be equidistant in the range in the direction perpendicular to the substrate surface.
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[0018]
  According to the present invention, first, a substrate, a plurality of grooves having a sidewall surface perpendicular to the substrate surface formed on the substrate surface and parallel to each other, and the sidewall surface of the groove are formed. The ferromagnetic layer has a height of 0.1 μm to 5 μm and a thickness of 5 nm to 200 nm, and the ferromagnetic layer is formed at equal intervals in the range of 0.2 μm to 2.0 μm across the groove. A magnetic recording medium is provided.
[0019]
  Second, the magnetic recording medium according to the first aspect is provided with a magnetic recording medium characterized in that the groove is filled with an inorganic or organic material, and the surface of the magnetic recording medium is a smooth surface.
[0020]
  Thirdly, in the magnetic recording medium described in the first or second aspect, a magnetic recording medium is provided in which the substrate is transparent to laser light.
[0021]
  Fourthly, the magnetic recording medium according to the second or third aspect, wherein the inorganic or organic material is transparent to laser light.
[0022]
  Fifth, in the magnetic recording medium according to any one of the first to fourth, ultrafine particles having an average particle diameter of 2 nm to 50 nm made of an alloy of which the ferromagnetic layer is Fe, Co, Ni, or any combination thereof. A magnetic recording medium is provided.
[0023]
  Sixthly, in the magnetic recording medium according to any one of the first to fifth aspects, a magnetic recording medium is provided in which a large number of grooves whose side wall surfaces are parallel to each other are linear grooves.
[0024]
  Seventh, in a recording method of a magnetic recording medium for recording information by applying a bias magnetic field to the magnetic recording medium and irradiating the laser beam, the substrate formed transparent on the laser beam and the substrate formed on the substrate surface A plurality of grooves having a side wall surface perpendicular to the surface and parallel to each other, and a ferromagnetic layer having a height of 0.1 μm to 5 μm and a thickness of 5 nm to 200 nm formed on the side wall surface of the groove, The ferromagnetic layer is magnetized in a direction perpendicular to the substrate surface and the information is obtained by magnetizing the ferromagnetic layer of the magnetic recording medium formed at equal intervals in the range of 0.2 μm to 2.0 μm across the groove. A method for recording a magnetic recording medium is provided.
[0025]
  Eighth, in the method for recording a magnetic recording medium according to the seventh aspect, the plurality of grooves whose side wall surfaces are parallel to each other are linear grooves, the ferromagnetic layer being discontinuous in the recording direction and perpendicular to the substrate surface There is provided a recording method for a magnetic recording medium, characterized in that information is recorded by magnetizing a ferromagnetic layer in a direction perpendicular to the substrate surface with a ferromagnetic layer as one bit in the recording direction. The
[0026]
  Ninth, in a reproducing method of a magnetic recording medium for reproducing recorded information by utilizing the rotation of the polarization plane of the laser beam irradiated on the magnetic recording medium, a substrate transparent to the laser beam, on the substrate surface A large number of grooves having a side wall surface perpendicular to the formed substrate surface and parallel to each other, and a ferromagnetic film having a height of 0.1 μm to 5 μm and a thickness of 5 nm to 200 nm formed on the side wall surface of the groove The ferromagnetic layer of the magnetic recording medium, which is formed so as to be equidistant in the range of 0.2 μm to 2.0 μm in the direction across the groove, is perpendicular to the substrate surface. There is provided a method of reproducing a magnetic recording medium, characterized in that information is recorded by being magnetized.
[0027]
  Tenth, a substrate transparent to visible light, a plurality of linear grooves formed on one surface of the substrate and having side wall surfaces perpendicular to the substrate surface and parallel to each other, and the grooves Made of a ferromagnetic layer with a height of 0.1 μm to 5 μm and a thickness of 5 nm to 200 nm formed on the side wall surface of the metal, and the ferromagnetic layer is equally spaced in the range of 0.2 μm to 2.0 μm in the direction across the groove Thus, a magnetic recording medium is provided.
[0028]
  Eleventhly, the magnetic recording medium according to the tenth aspect, wherein a light reflecting film is formed on the grooved surface of the substrate.
[0029]
  Twelfth, in the magnetic recording medium described in the tenth aspect, there is provided a magnetic recording medium characterized in that a light reflecting film is formed on a surface of the substrate opposite to the grooved surface.
[0030]
  Thirteenth, in the magnetic recording medium according to the eleventh or twelfth aspect, an antireflection film is provided on a surface opposite to the surface on which the light reflecting film is provided. A magnetic recording medium is provided.
[0031]
  Fourteenth, a magnetic recording medium according to any one of the tenth to thirteenth aspects, wherein the ferromagnetic material has conductivity.
[0032]
  Fifteenth, in the magnetic recording medium according to any one of the tenth to fourteenth aspects, the ferromagnetic layer has an average particle diameter of 2 nm to 50 nm or more of an alloy of Fe, Co, Ni, or any combination thereof. A magnetic recording medium including fine particles is provided.
[0033]
  Sixteenthly, in the magnetic recording medium according to any one of the tenth to fifteenth aspects, a nonmagnetic semiconductor layer or a nonmagnetic metal layer having the same height and a thickness of 5 nm to 10 nm is in contact with the ferromagnetic layer. A magnetic recording medium is provided.
[0034]
  Seventeenth, a magnetic recording medium according to any one of the first to sixteenth aspects is provided, wherein the substrate is a plastic film.
[0035]
  The magnetic recording medium of the present invention comprises a substrate, a plurality of grooves having a side wall surface perpendicular to the substrate surface formed on the substrate surface, and the side wall surfaces parallel to each other, and a height formed on the side wall surface of the groove. It is made of a ferromagnetic layer having a thickness of 0.1 to 5 μm and a thickness of 5 to 200 nm, and the ferromagnetic layer is formed at equal intervals in the range of 0.2 to 2.0 μm across the groove. As a result, recording can be performed by magnetizing the ferromagnetic layer in a direction perpendicular to the substrate surface, so that high-density and sharp recording can be performed using a magnetic head or a laser beam. In addition, the resolution is good and the recording can be read (reproduced) well.
[0036]
  Furthermore, according to the magnetic recording medium of the present invention, recording and reading (reproduction) can be performed repeatedly, and the life can be extended.
[0037]
  Further, the ferromagnetic layer in the magnetic recording medium of the present invention is formed perpendicular to the substrate surface (parallel to the side wall surface) and can be recorded by being magnetized in a direction perpendicular to the substrate surface. VerticalIn-planeMagnetic material having magnetic anisotropy in the direction (direction parallel to the side wall surface), that is, a magnetic material having in-plane magnetic anisotropy can be used, and more magnetic materials than conventional perpendicular magnetic recording media Materials can be used. That is, it is not necessary to use a magnetic material having a large perpendicular magnetic anisotropy, and the material used for the ferromagnetic layer is rarely limited.
[0038]
  In the magnetic recording medium of the present invention, the plurality of grooves whose side wall surfaces are parallel to each other may be linear, spiral, or concentric.
[0039]
  Furthermore, the magnetic recording medium of the present invention uses a substrate that is transparent to visible light, and the ferromagnetic layers are formed at equal intervals in the range of 0.2 μm to 2.0 μm across the groove. Therefore, it can also be used as a polarizer, and can be applied as a display because an image can be visually observed by applying a magnetic field and light. That is, a substrate transparent to visible light, a number of linear grooves formed on one surface of the substrate and having a side wall surface perpendicular to the substrate surface and parallel to each other, and the side of the groove It consists of a ferromagnetic layer with a height of 0.1 μm to 5 μm and a thickness of 5 nm to 200 nm formed on the wall surface, and the ferromagnetic layer is equally spaced in the range of 0.2 μm to 2.0 μm in the direction across the groove. The magnetic recording medium characterized by being formed as described above can be used as a polarizer, and can be applied as a display because an image can be visually observed by applying a magnetic field and light.
[0040]
  According to experiments, the light absorptance depends on the area of thickness × height of the ferromagnetic layer (in the case of the same material and the same area). However, the degree of polarization improves when the thickness is thinner and the height is higher, that is, when the aspect ratio (height / thickness) is larger, even in the same area. In the present invention, a degree of polarization of 70% or more and close to 80% can be obtained.
[0041]
  According to the above magnetic recording medium, since the ferromagnetic layer is provided on a substrate transparent to visible light and arranged perpendicular to the substrate, high light transmittance and a polarizing function can be obtained simultaneously. A high contrast can be achieved between the magnetized portion and the non-magnetized portion, and an image or the like can be recorded and observed in a large area.
[0042]
  The thickness of the ferromagnetic layer is preferably 5 nm to 200 nm. When the thickness is less than 5 nm or more than 200 nm, the magneto-optical effect is reduced to be unusable. descend. Further, when the thickness of the ferromagnetic layer exceeds 200 nm, the transparency is lowered and a light transmittance of 50% or more cannot be obtained.
[0043]
  The height of the ferromagnetic layer is suitably 0.1 to 5 μm. This height makes it possible to control the amplification of the rotation angle of the polarization plane due to the magneto-optic effect, so that image contrast design and the like are facilitated. When the height of the ferromagnetic layer is less than 0.1 μm, only the same effect (polarization function / magnetic function) as that of a general magnetic recording medium having a continuous layer of ferromagnetic material is exhibited, and when it exceeds 5 μm, transparency is achieved. And the use as a display becomes difficult.
[0044]
  Moreover, 0.2-2 micrometers is suitable for the space | interval of a ferromagnetic material layer. When the layer interval is less than 0.2 μm, the transparency is lowered, the polarization function is lowered, and the use as a display becomes difficult. When the layer spacing exceeds 2 μm, the polarization function becomes the same as that of the continuous solid film of the ferromagnetic layer, and it can be used as a display or a polarizer.TogaHave difficulty.
[0045]
  Since the ferromagnetic layer is formed on the vertical side wall surface of the groove provided in the substrate, the ferromagnetic layer is formed so as to be perpendicular to the substrate surface. Since the bending and the variation in the distance between the layers do not affect the functional aspect, the term “vertical” or “equally spaced” in this specification includes such a meaning.
[0046]
  Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings. FIG. 1 is an enlarged cross-sectional view schematically showing an example of the magnetic recording medium of the present invention. The surface of a substrate 1 has a side wall surface 2 perpendicular to the substrate surface, and the side walls are parallel to each other. And a ferromagnetic layer 4 having a height H of 0.1 μm to 5 μm and a thickness M of 5 nm to 200 nm formed on the side wall surface of the groove. The ferromagnetic layer 4 is perpendicular to the groove. The distance L1 between the ferromagnetic layers formed on the side wall surface 2 of the groove 3 and the substrate between the grooves, which are formed at equal intervals in the range of 0.2 μm to 2.0 μm in the transverse direction The ferromagnetic layer 4 is formed so that the width L2 of the portion is equal, and L1 and L2 are in the range of 0.2 μm to 2.0 μm.
[0047]
  The substrate 1 may be formed of either an organic material or an inorganic material. Examples of the material include acrylic resins such as polyacrylic acid ester, polymethacrylic acid ester, polyacrylic acid, and polyacrylamide, and polycarbonate. Resin, styrene resin such as polystyrene, ABS resin, polysulfone, polyethersulfone, polypropylene resin, polyarylate, epoxy resin, poly-4-methylpentene-1, fluorinated polyimide resin, fluororesin, phenoxy resin, polyolefin Examples thereof include resins, diethylene glycol bisallyl carbonate, nylon resins, fluorene polymers, cellulose acetate, glass, quartz, alumina, aluminum, nickel, stainless steel, and ceramics. In a magnetic recording medium that records and reproduces with laser light, a substrate made of a material that is transparent to the laser light may be used.
[0048]
  The material of the ferromagnetic layer 4 in the magnetic recording medium of the present invention is preferably a magnetic material having magnetic anisotropy (in-plane magnetic anisotropy) parallel to the ferromagnetic layer, but is not limited thereto. Examples of the material of the ferromagnetic layer 4 include MnBi and γ-Fe.₂O₃, Fe₃O₄Ba ferrite, Pb ferrite, Co ferrite, rare earth iron garnet, PtCo, Fe, Co, Ni, or an alloy of any combination thereof.
[0049]
  For the ferromagnetic layer 4, it is particularly preferable to use ultrafine particles having an average particle diameter of 2 nm to 50 nm of an alloy of Fe, Co, Ni, or any combination thereof. By using these, interaction with new light such as the quantum size effect appears and a large magneto-optical effect is obtained, and high-density recording with a large S / N can be easily obtained.
[0050]
  Further, the groove 3 in the magnetic recording medium of the present invention may be a space or may be filled with the following inorganic or organic material. As an inorganic material, for example, CaF₂, NaF₂, Na₃AlF₆, LiF, MgF₂, SiO₂, LaF₃, NdF₃, Al₂O₃, CeF₃, PdF₂, MgO, ThO₂, SnO₂, La₂O₃, SiO, In₂O₃, Nd₂O₃, Sb₂O₃, ZrO₂, CeO₂TiO₂, ZnS, Bi₂O₃, ZnSe, CdS, Sb₂S₃, CdTe, Si, Ge, Te, PdTe and the like, and examples of the organic material include acrylic resin, epoxy resin, polyether sulfone resin, polypropylene resin, acetyl acetate resin, fluorine resin, styrene resin, polycarbonate resin, etc. Is mentioned.
[0051]
  In particular, in a magnetic recording medium that records and reproduces with a magnetic head, it is preferable that the groove 3 is filled with an inorganic material or an organic material and that the surface 5 of the magnetic recording medium is smooth so that the surface of the magnetic recording medium is magnetic. It is possible to prevent shaving due to the contact of the head. Further, in a magnetic recording medium that records and reproduces by laser light, the groove 3 is space or is transparent to the laser light and is filled with a material having a refractive index different from that of the substrate.preferable.
[0052]
  In order to perform recording on the magnetic recording medium of the present invention using a magnetic head, either a ring head that is most commonly used in the past or a so-called perpendicular magnetic head that is highly sensitive to magnetic flux in a direction perpendicular to the substrate surface may be used. In order to perform reproduction, either an MR (magnetoresistance effect) head or a GMR (giant magnetoresistance effect) head may be used. In order to erase the recording, a uniform magnetic field (upward, downward, or laterally with respect to the ferromagnetic layer) may be applied to the ferromagnetic layer, or an alternating magnetic field may be applied and a zero magnetic field may be obtained. You may keep away.
[0053]
  In order to perform recording on the magnetic recording medium of the present invention with a laser beam, a bias magnetic field is applied to the magnetic recording medium and the laser beam is irradiated to magnetize the ferromagnetic layer in a direction perpendicular to the substrate surface. Therefore, high density and sharp recording can be performed.
[0054]
  The recorded information can be reproduced by irradiating the magnetic recording medium with a reproduction laser beam and utilizing the rotation of the polarization plane of the laser beam. Further, as a method of reproducing information recorded by laser light, a method of reading the direction of magnetic flux with a magnetic head can be used. In order to erase the recording, a uniform magnetic field (upward, downward, or laterally with respect to the ferromagnetic layer) may be applied to the ferromagnetic layer, or an alternating magnetic field may be applied and a zero magnetic field may be obtained. The method may be performed by a method of irradiating the laser beam with the direction of the bias magnetic field reversed from that at the time of recording.
[0055]
  In the method of reproducing the recording by applying the linearly polarized light of the laser beam to the recording part and utilizing the rotation of the polarization plane, the recording part passes through both sides of the magnetized ferromagnetic layer (the groove part or the substrate part forming the groove). Recording can be reproduced by reading the rotation of the polarization plane of the laser beam or the laser beam reflected by the ferromagnetic layer. In addition, by providing a light reflecting film on the surface of the magnetic recording medium substrate opposite to the laser light incident side, the polarization plane of the reflected laser light is further rotated and the rotation angle is increased. Playback can be performed better.
[0056]
  According to the magnetic recording medium of the present invention, unlike a conventional magnetic tape or magnetic disk, the magnetic recording medium has a ferromagnetic layer perpendicular to the substrate surface. Makes sharp recording possible. That is, in a conventional magnetic recording medium such as a magnetic tape or a magnetic disk, the magnetized portion extends in a direction parallel to the surface of the ferromagnetic layer. However, according to the magnetic recording medium of the present invention, the magnetized portion is formed on the substrate surface of the ferromagnetic layer. Since it can be limited to the perpendicular direction, the magnetized portion can be miniaturized, and high-density and sharp recording can be performed.
[0057]
  Further, in the magnetic recording medium of the present invention, a large number of grooves having side wall surfaces parallel to each other are linear grooves, and the ferromagnetic layer perpendicular to the substrate surface formed on the side wall surfaces is discontinuous in the recording direction. When a certain magnetic recording medium is used, the magnetized portion can be limited to each of the discontinuous ferromagnetic layers, so that the magnetized portion can be miniaturized and formed on the side wall surface of the groove. By recording the ferromagnetic layer as 1 bit in the recording direction, high-density and sharp recording can be performed. When such a high-density recording is reproduced by the method as described above, a reproduction signal having a good S / N is obtained by a large magneto-optical effect (rotation of the polarization plane) due to the interaction between the ferromagnetic layer and the reproduction laser beam. Can be obtained.
[0058]
  In general, when a magnetic material is made into a thin film, the magnetic anisotropy (in-plane magnetic anisotropy) is increased in parallel to the film surface, so that it is provided on the substrate surface like the ferromagnetic layer in the magnetic recording medium of the present invention. In the thin ferromagnetic layer formed on the side wall surface of the groove, it is perpendicular to the substrate surface.In-planeMagnetic anisotropy in the direction becomes extremely strong. Therefore, according to the magnetic recording medium of the present invention, the recorded portion of the magnetic flux is likely to be generated on the surface of the magnetic recording medium, and there is no defect that the magnetic flux is weak as in the conventional perpendicular magnetic recording medium, and high density recording is performed. Can do.
[0059]
  Furthermore, according to the magnetic recording medium of the present invention, recording / reproducing can be performed even if the magnetic head is slightly separated from the surface of the magnetic recording medium, and the surface of the magnetic recording medium can be prevented from being scraped. Even if the surface of the magnetic recording medium is worn by repeatedly recording and reproducing with the magnetic head in close contact with the surface of the magnetic recording medium, the ferromagnetic layer is formed deeply perpendicular to the substrate surface, so that the reproduction output The recording and reproduction with high density and sharpness can be repeatedly performed over a long period of time.
[0060]
  Further, in the magnetic recording medium of FIG. 1, when a substrate transparent to visible light is used as the substrate 1, this can also be used as a polarizer.
[0061]
  FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view schematically showing an example of a typical magnetic recording medium of the present invention having a function as a display. In FIG. 2, the magnetic recording medium is a substrate 1A transparent to visible light, a plurality of linear grooves formed on one surface of the substrate and having a side wall surface 2 perpendicular to the substrate surface, and the side wall surfaces are parallel to each other. 3 and a ferromagnetic layer 4A having a height H of 0.1 μm to 5 μm and a thickness M of 5 nm to 200 nm formed on the side wall surface of the groove, and the ferromagnetic layer 4A crosses the groove at a right angle. Are formed at equal intervals in the range of 0.2 μm to 2.0 μm, that is, the distance L1 between the ferromagnetic layers formed on the side wall surface 2 of the groove 3 and the substrate portion between the grooves. The ferromagnetic layer 4A is formed so that the width L2 is equal, and L1 and L2 are in the range of 0.2 μm to 2.0 μm. A light reflecting film 6 is provided on the surface of the substrate 1A where the ferromagnetic layer 4A is formed, and an antireflection film 7 is provided on the surface opposite to the surface where the light reflecting film 6 is provided. Yes. The light reflecting film 6 is formed by forming the ferromagnetic layer 4A of the substrate 1A on the light reflecting film 6 formed on another substrate 1B.TheIt can be formed by sticking to the surface.
[0062]
  As the transparent substrate 1A for visible light, MMA resin, PMMA resin, polycarbonate resin, polypropylene resin, acrylic resin, styrene resin, ABS resin, polyarylate, polystyrene, polysulfone, polyethersulfone, epoxy resin, Organic transparent materials represented by transparent plastics such as poly-4-methylpentene-1, fluorinated polyimide resin, fluororesin, phenoxy resin, polyolefin resin, diethylene glycol bisallyl carbonate, nylon resin, fluorene polymer, glass, An inorganic transparent material such as quartz or alumina is used. The thickness of the substrate 1A is suitably 50 to 500 μm. The thinner the substrate 1A, the closer the distance between the ferromagnetic layer 4A and the magnetic head, and the more preferable. If it becomes thicker than 500 μm, it is also possible to record from the light reflecting film 6 side by a magnetic head.
[0063]
  The material of the ferromagnetic layer 4A has a large magneto-optical effect, has a magnetic anisotropy in the film surface, has a coercive force of 300 to 2000 Oersted, and is suitable for magnetic recording. In order to provide the above function, it is preferable to use a conductive material, a semiconductor material, a metal material, or the like that allows electrons to move through the ferromagnetic layer by an electric field of light.
[0064]
  As the ferromagnetic layer made of such a material, a layer containing ultrafine particles of Fe, Co, Ni having an average particle diameter of 2 nm to 50 nm or an alloy of any combination thereof is particularly preferable.
[0065]
  An alloy of Fe, Co, Ni, or any combination thereof has the largest Faraday rotation angle and is a good conductor because it is a metal, and these metals or alloys also make it fine (preferably By setting the average particle diameter to 2 nm to 50 nm, magnetic anisotropy can be provided in the film surface of the ferromagnetic layer, and the coercive force can be increased. This means that the coercive force can be arbitrarily changed by controlling the particle size of Fe, Co, Ni or their alloys. That is, by using ultrafine particles of Fe, Co, Ni or their alloys and controlling the particle size, it is easy to record and erase information, and when applied to a display or the like, an image with high contrast can be obtained. A magnetic recording medium capable of display can be obtained.
[0066]
  A ferromagnetic layer containing ultrafine particles of an alloy of Fe, Co, Ni or any combination thereof can be formed by using a gas evaporation method, but during the evaporation, the ferromagnetic layer is slightly (a few hundred mtorr) in the gas. It is preferable to introduce air.
[0067]
  In addition, an insulator such as an oxide (eg Fe₂O₃CoFe₂O₄, Bi₂DyFe_3.8Al_1.2O₁₂Etc.), an electron transfer layer can be formed by providing a nonmagnetic semiconductor layer or a nonmagnetic metal layer on the oxide ferromagnetic layer so as to overlap with the oxide ferromagnetic layer.preferable. Since the absorption of light increases as the electron transfer layer becomes thicker, the thinner it is preferable. Note that it is more preferable to use a conductive ferromagnetic layer such as the above-described Fe, Co, Ni, or an alloy of any combination thereof because the ferromagnetic layer and the electron transfer layer can be used together.
[0068]
  FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view schematically showing an example of a magnetic recording medium having a ferromagnetic layer provided with a nonmagnetic semiconductor layer or a nonmagnetic metal layer. In order to provide the nonmagnetic semiconductor layer or the nonmagnetic metal layer 8 so as to overlap with the oxide ferromagnetic layer 4B, the oxide ferromagnetic layer 4B formed on the side wall surface of the groove as shown in FIG. Even if the nonmagnetic semiconductor layer or the nonmagnetic metal layer 8 is provided thereon, the oxide ferromagnetism is formed on the nonmagnetic semiconductor layer or the nonmagnetic metal layer 8 formed on the side wall surface of the groove as shown in FIG. The body layer 4B may be provided.
[0069]
  In a magnetic recording medium applied as a display, the groove 3 is a space or is transparent to visible light and is filled with a material having a refractive index different from that of the substrate.preferable.
[0070]
  The light reflecting film 6 uses a material having a high reflectance at a specific visible light wavelength, such as Cu, Al, Ag, Au, Pt, Rh, TeOx, TeC, SeAs, TeAs, TiN, TaN, CrN, etc. It can be formed by a vacuum deposition method, a sputtering method, an ion plating method, or the like. The film thickness is preferably 50 to 500 nm. Besides this, SiO₂TiO₂Alternate multilayer films such as metal, dielectric multilayer films, tilted reflectors, hologram reflectors (“Holobright” manufactured by Nippon Polaroid Co., Ltd.), and the like can also be used.
[0071]
  Furthermore, particularly when the magnetic recording medium is used for recording or reproduction with a laser beam or as a display, the light transmittance is improved, and the magnetic recording medium is protected from chemical corrosion or chemical changes due to light. Therefore, it is desirable to provide an antireflection film on the surface opposite to the surface on which the light reflection film is provided.BetterYes. The antireflection film can be formed by a vacuum deposition method using the materials listed in Table 1 below.
[0072]
[Table 1]

[0073]
  FIG. 4 is an explanatory diagram schematically showing the appearance of contrast when the magnetic recording medium of the present invention is used as a display. The magnetic recording medium of FIG. 4 includes a substrate 1A transparent to visible light, a magnetized portion 4X and a non-magnetized portion 4Y of a ferromagnetic layer formed on a side wall surface of a groove provided on one surface of the substrate. The light reflection film 6 is provided on the other surface of the substrate.
[0074]
  The light 11A is circularly polarized light, and the light 11B that has passed through the portion of the ferromagnetic layer having the magnetized portion 4X (the ferromagnetic layer, the surrounding substrate portion, the space portion, etc.) is a straight line whose plane of polarization is rotating. Polarized light. The light 11B is reflected by the light reflecting layer 6, and the reflected light 11C passes again through the portion having the magnetized portion 4X of the ferromagnetic layer. Here, since the polarization plane of the light 11C is rotated, it cannot pass through the portion (being an analyzer) having the magnetized portion 4X of the ferromagnetic layer.
[0075]
  On the other hand, the light 12A is also circularly polarized, and the light 12B passing through the portion having the non-magnetized portion 4Y of the ferromagnetic layer is linearly polarized, but the polarization plane of the light 12C reflected by the light reflecting layer 6 is rotated. Not done. Linearly polarized light can pass through the portion of the ferromagnetic layer having the non-magnetized portion 4Y because the plane of polarization is matched. Note that the degree of light passage depends on the degree of magnetization of the ferromagnetic layer.
[0076]
  In this way, the magnetized portion of the ferromagnetic layer appears dark and the non-magnetized portion appears bright. A magnetic recording medium having this phenomenon can also serve as a polarizer, and forms a desired magnetized portion and applies light to it to create, change, and erase various visible images. It can also be applied to displays that do not require lights.
[0077]
  It is to be noted that a ferromagnetic layer is provided on the side wall surface of the groove by aligning a commercially available polarizer with the surface opposite to the surface on which the light reflecting film 6 is provided or without providing the light reflecting film 6. A display can also be obtained by sandwiching the substrate 1A between a pair of polarizers.
[0078]
  The magnetic recording medium of the present invention can be produced by the following process. That is, (1) a step of forming a plurality of concave grooves in a straight line and in parallel with each other on the surface of the substrate using photolithography technology, and (2) on the substrate on which the grooves are formed. A step of forming a thin film (ferromagnetic layer) made of a ferromagnetic material; (3) only a portion of the formed ferromagnetic thin film (ferromagnetic layer) formed on the surface of the side wall of the concave groove; Etching treatment to remain, (4) After the step (3), an inorganic material film is formed on the substrate by sputtering or the like so that the concave groove is filled if necessary, and the substrate surface is A step of polishing so as to be smooth, a step of forming a light reflecting film on one surface of the substrate of the magnetic recording medium, if necessary, after the step of (5), (3) or (4) above, or on another substrate The formed light reflection layer is bonded to the magnetic recording medium substrate. Step, can be manufactured.
[0079]
  FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of a process for manufacturing the magnetic recording medium of the present invention. First, a resist film 9 is laminated on the substrate 1 (a), a photomask having a large number of linear thin line patterns that are parallel to each other is arranged on the resist film 9 and exposed to UV light, and then wet etching is performed. The resist film 9 is made to have a constant equal width m₁And interval m₂(B), the substrate 1 is etched to a specific depth to form a groove 3 (c), and then the resist film 9 is peeled off (d). In this way, the groove 3 can be formed deeply (up to about 10 μm) relatively easily with respect to the processed surface. In addition, if a lithography method is used, it is possible to form a fine line-shaped groove with a straight line.
[0080]
  When a plastic plate is used as the substrate, for example, SiO on the plastic plate₂A thin film is formed by the PVD method, and this SiO₂A groove may be formed on the surface of the thin film.
[0081]
  Next, a thin film (ferromagnetic material layer) 4 made of a ferromagnetic material is formed on the substrate in which the groove is formed (e). As a method for forming the thin film (ferromagnetic material layer), a PVD method, a CVD method, or a plating method is preferably employed, but the manufacturing method is not particularly limited.
[0082]
  Next, the portion of the formed thin film (ferromagnetic layer) 4 that is parallel to the substrate surface is etched with Ar ions 10 (whether wet or dry), but a reverse bias voltage is applied to the substrate side by reverse sputtering. By removing (f), the thin film (ferromagnetic layer) 4 can be formed on the side wall surface of the groove (g). Next, a light reflecting layer is formed on one surface of another substrate 1B, the light reflecting layer side of the substrate with the light reflecting layer, and the surface on which the ferromagnetic thin film (ferromagnetic layer) 4 of the substrate 1 is formed, To obtain the magnetic recording medium of the present invention (h). In addition, a deformable magnetic recording medium can be obtained by using a plastic film as the substrate.
[0083]
【Example】
[0084]
  Next, the present invention will be described more specifically with reference to examples.
[0085]
  Example 1
  Cr on the surface of a 1 mm thick glass substrate so that the total thickness is 120 nm.₂O₃Two layers of a film and then a Cr film were provided, and a positive resist film was further provided thereon. On this resist film, a photomask having a large number of linear thin line patterns parallel to each other is arranged, and a large number of L1 = L2 = 0.5 μm in FIG. A linear thin line pattern is exposed, the resist film is etched using a wet etching method, and the glass substrate surface is etched using a fluorine-based gas to obtain a depth of 0.4 μm (H = 0 in FIG. 1). .4 μm) grooves were formed. Then Cr₂O₃The film, the two layers of Cr film and the resist layer were peeled off.
[0086]
  Next, using an in-gas evaporation method, iron was evaporated on the processed surface of the glass substrate without heating the substrate to form an iron ultrafine particle film (ferromagnetic layer). The gas used was a mixed gas of Ar and air, Ar gas was flowed at a flow rate of 50 CCM and dry air was flowed at 2 CCM, and the total pressure was 1.3 Pa. The average film thickness of the iron ultrafine particle film (ferromagnetic material layer) thus formed was 81 nm.
[0087]
  When the cross section of the iron ultrafine particle film (ferromagnetic material layer) was observed with a transmission electron microscope (TEM), the average particle diameter of the iron ultrafine particles was 6 nm, and each fine particle was isolated by a nonmagnetic phase. The composition of the iron ultrafine particle film measured by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) was 53% for iron and O, C, and N for the others. The coercive force measured at the flat portion (iron ultrafine particle film formed on the glass plate placed on the same plane as the processed surface of the glass substrate when the iron ultrafine particle film is formed) is 450 oersted and in-plane direction. The squareness ratio was 0.80 and had a large in-plane magnetic anisotropy.
[0088]
  Next, dry etching using Ar gas is performed to remove the iron ultrafine particle film (ferromagnetic layer) in the portion parallel to the substrate surface (2a surface and 2b surface in FIG. 1), and the side wall surface of the groove (in FIG. 1). The iron ultrafine particle film (ferromagnetic layer) was left only on the side wall surface 2). Dry etching was performed at an Ar gas flow rate of 6 CCM, a degree of vacuum of 1.5 Pa, an input power of 450 W, and an applied voltage of −500 V for 25 minutes.
[0089]
  Next, using a sputtering apparatus, the target is made of SiO.₂Ar gas, O₂When the gas is introduced, the glass substrate surface (the 2a surface, 2b surface in FIG. 1 and the side wall surface 2 on which the ferromagnetic layer is formed) becomes SiO 2.₂After covering with the film and filling the groove, the chemical polishing and mechanical polishing are used in combination with SiO₂The magnetic recording medium was obtained by polishing so that the film surface was smooth.
[0090]
  A magnetic recording device equipped with a commercially available narrow gear-up ring magnetic head was manufactured, and digital magnetic recording (with a width of 10 μm) was formed on each ferromagnetic layer as shown in FIG. 1 using the magnetic recording medium obtained as described above ( (Upward or downward magnetization perpendicular to the substrate surface). In addition, with respect to the magnetic recording medium after recording, a clear reproduction signal can be obtained by determining the position of the magnetic head so that the signal intensity due to magnetization from the ferromagnetic layer is maximized in the magnetic recording apparatus. did it. Further, the reproduction output hardly changed even after the surface of the magnetic recording medium was polished by about 400 mm.
[0091]
  Comparative Example 1
  Using a sputtering apparatus, a ZnO film having a thickness of 100 nm was formed on a quartz substrate having a smooth surface. Next, Ba ferrite (BaCo) is formed on the ZnO film using a sputtering apparatus._0.5Ti_0.5Fe₁₁O₁₉) Perpendicular magnetization film (perpendicular magnetic anisotropy magnetic field Hk = 4.5 KOe) was formed to a thickness of 300 nm by heating the substrate to 650 ° C. to obtain a magnetic recording medium. When this magnetic recording medium was recorded and reproduced using the magnetic recording apparatus in Example 1, when the recording unit was reduced to 81 nm, the reproduction output became one third that of Example 1, and the surface of the magnetic recording medium Was hardly regenerated after polishing about 400 mm.
[0092]
  Example 2
  By using a glass substrate having a groove having a depth of 0.4 μm (H = 0.4 μm in FIG. 1) produced in Example 1, and taking a surface replica of the glass substrate on a polycarbonate film having a thickness of 50 μm, the polycarbonate film On the surface, periodic irregularities of L1 = L2 = 0.5 μm and H = 0.4 μm in FIG. 1 were formed. A magnetic recording medium was obtained in the same manner as in Example 1 except that this was used in place of the glass substrate prepared in Example 1. When this magnetic recording medium was recorded and reproduced using the magnetic recording apparatus in Example 1, a clear reproduction signal could be obtained. Further, the reproduction output hardly changed even after the surface of the magnetic recording medium was polished by about 400 mm.
[0093]
  Comparative Example 2
  Although an attempt was made to produce a magnetic recording medium having the perpendicular magnetization film of Comparative Example 1 using the polycarbonate film of Example 2, Ba ferrite was not crystallized because the polycarbonate film could not be heated at 650 ° C. It could not be produced.
[0094]
  Example 3
  A magnetic field (0.5 KG) is applied to the magnetic recording medium manufactured in Example 1 in a direction perpendicular to the substrate surface, and a He—Ne laser beam having a wavelength of 633 nm is incident on the substrate surface perpendicularly to each ferromagnetic material in FIG. The body layer was heated to perform digital magnetic recording (upward or downward magnetization perpendicular to the substrate surface) with a width of 1 μm. When this magnetic recording medium was reproduced in the same manner as in Example 1 using the magnetic recording apparatus in Example 1, a clear reproduction signal could be obtained. Further, the reproduction output hardly changed even after the surface of the magnetic recording medium was polished by about 400 mm.
[0095]
  Comparative Example 3
  Using the magnetic recording medium of Comparative Example 1, a magnetic field (0.5 KG) was applied in the direction perpendicular to the substrate surface, a He—Ne laser beam having a wavelength of 633 nm was incident to heat the Ba ferrite perpendicular magnetization film, and the width was 1 μm. In digital magnetic recording (upward or downward magnetization perpendicular to the substrate surface), Ba ferrite is too permeable and absorbs less laser light, resulting in a decrease in thermal sensitivity. Further, heat is applied to the film surface. Recording was not possible due to large diffusion.
[0096]
  Example 4
  A magnetic field (0.5 KG) is applied to the magnetic recording medium manufactured in Example 1 in a direction perpendicular to the substrate surface, and a He—Ne laser beam having a wavelength of 633 nm is incident on the substrate surface perpendicularly to each ferromagnetic material in FIG. The body layer was heated to perform digital magnetic recording (upward or downward magnetization perpendicular to the substrate surface) with a width of 1 μm. This magnetic recording medium is irradiated with a He—Ne laser beam having a wavelength of 633 nm and passed through the ferromagnetic layer, and the rotation direction of the polarization plane of the laser beam (the rotation angle at the magnetized portion was 3.6 degrees) is determined as an analyzer. When the data was reproduced by a magneto-optical head detected by the above method, high-density recording could be reproduced.
[0097]
  Example 5
  A magnetic recording medium was fabricated in the same manner as in Example 1 except that a cobalt ultrafine particle film (ferromagnetic layer) was formed using cobalt ultrafine particles instead of iron ultrafine particles in Example 1. The average particle diameter of the cobalt ultrafine particles in the cobalt ultrafine particle film was 75%, and the cobalt content was 78%. When this magnetic recording medium was recorded and reproduced in the same manner as in Example 4, the rotation angle was 2.0 degrees, and high-density recording and reproduction were possible.
[0098]
  Comparative Example 4
  Using a glass substrate with a smooth surface, instead of ultrafine cobalt particles, a continuous cobalt film was deposited by vacuum deposition (vacuum degree 2 × 10^-4Pa) was provided on the surface of the glass substrate to produce a magnetic recording medium. When this magnetic recording medium was recorded with laser light in the same manner as in Example 4, the rotation angle was 0.5 degrees, and recording and reproduction could not be performed.
[0099]
  Example 6
  Cr on the one side of the 500 μm thick quartz substrate so that the total thickness is 120 nm.₂O₃Next, two layers of a Cr film were provided, and a positive resist film was further provided thereon. A photomask having a large number of linear thin line patterns parallel to each other is disposed on the resist film, and a large number of linear patterns are formed on the resist film using UV light so that L1 = L2 = 1 μm in FIG. The fine line pattern is exposed, then the resist film is etched using a wet etching technique, and the quartz surface is further etched using a fluorine-based gas to a depth of 0.4 μm (H = 0.4 μm in FIG. 2). A groove was formed. Then Cr₂O₃The film, the two layers of Cr film and the resist film were peeled off.
[0100]
  Next, using a vapor deposition method (gas is a mixed gas of Ar and air, air / Ar = 200 mtorr / 50 mtorr), iron was deposited on the processed surface of the quartz substrate without heating the substrate. The film thus formed contained iron ultrafine particles having an average particle diameter of 55 mm, iron oxide and carbide, and the average film thickness was 76 nm. This iron ultrafine particle film has a coercive force of 630 Oersted measured on a flat portion (iron ultrafine particle film formed on a glass plate placed on the same plane as the quartz substrate surface when the iron ultrafine particle film is formed). The film had internal magnetic anisotropy.
[0101]
  Next, -400 V is applied to the substrate side using a sputtering apparatus, Ar gas is introduced, and the ultrafine iron film (ferromagnetic layer) on the portion parallel to the substrate surface (2a surface and 2b surface in FIG. 2) by reverse sputtering. ) And an iron ultrafine particle film (ferromagnetic layer) was left only on the side wall surface of the groove (side wall surface 2 in FIG. 2). As a reflection preventing film on the surface opposite to the surface having the groove of the quartz substrate, MgF₂A layer of (n = 1.38) was provided by a vacuum evaporation method so as to have a thickness of 100 nm. With this antireflection film, the reflectance in the visible light region was lowered by about 3%.
[0102]
  When the direction of the electric vector is perpendicular to the thin lines of the ferromagnetic layers that are linear and parallel to each other, the S-polarized light is taken as the S-polarized light, and the P-polarized light is taken as the parallel direction. Transmittance (T₁) Is 60% or more at a wavelength of 550 nm, and P-polarized light transmittance (T₂) Was 2% or less at a wavelength of 550 nm. Also, the degree of polarization [(T₁-T₂) / (T₁+ T₂)] Was 80% or more at a wavelength of 550 nm. This numerical value confirms that the obtained magnetic recording medium is also useful as a polarizer.
[0103]
  The magnetized portion was formed by drawing letters with a cylindrical bar magnet having a diameter of 1 mm from the surface having the antireflection film of the magnetic recording medium. When this magnetic recording medium was sandwiched between a pair of film polarizers and attempted to be visualized, the magnetized portion appeared black because the Faraday-rotated linearly polarized light could not pass through the film polarizer, while the non-magnetized portion rotated the polarization plane. Because there was no character, it looked bright and I could read the characters with clear contrast.
[0104]
  Furthermore, an Al film (thickness 200 nm) is provided on another quartz substrate (thickness 1 mm) by vacuum deposition, and instead of the film polarizing plate on the surface having the groove of the quartz substrate of the pair of film polarizing plates, The Al film side was bonded to the surface of the quartz substrate having the groove, a light reflecting film was provided, and characters were drawn with a bar magnet in the same manner as described above, so that characters with good contrast could be read.
[0105]
  Example 7
  Instead of the vapor deposition method in the gas of Example 6, the sputtering method is used to set the target to Bi.₂Gd₁Fe₄Al₁O₁₂In the same manner as in Example 6 except that the substrate temperature was set to 300 ° C., an oxide magnetic film (ferromagnetic material layer) was provided on the side wall of the groove so as to have a thickness of 57 nm. Then, after heating at 650 ° C. for 3 hours, the coercivity measured at the flat part was 540 Oersted. Next, a Ge layer is formed by sputtering to a thickness of 80 mm without substrate heating (sputter pressure 6.7 × 10^-3(torr, input power 200 W), and then a magnetic recording medium was manufactured by leaving the Ge layer only on the oxide magnetic film on the wall surface by the reverse sputtering method similar to Example 6. By using this magnetic recording medium in the same manner as in Example 6 and drawing characters with a bar magnet, it was possible to read characters with good contrast. When the Ge layer was not provided, characters could not be read.
[0106]
  Comparative Example 5
  On the quartz substrate having a smooth surface, an iron ultrafine particle film was vapor-deposited to a thickness of 67 nm in the same manner as in the gas vapor deposition method in Example 6 to produce a magnetic recording medium. Even if the magnetic recording medium was used in the same manner as in Example 6 and a bar magnet image was drawn, the visible light transmittance of this iron ultrafine particle film was 40% or less, and it was a black film by visual observation. There wasn't.
[0107]
  Comparative Example 6
  In the same manner as in the sputtering method in Example 7, a magnetic recording medium was manufactured by forming an oxide magnetic film with a thickness of 100 nm and 900 nm on a quartz substrate having a smooth surface of 1 mm thickness. In both magnetic recording media, the oxide magnetic film was a yellow film, and a transmittance of about 80% was obtained with red light, but a short wavelength light with a wavelength of 500 nm or less had a transmittance of 30% or less. After magnetizing with a bar magnet as in Example 7, visualization was attempted with two commercially available film polarizing plates. When the thickness of the oxide magnetic film was 100 nm, an image was not visible, and when the thickness was 900 nm, the image could be observed. The image could not be observed.
[0108]
  The magnetic recording medium according to the first aspectAccording to the above, since the ferromagnetic layer is provided as an ultrathin film perpendicular to the substrate surface, there is no blur in recording in a direction parallel to the substrate surface, and high-density and sharp recording can be performed. Even if the surface of the magnetic recording medium is worn due to repeated recording and reproduction, the ferromagnetic layer is deeply formed perpendicular to the substrate surface, so there is little effect on reproduction output, and recording and reproduction over a long period of time. Can be repeated. Furthermore, since the ferromagnetic layer is provided perpendicular to the substrate surface, the ferromagnetic layer only needs to have in-plane magnetic anisotropy, and the material used for the ferromagnetic layer is rarely limited. It is easy to manufacture.
[0109]
  The magnetic recording medium according to the second aspectAccording to the above, even when repetitive recording and reproduction are performed, there is little wear on the surface of the magnetic recording medium, and recording and reproduction can be performed repeatedly over a long period.The magnetic recording medium described in the third or fourthAccording to the above, recording and reproduction by laser light can be performed.The magnetic recording medium according to the fifth aspectAccording to the above, since ultrafine particles having a particle size of 500 mm or less of an alloy made of Fe, Co, Ni, or any combination thereof are used for the ferromagnetic layer, interaction with new light such as a quantum size effect appears and is large. A magneto-optical effect can be obtained, and high density recording with a large S / N can be easily obtained.
[0110]
  The magnetic recording medium according to the sixth aspectAccordingly, there is no blur in recording in a direction parallel to the substrate surface, and high-density and sharp recording can be performed.The recording method of the magnetic recording medium according to the seventh aspectAccording to the above, by recording information by magnetizing a ferromagnetic layer provided as an ultrathin film perpendicular to the substrate surface in a direction perpendicular to the substrate surface, the magnetized portion can be miniaturized, and high density and sharp Recording can be performed. Further, non-contact recording by laser light can be performed.The recording method of the magnetic recording medium according to the eighth aspectAccording to the above, by recording information by magnetizing a ferromagnetic layer that is discontinuous in the recording direction and perpendicular to the substrate surface to 1 bit in the recording direction and perpendicular to the substrate surface, Since it can be limited to each of the magnetic layers, the magnetized portion can be miniaturized, and high-density and sharp recording can be performed.
[0111]
  The method for reproducing a magnetic recording medium according to the ninth aspectAccording to the above, by recording information by magnetizing a ferromagnetic layer having a thickness of 5 nm to 200 nm formed on the sidewall surface of the groove in a direction perpendicular to the substrate surface, A reproduction signal having a good S / N can be obtained by a large magneto-optical effect due to the interaction. Further, non-contact reproduction by laser light can be performed.The magnetic recording medium according to the tenth aspectAccording to the present invention, by providing a ferromagnetic layer on a substrate transparent to visible light so as to be arranged perpendicular to the substrate surface, a high light transmittance and a polarization function can be obtained at the same time. A high contrast can be achieved, an image or the like can be recorded in a large area, and the image or the like can be observed as a display.
[0112]
  The magnetic recording medium according to the eleventh or twelfth aspectAccording to the above, a high contrast can be obtained by providing the light reflecting film, and it can be used as a reflective display.The magnetic recording medium according to the thirteenth aspectAccording to the above, by providing the antireflection film, the light transmittance is improved and an image with higher contrast can be observed.The magnetic recording medium according to the fourteenth aspectSince the conductive ferromagnetic layer is used, this ferromagnetic layer can be used as a ferromagnetic layer and / or a polarizer layer.The magnetic recording medium according to the fifteenth aspectAccording to the present invention, since the ferromagnetic layer includes ultrafine particles of Fe, Co, Ni, or an alloy of any combination thereof having a large Faraday effect, it has a polarization function in combination with a large Faraday effect and has a high contrast. Images and the like can be observed.
[0113]
  The magnetic recording medium according to the sixteenth aspectAccording to the above, when the ferromagnetic layer is insulative, the nonmagnetic semiconductor layer or the nonmagnetic metal layer is provided so as to be overlapped, so that a polarizing function is provided and an image with high contrast can be observed.The magnetic recording medium according to the seventeenth aspectAccording to the above, since the substrate is a plastic film, a deformable magnetic recording medium can be obtained.
[0114]
  The present invention can be applied to a magnetic recording medium. More specifically, the present invention can be applied to a high-density magnetic recording medium that can be repeatedly recorded, read (reproduced), and erased by a magnetic head or a laser beam. It is. Further, the present invention can be applied to a magnetic recording medium which is excellent in transparency and can be used as a polarizer, and which is also suitable for application to a display which can be visually observed by applying a magnetic field and light.
[0115]
【The invention's effect】
[0116]
  According to the present invention, it is possible to provide a magnetic recording medium, a recording method of the magnetic recording medium, and a reproducing method of the magnetic recording medium that can solve at least one of the above problems.
[Brief description of the drawings]
[0117]
FIG. 1 is an enlarged sectional view schematically showing an example of a magnetic recording medium of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view schematically showing an example of a typical magnetic recording medium of the present invention that also has a function as a display.
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view schematically showing an example of the magnetic recording medium of the present invention having a ferromagnetic layer provided with a nonmagnetic semiconductor layer or a nonmagnetic metal layer.
FIG. 4 is an explanatory diagram schematically showing how contrast is developed when the magnetic recording medium of the present invention is used as a display.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of a process for manufacturing a magnetic recording medium of the present invention.
[Explanation of symbols]
[0118]
  1 Substrate
  1A Substrate transparent to visible light
  2 Side wall surface of groove
  3 Many straight grooves whose side wall surfaces are parallel to each other
  4 Ferromagnetic layer
  4A ferromagnetic layer
  4B oxide ferromagnetic layer
  Magnetization part of 4X ferromagnetic layer
  Non-magnetized part of 4Y ferromagnetic layer
  5 Magnetic recording medium surface
  6 Light reflecting film
  7 Antireflection film
  8 Nonmagnetic semiconductor layer or nonmagnetic metal layer
  9 Resist film
  10 Ar ion
  11A Circularly polarized light
  11B Light passing through the portion of the ferromagnetic layer having the magnetized portion
  11C Light reflected by the light reflection layer
  12A circularly polarized light
  12B Light passing through the portion of the ferromagnetic layer having the non-magnetized portion
  12C Light reflected by the light reflection layer

Claims

Substrate, a plurality of grooves formed on the substrate surface and having a side wall surface perpendicular to the substrate surface and having side wall surfaces parallel to each other, and a height of 0.1 μm to 5 μm and a thickness formed on the side wall surface of the groove It consists of a ferromagnetic layer of 5 nm to 200 nm, and the ferromagnetic layer is formed so as to be equidistant in the range of 0.2 μm to 2.0 μm in the direction across the groove,
The material of the ferromagnetic layer is a magnetic material having in-plane magnetic anisotropy,
A magnetic recording medium, wherein the groove is filled with an inorganic or organic material, and the surface of the magnetic recording medium is a smooth surface.

Substrate, a plurality of grooves formed on the substrate surface and having a side wall surface perpendicular to the substrate surface and having side wall surfaces parallel to each other, and a height of 0.1 μm to 5 μm and a thickness formed on the side wall surface of the groove It consists of a ferromagnetic layer of 5 nm to 200 nm, and the ferromagnetic layer is formed so as to be equidistant in the range of 0.2 μm to 2.0 μm in the direction across the groove,
The material of the ferromagnetic layer is a magnetic material having in-plane magnetic anisotropy,
A magnetic recording medium, wherein the substrate is transparent to laser light.

The magnetic recording medium of claim 1 Symbol placement inorganic or organic material, characterized in that it is transparent to laser light.

Substrate, a plurality of grooves formed on the substrate surface and having a side wall surface perpendicular to the substrate surface and having side wall surfaces parallel to each other, and a height of 0.1 μm to 5 μm and a thickness formed on the side wall surface of the groove It consists of a ferromagnetic layer of 5 nm to 200 nm, and the ferromagnetic layer is formed so as to be equidistant in the range of 0.2 μm to 2.0 μm in the direction across the groove,
The material of the ferromagnetic layer is a magnetic material having in-plane magnetic anisotropy,
A magnetic recording medium, wherein the ferromagnetic layer includes ultrafine particles having an average particle diameter of 2 nm to 50 nm of an alloy of Fe, Co, Ni, or any combination thereof.

Substrate, a plurality of grooves formed on the substrate surface and having a side wall surface perpendicular to the substrate surface and having side wall surfaces parallel to each other, and a height of 0.1 μm to 5 μm and a thickness formed on the side wall surface of the groove It consists of a ferromagnetic layer of 5 nm to 200 nm, and the ferromagnetic layer is formed so as to be equidistant in the range of 0.2 μm to 2.0 μm in the direction across the groove,
The material of the ferromagnetic layer is a magnetic material having in-plane magnetic anisotropy,
A magnetic recording medium, wherein the substrate is a plastic film.

A substrate transparent to visible light, a plurality of linear grooves formed on one surface of the substrate and having a side wall surface perpendicular to the substrate surface, the side wall surfaces being parallel to each other, and the side wall surface of the groove The formed ferromagnetic layer has a height of 0.1 μm to 5 μm and a thickness of 5 nm to 200 nm, and the ferromagnetic layers are equally spaced in the range of 0.2 μm to 2.0 μm in the direction across the groove. Formed,
The material of the ferromagnetic layer is a magnetic material having in-plane magnetic anisotropy,
A magnetic recording medium, wherein the ferromagnetic layer includes ultrafine particles having an average particle diameter of 2 nm to 50 nm of an alloy of Fe, Co, Ni, or any combination thereof.

In a magnetic recording medium recording method for recording information by applying a bias magnetic field to a magnetic recording medium and irradiating laser light, the substrate is transparent to the laser light, and is perpendicular to the substrate surface formed on the substrate surface. A plurality of grooves having side wall surfaces parallel to each other, and a ferromagnetic layer having a height of 0.1 μm to 5 μm and a thickness of 5 nm to 200 nm formed on the side wall surfaces of the grooves, The material of the layer is a magnetic material having in-plane magnetic anisotropy, and the ferromagnetic layers are formed so as to be equally spaced in the range of 0.2 μm to 2.0 μm in the direction across the groove. A recording method for a magnetic recording medium, wherein information is recorded by magnetizing a ferromagnetic layer of the recording medium in a direction perpendicular to the substrate surface.

A number of grooves whose side wall surfaces are parallel to each other are linear grooves, and a magnetic recording medium having a ferromagnetic layer that is discontinuous in the recording direction and perpendicular to the substrate surface is used. 8. The method of recording a magnetic recording medium according to claim 7, wherein information is recorded by magnetizing in a direction perpendicular to the substrate surface as 1 bit.

In a reproducing method of a magnetic recording medium for reproducing recorded information by utilizing rotation of a polarization plane of laser light irradiated on the magnetic recording medium, a substrate transparent to the laser light, the substrate formed on the substrate surface A plurality of grooves each having a sidewall surface perpendicular to the substrate surface and parallel to each other, and a ferromagnetic layer having a height of 0.1 μm to 5 μm and a thickness of 5 nm to 200 nm formed on the sidewall surface of the groove. The material of the ferromagnetic material layer is a magnetic material having in-plane magnetic anisotropy, and the ferromagnetic material layers are equally spaced in the range of 0.2 μm to 2.0 μm in the direction across the groove. A method of reproducing a magnetic recording medium, wherein information is recorded by magnetizing a ferromagnetic layer of the formed magnetic recording medium in a direction perpendicular to the substrate surface.