JP3986642B2 - 光磁気記録媒体 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光磁気記録媒体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、このような分野の技術としては、以下に示すようなものがあった。
【０００３】
（１）図７はかかる従来の磁気光ディスク媒体の断面図、図８はその温度過程を取り入れた原理を示す図である。
【０００４】
図７において、１は基板、２は窒化膜、３はメモリー層（ＴｂＦｅＣｏ）、４は記録層（ＴｂＤｙＦｅＣｏ）、５は窒化膜、６は接着層、７は初期化磁界（Ｈｉｎｔ）を生じる磁石、８はバイアス磁界（Ｈｂ）を生じる磁石である。
【０００５】
これらの図に示すように、この磁気光ディスク媒体は、光の強弱で記録と消去を行うオーバーライト方式であり、磁性層は、記録層４とメモリー層３の２層からなり、磁気的に結合している。ここでは、記録層４のキュリー温度Ｔｃを高く〔図８では２８０℃（図８の上方の点線参照）〕、メモリー層３のキュリー温度Ｔｃを低く〔図８では１７０℃〔図８における下方の点線参照）〕に設定するようにしている。
【０００６】
記録のときは、記録層４のキュリー温度Ｔｃを超えるほどに強い光を与え、２層とも一緒に、バイアス磁界Ｈｂ（約２００Ｏｅ）の方向（図７及び図８中下向き）に磁化反転させる。
【０００７】
消去のときは、まず、前準備として、初期化磁界Ｈｉｎｔ（７ｋＯｅ）により、記録層４のみを一様に図７及び図８中上向きに反転させておく。これは記録層４の室温での保持力Ｅｃが小さい（１〜２ｋＯｅ）ために生じる。この後、消去したい部分に、メモリー層３のＴｃを超える程度の中間強度の光を照射する。一旦、メモリー層３の磁化は消滅するが、冷却過程で磁気層の磁化方向（上向き）にならい交換結合力の作用で磁気的に結合して、メモリー層３の磁化も上向きに向く、言い換えれば、交換結合磁界Ｈｅｘｃにより、磁気転写され、消去状態となる。
【０００８】
更に、２つの層の間に中間層を設け、実効的な交換結合力を弱めるようにした磁気光ディスク媒体が開発された。ＧｄＦｅＣｏなどのように垂直異方性が小さく、磁化のミクロな回転を滑らかにつなげることのできる磁性層を用いる。この結果、Ｈｉｎｔは２．５ｋＯｅまで低下し、さらに副次的効果として、磁性層全体の厚さを２００ｎｍから１２０ｎｍへと薄くすることができた。
【０００９】
（２）第２の進展は、初期化磁石を全く不要とする磁気光ディスク媒体である。
【００１０】
図９はかかる従来の４層構成の磁気光ディスク媒体の断面図である。
【００１１】
この図において、１１は基板、１２は窒化膜、１３はメモリー層、１４は記録層、１５は切断層、１６は初期磁化層、１７は窒化膜、１８は接着層、１９はバイアス磁石である。
【００１２】
この磁気光ディスク媒体は、初期化磁石をいわば磁性層として取り込んだ方式となっている。キュリー温度が３００℃以上で、磁化方向が常に一定の初期化が最上層についている。この初期化の効果を光強度により下の層にスイッチするために、キュリー温度の低い（約１５０℃）切断層１５を初期磁化層１６の下部に配置している。初期化磁石が不要になったことにより、バイアス磁石１９のみでディスクを駆動できる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術（１）、（２）に述べた磁気光ディスク媒体はともに、記録層４，１４に金属磁性薄膜を用いており、情報書き込みはキュリー点書き込み方式による。すなわち、媒体の記録層４，１４に絞り込んだレーザ光を照射し、書き込み部分を局所的に２８０℃、すなわちキュリー温度以上に加熱し、バイアス磁化を印加して磁化反転を促す。同時に、交換結合により、メモリー層に磁化情報を転写する。消去方法は、初期化磁界〔上記従来技術（１）では永久磁石、上記従来技術（２）では初期磁化層〕と光照射の組み合わせにより行う。
【００１４】
本発明は、高密度記録を損なうことなく、書き込みと読み取りに要する所要時間と光（電気）エネルギーを大幅に低減でき、光磁気記録装置の省エネルギーと一層の小型化を達成することができる光磁気記録媒体を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、
〔１〕光磁気記録媒体において、III −Ｖ族希薄磁性半導体薄膜からなる記録層と、垂直磁気異方性を有する強磁性薄膜からなるメモリー層とを備え、前記記録層に光照射により磁気を直接発生させる光キャリア誘起磁化部を生成させるようにしたものである。
【００１６】
〔２〕光磁気記録媒体において、III −Ｖ族希薄磁性半導体薄膜とＧａＡｌＳｂとの２層構造積層膜からなる記録層と、垂直磁気異方性を有する強磁性薄膜からなるメモリー層とを備え、前記記録層に光照射により磁気を直接発生させる光キャリア誘起磁化部を生成させるようにしたものである。
【００１７】
〔３〕上記〔１〕又は〔２〕記載の光磁気記録媒体において、前記メモリー層はＴｂ−Ｆｅ−Ｃｏ系磁性薄膜材料である。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１９】
図１は本発明の実施例を示す光磁気記録媒体の要部断面図である。
【００２０】
この図において、２１は透明基板、２２は透明バッファー層、２３は記録層、２３Ａは光キャリア誘起磁化部分、２４はメモリー層（書き込み層）、２５は保護膜、２６は光学系、２７はバイアス磁化デバイスである。
【００２１】
上記したように、この光磁気記録媒体は、異なる機能を有する最低２層の薄膜構造により構成される。すなわち、記録層２３は、光照射時のみ、一時的に磁気を発生する書き込み機能を有し、メモリー層２４は、記録層２３で発生した磁気を磁気カップリングにより、写し取り、光照射中止後も磁気情報を保持する機能を有する。
【００２２】
特に、書き込み用光は、最初に記録層２３に達することにより、次の２点が達成でき、書き込みパワー時間を低減できる。すなわち、
（１）メモリー層２４での光吸収を回避できるために、同一パワーで記録層２３中に生成されるキャリア数が多い。
（２）記録層２３で光の大部分（７割以上）が吸収される結果、メモリー層２４で吸収される光量が減ることになり、メモリー層２４での書き込みエラーの原因となる熱発生を抑制することができる。
【００２３】
また、図２に示すように、書き込み用光が、記録層２３に達し、そこに、光キャリア誘起磁化部分２３Ａが生じて、上方への磁化の向き２９が生じる。
【００２４】
ここで、保護膜２５はメモリー層２４の酸化と磨耗を防ぐ。また、透明バッファー層２２は、記録層２３の膜質（組成や粒界の均一性）の向上を果たす。
【００２５】
記録層２３の材料としては、
（１）（ａ）単結晶性III −Ｖ族希薄磁性半導体ＩｎＭｎＡｓ膜
（ｂ）ＩｎＭｎＡｓ薄膜とＧａＡｌＳｂ薄膜の２層構造膜
（ｃ）ＧａＭｎＡｓ膜
（２）多結晶ＩｎＭｎＡｓ膜
（３）有機遷移金属錯体多結晶膜
これらの材料に適当な波長の光を照射すると、多量のキャリアが材料中に発生し、母体の磁性原子と相互作用する結果「光キャリア誘起磁化」が発現する。
【００２６】
すなわち、記録層２３に非金属性の光キャリア誘起磁性材料（磁性半導体乃至有機遷移金属錯体など）を用いており、光で材料中に生成した電子、正孔、乃至電子・正孔対などの電子スピン濃度を増減させて、材料の磁性相を常磁性から強磁性へと制御する方式であるため、照射光を熱に変換する過程が原理的に不要となる。つまり、書き込みに要するレーザパワーを低減することができる（例えば、約０．４ｍＷ）。
【００２７】
ただし、書き込み中の光照射時にバイアス磁化を印加する点、及び交換結合によりメモリー層２４に磁化情報を転写する点は先行技術と同じである。
【００２８】
その他、記録層２３の材料として、シアノコバルト錯体などの有機物を用いることができる。
【００２９】
また、メモリー層２４の材料は、垂直磁気異方性を有する強磁性体、例えば、Ｔｂ−Ｆｅ−Ｃｏ系薄膜である。
【００３０】
このように、光照射により、磁気を直接発生させる「光キャリア誘起磁化」の原理を用いるため、従来のように、光エネルギーを熱エネルギーに変換して書き込みを行うキャリー点書き込みに比べて、書き込みに要する光エネルギーを著しく低減でき、かつ書き込み時間も著しく短縮することができる。
【００３１】
図２は本発明の光磁気記録媒体の記録（書き込み）に要する光パワーについての説明図である。
【００３２】
この図において、記録層２３の光キャリア誘起磁化部分２３Ａに光学系２６から光を照射する。ここで、光キャリア誘起磁化部分２３Ａは１μｍφ、０．１μｍ深さ、光波長は０．８μｍ（１光子当たり２．５×１０-19 Ｊ）である。
【００３３】
条件としては、光キャリア誘起磁化に２×１０19ｃｍ-3のキャリア濃度が必要であり、光キャリア生成効率は１、寿命τは１０-10 秒である。
【００３４】
そこで、必要光子数〔フォトン／秒〕をＧとすると、
２×１０19×（０．５×１０-4）2 π（０．１×１０-4）＝Ｇτ
Ｇ＝（２×１０19×７．９×１０-15 ）×τ-1
＝１．５７×１０15〔フォトン／秒〕
光パワーＰ＝Ｇ×（２．５×１０-19 ）
＝１．５７×１０15×２．５×１０-19
＝３．９２５×１０-4〔Ｊ／ｓｅｃ〕
＝０．３９ｍＷ
となる。
【００３５】
このように、書き込みに要する光エネルギーを著しく低減でき、かつ書き込み時間も著しく短縮することができる。
【００３６】
そこで、保持された磁気情報の読み取りは、媒体に光を照射し、メモリー層２４及び記録層２３より反射される光の強度乃至偏光角度をカー効果により検知して行う。すなわち、既存の磁気ディスク読み取りと同様の方式であるため、既存の光学系システムとの互換性が確保される。
【００３７】
また、上記したように、読み取り時の光強度は、書き込み時に比べて更に弱い光で十分である。
【００３８】
一方、情報の消去は、メモリー層２４の磁化の方向を反転させて初期状態に戻すだけなので、バイアス磁化デバイス（電磁石）２７への電流を逆向きにして、反対向きの磁界を媒体に印加すれば良い。すなわち、初期化磁化用デバイスや層が不要となる。また、初期化のための光照射も必要はない。
【００３９】
更に、本発明の光磁気記録装置は、光キャリア誘起磁性材料薄膜からなる記録層と垂直磁気異方性を有する強磁性薄膜からなるメモリー層とを備え、光照射により磁気を直接発生させる光キャリア誘起磁化を行う光磁気記録媒体を据え付ける固定型とすることができる。
【００４０】
そして、前記光照射のために、例えば、１ｍＷ以下の低出力半導体レーザーを用いることができる。
【００４１】
また、更にバイアス磁化デバイスを具備する。
【００４２】
更に、本発明の光磁気記録装置は、光キャリア誘起磁性材料薄膜からなる記録層と垂直磁気異方性を有する強磁性薄膜からなるメモリー層とを具備する光磁気記録媒体を持ち運び自在な可搬型とすることもできる。
【００４３】
そして、前記光照射のために、例えば、１ｍＷ以下の低出力半導体レーザーを用いることができる。
【００４４】
また、更にバイアス磁化デバイス２７を具備する。
【００４５】
上記したように、本発明によれば、
（１）熱の発生を利用しない書き込み方式である。
【００４６】
（２）例えば、１ｍＷ以下のレーザ光源でシステムを構成することができる。
【００４７】
（３）メモリー層を初期化するための専用デバイスや特別な層を必要としないといった利点を有することができる。
【００４８】
以下、本発明の具体例について順次説明する。
【００４９】
図３は本発明の具体例１−ａを示す構成断面図である。
【００５０】
この具体例１−ａでは、２００〜４００μｍのＧａＡｓ〈１００〉基板３１、１０ｎｍのＩｎＡｓバッファ層３２、１００ｎｍのＩｎＭｎＡｓ記録層３３、３０ｎｍのＴｂ−Ｆｅ−Ｃｏメモリー層３４、３０ｎｍのＳｉ3 Ｎ4 保護層３５からなり、書き込み光（波長０．９μｍ）を用いるようにしている。
【００５１】
その光磁気記録媒体の製造方法としては、分子線エピタキシー装置（ＭＢＥ）により、単結晶Ｉｎ1-X ＭｎX Ａｓ薄膜記録層（ｘ＝０．１，膜厚０．１μｍ）３３を直径２インチＩｎＡｓバッファ層（１０ｎｍ）３２／ＧａＡｓ〈１００〉基板３１上に基板温度１９０℃にて形成する。出発材料は、単体Ｉｎ、Ｍｎ、Ａｓで、ｋ−セル温度それぞれ９００℃、９１０℃、２３０℃にて原料を昇華し、ｋ−セル前面シャッターの開閉により膜形成の開始と終了を制御する。試料をＭＢＥより取り出して、室温にてホール測定を行い、膜中の正孔（キャリア）濃度が５×１０18ｃｍ-3で、かつ常磁性であることを確認する。
【００５２】
次に、試料をスパッタ装置に導入し、ＩｎＭｎＡｓ記録層３３表面上にアモルファスＴｂ−Ｆｅ−Ｃｏメモリー層３４を３０ｎｍ堆積し、続いて、Ｓｉ3 Ｎ4 保護膜３５を３０ｎｍ堆積し、その後、試料を装置より取り出して記録媒体の作製を終了する。
【００５３】
この光磁気記録実験は、以下の手順で行った。
【００５４】
（１）まず、初期化磁界Ｈｉｎを電磁石により試料に印加し、Ｔｂ−Ｆｅ−Ｃｏメモリー層３４を下向きに一様に磁化する。
【００５５】
（２）次いで、バイアス磁界Ｈｗｒを試料に印加し、波長０．９μｍのレーザ光（パワーＰ）をビーム径２μｍに絞り、ＧａＡｓ〈１００〉基板３１底面から照射する（書き込み）。
【００５６】
ここで、以下の範囲で実験を行った。
【００５７】
Ｈｉｎ＝−５００〜−１０００Ｏｅ
Ｈｗｒ＝＋１００〜＋４００Ｏｅ
Ｐ＝０．１ｍＷ〜１０ｍＷ
（３）同時に直線偏光したプローブ光（波長０．９μｍ）をＴｂ−Ｆｅ−Ｃｏメモリー層３４表面に照射し、その反射光のカー回転角（入射直線偏光面を基準として反射光の直線偏光面が何度回転したか）を検光子により測定し、光磁気記録の有無を検出する。
【００５８】
（４）書き込み光照射前の回転角θを０°とすると、Ｐ≒１ｍＷではθ≦０．１°であったが、Ｐ≒３ｍＷで、θ≒０．４°を得ることができた。Ｈｗｒ除去後も、θの値は０．４°のままで、情報書き込みをすることができた。この様子を図４に示す。
【００５９】
（５）次に、書き込み光をパルス光に替えて同様の実験を行った。光パルス幅は、１０ｐｓｅｃである（λ＝０．９μｍ）。すると、図５に示すように、書き込み時間１００ｐｓｅｃ以下が達成できた。この値はキュリー点書き込みの１／１０以下である。
【００６０】
図６は本発明の具体例１−ｂを示す構成断面図である。
【００６１】
この具体例１−ｂでは、ＩｎＭｎＡｓ層／ＡｌＧａＳｂ層の２層構造膜を記録層とする。つまり、２００〜４００μｍのＧａＡｓ〈１００〉基板４１、１０ｎｍのＩｎＡｓバッファ層４２、（０．５μｍのＡｌＧａＳｂ層４３、０．１μｍのＩｎＭｎＡｓ層）記録層４４、３０ｎｍのＴｂ−Ｆｅ−Ｃｏメモリー層４５、３０ｎｍのＳｉ3 Ｎ4 保護層４６からなり、書き込み光（波長０．９μｍ）を用いるようにしている。
【００６２】
ＭＢＥ装置により具体例１−ａと同様に、０．５μｍのＡｌＧａＳｂ層４３並びに０．１μｍのＩｎＭｎＡｓ記録層４４を形成する。ＡｌＧａＳｂ層４３形成時の基板温度は５２０℃である。２層を形成する際に、反射電子線回折法により、それぞれの層が良好な単結晶エピタキシー膜であることを確認した。
【００６３】
スパッタ装置でＴｂ−Ｆｅ−Ｃｏメモリー層４５を３０ｎｍ、Ｓｉ3 Ｎ4 保護層４６を３０ｎｍ堆積し、記録媒体の作製を完了する。
【００６４】
その後、具体例１−ａと同様の実験を実施し、その結果、レーザパワーＰ＝０．５ｍＷにおいて、θ≒０．４°を得て、光磁気記録が実施された。Ｐ＝０．５ｍＷが達成されたのは、ＡｌＧａＳｂ層４３の導入により、ＩｎＭｎＡｓ層４４への正孔蓄積効率が向上したためと推測される。また、書き込み時間は１００ｐｓｅｃ以下であった。
【００６５】
次に、本発明の具体例１−ｃについて説明する。
【００６６】
この具体例では、単結晶III −Ｖ族希薄磁性半導体薄膜ＧａＭｎＡｓ層を記録層とする。
【００６７】
有機金属気相成長法（ＭＯＶＰＥ法）により、Ｍｎ組成ｘ＝０．０３のＧａＭｎＡｓ薄膜を、基板温度３５０℃にてＧａＡｓ基板上に形成後、具体例１−ａと同様の手法でメモリー層と保護層を堆積し、記録媒体を作製した。そこで、具体例１−ａと同様の手法により光磁気記録実験を行った結果、波長０．９μｍ、Ｐ＝１０ｍＷで書き込みを行うことができた。
【００６８】
パワーが高くなった理由は、Ｍｎ濃度が低いために、キャリア誘起磁性発現の臨界キャリア濃度が高くなったためと思われる。
【００６９】
次に、本発明の具体例２−ａについて説明する。
【００７０】
この具体例では、多結晶ＩｎＭｎＡｓを記録層とする光磁気記録媒体について説明する。
【００７１】
多室型反応性スパッタリング装置により、まず、記録層形成室において、膜厚１０ｎｍのＩｎＡｓ多結晶バッファー層を透明ガラス基板上に基板温度Ｔｓ＝３００〜４００℃で堆積する。その後、Ｔｓを２００℃に下げ、膜厚１００ｎｍのＩｎ0.9 Ｍｎ0.1 Ａｓ多結晶性の光キャリア誘起磁化記録層を形成する。原料ターゲットは、多結晶ＩｎＡｓおよびＭｎ、反応性ガスは１０％希釈（ＡｓＨ3 ＋Ａｒ）を使用する。記録層形成後、基板をメモリー層形成室に搬送し、膜厚３０ｎｍのアモルファスＴｂ−Ｆｅ−Ｃｏ膜を、ＩｎＭｎＡｓ層上に形成し、引き続き膜厚３０ｎｍのＳｉ3 Ｎ4 保護層を堆積させて、光磁気記録媒体の作製を終了する。
【００７２】
その媒体をスパッタリング装置より取り出し、光書き込み光源とバイアス磁化デバイスを備えた光磁気記録装置により光磁気記録を実施する。この時の記録条件は、以下の通りである。
（１）初期化磁界：−１０００〜−５００Ｏｅ
（２）記録磁界：＋１００〜＋４００Ｏｅ
（３）光源：波長０．９μｍ、平均パワー０．１〜１０ｍＷ、スポット径約１．５μｍ
（４）実施環境：液体窒素温度から室温までの範囲、窒素および大気雰囲気中
以上の条件範囲内で光磁気記録を行った後、偏光顕微鏡で記録スポット観察を行った結果、平均パワー約１ｍＷの光照射条件下で記録スポットが明瞭に得られることがわかった。光磁気記録媒体を再び光磁気記録装置に装着して初期化磁界を加え、その後偏光顕微鏡で観察した結果、記録スポットの消去が行われたことがわかった。
【００７３】
次に、本発明の具体例２−ｂについて説明する。
【００７４】
この具体例では、多結晶ＩｎＭｎＡｓ／ＡｌＧａＳｂ多層構造を記録層とする光磁気記録媒体について説明する。
【００７５】
多室型反応性スパッタリング装置により、まず、バッファー層形成室において、膜厚１０ｎｍのＣｄＳｅ多結晶バッファー層を透明ガラス基板上に、基板温度Ｔｓ＝２００〜３００℃で堆積する。原料ターゲットは、多結晶ＣｄＳｅ、Ｓｅである。
【００７６】
その後、記録層形成室において、Ｔｓ＝２００℃で膜厚１００ｎｍのＡｌ0.3 Ｇａ0.7 Ｓｂ、１００ｎｍのＩｎ0.9 Ｍｎ0.1 Ａｓ多結晶光キャリア誘起磁化記録層を形成する。原料ターゲットは、多結晶ＩｎＡｓ、多結晶ＧａＳｂ、Ａｌ、ＳｂおよびＭｎ、反応性ガスは１０％希釈（ＡｓＨ3 ＋Ａｒ）を使用する。記録層形成後、基板をメモリー層形成室に搬送し、膜厚３０ｎｍのアモルファスＴｂ−Ｆｅ−Ｃｏ膜を、ＩｎＭｎＡｓ層上に形成し、引き続き膜厚３０ｎｍのＳｉ3 Ｎ4 保護層を堆積させて、光磁気記録媒体の作製を終了する。
【００７７】
その媒体をスパッタリング装置より取り出し、光書き込み光源とバイアス磁化デバイスを備えた光磁気記録装置により光磁気記録を実施する。この時の記録条件は、以下の通りである。
（１）初期化磁界：−１０００〜−５００Ｏｅ
（２）記録磁界：＋１００〜＋４００Ｏｅ
（３）光源：波長０．６８μｍ、平均パワー０．１〜１０ｍＷ、スポット径約１μｍ
（４）実施環境：液体窒素温度から室温までの範囲、窒素および大気雰囲気中
以上の条件範囲内で光磁気記録を行った後、偏光顕微鏡で記録スポット観察を行った結果、平均パワー約１ｍＷの光照射条件下で記録スポットが明瞭に得られることが分かった。光磁気記録媒体を再び光磁気記録装置に装着して、初期化磁界を加え、その後、偏光顕微鏡で観察した結果、記録スポットの消去が行われたことが分かった。また、直線偏光プローブ光を用いて磁気記録過渡応答特性を調べた結果、光磁気書き込みが１〜１０ｎｓｅｃの時間領域で達成されることが分かった。
【００７８】
次に、本発明の具体例３について説明する。
【００７９】
この具体例では、有機遷移金属錯体薄膜を記録層とする光磁気記録媒体について説明する。
【００８０】
微結晶Ｋ0.2 Ｃｏ1.4 −〔Ｆｅ（ＣＮ）6 〕・６．９Ｈ2 Ｏ粉体をシアノエチルプルラン樹脂液に混合した後、透明ポリカーボネート基板に厚さ１ｍｍで均一に塗布し、温度Ｔｓ＝１００℃にて硬化、乾燥させ記録層を形成する。その後、試料をスパッタリング装置に搬入し、記録層上に膜厚３０ｎｍのメモリー層及びＳｉ3 Ｎ4 保護層を堆積させて、光磁気記録媒体の作製を終了する。
【００８１】
その媒体をスパッタリング装置より取り出し、光書き込み光源とバイアス磁化デバイスを備えた光磁気記録装置により光磁気記録を実施する。この時の記録条件は、以下の通りである。
（１）初期化磁界：−２０００Ｏｅ
（２）記録磁界：＋１５００Ｏｅ
（３）光源：波長０．６６μｍ、平均パワー３．５ｍＷ／ｃｍ2 、スポット径約５μｍ
（４）実施環境：１０Ｋ（ケルビン）の低温クライオスタット内
以上の条件範囲内で光磁気記録を行った後、偏光顕微鏡で記録スポット観察を行った結果、記録スポットが明瞭に得られることが分かった。光磁気記録媒体を再び光磁気記録装置に装着して初期化磁界を加え、その後、偏光顕微鏡で観察した結果、記録スポットの消去が行われたことが分かった。
【００８２】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。
【００８３】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、次のような効果を奏することができる。
【００８４】
（Ａ）高密度記録を損なうことなく、書き込みと読み取りに要する所要時間と光（電気）エネルギーを大幅に低減でき、光磁気記録装置の省エネルギーと一層の小型化を達成することができる。
【００８５】
（Ｂ）情報の消去は、メモリー層の磁化の方向を反転させて初期状態に戻すだけで済むので、バイアス磁化デバイス（電磁石）への電流を逆向きにして、反対向きの磁界を媒体に印加すれば良い。すなわち、初期化磁化用デバイスや層が不要となる。また、初期化のための光照射も必要はない。
【００８６】
（Ｃ）低出力光源、メモリー層を初期化するための専用デバイスや特別な層を必要としない据え置き型又は可搬型の光磁気記録装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施例を示す光磁気記録媒体の要部断面図である。
【図２】 本発明の光磁気記録媒体の記録（書き込み）に要する光パワーについての説明図である。
【図３】 本発明の具体例１−ａを示す構成断面図である。
【図４】 本発明の具体例１−ａの情報書き込みの状態を示す図である。
【図５】 本発明の具体例１−ａの書き込み時間を示す図である。
【図６】 本発明の具体例１−ｂを示す構成断面図である。
【図７】 従来の磁気光ディスク媒体の断面図である。
【図８】 従来の磁気光ディスク媒体の温度過程を取り入れた原理を示す図である。
【図９】 従来の４層構成の磁気光ディスク媒体の断面図である。
【符号の説明】
２１ 透明基板
２２ 透明バッファー層
２３ 記録層
２３Ａ 光キャリア誘起磁化部分
２４ メモリー層（書き込み層）
２５ 保護膜
２６ 光学系
２７ バイアス磁化デバイス
２９ 上方への磁化の向き
３１，４１ ＧａＡｓ〈１００〉基板
３２，４２ ＩｎＡｓバッファ層
３３，４４ ＩｎＭｎＡｓ記録層
３４，４５ Ｔｂ−Ｆｅ−Ｃｏメモリー層
３５，４６ Ｓｉ3 Ｎ4 保護層
４３ ＡｌＧａＳｂ層
【発明の属する技術分野】
本発明は、光磁気記録媒体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、このような分野の技術としては、以下に示すようなものがあった。
【０００３】
（１）図７はかかる従来の磁気光ディスク媒体の断面図、図８はその温度過程を取り入れた原理を示す図である。
【０００４】
図７において、１は基板、２は窒化膜、３はメモリー層（ＴｂＦｅＣｏ）、４は記録層（ＴｂＤｙＦｅＣｏ）、５は窒化膜、６は接着層、７は初期化磁界（Ｈｉｎｔ）を生じる磁石、８はバイアス磁界（Ｈｂ）を生じる磁石である。
【０００５】
これらの図に示すように、この磁気光ディスク媒体は、光の強弱で記録と消去を行うオーバーライト方式であり、磁性層は、記録層４とメモリー層３の２層からなり、磁気的に結合している。ここでは、記録層４のキュリー温度Ｔｃを高く〔図８では２８０℃（図８の上方の点線参照）〕、メモリー層３のキュリー温度Ｔｃを低く〔図８では１７０℃〔図８における下方の点線参照）〕に設定するようにしている。
【０００６】
記録のときは、記録層４のキュリー温度Ｔｃを超えるほどに強い光を与え、２層とも一緒に、バイアス磁界Ｈｂ（約２００Ｏｅ）の方向（図７及び図８中下向き）に磁化反転させる。
【０００７】
消去のときは、まず、前準備として、初期化磁界Ｈｉｎｔ（７ｋＯｅ）により、記録層４のみを一様に図７及び図８中上向きに反転させておく。これは記録層４の室温での保持力Ｅｃが小さい（１〜２ｋＯｅ）ために生じる。この後、消去したい部分に、メモリー層３のＴｃを超える程度の中間強度の光を照射する。一旦、メモリー層３の磁化は消滅するが、冷却過程で磁気層の磁化方向（上向き）にならい交換結合力の作用で磁気的に結合して、メモリー層３の磁化も上向きに向く、言い換えれば、交換結合磁界Ｈｅｘｃにより、磁気転写され、消去状態となる。
【０００８】
更に、２つの層の間に中間層を設け、実効的な交換結合力を弱めるようにした磁気光ディスク媒体が開発された。ＧｄＦｅＣｏなどのように垂直異方性が小さく、磁化のミクロな回転を滑らかにつなげることのできる磁性層を用いる。この結果、Ｈｉｎｔは２．５ｋＯｅまで低下し、さらに副次的効果として、磁性層全体の厚さを２００ｎｍから１２０ｎｍへと薄くすることができた。
【０００９】
（２）第２の進展は、初期化磁石を全く不要とする磁気光ディスク媒体である。
【００１０】
図９はかかる従来の４層構成の磁気光ディスク媒体の断面図である。
【００１１】
この図において、１１は基板、１２は窒化膜、１３はメモリー層、１４は記録層、１５は切断層、１６は初期磁化層、１７は窒化膜、１８は接着層、１９はバイアス磁石である。
【００１２】
この磁気光ディスク媒体は、初期化磁石をいわば磁性層として取り込んだ方式となっている。キュリー温度が３００℃以上で、磁化方向が常に一定の初期化が最上層についている。この初期化の効果を光強度により下の層にスイッチするために、キュリー温度の低い（約１５０℃）切断層１５を初期磁化層１６の下部に配置している。初期化磁石が不要になったことにより、バイアス磁石１９のみでディスクを駆動できる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術（１）、（２）に述べた磁気光ディスク媒体はともに、記録層４，１４に金属磁性薄膜を用いており、情報書き込みはキュリー点書き込み方式による。すなわち、媒体の記録層４，１４に絞り込んだレーザ光を照射し、書き込み部分を局所的に２８０℃、すなわちキュリー温度以上に加熱し、バイアス磁化を印加して磁化反転を促す。同時に、交換結合により、メモリー層に磁化情報を転写する。消去方法は、初期化磁界〔上記従来技術（１）では永久磁石、上記従来技術（２）では初期磁化層〕と光照射の組み合わせにより行う。
【００１４】
本発明は、高密度記録を損なうことなく、書き込みと読み取りに要する所要時間と光（電気）エネルギーを大幅に低減でき、光磁気記録装置の省エネルギーと一層の小型化を達成することができる光磁気記録媒体を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、
〔１〕光磁気記録媒体において、III −Ｖ族希薄磁性半導体薄膜からなる記録層と、垂直磁気異方性を有する強磁性薄膜からなるメモリー層とを備え、前記記録層に光照射により磁気を直接発生させる光キャリア誘起磁化部を生成させるようにしたものである。
【００１６】
〔２〕光磁気記録媒体において、III −Ｖ族希薄磁性半導体薄膜とＧａＡｌＳｂとの２層構造積層膜からなる記録層と、垂直磁気異方性を有する強磁性薄膜からなるメモリー層とを備え、前記記録層に光照射により磁気を直接発生させる光キャリア誘起磁化部を生成させるようにしたものである。
【００１７】
〔３〕上記〔１〕又は〔２〕記載の光磁気記録媒体において、前記メモリー層はＴｂ−Ｆｅ−Ｃｏ系磁性薄膜材料である。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１９】
図１は本発明の実施例を示す光磁気記録媒体の要部断面図である。
【００２０】
この図において、２１は透明基板、２２は透明バッファー層、２３は記録層、２３Ａは光キャリア誘起磁化部分、２４はメモリー層（書き込み層）、２５は保護膜、２６は光学系、２７はバイアス磁化デバイスである。
【００２１】
上記したように、この光磁気記録媒体は、異なる機能を有する最低２層の薄膜構造により構成される。すなわち、記録層２３は、光照射時のみ、一時的に磁気を発生する書き込み機能を有し、メモリー層２４は、記録層２３で発生した磁気を磁気カップリングにより、写し取り、光照射中止後も磁気情報を保持する機能を有する。
【００２２】
特に、書き込み用光は、最初に記録層２３に達することにより、次の２点が達成でき、書き込みパワー時間を低減できる。すなわち、
（１）メモリー層２４での光吸収を回避できるために、同一パワーで記録層２３中に生成されるキャリア数が多い。
（２）記録層２３で光の大部分（７割以上）が吸収される結果、メモリー層２４で吸収される光量が減ることになり、メモリー層２４での書き込みエラーの原因となる熱発生を抑制することができる。
【００２３】
また、図２に示すように、書き込み用光が、記録層２３に達し、そこに、光キャリア誘起磁化部分２３Ａが生じて、上方への磁化の向き２９が生じる。
【００２４】
ここで、保護膜２５はメモリー層２４の酸化と磨耗を防ぐ。また、透明バッファー層２２は、記録層２３の膜質（組成や粒界の均一性）の向上を果たす。
【００２５】
記録層２３の材料としては、
（１）（ａ）単結晶性III −Ｖ族希薄磁性半導体ＩｎＭｎＡｓ膜
（ｂ）ＩｎＭｎＡｓ薄膜とＧａＡｌＳｂ薄膜の２層構造膜
（ｃ）ＧａＭｎＡｓ膜
（２）多結晶ＩｎＭｎＡｓ膜
（３）有機遷移金属錯体多結晶膜
これらの材料に適当な波長の光を照射すると、多量のキャリアが材料中に発生し、母体の磁性原子と相互作用する結果「光キャリア誘起磁化」が発現する。
【００２６】
すなわち、記録層２３に非金属性の光キャリア誘起磁性材料（磁性半導体乃至有機遷移金属錯体など）を用いており、光で材料中に生成した電子、正孔、乃至電子・正孔対などの電子スピン濃度を増減させて、材料の磁性相を常磁性から強磁性へと制御する方式であるため、照射光を熱に変換する過程が原理的に不要となる。つまり、書き込みに要するレーザパワーを低減することができる（例えば、約０．４ｍＷ）。
【００２７】
ただし、書き込み中の光照射時にバイアス磁化を印加する点、及び交換結合によりメモリー層２４に磁化情報を転写する点は先行技術と同じである。
【００２８】
その他、記録層２３の材料として、シアノコバルト錯体などの有機物を用いることができる。
【００２９】
また、メモリー層２４の材料は、垂直磁気異方性を有する強磁性体、例えば、Ｔｂ−Ｆｅ−Ｃｏ系薄膜である。
【００３０】
このように、光照射により、磁気を直接発生させる「光キャリア誘起磁化」の原理を用いるため、従来のように、光エネルギーを熱エネルギーに変換して書き込みを行うキャリー点書き込みに比べて、書き込みに要する光エネルギーを著しく低減でき、かつ書き込み時間も著しく短縮することができる。
【００３１】
図２は本発明の光磁気記録媒体の記録（書き込み）に要する光パワーについての説明図である。
【００３２】
この図において、記録層２３の光キャリア誘起磁化部分２３Ａに光学系２６から光を照射する。ここで、光キャリア誘起磁化部分２３Ａは１μｍφ、０．１μｍ深さ、光波長は０．８μｍ（１光子当たり２．５×１０-19 Ｊ）である。
【００３３】
条件としては、光キャリア誘起磁化に２×１０19ｃｍ-3のキャリア濃度が必要であり、光キャリア生成効率は１、寿命τは１０-10 秒である。
【００３４】
そこで、必要光子数〔フォトン／秒〕をＧとすると、
２×１０19×（０．５×１０-4）2 π（０．１×１０-4）＝Ｇτ
Ｇ＝（２×１０19×７．９×１０-15 ）×τ-1
＝１．５７×１０15〔フォトン／秒〕
光パワーＰ＝Ｇ×（２．５×１０-19 ）
＝１．５７×１０15×２．５×１０-19
＝３．９２５×１０-4〔Ｊ／ｓｅｃ〕
＝０．３９ｍＷ
となる。
【００３５】
このように、書き込みに要する光エネルギーを著しく低減でき、かつ書き込み時間も著しく短縮することができる。
【００３６】
そこで、保持された磁気情報の読み取りは、媒体に光を照射し、メモリー層２４及び記録層２３より反射される光の強度乃至偏光角度をカー効果により検知して行う。すなわち、既存の磁気ディスク読み取りと同様の方式であるため、既存の光学系システムとの互換性が確保される。
【００３７】
また、上記したように、読み取り時の光強度は、書き込み時に比べて更に弱い光で十分である。
【００３８】
一方、情報の消去は、メモリー層２４の磁化の方向を反転させて初期状態に戻すだけなので、バイアス磁化デバイス（電磁石）２７への電流を逆向きにして、反対向きの磁界を媒体に印加すれば良い。すなわち、初期化磁化用デバイスや層が不要となる。また、初期化のための光照射も必要はない。
【００３９】
更に、本発明の光磁気記録装置は、光キャリア誘起磁性材料薄膜からなる記録層と垂直磁気異方性を有する強磁性薄膜からなるメモリー層とを備え、光照射により磁気を直接発生させる光キャリア誘起磁化を行う光磁気記録媒体を据え付ける固定型とすることができる。
【００４０】
そして、前記光照射のために、例えば、１ｍＷ以下の低出力半導体レーザーを用いることができる。
【００４１】
また、更にバイアス磁化デバイスを具備する。
【００４２】
更に、本発明の光磁気記録装置は、光キャリア誘起磁性材料薄膜からなる記録層と垂直磁気異方性を有する強磁性薄膜からなるメモリー層とを具備する光磁気記録媒体を持ち運び自在な可搬型とすることもできる。
【００４３】
そして、前記光照射のために、例えば、１ｍＷ以下の低出力半導体レーザーを用いることができる。
【００４４】
また、更にバイアス磁化デバイス２７を具備する。
【００４５】
上記したように、本発明によれば、
（１）熱の発生を利用しない書き込み方式である。
【００４６】
（２）例えば、１ｍＷ以下のレーザ光源でシステムを構成することができる。
【００４７】
（３）メモリー層を初期化するための専用デバイスや特別な層を必要としないといった利点を有することができる。
【００４８】
以下、本発明の具体例について順次説明する。
【００４９】
図３は本発明の具体例１−ａを示す構成断面図である。
【００５０】
この具体例１−ａでは、２００〜４００μｍのＧａＡｓ〈１００〉基板３１、１０ｎｍのＩｎＡｓバッファ層３２、１００ｎｍのＩｎＭｎＡｓ記録層３３、３０ｎｍのＴｂ−Ｆｅ−Ｃｏメモリー層３４、３０ｎｍのＳｉ3 Ｎ4 保護層３５からなり、書き込み光（波長０．９μｍ）を用いるようにしている。
【００５１】
その光磁気記録媒体の製造方法としては、分子線エピタキシー装置（ＭＢＥ）により、単結晶Ｉｎ1-X ＭｎX Ａｓ薄膜記録層（ｘ＝０．１，膜厚０．１μｍ）３３を直径２インチＩｎＡｓバッファ層（１０ｎｍ）３２／ＧａＡｓ〈１００〉基板３１上に基板温度１９０℃にて形成する。出発材料は、単体Ｉｎ、Ｍｎ、Ａｓで、ｋ−セル温度それぞれ９００℃、９１０℃、２３０℃にて原料を昇華し、ｋ−セル前面シャッターの開閉により膜形成の開始と終了を制御する。試料をＭＢＥより取り出して、室温にてホール測定を行い、膜中の正孔（キャリア）濃度が５×１０18ｃｍ-3で、かつ常磁性であることを確認する。
【００５２】
次に、試料をスパッタ装置に導入し、ＩｎＭｎＡｓ記録層３３表面上にアモルファスＴｂ−Ｆｅ−Ｃｏメモリー層３４を３０ｎｍ堆積し、続いて、Ｓｉ3 Ｎ4 保護膜３５を３０ｎｍ堆積し、その後、試料を装置より取り出して記録媒体の作製を終了する。
【００５３】
この光磁気記録実験は、以下の手順で行った。
【００５４】
（１）まず、初期化磁界Ｈｉｎを電磁石により試料に印加し、Ｔｂ−Ｆｅ−Ｃｏメモリー層３４を下向きに一様に磁化する。
【００５５】
（２）次いで、バイアス磁界Ｈｗｒを試料に印加し、波長０．９μｍのレーザ光（パワーＰ）をビーム径２μｍに絞り、ＧａＡｓ〈１００〉基板３１底面から照射する（書き込み）。
【００５６】
ここで、以下の範囲で実験を行った。
【００５７】
Ｈｉｎ＝−５００〜−１０００Ｏｅ
Ｈｗｒ＝＋１００〜＋４００Ｏｅ
Ｐ＝０．１ｍＷ〜１０ｍＷ
（３）同時に直線偏光したプローブ光（波長０．９μｍ）をＴｂ−Ｆｅ−Ｃｏメモリー層３４表面に照射し、その反射光のカー回転角（入射直線偏光面を基準として反射光の直線偏光面が何度回転したか）を検光子により測定し、光磁気記録の有無を検出する。
【００５８】
（４）書き込み光照射前の回転角θを０°とすると、Ｐ≒１ｍＷではθ≦０．１°であったが、Ｐ≒３ｍＷで、θ≒０．４°を得ることができた。Ｈｗｒ除去後も、θの値は０．４°のままで、情報書き込みをすることができた。この様子を図４に示す。
【００５９】
（５）次に、書き込み光をパルス光に替えて同様の実験を行った。光パルス幅は、１０ｐｓｅｃである（λ＝０．９μｍ）。すると、図５に示すように、書き込み時間１００ｐｓｅｃ以下が達成できた。この値はキュリー点書き込みの１／１０以下である。
【００６０】
図６は本発明の具体例１−ｂを示す構成断面図である。
【００６１】
この具体例１−ｂでは、ＩｎＭｎＡｓ層／ＡｌＧａＳｂ層の２層構造膜を記録層とする。つまり、２００〜４００μｍのＧａＡｓ〈１００〉基板４１、１０ｎｍのＩｎＡｓバッファ層４２、（０．５μｍのＡｌＧａＳｂ層４３、０．１μｍのＩｎＭｎＡｓ層）記録層４４、３０ｎｍのＴｂ−Ｆｅ−Ｃｏメモリー層４５、３０ｎｍのＳｉ3 Ｎ4 保護層４６からなり、書き込み光（波長０．９μｍ）を用いるようにしている。
【００６２】
ＭＢＥ装置により具体例１−ａと同様に、０．５μｍのＡｌＧａＳｂ層４３並びに０．１μｍのＩｎＭｎＡｓ記録層４４を形成する。ＡｌＧａＳｂ層４３形成時の基板温度は５２０℃である。２層を形成する際に、反射電子線回折法により、それぞれの層が良好な単結晶エピタキシー膜であることを確認した。
【００６３】
スパッタ装置でＴｂ−Ｆｅ−Ｃｏメモリー層４５を３０ｎｍ、Ｓｉ3 Ｎ4 保護層４６を３０ｎｍ堆積し、記録媒体の作製を完了する。
【００６４】
その後、具体例１−ａと同様の実験を実施し、その結果、レーザパワーＰ＝０．５ｍＷにおいて、θ≒０．４°を得て、光磁気記録が実施された。Ｐ＝０．５ｍＷが達成されたのは、ＡｌＧａＳｂ層４３の導入により、ＩｎＭｎＡｓ層４４への正孔蓄積効率が向上したためと推測される。また、書き込み時間は１００ｐｓｅｃ以下であった。
【００６５】
次に、本発明の具体例１−ｃについて説明する。
【００６６】
この具体例では、単結晶III −Ｖ族希薄磁性半導体薄膜ＧａＭｎＡｓ層を記録層とする。
【００６７】
有機金属気相成長法（ＭＯＶＰＥ法）により、Ｍｎ組成ｘ＝０．０３のＧａＭｎＡｓ薄膜を、基板温度３５０℃にてＧａＡｓ基板上に形成後、具体例１−ａと同様の手法でメモリー層と保護層を堆積し、記録媒体を作製した。そこで、具体例１−ａと同様の手法により光磁気記録実験を行った結果、波長０．９μｍ、Ｐ＝１０ｍＷで書き込みを行うことができた。
【００６８】
パワーが高くなった理由は、Ｍｎ濃度が低いために、キャリア誘起磁性発現の臨界キャリア濃度が高くなったためと思われる。
【００６９】
次に、本発明の具体例２−ａについて説明する。
【００７０】
この具体例では、多結晶ＩｎＭｎＡｓを記録層とする光磁気記録媒体について説明する。
【００７１】
多室型反応性スパッタリング装置により、まず、記録層形成室において、膜厚１０ｎｍのＩｎＡｓ多結晶バッファー層を透明ガラス基板上に基板温度Ｔｓ＝３００〜４００℃で堆積する。その後、Ｔｓを２００℃に下げ、膜厚１００ｎｍのＩｎ0.9 Ｍｎ0.1 Ａｓ多結晶性の光キャリア誘起磁化記録層を形成する。原料ターゲットは、多結晶ＩｎＡｓおよびＭｎ、反応性ガスは１０％希釈（ＡｓＨ3 ＋Ａｒ）を使用する。記録層形成後、基板をメモリー層形成室に搬送し、膜厚３０ｎｍのアモルファスＴｂ−Ｆｅ−Ｃｏ膜を、ＩｎＭｎＡｓ層上に形成し、引き続き膜厚３０ｎｍのＳｉ3 Ｎ4 保護層を堆積させて、光磁気記録媒体の作製を終了する。
【００７２】
その媒体をスパッタリング装置より取り出し、光書き込み光源とバイアス磁化デバイスを備えた光磁気記録装置により光磁気記録を実施する。この時の記録条件は、以下の通りである。
（１）初期化磁界：−１０００〜−５００Ｏｅ
（２）記録磁界：＋１００〜＋４００Ｏｅ
（３）光源：波長０．９μｍ、平均パワー０．１〜１０ｍＷ、スポット径約１．５μｍ
（４）実施環境：液体窒素温度から室温までの範囲、窒素および大気雰囲気中
以上の条件範囲内で光磁気記録を行った後、偏光顕微鏡で記録スポット観察を行った結果、平均パワー約１ｍＷの光照射条件下で記録スポットが明瞭に得られることがわかった。光磁気記録媒体を再び光磁気記録装置に装着して初期化磁界を加え、その後偏光顕微鏡で観察した結果、記録スポットの消去が行われたことがわかった。
【００７３】
次に、本発明の具体例２−ｂについて説明する。
【００７４】
この具体例では、多結晶ＩｎＭｎＡｓ／ＡｌＧａＳｂ多層構造を記録層とする光磁気記録媒体について説明する。
【００７５】
多室型反応性スパッタリング装置により、まず、バッファー層形成室において、膜厚１０ｎｍのＣｄＳｅ多結晶バッファー層を透明ガラス基板上に、基板温度Ｔｓ＝２００〜３００℃で堆積する。原料ターゲットは、多結晶ＣｄＳｅ、Ｓｅである。
【００７６】
その後、記録層形成室において、Ｔｓ＝２００℃で膜厚１００ｎｍのＡｌ0.3 Ｇａ0.7 Ｓｂ、１００ｎｍのＩｎ0.9 Ｍｎ0.1 Ａｓ多結晶光キャリア誘起磁化記録層を形成する。原料ターゲットは、多結晶ＩｎＡｓ、多結晶ＧａＳｂ、Ａｌ、ＳｂおよびＭｎ、反応性ガスは１０％希釈（ＡｓＨ3 ＋Ａｒ）を使用する。記録層形成後、基板をメモリー層形成室に搬送し、膜厚３０ｎｍのアモルファスＴｂ−Ｆｅ−Ｃｏ膜を、ＩｎＭｎＡｓ層上に形成し、引き続き膜厚３０ｎｍのＳｉ3 Ｎ4 保護層を堆積させて、光磁気記録媒体の作製を終了する。
【００７７】
その媒体をスパッタリング装置より取り出し、光書き込み光源とバイアス磁化デバイスを備えた光磁気記録装置により光磁気記録を実施する。この時の記録条件は、以下の通りである。
（１）初期化磁界：−１０００〜−５００Ｏｅ
（２）記録磁界：＋１００〜＋４００Ｏｅ
（３）光源：波長０．６８μｍ、平均パワー０．１〜１０ｍＷ、スポット径約１μｍ
（４）実施環境：液体窒素温度から室温までの範囲、窒素および大気雰囲気中
以上の条件範囲内で光磁気記録を行った後、偏光顕微鏡で記録スポット観察を行った結果、平均パワー約１ｍＷの光照射条件下で記録スポットが明瞭に得られることが分かった。光磁気記録媒体を再び光磁気記録装置に装着して、初期化磁界を加え、その後、偏光顕微鏡で観察した結果、記録スポットの消去が行われたことが分かった。また、直線偏光プローブ光を用いて磁気記録過渡応答特性を調べた結果、光磁気書き込みが１〜１０ｎｓｅｃの時間領域で達成されることが分かった。
【００７８】
次に、本発明の具体例３について説明する。
【００７９】
この具体例では、有機遷移金属錯体薄膜を記録層とする光磁気記録媒体について説明する。
【００８０】
微結晶Ｋ0.2 Ｃｏ1.4 −〔Ｆｅ（ＣＮ）6 〕・６．９Ｈ2 Ｏ粉体をシアノエチルプルラン樹脂液に混合した後、透明ポリカーボネート基板に厚さ１ｍｍで均一に塗布し、温度Ｔｓ＝１００℃にて硬化、乾燥させ記録層を形成する。その後、試料をスパッタリング装置に搬入し、記録層上に膜厚３０ｎｍのメモリー層及びＳｉ3 Ｎ4 保護層を堆積させて、光磁気記録媒体の作製を終了する。
【００８１】
その媒体をスパッタリング装置より取り出し、光書き込み光源とバイアス磁化デバイスを備えた光磁気記録装置により光磁気記録を実施する。この時の記録条件は、以下の通りである。
（１）初期化磁界：−２０００Ｏｅ
（２）記録磁界：＋１５００Ｏｅ
（３）光源：波長０．６６μｍ、平均パワー３．５ｍＷ／ｃｍ2 、スポット径約５μｍ
（４）実施環境：１０Ｋ（ケルビン）の低温クライオスタット内
以上の条件範囲内で光磁気記録を行った後、偏光顕微鏡で記録スポット観察を行った結果、記録スポットが明瞭に得られることが分かった。光磁気記録媒体を再び光磁気記録装置に装着して初期化磁界を加え、その後、偏光顕微鏡で観察した結果、記録スポットの消去が行われたことが分かった。
【００８２】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。
【００８３】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、次のような効果を奏することができる。
【００８４】
（Ａ）高密度記録を損なうことなく、書き込みと読み取りに要する所要時間と光（電気）エネルギーを大幅に低減でき、光磁気記録装置の省エネルギーと一層の小型化を達成することができる。
【００８５】
（Ｂ）情報の消去は、メモリー層の磁化の方向を反転させて初期状態に戻すだけで済むので、バイアス磁化デバイス（電磁石）への電流を逆向きにして、反対向きの磁界を媒体に印加すれば良い。すなわち、初期化磁化用デバイスや層が不要となる。また、初期化のための光照射も必要はない。
【００８６】
（Ｃ）低出力光源、メモリー層を初期化するための専用デバイスや特別な層を必要としない据え置き型又は可搬型の光磁気記録装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施例を示す光磁気記録媒体の要部断面図である。
【図２】 本発明の光磁気記録媒体の記録（書き込み）に要する光パワーについての説明図である。
【図３】 本発明の具体例１−ａを示す構成断面図である。
【図４】 本発明の具体例１−ａの情報書き込みの状態を示す図である。
【図５】 本発明の具体例１−ａの書き込み時間を示す図である。
【図６】 本発明の具体例１−ｂを示す構成断面図である。
【図７】 従来の磁気光ディスク媒体の断面図である。
【図８】 従来の磁気光ディスク媒体の温度過程を取り入れた原理を示す図である。
【図９】 従来の４層構成の磁気光ディスク媒体の断面図である。
【符号の説明】
２１ 透明基板
２２ 透明バッファー層
２３ 記録層
２３Ａ 光キャリア誘起磁化部分
２４ メモリー層（書き込み層）
２５ 保護膜
２６ 光学系
２７ バイアス磁化デバイス
２９ 上方への磁化の向き
３１，４１ ＧａＡｓ〈１００〉基板
３２，４２ ＩｎＡｓバッファ層
３３，４４ ＩｎＭｎＡｓ記録層
３４，４５ Ｔｂ−Ｆｅ−Ｃｏメモリー層
３５，４６ Ｓｉ3 Ｎ4 保護層
４３ ＡｌＧａＳｂ層
Claims (3)
- （ａ）III −Ｖ族希薄磁性半導体薄膜からなる記録層と、
（ｂ）垂直磁気異方性を有する強磁性薄膜からなるメモリー層とを備え、
（ｃ）前記記録層に光照射により磁気を直接発生させる光キャリア誘起磁化部を生成させることを特徴とする光磁気記録媒体。 - （ａ）III −Ｖ族希薄磁性半導体薄膜とＧａＡｌＳｂとの２層構造積層膜からなる記録層と、
（ｂ）垂直磁気異方性を有する強磁性薄膜からなるメモリー層とを備え、
（ｃ）前記記録層に光照射により磁気を直接発生させる光キャリア誘起磁化部を生成させることを特徴とする光磁気記録媒体。 - 請求項１又は２記載の光磁気記録媒体において、前記メモリー層はＴｂ−Ｆｅ−Ｃｏ系磁性薄膜材料であることを特徴とする光磁気記録媒体。
Priority Applications (2)
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|---|---|---|---|
| JP00194698A JP3986642B2 (ja) | 1998-01-08 | 1998-01-08 | 光磁気記録媒体 |
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Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| JP00194698A JP3986642B2 (ja) | 1998-01-08 | 1998-01-08 | 光磁気記録媒体 |
| PCT/JP1999/000547 WO2000048180A1 (fr) | 1998-01-08 | 1999-02-09 | Support d'enregistrement magneto-optique et dispositif d'enregistrement magneto-optique |
Publications (2)
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| JPH11203740A JPH11203740A (ja) | 1999-07-30 |
| JP3986642B2 true JP3986642B2 (ja) | 2007-10-03 |
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-
1998
- 1998-01-08 JP JP00194698A patent/JP3986642B2/ja not_active Expired - Lifetime
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