JPH01143042A

JPH01143042A - 光磁気記録媒体の信号再生方法

Info

Publication number: JPH01143042A
Application number: JP30192387A
Authority: JP
Inventors: Katsuhisa Araya; 勝久荒谷; Kenjiro Watanabe; 健次郎渡辺
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1987-11-30
Filing date: 1987-11-30
Publication date: 1989-06-05
Anticipated expiration: 2013-06-04
Also published as: JP2762445B2; CA1315880C

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、光磁気相互作用によって情報ビット（磁区）
の読み出しを行う光磁気記録媒体の信号再生方法に係わ
る。

〔発明の概要〕

本発明は、基板上に主として信号再生に寄与する第１の
磁性膜と、中間膜となる第２の磁性膜と、記録保持に寄
与する第３の磁性膜との積層構造を有し、各磁性膜のキ
ュリー温度および保磁力の関係が特定された光磁気記録
媒体を用い、再生時に反磁場等と必要に応じて与えられ
る外部印加磁場による磁場によって第１の磁性膜の記録
磁区を縮小もしくは反転させてＳ／Ｎの向上をはかる。

〔従来の技術〕

レーザー光照射による局部的加熱によって情報ビットす
なわちバブル磁区を形成し、これを光磁気相互作用によ
って読み出す光磁気記録再生方法をとる場合、その光磁
気記録の記録密度を上げるには、そのビア）長の短縮化
即ち情報磁区の微小化をはかることになるが、この場合
通常一般の光磁気記録再生方式では、その再生時のＳ／
Ｎを確保する上で再生時のレーザー波長、レンズの開口
数等によって制約を受けている。例えば現状では、０．
２μｍの情報ビット　（磁区）の読み出しを、スポット
径が１μｍのレーザー光ではその読み出しは不可能であ
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は上述した再生時の条件から規定される記録密度
の制約の問題点を解決し、記録情報ビットの微小化をは
かった場合においても充分な再生出力従ってＳ／Ｎ　（
Ｃ／Ｎ）を向上する。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は第１図に示すように光透過性基体（１）上に必
要に応じて同様に光透過性の保護膜ないしは干渉膜とし
ての誘電体膜（２）を被着形成し、この誘電体膜（２）
上に室温ＴＲＴで互に磁気的に結合する第１の磁性膜（
１１）と、第２の磁性膜（１２）と、第３の磁性膜（１
３）の各垂直磁化膜を形成し、第１゜第２および第３の
各磁性膜（１１）　、　（１２）および（１３）の各キ
ュリー温度をＴｃ１．　Ｔｃ２およびＴｃ３とするとき
、Ｔｃ２＞ＴＲＴで、かつＴｃ２　＜　ＴＣＩ、　Ｔｃ
３とされ、第１の磁性膜（１１）の保磁力ＨＣｚが第２
の磁性膜（１２）のキュリー点Ｔｃ２近傍で充分小さく
、第３の磁性膜（１３）の保磁力ＨＣ３が、室温ＴＲＴ
から第２の磁性膜（１２）のキュリー温度ＴＣ２より高
い所要の温度ＴＩ）Ｂまでの温度範囲で所要の磁場より
６充分大きい光磁気記録媒体Ｓを用いる。

そして、その再生に当って第２の磁性膜（１２）のキュ
リー温度Ｔｃ２以上の上述の所要温度Ｔｐｅで第１の磁
性膜（１１）の記録磁区すなわち情報ビットを、これに
加わる反磁場等と、更に必要に応じて与える外部印加磁
場とによる磁場によって縮小ないしは反転させつつこれ
を読み出す。また、この第１の磁性膜（１１）は、カー
回転角ないしはファラデー回転角が大きい磁性膜を用い
る。

また第３の磁性膜（１３）上には必要に応じて表面保護
膜（４）を被着形成する。

〔作用〕

上述の光磁気記録媒体Ｓに対する記録即ち情報磁区の形
成は、通常のように、例えば初期状態における第１〜第
３の磁性膜（１１）〜（１３）の垂直磁化方向と逆向き
のバイアス磁界を印加した状態でレーザー光をフォーカ
シングさせて照射し、これによって第１〜第３の磁性膜
（１１）〜（１３）を、そのキュリー温度以上に加熱し
、かつレーザー光走査が去った後の冷却時に外部磁場お
よび浮遊磁場等による方向に反転されたバブル磁区の形
成によって例えば“１“の情報の記録を行う。つまり、
この情報バブル磁区の有無によって“１”、“Ｏ”の２
値の情報の記録を行う。

そして、特に本発明においては、このような情報の記録
がなされた光磁気記録媒体Ｓからの情報の読み出し、即
ち、その再生にあたって例えばレーザー光照射によって
その磁区の有無による光磁気相互作用によるカー回転角
ないしはファラデー回転角によってその記録の読み出し
を行うに当ってその読み山部の温度を所要の温度ＴＰＢ
に、つま゛す、第２の磁性膜（１２）のキュリー点ＴＣ
２を超える温度としたことによって、第１及び第３の磁
性膜（１１）及び（１３）間の磁気的結合が切断される
。

したがってこの状態で、第１の磁性膜（１１）は、第３
の磁性膜（１３）による磁気的制約を受けることなく、
この記録情報磁区は、これに与えられる反磁場と、更に
このとき必要に応じて与えられる外部印加磁場等の和に
よる所要の磁場によって、更にこの第１の磁性膜（１１
）がこの温度ＴＰＢで保磁力が低下していることによっ
て縮小ないしは反転させることができる。

そしてその再生後即ちレーザー光の走査によりその照射
部が移動した後、読み出し部が冷却されれば、第１〜第
３の磁性膜（１１）〜（１３）が例えば室温ＴＲＴに低
下冷却する過程で、高保磁力の第３の磁性膜（１３）が
磁気記録保持膜として作用し、これによる磁化によって
第２の磁性膜（１２）がその磁気的結合によって同一方
向に転写磁化され、更にこの第２の磁性膜（１２）の磁
化によってこれと磁気的に結合する第１の磁性膜（１１
）が転写磁化され、初期の記録状態の情報ビット磁区を
再び形成し記録状態に復元される。

上述したように本発明によれば、その光磁気記録媒体Ｓ
の中間層としての第２の磁性膜（１２）が、第１および
第３の磁性膜（１１）および（１３）間の磁気的結合状
態および断絶状態の両態様を採ることによって、再生時
においては、この中間層の第２の磁性膜（１２）が、第
１および第３の磁性膜（１１）および（１３）間の磁気
的結合を分離して第１の磁性膜（１１）の記録情報磁区
の縮小または反転を可能にするものであり、第３の磁性
膜（１３）はその磁化状態を保持する磁気記録保持層と
しての機能を保持させることができる。

更に第２図を参照して第１〜第３の磁性膜（１１）〜（
１３）がそれぞれフェロ磁性膜である場合の磁化状態を
説明する。令弟２図Ａに示すように各磁性膜（１１）〜
（１３）が未記録状態においてその磁化の向きが矢印で
示すように一方向の垂直磁化状態にある場合を想定する
と、これに今情報“１゛の記録がなされることによって
第２図Ｂに示すように初期の状態とは逆向きの磁化によ
る情報ビット即ち情報磁区ＢＭが形成される。この情報
磁区ＢＨに対する読み出しについて説明すると、この場
合前述したように第２図Ｃに示すようにその情報磁区Ｂ
Ｍに対してレーザー光ＬＢを照射した状態において、そ
の例えば中心部において前述した所要の温度ＴＰＢが得
られるようにする。このとき、第２の磁性膜（１２）は
、そのキエリー温度ＴＣ２以上とされることによってそ
の磁性が失われ第１及び第３の磁性膜（１１）及び（１
３）間の磁気的結合が遮断された状態にある。どの状態
で、記録時の外部バイアス磁場の方向、つまり磁区ＢＭ
の本来の磁化方向、つまり記録時での磁化の方向とは逆
方向の外部印加磁場Ｈｅｘを与えることによってこの磁
場と反磁場との兼ね合いによって、この温度Ｔｐｓで保
磁力ＨＣＬが小さい状態にある第１の磁性膜（１１）の
磁区ＢＭは例えば幅Ｗ２に縮小ないしは反転なる変化が
与えられる。

したがって、この磁区ＢＭによる読み出しを例えばカー
回転角の変化の微分量による出力としてとり出せば、そ
の変化率が磁区ＢＭの磁壁部で顕著となることによって
大きな出力としてとり出すことができる。このように第
１の磁性膜（１１）は再生時にその磁区を縮小ないしは
反転させて再生出力を向上する再生層としての機能を有
するようにしたので記録密度を向上させてビット情報と
しての磁区を微細化しても充分な再生出力を得ることが
でき、記録の高密度化をはかることができる。

なお、実際上、第１〜第３の磁性膜（１１）〜（１３）
が希土類−遷移金属磁性膜であってその遷移金属の副格
子磁化と希土類金属の副格子磁化が互に逆向きのフェリ
磁性を有する場合、各磁性膜が遷移金属副格子磁化優勢
膜であるか、希土類副格子磁化優勢膜であるかによって
再生時に与える外部印加磁場ＨｅｘＯ向きを選定する必
要がある。

これについて説明するに、今この場合において再生時の
外部印加磁場方向Ｈｅｘ方向を記録時の外部バイアス磁
場方向を基準として考え、この場合記録の方向を支配す
る第３の磁性膜（１３）のキュリー点ＴＣ３直下での飽
和磁化が遷移金属副格子磁化優勢膜であるか希土類副格
子磁化優勢膜であるかについて分離して考察する。ここ
で第１の磁性膜（１１）における情報磁区ＢＨに加わる
浮遊磁場および反磁場については除外して考える。

（１）第３の磁性膜（１３）の磁化がキュリー点ＴＣ３
直下で遷移金属副格子磁化優勢である場合、（１−ａ）第２の磁性膜（１２）のキュリー点ＴＣ２近
傍で第１の磁性膜（１１）の磁化が遷移金属副格子優勢
である場合は、その再生時の外部印加磁場方向は記録時
の外部バイアス磁場方向と逆方向に与えることによって
情報記録磁区ＢＨの縮小ないしは反転できる。

（１−ｂ）第２の磁性膜（１２）のキュリー点Ｔｃ２近
傍で第１の磁性膜（１１）の磁化が零に近い場合は、そ
の再生時の温度を第２の磁性膜（１２）のキュリー点Ｔ
Ｃ２近傍より更に上昇させて第１の磁性膜（１１）の磁
化が遷移金属副格子優勢になる状態において再生して、
この場合記録時の外部磁場と逆方向の外部印加磁場Ｈｅ
ｘ下でバブル磁区ＢＭの縮小もしくは反転ができる。

（１−ｃ）第２の磁性膜（１２）のキュリー点ＴＣ２近
傍で第１の磁性膜（１１）の磁化が希土類副格子優勢の
場合、再生時の外部印加磁場Ｈｅｘは記録時のそれと同
方向に設定することによって磁区ＢＭの縮小もしくは反
転ができる。

〔２〕第３の磁性膜（１３）の磁化がそのキュリー点Ｔ
ｃ３直下で希土類副格子優勢である場合、（２−ａ）第
２の磁性膜（１２）のキュリー点ＴＣ２近傍で第１の磁
性膜（１１）の磁化が遷移金属副格子優勢の場合、再生
時の外部印加磁場Ｈｅｘは、記録時のそれと同方向に選
定することによってバブル磁区ＢＭの縮小もしくは反転
ができる。

（２−ｂ）第２の磁性膜（１２）のキュリー点ＴＣ２近
傍で第１の磁性膜（１１）の磁化が零に近い場合は、再
生時の温度Ｔｐｉ＋を第２の磁性膜（１２）のキュリー
点ＴＣ２近傍より更に上昇させて第１の磁性膜（１１）
の磁化が遷移金属副格子優勢になる状態にしてその外部
印加磁場Ｈｅｘを記録時のそれと同方向にすることによ
って磁区ＢＭの縮小もしくは反転ができる。

（２−ｃ）第２の磁性膜（１２）のキュリー点ＴＣ２近
傍で第１の磁性膜（１１）の磁化が希土類副格子優勢の
場合、再生時の外部バイアス磁場Ｈｅｘは記録時のそれ
と逆方向とすることによってバブル磁区ＢＭの縮小もし
くは反転ができる。

〔実施例〕

体（１）は、光透過性の例えばガラス板、或いは例えば
アクリル板等の樹脂板等よりなり、図示しないが一方の
面にトラッキングサーボ用のトラック溝が例えば１．６
μｍピッチをもって形成され、これの上に例えばＳｉ３
Ｎ４膜よりなる誘電体膜（２）と、さらに第１〜第３の
磁性膜（１１）〜（１３）と、さらにそれの上に保護膜
（４）とが例えばマグネトロンスパッタ装置による連続
スパッタリングあるいは蒸着等によって連続的に被着形
成される。

第１の磁性膜（１１）としては、例えばＧｄＣｏ、　Ｇ
ｄＦｅＣｏ。

ＧｄＰｅによって構成し得、第２の磁性膜　（１２）は
、例えばＤｙＦｅ、　ＤｙＦｅＣｏ、　ＴｂＦｅによっ
て構成し得、第３の磁性膜（１３）は、ＴｂＦｅ、　Ｔ
ｂＦｅＣｏ、　ＤｙＦｅＣｏ等によって形成し得、これ
ら第３の磁性膜（１３）によれば０．１μｍ以下の直径
の磁区ＢＭを形成することができる。

実施例１トラックピッチ１．６μｍのトラック溝を有するガラス
基板上にＳｉ３Ｎ＋より成る誘電体膜（２）と、ＧｄＦ
ｅＣｏ膜より成る第１の磁性膜（１１）と、ＤｙＦｅＣ
。

膜より成る第２の磁性膜（１２）と、ＤｙＦｅＣｏ膜よ
り成る第３の磁性膜（１３）と、Ｓｉ３Ｎ４膜より成る
保護膜（４）とを順次マグネトロンスパッタ装置によっ
て連続スパッタリングによって被着形成して、光磁気記
録媒体即ち光ディスクＳを作製した。この場合の各磁性
膜（１１）〜（１３）の各単層膜としての厚さおよび磁
気特性を表１に示す。

表１上記表１においてＦｅＣｏリッチとは室温でＦｅＣｏ副
格子磁化優勢膜を示すものであり、ａｙリッチとは室温
でＯｙ副格子磁化優勢膜を示す。

この実施例１による光磁気記録媒体Ｓの第１の磁性膜（
１１）の反転磁界の温度特性を第３図に示す。また、こ
の媒体Ｓのキャリアレベル対ノイズレベル（Ｃ／Ｎ）の
記録周波数依存性の測定結果を第４図に示す。第４図中
実線曲線は、対物レンズの開口数Ｎ、　Ａ、　＝０．５
０．　　レーザ波長７８０ｎｍのピックアップを用いて
その線速度を７．５ｍ／ｓｅｃ、記録パワー７．０ｍＷ
、記録外部磁場５００　（Ｏｅ）とし、再生時外部印加
磁場を記録時の外部磁界と同方向の６００（Ｏｅ）とし
、再生パワー３．５畦としたものであり、第４図中破線
図示は、その再生パワ　−を１　、５ａ＋Ｗとした場合
である。このように再生パワーを１．５ｍＷとした場合
は、その磁性膜全体をＴｂＦｅＣｏの単層膜によって構
成した場合の光ディスクにおけるＣ／Ｎの周波数依存性
と同等の結果を示した。これはこの程度の再生パワーで
は、第２の磁性膜（１２）のキュリー点ＴＣ２まで加熱
温度が達しておらず記録された磁区は再生時において変
形していないものと考えられる。これに比し再生パワー
が３．５ｍＷの場合、再生パワーが１．５ｍＷの場合に
比して磁区長即ちビット長１＜０．７μｍでＣ／Ｎは著
しく増加した。また／−０，３μｍでもＣ／Ｎは低いも
のの信号成分は得られた。またＮ＞Ｑ、７μｍでは逆に
Ｃ／Ｎは減少しているが、これはノイズＮの増加による
ものである。また、第４図中１点鎖線の曲線は、再生パ
ワー３．５ｍＷ（ｊ！　＜　０．５μｍ）で、Ｈｅｘ＝
０　（Ｏｅ）とした場合で、ｊ２＜０．５／７１１１で
は、Ｈｅｘ＝６００　（Ｏｅ）の方がＨｅｘ　＝　Ｏに
比し高いＣ／Ｎが得られている。

また再生パワー３．５ｍＷで再生した場所を再び再生し
た場合、再生パワー１．５ｄ、３．５ｍＷの何れでもＣ
／Ｎは再現されていることが確かめられた。

また、上述の実施例１において再生時のレーザー光のパ
ワーを一定とした場合、媒体Ｓ中の熱拡散のために、温
度プロファイルが広がり、微小情報ビット（磁区）の再
生分解能が低下するが、この温度プロファイルを急峻に
するためには例えば最小ビット長に対応する周波数の間
隔で幅の狭いパルスレーザ−光で再生を行えば良いこと
になる。

更に、磁性膜に吸収された熱エネルギーが速やかに放熱
されるように熱伝導性の良い例えばＡｌ放熱膜を第３の
磁性膜（１３）上（第２の磁性膜（１２）と接する側と
は反対側）に被着することもできる。

〔発明の効果〕

上述したように本発明によれば、磁性膜が第１〜第３の
磁性膜（１１）〜（１３）が積層された構造として常温
においては、即ち常態においては３者が磁気的に結合状
態を保持できるようにするも、再生時においての加熱に
おいて第２の磁性膜（２）が第１および第３の磁性膜（
１１）及び（１３）の磁気的結合を分断させる効果を得
るようにして第１の磁性膜（１１）の情報磁区の縮小も
しくは反転をはかるようにしたことによって再生出力の
Ｓ／Ｎ（Ｃ／Ｎ）の向上をはかることができるにもかか
わらず、その第３の磁性膜（１３）に関しては記録状態
が保持できるようにするので、再生終了後においては再
び記録状態に復元でき、くり返しの再生を害うことなく
良好な再生特性を得ることができる。

そして、上述したように本発明によれば、充分な再生出
力を得ることができることからその記録状態での情報磁
区ＢＭを充分縮小することができ、このこと自体で記録
密度の向上をはかることができると共に、更にその光磁
気記録媒体としては、その基板にトラック溝が形成され
た構成をとる場合においても、情報磁区ＢＨの縮小化が
充分はかられることによって、通常のようにランド部に
のみその記録磁区の形成を行うに限られるものではなく
、ランド部とトラック溝内との双方に記録磁区の形成を
行うことができることによって、更に情報の記録密度を
向上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法に用いる光磁気記録媒体の路線的構
成図、第２図Ａ、〜Ｃは本発明方法の説明に供する磁化
状態を示す図、第３図は磁性膜の反転磁界の温度特性曲
線図、第４図は記録周波数に対する再生特性曲線図であ
る。（１）は基体、（１１）〜（１３）は第１〜第３の磁性
膜、Ｓは光磁気記録媒体である。

Claims

【特許請求の範囲】室温Ｔ＿Ｒ＿Ｔで互いに磁気的に結合した第１の磁性膜
と、第２の磁性膜と、第３の磁性膜とを有し、上記第１
、第２及び第３の各磁性膜のキュリー温度をＴ＿Ｃ＿１
、Ｔ＿Ｃ＿２及びＴ＿Ｃ＿３とするとき、Ｔ＿Ｃ＿２＞
Ｔ＿Ｒ＿Ｔで、かつＴ＿Ｃ＿２＜Ｔ＿Ｃ＿１、Ｔ＿Ｃ＿
３とされ、上記第１の磁性膜の保磁力Ｈ＿Ｃ＿１は上記
第２の磁性膜のキュリー点Ｔ＿Ｃ＿２近傍で充分小さく
、上記第３の磁性膜の保磁力Ｈ＿Ｃ＿３は上記室温Ｔ＿
Ｒ＿Ｔから上記第２の磁性膜のキュリー温度Ｔ＿Ｃ＿２
より高い所要の温度Ｔ＿Ｐ＿Ｂまでの温度範囲で所要の
磁場よりも充分大きい光磁気記録媒体を用いて、上記キュリー温度Ｔ＿Ｃ＿２以上の上記温度Ｔ＿Ｐ＿Ｂ
で上記第１の磁性膜の記録磁区を縮小もしくは反転させ
て、再生を行うことを特徴とする光磁気記録媒体の信号
再生方法。