JPH01260652A - 光磁気記録媒体 - Google Patents

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、レーザ光等の熱及び光を用いて情報の記録、
再生、消去を行う光磁気メモリに係り、情報の記録、消
去時の外部磁界強度不足を補い、記録、消去を正確で容
易に行うことができ、かつ記録媒体の耐候性を高めた構
成の光磁気記録媒体に関するものである。

〔従来の技術〕

従来より光磁気メモリの記録媒体としては、ＭｎＢ１．
ＭｎＡ４Ｇｅ、Ｐ−ｔＣｏ、ＧｄＦｅ、ＧｄＣｏ、Ｔｂ
Ｆｅ、ＧｄＴｂＦｅ等の材料が用いられている。第６図
に、このような材料が用いられる光磁気メモリ即ち光磁
気記録媒体の基本的構成を示す。光磁気メモリは、ガラ
スやシリコンウェーハ等の基板７の上に、光磁気記録用
の記録媒体の薄膜を記録層８として、例えば真空蒸着法
やスパンタリング法等の方法で形成し、更に記録層８の
酸化などによる劣化防止のために記録層の上部に例えば
ＳｉＮを成膜することにより得られる。

これらの記録媒体の特性として、膜面に垂直な磁気異方
性を有し、キュリー温度および補償温度が比較的低いな
どの特性がある。これらの記録媒体は垂直磁気異方性を
有しているので、情報の記録媒体としては、第６図に示
すように基板７上の記録層８の膜面に垂直な上向き磁化
５か下向き磁化４かで情報をそれぞれ“０”、“１”の
ディジタル信号としての２値で書き込むことにより行わ
れる。

情報の記録の方法としては、例えばあらかじめ記録層８
の膜面全体に垂直に外部磁界をかけ、上゛　向き磁化に
なるように記録層を磁化させて“０”を書き込んだ後、
“′１”を書き込む部分にレーザビームをスポット的に
照射して加熱する。加熱された微小部分は保磁力Ｈｃが
小さくなり、レーザビーム照射の際微弱な外部バイアス
磁界を下向き磁化となる方向に与えておくと、磁化反転
して“１”が記録される。第７図には、このような保磁
力Ｈｃの温度特性を模式的に示した。横軸には記録層の
温度Ｔ１縦軸には保磁力Ｈｃを示している。図中、Ｔｒ
は室温を、Ｔ　Ｃ０ｆｆ１Ｄは補償点の温度を、ＴＣは
キュリー点の温度を示している。記録層８にレーザビー
ムを照射するかしないか、すなわち記録層８に照射され
た微小スポットの温度を上昇させるかさせないかにより
、磁気記録パターンを形成する方法がとられる。

また、情報の読み出しの方法としては、例えば直線偏光
したレーザビームを前記磁気記録パターンに照射した場
合、その反射光または透過光の偏光面を回転させる効果
（それぞれ磁気カー効果。

磁気ファラデー効果と呼ばれる）を記録層８は有してい
るので、例えば磁気カー効果を利用する場合には、反射
光の偏光面の回転角θ１が記録磁化の方向に依って異な
ることを利用して、反射光が光検出器に入る前に検光子
を通し、磁化の向きに対応した情報を光量変化として読
み出す。

また、既に情報が記録されている媒体に新しい情報を書
き込むときには、従来、まず記録媒体面に垂直に媒体の
保磁力Ｈｃより小さな外部磁界をかけ記録用トランクの
記録する部分の始端から終端までレーザビームを走査加
熱し、記録媒体の保磁力Ｈｃを外部磁界より低下させて
記録媒体の磁化を全て周囲の磁界と同じ方向に向ける。

これが情報の消去に相当する。次に消去の場合とは逆方
向の外部磁界をかけ、すでに述べた原理により新しい情
報を書き込む。以上のようにして、光磁気記録媒体は消
去と書換えを自由に行えることが大きな特徴である。

この情報の記録、消去には外部磁界の作用が大きく関与
している。外部磁界としては光磁気媒体に対して垂直な
一様磁界であるのが望ましく、また結果的に再生ＳＮ比
が飽和傾向を示す磁界強度である必要がある。

従来、外部磁界発生手段としては、永久磁石を用いる方
法、電磁石を用いる方法が考えられている。永久磁石を
用いる方法では、光磁気記録媒体からの距離を変化させ
ることで磁界強度をコントロールしなければならないこ
とと、記録と消去の場合とで磁界の向きを短時間のうち
に機械的に反射させる構成を必要とするといった欠点を
持つ。

これに加え、永久磁石の場合常に磁界を発生しており、
既に記録された情報の劣化を防ぐため光磁気記録媒体と
しては高い保磁力Ｈｃを持つ必要性があるといった制約
もある。

他方、電磁石の場合には従来がら電磁石を記録媒体裏面
もしくは光ヘツド前面に配置する方法が考えられている
。記録媒体裏面に電磁石を配置する方法では、光ヘッド
から記録媒体面上に照射される光ビームの位置に磁束を
集中させるために、電磁石の寸法としては光ヘッドの可
動範囲として光磁気ディスクの半径程度を必要とする。

また、電磁石の寸法を小さくして光ヘッドと同期させて
移動させる方法も考えられるが、この方法に依れば光ヘ
ツド自体の重量が大きくなり、光磁気ディスク装置自体
のアクセスタイムを増加させることになったり、装置構
成が複雑になるといった欠点につながる。

一方、ソレノイド型の電磁石を光ヘツド側に持つ方法を
採れば、記録媒体裏面に電磁石を配置する方法よりも電
磁石の寸法を小型化できると同時に装置自体を小型化で
きるためアクセス時間の短縮につながり、光磁気ディス
クシステムの性能向上にもつながるといった利点がある
。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、光ヘツド側に電磁石を持つタイプでは、
電磁石から発生する熱のために光ヘッド、とりわけアク
チュエータに悪影響を及ぼす。特に、情報の一括消去時
には連続的に電磁石に電流を通しるため熱の問題は深刻
である。また、電磁石の寸法１重量が大きいままでは、
高速アクセスを必要とするタイプの光ヘッドでは、シス
テムとしてみた場合には大きな欠点となる。

また、光磁気記録媒体側からみれば、熱磁気記録に必要
な強度で膜面に垂直な平行磁束を得るには電磁石ではか
なり難しい。また、不完全な外部バイアス磁界では、記
録ビ・ノド形状や磁化状態に悪影響を与え再生特性が劣
化する。

一方、光磁気記録媒体の記録層は例えばＴｂＦｅＣｏな
どの希土類の非晶質合金薄膜であるため、酸化による劣
化を防止するため保護層を必ず必要とする。また、保護
層を設けても通常の保護層は空気中にさらされるため酸
化による劣化が進行することになる。

そこで本発明の目的は、前述のごとき欠点を改善して情
報の記録、消去時の外部磁界強度不足を充分に補うとと
もに保護層を特に必要としない光磁気記録媒体を提供す
ることにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の光磁気記録媒体は、 非晶質磁性薄膜を片面に形成した透明基板を２枚用い、
前記非晶質磁性薄膜を内側にして磁性流体膜をサンドイ
ッチ構造にして挾み込んだ構成をなし、 前記非晶質磁性薄膜の保磁力が前記磁性流体膜の保磁力
より大きく、 前記磁性流体膜のキュリー点は前記非晶質磁性薄膜のキ
ュリー点より大きいことを特徴とする。

〔実施例〕

次に本発明の実施例について図面番参照して説明する。

第１図は本発明の光磁気記録媒体の一実施例を示す断面
図である。この光磁気記録媒体は、非晶質磁性薄膜２，
２′を片面に形成した透明基板１゜１′を２枚用い、非
晶質磁性薄膜を内側にして磁性流体膜３をサンドイッチ
構造にして挾み込んだ構成となっている。

非晶質磁性薄膜２，２′は、例えばＧｄＴｂＦｅの非晶
質希土類−遷移金属合金で構成され、例えば高周波スパ
ンタリング法で所望の膜厚ｄまで成膜される。一方、磁
性流体膜３としている磁性流体は、例えばフェライトな
どの強磁性超微粒子を溶媒に分散させたコロイド溶液で
ある。したがって、これを利用するには磁性層を成膜し
た２枚の基板で磁性流体をサンドイッチし、密封する構
成となる。このときの磁性流体膜３の膜厚は数１００μ
ｍ程度となる。このような構成にすることにより、記録
層である非晶質磁性薄膜２．２′は酸化される心配がな
く、耐候性に優れた媒体となる。

第２図には、上記の非晶質磁性薄膜２，２′の保磁力の
温度特性を示した。横軸には磁性薄膜の温度Ｔ、縦軸に
は保磁力Ｈｃを示している。非晶質磁性薄膜２．２′は
補償組成で構成し、室温Ｔｒでの保磁力をＨＣ１に設定
する。このとき、非晶質磁性薄膜２．２′と磁性流体膜
３との間にはＨｃｌ＞ＨＣ２の関係が成り立つように設
定する。ここで磁性流体膜３の室温での保磁力ＨＣ２は
例えば５０エルステツド（Ｏｅ）程度の小さなものであ
る。また、磁性流体膜３のキュリー点ＴＣ２は非晶質磁
性薄膜２．２′のキュリー点ＴＣＩより大きくなるよう
に設定する。

以上のようにして形成された光磁気記録媒体における、
熱磁気記録の原理図を第３図（ａ）。

（ｂ）、　　（ｃ、）に示す。なお第４図に示すように
、外部バイアス磁界発生用の電磁石６は透明基板１側に
配置されるものとする。

まず、あらかじめ非晶質磁性薄膜２の保磁力Ｈｃｌより
大きな初期化用の外部磁界Ｈｂｉを印加して、第３図（
ａ）に示すように、非晶質磁性薄膜２の磁化の方向を一
方向（例えば“０００″）に揃えておく。このとき、磁
性流体膜３も“０００”の方向に磁化の向きが向くこと
になる。次に、非晶質磁性薄膜２の保磁力Ｈｃ１より小
さく磁性流体膜３の保磁力Ｈｅ２より大きな外部磁界Ｈ
８を逆向きに印加する。このとき第３図（ｂ）に示すよ
うに磁性流体膜３だけは磁化の向きが一方向（“１１１
”）に向くことになる。

次に、情報を記録するときには、情報を記録する部分に
レーザ光を集光させ加熱する。すなわち、レーザビーム
をスポット的に照射して加熱すると、加熱された部分の
保磁力が小さくなり、キュリー点Ｔ”ｃ＋以上で非晶質
磁性薄膜２の磁化が消失する。

このとき印加されている外部磁界Ｈ８によりキュリー点
ＴＣＩ以上になっている非晶質磁性薄膜２の微小スポッ
トには、第３図（Ｃ）に示すように磁化情＠（“１”）
が記録されることになる。このとき磁性流体膜３のキュ
リー点ＴＣ２と非晶質磁性薄膜２のキュリー点’Ｉ”Ｃ
Ｉとの間にはＴ　Ｃ１〈Ｔ　Ｃ２の関係があるため、磁
性流体膜３は外部磁界Ｈ８に対して補助磁性層の役目を
果たすことになり、非晶質磁性薄膜２には確実な磁化情
報が残ることになる。

一方、情報を消去するときには、記録時とは異なり外部
バイアス磁界Ｈ，を消去磁化の向きが“′０”になるよ
うに配置し、レーザビームを記録情報トラックに沿って
走査加熱すれば情報の消去が行える。

第４図はまた、以上のような一連の熱磁気記録。

消去を行う外部バイアス磁界の磁束線図の分布を説明す
るための図を示す。図で示すように、外部バイアスコイ
ルが巻かれた電磁石６による外部バイアス磁界の磁束は
非晶質磁性薄膜２上で垂直になり磁性流体膜３中を磁路
として外部バイアスコイルに戻る構成になる。このため
、非晶質磁性薄膜２上での磁束密度が磁性流体膜のない
ときに比べ磁束密度が倍加増大する。

また、第５図に示すように情報の再生時には、記録磁化
の遷移点付近で磁性流体膜３が磁路（横方向の矢印で示
す）を形成するため、記録磁化が安定に保存されること
になる。

以上のように、情報の記録、消去時の外部バイアス磁界
の磁界強度不足を補い、確実に磁気記録が行われ、再生
信号も理想的な形で再生できることになる。

以上本実施例では、透明基板１，１′と非晶質磁性薄膜
２．２′と磁性流体膜３のみで光磁気記録媒体が構成さ
れるとしたが、光磁気再生の観点から非晶質磁性薄膜２
．２′と透明基板１，１′との間に誘電体層を設けるこ
とにより見かけ上のカー回転角を増加させる効果（エン
ハンスメントの効果）を持つような構成にしてもよい。

また、非晶質磁性薄膜と磁性流体膜が直接に接する構成
で説明したが、非晶質磁性薄膜の上部に保護層を設は更
に耐候性を上げた構成にしてもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明の光磁気記録媒体は、磁性流
体膜を情報の記録層である非晶質磁性薄膜に隣接させ、
外部磁界と磁性流体膜の間に記録層を挟み込んだ構成で
あるため、情報の記録、消去時に磁性流体膜は外部磁界
に対して補助磁性層の役目を果たすことになり、非晶質
磁性薄膜には確実な磁化情報が残ることになり、同時に
情報の消去も確実に行うことができる。

また、これに加えて透明基板によって磁性流体膜をサン
ドイッチする構成のため、記録層である非晶質磁性薄膜
の耐候性を格段に向上させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光磁気記録媒体の一実施例を示す図、 第２Ｍは本発明の光磁気記録媒体の保磁力の温度特性を
説明するための図、 第３図は本発明に係る光磁気記録、消去の原理を説明す
るための図、 第４図は本発明の光磁気記録媒体に対する外部バイアス
磁界の磁束線図の分布を説明するための図、 第５図は本発明に係る光磁気記録媒体の記録磁化の状態
を説明するための図、 第６図は従来の光磁気記録媒体の基本的構成を示す図、 第７図は従来の光磁気記録媒体の保磁力の温度特性を説
明するための図である。 １．１′　・・・透明基板 ２．２′　・・・非晶質磁性薄膜 ３・・・・・・磁性流体膜 ４・・・・・・下向きの磁化 ５・・・・・・上向きの磁化 ６・・・・・・電磁石 ７・・・・・・基板 ８・・・・・・記録層 代理人　弁理士　　岩　佐　　義　幸 ℃　　　　　　　℃ ［＋１−１″ へ　　　　　−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）非晶質磁性薄膜を片面に形成した透明基板を２枚
   用い、前記非晶質磁性薄膜を内側にして磁性流体膜をサ
   ンドイッチ構造にして挟み込んだ構成をなし、 前記非晶質磁性薄膜の保磁力が前記磁性流体膜の保磁力
   より大きく、 前記磁性流体膜のキュリー点は前記非晶質磁性薄膜のキ
   ュリー点より大きいことを特徴とする光磁気記録媒体。