JPH02223043A - 磁気光学素子 - 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］ この発明は光熱磁気記録媒体のエンノ＼ンスメント層等
に用いられるコーティング膜、及びそれを用いた光熱磁
気記録媒体等の磁気光学素子に関する。

［従来の技術］ 光熱磁気記録媒体においては、記録層にレーザビームを
照射してその照射部分の磁化を外部磁界により反転させ
て情報を記録し、記録層の磁気光学効果に基く情報記録
部と非記録部とでのカー回転角又はファラデー回転角の
相違を光電変換素子を介してを電気信号に変換すること
により情報を再生している。しかし、従来このような記
録層として使用されている一般的な磁性薄膜、例えば希
土類・遷移金属合金の磁性薄膜は、カー回転角等が小さ
いためＳ／Ｎ比が小さいという欠点を有している。

このような欠点を解消する方法として、光熱記録媒体を
多層構造にすることが試みられている。

すなわち、基板上に、記録層の他にカー回転角をエンハ
ンスする膜を設けて上述の欠点を解消しようとしている
。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、従来のエンハンス膜は再生光、即ち照射する光
の波長に対して実質的に光の吸収がない透明膜が用いら
れており、このようなエンハンス膜によりカー回転角を
有効にエンハンスするためには、積層数を増加させるか
、又はエンハンス膜の厚みを大きくする必要があり、構
造が複雑になると共に薄型化に反する。また、このよう
なエンハンス膜を設けたとしてもカー回転角が高々１″
程度であり更に高い値が望まれている。

この発明はこのような事情に鑑みてなされたものであっ
て、極めて薄く且つ一層であってもカー回転角を大きく
することができるコーティング薄膜、及びそれを用いた
光熱磁気記録媒体等の磁気光学素子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及び作用コこの発明に係る
コーティング膜は、光が照射されるべき部材の表面に設
けられるコーティング膜であって、照射される光の波長
領域における複素屈折率Ｎ−ｉｋにおいて、吸収係数ｋ
が実質的に関与することを特徴とする。この場合に、こ
のコーティング膜は誘電体で形成することができる。

この発明に係る磁気光学素子は、磁性薄膜と、この磁性
薄膜の入射光側に形成され、照射される光の波長領域に
おける複素屈折率Ｎｍｉｋにおいて、吸収係数ｋが実質
的に関与するコーティング膜とを有することを特徴とす
る。この場合に、前記磁性薄膜はアモルファス希土類・
遷移金属合金膜であることが好ましく、またコーティン
グ膜は誘電体であることが好ましい。更に、基板と磁性
薄膜との間にコーティング膜と同様の材料で形成された
保護層を有することが好ましい。また、コーティング膜
の上に透明材料で形成された表面保護層を設けることが
好ましい。

本願発明者は、従来光磁気記録媒体において、カー回転
角をエンハンスするためにエンハンス膜として照射する
光ビームの波長に対し実質的に透明な物質ものを用いて
いたのに対し、エンハンス膜として照射する光ビームの
波長に対し実質的に光の吸収が生ずる物質を用いた場合
、すなわちこの物質の複素屈折率Ｎ−ｉｋにおいて吸収
係数ｋが実質的に関与するような光を照射した場合に、
記録層のカー回転角が著しく大きくなることを見出した
。この発明はこのような知見に基いてなされたものであ
る。

［実施例］ 以下、この発明について具体的に説明する。

この発明に係るコーティング膜は、光を照射すべき部材
、例えば光熱磁気記録媒体における記録層の上にコーテ
ィングされる。照射する光の波長に対してコーティング
膜が実質的に透明である場合、すなわち吸収が無視でき
るほど小さい場合には、コーティング膜側から光を照射
する際に、以下の式（１）を満たせば反射率が最小にな
ることが知られている。

ｎ−ｄ−λ／４　　　　　　　　・・・（１）（ただし
、ｎは膜の屈折率、ｄは膜の厚み、λは照射する光の波
長を示す。） また、部材のカー回転角は、反射率が小さいほど大きく
なることが知られている。

従って、従来、部材のカー回転角を大きくするために、
上述のような式を満足するようにコーテインク膜の材料
及び厚みを選択していた。

しかし、上述の式（１）を満たすためには、通常、ｄを
極めて大きくする必要がある。また、ｄを大きくするこ
とを回避するためには、コーティング膜又は部材を多層
構造にすることが必要である。また、たとえ式（１）を
満したとしてもカー回転角は高々１″程度が限度であっ
た。

これに対し、本願発明においては、照射する光の波長が
コーティング膜に対し実質的に吸収係数を有するもので
ある。つまり、照射する光の波長において、コーティン
グ膜の複素屈折率をＮｍｉｋと表した場合に、吸収係数
ｋが実質的にｋが関与する。

この場合には、正確には前述の式（１）を適用すること
はできないが、実験的には、反射率を最小にするための
ｄの値を、ｋが無視できるほど小さい場合よりも、小さ
くすることができる。すなわち、ｄが小さくてもカー回
転角をエンハンスする効果を得ることができる。しかも
、この場合には、最小の反射率自体を極めて小さくする
ことができ、コーティング膜の材料及び光が照射される
べき部材の材料並びにこれらの厚み等を適宜選択するこ
とによりカー回転角を著しく大きくすることができる。

この場合に、コーティング膜は屈折率が大きいものであ
ることが好ましく、誘電体で構成することができる。

次に、このようなコーティング膜を光熱磁気記録媒体の
カーエンハンスメント層として使用した場合について説
明する。

この発明に係る光熱磁気記録媒体は、ガラス又は樹脂基
板と、その上に設けられ希土類−遷移金属合金等の磁性
薄膜で形成された記録層と、記録層の上に設けられカー
回転角をエンハンスするためのカーエンハンスメント層
とを具備している。

この場合に、カーエンハンスメント層として前述のよう
なコーティング膜を用いる。また、必要に応じて基板と
記録層との間にコーティング膜と同様の材料で形成され
た保護層を設けてもよい。これにより、基板側から光を
照射した場合でもカー回転角をエンハンスする効果を得
ることができる。

また、コーティング膜の上に、表面保護層を設けてもよ
い。このような表面保護層は、透明で屈折率が小さい材
料で形成されていることが好ましい。

なお、ここで使用される記録層は垂直磁化膜であること
が好ましい。このような記録層としては例えばＦｅＴｂ
Ｃｏ合金が用いられる。

このような光熱磁気記録媒体においては、エンハンスメ
ント層側から所定の波長のレーザビームを照射して照射
部分の温度を上昇させ、外部磁界によりその部分の磁化
を反転させて情報を記録する。情報の再生は、記録層に
比較的低出力のレーザビームを照射し、その反射光を検
光子を介して光電変換素子で受ける構成にすることによ
ってなされる。つまり、記録層の記録ビットと非記録部
分とでカー回転角の向きが逆になるから、検光子を透過
した反射光を光電変換することにより、記録した情報を
電気信号として再生することができる。従って、カー回
転角が大きいほど再生信号のＳ／Ｎ比が大きくなる。こ
の場合に、この発明のコーティング膜をカーエンハンス
層として記録層の上に形成することにより、カー回転角
を極めて大きくすることができ、優れた再生特性を得る
ことができる。

次に、この発明の具体的な実施例について説明する。

ガラス基板の上に厚さが１６５０人のアモルファスＦｅ
ＴｂＣｏ合金層（Ｆ　ｅ　６ｇＴ　ｂ　２＋ＣＯ＋ｏ）
を堆積させ、その上に厚さが２００〜８９０人の範囲内
のＺｎＳ層をコーティングした複数の２層膜サンプルを
作製した。このＺｎＳ層はＺｎＳ焼結体をターゲットと
するスパッタリングにより形成した。また、ＺｎＳ層の
組成をエスカ　　（Ｅ　　Ｓ　　ＣＡ　　；　　ＩＥＩ
ｅｅｔｒｕｍ　　５ｐｅｅｔｒｏｓｅｏｐｙ　　ｆｏｒ
Ｃｈｅｍｉｃａｌ＾ｎａｌｙｓｉｓ　）によって分析し
た。その結果、あるサンプルでは原子％でＺｎが４７％
、Ｓが４６％、０が７９６、他のサンプルではＺｎが４
６９６、Ｓが４６％、Ｏが８９６であり、不純物として
のＯが若干歯まれていることが確認された。

これらのサンプルについて、各厚みのＺｎＳ層について
、最大カー回転角を示す照射光の波長及びその際のカー
回転角θＫを測定した。なお、この際に照射光としての
レーザビームをＺｎＳ層側から照射した。その結果を第
１図に示す。第１図は、横軸にＺｎＳ層の厚みをとり、
縦軸に照射光の波長及びカー回転角をとって、ＺｎＳ層
の各厚みについて、カー回転角が最大になる際の照射光
の波長、及びその際の最大カー回転角を示したグラフで
ある。この第１図に示すように、ＺｎＳ層の厚みが２０
０人付近でカー回転角が急激に大きくなり１３°にも達
している。第６図は、上記サンプルの１つであるＺｎＳ
の厚みが約２１０人のサンプルにおけるカー回転各の波
長分散を示したグラフであり、上下のグラフは夫々磁場
を反転して測定したものである。この図から、ＺｎＳ層
の厚みが約２１０人の場合には、照射光の波長が３６３
ｎ１１である時、カー回転角は最大となり、性磁場で９
．５’、逆磁場で１３．５°、平均で１１．５’となる
ことが確認された。なお、比較のためにガラス基板側か
らアモルファスＦｅＴｂＣｏ合金膜ヘレーザビームを照
射した際のカー回転角は０．２″であった。すなわち、
ＺｎＳ層の存在によりカー回転角を５７〜６５倍にもエ
ンハンスすることができた。

なお、第７図は、上述のＺｎＳの厚みが約２１０人のサ
ンプルにおいて、カー回転角が最大を示す場合のカーヒ
ステリシスループを示すグラフであり、これにより、極
めて良好な角形比が得られることがわかる。

次に、ＺｎＳ層の特性をより詳細に検討するため、Ｚｎ
Ｓ層の屈折率をｉ８１＋定した。この測定に際しては、
ガラス基板上に波長が６３３　ｒｖの光が透過しない程
度の厚みのＳｉ層を堆積させ、その上にＺｎＳ層をコー
ティングした積層体を用いた。

なお、Ｓｉ層及びＺｎＳ層いずれもスパッタリングによ
り形成した。また、ＺｎＳ層には前述のように不純物と
して若干量のＯが含まれていた。

第２図は、エリプソメータでｎ１定したＺｎＳ層の屈折
率とその厚みとの関係を示すグラフであり、波長が６３
３ｎｍの場合について示す。この図における層厚は、ス
パッタリングにより成膜した際の膜の質量から求めた。

なお、ＺｎＳ層の屈折率は、Ｓｉ層の屈折率及び吸収係
数をこのＳｉ層と同一条件で且つ同一厚みに堆積された
Ｓｉ層のエリプソメータの測定に基き、夫々４．３７９
、及び０．９として計算した。この図に示すように、Ｚ
ｎＳ層の厚みが約２５０Ａ以下になると屈折率が低下し
ている。すなわち、屈折率が低下する際の層厚とカー回
転角θＫが急激に増大する層厚とが一致している。

ＺｎＳ層の光透過率を測定することを目的として、石英
基板にＺｎＳ層を堆積させたサンプルを作製した。この
サンプルにより、照射する光の波長を８５０　ｎａ＋か
ら２０　Ｏｎ＋ａまで変化させてＺｎＳ層の透過率を測
定した。その結果を第３図（ａ）〜（ｃ）に示す。なお
、第３図（ａ）〜（Ｃ）におけるＺｎＳ層の厚みは、光
学的なＵｊ定に基いたものであり、夫々７４人、１７３
人及び２７２人である。これらの図から、ＺｎＳ層の厚
みにかかわらず、波長が４０　Ｏｎ＋！付近から透過率
が急激に低下していることが確認される。すなわち、照
射光の波長が４０　ＯｎＩＢより小さくなると、実質的
に光の吸収が生じることを示している。急激に透過率が
低下する波長である４　００　ｎｍは、前述したように
カー回転角が急激にエンハンスされる波長と一致してい
る。しかも、ガラス基板上に光が透過しない程度の厚み
のＳｉ層を堆積させ、その上に膜厚が約２１０人のＺｎ
Ｓ層をコーティングした積層体を形成し、エリプソメー
タにより照射光とＺｎＳ層の複素屈折率との関係を測定
した結果、第５図に示すように、照射光の波長が４００
ｒｖから吸収係数にの存在が確認され、波長が小さくな
るに従ってｋの値が大きくなった。このことから、ｋが
存在する場合にカー回転角のエンハンスメント効果が著
しく大きくなることが確認された。

なお、前述したＺｎＳ層の厚みが約２１０人のサンプル
（第６図で説明したサンプル）は、第４図に示すように
、照射光の波長と分光反射率との関係においては、波長
が３６３　ｎｍにおいて反射率が最小になっており、こ
の波長でカー回転角が大きくなることが裏付けられた。

以上のように、ＦｅＴｂＣｏ層上にＺｎＳ層を形成した
サンプルにおいては、ＺｎＳ層の厚みを適宜調節して、
光の吸収が生じるような短波長領域の光を照射すること
により極めて大きなカーエンハンスメント効果を得るこ
とができることが確認された。

このように本願発明は、従来カー回転角のエンハンスメ
ントが波長８３０ｎ１１の光透過領域で行われていたの
とは著しく異なるものである。

なお、ＺｎＳ層をコーティングした場合に、性能指数（
反射率×カー回転角）はカー回転角が最大になる波長で
小さくなる傾向にあるが、ＺｎＳ層の厚みを調節するこ
とによりこのような場合でも性能指数を大きくすること
ができる。

以上の実施例においては、コーティング膜としてＺｎＳ
層を用いた場合について示したが、これに限らず、屈折
率が比較的大きい膜であって、照射光の波長において実
質的に吸収が生じるものであれば、膜厚等の他の条件を
適宜調節することにより、大きなカーエンハンスメント
効果を得ることがてきる。また、材料を選択することに
より、吸収が実質的に関与し始める波長を変化させるこ
とができ、カー回転角をエンハンスできる照射光の波長
範囲を調節することが可能となる。

なお、この発明のコーティング膜は、光熱磁気記録媒体
のみならず、磁性薄膜のカー回転角が温度や磁場の大き
さに応じて変化する特性を利用して、磁気温度センサー
や磁場センサーのエンハンス膜として利用することがで
き、また、カー回転角をその大きさに比例する光強度に
変換することができるアナログメモリ素子等に利用する
ことができる。更に、反射率を極めて小さくすることが
できるので、短なる反射防止膜として使用することもで
きる。

［発明の効果］ この発明によれば、コーティング膜が照射光の波長にお
いて吸収が生じるようなものであるから、厚みが小さく
且つ一層であっても反射率を極めて小さくすることがで
き、結果としてカー回転角をエンハンスする効果を著し
く大きくすることがでハンスされるから、再生（Ｋ号の
Ｓ／Ｎ比を大きくすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はコーティング膜としてのＺｎＳ層の各厚みにつ
いて、カー回転角が最大になる際の照射光の波長、及び
その際の最大カー回転角を示すグラフ、第２図はＺｎＳ
層の厚みと屈折率との関係を示すグラフ、第３図は照射
光の波長と透過率との関係を示すグラフ、第４図は照射
光の波長と分光反射率との関係を示すグラフ、第５図は
照射光の波長と復素届折率との関係を示すグラフ、第６
図はカー回転角の波長分散を示すグラフ、第７図はカー
ヒステリシスループを示すグラフである。 特許出願人　カシオ計算機株式会社 甑妥塚Ｓ震声Ｅ ↓ 砺とト 加う←ド 他粱遂暮千− ゃ−国嚇Ｃ廐 ＝４ °Ｔ Ｃ１ゝくソ禮口・Ｘ ＋１−

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）光が照射されるべき部材の表面に設けられるコー
   ティング膜であって、照射される光の波長領域における
   複素屈折率Ｎ＝ｎ−ｉｋにおいて、吸収係数ｋが実質的
   に関与することを特徴とするコーティング膜。
2. （２）誘電体で形成されていることを特徴とする請求項
   １に記載のコーティング膜。
3. （３）磁性薄膜と、この磁性薄膜の入射光側に形成され
   、照射される光の波長領域における複素屈折率Ｎ＝ｎ−
   ｉｋにおいて、吸収係数ｋが実質的に関与するコーティ
   ング膜とを有することを特徴とする磁気光学素子。
4. （４）前記磁性薄膜は、アモルファス希土類・遷移金属
   合金膜であることを特徴とする請求項３に記載の磁気光
   学素子。
5. （５）前記コーティング膜は、誘電体で形成されている
   ことを特徴とする請求項３又は４に記載の磁気光学素子
   。
6. （６）前記磁性薄膜は、基板上に形成されることを特徴
   とする請求項３乃至５いずれか１項に記載の磁気光学素
   子。
7. （７）前記基板と磁性薄膜との間に前記コーティング膜
   と同様の材料で形成された保護層を有することを特徴と
   する請求項６に記載の磁気光学素子。
8. （８）前記コーティング膜の上に透明材料で形成された
   表面保護層を有していることを特徴とする請求項３乃至
   ７いずれか１項に記載の磁気光学素子。