JPH0223553A - 光磁気記録材料 - 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〕 本発明は記録再生特性及び耐腐食性に優れた光磁気記録
層を形成する新規な光磁気記録材料に関するものである
。

〔従来の技術〕

消去可能な光デイスクメモリとして光磁気ディスクが知
られている。光磁気記録材料としては、従来ガーネット
などの結晶材料、ＭｎＢ１などの金属間化合物材料など
が研究されてきたが、最近ではＴｂ、Ｇｄ、Ｄｙなどの
希土類元素とＦｅ、ＣＯなとの遷移金属の合金材料を用
いた記録膜の開発が行なわれている。希土類−遷移金属
合金膜は、光磁気効果も大きく、組成を調整することで
キュリー温度（袖記録温度）も自由に変えられ、非晶質
である為に他の材料の様な結晶粒界によるノイズが無い
など、多くの利点を持つ。

しかし一方で希土類元素が一般に非常に活性で、室温に
おいてもすぐに酸化、窒化などの反応劣化をする為に、
長期間の保管、あるいは使用に際して記録特性の劣化が
心配されている。

現在では対策として記録膜材料に金属の耐食性を向上さ
せる添加物、例えばＴｉ、Ｃｖ、Ａ１などを加えること
が検討されているが、光磁気効果を低下させずに、充分
な耐食性を得ることは不可能である。そこで次善の策と
して、記録膜の両側を酸化物、窒化物、炭化物などのち
密な保護膜ではさむ工夫がなされている。

〔発明か解決しようとする課題〕

しかし、記録膜自身に反応劣化しやすい材料を用いる限
り、記録膜を形成する工程で基板からの脱ガスあるいは
、真空チャンバー内の残留、放出ガスなどの影響を大き
く受けることは避けられず、不可避的に光磁気ディスク
として実装した後に、数日〜数ケ月の間に磁気特性の変
動が起こっていた。

本発明は以とのような従来技術では避けることのできな
かった記録膜の反応劣化を抑制し、長期間の保存でも安
定な光磁気特性を示す新規な光磁気記録材料を提供する
ものである。

（課題を解決するための手段） 本発明によれば、元素組成ＲｘＴｙＦｚにおいて、Ｒは
、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｎｄ、Ｈｏから成る希土類元素よ
り選ばれる少なくとも１種、Ｔは、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｏか
ら成る遷移金属元素より選ばれる少なくとも１種、Ｆは
フッ素元素であり、ｘ、ｙ、ｚは原子％でそれぞれ１５
≦ｚ≦７０．３＜ｘ＜２５．１５≦ｘ＋ｚ≦７５、Ｘ＋
ｙ＋ｚ＝１００である光磁気記録材料とすることにより
、記録＋１！２の反応劣化を抑制することが可能となる
。

希土類−遷移金属合金膜は光磁気記録膜として優れてい
ると知られているが、代表的なものとしては元素組成で
ＴｂａＦｅｄ−、、Ｇｄａ（Ｆｅ９　ｏ　ＣｏＩｏ　）
ｔ−ａ　、　　Ｄｙａ　　（Ｆｅｇ　。

Ｎｉ１゜）ト、などであり、組成比ａをそれぞれ変化さ
せ成膜したもの等である。光磁気記録膜は垂直方向の磁
化容易性として垂直方向の磁化異方性の程度、及び反応
劣化耐性と関連のある耐腐食性の２要素で概ね記録膜と
しての特性を評価することができるが、この２要素で一
上記希土類−遷移金居合金１１９をみてみると、組成比
ａ？適当に選ぶことにより優れた垂直異方性を示す記録
を得ることができるが、そのものは耐腐食性に劣ったも
のとなる。又この逆もあり、ａによっては優れた耐腐食
性を示すものがあるが、そのものは垂直異方性が悪く垂
直方向に容易に磁化しない。この理由は膜の微細構造に
関連があると考えられるが、よ〈判っていない。

本発明者はＦ（フッ素）原子に膜の微細構造を変える可
能性のあることに着目し、鋭意研究の結果、Ｆ原子を適
度なバランスで含有させると耐腐食性が向上するばかり
でなく、垂直方向へも容易に磁化する記録膜を得られる
ことを見い出した。

Ｆ含有合金膜については、　、１．　Ａｐｐｌ、、　Ｐ
ｈｙｓ、　６１（Ｊｌ）、　＋５　Ａｐｒｉｌ　１９８
７　　ｐｐ　３２５０−３２５５　　Ｓｕｇａｗａｒａ
。

Ｓｈｉｒａｋａｗａ、　Ｓ＋１ｚｕｋｉ　’３に、Ｘ線
の回折などの結果Ｆｅ１−ａＦａ　２ＣｏＩ−ａ　Ｆａ
　、Ｎｉ１−１．ＦａなどのＦ含有合金膜は、ａが０．
２〜０．４の範囲内では非晶質膜となり、飽和磁化の大
きさもａ＝Ｏ１０，１に比べて％〜邪に減少し、このム
膜の構造的な異方性を主体にして垂直方向の異方性が見
られ、またａを０．５以上にしてもＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉと
、そわらのフッ化物の相が分離出現するだけで、飽和磁
化の減少も、垂直方向の異方性増大もない、と報告され
ている。しかし、該Ｆ含有合金膜は垂直膜として有効で
はない。従来、良好な垂直１１ｑとなり得るかの評価に
、ＫＬ　＞２πＭｓ２（Ｋ１：磁性膜の垂直磁気異方性
定数、ＭＳ：磁性膜の飽和磁化）を満足するかどうかを
調べる方法が知られている。ＫＬ　　は組成により変わ
らないと仮定すれば、Ｍｓ（飽和磁化）を極力小さくす
ることで、示直膜が得られる様になることが分かるが２
実際に十記のＦ含有合金の垂直異方性を調べてみると、
垂直異方性が見られる膜においても飽和磁化が２００〜
＋５００ｅｍｕ／ｃｃ程もあり、これは通常の希土類−
遷移金属合金膜の垂直膜の飽和磁化５０〜２５０ｅｍｕ
／ｃｃ程度と比べると著しく大きく、とても良好な市直
膜として用いることのできないものである。しかしなが
ら、これらは耐腐食性に優れているため、膜の飽和磁化
を減少させ良好な垂直磁化膜にすることかできれば、優
れた記録膜となる可能性がある。すなわち、Ｆ含有合金
１１ｉ２において、取直異方性を示す組成域近傍で希土
類元素を添加し遷移金属−希土類元素のフェリ磁性の対
を形成して膜の飽和磁化を減少させることで、Ｆ含有合
金１１党を垂直磁化Ｈ９にすることが可能になるのであ
る。

添加する希土類元素は、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｉ）ｙ。

Ｎｄ、Ｈｏより成る群から選ばれる１種又は２種以上の
元素である。一方、遷移金属元素はＮｉ、Ｆｅ、Ｃｏよ
り成る群から選ばれる１種又は２種以上の元素である。

上述の希土類−遷移金属−Ｆ金合金元素組成ＲｘＴｙＦ
ｚ　（ｘ、ｙ、ｚは原子％）で表すと、希土類元素Ｒの
原子％Ｘは３＜ｘ〈２５であり５Ｘが２５以上では耐腐
食性が劣化し好ましくなく、又Ｘが３以下では！Ｖ！直
異直性方性られないので好ましくない。しかしながらこ
れらの特性は希土類−遷移金属元素の比率にも大きく影
響し、希土類元素が比較的少ない場合にはＦ元素が少な
い方が一般に好ましい結果が得られる。

Ｆ元素の原子％Ｚとしては１５≦２≦７０であり、２が
１５より少ない場合、希土類元素が少ないと垂直異方性
が得られず、希土類元素が多いと耐腐食性が劣化するた
め好ましくなく、又Ｚが７０を越えると希土類元素量に
かかわらず垂直異方性が得られないため好ましくない。

一方遷移金属元素の原子％ｙは２５≦ｙ≦８５であり２
ｙが２５より少ない場合希土類元素とＦ元素の組成比を
変化させても垂直異方性が得らないため好ましくなく、
又ｙが８５を越える場合も同様に垂直異方性か得られな
いため好ましくない。

以Ｈをまとめると、元素組成ＲｘＴｙＦｚ　（Ｒは希１
類元素、Ｔは遷移金属元素、Ｆはフッ素元素、Ｘ％ｙ％
２は原子％）において、１５＜ｚ＜７０．３＜ｘ＜２５
．１５≦ｘ＋ｚ＜７５、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００という関係
になる。

以トの構成より成る光磁気記録材料は通常の方法により
基板上に成膜することができる。すなわち高周波スパッ
タリング法、真空蒸着法、直流イオンブレーティング法
等により実施することができる。得られる光磁気記録膜
は磁気特性に優れかつ反応劣化耐性の良好なものとなる
。

次に実施例により本発明を説明する。

尚各試料については２試料抛動型磁化測定器にて、基板
面内方向と基板面垂直方向の磁化曲線を１ｊｌｌｌ定、
垂直方向の異方性を調べ２次に各試料を８０℃８０％相
対湿度の試験箱に２００時間放置後、腐食の程度を比較
した。

腐食の項でのＯ印は目視の観察によりほとんど腐食なし
、△印は一部、Ｘ印は全面の腐食を示す。

垂直磁気異方性の項でのＯ印は垂直磁化膜を示し、Δ印
は一部垂直方向に容易磁化するもの、Ｘ印は垂直方向に
容易磁化しなかったものを示す。

〔実施例） 実施例１〜６ スライドガラス基板に、Ｔｂ−Ｆｅ合金ターゲットとＦ
ｅＦ３ターゲットの共スパッタリングにより、Ｔｂｘ　
Ｆｅｙ　Ｆｚ磁性層を各８００人の厚さで、主としてＴ
ｂ−Ｆｅ合金ターゲットの組成比を変化させることで、
ｘ、ｙ、ｚそれぞれを変化させて成膜した。なおスパッ
タリングガスには、２ｖｏ１％のＦ２含有Ａｒガスを用
いて、スパッタ中のＡｒガス分圧は約３　Ｘ　１０”’
　Ｐａであった。得られた各試料について、垂直方向の
磁気異方性と腐食性を調べたところ表１に示す結果とな
った。

方比較例として、同様の方法によりスライドガラス基板
に、ＦｅターゲットとＦｅＦ３ターゲットの共スパッタ
リングによりＦ　ｅ　（−ｎ　Ｆ　ａ　ＴＪｆｉ性層を
各８００人の厚さで５組成比ａをそれぞれ変化させて成
ｌｑシた。同様にしてｃｏツタ−ットとＣｏＦ２ターゲ
ットを用いてＣＪ−ａＦａ６！性層を、Ｎｉターゲット
とＮｉＦ、ターゲットを用いてＮｉ、−ａＦａ磁性層を
、各８００人の厚さで５組成比ａをそれぞれ変化させて
成膜し、各試料について垂直方向の磁気異方性と腐食性
を調べた。結果を表２に示す。

表２の比較例の結果から明らかに、ＦｅＣｏ、Ｎ１−Ｆ
合金膜は、対腐食性が良好であり、またそれぞれａが０
．２〜０．４の領域で一部垂直方向の磁気異方性が見ら
れ、Ｆ元素が膜の微細構造に影響を与えていることが認
められたが、Ｔｂ元素を添加した実施例の合金膜は比較
例のＦｅ−Ｆ合金膜に比べていずれも垂直磁気異方性が
向上しており、特に実施例１〜４においては、耐腐食性
も良好で優れた記録膜であった。又、Ｔｂ元素が多く添
加された膜（実施例５．６）では腐食が若干見られるが
、全体としては良好と判断されるものであった。

尚実施例３の（Ｔｂ＋　ｓ　Ｆｅｇ　ｏ　）　ｏ、’７
　Ｆｏ、３は、保磁力３　ｋｏｅの良好な垂直磁化膜と
なっていた。この様にＦｅ−Ｆ合金にＡ量のＴｂ元素を
添加することで、初めて良好な垂直磁気異方性と、良好
な耐腐食性を満足する磁気記録膜を得ることができた。

又、比較例では垂直異方性が見られた膜でも垂直膜の飽
和磁化が２００〜１５００　ｅ　ＩＩＩ　ｕ　／　ＣＣ
程で、従来膜の５０〜２５０ｃｍｕ／ｃｃに比べ著しく
大きく良好な垂直膜となり得ないものと判断された。

ただし良好な垂直膜とは、面内方向に容易磁化する成分
がほとんど無いものである。

比較例 従来例として、スライドガラス基板に、スパッタリング
により３種類の磁性層Ｔｂ、Ｆｅｄ−、、Ｇｄａ（Ｆ１
３９６　Ｃｏ１ｏ　）ｔ−ａ　、Ｄｙ、（Ｆｅ９゜Ｎｉ
＋ｏ）＋−ａを各８００人の厚さで、組成比ａをそれぞ
れ変化させて成膜した。結果を表３に示す。

結果から明らかに光磁気記録の為に必要な垂直磁気異方
性を示す組成域では、すでに希土類元素の割合が約２０
原子％以上と大きくなり、耐腐食性も同時に悪くなって
おり良好な記録膜とは判断されなかった。

実施例７〜１３ 次に本発明の記録材料により記録媒体を製造した。実施
例１〜６と同様にして、あらかじめプリグループ、プリ
フォーマット信号の転写されたポリカーボネイトディス
ク基板上に、スパッタ法により、　７００人のＳｉ３Ｎ
４保護層を設けた。次に各種の希土類−遷移金属合金タ
ーゲットを用いて表４に示す組成の磁性膜を８００人の
厚さに設けた。次に９００人のＳｉ３Ｎ４保護層を設け
た。この後接着剤を用いて貼り合わせ用のポリカーボネ
イトディスク基板と貼り合わせ、光磁気ディスクサンプ
ルとした。

なお比較の為にＦ元素を含まない”ｒｂ２゜Ｆｅｄ。と
、希土類元素を含まないＦｅ７５Ｆ２５の磁性膜からな
る比較例７．８の光磁気ディスクサンプルも作成した。

それぞれのサンプルについて試料県勤型磁化測定器にて
、基板面垂直方向の保磁力を測定した。

結果を表４に示す。ここで比較例８のＦｅ７５Ｆ２−、
は基板垂直方向の残留磁化と、約１５にＧ印加時の磁化
の比が約０．６であったが、他のサンプルでは０．９以
ヒであフた。

またそれぞれのサンプルについて約１μ径に集光した半
導体レーザービームにより、信号の記録、再生のテスト
を行った。記録は線速度５〜１５ｍ／秒の線速度で回転
中のディスク面に、５００ｋ）Ｉｚで０Ｎ１０ＦＦ変調
した１、ＯｍＷのビームを照射した。再生は１、！ｏｎ
ｖＩの連続ビームを照射した。再生信号のＣＺＮ値を表
４に示す。比較例８では再生Ｃ／Ｎ比が２５と低く不充
分なものであった。

またそれぞれのサンプルについて８０℃８０％相対湿度
の試験箱に１０００時間放置するテストを行なワた。こ
の結果、比較例７はディスク端面からの腐食が拡がった
が、他のサンプルでは観察されなかった。

表 表４の実施例の結果より、希土類元素−遷移金属−Ｆ（
フッ素）の合金磁性記録膜を用いたものは良好な記録再
生特性と耐腐食性に優れた光磁気ディスクであった。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明したように、光磁気記録材料として希土
類元素−遷移金属−Ｆ（フッ素）の合金を用いることに
より、良好な記録再生特性と耐腐食性に優れた光磁気記
録媒体を提供することが可能になる。

また、本発明の希土類元素−遷移金属−Ｆ（フッ素）の
合金に、磁気特性を損なわない範囲内で、Ｔｉ、Ｃｒ、
Ｐｔ、Ａｕ、Ｍｏ、Ｂ、Ｃｕなどの非磁性元素を添加す
ることも可能である。

特許出願人　　キャノン株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）元素組成ＲｘＴｙＦｚにおいて、Ｒは、Ｇｄ、Ｔ
   ｂ、Ｄｙ、Ｎｄ、Ｈｏから成る希土類元素より選ばれる
   少なくとも１種、Ｔは、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｏから成る遷移
   金属元素より選ばれる少なくとも１種、Ｆはフッ素元素
   であり、ｘ、ｙ、ｚは原子％でそれぞれ１５≦ｚ≦７０
   、３＜ｘ＜２５、１５≦ｘ＋ｚ≦７５、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１
   ００であることを特徴とする光磁気記録材料。