JPH03108144A - 光磁気記録媒体 - Google Patents
光磁気記録媒体Info
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
気記録媒体に関し、より詳しくは短波長光の下で磁気光
学効果が大きく、かつ高密度記録に好適である光磁気記
録媒体に関する。
れている。従来、これらの光磁気記録膜として、膜面に
垂直な方向に強い磁気異方性を有する希土類−遷移金属
非晶質膜の単体膜が採用され、中でもTbFeCo系非
晶質膜が実用膜として研究開発されている。光磁気記録
では、今後さらに記録密度の高密度化の傾向にあり、そ
の一方式として、記録・再生光の短波長化が現在検討さ
れている。このため、将来の光磁気記録の高密化には、
短波長で磁気光学効果(カー回転角およびファラデー回
転角)の大きい光磁気材料の開発が不可欠である。しか
し、従来のTbFeCo系非晶質膜では、レーザ光の波
長が短くなるに従い、磁気光学効果が単調に減少する傾
向にあり、短波長側では十分大きなカー回転角あるいは
ファラデー回転角が得られず、レーザ光で読み出す時の
出力が著しく低下してしまう問題があった。また最近、
あらたな光磁気記録膜として、磁気的眉間交換結合相互
作用を利用した2層膜を用いることが提案されている(
例えば特開昭6O−171652)、しかし、これらも
実質的にはTbFe系の積層膜であるため、短波長側で
カー回転角が減少してしまい、短波長での記録再生膜と
しては不適格であった。
−遷移金属非晶質膜が、従来知られている(例えば、T
、 R,McGuire等の1′阿agneto−op
tical Properties of N
d −C。
Appl、 Phys、 61(1987) pp、
3352−3354) 、この膜は、短波長側で磁気光
学効果が大きくなる傾向を示すけれども、膜面に対して
垂直な方向に強い磁気異方性を有する垂直磁化膜ではな
くて、膜面に水平方向に強い磁気異方性を有する面内磁
化膜しか得られず、高密度記録を達成できないという問
題点がある。
十分大きく、かつ膜面に対して垂直な方向に強い磁気異
方性を有し、高密度記録が可能な光磁気記録媒体を提供
することにある。
果は大きいけれども垂直磁気異方性が小である、(Nd
、Pr)−遷移金属非晶質膜からなる第一の磁性層と、
短波長での磁気光学効果は小さいけれども垂直磁気異方
性が小である、(Tb、Dy)−遷移金属非晶質膜から
なる第二の磁性層とを、少なくとも一層ずつ積層してな
るものである。これら二層間で生じる磁気的層間交換結
合作用を上記第一暦に十分及ばしめて上記第一層に強い
垂直磁気異方性を誘起させることにより、積層膜全体と
して短波長でも磁気光学効果が大であり、しかも垂直磁
化膜である光磁気記録媒体が得られる。
、AはNdとPrからなる軽希土類元素より選択した少
なくとも一元素、Bは重希土類元素群より選択した少な
くとも一元素、Tは耐食性を向上させる遷移金属元素群
より選択した少なくとも一元素であって、0≦a≦0.
5.0≦b≦1であり、原子%で10≦Ω≦50.50
≦m≦90.0≦n≦15.n+m+n=100を満足
する希土類−遷移金属非晶質膜からなる。
を大きくする効果が大であるので、Aとして選択される
。第一磁性層はあくまでこの軽希土類を主要な構成元素
とするものであることに注意されたい、第一磁性層でN
d、Prの軽希土類元素にさらに重希土類元素を添加す
ることは、第一暦、第二層間の磁気的交換結合を容易に
ならしめ、全体として垂直磁化膜を得やすくするととも
に、書き込み時の磁区形状を均一にさせ、磁区形状から
くる媒体ノイズを軽減させるという副次的な目的を達成
するためである。したがってそのような目的のための重
希土類元素としては典型的なTb、Dy、Gd、Ho、
Er等の中から選べばよい。あるいは重希土類元素は全
く含まれていなくても差し支えない。Tとしては、具体
的にはTi、Zr、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、
Pd、Pt、Al等の、耐食性を向上させることが知ら
れている遷移金属元素を選択することができる。
y z され、RはTbとDyからなる元素群より選択した少な
くとも一元素、MはFeとCoからなる元素群より選択
した少なくとも一元素、Uは耐食性を向上させる遷移金
属元素群より選択した少なくとも一元素であって、原子
%で15≦x≦35゜65≦y≦85,0≦2≦15.
x+y+z=100を満足する希土類−遷移金属非晶質
膜からなる。該第二磁性層でより強い磁気異方性と高耐
食性及び記録・再生についての高性能を得るためには、
より好ましくは20≦x≦30.70≦y≦80.0≦
2≦10.で、しかもキュリー温度TCは150℃及至
250℃である遷移元素の磁化が優勢側の組成か、もし
くはキュリー温度Tcは前記と同じで、補償温度が50
℃及至150℃である希土類元素の磁化が優勢側の組成
であることが望ましい。
できる。
石させ、磁気的眉間交換結合相互作用を利用することに
より、IKOe以上の保磁力を有して積層膜全体として
垂直磁化膜として振舞う光磁気記録に好適な記録膜を得
るためには、第二磁性膜の総膜厚(t2)に対する第一
磁性層の総膜厚(t□)の比(t□/lよ)を、当該交
換結合相互作用が第一磁性層全体に十分及ぶように、0
゜5以下、より好ましくは0.001及至0.2にする
のがよい。
護膜を介して、熱伝導度の高い金属、合金、あるいはセ
ラミックス等の熱拡散膜を配置することにより、さらに
高速書き込みに適した高性能の光磁気記録媒体が得られ
る。
を示す、ガラスあるいはプラスチックの基板3の上に、
公知のスパッタ法又は蒸着法により、第一磁性層として
厚さ100人のNd2゜C。
て厚さ1000人の′rb□Fe、、の垂直磁化膜2を
付着させた。第2図ないし第4図は、それぞれNd2.
co、。単層膜、T b2sF ets単層膜、本実施
例の積層膜について測定されたカーヒステリシ・ループ
を示す、これらのカーヒステリシス・ループの測定には
波長630nmのHe −N eレーザ光を用いた。第
2図に示されるように、Nd2゜Co、。単tSについ
て言えば、得られる力一回転角は大きいけれども、垂直
磁気異方性は小さい。後者の性質は、保磁力が小さく、
ループがほとんど斜めに寝てしまっていることによって
示されている。また、第3図に示されるように、Tbz
sFe7s単層膜について言えば、得られるカー回転角
は小さいけれども、垂直磁気異方性は大きい。
交していること、すなわち角型特性の良さによって示さ
れている。
れば、保磁力が2KOeであって角型特性がよく、かつ
得られるカー回転角も大きい、光磁気記録に好適な垂直
磁化膜が得られる。以上の特性は、二層間の磁気的交換
結合作用によって導かれるものと思われる。ちなみに、
従来、多層膜における磁気的眉間。交換結合相互作用が
いくつか報告されている。しかしながら、第一の膜の磁
気光学効果の大きさを維持しつつ、当該膜の垂直磁気異
方性の小ささを第二の膜との間の磁気的交換結合作用に
よってカバーした例は知られていない。
を二層にすることによってピットの安定化を図ることが
開示されているにすぎない。
存性を従来材のTb2□Fe、、Co□。非晶質膜のそ
れと比較したものを示す。図から明らかな如く、波長5
00nmでも本多層膜は従来材よりもはるかに大きなカ
ー回転角を示し、レーザ光の波長が短かい高密度記録で
も大きな再生出力が得られることが判る。第6図と第7
図はそれぞれこの二層膜の保磁力Hcとカー回転角fl
lkの温度依存性を示す。第7図に示されるように高い
温度でも高いカー回転角が得られるから、再生時のレー
ザ光により膜の温度が上昇しても、出力の低下が少なく
、高C/Nを得ることが出来る。なお、グラフで波長X
nmでのカー回転角としで示されている値は、波長Xn
mのレーザービームで記録ヲ行った後、同じXnn+の
レーザービームで再生を行った時に得られるカー回転角
の値である。実験ではレーザービームの波長を連続的に
変えてデータを得ている。
N dza (F ao、、C0a−z) go非晶質
膜200人、T b22F esllc o1o非晶非
晶質膜200人チン化ケイ素膜400人、Al膜100
0人からなる積層膜を作成し、前記実施例1と同様、角
型特性の良い積層垂直磁化膜を得た。波長500nmで
もカー回転角は劣化せず、pc基板側から測定して0.
75°の大きなカー回転角を得た。保磁力も10KOe
と大きな値を示し、実用光磁気材料として好適である。
0aks F ea−s) ssc r、非晶質膜20
0人、Tb2.Fe、。Co1I、Pt、非晶質膜20
00人、チン化アルミニウム1000人からなる積層膜
を作成し、前記実施例1と同様、保磁力Hcが4KOe
の角型特性の良い垂直磁化膜を得た。
から測定して0.60°の大きなカー回転角を得た。
Cr、非晶質膜200人、Tb1. Fc6. Go、
2Cr、非晶質膜2000人、ZrO2膜1000人か
らなるlA層膜を作成し、前記実施例1と同様、保磁力
11cが4KOeの角型特性の良い垂直磁化膜を得た、
波長400III11でもカー回転角は劣化せず、干渉
膜なしで0.5°の大きな値を得た。
非晶質膜と厚さ100人のT b、、F e、、Co。
るように積層した。実験の結果前記実施例1と同様、保
磁力Heが5 K Oeの角型特性の良い垂直磁化膜で
あることが確かめられた。カー回転角は、波長500n
mでも0.45°の大きな値を得た。
c Oo。
Coo*、)7.Nb4非晶質膜1000人、SiN膜
1000人を順次積層させ、前記実施例1と同様、保磁
力Hcが5KOeの角型特性の良い垂直磁化膜を得た。
.55°の大きな値を得た。
の異なるNd18Tb2(Fe、、、Co。、、)、。
は、これらの二層膜について得たデータに基いて、残留
カー回転角θにと、二層膜の保磁力と第二層単独の保磁
力の比Hc ’ / HC”を、第一層と第二層の膜厚
比(ti/2)の関数として示したものである。ここで
、残留カー回転角は、波長822nmのレーザ光で測定
されたものである。保持力比は、角型特性の良さを示す
。すなわち、二層膜全体として、第二層の保磁力(した
がって角型特性)の良さをどの程度受は継いでいるかを
示している。図かられかるように、残留カー回転角θに
は、膜厚比0.001及至0.2で最高値を示す一方、
0.5を越えると著しく低下する。保磁力比Hc ’
/ Hc ”は膜厚比が0.5を越えると著しく低下す
る。よって、高密度の光磁気記録に好適な垂直磁化膜を
得るためには、膜厚比(t□/2)を0.5以下、より
好ましくは0.001及至0.2にすればよい。
大きく、かつ膜面に対して垂直な方向に強い磁気異方性
を有し、高密度記録が可能な光磁気記録媒体が得られる
。
である。 第2図は、Nd、。Co、。単一膜のカーループ図であ
る。第3図は、Tb2.Fe、、単一膜のカーループ図
である。第4図は、Nd、。Go、。/Tb、。 F e7.積層膜のカーループ図である。第5図は、N
d2゜COs o / T b z 5 F 8 ?
s積層膜における、レーザ光の波長とカー回転角の関係
を示すグラフでアル。第6図は、Nd2゜CO@6 /
T b 25 F a tss層膜の温度と保磁力の
関係を示すグラフである。 第7図は、Nd、。Co@O/Tb2sFe−rs積旧
暦膜温度とカー回転角の関係を示すグラフである。 第8図は、第一磁性層の膜厚をt工、第二磁性層の膜厚
をt2、第二磁性層単独の保持力をHc”積層膜全体の
保磁力をHc’としたときの、本発明の1実施例におけ
る、保磁力比Hc ’ / Hc ”と膜厚比(t1/
t2)の関係及びカー回転角と膜厚比(t□/12)の
関係を示すグラフである。 第1図
Claims (9)
- (1)希土類元素として軽希土類元素を主に含み、かつ
該軽希土類元素はNdとPrからなる元素群より選択し
た少なくとも一元素である希土類−遷移金属非晶質膜か
らなる第一の磁性層と、希土類元素としてTbとDyか
らなる元素群より選択した少なくとも一元素のみを含む
希土類−遷移金属非晶質膜からなる第二の磁性層とを、
少なくとも一層ずつ積層してなることを特徴とする光磁
気記録媒体。 - (2)第二磁性層の厚さ(t_2)に対する第一磁性層
の厚さ(t_1)の比(t_1/_2)が0.5以下で
ある特許請求の範囲第1項記載の光磁気記録媒体。 - (3)第二磁性層の厚さ(t_2)に対する第一磁性層
の厚さ(t_1)の比(t_1/t_2)が0.001
乃至0.2である特許請求の範囲第1項記載の光磁気記
録媒体。 - (4)第一磁性層又は第二磁性層に耐食性を向上させる
遷移金属を含ませた特許請求の範囲第1項記載の光磁気
記録媒体。 - (5)一般式(A_1_−_aB_a)_l(Fe_b
Co_1_−_b)_mT_nで示され、AはNdとP
rからなる軽希土類元素より選択した少なくとも一元素
、Bは重希土類元素群より選択した少なくとも一元素、
Tは耐食性を向上させる遷移金属元素群より選択した少
なくとも一元素であって、0≦a≦0.5、0≦b≦1
であり、原子%で10≦l≦50、50≦m≦90、0
≦n≦15、n+m+n=100を満足する希土類−遷
移金属非晶質膜からなる第一の磁性層と、一般式R_x
M_yU_zで示され、RはTbとDyからなる元素群
より選択した少なくとも一元素、MはFeとCoからな
る元素群より選択した少なくとも一元素、Uは耐食性を
向上させる遷移金属元素群より選択した少なくとも一元
素であって、原子%で15≦x≦35、65≦y≦85
、0≦z≦15、x+y+z=100を満足する希土類
−遷移金属非晶質膜からなる第二の磁性層とを、少なく
とも1層ずつ積層してなる光磁気記録媒体。 - (6)第二磁性層の厚さ(t_2)に対する第一磁性層
の厚さ(t_1)の比(t_1/t_2)が0.5以下
である特許請求の範囲第5項記載の光磁気記録媒体。 - (7)第二磁性層の厚さ(t_2)に対する第一磁性層
の厚さ(t_1)の比(t_1/t_2)が0.001
乃至0.2である特許請求の範囲第5項記載の光磁気記
録媒体。 - (8)上記耐食性を向上させる遷移金属元素群は、Ti
、Zr、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Pd、Pt
、Au、Alからなる特許請求の範囲第5項記載の光磁
気記録媒体。 - (9)上記重希土類元素群は、Tb、Dy、Gd、Ho
、Erからなる特許請求の範囲第5項記載の光磁気記録
媒体。
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