JPH03260939A - 光磁気記録方法及び光磁気記録媒体 - 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〕 本発明は光磁気記録媒体及び光磁気記録媒体に関し、詳
しくは波長の異なる２以上のレーザービームを一つに集
光し、これを望ましくは２以上の記録体層を有する記録
媒体に照射して一度期に高密度記録が行なえるようにし
た光磁気記録方法、及び、この方法に好適に用いられる
光磁気記録媒体に関する。

〔従来の技術〕

レーザー光を書き込み（記録）、読み出しく再生）及び
記録消去の手段として用いる光磁気記録媒体は、大容量
の情報蓄積の手段として１９６０年代に提案され、それ
以降も研究が進められてきている。

特に１９７３年におけるアモルファスＧｄＣｏ合金膜が
提案されたのをきっかけに大きな進展をみている。

現在の光磁気記録媒体は希土類金属−遷移金属のアモル
ファス合金薄膜（垂直磁化膜）を記録層とし、反射光の
振動面が回転するカー効果を利用したものが主流となっ
ている。

ところが、このような光磁気記録媒体の記録ピッ１−は
レーザービームのスポット径で決まるため現状の記録密
度には制限があった。そこで光磁気記録媒体の記録層を
多層化し、各層にそれぞれ独立に光磁気記録を行うこと
により、記録密度を大幅に増大させる提案がなされてお
り、その主なものとして以下に述べる２つの方法がある
。

第■の方法は特開昭６１．−１０７５５２号、特開昭６
１−１０７５０２号、特開昭６１−１０７５０３号など
の公報に開示されている方法で、支持体上に非磁性膜、
第１磁性膜（膜厚１００〜１２０人）、非磁性膜、第２
ｉ性膜（膜厚約８００Ａ）、非磁性膜及び反射膜を順に
積層した構成の光磁気記録媒体を用い、情報の再生には
カー効果を利用している。この方法では、記録の際には
、レーザービームを支持体側から第１磁性膜又は第２磁
性膜に集光（フォーカシング）させたビームスポットに
対応する部分を加熱せしめと同時に磁界を印加させて情
報を書き込み、再生の際には、第１磁性膜の情報再生で
は波長８３０ｎｍのレーザービームを第１磁性膜に照射
してその反射光を検出し、また第２磁性膜の情報再生で
は波長７８０ｎｍのレーザービームを第２磁性膜に照射
してその反射光を検出して情報を読み出している。

第２の方法は特開昭６２−２１４５３８号、特開昭６２
−２１４５３９号、特開昭６２−２１４５４０号などの
公報に開示されている方法で、支持体上に光吸収率が異
なる複数（例えば５層）の磁性膜（膜厚約５０００久）
をそれらの間に非磁性膜（膜厚約５０００人）を介在さ
せて積層した光磁気記録媒体を用い、情報の再生には透
過光の振動面が回転するファラデー効果を利用している
。この方法では、記録の際には、レーザービームを支持
体側から所望の磁性膜に集光させ全体を一 一方向に磁化した後、該磁性膜を選択的に加熱してその
部分の磁化を反転させて情報を書き込み、再生の際には
、所望の磁性膜にレーザービームを集光し、該磁性膜に
よりファラデー効果を受けた後、記録媒体の反対側に透
過した光を検出した情報を読み出している。

しかしながら、上記従来の光磁気記録方法には以下に述
べるような問題点があった。

第１の方法で使用する光磁気記録媒体にはカー効果を示
す２つの磁性膜をこれら磁性膜の間に非磁性膜を介在さ
せて用いているが、このようなカー効果を示す磁性膜を
中間に多層にして用いることは次のような不利な点があ
る。すなわち、カー効果を利用する場合には各磁性膜の
反射率が良くないと光強度がとれずＳ／Ｎが悪くなるが
、各磁性膜は透過率の良い膜でないと下層へ光がとどか
ない。そこで、前記公報に記録の例では第１磁性膜の膜
厚を薄くして（１００〜１２ＯＡ）光を透過させている
が、これでは反射が少なくなりカー効果が減少するため
、第１磁性膜からは高Ｓ／Ｎの再生ができな４− くなり、実用上困難性が伴う。その対策として、特開昭
６１−１．０７５０２号公報に記載されているようにキ
ュリー温度Ｔｃを各層ごとに変えることが考えられるが
、このようにすると各層ごとに記録感度がばらついてし
まい好ましくない。またレーザー光出力を変化させるよ
うにしても上記欠点は解消されない。このようにカー効
果を示す複数の磁性膜を用いる方法は多重記録方式に向
いていない。

また、第１の方法には第２の方法と共通する次のような
問題がある。すなわち、両方法とも再生の際に所望の磁
性膜にレーザービームをフォーカシングする手法をとっ
ているが、このようなフォーカシング方式では、レーザ
ービームが記録部の磁性膜に垂直に入射せず傾むいて入
射する。一方、磁気光学効果はファラデー効果でもカー
効果でも磁化の向きと光の進行方向とが平行なときに最
も大きくなる。ところが、光磁気媒体の磁性膜は垂直磁
化膜であり、上述のようにレーザービームは傾むいて入
射するため、大きな磁性光学効果がとれずＳ／Ｎが大き
くできない。光磁気記録媒体に垂直磁化膜を用いない場
合には平面的な記録密度が大幅に減少する。また、両方
法とも記録の際にもフォーカシング方式を用いているが
、この方式では記録ビットが広がってしまい、平面的な
記録密度を大きくできない。そこで、記録ビットを小さ
くするため、両方法で使用する光磁気記録媒体に対し充
分垂直性があるレーザービームで書き込む場合には、下
側の磁性膜に記録するときに」二側の磁性膜のところで
レーザービームが充分広がっていないため上側の磁性膜
の記録が消えてしまう。

さらに、第２の方法では磁性膜間しこ介在させる非磁性
膜の膜厚を５００００Ａ程度としているが、このような
厚みでは光の吸収量が大きくなり透過光強度が弱くなっ
てＳ／Ｎが低下し、また作製するのに多くの時間が必要
となってくる。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は従来の光磁気記録方法ないし光磁気記録媒体の
もつ不都合な点を解決し、より高密度記録が行なえる方
法及びその方法に好適な光磁気記録媒体、更には、レー
ザー光を利用しないで記録・再生がなし得うる磁気記録
媒体や、書換え可能なホログラフィ−メモリ材料として
も使用しろる記録媒体を提供するものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の光磁気記録方法は、波長の異なる２以上のレー
ザービームを１つに集光し、これを非磁性支持体上に反
射膜、光吸収膜及び磁性膜からなる記録体層が１又は２
以上積層され、かつ、記録媒体層が積層されたものでは
光吸収膜並びに磁性膜は異なる波長のレーザービームに
対して互いに異なる光吸収率、磁性を有する光磁気記録
媒体に照射して、記録・再生・消去を行なうことを特徴
としている。

一方、本発明の光磁気記録媒体は、（ａ）非磁性支持体
上に、直接又は反射膜を介して、光吸収膜と磁気光学効
果及び垂直磁気異方性を有する磁性膜とからなる記録体
層が形成されてなることを特徴としており、また、（ｂ
）非磁性支持体上に、特定波長の光を反射し他を透過す
る反射膜と、特定波長の光を吸収し他を透過する光吸収
膜と、垂直磁気異方性を有し特定波長の光に対して磁気
光学効果を示す磁性膜とからなる記録体層が２以上積層
され、かつ、それら反射膜、光吸収膜及び磁性膜は記録
体層ごとに相違しており、更に、該支持体に最も近い記
録体層の磁性膜がカー効果を示すものであるときはその
記録体層に反射膜の存在は任意であり、その他の場合は
、他のすべての記録体層を含めて磁性膜はファラデー効
果を示すものであることを特徴としている。

本発明者は、先に、従来技術の不都合な点を改善するも
のとして、新たな光磁気記録方法及び光磁気記録媒体を
提案した（特願平１−２０４５１号）。ここで提案して
いる光磁気記録媒体は、非磁性支持体上にファラデー効
果を示しかつ垂直磁気異方性を有する複数の磁性膜を、
これら磁性膜間に光透過率に波長選択性のある非磁性膜
を介在させて、積層し、更に、これら積層膜のいずれか
一方の面に反射膜を設けるようにしたものである。また
、光磁気記録方法は、前記の光磁気記録媒体に上方又は
下方から各磁性膜に応じた波長の異なる２種一 以上の光を照射させ、各磁性膜に独立に情報を記録し再
生できるようにしたものである。この特願平１−２０４
５１号の発明によれば高Ｓハで大幅に記憶容量が向上し
多量記録が可能となる。

だが、ここに提案した発明では磁性膜は二つの機能を同
時に保有していることが必要である。即ち、一つは光を
吸収して磁性膜自体の温度を上げることであり、他の一
つはなるべく多く光を透過してファラデー回転角を上げ
ねばならないことである。この二つの機能は相反するも
のであり、従って、これら機能のどちらもが効果的に作
用するための努力はなされているものの、本発明者が充
分満足しろるまでには達していないのが実情である。

本発明はこうした背景のもとに、特願平１−２０４５１
号の発明に改良を加えることによって、即ち、前記二つ
の機能を各々の膜が別々にそれら機能を分担しあうこと
によって、充分満足しうる記録・再生・消去が行なうう
る光磁気記録方法及び光磁気記録媒体を提供するもので
ある。

以下に、本発明をさらに詳細に説明する。

本発明に係る光磁気記録媒体（以降単に「記録媒体」と
略記することがある）においては、磁性膜は光の透過率
を充分良好なものとし、その一方で、特定波長の光を吸
収する光吸収膜を設け、磁性膜と光吸収膜とが接するよ
うに積層せしめるという手段が採用されている。このよ
うな構成が採られる結果、垂直磁性異方性を有し特定波
長の光に対して磁気光学効果を示す磁性膜は光減衰を考
慮する必要がないため膜厚を厚くすることができ、ファ
ラデー回転角（ＯＦ）を大きくとることができる。

加えて、磁性膜に記録し又はこれを消去するためには、
磁性膜をキュリー温度（別の方法もあるがいずれも温度
を上げるという手段が採用されることには変りはない）
まで昇温させるが、本発明においては、磁性膜で発熱さ
せるのではなく、磁性膜に接している（磁性膜をサンド
インチのように挟んでもよい）光吸収膜で発熱した熱（
光−熱交換により得られた熱）をもって磁性膜を加熱す
るという、間接的な磁性膜の昇温手段が採用されている
。

光吸収膜には反射膜が磁性膜とは反対側の位置に接して
設けられており、ここに磁性膜、光吸収及び反射膜から
なる１つの記録体層が構成されるようになっている。

第１図は本発明に係る光磁気記録媒体の一例の概略断面
図である。記録体層１は、反射膜１１．光吸収膜１２及
び磁性膜１３からなり、この記録体層ｌは非磁性支持体
９上に設けられている。第１図においては、支持体９に
接して反射膜１１が設けられているが、支持体９が光に
透明なものであれば前記各層の位置関係は逆であっても
かまわない。なお、磁性膜１３は特定の光に対してファ
ラデー効果を示し垂直磁気異方性を有するものであり、
光吸収膜１２は特定な光を吸収し他を透過する波長選択
性を有するものであり、反射層１１は前記特定な光点外
の光を透過する波長性を有するものである。

支持体９にはプラスチック、セラミック、金属など適宜
の非磁性材料が用いられる。ここで支持体用プラスチッ
クとしては、ポリイミド、ボリア１１− ミド、ポリエーテルサルホン等の耐熱性プラスチックは
勿論のこと、ポリエチレンテレフタレート、ポリ塩化ビ
ニル、三酢酸セルロース、ポリカーボネート、ポリメチ
ルメタクリレートのごときプラスチックも使用できる。

また、支持体９の形状としては、シート状、カード状、
ドラム状、長尺テープ状等の任意の形状をとることがで
きる。

反射膜１１にはＡｕ、　ＡＱ、　Ａｇ、　Ｐｔ、　Ｃｒ
、　Ｎｄ、　Ｇｅ、Ｒｈ、Ｃｕ、　Ｔｉ、などの材料が
用いられる。

光吸収膜（断熱透明膜）には、一般に光学薄膜として知
られているＭｇＦ２、Ｓｉｎ□、ＴｉＯ２、ｚｒＯ□、
ＣｄＯ２、Ａｆ１２０３などの材料が用いられる。

磁性膜１３には（１）垂直磁気記録媒体で採用されてい
る磁性材料（代表的な六方晶最密充填（ｈＣｐ）構造の
マグネトプラムバイト型Ｂａフェライト）を使用したり
、（２）ＭｎＢｉ、　ＭｎＣｕＢｊ、　ＭｎＧａＧｅ、
　ＭｎＡＱＧｅ、ＰｔＣｏ　（以上多結晶）　；　（Ｙ
Ｂｉ）Ｂ　（ＦｅＧａ）！ｉ　０１２　（単結晶）；Ｇ
ｄＣｏ、　ＧｄＦｅ、　ＴｂＦｅ、　ＧｄＴｂＦｅ、　
ＴｂＤｙＦｅ（以上アモルファス）などの材料が用いら
れてもよいが、好ましくは、（３）Ｆｅ、Ｃｏ及びＮｉ
から選ばれる金属（Ｍ）の１２− 少なくとも１種の窒化物（ＭＸＮ（２＜Ｘ≦３）〕を戊
分とし、柱状構造を呈しており、かつ、その柱状構造内
にはアモルファス状非磁性体に包囲されたＣ軸配向の該
金属窒化物と該金属の微粒子とを有しているもの（特願
平１−１３５５７５号）である。この（３）の磁性膜中
には炭素、酸素、弗素等を適当量含有させることによっ
て透光性を向上させることができる。また、この（３）
のε相ＭｘＮの柱状磁性膜は、耐熱性が大幅に向上して
おり、膜は緻密で耐摩擦性、耐腐蝕性が良好で、機械的
にも化学的にも安定なものとなっている。

これら膜の厚さは、反射膜１１が１００人〜１０ＩＡ好
ましくは５００〜５ｏｏｏｏ人であり、光吸収膜１２が
１００人〜１０／Ｊｍ好ましくは５０−５００００人で
あり、磁性膜１３が１００〜５０００１好ましくは５０
０〜３０００人である。但し１反射層１１及び光吸収膜
１２の厚さは、特定波長（λ１及びλ２）に対しその波
長の１／２や１／４等に精度よく制御されている必要が
ある。

また、反射膜１１及び光吸収膜１２はＣＶＤ法、法など
により製膜されてもよいが、特にイオンスパツタ法によ
るのが好ましく、その際、Ｎ２、Ａｒのイオン化ガスの
総ガス圧力を最適化することによって、所望の膜構造を
得ることができる。

第２図は、第１図に示した記録体層が複数（ここでは２
層）積層された光磁気記録媒体の概略図である。

先に触れたように、１ｉｉｌ！録体層が積層されている
場合には、それらを構成する各層には波長選択性が要求
される。これを第２図により説明すると、集光された波
長λ１、波長λ２．波長λ３及び波長λ、のレーザービ
ーム（理解しやすくするためしこ、波長λ、と波長λ２
とを１つにし、波長λ３と波長λ、とを一つにし、これ
らを別々に図面では表わしである）を光磁気記録媒体に
照射した状態で磁界がかけられると、第２記録体Ｍ２の
光吸収膜２２で波長λ１の光が吸収され、これが磁性膜
２３を加熱し、この状態のもとで磁性膜２３は波長λ２
の光を受けて記録がなされる。この場合、波長λ１及び
波長λ２の光は第１記録体層１にはほとんど達せず、ま
た、達したとしても磁性膜１３に影響を与えることがな
い。

−・方波長λ３と波長λ、とのレーザービームを光磁気
記録媒体に照射した状態で磁界がかけられると、波長λ
３及び波長λ４の光は第２記録体Ｎ２に何等の影響を与
えることなく第１記録体Ｎ１に達し、前記の第１記録体
１の場合と同様に、磁性膜１３には記録がなされる。

従って、いま波長λ１、λ２、λ３及びλ４の４つの光
が集光され、光磁性記録媒体に照射された場合には、第
１記録体層１、第２記録体層２の両方に同時に記録がな
されることになる。

再生は波長λ２の光と波長λ４の光を記録時の出力より
も少なめにして照射することで容易に行なうことができ
る。

記録の消去又はオーバーライドは記録時の操作に準じて
行うなえばよい。

本発明に係る光磁気記録媒体は、ファラデー効果によっ
て記録・再生を行なうことを意図しているが、第２図に
示したような積層タイプのものにあっては、第１記録体
層１はカー効果による再生で１５− あってもかまわない。その場合には、反射層１１を設け
る必要はない。

なお、磁性膜が自由表面側に位置している光磁気記録媒
体であれば、露出している磁性膜の上面に誘導体膜（Ｓ
ｉＯ□、Ｔｉｅ２、窒化シリコン、窒化アルミニウム、
アモルファスＳＬなどの薄膜）を設けてエンハンス効果
を出すようにしてもよい。また、表面に磁性膜又は反射
膜が位置しているものでは、必要に応じて、保護層が設
けられてもよい。保護層の材料は一部が前記誘電体層の
ものと重複するが、ＳｉＮ、　Ｙ２Ｏ３、ＡＱ２０３、
ＺｎＳ、５ｉＯ５ＳｉＯ□、ＡＱＮ、　Ａ此などがあげ
られる。これら誘電体層及び保護層の厚さは１μｍ以下
好ましくは０．０３〜０．５μｍくらいが適当である。

〔実施例〕

次に実施例及び比較例を示すが、本発明磁性膜はこの実
施例に限られるものではない。

実施例１ 非磁性支持体としてディスク状ガラス基板を用い、該ガ
ラス基板上に真空蒸着を用いて第１の反６ 対膜としてＡＱ薄膜（膜厚約１５００人）を設けた。

次に、このＡＱ薄膜の表面に第１の光吸収膜を設けた。

この光吸収膜はまず約１９５０大尽のＴｉｅ、膜、次い
で約１９５０大尽のＳｉＯ□膜、更に約１９５０人のＴ
ｉｅ２膜の順で製膜し、これを繰り返して合計２１／ｉ
積層し多層膜とした。第１の光吸収層を同一ガラス基板
上に設けたものは約７８００大の波長の光を吸収した。

第１の光吸収層の表面にε相窒化鉄（ＦｅｘＮ：ｘ＝２
〜３）とアモルファスＦｅ、　０４とα−Ｆｅ微粒子と
を含み、柱状構造を有する本文記載の磁性薄膜を約３０
００人の膜厚となるように設けて第１の磁性膜とした。

この磁性膜の製膜にはイオンビームスパッタ装置を用い
、０２ガスを導入しながら行なった。ターゲットにはＦ
ｅ（９９，９９％）を用い、また、イオン化ガスにはＡ
ｒ（７５％）＋Ｎ２（２５％）を用いた。ＶＳＭで測定
したところ、この第１の磁性膜は角型比（Ｓｇ□）＝０
．２１．抗磁力（Ｈｃｍ）＝５５０００、垂直磁気異方
性磁界（Ｈｋ）＝５．２ＫＯｅの垂直磁化膜であった。

分光透過率は波長依存性が少なく波長範囲３０００〜９
０００Ａで４３〜５５％であった。また、ｘｇ回折図形
からはε相窒化鉄の０面のみの回折ピークが観察され、
Ｃ軸配向膜であるのが認められた。

ついで、第１の磁性層の表面に第２の反射層を設けた。

この反射層はともに約１９５ＯＡ厚のＭｇＦｚｌ摸とＺ
ｎＳ膜とを積層し、これを３回繰返し、更に、約１９５
ＯＡ厚のＭｇＦ２膜、約３９０ＯＡ厚のＺｎＳ膜、約１
９５ＯＡ厚のＭｇＦ２膜を積層した後、１９５０人厚の
ＺｎＳ膜とＭｇＦ２膜とを積層しこれを３回繰返した。

これらの第２の反射膜は真空蒸着法で製膜した。この第
２の反射膜は波長約７８００人のレーザー光の光透過率
が９０％であり、波長約４００ＯＡの光の反射率は９６
％であった。

ついで第２の反射膜の表面に第２の光吸収膜を真空蒸着
法で製膜した。この第２の反射層は前記第１の吸収膜の
膜厚を約１００ＯＡとした以外は全く同様に２１層を積
層して設けた。第２の光吸収膜は波長約４０００大の光
を吸収し、約７８０ＯＡの波長の光に対しては９５％の
光透過率であった。

更に、第２の光吸収膜の表面に第２の磁性膜を設けた。

第２の磁性膜は第１の磁性膜とまったく同様にして約２
００ＯＡ厚の磁性膜とした。

このようにして作製した光磁気記録媒体の同一箇所に第
２図に示したように、波長λ１（約４０００大のレーザ
ー光）、波長λ３（約７８００λのレーザー光）を同時
に入射させて記録し、再生した。第１の記録体層には約
７８００人、第２の記録体層には約４０００Ａの各４ｍ
Ｗの光で信号が記録されたディスクの回転数は９００ｒ
ｐｍであった。第１の記録体層のＣ／Ｎは２８ｄＢであ
り、第２の記録体層のＣ／Ｎは３３ｄＢであった。

比較例１ 第１及び第２光吸収膜を設けなかった以外は実施例１と
全く同様にして光磁気記録媒体を作製し、記録・再生を
行なった。第１の記録体層のＣ／Ｎは＋１９ｄＢであり
、第２の記録層のＣ／Ｎは２４ｄＢであった。ついで、
レーザー光のパワーを８ｍＷとして記録した。

第１の記録体層のＣハは２４ｄＢであり、第２の記録体
層のＣ／Ｎは３１ｄＢであった。

〔発明の効果〕

本発明では透明な磁性薄膜（垂直磁化膜）と光吸１９− 数層とを積層して設けることによって磁性薄膜の厚みを
従来より厚くすることができ、従って、ファラデー回転
角を大きくすることができる。また、磁性薄膜と光吸収
膜の組合せを繰返した構成の光磁気記録媒体に、２種以
上の波長の光を同一箇所に同時に入射させて記録及び再
生するので、高Ｓ／Ｎで高密度かつ大容量の記録が行な
えるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明に係る光磁気記録媒体の二側
の概略断面図である。 １・・・第１の記録体層 ２・・・第２の記録体層 １１．２１・・・反射層 １２．２２・・・光吸収層 １３．２３・・・磁性層 ２０−

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）波長の異なる２以上のレーザービームを１つに集
   光し、これを非磁性支持体上に反射膜、光吸収膜及び磁
   性膜からなる記録体層が１又は２以上積層され、かつ、
   該記録体層が積層されたものでは各々の光吸収膜並びに
   磁性膜は異なる波長のレーザービームに対して互いに異
   なる光吸収率、磁性を有する光磁気記録媒体に照射して
   、記録・再生・消去を行なうことを特徴とする光磁気記
   録方法。
2. （２）非磁性支持体上に、直接又は反射膜を介して、光
   吸収膜と磁気光学効果及び垂直磁気異方性を有する磁性
   膜とが密着して形成されていることを特徴とする光磁気
   記録媒体。
3. （３）非磁性支持体上に、特定波長の光を反射し他を透
   過する反射膜と、特定波長の光を吸収し他を透過する光
   吸収膜と、垂直磁気異方性を有し特定波長の光に対して
   磁気光学効果を示す磁性膜とからなる記録体層が２以上
   積層され、かつ、それら反射膜、光吸収膜及び磁性膜は
   記録体層ごとに相違しており、更に、該支持体に最も近
   い記録体層の磁性膜がカー効果を示すものであるときは
   その記録体層に反射膜の存在は任意であり、その他の場
   合は、他のすべての記録体層を含めて磁性膜はファラデ
   ー効果を示すものであることを特徴とする光磁気記録媒
   体。