JPH0352650B2 - - Google Patents

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JPH0352650B2
JPH0352650B2 JP58142113A JP14211383A JPH0352650B2 JP H0352650 B2 JPH0352650 B2 JP H0352650B2 JP 58142113 A JP58142113 A JP 58142113A JP 14211383 A JP14211383 A JP 14211383A JP H0352650 B2 JPH0352650 B2 JP H0352650B2
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Mitsubishi Materials Corp
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Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、レーザ光線により情報の記入・消
去を行なう光記録に関する。
「従来の技術」 光記録は、高記録密度、高速アクセス、非接触
記録再生などの特長があり、急速に実用化されつ
つある。
しかしながら、現在のビデオデイスク、オーデ
イオデイスク等の光記録媒体にあつては、情報の
書き込みおよび読み出しは可能ではあるが、消去
あるいは書き替えが行えず、いわゆるROM(読
み出し専用メモリ)にとどまつており、情報の消
去、書き替えの点が未解決のまま残されている。
ところで、従来より、金属の結晶構造の変態に
伴つて、その表面の光反射特性が変化することが
知られている。
本発明らは、この現象を光記録法に応用すべく
研究を行なつた結果、以下のような新規な知見を
得るに至つた。
相変態を生じる金属の中でも、マルテンサイ
ト変態を起こす合金は相変態に伴う光反射率の
変化が大きく、その変化率は合金種に応じた特
定波長において最大となる。
前記合金の薄膜をスパツタリングまたは蒸着
法により基板上に形成した場合、レーザ光線の
照射により薄膜を局部的に相変態させることが
可能で、しかも照射条件を変化させて加熱後の
冷却速度を調節すると、下記a、bの2通りの
相変態が選択できる。
a 薄膜がマルテンサイト相である場合、レー
ザ光線を相対的に低出力で薄膜に照射し、局
部的に逆変態開始温度以上に加熱すると、加
熱後の冷却速度が小となり、マルテンサイト
相が母相に転換される。
b 薄膜が母相である場合、レーザ光線をaに
比して高出力かつ短時間で薄膜に照射し、局
部的に加熱すると、加熱後の薄膜の冷却速度
がaに比して大となり、母相がマルテンサイ
ト相に転換される。
この発明は上記知見に基づいてなされたもの
で、情報の書き込み、読み出しは勿論の事、消去
および書き替えを簡単に行なうことのできる光記
録法を提供することを課題としている。
「課題を解決する手段」 以下、この発明を詳しく説明する。
この発明に係わる光記録法は、マルテンサイト
変態を示す合金の薄膜を基板上に形成した光記録
媒体を用い、薄膜をマルテンサイト相に統一した
後、下記操作a、bにより薄膜に情報を記入、あ
るいは薄膜から不要情報の消去を行なうようにし
たことを特徴としている。
a 薄膜の情報を記入すべき箇所に対し、この箇
所を逆変態開始温度以上に加熱可能で、かつ加
熱後にマルテンサイト相から母相へ転換可能な
冷却速度となる強度でレーザ光線を照射し、照
射箇所を母相に転換することにより、その光反
射率を変化させて情報を記入する。
b 薄膜の不要情報が記入された箇所に対し、レ
ーザ光線を前記記入操作aに比して高出力かつ
短時間で照射し、前記箇所を加熱後に母相から
マルテンサイト相へ転換可能な速度で急冷させ
ることにより、母相をマルテンサイト相に復帰
させ、不要情報の消去を行なう。
マルテンサイト変態を示す合金としては多種多
様なものが知られているが、この発明において使
用されうるマルテンサイト変態合金としては、マ
ルテンサイト変態開始温度(Ms点)と逆変態開
始温度(As点)との差ができるだけ大きく、か
つMs点とAs点との間に常温域(0℃〜40℃)が
存在することが必要であり、望ましくはMs点が
−10℃以下で、As点が100℃以上のものが好まし
い。
このような温度ヒステリシスを持つマルテンサ
イト変態合金では、一旦形成されたマルテンサイ
ト相をレーザ光線照射により部分的にAs点以上
に加熱し、その一部を逆変態させれば、この母相
は常温においても維持され、情報が保持される。
また、この母相をMs点以下に冷却すれば、再び
マルテンサイト相に変態し、情報が消去されるこ
とになる。
図面はこのようなマルテンサイト変態を示す
Cu−Al−Ni合金のヒステリシス曲線を示すもの
で、光反射率を相変態の指標としてある。
上記のような条件を満す合金としては、 (イ) Ni−Ti系および Ni−Ti−X系(X;Co、Cu、Fe、U、Cr、
Mn) (ロ) Ni−Al系および Ni−Al−X系(X;Co、Ga、Zn、Ti) (ハ) Cu−Zn系および Cu−Zn−X系(X;Ga、Ge、Al、In、Sb、
Si、Sn、Ni) (ニ) Cu−Al系および Cu−Al−X系(X;Fe、Ni、Co、Mn) (ホ) Au−Cd系および Au−Cd−X系(X;Cu、In、Hg、Mn、
ZN) (ヘ) Au−Zn系および Au−Zn−X系(X;Ga、In、Cu、Mg、
Cd、Ag) (ト) Ag−Cd系および Ag−Zn−Cd系 (チ) In−Tl系および In−Cd系 (リ) Mn−Cu系 (ヌ) Fe−Mn系、Fe−Ni系、Fe−Pt系および Fe−Ni−Cr系 などの合金から選ばれる。
そして、このような合金は、ガラス、金属、セ
ラミツクスなどからなる基板上に膜厚0.03〜2μm
程度の薄膜として形成されて光記録媒体とされ
る。
0.03μm未満では均一な薄膜が得られにくいう
え基板の影響を受けて相変態しにくくなる。また
2μmより厚いと逆変態開始温度まで薄膜温度を
上昇するために必要な熱量が大となり、レーザ光
線照射後の冷却速度が小さくなつて、母相をマル
テンサイト相に変態させることが困難になる。な
お、薄膜化の手段としてはスパツタリング法また
は蒸着法が好適である。
そして、薄膜となつてもこの種の合金は上記マ
ルテンサイト変態特性を維持している。
なお、上記基板上の合金薄膜上に光透過性の保
護層を設けてもよく、また基板と薄膜との間に熱
反射層を設けてもよい。
上記合金薄膜をマルテンサイト変態および逆変
態させる加熱手段としては、特に加熱効率の高い
レーザ光線が用いられる。また、薄膜の光反射率
変化を読み出す手段としても、特定の波長の光、
特にレーザ光線が好適である。
次に、このような光記録媒体を用いて光記録を
行なう方法について説明する。
基板上に形成された合金の薄膜は、スパツタリ
ングあるいは蒸着の際、基板上で超急冷されるた
め、最初は一般にマルテンサイト相となつてい
る。したがつて通常は、薄膜をマルテンサイト相
に転換する処理は不要である。このマルテンサイ
ト相は、図面のグラフに示されるように母相の光
反射率よりも高い反射率を有する。
本発明の方法において情報を記入するには、全
体がマルテンサイト相とされた薄膜の一部に、レ
ーザ光線を相対的に低出力で照射し、局部的に
As点以上に加熱する。すると、照射時間は必然
的に比較的長くなり、照射中に周囲に熱が拡散す
るため、照射箇所の近傍での熱勾配は小さく、こ
れにより照射後の冷却速度が小さくなり、マルテ
ンサイト相が母相に転換される。なお、実際の照
射条件は、薄膜の厚さや、合金種による熱伝導率
および逆変態開始温度の差異、基板の種類によつ
て異なるため一慨に言うことはできない。実験を
行なつて決定すべきである。
こうして母相に転移した薄膜の一部は、合金の
Ms点が常温以下の低温であるので、常温では母
相として安定に存在する。例えばCu−Al−Ni合
金の母相の光反射率は、グラフからも明らかなよ
うに、マルテンサイト相のそれよりも低く、薄膜
の一部で光反射率の変化が生じるため、情報の記
録(書き込み)が行える。したがつて、この光反
射率の変化を先のレーザ光線等の光検知手段で検
出することにより、記録の再生(読み取り)が可
能である。
一方、記入された情報の部分消去を行なうに
は、やはりレーザ光線を照射し、照射条件を制御
して、加熱後の冷却が超急冷で行われるように
し、母相の一部をマルテンサイト相に変態させ
る。
加熱後に薄膜を超急冷するには、レーザ光線の
単位面積当たりの出力を高め、薄膜の照射面を短
時間で加熱する。すると照射箇所の近傍での熱勾
配が大きくなり、照射後には照射箇所から急速に
周囲に熱が拡散するために、結果的に照射箇所が
常温まで超急冷されることになる。この場合の照
射条件も実験により決定すべきである。
また、記入された情報の一括消去を行なうに
は、薄膜全体をMs点よりも十分低い温度に冷却
する。これにより、局部的に母相となつている情
報記入部分がすべてマルテンサイト相に変態し、
記録全体が一括消去される。
以上のようにして、本発明にあつては情報の書
き込み、読み取り、消去、書き替えが行える。そ
して、変態に伴う光反射率は、波長を選ぶことに
より、その強度比を2以上とすることができ、
S/N比の高い光記録を行うことができる。ま
た、マルテンサイト変態は温度条件さえ満足すれ
ば、何回でも繰返し起こりうるので、この光記録
媒体は半永久的に記録一消去を繰り返すことがで
き、長寿命である。
「実施例」 以下、実施例を示して、本発明を具体的に説明
する。
ガラス製基板上にCu13.9wt%、Al3.4wt%、Ni
残部よりなる合金薄膜を、スパツタリング法によ
り膜厚600Åに形成した。この薄膜は成膜後常温
でマルテンサイト相を示した。なお、上記組成の
As点は約200℃、Ms点は−10℃である。
このマルテンサイト相の波長830nmでの光反
射率は62%であつた。この薄膜に、波長633nm、
出力4mWのレーザ光線を焦点0.8μmに焦つて
500ns照射し、加熱して部分的に母相に逆変態さ
せた。この母相の波長830nmでの光反射率は29
%であつた。
この結果、情報の書き込みおよび読み取りが可
能であることが確認された。
また、上記のようにしてマルテンサイト相に部
分的に形成された母相は、薄膜全体を−30℃に冷
却することによつて、母相はすべてマルテンサイ
ト相に変態し、情報の一括消去が可能であつた。
さらに、波長830nm、出力8mWのレーザ光
線を、焦点を0.8μmに焦つて50ns間、先の母相に
照射したところ、加熱超急冷され、母相はマルテ
ンサイト相に変態し、光反射率が62%と元に復帰
し、情報の部分消去が可能であることが認められ
た。
上記情報の記録および部分消去を1分間隔に
1000回繰り返したが、光反射率の相転移に伴う変
化には変動が認められず、多数回の繰り返し使用
が可能であることが示された。
なお、Cu1.99wt%、Zn5.9wt%、Al残部よりな
る合金、Ni21.2wt%、Al残部よりなる合金、お
よびNi45.9wt%、Ti残部よりなる合金の薄膜に
ついてもそれぞれ同様の結果が得られた。
「発明の効果」 以上説明したように、この発明に係わる光記録
法によれば、薄膜に照射するレーザ光線の出力強
度および照射時間を調整することにより、初期状
態がマルテンサイト相にある薄膜を局部的に母相
へ変態させ、光反射率の変化として情報の記録が
可能である一方、不要な情報は母相からマルテン
サイト相へ変態させ、情報の部分消去を行なうこ
とができる。
したがつて、従来の光記録法では困難だつた情
報の書き込みおよび部分消去が、レーザ照射装置
以外の特別な加熱または冷却装置なしに容易にか
つ高速で行なうことができ、光記録の用途を大き
く拡大できる。
また、相変態に伴つて薄膜の光反射率は二値変
化するうえ、合金種に応じた特定波長の光を反射
率測定に用いることにより、光反射率の変化度合
を大きくとることができ、高S/N比が実現可能
である。
さらに、マルテンサイト変態および逆変態は疲
労現象を示さないため、記録/消去を半永久的に
繰り返すことができ、光記録媒体の耐用回数が大
きく、長寿命である等の利点を有する。
【図面の簡単な説明】
図面は、マルテンサイト変態/逆変態の温度ヒ
ステリシスを示すグラフである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 マルテンサイト変態開始温度が0℃以下、か
    つ逆変態開始温度が40℃以上である合金の薄膜を
    スパツタリング法または蒸着法により基板上に形
    成し、前記薄膜をマルテンサイト相に統一した光
    記録媒体を用い、下記操作a、bにより情報の記
    入・消去を行なうことを特徴とする光記録法。 a 前記薄膜の情報を記入すべき箇所に対し、こ
    の箇所を逆変態開始温度以上に加熱可能で、か
    つ加熱後にマルテンサイト相から母相へ転換可
    能な冷却速度となる強度でレーザ光線を照射
    し、照射箇所を母相に転換することにより、そ
    の光反射率を変化させて情報を記入する。 b 前記薄膜の不要情報が記入された箇所に対
    し、レーザ光線を前記記入操作aに比して高出
    力かつ短時間で照射し、前記箇所を加熱後に母
    相からマルテンサイト相へ転換可能な速度で急
    冷させることにより、母相をマルテンサイト相
    に復帰させ、不要情報の消去を行なう。
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60129944A (ja) * 1983-12-15 1985-07-11 Seikosha Co Ltd 光情報記録媒体

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JPH0576101B2 (ja) 1993-10-21
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