JPH04192138A

JPH04192138A - 光磁気記録媒体

Info

Publication number: JPH04192138A
Application number: JP2324276A
Authority: JP
Inventors: Tatsuya Fukami; 達也深見; Kazuhiko Tsutsumi; 和彦堤; Takashi Tokunaga; 隆志徳永; Yoshiyuki Nakagi; 義幸中木
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1990-11-26
Filing date: 1990-11-26
Publication date: 1992-07-10

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〕この発明は磁界発生源を必要としないダイレクトオーバ
ーライド可能な光磁気媒体に関するものである。

〔従来の技術〕

第３図は例えばＪｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ａｐｐｌｉｅｄ
　Ｐｈｙｓｉｃｓｖｏｌ、６７　Ｎｏ、９　ｐ４４１５
〜ｐ４４１６に示された従来の光変調オーバーライド可
能光磁気記録媒体の構成図および記録・再生のための磁
界発生源および光ビームであり、（１）はレーザー等に
より出射されレンズにより集光された光ビーム、（２）
はＨｂなる磁界を発生する磁界発生源、（３）はガラス
またはプラスチックの透明基板、（４）〜（７）は互い
に交換結合した４層構造の磁性層であり、（４）が第１
層、（５）が第２層、（６）か第３層、（７）が第４層
である。

第１１５（４）は、２値記録情報（０およびｌ）を磁化
方向の上下として記憶し、再生時にその磁化方向は、レ
ーザービームにより磁気光学的カー効果による偏光面の
回転として、再び２値情報として読み出される。

第２層（５）〜第４層（７）は、光変調オーバーライド
を達成するために必要な層である。特に第４層（７）は
、製膜後に全面に渡って一様に、例えば上向きに磁化さ
れる。そしてこの第４層（７）は、極めて高いキュリー
温度と大きな保磁力を有しているため、記録・再生時に
磁化反転することなく、上向きの磁化方向を半永久的に
維持する。第２層（５）および第３層（６）の具体的な
働きについては後述する。

なお各層のキュリー温度には（ｉ層のキュリー温度をＴ
ｃｉとすると）、おおよそＴｃ３＜　Ｔｅｌ＜　Ｔｃ２＜　Ｔｃ４なる関係がある
。

次に第４図を用いてダイレクトオーバーライドのメカニ
ズムについて説明する。第４図（八）は記録時の各層の
磁化変化の様子を描いた模式図であり、第４図（Ｂ）は
再生時および記録時のレーザービームの強度変化を表し
ている。

第４図ＣＢ）に示した様にレーザービーム強度はＰａ、
Ｐｃ、Ｐｘの３つの値を取り得る。（ＲはＲＥＡＤ％Ｌ
はＬＯＷ、ＨはＨＩＧＨの略である）Ｐ、は再生時の強
度であり、極めて弱いため媒体の磁化状態を変化させる
ことはない。一方、Ｐ、、Ｐ、は記録時に照射される強
度であり、これらの照射は媒体の磁化状態に変化を与え
る。

ＰＨ＞ＰＬなる関係がある。２値情報の“０”を記録し
たい時はＰＬが、“１”を記録したい時はＰ、が照射さ
れる。そしてＰＬが照射された時の媒体温度はＴＬまで
上昇し、Ｐ８が照射されたときにはＴ８まて上昇する。

（Ｔい〉Ｔ、）このように加熱された媒体のレーザース
ポット部は、レーザー照射が終わると冷え始める。第４
図（Ａ）はこの冷却時の各層の磁化反転の様子を模式的
に示したものであり、上段はＰＬ照射後の、下段はＰ０
照射後の冷却過程にそれぞれ対応している。

第４図（Δ）に示された磁化変化について説明する前に
、光磁気材料である希土類−遷移金属（以下ＲＥ−ＴＭ
と表記）材料の基本的な性質について述べる。ＲＥ−７
Ｍ材料はフェリ磁性体と呼ばれ、ＲＥの磁化とＴＭの磁
化か互いの磁化を打ち消す様に（すなわち反平行に）結
合している。

従って全体の磁化方向は、ＲＥの磁化とＴＭの磁化の大
きいほうを向き、その大きさは両者の差で与えられる。

ＲＥの磁化の方か大きい時をＲＥ優勢と呼び、逆の場合
を７Ｍ優勢と呼ぶ。特に全体の磁化がゼロになるときの
組成は、補償組成と呼ばれる。また温度上昇に伴ってＲ
ＥおよびＴＭの磁化は共に減少するが、一般にＲＥの磁
化の減少の方がＴＭの磁化の減少より速く、したがって
、温度上昇に伴いＲＥ優勢から７Ｍ優勢に移行する傾向
を持つ。

つぎに交換結合した多層膜の性質について述べる。交換
結合とは隣り合う磁性層間に働く力であり、互いのＴＭ
の磁化方向を平行にする様に働く。

たとえば第４層のＴＭの磁化が下向きの場合、第３層の
磁化には、そのＴＭの磁化を下向きにする様に力が働く
。もちろん各層においてはＴＭの磁化とＲＥの磁化は反
平行になっているので、隣り合う層間のＲＥの磁化を平
行にする様に働くとも考えられる。

さて第４図（Ａ）に戻って、オーバーライドのメカニズ
ムを説明する。ここて図中に示された各層の矢印の方向
は、各層のＴＭの磁化方向に対応している。

まず室温においては、第２層（５）〜第４層（７）のＴ
Ｍの磁化はすべて上向きに揃っている。そして、第１層
（４）の磁化方向のみ記録２値情報に対応して上向き、
または下向きに向いている。（→状態３０ｒ７）情報“０”を記録したい時（第１層の７Ｍ磁化を上向き
にしたい時）には、強度ＰＬのレーザービームが照射さ
れ、媒体温度はＴＬ　（≧Ｔ　ｅｌ）まで上昇する。第
１層（４）および第３層（６）のキュリー温度を越えた
この温度においては、第１層（４）および第３層（６）
の磁化は消失している。（→状態ｌ）′そして媒体がＴ
ｅｌ以下に冷却されると、第１層（４）のＴＭの磁化は
交換力により第２層のＴＭの磁化方向、すなわち下向き
に揃う。（状態２）　さらに室温近傍まで冷却がすすむ
と、第１層（４）は安定になり０”の記録か完了する。

（状態３）次に情報“１′を記録したい時（第１層の７
Ｍ磁化を下向きにしたい時）には、強度ＰＨのレーザー
ビームか照射され、媒体温度はＴ’ｓ（≧Ｔ　ｃ２）ま
で上昇する。第１層（４）、第２層（５）および第３層
（６）のキュリー温度を越えたこの温度においては、第
１層（４）、第２層（５）および第３層（６）の磁化は
消失している。（状態４）　そして媒体がＴｃ２以下に
冷却されると、外部から印加されている下向きの磁界Ｈ
ｂにより、下向きに磁化される。この書き込み温度にお
いては、第２層（５）は７Ｍ優勢であるため、ＴＭの磁
化は全体の磁化と同じ下向きになる。（状態５）　この
時、最も低いキュリー温度を持つ第３層（５）の磁化は
もちろん消失しているか、これにより第４層（７）から
第２層（５）への交換結合は遮断される。もし第３層（
６）がなければ、第４層（７）から第２層（５）への交
換結合か働く。すなわち第２層（５）のＴＭの磁化を上
向きにしようとする力か働くわけて、これはバイアス磁
界Ｈｂの作用を妨げる方向である。したがって状態５に
おいて、第２層（５）への書き込みが小さなバイアス磁
界Ｈｂてスムースに行われるのは、第３層（６）の存在
に因っている。

状態５よりもさらに冷却かすすみ、第１層（４）ののキ
ュリー温度Ｔｅｌ以下になると、交換結合により、第１
層（４）のＴＭの磁化は第２層（５）のＴＭの磁化に揃
い、下向きになる。（状態６）　さらに第３層（５）の
キュリー温度Ｔｃ３以下になると、第４層（７）から第
３層（６）へ交換結合が働きはじめ、第３層（６）のＴ
Ｍの磁化は上向きになる。そして第３層（６）から第２
層（５）へも交換結合が働き、第２層（４）のＴＭの磁
化は上向きに戻る。（状態７）　ここで、第２層（５）
から第１層（４）へも交換結合は働くが、第１層（４）
は室温に近ずくにしたがい急激に安定になるため、交換
結合に打ち勝って磁化方向を保持するし、“ｌ”の記録
が完了する。

上記のように、ｐＬ、ｐ、にレーザー強度を変調するこ
とにより、“０”および“１“の記録がそれぞれ達成さ
れる。すなわち光変調によりダイレクト・オーバーライ
ドか行われる。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の光磁気記録媒体においては、記録時においてバイ
アス磁界を発生するための磁界発生源を必要とした。そ
のため装置構成を複雑にする等の問題点かあった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、磁界発生源をまったく必要とせずに、光変調
ダイレクトオーバーライド可能な媒体を得ることを目的
とする。

〔課題を解決するための手段〕

請求項１に係る磁気記録媒体は、基板上に垂直磁気異方
性を有する第１磁性層がら第４磁性層までの４層が積層
され、それぞれの隣接する層は互いに交換結合されてい
る光強度変調方式によりダイレクトオーバーライド可能
な光磁気記録媒体において、第４層上に交換結合してい
ない第５の磁性層を設けたことを特徴とする光磁気記録
媒体。

請求項２に係る光磁気記録媒体は、上記第５層が３００
℃以上のキュリー温度を有していることを特徴とする光
磁気記録媒体。

〔作用〕

この発明における光磁気媒体は、バイアス磁性層が記録
時に磁界を発生し、それにより第２層が記録されるため
、従来の様に外部バイアス磁界を必要としない。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図において、（１１および（３）〜（７）は従来例と同
様である。（８）は磁性層の交換結合を切るための非磁
性層、（９）はバイアス磁性層でなる。このバイアス磁
性層は第４層（７）と同様に大きな保磁力と高いキュリ
ー温度を有しており、記録・再生中に磁化反転すること
はない。そして、製膜後に全体に渡って、ＴＭの磁化が
下向きになる様に電磁石等により磁化される。そして以
後半永久的にこの磁化方向を保つ。

（実施例１）例えば、各層の膜厚と組成を次の様に選ぶ。

第１層（４）　　　　Ｔｂ５２（Ｆｅ＊ｏＣＯ＋ａ）ｔ
＊　　　　：　５００人第２　層（５）　　　　　（Ｇ
ｄｓＴｂｔｏ）２ｓ（Ｆｅ７ｅＣＯ＊ｏ）ｖｓ：１００
０人第３層（６）　　　　Ｔｂｚ（ＦｅｅａＣＯｓ）ｉ
ｔ　　　　　：　１００人第４層（７）　　　　Ｔｂ２
ａｃｏｔ　ｌ　　　　　　　　：　４００人非磁性層（
８）　　　ＳｉＮ　　　　　　　　　　：５０人バイア
ス層（９）　　ＴｂｚｔＣＯｔｓ　　　　　　　　　：
２０００人第１層（４）〜第４層（７）は従来例とほぼ
同様の構成である。そして、バイアス層（９）と第４層
（７）の磁化方向は逆であるが、非磁性層（８）により
交換結合がさまたげられているため、それぞれ安定に磁
化方向を保つことができる。

オーバーライドのメカニズムは従来例とほぼ同一である
。ただし第４図（ａ）における■の過程（書き込み過程
）での外部バイアス磁界が、バイアス層によって発生す
る磁界におきかわることになる。

次にこのバイアス層がらの磁界発生機構を第２図により
説明する。

バイアス層（９）は室温でＲＥ優勢であり、ＴＭの磁化
は下向きに、したがって全体の磁化は上向きに磁化され
ている。レーザーが照射されると、スポット中心で最も
温度か高くなり、周囲にいくにしたがって室温に近づい
てゆく温度分布をとる。

中心部の温度てはＴＭ優勢てあり、外にいくにしたがっ
て、ＲＥ優勢へと少しづつ変化する。そのため第２図に
示した磁化分布をとる。そしてこの時、これらの磁化分
布から発生する磁界は、第２図において点線で示された
方向になる。すなわち、スポット中心部付近では下向き
の磁界か発生することになり、これが外部バイアス磁界
発生源のかわりをする。

以上のように、外部バイアス磁界発生源なしで、すなわ
ちまった（外部磁界を必要とすることなく、光変調オー
バーライドが可能になった。

（実施例２）実施例１における非磁性層（８）は、５ｉ０２等の誘電
体層でも可能である。

また、第４層（７）まで製膜したのち、−旦製膜装置か
ら大気中に出し、第４層表面を酸化させた後、バイアス
層（９）を成膜すれば、両層間の交換結合は働らかず、
良好なオーバーライド動作が可能であった。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、光変調により重ね書
き（ダイレクト・オーバーライド）可能で、かつ交換結
合した磁性４層膜（基板側より第１層、第２層、第３層
、第４層）よりなる光磁気記録媒体において、第４層上
に交換結合していない第５の磁性層を設けたので、外部
磁界発生源が不要になり、装置構成が簡単になり、さら
に装置の小型化・薄型化が容易に達成できる効果がある
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による光磁気記録媒体の構
成図、第２図はこの発明の一実施例による光磁気記録媒
体の磁界発生機構を説明する説明図、第３図は従来の光
磁気記録媒体を示す構成図、第４図はダイレクトオーバ
ーライドのメカニズムを説明する説明図であって、（Ａ
）は記録時の各層の変化を示し、（Ｂ）は再生時及び記
録時のレーザービームの強度変化を表す。図中（８）は非磁性層、（９）は磁性層である。なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。代　　理　　人　　　大　　岩　　増　　雄埠１図埠２図 ↑ スかット中心茅３図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）基板上に垂直磁気異方性を有する第１磁性層から
第４磁性層までの４層が積層され、それぞれの隣接する
層は互いに交換結合されている光強度変調方式によりダ
イレクトオーバライト可能な光磁気記録媒体において、
第４層上に交換結合していない第５の磁性層を設けたこ
とを特徴とする光磁気記録媒体。
（２）上記第５層が３００℃以上のキュリー温度を有し
ていることを特徴とする光磁気記録媒体。