JPH04339338A - Magneto-optical recording medium - Google Patents
Magneto-optical recording mediumInfo
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- JPH04339338A JPH04339338A JP11184391A JP11184391A JPH04339338A JP H04339338 A JPH04339338 A JP H04339338A JP 11184391 A JP11184391 A JP 11184391A JP 11184391 A JP11184391 A JP 11184391A JP H04339338 A JPH04339338 A JP H04339338A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光磁気相互作用を利用
する光磁気記録媒体に係わり、特に2層以上の多層磁性
薄膜より成る光磁気記録媒体に係わる。
【0002】
【従来の技術】光磁気相互作用によって情報ビット(磁
区)の読み出しを行ういわゆる光磁気記録媒体に対して
のその情報の記録方法は、垂直磁化膜による磁性薄膜を
有する記録媒体に対し、その磁化の方向を膜面に垂直な
一方向に予め揃えるいわゆる初期化を施しておき、この
磁化方向と反対向きの垂直磁化を有する磁区をレーザ光
照射等の局部加熱により形成することによって、2値化
された情報ビットとして情報を記録している。
【0003】この記録方法においては、情報の書換えに
先立って、上述の初期化に相当する記録された情報の消
去の過程即ち消去のための時間を要し、高転送レートで
の記録を実現できない。これに対し、このような独立の
消去過程の時間が不要とされた重ね書きによるいわゆる
オーバーライト方式による記録方法が種々提案されてい
る。このオーバーライト方式の記録方法の中で有望視さ
れている方法としては、例えば媒体に対する外部磁場変
調法と、記録用のヘッドの他に消去用のヘッドを設ける
2ヘッド法とが知られている。
【0004】外部磁場変調法とは、例えば特開昭60−
48806号公報に開示されているように、膜面に垂直
な磁化容易軸を有する非晶質フェリ磁性薄膜記録媒体に
対して昇温用光ビームを照射して、この照射領域に入力
デジタル信号電流の状態に対応する極性の磁場を印加す
ることによって記録を行うものである。
【0005】ところが、上述のような外部磁場変調法に
よって情報転送レートの高い高速記録を行おうとすると
、例えばMHzオーダーで動作する電磁石が必要となり
、このような電磁石の作成は困難であり、作成できたと
しても消費電力および発熱が大きく実用的でないという
問題点がある。
【0006】また2ヘッド法では余分なヘッドを必要と
し、2つのヘッドを離して設置しなければならず、ドラ
イブシステムへの負担が大きく、経済性が悪いため量産
にも向かない等の問題点を有している。
【0007】このような問題を解決するために、本出願
人は、先にレーザ光等による媒体の加熱温度を切換え制
御するのみで容易に書換え即ちオーバーライトを行うこ
とが可能な光(熱)磁気記録方法を、例えば特開昭63
−52354号出願及び特開昭63−52355号出願
において提供した。これら出願で提案された光(熱)磁
気記録方法は、第1及び第2の希土類−遷移金属磁性薄
膜の積層構造による熱(光)磁気記録媒体を用い、所要
の第1の外部磁場の印加の下に第1の磁性薄膜のほぼキ
ュリー温度Tc1 以上でかつ第2の磁性薄膜の副格子
磁化の反転が生じない第1の温度T1 に加熱する第1
の加熱状態と、キュリー温度Tc1 以上でかつ第2の
磁性薄膜の副格子磁化を反転させるに充分な第2の温度
T2 に加熱する第2の加熱状態とを、記録しようとす
る情報例えば“0”,“1”に応じて切換え変調し、冷
却過程で第1及び第2の磁性薄膜の交換結合力による第
1の磁性薄膜の副格子磁化の向きを第2の磁性薄膜の副
格子磁化の向きに揃えて、例えば“0”,“1”の記録
ビット(磁区)を第1の磁性薄膜に形成すると共に、第
2の外部磁場によって、或いは第2の磁性薄膜組成を、
その補償温度が室温から第2の温度T2 間に存在する
ように選定することによって、室温で第1の外部磁場の
みによって第2の磁性薄膜の副格子磁化が反転するよう
にして、オーバーライト可能な状態を得るようにするも
のである。
【0008】この場合、消去のための特別の過程(時間
)を要することがなく、高転送レート化をはかることが
でき、上述した2ヘッド方式或いは外部磁場変調方式に
よる場合の諸問題を解決できる。
【0009】上記特開昭63−52534号出願による
熱(光)磁気記録方法について説明すると、この記録方
法では、図3に温度Tに対応して上述した第1及び第2
の各磁性薄膜1及び2における各磁化状態を、各図示の
薄膜1及び2内に矢印をもって模式的に示すように、室
温TR 下において、両磁性薄膜1及び2の磁化の向き
が同一である状態Aと、互いに逆向きの状態Bとの2態
様によって例えば“0”,“1”の情報の記録がなされ
る。
【0010】これら記録は、記録磁界即ち第1の外部磁
場Hexの印加と、レーザ光照射による第1及び第2の
加熱温度T1 及びT2 による加熱によって行われる
。
【0011】先ず例えば状態Aにある部位に対してレー
ザ光を照射して、このレーザ光の強度或いは照射時間を
記録信号に応じて変調制御してその加熱温度Tを、第1
の磁性薄膜1のほぼキュリー温度Tc1 以上でかつ所
要の記録磁界(外部磁場)Hexによって第2の磁性薄
膜2に磁化反転の生じない第1の加熱温度T1 に加熱
する。
このような加熱を行うと第1の磁性薄膜1は磁化を失う
状態Cを示すが、この加熱が終了して磁性薄膜1及び2
の積層膜が温度Tc1 以下に下がると第1の磁性薄膜
1に磁化が生じる。このとき、第2の磁性薄膜2との交
換結合力が支配的となるようになされていて、これによ
って第1の磁性薄膜1の磁化の向きは、第2の磁性薄膜
2と同一の向きとされる。つまり、状態Aを生じさせて
、例えば“0”の情報の記録を行う。
【0012】一方、加熱温度Tを、上述の温度T1 よ
り高くかつ第2の磁性薄膜2の磁化を記録磁界(外部磁
場)Hexによって反転することができる第2の加熱温
度T2 に加熱する。このような加熱を行うと第1の磁
性薄膜1は磁化を失い、一方、第2の磁性薄膜2が記録
磁界Hexによってその磁化が反転した状態Dが生じる
が、この加熱が終了して磁性薄膜1及び2の積層膜が温
度Tc1 に下がると第1の磁性薄膜1に第2の磁性薄
膜2による交換結合力によって状態E、即ちもとの初期
状態とはその磁化の向きが逆の状態が形成される。この
とき第2の磁性薄膜2に対する初期化磁界即ち第2の外
部磁界、いわば外部補助磁場Hsub を印加して室温
TR 近傍で保磁力が比較的低く選定されている第2の
磁性薄膜2のみの磁化の向きを反転させ、両磁性薄膜1
及び2間に磁壁MWが生じた磁化状態B、つまり磁化状
態Aとは第1の磁性薄膜1の磁化の向きのみが反転した
状態Bを生じさせて例えば“1”の情報の記録を行う。
【0013】このように状態A及び状態Bにより情報“
0”,“1”の記録がなされこの第1の磁性薄膜1によ
る磁化の向きを読み出しレーザ光照射のカー回転によっ
て検出するものである。
【0014】この場合これら状態A及び状態Bのいずれ
においてもこれの上に光強度変調オーバーライトが可能
である。即ちいずれの状態A、状態Bからも温度T1
及びT2 の加熱を行う場合、状態Cの過程を経ること
によって前述したと同様に温度T1 及びT2 の選定
によって初期の状態が状態Aであるか状態Bであるかを
問わず情報“0”及び“1”によって状態A及び状態B
のオーバーライトが可能となる。
【0015】ところで、上述の構成による光磁気記録媒
体では、その第1及び第2の磁性薄膜1及び2の積層膜
の界面には、交換エネルギーが働いており、このために
第1の状態Bでは磁壁MWが発生するものであり、この
磁壁エネルギーσw は、下記数1となる。
【0016】
【数1】
σw ≒2((A1 K1 )1/2 +(A2 K2
)1/2 )(A1 及びA2 、K1 及びK2
はそれぞれ第1及び第2の磁性薄膜1及び2の交換定数
、垂直磁気異方性定数)【0017】そして、そのオー
バーライトのために必要な条件は次の各式によって表さ
れる。先ず室温(−20℃〜60℃)において状態Bか
ら状態Aへの移行が生じることがないようにするための
条件は、下記数2となる。
【0018】
【数2】Hc1 >Hw1 =σw /2Ms1h1
【0019】また状態Bから状態Eへの移行が生じない
ようにするために下記数3の条件を満足することが必要
である。
【0020】
【数3】Hc2 >Hw2 =σw /2Ms2h2
【0021】更にまた状態Eにおいて、その第1の磁性
薄膜1が、外部補助磁場Hsub によって反転してし
まうことがないようにするためには下記数4を満足する
ことが必要である。
【0022】
【数4】Hc1 ±Hw1 >Hsub【0023】こ
こに左辺の+−は、第1の磁性薄膜1が希土類金属優勢
膜であり、第2の磁性薄膜2が遷移金属優勢膜である場
合は「+」となり、第1及び第2の磁性薄膜1及び2が
共に遷移金属優勢膜である場合は「−」となる。
【0024】一方状態Eから状態Bへの移行を生ぜしめ
るためには、下記数5を満足することが必要である。
【0025】
【数5】
Hsub >Hc2 +Hw2 =Hc2 +σw /
2Ms2 h2 【0026】また、更に加熱温度が第
1の磁性薄膜1のキュリー温度Tc1 近傍において、
状態Cから状態Aへの移行、即ち第1の磁性薄膜1の磁
化の向きが第2の磁性薄膜2の磁化の向きに揃えられる
ためには、下記数6の条件が満足されることが必要であ
る。
【0027】
【数6】Hw1 >Hc1 +Hex
【0028】更に状態Cから状態Eへの移行が生じない
ために、下記数7の条件が満足されることが必要である
。
【0029】
【数7】Hc2 −Hw2 >Hex
【0030】更にまた、状態Eから状態Bへ移行すると
きに第1の磁性薄膜1の磁化が外部補助磁場Hsub
によって反転しないためには、下記数8の条件が満足さ
れることが必要である。
【0031】
【数8】
Hsub <Hc1 −Hw1 =Hc1 −σw
/(2Ms1 h1 )【0032】尚、上述の各式
においてHw1 及びHw2 は上記数2及び数3で定
義された交換結合力による実効的磁界、Hc1 及びH
c2 、Ms1 及びMs2 、h1 及びh2 はそ
れぞれ第1及び第2の磁性薄膜の保磁力、飽和磁化及び
厚さである。
【0033】これらより明らかなように、室温において
は上記数2及び数3を満足し得る上で磁壁エネルギーσ
w は小さいほうが望ましいが、実際にはかなり高い値
を示し、上記数5及び数7より、第2の磁性薄膜2の膜
厚h2 が大きくなると共に、外部補助磁場Hsub
が大となる。
【0034】一方、前述の図3で説明した光磁気記録方
法において、その室温での磁壁エネルギー密度σw を
小さくし、かつ上記数5を満足させるようなσw の温
度特性を改善することによって第2の磁性薄膜2の膜厚
h2 及び外部補助磁場Hsub の低減化をはかるも
のとして、本出願人は先に特開平2−24801号及び
特開平2−121103号において熱磁気記録方法の提
案をなした。
【0035】上記特開平2−24801号出願で提案さ
れた記録方法においては、図4に示す光磁気記録媒体1
0を用意するものである。この光磁気記録媒体10は、
垂直磁気異方性を有する第1及び第2の磁性薄膜1及び
2が面内磁気異方性もしくは小さい垂直磁気異方性を有
する第3の磁性薄膜3を介して順次磁気的に結合されて
積層された積層膜を有してなる。
【0036】そしてこの記録媒体10に対してレーザ光
照射による温度Tを図3で説明したと同様に図4に示す
ように、第1及び第2の温度T1 及びT2 に加熱す
ることによって情報記録を行う。即ち、第1の磁性薄膜
1のほぼキュリー温度Tc1 以上でかつ第2の磁性薄
膜2の磁気モーメントの反転の生じない第1の温度T1
に加熱する第1の加熱状態と、第1の磁性薄膜1のキ
ュリー温度Tc1 以上でかつ第2の磁性薄膜2の磁気
モーメントを反転させるに充分な第2の温度T2 に加
熱する第2の加熱状態とを、記録しようとする情報信号
に応じて変調し、それぞれの加熱状態から冷却すること
により上述した状態A及び状態Bを得る。
【0037】このような方法においても、第1の磁性薄
膜1の磁化状態によって情報記録を行うものであるが、
この方法による場合、第1及び第2の磁性薄膜1及び2
が面内磁気異方性もしくは小さい垂直磁気異方性を有す
る第3の磁性薄膜3を介して磁気的に結合されているこ
とによって、第1及び第2の磁性薄膜1及び2間の磁壁
エネルギーσw が低減化され、これによって上記数5
の条件が満たされやすくなり、前記状態EからBへの移
行即ち第2の磁性薄膜2の初期化のための外部補助磁場
Hsub の低減化をはかることができると共に、積層
膜全体の厚さの低減化をはかることができる。
【0038】上述したような光強度変調オーバーライト
の動作原理に基づけば、高温レベルのレーザ光照射後は
積層膜内の磁化状態は図3または図4における状態Eに
なるが、次のオーバーライト動作の為に、外部補助磁場
Hsub により第2の磁性薄膜2のみ磁化反転させて
状態Bを実現する必要があり、従って、高レベルレーザ
光照射後の再生は状態Bに対して行われることとなり、
磁気モーメントの向きが第1の磁性薄膜1と第2の磁性
薄膜2とで逆向きになった状態を観測することとなる。
【0039】そしてこのような熱磁気記録媒体において
は、第1の磁性薄膜1側よりレーザ照射を行うために、
第1の磁性薄膜1の膜厚によって、第1の磁性薄膜1を
通して第2の磁性薄膜2までも観測することがある。従
って、上述の状態Eと状態Bとを確実に識別し得るよう
に第1の磁性薄膜1の膜厚を選定する必要があった。
【0040】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述したよ
うな熱磁気記録媒体において、第1の磁性薄膜の膜厚の
最適化をはかり、再生信号出力の向上をはかる。
【0041】
【課題を解決するための手段】本発明光磁気記録媒体の
一例の略線的拡大断面図を図1に示す。本発明は、少な
くとも第1、第2の磁性薄膜1及び2が磁気的に結合さ
れて積層されて成る光磁気記録媒体10を用い、第1の
磁性薄膜1のほぼキュリー温度Tc1 以上でかつ第2
の磁性薄膜2の磁気モーメントの反転の生じない温度T
1 に加熱する第1の加熱状態と、温度Tc1 以上で
かつ第2の磁性薄膜2の磁気モーメントを反転させるに
充分な温度T2 に加熱する第2の加熱状態とを、記録
しようとする情報信号に応じて変調し、それぞれの加熱
状態から冷却することにより光磁気記録媒体10に記録
磁化を形成する光磁気記録方法において、第1の磁性薄
膜1の厚さdを20nm〜70nmとする。
【0042】
【作用】この本発明による光磁気記録媒体においても、
図3及び図4において説明したように、状態A及び状態
Bを形成することによって例えば“1”,“0”の2値
記録を行う。
【0043】そして上述したように、本発明光磁気記録
媒体においては、第1の磁性薄膜1の厚さdを20nm
〜70nmに選定するものであるが、このような膜厚範
囲に選定することによって、図3及び図4における状態
Bにおける再生用レーザ光のカー回転角を大とすること
ができ、状態Aと状態Bとのカー回転角の差即ち例えば
“1”,“0”の再生出力の増大化をはかることができ
た。
【0044】図2は光磁気記録媒体の第1の磁性薄膜1
の膜厚変化に対するカー回転角の変化を計算した結果を
示し、実線Bは上述の状態Bにおける場合、破線Eは比
較のために上述の状態Eにおける場合をそれぞれ示す。
この場合、図1に示すように光透過性基板5上に誘電体
膜6を介して第1、第3及び第2の磁性薄膜1、3及び
2と更にこれの上に保護膜7を積層し、基板5及び誘電
体膜6を通して測定されるカー回転角を計算したもので
ある。
【0045】図2からわかるように、状態Eにおける第
1の磁性薄膜を通して測定されるカー回転角はある程度
の厚さ以上はほとんど膜厚に依らずに一定であるが、状
態Bにおける第1の磁性薄膜1を通して測定されるカー
回転角は第1の磁性薄膜1の膜厚によって変化し、20
〜70nmで大きくなり、40nm程度で極大値を示す
。
【0046】ここで上述した状態Aにおける磁化の向き
は、状態Eにおける磁化の向きと逆向きであるので、状
態Aのカー回転角は、大きさが状態Eと同じで極性のみ
が反転したものと見なすことができる。従って、第1の
磁性薄膜の膜厚を20nm〜70nmに選定することに
よって、図2において実線Bで示す状態Bのカー回転角
が破線Eで示す状態Eのカー回転角を上回るようにした
本発明光磁気記録媒体によれば、信号“1”レベルと“
0”レベルの差が大となって光磁気再生信号をより増大
化することができる。
【0047】
【実施例】以下本発明光磁気記録媒体の各例を図1を参
照して詳細に説明する。この例では、垂直磁気異方性を
有する第1及び第2の磁性薄膜1及び2が面内磁気異方
性もしくは小さい垂直磁気異方性を有する第3の磁性薄
膜3を介して順次磁気的に結合されて積層された積層膜
4を有してなる場合を示す。
【0048】図1に示すように、光透過性の例えばポリ
カーボネイト等より成るディスク状の基板5上に、窒化
シリコン等より成る透明な誘電体膜6、Tb(Fe95
Co5 )等より成る第1の磁性薄膜1、Gd(Fe9
5Co5 )等より成る第3の磁性薄膜3、GdTb(
Fe70Co30)等より成る第2の磁性薄膜2、更に
窒化シリコン等の透明誘電体膜より成る保護膜7を順次
スパッタリング法等によって積層させてディスク状の光
磁気記録媒体10を構成した。ここに誘電体膜6の膜厚
は80nm、第3の磁性薄膜3の膜厚は20nm、第2
の磁性薄膜2の膜厚は70nm、保護膜7の膜厚は50
nmとした。
【0049】この光磁気記録媒体10を2400rpm
で回転させ、基板5の中心から半径40mmでの再生出
力を測定した。この場合記録用外部磁界Hexは500
〔Oe〕、外部補助磁界Hsub は4.0k〔Oe〕
、高レベルレーザ光のパワーを16.0mW、低レベル
レーザ光のパワーを6.0mWに固定し、5.0MHz
の信号を記録して、全面消去状態即ち図3及び図4にお
ける状態Aから、初期化磁界即ち外部補助磁界Hsub
を与えない状態で記録を行って状態Eとした後の再生
信号と、外部補助磁界を与えて状態Bとした後の再生信
号の変化を測定した。
【0050】実施例1
上述の光磁気記録媒体10において、第1の磁性薄膜1
の膜厚dを30nmとした。このとき、状態Eでの再生
出力はC/Nとして50.77dBが得られ、状態Bに
おいては51.20dBが得られて、0.5dB程度の
増加がはかられた。
【0051】実施例2
上述の光磁気記録媒体10において、第1の磁性薄膜1
の膜厚dを60nmとした。このとき、状態Eでの再生
出力はC/Nとして49.37dBが得られ、状態Bに
おいては49.47dBが得られて、0.1dB程度の
増加がはかられた。
【0052】これらからわかるように、第1の磁性薄膜
1の膜厚を20〜70nm程度とすることによって状態
Bにおける再生出力の増加がはかられ、従って、状態E
におけるカー回転角と大きさが同じで極性のみが反転し
た状態Aとの差を大とすることができる。
【0053】従前の光磁気記録媒体においては、第1の
磁性薄膜1の厚さに対する制限は与えられておらず、図
4において状態Cから状態Aへ移行するための条件、即
ち前述の数2と、状態Eから状態Bへ移行するときの第
1の磁性薄膜1における条件、即ち前述の数8とによっ
て規制されるのみであったが、上述したように、本発明
光磁気記録媒体においては、図2において説明したカー
回転角の膜厚依存性に着目したことによって、この第1
の磁性薄膜1の膜厚選定の最適化をはかることができ、
再生出力の増大化をはかることができたものである。
【0054】尚、上述の図2によれば、第1の磁性薄膜
1の膜厚dを20nm〜70nmと選定すればよいもの
であるが、実際上は、確実にオーバーライト即ち書き換
えを行うために、例えばそのパワー等を考慮して、この
膜厚dを20nm以上55nm程度以下とすることが望
ましい。
【0055】また、本発明は上述の実施例に限ることな
く、その他第1及び第2の磁性薄膜1及び2が直接的に
接触する2層膜媒体系に適用する等、その他種々の材料
構成による光磁気記録媒体に適用することができる。
【0056】
【発明の効果】上述したように、本発明光磁気記録媒体
によれば、光強度変調オーバーライトにおいて、図3及
び図4に示す状態Bにおける再生出力の増大化をはかる
ことができて、状態Aと状態Bとの識別をより確実に行
うことができ、信頼性の向上をはかることができる。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [0001] The present invention relates to a magneto-optical recording medium that utilizes magneto-optical interaction, and particularly to a magneto-optical recording medium consisting of two or more multilayer magnetic thin films. Involved. [0002] A method for recording information on a so-called magneto-optical recording medium in which information bits (magnetic domains) are read by magneto-optical interaction is a method for recording information on a recording medium having a magnetic thin film made of a perpendicularly magnetized film. By performing so-called initialization to align the direction of magnetization in advance in one direction perpendicular to the film surface, and forming a magnetic domain with perpendicular magnetization opposite to this magnetization direction by local heating such as laser beam irradiation, Information is recorded as binary information bits. [0003] In this recording method, prior to rewriting the information, a process of erasing the recorded information corresponding to the above-mentioned initialization, that is, time for erasing is required, and recording at a high transfer rate cannot be realized. . In response to this, various recording methods have been proposed using the so-called overwrite method, which eliminates the need for such independent erasing process time. Among the overwrite recording methods, methods that are considered promising include, for example, an external magnetic field modulation method for the medium, and a two-head method in which an erasing head is provided in addition to a recording head. . [0004] The external magnetic field modulation method is, for example,
As disclosed in Japanese Patent No. 48806, a heating light beam is irradiated onto an amorphous ferrimagnetic thin film recording medium having an axis of easy magnetization perpendicular to the film surface, and the state of the input digital signal current is determined in the irradiated area. Recording is performed by applying a magnetic field with a polarity corresponding to the magnetic field. However, when attempting to perform high-speed recording with a high information transfer rate using the external magnetic field modulation method as described above, an electromagnet that operates at, for example, the MHz order is required, and it is difficult to create such an electromagnet. Even so, there is a problem that power consumption and heat generation are large, making it impractical. Furthermore, the two-head method requires an extra head, and the two heads must be installed apart from each other, which places a large burden on the drive system and is not economical, making it unsuitable for mass production. have. [0007] In order to solve such problems, the present applicant has developed a light (thermal) light (thermal) method that allows for easy rewriting, that is, overwriting, by first switching and controlling the heating temperature of the medium using laser light or the like. For example, the magnetic recording method was
-52354 and JP-A-63-52355. The optical (thermal) magnetic recording method proposed in these applications uses a thermal (optical) magnetic recording medium having a laminated structure of first and second rare earth-transition metal magnetic thin films, and applies a required first external magnetic field. The first magnetic thin film is heated to a first temperature T1 which is approximately equal to or higher than the Curie temperature Tc1 of the first magnetic thin film and at which reversal of the sublattice magnetization of the second magnetic thin film does not occur.
The information to be recorded, for example, "0 ”, “1”, and during the cooling process, the direction of the sublattice magnetization of the first magnetic thin film due to the exchange coupling force of the first and second magnetic thin films is changed to that of the sublattice magnetization of the second magnetic thin film. For example, recording bits (magnetic domains) of "0" and "1" are formed in the first magnetic thin film in the same direction, and a second external magnetic field or the composition of the second magnetic thin film is
By selecting the compensation temperature to exist between room temperature and the second temperature T2, overwriting is possible by inverting the sublattice magnetization of the second magnetic thin film only by the first external magnetic field at room temperature. This is to ensure that a state is obtained. [0008] In this case, a special process (time) for erasing is not required, a high transfer rate can be achieved, and the problems associated with the above-mentioned two-head system or external magnetic field modulation system can be solved. . To explain the thermal (optical) magnetic recording method according to the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-52534, in this recording method, the above-mentioned first and second
The magnetization states in each of the magnetic thin films 1 and 2 are schematically shown by the arrows in each of the thin films 1 and 2 shown, and the directions of magnetization of both the magnetic thin films 1 and 2 are the same at room temperature TR. For example, information such as "0" and "1" is recorded in two ways: state A and state B, which are opposite to each other. These recordings are performed by applying a recording magnetic field, that is, a first external magnetic field Hex, and by heating at first and second heating temperatures T1 and T2 by laser beam irradiation. First, a laser beam is irradiated onto a region in state A, and the intensity or irradiation time of this laser beam is modulated and controlled in accordance with a recording signal to increase the heating temperature T.
The second magnetic thin film 2 is heated to a first heating temperature T1 which is approximately equal to or higher than the Curie temperature Tc1 of the magnetic thin film 1 and at which magnetization reversal does not occur in the second magnetic thin film 2 by a required recording magnetic field (external magnetic field) Hex. When such heating is performed, the first magnetic thin film 1 exhibits a state C in which it loses magnetization, but when this heating is completed, the magnetic thin films 1 and 2
When the temperature of the laminated film drops below Tc1, magnetization occurs in the first magnetic thin film 1. At this time, the exchange coupling force with the second magnetic thin film 2 is made to be dominant, so that the direction of magnetization of the first magnetic thin film 1 is the same as that of the second magnetic thin film 2. be done. In other words, state A is generated and, for example, information of "0" is recorded. On the other hand, the heating temperature T is heated to a second heating temperature T2 which is higher than the above-mentioned temperature T1 and at which the magnetization of the second magnetic thin film 2 can be reversed by the recording magnetic field (external magnetic field) Hex. When such heating is performed, the first magnetic thin film 1 loses its magnetization, and on the other hand, a state D occurs in which the magnetization of the second magnetic thin film 2 is reversed by the recording magnetic field Hex, but when this heating ends, the magnetic thin film When the laminated films 1 and 2 drop to a temperature Tc1, the exchange coupling force of the second magnetic thin film 2 causes the first magnetic thin film 1 to enter state E, that is, a state in which the direction of magnetization is opposite to the original initial state. It is formed. At this time, an initializing magnetic field, that is, a second external magnetic field, so to speak, an external auxiliary magnetic field Hsub is applied to the second magnetic thin film 2, so that only the second magnetic thin film 2, whose coercive force is selected to be relatively low near room temperature TR, is By reversing the direction of magnetization, the bimagnetic thin film 1
A magnetic state B is created in which a domain wall MW is generated between the first magnetic thin film 1 and the magnetic wall MW, that is, a state B is created in which only the direction of magnetization of the first magnetic thin film 1 is reversed from the magnetic state A, and information of, for example, "1" is recorded. In this way, state A and state B provide information "
0" and "1" are recorded, and the direction of magnetization by this first magnetic thin film 1 is read out and detected by Kerr rotation of laser beam irradiation. In this case, in either of these states A and B, It is also possible to overwrite light intensity modulation on this. That is, from either state A or state B, the temperature T1
and T2, by going through the process of state C, the information "0" and “1” causes state A and state B
can be overwritten. By the way, in the magneto-optical recording medium having the above-described structure, exchange energy acts on the interface between the laminated films of the first and second magnetic thin films 1 and 2, and therefore the first state B In this case, a domain wall MW is generated, and this domain wall energy σw is given by the following equation 1. [Equation 1] σw ≒ 2 ((A1 K1 ) 1/2 + (A2 K2
)1/2)(A1 and A2, K1 and K2
(are the exchange constant and perpendicular magnetic anisotropy constant of the first and second magnetic thin films 1 and 2, respectively) The conditions necessary for overwriting are expressed by the following equations. First, the conditions for preventing transition from state B to state A at room temperature (-20° C. to 60° C.) are the following equation 2. [Equation 2] Hc1 > Hw1 = σw /2Ms1h1
Furthermore, in order to prevent transition from state B to state E, it is necessary to satisfy the following condition 3. [Equation 3] Hc2 > Hw2 = σw /2Ms2h2
Furthermore, in state E, in order to prevent the first magnetic thin film 1 from being reversed by the external auxiliary magnetic field Hsub, it is necessary to satisfy the following equation 4. [Equation 4]Hc1 ±Hw1 >Hsub Here, +- on the left side indicates that the first magnetic thin film 1 is a rare earth metal-dominated film, and the second magnetic thin film 2 is a transition metal-dominated film. If the first and second magnetic thin films 1 and 2 are both transition metal-dominated films, the value is "-". On the other hand, in order to cause a transition from state E to state B, it is necessary to satisfy the following equation 5. [Equation 5] Hsub > Hc2 + Hw2 = Hc2 +σw /
2Ms2 h2 Further, when the heating temperature is near the Curie temperature Tc1 of the first magnetic thin film 1,
In order to transition from state C to state A, that is, to align the magnetization direction of the first magnetic thin film 1 with the magnetization direction of the second magnetic thin film 2, the following condition 6 must be satisfied. It is. [Equation 6] Hw1 > Hc1 +Hex [0028] Furthermore, in order to prevent a transition from state C to state E, it is necessary that the following condition 7 is satisfied. [Equation 7] Hc2 −Hw2 >Hex Furthermore, when transitioning from state E to state B, the magnetization of the first magnetic thin film 1 is affected by the external auxiliary magnetic field Hsub
In order to avoid inversion, it is necessary that the following condition 8 be satisfied. [Formula 8] Hsub <Hc1 −Hw1 =Hc1 −σw
/(2Ms1 h1 ) In each of the above equations, Hw1 and Hw2 are the effective magnetic fields due to the exchange coupling force defined by Equations 2 and 3 above, and Hc1 and H
c2, Ms1 and Ms2, h1 and h2 are the coercive force, saturation magnetization and thickness of the first and second magnetic thin films, respectively. As is clear from these, at room temperature, the domain wall energy σ can satisfy the above equations 2 and 3.
Although it is desirable that w be small, it actually shows a fairly high value, and from Equations 5 and 7 above, as the thickness h2 of the second magnetic thin film 2 increases, the external auxiliary magnetic field Hsub
becomes large. On the other hand, in the magneto-optical recording method described above with reference to FIG. In order to reduce the thickness h2 of the magnetic thin film 2 and the external auxiliary magnetic field Hsub, the present applicant previously proposed a thermomagnetic recording method in JP-A-2-24801 and JP-A-2-121103. . In the recording method proposed in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-24801, a magneto-optical recording medium 1 shown in FIG.
0 is prepared. This magneto-optical recording medium 10 is
First and second magnetic thin films 1 and 2 having perpendicular magnetic anisotropy are sequentially magnetically coupled via a third magnetic thin film 3 having in-plane magnetic anisotropy or small perpendicular magnetic anisotropy. It has laminated films. Information is recorded by heating the recording medium 10 to the first and second temperatures T1 and T2, as shown in FIG. 4, in the same way as explained in FIG. 3. I do. That is, the first temperature T1 is approximately equal to or higher than the Curie temperature Tc1 of the first magnetic thin film 1 and at which no reversal of the magnetic moment of the second magnetic thin film 2 occurs.
and a second heating state in which the first magnetic thin film 1 is heated to a second temperature T2 which is higher than the Curie temperature Tc1 of the first magnetic thin film 1 and which is sufficient to reverse the magnetic moment of the second magnetic thin film 2. The states A and B described above are obtained by modulating the state according to the information signal to be recorded and cooling from each heating state. In this method as well, information is recorded depending on the magnetization state of the first magnetic thin film 1.
In this method, the first and second magnetic thin films 1 and 2
are magnetically coupled via the third magnetic thin film 3 having in-plane magnetic anisotropy or small perpendicular magnetic anisotropy, thereby reducing the domain wall energy between the first and second magnetic thin films 1 and 2. σw is reduced, and as a result, the above equation 5
This makes it easier to satisfy the above conditions, which makes it possible to reduce the external auxiliary magnetic field Hsub for transitioning from state E to B, that is, for initializing the second magnetic thin film 2, and to reduce the thickness of the entire laminated film. It is possible to reduce the Based on the operating principle of light intensity modulation overwriting as described above, the magnetization state in the laminated film becomes state E in FIG. 3 or 4 after irradiation with high-temperature laser light, but the next overwriting For operation, it is necessary to reverse the magnetization of only the second magnetic thin film 2 using an external auxiliary magnetic field Hsub to achieve state B. Therefore, reproduction after high-level laser light irradiation is performed for state B. ,
A state in which the direction of the magnetic moment is opposite between the first magnetic thin film 1 and the second magnetic thin film 2 will be observed. In such a thermomagnetic recording medium, in order to perform laser irradiation from the first magnetic thin film 1 side,
Depending on the thickness of the first magnetic thin film 1, even the second magnetic thin film 2 may be observed through the first magnetic thin film 1. Therefore, it was necessary to select the thickness of the first magnetic thin film 1 so that the above-mentioned state E and state B can be reliably distinguished. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention aims at optimizing the film thickness of the first magnetic thin film in the above-described thermomagnetic recording medium to improve reproduction signal output. Means for Solving the Problems FIG. 1 shows an enlarged schematic cross-sectional view of an example of the magneto-optical recording medium of the present invention. The present invention uses a magneto-optical recording medium 10 in which at least first and second magnetic thin films 1 and 2 are magnetically coupled and stacked. 2
The temperature T at which no reversal of the magnetic moment of the magnetic thin film 2 occurs
1 and a second heating state where the second magnetic thin film 2 is heated to a temperature T2 which is equal to or higher than the temperature Tc1 and which is sufficient to reverse the magnetic moment of the second magnetic thin film 2. In the magneto-optical recording method in which recording magnetization is formed in the magneto-optical recording medium 10 by modulating the temperature according to the heating state and cooling from each heating state, the thickness d of the first magnetic thin film 1 is set to 20 nm to 70 nm. [Operation] Also in the magneto-optical recording medium according to the present invention,
As explained in FIGS. 3 and 4, binary recording of, for example, "1" and "0" is performed by forming state A and state B. As mentioned above, in the magneto-optical recording medium of the present invention, the thickness d of the first magnetic thin film 1 is 20 nm.
By selecting a film thickness in this range, it is possible to increase the Kerr rotation angle of the reproducing laser beam in state B in FIGS. 3 and 4, and to It was possible to increase the difference in the Kerr rotation angle from state B, ie, for example, the reproduction output of "1" and "0". FIG. 2 shows the first magnetic thin film 1 of the magneto-optical recording medium.
The solid line B shows the case in the above-mentioned state B, and the broken line E shows the case in the above-mentioned state E for comparison. In this case, as shown in FIG. 1, first, third, and second magnetic thin films 1, 3, and 2 are laminated on a light-transmissive substrate 5 via a dielectric film 6, and a protective film 7 is further laminated thereon. However, the Kerr rotation angle measured through the substrate 5 and the dielectric film 6 is calculated. As can be seen from FIG. 2, the Kerr rotation angle measured through the first magnetic thin film in state E is almost constant regardless of the film thickness beyond a certain thickness; The Kerr rotation angle measured through the magnetic thin film 1 changes depending on the film thickness of the first magnetic thin film 1, and is 20
It becomes large at ~70 nm and shows a maximum value at about 40 nm. Since the direction of magnetization in state A mentioned above is opposite to the direction of magnetization in state E, the Kerr rotation angle in state A has the same magnitude as state E, but only the polarity is reversed. It can be considered as Therefore, by selecting the film thickness of the first magnetic thin film from 20 nm to 70 nm, the Kerr rotation angle in state B shown by solid line B in FIG. 2 is made to exceed the Kerr rotation angle in state E shown by broken line E. According to the invented magneto-optical recording medium, the signal “1” level and “
The difference in the 0" level becomes large, and the magneto-optical reproduction signal can be further increased. [Example] Each example of the magneto-optical recording medium of the present invention will be explained in detail below with reference to FIG. In this example, first and second magnetic thin films 1 and 2 having perpendicular magnetic anisotropy are successively interposed via a third magnetic thin film 3 having in-plane magnetic anisotropy or small perpendicular magnetic anisotropy. A case is shown in which a laminated film 4 is magnetically coupled and laminated. As shown in FIG. A transparent dielectric film 6 consisting of Tb (Fe95
The first magnetic thin film 1 is made of Gd (Fe9
The third magnetic thin film 3 is made of GdTb (5Co5) or the like;
A disk-shaped magneto-optical recording medium 10 was constructed by sequentially laminating a second magnetic thin film 2 made of Fe70Co30 or the like and a protective film 7 made of a transparent dielectric film such as silicon nitride by sputtering or the like. Here, the thickness of the dielectric film 6 is 80 nm, the thickness of the third magnetic thin film 3 is 20 nm, and the thickness of the third magnetic thin film 3 is 20 nm.
The thickness of the magnetic thin film 2 is 70 nm, and the thickness of the protective film 7 is 50 nm.
It was set as nm. This magneto-optical recording medium 10 is rotated at 2400 rpm.
The reproduction output was measured at a radius of 40 mm from the center of the substrate 5. In this case, the recording external magnetic field Hex is 500
[Oe], external auxiliary magnetic field Hsub is 4.0k [Oe]
, the power of the high-level laser beam was fixed at 16.0 mW, the power of the low-level laser beam was fixed at 6.0 mW, and the frequency was 5.0 MHz.
The initializing magnetic field, that is, the external auxiliary magnetic field Hsub
Changes in the reproduced signal after recording was performed in a state E without applying an external auxiliary magnetic field and in the reproduced signal after a state B was achieved by applying an external auxiliary magnetic field were measured. Example 1 In the magneto-optical recording medium 10 described above, the first magnetic thin film 1
The film thickness d was 30 nm. At this time, the reproduced output in state E obtained a C/N of 50.77 dB, and in state B, 51.20 dB was obtained, indicating an increase of about 0.5 dB. Example 2 In the magneto-optical recording medium 10 described above, the first magnetic thin film 1
The film thickness d was set to 60 nm. At this time, the reproduction output in state E obtained a C/N of 49.37 dB, and in state B, 49.47 dB was obtained, an increase of about 0.1 dB. As can be seen from these, by setting the thickness of the first magnetic thin film 1 to about 20 to 70 nm, the reproduction output in state B can be increased, and therefore, in state E
It is possible to make a large difference from state A in which the magnitude is the same as the Kerr rotation angle in , but only the polarity is reversed. In the conventional magneto-optical recording medium, no limit is given to the thickness of the first magnetic thin film 1, and the condition for transitioning from state C to state A in FIG. However, as described above, in the magneto-optical recording medium of the present invention, , by focusing on the film thickness dependence of the Kerr rotation angle explained in FIG.
The thickness selection of the magnetic thin film 1 can be optimized,
This made it possible to increase the reproduction output. According to the above-mentioned FIG. 2, the film thickness d of the first magnetic thin film 1 should be selected from 20 nm to 70 nm, but in reality, in order to ensure overwriting, that is, rewriting. In addition, it is desirable to set the film thickness d to about 20 nm or more and about 55 nm or less, for example, taking into consideration the power and the like. Furthermore, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and can be applied to various other material configurations, such as a two-layer media system in which the first and second magnetic thin films 1 and 2 are in direct contact with each other. It can be applied to magneto-optical recording media according to the invention. As described above, according to the magneto-optical recording medium of the present invention, it is possible to increase the reproduction output in state B shown in FIGS. 3 and 4 in light intensity modulation overwriting. Therefore, state A and state B can be distinguished more reliably, and reliability can be improved.
【図1】本発明熱磁気記録媒体の一例の略線的拡大断面
図である。FIG. 1 is a schematic enlarged cross-sectional view of an example of a thermomagnetic recording medium of the present invention.
【図2】熱磁気記録媒体の第1の磁性薄膜の膜厚とカー
回転角との関係を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the film thickness of the first magnetic thin film of the thermomagnetic recording medium and the Kerr rotation angle.
【図3】熱磁気記録媒体の一例の磁化状態を示す模式図
である。FIG. 3 is a schematic diagram showing the magnetization state of an example of a thermomagnetic recording medium.
【図4】熱磁気記録媒体の他の例の磁化状態を示す模式
図である。FIG. 4 is a schematic diagram showing the magnetization state of another example of a thermomagnetic recording medium.
1 第1の磁性薄膜 2 第2の磁性薄膜 3 第3の磁性薄膜 4 積層膜 5 光透過性基板 6 誘電体膜 7 保護膜 1 First magnetic thin film 2 Second magnetic thin film 3 Third magnetic thin film 4 Laminated film 5. Light-transparent substrate 6 Dielectric film 7 Protective film
Claims (1)
気的に結合されて積層されて成る光磁気記録媒体を用い
、上記第1の磁性薄膜のほぼキュリー温度Tc1 以上
でかつ上記第2の磁性薄膜の磁気モーメントの反転の生
じない温度T1 に加熱する第1の加熱状態と、上記温
度Tc1 以上でかつ上記第2の磁性薄膜の磁気モーメ
ントを反転させるに充分な温度T2 に加熱する第2の
加熱状態とを、記録しようとする情報信号に応じて変調
し、上記それぞれの加熱状態から冷却することにより上
記光磁気記録媒体に記録磁化を形成する光磁気記録方法
において、上記第1の磁性薄膜の厚さが20nm〜70
nmとされたことを特徴とする光磁気記録媒体。1. Using a magneto-optical recording medium in which at least first and second magnetic thin films are magnetically coupled and stacked, the first magnetic thin film has a temperature approximately equal to or higher than the Curie temperature Tc1, and the second A first heating state in which the magnetic thin film is heated to a temperature T1 at which reversal of the magnetic moment does not occur, and a second heating state in which the magnetic thin film is heated to a temperature T2 which is equal to or higher than the temperature Tc1 and is sufficient to reverse the magnetic moment of the second magnetic thin film. In the magneto-optical recording method, the magneto-optical recording medium forms recorded magnetization on the magneto-optical recording medium by modulating the heating state of the magneto-optical recording medium according to the information signal to be recorded, and cooling from each of the heating states. Thin film thickness is 20 nm to 70 nm
A magneto-optical recording medium characterized in that it is made in nm.
Priority Applications (7)
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---|---|---|---|
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CA002067945A CA2067945C (en) | 1991-05-16 | 1992-05-04 | Magneto-optical recording medium |
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1991
- 1991-05-16 JP JP11184391A patent/JPH04339338A/en active Pending
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