JPH0612711A - 光磁気記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高感度で、かつ記録、再生のレーザーパワー
マージンおよびバイアス磁界マージンが実用上充分に広
い光変調オーバーライト光磁気記録装置を提供する。 【構成】 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、隣接する層は互いに交換
結合されており、 第１磁性層が希土類元素と遷移金属からなる合金で、
第２磁性層から第１磁性層への転写過程が生じる温度近
傍の補償組成とする、または 第２磁性層が希土類元素と遷移金属からなる合金で、
希土類金属の含有率が２７ａｔ％以下にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光強度変調ダイレクト
・オーバーライト可能な光磁気記録媒体に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】図１５は、たとえばジャーナル オブ
アプライド フィジックス(Journal of Applied Physic
s)第67巻、第９号パート(part) ＩＩＡ、（1990年５月
１日）、4415〜4416頁に示された従来の光磁気記録媒体
の構成図および記録、再生時の光ビームである。図１５
において、１は半導体レーザなどより出射されレンズに
より集光された光ビーム、２はＨbの磁界を発生させる
外部磁界発生媒体、３はガラスまたはプラスチックスな
どからなる透明基板、４〜７は互いに交換結合した４層
の磁性層であり、４が第１磁性層、５が第２磁性層、６
が第３磁性層、７が第４磁性層である。

【０００３】つぎに、ダイレクト・オーバーライトのメ
カニズムについて説明する。図16（ａ）は、ある温度で
の遷移金属副格子磁化の方向を示し、図16（ｂ）に記録
時（Ｐ_HIGH、Ｐ_LOW）と再生時（Ｐ_READ）の３値変調さ
れる光ビームの光強度を示している。Ｐ_READは非常に小
さなパワーのため磁化状態（記録状態）は変化しない
が、Ｐ_LOW、Ｐ_HIGHでは記録膜の温度が上昇し、その最
高到達温度はＴ_LOW、Ｔ_HIGHとなり、以後冷却時の磁化
状態の変化により“０”または“１”の記録が行われ、
それぞれ“低パワー・プロセス”と“高パワー・プロセ
ス”と呼ばれる。

【０００４】まず、“低パワー・プロセス”においては
第２磁性層５と第４磁性層７はその遷移金属副格子磁化
の方向に変化がなく上向きであり、その後の冷却時に第
１磁性層４は第２磁性層５からの交換力により遷移金属
副格子磁化の方向は揃い上向きとなり“０”が記録され
る。

【０００５】また、“高パワー・プロセス”においては
媒体温度がＴ_HIGHまで、つまり第２磁性層５のキュリー
温度Ｔc₂近傍まで上昇するため第４磁性層７のみが遷移
金属副格子磁化の方向は上向きになっている。Ｈbによ
り第２磁性層５の遷移金属副格子磁化の方向が下向きと
なり、つぎに第１磁性層４が“低パワー・プロセス”同
様に第２磁性層５からの交換力により下向きになる。そ
して、室温近傍において第２磁性層５が第３磁性層６か
らの交換力により上向きとなる初期化過程が起こるが、
第１磁性層４はこの時点では交換力による反転はなく下
向きを保ち“１”が記録される。

【０００６】ところで、ここで用いられている４層の磁
性層は表１に示すような磁気特性および膜厚を有してい
る。

【０００７】

【表１】 表１において、全膜厚は2600Åで、ＴＭは遷移金属副格
子磁化の方が希土類金属副格子磁化より大きいことを意
味し、またＲＥは希土類金属副格子磁化の方が遷移金属
副格子磁化より大きいことを意味する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来の光磁気ディスク
は磁性層の総膜厚が厚いため、記録時に大きなレーザ光
強度が必要となり、記録感度が低下するという問題があ
る。また、複雑なメカニズムを用いているため、オーバ
ーライトするときの外部磁界の許容範囲が狭く、そのた
めに充分な信号対雑音比がえられにくいという問題があ
る。

【０００９】本発明はこのような問題を解消するために
なされたもので、基本性能が劣化することなく、記録感
度の向上を実現できる光磁気ディスクを提供することを
目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明にかかる請求項１
記載の光磁気記録媒体は、基板上に垂直磁気異方性を有
する第１磁性層から第４磁性層までの４層が積層され、
それぞれ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・オーバーライト可能な光磁
気記録媒体であって、第２磁性層が希土類と遷移金属か
らなる合金であり、かつ、希土類の含有率が27ａｔ％以
下であることを特徴とするものである。

【００１１】また、請求項４記載の光磁気記録媒体は、
基板上に垂直磁気異方性を有する第１磁性層から第４磁
性層までの４層が積層され、それぞれ隣接する層は互い
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
・オーバーライト可能な光磁気記録媒体であって、第１
磁性層が希土類と遷移金属からなる合金であり、第２磁
性層から第１磁性層への転写過程が生じる温度近傍にお
いて、第１磁性層が補償組成とすることを特徴とするも
のである。

【００１２】

【作用】本発明における光磁気記録媒体は、第２磁性層
が高パワー・プロセスの転写過程において、外部磁界の
影響を受けることなく、転写が生じるため、第２磁性層
の薄膜化が可能である。また、第１磁性層の転写過程に
おいて、磁界との相互作用が小さいため、良好なキャリ
ヤ／ノイズ比（以下、ＣＮ比という）を広い外部磁界範
囲でうることができる。

【００１３】

【実施例】つぎに、本発明の実施例について説明する。
本発明による光磁気記録媒体の磁性層部分の基本構造は
図１に示すような構造になっている。すなわち、図１に
おいて、ガラスまたはプラスチックスなどの透明基板３
上にＳｉＮ、ＴａＯ、ＺｎＳなどの誘電体層８が形成さ
れ、その上に第１磁性層４、中間層10、第２磁性層５、
第３磁性層６、第４磁性層７、前記と同じ誘電体層９の
積層体により構成されている。

【００１４】第１磁性層４は第２磁性層５の磁化の方向
の交換力により降温過程で磁化方向が決められるもの
で、キュリー温度は第３磁性層のつぎに低い温度にな
り、たとえばＴｂ_y（Ｆｅ_xＣｏ_100-x）_100-y（０≦ｘ≦
10、20≦ｙ≦27）など希土類金属と遷移金属との合金で
形成される。なお、各元素の添字は原子（ａｔ）％を意
味する（以下同じ）。

【００１５】また、中間層１０は第１磁性層４と第２磁
性５との交換力を調整する層で、垂直磁気異方性を有し
ない、Ｇｄ_y（Ｆｅ_xＣｏ_100-x）_100-yなどが使用され
る。なお、この中間層は交換力の大きさに応じて必要と
なるもので必須ではない。

【００１６】第２磁性層５は高パワープロセスでの外部
磁界により磁化方向が決められる磁性層で、第４磁性層
についでキュリー温度の高いことが必要で、たとえばＤ
ｙ_z（Ｆｅ_xＣｏ_100-x）_100-z、（Ｇｄ_yＤｙ_100-y）
_z（Ｆｅ_xＣｏ_100-x）_100-z、（Ｇｄ_yＴｂ_100-y）_z（Ｆ
ｅ_xＣｏ_100-x）_100-zなどの希土類金属と遷移金属の合
金が使用される。

【００１７】また、第３磁性層は第２と第４磁性層間の
交換力を高い温度でしゃ断するもので、キュリー温度は
一番低い材料に設定され、たとえばＴｂ_xＦｅ_100-x（18
≦ｘ≦27）などが使用される。

【００１８】さらに、第４磁性層は高パワープロセスで
も磁化の方向が変化しないキュリー温度が300℃以上の
材料が使用され、たとえばＴｂ_xＣｏ_100-x（19≦ｘ≦2
8）などが使用される。

【００１９】これらの磁性層からなる光磁気記録媒体で
のオーバーライトの方法については図16の説明と同様で
ある。本発明ではこの積層された磁性層全体の厚さを薄
くするため、とくに膜厚の厚い第１磁性層と第２磁性層
の組成および膜厚と特性との関係を調べ最適な組成を見
出した。つぎに、具体的な実施例で詳細に説明する。

【００２０】［実施例１］本実施例においては、４層の
磁性層の各層は透明基板３上に以下の順でスパッタ法に
より形成された。

【００２１】 誘電体層８ ：ＳｉＮ 600Å 第１磁性層４：Ｔｂ₂₅（Ｆｅ₉₅Ｃｏ₅）₇₅ 300Å 中間層１０ ：Ｇｄ₃₀（Ｆｅ₇₀Ｃｏ₃₀）₇₀ 50Å 第２磁性層５：Ｄｙ_x（Ｆｅ₆₀Ｃｏ₄₀）_100-x 300Å，
500Å，700Å（25≦ｘ≦28） 第３磁性層６：Ｔｂ₂₀Ｆｅ₈₀ 150Å 第４磁性層７：Ｔｂ₂₆Ｃｏ₇₄ 300Å 誘電体層９ ：ＳｉＮ 600Å 上記に示すように、第２磁性層だけ膜厚とＤｙ含有率を
変えて、その記録再生特性への影響を調べた。記録再生
特性としては、1.3ＭＨｚ記録信号上に１ＭＨｚの信号
をオーバーライト記録し、その１ＭＨｚにおける再生信
号のＣＮ比を測定した。記録時の線速度は5.7ｍ／ｓ、
Ｈｂ＝300（Ｏｅ）、またＰ_HIGHとＰ_LOWはＣＮ比が最大
になるように選び、Ｐ_READは１ｍＷで行った。図２
（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に第２磁性層５の厚さをそれぞ
れ300Å、500Å、700ÅとしたときのＤｙの量ｘの変化
に対するＣＮ比の変化の結果を示す。図２の（ｂ）、
（ｃ）に示すように、第２磁性層５の厚さが500Åと700
ÅのばあいにおいてはＤｙの量ｘが25〜28ａｔ％（以
下、単に％と記す）の範囲で良好なＣＮ比を示している
が図２の（ａ）に示す第２磁性層５の厚さが300Åと膜
厚が薄くなったばあいには、ｘ＞27％でＣＮ比の急激な
劣化が生じている。つぎにこの理由を定性的に示す。

【００２２】ここで用いられている４層の磁性層はいず
れも遷移金属（ＦｅやＣｏ）と希土類金属（Ｇｄ、Ｄ
ｙ、Ｔｂ）との合金である。遷移金属と希土類金属の磁
性スピンはフェリ磁性結合、つまり反平行に結合してい
る。たとえば第２磁性層５においては、Ｄｙの副格子磁
化とＦｅＣｏの遷移金属副格子磁化とは反平行に結合し
ている。Ｄｙの量ｘが25〜28％の範囲においては、Ｄｙ
の副格子磁化の方が遷移金属副格子磁化よりも大きくな
っている。この状態をＤｙドミナント(Dy-dominant)と
呼ぶ。しかし、温度が上昇すると、希土類金属副格子磁
化の減少率は遷移金属副格子の減少率よりも大きいた
め、温度と共にＤｙドミナントから遷移金属副格子磁化
の方が大きくなるＴＭドミナント(Transition Metal-do
minant)へと徐々に移行する。この様子をたとえば、ｘ
＝25％のばあいについて、図３に示す。縦軸の総磁化と
は、希土類金属副格子磁化と遷移金属副格子磁化との差
である。図３において、総磁化が０になる温度がある
が、この温度を補償温度という。また、ある温度が補償
温度となるときの組成を補償組成という。補償温度の前
後において、総磁化は符号を変える。ところで、補償温
度は組成により変化する。室温において、希土類金属副
格子磁化の方がより大きいＲＥドミナント(Rare Earth-
dominant)であると、補償温度はより高い温度になる。
したがって、希土類金属の量がｘ＝25％より多いｘ＝26
％の方が補償温度が高いことになる。

【００２３】以上の考えに基づき、高パワー・プロセス
における磁化方向の変化を説明する。まず、第４磁性層
７の遷移金属副格子の方向を上向きとする。高パワー照
射により磁性層の温度がＴ_HIGHに達し、その後に生じる
各層の磁化の変化を図４に示す。ただし、総磁化の方向
を白抜き矢印で、遷移金属副格子磁化の方向を実線の矢
印で、希土類金属副格子磁化の方向を点線の矢印で表わ
している。この図４で問題になるのは、冷却工程のか
らへの遷移である。たとえばの状態は１００〜１５
０℃と考えられる。ｘが小さいときには補償温度が低い
温度にあるので、第２磁性層５は状態では図４のよう
にＴＭドミナントである。しかし、ｘが大きいとき、た
とえばｘ＝28％においては、補償温度は200℃以上であ
り、の状態より高い温度で既にＲＥドミナントになっ
ている。このとき、総磁化は図４のとは異なり図５の
に示すように、上向きになっている。このばあい、図
４の状態が達成される必要十分条件は、図５に示すよ
うに遷移が達成されることに等しい。この条件を静的な
エネルギーのつりあいから考えるとつぎの不等式を満足
する必要がある。

【００２４】 ２Ｍ_s1ｔ₁（Ｈ_c1−Ｈ_b）−σ_w12＜２Ｍ_s2ｔ₂（Ｈ_c2−Ｈ_b）−σ_w12 （１） ここで、Ｍ_si、ｔ_i、Ｈ_ci（ｉ＝１、２）はそれぞれ第
ｉ磁性層の総磁化、膜厚および保持力である。この式が
成立するためには、Ｍ_s2は小さく、ｔ₂は大きい方がよ
い。すなわち、第２磁性層５の組成はｘが小さい方がよ
く、膜厚は厚い方がよい。したがって、図２においてＣ
Ｎ比が劣化している領域はｘが大きく、かつ膜厚が薄い
ところであり、式（１）を満足するには不利であること
は明白である。このため、ｘが27％より大きく、かつ膜
厚が300Åのときは、状態が完全には達成されず、ノ
イズが上昇し、ＣＮ比が劣化したと考えられる。したが
ってｘを27％以下にすれば膜厚が300μｍと薄くなって
も問題にならない。

【００２５】［実施例２］実施例１においては、第２磁
性層５はＤｙＦｅＣｏであったが、本実施例では、Ｇｄ
ＤｙＦｅＣｏを用いた。

【００２６】本実施例においては、４層の磁性層の各層
は透明基板３上に以下の順でスパッタ法により形成され
た。

【００２７】 誘電体層８ ：ＳｉＮ 600Å 第１磁性層４：Ｔｂ₂₅（Ｆｅ₉₃Ｃｏ₇）₇₅ 300Å 中間層１０ ：Ｇｄ₃₀（Ｆｅ₇₀Ｃｏ₃₀）₇₀ 50Å 第２磁性層５：（Ｇｄ₄₀Ｄｙ₆₀）_x（Ｆｅ₇₅Ｃｏ₂₅）
_100-x 300Å，500Å，700Å（25≦ｘ≦28） 第３磁性層６：Ｔｂ₂₀（Ｆｅ₉₈Ｃｏ₂）₈₀ 150Å 第４磁性層７：Ｔｂ₂₆Ｃｏ₇₄ 300Å 誘電体層９ ：ＳｉＮ 600Å 第２磁性層５の全体に対する希土類金属の比率ｘおよび
膜厚を変えて、実施例１と同様に記録再生特性への影響
を調べた。その結果を図６に示す。図６の（ａ）は膜厚
が300Åのばあい、（ｂ）は500Åのばあい、（ｃ）は70
0Åのばあいで、それぞれ横軸に希土類金属の比率ｘ
を、縦軸にＣＮ比をとって示してある。図６から膜厚が
薄く、ｘ＞27％においてＣＮ比が劣化していることがわ
かるが、ｘが27％以下なら膜厚が300ÅでもＣＮ比は良
好であった。

【００２８】［実施例３］本実施例においては、第２磁
性層５としてＧｄＴｂＦｅＣｏを用い、４層の磁性層の
各層は透明基板３上に以下の順でスパッタ法により形成
された。

【００２９】 誘電体層８ ：ＳｉＮ 600Å 第１磁性層４：Ｔｂ₂₅（Ｆｅ₉₅Ｃｏ₅）₇₅ 300Å 中間層１０ ：Ｇｄ₃₀（Ｆｅ₇₀Ｃｏ₃₀）₇₀ 50Å 第２磁性層５：（Ｇｄ₅₀Ｔｂ₅₀）_x（Ｆｅ₈₅Ｃｏ₁₅）
_100-x 300Å，500Å，700Å（25≦ｘ≦28） 第３磁性層６：Ｔｂ₂₀（Ｆｅ₉₉Ｃｏ₁）₈₀ 150Å 第４磁性層７：Ｔｂ₂₆Ｃｏ₇₄ 300Å 誘電体層９ ：ＳｉＮ 600Å 実施例１および２と同様に第２磁性層の希土類金属の比
率ｘおよび膜厚を変えて記録再生特性への影響を調べ
た。その結果を図７に示した。図７も図６と同様に、
（ａ）は膜厚が300Åのばあい、（ｂ）が500Åのばあ
い、（ｃ）が700Åのばあいを示し、それぞれ横軸に希
土類金属の比率ｘを、縦軸にＣＮ比をとって示してあ
る。図７から、本実施例でも、やはり、膜厚が薄く、ｘ
＞27％でＣＮ比が急激に劣化することがわかるが、ｘが
27％以下なら膜厚が300ÅでもＣＮ比は良好であった。

【００３０】以上の３つの実施例においては、高記録感
度の光磁気記録媒体をうるために、第２磁性層５の薄膜
化を進め、薄膜化したときの組成の最適条件を求めた。
以下の実施例においては、第１磁性層４の薄膜化を進
め、高記録感度の光磁気記録媒体をうることを目的に検
討を行った。

【００３１】［実施例４］各層は透明基板３上に以下の
順でスパッタ法により形成された。

【００３２】 誘電体層８ ：ＳｉＮ 600Å 第１磁性層４：Ｔｂ_x（Ｆｅ₉₅Ｃｏ₅）_100-x 200
Å、300Å（ｘ＝23％または25％） 中間層１０ ：Ｇｄ₃₀（Ｆｅ₇₀Ｃｏ₃₀）₇₀ なし、25Å、50Å、75Å、100Å 第２磁性層５：Ｄｙ₂₆（Ｆｅ₆₀Ｃｏ₄₀）₇₄ 300Å 第３磁性層６：Ｔｂ₂₀Ｆｅ₈₀ 150Å 第４磁性層７：Ｔｂ₂₆Ｃｏ₇₄ 300Å 誘電体層９ ：ＳｉＮ 600Å ここで、中間層は第１磁性層４と第２磁性層５のあいだ
に働く交換力σ_w12を調整するために設けられ、中間層
が厚いほど、σ_w12は小さくなる。

【００３３】さて、上記に示すように第１磁性層４の膜
厚とＴｂ含有率および中間層の膜厚を変えて、その記録
再生特性への影響を調べた。実施例１〜３と同様に、記
録再生特性としては、1.3ＭＨｚ記録信号上に１ＭＨｚ
の信号をオーバーライト記録し、その１ＭＨｚにおける
再生信号のＣＮ比を測定した。記録時の線速度は5.7m/
s、Hb=300（Ｏｅ）、またＰ_HIGHとＰ_LOWはＣＮ比が最大
になるように選びＰ_READは１ｍＷで行った。その結果を
図８および図９に示す。すなわち、図８は第１磁性層の
Ｔｂの比率が23％のとき、図９は25％のときで、それぞ
れ（ａ）は第１磁性層の膜厚が200Å、（ｂ）は300Åの
ばあいを、横軸に中間層の膜厚を、縦軸にＣＮ比をとっ
て示した。図８および図９から、第１磁性層４のＴｂ含
有率が少ないとき（ｘ＝23％）には、第１磁性層４の膜
厚や中間層10の膜厚を変えても55ｄＢ以上のＣＮ比をう
ることはできないが、Ｔｂ含有率が多いとき（ｘ＝25
％）には、中間層の膜厚を厚くすることにより良好な結
果がえられた。

【００３４】以上の結果を説明するために、第１磁性層
の厚さｔ₁＝300Åで、中間層10の膜厚が50Åのときの光
磁気記録媒体（図８と図９において矢印をつけた２つの
媒体Ｓ₂₃とＳ₂₅）の外部磁界依存性を詳細に調べた。媒
体Ｓ₂₃とＳ₂₅は第１磁性層４のＴｂ含有率のみが異な
り、したがって、図10と図11に示した外部磁界依存性の
差異は、第１磁性層４のＴｂ含有率の差異に関係がある
と考えられる。

【００３５】図10および図11の（ａ）は通常のオーバー
ライト記録における磁界特性であり、1.3ＭＨｚの記録
信号上に１ＭＨｚの信号をオーバーライトし、１ＭＨｚ
における再生信号のＣＮ比を測定した。記録時の線速度
は5.7ｍ／ｓ、Ｐ_HIGHとＰ_LOWはＨｂ＝300（Ｏｅ）にお
いてＣＮ比が最大となるように選び、Ｐ_HIGHとＰ_LOWの
あいだを変調して記録を行い、Ｐ_READは１ｍＷで行っ
た。

【００３６】他方、図10および図11の（ｂ）は、ローパ
ワー記録を行ったときの磁界特性である。ローパワー記
録とは、まず、ハイパワー（Ｐ_HIGH−ＤＣ）で一様に消
去を行ない（図12（ａ）参照）、その後にレーザーパワ
ーをＰ_LOWと０のあいだを変調して記録を行った（図12
（ｂ）参照）。記録周波数は１ＭＨｚであり、Ｐ_HIGH、
Ｐ_LOWは図10、11の（ａ）で決めたパワーをそのまま適
用した。線速度は5.7ｍ／ｓ、Ｐ_READは１ｍＷであっ
た。通常のオーバーライト記録におけるＣＮ比の外部磁
界依存性は図10、11の（ａ）にみられるように、Ｈｂ＝
０付近から立上がり、＋側のどこかで立ち下がる。この
立上がりを決定するのは、図16の高パワープロセスにお
ける第２磁性層５への書込み過程である。一方、立下が
りを決定するのは図16の低パワープロセスにおける
“０”の転写過程すなわち第２磁性層５から第１磁性層
４への転写過程を満足するための必要十分条件と考えら
える。すなわち、図13なる遷移が達成される条件であ
る。図13において、第２および第４磁性層５および７を
ＲＥドミナントであるように示しているが、これらの層
は上記の遷移において磁化反転しないため、ＲＥドミナ
ントまたはＴＭドミナントのどちらであっても求めるべ
き条件には影響しない。重要な点は、第１磁性層であ
る。図13において、第１磁性層はＴＭドミナントで示し
てある。このとき、この遷移が満足すべき条件は ２Ｍ_s1ｔ₁（Ｈ_c1＋Ｈ_b）−σ_w12＜０ （２） すなわち

【００３７】

【数１】 が、Ｈｂの満足すべき条件である。たとえば図10で用い
た媒体Ｓ₂₃はＴｂの量が23％であり、転写温度では明ら
かにＴＭドミナントであり、オーバーライト時の外部磁
界の上限は式（３）の右辺で与えられると考えられる。
また、この式（３）はローパワープロセスの“０”の転
写過程を満足するように導かれた式なので、図10（ｂ）
のローパワー記録の外部磁界依存性の上限もやはり、式
（３）の右辺で与えられる。図10（ｂ）より、この上限
を求めると100（Ｏｅ）と予想できる。しかし、図10
（ａ）においては、Ｈｂ＝100（Ｏｅ）ではまだＣＮ比
は立ち上がっていない。すなわち、図16のハイパワープ
ロセスの記録過程が生じるには、外部磁界が不充分であ
ることを意味する。したがって、媒体Ｓ₂₃においてはハ
イパワープロセスの記録過程とローパワープロセスにお
ける“０”の転写過程が完全に満足される外部磁界のマ
ージンが存在せず、そのため、媒体Ｓ₂₅に比べてＣＮ比
が小さくなっている。

【００３８】一方、媒体Ｓ₂₅はＴｂ含有率が25％であ
り、補償温度は媒体Ｓ₂₃に比べて高い温度にある。実際
に測定を行ったところ、媒体Ｓ₂₅の第１磁性層４の補償
温度は140℃であり、ほぼ“０”の転写プロセスが生じ
る温度近傍にあると思われる。補償温度においては総磁
化Ｍ_s1＝０であるので、式３の右辺は∞になる。つま
り、総磁化が極めて小さいため、外部磁界との相互作用
がほとんどない。これは図１１の（ｂ）に示された結果
をよく説明している。このばあい、ハイパワープロセス
の記録過程とローパワープロセスの“０”の転写過程の
両方が良好に生じる外部磁界の範囲は充分に広くなると
考えられる。図11の（ａ）においてＨｂ＝800（Ｏｅ）
でＣＮ比の劣化が見られるが、これは実施例１に示した
式（１）の条件と関係があると思われる。しかし、実用
上必要な外部磁界マージンは充分に媒体Ｓ₂₅においては
確保されている。これまで説明してきたように、第１磁
性層４の補償温度は“０”の転写が生じる温度近傍にあ
ることが望ましく、これを検証するためには、ローパワ
ー記録における外部磁界依存性がフラットであることを
確認すればよい。たとえば国際規格（ＩＳＯ規格）に定
められている外部磁界の上限は400（Ｏｅ）であるの
で、ローパワー記録における外部磁界依存性が−400
（Ｏｅ）≦Ｈｂ≦400（Ｏｅ）の範囲でフラットであれ
ば実用上充分である。

【００３９】第１磁性層４が、転写過程が生じる温度近
傍でＲＥドミナントであるばあいには、“０”の転写過
程においては、Ｈｂが正であれば転写条件は満足され
る。しかし、図16の高パワープロセスの“１”の転写過
程で式（２）と同じ制限を受けるため、やはり、磁界マ
ージンは狭くなる。ただし、ＲＥドミナントとＴＭドミ
ナントとでは磁界との相互作用の正負が逆転するため、
ローパワー記録に対する磁界特性は、負の磁界側でＣＮ
比が劣化する。たとえば、媒体Ｓ₂₃やＳ₂₅と比べて、第
１磁性層４のＴｂ含有量ｘが27％と多い媒体Ｓ₂₇を作製
し、同様の測定を行なったところ図14に示した結果をえ
た。すなわち、図14は図10、11と同様に横軸に外部磁界
の変化を、縦軸にＣＮ比の変化を示している。図14
（ｂ）からわかるように、ローパワー記録に対しては、
負の磁界側でＣＮ比の劣化があり、これが、図14（ａ）
のオーバーライト記録特性上に現われている。

【００４０】以上より、広い磁界マージンをうるために
は、“０”の転写が生じる温度（≒“１”の転写が生じ
る温度）近傍で、第１磁性層４が補償組成になることが
望ましいことが明らかになった。これはローパワー記録
におけるＣＮ比の磁界依存性がフラットであることと等
価であり、実用上は−400（Ｏｅ）≦Ｈｂ≦400（Ｏｅ）
でフラットであることが必要である。ここで、フラット
であるという意味は、ＣＮ比の変化が測定誤差程度、た
とえば±１ｄＢ程度である。

【００４１】媒体Ｓ₂₃のように前記の特性がフラットに
ならない媒体では、図８に示すように、他の媒体条件を
変えても良好なＣＮ比はえられなかった。他の媒体条件
とは、第１磁性層４の膜厚およびσ_w12を調整するため
の中間層10の膜厚である。

【００４２】他方、媒体Ｓ₂₅のように磁界特性がフラッ
トな媒体では、図９に示すように、良好な特性がえられ
た。

【００４３】

【発明の効果】以上のように、第２磁性層の希土類含有
量を27ａｔ％以下にしたので、第２磁性層の薄膜化、ひ
いては記録レーザーパワーに対する感度が向上するとい
う効果がある。

【００４４】また、第１磁性層を転写過程が生じる近傍
で補償組成になるように構成することにより、外部磁界
マージンを大きくとれる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光磁気記録媒体の磁性層積層部の構成
説明図である。

【図２】実施例１の希土類金属の量を変えたときのＣＮ
比を示す図で、（ａ）は第２磁性層の厚さが300Å、
（ｂ）は500Å、（ｃ）は700Åのばあいを示す図であ
る。

【図３】実施例１の第２磁性層の総磁化の温度依存性を
示す。

【図４】実施例１の高パワープロセスにおける磁化遷移
図である。

【図５】実施例１の第２磁性層の補償温度が高いときの
遷移達成の条件を説明する図である。

【図６】実施例２の希土類金属の量を変えたときのＣＮ
比を示す図で、（ａ）は第２磁性層の厚さが300Å、
（ｂ）は500Å、（ｃ）は700Åのばあいを示す。

【図７】実施例３の希土類金属の量を変えたときのＣＮ
比を示す図で、（ａ）は第２磁性層の厚さが300Å、
（ｂ）は500Å、（ｃ）は700Åのばあいを示す。

【図８】第１磁性層の希土類金属の量が23％のときの中
間層の膜厚の変化に対するＣＮ比の変化を示す図で、
（ａ）は第１磁性層の厚さが200Å、（ｂ）は300Åのば
あいを示す。

【図９】第１磁性層の希土類金属の量が25％のときの中
間層の膜厚の変化に対するＣＮ比の変化を示す図で、
（ａ）は第１磁性層の厚さが200Å、（ｂ）は300Åのば
あいを示す。

【図１０】媒体Ｓ₂₃の外部磁界に対するＣＮ比の変化を
示す図で（ａ）は通常のオーバーライト記録（ｂ）はロ
ーパワー記録のばあいを示す。

【図１１】媒体Ｓ₂₅の外部磁界に対するＣＮ比の変化を
示す図で（ａ）は通常のオーバーライト記録（ｂ）はロ
ーパワー記録のばあいを示す。

【図１２】ローパワー記録の説明図で（ａ）はハイパワ
ーで一様に消去を行ったばあい、（ｂ）がローパワーで
の記録をする模式図である。

【図１３】第２磁性層から第１磁性層への転写過程の条
件を説明する図である。

【図１４】媒体Ｓ₂₇の外部磁界に対するＣＮ比の変化を
示す図で（ａ）は通常のオーバーライト記録（ｂ）はロ
ーパワー記録のばあいを示す。

【図１５】従来の光磁気記録媒体の記録、再生を説明す
る模式図である。

【図１６】（ａ）は光磁気記録媒体のオーバーライトを
説明する模式図で（ｂ）はオーバーライト時に照射する
光ビーム強度を示す図である。

【符号の説明】

１ 光ビーム ２ 外部磁界発生媒体 ３ 透明基板 ４ 第１磁性層 ５ 第２磁性層 ６ 第３磁性層 ７ 第４磁性層 ８ 誘電体層 ９ 誘電体層 １０ 中間層

【手続補正書】

【提出日】平成４年９月１６日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００８

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来の光磁気ディスク
は磁性層の総膜厚が厚いため、記録時に大きなレーザ光
強度が必要となり、すなわち記録感度が低下するという
問題がある。また、複雑なメカニズムを用いているた
め、オーバーライトするときの外部磁界の許容範囲が狭
く、そのために充分な信号対雑音比がえられにくいとい
う問題がある。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１５】また、中間層１０は第１磁性層４と第２磁
性５との交換力を調整する層で、垂直磁気異方性をほと
んど有しない、Ｇｄ_ｙ（Ｆｅ_ｘＣｏ_{１００−ｘ}）
_{１００−ｙ}などが使用される。なお、この中間層は交換
力の大きさに応じて必要となるもので必須ではない。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２２】ここで用いられている４層の磁性層はいず
れも遷移金属（ＦｅやＣｏ）と希土類金属（Ｇｄ、Ｄ
ｙ、Ｔｂ）との合金である。遷移金属と希土類金属の磁
性スピンはフェリ磁性結合、つまり反平行に結合してい
る。たとえば第２磁性層５においては、Ｄｙの副格子磁
化とＦｅＣｏの遷移金属副格子磁化とは反平行に結合し
ている。Ｄｙの量ｘが２５〜２８％の範囲においては、
Ｄｙの副格子磁化の方が遷移金属副格子磁化よりも大き
くなっている。この状態をＤｙドミナント（Ｄｙ−ｄｏ
ｍｉｎａｎｔ）と呼ぶ。しかし、温度上昇による希土類
金属副格子磁化の減少率は遷移金属副格子の減少率より
も大きいため、温度と共にＤｙドミナントから遷移金属
副格子磁化の方が大きくなるＴＭドミナント（Ｔｒａｎ
ｓｉｔｉｏｎ Ｍｅｔａｌ−ｄｏｍｉｎａｎｔ）へと徐
々に移行する。この様子をたとえば、ｘ＝２５％のばあ
いについて、図３に示す。縦軸の総磁化とは、希土類金
属副格子磁化と遷移金属副格子磁化との差である。図３
において、総磁化が０になる温度があるが、この温度を
補償温度という。また、ある温度が補償温度となるとき
の組成を補償組成という。補償温度の前後において、総
磁化は符号を変える。ところで、補償温度は組成により
変化する。室温において、希土類金属副格子磁化の方が
より大きいＲＥドミナント（Ｒａｒｅ Ｅａｒｔｈ−ｄ
ｏｍｉｎａｎｔ）であると、補償温度はより高い温度に
なる。したがって、希土類金属の量がｘ＝２５％より多
いｘ＝２６％の方が補償温度が高いことになる。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２４】２Ｍ_ｓ１ｔ_１（Ｈ_ｃ１−Ｈ_ｂ）−σ_ｗ１２
＜２Ｍ_ｓ２ｔ_２（Ｈ_ｃ２−Ｈ_ｂ）−σ_ｗ１２ （１）
ここで、Ｍ_ｓｉ、ｔ_ｉ、Ｈ_ｃｉ（ｉ＝１、２）はそれ
ぞれ第ｉ磁性層の総磁化、膜厚および保持力である。こ
の式が成立するためには、この種のフェリ磁性体におい
てはＭ_ｓ２Ｈ_ｃ２の積は組成ｘにほとんど依存せずに一
定であることが知られているので、Ｍ_ｓ２は小さく、ｔ
_２は大きい方がよい。すなわち、第２磁性層５の組成は
ｘが小さい方がよく、膜厚は厚い方がよい。したがっ
て、図２においてＣＮ比が劣化している領域はｘが大き
く、かつ膜厚が薄いところであり、式（１）を満足する
には不利であることは明白である。このため、ｘが２７
％より大きく、かつ膜厚が３００Åのときは、状態が
完全には達成されず、ノイズが上昇し、ＣＮ比が劣化し
たと考えられる。したがってｘを２７％以下にすれば膜
厚が３００μｍと薄くなっても問題にならない。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川野 裕司 尼崎市塚口本町８丁目１番１号 三菱電機 株式会社材料デバイス研究所内 (72)発明者 藤井 善夫 尼崎市塚口本町８丁目１番１号 三菱電機 株式会社産業システム研究所内 (72)発明者 徳永 隆志 尼崎市塚口本町８丁目１番１号 三菱電機 株式会社産業システム研究所内 (72)発明者 中木 義幸 尼崎市塚口本町８丁目１番１号 三菱電機 株式会社産業システム研究所内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項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・オーバーライト可能な光磁気記録媒体
   であって、第２磁性層が希土類金属と遷移金属からなる
   合金であり、かつ、希土類金属の含有率が27ａｔ％以下
   であることを特徴とする光磁気記録媒体。
2. 【請求項２】 請求項１記載の光磁気記録媒体であっ
   て、第１磁性層と第２磁性層とのあいだに両層の交換結
   合力を調整するための中間層を挿入することを特徴とす
   る光磁気記録媒体。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の光磁気記録媒体
   であって、希土類金属がＧｄ、Ｔｄ、Ｄｙの１または２
   以上の任意な組み合わせによりなることを特徴とする光
   磁気記録媒体。
4. 【請求項４】 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・オーバーライト可能な光磁気記録媒体
   であって、第１磁性層が希土類金属と遷移金属からなる
   合金であり、第２磁性層から第１磁性層への転写過程が
   生じる温度近傍において、第１磁性層を補償組成とする
   ことを特徴とする光磁気記録媒体。
5. 【請求項５】 請求項４記載の光磁気記録媒体であっ
   て、第１磁性層と第２磁性層とのあいだに両層の交換結
   合力を調整するための中間層を挿入することを特徴とす
   る光磁気記録媒体。
6. 【請求項６】 請求項４または５記載の光磁気記録媒体
   において、ローパワー記録時のＣＮ比の外部磁界依存性
   が、−400（Ｏｅ）以上400（Ｏｅ）以下の範囲で実効的
   に一定であることを特徴とする光磁気記録媒体。