JPH0646617B2 - 光磁気記録材料の製造方法 - Google Patents

光磁気記録材料の製造方法

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JPH0646617B2
JPH0646617B2 JP59153499A JP15349984A JPH0646617B2 JP H0646617 B2 JPH0646617 B2 JP H0646617B2 JP 59153499 A JP59153499 A JP 59153499A JP 15349984 A JP15349984 A JP 15349984A JP H0646617 B2 JPH0646617 B2 JP H0646617B2
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千晴 加藤
治文 万代
充弘 村田
元治 田中
元 町田
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Murata Manufacturing Co Ltd
Ricoh Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は磁気記録材料、特に、光磁気記録材料の製造方
法に関するものである。
(従来の技術) 近年、情報記録の高密度化、記録媒体の耐久性の向上お
よび記録速度の高速化の要請に伴い、垂直磁気ヘッドや
MRヘッドにより、膜面に対して垂直方向の磁化容易軸
を有する薄膜に外部磁界を印加して磁気バブルを形成さ
せて情報を記録する垂直磁気記録方式、あるいは垂直磁
化膜の微少部分にレーザー光などを照射してその微少部
分に磁気バブルを形成させて情報を記録する光磁気記録
方式が開発されている。これらの記録方式に於ける記録
媒体の磁気記録材料は、磁化が膜面に垂直に向くように
垂直異方性を有すること、安定な磁気バブルを形成する
こと、経時変化が小さく安定であることが要求される。
特に、垂直磁気記録にあつては、保磁力(Hc)が数100
〜2000エルステツドであること、磁化が高いことな
どの条件を満足させることが要求されるが、光磁気記録
媒体の磁気記録材料としては更に、 (1)キユリー温度または磁気補償温度が100〜30
0℃の範囲にあること、 (2)カー(Kerr)回転角またはフアラデイ回転角が大き
いこと、などが要求される。これらの条件を満足するた
めには、材料特性として、 (イ)垂直一軸異方性を有すること、 (ロ)異方性磁界(Hk)が反磁界(Hd=4πMs)より大きい
こと、 (ハ)キユリー温度または磁気補償温度が100〜30
0℃の範囲にあること、 (ニ)カー効果またはフアラデイ効果ができるだけ大き
いこと、などが要求される。しかしながら、従来の磁気
記録材料では、これらの条件を総て満足させることは困
難であった。
(発明が解決しようとする問題点) 従来、前記垂直磁気記録に於ける磁気記録媒体の材料と
しては、Co-Cr系、Co-V系、Ba−フエライト系、Ni-Co-
P、Co-Ni-Mn-Pなどがあるが、特に注目されているのはC
o-Cr系、Ba−フエライト系塗布膜である。しかしなが
ら、これらの磁気記録材料では、垂直磁気記録媒体とし
て要求される特性、特に、安定な磁気バブルを形成でき
ること、経時変化が小さく安定であることなどを十分に
満足させることができないという問題があつた。
他方、光磁気記録材料の材料としては、YGaFeO、TbFeO、G
dIGなどの単結晶、MnBi、MnCuBi、PtCoなどの多結晶、GdC
o、GdFe、TbFe、GdTbFe、GdTbFeCoなどのアモルフアス磁性
体などが知られている。このうち、アモルフアス磁性体
は、スパッタリング法などにより薄膜化され、その製造
過程で垂直一軸異方性が付与され、キュリー温度書き込
みと磁気補償温度書き込みの両方で書き込みが可能であ
り、異方性磁界(Hk)の反磁界(Hd=4πMs)より大きく、
数Kエルステッドの値を有し、また組成をコントロール
することによりキュリー温度または磁気補償温度を10
0〜300℃の範囲に設定できるという利点を有してい
る。
しかしながら、このアモルフアス磁性体薄膜は化学的に
不安定なため、大気中の水分または酸素により酸化反応
を生じ、経時的劣化を引き起こすという難点がある。こ
の酸化反応を防止するために、前記アモルフアス磁性体
薄膜の上にSiO2膜、窒化アルミニウム膜などの保護膜を
形成する手段が講じられてはいるが、それでもなお完全
な酸化防止が図られていないのが現状である。また、ア
モルフアス磁性体薄膜は磁気カー回転角(θk)が小さ
く、しかも概ねGd、Co、Tbといった希少元素で構成されて
いるため、非常に高価な材料であり、コストが高いとい
う難点もあつた。
前記磁性アモルフアス磁性体薄膜の欠点を解消するため
に、酸化物磁性体を光磁気記録媒体として使用する試み
が行なわれている。特に、研究の対象となつているBaフ
エライトを中心とするマグネトプランバイト型酸化物
は、C軸に結晶磁気異方性を有し、高い保磁力を有する
という利点を有している。しかしながら、キュリー温度
が450〜500℃と極めて高いという問題がある。こ
の問題はAl、Geなどの非磁性元素を置換固溶させること
により解決されるが、キュリー温度を100〜300℃
にまで下げるには極めて多量の置換が必要であり、その
結果、磁気特性は大幅に低下するため、実用上難点があ
る。
従って、本発明は、磁気特性の経時的変化が小さく、光
磁気記録に要求される諸特性を満足させる光磁気記録材
料を提供することを目的とする。具体的には、光磁気記
録媒体として要求される垂直異方性が得られ、高い保磁
力を有し、かつ、キュリー温度が低く、更にはカー効果
またはファラデイ効果が大きい光磁気記録材料を提供す
ることを目的とする。
(問題点を解決するための手段) 本発明者等は、コバルトフェライト系磁性体に付いて研
究した結果、驚くべきことに、コバルトフェライト系に
おいて、化学量論的組成よりもFeを過剰に含む、いわゆ
る鉄過剰の組成にすると、高い保磁力が得られることを
見出だした。また、コバルトフェライトのFe過剰の組成
に於いて、Feの一部をAlで置換することによって、保磁
力を大幅に向上させ、Hk>4πMsの条件を満足させると
同時に、キュリー温度を低下させることができることを
見出す一方、光磁気記録材料を形成する際、磁場中で冷
却すると、特に垂直異方性を向上させることができるこ
とを見出だした。本発明はこのような知見にもとずいて
完成されたものである。
即ち、本発明は、光磁気記録材料を製造するにあたり、
酸化コバルト、酸化鉄及び酸化アルミニウムからなり、
一般式: Cox(Fe1-yAly)3-xO4 (式中、0<x<1、0.25≦y≦0.75であ
る。)で示される組成を有する薄膜を支持体上に形成し
た後、前記薄膜の表面に対し垂直方向に磁場を印加しな
がら冷却するようにしたものである。
本発明に係る光磁気記録材料の組成に於いて、x、yを前
記範囲に限定したのは次の理由による。即ち、x=0で
は本発明の磁気記録材料であるCoフェライトを構成せ
ず、所定の特性を有するものが得られないからであり、
x≧1では高い保磁力が得られないからである。また、
Alは、保磁力を向上させ、Hk<4πMsの条件を満足させ
ると同時に、キュリー温度を低下させるためにFeの一部
と置換されるが、その置換量yが0.25未満では十分
な効果が得られず、yが0.75を越えると、Alが過剰
になり4πMsが低下し、磁気ヘッドの再生出力および磁
気光学効果が充分に得られなくなるからである。
本発明に係る光磁気記録材料は、膜状の形態でも有用な
ものである。即ち、スパツタリング法、真空蒸着法、イ
オンプレーテイング法、無電解メツキ法などの膜形成手
段で形成された膜状の磁気記録材料は、膜面に垂直な方
向に磁化容易軸を有するもので、垂直磁気記録媒体、光
磁気記録媒体として特に有用である。
(実施例) 以下、本発明を実施例に従って詳細に説明する。なお、
この実施例では、便宜上、保磁力Hcを特性評価対象とし
ているが、HkはHcよりも大きな値をとることが広く認識
されており、少なくともHc>4πMsならば、Hk>4πMs
が成立しうることを予め付記しておく。
実施例1 Co2O3、Fe2O3、Al2O3の各原料を用意し、各原料を第1表
の組成比率のものが得られるように秤量した。得られた
各混合物を水と共にボールミルに投入し、4時間混合し
た後、脱水、乾燥した。次いで、電気炉にて900℃で
2時間仮焼した。仮焼物を水と共にボールミルに投入
し、24時間粉砕した後に、得られた粉末にバインダを
加え、脱水、乾燥し、粉末プレス機により1000kg/
cm2の圧力で成形した。この成形物を電気炉にて130
0℃で2時間焼成した。
得られたセラミツクスの特性を測定し、その結果を第2
表に示す。
なお、第1表および第2表中、*を付したものは本発明
の範囲外の組成を有するものであり、他のものは本発明
の範囲内のものである。
第2表中の4πMs,Hs,キュリー温度は振動試料型磁力計
で測定した。
第1図〜第5図は第1表に示した各組成について、Al量
と各特性の関係を示す図である。
図から明らかなように、この発明にかかるものはHcが高
いとともに、低いキュリー温度(Hc)を有するものが得ら
れている。
特に好ましくは、0.33≦x<1,0<y≦0.5の
範囲で良好な特性が得られている。
また、第2表から、Coフェライトの化学量論組成よりも
Co量を減少させることにより、4πMsは小さくなるもの
の、Hcは大きくなることがわかる。特にx=0.75,
0.5,0.33ではFeの一部をAlで置換することによ
りHcが2000〜4000Oeと大きい値を示すものが得
られている。また、TcもAlを存在させることによって低
くなり、光磁気記録媒体に必要な値を満足している。
実施例2 実施例1の各試料のうち、試料番号C3,D3,E3の
組成のものをターゲットとし、石英ガラス支持体上にス
パッタリング法により Cox(Fe1-yAly)3-xO4 からなる垂直磁化膜を形成した。
垂直磁化膜の作成条件を以下に示す。
残留ガス圧 8×10-7Torr Oガス圧 5×10-4Torr (Ar+O2)ガス圧 2×10-2Torr 放電電力 400W プレスパッタ時間 30min メインスパッタ時間 120min 基板温度 450℃ 膜厚 2000Å 得られた膜を空気中に取り出し、400℃まで昇温した
のち、膜面に垂直な方向に約2KOeの直流磁場をかけ、
そのままの状態で室温まで冷却した。
この磁化膜について、4πMs,HcおよびTcを測定したと
ころ、第3表のような効果を示した。
なお、特性の評価は振動試料型磁力計により求めた。
第3表の結果を第2表と比較した場合、ほぼ、近似した
値を示しており、膜の組成は焼結体の組成組成に比べて
ほとんどズレのないものであると判断できる。
第6図はCo0.75(Fe0.5Al0.5)2.25O4の磁化膜のヒステリ
シスループを示す。第6図からこの磁化膜が膜面に垂直
な方向に磁化容易軸を有していることがわかる。なお、
図中実線は磁化膜に対して垂直方向のヒステリシスルー
プを示し、破線は磁化膜に対して平行方向のヒステリシ
スループを示す。
また、Co0.75(Fe0.75Al0.25)2.25O4からなる磁化膜のλ
=780nmでのファラデイ回転角Fおよび吸収係数αは F=1.1×10-4deg・cm1- α=1.3×10-4cm1- となり、磁気光学性能指数ψ=|2F/α|はψ=1.
69deg と大きい値を示しており、光磁気記録媒体として優れた
特性と有している。
なお、上記した実施例では磁場中冷却した磁化膜につい
て特性を測定したが、磁場中冷却していない磁化膜は実
用的性能を有するが、ファラデイ回転角Fは多少劣るこ
とは判明している。
また、支持体として石英ガラスを用いたが、その他、プ
ラスチック、セラミックス、金属などが使用できる。
さらに、磁化膜と支持体との間、あるいは磁化膜の上面
に、高透磁率層、保護層、断熱層、反射層などが任意に
設けられる。
さらにまた、膜形成手段はスパッタリング手段であった
が、その他真空蒸着法、イオンプレーテイング法、無電
解メッキ法などが使用できる。
(効果) 以上の各実施例から明らかなように、この発明によれ
ば、CoフェライトのFeを過剰とし、さらに、Feの一部を
Alで置換することにより、垂直異方性が得られる一方、
高い保磁力(Hc)を有し、キュリー温度が低く、さらには
カー効果またはファラデイ効果の大きい光磁気記録媒体
を提供することができる。また、本発明に係る光磁気記
録材料は光磁気記録媒体としての用途に有用なものであ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第5図はAl量と各特性の関係を示す図、第6図
はCo0.75(Fe0.5Al0.5)2.25O4の磁化膜のヒステリシスル
ープを示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 万代 治文 京都府長岡京市天神2丁目26番10号 株式 会社村田製作所内 (72)発明者 村田 充弘 京都府長岡京市天神2丁目26番10号 株式 会社村田製作所内 (72)発明者 田中 元治 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内 (72)発明者 町田 元 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内 (56)参考文献 特公 昭51−24241(JP,B1) 特公 昭56−23296(JP,B1)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】酸化コバルト、酸化鉄及び酸化アルミニウ
    ムからなり、一般式: Cox(Fe1-yAly)3-xO4 (式中、0<x<1、0.25≦y≦0.75であ
    る。)で示される組成を有する薄膜を支持体上に形成し
    た後、前記薄膜の表面に対し垂直方向に磁場を印加しな
    がら冷却することを特徴とする光磁気記録材料の製造方
    法。
  2. 【請求項2】前記薄膜をスパッタリング法、真空蒸着
    法、イオンプレーテイング法及び無電解メッキ法からな
    る群から選ばれた一つの方法で形成する特許請求の範囲
    第1項に記載の方法。
JP59153499A 1984-07-23 1984-07-23 光磁気記録材料の製造方法 Expired - Lifetime JPH0646617B2 (ja)

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