JPH07244877A - 光磁気記録媒体及び該媒体に記録された情報の再生方法 - Google Patents
光磁気記録媒体及び該媒体に記録された情報の再生方法Info
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Abstract
を完全にマスクして磁気誘導超解像再生を可能にした光
磁気記録媒体を提供することを目的とする。 【構成】 光磁気記録媒体は透明基板14と、透明基板
14上に積層された磁性再生層18と、磁性再生層18
上に積層された磁性制御層20と、磁性制御層20上に
積層された磁性記録層22とを含んでいる。磁性再生層
18は室温では面内方向に磁化容易軸を有している。磁
性制御層20及び磁性記録層22は垂直方向に磁化容易
軸を有している。所定の再生パワーを照射することによ
り、レーザスポット内に再生層18の磁化が面内方向を
向く低温領域と、記録層22の磁化が交換結合によって
制御層20を介して再生層18に転写される中間温度領
域と、制御層20のキュリー温度以上の高温領域とが形
成される。低温領域では面内マスクが形成され、高温領
域ではアップスピンマスクが形成されて、両マスクの間
に光磁気信号を読み出す開口部が形成される。
Description
び該記録媒体に記録された情報の再生方法に関する。
られているが、情報量の増大に伴いさらなる高密度化が
要望されている。高密度化は記録マークの間隔を詰める
ことによって実現できるが、その記録、再生は、媒体上
の光ビームの大きさ(ビームスポット)によって制限さ
れる。
存在しないように設定した場合、記録マークがあるかな
いかによって“1”,“0”に対応する出力波形が再生
信号として観測できる。
スポット内に複数個存在するようにすると、媒体上のビ
ームスポットが移動しても再生出力に変化が生じないた
め、出力波形は直線となって記録マークの有り無しを識
別できなくなる。
つ小さな記録マークを再生するためには、ビームスポッ
トを小さく絞れば良いが、ビームスポットの大きさは光
源の波長λと対物レンズの開口数NAとで制約され、十
分に小さく絞ることはできない。
ビームスポット以下の記録マークを再生する磁気誘導超
解像技術を利用した再生方法が提案されている。これ
は、ビームスポット内の一つのマークを再生していると
き他のマークをマスクすることで再生分解能を上げた再
生方法である。
を記録するための記録層以外に信号再生時に一つのマー
クのみが再生されるように他のマークを隠しておくため
のマスク層又は再生層が最低必要となる。
体が特開平3−88156号で提案されている。しか
し、この公開公報に記載された従来技術では、再生層を
初期化するために数キロエールステッド程度の初期化磁
界が必要であるため、装置を小型化できないという問題
がある。
軸を有し所定温度以上では垂直方向の磁化容易軸を有す
る磁性膜を用いた光磁気記録媒体が特開平5−8171
7号で提案されている。
て簡単に説明する。図28(C)に示すように、光磁気
ディスク2は透明基板4上に磁性再生層6及び磁性記録
層8を積層して構成されている。
易軸を有しているが、再生パワーが照射されて所定温度
以上になると磁化容易軸が垂直方向に変化する。磁性記
録層8は垂直磁化膜である。符号10は光ビームを示し
ている。
ようにガウス分布をしているため、ディスクが静止して
いる場合にはディスク上の温度分布も中心部分が周辺部
分よりも高温となっている。
に回転しているため、ディスク上の温度分布は図28
(B)に示すようにビームスポット内のディスク移動方
向前方側が高温となっている。
ームスポット内の温度が低い領域では磁性再生層6の磁
化容易軸が面内方向を向いているので、反射光のカー回
転角は殆ど零となる。高温領域では、磁性再生層6の磁
化容易軸は面内方向から垂直方向へと変化する。
記録層8の磁化と交換力によって結合し磁性記録層8の
磁化方向に揃うため、磁性記録層8に記録した磁化を磁
性再生層6に転写することができる。この転写領域の広
さは、再生レーザビームパワー或いはディスクの回転に
よって変えることができる。
一つの記録マークだけを再生できるように制御すること
によって、ビームスポットの面積を実質的に縮小したの
と同じ効果を得ることができ、解像度が向上し高密度記
録・再生を実現できる。
スク2に照射されるレーザビーム10の強度分布はガウ
ス分布をしており、ディスク2は矢印R方向に回転して
いるため、磁性再生層6上には低温領域と高温領域が生
じ、高温領域はディスク上に形成されたビームスポット
の下流側即ち後方側にシフトする。
内の高温領域が下流側にシフトするため、レーザビーム
の強度が相対的に弱くなり、特開平5−81717号に
記載された従来技術では大きな光磁気信号を得られない
という問題がある。
流側にのみ形成されるので、情報を再生する開口部の大
きさを余り小さく絞ることができない。よって本発明の
目的は、従来よりもより一層小さなマークを正確に記録
し、且つ従来より大きな光磁気信号で再生することが可
能な高密度光磁気記録媒体を提供することである。
高密度記録された情報を正確に再生可能な情報の再生方
法を提供することである。
ると、透明基板と、該透明基板上に積層された室温で面
内方向に磁化容易軸を有する第1磁性層と、該第1磁性
層上に積層された前記基板に対して垂直方向に磁化容易
軸を有する第2磁性層と、該第2磁性層上に積層された
前記基板に対して垂直方向に磁化容易軸を有する第3磁
性層とを具備し、前記第1、第2及び第3磁性層のキュ
リー温度をそれぞれTc1,Tc2,Tc3とすると
き、Tc1>Tc2及びTc3>Tc2の関係を満たす
光磁気記録媒体が提供される。
る第2磁性層に代えて、面内方向に磁化容易軸を有する
第2磁性層を採用することもできる。また、第1の構成
の変形例として、第1磁性層と第2磁性層との間又は第
2磁性層と第3磁性層との間に非磁性中間層を介装する
ようにしても良い。
アモルファス合金膜から構成される。他の合金膜、酸化
磁性膜も採用可能である。本発明の第2の構成による
と、透明基板と、該透明基板上に積層された前記基板に
対して垂直方向に磁化容易軸を有する第1磁性層と、該
第1磁性層上に積層された室温で面内方向に磁化容易軸
を有する第2磁性層と、該第2磁性層上に積層された前
記基板に対して垂直方向に磁化容易軸を有する第3磁性
層と、該第3磁性層上に積層された前記基板に対して垂
直方向に磁化容易軸を有する第4磁性層とを具備し、前
記第1、第2、第3及び第4磁性層のキュリー温度をそ
れぞれTc1,Tc2,Tc3,Tc4とし、室温にお
ける保磁力をそれぞれHc1,Hc2,Hc3,Hc4
とするとき、各磁性層のキュリー温度が、Tc1>Tc
3,Tc2>Tc3及びTc4>Tc3の関係を満た
し、室温における保磁力が、Hc4>Hc3及びHc4
>Hc1の関係を満たす光磁気記録媒体が提供される。
と、該透明基板上に積層された膜面に対して垂直方向の
磁化容易軸を有する第1磁性層と、該第1磁性層上に積
層された室温で面内方向に磁化容易軸を有する第2磁性
層と、該第2磁性層上に積層された膜面に対して垂直方
向の磁化容易軸を有する第3磁性層とを具備し、前記第
1、第2、第3磁性層のキュリー温度をそれぞれTc
1,Tc2,Tc3とし、室温における前記第1及び第
3磁性層の保磁力をそれぞれHc1,Hc3とすると
き、各磁性層のキュリー温度が、Tc1>Tc2、Tc
3>Tc2の関係を満たし、前記第1及び第3磁性層の
室温における保磁力が、Hc3>Hc1の関係を満たす
光磁気記録媒体が提供される。
該透明基板上に積層された室温で面内方向に磁化容易軸
を有する第1磁性層と、該第1磁性層上に積層された前
記基板に対して垂直方向に磁化容易軸を有する第2磁性
層と、該第2磁性層上に積層された前記基板に対して垂
直方向に磁化容易軸を有する第3磁性層とを含み、前記
第1、第2及び第3磁性層のキュリー温度をそれぞれT
c1,Tc2,Tc3とするとき、Tc1>Tc2及び
Tc3>Tc2の関係を満たす光磁気記録媒体に記録さ
れた情報の再生方法であって、バイアス磁界を印加しな
がら前記記録媒体にレーザビームを照射して、前記第3
磁性層のキュリー温度以下に前記記録媒体を加熱し、ビ
ームスポット内に前記第1磁性層の磁化が面内方向を向
く第1領域と、前記第3磁性層の磁化が交換結合によっ
て前記第2磁性層と前記第1磁性層に転写される第2領
域と、前記第2磁性層のキュリー温度以上の第3領域と
からなる温度分布を形成する、各ステップから構成され
る光磁気記録媒体に記録された情報の再生方法が提供さ
れる。
板と、該透明基板上に積層された前記基板に対して垂直
方向に磁化容易軸を有する第1磁性層と、該第1磁性層
上に積層された室温で面内方向に磁化容易軸を有する第
2磁性層と、該第2磁性層上に積層された前記基板に対
して垂直方向に磁化容易軸を有する第3磁性層と、該第
3磁性層上に積層された前記基板に対して垂直方向に磁
化容易軸を有する第4磁性層とを含み、前記第1、第
2、第3及び第4磁性層のキュリー温度をそれぞれTc
1,Tc2,Tc3,Tc4とし、室温における保磁力
をそれぞれHc1,Hc2,Hc3,Hc4とすると
き、各磁性層のキュリー温度がTc1>Tc3,Tc2
>Tc3及びTc4>Tc3の関係を満たし、各磁性層
の室温における保磁力がHc4>Hc3及びHc4>H
c1の関係を満たす光磁気記録媒体に記録された情報の
再生方法であって、バイアス磁界を印加しながら前記記
録媒体にレーザビームを照射して、前記第4磁性層のキ
ュリー温度以下に前記記録媒体を加熱し、ビームスポッ
ト内に前記第2磁性層の磁化が面内方向を向く第1領域
と、前記第4磁性層の磁化が交換結合によって前記第3
磁性層、前記第2磁性層及び前記第1磁性層に転写され
る第2領域と、前記第3磁性層のキュリー温度以上の第
3領域とからなる温度分布を形成する、各ステップから
構成される光磁気記録媒体に記録された情報の再生方法
が提供される。
板と、該透明基板上に積層された膜面に対して垂直方向
の磁化容易軸を有する第1磁性層と、該第1磁性層上に
積層された室温で面内方向に磁化容易軸を有する第2磁
性層と、該第2磁性層上に積層された膜面に対して垂直
方向の磁化容易軸を有する第3磁性層とを具備し、前記
第1、第2、第3磁性層のキュリー温度をそれぞれTc
1,Tc2,Tc3とし、室温における前記第1及び第
3磁性層の保磁力をそれぞれHc1,Hc3とすると
き、各磁性層のキュリー温度が、Tc1>Tc2及びT
c3>Tc2の関係を満たし、前記第1及び第3磁性層
の室温における保磁力が、Hc3>Hc1の関係を満た
す光磁気記録媒体に記録された情報の再生方法であっ
て、バイアス磁界を印加しながら前記記録媒体にレーザ
ビームを照射して、前記第3磁性層のキュリー温度以下
に前記記録媒体を加熱し、ビームスポット内に前記第1
磁性層の磁化がバイアス磁界方向を向く第1領域と、前
記第3磁性層の磁化が交換結合によって前記第2磁性層
と前記第1磁性層に転写される第2領域と、前記第2磁
性層がキュリー温度以上となる前記第1磁性層の磁化方
向がバイアス磁界方向を向く第3領域とからなる温度分
布を形成することを特徴とする光磁気記録媒体に記録さ
れた情報の再生方法が提供される。
3磁性層を有する光磁気記録媒体に記録された情報を再
生する場合、記録媒体上に形成されたビームスポット内
で生じる温度勾配を利用し、より小さなマークを正確に
再生することを特徴としている。
1磁性層の磁化は面内方向を向いて面内マスクが形成さ
れ、第2磁性層のキュリー温度以上の高温領域では第2
磁性層の磁化が消滅し、第1磁性層の磁化がバイアス磁
界方向を向いてアップスピンマスク又はダウンスピンマ
スクが形成される。
の磁化方向が第2磁性層を介して第1磁性層に転写さ
れ、第3磁性層に記録された情報を再生することができ
る。即ち、磁気光学的出力を差動検出した場合、ビーム
スポット内において温度の低い領域と高い領域はマスク
として働き、この部分での光磁気信号を読み出すことは
なく、中間温度領域だけの光磁気信号を読み出すことが
できる。従って、レーザ波長の回折限界以下の大きさの
マークを正確に読み出すことができる。
に記録された情報を再生する場合にも、再生原理は上述
した3層構成の磁性層を有する光磁気記録媒体に記録さ
れた情報を再生する場合と同様である。
1磁性層が垂直磁化膜であるので、信号を読み出す第2
磁性層は面内磁化から垂直磁化に遷移する温度領域が比
較的広いために再生出力のC/Nが劣化するが、垂直磁
化膜である第1磁性層を設けたことにより再生出力のC
/Nの向上を図ることができる。
気記録媒体の構成を説明する。12は光磁気記録媒体で
あり、通常はディスク形状をしている。ガラス等の透明
基板14上に例えばスパッタリングによりSiN等から
なる誘電体層16が積層されている。誘電体層16はそ
の上に積層される磁性層の酸化及び腐食を防止する。
ト、ポリメチルメタクリレート、アモルファスポリオレ
フィン等の樹脂が採用可能である。また、誘電体層16
としては、AlN等の金属窒化物、SiO2 ,Al2 O
3 等の金属酸化物及びZnS等の金属硫化物が採用可能
である。
類−遷移金属非晶質合金膜から形成された磁性再生層1
8が積層されている。磁性再生層18は、室温では面内
方向に磁化容易軸を有している。好ましくは、磁性再生
層18の磁化容易軸は、再生ビームパワーで昇温される
所定温度以上では面内方向から垂直方向に変化するのが
望ましい。
−遷移金属非晶質合金膜から形成された磁性制御層20
が積層されている。磁性制御層20は基板14に対して
垂直方向に磁化容易軸を有している。
土類−遷移金属非晶質合金膜から形成された磁性記録層
22が積層されている。磁性記録層22は基板14に対
して垂直方向に磁化容易軸を有している。
キュリー温度をそれぞれTc1,Tc2,Tc3とする
と、各磁性層のキュリー温度はTc1>Tc2及びTc
3>Tc2の関係を満たしている。
れて光磁気記録媒体12が完成する。この保護膜24
は、空気中からの水や酸素或いはハロゲン元素のような
物質の侵入を防止し、磁性記録層22を保護する目的で
設けられる。
化物、SiO2 ,Al2 O3 等の金属酸化物及びZnS
等の金属硫化物から形成される。図2を参照すると、図
1に示された第1実施態様の変形例である第2実施態様
の光磁気記録媒体の構成が示されている。第2実施態様
の記録媒体12aは、磁性再生層18と磁性制御層20
との間に非磁性中間層26を介装したものである。
属窒化物、SiO2 ,Al2 O3 等の金属酸化物及びZ
nS等の金属硫化物から形成される。磁性再生層18と
磁性制御層20との間に非磁性中間層26が介装されて
いるため、磁性再生層18と磁性制御層20との間の交
換結合作用は完全に遮断される。
定温度以上に昇温されたとき、磁性制御層20と磁性再
生層18との間の静磁結合を許容するのに十分な薄さで
ある必要がある。即ち、非磁性中間層26の膜厚は1n
m〜10nmであるのが望ましい。
体の変形例である第3実施態様の光磁気記録媒体の構成
を示している。第3実施態様においては、非磁性中間層
26は磁性制御層20と磁性記録層22との間に介装さ
れている。
法に採用可能な光磁気ディスク装置の概略図が示されて
いる。光磁気ディスク30は透明基板14上に3層膜の
磁性層28を積層して構成されている。光磁気ディスク
30はスピンドルモータ32により回転される。
される電磁石であり、所定方向のバイアス磁界を光磁気
ディスク30に印加する。バイアス磁界の方向は電磁石
34に流す電流の方向によって上向きと下向きの間で切
り替えられる。
磁界を発生する小型の永久磁石で代用することも可能で
ある。この場合、バイアス磁界の方向は磁石のS,N極
を180°回転させることによって切り替えられる。
号が発生され、レーザ駆動回路40に入力される。これ
により、レーザ駆動回路40はレーザダイオード42を
データ信号に応じて変調駆動する。
ビームはコリメータレンズ44でコリメートされてか
ら、ビームスプリッタ46を透過して対物レンズ48に
より光磁気ディスク30の磁性層28上にフォーカスさ
れる。
を印加しながら、レーザダイオード42を駆動してレー
ザビームを光磁気ディスク30の磁性層28に照射する
ことにより、データ信号がディスク30に書き込まれ
る。
報(データ信号)を再生する場合には、電磁石34で所
定方向のバイアス磁界を印加しながら、レーザダイオー
ド42を駆動して光磁気ディスク30に再生ビームパワ
ーを照射する。
ンズ48でコリメートされてから、ビームスプリッタ4
6で反射され、検光子50を通過してレンズ52により
光検出器54に集光され、光磁気ディスク30に記録さ
れた情報が電気信号として再生される。
実施態様の光磁気記録媒体に記録されたデータの消去方
法について説明する。光磁気記録媒体は矢印R方向に移
動している。
界Hbを消去方向に印加した状態で、レーザビーム56
を照射して記録層22の温度をキュリー温度以上に加熱
することによりデータの消去が行われる。
のキュリー温度以上なので制御層20に磁化は現れてい
ないが、bの領域では制御層20のキュリー温度以下に
なるので、記録層22の磁化方向が制御層20に転写さ
れ、さらに制御層20の磁化方向が再生層18に転写さ
れる。
は、再生層18は面内方向に磁化容易軸を移し、これに
よりデータが消去された状態となる。次に、データの書
き込みについて図6を参照して説明する。光磁気記録媒
体にデータを書き込む場合には、バイアス磁界Hbを図
5に示した消去の場合と逆方向に印加する。レーザビー
ム照射領域のうちiの領域では、再生層18に記録層2
2の磁化情報が転写されている状態となっている。
あり、再生層18、制御層20及び記録層22はキュリ
ー温度以上となるように加熱され、バイアス磁界Hbを
下向きに印加しながら記録層22にデータの書き込みが
行われる。
階であるgの領域では、再生層18及び記録層22とも
バイアス磁界Hbの方向に磁化される。この領域は制御
層20のキュリー温度以上なので、制御層20に磁化は
現れない。
層20に磁化が現れ、その磁化方向は再生層18及び記
録層22の磁化方向に揃う。eの領域では室温付近まで
冷却され、記録層22の磁化状態は変化しないが、再生
層18は垂直方向から面内方向に磁化方向を変化させ
る。尚、記録マークの大きさはレーザパワーを調整する
ことによって制御される。
媒体に記録されたデータの再生方法について説明する。
図19に関連して説明したように、記録媒体上に形成さ
れたビームスポット内には温度勾配が形成される。
ビームスポット内にはガウス分布に近い温度分布が形成
され、(b)記録媒体が動く(相対的にはビームスポッ
トが動く)と、ビームスポット後方に熱が溜められるか
らである。
媒体の回転速度及び磁性膜の膜厚等によって決定され
る。図7乃至図9において、Hrは再生用のバイアス磁
界を示しており、データ書き込み時のバイアス磁界Hb
と逆方向に印加される。なお、後で説明するように、デ
ータ再生時のバイアス磁界Hrの方向はデータ書き込み
時のバイアス磁界の方向と同一方向であっても良い。
層18に記録層22の磁化が転写される温度Tcopy以下
の状態を示しており、再生層18の磁化は面内方向を向
き、再生層18に面内マスク60が形成されるため光磁
気信号は出力されない。
py以上で制御層20のキュリー温度Tc2以下の状態を
示しており、ビームスポット58内に面内マスク60と
開口部62が形成される。この状態は上述した特開平5
−81717号のデータ再生時の状態に類似しており、
開口部62を介して光磁気信号を読み出すことができ
る。
に示したようにビームスポット58内に再生層18の磁
化が面内方向を向く低温領域と、記録層22の磁化が交
換結合によって制御層20及び再生層18に転写される
中間温度領域と、制御層20のキュリー温度以上の高温
領域が形成される。図9(A)に示すように、トラック
64内には破線で示した複数のマーク66が形成されて
いる。
高温領域では再生層18の磁化方向が上向きとなるアッ
プスピン部68が形成され、面内マスク60とアップス
ピン部68との間の中間温度領域に開口部62が形成さ
れる。
0のキュリー温度Tc2以上に加熱されているため、制
御層20の磁化が無くなり、再生層18と記録層22は
磁気的に結合していない状態である。
とからその磁化方向は再生用バイアス磁界Hrの方向を
向くことになる。即ち、制御層20のキュリー温度以上
の高温領域では、再生層18の磁化は常に上向きとな
り、光磁気信号は出力されず一種のマスクとして機能す
る。
れた従来方法に比較して非常に小さな開口部62を形成
することができる。さらに、ビームスポットの端に比べ
て相対的にレーザ強度が強いビームスポット中心部に開
口部62が形成されるので、大きな光磁気信号を得るこ
とができる。
録された情報を本発明の再生方法で再生すると、分解能
がどの程度向上するかを検討した。再生に使用されるレ
ーザの波長を780nmとした場合の分解能(ここで
は、正確に再生可能なマーク長さという意味で使用す
る)は、回折限界理論から約0.8μm程度である。
1717号に記載された従来技術では、分解能は再生パ
ワーを最適化しても約0.5μm程度である。しかも、
開口部がビームスポットの端にあるため、光磁気信号出
力は小さく大きな再生出力を得られない。
に面内マスク60とアップスピンマスク68が形成され
るため、分解能は約0.3μm程度まで向上する。さら
に、本発明の再生方法では開口部62がビームスポット
の中心付近に形成されるため、従来の再生方法で得られ
る光磁気信号出力に比べて相対的に大きな信号出力を得
ることができる。
第1実施態様の再生方法のC/Nのマーク長依存性を示
す。実線が本発明の再生方法を示しており、破線が従来
の再生方法を示している。
ており、再生パワーがある値以上、例えば1.7mW以
上で、C/Nが顕著に向上する。これは、この再生パワ
ー以上でビームスポット内に面内マスクとアップスピン
マスクが形成され、非常に小さな開口部を形成できたた
めである。
である開口部分の信号のみが記録層22から再生層18
に転写され、その前後は面内マスク60とアップスピン
マスク68により磁気光学的にマスクされており、非常
に狭い領域の磁気光学信号を再生することができる。
がなくなり、マークのピッチをより短くすることが可能
となり、さらに隣接するトラックとのクロストークも改
善される。
きにかけたとき、即ちデータ記録時のバイアス磁界Hb
と同一方向にかけたときの再生方法を説明する図であ
る。この場合には、ビームスポット58内に面内マスク
60とダウンスピンマスク68′が形成され、両マスク
60,68′の間に小さな開口部62が図9の再生方法
と同様に形成される。よって、本発明の再生方法では、
再生時のバイアス磁界の方向は上向き、下向きのいずれ
でもよいことになる。
の光磁気記録媒体の構成が示されている。本実施例の説
明において、図1に示された第1実施態様と実質的に同
一構成部分については同一符号を付し、重複を避けるた
めその説明を省略する。
層18及び磁性制御層20′共、室温では面内方向に磁
化容易軸を有している。磁性制御層20′はGdFe等
の希土類−遷移金属非晶質合金膜から形成される。好ま
しくは、磁性再生層18及び磁性制御層20′の磁化容
易軸は、再生ビームパワーで昇温される所定温度以上で
は面内方向から垂直方向に変化する。
のキュリー温度をそれぞれTc1,Tc2,Tc3とす
ると、各磁性層のキュリー温度はTc2<Tc1及びT
c2<Tc3の関係を満たしている。
ーメントは室温において遷移金属の磁気モーメントより
優勢であるのが好ましい。再生層18は少なくともGd
とFeを含んでいる。そして、再生層18に含まれるG
dの量は26at%〜35at%の範囲内にあるのが望
ましい。
属の磁気モーメントは室温において遷移金属の磁気モー
メントより優勢であるのが好ましい。制御層20′は少
なくともGdとFe或いはDyとFeを含んでいる。そ
して、制御層20′に含まれるGdの量は26at%〜
35at%の範囲内にあるのが望ましい。
l,Tiからなる群から選択される非磁性材料が添加さ
れる。非磁性材料の添加量は60at%以下である。次
に図14を参照して本実施態様のデータの消去方法を説
明する。バイアス磁界Hbを下向きに印加しながら記録
媒体にレーザビームを照射し、記録層22の磁化方向が
反転する温度以上に昇温することによって記録層22の
磁化を下向きにする。
室温まで降温される。室温では、再生層18と制御層2
0′は面内磁化膜となるので、記録層22は再生層18
及び制御層20′と磁気的に結合していない状態にな
る。
の書き込み方法を説明する。バイアス磁界Hbを消去方
向とは逆向き、即ち上向きに印加しながら、データの書
き込み部分にのみ強いレーザビームを照射すると、デー
タが書き込まれた部分の磁化のみ上向きになる。
室温まで降温される。室温では、再生層18と制御層2
0′は面内磁化膜となるので、記録層22は再生層18
及び制御層20′と磁気的に結合していない状態にな
る。
ルマスク再生方法について説明する。記録媒体のトラッ
ク64にレーザビームを照射すると、ビームスポット5
8内の温度がTcopy以下の低温領域と、Tcopy以上で制
御層20′のキュリー温度Tc2以下の高温領域が形成
される。
8の磁化方向が面内方向を向く面内マスク60と、記録
層22の磁化方向が制御層20′及び再生層18に転写
される開口部62が形成される。この状態は上述した特
開平5−81717号のデータ再生時の状態に類似して
おり、開口部62を介して光磁気信号を読み出すことが
できる。
に示したようにビームスポット58内に再生層18の磁
化が面内方向を向く低温領域と、記録層22の磁化が交
換結合によって制御層20′及び再生層18に転写され
る中間温度領域と、制御層20′のキュリー温度以上の
高温領域が形成される。
層20′の磁化方向は記録層22と交換結合して垂直方
向を向くが、再生層18の磁化容易方向は未だ面内方向
であるため、面内マスク60が形成される。
が交換結合により制御層20′に転写され、さらに制御
層20′の磁化方向が交換結合により再生層18に転写
されるため、開口部62が形成される。
以上に加熱されるため、制御層20′の磁化が消失し、
再生層18と記録層22とが磁気的な結合を断たれるこ
とになる。従って、再生層18はバイアス磁界Hr方向
に磁化され、アップスピンマスク68が形成される。
バイアス磁界Hrを印加しなくても、データの再生が可
能な場合がある。即ち、温度が制御層20′のキュリー
温度Tc2以上の高温領域では再生層18と記録層22
は交換結合をしていない。この状態で、再生層18の記
録マークが非常に小さい場合、再生層の磁化方向はマー
クの周りの磁化方向に向く。
再生層18に転写されていたマークは周りの磁気的な影
響を受けて自然に消滅してしまう。つまり、再生用の磁
界を用いることなく、高温領域にマスクが形成される。
低温領域は磁気光学的にマスクとして働き、中間温度領
域では記録層22の情報が再生層18に転写され、高温
領域では磁気光学的にマスクとして働くのでダブルマス
クの間の中間温度領域だけが開口部となり、磁気超解像
再生が可能となる。
の光磁気記録媒体の構成が示されている。本実施態様の
光磁気記録媒体12′は図1に示した第1実施態様の光
磁気記録媒体12の誘電体層16と磁性再生層18との
間に磁性再生補助層17を介装したものである。
層22と同様に垂直方向の磁化容易軸を有している。再
生層18は室温において面内方向の磁化容易軸を有して
おり、好ましくは再生ビームパワーが照射された所定温
度以上で磁化容易軸が垂直方向に変化する。
及び記録層22のキュリー温度をそれぞれTc1,Tc
2,Tc3,Tc4とし、室温における保磁力をそれぞ
れHc1,Hc2,Hc3,Hc4とすると、各磁性層
のキュリー温度は次の条件を満たす必要がある。
温度を高くする。再生層18は室温では飽和磁化の値を
大きくして面内磁化膜となり、再生パワーによって昇温
される媒体上の温度付近では垂直磁化膜となる必要があ
るために、ある程度キュリー温度を高くする。
る媒体上の温度付近で再生層18と記録層22の交換結
合力を切断する役割を担っているために、記録層22の
キュリー温度以下に設定する。記録層22は再生パワー
によって昇温される媒体上の温度付近でも信号が消滅し
ないために制御層20のキュリー温度以上になるよう
に、キュリー温度を設定する。
の条件を満たす必要がある。 Hc4>Hc3 Hc4>Hc1 室温において、記録層22の磁化方向は外部磁界によっ
て反転してはならないので、保磁力が大きいことが望ま
れる。従って、記録層22の保磁力が一番大きくなる。
また、再生補助層17の磁化方向はバイアス磁界によっ
て反転しなければならないので、小さくする必要があ
る。制御層20は室温において記録層22と完全に交換
結合するためにも記録層22の保磁力より小さくなくて
はならない。
式で表されるように磁気的に結合していることが望まし
い。 Hc3<σw/(2Ms3・h3) ただし、Ms3は制御層20の飽和磁化の値、h3は制
御層20の膜厚、σwは制御層20と記録層22との間
の磁壁エネルギーをそれぞれ示している。制御層20と
記録層22が完全に交換結合をするために、この条件を
満たすことが望ましい。
データが消去された状態を示している。即ち、光磁気記
録媒体12′にレーザビームを照射することによって記
録層22のキュリー温度以上まで記録媒体を加熱し、バ
イアス磁界Hbを下向き又は上向きに印加するとデータ
が消去される。
向を向いているが、これは便宜上このように示したもの
であり、面内方向の特定方向に限定されるものではな
い。図20はバイアス磁界Hbをデータの消去時と反対
方向に印加しながら、ライトパワーのレーザビームを照
射して光磁気記録媒体にデータを書き込んだ状態を示し
ている。
して、記録層22のキュリー温度付近まで記録媒体を加
熱すると、記録層22の磁化方向は上向きとなる。この
とき制御層20はキュリー温度以上まで加熱されるので
磁化は消滅し、再生補助層17及び再生層18の磁化方
向はバイアス磁界Hbと同方向を向く。
以下になると、制御層20は記録層22と交換結合する
のでその磁化方向は上向きとなる。さらに温度が下がる
と再生層18は飽和磁化の値が大きくなるので、その磁
化方向は面内方向を向く。従って、記録パワーが照射さ
れた領域では、再生補助層17、制御層20及び記録層
22の磁化方向は全て上向きとなる。
当するパワーが照射された領域)では、このレーザパワ
ーで制御層20のキュリー温度以上に昇温されるので、
再生補助層17及び再生層18の磁化方向は共に上向き
となる。
向は上向きのままであるが、再生層18の磁化方向は面
内方向を向き、制御層20と記録層22の磁化方向はデ
ータを消去された状態である下方向を向く。
界Hrを記録時のバイアス磁界の方向と同一方向である
上向きにかけたときの第4実施態様のデータの再生方法
について説明する。
ームスポット58が形成され、それに伴い温度分布が形
成される。再生層18の磁化が面内方向を向いている低
温領域では、再生補助層17の磁化方向は再生用バイア
ス磁界Hrの方向である上向きとなり、ビームスポット
58内に上流側アップスピンマスク68aが形成され
る。
間温度領域では、記録層22と制御層20が交換結合
し、制御層20と再生層18が交換結合し、さらに再生
層18と再生補助層17が交換結合するので、再生補助
層17には記録層22の磁化方向が転写される。即ち、
ビームスポット58内に記録データ読み出しのための開
口62が形成される。
た高温領域では、制御層20の磁化が消失し、再生補助
層17と再生層18の磁化方向は上向きとなり、ビーム
スポット58内に下流側アップスピンマスク68bが形
成される。
り制御層20のキュリー温度以下になると、再生補助層
17の磁化方向は上向きのままであるが、再生層18の
磁化方向は面内方向を向き、制御層20と記録層22の
磁化方向は記録されていた状態に保たれる。
と、ビームスポット58内に低温領域、中間温度領域及
び高温領域が形成され、中間温度領域に開口部62が形
成される。
ップスピンマスク68a、下流側アップスピンマスク6
8bが形成され、中間温度領域だけで光磁気信号を取り
出すことができ、磁気誘導超解像再生が可能となる。
にかけたときの第4実施態様のデータの再生方法を示し
ており、図21の場合と同様に磁気誘導超解像再生が可
能となる。
流側ダウンスピンマスク68a′及び下流側ダウンスピ
ンマスク68b′が形成され、中間温度領域に開口部6
2が形成される。
は、磁性再生層18の面内マスク60と開口部62の境
界で磁化が面内方向から垂直方向に向く遷移領域が比較
的広いためノイズが大きくなり、再生出力のC/Nが余
り大きくとれない。
磁気記録媒体では、記録された情報を再生する再生補助
層17が垂直磁化膜であるため、磁化が上向きから下向
きに反転する遷移領域が狭くノイズが小さいために、再
生出力のC/Nを向上することが可能となる。
様の記録媒体の構成について説明する。本実施態様の説
明において、上述した第1乃至第5実施態様と実質的に
同一構成部分については同一符号を付し、重複を避ける
ためその説明を省略する。
類−遷移金属非晶質合金膜から形成された磁性再生層1
8′が積層されている。磁性再生層18′は基板14に
対して垂直方向に磁化容易軸を有している。
希土類−遷移金属非晶質合金膜から形成された磁性制御
層20′が積層されている。磁性制御層20′は、室温
では面内方向に磁化容易軸を有している。好ましくは、
磁性制御層20′の磁化容易軸は、再生ビームパワーで
昇温される所定温度以上では面内方向から垂直方向に変
化する。
2のキュリー温度をそれぞれTc1,Tc2,Tc3と
すると、各磁性層のキュリー温度はTc2<Tc1及び
Tc2<Tc3の関係を満たしている。
おける保磁力をHc1及びHc3とすると、Hc1<H
c3の関係を満たす必要がある。再生層18′はTbG
dFeCoの非晶質合金膜から形成することができ、制
御層20′はGdFeの非晶質合金膜から形成すること
が可能である。また、好ましくは、制御層20′にはS
i,Al,Tiからなる群から選択される非磁性材料が
添加される。
タの消去方法を説明する。バイアス磁界Hbを下向きに
印加しながらレーザビームを記録媒体に照射し、記録層
22のキュリー温度以上に昇温することによって記録層
22の磁化方向を下向きにする。
室温まで降温される。室温では制御層20′は面内磁化
膜となり、再生層18′と記録層22は磁気的に結合し
ていない状態になる。従って、再生層18′の磁化は消
去用バイアス磁界程度の小さな磁界で下向きに揃う。
タの書き込み方法について説明する。バイアス磁界Hb
を消去方向とは逆向き、即ち上向きに印加しながら、記
録部分にのみ強いレーザビームを照射すると、データが
記録された部分の磁化のみ上向きになる。
室温まで降温される。室温では、制御層20′は面内磁
化膜となり、再生層18′と記録層22は磁気的に結合
していない状態になる。従って、再生層18′の磁化は
バイアス磁界程度の小さな磁界で上向きに揃う。
るデータのシングルマスク再生方法について説明する。
トラック64上に照射されたビームスポット58内には
温度がTcopy以下の低温領域と、Tcopy以上で制御層2
0′のキュリー温度Tc2以下の高温領域が形成され
る。
プスピンマスク60が形成され、高温領域では開口部6
2が形成される。この状態は上述した特開平5−817
17号のデータ再生時の状態に類似しており、開口部6
2を介して光磁気信号を読み出すことができる。
に示したようにビームスポット58内に再生層18′の
磁化が再生バイアス磁界Hr方向を向く低温領域と、記
録層22の磁化が交換結合によって制御層20′及び再
生層18′に転写される中間温度領域と、制御層20′
のキュリー温度Tc2以上の高温領域が形成される。
の磁化方向がバイアス磁界Hrに揃うアップスピンマス
ク60,68が形成され、2つのアップスピンマスク6
0,68の間の中間温度領域に開口部62が形成され
る。
が制御層20′のキュリー温度Tc2以上に加熱されて
いるため、制御層20′の磁化が無くなり、再生層1
8′と記録層22は磁気的に結合していない状態であ
る。
さいことからその磁化方向は再生用バイアス磁界Hrの
方向を向くことになる。即ち、制御層20′のキュリー
温度以上の温度領域では、再生層18′の磁化は常に上
向きとなり、光磁気信号は出力されず一種のマスクとし
て機能する。
れた従来方法に比較して非常に小さな開口部62を形成
することができる。更に、ビームスポットの端に比べて
相対的にレーザ強度が強いビームスポット中心部に開口
部62が形成されるので、大きな光磁気信号を得ること
ができる。
FeCo及びSiのターゲットと1.3μmのトラック
ピッチを有するポリカーボネート基板をセットし、スパ
ッタリング装置のチャンバー内を10-5Paまで真空引
きした。
の窒化珪素(SiN)をDCスパッタリング法で製膜し
た。この膜は磁性層を酸化から保護する役目だけでな
く、光磁気信号を増大させるエンハンス効果も有してい
る。
以下の条件で上記窒化珪素膜の上にGdFeCo,Tb
Fe,TbFeCoの順にDCスパッタリング法で連続
的に製膜した。
ある。
属を示している。さらに、記録層の上に100nmの膜
厚を有する保護層としての窒化珪素を上記と同様の方法
で製膜した。この窒化珪素膜は磁性膜を酸化から防止す
る役目をする。
記録特性を図4に示した装置を用いて調べた。使用した
レーザの波長は780nmである。まず、光磁気ディス
クを全面消去、即ち初期化した。このときのレーザパワ
ーは9mWとし、上向きのバイアス磁界を印加した。
で回転させながら初期化のときと反対方向の下向きのバ
イアス磁界を印加して、記録パワー4mW、周波数7.
5MHz、発光デューティ比26%で行った。ディスク
上に記録されたマークの長さは約0.4μmである。
べた。このとき印加する再生用バイアス磁界は上向きと
した。再生パワー1.5mWでは、先に記録された信号
に対する光磁気信号の出力は得られなかった。これはビ
ームスポット内全域に面内マスクが形成されているため
と思われる。
磁化方向が制御層20を介して再生層18に転写され、
光磁気信号の出力を得ることができた。これは、ビーム
スポット内で記録層22の磁化方向が再生層18に転写
される温度以上の領域ができたために、面内マスク60
と開口部62が形成されたためと思われる。このときの
信号とノイズの比(C/N)は35dBであった。
ト内に再生層18の磁化が面内方向を向く低温領域と、
記録層22の磁化が交換結合によって制御層20を介し
て再生層18に転写される中間温度領域と、制御層20
のキュリー温度以上の高温領域とが形成された。
高温領域では再生層18の磁化がバイアス磁界の方向、
即ち上方に向き、アップスピンマスク68が形成され、
面内マスク60とアップスピンマスク68の間が光磁気
信号を出力できる開口部62となったため、42dBの
C/Nを得ることができた。
な製膜方法で光磁気ディスクを作製した。制御層の組成
はDy30Fe70とし、キュリー温度は約150℃、室温
においては面内磁化膜であった。
測定は実施例1と同様な条件で行った。その結果、再生
パワー1.7mWで、ビームスポット内に低温領域と、
中間温度領域と、制御層20のキュリー温度以上の高温
領域とが形成された。
高温領域では再生層18の磁化はバイアス磁界の方向、
即ち上方向を向き、ビームスポット内にアップスピンマ
スク68が形成された。
の間が光磁気信号を出力できる開口部62となったた
め、42dBのC/Nを得ることができた。 実施例3 実施例1と同様な積層構造を有する光磁気ディスクの再
生層18と制御層20の間に非磁性中間層26としての
SiNを1〜10nmの間で膜厚を変えた光磁気ディス
クを作製した。記録特性の測定は実施例1と同様な条件
で行った。
使用した場合には、記録層22の漏れ磁界によって再生
層18が静磁気的に結合をすることが判明した。実施例
1と同様に、再生パワーが1.5mWでは光磁気信号出
力は零であり、1.6mWではビームスポット内の下流
側が開口し、光磁気信号出力として37dBが得られ
た。再生パワーが1.8mWでは47dBが得られた。
録層22の間に設けた場合にも、非磁性中間層26の膜
厚1〜10nmの範囲内で、再生パワー1.8mWで光
磁気信号出力47dBが得られた。
GdFe及びSiのターゲットと1.2μmのトラック
ピッチを有するポリカーボネート基板をセットし、スパ
ッタリング装置のチャンバー内を10-5Paまで真空引
きした。
の窒化珪素をDCスパッタリング法で製膜した。この膜
は磁性層を酸化から保護する役目だけでなく、光磁気信
号を増大させるエンハンス効果も有している。
下の条件で上記窒化珪素膜の上にGdFeCo、GdF
e,TbFeCoの順にDCスパッタリング法で連続的
に製膜した。
ある。
する窒化珪素膜を上記と同様の方法で製膜した。この窒
化珪素膜は磁性膜を酸化から防止する役目をする。この
ようにして製造した光磁気ディスクの記録特性を図4に
示した装置を用いて調べた。使用したレーザの波長は7
80nmである。まず、光磁気ディスクを全面消去、即
ち初期化した。このときのレーザーパワーは9mWと
し、下向きのバイアス磁界を印加した。
cで回転させながら初期化の時と反対方向の上向きのバ
イアス磁界を印加して、記録パワー4mW、周波数7.
5MHz、発光デューティ比26%で行った。ディスク
上に記録されたマークの長さは約0.4μmである。
べた。この時印加する再生用バイアス磁界は下向きと
し、磁界の大きさを300Oeとした。再生パワー1.
5mWでは、先に記録された信号に対する光磁気信号の
出力は得られなかった。これはビームスポット内全域に
面内マスクが形成されているためと思われる。
磁化方向が制御層20′を介して再生層18に転写さ
れ、光磁気信号の出力を得ることができた。これは、ビ
ームスポット内に記録層22の磁化方向が制御層20′
を介して再生層18に転写される温度以上の領域ができ
たために、面内マスク60と開口部62が形成されたた
めと思われる。このときの信号とノイズの比(C/N)
は42dBであった。
磁化はビームスポット内の低温領域では面内方向に向
き、再生層18及び制御層20′が記録層22と交換結
合する領域(開口部)の直径が0.4μm程度となった
ために、45dBのC/Nを得ることができた。
と、ビームスポット内に再生層18の磁化が面内方向を
向く低温領域と、記録層22の磁化が交換結合によって
制御層20′を介して再生層18に転写される中間温度
領域と、制御層20′のキュリー温度以上の高温領域と
が形成された。
高温領域では再生層18の磁化がバイアス磁界の方向、
即ち下方に向き、ダウンスピンマスク68が形成され、
面内マスク60とダウンスピンマスク68の間が光磁気
信号を出力できる開口部62となったため、47dBの
C/Nを得ることができた。次に、再生磁界に対するC
/Nの変化を調べた。その結果、再生磁界を印加しない
場合でも、46.5dBのC/Nを得ることができた。
これは、温度が制御層20′のキュリー温度Tc2以上
の高温領域では、記録層22のマークが転写されていた
再生層18のマーク領域(磁化が反転している領域)が
昇温されたために消滅したためと思われる。これは、再
生層18に使用したGdFeCoの磁気異方性が小さい
ために生じたと考えられる。
モーメントが遷移金属の磁気モーメントより優勢である
組成)が適当かTMリッチ(希土類金属の磁気モーメン
トより遷移金属の磁気モーメントが優勢である組成)が
適当かどうかを調べた。
eCoとし、GdX (FeCo)1- X のXを変化させ、
その他の磁性層は実施例4と同一の条件で光磁気ディス
クを作成し、再生特性を調べた。ここで、再生特性の評
価も実施例4と同一の条件で行った。その結果を表3に
示す。
dFeCoとした場合、Gdの含有量は26at%〜3
5at%が好ましい。更に、再生層18の組成はREリ
ッチ組成が有効であることが判明した。
ディスクで使用されているTbFeCo膜又はDyFe
Co膜では本発明の原理を実行するために必要な条件を
満たさなかった。即ち、これらの非晶質合金膜では10
0°C前後の温度で面内磁化膜から垂直磁化膜になる組
成を見つけることはできなかった。従って、再生層18
の組成としては、GdFeCoが適当である。
を変化させて、面内磁化膜から垂直磁化膜になる温度を
調べた。その結果を表4に示す。ここでは、磁性膜は石
英ガラス上にスパッタリング法によって製膜した。製膜
条件は以下の通りである。
てGdの含有量が26at%〜35at%が適当である
ことが判明した。また、制御層20′に使用される希土
類金属について調べた。その結果、TbFeではキュリ
ー温度は150°C前後で、面内磁化膜から垂直磁化膜
になる温度が100°C前後の組成は得られなかった。
と低いが、Dy23Gd7 Fe70という組成でキュリー温
度が130°C前後になり、更に面内磁化膜から垂直磁
化膜になる温度が80°C前後であるため、磁気超解像
光磁気ディスクに適当であることが判明した。
はGd及びFe或いはDy及びFeを含有していること
が非常に有効であることが判明した。制御層20′のG
dFeに非磁性金属を添加した。これは、制御層20′
のキュリー温度を下げることによって、記録層22の磁
化が制御層20′を介して再生層18に転写される開口
部の温度範囲を狭めることを目的としている。
御層20′の組成は(Gd30Fe70)80Ng20である。
ここで、Ngは非磁性金属である。この光磁気ディスク
の特性を表5に示す。
料を添加することが有効であることが判明した。 実施例9 制御層20′に添加するSiの添加量について検討し
た。ここで、再生層18、制御層20′、記録層22の
組成や膜圧は実施例4と同様である。即ち、制御層2
0′の組成はGd30Fe70である。
加した。Siの添加量はGdFeからなる制御層のター
ゲット上に置くSiチップの数を変えることによって行
った。結果を表6に示す。
at%の広い範囲で高いC/Nが得られることが判明し
た。Siの添加量が70at%以上では、再生層18と
記録層22の交換結合力が小さくなるために、C/Nが
低下する。
のGdFeCo、第2のGdFeCo及びSiのターゲ
ットと、1.2μmのトラックピッチを有するポリカー
ボネート基板をセットし、スパッタリング装置のチャン
バ内を10-5Paまで真空引きした。
の窒化珪素(SiN)膜をDCスパッタリング法で製膜
した。この膜は磁性膜を酸化から保護する役目だけでな
く、光磁気信号を増大させるエンハンス効果を有してい
る。
以下の条件で上記窒化珪素膜の上に第1のGdFeC
o、第2のGdFeCo,TbFe,TbFeCoの順
にDCスパッタリング法で連続的に製膜した。
ある。
保磁力をそれぞれHc1,Hc2,Hc3及びHc4と
すると、各磁性層の室温における保磁力の関係は、 Hc4>Hc1;Hc4>Hc3 である。さらに、記録層22の上に保護膜24として1
00nmの膜厚を有する窒化珪素膜をDCスパッタリン
グ法で製膜した。
ここで用いたレーザの波長は780nmである。まず、
光磁気ディスクに記録されている情報を全面消去し初期
化した。このときのレーザパワーは9mWとし、バイア
ス磁界は下向きに印加した。
cで回転させながら上向きの記録用バイアス磁界を印加
して、記録パワー4mW、周波数7.5MHz、発光デ
ューティ比26%で行った。光磁気ディスクに記録され
たマークの長さは約0.4μmである。
べた。このときのバイアス磁界は上向きに印加した。再
生パワー1.5mWでは、先に記録された信号に対する
光磁気信号の出力は得られなかった。これは、ビームス
ポット内の再生補助層17全域がアップスピンマスクを
形成しているためと思われる。
磁化方向が制御層20及び再生層18を通して再生補助
層17に転写され、光磁気信号の出力を得ることができ
た。これは、ビームスポット内で制御層20の磁化方向
が再生層18に転写される中間温度領域ができたため
に、アップスピンマスクと開口部が形成されたためと思
われる。このときの信号とノイズの比(C/N)は44
dBであった。
ト内に再生層18の磁化が面内方向を向く低温領域と、
記録層22の磁化が交換結合によって制御層20及び再
生層18を介して再生補助層17に転写される中間温度
領域と、制御層20のキュリー温度以上の高温領域とが
形成された。
の磁化はバイアス磁界の方向、即ち上方向を向き、ビー
ムスポット内に前側アップスピンマスク68aと後側ア
ップスピンマスク68bが形成され、その間が光磁気信
号を出力できる開口部62となったため、49dBのC
/Nを得ることができた。
の条件は実施例10と同様にして光磁気ディスクを作製
した。再生補助層17の組成はGd23Fe58Co19であ
り、キュリー温度は300℃であった。
すると、再生パワー1.8mWで49dBの出力を得る
ことができた。 実施例12 再生層18′の組成について検討した。スパッタリング
装置内にTbFeCo、第1のGdFeCo、第2のG
dFeCo及びSiのターゲットと1.2μmのトラッ
クピッチを有するポリカーボネート基板をセットし、ス
パッタリング装置のチャンバー内を10-5Paまで真空
引きした。
の窒化珪素をDCスパッタリング法で製膜した。この膜
は磁性層を酸化から保護する役目だけでなく、光磁気信
号を増大させるエンハンス効果も有している。
以下の条件で上記窒化珪素膜の上にGdFeCo第1の
GdFeCo、第2のGdFeCo、TbFeCoの順
にDCスパッタリング法で連続的に製膜した。
ある。
する窒化珪素膜を上記と同様の方法で製膜した。窒化珪
素膜は磁性膜を酸化から防止する役目をする。このよう
にして製造した光磁気ディスクの記録特性を図4に示し
た装置を用いて調べた。使用したレーザの波長は780
nmである。まず、光磁気ディスクを全面消去、即ち初
期化した。このときのレーザパワーは9mWとし、下向
きのバイアス磁界を印加した。
で回転させながら初期化のときと反対方向の上向きのバ
イアス磁界を印加して、記録パワー4mW、周波数7.
5MHz、発光デューティ比26%で行った。ディスク
上に記録されたマークの長さは約0.4μmである。
べた。このとき印加する再生用バイアス磁界は上向きと
した。再生パワー1.5mWでは、先に記録された信号
に対する光磁気信号の出力は得られなかった。これは再
生層18′の全域がアップスピンマスクを形成している
ためと思われる。
磁化方向が制御層20′を介して再生層18′に転写さ
れ、光磁気信号の出力を得ることができた。これは、ビ
ームスポット内で記録層22の磁化方向が制御層20′
を介して再生層18′に転写される温度以上の領域がで
きたために、アップスピンマスクと開口部が形成された
ためと思われる。このときの信号とノイズの比(C/
N)は42dBであった。
磁化はバイアス磁界の方向、即ち上方向に向き、制御層
20′が記録層22と交換結合する領域(開口部)の直
径が0.4μm程度となったために、46dBのC/N
を得ることができた。
十分使用できるか否かについて検討を行った。その結
果、再生層18′がTbFeCoまたはDyFeCoか
らなる材料では、保磁力が大きくなるため、バイアス磁
界程度の大きさでは再生層18′の磁化方向を初期化で
きず、超解像再生を行うことができなかった。
る材料を使用した。しかし、GdFeCo膜は垂直磁気
異方性を示す組成マージンは広くなく、組成制御が難し
い場合がある。そこで本実施例では、GdFeCoに垂
直磁気異方性を大きくできるTbをわずかに添加するこ
とを試みた。実験は以下のように行った。
bGdFeCo、GdFeCo及びSiのターゲットと
1.2μmのトラックピッチを有するポリカーボネート
基板をセットし、スパッタリング装置のチャンバー内を
10-5Paまで真空引きした。
の窒化珪素をDCスパッタリング法で製膜した。この膜
は磁性膜を酸化から保護する役目だけでなく、光磁気信
号を増大させるエンハンス効果も有している。
以下の条件で上記窒化珪素膜の上にTbGdFeCo、
GdFeCo、TbFeCoの順にDCスパッタリング
法で連続的に製膜した。
ある。
する窒化珪素膜を上記と同様の方法で製膜した。この窒
化珪素膜は磁性膜を酸化から防止する役目をする。この
ようにして製造した光磁気ディスクの再生特性を実施例
12と同様な条件で調べた。この時印加した再生用バイ
アス磁界は上向きとした。再生パワー1.4mWでは、
先に記録された信号に対する光磁気信号の出力は得られ
なかった。これは、再生層18′全域がアップスピンマ
スクを形成しているためと思われる。
磁化方向が制御層20′を介して再生層18′に転写さ
れ、光磁気信号の出力を得ることができた。これは、ビ
ームスポット内で記録層22の磁化方向が制御層20′
を介して再生層18′に転写される温度以上の領域がで
きたために、アップスピンマスクと開口部が形成された
ためと思われる。このときの信号とノイズの比(C/
N)は42dBであった。
の磁化はバイアス磁界の方向、即ち上方向に向き、制御
層20′が記録層22と交換結合する領域(開口部)の
直径が0.4μm程度となったために46dBのC/N
を得ることができた。
た。これは、再生層18′にTbを添加することによっ
て、磁気異方性が増大しノイズが低減した反面、GdF
eCoにTbを添加したことで磁気光学効果が低下した
ためと考えられる。
2と同様な結果が得られたためと思われる。しかし、T
bを添加することによって、再生層18′の組成マージ
ンを広げることができる。
組成をそれぞれ面内磁化を示すTbFeCo、DyFe
Co、GdFeCoと変化させた三層膜記録媒体を試作
し、その記録再生特性を調べた。ここで、記録条件は実
施例12と同様である。その結果を表10に示す。
DyFeCoから形成した場合、記録再生特性がよくな
いことを示しており、制御層20′の組成としてGdF
eCoが適していることが判明した。
Co組成を検討した。制御層20′をGdFeCoとし
た時の、Coの含有量を変化させた場合の再生特性を実
施例12と同様な方法で測定を行った。その結果を表1
1に示す。
%でC/Nがよくなっていることがわかる。これは、制
御層20′のキュリー温度が低下し、レーザビームのス
ポットの後縁にもマスクが形成されたためにダブルマス
クとなり、分解能が上がったためであると考えられる。
ダブルマスクが形成され、C/Nが向上することが判明
した。そこで、制御層20′のキュリー温度を下げるこ
とを目的として制御層20′に非磁性金属を添加するこ
とを試みた。
層20′を有する光磁気記録媒体を試作し、再生特性を
調べた。再生特性は実施例12と同様な方法で測定を行
った。その結果を表12に示す。
を添加することが有効であることが判明した。次に、制
御層20′に添加する非磁性材料をSiとし、Siの添
加量の変化に対する再生特性の変化について検討した。
記録層22の組成や膜厚は実施例12と同様である。即
ち、制御層20′の組成はGd39Fe56Co5 である。
この組成にSiを添加することにした。Siの量はGd
FeCoからなる制御層20′のターゲット上に置くS
iチップの数を変えることによって行った。その結果を
表13に示す。
at%の広い範囲で高いC/Nが得られることが判明し
た。また、Siの含有量が70at%以上では、再生層
18′と記録層22の交換結合力が小さくなるためにC
/Nが低下する。
磁気記録媒体を提供することができ、さらに再生すべき
マークに隣接するマークを完全にマスクして再生出力の
向上を図ることができるという効果を奏する。また、ク
ロストークも改善される。
る。
る。
る。
再生状態を説明する図であり、(A)が平面図を、
(B)が記録媒体の縦断面図をそれぞれ示している。
以下のときの再生状態を説明する図であり、(A)が平
面図を、(B)が記録媒体の縦断面図をそれぞれ示して
いる。
であり、(A)が平面図を、(B)が記録媒体の縦断面
図をそれぞれ示している。
C/Nのマーク長依存性を示す図である。
の再生方法を説明する図であり、(A)が平面図を、
(B)が記録媒体の縦断面図をそれぞれ示している。
る。
り、(A)が平面図を、(B)が記録媒体の縦断面図を
それぞれ示している。
図であり、(A)が平面図を、(B)が記録媒体の縦断
面図をそれぞれ示している。
る。
施態様のデータの再生方法を説明する図であり、(A)
が平面図を、(B)が記録媒体の縦断面図をそれぞれ示
している。
施態様のデータの再生方法を説明する図であり、(A)
が平面図を、(B)が記録媒体の縦断面図をそれぞれ示
している。
る。
り、(A)が平面図を、(B)が記録媒体の縦断面図を
それぞれ示している。
図であり、(A)が平面図を、(B)が記録媒体の縦断
面図をそれぞれ示している。
Claims (30)
- 【請求項1】 透明基板と、 該透明基板上に積層された室温で面内方向に磁化容易軸
を有する第1磁性層と、 該第1磁性層上に積層された膜面に対して垂直方向の磁
化容易軸を有する第2磁性層と、 該第2磁性層上に積層された膜面に対して垂直方向の磁
化容易軸を有する第3磁性層とを具備し、 前記第1、第2及び第3磁性層のキュリー温度をそれぞ
れTc1,Tc2,Tc3とするとき、Tc1>Tc2
及びTc3>Tc2の関係を満たす光磁気記録媒体。 - 【請求項2】 前記第1磁性層と前記第2磁性層との間
に介装された非磁性中間層をさらに具備した請求項1記
載の光磁気記録媒体。 - 【請求項3】 前記第2磁性層と前記第3磁性層との間
に介装された非磁性中間層をさらに具備した請求項1記
載の光磁気記録媒体。 - 【請求項4】 前記第1、第2及び第3磁性層は希土類
−遷移金属非晶質合金膜からそれぞれ構成される請求項
1記載の光磁気記録媒体。 - 【請求項5】 透明基板と、 該透明基板上に積層された室温で面内方向に磁化容易軸
を有する第1磁性層と、 該第1磁性層上に積層された室温で面内方向に磁化容易
軸を有する第2磁性層と、 該第2磁性層上に積層された膜面に対して垂直方向の磁
化容易軸を有する第3磁性層とを具備し、 前記第1、第2及び第3磁性層のキュリー温度をそれぞ
れTc1,Tc2,Tc3とするとき、Tc1>Tc2
及びTc3>Tc2の関係を満たす光磁気記録媒体。 - 【請求項6】 前記第1磁性層と前記第2磁性層との間
に介装された非磁性中間層をさらに具備した請求項5記
載の光磁気記録媒体。 - 【請求項7】 前記第2磁性層と前記第3磁性層との間
に介装された非磁性中間層をさらに具備した請求項5記
載の光磁気記録媒体。 - 【請求項8】 前記第1、第2及び第3磁性層は希土類
−遷移金属非晶質合金膜からそれぞれ構成される請求項
5記載の光磁気記録媒体。 - 【請求項9】 前記第1磁性層の希土類金属の磁気モー
メントは室温において遷移金属の磁気モーメントより優
勢である請求項8記載の光磁気記録媒体。 - 【請求項10】 前記第1磁性層は少なくともGd及び
Feを含んでいる請求項9記載の光磁気記録媒体。 - 【請求項11】 前記第1磁性層は26at%〜35a
t%のGdを含んでいる請求項10記載の光磁気記録媒
体。 - 【請求項12】 前記第2磁性層の希土類金属の磁気モ
ーメントは室温において遷移金属の磁気モーメントより
優勢である請求項8記載の光磁気記録媒体。 - 【請求項13】 前記第2磁性層は少なくともGd及び
Feを含んでいる請求項12記載の光磁気記録媒体。 - 【請求項14】 前記第2磁性層は少なくともDy及び
Feを含んでいる請求項12記載の光磁気記録媒体。 - 【請求項15】 前記第2磁性層は26at%〜35a
t%のGdを含んでいる請求項13記載の光磁気記録媒
体。 - 【請求項16】 前記第2磁性層はSi,Al,Tiか
らなる群から選択される非磁性材料を含んでいる請求項
12記載の光磁気記録媒体。 - 【請求項17】 前記第2磁性層に含まれている前記非
磁性材料は60at%以下である請求項16記載の光磁
気記録媒体。 - 【請求項18】 透明基板と、 該透明基板上に積層された膜面に対して垂直方向の磁化
容易軸を有する第1磁性層と、 該第1磁性層上に積層された室温で面内方向に磁化容易
軸を有する第2磁性層と、 該第2磁性層上に積層された膜面に対して垂直方向の磁
化容易軸を有する第3磁性層と、 該第3磁性層上に積層された膜面に対して垂直方向の磁
化容易軸を有する第4磁性層とを具備し、 前記第1、第2、第3及び第4磁性層のキュリー温度を
それぞれTc1,Tc2,Tc3,Tc4とし、室温に
おける保磁力をそれぞれHc1,Hc2,Hc3,Hc
4とするとき、各磁性層のキュリー温度が、 Tc1>Tc3 Tc2>Tc3 Tc4>Tc3 の関係を満たし、室温における保磁力が、 Hc4>Hc3 Hc4>Hc1 の関係を満たす光磁気記録媒体。 - 【請求項19】 第3磁性層の飽和磁化の値をMs3、
第3磁性層の膜厚をh3、第3磁性層と第4磁性層の間
の磁壁エネルギーをσwとするとき、第3磁性層と第4
磁性層が、以下の式 Hc3<σw/(2Ms3・h3) で表されるような磁気的な結合をしている請求項18記
載の光磁気記録媒体。 - 【請求項20】 前記第1、第2、第3及び第4磁性層
は、希土類−遷移金属非晶質合金膜からそれぞれ構成さ
れる請求項18記載の光磁気記録媒体。 - 【請求項21】 透明基板と、 該透明基板上に積層された膜面に対して垂直方向の磁化
容易軸を有する第1磁性層と、 該第1磁性層上に積層された室温で面内方向に磁化容易
軸を有する第2磁性層と、 該第2磁性層上に積層された膜面に対して垂直方向の磁
化容易軸を有する第3磁性層とを具備し、 前記第1、第2、第3磁性層のキュリー温度をそれぞれ
Tc1,Tc2,Tc3とし、室温における前記第1及
び第3磁性層の保磁力をそれぞれHc1,Hc3とする
とき、各磁性層のキュリー温度が、 Tc1>Tc2 Tc3>Tc2 の関係を満たし、前記第1磁性層と前記第3磁性層の室
温における保磁力が、 Hc3>Hc1 の関係を満たす光磁気記録媒体。 - 【請求項22】 前記第1、第2及び第3磁性層は、希
土類−遷移金属非晶質合金膜からそれぞれ構成される請
求項21記載の光磁気記録媒体。 - 【請求項23】 前記第1及び第2磁性層はGd,Fe
及びCoを含んだ非晶質合金膜から構成される請求項2
2記載の光磁気記録媒体。 - 【請求項24】 前記第2磁性層はGd及びFeを含ん
だ非晶質合金膜から構成される請求項22記載の光磁気
記録媒体。 - 【請求項25】 前記第2磁性層はSi,Al及びTi
からなる群から選択される非磁性材料を含んでいる請求
項22記載の光磁気記録媒体。 - 【請求項26】 透明基板と、該透明基板上に積層され
た室温で面内方向に磁化容易軸を有する第1磁性層と、
該第1磁性層上に積層された膜面に対して垂直方向の磁
化容易軸を有する第2磁性層と、該第2磁性層上に積層
された膜面に対して垂直方向の磁化容易軸を有する第3
磁性層とを含み、前記第1、第2及び第3磁性層のキュ
リー温度をそれぞれTc1,Tc2,Tc3とすると
き、Tc1>Tc2及びTc3>Tc2の関係を満たす
光磁気記録媒体に記録された情報の再生方法であって、 バイアス磁界を印加しながら前記記録媒体にレーザビー
ムを照射して、前記第3磁性層のキュリー温度以下に前
記記録媒体を加熱し、 ビームスポット内に前記第1磁性層の磁化が面内方向を
向く第1領域と、前記第3磁性層の磁化が交換結合によ
って前記第2磁性層と前記第1磁性層に転写される第2
領域と、前記第2磁性層がキュリー温度以上となる第3
領域とからなる温度分布を形成することを特徴とする光
磁気記録媒体に記録された情報の再生方法。 - 【請求項27】 透明基板と、該透明基板上に積層され
た室温で面内方向に磁化容易軸を有する第1磁性層と、
該第1磁性層上に積層された室温で面内方向に磁化容易
軸を有する第2磁性層と、該第2磁性層上に積層された
膜面に対して垂直方向に磁化容易軸を有する第3磁性層
とを含み、前記第1、第2及び第3磁性層のキュリー温
度をそれぞれTc1,Tc2,Tc3とするとき、Tc
1>Tc2及びTc3>Tc2の関係を満たす光磁気記
録媒体に記録された情報の再生方法であって、 バイアス磁界を印加しながら前記記録媒体にレーザビー
ムを照射して、前記第3磁性層のキュリー温度以下に前
記記録媒体を加熱し、 ビームスポット内に前記第1磁性層の磁化が面内方向を
向く第1領域と、前記第3磁性層の磁化が交換結合によ
って前記第2磁性層と前記第1磁性層に転写される第2
領域と、前記第2磁性層がキュリー温度以上となる第3
領域とからなる温度分布を形成することを特徴とする光
磁気記録媒体に記録された情報の再生方法。 - 【請求項28】 透明基板と、該透明基板上に積層され
た室温で面内方向に磁化容易軸を有する第1磁性層と、
該第1磁性層上に積層された室温で面内方向に磁化容易
軸を有する第2磁性層と、該第2磁性層上に積層された
膜面に対して垂直方向の磁化容易軸を有する第3磁性層
とを含み、前記第1、第2及び第3磁性層のキュリー温
度をそれぞれTc1,Tc2,Tc3とするとき、Tc
1>Tc2及びTc3>Tc2の関係を満たす光磁気記
録媒体に記録された情報の再生方法であって、 前記記録媒体にレーザビームを照射して、前記第3磁性
層のキュリー温度以下に前記記録媒体を加熱し、 ビームスポット内に前記第1磁性層の磁化が面内方向を
向く第1領域と、前記第3磁性層の磁化が交換結合によ
って前記第2磁性層と前記第1磁性層に転写される第2
領域と、前記第2磁性層がキュリー温度以上となる第3
領域とからなる温度分布を形成することを特徴とする光
磁気記録媒体に記録された情報の再生方法。 - 【請求項29】 透明基板と、該透明基板上に積層され
た膜面に対して垂直方向の磁化容易軸を有する第1磁性
層と、該第1磁性層上に積層された室温で面内方向に磁
化容易軸を有する第2磁性層と、該第2磁性層上に積層
された膜面に対して垂直方向の磁化容易軸を有する第3
磁性層と、該第3磁性層上に積層された膜面に対して垂
直方向の磁化容易軸を有する第4磁性層とを含み、前記
第1、第2、第3及び第4磁性層のキュリー温度をそれ
ぞれTc1,Tc2,Tc3,Tc4とし、室温におけ
る保磁力をそれぞれHc1,Hc2,Hc3,Hc4と
するとき、各磁性層のキュリー温度がTc1>Tc3,
Tc2>Tc3及びTc4>Tc3の関係を満たし、各
磁性層の室温における保磁力がHc4>Hc3及びHc
4>Hc1の関係を満たす光磁気記録媒体に記録された
情報の再生方法であって、 バイアス磁界を印加しながら前記記録媒体にレーザビー
ムを照射して、前記第4磁性層のキュリー温度以下に前
記記録媒体を加熱し、 ビームスポット内に前記第2磁性層の磁化が面内方向を
向く第1領域と、前記第4磁性層の磁化が交換結合によ
って前記第3磁性層、前記第2磁性層及び前記第1磁性
層に転写される第2領域と、前記第3磁性層がキュリー
温度以上となる第3領域とからなる温度分布を形成する
ことを特徴とする光磁気記録媒体に記録された情報の再
生方法。 - 【請求項30】 透明基板と、該透明基板上に積層され
た膜面に対して垂直方向の磁化容易軸を有する第1磁性
層と、該第1磁性層上に積層された室温で面内方向に磁
化容易軸を有する第2磁性層と、該第2磁性層上に積層
された膜面に対して垂直方向の磁化容易軸を有する第3
磁性層とを具備し、前記第1、第2、第3磁性層のキュ
リー温度をそれぞれTc1,Tc2,Tc3とし、室温
における前記第1及び第3磁性層の保磁力をそれぞれH
c1,Hc3とするとき、各磁性層のキュリー温度が、
Tc1>Tc2及びTc3>Tc2の関係を満たし、前
記第1及び第3磁性層の室温における保磁力が、Hc3
>Hc1の関係を満たす光磁気記録媒体に記録された情
報の再生方法であって、 バイアス磁界を印加しながら前記記録媒体にレーザビー
ムを照射して、前記第3磁性層のキュリー温度以下に前
記記録媒体を加熱し、 ビームスポット内に前記第1磁性層の磁化がバイアス磁
界方向を向く第1領域と、前記第3磁性層の磁化が交換
結合によって前記第2磁性層と前記第1磁性層に転写さ
れる第2領域と、前記第2磁性層がキュリー温度以上と
なり前記第1磁性層の磁化方向がバイアス磁界方向を向
く第3領域とからなる温度分布を形成することを特徴と
する光磁気記録媒体に記録された情報の再生方法。
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP06211103A JP3088619B2 (ja) | 1994-01-17 | 1994-09-05 | 光磁気記録媒体及び該媒体に記録された情報の再生方法 |
US08/368,611 US5723227A (en) | 1994-01-17 | 1995-01-04 | Magneto-optical recording medium and reproducing method for information recorded on the medium |
US08/590,589 US5623458A (en) | 1994-01-17 | 1996-01-24 | Method for reproducing information data recorded on a magneto-optical device having plural magnetic layers |
US09/030,466 US6020079A (en) | 1994-01-17 | 1998-02-25 | Magneto-optical recording medium and reproducing method for information recorded on the medium |
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