JPS5883346A - 光磁気記録媒体 - Google Patents

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】 本発明は光磁気メモリー、磁気記録表示素子などに用い
られる光磁気記録媒体に関するもので、具体的には膜面
と垂直な方向に磁化容易方向を有し、円形あるいは任意
の形状の反転磁区を作ることにより情報を記録すること
が出来１．磁気カー効果などの磁気光学効果を利用して
読み出すことのできる磁性薄膜記録媒体に関するもので
ある。

磁化容易軸が膜面と垂直な方向にある強磁性薄膜では、
Ｓ極あるいはＮ極に一様に磁化された膜面内の一様磁化
極性と逆向きの磁極をもつ小さな反転磁区を作ることが
できる。この反転磁区の有無をｒｌ」、　ｒＯ」に対応
させれば、このような強磁性薄膜を高密度の磁気記録媒
体として用いることができる。このような強磁性薄膜の
うち、室温にて大きな保磁力を有し、かつキューリー府
又は磁気的補償温度が比較的室温に近い薄膜は、キ−リ
一点又は磁気的補償温度を利用して光ビームにより、任
意の位置に反転磁区を作ることによって情報を記録させ
ることができるため、一般にビーム・アドレサブルファ
イルとして用いられている。

従来、公知である膜面と垂直な方向に磁化容易軸を有し
、かつビーム・アドレサプルファイルとして使用可能な
強磁性薄膜としては、Ｍｎ１３＋に代表される多結晶金
属薄膜、Ｇｄ−Ｃｏ　、　Ｇｄ−Ｆｅ　、　ＴｂＦｅ　
ｌ　Ｄｙ　Ｆｅ　　等の非晶質金属薄膜、ＧＩＧに代表
される化合物単結晶薄膜があるが、それぞれ以下に述べ
るような利点及び欠点を有している。ＭｎＢ１に代表さ
れるキューリ一点を利用して書き込みを行なう多結晶性
金属薄膜は室温で数ＫＯｅの大きな保磁力を有している
点では磁気記録媒体として優れているが、キューリ一点
が高い（ＭｎＢｉではＴｃ＝３６０℃）ために書き込み
に大きなエネルギーを必要とする欠点がある。また、多
結晶体であるため化学量論的な組成の薄膜を作成する必
要があシ、薄膜の作製が技術的に難しいという欠点もあ
る。また、Ｇｄ　−Ｃｏ　ｒ　Ｇｄ−Ｆｅの磁気的補償
点を利用して書き込みを行なう非晶質金属薄膜は、非晶
質である永め任意の基体上に作製可能であり、多少の不
純物を加えることによっである程度磁気的補償温度を任
意に制御できる等の利点を有するが、室温における保磁
力が小さく（３００〜５０００ｅ）、記録された情報が
不安定であるという欠点を有する。しかも、この程度の
保磁力を有する薄膜を作製するためにも組成をほぼ１　
ａｔｏｍ％以内に制御する必要があり、薄膜作製面でも
容易でない。

さらに、ＧＩＧに代表される化合物単結晶薄膜はきな欠
点を有する。

又、これ等の欠点を除去した新しい磁性薄膜記録媒体と
して提案された１５　ａｔｏｍ％〜３０　ａｔｏｍ％の
Ｔｂ又はＤｙを含むＴｂＦｅ＋ＤｙＦｅの非晶質合金薄
膜は、次のような利点を有している。

■膜面と垂直な方向に磁化容易軸を有し、室温において
数ＫＯｅの大きな保磁力を有するため、高密度の情報記
録が可能で、記録された情報が極めて安定である。

■保磁力が大きく所望の形状の磁区を書き込むことが可
能である。

０幅広い組成範囲にわたって大きな保磁力を有しており
、記録媒体として優れた特性を持っている組成範囲もま
た広いため、組成の厳しく限定された薄膜を作る必要か
な（非常に容易に作製でき歩留まシも良い。

■キューリ一点がＴｂＦｅでは１２０　℃、　ＤｙＦｅ
では６０℃と低いため、キューリ一点を利用して熱書き
込みを行なう場合には非常に小さなエネルギーによシ書
き込みを行なうことができる。

しかしながら、このＴｂＦｅ　、　ＤｙＦｅ等の非晶質
合金薄膜は次のような欠点がある。すなわち、キューリ
一点が低いと確かに／Ｊ％さなエネルギーで書き込みは
出来るが、光で読み出す時のＳ／Ｎは逆に悪くなる。図
１には、非晶質金属薄膜の光再生時の光再生出力（Ｓ）
及び信号対雑音比（Ｓ；／Ｎ）を照射レーザパワー（工
０）の関数として足口であるが、記録媒体として良い特
性を有するＴｂＦｅ　、ＤｙＦｅは光再生の点では記録
媒体として良くないＧｄＦｅよりも悪いことがわかる。

これはこの記録媒体を光磁気メモリとして考える場合に
は非常に大きな欠点となる。

またこの欠点を除去するために考えられ７’ｃＧｄＴｂ
Ｆｅ三元系非晶質薄膜は記録特性の良いＴｂ　Ｆｅと光
再生特性の良いＧｄＦｅの両方の長所をある程度合わせ
持っている。キューリ一点　と保磁力はＴｂＦｅとＧｄ
Ｆｅの間に位置するが光再生出力Ｓは図２に示すよう忙
単純にＴｂＦｅ　、　ＧｄＦｅの間に位置しないでＧｄ
Ｆｅよりも大きくなる＠ 光磁気記録媒体においては、記録特性と再生特性の両方
が優れていることが要求されるが、前者に対してはキュ
ーリ一点が低く保磁力が大きいこと、後者に対してはカ
ー回転角が大きいことが条件となる。キューリ一点とカ
ー回転角の関係を図３で見ると、従来の二元系ではこれ
らの条件は相反するもので両者を満足する媒体は得られ
ず、キューリ一点を下げしかもカー回転角を増大させる
こと、すなわち図中の矢印の方向の改善が望まれた＠Ｇ
ｄＴｈＦｅ三元系はこの方向を満たす媒体として考えら
れたが記録特性をよくするためＴｂの割合を増やしてキ
ューリ一点を下げるとカー回転角もやはり小さくなって
しま４、カー回転角を下げずにキューリ一点を下げるこ
とが課題となっていた。

チ この相反する条件を満足するため考えられる構造として
は、例えば、図４１ａｌに示すごとく記録媒体３の光入
射面と逆側の面に銀等の反射率の良い金属膜２をつける
構造がある二これは、記録媒体３を通過した再生用ビー
ムが金属Ｍ２で反射して出力するため、カー効果にファ
ラデー効果カ加ゎリ、見掛上の回転角が増大することＫ
よって、ＳＮ比を向上させることが出来るからである。

また、図４（ｂ）のように記録特性の良い記録媒体層５
と再生特性の良い読み出し媒体層６ｆ各々独立の層とし
て二層九重ねる構造も考えられる。これはキューリ一点
の低い記録媒体層５に光ビームによって記録された情報
がカー回転角の大きい読み出し媒体層６に転写され、光
ビームによって読み出されるものである。

ハ とが可能になるが充分ではない。

本発明の目的は、より高い意味で記録と再生の両立を実
現した光磁気記録媒体を提供することにある。

以下図面を用いて本発明の詳細な説明する。

図５は本発明の一実施例で、１はガラス等の基板、５は
記録特性が優れた記録媒体層、８は反射率、熱伝導、電
気伝導の良い銀、銅、アルミニウム、金等の金属薄膜等
からなる反射膜、６は光再生特性がすぐれた読み出し媒
体層、４は媒体の保護を目的とする保護膜で、５ｉ０２
等からなる。

本発明の光磁気記録媒体では反射膜層８が重要な意味を
持つ・この層は次の三つの役割を有してｂる。

１）読み出しの時には読み出し媒体層６を通過した光を
反射してもどすことにより従来のカー効果に読み出し媒
体層６を通過する時のファラデー効果が加わり光再生出
力が増大する。

１１〕記録の時には記録用レーザビームによる熱を熱伝
導により記録媒体層５に伝える。

１１１）記録媒体層５に記録された情報を磁気的相互作
用によって読み出し媒体層、６に転写する。

金属薄膜８の反射率は図６のようにある程度の膜厚まで
は膜厚とともに増大するので、ｉ）の効果を強くするた
めには本発明に用いる反射膜８は反射率が最大となる膜
厚にすることが望ましい。図７にはこの反射率の増大に
伴うカー回転角θにの増加を示す。一方、ｉｉ）、１ｉ
ｉ）の熱伝導及び磁気的な相互作用は反射膜８の厚さと
ともに減少すると考えられるのて、この意味では反射膜
８の膜厚をあまり厚くすることは好ましくない。

従って、使用条件によってｉ）　ｉｉ）　１ｉｉ）のこ
とを考慮して、望ましい膜厚を設計することになる。

一般に光磁気記録媒体では記録よりも再生の方に問題が
あり、その意味で光再生出力を上げることが最も大きな
課題となっている。本発明の主たる目的も１）の効果に
より光再生出力を上げることにある。従って、反射率が
最大となる領域でいかにしてｉｉ）　１ｉｉ）の効果を
維持するかが問題となる。

このうち、１１）は反射膜８として、Ａｇ　、Ｃｕ　ｒ
　Ａｕ　ＩＡｔ等熱伝導の良い金属を用いることを前提
としており、記録用ビームの径（２〜３μｍ）および反
射率が飽和する程度の膜厚０．０５μｍを考えると、実
用上は記録媒体層５への熱伝導の低下の問題はほとんど
無視できる。問題となるのは、この反射膜８により磁気
的な相互作用が低下することである。

２つの磁性体層を二層に重ねると王として交換相互作用
により両方の磁化の向きが揃おうとする等 が、この二層間にＳｉ　０２の絶縁体の非磁性体層を介
Δ 在させると、図８の点線のように交換相互作用は非磁性
体層の厚みとよもに急激に減少する。ところが、同じ非
磁性体層でも、導電体であれば伝導電子を媒介としてス
ピンの向きが揃う、いわゆるｓ−ｄ相互作用及びａ　−
ｆ相互作用が存在するので、絶縁体層に比べ膜厚に対す
る相互作用の低下は図８の実線のように少なくなる。本
発明の場合、この非磁性体層として上述のように伝導電
子の多いＡｇ　ｌ　Ｃｕ　ｌ　Ａｕ　、　Ａｔ等を用い
るので、特にこのＳ−ｄ相互作用＋８　　ｆ相互作用の
効果が大きく、この層による相互作用の低下がかなり避
は得ることが期待される。

また、相互作用の低下をさらに押えるためには、製造の
過程で、あるいは製造後の熱処理により、図９（ａｌの
ように磁性体層と非磁性体層の境界の部分に両肩の原子
が混在している領域１０を設けることにより、この部分
が磁性をもち反射率、熱伝導率などには影響を与えない
で相互作用を強くすることができる。混在している領域
１０で磁性を持つ場合の例としてはＧｄＡｇがある。相
互作用の低下極力 を防ぎたい場合には、図９（ｂ）のように磁性体と非／
＼ 磁性体の混在する層だけで反射膜層１０を構成すること
も可能である〇 さらにまた、相互作用が少し低下しても実用上支障がな
くて再生出力を大きくすることに重点を置く場合には、
図５の実施例のように反射膜８を銀、銅、アルミ、金等
の金属薄膜から構成すれば良いし、逆に再生出力はある
程度大きくすれば良いが相互作用はあまり低下させたく
ないときには、図９　ｆａｔまたは図９（ｂ）の実施例
のように構成すれば良い。また、同様の“効果を得るた
めに反射膜８の厚さを変えても良いことは前に述べた通
りである。

本発明による光磁気記録媒体は室温以下の温度に保持さ
れた基板上にスパッタリング法あるいは真空蒸着法等に
よって作製する。スパッタリング法の場合は各ターゲッ
トのＲＦ　ノ：ワーを真空蒸着法の場合は蒸着源の温度
をそれぞれ時間的に制御することによりこのような多層
構造は容易に得られる。

以上詳細に説明したごとぐ、本発明の光磁気配２　録媒
体は、記録媒体層と読み出し媒体層を互いに独立させ、
その中間に反射膜を設けることにより、記録特性と再生
特性ともにすぐれた光磁気記録媒体である。

【図面の簡単な説明】

図１は非晶質合金薄膜の光再生時の光再生出力及び信号
対雑音比を照射レーザパワーの関係として示す特性図、
図２はＧｄＴｂＦｅ三元系非晶質薄膜とＴｂ　Ｆｅ　、
　Ｇｄ　Ｆｅ二元系非晶質薄膜との光再生出力特性図、
図３はキューリ一点とカー回転角の関係を示す特性図、
図ＡｔｆＬｌｔｂｌｌｄ従来例の改善案を示す断面図、
図５は本発明の実施例を示す断面図、図６は本発明に用
いる金属薄膜の膜厚と反射率との関係を示す特性図、図
７は本発明に用いる金属薄膜の膜厚とカー回転角との関
係を示す特性図、図８は本発明の光磁気記録媒体におけ
る非磁性体層の膜厚と磁性体層間の交換相互作用の大き
さとの関係を示す特性図、図９１ａｌ（ｂｌは本発明の
他の実施例を示す断面図である。 ｌ・・・基板、　　２・・・金属膜、　　３・・・記録
媒体層、４・・・保映膜、　　５・・・記録媒体層、　
　６・・・読み出し媒体層、　　８・・・反射膜、１０
・・・両層の原子が混在している領域。 特許出願人　　国際電信電話株式会社 代理人　犬塚　　学 外１名

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 膜面に垂直な方向に磁化容易軸を有する光磁気記録媒体
   において、読み出し用の元の入射方向から読み出し媒体
   層、反射膜、記録媒体層を順次配置することにより、読
   み出し再生出力を増大させるように構成されたことを特
   徴とする光磁気記録媒体。