JPS60201603A - 金属酸化物磁性体及び磁性膜 - 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】 皮ｔＷ 本発明は新規な金属酸化物磁性体及びそれよりなる磁性
膜に関する。

更未皮１ 近年、半導体レーザー光により磁気記録を行なう光磁気
記録媒体が高密度記録用として研究開発されている。従
来、光磁気記録媒体に用いられる磁性体としては希土類
金属と遷移金属との非晶質合金からなるものが多い。こ
のような非晶質合金磁性体を用いて光磁気記録媒体を作
るには一般にガラス板のような基板上に前記磁性体、例
えばＴｂ−Ｆｅ合金を真空蒸着、スパッタリング等の方
法で厚さ０．１〜１μｍ程度に付着させて磁性膜を形成
している。こうして得られる光磁気記録媒体への記録、
再生は次のようにして行なわれる。即ち記録は磁性膜の
キュリ一温度又は補償温度近傍における温度変化に対応
した保磁力の急激な変化特性を利用して２値信号で変調
されたレーザー光を磁性膜に照射加熱して磁化の向きを
反転させることにより行なわれる。また再生はこうして
反転記録された磁性膜の磁気光学効果の差を利用して読
出すことにより行なわれる。前述のような非晶質合金磁
性体を用いた光磁気記録媒体は記録感度が高いため、半
導体レーザー光によって高速度（周波数ＩＭ肚において
）で記録できるという利点はあるが、非晶質合金磁性体
、特に希土類金属成分は酸化腐食を受け易いので、経時
と共に磁性膜の磁気光学特性が劣化するという大きな欠
点がある。これを防止するため、非晶質磁性膜上にＳｉ
ｎ、５ｉ０２等の保護膜を設ける（形成法は磁性膜の場
合と同様、真空蒸着、スパッタリング等による）ことも
知られているが、磁性膜或いは保護膜の形成時、真空中
に残存する０２、基板面に吸着された０２．Ｈ，Ｏ等及
び合金磁性体のターゲット中に含まれる０２，８２０等
により経時と共に磁性膜が酸化腐食される上、記録時の
光及び熱により更にこの酸化腐食は促進される。また非
結晶質磁性体は熱によって結晶化され易く、そのために
磁気特性の劣化を来たし易いという欠点を有する。更に
再生出力を向上するための再生方式として磁性膜をでき
るだけ厚くし、その上にＣｕ、ＡＱ、Ｐｔ、Ａｕ等の反
射膜を設け、レーザー光を磁性膜に照射透過させた後、
反射膜で反射させ、この反射光を検出する反射型ファラ
デ一方式は高Ｓ／Ｎの信号が得られるという点で有利で
あるが、従来の非晶質磁性膜は透光性に欠けるため、こ
の方式に用いることができないものであった。

１−一部 本発明の目的は記録感度が高く、しかも耐酸化腐食性及
び透光性に優れた、光磁気記録媒体用材料とし、て特に
好適な新規な金属酸化物磁性体及びこの金属酸化物磁性
体よりなる磁性膜を提供することである。

１−一部 本発明の金属酸化物磁性体は一般式（１）％式％） ら選ばれる元素を示し、ｍはＭｅのイオン価数を示し、
ｎ＋　Ｘ＋　Ｙは夫々５．０≦ｎ≦６．０゜０〈ス＜０
．８．０　＜　ｙ≦０．６である。）で示されるもので
あり、また磁性膜は前記一般式の金属酸化物磁性体より
なるものである。

光磁気記録媒体に用いられる磁性体又は磁性膜には半導
体レーザー光によって記録、再生可能な磁気光学特性（
適正なキュリ一温度、保磁力等）を備えていなければな
らないが、特に高い記録感度を得るためにキュリ一温度
Ｔｃが低いこと及び記録したメモリーを安定に維持する
ために保磁力Ｈｅが適度に高いことが必要である６一般
にこのＴｃ及びｌ−１ｃの適正範囲はＴｃについては１
００〜３５０℃、　Ｈｃについては３００〜６０００エ
ルステツドと考えられる。これはＴｃが１００℃以下で
は記録したメモリーが再生時のレーザー光によって不安
定になって再生特性の劣化原因となり、　また、３５０
℃以上では半導体レーザー光による記録が困難であり、
一方、Ｈｃが３００エルステツド以下ではメモリーが不
安定となって消失する可能性があり、また６０００工ル
ステツド以上では記録時の磁化反転に必要なレーザー出
力や外部磁界が大きくなり、好ましくないからである。

一方、従来より磁気バブル材料として金属酸化物磁性体
が研究されている。このうち六方晶系のものでは例えば 一般式（２） ％式％） （但しｎは一般式（１）に同じ） で示されるものが知られている。本発明者らはこの種の
磁性体がそれ自体、酸化物であるため、酸化劣化の恐れ
がなく、　しかも膜厚１０μｍとしても透光性を備えて
いることに注目した。しかしこれらはキュリ一温度Ｔｃ
が４５０℃以上と高いため、前述のように半導体レーザ
ー光による記録は困難であり、そのままでは光磁気記録
媒体用材料として適用できない。

そこで本発明者らは一般式（２）の磁性体を基礎にして
種々検討した。その結果、一般式（２）中のＦｅ原子の
一部をＡＱ又はＩｎ、Ｓｃ、Ｔｉ。

Ｓｎ及びＺｎ原子で置換することによって、Ｔｃが低下
することを見い出した。同時にＨｅについてはＡ　Ｑ、
置換の場合は増大するが、Ｉｎ、Ｓｃ。

Ｔｉ、Ｓｎ及びＺｎ［換の場合は低下することを見い出
した。例えば ｐ　ｂ−Ｆｅ　１２−−８−２Ｍ　Ｚ　Ｏ１９（ＭはＡ
ｌ１１．Ｉｎ。

Ｓｃ　、　Ｔ’　ｊ−ｒ　Ｓｎ及びＺｒｉを示し、ｍは
Ｍのイオン価数およびＺはＭの置換数を示す。）におい
て、上記各々の原子で置換した場合、Ｔｃについては第
１−１〜第１−５図のような傾向を示した。

またＴ−１ｃについては第２−１〜第２−５図のような
傾向を示した。なお、ここでＡ　Ｏ，置換と他の原子置
換との差異を明確にするため、全ての図にＡ１１［換の
結果を図示した。

そこで本発明者らはこのようなＡｆｌ又はＩｎ。

ＳＣ，Ｔｉｔ　Ｓｎ及びＺｎの置換効果に着目し、更に
光磁気記録媒体用の磁性体又は磁性膜に要求されるＴｃ
及びＨｅの前記適正範囲を考慮して一般式（２）のＦｅ
の一部を、ＡＱと上記他の５種の原子の一つとの組み合
わせで種々の割合でもって置換した結果、一般式（１）
の金属酸化物磁性体が光磁気記録媒体として優れた特性
を与えることを見い出し本発明に致達した。

このように本発明は、特にキュリ一温度が高いため、光
磁気記録媒体用材料として顧みられなかった一般式（２
）の金属酸化物中のＦｅ原子の一部をＡ　ｌｌ及び上記
他の５種の原子のうちの一つで置換することによって、
メモリーに要求される適度に高い保磁力を維持しながら
、キュリ一温度を低下せしめて半導体レーザー光による
記録、再生を可能にし、光磁気記録媒体用材料として適
用できるようにしたものである。

例えばＰｂＡ（Ｉｇ　’　ＭｅＶ’　Ｆｅ（（２−Ｘ　
’　−＝ｙ　’　）　０１９（但し、Ｍｅは１　ｎ　ｙ
　Ｓ　ｃ　＋　Ｔ　＋　ｒ　Ｓ　ｎ及びＺｎから選ばれ
る元素を示し、Ｘ′はＡＱの置換数、ｙ′はＭｅの置換
数を示し、ｍはＭｅのイオン価数を表わす。）において
置換原子数を種々変えてＴｃ及びＨｅへの影響を調べた
ところ、第３図及び第４図に示す結果が得られた。ここ
で、Ｍｅ＝Ｉｎの場合：第３−１図及び第４−１図Ｍ　
ｅ　＝　Ｓ　ｃの場合：第３−２図及び第４−２図Ｍｅ
＝Ｔｉの場合：第３−３図及び第４−３図Ｍ　ｅ　＝　
８１１の場合：第３−４図及び第４−４図Ｍ　ｅ　＝　
Ｚ　ｎの場合：第３−５図及び第４−５図である。更に
Ｍｅ＝Ｉｎの場合を例に説明すると、ＡＱの置換数Ｘ′
が２．０５でＩｎの置換数ｙ′が２，０のとき、Ｔｃは
第３−１図より１８０℃であり、Ｈｅは第４−１図より
２．９Ｋ　Ｏｅである。

ＭｅがＳｃ、Ｔｉ、Ｓｎ及びＺｎの場合も同様の傾向を
示した。これらのＴｃ及び）Ｉｃ特性により本発明の金
属酸化物磁性体又は磁性膜は半導体レーザー光により記
録、再生を行なう光磁気記録媒体用材料として適用でき
ることは勿論、キュリ一温度が低いため、記録感度が高
い上、耐酸化腐食性及び透光性を備えている等の特長を
持っている。

本発明の金属酸化物磁性体を作るには夫々所定量のｐｂ
ｃｏ、、とＦｅ２Ｏ，とＧａ２Ｏ。

とＡＱ２０．と更にｊｎ、Ｏ，、Ｓｃ、Ｏ，。

Ｔｉｅ、、ＳｎＯ，、ＺｎＯのいずれか一つを混合粉砕
し、これを適当な形状の金型に入れて成型後、１２００
〜１４００℃の温度で焼結すればよい。

以上のようにして得られる本発明の金属酸化物磁性体の
具体例としては Ｐ’ｂ０・６　（Ａ（１，ｔＢ　ｒ　ｎ　ｏ、Ｉ　Ｆｅ
　１．ｖ　Ｏｇ　）Ｐｂ０・６　（ＡＱ６，５　Ｔｉ　
ｏＢ　Ｆｅ　ｔ、ｚｋｏ、）ＰｂＯ−６（Ａ１．ｏ、Ｓ
ＣｏＩ　Ｆｅ　、、、ｏ、　）Ｐｂ０・６　ＣＡＱｏ、
ｔ　Ｚｎ　、、、（Ｆｅ　ｔ、ｕ　Ｏｇ）ＰｂＯ・　６
　（Ａｌｌ　ｏ、ｔ　Ｓｎ　（、Ｂ　Ｆｅ　〕、ｚ　Ｏ
，）ＰｂＯ”５．５　（ＡＱｏｊ　Ｉ　ｎ　６．＞　Ｆ
ｅ　＋、３　０９　）Ｐ　ｂｏ　・　５．５　（Ａ＜ｉ
ｏ、、ｙ　Ｔ　ｉ　ｏ、ｔ２　Ｆ　ｅｔ、ｒ＆　Ｏ，）
ＰｂＯ・５．８　［ＡＱａｋ　Ｓｃ　６１　Ｆｅｚ、ｉ
ｊ−Ｏｇ］Ｐ　ｂｏ　・５．８　（ＡＱ＋＋ｒ　Ｚｎ　
、、ａ、　Ｆ　ｅ　ｔＩＩ　Ｏ，］が挙げられる。

なお以上のような金属酸化物磁性体にはファラデー回転
角を更に増大して磁気光学特性を改善するためにＧｏ、
Ｂ　ｉ＋　Ｖ＋　Ｌａ、ＹＨＹｂｇＳｍ、Ｔｂ、Ｄｙ、
Ｇｄ等の金属を添加することができる。

本発明の金属酸化物磁性体を用いて磁性膜を作るには、
基板の種類にもよるが、一般に基板上にこの磁性体をタ
ーゲットとして基板温度５００〜７００℃で真空蒸着、
スパッタリング、イオンブレーティング等の方法で膜厚
０．１〜１０μＭ程度に付着させればよい。こうして第
５図に示すように基板１上に、垂直磁化された磁性膜２
を有する光磁気記録媒体が得られる。なお場合によって
は磁性膜の形成は基板温度５００℃未満で行なうことも
できる。但しこの場合は磁性膜形成後、これに５００〜
８００℃の熱処理を、場合により磁界を印加しながら、
行なって垂直磁化させる必要がある。ここで基板の材料
としては一般にアルミニウムのような耐熱性金属；石英
ガラス；　ＧＧＧ　；サファイヤ；リチウムタンタレー
ト；結晶化透明ガラス；パイレックスガラス；バイコー
ルガラス；表面を酸化処理し又は処理しない単結晶シリ
コン；ＡＱ２０３゜ ＡＱ２０．ｌ・ＭｇＯ，ＭｇＯ・Ｌ　ｉ　Ｆ　ｒ　Ｙ　
２０９・Ｌ　ｉＦ　ｇ　Ｂ　ｅ　Ｏｇ　Ｚ　ｒ　Ｏ２・
Ｙ２　ｏ９　＋　”　ｈ　０２　・ＣａＯ等の透明セラ
ミック材；無機シリコン材（例えば東芝シリコン社製ト
スガード、住友化学社製スミセラムＰ）等の無機材料或
いはアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステ
ル樹脂等の有機材料が使用できる。

本発明の磁性膜は第５図のような単層型光磁気記録媒体
に限らず、従来公知のすべての多層型光磁気記録媒体に
適用できる。この種の多層型の例としては第６〜９図に
示すような構成のものが挙げられる。図中、１′はガイ
ドトラック付き基板、３は反射膜、４は透明誘電層、５
はガイドトラック層、６は保護膜、７は透明接着層、８
は耐熱層である。ここでガイドトラックイ」き基板１′
は前述のような有機材料を射出成型、押出成型、フォト
エツチング法等により加工して作られる。なお基板のガ
イドトラックは記録、再生時のレーザー光を案内するも
のである。反射膜３はＣｕ　ＨＡ　Ｑ　、Ａ　ｇ　＋　
Ａ　ｕ　＋Ｐｔ、ＴｅＯｘ、ＴｅＣ，５ｅＡｓ、ＴｅＡ
ｓ。

Ｔ　ｉ　Ｎ、ＴａＮ、ＣｒＮ、シアニン染料、フタロシ
アニン染料等を真空蒸着、スパッタリング、イオンブレ
ーティング等の方法で対象面に膜厚５００〜１００００
人程度に付着させることにより形成される。なおこの反
射膜は、磁性膜を透過したレーザー光を反射し、再び磁
性膜を透過することによるファラデー効果を増大させる
目的で設けられる。透明誘電層４は５ｉ０２．Ｓｉｎ。

Ｔｉｅ２．Ｔｉｅ、Ｃｅ２Ｏ，ＨｆＯ２，ＢｅＯ＋Ｔｈ
０２．Ｓ　：ｓ　Ｎ、を等を前記と同様な方法で対象面
に膜厚的０．０５〜０．５μｍ程度に１１着させること
により形成される。なおこの透明誘電層はファラデー回
転角を増大させて再生出力を向上する目的で設けられる
。ガイドトラック層５は対象面に紫外線硬化性樹脂を塗
布した後、ガイド溝を有する金型を圧着しながら、紫外
線を照射して前記樹脂を硬化させることにより形成され
る。保護膜６はアクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリ
カーボネート樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリア
ミド樹脂、エポキシ樹脂、ＴｉＮ、Ｓ　ｉ、Ｎ４．Ｔａ
Ｎ、Ｓ　ｉｏ、、Ｓ　ｉ。

等を樹脂の場合は塗布法で、その他の場合は真空蒸着、
スパッタリング、イオンブレーティング等の方法で対象
面に膜厚的０．１〜１０μｍ程度に付着させることによ
り形成される。なおこの保護膜は反射膜３を保護する目
的で設けられる。

透明接着層７は、反射膜３を設けたガイド１−ラック付
き基板１′の反射膜と磁性膜２を設けた耐熱層８（この
層は前記無機材料よりなるので、［磁性膜を設けた耐熱
層」とは前記単層型光磁気記録材料のことである。）の
磁性膜とをエポキシ樹脂、ポリウレタン、ポリアミド等
の樹脂で約２〜１００μｍ厚程度に接着することにより
形成される。即ちこの透明接着層は単に基板１′上の反
射膜３と単層型光磁気記録材料の磁性膜２とを接合する
ための層である。なお耐熱層８は前述のような無機材料
よりなるので、基板ｌに相当するが、ここでは磁性膜２
の耐熱性向上の目的で設けられる。厚さは約１０〜５０
０μｍ程度が適当である。

本発明の磁性膜を用いた以上のような光磁気記録媒体へ
の記録、再生は従来と同じく磁性膜又は基板側から変調
又は偏向されたレーザー光を照射して行なわれる。

勤−一一薇 本発明の金属酸化物磁性体又は磁性膜は光磁気記録媒体
用材料として適正なＴｃ及びＩ−］　ｃを有し、記録感
度が高いにも拘わらず、従来品にはなかった耐酸化腐食
性及び透明性を備えているので、磁気光学特性の経時劣
化がなく、且つ再生時に透過光も利用でき、このため再
生出力の高いファラデー回転角を利用して再生すること
ができる。

以下に本発明の実施例を示す。

実施例１〜９ 下記表に示した組成のターゲットを各々用いて１石英基
板上に蒸着法により膜厚５００人のＡ、ｇを付着し、更
らにこの上にスパッタリング法にて膜厚１０００人のＳ
ｉｎ、を被着した表面にＡ「分圧２．０＋ｎｍ　Ｔ　ｏ
　ｒ　ｒ、０２分圧０．３ｎｗｎ　Ｔ　ｏ　ｒ　ｒ、放
電々力０．３５ＫＷ、基板温度５２０〜７００℃の条件
で２時間スパッタリングして０．２μｍ厚の磁性膜を形
成した。これら磁性膜のキュリ一温度Ｔｃ及び保磁力Ｈ
ｅを測定した結果を下表に示す。

次に以上のようにして得られた各光磁気記録媒体を一方
向に磁化させ、この磁化の方向とは逆の５００エルステ
ツドの磁界を印加しながら、出力２０１の半導体レーザ
ー光を記録媒体表面での強度１０ｍＷ及び周波数ＩＭＩ
（ｚのパルスで照射して磁気反転せしめ、記録したとこ
ろ、いずれもビット径約１．５μｍの記録ビットが形成
された。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は夫々、金属酸化物磁性体Ｐｂ−Ｆｅ
、２−＝２Ｍ２０．．）（ＭはＡ　Ｏ，、Ｉ　ｎ　。 Ｓｃ、Ｔｉ、Ｓｎ及びＺｎを示し、ＺはＭの置換数を示
す。）における置換数Ｚと、キュリ一温度Ｔｃ及び保磁
力Ｈｃとの関係図である。第３図及び第４図は夫々、金
属酸化物磁性体ＰｂＡＱＸ’　Ｍａｙ’　Ｆｅ（１２−
Ｘ’　４Ｙ　′＋　０１９（ＭｅはＩｎ、Ｓｃ、Ｔｉ、
Ｓｎ及び７．　ｎから選ばれる元素を示し、Ｘ′はＡＱ
の置換数、Ｙ′はＭｅの置換数を示す。）におけるＩ　
ｎの置換数Ｘ′及びＹ′と、Ｔｃ及びＨｃとの関係図で
ある。第５〜９図は夫々本発明の磁性体又は磁性膜を用
いた光磁気記録媒体の一例の構成図である。 ｌ・・基　板 １′・・・ガイドトラック付き基板 ２・・・磁性膜　３・・・反射膜 ４・・・透明誘電層　５・・・ガイドトラック層６・・
保　護　膜　７・・・透明接着層８・・耐熱層 第５図 第７図 第９図 第６図 負）８１凹

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ■、　一般式 ％式％ ら選ばれる元素を示し、ｍはＭｅのイオン価数を示し、
   　ｎ、Ｘ＋　Ｖは夫々５．０≦ｎ≦６．０゜０　＜　ｘ
   　＜　０　、８．０　＜　ｙ≦０．６である。）で示さ
   れる金属酸化物磁性体。 ン、　一般式 ％式％ ら選はれる元素を示し、ｍはＭｅのイオン価数を示し、
   ｎ＋　Ｘ＋　Ｙは夫々５．０≦ｎ≦６．０゜０　＜　Ｘ
   　＜　０　、８、ｏ＜ｙ≦０．６である。）で示される
   金属酸化物磁性体よりなる磁性膜。