JPS6032130A - 光記録法 - 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】 この発明は、光記録法およびこれに用いられる光記録媒
体に降り、特に情報の書き込み、読み出しは勿論、消去
および書き替えが可能な光記録法とその媒体に関する。

光記録は、高記録密度、高速アクセス、非接触記録再生
などの特長があシ、急速に実用化されつつある。

しかしながら、現在のビデオディスク、オーディオディ
スク等の光記録媒体にあっては、情報の書き込みおよび
読み出しは可能ではあるが、消去あるいは書き替えが行
えず、いわゆるＲＯＭ　（睨み出し専用メモリ）にとど
まって゛おり、情報の消去、書き替えの点が未解決のま
ま残されている。

この発明は上記事情に鑑みてなされたもので、情報の書
き込み、読み出しは勿論の事、消去および書き替えが簡
単に行うことのできる光記録法およびその媒体を提供す
ることを目的とするものである。

以下、この発明の詳細な説明する。

この発明はマルテンサイト変態を示す合金の薄膜を基板
上に形成し、この薄膜の一部もしくは全部な加熱または
冷却して相転移を起さしめて薄Ｗ＼の光反射率を変化さ
せ、これによって１゛ｎ報の記録および消去を行うよう
にしたものである。

従来より、金属の結晶構造の変態に伴って、その表面の
光反射特性が変化することが知られている。本発明にお
けるマルテンサイト変態を起す合金も同様にその変態に
伴って光反射特性、特に光反射率が変化することが知ら
れている。

また、マルテンサイト変態は、周知のように可逆的相転
移であり、その変態には温度ヒステリシスを伴う。

この発明は、マルテンサイト変態のこのような特性；光
反射率の変化および温度ヒステリシスを利用して、書き
替え可能な光記録を行うようにしたものである。

上記マルテンサイト変態を示す合金としては、多種多様
なものが知られているが、この発明において使用されう
るマルテンサイト変態合金としては、マルテンサイト変
態開始温度（Ｍ！、点）と逆変態開始も情度（Ａ、点）
との差ができるだけ大きく、かっＭ、点とＡ８点との間
に常温域（θ℃〜４０℃）が存在することが必要であシ
、望ましくはＭ、点が一１θ℃以下でＡ、点が１００℃
以上のものが好ましい。このような温度ヒステリシスを
持つマルテンサイト変態合金では、一旦形成されたマル
テンサイト相な部分的にＡ、点以下に加熱してその一部
な母相に逆変態さ亡れば、との母相は常温においても維
持きれ、情報が保持され、この母相をＭ、点以下に冷ハ
１すれば、再びマルテンサイト相に変態し、ｔｉ報が消
去されることになる。また、逆に一旦形成された母相を
部分的にＭ。

点以下に冷却してマルテンサイト相に変Ｆ４さ拷れば、
　このマルテンサイト相は常０、五においても維持され
情報が保持され、このマルテンサイト相をＡ、点以下に
加熱すれば１）び母相に逆変態し、１６報が消去される
ことになる。

図面はこのようなマルテンサイト変態を示す０ｕ−Ａｌ
−Ｎｉ合金のヒステリシス曲線を示すもので、光反射率
を相変態の指標としである。

そして、上記のような条件をｉＭす合金としては、（イ
）　Ｎ１−Ｔｌ系および Ｎ　ｉ　−Ｔ　ｉ−Ｘ系（Ｘ；（！ｏ、　Ｏｕ、Ｆｅ、
Ｕ、　Ｏｒ、Ｍｎ）（ロ）　Ｎ１−ＡＪＩ！系および Ｎ　１−Ａｌ−Ｘ系（Ｘ；Ｃｏ、（）ａ、Ｚｎ、Ｔｉ　
）（ハ）Ｏｕ−Ｚｎ系および ０ｕ−Ｚｎ−Ｘ系（Ｘ；（）ａ、Ｇｅ、ＡＩ、工ｎ、Ｓ
ｂ。

Ｓｉ、ａｎ、Ｎｉ　） に）Ｏｕ−Ａ／系および ｃｕ−ＡＩ−Ｘ系（Ｘ；Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎ　）（
ホ）Ａｕ−ＣｅＬ系および Ａｕ−Ｃｄ−Ｘ系（Ｘ；Ｃｕ、　Ｉｎ、Ｈｇ、Ｍｇ、Ｚ
ｎ　）（へ）Ａｕ−Ｚｎ系および Ａｕ−Ｚｎ−Ｘ系（Ｘ；Ｇａ、Ｉｎ、Ｏｕ、Ｍｇ、Ｃｄ
。

ｉ） （ト）　Ａ　ｇ　−ｃ　ａ系および Ａｇ−Ｚｎ−Ｃ！＋ｌ系 切　Ｔｎ−Ｔ／系および Ｉｎ−Ｋｄ系 （す）　Ｍ’ｎ−０ｕ　系 （７１Ｆｅ−Ｍｎ系、ｒｅ−Ｎｉ系、Ｆｅ−Ｐｔ系　お
よびＦｅ−Ｎｉ−Ｏｒ系 などの合金から選ばれる。

そして、このような合金は、ガラス、金わ１．セラミッ
クスなどからなる基板上に膜厚０．０３〜２μｍ８度の
薄膜として形成されて光記録蝋体とされる。薄膜化の手
段としてはスパッタリング法、蒸着法などが用いられる
。そして、薄膜となってもこの種の合金は上記マルテン
サイト変態却芋性を維持している。

なお、上記基板上の合金薄胆上に光透過性の保岐層を設
けてもよく、また基板と簿）ピ＼どの間に熱反射Ｍを設
けてもよい。

そして、上記合金薄ｐ１．＼をマルテンサイト変態訃よ
び逆変態させる加熱、冷却手段としては、当然の事なが
ら光が用いられ、特に加ｔ・！〜幼率の高いレーザ光線
が用りられる。また、薄膜の光反射率変化を読み出す手
段としてもＱ１定の波長の光、ｔｉケにレーザ光線が用
いられる。

次に、このような光記録媒体を用いて光記録を行う方法
について説明する。

基板上に形成された合金の薄片゛＼はスパッタリングあ
るいは蒸着の耘、＾（板上で超急冷される形となシ、よ
って基板が常温であってもまたＭ、点が常温以下であっ
ても、最初は一般にマルテンサイ相となる。このマルテ
ンサイト相は、図面のグラフに示されるように母相の光
反射率よシも高い戊射率を有している。

さて、このマルテンサイト相を最初の相状態として光記
録する方法についてまず説明する。

公休がマルテンサイト相の薄膜の一部にレーザ光線を照
射し、Ａ、点板上に加熱し、マルテンサイト相を母相に
逆変態さぜる。母相に転移した薄膜の一部はＭ、点が常
温以下の低温であるので、常温では母相として安定に存
在する。例えばＣｕ−Ａｌ−Ｎ１合金の母相の光反射率
は、グラフからも明らかなように、マルテンサイト相の
それよりも低く、低反射率であるので、薄膜の一部で光
反射率の変化が生じ、情報の記録（書き込み）が行え、
この光・反射率の変化を先のレーザ光線等の光検知手段
で検出することによシ、記録の再生（読み取り）が可能
となる。

また、上記状態にある薄膜盆体をＭ１点よシも十分低い
温度に冷却すれば局部的に母相となっている部分がすべ
てマルテンサイト相に変列し、記録公休を一括消去でき
る。

さらに、記録の部分消去を行うには、やけりレーザ光線
を照射し、照射条件を制御し、加熱後の冷却が超急冷で
行われるようにし、母相の一部をマルテンサイト相に変
態さすれはよい。超急冷で冷却が行われるようなレーザ
光線の照射条件は、薄膜の合金組成や基板の材ハなどに
よっても左右されるが、例えば先のマルテンサイト相か
ら母相への変態の際の照射に比べて、レーザ光の出力を
高くし、照射時間を短縮するなどの方法によって達成で
きる。

つぎに、母相を最初の相状態として光記録する方法につ
いて説明する。

前述のように基板上に形成された【可＊！ａ：すべでマ
ルテンサイト相であるので、＞ｌｙ膜竺体をＡ＃点以上
に加熱して、母相に逆変態さする。ぞして、との母相に
変化した薄膜の一部に、Ｉｆ＜ｉ射条件を制御し、加熱
後の冷却が超急冷となるようにレーザ光線を照射し、薄
膜の一部をマルテンサイト相に変態させて、この部分の
光反射率を高めて、情報の記録を行う。

この情報の一括消去は、薄膜盆体をＡ、点板上に加熱す
れば、部分的なマルテンサイト相はすべて同時に母相に
逆変態し、情報は消去される。また、部分消去は上にと
マルテンサイト相にレーザ光線を照射し、Ａ６点以上に
加熱して母相に逆変態さげることによって行うことがで
きる。

以上のようにして、本発明にあっては情報の古き込み、
読み取り、消去、書き替えが行える。そして、変態に伴
う光反射率は、波長を選ぶことにより、その強度比を２
以上とすることができ、ＳＺＮ比の高い光記録を行うこ
とができる。また、マルテンサイト変態は温度条件さえ
満足されれば、何回でも繰返し起シうるので、この光記
録媒体は、半永久的に、記録−消去を繰り返すことがで
き、長寿命となる。

以下、寅雄側を示して、本発明を具体的に説明する０ 〔実施例１〕 ガラス製鋸板上にＣｕ、　１３．９　ｙｔ％、Ａｌ３．
４ｗｔ係、Ｎ１残部よりなる合金薄１１をスバツーリン
グ法によシ、膜厚６００Ａにて形成した。この薄れは成
膜後常温でマルテンサイト相を示した。なお、上記組成
の合金のＡ８点は約２００℃、Ｍ８点は一１０℃である
。

このマルテンサイト相の波長８３０　ｎｍでの）′ｔ。

反射率は、６２チであった。この′薄膜４に、波長５３
３　ｎｍ、出力４ｍＷのレーザ光ｆｆｊｄを焦点０８μ
ｍに焦って５００　ｎｓ照射し、加熱して部分的に母ａ
に逆変態亡しめた。この母相の波−１４’Ｑ　８３０ｎ
ｍでの光反射率は２９チであった。

この結果、情報の書き込みおよび読み取りが可能である
ことが確認された。

また、上記のようにしてマルテンサイト相に部分的に形
成された母相は、薄臆笠体を一３０℃に冷却することに
よって、母相はすべてマルテンサイト相に変態し、情報
の一括消去が可能であった。

さらに、波長８３０　ｎｍ　ｓ出力８舟Ｗのレーザ光線
を、焦点を０８μｍに焦って５０　ｎ８間、先の母相に
照射したところ、加熱超急冷され、母相はマルテンサイ
ト相に変態し、光反射率が６２％と元に復帰し、情報の
部分消去が可能であることが認められた。

上記情報の記録および部分消去を１分間隔に１０００回
繰シ返したが、光反射率の相転移に伴う変化には変動が
認められず、多数回の先染り返し使用が可能であること
が示唆された。

〔実施例２〕 ガラス製基板上に、Ｏｕ　ｌ　４　ｗｔ％Ｓｋｌ　３．
４ｗｔチ、Ｎ１残部よりなる膜厚８００Ａの合金薄膜を
成膜した。この合金薄膜は、常温ではマルテンサイト相
であった。この薄膜全体を基板ごと２５０℃で１０分間
加熱して母相に逆変態亡しめた。この状態で波長８３０
　ｎｍでの光反射率は２９％であった。この状態の薄膜
に、波長６３３　ｎｍの半導体レーザー光線°を焦点９
．８μｍに絞り、照射したところ、加熱超急冷され、マ
ルテンサイト相に変態し、８３０ｎｍでの光反射率は６
１％に増大した。この結果、情報のり）き込みおよび読
み出しが可能であることがわかる。

また、上記マルテンサイト相に、上記半導体レーザ光線
を焦点１．２μｍに絞υ照射したところ、母相に逆変態
し、光反射率は２９チと元に復Ｉｌ涜し、情報の消去が
可能であることが認められた。

また、薄膜全体を２５０℃で加熱したところ、母相にす
べて逆変態し、情報の一括消去が行えた。

さらに、実施例１と同様に繰り返し記録／消去を行った
ところ、光反射率の相転移に伴う変化には変動が認めら
れなかった。

なお、Ｏｕ　１９．９　ｗｔ％、Ｚｎ　５．９　ｗｔ％
、Ａｌ残部よりなる合金、Ｎｉ　２１．１　ｖ＋ｔ％、
Ａｌ残部よりなる合金およびＮｉ　４５．Ｑ　ｗｔ係、
Ｔ１残部よりなる合金の薄膜についても同様の結果が１
１１られた。

以上説明したように、この発明はマルテンサイト変態を
起す合金の薄膜を基板上に形成し、この薄膜の一部また
は全部を加熱または冷却して相転移を起さしめ、薄膜の
光反射率を変化さすて情報の記録および消去を行うもの
であるので、従来田紐であるとされていた光記録の消去
および偶き替えが容易にかつ確実に行え、光記録の用途
を大きく拡大できる。また、特定の波長を選ぶことによ
り、光反射率の変化度合を大きくとることができ、高ｓ
　／　Ｎ比が実現できる。さらに、マルテンサイト変態
および逆変態は疲労現象を示さず、記録／消去を半永久
的に繰り返えすことができ、耐用回数が大きく、長寿命
となるなどの利点を有するものである。

【図面の簡単な説明】

図面は、マルテンサイＦ　Ｋ態／逆変態の湿灰ヒステリ
シスを示すグラフである。 出翫１人三菱金属株式会社 □　這良 手続補正書岨発） 特許庁長官殿 １、　事件の表示 ］１門１１５８年特許願第１４２１１３号２、発明の名
称 光記録法および光記録媒体 ３、補正をする者 特許出願人 （１，Ｊ　４）三菱金属株式会社 ４、代理人

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）マルテンサイト変態を起す合金の薄膜を基板上に
   形成し、この薄膜の一部もしくは全部を加熱または冷却
   して相転移を起させ、これによって薄膜の光反射率を変
   化さ亡て情報の記録および消去を行うことを特徴とする
   光記録法。
2. （２）マルテンサイト変態を起す合金の薄膜を基板上に
   形成したことを特徴とする光記録媒体。
3. （３）上記薄膜がスパッタリング法または蒸着法によっ
   て形成したものである特許請求の範囲第２項記載の光記
   録媒体。