JPS61113153A - 磁気記録光再生方法及びそのための記録媒体 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、垂直磁気異方性膜を用いた高密度記録再生方
法に関するものであり、更に詳述するならば、磁気ヘッ
ドを用いて記録を行ない、光ヘッドにより記録ビットに
光を入射して再生する磁気記録光再生方法及びそのため
の記録媒体に関するものである。

従来の技術 ］パルトークロム膜、コバルト−ルテニウム膜等の垂直
磁気記録媒体に対して、シングルボール型ヘッドまたは
リング型ヘッド等の磁気ヘッドを使用して情報を記録し
また該情報を再生する垂直磁気記録方式が知られている
。この垂直磁気記録方式は、高密度状態はど、記録ビッ
トの静磁エネルギーが低下するため、面内磁気記録方式
に比し、極めて高い密度での磁気記録が可能である。

しかし、記録密度が増加するに従い、媒体漏洩磁界は、
媒体鉛直方向の距離に対し指数的で急激に減少するため
、ヘッド磁性膜と媒体漏洩磁界との間の相互作用エネル
ギーも急激に減少する。

第６図は、ヘッド磁性膜と媒体漏洩磁界の相互作用エネ
ルギー、即ち、ゼーマンエネルギー及び記録密度と浮上
量δとの関係を示すグラフである。

解析条件は、ヘッド磁性膜の磁化１００Ｇ、異方性定数
２．０ＸＩＯ’　ｅｒｇ／ｃｃ、膜厚０．１１１ｍ、幅
２０μｍ、記録媒体の磁化５００Ｇである。解析方法は
エネルギーミニマム法を用いた（廣野等、電子通信学会
磁気記録研究会ＭＲ８４−２Ｉ　Ｐ？）。浮上量δが０
．２μｍの時、記録密度が２　ＸＸ１０３ｂｐから６，
０×１１０３ｂｐへ増加するとゼーマンエネルギーの絶
対値は約３桁減少する。又、記録密度が５　ＸＸ１０３
ｂｐの時浮上量が０．１μｍから０．２μｍへ増加する
と、ゼーマンエネルギーの絶対値は約１桁減少する。

ゼーマンエネルギーの減少はヘッドを磁化させるために
必要なエネルギー（＝、ｌ’ＨｄＭ）の減少を意味する
ため、高記録密度状態はど、また高浮上状態はど、ヘッ
ド磁性膜は著しく磁化されにくくなる。

従って、高密度記録状態を再生するためには、ヘッド浮
上量をできる限り低減する必要がある。

しかしながら、たとえ浮上量を低減したとしても、ゼー
マンエネルギーの記録密度依゛存性が著しいため、ヘッ
ド感度も著しく向上させないと、高密度記録状態を再生
するのは、著しく困難である。

このように、高密度記録状態の再生を著しく困難にして
いる原因は、媒体漏洩磁界が媒体鉛直方向の距離に対し
指数的に減少することであり、媒体漏洩磁界を利用して
再生を行う限り、この困難を回避することはできない。

上述したように、垂直磁気記録方式の特徴は、高密度状
態で記録ビットが安定に形成できる点にあるが、媒体漏
洩磁界を用いて再生を行う限り、その特徴を十分引き出
しく尋ないのは、上に述べた如くである。

そこで、この困難を解決する手法として、記録は磁気ヘ
ッドを用いて行ない、一方、再生は磁気光学効果を用い
た光再生を行う方式が考えられる。

かかる磁気記録光再生方式は、特開昭５８−５７６４５
号、特開昭５８−５７６４６号、特開昭５９−２２２５
２号、特開昭５８−７３００７号などに提案されている
。

前３者は、非磁性透明基板上に磁気光学効果を有する軟
磁性垂直磁化膜を設け、更に、該軟磁性垂直磁化膜上に
垂直磁気記録層を形成した記録媒体を用い、垂直磁気記
録層側から磁気ヘッドにより記録を行い、透明基板側か
ら光再生を行うことが開示されている。この方式は、垂
直磁気記録層の記録状態を、磁気光学効果を有する軟磁
性垂直磁化層に転写し、その磁化状態を転写した軟磁性
層に光を照射して、その磁気光学効果により再生を行う
ものである。

この方式では、記録ヘッドと再生ヘッドを記録媒体の両
側から別々にアクセスする必要があり、ヘッドディスク
構成が著しく複雑になり、この手法を固定ディスクに適
用するのは困難である。

また、磁気転写された軟磁性垂直層を光再生するには、
垂直磁気記録層側からは光照射できないので、透明基板
を使用して透明基板側から光照射せざるを得ないため、
基板の片側のみしか使用できず実質な密度向上には不利
である。

更に、この手法では、軟磁性層が垂直磁気記録層の磁区
幅を保持しようとしても、この軟磁性垂直磁化層には固
有の安定磁区幅があるため、完全に忠実な磁気転写を行
うことは困難である。この傾向は特に高記録密度状態で
顕著になり、ピークシフト特性に悪影響を与えるため、
記録密度の向上が抑制される。

更に、特開昭５９−２２２５２号では、軟磁性垂直磁化
層と垂直磁気記録層の間に高透磁率軟磁性層を介在させ
る手法も提案されている。この方法では垂直磁気記録層
から発生する磁束は高透磁率軟磁性層の内部でほとんど
閉じてしまうため、軟磁性垂直層に記録情報を転写する
ことは著しく困難である。

一方、特開昭５８−７３００７号では、コバルト−クロ
ム垂直磁気記録媒体上に磁気光学効果エンハンス層を形
成した媒体を用い、磁気ヘッド記録、光再生を行う方式
が提案されている。

しかし、コバルト−クロム膜の磁気光学効果は少く、カ
ー回転角は０．０８度（Ａｂｅ、　ｅｔ　ａｌ　ＪＪ　
ＡＰ、２１１９Ｂ２　Ｌ２２）程度である。なお、参考
までにＭｎＢ１膜を例に挙げると、ＭｎＢ１膜は０．７
度であり、コバルト−クロム膜は、それに比し約１桁劣
っている。従って、たとえエンハンス層を設けたとして
も十分なＳＮ比を得ることは困難である。

また、特開昭５８−７３００７号では、記録媒体を主磁
極とで挟む補助磁極形ヘッドを用いて記録を行っている
ため、ヘッド機構が複雑になるだけではなく、極めて薄
い基板を使用せざるを得ないため、厚い基板を用いるハ
ードディスクに適用することは著しく困難である。

発明が解決しようとする問題点 以上述べてきた様に、従来提案されている磁気記録光再
生方式では、 ■記録媒体の両側から記録と再生をそれぞれ行なわなけ
ればならないため、ヘッド構成が複雑にならざるを辱Ｉ
よかった。

■軟磁性層と垂直磁気記録層との安定磁区幅の違いによ
る記録密度に限界があった。

■高透磁率軟磁性層を介在させた場合は、垂直磁気記録
層から軟磁性層への転写効果が低くく、また、磁気光学
効果エンハンス層を設けても、垂直磁気記録層自体の磁
気光学効果が弱いため１ね高密度記録状態を、高出力、
高ＳＮ比、高忠実に再生することはできなかった。

そこで、本発明は、磁気光学効率が高くかつ磁気的にハ
ードな媒体を使用でき、記録と再生を垂直磁気異方性膜
側より行うことができ、高密度記録状態を簡便に、高出
力、高ＳＮ比、高忠実に再生をすることができる磁気記
録光再生方法及びそのための記録媒体を提供せんとする
ものである。

問題点を解決するための手段 すなわち、本発明によるならば、磁気ヘッドを用いて記
録を行ない、光ヘッドにより記録ビットに光を入射して
再生する磁気記録光再生方法において、軟磁性層上に垂
直磁気異方性膜を形成した記録媒体に対して、記録と再
生を垂直磁気異方性膜側より行なうことを特徴とする磁
気記録光再生方法が提供される。

更に、本発明によるならば、軟磁性層上に磁気光学効果
を有する垂直磁気異方性膜が形成されて構成されている
ことを特徴とする磁気記録光再生のための記録媒体が提
供される。

作用 以上のような本発明による記録媒体を使用し、本発明に
よる磁気記録光再生方法を実施すると、磁気ヘッドを用
いての記録においては、磁気ヘッドから垂直磁気異方性
膜を垂直に横切る磁界を軟磁性層が閉じ、その結果、記
録媒体に対して鉛直方向に鋭く分布し磁化遷移領域の狭
いきれの良い記録が可能となる。また軟磁性層は記録媒
体裏面に現れる表面磁荷を打ち消す効果も示すため、記
録ビットは軟磁性層が無い場合に比し、安定に保持され
る。

一方、光ヘッドにより記録媒体を再生するときは、直線
偏光を垂直磁気異方性膜に照射し、その反射光の偏光面
の回転角の変化量を検出することにより、記録を再生す
ることができる。その際、垂直磁気異方性膜自体が比較
的高い磁気光学効果を有しているので、反射光の偏光面
の回転角の変化量が大きく、高出力、高ＳＮ比、高忠実
に再生をすることができる。従って、軟磁性層は、垂直
磁気異方膜からの転写性の良好性は全く必要とされない
し、また磁気光学効果も必要とされない。

実施例 以下、添付図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は、本発明の方法を実施するに使用する垂直磁気
記録媒体の実施例の構成を示す断面図である。

アルミニウム、ガラス、Ｓｉなどからなる非磁性基板１
上に、Ｆｅ−Ｎｉ、　Ｃｏ−Ｚｒ、　Ｆｅ−Ｅ３などか
らなる軟磁性層２を形成し、その上に、Ｍｎ−Ｂ１．　
ＭｎＢ１Ｃｕ、Ｍｎ−３ｂ等の金属間化合物からなる垂
直磁気異方材料、Ｇｄ１ＧＳＹＩＧ　、　Ｂ１Ｇｄ１Ｇ
等のゴーネト系垂直磁気異方性材料、あるいはＧｄＣｏ
、　ＴｂＦｅ、　ＧｄＴｅＢ１．　ＧｄＴｂＦｅ等のア
モルファス垂直磁気異方性材料などで構成される垂直磁
気異方性層３を形成する。

軟磁性層２は、イオンビームスパッタ法、アルいは１Ｏ
−３Ｔｏｒｒ台のガス圧中で、ＲＦスパッタ法により作
製すれば、保磁力５０ｅ以下の軟磁気特性が得られる。

軟磁性層２上の垂直磁気異方性層３は、例えば、以下の
実施例の様に作製することができる。

実施例ｌ ＭｎＢ１Ｃｕ合金ターゲットを用いＲＦスパッタ法によ
りＭｎＢｉＣｃ；膜を作製した。基板にはガラスを用い
た。スパッタ条件は、基板温度２５０℃、ＲＦ電力１７
Ｗ／ｃｎｆ、堆積速度４八／ｓｅｃ、ガス圧１．　ＯＸ
　１０−　’Ｔｏｒｒである。

この膜にＳｉＯ膜を保護膜としてコーティングし、ひき
続き３００℃、１５時間熱処理を行って、最終的にＭｎ
Ｂ１Ｃｕ膜を得た。膜厚は３００八である。膜面垂直方
向の保磁力は１．８ＫＯｅ、飽和磁化は３２０ｅｍｕ／
ｃｃ、異方性定数Ｋｕ＝　２．５Ｘ１０６ｅｒｇ／ｃｃ
　テあった。コノ膜の６３２８への光波長におけるファ
ラデー回転角は室温で０．７３度であった。

実施例２ ＲＦスパッタ法によりＢ１Ｇｄ１Ｇ膜を作製した。

（ＢｉＧｄ）　３　（ＦｅＡｌ）　ｓ　０＋　２組成の
焼結ターゲットを用いた。アルゴン−酸素雰囲気中（Ａ
ｒ：０２＝　９　：　１）にてスパッタを行った。ガス
厚は２　Ｘｌ０−”Ｔｏｒｒ。

基板温度は４００℃である。堆積速度は６０Ａ／ｍｉｎ
。

膜形成後６５０℃、２時間大気中熱処理を行った。

上記の方法で０．８μｍ厚の８１　＋Ｇｄ２Ｆｅ３．　
ｓＡＩ　＋、　ｓ　０＋　２膜を作製した。

第３図は、この垂直磁気異方膜のＭ−Ｈループを示す。

点線が面内方向であり、実線が垂直方向である。面内方
向の保磁力、残留磁化とも、はとんど０であり、完全な
垂直磁化膜となっている。

垂直方向に測定した保磁力は６０００ｅと高保磁力であ
るため、磁気ヘッドで記録した後ビットが再配列を生じ
る現象は認められなかった。氷膜の磁気光学効果（ファ
ラデー回転角）は６３２８人波長において１．５度であ
った。

実施例３ アモルファスＴｂ　−Ｆｅ膜をＲＦスパッタ法により作
製した。Ｔｂ２ｏＦｅｅｏ合金ターゲットを使用した。

スパッタ条件は、ガス圧１．５　ｘ　１Ｏ−２Ｔｏｒｒ
、堆積速度１５０人／ｍｉｎである。Ｔｂ−Ｆｅ堆積後
、保護層としてＳｉＯ２を５０００人形成した。

作製したＴｂ−Ｆｅ膜の垂直方向の保磁力は１２０００
ｅ’であり、高保磁力膜が得られる。波長６３２８八に
おけるカー回転角は０．３度であった。

第３図には、本発明の方法を実施するに使用する別の垂
直記録媒体の構成を示す。この構成の特徴は、軟磁性基
板を用いる所にある。即ち・、Ｎｉ−Ｚｎ゛フェライト
、）ＡローＺｎフェライト等の軟磁性基板４上に、Ｍｎ
８ｉＣｕ、　ＭｎＡｌＧｅ等の金属間化合物垂直異方性
材料、Ｂ１Ｇｄ１ＧＳＢｉＹ［Ｇなどのガーネット系垂
直異方性材料、あるいは、ＧｄＴｂＦｅ、　ＴｂＦｅな
どの垂直異方性材料の層５を形成する。この垂直異方性
材料の形成方法は第１図の場合と同様である。

この構成では、基板が軟磁性であるため、垂直異方性媒
体と基板の間に軟磁性層を形成する必要がなく、構成が
簡単になる。

第４図は、本発明による記録方法を示す。第４図（ａ）
は第１図に示した媒体を用いた場合であり、第４図ら）
は第３図に示した媒体を用いた場合である。記録媒体に
対して垂直に置かれたヘッド磁性膜６に巻回された駆動
コイル７に電流を流すことにより、そのヘッド磁性膜６
は磁化される。この時、記録媒体の下側に軟磁性層２及
び４があると、鏡像効果のためヘッドから発生する磁界
８は媒体鉛直方向に鋭い分布を示すため記録媒体３及び
５には磁化遷移領域の狭い、きれの良い記録が可能とな
る。また軟磁性層２及び４は記録媒体裏面に現れる表面
磁荷を打ち消す効果も示すため、記録ビットは軟磁性層
が無い場合に比し、安定に保持されることになる。

第５図は、本発明による再生方法を示す。レーザー光源
１１からの光を偏光子１２に透過させて直線偏光を得る
。そして、その直線偏光をビームスプリッタ−１３、集
光レンズ１４を介して垂直磁気記録層３に垂直に入射さ
せる。次いで、該部分の垂直磁化膜からの反射光を集光
レンズ１４、ビームスプリッタ−１３を介して、検光子
１５を通して光検出器１６に入射し、この光検出器１６
により反射光の偏光面の回転角変化量を検出して再生を
行う。

軟磁性層は、以上の光再生に何等寄与していない。従っ
て、転写の良好性も高い磁気光学効果も必要ない。

第５図の再生方法の例は、記録媒体として第１図に示し
たものを使用しているが、第３図に示した記録媒体の場
合も同様に再生できる。

記録媒体としては、第１図、第３図に示した構成を有す
る媒体の上部に媒体保護層、あるいは例えば５ｉｎ２の
ような透明で反射率の小さい磁気光学効果エンハンス層
を形成した媒体を用いても同様に記録再生することがで
きる。そのエンハンス層の膜厚を調整することにより、
等価的に磁気光学効果の回転角を２倍にすることができ
る。

ＹＩＧＳＢｉＹ［Ｇ等の透明酸化物薄膜を記録媒体とし
て用いる場合、ファラーデー効果により、太きな偏光面
の回転角変化を得ることができる。この場合は、媒体裏
面で光を反射させるため、ＡｕミＰｔ等の金属薄膜を垂
直磁気異方性層と軟磁性層の間に形成すればよい。

このように反射性金属薄膜を設けることにより、照射光
は、垂直磁気異方性層に入射して該垂直磁気異方性層を
透過するときと、金属反射薄膜で反射して垂直磁気異方
性層を透過して出射するときとの往復で２回、垂直磁気
異方性層を透過するので、光が受けるその垂直磁気異方
性層の磁気光学効果による偏光面の回転角は２倍となり
、高いＳＮ比を実現することができる。

また、上記した本発明による記録媒体の実施例において
は、磁気光学効果を有する垂直磁気異方性層の偏光面の
回転角は少なくとも０．３度であった。しかし、高出力
、高ＳＮ比、高忠実を考えると、偏光面の回転角は少な
くとも１．０度以上あることが好ましい。しかし、磁気
光学効果エンハンス層を設ける場合は、偏光面の回転角
が０．５度でも実質的に１．０度の回転角を実現するこ
とができる。

以上の如く、記録媒体に対して同一の側から記録しまた
再生できるので、記録用磁気ヘッドと再生用の光ヘッド
を同一浮上ヘッド用スライダー上に搭載したヘッドを用
いれば、光ヘッドの浮上量サーボは必要としないため、
従来の光記録用ヘッドに比べ再生ヘッド構成が著しく簡
略化される。

また、記録過程のみを考えれば、記録用磁気ヘッドは再
生用磁気ヘッドに比し、浮上量低減は必要でないため、
現在、安定浮上が確保されている０、３μｍ程度の浮上
量で十分である。従って、本発明の方法を実施すれば、
ヘッドは従来の漏洩磁界検出形再生ヘッドに比ベヘッド
クラ５２ンユ等の信頼性の点でも著しくすぐれたヘッド
構成になる。

発明の効果 以上、説明した様に、本発明は、軟磁性層上に高磁気光
学効果かつ高保磁力を有する垂直磁気記録媒体を使用し
ているため、磁気ヘッドによる記録が容易であり、かつ
、光再生出力を高出力で得られる利点がある。

更に、本発明では、記録ヘッド、再生ヘッドとも垂直磁
化記録膜側からアクセスするため、ヘッド媒体構成が簡
単になる利点がある。特にハード磁気ディスクを考えた
場合、従来提案されている媒体を記録ヘッドと再生ヘッ
ドではさみ込む構成に比し、本構成ははるかに実現性の
高い方式であである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の記録媒体の構成例を示す概略断面図
であり、 第２図は、本発明を実施した記録媒体のＢ＋　＋Ｇｄ２
Ｆｅ３．　ｓＡ］　＋、　ｓ　０＋２膜のＭ−Ｈ特性を
示すグラフであり、 第３図は、本発明の記録媒体の別の構成例を示す概略断
面図であり、 第４図は、本発明の記録媒体を使用しての本発明による
磁気記録光再生方法の磁気記録方法を図解する概略図で
あり、 第５図は、本発明の記録媒体を使用しての本発明による
磁気記録光再生方法の光再生方法を図解する概略図であ
り、 第６図は、ゼーマンエネルギーの絶対値１８Ｚｌと記録
密度と浮上量との関係を示すグラフである。 す。 〔主な参照番号〕 １・・非磁性基板、２．４・・軟磁性層、３．５・・磁
気光学効果を有する垂直磁気異方性層、 ６・・記録用ヘッド磁性膜、 ７・・記録ヘッド駆動コイノペ８・・磁界、■１・・レ
ーザー、１２・・偏光子、 １３・・ビームスプリッタ−１ １４・・集光レンズ、１５・・検出子、１６・・光検出
器 特許出願人　　日本電信電話公社 代　理　人　　弁理士　新居正彦 第１図 第２図 第３図 第４図 （ａ）　　　　　　　　　　　　　（ｂ）１・・・１［
ｍ１注基」反 ８・・・２界 第５図 １・・・非現性基板 ２・・・菊Ｃ払性層 ３０１．垂１胆気異牛准脂４ １１・・・レープ− １２・・・傭わし十 １３・・・ヒ゛−ム入プリッタ− １４・・・」しテ乙しンス゛ １５・・・及出十 １６・・・丸＆比器。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）磁気ヘッドを用いて記録を行ない、光ヘッドによ
   り記録ビットに光を入射して再生する磁気記録光再生方
   法において、軟磁性層上に垂直磁気異方性膜を形成した
   記録媒体に対して、記録と再生を垂直磁気異方性膜側よ
   り行なうことを特徴とする磁気記録光再生方法。
2. （２）軟磁性層上に磁気光学効果を有する垂直磁気異方
   性膜が形成されて構成されていることを特徴とする磁気
   記録光再生のための記録媒体。