JPS6144690A - 光による記録材料 - Google Patents
光による記録材料Info
- Publication number
- JPS6144690A JPS6144690A JP59166417A JP16641784A JPS6144690A JP S6144690 A JPS6144690 A JP S6144690A JP 59166417 A JP59166417 A JP 59166417A JP 16641784 A JP16641784 A JP 16641784A JP S6144690 A JPS6144690 A JP S6144690A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- recording
- film
- recording medium
- temperature
- thin film
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41M—PRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
- B41M5/00—Duplicating or marking methods; Sheet materials for use therein
- B41M5/26—Thermography ; Marking by high energetic means, e.g. laser otherwise than by burning, and characterised by the material used
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
- Optical Record Carriers And Manufacture Thereof (AREA)
- Thermal Transfer Or Thermal Recording In General (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
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。
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、光記、録方式の分野に属する記録材料に関し
、特に書き換え可能な光記録媒体である。
、特に書き換え可能な光記録媒体である。
従来の技術
記録方式には、(イ)磁気記録方式、(ロ)光磁気記録
方式、(ハ)光記録方式がある。
方式、(ハ)光記録方式がある。
(イ)の磁気記録方式の分野では、磁性粉末をテープに
塗布し、テープの面内方向に記録する長手方向記録、さ
らに記録密度を向上させた高密度長手記録、テープに垂
直方向に磁化する垂直磁気記録方式がある。(0)の光
磁気記録方式は、光力−効果を利用した方式である。(
ハ)の光記録方式にはa:光により穴をあけて、その有
無により記録する。
塗布し、テープの面内方向に記録する長手方向記録、さ
らに記録密度を向上させた高密度長手記録、テープに垂
直方向に磁化する垂直磁気記録方式がある。(0)の光
磁気記録方式は、光力−効果を利用した方式である。(
ハ)の光記録方式にはa:光により穴をあけて、その有
無により記録する。
b=アモルファス相と結晶質相の光透過率の遷りを記録
する。C:アモルファス相と結晶質相の光反射率の違い
を記録するなどの方法がある。
する。C:アモルファス相と結晶質相の光反射率の違い
を記録するなどの方法がある。
この中(ハ)光記録方式は、最近の情報社会の発展と大
量の情報を高速に処理できるシステムの開発の必要性か
ら注目され、高密度大容量光ディスクメモリが開発され
つつある。
量の情報を高速に処理できるシステムの開発の必要性か
ら注目され、高密度大容量光ディスクメモリが開発され
つつある。
光デイスクメモリとは、高速(450〜1800rpm
)で回転するディスクにレーザー光を焦点をしぼって
照射し、そのメモリBIDに情報ビットを記録し、同じ
レーザーで書き込んだ記録をこわさないように読みとる
ものである。
)で回転するディスクにレーザー光を焦点をしぼって
照射し、そのメモリBIDに情報ビットを記録し、同じ
レーザーで書き込んだ記録をこわさないように読みとる
ものである。
この光デイスクメモリは、再生専用の光学式ビデオディ
スクとは異なり、即時記録再生高速ランダムアクセスな
どの機能を有し、この書き換え可能な光デイスク方式は
、将来磁気ディスクに置き換えるものとして期待されて
いる。
スクとは異なり、即時記録再生高速ランダムアクセスな
どの機能を有し、この書き換え可能な光デイスク方式は
、将来磁気ディスクに置き換えるものとして期待されて
いる。
しかしながら光記録にも長所とともに短所がある。
まず長所であるが、■非接触で記録や再生ができ、多少
のゴミ、傷があっても使え、取り扱いが簡単であり、垂
直磁気記録方式のように記録媒体から離れるとS/N比
が低下する方式に比べると有利である、■大きさはフロ
ッピーブイスフの半分で記録密度が磁気ディスクより1
〜2桁高い、■価格はフロッピーディスクと同等であり
、ビット当りの価格に換算すると磁気テープ並になる、
等が挙げられる。
のゴミ、傷があっても使え、取り扱いが簡単であり、垂
直磁気記録方式のように記録媒体から離れるとS/N比
が低下する方式に比べると有利である、■大きさはフロ
ッピーブイスフの半分で記録密度が磁気ディスクより1
〜2桁高い、■価格はフロッピーディスクと同等であり
、ビット当りの価格に換算すると磁気テープ並になる、
等が挙げられる。
そして、短所であるが、■書き換え可能な光ディスクに
はTe Ox 、Fe Ge系のカルコゲナイドのアモ
ルファス相と結晶相の変態による光反射率の違いを読み
とるものであるが、カルコゲン薄膜は温度に弱く、酸化
を受って透過率が経時変化する、■アクセス時間とデー
タ転送速度が磁気ディスクと比較すると劣っている。こ
れはLi録媒体の感度と半導゛体し−ザー出力の関係か
ら回転スピードを磁気ディスク並に上げられないためで
ある、■ビット誤り率が磁気ディスクの10−7〜1O
−8(訂正前)に比べて光ディスクでは10−6前後で
あり、1〜2桁低い、などである。ただし、■は光ディ
スクを作製する際の品質(異物、ピンホールなどの欠陥
、製造工程での微小な傷)の低下によるものであり、こ
れは誤り訂正することによって10−’O〜10 と
なり磁気テープ並になっている。
はTe Ox 、Fe Ge系のカルコゲナイドのアモ
ルファス相と結晶相の変態による光反射率の違いを読み
とるものであるが、カルコゲン薄膜は温度に弱く、酸化
を受って透過率が経時変化する、■アクセス時間とデー
タ転送速度が磁気ディスクと比較すると劣っている。こ
れはLi録媒体の感度と半導゛体し−ザー出力の関係か
ら回転スピードを磁気ディスク並に上げられないためで
ある、■ビット誤り率が磁気ディスクの10−7〜1O
−8(訂正前)に比べて光ディスクでは10−6前後で
あり、1〜2桁低い、などである。ただし、■は光ディ
スクを作製する際の品質(異物、ピンホールなどの欠陥
、製造工程での微小な傷)の低下によるものであり、こ
れは誤り訂正することによって10−’O〜10 と
なり磁気テープ並になっている。
明が 決しようとする問題点
本発明は上記従来の光記録方式における短所、すなわち
、透過率の経時変化、アクセス時間とデータ転送速度の
遅さ、ビット誤り率の大きさ等の点について改善しよう
とするものである。
、透過率の経時変化、アクセス時間とデータ転送速度の
遅さ、ビット誤り率の大きさ等の点について改善しよう
とするものである。
問題点を解決するための手段
本発明は温度および応力によりオーステナイト相とマル
テンサイト相が可逆的に変態する全屈材料よりなる薄膜
層を有することを特徴とする光による記録材料である。
テンサイト相が可逆的に変態する全屈材料よりなる薄膜
層を有することを特徴とする光による記録材料である。
本発明で利用するオーステナイト相とマルテンサイト相
が可逆的に変態する最も基本的な特徴は“原子の連携運
動にもとづくせん断変形的な格子変態である″というこ
とである。
が可逆的に変態する最も基本的な特徴は“原子の連携運
動にもとづくせん断変形的な格子変態である″というこ
とである。
この変態が可逆的に発生する代表的な合成は形状記憶金
属が挙げられる。形状記憶効果とは、一旦合金にある形
状を記憶させると、これを変形しても一定の温度以上に
加熱するだけで記憶した元の形に戻ってしまう現象と−
股に言われている。
属が挙げられる。形状記憶効果とは、一旦合金にある形
状を記憶させると、これを変形しても一定の温度以上に
加熱するだけで記憶した元の形に戻ってしまう現象と−
股に言われている。
形状記憶効果の原因としては、■応力によって誘起され
るマルテンサイトとその逆変態過程、■結晶学的に同等
なマルテンサイトの兄第相の応力下における食い合いと
その逆変態過程、■マルテンサイト結晶内の双晶界面の
移動、などが主なものである。合金系によって主因が異
なり、温度や応力の条件によっても違ってくる。
るマルテンサイトとその逆変態過程、■結晶学的に同等
なマルテンサイトの兄第相の応力下における食い合いと
その逆変態過程、■マルテンサイト結晶内の双晶界面の
移動、などが主なものである。合金系によって主因が異
なり、温度や応力の条件によっても違ってくる。
Ni Tiの場合は高温度で存在する母相CsCl型結
晶(bcc)構造は、変態温度以下に冷却すると他の単
斜晶系のマルテンサイト相に変態する。マルテンサイト
変態の発生により、現象としては表面組織に笹の葉(レ
ンズ)状、又はラス状、・バタフライ状、短棚状などの
表面起伏を伴なう模様が現われる。
晶(bcc)構造は、変態温度以下に冷却すると他の単
斜晶系のマルテンサイト相に変態する。マルテンサイト
変態の発生により、現象としては表面組織に笹の葉(レ
ンズ)状、又はラス状、・バタフライ状、短棚状などの
表面起伏を伴なう模様が現われる。
同様の変態が観察される伯の系としては、Au(Cd
、 I n−Tl 、Cu−Al−Ni 。
、 I n−Tl 、Cu−Al−Ni 。
Cu−Zn 、 N i−A I 、Cu−A l−Z
nと多いが、現在実際に使用されているのはN i−4
i系とCu−A I−Z n系のみである。中でもCu
−Al−7n系はN i−T iよりもがなり安価で加
工製造がはるかに容易で圧延−1線引加工ができるので
、広い用途が考えられているが、結晶粒界が大きため、
粒界からの破壊を防止できない欠点がある。
nと多いが、現在実際に使用されているのはN i−4
i系とCu−A I−Z n系のみである。中でもCu
−Al−7n系はN i−T iよりもがなり安価で加
工製造がはるかに容易で圧延−1線引加工ができるので
、広い用途が考えられているが、結晶粒界が大きため、
粒界からの破壊を防止できない欠点がある。
本発明は、以上のようなオーステナイト−マルテンサイ
ト可逆的変態をする材料の薄膜の表面起伏による光の反
射率の変化を信号として記録し、それを読取り、再生し
、さらに可逆的な変態を利用して、表面起伏を平坦化す
ることにより、信号を消去するものである。
ト可逆的変態をする材料の薄膜の表面起伏による光の反
射率の変化を信号として記録し、それを読取り、再生し
、さらに可逆的な変態を利用して、表面起伏を平坦化す
ることにより、信号を消去するものである。
上記薄膜を形成するには、スパッタリング法、イオンブ
レーティング法として真空蒸着、化学蒸着、分子線エピ
タキシーさらにプラズマλブーイング法、クラスターイ
オンビーム法等各種成膜法が用いられる。
レーティング法として真空蒸着、化学蒸着、分子線エピ
タキシーさらにプラズマλブーイング法、クラスターイ
オンビーム法等各種成膜法が用いられる。
以下に薄膜作成法について、代表的なRfスパッタ装置
を使用した場合をもって説明する。
を使用した場合をもって説明する。
第1図に示すように、容器1内のArガス圧を1〜5
X 1O−2T Orrとし、ターゲット2とサブスト
レート 3とを40〜50mm間隔で固定した。
X 1O−2T Orrとし、ターゲット2とサブスト
レート 3とを40〜50mm間隔で固定した。
ターゲット2としては、組成調節されたNi Tiイン
ゴット母材をアーク溶解炉で再込んで成型したものを用
いた。
ゴット母材をアーク溶解炉で再込んで成型したものを用
いた。
スパッタ膜を堆積するサブストレート3には、ガラス、
石英、アクリル基板、A1、Cu薄膜、St 02など
各種の材質が使用される。そして、ターゲットの熱膨張
係数に近いもので密着性の向上のため、ターゲットの含
有成分と同一の元素が入ってるものが適当である。
石英、アクリル基板、A1、Cu薄膜、St 02など
各種の材質が使用される。そして、ターゲットの熱膨張
係数に近いもので密着性の向上のため、ターゲットの含
有成分と同一の元素が入ってるものが適当である。
サブストレート3の加熱は、スパッター膜の結晶化に必
要であり、高周波電源4により下部より加熱する。
要であり、高周波電源4により下部より加熱する。
勿論、アモルファス構造を有する膜をスパッタ堆積後、
真空熱処理することにより、結晶化させることは可能で
あるが、その際の問題点としては、Ni Ti 5Cu
−Zn−AI系合金を例にとると、Ti Szn 1A
+の酸化、炭化による組成ズレがあり、オーステナイト
、マルテンサイト変態温度(Ms 温度)が数10℃変
化することが挙げられる。
真空熱処理することにより、結晶化させることは可能で
あるが、その際の問題点としては、Ni Ti 5Cu
−Zn−AI系合金を例にとると、Ti Szn 1A
+の酸化、炭化による組成ズレがあり、オーステナイト
、マルテンサイト変態温度(Ms 温度)が数10℃変
化することが挙げられる。
第2図に145φのNi Ti (50:50)ター
ゲットを使用し出力0.8k Wにおける堆積膜厚の時
間依存性を示すが、膜の堆積率は時間と直線関係を有す
る。
ゲットを使用し出力0.8k Wにおける堆積膜厚の時
間依存性を示すが、膜の堆積率は時間と直線関係を有す
る。
第3図は出力当りの面積比を下げて80φNi Ti
(50:50)ターゲットの出力と結晶構造と堆積率
との関係をスパッタ時間5時間について示したものであ
る。80φターゲツトの場合は0.6K Wで非晶質構
造から結晶質に変化する。
(50:50)ターゲットの出力と結晶構造と堆積率
との関係をスパッタ時間5時間について示したものであ
る。80φターゲツトの場合は0.6K Wで非晶質構
造から結晶質に変化する。
次に得られた薄膜の変態温度を調べた。第4図は80φ
ターゲツトで0.8K W x 10hrのスパッタリ
ングにより作成された膜の低温DSC測定の結果である
。膜内体はオーステナイ!−マルチ〕ノサイト変憇を行
なうが、DSCの結果からはマルテンサイト変態とその
逆変態は明瞭なピークとして出ておらず、非常に小さな
巾の広いピークとして見出せる。勿論測定上一体のバル
クは作り得ず、50μm程度の膜を何店にも積層して測
定に供している。そのため、温度の追従性が悪いことも
あるが、DSGのピークを明瞭に持たないことが、スパ
ッター膜の特徴とも言える。ざらに昇温、降温のビーク
温度差は50℃以上あり、通常のNt Tiとは異なる
。つまりNi TiターゲットからNi 、 Tiの原
子がバラバラにサブストレートに堆積する際、コラムが
成長するが、コラム間には、C,O,Arが侵入し、T
iと結合する。そのためマルテンサイト開始温度(、M
S)を左右する有効金属Tiff1がコラム付近と中心
部では異なっている場合、明瞭なピークとして現われな
いで、分散したピークとして現われる。それに伴なって
マルテンサイトとその逆変態温度差が50℃以上開いて
くる。
ターゲツトで0.8K W x 10hrのスパッタリ
ングにより作成された膜の低温DSC測定の結果である
。膜内体はオーステナイ!−マルチ〕ノサイト変憇を行
なうが、DSCの結果からはマルテンサイト変態とその
逆変態は明瞭なピークとして出ておらず、非常に小さな
巾の広いピークとして見出せる。勿論測定上一体のバル
クは作り得ず、50μm程度の膜を何店にも積層して測
定に供している。そのため、温度の追従性が悪いことも
あるが、DSGのピークを明瞭に持たないことが、スパ
ッター膜の特徴とも言える。ざらに昇温、降温のビーク
温度差は50℃以上あり、通常のNt Tiとは異なる
。つまりNi TiターゲットからNi 、 Tiの原
子がバラバラにサブストレートに堆積する際、コラムが
成長するが、コラム間には、C,O,Arが侵入し、T
iと結合する。そのためマルテンサイト開始温度(、M
S)を左右する有効金属Tiff1がコラム付近と中心
部では異なっている場合、明瞭なピークとして現われな
いで、分散したピークとして現われる。それに伴なって
マルテンサイトとその逆変態温度差が50℃以上開いて
くる。
第5図はスパッタ膜全体を温度変化させたときの熱サイ
クルによる光学的反射率の変化を示した。スパッタ膜厚
は3μmで膜内体は結晶化している。反射率が最大を1
00%として、最低の反射率は0%とすると、そ′のヒ
ステリシス温度差は100℃位有する。
クルによる光学的反射率の変化を示した。スパッタ膜厚
は3μmで膜内体は結晶化している。反射率が最大を1
00%として、最低の反射率は0%とすると、そ′のヒ
ステリシス温度差は100℃位有する。
本発明は、以上のようなオーステナイト、マルテンサイ
ト変態の表面起伏による光の反射率の変化を表面起伏の
信号として記録し、それを光で読み取り、再生し、さら
に可逆的な変態を利用して、表面起伏を平坦化すること
により、信号を消去する。
ト変態の表面起伏による光の反射率の変化を表面起伏の
信号として記録し、それを光で読み取り、再生し、さら
に可逆的な変態を利用して、表面起伏を平坦化すること
により、信号を消去する。
この記録、再生、消去の方法を具体的に示すと、記録媒
体と同程度の熱膨張率を有するサブストレートの記録面
を0.1μ鋼の面精度で表面を整える。その俊、記録媒
体を1〜2μm成膜し、それを結晶化してオーステナイ
ト←→マルテンサイト変態が生ずる膜とする。
体と同程度の熱膨張率を有するサブストレートの記録面
を0.1μ鋼の面精度で表面を整える。その俊、記録媒
体を1〜2μm成膜し、それを結晶化してオーステナイ
ト←→マルテンサイト変態が生ずる膜とする。
情報の書き込みは熱応力を利用し、膜面に0.5〜1μ
mの集束されたレーザービームを当てると膜面で変態し
、表面起伏を生じる。
mの集束されたレーザービームを当てると膜面で変態し
、表面起伏を生じる。
この記録は熱又は応力を加えない限り安定である。つぎ
に、読み出しは低出力の光源を利用し、膜の温度が上昇
しない程度にし、光の反射率の変化で情報を読み取る。
に、読み出しは低出力の光源を利用し、膜の温度が上昇
しない程度にし、光の反射率の変化で情報を読み取る。
消去の際は、せ、マルテンサイト−オーステナイト変態
、ざらに転移の消去も行なうことで繰返し可能な記録媒
体となっている。
、ざらに転移の消去も行なうことで繰返し可能な記録媒
体となっている。
実施例
基板には外径100mm 、 1.0mm厚の耐熱性
樹脂を使用し、光ガイドトラックを設け、その上に記録
媒体と同一の熱膨張係数を有する透明な窒化物をスパッ
タリングで形成し、さらに重ねて記録媒体を堆積する。
樹脂を使用し、光ガイドトラックを設け、その上に記録
媒体と同一の熱膨張係数を有する透明な窒化物をスパッ
タリングで形成し、さらに重ねて記録媒体を堆積する。
さらにこの記録媒体を保護するため、上記窒化物をさら
にスパッタリングで形成する。
にスパッタリングで形成する。
記録用ヘッドは波長1.2μm位の比較的長波長のレー
ザーを用いて直径0.6μm位のスポットに絞り込み、
電気信号にて強度を変えて記録薄膜に照射する。
ザーを用いて直径0.6μm位のスポットに絞り込み、
電気信号にて強度を変えて記録薄膜に照射する。
以上の様な方法で、ディスク回転数2500rpI、記
録計80mmとし、記録用8mW、消去用20m Wの
レーザーパワーで繰返し記録・消去を行なった結果、初
1111c/N57d[3以上、10万回以上の繰返し
が可能であった。
録計80mmとし、記録用8mW、消去用20m Wの
レーザーパワーで繰返し記録・消去を行なった結果、初
1111c/N57d[3以上、10万回以上の繰返し
が可能であった。
発明の効果
本発明は■金属材料であるためと、結晶質相同士のマル
テンサイトとオーステナイト相の変態であり、温度の上
昇、降下による酸化に強いことである。勿論変態におけ
る転移の集積により光の反射率は幾分変化する。■マル
テンサイト オーステナイト変態のスピードが速いので
書き込みスピードを上げることができる。アクセス時間
、転送速度は光記録と同等であり、半導体レーザーを使
用すると、熱のため記録が変化することがあり、レーザ
ー以外の低熱mの再生装置の場合は、再生スピードを上
げることが可能である。■ビット誤り率は製造方法が光
記録と同様であるので、はぼ同じレベルにある。
テンサイトとオーステナイト相の変態であり、温度の上
昇、降下による酸化に強いことである。勿論変態におけ
る転移の集積により光の反射率は幾分変化する。■マル
テンサイト オーステナイト変態のスピードが速いので
書き込みスピードを上げることができる。アクセス時間
、転送速度は光記録と同等であり、半導体レーザーを使
用すると、熱のため記録が変化することがあり、レーザ
ー以外の低熱mの再生装置の場合は、再生スピードを上
げることが可能である。■ビット誤り率は製造方法が光
記録と同様であるので、はぼ同じレベルにある。
第1図は本発明で薄膜形成に用いるRrスパッタ装置の
概略図、第2図は堆積膜厚と時間との関係を示すグラフ
、第3図は出力と結晶構造と堆積率との関係を示すグラ
フ、第4図は薄膜の低温DSC測定の結果を示すグラフ
、第5図は薄膜の温度と反射強度との関係を示すグラフ
である。 1・・・容器、2・・・ターゲット、 3・・・サブストレート、4・・・高周波電源。
概略図、第2図は堆積膜厚と時間との関係を示すグラフ
、第3図は出力と結晶構造と堆積率との関係を示すグラ
フ、第4図は薄膜の低温DSC測定の結果を示すグラフ
、第5図は薄膜の温度と反射強度との関係を示すグラフ
である。 1・・・容器、2・・・ターゲット、 3・・・サブストレート、4・・・高周波電源。
Claims (1)
- (1)温度および応力によりオーステナイト相とマルテ
ンサイト相が可逆的に変態する金属材料よりなる薄膜層
を有することを特徴とする光による記録材料。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59166417A JPS6144690A (ja) | 1984-08-10 | 1984-08-10 | 光による記録材料 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59166417A JPS6144690A (ja) | 1984-08-10 | 1984-08-10 | 光による記録材料 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6144690A true JPS6144690A (ja) | 1986-03-04 |
JPH0514629B2 JPH0514629B2 (ja) | 1993-02-25 |
Family
ID=15831034
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59166417A Granted JPS6144690A (ja) | 1984-08-10 | 1984-08-10 | 光による記録材料 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6144690A (ja) |
Cited By (1)
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---|---|---|---|---|
JPS62175670U (ja) * | 1986-04-28 | 1987-11-07 |
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-
1984
- 1984-08-10 JP JP59166417A patent/JPS6144690A/ja active Granted
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