JPS6189607A - 金属酸化物磁性体および磁性膜 - 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】 艮亙光互 本発明は新規な金属酸化物磁性体およびそれよりなる磁
性膜に関する。

従本艮亙 近年、半導体レーザー光により磁気記録を行う光磁気記
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
属と遷移全屈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配ａ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、たと
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われる。即ち記録は磁性膜のキ
ューリ一温度また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ｌ　Ｍ　Ｈｚ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は易いので、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Ｓ
」○＋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○、、Ｈ，Ｏ等
および合金磁性体のターゲット中に含まれる０２，８２
０等により経時と共に磁性膜が酸化腐食される上、記録
時の光および熱によりさらにこの酸化腐食は促進される
。また非結晶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
。さらに再生出力を向上するためのｉｌＬ生方式として
磁性膜をできるだけ厚くシ、その上にＣｕ、ＡＱ＋Ｒｈ
、Ｐ　ｔｒＡ　ｕ　、　Ａ　ｇ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・ 目　　　　Ｊ〆Ｌ 本発明の目的は記録感度が高く、しかも１す酸化腐食性
および透光性に優れた、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およびこの金属酸化物
磁性体よりなる磁性膜を提供することである。

講−−」父 本発明の金属酸化物磁性体は一般式（１）％式％） びＭｂのイオン価数；５≦ｎ＜６） 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まだは磁性膜には半
導体レーザー光によって記録、再生可能な磁気光学特性
（適正なキューリ一温度、保磁力等）を備えていなけれ
ばならなし１が、特に高い記録感度を得るためにキュー
リ一温度Ｔ　ｃが低いことおよび記録したメモリーを安
全に卸：持するために保磁力ＨＣが適度に高５ｔことが
必要である。一般にこのＴｃおよびｔＩ　ｃの適正範囲
はゴＣについては１００〜３５０℃、）ＩＣ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
ｍＣ因となり、また、３５０°Ｃ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エルステソ１−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各種の金属酸化物
磁性体が研究されている。このうち六方晶系のものでは
たとえば 一般式（２） ％式％（２） （但しＭｅ、ｎは一般式（１）に同じ）で示される六方
晶系フェライ１〜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１０μｒｎ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
らはキューリ一温度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種々検討したところ、一般式（２
）の中のＦｅ原子の一部をＣＯで置換し磁気光学性能、
特にファラデー回転角（θＦ／μｍ）が向上し、さらに
、前記Ｍｂで示される金属金子で置換すると、いずれも
Ｔｃが低下することを見出した。しかし同時にＨｃにつ
いても低下することを見出した。前記のようにＨｃが低
過ぎるとメモリーが不安定となり、高密度記録には不適
当である。そこで本発明者らはさらにＭｂ原子で置換し
た一般式（２）の中のＦｅ原子を前記Ｍａで示される金
属で置換してみたところ、Ｔｃを低下させたまま、Ｈｃ
を増大できることを見出した。

このように本発明は、特にキューリ一温度が一部いため
、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ＦｅＭ子の一部をＧｏ、Ｍａお
よびＭｂ原子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、キューリ一温
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、こうして光磁気配８媒体用材料として適用で
きるようにしたものである。

これらのＴｃおよびＨｃ特性により本発明の金属酸化物
磁性体または磁性膜は半導体レーザー光により記録、再
生を行う光磁気記録媒体用材料として適用できることは
勿論、キューリ一温度が低いため、記録感度が高い上、
耐酸化腐食性およ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それぞれ所定量の
ＭｅＣＯ７およびＦｅ２Ｏ，とＧ　ｏ　。

Ｍａ、Ｍｂの各酸化物とを混合粉砕し、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 磁性体ＮＯ組　　　　　　 ｉ　　　　Ｂａ　ｏ　・５．９　（Ｇ　ａｏ、Ｉ　Ｔ　
ｉＯ，ＩＣ００，Ｉ　Ｆ　ｅ　１７ｏｊ２　　　　Ｂａ
ｄ・５．５　（Ａｌ、；、Ｔｉ、、１ＧＯ０，Ｆｅ１．
ｔ０３）３　　　Ｂａ０・５．７〔Ｇａｌ、、Ｓ　Ｃ，
、、Ｇｏ、、、２Ｆｅ、、ｓ、ｏ３）４　　　　Ｂ　ａ
ｏ　・５．６　ＣＧａａ、ｘ　Ｉ　ｎｎ、ｚＣＯｎ、ｘ
ｓＦｅｒ、＊１ｌＯｓ）５　　　　Ｂａ０・５．９（Ｇ
ａｏ、ｚＺｎｏ、ｘｚＣ：ｏｎ、、２Ｆｅ１．＄４０ｆ
ｆ）６　　　Ｓ　ｒ　Ｏ’　５．５　［Ａ　Ｉｏ、２　
Ｃｒ（１，Ｉ　ＣＯａ、ｘｚ　Ｆ　ｅ　１．６．ｏ、）
７　　　　Ｓ　ｒ　０　・５−８　（Ｇａ、、、ｔ　Ｉ
　ｎ。□Ｂｉ、、、Ｇｏ。、、２Ｆｅ、、、２０．）’
８　　　　ＳｒＯ’５．７（Ｇａｇ、ｚＺｎａ、ｏｓＶ
ａ、ｔｓＣＯａ、ｏｓＦｅｔ４ｅ０３〕９　　　　Ｓｒ
０・５−６　（Ａｌａ、ｚ　Ｔｉ、。、　Ｓ　ｎ　ｏ、
ａｓ　Ｃｏ　ｏ、Ｆ　ｅｌ、ｓ　Ｏ＊’）１０　　　Ｓ
　ｒ　Ｃ）　・５．９　［ＡＩＧ、２　Ｓｅａ、、Ｍ　
ｎ（１，ｔｃ　Ｏｏ、ｔ　Ｆ　ｅ　ｔ、ｓ　０ｉ）１１
　　　Ｐ　ｂ　０　・５−５　（Ｇ　ａｎ、、Ｔｉｏｌ
Ｙ、、、、　Ｃｏ　ｏｌＦ　ｅ　、、、、　Ｏ，）１２
　　　Ｐ　ｂ　Ｏ・５−９−　（Ｇａ、、　ｚｎｌｌ、
ｏ！ｌ　Ｂ　ｊｌｌ、ｓ　Ｃｏ　Ｉ、１Ｆ　ｅ−，５ｇ
Ｏｓ　）１３　　　Ｐｂ０・５．７（Ａ１．、．５Ｔｉ
、□５ＢｉｏＯｓＣｏ、、Ｆｅ、、、、Ｏ，）１４　　
　Ｐ　ｂ　０　・５．６（Ａ　Ｉ　６□５　Ｚｎ６、ｔ
　Ｂ　ｌｏ、ｏｓ　ＣＯｏ□Ｆ　ｅ＋、ｚ　Ｏｘ　）１
５　　　Ｂ　ａ　０　・５．９　（Ｇ　ａ　１，５Ｔ　
ｌａ、ｏｓｃ　Ｏｏ、ｏｓ　Ｆ　ｅ＋、１ｓＯＪ等が挙
げられる。

なお本発明の金属酸化物磁性体にはファラデー回転角を
さらに増大して磁気光学特性を改善するためにＬａ、Ｙ
ｂ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｇ’ｄ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４００〜７００℃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
１図に示すように基Ｆｉｌ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
ては磁性膜の形状は基板温度５００℃未満で行うことも
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１
行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熟性金属；一般ガ
ラス；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；表面を酸化処理しまたは処理しない単
結晶シリコン；ＡＱ、０３゜ＡＱ２０．・ＭｇＯ，Ｍｇ
Ｏ・ＬｉＦ、Ｙ２Ｏ，・Ｔ、ｉＦ、Ｂｅｄ、　　ＺｒＯ
２・　Ｙ２０］、Ｔｈｅ２・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カー
ト、住人化学社製スミセラムＰ）等の無機材料が使用で
きる。

本発明の磁性膜は第１図のような単層型光磁気記録媒体
に限らす、従来公知のすべての多層型光磁気配ｇ媒体に
適用できる。この種の多層型の例としては第２〜５図に
示すよいな植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付き基板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ＣｕｙＡＱｒＡｇｇ　Ａｕ、Ｐｔｇ
ＴｅＯｘ、ＴｅＣ，５ｅＡｓ、ＴｅＡｓ、ＴｉＮ＋Ｔ　
ａ　Ｎ　＋　Ｃｒ　Ｎ　＋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、ｎさヒ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Ｓ　ｉ　Ｏ，Ｓ　ｉ　
ＯＡＴ　ｉ　ｏ、、。

Ｔｉｅ、Ｃｅ２Ｏ，ＨｆＯ２，Ｂｅｄ、Ｔｈｅ、。

Ｓｉ、Ｎ、等を前記と同様な方法で対象面に膜厚約０．
０５〜０．５μｍ程度に付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１〜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、Ｔ　ｉ　Ｎ　。

Ｓｉ３Ｎ、、ＴａＮ、Ｓｉ○ｚｒｓｘ○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約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目、反射膜３を設けたガイドトラック付
き基板コ、′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Ｒり」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１〜１０μｍＦＪ程度に接；６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１ｉ；ｉ　３とｌｉ一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、ノ、（扱１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１０〜５００μｎｌ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または基板側から変
調または偏向されたレーザー光を照射して行われる。

効　　　果 本発明の金属酸化物磁性体または磁性膜は光磁気記録媒
体用材料として適正なＴｃおよびＨｅを有し、記録感度
が高いにも拘われず、従来品にはなかった耐酸化腐食性
および透明性を備えているので、磁気光学効果の経時劣
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１〜１５ 下記表に示したターゲソ１〜を各々用いて、予め蒸着法
で膜厚ｔｏｏｏ人のＲｈと付着させ、さらにこの上に膜
厚１０００人のＺｎＯを被着せしめた石英基板上にＡｒ
分圧２．ＯｍｍＴ　ｏ　ｒ　ｒ　、　Ｏｚ分圧０．３ｍ
ｍＴ　ｏ　ｒ　ｒ　、放電々力０．３５ＫＷ、基板温度
４００〜７００℃の条件で２時間スパッタリングして０
．５μｍ厚の磁性膜を形成した。これら磁性膜のキュー
リ一温度Ｔｃ保磁力Ｈｃ、およびファラデー回転角（θ
Ｆ）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０．５にエルス
テッドの磁界を印加しながら、出力２０ｍＷ、波長８２
０ｎｍの半導体レーザー光を記録媒体表面での強度１０
ｍｗおよび周波数Ｉ　ＭＨｚのパルスで１０４ノ秒照射
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１〜５図はそれぞれ本発明の磁性体または磁性膜を用
いた光磁気記録媒体の一例の構成図である。 １・・・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

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、一般式 ＭｅＯ・ｎ〔Ｍａ＿ｘＭｂ＿ｙＣｏ＿ｚＦｅ＿２＿−＿
   （＿ｐ＿／＿３＿ｘ＿＋＿ｍ＿／＿３＿ｙ＿＋＿２＿／
   ＿３＿Ｚ＿）Ｏ＿３〕（但し、Ｍｅ＝Ｂａ、Ｓｒおよび
   ／またはＰｂ；Ｍａ＝Ａｌおよび／またはＧａ；Ｍｂ＝
   Ｉｎ、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｃｒ、Ｔａ、Ｓｂ、Ｂ
   ｉ、Ｖ、Ｙ、Ｓｍおよび／または￥Ｍｎ￥；０＜ｘ＋ｙ
   ＋ｚ≦１、０＜ｘ≦１．０、０＜ｙ≦０．５、０＜ｚ＜
   ０．５、ｐおよびｍはそれぞれＭａおよびＭｂのイオン
   価数；５≦ｎ＜６） で示される金属酸化物磁性体。 ２、一般式 ＭｅＯ・ｎ〔Ｍａ＿ｘＭｂ＿ｙＣｏ＿ｚＦｅ＿２＿−＿
   （＿ｐ＿／＿３＿ｘ＿＋＿ｍ＿／＿３＿ｙ＿＋＿２＿／
   ＿３＿ｚ）Ｏ＿３〕（但し、Ｍｅ＝Ｂａ、Ｓｒおよび／
   またはＰｂ；Ｍａ＝Ａｌおよび／またはＧａ；Ｍｂ＝Ｉ
   ｎ、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｃｒ、Ｔａ、Ｓｂ、Ｂｉ
   、Ｖ、Ｙ、Ｓｍおよび／またはＭｎ；０＜ｘ＋ｙ＋ｚ≦
   １、０＜ｘ≦１．０、０＜ｙ≦０．５、０＜ｚ＜０．５
   、ｐおよびｍはそれぞれＭａおよびＭｂのイオン価数；
   ５≦ｎ＜６） で示される金属酸化物磁性体よりなる磁性膜。