JPS63104242A - 光磁気記録素子 - 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ＧｄＤｙ　Ｆｅ系磁性合金膜の耐蝕性を向上さ
せて光磁気特性の長期信頷性を達成した光磁気記録素子
に関するものである。

〔従来技術及びその問題点〕

近年、垂直記録媒体や光磁気記録媒体などによる高密度
記録が盛んに研究されており、光６会気記録媒体から成
る素子によれば、集束レーザー光を投光して記録媒体を
局部加熱することによりビットを書き込み、磁気光学効
果を利用して読み出すという方式が採られており、この
媒体には主として希土類元素−遷移金属元素から成る非
晶質金属垂直磁化膜が用いられる。

これに適した磁性膜材料として、本出願人は、既に特願
昭６０−２０７４６２号にてＧｄＤｙ　Ｆｅ系磁性合金
を提案しており、この合金を用いるとカーヒステリシス
ループにおける核発生磁界Ｈ，４、保磁力１１ｃ、飽和
磁界Ｉｔｓが１００°Ｃ以上において実質上同一に制御
することができ、これにより、記録・消去特性、繰り返
し再生特性及び熱的安定性に優れた高性能の光磁気記録
素子が提供された。

しかしながら、上記磁性合金にはＦｅを必須成分として
いるために、このＦｅ元素に起因して磁性膜に孔食及び
表面腐蝕が生じる傾向にあり、これにより、記録ビット
を安定して維持させることが困難となる。

〔発明の目的〕

従って本発明は上記事情に鑑みて完成されたものであり
、その目的は光磁気特性が低下しないようにして耐蝕性
を向上させ、これによって耐環境性及び信頼性に優れた
光磁気記録素子を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明によれば、基体上に膜面と垂直な方向に磁化容易
軸を有する非晶質磁性合金から成る磁性膜を形成した光
磁気記録素子において、この磁性膜が下記式 ％式％ 式中、０．１５≦Ｘ≦０．３５ ０．３０≦ｙ≦　０．９５ で表される原子組成比を有する磁性合金膜であると共に
該磁性合金膜が第１成分としてＣｕＳＴｉから選ばれる
少な（とも一種、並びに第２成分としてＡｇｓ　Ｓｂｓ
　Ｎｔから選ばれる少なくとも一種とから成る複合添加
物を前記磁性合金膜に対して３０原子％以下の量で含有
し、且つカーヒステリシスループにおける核発生磁界（
）ＩＮ　）、　保磁力（Ｈｃ）及び飽和磁界（Ｉｔｓ）
が１００℃以上で該磁性合金膜のキュリ一温度（Ｔｃ）
よりも低い温度において実質上同一であることを特徴と
する光磁気記録素子が提供される。

以下、本発明の詳細な説明する。

本出願人は、既に特願昭６０−２０７４６２号にてＧｄ
ＤｙＦｅ系磁性合金薄膜を提案しており、この合金を用
いるとカーヒステリシスループにおける核発生磁界（Ｉ
ＩＮ　）　、保磁力（ｔｉｃ）及び飽和磁界（Ｈｓ）が
１００℃以上で該磁性合金膜のキュリ一温度（Ｔｃ）よ
りも低い温度において実質上同一になることを見出した
。

本発明者等は、この知見に加えてこの磁性合金の耐蝕性
を向上させんがためには上記の第１成分及び第２成分か
ら成る複合添加物を所定の範囲内で添加すればよいこと
も見出した。

即ち、ＧｄＤｙ　Ｆｅの３成分合金に対して第１成分と
してＣｕ、　Ｔｉから選ばれる少なくとも一種、並びに
第２成分としてＡｇ、　ｓｂ、　Ｎｉから選ばれる少な
くとも一種を必須成分とし、これらの複合添加物を磁性
合金に対して３０原子％以下、好適には５乃至３０原子
％の範囲で含有すればよく、これによってＧｄＤｙ　Ｆ
ｅ系磁性合金膜のカーヒステリシスループにおけるＨ、
　、Ｈｃ及びｌ（ｓが実質上同一となると共に耐蝕性が
顕著に向上する。この複合添加物が３０原子％を超える
とカー回転角θｋ、保磁力１１ｃ及びキュリ一温度Ｔｃ
等の光磁気特性のなかでいずれかの特性が実用不可能に
なるまで著しく低下する。

この複合添加物の第１成分は主として磁性合金の耐蝕性
を向上させるためのものであり、Ｃｕ、　Ｔｔがそれぞ
れ単独で或いは組み合わせて添加される。

このように耐蝕性が得られる点については、磁性膜の腐
蝕が進行するのに際して生成される鉄酸化物を、Ｔｉが
所定の範囲内で含有されることによって不働態化させ、
これによって磁性膜表面に極薄且つ緻密な不働態皮膜が
形成され、その結果、酸化反応の進行が阻止されるもの
と考えられる。Ｃｕについては未だ十分に解明されてい
ないが、同様な作用があるものと推察される。

第２成分を添加する理由は、第１成分がカー回転角θｋ
、キュリ一温度Ｔｃ等の光磁気特性が極端に低下しない
範囲内で添加された場合、耐蝕性が十分に満足できる位
に向上しておらず、これを補完させるためであり、＾ｇ
ｘ　ｓｂ、　Ｎｉがそれぞれ単独或いは組み合わせて添
加させる。これにより、第１成分だけを用いてその添加
量を上記複合添加物と同量にした場合に比べて光磁気特
性及び耐蝕性が顕著に向上する。尚、第２成分だけを添
加すると十分に満足し得る耐蝕性に到達する前に、カー
ヒステリシスループの角型性が急激に劣化する。

これら第１成分及び第２成分のそれぞれの添加量を決め
るために本発明者等が操り返し行った実験によれば、磁
性合金に対して第１成分は３乃至２０原子％、第２成分
は３乃至１５原子％にすればよい。

本発明によれば、上記の通りに複合添加物を含有したＧ
ｄＤｙ　Ｆｅ磁性合金膜に対して下記式で表される原子
組成とするのがよい。

即ち、　（Ｇｄｙ　ＤＶ＋−ｙ　）ｘ　　Ｆｅ＋−ｘ式
中、０．１５≦Ｘ≦０．３５ ０．３０≦ｙ≦０．９５ とし、この式中Ｘの範囲は垂直磁化膜を得ることができ
る条件として設定されており、特にＸの値を０．１８乃
至０．３３の範囲内に設定すると保磁力Ｈｃを１ｋＯｅ
以上にすることが可能となる。

また、ｙの値は上記の範囲内に、好適には０．５≦ｙ≦
０．８５の範囲内に設定するのがよく、これによって磁
性膜のカー回転角θｋ、保磁力Ｈｃ、キュリ一温度Ｔｃ
等の光磁気特性に優れた媒体が得られる。

更に本発明によれば、上記Ｘの値が記録方式の差異によ
っても決定される。

即ち、光磁気記録では光と磁界とを記録に用いており、
そこで、信号を反転磁界に変換して記録する磁界変調方
式と、光の点滅に変換して記録する光変調方式とがある
が、磁界変調方式においては、レーザー光は常に連続照
射しておき外部からの磁界反転によって信号を記録する
ので、従来の磁気記録と同様に重ね書きが可能になると
いう特徴がある。本発明の光磁気記録素子は磁界変調方
式にも、光変調方式にも広く適用することができるが、
Ｘの値が０．２３≦Ｘ≦０．３５を満足するＧｄＤｙＦ
ｅ合金を磁性膜としたものは、磁界変調記録用の素子と
して特に有用であることが見出された。

本発明の光磁気記録素子によれば、基体に対して種々の
形状を取り得るが、以下、ディスク状基体を例にとって
積層構成を説明する。

第１図は本発明の光磁気記録素子の典型的な層構成を示
し、ディスク用基板１の上に第１誘電体層２を介して磁
性層３を積層し、その上に第２誘電体層４が設けられ、
更にその上に樹脂等の保護層５を形成している。尚、こ
の第２誘電体Ｎ４の代りに、Ｔｉ５Ｃｒｓ　Ｚｒ、Ｔａ
５Ａ１等の金属膜を設けることもできる。

第２図に示すように、第１図における第２誘電体層４を
省略し、磁性層３の表面に樹脂保護層５を設けてもよい
。

前記基体１の材料にはガラス、並びにポリカーボネート
樹脂やポリメチルメタクリレート樹脂などのプラスチッ
クスがあり、基体１の全体がプラスチックスにより成る
プラスチック基体によれば、軽量、低価格、耐久性及び
安全性、並びに射出成型によりがイドトランク入り基板
を大量に複製できる利点を有するのに加えて、ガラス基
板に比べて熱膨張率が大きいために成膜時の熱歪みに起
因して誘導異方性が作用し、カー回転角θにや保磁　・
力Ｈｃなどの光磁気特性が顕著に向上するという利点も
ある。

前記第１誘電体層２及び第２誘電体層４の材料にはＡｌ
２Ｏ３、Ｃｅ０ｚ、Ｚｒ０ｔ、ＣｄＯ、Ｂ１２０：１等
の酸化物、Ｓｉ、Ｎａ　、ＳｉＣ５ＣｄＳ　、　ＴｉＮ
　％　ＭｇＦ２、ＺｎＳ等の非酸化物があり、それぞれ
を単独又は組み合わせて用いることができる。就中、非
酸化物系誘電体或いはこの非酸化物系誘電体に酸化物を
含有させても酸素が遊離しないような誘電体を用いた場
合、磁性層の内部へ酸素が拡散し難く、また、水や大気
中の酸素などの侵入に対する遮断性に優れていることに
よって長期安定性且つ高信頼性の光磁気記録素子と成り
得る。

前記保護層５には、それ自体公知の紫外線硬化型のエポ
キシ樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル
ウレタン樹脂等を用いることができる。

本発明の光磁気記録素子を製造するに当たっては、磁性
層及び誘電体層を公知の薄膜形成手段を用いて形成する
ことができる。例えば、真空蒸着法、スパッタリング法
、イオンブレーティング法、イオン注入法、メッキ法等
の方法を用いることができ、特にスパッタリング法が組
成の均−性及び再現性の点で望ましい。

〔実施例〕

次に本発の実施例を（例１）乃至（例４）により述べる
。

（例１） 本例においては、ＧｄＤｙＰｅ磁性合金に各種添加物元
素を含有させて耐蝕性試験を行った。

即ち、高周波二元同時スパッタリング装置を用いて、一
方のターゲットをＧｄＤｙ合金とし、他方のターゲット
をＦｅとし、更に両者のターゲットに同量の添加元素（
Ａｌｌ　Ａｇｌ　Ｃｕ、　Ｍｏ、　Ｃｒ、　　ｓｂ、　
Ｓｉｌ　Ｎｉ、　Ｔｉ）をチップ状にして載置し、これ
によって複合ターゲットとした。そして、カソード側に
取り付けられたディスク状のガラス基板を回転させなが
らスパッタリング行ってこの基板上に各添加元素を４乃
至７原子％含有する膜厚１５００人の４元系合金膜を作
成し、試料番号１乃至１０を得た。尚、この製法におい
て到達真空度を５Ｘ　１０−’Ｔｏｒｒに、アルゴンガ
ス圧を５　Ｘ　１Ｏ−３Ｔｏｒｒに設定した。

かくして得られた試料に対してカーヒステリシスループ
の角型性、カー回転角θｋ、保磁力Ｈｃ、キュリ一温度
Ｔｃ及び耐蝕性を測定したところ、第１表に示す通りの
結果が得られた。

この結果を得るに当たって、カーヒステリシスループの
角型性、カー回転角及び保磁力は日本分光■製のカー効
果測定装置を用いてガラス基板側よりレーザー光（発光
波長６３３ｎｍ）を投光して求められ、キュリ一温度は
試料振動型磁力計により求めた。そして、磁性合金の原
子組成はＩＣＰ発光分光分析により求めた。

また、耐蝕性試験においては人工汗液（ＮａＨＰＯ４０
，９ｇ５ＮａＣ１Ｏ，８ｇ　５ＣＨｓＣＯＯＨＯ，５ｇ
を純水に溶解して１００ｃｃとしたもの）に各々の試料
を４時間浸漬し、その膜面状態の変化により三種類に区
分した。

○印は全く変化が生じなかったものであり、Ｘ印はＧｄ
ＤｙＦｅ合金（試料番号１）と同程度に孔蝕及び表面腐
蝕が進行したものを表し、Δ印は孔食が生じたが、表面
腐蝕が発生しなかったものを示している。

（以下余白） 第１表から明らかな通り、試料番号３．４．６．７．８
．１０に用いられた添加元素（Ａｇ、　Ｃｕ、　Ｃｒ＋
Ｔｉ＋　Ｓｂ＋　Ｎｉ）は耐蝕性に顕著な効果があり、
就中、試料番号４、？　（Ｃｕ、　Ｔｉ添加）は試料番
号１と比べてカー回転角、保磁力及びキュリ一温度のそ
れぞれに対して特性低下がほとんど認められなかった。

（例２） 本例においては、（例１）の結果よりＣｕ、　Ｔｉを添
加元素として選択し、それぞれの添加量を変えて光磁気
の諸特性を求めたところ、第２表に示す通りの結果が得
られた。

これらの諸特性は（例１）と同じにようにして求めるが
、孔食量については（例１）にて述べられたなかで、試
料表面の孔食によって発生したピンホール状の透明酸化
部分が、それを核として面内方向に拡がっていく程度と
して表し、その透明化した面積の全体に対する割合を孔
食量とした。

（以下余白） 第２表により明らかな通り、Ｃｕ又はＴｉの添加量が大
きくなるのに伴って孔食は減少傾向にあるが、その添加
量をある程度にまで多（すると孔食性はあまり変化しな
（なる。更にこの添加量を過剰にするとカー回転角θｋ
及び保磁力Ｈｃが急激に低下する。

（例３） 本例においては、第１成分（Ｃｕ、　Ｔｉ）と第２成分
（Ａｇ、　Ｓｂ、　Ｎｉ）を添加して光磁気の緒特性を
求めており、その結果は第３表に示す通りである。

尚、これらの緒特性は（例２）と同じようにして求めた
。

（以下余白） 第３表より明らかな通り、試料番号１７．１８．２１乃
至２７は光磁気の緒特性が十分に満足し得る値を示し、
且つ優れた耐蝕性が得られている。

これに対して、試料番号１９はｓｂが多過ぎ、試料番号
２０は添加量が多過ぎたために光磁気特性が顕著に低下
している。

（例４） 本例においては、試料番号１７．２１乃至２７に対して
室温（２０℃）　、１００℃、１５０°Ｃ，２００℃ま
でのカーヒステリシスループの形状を調べており、その
結果は第３図に示す通りである。

同図のループは縦軸にカー回転角θｋ、横軸に外部磁場
ｆｌｅｘをとり、（ａｌ、（ｂ）、［Ｃ１及びｔｄｌは
それぞれ室温（２０℃）、１００°Ｃ１１５０°Ｃ及び
２００℃の温度設定を示している。尚、図中１１Ｎ、　
Ｈｃ、　Ｈｓはそれぞれ核発生磁界、保磁力及び飽和磁
界を表している。

これから明らかな通り、複合添加物を含有したＧｄＤｙ
Ｆｅ系垂直磁化膜は室温下で角型性に優れたループ形が
得られ、温度が上弄してもそのまま角型性を維持しなが
ら保磁力Ｈｃが小さくなり、そしてキュリ一温度でカー
回転角θｋ、保磁力ｔｉｃ共に零になる。

〔発明の効果〕

以上の通り、本発明によれば、希土類元素としてＧｄ及
びＤｙを、遷移金属としてＦｅを選択し、これらを所定
の割合で合金化した垂直磁化膜に対し、第１成分及び第
２成分を含有させると耐蝕性が向上し、更にこの複合添
加物を含有させても核発生磁界ｈ、保磁力ｔｉｃ及び飽
和磁界Ｉｔｓが１００℃以上において実質上同一に制御
することができ、これにより、ＧｄＤｙＦｅ磁性合金自
体が有する記録・消去特性及び繰り返し再生特性並びに
熱的安定性の光磁気特性を何ら損うことなく、この光磁
気特性の経時的劣化を小さくすることができ、その結果
、高性能且つ高信頼性並びに耐環境性に優れた光磁気記
録素子が提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る光磁気記録素子の層構成を示す断
面図、第２図は本発明に係る光磁気記録素子の他の層構
成を示す断面図、第３図（ａ）　（ｂｌ　（ｃ）　ｆｄ
ｌは本発明の光磁気記録素子の室温からキュリ一温度ま
でのカーヒステリシスループの形状を示す図である。 特許出願人（６６３）　　京セラ株式会社図面の沖書乏
内容（こ変更なし） 手続補正書 昭和６ｚ年２月１６日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　基体上に膜面と垂直な方向に磁化容易軸を有する非晶
   質磁性合金から成る磁性膜を形成した光磁気記録素子に
   おいて、該磁性膜が下記式、 （ＧｄｙＤｙ＿１＿−＿ｙ）ｘＦｅ＿１＿−＿ｘ式中、
   ０．１５≦ｘ≦０．３５ ０．３０≦ｙ≦０．９５ で表される原子組成比を有する磁性合金膜であると共に
   該磁性合金膜が第１成分としてＣｕ、Ｔｉから選ばれる
   少なくとも一種、並びに第２成分としてＡｇ、Ｓｂ、Ｎ
   ｉから選ばれる少なくとも一種とから成る複合添加物を
   前記磁性合金膜に対して３０原子％以下の量で含有し、
   且つカーヒステリシスループにおける核発生磁界（Ｈ＿
   Ｎ）、保磁力（Ｈ＿Ｃ）及び飽和磁界（Ｈ＿Ｓ）が１０
   ０℃以上で該磁性合金膜のキュリー温度（Ｔ＿Ｃ）より
   も低い温度において実質上同一であることを特徴とする
   光磁気記録素子。