JPS63104243A - 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頼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、光磁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
を提緊しており、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１１Ｎ、保磁力Ｈｃ、飽和磁
界Ｈｓが１００℃以上において実質上同一に制’＋Ｉ［
Ｉ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濫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Ｃｒ、並びに第２成分と
してＴｉｓ　Ａｇ、　ｓｂ、　Ｎｉｓ　Ｃｕ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１５原子％以下の世で含有し、且つカーヒス
テリシスループにおける核発生磁界（Ｈ。

）、保磁力（Ｈｅ）及び飽和磁界（Ｉｔｓ）が１００℃
以上で該磁性合金膜のキュリー温度（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（ＨＣ）及び飽和磁界（ＨＳ）が１
００°Ｃ以上で該磁性合金膜のキュリー温度（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Ｃｒ−、並びに第２成分としてＴｉ、Ａｇ、、ｓｂ
、　Ｎｉ、Ｃｕ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１５原子
％以下、好適には３乃至１０原子％の範囲で含有すれば
よく、これによってＧｄＤｙ　Ｆｅ系磁性合金膜のカー
ヒステリシスループにおけるＨＨ％　ｌｉｅ及びＨｓ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１５原子％を超えるとカー回転角θｋ、保
磁力１１ｃ及びキュリー温度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（Ｃｒ）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、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、Ｃｒ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
。

第２成分を添加する理由は、第１成分を添加するとカー
回転角θｋ、キュリー温度Ｔｃ等の光磁気特性が顕著に
低下し、これを補完させるためであり、第１成分の添加
量を少な（して第２成分としてＴｉ、　Ａｇ、、Ｓｂ、
　Ｎｉ、、Ｃｕ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。

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繰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５原子％以下、好適には０．
５乃至３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　ＤＹ＋−ｙ　）Ｘ　　Ｆｅ、−８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、キュリー温度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１’！ｉｆ２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Ｎ５を形成している
。尚、この第２誘電体層４の代りに、Ｔｉｓ　Ｃｒｓ　
Ｚｒｓ　Ｔａ５Ａ１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１ＩＪｉ！５を設けて
もよい。

前記基体１の材料には男゛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ガイドトラック入り基
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Ｎ２及び第２誘電体層４の材料にはＡ１
ｚ０３　、Ｃｅ０ｚ、ＺｒＯ２、ＣｄＯ、ＢｉｚＯｚ等
の酸化物、５ｉ３Ｎ４、ｓｉｃ　、　ＣｄＳ　、、　Ｔ
ｉＮ　、、　ＭｇＦｚ、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、ＧｄＤｙ合金１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。

部ち、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（
八ｌ＋　Ａｇ＋　Ｃｕ、　Ｍｏ、　Ｃｒ、　　ｓｂ、　
Ｓｉ＋　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［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５　ｘ　１０−　’Ｔｏｒｒに、アルゴ
ンガス圧を５　Ｘ　１０−’Ｔｏｒｒ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、キュリー温度
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、キュリー温度は
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
，９ｇ、　ＮａＣ１０，８ｇ　、　ＣＨｓＣＯＯＨＯ，
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）と同程度に孔線及び表面腐
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。

Ｔ＋、　ｓｂ、　Ｎｔ）は耐蝕性に顕著な効果があり、
就中、Ｃｒが耐食性に最も優れている。

（例２） 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表より明らかな通り、Ｃｒを添加すると耐食性に優
れるが、これに伴ワてカー回転角が低下傾向にある。

（例３） 本例においては、第１成分（Ｃｒ）と第２成分（Ｃｕ、
八ｇ＋　ｓｂ、　ＮＩＩＴＩ）を添加して光磁気の諸特
性を求めており、その結果は第３表に示す通りである。

尚、これらの諸特性は（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１６乃至２２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２３はＣｕが多過ぎ、試料番号
２４はＣｒ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１６．１９乃至２２に対して
室温（２０℃）　、１００℃、１５０℃、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
Ｈｅｘをとり、（ａ）、（ｂ）、（Ｃ）及び（ｄｌはそ
れぞれ室温（２０℃）　、１００℃、１５０℃及び２０
０℃の温度設定を示している。尚、図中Ｈ）ｌ　、　Ｈ
Ｃ％　Ｈ５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、温度が上昇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、そしてキュリー温度でカー
回転角θに１保磁力Ｈｃ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ＨＮ　、保磁力Ｈｃ及び
飽和磁界Ｈｓ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（ａｌ　（ｂ）　（ｃ）　（ｄ
）は本発明の光磁気記録素子の室温からキュリー温度ま
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）　　京セラ株式会社手続ネ甫正書
： 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Ｃｒ、並びに第２成分と
   してＴｉ、Ａｇ、Ｓｂ、Ｎｉ、Ｃｕ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１５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１００℃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。