JPS63122036A - 光磁気記録媒体 - 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、レーザー用を用いて情報の記録・再生・消去
を行なう光磁気ディスクにおいて、特に高耐食性及び高
再生出力を得るのに好適な光磁気記録媒体に関する。

【従来の技術〕

近年、情報化社会の進展により、高密度、大容量でラン
ダムアクセス及び書き換えが可能な光磁気ディスクが注
目されている。このうち、光磁気ディスクの記録材料と
して、希土類−鉄族元素が注目されており、中でも比較
的大きなうカー回転角及び保磁力を有するＴｂＦｓＣｏ
系が研究開発の中心にある。しかしながら、これらの材
料は環境中の酸素や水分と反応して、容易に酸化物や水
酸化物を形成する。その結果、光磁気ディスクの光磁気
特性が低下していた。現在、この問題を解決するのに大
きく分けて３つの手法が考えられている。１つ目は、光
磁気記録膜を保護膜で覆うこと、２つ目は、光磁気記録
膜自身の耐食性を向上させること、そして３つ目は、希
土類−鉄族を主体とした合金系以外の材料系を見出すこ
と、の３つである。

この３つの手法のうち、３番目の新材料系の検討より酸
化物系が、希土類−鉄族元素系合金の置換わる材料とし
て注目されている。その代表的な例として、特開昭６０
−２３１３０３　、特開昭６０−２３１３０４をあげる
ことができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術により得られている酸化物光磁気記録媒体
の多くは、カー回転角は大きいが、保磁力が１　、５　
Ｋ　Ｏｅ　以下で、その大半が特に１．０ＫＯｅ以下の
材料が多く実用上問題があった。

そこで本発明の目的は、カー回転角が大きく、かつ保磁
力の大きい酸化物光磁気記録材料を提供することにある
。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、スピネル型遷移金属酸化物を基体とし、こ
の化合物の結晶構造中に存在する空格子のサイトに金属
元素及び希土類元素或いはどちらか一元素を配置するこ
とで達成される。

〔作用〕

スピネル構造は、立方最密にならんだ酸素イオンの格子
の格子間位置に金属イオンが入ったものである。この構
造においては、結晶構造中に原子やイオンが配位できる
空格子が数多く存在する。

結晶構造中の空格子サイトに希土類元素やＦｅ。

Ｃｏ　ｇ　Ｃｒ　ｇ　Ｎ　ｉＨＣｕ　＋　Ｍ　ｎ　ＨＭ
　ｇ等の金属元素を配置し、製造方法を制御することで
、垂直磁気異方性を強く誘起することができ、良好な特
性を有する光磁気記録膜を得ることができる。また。

光磁気特性の制御は、配置する元素の種類やそう入量を
変化させることで可能となる。酸化物の磁性は、金属単
体の場合と異なり強磁性金属イオンのもつスピン磁気能
率がそのまま表われるのではなく、内部的にさらに複雑
なスピンの構造が存在本 した結晶が表われてくる。これは、スピネル構造の単位
胞周囲の空格子サイトに配置する元素の種類や配ｖｌ量
を変えると、このスピン状態が変わることに基づく。

このように、スピネル構造を有する酸化物の空格子サイ
トに各種元素を添加し、スピン状態を変えることで、光
磁気特性を制御することができる。

〔実施例〕

以下、本発明の詳細を実施例１〜３を用いて説明する。

実施例１ 作成したディスクの断面を表わす模式図を第１図に示す
、基板１として、ガラスまたは耐熱性樹脂製の５インチ
円板を用いた。光磁気ディスクの作成は次の手順により
行なった。まず最初に、光磁気記録膜２をマグネトロン
スパッタ法により作成した。ターゲットにはＦ”ｅｇＯ
ａ焼結体ターゲットを用い、その表面にＣｏ及びＴｂ、
Ｍｎ及びＧｄｌ５ｏＤｙｓｏ合金、或いはＣｒ及びＧ　
ｄ　ｓｏＨｏ　６゜合金の各チップを均一になるように
配置した。放電ガスには、Ａｒ−Ｈｚ標準混合ガス（Ａ
ｒ／Ｈｚ＝９０％７１０％）を使用した。スパッタ条件
は、投入ＲＦ出力Ｉ　Ｗ　／　ｃｍ”　、放電ガス圧；
　５　Ｘｌ０−”（Ｔｏｒｒ）　、スパッタ時間ニア分
である８このようにして作成した薄膜の膜厚は６００人
であったにの薄膜は顕微鏡観察の結果微結晶から成って
いた。つづいて、記録膜上に反射膜３として２ＡΩを真
空蒸着法で０．５μｍ膜厚に形成し、最後に保護膜とし
て、５ｉａＮａをスパッタ法で形成した。

その時の条件は、ターゲットは５ｉｓＮａ焼結体ターゲ
ットを用い、放電ガスとしてＡ　ｒ　／　Ｎｘ　　（＝
６０％７４０％）を使用した。また、スパッタ条件は、
投入ＲＦ［力Ｉ　Ｗ／ｃｒｔｒ！Ｌ、放電ガス圧；５Ｘ
　１０−２１（Ｔｏｒｒ）　、スパッタ時間：１５分で
ある。

このようにして作成したＩ膜のＦｒ！Ａ厚は１５００人
であった。　Ｘ、＠回折の結果、得られた膜はＦｅａＯ
４を基体とした膜であることがわかった。

上述のようにして作成した光磁気ディスクの磁気・磁気
光学特性を測定した。その結果を第１表にまとめる。ま
ず、出発組成のＦｅｔｒＯ４膜は、Ｋｅｒｒ回転角θに
＝０．５３　　、保磁カニＨｃ＝０．４ＫＯｅ　、キュ
リー温度Ｔｃ＝３２０℃であった。

ＦｅａＯ４にＣＯｔ　Ｔ　ａを空格子サイトに配置する
と、カー回転角はやや上昇し、保磁力は１桁大きくなり
、キュリー温度は逆に１１０（ｄｅｇ）低下した。そし
て、この材料を用いたディスクのＣ／Ｎ比（キャリア対
ノイズ比）は４７ｄＢであった。

また、結晶構造に歪みを加えるとノイズレベルの低下が
みられた。このＴａとＧｏの他に、Ｇｄ−ＤｙとＭｎ、
Ｇｄ−ＨｏとＣｒを配置した場合も、はぼ同様の効果が
得られた。このように、面内磁化膜（磁化容易軸が基板
と平行方向）のＦｅ２Ｏ２にＴａとＧｏ、Ｇｄ−Ｄｙと
Ｍｎ、Ｇｄ−ＨｏとＣｒをスピネルの空格子サイトに配
置することで、垂直磁化膜を得ることができ、かつ保磁
力も大幅に増大させることができた。また、Ｘ線回折法
により格子定数を測定したところ、添加金属元素はスピ
ネルの空格子位置に存在していた。

この試料を高温高湿度Ｑ境（８０℃−９５℃ＲＨ）中に
５００時間保存したが、磁気特性の変化はみられず、耐
食性に関する問題は存在しなかった。

実施例２ 作成した光磁気ディスクの断面の構造は、実施例１と同
様で、その模式図を第１図に示す。光磁気ディスクの作
成は、まず基板１としてガラスまたは耐熱性樹脂の５イ
ンチ円板を用い、この上に光磁気記録膜２をスパッタ法
により形成した。ターゲットにはＦｅ８０番焼結体ター
ゲットを用い。

その表面にＮ　ｉ　ｓｏＣｏ　ｓｏ金合金Ｎｄ、或いは
ＭｎとＰｒの各チップを均一になるように配置した。

放電ガスには、Ａ　ｒ　／　Ｈａ標準混合ガス（Ａｒ／
Ｈｅ　＝　５０％１５０％）を使用した。そして、スパ
ッタの条件は、投入ＲＦ比出力　Ｗ　／　ｃ＋ａ”　、
放電ガス圧５　Ｘ　１０−８Ｔｏｒｒ、スパッタ時間は
１７分である。このようにして作成した薄膜は、膜厚が
６００人、Ｘ線回折の結果よりγ−Ｆｅｚｅｓを基体と
していた。つづいて、この記録膜上に反射膜３としてＡ
Ωを真空蒸着法で膜厚０．５μｍに形成し、最後に保護
膜４として、テフロン膜（４）をスパッタ法で形成し光
磁気ディスクを得た。スパッタは、ターゲットに０．２
ｍｍｔのテフロンフィルムを、そして放電ガスにＡｒを
それぞれ用い、投入ＲＦｆｆｉ力０．ｌＷ／Ｃｍ”、放
電ガス圧５Ｘ１０−”（Ｔｏｒｒ）　ｔスパン５時間１
０分で、得られた膜は。

膜厚ば２０００人であった。テフロン膜の作成に際しタ
ーゲットの冷却には十分注意しなければならない。

上述のようにして作成した光磁気ディスクの磁気・磁気
光学特性を測定した。その結果を第２表にまとめる。ま
ず、出発組成のγ−Ｆｅｚｅｓは。

Ｋａｒｒ回転角θｃ　＝０．５０’　　、保磁カニＨｃ
＝：０．６ＫＯｅ、キュリー温度：Ｔｃ＝３３０℃であ
った。γ−ＦｅｚＯａにＮ１−ＧｏとＮｄ、ＭｎとＰｒ
を空格子サイトに配置すると、カー回転角は０．５１”
〜０．５２”　と大きな変化はみられないが、保磁力は
６．０〜６．２ＫＯｓと１桁以上大きくなり、またキュ
リー温度は２２０℃とγ−ＦｓｚＯａより１３０℃低か
った。そして、この材料を用いたディスクのＣ／Ｎは４
３〜４４ｄＢとＴｄＦｅＣｏ系を記録材料として用いた
場合よりやや小さかった８このように、面内磁化膜のγ
−ＦｅｚＯａにＮｄとＮ　ｉ　Ｃｏ或いはＭｎとＰｒを
添加すると垂直磁気異方性を誘起することができ、かつ
保磁力を大幅に向上させることができた。

そして最後に、この光磁気記録膜の耐食性について検討
した。評価法は、実施例１と同様、８０”Ｃ９５％ＲＨ
中に５００時間保存したときのＫｅｒｒ回転角及び飽和
磁化の経時変化を測定した。その結果、　Ｋｅｒｒ回転
角及び飽和磁化とも変化はみられず、耐食性には、問題
はなかった。

作成した光磁気記録膜の格子定数をＸ線回折法により測
定したところ、結晶形に多少歪みがあるものの、はぼス
ピネルの空格子サイトにインタカレートした元素が存在
していることがわかる。

実施例３ 作成した光磁気ディスクの断面構造は、実施例１と同様
で、その模式図を第１図に示す、光磁気ディスクの作成
は、まず基板１としてガラスまたは耐熱性樹脂の５イン
チ円板上に光磁気記録膜２をスパッタ法により形成した
。ターゲットにはＣｏ５ｏａ焼結体ターゲットを用い、
その表面にＦｅとＧｄｒｏＳｍｓｏ合金、Ｍｇ５ｏＦθ
ｙｏとＧ　ｄ　ａｏＥ　ｒｘｏ、或いはＴｂとＦｅをそ
れぞれ均一になるよう配置した。放電ガスには、Ａ　ｒ
　／　Ｈｚ（＝８０％／２０％）を使用した。そして、
スパッタの条件は、投入ＲＦ出力Ｉ　Ｗ／ａｍ”　、放
電ガス圧５Ｘ１０″″ａＴｏｒｒ　、スパッタ時間は７
分である。

このようにして作成した薄鵬は、膜厚が６００人、Ｘ線
回折結果よりＣｏ５Ｏ４を基体としているが、ピーク形
状及び強度より非晶質に近かった０次に、この記録膜作
成後、反射膜３としてＡμを真空蒸着法で膜厚０．５μ
ｍに形成し、最後に保ｆｆ膜４として、５ｉａＮ４をス
パッタ法で作成し、光磁気ディスクを得た。その時のス
パッタ条件は、実施例１と同様である。

このようにして作成した光磁気ディスクの磁気及び磁気
光学特性を測定した。その結果を第３表に示す。まず、
出発組成のＣｏ　ａＯ番は、Ｋｅｒｒ回転角：θｃ＝０
．５５’　、保磁カニＨｃ＝０．３ＫＯｅ。

キュリー温度：　Ｔｃ＝３７０℃であった。ＧＯ１１０
４にＦｅと（Ｇｄ−８ｍ）、（Ｍｇ−Ｆｅ）と（Ｇｄ・
Ｅｒ）、或いはＴｂとＦｅをスピネル中に！ｉ！置（イ
ンタカレート）すると、垂直磁気異方性を誘起すること
ができ、かつ保磁力を３．５〜３．８ＫＯａと大幅に向
させることができた。また、キュリー温度は２００〜２
１０℃と実用上問題なかった。また、Ｃ／Ｎ比も４２〜
４４ｄＢとＴｂＦａＣｏ系を記録材料に用いた場合とほ
ぼ同様であった。

また、この各種金属元素をインタカレートした酸化物光
磁気材料の耐食性について検討した。評価法は、実施例
１と同様、８０℃−９５％ＲＨ中に５００時間保存した
ときのＫｐｒｒ回転角及び飽和磁化の経時変化を測定し
た。その結果、　Ｋｐｒｒ回転角及び飽和磁化とも変化
はみられず、耐食性には問題はない。

Ｃｏ３Ｏ４を基体として、これに各種金属をインタカレ
ートするとそれらの金属はスピネルの空格子サイトに存
在していることをＸＩｔＱ的に確認した。

以上の各実施例の如く記録膜が微結晶、あるいはスピネ
ル構造が歪んだ構造となっている場合には、媒体ノイズ
が低減できるという効果がある。

〔発明の効果〕

本発明によれば、スピネル構造を有する金属酸化物を基
体として、この化合物の結晶構造中に存在する空格子サ
イトに各種原子を配置することで垂直磁気異方性を誘起
する効果を有する。また。

キュリー温度は、実用上問題のない値の２００℃であり
、かつ保磁力も３ＫＯｅ以上と大きくなる。

このことにより、高耐食性を有する光磁気記録膜を得る
ことができるという効果がある。さらに、この光磁気材
料を用いると１表面保護膜を形成する必要がなく、プロ
セスの簡略化につながるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は光磁気ディスクの断面構造を示す模式％式％

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、垂直磁気異方性を有する材料を記録媒体として用い
   た光磁気記録媒体において、スピネル型構造を有するＦ
   ｅ＿３Ｏ＿４、Ｆｅ＿２Ｏ＿３、Ｃｏ＿３Ｏ＿４のうち
   から選ばれる少なくとも１種類の遷移金属酸化物を基体
   とし、結晶構造中に存在する空格子位置或いはその近傍
   に、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｍｇのうち
   から選ばれる少なくとも１種類の元素とＮｄ、Ｐｒ、Ｇ
   ｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｓｍのうちから選ばれる
   少なくとも１種類の元素の両方あるいはいずれか一方を
   配置し、層間化合物を形成したことを特徴とする光磁気
   記録媒体。 ２、特許請求の範囲第１項記載の光磁気記録媒体におい
   て、記録膜が微結晶さらに優位には基体のスピネル構造
   が歪んだ構造であることを特徴とする光磁気記録媒体。