JPS63133337A - 光磁気記録方法 - 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〕 本発明は磁気カー効果を利用して再生することのできる
、キュリー点書き込み方式の光磁気記録方法に関する。

（従来の技術〕 消去可能な光メモリとして、光磁気記録媒体が知られて
いる。従来の磁気記録媒体と比べて高速・高密度記録、
非接触での記録再生などが可能であるという長所を有す
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

現在は半導体レーザーを搭載したディスクドライブの開
発が行なわれているが、より高速の記録消去を行なうに
は、より小さなエネルギーで記録可能な光磁気媒体が望
まれている。

特に現在は記録道程に比べて消去過程を高速で行なうこ
とがむずかしく、通常記録時の１．５〜２倍程度（５〜
］０ＩＩＩＮ）のレーザーパワーを与え、消去のための
バイアス磁界も記録時に比へて大きな値（約５０００ｅ
　）に設定しなければならない。　本発明の目的は、記
録ビットを記録時と同じ程度のエネルギーで消去でき、
加えて従来よりも高速の記録消去を実施することも可能
な光磁気記録方法を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の目的は、低いキュリー点（ＴＬ）と高い保磁力（
Ｈ□）を存する第１ｉｆｆ性層と、この磁性層に比べて
相対的に高いキュリー点（Ｔａｔ）と低い保磁力（ＨＬ
　）　　を有する第２ｒｄｉ性層とからなり且つ下式（
八）を満たす、交換結合している二層構造の垂直磁化膜
を基板上に有して成る光磁気記録媒体を使用して、 記録部分については２層の磁性層の磁化の向きを交換結
合により配列する向きと逆方向とし、未記録部分につい
ては２層の磁性層の磁化の向きを交換結合により配列す
る磁化の向きとすることを特徴とする記録方法により達
成できる。

（たたし、Ｍｓは第２磁性層の飽和磁化、ｈは第２磁性
層の１１λＪ［＾、σＷは二磁性層間の磁壁エネルギー
σＷを示す） 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図（ａ）　、　（ｂ）は各々本発明に用いる光磁気
記録媒体の一実施例を示す模式断面図である。第１図（
ａ）の光磁気記録媒体は、プリグループ（図では省略）
が設けられた透光性の基板１上に、第１の磁性層２と第
２の磁性層３が積層されたものである。第１磁性層２は
低いキュリー点（ＴＬ）と高い保磁力（Ｈ□）を有し、
第２磁性層３は、高いキュリー点（ＴＨ）と低い保磁力
（ＨＬ　）を有する。ここで「高い」、「低い」とは内
磁性層を比較した場合の相対的な関係を表わす（保磁力
は室温における比較）。ただし、通常は第１Ｍｉ性層２
のＴＬは７０〜１８０℃、ＨＨは、３〜１０にＯｅ、第
２磁性層３のＴ□は１５０〜４００℃、ＨＬは０．５〜
２にＯｅ程度の範囲内にするとよい。

各磁性層の材料には、垂直磁気異方性を示し且つ磁気光
学効果を呈するものが利用できるが、ＧｄＣｏ、　Ｇｄ
Ｆｅ、　ＴｂＦｅ、　ＤｙＦｅ、　ＧｄＴｂＦｅ、　Ｔ
ｂＤｙＦｅ。

ＧｄＦｅＣｏ、　ＴｂＦｅＣｏ、　ＧｄＴＭ：ｏ、　Ｇ
ｄＴｂＦｅＣｏ等の希土類元素と遷移金属元素との非晶
質磁性合金が好ましい。

内磁性層２，３は、後に詳述する本発明の記録方法によ
り形成されるビット（第２図（Ｃ）に示す磁化状態のビ
ット）が安定に存在出来る様に、即ち下記の関係式を満
たすように、各層の膜厚、保磁力、飽和磁化の大きさ、
磁壁エネルギーなどが適宜設定されればよい。

ＨＨ＞ＨＬ＞− Ｍｓｈ （ただし、Ｍｓは第２磁性層３の飽和磁化、ｈは第２＆
ｆｉ性層３の膜厚、σ胃は二磁性層間の磁壁エネルギー
σ胃を示す） 上式を満たせば記録ビットの磁化状態（第２図（Ｃ））
が安定になるのは次の理由による。σ胃／２Ｍ５ｈは第
２磁性層３に働く交換力の強さを示す。

つまり、この交換力が０ｗ７２Ｍ５ｈの大きさの磁界で
もって第２磁性層３の磁化の向きを、第１磁性層２の磁
化の向きに対して安定な方向へ（この場合は同じ方向）
向けようとする。そこで第２磁性層３の磁化がこの磁界
に抗して反転しないためには（記録ビットの磁化状態が
安定に存在するためには）、第２磁性層３の保磁力Ｈ１
，がＨＬ＞ａｖｒ／２Ｍ５ｈであればよい。結局上式を
満たせば記録されたビットが安定となる。

第１図（ｂ）の光磁気記録媒体において、４．５は内磁
性層２．３の耐久性を向上させるためのあるいは光磁気
効果を向上させるための保護膜である。

６は、貼り合わせ用基板７を貼り合わすための接着層で
ある。貼り合わせ用基板７にも、２から６までの層を積
層し、これを接着すれば表裏で記録・再生が可能となる
。

以下、第２図〜第４図を用いて記録・消去の一実施例の
過程を示す。第３図は上述したような光磁気ディスクと
、記録・消去に利用する装置と、を示す模式図である。

記録再生ヘッド３１は、記録用と消去用の２種のレーザ
ーパワ値をもつレーザービームを光磁気ディスク面に照
射することができるようになっている。記録用のレーザ
ーパワーは該ディスクを第２磁性層３のキュリー点付近
まで昇温できるだけのパワーであり、消去用のレーザー
パワーは該ディスクを第１磁性層２のキュリー点付近ま
で昇温可能なパワーである。

なお、記録用レーザービームは記録信号発生部３２で信
号変調され、再生用レーザービームからの信号は再生用
信号発生部３３で電気信号に戻される。

最初に記録のプロセスについて説明する。記録前、内磁
竹屑２と３の磁化が安定となる向きは、互いの磁化が平
行であっても反平行であフてもよい。第２図では内磁竹
屑の磁化の安定な向きが平行な場合について説明する。

例えば、光磁気ディスク３５のある一部の磁化状態が初
め第２図（ａ）のようになっていたとする。

記録に際して、光磁気ディスク３５を、スピンドルモー
タにより回転させる。こうすると第２　ｆｆｌ　（ａ）
で示される部分は記録再生ヘッド３Ｉを通過する。

この際、記録用のパワーのレーザー光を照射して、この
部分を局所的に第２磁性層３のキュリー点付近まで昇温
させる。それと同時に、第２磁性層３の磁化を反転させ
るのに必要な大きさの（後述するよう、好ましくは必要
最少限の大きさの）バイアス磁界（第２図において下向
き）を加える。こうすることにより第２磁性層３の磁化
の反転に続いて第１ｉｆｉ性層２の磁化も第２磁性層３
に対して安定な向き（ここでは同じ向き）に配列する。

即ち、第２図（ａ）のどちらからも第２図（ｂ）のよう
なビットが形成される。

更にこの光磁気ディスク３５を回転させることによりこ
の第２図（ｂ）のビットは磁界発生部３４を通過する。

このとき、磁界発生部３４の磁界の大きさを内磁竹屑の
保磁力ＨＨとＨイの間に設定すると（この際、磁界の方
向は第２図（ｂ）のビットにおける第２磁性層３の磁化
を反転させる方向に設定する。）、第２図（Ｃ）に示す
ように、第２磁性層３は磁界発生部３４の磁界の方向へ
磁化され、−力筒１磁性層２は第２図（ｂ）の状態のま
まの磁化となる。即ち、内磁竹屑の磁化状態は反平行に
なる。これが最終的記録状態である。

第２図（Ｃ）に示された記録ビットを消去するには次の
ようにする。スピンドルモーターにより、光磁気ディス
ク３５を回転させて、記録ビットが記録再生ヘッド３】
を通過するときに消去用のパワーのレーザー光を照射す
る。こうしてその部分を第１！ｆｆ性層２のキュリー点
付近まで昇温させる。このとき第２磁性層３はこの温度
でビットが安定に存在する保磁力を有しているので、こ
の際バイアス磁界が適切に設定されていると第２図（ｄ
）のような状態となり消去される。

ここで、バイアス磁界が適正に設定されているとは、次
のような意味である。

即ち、この消去プロセスでは、第１磁性層２は、その磁
化が第２Ｗ！、竹屑３の磁化の向きに対して安定な向き
に（ここでは同じ方向に）配列するように、力（交換力
）を受けるので１本来バイアス磁界は特に必要でない。

しかし、前述したように記録のプロセスではバイアス磁
界を第２磁性層３の磁化反転を補助する向きに設定して
おいた。

この記録プロセスでのバイアス磁界の大きさ、方向を、
その後の消去プロセスでも変えず、同じ状態に設定して
おくことが便宜上好ましい。かがる観点から、記録プロ
セスにおいてバイアス磁界を記録が可能でしかも消去プ
ロセスを妨げない大きさ・方向（好ましくは記録プロセ
スに必要最小限の大きさ・方向）に設定し、その大きさ
・方向を消去ブロモジでも維持設定しておくことが断記
の「バイアス磁界が適正に設定されている」ということ
である。

ただし、前述したようにバイアス磁界は消火時本来必要
でないので勿論その時加えなくてよい。

また、記録・再生ヘッドでのバイアス磁界に、記録時と
消去時のそれぞれに応じて磁化方向を反転させる機能を
もたせれば、記録時と消去時にバイアス磁界を同じ方向
、大きさにする必要性はなく、各々に適するように大き
さ、方向（記録、消去に適した方向は本来は逆である）
を設定すれば、より高速な記録・消去が可能になる。

第２図の説明では、第１磁性層２と第２磁性層３の磁化
の向きが同じときにそれら／３ｒＩｆｉ化が安定である
例についての記録消去を示したが、磁化の向きが反平行
のときにそれらグ磁化が安定な磁性層についても、実質
的には同じ原理での記録消去が可能である。

〔実施例〕

３元のターゲット源を備えたスパッタ装置内に、プリグ
ループ、プリフォーマット信号の刻まれたポリカーボネ
ート族のディスク状基板を、ターゲットとの間の距１１
１０ｃｍの間隔にセットし、回転させた。

アルゴン中で、第１のターゲットより、スパッタ速度１
００人／ｍｉｎ、スパッタ圧ｓｘ　１Ｏ−３Ｔｏｒｒで
ＺｎＳを保護層として１０００人の厚さに設けた。次に
アルゴン中で、第２のターゲットよりスパッタ速度１０
０人／ｍｉｎ、スパッタ圧５Ｘ　１Ｏ−３ＴｏｒｒでＴ
ｂＦｅ合金をスパッタし、膜厚５００人、ＴＬ＝約１４
０℃、ＨＨ＝約１０にＯｅのＴｂ、８Ｆｅ８□の第１磁
性層を形成した。

次にアルゴン中でスパッタ圧５Ｘ　ｌｏ−３Ｔｏｒｒて
ＴｂＦｃＣｏ合金をスパッタし、１膜厚５００人、Ｔ、
、＝約１８０℃、ＨＬ＝約Ｉ　ＫＯｅのＴｂ２．Ｆｅ、
３Ｃｏ４の第２磁性層を形成した。

次にアルゴン中で第１のターゲットよりスパッタ速度１
００人／ａｋｉｎ、スパッタ圧５ｘ　１０−”　Ｔｏｒ
ｒで、ＺｎＳを保護層として３０００人の厚さに設けた
。

次に上記の膜形成を終えた基板を、ホットメルト接着剤
を用いて、ポリカーボネートの貼り合わせ用基板と貼り
合わせ光磁気ディスクを作成した。

この光磁気ディスクを記録再生装置にセットし、約＋５
ｎ＋／ｓｅｃの線速度で２．５にＯｅの磁界発生部を、
通過させつつ、約１μに集光した８３０ｎｍの波長のレ
ーザービームで記録消去を行なった。記録はレーザーパ
ワー５ｍＷのビームを、５０％デユーティ、４　ＭＨｚ
で変調し、照射した。

加えたバイアス磁界は第２磁性層の磁化を反転させる方
向に約１５０　０ｅの大きさで加えた。（バイアス磁界
の大きさ方向は記録時消去時共に同じに設定した。） 次にレーザービームを、そのパワーを変化させながら連
続的に照射することによフて、消去を行なった。

その後、１ｍＷのレザーパワーを照射して再生を行なっ
た。その結果、第４図に示すように消去用のレーザーパ
ワーが増やされ５ｍＷ以上のパワーで消去されたときに
は、この再生の時、記録ビットの消去残り信号は１ｏｄ
Ｂ以下であり、飽和していた（はぼ、完全に消去されて
いた。）。

比較例１．２ 第１磁性層と第２磁性層の間にＺｎＳの中間層を１００
人の厚さに設けた以外は実施例と同様な方法で同構成の
サンプル−比較例１を作製した。（このサンプルは第１
磁性層と第２磁性層とが静磁結合をしている。） また、？ｇ１磁性層と第２磁性層とを積層する代わりに
第１磁性層だけで２層分の厚さ１０００人にした以外は
実施例と同様な方法でサンプル−比較例２を作製した。

比較例１．２についても実施例と同様な方法で記録消去
の実験を行なった。結果は第４図に示すように消去に必
要なパワーが約７ｍＷであった。

記録については、実施例、比較例１．２それぞれにおい
て、５＋ｎＷのレーザーパワーで、Ｃ／Ｎ比４５〜５０
ｄＢの信号が記録されていることを確認した。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明したように、前記した条件を満たす光磁
気記録媒体を使用して、記録部分については２層の磁性
層の磁化の向きを交換結合により配列する向きと逆方向
とし、未記録部分については２層の磁性層の磁化の向き
を交換結合により配列する磁化の向きとすることによっ
て、従来は消去時には記録時に比べて大きなレーザーパ
ワーが必要であったものが、記録時、消去時共に同じ小
さなレーザーパワーで実施できるようになった。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）　、　（ｂ）は各々本発明で使用する光磁
気媒体の一例の構成を示す図、第２図は、本発明の記録
法、及び消去法を実施中の、磁性層２．３の磁化の向き
を示す図、第３図は、記録・再生装置の概念図、第４図
は実施例と比較例について、消去パワーと各消去状態で
の消去残りの信号成分の関係を示す図である。 １ニブリグルーブ付の透光性基板、 ２．３：磁性層 ４．５：保護層、 ６：接着層、 ７：貼り合わせ用基板、 ３１：記録・再生用ヘッド、 ３２：記録信号発生部、 ３３：再生信号発生部 ３４：磁界発生部 ３５：光磁気ディスク、

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 低いキュリー点（Ｔ＿Ｌ）と高い保磁力（Ｈ＿Ｈ）を有
   する第１磁性層と、この磁性層に比べて相対的に高いキ
   ュリー点（Ｔ＿Ｈ）と低い保磁力（Ｈ＿Ｌ）を有する第
   ２磁性層とからなり且つ下式（Ａ）を満たす、交換結合
   している二層構造の垂直磁化膜を基板上に有して成る光
   磁気記録媒体を使用して、 記録部分については２層の磁性層の磁化の向きを交換結
   合により配列する向きと逆方向とし、未記録部分につい
   ては２層の磁性層の磁化の向きを交換結合により配列す
   る磁化の向きとすることを特徴とする記録方法。 Ｈ＿Ｈ＞Ｈ＿Ｌ＞σｗ／２Ｍｓｈ・・・（Ａ） （ただし、Ｍｓは第２磁性層の飽和磁化、ｈは第２磁性
   層の膜厚、σｗは二磁性層間の磁壁エネルギーσｗを示
   す）