JPS63164049A - 光磁気記録媒体およびその製造方法 - Google Patents

光磁気記録媒体およびその製造方法

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JPS63164049A
JPS63164049A JP2383487A JP2383487A JPS63164049A JP S63164049 A JPS63164049 A JP S63164049A JP 2383487 A JP2383487 A JP 2383487A JP 2383487 A JP2383487 A JP 2383487A JP S63164049 A JPS63164049 A JP S63164049A
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magneto
thin film
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optical recording
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JP2383487A
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English (en)
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Kunihiko Mizumoto
邦彦 水本
Hiroichi Kajiura
梶浦 博一
Yuji Togami
戸上 雄司
Nobuo Saito
信雄 斎藤
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Mitsui Petrochemical Industries Ltd
Japan Broadcasting Corp
Original Assignee
Mitsui Petrochemical Industries Ltd
Nippon Hoso Kyokai NHK
Japan Broadcasting Corp
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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】 発明の技術分野 本発明は、光磁気記録媒体およびその製造方法に関し、
ざらに詳しくは、膜面に垂直な方向に磁化容易軸を有す
る非晶質合金薄膜からなる光磁気記録媒体およびその製
造方法に関する。
発明の支%的背景ならびにその問題点 鉄、コバルトなどの遷移金属と、テルビウム(Tb)、
カドリニウム(Gd)などの希土類元素との合金からな
る非晶質薄膜は、膜面と垂直な方向に磁化容易軸を有し
、一方向に仝面磁化された膜面にこの全面磁化方向とは
逆向きの小さな反転磁区を形成することができることが
知られている。この反転磁区の有無を「1」、rOJに
対応させることによって、上記のような非晶質薄膜にデ
ジタル信号を記録させることが可能となる。
このような光磁気記録媒体として用いられる遷移金属と
希土類元素とからなる非晶質薄膜としては、たとえば特
公昭57−20691@公報に15〜30atom%の
−r bを含むTb−Fe系合金非晶質薄膜が開示され
ている。この非晶質薄膜に用いられている希土類元素と
しての−r bは、希土類元素のうらではいわゆる重希
土類元素に分類されている。このような重希土類元素と
、鉄、コバルトなどの遷移金属との合金からなる光磁気
記録媒体は広く研究されている。
ところが同じ希土類元素であってもEU以下のいわゆる
軽希土類元素と遷移金属との合金からなる光磁気記録媒
体はあまり研究されておらず、わずかにNd−Fe系合
金非晶質薄膜、Nd−Fe−Co系合金非晶質薄膜が光
磁気記録媒体として用いられうろことが、たとえばJ、
Appl。
P h V S 、旦ユ 3906 (1985)など
に報告されているにすぎない。このNd−Fe系あるい
はNd−Fe−Go系合金非晶貿薄膜からなる光磁気記
録媒体は、Ndが比較的安価であるとともに、カー回転
角θkが大きく、優れた読み出し性能(C/N比)を有
しており、光磁気記録媒体として期待されている。
ところがこのNd−Fe系あるいはNd−Fe−Co系
合金非晶貿博膜は、その成膜時に基板温度を高めないと
、基板上に、膜面に垂直な方向に磁化容易軸を有する垂
直磁化膜を形成することがでさ゛ないという問題点があ
った。((例:電気学会マグネティックス研究会資料 
MAG−85−91P17(1985))もし基板を加
熱した状態にしなければ、基板上に垂直磁化膜を形成す
ることができないと、たとえばプラスチックスなどの耐
熱性に劣る有機材料からなる基板上には垂直磁化膜を形
成することができない。
またこのNd−Fe系あるいはNd−Fe−C○系合金
非晶貿薄膜は、優れた磁気特性を有しているが、さらに
垂直磁気異方性エネルギーKuおよσ保磁力HCの改良
ならびに飽和磁化MSの改良が望まれている。
ところで特開昭61−165847号公報には、組成式
[(Sm、Nd、Pr、Ce)    (Tb。
−X Gd、Dy>  ]  (Fe、C02N i )1−
y (式中Q<X≦0.5.0.1≦y≦0.4Fある)で
表わされる、軽希土類金属3m、 Nd。
Pr・、Ceのうら1種類以上、遷移金属Fe。
Ni、Coのうち1種類以上および重希土類全屈Tb、
Gd、Dyのうち1種類以上からなる光磁気記録媒体が
開示されている。そしてこの公報では、実施例として(
Ndxo、−x> Q、25FC0,75からなる光磁
気記録媒体が開示されている。
ところが上記のような組成範囲の光磁気記録媒体は、カ
ー回転角については満足のいく値を有しでいるが、保持
力が1.0KOe未満と小ざく、このため外部磁気の影
響を受けて記録が消滅−りる恐れが必るという大ぎな問
題点があることが本発明者らににつて見出された。
本発明者らは、上記のような問題点を一挙に解決づ−べ
く鋭意研究したところ、Nd−Fe系あるいはN d 
−F e −G o系合金に、さらに特定の重希土類元
素を特定量で含有させることにJ、す、上記の問題点が
解決されることを見出して、本発明を完成するに至った
発明の目的 本発明は、上記のような従来技術に伴なう問題点を解決
しようとするものであって、成膜時に基板温度を高めな
くとも基板上に優れた磁気特性を有する垂直磁化膜を形
成でき、しかも保持力が1.0KOe以上であるような
、Nd−Fe系あるいはNd−Fe−Co系合金非晶貿
N膜からなる光磁気記録媒体ならびにその製造方法を提
供することを目的としている。
発明の概要 本発明に係る第1の光磁気記録媒体は、膜面に垂直な方
向に磁化容易軸を有するNd−M−Fe系合金薄膜(式
中MはHb、oyまたは[・10である)からなり、こ
の合金薄膜組成をNd、M。
Fe2として表わした場合に、X/Z  (原子比)が
0.5未満であるとともにy/x+y+z  (原子比
)が0.1〜0.3であり、かつx/y(原子比)が1
未満であることを特徴としている。
また本発明に係る第2の光磁気記録媒体は、膜面に垂直
な方向に磁化容易軸を有するNd−M−Fe−Co系合
金薄膜(式中MはTb、Dyまたは1−10である)か
らなり、この合金薄膜組成をx+y+z+m  (Il
j?を子比)が0.1〜0.3であり、かつx/y(原
子比)が1未満で市ることを特徴としている。
さらに本発明に係る光磁気記録媒体の製造方法は、基板
温度を150’C以下に保ちながら、基板上にNd−M
−Fe系合金薄膜またはNd−M−F e ・−Co系
合金薄膜(式中MはTb、D’y’または1−10であ
る)を被着させることを特徴としている。
本発明に係る光磁気記録媒体は、膜面に垂直な方向に磁
化容易’tl+を有する特定の組成Nd−M−F e系
合金薄膜またはNd−M−Fe−Co系合金薄膜からな
っているので、基板−Fに該)W膜を成膜りるに際して
、基板を加熱する必要がなく、したがって、プラスチッ
クスなどの有機材料からなる基板上にも前記合金薄膜を
形成Jることかできる。しか・b、本発明に係る合金薄
膜からなる光磁気記録媒体は、垂直磁気異方性エネルギ
ー、保磁力ならびに飽和磁化などの点、特に保磁力の点
で優れた磁気特性を有している。
発明の詳細な説明 以下本発明に係る光磁気記録媒体について具体的に説明
する。
本発明に係る第1の光磁気記録媒体は、膜面に垂直な方
向に磁化容易軸を有するNd−M−Fe系合金薄膜(式
中、MはTb、Dyまたは110である)からなってい
る。
Nd−Fe系合金薄膜からなる垂直磁化膜に、Tb、D
yまたはHoを添加することによって、この薄膜を基板
上に成膜するに際して、基板温度を上げる必要がなく、
室温程度の温度においても基板上に上記薄膜を成膜する
ことができる。
またNd−Fe系にTb、DVまタハt−t o ヲ特
定量で添加すると、得られる垂直磁化膜の垂直磁気異方
性エネルギーKuが大きくなるとともに飽和磁化MSは
小さくなり、しかも保磁力HCは大きくなって、微小磁
区が安定に存在できるようになる。このため、この垂直
磁化膜に高密度磁気記録をすることが可能となる。
このNd−M−Fe系合金薄膜をNdxM。
Fe  として表わした場合に、Nd/Fe (原子比
)であるX/Zは0.5未満好ましくは0.1〜0.4
であるとともにMの含有率であるy/x+y+z(原子
比)は0.1〜0.3である。またNdとMとの原子比
であるx/y(原子比)は1未満である。:ししx/y
(原子比)が1以上であると、得られる光磁気記録媒体
の保磁力はIKOe未満と小さく、外部磁気の影響を受
けて記録が消滅する恐れがあるという大ぎな問題点を生
じてしまう。
さらにMがDyまたは1−10である場合には、Ndの
含有率であるX/XQ+Z  (原子比)は0.1〜0
.4であることが好ましく、MがTbである場合には、
Ndの含有率であるX/X+V+Z  (原子比)は0
.05〜0.3であることが好ましい。
上記のような組成範囲でNd−M−Fe系合金薄膜を形
成すると、カー・ヒステリシスが良好な角形ループを示
万とともに、保磁力に優れた垂直磁化膜が得られる。
本発明に係る第2の光磁気記録媒体は、膜面に垂直な方
向に磁化容易軸を有するNd−M−Fe−Co系合金薄
膜(式中、Mは−rb、DVまたは1−10である)か
らなっている。
N d −M−F e系合金薄膜に、COを添加するこ
とによって、得られる薄膜のカー回転角θkを大きくす
ることができる。 、 このNd−M−Fe−Co系合金薄膜は、Nd−M −
F e系合金薄膜と同様に、この薄膜を基板上に成膜す
るに際して、基板温度を上げる必要がなく、室温程度の
温度においても基板上に上記薄膜を成膜することができ
る。
このNd−M−Fe−Co系合金薄膜をNdxMyFe
2COmとして表わした場合に、Nd/[:C十CO(
原子比)であるx/z+mは0.5未満であるとともに
Mの含有率であるy/x+y+z+m  (原子比)は
0.1〜0.3である。またNdとMとの原子比である
x/y (原子比)は1未満である。
もしx、”y (原子比)が1以上であると、得られる
光磁気記録媒体の保磁力はIKOe未満と小さく、外部
磁気の影響を受けて記録が消滅する恐れがあるという大
きな問題点を生じてしまう。  ゛ざらにMがDyまた
はHOである場合には、Ndの含有率であるx/x+y
+z+m  (原子比)は0.1〜0.4であることが
好ましく、MがTbである場合には、Ndの含有率であ
るx/x+y+z+m(原子比)は0.05〜0.3で
あることが好ましい。
上記のような組成範囲でNd−M−Fe−C0系合金薄
膜を形成すると、カー・ヒステリシスが良好な角形ルー
プを示す垂直磁化膜が1qられる。
またNd−Fe−Co系にTb、DVまタハHOを上記
のような特定量で添加すると、得られる垂直磁化膜の垂
直磁気異方性エネルギーKuが大きくなるとともに飽和
磁化M Sは小さくなり、しかも保磁力1−ICは大き
くなって、微小磁区か安定に存在できるようになる。こ
のため、この垂直磁化膜に高密度磁気記録をJることが
可能となる。
なお、本明細書において、カー・ヒステリシス(R大外
部la場10KOe、磁場掃引周波数0.04Hz)が
良好な角形ループを示1か否かの判定は、以下のように
して行なう。本発明に係る光磁気記録媒体のカー・ヒス
テリシスを図示した場合に、最大外部磁場におけるカー
回転角である飽和カー回転角(θに1)と外部磁場ピロ
におけるカー回転角である残留カー回転角(θに2)と
の比Ok /θに1が0.8以上である場合に良好であ
ると判定し、Ok2/θに1が0.8未満である場合に
不良であると判定した。
次に、本発明に係る光磁気記録媒体の製造方法について
説明する。
本発明に係る光磁気記録媒体の製造方法では、基板湿度
を150’C以下、場合によっては20〜30’Cに保
らながら、基板上にNd−M−Fe系合金簿膜またはN
d−M−Fe、−Co系合金薄膜(式中Mは、Tb、D
Vまたはト10である)を被着させる。N d −M−
F e系合金薄膜またはNd−M−Fe−Co系合金薄
膜を基板上に被着させるには、スパッタリング法あるい
は電子ビーム蒸着法など従来公知の成膜条件を採用する
ことができる。
このように本発明では、基板温度を150℃以下、場合
によっては20〜30℃程度に保っても、基板上にN 
d −M−F e系合金薄膜またはNd−M−Fe−C
O系合金薄JIS!からなる垂直磁化膜を形成すること
ができるため、ポリカーボネー1〜、ポリアクリルある
いはエポキシに代表されるプラスチックスなどの有機材
料からなる基板上にも上記の垂直磁化膜を形成すること
もできる。なお本発明では、耐熱性基板を用いる場合に
は、基板温度を上げた状態でも単板−ヒに上記のような
垂直磁化膜を形成づることができる。
スパッタリング法で基板上に垂直磁化膜を被着させるに
際して基板温度を150℃以下、場合によっては20〜
30’C程度に保つには、通常水などによって基板を積
極的に冷却することが好ましい。
またスパッタリング時に、基板を負電位になるようにバ
イアスすることもできる。このようにすると、電界で加
速されたアルゴンなどの不活性ガスイオンはターゲット
物質ばかりでなく成膜されつつおる垂直磁化膜をもたた
くことになり、漫れた特性を右する垂直磁化膜が得られ
ることがおる。
発明の効果 本発明に係る光磁気記録媒体は、膜面に垂直な方向に磁
化容易軸を有する特定組成のN d−M−Fe系合金簿
膜または特定組成のNd−M−Fe−Co系合金薄膜か
らなっているので、基板上に該薄膜を成膜するに際して
、基板をIII熱する必要がなく、したがってプラスチ
ックスなどの有機材料からなる基板上にも前記合金薄膜
を形成することができる。しかも、本発明に係る合金薄
膜からなる光磁気記録媒体は、垂直磁気異方性エネルギ
ー、保磁力ならびに飽和磁化などの点、特に保磁ツノの
点て母れた磁気特性を有している。
以下本発明を実施例により説明するが、本発明はこれら
実施例に限定されるものではない。
実施例 1 ターゲットとして、Feターゲット上にNd、Tb、c
oのチップを所定割合で配置した複合ターグツ1〜を用
い、ガラス基板上にNd−Tb−Fe−Co四元合金膜
からなる垂直磁化膜を被着さけた。成膜条イ′↑として
は、基板を水冷しながら20〜30℃に保ら、基板にバ
イアス電位−50Vを印加し、アルゴン圧10mTor
rの下でスパッタリング法を採用して行なった。
その結果、以下のような極めて良好な磁気光学特性を右
する膜が得られた。
膜組成比”・Nd1gTb21F e43c018(原
子比)保磁カド1c−1,4KOe カー回転角θk・・・0.26゜ カー・ヒステリシスループの角形性・・・良好なお、膜
組成比は、ICP発光分析により求め、カー回転角はガ
ラス基板側から測定した残留カー回転角の値である。
なお、第1図にカー・ヒスプリシスループを示す。
実施例 2〜3 実施例1と同様にして、組成の異なるNd−Tb−Fc
−Co四元合金膜を基板上に被着さした。得られた膜の
膜組成d3よび磁気光学時↑1を表1に示づ。
比較例1〜2 実施例1と同様にして、X/V (原子比)が1より大
ぎいNd−Tb−Fe−Co四元合金膜を基板上に被着
させた。得られた膜の膜組成および磁気光学時↑(」を
表1に示す。
比較例 3〜4 実施例1と同様にして、X/V (原子比)が1より大
きいNd−Tb−Fe−Co四元合金膜を基板上に成膜
した。なお、バイアス電位に関しては、Ovとした。
得られた膜の膜組成および磁気光学特性を表2に示J0 比較例 5〜6 Nd/Fe+Co>1/2となるようにNd−T b 
−F e −Co四元合金膜を実施例1と同様に基板上
に成膜した。
17られた膜の膜組成および磁気光学特性を表3に示す
この場合には、カー・ヒテリシスが良好な角形ループを
示さなくなってしまう。
比較例 7 Tb/Nd+Tb+Fe+Qoが0.3より大となるN
d−Tb−Fe−Co四元合金膜を実施例1と同様に基
板上に成膜した。
得られた膜の膜組成および磁気光学特性を表4に示す。
この場合には、カー・ヒステリシスが良好な角形ループ
を示さなくなってしまう。
実施例 4〜5 ターゲットとして、Feターゲット上にNd1Tbのチ
ップを所定割合で配置した複合ターゲットを用い、ガラ
ス基板上にNd−Tb−Fe三元合金膜からなる垂直磁
化膜を被着させた。成膜条件としては、基板を水冷しな
がら20〜30℃に保ら、基板にバイアス電位−50V
を印加し、アルゴン圧’lQmTorrの下でスパッタ
リング法を採用して行なった。
得られた光磁気記録媒体の膜組成比、保磁力t−1c(
KOe)、カー回転角θk(°)およびカー・ヒスプリ
シスループの角形性を測定した。
結果を表5に示す。
ル咬囚一旦ニユニ Nd/Fe>1/2となるようにNd−Tb−Fe合金
膜を実施例4と同様に基板上に成膜した。
1qられた膜の膜組成および磁気光学特性を表6に示す
実施例 6 ターゲットとして、Feターゲット上にNd。
Dyのデツプを所定割合で配置した複合ターゲットを用
い、ガラス基板上にNd−DV−Fe三元合金膜からな
る垂直磁化膜を被着させた。成膜条イ′1としては、基
板を水冷しながら20〜30℃に保ら、基板にバイアス
電位−50Vを印加し、アルゴン圧10mTorrの下
でスパッタリング法を採用して行なった。
1qられた光磁気記録媒体の膜組成比、保磁力1−1c
(KOe)、カー回転角θk(’)#にヒカー・ヒステ
リシスループの角形性を測定した。
精漿を表7に示す。
実施例 7 ターゲットとして、Feターゲット上にNd、DV、C
oのチップを所定割合で配置した複合ターゲットを用い
、ガラス基板上にNd−DV−「e−C〇四元合金膜か
らなる垂直磁化膜を被着ざぜた。成膜条件としては、基
板を水冷しながら20〜30’Cに保ら、基板にバイア
ス電位−30■を印加し、アルゴン圧’l Qml’−
Or rの下でスパッタリング法を採用して行なった。
得られた光磁気記録媒体の膜組成比、保磁力l−1c(
KOe)、カー回転角θk(’)およびカー・ヒステリ
シスループの角形性を測定した。
結果を表8に示づ。
実施例 8 ターゲットとして、Feターゲット上にNd。
1−10.Goのチップを所定割合で配置した複合ター
ゲットを用い、ガラス基板上にN d −HO−Fe−
GO四元合金膜からなる垂直磁□化膜を被着させた。成
膜条件としては、基板を水冷しながら20〜30℃に保
ち、基板にバイアス電位−50Vを印加し、アルゴン圧
iQm7orrの下でスパッタリング法を採用して行な
った。
得られた光磁気記録媒体の膜組成比、保磁力t−1c 
(KOe、) 、カー回転角θk(’)オヨ(Fカー・
ヒステリシスループの角形性を測定した。
結果を表9に示づ。
ル較叢−ユユ ターゲットとして、Feターゲット上にNdのチップを
所定割合で配置した複合ターゲットを用い、基板を水冷
しながら20〜30℃に保って、実施例1と同様にして
ガラス基板上にNd−Fe合金膜を被着させた。
jqられたNd−Fe合金膜は、容易磁化の方向が膜面
に平行になっていることが振動試料型磁力計(VSM)
によって確認された。
止校医−12 ターゲットとして、Feターゲット上にNd。
Coのチップを所定割合で配置した複合ターゲットを用
い、基板を水冷しながら20〜30℃に保って、実施例
1と同様にしてガラス基板上にNd−Fe−Co合金膜
を被着させた。
得られたNd−Fc−Co合金膜は、容易磁化の方向が
膜面に平行になっていることが(騒動試料型磁力計(V
SM)によって確認された。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明に係る垂直磁化膜のカー・ヒステリシ
スループを示1説明図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)膜面に垂直な方向に磁化容易軸を有するNd−M−
    Fe系合金薄膜(式中MはTb、DyまたはHoである
    )からなり、この合金薄膜の組成をNd_xM_yFe
    _zとして表わした場合に、x/z(原子比)が0.5
    未満であるとともにy/x+y+z(原子比)が0.1
    〜0.3であり、かつx/y(原子比)が1未満である
    ことを特徴とする光磁気記録媒体。 2)Nd−M−Fe系合金薄膜の組成をNd_xM_y
    Fe_zとして表わし、MがD_yまたはHoである場
    合に、x/x+y+z(原子比)が0.1〜0.4であ
    る特許請求の範囲第1項に記載の光磁気記録媒体。  3)Nd−M−Fe系合金薄膜の組成をNd_xM_y
    Fe_zとして表わし、MがTbである場合に、x/x
    +y+z(原子比)が0.05〜0.3である特許請求
    の範囲第1項に記載の光磁気記録媒体。 4)膜面に垂直な方向に磁化容易軸を有するNd−M−
    Fe−Co系合金薄膜(式中MはTb、DyまたはHo
    である)からなり、この合金薄膜の組成をNd_xM_
    yFe_zCo_mとして表わした場合に、x/z+m
    (原子比)が0.5未満であるとともにy/x+y+z
    +m(原子比)が0.1〜0.3であり、かつx/y(
    原子比)が1未満であることを特徴とする光磁気記録媒
    体。 5)Nd−M−Fe−Co系合金薄膜の組成をNd_x
    M_yFe_zCo_mとして表わし、MがDyまたは
    Hoである場合に、x/x+y+z+m(原子比)が0
    .1〜0.4である特許請求の範囲第4項に記載の光磁
    気記録媒体。 6)Nd−M−Fe−Co系合金薄膜の組成をNd_x
    M_yFe_zCo_mとして表わし、MがTbである
    場合に、x/x+y+z+m(原子比)が0.05〜0
    .3である特許請求の範囲第4項に記載の光磁気記録媒
    体。 7)基板温度を150℃以下に保ちながら、基板上にN
    d−M−Fe系合金またはNd−M−Fe−Co系合金
    薄膜(式中Mは、Tb、DyまたはHoである)を被着
    させることを特徴とする光磁気記録媒体の製造方法。 8)Nd−M−Fe系合金薄膜の組成をNd_xM_y
    Fe_zとして表わした場合に、x/z(原子比)が0
    .5未満であるとともにy/x+y+z(原子比)が0
    .1〜0.3であり、かつx/y(原子比)が1未満で
    ある特許請求の範囲第7項に記載の光磁気記録媒体の製
    造方法。 9)Nd−M−Fe系合金薄膜の組成をNd_xM_y
    Fe_zとして表わし、MがDyまたはHoである場合
    に、x/x+y+z(原子比)が0.1〜0.4である
    特許請求の範囲第7項に記載の光磁気記録媒体の製造方
    法。 10)Nd−M−Fe系合金薄膜の組成をNd_xM_
    yFe_zとして表わし、MがTbである場合に、x/
    x+y+z(原子比)が0.05〜0.3である特許請
    求の範囲第7項に記載の光磁気記録媒体の製造方法。 11)Nd−M−Fe−Co系合金薄膜の組成をNd_
    xM_yFe_zCo_mとして表わした場合に、x/
    z+m(原子比)が0.5未満であるとともにy/x+
    y+z+m(原子比)が0.1〜0.3であり、かつx
    /y(原子比)が1未満である特許請求の範囲第7項に
    記載の光磁気記録媒体の製造方法。 12)Nd−M−Fe−Co系合金薄膜の組成をNd_
    xM_yFe_zCo_mとして表わし、MがDyまた
    はHoである場合に、x/x+y+z+m(原子比)が
    0.1〜0.4である特許請求の範囲第7項に記載の光
    磁気記録媒体の製造方法。 13)Nd−M−Fe−Co系合金薄膜の組成をNd_
    xM_yFe_zCo_mとして表わし、MがTbであ
    る場合に、x/x+y+z+m(原子比)が0.05〜
    0.3である特許請求の範囲第7項に記載の光磁気記録
    媒体の製造方法。
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