JPS63205835A - 光磁気記録媒体及び光磁気記録方法 - Google Patents

光磁気記録媒体及び光磁気記録方法

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JPS63205835A
JPS63205835A JP62037736A JP3773687A JPS63205835A JP S63205835 A JPS63205835 A JP S63205835A JP 62037736 A JP62037736 A JP 62037736A JP 3773687 A JP3773687 A JP 3773687A JP S63205835 A JPS63205835 A JP S63205835A
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magnetic
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magneto
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、磁気カー効果を利用して読出しができるキュ
リー点書込みタイプの新規な光磁気記録媒体、及びこれ
を使用した重ね書き可能な光磁気記録方法に関する。
〔従来の技術〕
消去可能な光デイスクメモリとして光磁気ディスクが知
られている。光磁気ディスクは、従来の磁気ヘッドを使
った磁気記録媒体と比べて高密度記録、非接触での記録
再生などが可能であるという長所がある反面、記録前に
一度記録部分を消去しなければならない(一方向に着磁
しなければならない)という欠点があった。この欠点を
補う為に、記録再生用ヘッドと消去用ヘッドを別々に設
ける方式、あるいは、レーザーの連続ビームを照射しな
がら、同時に印加する磁場を変調しつつ記録する方式な
どか提案されている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかし、これらの方法は、装置が大がかりとなり、コス
ト高になる欠点あるいは高速の変調が出来ないなどの欠
点を有する。
本発明は上述従来例の欠点を除去するためになされたも
のであり、新規な光磁気記録媒体と、これを利用するこ
とによって、従来の装置構成に簡易な構造の磁界発生手
段を付設するだけで、磁気記録媒体と同様に重ね書き(
オーバーライド)を可能とした、光磁気記録方法とを提
供することを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
上記の目的は以下の本発明によって達成できる。即ち、
キュリー点T1と保磁力H8を有する第1磁性層と、キ
ュリー点T2と保磁力H2を有する第2fflW層と、
キュリー点T3と保磁力H3を有する第3磁性層とから
なる三層構造の垂直磁化膜を少なくとも基板上に有して
成る光磁気記録媒体であって、 (A)各磁性層が、希土類元素と遷移金属元素との非晶
質合金を主成分とすること、 (B)   H+ > H3> H2且つT3≧72 
> T Iであること、 (C)補償組成に対して、第1磁性層が遷移金属元素に
富んだ組成で、第2.3磁性層が希土類元素に富んだ組
成であるか、あるいは第1磁性層が希土類元素に富んだ
組成で、第2.3磁性層が遷移金属元素に富んだ組成で
あること、の3条件を満たしている光磁気記録媒体と、
後に代表的態様が示される記録方法である。
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、プリグループが設けられた透
光性の基板B上に、第1磁性層1、第2磁性層2および
第3磁性層3が!a層されたものである。これら3つの
磁性層は、上記の条件(八)〜(C)を満たしている(
なお、条件(B)における各保磁力の値は室温における
値である。)。
通常、第1磁性層1のT1は70〜200℃、Hlは2
〜lOにOe 、第2磁性層2のT2は90〜4o。
℃、H2はQ、l 〜I KOe 、第3磁性層3のT
3は150〜400℃、H3は0.5〜4 KOe程度
の範囲内から選択するとよい。
キュリー点T+ 、T2 、T3は次のような関係が必
要である。第1種の記録において、第1磁性層に、第2
磁性層との磁壁を介して、磁化の向きを第3磁性層の磁
化に対して安定に配列させるためには、キュリー点T、
(第1種の予備記録はT、より30〜40℃低い温度で
行なわれる)において、第2磁性層の磁化が残っている
ことが必要なので、T2≧T1が必要である。また、第
2種の記録において、キュリー点T3において、第2゜
3磁性層の磁化を予備記録する方向へ配向させるので、
この温度で第26Ii性層の磁化が残っていると、均一
な記録ビットが形成できない。そこで、T2≧T、が必
要である。
本発明の光磁気記録媒体の、隣接する磁性層は交換力で
結合しており第1磁性層1と第2磁性層2は相体的に弱
く結合しており、第2磁性層2と第3磁性層3は相体的
に強く結合している。
本発明の光磁気記録媒体では、特に(C)の条件を満た
していることによって、第1磁性層1と第2磁性層2の
磁壁エネルギーを0w1□、第2Ifi性層2と第3磁
性層3の磁壁エネルギーをσW23、第1磁性層1.第
2磁性層2.第3!!i性層3の膜厚を順にり、、h2
.h3、これらの層の飽和磁化の大きさを順にMs+ 
1M921Ml+3とすると、膜厚、飽和磁化、磁壁エ
ネルギ°−等の適度な調整に応じ、実質的に次の条件式
を満たすことができる。
σ胃I2 □〈Hl 2Ms 、 h 。
σ1123 □<H3 Ms3h3 これによって、記録が安定に実施できる(理由の詳細は
後述する)。
各磁性層の材料として、具体的には、GdCo、 Gd
Fe、 TbFe、 DyFe、 GdTbFe、 T
bDyFe、 GdFeCo、 TbFeCo、 Gd
TM:o、 GdTbFeCo等が挙げられる。
本発明の光磁気記録媒体の他の例である第1図(b)に
おいて、4.5は3つの磁性層1,2゜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、1から5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図を用いて本発明の記録の過程を示
す、記録前、第1磁性層1の磁化の向きと第2磁性層2
の磁化の向きは、反平行で安定状態であり、第2磁性層
2と第3磁性層3の磁化の向きは平行で安定状態である
第3図の35は、上述したような構成を有する光磁気デ
ィスクである。例えば、この磁性層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。
光磁気ディスク35はスピンドルモータにより回転して
、磁界発生部34を通過する。このとき、磁界発生部3
4の磁界の大きさを第1vii性層1と第3磁性層3の
保磁力の間の値に設定すると(!f!界の向きは本実施
例では上向き)、第2図(b)に示す様に第2、第3磁
性層2.3は一様な方向に磁化され、一方、第1磁性層
1の磁化は初めのままである。
次に光磁気ディスク35が回転して記録・再生ヘッド3
1を通過するときに、2種類(第1種と第2種)のレー
ザーパワー値を持つレーザービームを、記録信号発生器
32からの信号に従って、そのどちらかのパワーでもっ
て、ディスク面に照射する。第1種のレーザーパワーは
該ディスクを第1磁性層のキュリー点付近[TIに近い
温度で第1磁性層の磁化の向きを均一に第2、第3磁性
層の磁化の向きに対して安定な方向に配列可能な温度]
まで昇温するだけのパワーであり、第2種のレーザーパ
ワーは該ディスクを第2、第3磁性層2.3のキュリー
点付近[T2.T3に近い温度で第2.第3磁性層の磁
化の向きを均一に反転可能な温度]まで昇温可能なパワ
ーである。即ち、両磁性層1.3の保磁力と温度との関
係の概略を示した第4図において、第1種のレーザーパ
ワーはT、付近、第2種のレーザーパワーはT3付近ま
でディスクの温度を上昇できる。
第1種のレーザーパワーにより第1磁性層1と第3磁性
層3とは、第1i性層1のキュリー点付近まで昇温する
が、第3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バイアス磁界を適正に設定して
おくことにより、第2図(b)に示すどちらの磁化状態
からも、第2図(c)の様なビットが形成される(第1
種の予備記録)。なお、第2磁性層も第3iii性層と
の交換力が第1磁性層に対してよりも強いので、図のよ
うに常に第3磁性層の磁化と平行になる。
ここで、バイアス磁界を適正に設定するとは、次のよう
な意味である。
第1種の予備記録では第3磁性層3の磁化の向きに対し
て安定な向きに(ここでは反平行に)第1磁性層1の磁
化が配列する力(交換力)を受けるので1本来はバイア
ス磁界は必要でない。しかし、バイアス磁界は後述する
第2aのレーザーパワーの予備記録では第3磁性層3の
磁化反転を補助する向きに設定される(第1種の予備記
録を妨げる向き)。そして、このバイアス磁界は、第1
種、第2種どちらのレーザーパワーの予備記録でも、大
きさ、方向を同じ状態に設定しておくことが便宜上好ま
しい。かかる観点からバイアス磁界の設定は次記に示す
原理による第2種のレーザーパワーの予備記録に必要最
小限の大きさに設定しておくことが好ましく、この点を
考慮したのが前でいう適正な設定である。
一方、第2種のレーザーパワーにより、第3磁性層3の
キュリー点近くまでディスクを昇温させる(第2種の予
備記録)と、上記のように設定されたバイアス磁界によ
り第3磁性層3と第2IIi性層2の磁化の向きが反転
する。続いて第1磁性層1の磁化も第3磁性層3に対し
て安定な向きに(ここでは反平行方向に)配列する。即
ち、第2図(b)のどちらの磁化状態からも第2図(d
)のような予備記録のビットが形成される。
このように、バイアス磁界と、信号に応じて変わる第1
種及び第2種のレーザーパワーとによって、光磁気ディ
スクの各箇所は第2図(c)か(cl)の状態に予備記
録されることになる。
次に光磁気ディスク35を回転させ、予備記録のビット
(C) 、 (d)が磁界発生部34を再び通過すると
、磁界発生部34は前述したように第1磁性層1と第3
磁性層3の間に設定されているので、記録ビット(C)
は、変化が起こらずに(e)の状態である(最終的な記
録状態)、、一方、記録ビット(d)は第3磁性層3が
磁化反転を起こして(f)の状態になるくもう一つの最
終的な記録状態)。
(f)の記録ビットの状態が安定に存在する為に、前記
したように となっている。これは次のような理由による。
σj+z /2MS+h+は第1磁性層に働く交換力の
強さを示す。つまりσ111272M5rh+の大きさ
の磁界で第1!ii性層の磁化の向きを、第2磁性層の
磁化の向きに対して安定な方向へ(この場合は反平行方
向に)向けようとする。そこで第1磁性層の磁化がこの
磁界に抗して反転しないためには、第1磁性層の保磁力
H,が、この交換力より大きければよい。
つまり、(519+2 / 2MJ11+  <  H
+  であれば良い。
第2磁性層2には第1磁性層1どの界面磁壁からはσW
1272M52h2の大きさで、第1磁性層1の磁化に
対して安定な向きにそろえようとする交換・力が働く。
また、第3磁性層との界面磁壁からはσW23 /2M
52h2の大きざで第3磁性層3の磁化に対して安定な
向きにそろえようとする交換力が働く。そこで、記録中
、あるいは記録後に第2′磁性層の磁化の向きが常に第
3磁性層の磁化の向きに対して安定な方向に配向してい
るためには(σI”2:l / 2M52h2) > 
(σ1+112 / 2Ms+h1) 、且つ(a H
23/ 2M52h2) > Hzが必要である。
また、’ w23 / 2M53h3は第3磁性層3に
働く交換力の大きさを示す。つまり、0w23 / 2
M53h3の大きさの磁界で、第3磁性層3の磁化の向
きを、第2磁性層2を介して第1磁性層1の磁化の向き
に対して安定な方向に(この場合は反平行に)向けよう
とする。そこで、第3磁性層3が、この磁界に抗して磁
化が反転しないためには(第2図(f)の記録ビットが
安定に存在するためには)、第3磁性層3の保磁力H3
をとしてH3>(0w2372M53h3)であればよ
い。
これまでの説明により界面磁壁エネルギーではσW23
〉0wI2が必要なので、 O第1fi性居と第2磁性層の結合は弱く、すなわちそ
れぞれの組成を一方は補償組成に対して希土類元素に富
んだ組成にし、他方を遷移金属に富んだ組成にするとよ
いこと、及び ■ 第2磁性層と第3磁性層の結合は強く、すなわちそ
れぞれの組成を共に補償組成に対して希土類元素に富ん
だ組成にするか、共に遷移金属に富んだ組成にするかよ
いことがわかる。
また、第1磁性層から第2磁性層へと働く交換力611
1,2/ 2M52t12と、第3磁性層から第2!f
i+!、層へと働く交換力σ”23 / 2M52t+
2とを小さくすることで、結果的に第3磁性層から第2
磁性層へと働く交換力を減少させることが可能である。
このためには第2磁性層の飽和磁化M82を大きく(つ
まり保磁力H2をできるだけ小さく)することが有効で
ある。そこで少なくともH,>H2にするとよいことが
わかる。
本発明の記録方法では、記録ビットの状態(e)と(f
)は、記録時のレーザーのパワーで制御され、記録前の
状態には依存しないので、重ね書き(オーバーライド)
が可能である。記録ビット(e)と(f)は、再生用の
レーザービームを照射し、再生光を記録信号再生器33
で処理することにより、再生できる。
(実施例〕 4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
ート製のディスク状基板を、ターゲットとの間の距jl
llOcmの間隔にセットし、回転させた。
アルゴン中で、第Iのターゲットより、スパッタ速度1
00人/min、スパッタ圧5X 1O−3Torrで
7、nSを保護層として800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
1′00人/min、スパッタ圧5 X I O〜3T
orrでTbFe合金をスパッタし、膜厚300人、T
、=約140℃のTb、8Fe6□の第1磁性層を形成
した。この第1ffi性層自身のH8は約10KOeで
あり、副格子磁化は遷移金属の方が大きかった。
次に同様な条件で、第3のターゲットよりTbFeC0
合金をスパッタし、膜厚150人、T、=約210℃の
Tb2sFe6sCO+。の第2磁性層を形成した。こ
の第2磁性層自身のH2は約2000e以下であり、副
格子磁化は希土類元素の方が大きかった。
次に同様な条件で第4のターゲットよりTbFeC。
合金をスパッタし、膜厚300人、T3=約21[1℃
のTb23Fe6.CO+oの第3磁性層を形成した。
この第3磁性層自身のHL3は約500〜15000e
であり、副格子磁化は希土類金属の方が大きかった。
次に同条件で第1のターゲットより、ZnSをスパッタ
し、保護層として2000人の厚さのZnS層を設けた
次に膜形成を終えた上記の基板を、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、2にOeの磁界発生部を、
線速度約7 m/secで通過させつつ、約1μに集光
した830mmの波長のレーザービームを50%のデユ
ーティで2 MHzで変調させながら、4mWと8m1
fの2値のレーザーバワーで記録を行なった。バイアス
磁界は1500eであった。その後1mWのレーザービ
ームを照射して再生を行なったところ、2値の信号の再
生ができた。
次に、上記と同様の実験を、全面記録された後の光磁気
ディスクについて行なった。この結果前に記録された信
号成分は検出されず、オーバーライドが可能であること
が確認された。
実施例2 実施例1と同様な方法で、表1に示すような光磁気ディ
スクのサンプルを作製した。比較のために各層の厚さは
いずれも実施例1と同様にした。
変化させたのは第1.2.3磁性層の組成である。すな
わち、補償組成に対して希土類元素に富んだ組成のもの
、遷移金属元素に富んだ組成のものをそれぞれ組み合わ
せた。なお、磁性層の保磁力については第1磁性層と第
3磁性層はそれぞれ約10KOeと約1にOeになるよ
うにTb元素とFe元素の組成を調整した。
表1で各磁性層の組成の欄におけるTMは補償組成に対
して遷移金属に富んだ組成であることを、またREは補
償組成に対して希土類元素に富んだ組成であることを示
す。
ここで、第1磁性層のTM側はTb+aFea2、RE
側はTb2oFeaoであった。第3磁性層のTM側は
Tb15Fe7gColo、RE側はTb23Fe6t
Ct)+oであった。
◎ 作製したサンプルについてビットの安定性、特に(
f)の状態での安定性を調べた。
これは外部磁界を印加しながら磁性層の反転の起こる磁
界をVSM (試料振動型磁化測定器)により調べた。
結果を表1に示すが、外部磁界のない状態で(f)の状
態のビットが安定に存在するものはO印、一部第3磁性
層の磁化の反転が起こるものはX印を付けた。また、実
施例1と同じ方法で第1、第2種の記録を行ない良好な
再生信号を得られるものは○印、不充分であるものはX
印を表1に付けた。
表1の、実施例1、実施例2−1〜2−5の結果から、
今まで説明したように磁性層の組成が補償組成に対して
第1磁性層がTM側のときは第2、第3磁性層はRE側
であり、第1磁性層がRE側のときは第2、第3磁性層
はTM側であるような組み合わせの構成で、しかも第2
磁性層の保磁力H2が第3磁性層の保磁力H3よりも小
さい場合に、良好なビットの安定性と良好な記録状態が
得らた。
実施例3と比較例 実施例1と同様な方法で、表2に示すような光磁気ディ
スクのサンプルを作成した。比較のために各層の厚さは
いずれも実施例1と同様にした。
変化させたのは、実施例1と比較して、第2磁性層の組
成だけである。すなわち、保磁力の大きさH2は約20
00e以下であり、副格子磁化は希土類元素の方が大き
いのは、実施例1と同じ。
作成したサンプルについて、実施例2と同様な評価を行
なった。
表2の、実施例と3−1〜3−4と比較例1〜3の結果
から、第2iff性層のキュリー温度T2が、T1とT
3との間にある場合(実施例3−1〜3−4)は、良好
な記録が行なえるが、T2がT、より小さい場合(比較
例1)は、第1種のH己録が良好に行なえないことが分
った。
また、T2がT3より大きい場合(比較例2.3)は、
第2種の記録が良好に行なえないことが分った。
〔発明の効果〕
以上詳細に説明したように、前記の条件(^)〜(C)
を満たす三層構造の磁性層を存する媒体を用い、記録時
に、記録ヘッドと別位置に磁界発生手段を設け、2値レ
ーザーパワーで記録することにより、良好な重ね書き(
オーバーライド)が可能になった。
【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
法を実施中の、磁性層1,2.3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図は第Z&
fi性層2と第3磁性層3の保磁力と温度との関係を示
す概略図である。 Bニブリグルーブ付の透光性基板、 1.2,3: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:記録信号発生器、 33:記録信号再生器 34:磁界発生手段 35:光磁気ディスク、

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)キュリー点T_1と保磁力H_1を有する第1磁性
    層と、キュリー点T_2と保磁力H_2を有する第2磁
    性層と、キュリー点T_3と保磁力H_3を有する第3
    磁性層と、からなる三層構造の垂直磁化膜を少なくとも
    基板上に有して成る光磁気記録媒体であって、次の条件
    (A)、(B)及び(C)を満たしていることを特徴と
    する光磁気記録媒体。 (A)各磁性層が、希土類元素と遷移金属元素との非晶
    質合金を主成分とすること、 (B)H_1>H_3>H_2且つ T_3≧T_2>T_1であること、 (C)補償組成に対して、第1磁性層が遷移金属元素に
    富んだ組成で、第2、3磁性層が希土類元素に富んだ組
    成であるか、あるいは第1磁性層が希土類元素に富んだ
    組成で、第2、3磁性層が遷移金属元素に富んだ組成で
    あること。 2)キュリー点T_1と保磁力H_1を有する第1磁性
    層と、キュリー点T_2と保磁力H_3を有する第2磁
    性層と、キュリー点T_3と保磁力H_3を有する第3
    磁性層と、からなる三層構造の垂直磁化膜を少なくとも
    基板上に有して成る光磁気記録媒体であって、 (A)各磁性層が、希土類元素と遷移金属元素との非晶
    質合金を主成分とすること、 (B)H_1>H_3>H_2且つ T_3≧T_2>T_1であること、 (C)補償組成に対して、第1磁性層が遷移金属元素に
    富んだ組成で、第2、3磁性層が希土類元素に富んだ組
    成であるか、あるいは第1磁性層が希土類元素に富んだ
    組成で、第2、3磁性層が遷移金属元素に富んだ組成で
    あること、の3条件を満たしている光磁気記録媒体を使
    用して、次の二値の記録を行なうことを特徴とする記録
    方式。 (a)該媒体に対して、記録用ヘッドと異なる場所で、
    保磁力H_2、H_3の第2、第3磁性層を一方向に磁
    化させるのに充分で保磁力H_1の第1磁性層の磁化の
    向きを反転させることのない大きさの磁界Bを加え、 (b)次に、記録ヘッドにより、バイアス磁界を印加す
    ると同時にキュリー点(T_1)付近まで該媒体が昇温
    するだけのレーザーパワーを照射することにより、第2
    、第3磁性層の磁化の向きを変えないまま第1磁性層の
    磁化の向きを第2、3磁性層に対して安定な向きにそろ
    える第1種の予備記録か、バイアス磁界を印加すると同
    時にキュリー点(T_2、T_3)付近まで該媒体が昇
    温するだけのレーザーパワーを照射することにより、第
    2、第3磁性層の磁化の向きを反転させて、同時に第1
    磁性層を第2、第3磁性層に対して安定な向きに磁化す
    る第2種の予備記録かを、信号に応じて実施し、 (c)次に、該媒体を運動させて、予備記録されたビッ
    トを前記磁界Bを通過させることにより、第1種の予備
    記録により形成されたビットについては、第1磁性層、
    第2磁性層、第3磁性層全て磁化の向きをそのまま変化
    させず、 第2種の予備記録により形成されたビットについては、
    第2、第3磁性層の磁化の向きを前記磁界Bと同方向に
    反転させ、第1磁性層の磁化の向きはそのまま変化させ
    ないとする、二値の記録。
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