JPS63253556A - 光磁気媒体の情報記録方法 - 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、垂直記録の光磁気媒体への情報の記録方法に
関する。

〈従来の技術と問題点〉 光磁気記録は現在の磁気ディスクを凌ぐ高い記録密度が
期待できろこと、光ディスクと比べ情報の書替えが可能
などの理由から盛んに研究が行われている。この場合、
光磁気記録媒体は磁気光学効果を持った垂直磁化膜を透
明基板上に、コーティングしたものが使用される。

第４図にて光磁気記録媒体への記録再生原理を示すに、
まず記録を行なう場合、記録したい方向に直流の外部磁
界を印加しておく。

次に書き込みをしたいところにレーザを当てて熱を加え
ろと、とのレーザ照射面の温度がキューリ一温度に近ず
き垂直磁気異方性エネルギーが小さくなるため、外部磁
界の方向に磁化は反転する。この反転を保持することに
より記録が行なわれる。また、再生を行なう場合、カー
効果により磁化の向きの違いをカー回転角（θ、）の違
いで読み出す。すなわち、反射光（偏光）の偏光面のか
たむきはθ、と−偽とで２０２分の違いがあるので、こ
れを検光子に通すことで、光強度の差として媒体の磁化
方向が検出できる。

光磁気記録の原理は、以上の如くであるが、この光磁気
記録では、光と磁界とで記録を行なう点は共通するもの
の、更に変調の対象の違いにより光変調方式と磁場変調
方式とに分けられる。すなわち、第５図に示すように、
一定方向にあらかじめ磁化しである媒体に対し、外部磁
場（バイアス磁場）を逆向きに印加しつつ、光の点滅と
して情報を変換し、光が当った部分の磁化を反転させて
記録する光変調方式と、レーザー光は連続照射しておき
、通常の磁気記録同様、情報をバイアス磁場の反転とし
て加え、媒体が冷えてくる過程で、バイアス磁場の向き
に応じた磁化反転の列として記録する磁場変調方式とが
ある。そして、とＸら光変調方式と磁場変調方式との主
な差異は、次のようなものである。

磁場変調方式では、記録前の媒体の磁化状態はどのよう
な状態でも書き込みが可能である。すなわち、重ね書き
（あらかじめ記録された情報を消すことな（媒体上に再
度別の情報を記録すること）が可能である。

一方、光変調方式は一定方向の直流磁界を印加しておき
、信号をレーザ光の点滅に変調して記録しているため、
媒体上に新しい情報を記録する時には記録領域の媒体の
磁化を全て一方向に整える（即ち、記録された情報を一
旦消去する）操作が必要となり、その後に再度、書き込
み操作を行う必要があって重ね書きは原理的に不可能で
ある。

光変調方式及び磁場変調方式は上述の長短があるが、更
に両方弁膜厚方向の磁化をかける場合には、かなり大き
な磁場を作る必要があるという問題がある。殊に、磁場
変調方式では、数十から数百０６に大きな磁場が必要と
なる。しかも、書き込み速度をあげるためには高周波が
必要となる。具体的に述べれば、磁場変調方式で記録の
ために用いる磁場印加用のヘッドは、媒体面に垂直・に
交流磁場（記録信号磁場）を得るためのコイルあるいは
磁心を有するコイルで構成されている。そして、媒体面
とヘッドの間隔を数百戸以上とし、媒体面上には数十へ
以上の磁場を印加しようとすると、ヘッドの断面積は平
方ミリメートルのオーダーの大きさが必要となり、且つ
Ｍ、−Ｚ、ｌフェライト等の真透磁率の磁心を用いる必
要がある。そして、ヘッドのインピーダンスはサイズの
増加や高透磁率磁心の使用によって増大するため交流［
動に際して、駆動電流の増加及びそれに伴なう発熱や、
記録磁場が空間的に広く放出されるためサーボ用のボイ
スコイルに影響してヘッドの位置決定が不完全になる等
の問題があった。

つまり、外部から印加する垂直磁場は、光変調方式にせ
よ、磁場変調方式にせよ数十〜数百０．と大きな値が必
要で、特に磁場変調方式においては、高周波磁界として
垂直磁場を得る必要があり、装置構成上の困難をもたら
している。

そこで、本発明は、上述の種々の問題点に鑑み、光磁気
媒体に平行な磁場を加えることにより垂直磁場を低減す
るという光磁気媒体の情報記録方法を提供する。

く問題点を解決するための手段とその作用〉上述の目的
を達成する本発明は、膜面に垂　　　゛直な磁化容易方
向を有し、且つ磁気光学効果を有する光磁気記録媒体に
対し、膜面に平行方向に磁場を印加しつつ、膜面にレー
ザービームを集光して加熱し、膜の反磁界および膜面に
垂直方向に加えた磁場によってレーザービーム照射部分
の磁化を反転させることで情報を記録することを特徴と
する。

第１図は垂直磁気記録を行なう光磁気媒体について、水
平磁界Ｈ８と垂直磁界Ｈ，が加えられた場合の垂直磁化
膜１内の磁化状態を示す。この第１図にて、Ｋ、は磁化
容易方向、Ｍ。

は磁化モーメント、Ｈ（又はＨよ）は印加される外部垂
直磁界、Ｈ，（又はＨ，）は膜と平行な外部水平磁界で
ある。

ここで、垂直磁化膜１の諸元を考えるに、まず、記録ビ
ットの寸法は、厚さが数百へで直径が１〜２ｐであり、
ビット径／膜厚である寸法比は数十前以上となる。この
ため、膜厚の磁化と反磁場との関係を考えるに、膜厚方
向の反磁場係数は４πとして取扱うことができる。

また、磁化回転はスピンが平行に整いながら回転する一
斉回転モードに従って起こると考えられる。

更に、温度上昇に伴い、異方性定数にや交換積分定数Ａ
は急激するため、ｐ璽ぐにて得られる磁壁エネルギσ、
も大幅に低下する。

したがって、書き込み過程における磁壁エネルギの増大
は考慮しない。

以上の諸元を考慮して垂直磁化Ｈ及び水平磁化Ｈ８を加
えた状態は次の如くになる。すなわち、膜の自己減磁を
取込んだ垂直磁気異方性エネルギに工はに工＝　Ｋ、　
−２πＭ２．となる。Ｋ、。

は自発磁化が安定となる磁化容易方向での一軸磁気異方
性エネルギである。この垂直磁気異方性エネルギに工を
前提として、垂直磁化Ｈ及び水平磁化Ｈ８を印加すると
、磁気異方性の総エネルギＥは次式となる。

Ｅ　＝　Ｋ工ヌ２θ−Ｍ　Ｈｃｍ（ｘ／２−θ）　−Ｍ
　ＨＣ１＋６θこの式にて第１項は自発磁化による内部
エネルギ、第２項は水平磁化町による、また、第３項は
垂直磁化Ｈによる異方性エネルギである。すなわち、上
式は自発磁化及び水平、垂直の外部磁化による磁気モー
メントへの影響を示すものである。なお、θは磁気モー
メントの垂直方向とのなす角である。

このようなエネルギ状態にあってエネルギが安定する最
小の平衡点を求めろと、 θＥ／θθ＝０、θ２Ｅ／θθ２〉０となる。

θＥ π＝　ＫＬｏｔａ２θ−Ｍ　、Ｈ、ＤＩ＋１（２−θ）
＋Ｍ、ｔ（、ｏｍθ＝０この条件にて、前述のＥの式を
各々のθについて解くと、第２図の如くなる。第２図で
は横軸は規格化した垂直磁化（Ｈ，は２に、７Ｍ。

にて表わされる異方性磁場である）Ｈ１縦軸は規格化し
た垂直磁気モーメントＭ上（Ｍ工＝Ｍ■θ）である。そ
して、各パラメータは規格化した水平磁化町が０，０．
１，０．２，０．４，０．６゜１゜０，２．０のケース
を示す。この図から判明するように、垂直磁気モーメン
トＭ上が安定状態を採るのは、規格化した水平磁化Ｈが
０〜０．６位までで、Ｈ８が１．０，２．０では安定状
態はとり得ない。そして、規格化した水平磁化Ｈ０が０
では水平方向磁化が無いので従来の垂直方向のみの磁化
ということになるが、それ以外では水平方向磁化によっ
て垂直磁化が減少することになる。この結果、水平方向
に町未満の磁界が印加された場合にはＭニーＨ曲線はヒ
ステリシスを有し、その保磁力（Ｈ）（磁化が不可逆反
転するためのＨ７の値）はＨ５よりも小さいことがわか
る。又、町が町以上の場合にはヒステリシスは生じない
。即ち、Ｈ，の値が有限であれば、必ずＨ，の方向にＭ
工が生じることになる。

第３図は規格化された水平磁化Ｈに対して規格化された
保磁力Ｈｃ、及び残留磁化Ｍ、工の変化を示す。ここで
は、保持力の減少により外一部磁婁がｔくてもスピン層
−たヤず−く回−転できることになり、また残留磁気Ｍ
、工が大きいと記録が確実に行なわれそれに応じた再生
出力が得られる。水平磁化町、保磁力Ｈｃｙは町で規格
化し、残留磁気Ｍ、工はＭ、で規格化する。

例えば、Ｈ，＝　０．Ｌ　Ｈ，の場合にはＨｃｙは町の
約７０％まで低下するが　Ｍ、よはほぼＭに等しい。こ
の事は、垂直磁化膜に対し、水平磁場と垂直磁場を一緒
に印加した場合には、Ｈは急減することを示している。

即ち、光磁気記録媒体への書き込み過程で、垂直方向に
加えるバイアス磁場を低く設定することができろ。

従来の技術では、書き込み時のバイアス磁界は膜面に垂
直方向にのみ加えられていた点が、本発明との基本的な
相異点である。

又、常温での膜のＨ０以上のＨｏを加えること（よ垂直
方向の磁化（Ｍ上）に対して２つの安定点を持たない状
態となる、即ちＨ−Ｍよ曲線においてヒステリシスがな
くなるために情報の書き込みができなくなることを意味
しており、町は町よりも小さい値に設定することが必要
である。実際にはＭ２よの値が磁気光学効果によって検
出される再生出力の値に比例するので、Ｍｌよの減少が
目出たない範囲、即ち、町は０．２〜０．３Ｈｋ以下程
度に設定するのが良い。

く実　施　例〉 スパッタリング法を用いてＴｂ０．２％（ＦｅＯ，ｍ５
ｃｏ０．１５）Ｏ，？ｌｉ非晶質薄膜をガラス基板上に
形成した、膜厚は７００人である。この薄膜は磁化容易
方向が膜面に垂直であり、キュリ一温度は１６０℃、室
温でのカー回転角は０．２５°、保磁力は２０　ｋｏ、
であった。この薄膜の膜面に垂直に２０　ｋｏ、の磁場
を加えて、一方向に膜全面を磁化した後、レーザービー
ムをパルス状に照射した。レーザービームの径は１．２
ｐφ、波長は７Ｂ０ｒｍ、パルス間隔（レーザー照射時
間）は１００　ｎ５ｅｅである。外部バイアス磁場（Ｈ
工）を膜内の磁化方向とは逆向きに印加した。又、膜面
と平行方向にも外部から磁場（Ｈｚ　）を印加した。

Ｈ１＝　１０００の場合のエラー率（書き込みができな
い確率）はル＝ＯＯ，の場合には４Ｘ１０””〜２Ｘ１
０−’、ル＝２００．の場合にはｌＸ１０＝〜３Ｘ１０
−’であった。即ち、今を印加することで、書き込みは
より確実に行なわれるようになった事がわかる。一方、
Ｈ，＝　ＯＯ。

として、エラー率が１０−５程度となるためには、Ｈ工
は２０００．以上が必要であった。なお、具体的な、町
の印加方法として、従来用いてきた垂直バイアス磁場印
加用の磁極又はコイル等を媒体面に対し垂直ではなく、
若干傾けた　−リすることでも町成分が発生する。

〈発明の効果〉 以上説明したように、光磁気記録媒体において書き込み
過程で膜面に平行に磁場を加えることで、膜面に垂直方
向に加えるバイアス磁場を低減できることを明らかにし
た。特に磁場変調方式のように、膜面垂直方向のバイア
ス磁場が高周波（数恥以上が目標とされている）である
場合には、周波数の増加に伴ないコイルのインピーダン
スが増大するため大きな磁場を得ることは困難となる。

又、大きな高周波磁場を発生させると、光ヘッドのサー
ボ系に用いているアクチエエーター等にも力を及ぼし、
サーボ性能が劣化する恐れもある。このような場合に、
本方法によれば、低いバイアス磁場でも実効的に大きな
バイアス磁場を印加したのと同等の書き込み特性を達成
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は光磁気記録用垂直磁化媒体と、磁気モーメント
、外部磁場、磁化容易方向との関係を示す説明図、第２
図は膜面に平行に種々の直流磁場を印加した場合の垂直
方向の磁化成分の垂直外部磁場依存性を示す特性図、第
３図は磁化の不可逆反転に必要な膜面垂直方向磁場、お
よび膜面垂直方向磁場が０の時の磁化の垂直方向成分の
垂直外部磁場依存性を示す特性図、第４図は光磁気記録
の記録再生の原理を説明する説明図、第５図は二つの光
磁気記録方式の説明図である。 図　　　　　中、 １は垂直磁化膜、 Ｈ，（Ｈ，）は水平磁界、 １（（Ｈ上）は垂直磁界、 Ｍ、は磁気モーメント、 Ｈ−よ異方性磁場、 Ｍ上は垂直磁気モーメント、 Ｈは保磁力、 Ｍは残留磁化である。 ｒよ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 膜面に垂直な磁化容易方向を有し、且つ磁気光学効果を
   有する光磁気記録媒体に対し、膜面に平行方向に磁場を
   印加しつつ、膜面にレーザービームを集光して加熱し、
   膜の反磁界および膜面に垂直方向に加えた磁場によって
   レーザービーム照射部分の磁化を反転させることで情報
   を記録することを特徴とする光磁気媒体の情報記録方法
   。