JPS6348637A - 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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JPS6348637A
JPS6348637A JP61191202A JP19120286A JPS6348637A JP S6348637 A JPS6348637 A JP S6348637A JP 61191202 A JP61191202 A JP 61191202A JP 19120286 A JP19120286 A JP 19120286A JP S6348637 A JPS6348637 A JP S6348637A
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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かできるキュ
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
られでいる。光磁気ディスクは、従来の磁気ヘラF:を
使った磁気記録媒体と比べて高2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@
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、装百が大がかつとなつ、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(よ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、新規を光磁気記録媒体と、これを利用する
ことによって、従来の装ゴ構成に簡易な構造の磁騨発王
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。
C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。mち、
高いキュリー点(TH1)と低い保磁力(HLI )を
有する第1fiii性層と、この第1磁性層に比べて相
対的に低いキュリー点(T L2)と高い保磁力(H8
2)を有する第2磁性層と、この第2磁性層に比べて相
対的に高いキュリー点(T−3)と低い保磁力(HL3
)!有するM33磁牲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、第1磁性層と第2磁性層の磁壁エネルギーをGW1
2.第2磁性層と第3磁性層の磁壁エネルギーをσw2
3とし、第1磁性層、第2磁性層、第3磁性層の膜厚を
順にhl、h2.h3とし、これらの層 の飽和磁化の
大きざ@11−にMs1、Ms2.Ms3とすると、上
記3つの磁性層か σW12 >  HLI 2Ms + h + −隻”’   <  HL3 2M53h3 なる式@満たすように結合しでいる光磁気記録媒体と、
これを使用して、次の二値の記録を行なうことを特徴と
する記録方式である。
(a)該媒体に対しで、記録用ヘッドと異なる場所で、
保磁力HL3の第3磁性層を一方向に磁化させるのに充
分で保磁力H12の第2磁性層の磁化の向きを反転させ
ることのない大きざの磁界[3%加え、 (b)次に、記録ヘッドにより、バイアス磁界を印加す
ると同時に低いキュリー点(TL2)付近[T、2に近
い温度で第1、第2磁性層の磁化の向きを均一に第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3磁性層の磁化の向きを変えないまま
第1磁性層と第2磁性層の磁化の向きを第3磁性層に対
して安定な向きにそろえる第1f!の予備記録か、バイ
アス磁界を印加すると同時に高いキュリー点(TH3)
付近[T83に近い温度で第3磁性層の磁化の向きを均
一に反転可能な温度]まで該媒体が昇温するだ1丈のレ
ーザーパワーを照射すること(こより、第3Fi:に牲
層の磁化の向きを反転古せ、同時に第1磁性層と第2磁
性層とを共に第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、信号に応じで実施し、(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を通過ぎせることにより、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磁性層と第2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。
以下、図面r8畳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
記録媒体の一寅施例そ示す模式断面図である。第1図(
a)の光@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の磁性層1と第2の磁性層2と
第3の磁性層3とが積層されたものである。第1磁性層
1は高いキュリー点(TH、)と低い保磁力(HL1)
を有し、第2磁性層2は低いキュリー点(T L2)と
高い保磁力(H□2ンを有し、第3磁性層3は、高いキ
ュリーfA(TH3)と低い保磁力(HL3)を有する
。ここで「高い」、「低い」とは第1・第3磁性層と第
2磁性層と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)。
第1磁性層と舅3Fii゛荘層の間で特にキュリー点、
保磁力の関係は限定されないが、好ましくはT Hl≧
Ts3、HLI≦HL3である。
ただし、通常は第1磁性層1のTi11は150〜40
0℃、HLIは0.1−1にOe、T42磁惟磁性の工
L2は70〜200°C,HN3は2−10KOe 、
第3磁性層30T1.I、はIO’1l−250°C,
H,3は0.5〜4にOe程原の範囲内にするとよい。
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と筒2磁性層2は相体的に強
く結合しており、第2磁性層2と第3磁性層3は相体的
に弱く結合している。
本発明の光磁気記録媒体では、第1磁性層1と第2磁性
層2の磁壁エネルギーをσW、2、第2磁性層2と第3
磁性層3の磁壁エネルギーをσW23とし、第1磁性層
1.藁2磁′1層2.第3磁惟層3の膜厚を項にh1、
h、h3とし、これらの層の飽和磁化の大きさを順にL
 l + M S 2 + M S 3とすると、上記
3つの磁1層が次の式を満たすように結合している。
σW+2 >HLI 2Ms + h + σW23 <HL3 2、%!53)13 この理由については後述する。
3つの磁・1層1.2.3は、最終的に記録された2種
のビットの磁化状態(第2図(f)に示す状態)が安定
に存在出来る様に、即ち上記の開係式を満たすように各
層の膜厚、保磁力、飽和磁化の大きざ、磁壁エネルギー
などを設定すればよい。
各磁性層の材料には、垂直磁気異方性を示tノ且つ磁気
光#−効果を呈するものが利用できるが、GdCo、 
 GdFe、  丁bFe、  DyFe、  GdT
bFe、  TbDyFe。
G−dFeco、TbFeCo、 GdTbCoWの希
土類元素と遷移金属元素との非晶貢磁憔今金が好ましい
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
上させるだ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18接着すれば表裏で記録・4主が可能とな
る。
以下、舅2図〜第4図を用いて本発明の記録の過程を示
す、記録前、磁性層1.2の磁化の向きと磁性層3の磁
化の向きとは、平行で安定状態であっても良いし、反平
行で安定状態であっても良い。
第3区の35は、上述したような構成を何yる光磁気デ
ィスクである。例えば、このそる1層のある一部の磁化
状態が初め第23(a)のようになっていたとする。即
ち、第2図では、記録前、第1、第2磁′i層と第3磁
性層との磁化の向きが平行なときに安定である場合につ
いて説明する。 光磁気ディスク35はスピンドルモー
タにより回托して、磁界発生部34を通過する。このと
き、磁界発生部34の磁界の大きさを第2磁′i7層2
と藁3磁゛は層3の保磁力の間の値に設定すると(磁界
の向きは本実施例では上向き)、第2図(b)に示す様
fこ第3磁性層3は−様な方向に磁化され、一方、第2
磁性層2の磁化は初めのままである。また、第2磁性層
と強く結合しでいる第1磁性層]の磁化も初めのままで
ある。
次に光磁気ディスク35か回転して記録・4竺ヘッド3
1を通過するときに、2種(第1種と第27重)のレー
ザーパワーイ直を持つレーザーど−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2磁性層2のキュリー点付近まで昇温
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3磁・1層3のキュリー点付近まで昇温可
能なパワーである。即ち、両磁1層2.3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1f!の
レーザーパワーはTL2付近、第2種のレーザーパワー
はT1.I3付近までディスクの温度ヲ上昇できる。
第1f重のレーザーパワー1こよつ第2磁性層2と第3
磁性層3どは、第2W件層2のキュリー点付近まで昇温
するか、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
してあくことにより、第2図(b)に示すどちらの磁化
状態からも、蔦2図(c)の様な記録ビットか形成され
る(第1種の予備記録)。なお、第1磁1層コも、第2
磁゛i層2との交換結合によつ2のような磁化状態とな
るのである。
ここで、バイアス磁界を適正に設定すると(さ、;欠の
ような意0未である。
第]f!の予備記録では舅3磁’if 1合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)側2
磁性層2の磁化か配列する力(交換力)を受けるので9
本来(Ct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21重のレーザーパワーの予備記録
では第3磁・1層3の磁化反転を補助する向きに設定さ
れる。また、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、大きざ、方向を同
し状態に設定しでおくことか好うしい。かがる観点から
バイアス磁界の設定は次記に示す原理によつ第2種のレ
ーザーパワーの予備記録に必要な最小限の大きざに設定
しでおくことか好ましい。
一方、菟2種のレーザーパワーにより、箪3磁・注警3
の主ユリ−点近くまでディスクを昇温させる(舅23j
の予5記:工)と、上記のバイアス磁界によつ舅3磁た
層3の磁化の向きか反転する。続いて第2磁′1、層2
と第1磁゛注1層]の磁化も第3磁゛1層3に対して安
定な、句きに(ここで1よ同し方向に)配列する。即ち
、第2図(b)のどちらの磁化状態からも笥2図(dン
のような記録ビットが形成される。
このように、バイアス磁界と、信号1こ応して変わる第
1iffi及び第2種のレーザーパワ〜とによって、光
磁気ディスクの各箇所は第2図(C)が(d)の状gt
こ記録されることになる。
次に光磁気ディス′)35を回転ざぜ、記録ビット(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2磁性層2と第3磁惟層3
の間に設定されているので、記録ビット(c)は、変化
か起こらずに(e)の状態である。−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
1こなる。
(f)の記録ビットの状態が安定に存在する為には、前
言己したよう(こ σW12 2MS+h+   〉”’ σW23 2Ms3h3    く  H” となっていることが必要である。これは次のような理白
による。
σWI2 /2M51i+は第1磁性層(こ働く交換力
の強さを示す、つまつOW12 / 2M51hlの大
きざの磁界で第1磁さ層の磁化の向きを、第2磁性層の
磁化の向きに対して安定な方向へ(この場合は同し方向
に)向けようとする。そこで第1FA牲層の磁化か常に
第2磁性層の向きに対して安定な方向(この場合は同し
方向に)に向いている為には、第1磁性層の保磁力HL
、が、この交換力よ、つ小ざければよい、つまりσW1
2 /2MS+h+>Ht+であればよい。
またσW23 / 2M53h3は第3Fii性層に(
動く交換力の強さを示す、つまつG W23 / 2M
53113の大きざの磁界で第3磁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
合は同じ方向へ)向けようとする。そこで第3磁性層が
この磁界に対して磁化が反転しない為には(第2図(f
)の記録ビットが安定に存在する為には)、第3磁1層
の保磁力@Hy3としてσW23 /2M5zhz< 
HL 3であればよい、 なお、第2磁性層2と第3磁性層3は記録時に交換力に
よる有効なバイアス磁界が働くように、交換結合をしで
いることが必要であるが、あまり強い結合をしていると
上式を満たせない、即ち、(f)の記録状態のビットが
安定に存在できない。そこで、本発明の光磁気記録媒体
を作成する際、第3磁件層3の保磁力を磁界発生部での
磁界よりも小ざい範囲で比較的大きな値に設定し、交換
結合が大きな場合には、第3磁性層の組成を最適化する
か、あるいは第2磁性層2と第3磁性層3の間に数〜数
千人の中間層を設けること(これは第2磁性層2をスパ
ッタで設Cすた後に第2磁性層2の構成材料と反応しや
すいガス分子、プラズマにざら丁か、あるいはターゲラ
rより誘電体をスパッタして誘電体層を設けることによ
り達成できる)により交換結合の大きさを最適化できる
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、■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
レーザーご一ムそ照射し、再生光を記録信号再生器33
で処理することによつ、再生できる。再生信号の大きざ
(変調度)は主として第1磁性層の光磁気効果に依存す
る。
このことと、本発明の記録方法において使用される3つ
の磁′i層を有する媒体の、再三光か入射する第1磁性
層1には主ユリ−温度の高い材料(mち、光磁気効果の
大きな材料)を使用できることとから、本発明では再主
信号の大きい(変調度の大きい)記録が可能となる。
第2図の説明では第1磁・前層1・第2磁社層2と第3
磁性層3との磁化の向きが平行なときに安定な例を示し
たが、これらの磁化の向きが反平行のときに安定な磁性
層についても同様(°こ考えられる。第5図に、この場
合の記録過程の磁化状態を第2図fこ対応させで示して
おく。
〔実施例〕
4元のターゲット源を備えたスパッタ装置内に、ブ1ノ
グループ、ブlノフィ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
離10cmの間隔にセットし、回転させた。
アルゴン中で、第1のタープ・ントよつ、スパッタ速度
 100人/min、スパッタ圧5x 10゛3Tor
rで2nS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
100人/min、スパッタ圧5x 10’ Tarr
でGdFeCo合金をスパッタし、膜厚400人、TH
1=約1=0℃のGdFeGOの第1磁性層を形成した
。この第1磁性層自身のHLIは約5000e以下であ
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TbFe合金
をスパッタし、膜厚400人、T L2”約140℃の
TbFeの第2磁性層を形成した。この第2磁性層自身
のH82は約50000e以上であり、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4のターゲットよりGciTbFe
Co合金をスパッタし、膜厚300人、TH3:約26
0°CのGdTbFeCoの第3磁性層を形成した。こ
の第3磁性層自身のHL3は約5CO〜l5000e″
C:あり、副格子磁化は希土類金属の方か大きかった。
次に同条件で第1のターゲットより、Ins %スパッ
タし、保護層として2000人の厚さの2nSi%設置
すた。
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
を記録再生装百にセットし、2にOeの磁界発止部を、
線速度約7 m/secで通過させつつ、約1u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2MHzで変調させながら、4mWと8mWの
2値のレーザーパ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Iゑされた後の光磁
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す、オーバーライドが可能であるこ
とが確認された。
M2磁性層と第3磁性層の交換力OW23 / 2M5
3h3を調整するためには、例えば第2磁性層形成復、
第3磁′荘層を形成するまでの時間を変える方法によっ
ても可能である。
第2磁1層形成後、第3磁′i層を形成するまでの時間
を30秒、30分、3時間と変化させたところ、CI 
W23 / 2M53h3の値はそれぞれ1.0にOs
0、7KOe、 0.4にOeと時間を長くするほど小
ざくすることができた。
〔発明の効果〕
以上詳細に説明したように光磁気媒体として、高い主ユ
リ−点(TH1)と低い保磁力(HLI )を有する第
1Fii憔層と、この第1磁性層に比べて相対的に低い
キュリー点(T L2)と高い保磁力(HH2)を有す
る第2磁性層と、この第2磁性層に比べて相対的(こ高
いキュリー点(T H3)と低い保磁力(HL3)を有
する第3磁゛i層とからなる三層構造の磁性層を有する
媒体を用い、記録時に、記録ヘッドと別位貫に磁界発生
手段を設け、2値レーザーパワーで記録することにより
、重ね書き(オーバーライド)か可能になった。
また、本発明の記録法で用いる記録媒体の、主に再主に
利用される磁性層は、光磁気効果の大きい材料から選び
得るので、結果として本発明により記録されたビットは
再生信号が大きいという利点がある。。
【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、菌
3図は、記録・再生装讐の概念図、菓4図は第2磁性層
2と第3磁′荘層3の保磁力と温度との関係を示す概略
図である。舅5図は本発明の他の実施例における磁性層
の磁化状態を示す図である。 B プリグループ付の透光′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・再主用ヘッド、 32・記録信号発生器、 35:光磁気ディスク、

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)高いキュリー点(T_H_1)と低い保磁力(H_
    L_1)を有する第1磁性層と、この第1磁性層に比べ
    て相対的に低いキュリー点(T_L_2)と高い保磁力
    (H_H_2)を有する第2磁性層と、この第2磁性層
    に比べて相対的に高いキュリー点(T_H_3)と低い
    保磁力(H_L_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、第1磁性層と第2磁性層の磁壁
    エネルギーをσw_1_2、第2磁性層と第3磁性層の
    磁壁エネルギーをσw_2_3とし、第1磁性層、第2
    磁性層、第3磁性層の膜厚を順にh_1、h_2、h_
    3、とし、これらの層の飽和磁化の大きさを順にM_S
    _1、M_S_2、M_S_3とすると、上記3つの磁
    性層が次の式を満たすように結合していることを特徴と
    する光磁気記録媒体。 σW_1_2/2M_S_1h_1<H_L_1σW_
    2_3/2M_S_3h_3<H_L_32)高いキュ
    リー点(T_H_1)と低い保磁力(H_L_1)を有
    する第1磁性層と、この第1磁性層に比べて相対的に低
    いキュリー点(T_L_2)と高い保磁力(H_H_2
    )を有する第2磁性層と、この第2磁性層に比べて相対
    的に高いキュリー点(T_H_3)と低い保磁力(H_
    L_3)を有する第3磁性層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、第1磁性層と第2磁性層の磁壁エネルギーをσ
    w_1_2、第2磁性層と第3磁性層の磁壁エネルギー
    をσw_2_3とし、第1磁性層、第2磁性層、第3磁
    性層の膜厚を順にh_1、h_2、h_3、これらの層
    の飽和磁化の大きさを順にM_S_1、M_S_2、M
    _S_3とすると、上記3つの磁性層が σw_1_2/2M_S_1h_1>H_L_1σw_
    2_3/2M_S_3h_3<H_L_3なる式を満た
    すように結合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_L_3の第3磁性層を一方向に磁化させるの
    に充分で保磁力H_H_2の第2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
    ると同時に低いキュリー点(T_L_2)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3磁性層の磁化の向きを変えないまま第1磁性層
    と第2磁性層の磁化の向きを第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
    加すると同時に高いキュリー点(T_H_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3磁性層の磁化の向きを反転させて、同時に
    第1磁性層と第2磁性層とを共に第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
    されたピットを前記磁界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ピットについては、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ピットについては、
    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磁性層と第2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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