JPS6353738A - 光磁気記録媒体の信号再生方法 - Google Patents

光磁気記録媒体の信号再生方法

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JPS6353738A
JPS6353738A JP61195616A JP19561686A JPS6353738A JP S6353738 A JPS6353738 A JP S6353738A JP 61195616 A JP61195616 A JP 61195616A JP 19561686 A JP19561686 A JP 19561686A JP S6353738 A JPS6353738 A JP S6353738A
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magnetization
film
magneto
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Katsuhisa Araya
勝久 荒谷
Fuji Tanaka
富士 田中
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Sony Corp
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    • G11B11/10519—Direct overwriting, i.e. performing erasing and recording using the same transducing means
    • G11B11/10521—Direct overwriting, i.e. performing erasing and recording using the same transducing means using a single light spot

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】 以下の順序で本発明を説明する。
Ａ、産業上の利用分野 Ｂ０発明の概要 Ｃ１従来の技術 り９発明が解決しようとする問題点 Ｅ８問題点を解決するための手段 Ｆ９作用 Ｇ、実施例 Ｇ−１，光磁気記録媒体の概略構成 Ｇ−２，磁化状態の遷移 Ｇ−３、温度に応じた磁化状態の変化 Ｇ−４．オーバーライド条件 Ｇ−５，再生・保存のための磁化状態 Ｇ−６．光磁気記録媒体の具体例 Ｇ−７，他の実施例 Ｈ０発明の効果 Ａ、産業上の利用分野 本発明は、光磁気記録媒体あるいは熱磁気記録媒体の信
号再生方法に関するものであり、特に、磁性二層膜を有
する光磁気記録媒体から磁気光学効果により信号を再生
する方法に関する。
Ｂ８発明の概要 本発明は、磁気的に結合された第１、第２の磁性情膜を
積層して得られる磁性二層膜を存する光磁気記録媒体か
ら磁気光学効果により信号を再生する方法において、こ
れらの第１、第２の磁性薄膜の互いに磁気的に結合され
る各磁気モーメントが互いに同じ向きの記録部分と互い
に逆向きの記録部分とを有する積層磁性薄膜から信号を
読み出すに当たり、上記磁気モーメントが同じ向きにな
るように磁場を印加して再生することにより、両層の磁
性薄膜に情報を担わせ、両層からの信号読み取りを可能
として再生信号のＳＮ比を改善するものである。
Ｃ１従来の技術 光磁気記録方法あるいは熱磁気記録方法においては、垂
直磁化膜等の磁性薄膜を有する記録媒体に対し、磁化の
方向を面に垂直な一方向に予め揃えて所謂初期化を施し
ておき、この磁化方向と反対向きの垂直磁化を有するビ
ットをレーザ光照射等の局部加熱により形成することに
よって、２値化された情報を記録している。
この光磁気記録あるいは熱磁気記録方法においては、情
報の書き換えに先立って記録された情報の消去の過程（
上記初期化に相当）を要し、高転送レートでの記録を実
現できない、これに対し、このような独立の消去過程が
不要の記録方式としての所謂オーバーライドの方式が幾
つか提案されている。このオーバーライド方式の熱磁気
記録方法の中で有望視されている方法としては、例えば
媒体に対する外部磁場の極性を情報信号に応じて切換反
転する外部磁場変調法と、記録用のヘッドの他に消去用
のヘッドを設ける２ヘツド法とが知られている。
しかしながら、上記外部磁場変調法によって情報転送レ
ートの高い高速記録を行おうとすると、例えばＭ　Ｈｚ
オーダで動作する電磁石が必要となり、このような＠磁
石の作製は困難であり、作製できたとしても消費電力及
び発熱が大きく実用的でない、また、上記２ヘフド法は
、余分なヘッドを必要とし、２つのヘッドを離して設置
しなければならず、ドライブシステムへの負担が大きく
、経済性が悪く、量産にも向かない等の欠点を有してい
る。
そこで、本件発明者等は、先に、第１、第２の磁性薄膜
が磁気的に結合されて積層された磁性二層膜を有する光
磁気記録媒体あるいは熱磁気記録媒体を用い、この記録
媒体への記録に先立ち、磁性二層膜の第２層の磁性薄膜
の磁気モーメントの向きを一方向に揃えておき、上記第
１の磁性薄膜の略々キュリー温度Ｔｅ１以上でかつ上記
第２の磁性薄膜の副格子磁化反転の生じない温度Ｔ、に
加熱する第１の加熱状態と、上記温度Ｔｃ１以上でかつ
上記第２層の磁性薄膜の副格子磁化を反転させるに充分
な温度Ｔｔに加熱する第２の加熱状態とを、記録しよう
とする情報信号に応じて変調して上記記録媒体を加熱し
、上記それぞれの加熱状態から冷却することにより２値
情報を記録するような光磁気記録あるいは熱磁気記録方
法を提案している。
このような記録方法によれば、媒体加熱用のレーザ光等
の強度や照射時間を情報信号に応じて変調し、媒体の記
録箇所の温度を上記第１、第２の温度のいずれかに切換
制御するだけで、容易に信号の書き換え、所謂オーバー
ライドが実現できるという利点を有する。
Ｄ０発明が解決しようとする問題点 ところで、上記磁性二層膜を用いた光磁気（あるいは熱
磁気）記録媒体に対してオーバーライドを行うためには
、上述したように、信号の記録状態（第１の磁性薄膜の
副格子磁化の向き）にかかわらず、第２の磁性薄膜の副
格子磁化の向きを同一方向に揃えておくことが必要とさ
れ、情報信号が記録された媒体には、磁性二層膜５の各
層の副格子磁化の向きが互いに同じ向きの記録部分と、
互いに逆向きの記録部分とが存在する。
しかしながら、このような記録が行われた媒体を磁気光
学効果により再生する場合には、上述のような磁性二層
膜の各層の副格子磁化の向きが互いに逆となる反平行状
態の部分が存在すると、次のような不都合が生ずる。す
なわち、先ず再生時性を向上させるためには第１の薄膜
の膜厚り、を厚くしなければならないが、磁化過程の計
算から第２の薄膜の膜厚ｈ８も厚い方がよいことが判っ
ており、結果として磁性二層膜の膜厚はかなり厚くなっ
てしまう、このような膜厚の厚い磁性二層膜に対して上
記加熱を行うためには、一般に大出力レーザを必要とす
るが、このような大出力レーザの供給は現状では困難で
ある。また、上記反平行状態は片方の磁性薄膜のみが情
報を担っている状態であり、カー効果を利用して再生す
る場合、この片方の薄膜からしか情報を読み出せない、
特に、例えば第１の薄膜のキュリー温度ＴｃＩより第２
の薄膜のキュリー温度Ｔｃ！の方が高い（Ｔｃ＋＜Ｔｃ
ｚ）場合には、第１、第２の薄膜の各カー回転角θえい
θ。は一般にθ。の方が大きい（θ□〈θ。）ため、第
２の薄膜側から信号続出を行った方がＳＮ比が良くなる
わけであるが、例えば第１の薄膜のみが情報を担ってい
る反平行状態のままでは、このような読み出しの選択は
行えない。
さらに、上記磁性二層膜の各層の薄膜の副格子磁化が上
記反平行状態になっていると、室温等での保存時におい
ても、磁場や熱に対して不安定であるという欠点もある
。
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり
、レーザ光等による媒体の加熱温度を切換制御するのみ
で容易に書き換え（オーバーライド記録）が可能な磁性
二層膜を用いた光磁気記録媒体から信号を再生する際に
、膜厚を極端に厚くしなくとも、良好なＳＮ比を保って
信号再生が可能な光磁気記録媒体の信号再生方法の提供
を目的とする。
Ｅ８問題点を解決するための手段 本発明に係る光磁気記録媒体の信号再生方法は、上述の
問題点を解決するために、第１、第２の磁性薄膜が磁気
的に結合されて積層され、これらの第１、第２の磁性薄
膜の互いに磁気的に結合される各磁気モーメントが互い
に同じ向きの記録部分と互いに逆向きの記録部分とを有
する積層磁性薄膜から信号を読み出すに当たり、上記磁
気モーメントが同じ向きになるように磁場を印加するこ
とを特徴としている。
Ｆ１作用 第１、第２の磁性薄膜が積層された磁性二層膜の各層の
磁気モーメントが、信号再生時には同じ向きに揃えられ
るから、両方の層から信号読み出しが行え、再生信号の
ＳＮ比が向上する。
Ｇ、実施例 第１図は本発明の一実施例を説明するための光磁気記録
媒体の磁性二層膜の磁化状態の変化を示し、第２図は該
実施例に用いられる記録媒体の断面構造を概略的に示し
ている。第１図においては、第２図の記録媒体内の磁性
二層膜の各磁化状態を簡略化して示しており、温度及び
外部磁場に応じてこれらの磁化の状態が変化する。
すなわち第１図において、第１、第２の磁性薄膜３．４
が磁気的に結合されて積層され、これらの第１、第２の
磁性薄膜３．４の互いに磁気的に結合される各磁気モー
メントが互いに同じ向きの記録部分と互いに逆向きの記
録部分とを有する積層磁性薄膜５から記録情報信号を読
み出すに当たり、上記磁気モーメントが同じ向きになる
ように磁場Ｈ１を印加して磁気光学効果により信号を再
生するようにしている。
Ｇ−１，光磁気記録媒体の構成 先ず、本発明実施例に用いられる光磁気記録媒体（ある
いは熱磁気記録媒体）の構造について、第２図を参照し
ながら簡単に説明する。ガラス板やアクリル板等の透明
基板ｌの一方の面（図中下方の面）に、保護膜又は干渉
膜となる透明誘電体膜２を介して、第１、第２の磁性薄
膜３．４より成る磁性二層膜５を積層形成している。こ
の磁性二層膜５の表面（図中下面）には、保護膜として
の誘電体膜６が被着形成されている。なお、上記誘電体
膜２や誘電体膜６は無くともよく、また、誘電体膜６は
金属膜でもよい。
ここで、上記磁性二層膜５を構成する第１、第２の磁性
薄膜３．４としては、種々の磁性材料が考えられるが、
本実施例においては、Ｎｄ５Ｓｓ、Ｇｄ、Ｔｂ、　Ｄｙ
、　Ｈｏ等の希土類金属（ＲＥ）の１種類あるいは２種
類以上がＸ＝　１０〜４０　ａｔｍ％と、Ｃｒ。
Ｍｎ−、Ｆｅｓ　Ｃ０％　Ｎｉｓ　Ｃｕ等の遷移金属（
ＴＭ）の１種類あるいは２種類以上が１　　ｘ−９０〜
６０　ａｔｌ１％とで構成される非晶質合金ＲＥＸＴＭ
Ｉ−Ｘを想定している。これ以外の元素を少量添加して
もよい、このＲＥ−ＴＭＭ晶質合金磁性材料においては
、ＲＥがＮｄ、　５ｍの場合を除いてはＲＥの磁気モー
メントとＴＭの磁気モーメントは反平行に結合し、その
結果所謂フェリ磁性を示すとともに、正味の磁化はこれ
らＲＥ及びＴＭの各副格子磁化の差（磁化の向きに応じ
た正負を考慮するときには各副格子磁化の和）となる。
希土類金属（ＲＥ）がＮｄ、Ｓ＋ｇのいずれか、あるい
はこれらの混合により構成される場合は、ＲＥの磁気モ
ーメントとＴＭの磁気モーメントは互いに平行に結合し
、所謂フェロ磁性を示す。この場合、正味の磁化はＲＥ
及びＴＭの各副格子磁化の和となる。本実施例ではＲＥ
がＧｄ、　Ｔｂ５Ｄｙ又はＨｏの場合についての説明を
行う。
このような積層構造の光磁気記録媒体１ｏに対して、例
えば第３図に示すように、記録あるいは再生のためのレ
ーザ光Ｒが、第２図の透明基板１側から入射され、また
、保護膜となる上記誘電体膜６側、あるいは透明基板１
側がら、第３図の磁石１１．１２等による磁場Ｈ＋　、
Ｈｚが印加される。第３図において、磁石１１と磁石１
２は互いに離れて配されているが、後述のように隣接し
て配されてもあるいは同一の磁石であってもかまわない
、この第３図の例は、ディスク状の光磁気記録媒体１０
を示しており、駆動モータ１５のスピンドル１６により
ディスク状記録媒体１ｏが回転駆動されるようになって
いる。また同図において、磁石１１．１２の磁極が異な
った例を示しであるが、後述のように同極性の場合もあ
り得る。
このようなＲＥ−ＴＭ合会合材料磁性薄膜３．４が積層
されて得られる磁性二層膜５の磁化状態は、各薄膜３．
４のキュリー温度Ｔ、１、’ｒ’ｃｚ以下の温度領域に
おいては、第４図に示すような４っの状１’１３ｉ　Ａ
　−Ｄを採ることが可能である。なお、両薄膜３．４の
磁化容易軸はいずれも面に垂直方向（所謂垂直磁化膜）
であるものとするが、少なくとも一方のみが垂直磁化膜
であってもよい。
第４図において、状ＬｉＡ及び状態Ｂは、第１層の磁性
薄膜３と第２層の磁性薄膜４の各ＴＭの磁気モーメント
の方向（図中実線の矢印）が同一であり、また各ＲＥの
磁気モーメントの方向（図中破線の矢印）が同一である
。これに対し、第４図の状態Ｃ及び状態りでは、第１層
薄膜３と第２層薄膜４の各ＴＭの磁気モーメント（図中
実線の矢印）、及び各ＲＥの磁気モーメント（破線の矢
印）がそれぞれ互いに反対方向を向いており、層間の界
面近傍において、ＴＭの磁気モーメント、及びＲＥの磁
気モーメントの各方向が１８０°変化する領域（所謂磁
壁）が存在する。この領域あるいは磁壁を界面磁壁７と
いい、この部分に界面磁壁エネルギ（単位面積当たりσ
ｗ　ｅｒｇ／ｃｍ”　）が蓄えられる。
Ｇ−２，ｉｆｆ化状態の遷移 ここで、外部磁場Ｈ（Ｏｅ）が印加された場合の第４図
の各状ＬｉＡ−Ｄの単位面積当たりの磁気的エネルギＥ
ａ　−Ｅ＊　、Ｅｃ及びＥＤは、所謂ゼーマンエネルギ
及び上記界面磁壁エネルギ密度σ８により近似的に記述
することができる。
Ｅ　ａ　”　　Ｍ　ｓ　Ｉｈ　＋　ＨＭ　ｓ　ｚ　ｈ　
ｚ　ＨＥｍ　−Ｍｓ＋ｈ＋Ｈ＋ＭｓｚｈｘＨ Ｅ　ｃ　”　　Ｍ　ｓ　Ｉｈ　＋　ＨＭ　ｓ　ｔ　ｈ　
ｘ　Ｈ＋σ０Ｅｏ　＝　　Ｍｓ＋ｈ＋Ｈ＋ＭｓｚｈｚＨ
＋σユいずれも単位は（ｅｒｇ／ｃｍ”） これらの式において、Ｍ、いＭ。はそれぞれ各磁性薄膜
３．４の飽和磁化Ｍｓ　（ｅｍｕ／ｃａｂ３）を示し、
ｈ８、ｈ、は各薄膜３．４の膜厚（ｃｍ）を示す。飽和
磁化Ｍ、は、ＲＥ（希土類金属）副格子磁化ＭＩＥから
ＴＭ（遷移金属）副格子磁化ＭＴ９を差し引いた値で、
次式で定義される量である。すなわち、一般には Ｍ、ヨｌ　Ｍ＋＋ｔ　　ＭｒＭｌ と定義されるが、本発明では、 Ｍ、ミＭ＋＋（−Ｍｉｌｌ と定義する。従って、Ｍ諏ｔ≧Ｍｙ、の場合にはＭ。
≧０となり、Ｍ□＜ＭＴ、の場合はＭｓ＜Ｏとなる。
また、両薄膜３．４共に、その角形比を１とし、外部磁
場Ｈについては第４図中の磁場Ｈ方向を正として計算し
ている。ただし、実際には角形比が１であることは必ず
しも要求されない、なお、上記各層ｉＡ〜Ｄの磁気的エ
ネルギは、ゼーマンエネルギ及び上記σ、を用いて近似
的に求めており、より厳密には、隣接する磁区（ビット
）からの浮遊磁場を考慮する必要があるが、本明細書中
では省略している。
次に、第１層薄膜３の保磁力あるいは磁化反転磁場をＨ
ｃ　＋　（Ｏｓ）とし、第２層薄膜４の磁化反転磁場を
Ｈｃ、（Ｏｅ）とするとき、先ず第１層の磁性薄膜３が
磁化反転するために必要なエネルギ、すなわち保磁力エ
ネルギＥ　Ｉ（ｅｒｇ／ｃｓ＋”）は、Ｅｔ−２ｌ　Ｍ
ｓ＋　ｌ　）＋＋Ｈｃ＋また同様に、第２層の磁性薄膜
４が磁化反転するために必要なエネルギＥｚ　（ｅｒｇ
／ｃｍ”）は、Ｅｔ−２ｌ　Ｍｓｔ　ｌ　ｈｚＨｃｔ と表される。
磁化状態がｉ　　（＝Ａ−Ｄ）からｊ（−Ａ−Ｄ、ｉ＃
ｊ）へ遷移するためには、Ｅｔ−Ｅ＝（これをＥ五ｊと
表す）が上記磁化反転エネルギ（Ｅ、、Ｅ８又はＥ＋＋
Ｅｇ）よりも大きいことが条件となる。例えば、状ＭＡ
から状ＢＢへ遷移するための必要条件は、 Ｅ　ｓ　ｍ　＝　Ｅ　ａ　　Ｅ　ｍ　＞　Ｅ　Ｈ＋　Ｅ
　ｚ従って、 ２Ｍｓ＋ｈ＋Ｈ−２ＭｓｉｈｔＨ ＞２１Ｍ５＋１１１＋Ｈｃ＋　＋２１Ｍ５ｔｌｈＪｃｚ
と与えられる。
Ｇ−３，温度に応じた磁化状態の変化 法に、第１図を参照しながら、レーザ光照射等による温
度変化に応じた磁性二層膜５の各層の磁化状態の変化に
ついて説明する。
先ず、上記記録媒体１０内の磁性二層膜５のうち、記録
しようとする部位が室温Ｔｌｌにおいて第１図の状態Ａ
にあるとする。この状ＢＡにある磁性二層膜５の部位に
対してレーザ光を照射して記録を行うわけであるが、こ
のときのレーザ光の強度あるいは照射時間を記録信号に
応じて変調制御することによって、二層膜５の加熱温度
Ｔが第１の温度Ｔ１と第２の温度Ｔ８とのいずれかに選
択的に切換制御されるようにする。ここで、第１の温度
Ｔ、は、第１の磁性薄膜３の略々キュリー温度ＴｃＩ以
上でかつ後述する外部磁場Ｈ１により第２の磁性薄膜４
の副格子磁化反転の生じない温度であり、第２の温度Ｔ
ｔは、上記温度Ｔ１以上でかつ第２の磁性薄膜４の副格
子磁化を上記外部磁場Ｈ１により反転させるに充分な温
度である。即ち、このレーザ光等により加熱が行われる
位置の近傍には、上記第３図の磁石１１による外部磁場
Ｈ３が印加されており、この外部磁場Ｈ＋　は、上記温
度Ｔ２で第２の磁性薄膜４の副格子磁化を反転させるに
充分な磁場となっているわけである。
このような加熱が終了した後には、二層膜５の温度Ｔが
Ｔｅｌとなったときに第１の磁性薄膜３に磁化が現れる
が、その方向の決定に関しては、ゼーマンエネルギでは
なく二層間の所謂交換結合力が支配的となるようにする
。すなわち、第１の磁性薄膜３の自発磁化が現れる温度
Ｔ（Ｔｅ＋近傍）において、 σｗ＞　２１Ｍｓ＋ｌ　ｈ＋　ＩＨ＋ｌの条件を満足す
るように、外部磁場Ｈ１及び層間の界面磁壁エネルギσ
１に対する第１の磁性薄膜３の飽和磁化Ｍ　３　、及び
膜厚り、を選定する。従って、媒体温度ＴがＴＣＩとな
るときの磁化状態としては、磁性二層膜５の各層の副格
子磁化の向きの揃った状ＢＡあるいは状ｆｓＢのいずれ
がとなり、上記加熱時の温度がＴ１のとき状態Ａに、ま
た加熱時の温度がＴ２のとき状ＬｉＢになる。
さらに媒体の上記記録部分が冷却されて例えば室温Ｔ、
程度となったときには、状態への部分は元の初期状態と
同じ磁化状態Ａに、また状態Ｂの部分は元の初期状態と
磁化の向きが逆の状態Ｂになるが、第３図に示すように
、磁石１２によって室ＭＴえ近傍で、本明細書のＧ−４
の項で示される条件を満足する外部磁場Ｈｚが記録媒体
１０に印加されることにより、第２の磁性薄膜４の磁化
の向きが反転し、磁性二層膜５の磁化状態は前記第４図
の状態Ｃとなる。
次に、光磁気記録媒体１０の磁性二層膜５のうち、磁化
状態が上記状ＢＣの記録部分に対して加熱が施される場
合には、該部分が上記温度ＴＣＩを越えた時点で第１の
磁性薄膜３の磁化が消失し、上述した状ＬｉＡから加熱
された場合と同様の磁化状態となる。従って、上記温度
Ｔ１にまで加熱されて冷却された部分は上記状態人とな
り、上記温度Ｔ８にまで加熱されて冷却された部分は上
記状ＬｉＢとなるから、これらの加熱温度Ｔ、　、Ｔ！
に応じた記録磁化状態が得られる。なお、状ＢＢの記録
部分は、少なくとも次の書き換え（オーバーライド）動
作に先立って状ＢＣに遷移され、第２の磁性薄膜４の磁
化の向きが状ＢＡと同じ向きに揃えられる。
このようにして、磁性二層膜５の第１、第２の磁性薄膜
３．４の互いに磁気的に結合される磁気モーメントが互
いに同じ向きの記録部分（状ＬｉＡの部分に相当）と、
磁気モーメントが互いに逆向きの記録部分（状態Ｃの部
分に相当）とに対して、上記各加熱温度Ｔ１、Ｔ！にま
で情報信号に応じて変調して加熱することにより、もと
の磁化状態にかかわりなく新たな磁化状態を記録形成で
き、所謂オーバーライドが実現できる。
Ｇ−４，オーバーライド条件 次に、上述のようなオーバーライドを実現するための条
件について説明する。
第１図に示すような外部磁場Ｈ２が印加された状態で、
媒体の磁性二層膜５の温度Ｔが変化するとき、先ず、室
温Ｔえから上記第１の磁性薄膜３のキュリー温度ＴＣＩ
までの温度範囲（Ｔ　＊≦Ｔ〈Ｔ　ｃ　＋　）において
、磁化状態Ａが他の磁化状態に遷移しない条件は、 ２Ｍｓ＋ｈ＋Ｈ＋−２Ｍ５ｘｈｔＨ＋ ＜２１Ｍ５＋ｌｈ＋ト＋　＋２１ＭｓｔｌｈＪｃｚ２Ｍ
ｓ＋ｈ＋）Ｉ＋−４ｗ　＜２１Ｍ５＋ｌ　ｈ＋Ｈｃ＋２
Ｍｓ＊ｈｔＨ＋−４ｗ　　＜２１Ｍ５ｘｌ　ｈｔＨｃｔ
また、磁化状態Ｃが他の磁化状態に遷移しない条件は、 ２Ｍｓ＋ｈ＋Ｈ＋＋σｗ　＜２１Ｍ５＋ｌｈ＋Ｈｃ＋２
Ｍ５ｚｈｔＨ＋十σｗ　＜２１Ｍ５ｔｌｂＪｃｉとなる
０次に、磁性二層膜５の温度Ｔが上記温度ＴＣＩから上
記第２の加熱温度Ｔ２までの温度範囲（ＴＣＩ　＜　Ｔ
　＜　Ｔｔ　）において、第２の磁性薄膜４の副格子磁
化が反転しない条件は、 ＩＨ＋ｌ　＜　Ｈｃｚ さらに、磁性二層膜５の温度Ｔが上記温度Ｔ２を越えた
とき（Ｔ＞’ｒｉに、第２の磁性薄膜４の副格子磁化が
反転するための条件は、 ＩＨ重ｌ＞Ｈｅｗ となる。
次に、上記加熱状態からの冷却過程において、光磁気記
録媒体１０の磁性二層膜５の記録部分の温度Ｔが略々上
記キュリー温度Ｔｃ＋（第１の磁性薄膜３のキュリー温
度）に達した（Ｔ　＃　Ｔｃ＋）とき、第１の磁性薄膜
３の磁気モーメントの向きが、第２層の磁性薄膜４の磁
気モーメントと所謂交換結合力により決定される条件は
、 ４ｗ　＞２１Ｍｓ＋ｌ　ｈ＋　ｌＨ＋１また、上記温度
ＴＣＩを下回って室温Ｔ貢までの温度範囲（Ｔ、ｌ≦Ｔ
＜Ｔｃ＋）において磁化状ＭＡが他の磁化状態に遷移し
ない条件は、上述した加熱過程の場合と同様であり、磁
化状ＢＢが他の磁化状態に遷移しない条件は、 ２Ｍｓ＋ｈ＋Ｈ＋÷２Ｍ５ｚｈｔＨ＋ ＜２１Ｍ！ＩＩ　ｈｌｌ（、＋２１Ｍ５ｔｌ　ｈｔＨｃ
ｔ２Ｍｓ＋ｔ＋＋Ｈ＋　　ｔｙ＠　＜２１Ｍｓ＋ｌ　ｈ
＋Ｈｃ＋２Ｍ５ｉｈｔＨ＋−４ｗ　＜２１Ｍ５ｚｌｈＪ
ｃｚである。
次に、室温において、上記磁石１２による外部磁場Ｈｚ
（ただしＨ２の極性は第１図で示される矢印の方向を正
とする。）が印加された時、磁化状態Ａが他の磁化状態
に遷移しない条件は、２Ｍｓ＋ｈ＋ｌ１ｇ−２Ｍ！ｚｔ
ｌＪｘ＜２１Ｍ５＋ｌ　ｈ＋Ｈｃ＋　＋２１Ｍ５＊ｌ　
ｈｚＨｃｚ２Ｍｓ＋ｈｔＨ＊−４ｗ　＜２１Ｍ５＋ｌ　
ｔ＋＋Ｈｃ＋−２Ｍ５ｔｈＪｘ−σ−＜２１Ｍ５ｘｌｈ
ｔＨｃｚとなり、磁化状ｆｉＢが磁化状態Ｃに遷移する
ための条件は、 ２Ｍｓ＋ｈ＋Ｈｚ＋２Ｍ５ｚｈＪｚ ＜２１Ｍ５＋ｌ　ｈＪｃ＋　＋２１ＭｓｚｌｈＪｃｘ２
Ｍｓ＋ｈ＋Ｈｔ−σｓ　＜２１Ｍ５ｔｌｈＪｃ＋２Ｍ５
ｔｈｚＨｘ−σｗ　＞２１Ｍ５ｚｌｔ＋５Ｈｃｚとなる
。
以上の全てのオーバーライド条件を満足する磁性二層膜
５を用いることにより、前述したようなオーバーライド
が可能になる。
ここで、上述の説明においては、状ｔｉＡ、　Ｂ及び状
ＬＩＣを用いて磁化状態の変化を説明しているが、初期
状態の第２の磁性薄膜４の副格子磁化の向きを上記と逆
に揃える場合には、状ＩＡ、Ｂ及び状ＬｉＤを用いても
同様なオーバーライドが可能である。すなわちこの場合
には、状ａＢを上述の実施例の状態Ａに対応させ、同様
に、状ＳＡをＢに、状ＬｉＤｔ−Ｃに、さらに状態Ｃ４
−Ｄに、それぞれ対応させるとともに、飽和磁化Ｍ、の
定義を、Ｍｓ　　＝　Ｍｔ、４−　Ｍａｔ に変更することにより、前述のオーバーライドの各条件
式をそのまま適用することができる。
Ｇ−５，再生・保存のための磁化状態 ところで、オーバーライドを行うためには、前述したよ
うに信号の記録状Ｂ（第１の磁性薄膜３の副格子磁化の
向き）にかかわらず、第２の磁性薄膜４の副格子磁化の
向きを同一方向に揃えておくことが必要とされ、磁性二
層膜５の各層（第１、第２の磁性薄膜３．４）の副格子
磁化の向きが互いに同じ向きの記録部分と、互いに逆向
きの記録部分とが存在する。しかしながら、再生時や記
録媒体の保存時等には、このような磁性二層膜５の各層
の副格子磁化の向きが互いに逆となる反平行状態の部分
が存在すると、前述したような不都合がある。
すなわち、先ず各１膜３．４の副格子磁化が上記反平行
状態になっていると、再生特性を向上させるためには第
１のｆｊｌｌｊ３の膜厚り、を厚くしなければならず、
磁化過程の計算から第２の薄膜４の膜ｒ！Ｌｈ　ｚ　も
厚い方がよいことから、磁性二層膜５の膜厚はかなり厚
くなってしまい、上記加熱を行うために大出力レーザを
必要とするが、このような大出力レーザの供給は現状で
は困難である。
また、室温等での保存時においても、磁性二層膜５の各
層の副格子磁化が反平行状態では、磁場や熱に対して不
安定である。さらに、この反平行状態は一方の磁性薄膜
３のみが情報を担っている状態であり、カー効果を利用
して再生する場合、この薄膜３側からしか情報を読み出
せない、特に、上述のように第１の薄膜３のキュリー温
度Ｔｃ１より第２の薄膜４のキュリー温度ＴＣ２の方が
高い（Ｔｃ＋＜Ｔｃｘ）場合には、各薄膜３．４のカー
回転角θ□、θ。は一般にθ。の方が大きい（θ１゜く
θ。）ため、第２の薄膜４側から信号読出を行った方が
ＳＮ比がよくなるわけであるが、上記反平行状態のまま
ではこのような読み出しは行えない。
このようなことから、前述したように、記録信号の再生
時や記録媒体の保存時等には、第２の薄膜４の副格子磁
化の向きを第１の薄膜３の副格子磁化の向きと同じにす
ることが望ましい。
このための条件について説明すると、第１図の磁化状態
Ａ及びＣの記録部分を有する光磁気記録体に対して、第
３の外部磁場Ｈ３（第１図において外部磁場Ｈ，の矢印
の方向を正とする。）を印加し、磁化状Ｂｃを磁化状態
Ｂへと遷移させるための条件は、 ２Ｍｓ＋ｈ＋Ｈｓ＋　５Ｈ＜２１Ｍ５ｄ　ｌＩ＋Ｈｃ＋
−２Ｍ５ｔｔｌｔＨｓ＋σ、　＞２１Ｍ５ｘｌｈｔＨｃ
ｚとなる。なお、これと同時に、磁化状態Ａが他の磁化
状態Ｂ、ＣあるいはＤに遷移しないための条件 ２Ｍｓ＋ｔｌ＋Ｈｓ　　２Ｍ５ｚｈＪｓく２１Ｍ司ｈ＋
Ｈｃ＋　＋２１Ｍｓｚｌｈｄｌｅｚ２Ｍｓ＋ｈ＋Ｈｓ−
σｗ　　＜２１Ｍ５＋ｌ　ｈ＋Ｈｃ＋２Ｍ５ｚｈｚｌｌ
ｓ−グｗ　　＜２１Ｍ５ｚｌ　ｈＪｃｚが必要であるこ
とは勿論である。
これらの条件を、使用温度あるいは再生時の媒体温度に
おいて満足するような外部磁場Ｈ１を、再生時に加える
。ただし、Ｈ３が加わる範囲は、再生光ビーム径よりも
充分広く、光ビームが照射される以前に上記磁化状ＤＣ
は状態Ｂに遷移しているものとする。これによって、信
号再生点での各層の磁性薄膜３．４の磁気モーメントが
同じ向きになり、これらの両層が情報を担うことになっ
て、再生信号のＳＮ比が向上する。
以上のような条件を満足する磁場Ｈ１を、再生あるいは
保存に先立って媒体に印加することにより、磁性二層膜
の反平行状態の記録部分の各層の磁気モーメントが同じ
向きとなり、再生信号の向上、熱的、磁気的安定性の向
上を実現できる。
ところで、以上の説明は、少なくとも信号再生点におい
ては必ず各層の磁性薄膜３．４の磁気モーメントが同じ
向きになり、これらの両層が情報を担う磁化状態を採る
という場合についてのものであり、再生信号のＳＮ比を
向上させるには充分ではあるが、さらに、再生された後
の情報、より厳密には上記外部磁場Ｈ１が印加される領
域を通過した情報のその後の保存時の磁場、熱等に対す
る安定性の向上を図るためには再生時の磁化状態、すな
わち、各層の磁性薄膜３．４の磁気モーメントが同じ向
きとなっている状態を保持する必要がある。このために
は、前記第１図の外部磁場Ｈ２を除去するか、あるいは
下記条件を満足することが必要となる。ここで、外部磁
場Ｈ１８の方向は、上記外部磁場Ｈ１の方向と同じ向き
を正とし、Ｈｏｗく０の場合もあり得るものとする。
先ず、磁化状ＬｉＡが他の磁化状態に遷移しない条件は
、上記条件式のＨ２をＨ０８に置き換えることで得られ
る０次に、上記状ＢＣから遷移せられた磁化状態Ｂが、
他の状態に遷移しないための条件は、 ２Ｍｓ＋ｈ＋　Ｈ＊ｘ＋２’ＡｓｔｈｔＨ＊ｘ＜　２１
Ｍｓ＋ｌ　ｌｌ＋Ｈｃ＋　＋　２　ＩＭ　ｓｚｌ　ｈｔ
Ｈｃｚ２ＭｓｌｈＩＨ−−一σｗ　＜２１Ｍ５＋ｌｂ＋
Ｈｃ＋２ＭｓｔｈｇＨ，ＩＩ−σ。＜２１Ｍ５ｔｌｈＪ
ｃｚとなる。
以上の実施例では、信号再生位置付近において外部磁場
Ｈ１により各層の磁性薄膜３．４の磁気モーメントを同
一にしているが、この位置は他の位置でもかまわない、
この場合、信号再生位置に磁場が印加される時、例えば
前記第１図の外部磁場Ｈ１は上記条件式においてＨｅｘ
をＨ４に置き換えた場合に必ず成立していなければなら
ない。
この再生・保存のための磁化状態の説明においても、状
ＭＡ、Ｂ及び状Ｂｃを用いて磁化状態の変化を説明して
いるが、初期状態の第２の磁性薄膜４の副格子磁化の向
きを上記と逆に揃える場合には、状ｇＡ、Ｂ及び状ＢＤ
を用いても同様な磁化状態の遷移が可能である。すなわ
ちこの場合には、状態Ｂを上述の実施例の状態Ａに対応
させ、同様に、状ａＡを已に、状ＭＤをＣに、さらに状
ＢｃをＤに、それぞれ対応させ、オーバーライド終了時
の磁化状態りを、再生・保存に適した磁化状ＢＡに遷移
させるようにするものである。
Ｇ−６，光磁気記録媒体の具体例 次に、上記光磁気記録媒体１０内の磁性二層膜５の各磁
性薄膜３．４として用いられる磁性材料の具体例につい
て説明する。
所謂ＤＣマグネトロンスパッタリング装置を用いて、上
記第２図の透明基板ｌとなるスライドガラス上に、上記
第１１第２の磁性薄膜３．４となるＲＥ−７Ｍフェリ磁
性薄膜を（誘電体膜２を介さずに）順次被着形成して磁
性二層膜５を構成する。この場合、ＲＥ−ＴＭフェリ磁
性薄膜３．４については、ＲＭ（希土類金属）とＴＭ（
遷移金属）とを交互に積層させることにより形成してお
り、これらの磁性薄膜３．４より成る磁性二層膜５の酸
化防止のため、表面側（第２図の下面側）には厚さ８０
０人の保護膜６を被着形成している。
また、二層膜５と同一条件で各層の単層膜を作製し、各
層の磁気特性及び上記界面磁壁エネルギ密度σ−を評価
した。ここで、各薄膜３．４の材料、膜厚及び室温にお
ける特性を第１表に示す。
以下余白 第１表 これらの第１、第２の磁性薄膜３．４は、いずれも室温
において、その磁化はＲＥの副格子磁化の方が７Ｍ副格
子磁化より太きく　　（ＲＥリッチ）、第１層の薄膜３
は１２０℃付近に、第２層の薄膜４は１７０℃付近にそ
れぞれ磁気補償点を存している。また、室温での界面磁
壁エネルギ密度σ１は、２．０　（ｅｒｇ／ｃｍ”）で
ある。
このような二層膜５を作製した媒体試料に、外部磁場２
０ｋＯｅを印加し、磁化状態が、上記第４図の状ＬｉＡ
となるように初期化を行った０次に、上記第１図の外部
磁場Ｈ１として０．３ｋＯｅを印加した状態で、上記試
料を温度Ｔにまで加熱し、その後、室温まで冷却した。
この間、スライドガラス等の上記透明基板１側から波長
８３０ｎｍの直線偏光の光を照射して所謂カー効果によ
り、磁化状態の観察を行った。このとき、上記加熱温度
Ｔを１５０℃とした場合には、加熱・冷却後の磁化状態
は加熱前と変化がなく、上記状ＢＡとなっていた。これ
に対して、加熱温度Ｔを２００℃とした場合には、加熱
・冷却後の磁化状態は、磁化の向きが両薄膜３．４共に
反転した上記状態Ｂとなった。
次に室温で状ａＢとなっている上記試料に、上記第１図
の外部磁場Ｈ２としての５ｋＯｅの磁場を印加したとき
、二層膜５の磁化状態は、状ＩＢから上記状態Ｃに遷移
することが観察された。また、上記状態Ａの試料に上記
外部磁場Ｈ２を印加しても、磁化状態の変化は見られな
かった。
次に、室温で状態Ｃとなっている上記試料に、上記外部
磁場Ｈ０を印加した状態で、上記温度Ｔにまで加熱し、
室温まで冷却した。この場合も、上記状態Ａから加熱・
冷却を行った場合と同様に、Ｔ−１５０℃のときは冷却
後の磁化状態が状ｍＡに、またＴ−２００℃のときは冷
却後に状ｇＢになることが確認された。
ここで、測定に用いた二層膜試料は、室温、５０℃、７
５℃、１００℃、１２５℃及び１５０℃の各温度におい
て、前述したＧ−４の項の各オーバーライド条件式を満
足している。なお、その他の温度においても、１ｓ、１
／Ｈｃ、σ０が連続的に変化するため、略々満足されて
いるものと考えられる。また、各温度における磁化状態
が遷移するために必要とされる外部磁場は、条件式から
得られる値とよく一致しており、このことからも、上記
各オーバーライド条件式は、本発明の実施例に用いられ
る光磁気記録方法を実現するための条件として適切なも
のであることが明らかである。
ところで、このような第１表の各磁性薄膜３．４より成
る二層膜５に対して、室温における外部磁場Ｈを変化さ
せた場合の磁化状態は、第５図のように遷移した。この
第５図において、Ｈｏｔは状ｖＡＤから状ＢＡへ（ある
いは状態ＣからＢへ）遷移が生じる外部磁場を表す、同
様に、Ｈｏｔは状態Ｂから状ＢＣへ（あるいは状態Ａか
らＤへ）遷移するときの外部磁場を、またＨＯ３は状Ｍ
Ｃから状ＩＩＬｉＡへ（あるいは状ＭＤからＢへ）遷移
するときの外部磁場を、それぞれ表している。なお、こ
れらの磁化状態遷移外部磁場は、カー効果を用いて測定
したものである。ここで上記外部磁場Ｈ６８、及び上記
第１表の各位から、界面磁壁エネルギ密度σ８が２．０
　（ｅｒｇ／ａｍ”）と算出される。またこのエネルギ
密度σ８の値を用いた場合のＨｏいＴ（ｏｘの各計算値
と測定値とは、よく一致している。
第５図において、記録時の磁化状態が状態Ａ及び状ＢＣ
のいずれか（あるいは状ＢＢとＤのいずれか）である場
合、再生時に次の条件を満足する外部磁場ＨｅｘＡ（あ
るいはＨｅｘｓ　）を印加すれば、状ＭＡと状［Ｂとを
記録磁化状態とする再生が可能となる。
Ｈ６ｚ＜　ＨｅｘＡ＜　　Ｈｏｔ （あるいは、Ｈ６，＜Ｈａｔ糊＜Ｈｏｔ）このように、
磁性二層膜５の磁化状態が、再生時において状ＭＡある
いは状ＢＢとなっている場合には、状態Ｃ（あるいは状
ＭＤ）となっている場合に比べ、磁性二層膜５の両薄膜
３．４を信号読み出しに利用でき、再生信号のＳＮ比が
良（なることは前述のとおりである。
これは、オーバーライド終了後の状態がＡ、Ｃのいずれ
か（あるいは状［ＢＳＤのいずれか）である場合、上記
の条件を満足する外部磁場Ｈｅｘ４（あるいはＨｅｘｍ
　）を印加することで、状ＬｉＡ、Ｂの磁化状態で保存
、再生が可能となる。ただし、上記外部磁場Ｈｅｘ４印
加時（あるいはＨｅＸｌ印加時）、保存時、あるいは再
生時に、他の外部磁場Ｈｅｘｃ　　（あるいはＨｅｘｏ
　）が印加される場合、次の条件をも満足することが必
要である。
Ｈａｔ＜　Ｈｅｘｃ　＜　Ｈｏｇ （あるいは、−Ｈｏｚ　＜　ＨｅＸｎ　＜　Ｈｏｘ）Ｇ
−７，他の実施例 なお、本発明は、上記実施例のみに限定されるものでは
なく、例えば光磁気記録媒体の磁性二層膜の各層として
は、フェリ磁性薄膜以外にフェロ磁性薄膜も使用できる
。
また、上記実施例ではオーバーライドを行うための磁性
二層膜についての例であるが、この場合に限らず、磁気
的に結合された二層膜を用いた場合で、その記録部の一
部が第１の磁性薄膜と第２の磁性薄膜の磁気モーメント
が反平行となる場合全てに対して本発明は有効である。
以上、本発明の具体例を二層間の磁気的結合エネルギが
両層の交換結合による例をもって説明したが、この磁気
的結合エネルギは両層の静磁気結合によるものあるいは
交換結合に加えて静磁気結合によるものであってもかま
わない。
Ｈ１発明の効果 本発明の光磁気記録媒体の信号再生方法によれば、第１
、第２の磁性薄膜の互いに磁気的に結合される各磁気モ
ーメントが互いに同じ向きの記録部分と互いに逆向きの
記録部分とを存する積層磁性薄膜記録媒体の再生信号の
ＳＮ比を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例の動作を説明するための磁化
状態図、第２図は該実施例に用いられる熱磁気記録媒体
の積層構造を概略的に示す要部断面図、第３図は記録装
置の一例を概略的に示す概略構成図、第４図は磁化状態
の遷移を説明するための図、第５図は外部磁場の変化に
対する磁化状態の変化を示す図である。 ３・・・第１の磁性薄膜 ４・・・第２の磁性薄膜 ５・・・磁性二層膜 ７・・・界面磁壁

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 第１、第２の磁性薄膜が磁気的に結合されて積層され、
    これらの第１、第２の磁性薄膜の互いに磁気的に結合さ
    れる各磁気モーメントが互いに同じ向きの記録部分と互
    いに逆向きの記録部分とを有する積層磁性薄膜から信号
    を読み出すに当たり、上記磁気モーメントが同じ向きに
    なるように磁場を印加して磁気光学効果により再生する
    光磁気記録媒体の信号再生方法。
JP61195616A 1986-08-20 1986-08-22 光磁気記録媒体の信号再生方法 Pending JPS6353738A (ja)

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