KR0143541B1 - 광자기 기록 방법 - Google Patents

광자기 기록 방법

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KR0143541B1
KR0143541B1 KR1019930027076A KR930027076A KR0143541B1 KR 0143541 B1 KR0143541 B1 KR 0143541B1 KR 1019930027076 A KR1019930027076 A KR 1019930027076A KR 930027076 A KR930027076 A KR 930027076A KR 0143541 B1 KR0143541 B1 KR 0143541B1
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magnetic domain
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KR1019930027076A
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히로유끼 가따야마
준지 히로까네
준이찌로 나까야마
아끼라 다까하시
겐지 오따
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쯔지 하루오
샤프 가부시끼가이샤
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Abstract

한 양호한 실시예에 있어서, 광자기 기록 방법은 광자기 기록 매체의 수직 자화막에 대해 외부 자계를 수직 방향으로 인가시킴과 동시에, 상기 광자기 기록 매체에 광빔을 조사하고, 이 광빔에 의한 조사 위치를 이동시키면서, 이 광빔의 광세기를 정보에 따라 제1광 세기및 제2광 세기로 변조시킴으로써 상기 정보를 기록하는 것이다. 상기 제1광 세기는 수직 자화막의 보자력을 저하시킴으로써 수직 자화막에 자구를 형성시켜, 상기 빔 조사 위치의 이동과 함께 자구를 이동시키도록 설정되어 있다. 상기 제2광 세기는 수직 자화막의 보자력을 증대시킴으로써 상기 자구를 고정시키도록 설정되어 있다.

Description

광자기 기록 방법
제1도(a) 내지 제1도(d)는 본 발명의 제1실시예의 광자기 기록 방법을 설명하는 도면으로, (a) 및 (C)는 광빔의 광 강도의 시간에 따른 변화를 도시한 도면이고, (b) 및 (d)는 기록층에 형성된 자구(磁區)를 도시한 도면.
제2도(a) 및 제2도(b)는 본 발명의 제1실시예의 광자기 기록 방법을 설명하는 도면으로, (a)는 광자기 디스크에 있어서의 광빔의 조사 부위의 온도 프로파일을 도시한 도면이고, (b)는 기록층의 자화(磁花)모양을 도시한 도면.
제3도는 광자기 디스크 장치 및 광자기 디스크를 나타내는 개략적인 구성도.
＊도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 기판 2 : 광자기 기록 매체층
2a : 기록층 3 : 헤드
4 : 대물 렌즈 5 : 광빔
6 : 전자석 7 : 자기 코어
11,12,13,14 : 자구 22 : 반전 자화부
본 발명은 광자기 디스크 등의 광자기 기록 매체에 광변조 기록에 의한 다이렉트 오버라이트를 행하는 광자기 기록 방법에 관한 것이다.
최근에 광자기 디스크 등의 광자기 기록 매체가 정보 기록을 교체할 수 있는 고밀도, 대용량의 메모리 소자로서 주목되고 있다. 그 중에서도, 정보 기록의 교체를 위해 정보를 따로 소거할 필요가 없는, 소위 다이렉트 오버라이트를 행할 수 있는 광자기 기록 매체의 필요성이 매년 높아지고 있다. 이러한 배경하에서, 이미 다이렉트 오버라이트를 할 수 있는 몇가지 방식이 제안되어 있다. 이 방식들을 대별해 보면, 자계 변조 기록 방식과 광변조 기록 방식으로 나눌 수 있다.
상기 자계변조 기록 방식에서는 일정 강도의 광빔을 광자기 기록 매체의 소정 기록 영역에 조사하여, 이 매체의 기록막의 온도를 상승시킨 상태에서 기록 정보에 따라 반전하는 외부 자계를 상기 기록 영역에 인가하고, 이 매체의 기록막의 자화 방향을 기록 정보에 따라 반전시킴으로써 다이렉트 오버라이트를 실현한다.
한편, 광변조 기록 방식에서는 교환 결합자성 2층막을 사용하는 방식(1987년 제34회 응용물리관계 연합공연회 공연 예고집, 강연 번호 29p-ZL-3) 및 반자계를 이용하는 방식(Appl. Phys. Lett. 49, 1986, pp473-474)이 대표적이며, 어느 방식의 경우에도, 기록시에 광변조 기록 매체에 인가되는 외부 자계의 강도 및 방향은 일정하다.
상기 교환 결합자성 2층막을 사용하는 방식에서는, 실온에서 보자력이 크며 큐리 온도가 낮은 자성체로 이루어지는 기록층과, 실온에서 보자력이 작으며 큐리 온도가 높은 자성체로 이루어지는 기록 보조층을 적층한 2층 구조의 교환 결합막으로 이루어지는 광자기 기록 매체를 사용하고 있다. 그리고, 이 방식에서는 오버라이트에 앞서, 기록 보조층의 실온에서의 보자력보다 큰 초기화 자계가 광자기 기록 매체에 인가됨으로써 기록 보조층의 자화 방향이 한 방향으로 정렬된다. 이후에, 광자기 기록 매체에 초기화 자계와는 역 방향의 자계를 인가하면서 기록 보조층의 큐리 온도 부근까지 온도를 상승시켜, 기록층 및 기록 보조층양층을 자화 반전시킬 수 있는 고파워 레벨과, 기록층의 큐리 온도 부근에서 온도 상승을 정지시켜, 기록 보조층은 자화 반전시키지 않고 기록층만을 기록 보조층의 자화 방향으로 정렬시킬 수 있는 저파워 레벨 사이에서, 조사 레이저 파워를 기록 정보에 따라 변화시킴으로써 다이렉트 오버라이트를 실현한다.
한편, 반자계를 이용하는 방식에서는, 사용되는 광자기 기록 매체의 구조가 기본적으로 단상 막 구조이다. 이 방식에서는, 기록 비트의 경계에 해당되는 자벽에 작용하여 자구를 확대하기도 하고 또는 축소하기도 하는 힘을 조사 레이저 광의 에너지만을 변화시켜 콘트롤하고, 최종적으로 기록 비트의 크기를 축소시킴으로써 이 기록 비트를 소멸(소거)함과 동시에 기록 비트의 크기를 확대시킴으로써 기록하여 다이렉트 오버라이트를 실현한다. 구체적으로, 일정한 레이저 광 강도 하에서, 소정 시간 폭의 레이저 펄스로 기록 비트(자구)를 형성함과 동시에 기록 비트에 상기 레이저 펄스보다 짧은 시간 폭의 레이저 펄스를 조삼함으로써 상기 레이저 펄스보다 짧은 시간 폭의 레이저 펄스를 조사함으로서 이 기록 비트를 소거하도록 되어 있다.
그러나, 상기 자계 변조 기록 방식에서는 외부 자계의 방향을 고속으로 스위칭시킬 필요가 있기 때문에, 자기 헤드를 소형화하고 인덕턴스를 작게 하며 동시에, 광자기 기록 매체와 자기 헤드 사이의 거리를 좁게 하는 것이 불가결하여, 자기 헤드가 광자기 기록 매체에 접촉하고, 광자기 기록 매체에 흠이 생기기도 하고, 자기 헤드가 손상되는 일도 있다는 문제점이 있다. 즉, 광자기 기록 매체의 큰 특징인 비접촉으로 인해 정보의 기록, 재생이 희생되기 쉽다. 더우기, 이러한 고속 자계 반전을 실현하기 위해서는 자기 헤드 구동 회로가 복잡해져서 이 방식으로 광자기 기록을 행하는 장치의 부담을 증대시킨다.
또, 광자기 기록 방식의 교환 결합자성 2층막을 사용하는 방식에서는, 특히, 광자기 기록 매체의 구조에 민감한 교환 결합력을 이용해야 하기 때문에, 다층화된 각 자성층의 자기 특성을 소정 조건으로 설정해야 하고, 더구나, 큰 면적의 광자기 기록 매체를 작성하는 것이 곤란하였다. 또, 재생 파워에 부가하여 오버라이트 시의 고레벨 파워 및 저레벨 파워의 3가지 값의 레이저 파워가 필요하기 때문에, 이 방식으로 광자기 기록을 행하는 장치의 구성이 복잡해진다는 문제점을 갖고 있다.
또, 광자기 기록 방식에 있어서 반자계를 이용하는 방식에서는, 광자기 기록 매체가 단층 구조를 기본으로 하고 있으며, 오버라이트 성능을 좌우하는 자벽 에너지 제어, 높은 신호 품질[큰 자기 케르(kerr) 회전각], 높은 기록 감도(낮은 큐리 온도) 등의 모든 특성을 정합시키기 위한 매우 작은 자유도의 매체 조성 설계가 요구되게 된다. 이와 같이, 광자기 기록 매체의 자기 특성에 관한 허용 범위가 좁기 때문에, 실제로는 오버라이트에 위한 기록 자구의 소멸은 곤란하며, 미소하지만 자구가 남게 되어, 결과적으로 남은 미소 자구가 소거율을 저하시키게 된다. 또, 오버라이트를 행하는 경우에, 사전에 전회(前回)의 기록 상태를 알고 있어야만 했으므로, 완전한 단일 광빔에 의한 오버라이트라고는 할 수 없었다.
본 발명의 목적은 광자기 기록 매체의 구성 및 이 매체에 정보를 기록하는 장치의 구성을 단순화시키고, 이전의 기록 정보의 소거시 잔류량이 적은 오버라이트가 가능한 광자기 기록 방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 광자기 기록 매체의 수직 자화막에 대해 외부 자계를 수직 방향으로 인가시킴과 동시에, 상기 광자기 기록 매체에 광빔을 조사하고, 이 광빔에 의한 빔 조사 위치를 이동시키면서, 이 광빔의 광 강도를 정보에 따라 제1광 강도와 제2광 강도로 변조시킴으로써 상기 정보를 기록하는 방법으로, 상기 제1광 강도는 수직 자화막의 보자력을 저하시킴으로써 수직 자화막에 자구를 형성시켜 상기 빔 조사 위치의 이동과 함께 자구를 이동시키도록 설정되며, 상기 제2광 강도는 수직 자화막의 보자력을 증대시킴으로써 상기 자구를 고정시키도록 설정되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.
이로 인해, 광자기 기록 매체의 구조에 민감한 교환결합자성 2층막을 사용하는 일 없이, 단층 구조의 광자기 기록 매체를 사용할 수가 있다. 또, 외부 자계의 강도를 일정하게 유지한 상태에서, 광빔의 광 강도를 정보에 따라 변조하는 것만으로 소거시 전회 기록된 정보의 잔류량이 적은 오버라이트가 가능하다. 따라서, 광자기 기록 매체의 구성 및 이 매체에 정보를 기록하는 장치의 구성을 단순화시킬 수 있다.
본 발명의 또 다른 목적, 특징 및 우수한 점은 첨부된 도면을 참조하여 이하에 기재되는 상세한 설명에 의해 분명히 알 수 있다.
본 발명의 제1실시예에 대하여 제1도 내지 제3도에 기초하여 설명하면, 이하와 같다.
본 실시예에서 사용되는 광자기 기록 매체로서의 광자기 디스크는 제3도에 도시된 바와 같이 원반상(狀)의 광 투과성 기판(1) 상에 광자기 기록 매체층(2)가 설치된 구성으로 되어 있다. 통상, 기판(1)의 광자기 기록 매체층(2)에는 광빔(5)를 안내하기 위한 가이트 트랙이 형성되어 있다.
상기 광자기 기록 매체층(2)는, 예를 들면, 제1유전체막, 수직 자화막인 기록층 및 제2유전체막을 기판(1) 상에 순차적으로 적층한 3층 구조로 되어 있다. 제1 및 제2유전체막은 기록층을 보호하는 작용을 한다. 또, 제1유전체막은 자기 케르 효과(magnetic kerr effect)를 강조하는 작용도 한다. 그리고, 상기 제2유전체막 상에 반사막을 더 설치하여 4층의 반사막 구조도 가능하다.
또, 상기 광자기 기록 매체층(2)는 예를 들면, 제1유전체막, 자기 케르 회전각이 큰 자성체로 이루어진 수직 자화막인 독출층, 수직 자화막인 기록층 및 제2유전체막을 기판(1) 상에 순차적으로 적층한 4층의 구조로 형성될 수도 있다.
3층 구조의 광자기 기록 매체층(2)를 갖는 광자기 디스크는 구체적으로 예를 들면, 유리 기판(1) 상에 제1유전체막으로서 막두께가 80nm인 AlN, 기록층으로서 막두께가 40nm의 Gd0.28Dy0.19Fe0.53및 제2의 유전체막으로서 두께가 50nm인 AlN을 순차적으로 형성함으로써 얻어진다.
또, 4층 반사막 구조의 광자기 기록 매체층(2)를 갖는 광자기 디스크는 구체적으로 예를 들면, 유리 기판(1) 상에 제1유전체막으로서 막두께가 80nm인 AlN, 기록층으로서 막두께가 30nm의 Gd0.029Dy0.18Fe0.53, 제2유전체 막으로서 막두께가 25nm인 AlN및 반사막으로서 막두께가 50nm인 Al을 순차적으로 형성함으로써 얻어진다.
또, 독출층을 갖는 4층 구조의 광자기 기록 매체층(2)를 갖고 있는 광자기 디스크는 구체적으로 예를 들면, 유리 기판(1) 상에 제1유전체막으로서 막두께가 80nm인 AlN, 독출층으로서 막두께가 30nm인 Dy0.46Fe0.45Co0.09, 기록층으로서 막두께가 40nm인 Gd0.028Dy0.19Fe0.53및 제2유전체 막으로서 막두께가 50nm인 AlN을 순차적으로 형성함으로써 얻어진다.
본 실시예에서 사용되는 광자기 기록 재생 장치로서의 광자기 디스크 장치는 기본적으로는 광자기 디스크의 기판(1) 측에 배치된 광학 헤드(3)과 광자기 디스크의 광자기 기록 매체층(2) 측에 광학 헤드(3)에 대향하여 배치된 전자석(6)으로 구성되어 있다.
광학 헤드(3)은 반도체 레이저 등의 광원을 갖고 있고, 광원으로부터 출사된 광을 집광하여 광자기 기록 매체층(2)에 광빔(5)를 조사하는 대물 렌즈(4)를 갖추고 있다.
전자석(6)은 원주상의 자기 코어(7)과 이 자기 코어(7)에 감긴 코일(8)로 구성되어 있으며, 광빔(5)가 조사되는 광자기 기록 매체층(2)에 일정한 강도의 외부 자계 Hex를 광자기 기록 매체층(2)에 대해 수직 방향으로 인가할 수 있도록 되어 있다.
전 구동되고 있는 광자기 디스크에 전자석(6)에서 일정한 크기의 외부 자계 Hex를 광자기 기록 매체층(2)에 대하여 수직 방향으로 인가하면서, 정보에 따라 광강도가 강약으로 변조되는 광빔(5)를 조사함으로써 행하여 진다.
광학 헤드(3)의 광원으로부터 출사된 단일 광빔(5)를 소정의 제1광 강도(고레벨)로 유지시킨 상태에서 이 광빔(5)를 광자기 디스크에 연속적으로 주사 조사하면서, 제1도(a)에 도시한 바와 같이, 광빔(5)의 광 강도를 펄스적으로 0(영) 또는 소정 레벨의 제2광 강도(저레벨)로 강하면시키면 제1도(b)에 도시한 바와 같이, 광자기 기록 매체층(2)의 기록층에 있어서 광빔(5)의 광 강도가 제2광 강도(저레벨)로 되는 각 부분에만 자구(기록 비트)가 형성된다.
또, 제1도(c)에 도시한 바와 같이, 제1광 강도의 광빔(5)를 상술한 바와 같이 하여 광자기 디스크의 이전에 기록된 구 비트 열 위에 겹쳐서 조사하면, 제1도(d)에 도시한 바와 같이, 구 데이타 비트는 소거되고, 광자기 기록 매체층(2)의 기록층에 있어서 광빔(5)의 광 강도가 제2광 강도(저레벨)로 되는 각 부분에만 새로이 자구가 형성된다. 즉, 다이렉트 오버라이트가 가능하다.
여기서, 상기 오버라이트 동작에 대하여 제2도를 참조하여 이하에 상세히 설명한다.
우선, 일정한 크기의 외부 자계 Hex하에서, 제1광 강도(고레벨)의 광빔(5)가 광자기 디스크 상에 주사되는 경우에 대해 생각한다. 상기 빔(5)는 대물 렌즈(4)에 의해 집광되기 때문에, 이 광 강도 분포가 가우스 분포로 되고, 광자기 디스크 상의 온도 분포도 제2도(a)에 도시한 바와 같이 가우스 분포가 된다. 그리고, 광자기 기록 매체층(2)의 기록층(2a)에 있어서, 제2도(b)에 도시한 바와 같이, 소정의 문턱값 온도(반전 온도) 이상으로 가열된 영역에서 자화 반전이 생겨서, 자벽으로 둘러싸인 반전 자화부(22:자구)가 형성된다. 즉, 광자기 기록 매체층(2)의 기록층(2a)는 광빔(5)의 조사에 의한 온도 상승에 의해 그 보자력이 작아지게 되고, 반전 온도 이상으로 가열된 영역에서는 그 자화 방향이 외부 자계 Hex의 방향으로 정렬되어, 자화 반전이 생긴다. 또한, 제2도(b)는 상기 기록층(2a)의 자화 모양을 도시하고 있는데 자화 방향은 상향 또는 하향의 화살표로 도시되어 있다.
일반적으로, 원통상의 자구를 둘러싸는 자벽에 단위 면적당 작용하는 힘 F는 다음의 식(1)과 같이 표현된다.
F = -σω/γ-δσω/δγ+2MsHd+2MsHd+2MsHext … (1)
상기 식(1)에 있어서, σω는 자벽 에너지 밀도(단위 면적당 자벽 에너지), γ은 원통상의 자구 반경, Ms는 포화 자화, Hd는 주위 자화에 대한 반자계, Hext는 외부 자계 Hex의 강도를 의미한다.
이 자벽에 작용하는 자기적인 힘 F와 자벽을 움직이지 못하도록 하는 기록층(2a)의 보자력 Hc에 기초한 힘인 2MsHc의 대소 관계에 따라 자벽의 동작(정지 또는 움직임)이 결정된다. 즉, 상기 식(1)로 표현되는 자벽에 작용하는 힘 F의 절대치의 크기가 2MsHc보다 큰 경우에는 자벽이 이동하게 되는데, 특히, 식(1)에 있어서 우변의 제1항 또는 제2항이 자구의 수축력으로서 자벽에 작용하고, 제3항 및 제4항은 자구를 확대시키는 힘으로서 자벽에 작용하게 된다.
여기서, 광자기 디스크에 대한 광빔(5)의 조사 단위가 동일 도면 상에 도시되어 있는 화살표 P방향으로 이동하는 경우에, 반전 자화부(22)를 둘러싸는 자벽에 있어서의 빔 조사 위치 이동 방향의 상부측에 위치하는 부분 L(이하, 자벽 선단부라 함)에서는 빔 조사 위치가 이동됨에 따라 수반되는 온도 경사가 완만하게 되는 방향으로 움직인다. 그러면, 식(1)이 나타내는 자벽에 작용하는 힘 F에 있어서, 온도 경사의 영향을 가장 강하게 받는 우변 제2항의 절대치가 다른 항에 비하여 상대적으로 작아지게 되어, 우변 제3항 및 제4항이 지배적으로 된다. 이 결과, 자벽 선단부 L에는 자구를 확대시키는 방향으로 힘이 작용하게 된다.
한편, 반전 자화부(22)를 둘러싸는 자벽에 있어서, 빔 조사 위치 이동 방향의 하부측에 위치하는 부분 T(이하, 자벽 후단부라 칭함)에 있어서는 빔 조사 위치가 이동함에 따라 수반되는 온도 경사가 현저하게 되는 방향으로 움직인다. 그러면 식(1)이 나타내는 자벽에 작용하는 힘 F에 있어서, 우변 제2항의 절대치가 다른 항과 비교하여 상대적으로 크게 되어, 이 결과 자벽 후단부 T에는 자구를 축소시키는 방향으로 힘이 작용하게 된다.
상술한 바에서, 반전 자화부(22)를 둘러싸는 자벽의 선단부 L 및 후단부 T에는 공히 빔 조사 위치의 이동 방향(빔 주사 방향)으로 이동하려고 하는 힘이 작용하여 결과적으로 반전 자화부(22)는 빔 조사 위치의 이동에 따라 빔 조사 위치의 이동 방향으로 이동하게 된다.
또, 상기 반전 자화부(22)와 자화 방향이 같은 자구(기록 비트)가 이미 존재해 있던 곳을 제1광 강도(고레벨)의 광빔(5)로 주사하는 경우에는 다음과 같이 된다. 우선, 이미 존재하는 자구에 광빔(5)가 조사됨으로써 이 자구는 빔 조사 위치와 함께 이동하는 반전 자화부(22)에 흡수되고, 그 후에 광빔(5)에 끌려서 빔 조사 위치의 이동 방향으로 이동하게 된다. 이와 같이, 제1광 강도(고레벨)의 광빔(5)를 광자기 디스크 상에 주사함으로써, 주사전에 기록층 상에 존재하던 자구가 빔 주사 방향으로 이동되고, 결과적으로 자구가 소거된다.
다음에, 상술한 바와 같이, 연속적으로 주사 조사하고 있는 광빔(5)의 광강도를 펄스적으로 제2광 강도(저레벨)로 하는 경우를 생각한다. 이 경우에, 광빔(5)의 광 강도를 약하게 하는 순간부터, 횡 방향 및 막두께 방향의 열 확산에 의해, 광빔(5)의 조사에 의해 온도가 상승하고 있던 부위의 온도가 저하하고, 광자기 디스크의 온도 프로파일은 한결같이 완만하게 된다. 이 때문에, 그때까지 빔 조사 위치의 이동 방향으로 힘을 받고 있는 자벽 선단부 L 및 후단부 T에는 온도 경사가 완만해지는 영향으로 인해 자구를 확대시키는 방향으로 힘이 작용하여, 최종적으로 자벽에 작용하는 힘 F의 크기와 기록층(2a)의 보자력 Hc에 기초한 힘(2MsHc)가 동등하게 되어 자벽의 이동이 멈추고, 결국 그 장소에 고립된 자구(기록 비트)가 형성된다.
이상과 같이, 연속적으로 주사 조사하는 고레벨의 광빔(5)의 광 강도를 기록 자구를 형성하고자 하는 위치(기록 자구 형성 위치)에서 펄스적으로 제2광 강도(저레벨)로 변환시킴으로써, 광자기 디스크의 이전 기록 상태에 관계없이, 기록층의 광 강도가 제2과 강도(저레벨)에 대응하는 부위(즉, 기록 자구 형성 위치)에서만 외부 자계 Hex와 같은 방향의 자화를 갖는 자구를 형성하도록 할 수 있어, 완전한 다이렉트 오버라이트가 가능해진다.
그러므로, 본 실시예와 광 자기 기록 방법에 있어서는, 광 자기 디스크의 구조에 민감한 교환 결합 자성 2층막을 사용하지 않고, 단층 자성막 구조의 광 자기 디스크를 사용하는 것이 가능하기 때문에, 광 자기 디스크의 구성을 단순화 시킬 수 있다. 또, 외부 자계 Hex의 강도를 일정하게 유지한 상태에서, 광 빔(5)의 광 강도를 정보에 따라 변조하는 것만으로 오버라이트가 가능하며, 광 자기 디스크 장치의 구성도 단순하게 할 수 있다.
상기 광 자기 디스크 및 광 자기 디스크 장치를 사용하여, 실제로 오버라이트 검사를 행하였다. 우선, 3층 구조의 광 자기 기록 매체층(2)를 갖는 광 자기 디스크를 사용하는 경우를 이하에 설명한다.
유리 기판 상에 막 두께가 80nm인 AlN, 막 두께가 30nm인 Gd0.27Dy0.18Fe0.55및 막 두께가 50nm인 AlN을 순차적으로 스퍼터링법으로 성막하여 광 자기 디스크를 제작하였다. 기록층으로서 Gd0.27Dy0.18Fe0.55는 큐리 온도를 160℃, 보상 온도를 80℃로 하는 조성으로 설정한 것이다. 기록 조건으로서 외부 자계 Hex의 강도를 100Oe로 설정함과 동시에, 레이저 빔(광 빔)의 고전력 레벨을 8mW, 저전력 레벨을 1mW, 펄스 주기를 5ms, 저전력 레벨에 대응하는 펄스폭을 250㎲으로 설정하고 레이저 빔의 광 자기 디스크에 대한 상대 선속도를 1mm/s가 되도록 상기 광 자기 디스크를 회전시켜 정보를 기록하였다. 이 결과, 기록층(2a)로서의 GdDyFe에 제1도(b)에 도시한 바와 같이, 원통상의 자구(11,12,13)이 형성되었다.
그 후, 상기 기록 조건에 의해 기록층(2a)에 형성된 자구(11,12,13)이 존재하는 곳을 레이저 빔을 고전력 레벨로 유지한 채 주사하면, 이 자구(11,12,13)은 모두 소거된다.
다음으로, 상술한 바와 동일한 기록 조건으로 상기 광 자기 디스크에 정보 기록을 행하고, 제1도(b)에 도시한 바와 같이, 펄스 주기를 상기 기록 조건의 1.5배(즉, 7.5ms)로 하고, 그 이외의 조건은 상기 기록 조건과 동일하게 하여, 자구(11,12,13)의 위에 겹쳐쓰기를 하였다. 그 결과, 제1도(d)에 도시한 바와 같이, 고전력 레벨의 레이저 빔으로 주사된 장소에 존재하던 자구(11,12,13)은 소거되고, 저전력 레벨의 레이저 빔이 조사된 부위에서는 새로 기록된 부위 및 전에 기록되어 있던 자구(13)과 겹친 부위 모두에 자구(14)가 형성되어, 오버라이트가 가능함을 확인할 수 있었다.
또, 상기 기록층(2a)로서 Gd0.27Dy0.18Fe0.55대신에 Gd0.20Tb0.20Fe0.60을 사용한 광 자기 디스크에 대해서도 상술한 바와 같이 오버라이트 동작이 가능함을 확인할 수 있었다.
다음으로, 재생 성능을 개선하기 위해, 자기 케르 회전각이 큰 자성 재료로 이루어진 독출층을 기록층에 적층한 4층 구조의 광 자기 기록 매체층(2)를 갖는 광 자기 디스크를 사용하는 경우를 이하에 설명한다.
유리 기판 상에 막 두께가 80nm인 AlN, 독출층으로서 큐리 온도가 200℃이고 막 두께가 30nm인 Dy0.46Fe0.45Co0.09, 기록층으로서 막 두께가 40nm인 Gd0.28Dy0.19Fe0.53및 막 두께가 50nm인 AlN을 순차적으로 스퍼터링법으로 성막하여 광 자기 디스크를 제작하였다. 기록 조건으로서 외부 자계 Hex의 강도를 200 Oe로, 레이저 빔의 고전력 레벨을 10mW, 저전력 레벨을 1mW로 설정하고 상기와 같이 오버라이트 검사를 행하였는 바, 상기와 같은 오버라이트 동작을 확인할 수 있었다. 또, 이 광 자기 디스크를 사용하는 경우에 자기 케르 회전각은 3층 구조의 광 자기 기록 매체층(2)를 갖는 광 자기 디스크를 사용하는 경우의 1.5 내지 2배로 되고, 재생 성능이 향상되었다.
또, 재생 성능을 개선하는 다른 수단으로서 반사막을 설치한 4층 반사막 구조의 광 자기 기록 매체층(2)를 갖는 광 자기 디스크를 사용하는 경우를 이하에 설명한다.
유리 기판 상에 막 두께가 80nm인 AlN, 기록층으로서 막 두께가 30nm인 Gd0.29Dy0.18Fe0.53, 막 두께가 25nm인 AlN 및 반사막으로서 막 두께가 50nm인 Al을 순차적으로 스퍼터링법으로 성막하여 광 자기 디스크를 제작하였다. 기록 조건으로서 외부 자계 Hex의 강도를 100 Oe로, 레이저 빔의 고전력 레벨을 8mW, 저전력 레벨을 1mW로 설정하고, 상기와 같이 오버라이트 검사를 행하였는 바, 상기와 같은 오버라이트 동작을 확인할 수 있었다. 또, 이 광 자기 디스크를 사용하는 경우에 자기 케르 회전각은 3층 구조의 광 자기 기록 매체층(2)를 갖는 광 자기 디스크를 사용하는 경우의 2배로 되고, 재생 성능이 향상되었다.
그리고, 상기 실시예에서는 광 자기 기록 매체로서 광 자기 디스크에 대해 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정된 것이 아니고, 광 자기 테이프, 광 자기 카드 등에도 적용될 수 있다.
본 발명과 관련된 광 자기 기록 방법은 상술한 바와 같이, 광 자기 기록 매체의 수직 자화막에 대해 외부 자계를 수직 방향으로 인가시킴과 동시에 상기 광 자기 기록 매체 광 빔을 조사하고, 광 자기 기록 매체 및 광 빔중 적어도 한쪽을 이동시킴으로써 빔 조사 위치를 이동시키면서 이 광 빔의 강도를 정보에 따라 제1광 강도와 제2광 강도로 변조시킴으로써 상기 정보를 기록하는 것이다. 그리고, 상기 제1광 강도는 수직 자화막의 보자력을 저하시킴으로써 수직 자화막에 자구를 형성시켜 상기 빔 조사 위치의 이동과 함께 자구를 이동시키도록 설정되어 있고, 상기 제2광 강도는 수직 자화막의 보자력을 증대시킴으로써 상기 자구를 고정시키도록 설정되어 있는 것을 특징으로 한다.
이로 인해, 수직 자화막을 갖는 광자기 기록 매체를 사용하고 일정한 크기의 외부 자계를 상기 수직 자화막에 대해 수직 방향으로 인가함과 동시에, 상기 광자기 기록 매체에 대한 빔 조사 위치를 이동시키면서 정보에 따라 광 강도를 제1광 강도 및 제2광 강도로 변조하도록 광 빔을 조사함으로써, 이 광자기 기록 매체에 대한 정보 기록이 행해진다.
즉, 제1광 강도의 광 빔이 광자기 기록 매체에 조사될 때, 온도 상승에 의해 수직 자화막의 보자력이 작아지게 되고, 자화 방향이 외부 자계의 방향이 되도록 자구가 형성된다. 이 자구를 둘러싸는 자벽에 자구를 확대 혹은 축소시키고자 하는 자기적인 힘이 작용하고, 이 힘과 수직 자화막의 보자력의 평형에 의해 자벽의 정동(靜動)이 정해진다. 상술한 바와 같이, 광 강도가 큰 빔이 조사되고 있는 경우, 수직 자화막의 보자력이 작아지게 되므로, 자기적인 힘을 받아서 자벽은 이동하려고 한다. 여기서 제1광 강도의 광 빔이 광자기 기록 매체에 연속적으로 조사되는 경우에는 자벽이 빔 조사 위치의 이동 방향으로 힘을 받아 이자벽으로 둘러싸인 자구 빔의 조사 위치의 이동 방향으로 이동하게 된다. 이 자구의 이동에 의해, 결과적으로, 자구(기록비트)의 소거가 행해지게 된다.
그리고, 상기와 같이, 연속적으로 조사되는 광 빔의 광 강도가 펄스적으로 제2광 강도로 되는 경우에는, 그 순간부터 열 확산에 의해, 광 빔의 조사로 인하여 온도가 상승하던 부위의 온도가 저하하고, 수직 자화막의 보자력이 증대하기 때문에, 자벽을 이동시키고 있던 자기적인 힘과 수직 자화막의 보자력이 평형을 이루는 곳에서 자벽의 이동이 정지하게 되어 결국, 그 장소에 고립된 자구(기록 비트)가 형성되게 된다.
상술한 바와 같이, 본 실시예의 광자기 기록 방법에 의하면, 광자기 기록 매체의 구조에 민감한 교환결합자성 2층막을 사용하는 일이 없이, 단층 구조의 광자기 기록 매체를 사용할 수 있고 또, 외부 자계의 강도를 일정하게 유지한 상태에서 광 빔의 광 강도를 정보에 따라 변조하는 것만으로 오버라이트를 행할 때 소거되지 않고 남는 구기록 정보량이 적게 되는 오버라이트를 행할 수 있어. 광자기 기록 매체의 구성 및 이 매체에 정보를 기록하는 장치의 구성을 모두 단순하게 만들 수 있다.
이제까지, 구체적인 실시예에 대하여 본 발명을 상세히 설명하였으나, 이는 기술 내용을 명백히 하는 것으로, 그와 같은 구체예에 한정하고자 하는 의도가 아니다. 본 발명의 원리 및 범위는 다음에 기재하는 특허청구범위가 한정하는 범위 내에서 여러가지로 변경하여 실시할 수 있다.

Claims (14)

  1. 광자기 기록 매체의 수직 자화막에 대해 외부 자계를 수직 방향으로 인가시킴과 동시에 상기 광자기 기록 매체에 광 빔을 조사하고, 이 광 빔에 의한 빔 조사 위치를 이동시키면서, 이 광 빔의 광 강도를 정보에 따라 제1광 강도와 제2광 강도로 변조함으로써 상기 정보를 기록하는 광자기 기록 방법에 있어서, 상기 제1광 강도는, 빔(Beam) 이동 방향에 있어서 자벽 선단부(磁壁 先端部)에 광 기록 매체 위의 온도 구배를 감소시켜 상기 수직 자화막 내의 자벽에 작용하는 힘을 자구가 확대되도록 발생시키고, 빔의 이동 방향에 있어서의 자벽 후단부에 광 기록 매체 위의 온도 구배를 증가시켜서, 상기 자구를 축소시키는 힘을 발생시켜 수직 자화막의 자구를 상기 빔 조사 위치의 이동과 같은 방향으로 이동시키도록 설정되어 있고, 상기 제2광 강도는, 제1광 강도보다 약하고, 빔 이동 방향에 있어서 자벽 선단부와 후단부에 광자기 기록 매체 상의 온도 구배를 각각 감소시켜, 자구를 확대시키는 힘을 각각 발생시켜, 상기 수직 자화막의 보자력에 기초한 힘과 같아지는 때에 자벽의 이동을 중지시킴으로써 상기 자구를 고정하도록 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 광자기 기록 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 광자기 기록 매체가 광 투과성을 갖는 기판, 제1유전체막, 수직 자화막으로 이루어진 기록층, 및 제2유전체막을 순서적으로 갖추고 있는 것을 특징으로 하는 광자기 기록 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 광자기 기록 매체가 유리 기판, AlN으로 이루어진 제1유전체막, Gd0.28Dy0.19Fe0.53으로 이루어진 기록층, 및 AlN으로 이루어진 제2유전체막을 순서적으로 갖추고 있는 것을 특징으로 하는 광자기 기록 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 광자기 기록 매체가 유리 기판, AlN으로 이루어진 제1유전체막, Gd0.27Dy0.18Fe0.55로 이루어진 기록층, 및 AlN으로 이루어진 제2유전체막을 순서적으로 갖추고 있는 것을 특징으로 하는 광자기 기록 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 광자기 기록 매체가 유리 기판, AlN으로 이루어진 제1유전체막, Gd0.20Dy0.20Fe0.60로 이루어진 기록층, 및 AlN으로 이루어진 제2유전체막을 순서적으로 갖추고 있는 것을 특징으로 하는 광자기 기록 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 광자기 기록 매체가 유리 기판, AlN으로 이루어진 제1유전체막, Gd0.28Dy0.19Fe0.53로 이루어진 기록층, 및 AlN으로 이루어진 제2유전체막을 순서적으로 갖추고 있는 것을 특징으로 하는 광자기 기록 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 광자기 기록 매체가 광투과성을 갖고 있는 기판, 제1유전체막, 수직 자화막으로 이루어진 기록층, 및 반사막을 순서적으로 갖추고 있는 것을 특징으로 하는 광자기 기록 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 광자기 기록 매체가 유리 기판, AlN으로 이루어진 제1유전체막, Gd0.29Dy0.18Fe0.53로 이루어진 기록층, 및 AlN으로 이루어진 제2유전체막, 및 Al으로 이루어진 반사막을 순서적으로 갖추고 있는 것을 특징으로 하는 광자기 기록 방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 광자기 기록 매체가 광투과성을 갖고 있는 기판, 제1유전체막, 자기 케르 회전각이 큰 자성체로 이루어진 수직 자화막인 독출층, 수직 자화막인 기록층, 및 제2유전체막을 순서적으로 갖추고 있는 것을 특징으로 하는 광자기 기록 방법.
  10. 제1항에 있어서, 상기 광자기 기록 매체가 유리 기판, AlN으로 이루어진 제1유전체막, Dy0.46Fe0.45Co0.09으로 이루어진 독출층, Gd0.28Dy0.19Fe0.53으로 이루어진 기록층, 및 AlN으로 이루어진 제2유전체막을 순서적으로 갖추고 있는 것을 특징으로 하는 광자기 기록 방법.
  11. 제1항에 있어서, 상기 광자기 기록 매체가 광자기 디스크인 것을 특징으로 하는 광자기 기록 방법.
  12. 제1항에 있어서, 상기 광자기 기록 매체가 광자기 테이프인 것을 특징으로 하는 광자기 기록 방법.
  13. 제1항에 있어서, 상기 광자기 기록 매체가 광자기 카드인 것을 특징으로 하는 광자기 기록 방법.
  14. 제1항에 있어서, 상기 제1광 강도의 광 빔의 조사 위치가 이동하면, 상기 자구의 자벽의 선단부에서 자구가 확대되고, 상기 자구의 자벽의 후단부에서 자구가 축소되므로써 자구가 이동하고, 상기 제1광 강도보다도 낮은 상기 제2광 강도의 광 빔이 조사되면, 자벽의 선단부 및 후단부의 양방에서 자구를 확대시키는 힘이 작용하여 이 힘과 상기 보자력이 균형을 이룬 부분에서 자구가 고정되는 것을 특징으로 하는 광자기 기록 방법.
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