KR100271114B1 - 초 해상도의 광자기 기록 매체 및 이 매체를 이용한 정보 재생 방법 - Google Patents

초 해상도의 광자기 기록 매체 및 이 매체를 이용한 정보 재생 방법 Download PDF

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Abstract

광자기 기록 매체는 재생층, 제1 기록층 및 제2 기록층을 포함한다. 재생층은 실온 상태 및 온도 상승 상태에서 수직 자화막이다. 제1 및 제2 기록층에 있어서, 제1 및 제2 기록층을 구성하는 동일한 종류의 원소의 부격자 자기 모멘트는 반대 방향으로 배향된다. 재생 동작에 있어서, 초기화 자계는 광 빔 조사 부분 이외의 기록 매체의 부분에 인가된다. 재생층의 자화 방향은 조사 부분내의 중간 온도 이상의 온도인 영역에서 교환 결합 효과에 의해 제1 기록층의 자화에 대해 안정한 방향으로 배향된다. 재생층의 자화 방향은 저온 영역에서 초기화 자계의 방향으로 배향된다. 정보의 재생은 기록 매체에 의해 반사된 광에서의 광자기 변화를 검출함으로써 실행된다.

Description

초 해상도의 광자기 기록 매체 및 이 매체를 이용한 정보 재생 방법
제1a, 제1b 및 제1c도는 종래 기술을 설명하기 위한 도면.
제2a, 제2b 및 제2c도는 다른 종래 기술을 설명하기 위한 도면.
제3a, 제3b 및 제3c도는 또 다른 종래 기술을 설명하기 위한 도면.
제4도는 본 발명의 제1 실시예에 따른 광자기 기록 매체의 막 구성의 예를 나타내는 개략도.
제5a도는 A 타입 기록층의 제1 기록층에서의 Ms 및 Hc의 온도 의존성을 나타내는 그래프.
제5b도는 A 타입 기록층의 제2 기록층에서의 Ms 및 Hc의 온도 의존성을 나타내는 그래프.
제5c도는 A 타입 기록층의 온도 변화로 인한 자화 상태 변화롤 나타내는 도면.
제6a도는 P 타입 기록층의 제1 기록층에서의 Ms 및 Hc의 온도 의존성을 나타내는 그래프.
제6b도는 P 타입 기록층의 제2 기록층에서의 Ms 및 Hc의 온도 의존성을 나타내는 그래프.
제6c도는 P 타입 기록층의 온도 변화에 의한 자화 상태의 변화를 나타내는 도면.
제7a도는 광 스폿 내의 애퍼추어 및 마스크를 나타내는 도면.
제7b도는 본 발명의 제1 실시예에 따른 광자기 기록 매체의 막 구성, 및 재생시의 자화 상태의 예를 나타내는 도면.
제7c도는 재생시의 매체의 온도 분포를 나타내는 그래프.
제8a도는 광 스폿 내의 애퍼추어 및 마스크를 나타내는 도면.
제8b도는 본 발명의 제1 실시예에 따른 광자기 기록 매체의 막 구성, 및 재생시의 자화 상태의 다른 예를 나타내는 도면.
제8c도는 재생시의 매체의 온도 분포를 나타내는 그래프.
제9a도는 제1 실시예의 커 회전각(kerr rotation angle) θK와 외부 자계 Hex 간의 관계를 나타내는 그래프.
제9b도는 제9a도의 자화 상태를 나타내는 도면.
제10도는 본 발명의 제1 실시예에 따른 광자기 기록 매체의 실험예 2 내지 4의 막 구성을 나타내는 도면.
제11도는 본 발명의 실험예와 비교 실험예의 기록 파워와 선속 간의 관계를 나타내는 그래프.
제12도는 비교 실험예 1의 막 구성을 나타내는 도면.
제13도는 본 발명의 제2 실시예에 따른 광자기 기록 매체의 막 구성을 나타내는 도면.
제14a도는 광 스폿 내의 애퍼추어 및 마스크를 나타내는 도면.
제14b도는 본 발명에 따른 광자기 기록 매체의 막 구성, 및 재생시의 자화 상태의 예를 나타내는 도면.
제14c도는 재생시의 매체의 온도 분포를 나타내는 그래프.
제15a도 내지 제15d도는 본 발명의 제2 실시예에 따른 광자기 기록 매체의 실험예의 막 구성을 나타내는 도면.
제16도는 본 발명의 제2 실시예의 실험예와 비교 실험예의 기록 파워와 선속 간의 관계를 나타내는 그래프.
제17도는 비교 실험예 2의 막 구성을 나타내는 도면.
제18a도 내지 제18d도는 본 발명의 제3 실시예에 따른 광자기 기록 매체의 막 구성을 나타내는 도면.
제19도는 본 발명의 제3 실시예에 따른 정보 재생 방법을 나타내는 설명도.
제20a도 내지 제20c도는 본 발명의 제3 실시예의 각 실험예에서의 막 구성을 나타내는 도면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
7 : 광스폿 10 : 초기화자계
11 : 재생 자계 121 : 재생층
122 : 보조층 124 : 제1 기록층
125 : 제 2기록층 126 : 간섭층
127 : 반사층
[발명의 상세한 설명]
본 발명은 자기 광학 효과를 이용하여 레이저 빔에 의해 정보가 기록/재생되는 광자기 기록 매체와, 고밀도 매체를 실현할 수 있는 광자기 재생 방법에 관한 것이다.
재기록 가능한 고밀도 기록 방법으로서, 반도체 레이저의 열 에너지를 이용하여 자성 박막에 자구(magnetic domain)를 기록함으로써 정보를 기록하고, 자기 광학 효과를 이용하여 기록된 정보를 판독하는 광자기 기록 매체가 주목되고 있다.최근, 상기 광자기 기록 매체에 대한 기록 밀도를 증가시킴으로써 대용량 기록 매체를 얻고자 하는 요구가 증가하고 있다.
상기 광자기 기록 매체와 같은 광 디스크의 선형 기록 밀도는 재생 광학 시스템의 레이저 파장 및 대물 렌즈의 개구수에 크게 의존한다. 보다 구체적으로, 재생 광학 시스템의 레이저 파장 λ, 그리고 대물 렌즈의 개구수 NA가 결정되면 빔 웨이스트(beam waist)의 직경이 결정되기 때문에, 최소의 분해 가능한 마크 주기(minimum resolvable mark period)는 약 λ/2NA이다.
한편, 트랙 밀도는 주로 크로스토크(crosstalk)에 의해 제한된다. 크로스토크는 주로 매체면 상의 레이저 빔의 분포(프로파일)에 의해 결정되며, 마크 주기에서와 같이 λ/2NA의 함수로 표시된다.
따라서, 종래의 광 디스크에서 고밀도를 실현하기 위해서는 재생 광학 시스템에서의 레이저의 파장을 짧게 하고, 대물 렌즈의 개구수 NA를 증가시켜야 한다. 그러나, 소자의 효율, 발열 등과 관련된 문제로 레이저의 파장을 짧게 하는 것은 용이하지 않다. 한편, 대물 렌즈의 개구수를 증가시킬 경우, 렌즈와 디스크간의 거리가 너무 좁아져서 충돌과 같은 기계적인 문제가 발생한다. 이러한 이유로 인해, 기록 매체의 구성 또는 매체 판독 방법을 변경시킴으로써 기록 밀도를 증가시키는 초해상 기술이 개발되고 있다.
예를 들어, 일본국 공개 특허 출원 제3-93056호는 자성 다층 막 매체를 사용하여 초해상 기술에 의해 기록 밀도를 증가시키려 하고 있다. 이 방법은, 제1a도 내지 제1c도에 도시되어 있는 바와 같이, 적어도 재생층(1)과 기록층(3)을 포함하고 있으며 소정의 선속으로 진행중(진행 방향 8)인 매체(제1a도)상에 광 스폿(7)이 조사(irradiation)되고, 광 스폿의 조사시에 형성되는 매체의 온도 분포(제1c도)에서의 고온 부분(T ＞ Tm)의 재생층(1)과 기록층(3) 간의 자기 결합은 낮은 퀴리 온도를 갖는 중간층(2)을 배치함으로써 차단되고, 자기 결합 차단 부분에서의 재생층(1)의 자화의 방향은 광 스폿(7)(제1a도)의 기록 층의 자구 정보의 부분을 마스크하도록 한 방향으로 배열됨으로써, 광의 회절광과 동일하거나 또는 그보다 작은 주기를 갖는 신호의 재생을 실현하고 있다.
또, 예를 들면, 일본국 공개 특허 출원 제3-93058호는 기본적으로 재생층과 기록층으로 구성되는 매체를 사용하여 기록 밀도를 증가시키려 하고 있다. 이 방법은, 제2a도 내지 제2c도에 도시되어 있는 바와 같이, 소정의 선속으로 진행중(진행방향 8)이고 재생층(101)과 기록층(104)을 포함하고 있으며 특성 개선을 목적으로 보조층(102)과 증간층(103)을 더 포함하고 있는 매체(제2b도)에서, 기록층에 자구 정보를 마스크하도록 신호를 재생하기 전에 초기 외부 자계(10)를 이용하여 미리 한 방향으로 재생층의 자화 방향을 배향하고, 이어서 매체상에 광 스폿(7)을 조사하며, 광 스폿의 조사시에 형성되는 매체(제2a도 및 제2b도)의 온도 분포(제2c도) 중 고온 부분의 재생층으로만 기록층의 자구 정보를 전사하여 재생하도록 재생시의 부호간 간섭을 감소시킴으로써, 광의 회절 한계 이하의 주기를 갖는 신호의 재생을 가능하게 하여 기록 밀도를 증가시키도록 하고 있다.
또한, 일본국 공개 특허 출원 제3-255946호는 기본적으로 재생층, 중간층 및 기록층으로 구성된 매체를 사용하여 기록 밀도를 증가시키려고 하고 있다. 이 방법은, 제3a도 내지 제3c도에 도시한 바와 같이, 소정의 선속으로 진행중(진행 방향 8)이고 재생층(111), 중간층(113), 및 기록층(114)를 포함하고 있으며 특성 개선을 목적으로 보조층(112)를 더 포함하고 있는 매체(제3b도)에서, 기록층에 자구 정보를 마스크하도록 신호의 재생전에 초기 외부 자계(10)를 이용하여 한 방향으로 미리 재생층의 자화 방향을 배향한 후, 매체 상에 광 스폿(7)을 조사하고, 광 스폿(7)의 조사시에 형성되는 매체의 온도 분포(제3c도) 중 고온 부분의 재생 층의 자화 방향을, 재생 자계의 방향으로 배향하고, 그리고 중간 온도 부분으로만 기록층의 자구 정보를 전사하여 재생하도록(제3a도 및 제3b도) 재생시의 부호간 간섭을 감소시킴으로써, 광의 회절 한계 이하의 주기를 갖는 신호의 재생을 가능하게 하여 기록 밀도를 향상시키도록 하고 있다.
그러나, 일본국 공개 특허 출원 제3-93056호, 제3-93058호, 및 제3-255946호에 개시되어 있는 광자기 기록 매체에서는, 높은 S/N(C/N)비를 얻기 위해 기록층에 자구 정보를 충분히 마스크할 수 있도록 재생층의 막 두께를 증가시키지 않으면 안된다. 구체적으로, 일본국 공개 특허 출원 제4-255938호에 개시되어 있는 바와 같이, 재생층의 막 두께가 150 Å 이하일 때에는, 재생층 아래 층의 영향이 25 % 이상이 되기 때문에 초 해상 재생이 불가능하다. 이러한 이유 때문에, 실제 요구되는 신호를 얻기 위해, 200 Å 내지 300 Å 이상의 막 두께를 갖는 재생층이 필요하다. 상술한 바와 같이, 광자기 기록 매체에서, 재생층의 막 두께, 즉 모든 자성 층의 총 두께는 기록층의 자구 정보가 마스크되어야 하므로 감소될 수 없다.
최근에, 광자기 기록 매체의 선속을 증가시킴으로써 고 기록 밀도를 달성하려는 요구가 증가하고 있다. 그러나, 두꺼운 자성층을 갖는 매체는 전체적으로 큰열 용량을 가지므로 기록하는데 큰 광 파워를 필요로 한다. 그러나, 반도체 레이저의 광 파워의 출력이 제한되어 있기 때문에, 광자기 기록 매체에 이러한 요구를 맞추기는 어렵다. 또, 반사층을 배치하여 엔핸스 구조(enhance structure)를 채용하는 것으로는 C/N 비가 증가될 수 없다. 또한, 자성 재료는 통상 높은 재료 비용이 들어가는 희토류 금속을 사용하기 때문에 두꺼운 자성층이 사용되는 경우에는 매체의 재료 비용이 증가하므로 값싼 광자기 기록 매체롤 제공하기 어렵다. 따라서, 상술한 참조 문헌에 따른 광자기 기록 매체 및 재생 방법을 이용해서는 초 해상 기술을 사용하는 고밀도 및 고속 기록을 동시에 실현하기 어려우며, 값싼 광사기 기록 매체를 제공하기 어렵다.
또한, 상술한 참조 문헌의 재생 방법에서는 재생층의 자화의 방향이 레이저광의 조사전에 한 방향으로 배향되지 않으면 안된다. 이러한 이유로 인해 재생층을초기화하는 자석이 종래의 장치에 추가되어야 한다. 따라서, 값이 싸고 소형인 광자기 기록 장치를 제공하기 어렵다.
본 발명의 목적은 초해상도(super-resolution) 및 고속 기록을 실현할 수 있는 낮은 재료 비용의 고밀도 광자기 기록 매체, 및 이 매체를 이용한 정보 재생 방법을 제공하기 위한 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 광자기 기록 매체는 재생층, 제1 기록층 및 제2 기록층을 포함하고 있으며, 제1 및 제2 기록층의 동일한 종류의 원소의 부격자 자기 모멘트가 대향 방향으로 배향되어 있는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 목적을 달성하기 위해, 기판상에 적어도 재생층, 제1 기록층 및 제2 기록층을 포함하고 있으며, 제1 및 제2 기록층의 동일한 종류의 원소의 부격자 자기 모멘트가 대향 방향으로 배향되어 있는 광자기 기록 매체상에 기록되는 정보를 재생하기 위한 정보 재생 방법에 있어서, 조사된 부분의 국부 영역에서만 교환 결합 효과(exchange coupling effect)에 의해 제1 기록층의 자화에 대해 안정한 방향으로 재생층의 자화 방향을 배향하도록 광 빔을 매체상에 조사하는 단계와, 매체에 의해 반사된 광의 광자기 변화를 검출함으로써 정보를 재생하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 광자기 기록 매체에서, 기록층은 부격자 자기 모멘트가 대향 방향을 갖는 2층 구조로 되어 있으므로, 기록층의 커 회전각(θK)은 명백히 제로(0)가 된다. 이런 이유로 인해, 레이저 광이 재생층으로 투과되는 경우에도 기록층의 자구 정보는 검출되지 않는다. 따라서, 기록층에서의 자구 정보는 상술한 참조 문헌 각각에 기재된 초 해상도 방법에서와 달리 마스크될 필요가 없으며, 재생 층의 막 두께, 즉 자성층의 총 두께는 감소될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 광자기 기록 매체 및 재생 방법에서는, 고 선속 기록(high-linear velocity recording)을 실현할 수 있으며, 기록 속도도 증가시킬 수 있고, 비용도 절감할 수 있다. 이와 동시에, 반사막을 사용하는 막 구성을 채용할 수 있으므로, 엔핸스 효과에 의한 C/N 비의 증가를 기대할 수 있다.
[제1 실시예]
이하, 본 발명의 제1 실시예에 따른 광자기 기록 매체 및 이 매체를 이용한 재생 방법에 대해 첨부된 을 참조하여 상세히 설명한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 광자기 기록 매체의 기록층은 2층 막 구성을 갖는다. 다음 설명에서 2층 막 중, 광의 입사측 상의 한층을 이후 제1 기록 층이라 하고, 다른 층을 제2 기록층이라 하며, 기록층이라함은 이들 층을 총칭하여 가르키는 것으로 한다.
제4도 또는 제7a도 내지 제7c도에 도시한 바와 같이, 제1 실시예의 광자기 기록 매체는 재생층, 보조층, 중간층, 제1 기록층, 절단층, 제2 기록층, 간섭층 및 반사층을 적층함으로써 구성된다. 이들 층 중, 보조층, 절단층, 간섭층 및 반사층은 반드시 설치될 필요는 없다. 또한, 중간층도 반드시 설치될 필요는 없다. 그러나, 중간층이 설치되지 않으면, 재생층의 형성후에 잔류 개스 분위기 속에서 플라즈마 처리를 행함으로써 재생층과 제1 기록 층간의 계면 자벽 에너지가 제로(0)가 되지 않을 정도로 감소되어야 한다.
재생층은 실온 및 온도 상승 상태에서는 수직 자성층이며, 바람직하게는 희토류-철족 비정질 합금으로 구성되는데, 구체적으로 GdCo, GdFeCo, TbFeCo, GdTbFeCo, GdDyFeCo, NdGdFeCo 등으로 구성된다. 재생층의 두께가 50 Å 이하로 되면, 충분히 강한 재생 신호를 얻을 수 없다. 이러한 이유로 인해, 재생 신호에 기여하는 각각의 층들(재생층과, 재생층에 인접하여 있고 재생시에 재생 영역에서 재생층과 동일한 방향의 부격자 자기 모멘트를 갖고 있는 층이 있는 경우(제2 실시예에서는 중간층)에는 그 층도 포함)은 80 Å 이상의 두께가 바람직하고, 더욱 양호하게는 100 Å 이상의 두께가 바람직하다. 이들 층들의 각각의 두께가 300 Å보다 커지면, 본 발명의 효과는 감소된다. 이 때문에, 각각의 층들의 두께는 300 Å 이하가 바람직하고, 더욱 양호하게는 200 Å 이하가 바람직하다.
자기 초해상을 실현하기 위한 재생 자계, 보자력 등의 조건은, Hi가 초기화자계이며, Hr이 재생 자계이고, HwR이 자기적 결합에 의해 재생층에 작용하는 실효적 자계이며, HcR이 재생층의 보자력이고, Ta가 주위 온도이며, Tm1 및 Tm2가 마스크와 애퍼추어 사이의 경계 온도(Tm1 ＜ Tm2)이고, Tmax가 최고 온도이고, T가 매체 온도인 경우에 다음과 같다.
재생층의 자화는 초기화 자계의 방향을 따르도록 주위 온도(Ta)에서 (식 1)을 만족시켜야 한다.
T = Ta에서 HcR+ HwR＜ Hi (식 1)
여기서 HwR은 아래의 (식 2)로 표시된다.
여기에서 hR은 재생층의 막 두께이고, MsR은 재생층의 포화 자화이며, σwRM1은 재생층과 제1 기록층 간의 계면 자벽 에너지이다. 중간층과 같은 자성층이 삽입되면, 계면 자벽 에너지 σwRM1은 이들 층들을 통해 얻어진 값을 갖는다.
초기화 자계 Hi를 통과한 후 재생층과 기록층 간의 자벽을 유지하기 위해서는 (식 3)으로 주어진 조건이 필요하다.
Ta ≤ T ＜ Tm1에서 HcR＜ HwR(식 3)
광 스폿 내의 고온 영역에서 (식 4)로 주어진 다음 조건을 만족시키는 재생자계 Hr이 인가될 때는, 기록층의 자화 정보는 재생층으로 전사된다.
T ＞ Tm1에서 HcR-HwR＜ Hr ＜ HcR+ HwR(식 4)
중간층은 주위 온도에서 초기화 자계에 의해 재생층의 자화의 방향을 용이하게 역전시키도록 하기 위해 사용된다. 이러한 목적을 위해, 약한 수직 자기 이방성 또는 면내 자기 이방성을 갖는 자성층이 재생층과 제1 기록층 간의 자벽 에너지를 약화시키도록 사용된다. 자성막은 적어도 10 Å 이상, 바람직하게는 20 Å 이상, 그리고 보다 바람직하게는 30 Å 이상의 막 두께를 갖도록 요구된다.
게다가, 보조층은 재생층의 광 입사측에 대향하는 면에 형성될 수 있다. 이 보조층은 재생층의 특성을 보조하도록 사용된다. 이 보조층은 자벽이 존재하더라도 초기화 자계에 의해 배향된 재생층의 자화가 안정하게 존재하고 재생 온도 부근의 온도에서 보자력이 급격히 감소되도록 재생층의 실온에서의 보자력을 보상한다. 이와 같이 중간층 등에 한정된 자벽이 보조층까지 확장되어, 마침내 재생층의 자화 방향이 역전됨으로써 자벽이 사라지게 되어 기록된 마크를 용이하게 전사할 수 있다.
보조층이 설치된 경우, MsS가 보조층의 포화 자화이고, hS가 보조층의 막 두께이며, 재생층의 보자력 HcR을 (식 5)로 주어진 HcRA로 치환하고, 재생층과 기록층간의 계면 자벽에 의한 실효적 자계 HwR을 (식 6)에 주어진 HwRA로 치환하면,
으로 된다.
게다가, 보조층 및 중간층이 재생층과 기록층 사이에 설치된 경우에는, 보조층의 퀴리 온도가 감소되고, 또는 중간층 또는 보조층만이 재생층과 기록층 사이에 설치된 경우에는, 중간층 또는 보조층의 퀴리 온도가 감소되어 일본국 공개 특허 출원 제4-255946호에 개시된 초해상 방법을 실현할 수 있다. 이러한 목적을 위해 아래의 (식 7)이 만족되어야 한다.
T ＞ Tm2에서 Hr ＞ HcR+ HwR(식 7)
기록 층을 구성하는 제1 및 제2 기록 층은 큰 수직 자기 이방성을 갖고 자화 상태를 안정하게 유지할 수 있는 물질로 구성되는 것이 바람직한데, 예를 들면, 희토류 철족 비정질 합금(예를 들면, TbFeCo, DyFeCo, TbDyFeCo 등), 석류석(garnet), 또는 백금족-철족 주기 구조막, 예를 들면 Pt/Co 또는 Pd/Co 백금족-철족 합금(예를 들면, PtCo, PdCo 등)이 바람직하다.
기록 층의 막 두께로서, 제1 및 제2 기록 층 각각은 20 Å 이상 300 Å 미만의 두께를 갖는 것이 바람직하다. 기록층 상의 편광면의 회전을 캔슬시키기 위해서는, 입사측 부근의 제1 기록 층이 제2 기록층의 두께보다 얇은 두께를 갖는 것이 바람직한데, 그 이유는 제1 및 제2 기록 층이 거의 동일한 복소 굴절률을 가질 때 편광면의 회전에 큰 영향을 끼치기 때문이다.
기록층의 조성으로서, 페리 자성의 희토류(RE)-철족 천이 금속(TM) 합금으로 구성된 기록층이 사용되면, 다음의 2개의 다른 조성을 얻을 수 있다. 하나의 조성에서는 기록층은 2개의 층을 적층시켜 구성한다. 즉, 실온에서는 희토류 원소우세이고 실온과 퀴리 온도 사이에 보상 온도를 갖지 않는 제1종의 자성층과, 실온에서 철족 천이 금속 우세이고, 실온과 퀴리 온도 사이에 보상 온도를 갖지 않는 제2종의 자성층을 적층시켜 구성한다(이하 A 타입이라 한다). 다른 조성에서는, 기록층은 2개의 다른 층을 적층시켜 구성한다. 즉, 실온에서 희토류 원소 우세이고 실온과 퀴리 온도 사이에 보상 온도를 갖는 제3종의 자성층과, 실온에서 희토류 원소우세이고 실온과 퀴리 온도 사이에 보상 온도를 갖지 않는 제4종의 자성층을 적층시켜 구성한다(이하 P 타입이라 한다).
희토류 원소가 우세할 때는(RE가 풍부함), 희토류 원소의 부격자 자기 모멘트가 철족 천이 금속 원소의 자기 모멘트보다 크다는 것을 의미하고, 철족 천이 금속 원소가 우세할 때는(TM이 풍부함), 철족 천이 금속의 부격자 자기 모멘트가 희토류 원소의 자기 모멘트보다 크다는 것을 나타낸다.
A 또는 P 타입 기록층 양자에 있어서, 제1 및 제2 기록층의 퀴리 온도는 반드시 정확히 동일할 필요는 없지만 서로 거의 동일하게 설정되는 것이 바람직하다.
제1 기록층의 회토류 원소의 부격자 자기 모멘트 및 제2 기록층의 희토류 원소의 부격자 자기 모멘트, 그리고 제1 기록 층의 철족 천이 금속 원소의 부격자 자기 모멘트 및 제2 기록층의 철족 천이 금속 원소의 부격자 자기 모멘트는 각각 대향 방향으로 배향되어야 한다. 이런 목적으로, 이들 자기층들 간에 의해 야기되는 자기적 결합에 의한 실효적 자계는 각 층들의 보자력보다 작게 설정될 수 있다. 구체적으로, HwM1이 제2 기록층과의 자기적 결합에 의해 제1 기록층에 작용하는 실효적 자계이고, MsM1이 제1 기록층의 포화 자화이고, hM1이 제1 기록 층의 막 두께이며, HcM1이 제1 기록층의 보자력이고, HwM2가 제1 기록층과의 자기적 결합에 의해 제2 기록층에 작용하는 실효적 자계이며, MsM2가 제2 기록층의 포화 자화이고, hM2가 제2 기록 층의 막 두께이며, HcM2가 제2 기록층의 보자력인 경우, 재생층과의 자기적 결합에 의한 실효적 자계를 무시하면 (식 8) 및 (식 9)를 만족시킬 수 있다.
HwM1＜ HcM1(식 8)
HwM2＜ HcM2(식 9)
여기서 HwM1및 HwM2각각은 (식 10) 및 (식 11)로 주어진다.
여기서 σwM1M2는 제1 및 제2 기록층 사이의 계면 자벽 에너지이다. 절단층이 삽입되면, 계면 자벽 에너지는 절단층을 통해 얻어진 값을 갖는다.
자벽 에너지σw는 큰 수직 자기 이방성을 각각 갖는 TbFeCO층 등의 자성층 간에서 약 3 내지 4 erg/cm2정도의 큰 값을 갖는다. 이런 이유로 인해 각 층의 막 두께는 증가되어야 한다. 그러나, 작은 수직 자기 이방성을 갖는 자성층, 면내 자화 성분이 기판면에 대해 수직 자화 성분보다 큰 면내 자기 이방성을 갖는 자성층, 유전체층 또는 비자성 금속층이 제1 기록 층과 제2 기록층 사이에 삽입되면, 교환 결합력은 막 두께를 증가시키지 않고 충분히 감소 또는 차단될 수 있다. 이것이 절단층의 역할이다. 계면 자벽 에너지 σw는 작은 수직 자기 이방성을 갖는 자성층, 즉 GdFeCo 막이 사용되면 약 1 내지 2 erg/cm2정도로 작게된다. 게다가, 제1 기록 층과 제2 기록 층 사이의 교환 결합을 차단하기 위해 절단층은 SiN, AlNx, AlOx, TaOx, SiOx 등과 같은 유전체로 구성되도록 설정될 수 있다. 이들 유전체는 10 내지 20 Å 이상의 두께를 가질 때 교환 결합 상호 작용을 거의 완전하게 차단할 수 있다. 교환 상호 삭용이 제1 기록층과 제2 기록층 사이에 발생될 필요가 없기 때문에, 상술한 유전체는 절단층으로서 보다 바람직하게 사용된다.
재생시 초기화 자계를 인가하는 동안 제1 기록층의 자화 정보를 보존하기 위해서, HWM1R이 재생층과의 자기적 걸합에 의해 제1 기록층에 작용하는 실효적 자계이면,(식 12)는 주위 온도 Ta에서 만족되어야 한다.
T = Ta에서 HcM1- HwM1R＞ Hi (식 12)
재생 자계 인가 동안 제1 기록층의 자화 정보를 보존하기 위해, (식 13)은 재생시 최고 온도 Tmax이하에서 만족되어야 한다.
T ＜ Tmax에서 Hr ＜ HcM1- HwM1R(식 13)
재생 동안 제2 자성층의 자화 정보를 보존하기 위해, (식 14)는 재생시 최고온도 Tmax이하에서 만족되어야 한다.
T ＜ Tmax에서 Hr ＜ HcM2- HwM2(식 14)
상기 (식 12) 내지 (식 14)에서는 절단층으로서 유전체층을 채용함으로써 제1 및 제2 기록 층간의 자기적 결합이 차단될 때 HwM1및 HwM2가 제로(0)인 것으로 가정했다.
내식성(耐食性)을 개선하기 위해 Cr, Al, Ti, Pt, Nb 등과 같은 원소가 재생층, 중간층 및 기록층에 첨가될 수 있다.
입사광이 기록층을 통해 투과될 때는, 반사층은 입사광을 반사시킴으로써 복귀 광량의 감소를 방지하여 자성층과 반사층간의 입사광을 향상시키도록 기록층의 입사면에 대향하는 면에 설치될 수 있다. 반사층 이외에, SiN, AlNx, AlOx, TaOx, SiOx 등으로 구성되는 유전체층이 간섭 효과를 개선시키기 위해 제2 기록층과 반사층간의 간섭층으로서 설치될 수 있다. 간섭층은 기록층에서의 θK를 캔슬시켜 소정의 반사율을 얻을 수 있는 막 두께를 가져야 한다. 이와 달리, 자졔 변조 오버라이트 동작의 실행시 자구 형상을 개선하기 위해, 열전도층이 열전도성을 개선시키도록 설치될 수 있다. 반사층 및 열 전도층은 Al, AlTa, AlTi, AlCr, Cu 등으로 구성될 수 있다. 이 반사층은 광이 충분히 반사될 수 있고, 반사층 및 열전도성 층이 얇은 두께를 가져야 하고, 광 파워가 너무 커지지 않도록 얇은 두께를 가져야 한다. 열 전도층 및 반사층은 하나의 층으로 구성될 수 있다. 게다가, 유전체층 또는 고분자 수지로 구성되는 보호 코트(protective coat)가 보호층으로 추가될 수 있다.
이하, 본 발명의 광자기 기록 매체의 기록층 상의 정보 기록 방법에 대하여 설명하겠다.
A 타입 기록층의 경우에 있어서. 포화 자화 Ms 및 보자력 Hc의 예를 나타내는 제5a도 및 제5b도와, 자화 상태의 예를 나타내는 제5c도에 도시한 바와 같이, 동일한 종류의 부격자 자기 모멘트가 실온(RT)에서 대향 방향으로 배향되는 상태에서(①), 매체의 온도가 레이저 광에 의해 기록층의 퀴리 온도(TC) 근방의 온도까지 상승된다(②). 그후, 외부 자계(Hb)가 2개의 기록층의 자화의 방향과 역방향으로 인가된다(또는 초기부터 인가된다)(③). 그후, 매체가 실온까지 냉각되어, 2개의 기록층의 자화 상태는 ①에서 이들에 대향하는 부격자 자기 모멘트를 갖는 상태로 안정화된다. 이때, 제1 및 제2 자성층이 서로 자기적으로 결합되어 있으면, 자기적 결합에 의한 실효적 외부 자계가 ③으로부터 ④로의 과정 동안 자기 모멘트를 재 반전시키지 않도록 자화 반전 자계(보자력)보다 크게 되는 것을 방지해야 한다. 상술한 A 타입 기록 층에서는, 제1 기록 층은 실온에서 TM이 풍부하고 제2 기록 층에서는 실온에서 RE가 풍부하다. 이와 반대로, 실온에서 제1 기록층은 RE가 풍부하고, 실온에서 제2 기록층은 TM이 풍부할 수도 있다.
P 타입의 기록층의 경우에는, 포화 자화 Ms 및 보자력 Hc의 예를 나타내는 제6a도 및 제6b도와, 자화 상태의 예를 나타내는 제6c도에 도시한 바와 같이, 부격자 자기 모멘트는 실온(RT)에서 대향 방향으로 배향되는 상태에서(①), 매체의 온도가 퀴리 온도 부근의 온도까지 상숭된다(②). 그후, 외부 자계(Hb)가 2개의 기록층의 자화 방향을 역으로 하도록 인가된다(또는 초기부터 인가된다)(③). 그후, 매체의 온도가 실온까지 냉각되기 전에 보상 온도(Tcomp)를 통과하므로, 2개의 기록층 양자는 부격자 자기 모멘트가 대향 방향으로 배향되고, 전체 자화의 배향 방향이 반평행 상태로 안정화된다. 이때에는, 자기적 결합에 의한 실효적 외부 자계가 ③으로부터 ④로의 과정 동안 자기 모멘트를 재반전시키지 않도록 자화 반전 자계(보자력) 보다 크지 않도록 방지되어야 한다. 상술한 P 타입 기록층에서는 제1 기록층이 실온과 퀴리 온도간의 보상 온도를 갖는 막으로 될 수 있으며, 실온에서 RE가 풍부하고, 제2 기록층은 실온과 퀴리 온도간에 보상 온도를 갖지 않는 막으로 될 수 있고, 실온에서 RE가 풍부하다. P 타입 기록층의 경우에, 제1 및 제2 기록 층의 자화 방향은 제5a도 내지 제5c도에 도시한 바와 같이 제1 기록층의 온도가 그 보상 온도에 도달하기 전에 서로 대향하므로, 전체적으로 기록층의 자화의 크기는 감소될 수 있다. 따라서, 기록동안 주변의 기록층 부분으로부터의 자계 누설의 악 영향(예를 들면, 변동된 기록 자구 형상에 의해 발생된 노이즈)이 감소될 것으로 예상된다.
A 타입 및 P 타입 기록층에 대한 상술한 방법에서는, 정보가 초기 상태의 방향과 대향하는 방향으로 기록된다. 정보가 초기 상태의 방향과 동일한 방향으로 기록되는 경우에는 외부 자계의 방향이 상술한 방향과 반대인 것을 제외하고는 상술한 바와 동일한 동작이 행해진다.
각 타입의 상술한 기록 방법에 있어서는, 광을 조사하는 동안 기록되는 정보에 따라 외부 자계의 방향을 반전시키거나, 또는 기록 매체의 선속을 고려하여 레이저 빔의 강도를 설정함으로써, 광 스폿 내의 소정의 영역만이 외부 자계를 인가하는 동안 기록층의 퀴리 온도 부근의 온도를 갖도록 함으로써, 광 스폿 크기 이하의 크기를 갖는 기록된 자구를 형성할 수 있어서, 그 결과로 광의 회절 한계 이하의 주기를 갖는 정보를 기록할 수 있다.
이하, 본 발명의 제1 실시예에 따른 광자기 기록 매체의 재생 방법에 대하여 설명한다.
먼저, 매체를 회전시킨다. 매체 상에 광 스폿을 조사하는 동안 재생 자계(11)가 광 스폿에 의해 조사된 부분에 인가된다. 광 스폿에 의해 조사된 부분이 아닌 부분에서는 재생 자계의 방향과 대향하는 방향으로 초기화 자계(10)가 매체에 인가된다.
이때, 제7b도 및 제7c도에 도시한 바와 같이, 실온에서 그리고 광 스폿의 저온 부분에서(T＜Tm1), 재생층(121)의 자화 방향은 초기화 자계(10)에 의해 초기화 자계(10)의 방향으로 배향된다. 중간 온도(T ＞ Tm1) 이상의 온도를 갖는 부분에서, 제1 기록 층(124)에서의 자기 정보는 재생 자계의 도움으로 교환 결합력에 의해 재생층(121)로 전사된다. 구체적으로, 제7a도에 도시한 바와 같이, 광 스폿(7)에서, 기록된 마크가 검출되는 애퍼추어 부분 및 어떤 기록된 마크도 검출되지 않는 마크부분이 형성된다.
재생 파워가 더 증가되거나 또는 보조층(122)의 퀴리 온도가 낮은 경우에는, 고온 영역(T＞Tm2)의 온도가 보조층(122)의 퀴리 온도에 이르기 때문에, 제8c도에 도시한 바와 같이, 제1 기록 영역(124)으로부터 재생층(121)까지 작용하는 교환 결합력이 정지되고, 재생층(121)의 자화가 재생 자계(11)의 방향으로 배향되므로 다시 마크 영역을 형성한다. 이 경우에, 제1 기록층에서의 자화는 중간 온도 영역(Tm1 ＜ T ＜ Tm2)에서만 재생층으로 전사된다.
매체에 의해 반사된 광의 광자기 변화(즉, 커 회전각의 변화)가 검출될 때, 재생층으로 전사된 정보가 재생된다.
동일한 종류의 부격자 자기 모멘트가 제1 기록층(124) 및 제2 기록층(125)에서 대향 방향으로 배향되므로, 재생층(121)을 통해 투과된 광의 편광면이 제1 기록층에 의해 회전되고 이어서 제2 기록 층(125)에 의해 대향 방향으로 회전된다. 그 후, 광은 광자기 기록 장치로 복귀한다. 이러한 이유로, 제1 기록층(124)에 의해 편광된 편광면의 회전각이 제2 기록층(125)에 의해 편광된 편광면의 회전각과 동일하게 설정되면, 커 회전각은 이들 기록 층에 의해 영향을 받지 않는다. 따라서, 재생층(121)을 통해 투과되고 제2 기록층(125) 또는 반사층(127)에 의해 반사되는 광은 재생층(121)의 자기 광학 효과에 의해 영향을 받는 편광면의 회전만을 갖는다. 다시 말해서, 입사광이 재생층(121)을 통해 투과되는 경우라도, 기록층의 자구 정보는 검출되지 않는다. 이러한 경우에, 반사층(127)은 제2 기록층(125) 상에 직접 적층될 수도 있다. 그러나, 제7b도에 도시한 바와 같이, 유전체로 구성되는 간섭층(126)은 θK를 증가시키기 위한 엔핸스 구조를 실현하도록 제2 기록층(125)과 반사층(127) 사이에 삽입된다. 이와 달리, 제2 기록층(125)은 충분한 양의 광을 반사시키도록 반사층을 형성하지 않고 비교적 두껍게 형성될 수 있으므로, 커 회전각이 제1 및 제2 기록층(124, 125)에 의해 캔슬될 수 있다.
본 발명의 광자기 기록 매체는 재생층(121) 및 이 재생층(121)과 동일한 방향으로 부격자 자기 모멘트를 갖는 층을 사용함으로써 기록층의 자화 정보의 마스킹을 필요로 하지 않으므로, 이들 층들의 두께는 재생된 신호를 열화시키지 않을 정도로 감소될 수 있다. 따라서, 자성층의 막 두께는 종래예와 비교하여 크게 감소될 수 있다.
이하, 본 발명의 제1 실시예를 실험예를 통해서 상세히 설명하도록 하겠다. 그러나. 본 발명은 다음의 실험예에 한정되는 것은 아니며, 의도된 변경은 본 발명의 범주에 포함되는 것이다.
[실험예 1]
본 발명의 광자기 기록 매체의 막 구조 중, 재생층을 제거하고 제 1 및 제2 기록층을 포함하는 2층막이 θK를 캔슬하는 구성을 갖는지를 조사했다.
Si, Tb, Fe, Co 및 Al 타겟을 DC 마그네트론 스퍼터링 장치에 부착하고, 130 mm의 직경을 갖는 유리 기판을 각 타겟에서 150 mm만큼 떨어진 위치에 배열된 기판 홀더에 고정했다. 이어서, 챔버의 내부를 크라이오펌프(cryopump)에 의해 1 × 10-5Pa 이하의 고진공으로 진공 배기시켰다.
진공 배기를 실행하는 동안 Ar 개스를 0.4 Pa까지 챔버안으로 공급한 후, 800 Å 두께의 SiN 유전체층, 60 Å 두께의 TbFeCo 제1 기록층, 20 Å 두께의 SiN 절단층, 100 Å 두께의 TbFeCo 제2 기록층, 300 Å 두께의 SiN 간섭층 및 600 Å 두께의 Al 반사층을 순서대로 형성하여 제10a도에 도시한 구성을 갖는 샘플을 얻었다.
SiN 층의 형성시, N2개스를 Ar 개스에 추가 공급하여 DC 반응성 스퍼터링법으로 막을 형성했다. 이 경우에, Ar 및 N2개스의 혼합비를 2.1의 굴절률을 얻도록 조정했다. DC 파워를 Tb, Fe 및 Co 타겟에 개별적으로 인가함으로써 조성을 조정하여 TbFeCo를 형성했다.
TbFeCo 제1 기록층의 조성은 제1 기록층이 실온에서 TM이 풍부하고, 200 ℃의 퀴리 온도를 갖도록 설정되었다. TbFeCo 제2 기록층의 조성은 실온에서 제2 기록층이 RE가 풍부하고 보상 온도를 갖지 않고 200 ℃의 퀴리 온도를 갖도록 설정되었다.
이러한 샘플을 제조한 후 커 회전각 평가 장치를 사용하여 θK의 자계 의존성을 조사했다. 저항 가열 벽의 히터를 샘플 온도를 조정하기 위해 샘플의 막 측상에 배치하고, 유리 기판 측으로부터 830 nm의 반도체 레이저 빔을 조사함으로써, 순환식 편광 변조 방법에 의해 θK를 얻음과 동시에 기판면에 수직한 방향으로 최대 15 kOe의 외부 자계(Hex)를 스위프(sweep)했다. 제9a도는 상술한 동작에 의해 얻어진 120 ℃에서의 θK-Hex 그래프이다. 제9a도에서, "+"측으로부터 자계를 스위프함으로써 한정되는 θK의 곡선은 ±5 k0e의 범위내에서 자계가 0이고, θK가 제로(0)일때 "-"측으로부터 자계를 스위프함으로써 얻어진 곡선과 일치한다. 830 nm에서의 자기 광학 효과는 주로 철족 원소의 자화에 기인하므로, ①로부터 ②로의 천이는 제1 기록층의 자화의 방향의 반전에 기인하며, ②로부터 ③으로의 천이는 제2 기록층의 자화 방향의 반전에 기인하고, 상태 ①, ②, ③ 및 ④는 제9b도에 도시한 자화 상태인 것으로 가정된다. 이들 상태로부터 대향 방향의 부 격자 자기 모멘트를 갖는 자성층의 θK가 서로 캔슬되고, θK는 전체적으로 제로(O)가 됨을 알 수 있다.
[실험예 2]
실험예 1과 동일한 과정을 거친 후에, Si, Tb, Gd, Fe, Co 및 Al 타겟을 DC마그네트론 스퍼터링 장치에 부착하여, 800 Å 두께의 SiN 유전체층, 100 Å 두께의 GdFeCo 재생층, 20 Å 두께의 TbFeCoAl 보조층, 30 Å 두께의 GdFeCo 중간층, 46 Å 두께의 TbFeCo 제1 기록층, 10 Å 두께의 SiN 절단층, 60 Å 두께의 TbFeCo 제2 기록층, 300 Å 두께의 SiN 간섭층 및 600 Å Al 반사층을, 130 mm 직경의 프리-그루브형(pre-grooved) 폴리카르보네이트 기판 상에 순차 형성하여 제10d도에 도시한 구성을 갖는 본 발명의 광자기 기록 매체를 얻었다.
GdFeCo 재생층의 조성은 재생층이 실온에서 TM이 풍부하고 300 ℃ 이상의 퀴리 온도를 갖도록 설정되었다. TbFeCoAl 보조층의 조성은 보조층이 실온에서 TM이 풍부하고 190 ℃의 퀴리 온도를 갖도록 설정되었고, HcRA는 3 kOe로 설정되었다. GeFeCo 중간층의 조성은 중간층이 실온에서 TM이 풍부하고, 230 ℃의 퀴리 온도를 갖도록 설정되었다. TbFeCo 제1 기록층의 조성은 제1 기록층이 실온에서 TM이 풍부하고 250 ℃의 퀴리 온도를 갖도록 설정되었다. TbFeCo 제2 기록층의 조성은 제2 기록층이 실온에서 RE가 풍부하고 250 ℃의 퀴리 온도를 갖도록 설정되었다.
이 광자기 기록 매체를 2,600 rpm의 회전 속도로 회전시켜서, 0.40 μm의 기록된 마크 길이(recorded mark length)를 갖도록 37 mm의 반경 위치에 12.5 MHz의 RF 신호를 기입하고, 0.78 μm의 기록된 마크 길이를 갖도록 6.4 MHz의 RF 신호를 기입했다. 그 때의 매체의 선속은 10 m/s였다. 그후에, 각 마크의 C/N 비를 측정하기 위해 400 Oe의 재생 자계를 인가했다. 광학 헤드의 대물 렌즈는 0.55의 NA를 갖고, 레이저 파장은 780 nm였다.
선속을 5 m/s(회전속도 1,300 rpm, 반경 37 mm), 15 m/s(회전속도 3,600 rpm, 반경 40 mm), 20 m/s(회전속도 3,600 rpm, 반경 54mm), 그리고 25 m/s(회전속도 3,980 rpm, 반경 60 mm)로 서서히 변경시키면서 0.78 μm의 마크 길이를 갖도록 3.2 MHz, 9.6 MHz 및 12.8 MHz의 신호를 기록하여 48 dB의 C/N 비를 산출할 수 있는 최소 기록 파워 레벨 Pw를 얻었다. 재생 파워 레벨은 대응하는 기록 파워 레벨에서의 최대 C/N 비에 대응하는 값(2.5 내지 3.5 mW)을 갖도록 설정되었다.
기록/재생 특성은 실험예 1에서와 같이 상기 광자기 기록 매체를 사용하여 측정되었다. 표 1 및 제11도(기호 2)는 측정 결과를 나타낸다.
[실험예 3]
800 Å 두께의 SiN 유전체층, 120 Å 두께의 GdFeCo 재생층, 30 Å 두께의 TbFeCoAl 보조층, 50 Å 두께의 GdFeCo 중간층, 56 Å 두께의 TbFeCo 제1 기록층, 10 Å 두께의 SiN 절단층, 100 Å 두께의 TbFeCo 제2 기록층, 300 Å 두께의 SiN 간섭층, 그리고 600 Å Al 반사층을, 실험예 2와 동일한 막 형성 장치 및 막 형성 방법을 사용하여 폴리카르보네이트 기판 상에 순차 형성하여 제10d도에 도시한 구성을 갖는 본 발명의 광자기 기록 매체를 얻었다.
GdFeCo 재생층의 조성은 재생층이 실온에서 TM이 풍부하고, 보상온도를 갖지 않으며 300 ℃ 이상의 퀴리 온도를 갖도록 설정되었다. TbFeCoAl 보조층의 조성은 보조층이 실온에서 TM이 풍부하고 185 ℃의 퀴리 온도를 갖도록 설정되었으며, HcRA는 4 kOe로 설정되었다. GeFeCo 중간층의 조성은 중간층이 실온에서 TM이 풍부하고 235 ℃의 퀴리 온도를 갖도록 설정되었다. TbFeCo 제1 기록층의 조성은 제1 기록층이 실온에서 RE가 풍부하고 보상온도를 갖지 않으며 250 ℃의 퀴리 온도를 갖도록 설정되었다. TbFeCo 제2 기록층의 조성은 제2 기록층이 실온에서 TM이 풍부하고 250 ℃의 퀴리 온도를 갖도록 설정되었다.
기록/재생 특성은 실험예 1에서와 같이 광자기 기록 매체를 사용하여 측정되었다. 표 1 및 제11도(기호 3)는 측정 결과를 나타내고 있다.
[실험예 4]
800 Å 두께의 SiN 유전체층, 100 Å 두께의 GdFeCo 재생층, 50 Å 두께의 TbFeCoAl 보조층, 50 Å 두께의 GdFeCo 중간층, 50 Å 두께의 TbFeCo 제1 기록층, 20 Å 두께의 SiN 절단층, 150 Å 두께의 TbFeCo 제2 기록층, 300 Å 두께의 SiN 간섭층, 그리고 600 Å Al 반사층을, 실험예 2와 동일한 막 형성 장치 및 막 형성 방법을 통해 폴리카르보네이트 기판 상에 순차 형성하여, 제10d도에 도시한 구성을 갖는 본 발명의 광자기 기록 매체를 얻었다.
GdFeCo 재생층의 조성은 재생층이 실온에서 TM이 풍부하고 300 ℃ 이상의 퀴리 온도를 갖도록 설정되었다. TbFeCoAl 보조층의 조성은 보조층이 실온에서 TM이 풍부하고 170 ℃의 퀴리 온도를 갖도록 설정되었고, HcRA는 3 kOe로 설정되었다. GdFeCo 중간층의 조성은 중간층의 조성은 중간층이 실온에서 TM이 풍부하고 260 ℃의 퀴리 온도를 갖도록 설정되었다. TbFeCo 제1 기록층의 조성은 제1 기록층이 실온에서 RE가 풍부하고 220 ℃의 보상 온도 및 250 ℃의 퀴리 온도를 갖도록 설정되었다. TbFeCo 제2 기록층의 조성은 제2 기록층이 실온에서 TM이 풍부하고 250 ℃의 퀴리 온도를 갖도록 설정되었다.
기록/재생 특성은 실험예 1에서와 같이 광자기 기록 매체를 사용하여 측정되었다. 표 1 및 제11도(기호 4)는 측정 결과를 나타내고 있다.
[실험예 5]
800 Å 두께의 SiN 유전체층, 100 Å 두께의 GdFeCo 재생층, 50 Å 두께의 TbFeCoAl 보조층, 50 Å 두께의 GdFeCo 중간층, 50 Å 두께의 TbFeCo 제1 기록층, 20 Å 두께의 SiN 절단층, 150 Å 두께의 TbFeCo 제2 기록층, 300 Å 두께의 SiN 간섭층, 및 600 Å 두께의 Al 반사층은 실험예 2와 동일한 막 형성 장치 및 막 형성 방법을 사용하여 폴리카보네이트 기판 상에 순차적으로 형성되어, 제10b도에 도시된 구성을 갖는 본 발명의 광자기 기록 매체를 얻었다.
GdFeCo 재생층의 조성은 이 재생층이 실온에서 TM이 풍부하고 300 ℃ 이상의 퀴리 온도를 갖도록 설정되었다. TbFeCoAl 보조층의 조성은 이 보조층이 실온에서 TM이 풍부하고 140 ℃의 퀴리 온도를 갖도록 설정되었고, HcRA는 3 kOe로 설정되었다. GdFeCo 중간층의 조성은 이 중간층이 실온에서 TM이 풍부하고 260 ℃의 퀴리 온도를 갖도록 설정되었다. TbFeCo 제1 기록층의 조성은 이 제1 기록층이 실온에서 RE가 풍부하고 보상 온도를 갖지 않으며 250 ℃의 퀴리 온도를 갖도록 설정되었다. TbFeCo 제2 기록층의 조성은 이 제2 기록층이 실온에서 TM이 풍부하고 250 ℃의 퀴리 온도를 갖도록 설정되었다.
기록/재생 특성은 실험예 1과 같은 광자기 기록 매체를 이용하여 측정했다. 표 1 및 제11도(기호 5)에 측정 결과를 도시했다.
[비교 실험예 1]
800 Å 두께의 SiN 유전체층, 300 Å 두께의 GdFeCo 재생층, 100 Å 두께의 TbFeCoAl 보조층, 150 Å 두께의 GdFeCo 중간층, 400 Å 두께의 TbFeCo 기록층, 및 700 Å 두께의 SiN 보호층은 실험예 2와 동일한 막 형성 장치 및 막 형성 방법을 사용하여 폴리카보네이트 기판 상에 순차적으로 형성되어, 제12도에 도시된 구성을 갖는 종래의 광자기 기록 매체를 얻었다.
GdFeCo 재생층의 조성은 이 재생층이 실온에서 TM이 풍부하고 300 ℃ 이상의 퀴리 온도를 갖도록 설정되었다. TbFeCoAl 보조층의 조성은 이 보조층이 실온에서 TM이 풍부하고 140 ℃의 퀴리 온도를 갖도록 설정되었고, HcRA는 4 kOe로 설정되었다. GdFeCo 중간층의 조성은 이 중간층이 실온에서 TM이 풍부하고 260 ℃의 퀴리 온도를 갖도록 설정되었다. TbFeCo 기록층의 조성은 이 기록층이 실온에서 RE가 풍부하고 보상 온도를 갖지 않으며 250 ℃의 퀴리 온도를 갖도록 설정되었다.
기록/재생 특성은 실험예 1과 같은 광자기 기록 매체를 이용하여 측정했다. 표 1 및 제11도(기호 R)에 측정 결과를 도시했다.
이 예의 결과를 실험예 2 내지 5의 결과와 비교하여 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 광자기 기록 매체에 있어서, 자성층의 막 두께가 얇더라도 0.4 μm의 마크 길이에 대해 45 dB 이상의 C/N 비에서 초해상 기록/재생이 실현될 수 있고, 선속이 높아지더라도 기록에 필요한 레이저 파워는 비교예만큼 커지지 않게 된다. 현행의 광자기 기록 장치에 이용된 반도체 레이저의 매체 표면 상에서의 최대 출력은 약 1O mW이기 때문에, 비교예의 종래의 광자기 기록 매체에서의 최대 선속은 17 m/s이다. 그러나, 본 발명의 실험예에서는 선속이 약 25 m/s 정도까지 향상될 수 있고, 반도체 레이저의 출력이 더욱 향상되면, 본 발명과 종래예의 기록 감도의 차는 더욱 더 커질 것으로 예상된다. 그러므로, 본 발명의 광자기 기록 매체는 종래예에 비해 고속 기록을 달성할 수 있다.
[표 1]
[제2 실시예]
본 발명의 제2 실시예에 따른 광자기 기록 매체 및 이 매체를 이용한 재생 방법에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하겠다.
상술된 바와 같이, 본 발명의 광자기 기록 매체에서의 기록층은 2층 막 구성을 갖는다. 이하, 다음 설명에서는 2층 막 중, 광 입사측 상의 한 층을 제1 기록층이라고 칭하고, 다른 층을 제2 기록층이라 칭하며, 이들 층을 총칭하여 기록층이라고 하겠다.
제13도에 도시된 바와 같이, 제2 실시예의 광자기 기록 매체는 재생층, 중간층, 제1 기록층, 절단층, 제2 기록층, 간섭층 및 반사층을 적층함으로써 구성된다. 이 층들 중, 절단층, 간섭층 및 반사층은 반드시 설치하지 않아도 된다. 중간층도 반드시 설치하지 않아도 된다. 그러나, 중간층이 설치되지 않은 경우에는 재생층의 막 형성 이후에 잔류 개스 분위기 내에서 플라즈마 처리를 행함으로써 재생층과 제1 기록층 사이의 계면 자벽 에너지가 재생시의 고온 부분에서 충분히 작아지게 해야 한다.
재생층은, 예를 들면 희토류-철족 비정질 합금, 예를 들면 GdCo, GdFeCo, TbFeCo, GdTbFeCo, GdDyFeCo, NdGdFeCo 등으로 구성되는 것이 바람직하다. 재생층의 두께가 50 Å 이하로 되면, 충분히 강한 재생 신호가 얻어질 수 없다. 이 때문에, 재생 신호에 기여하는 각각의 층들(재생층과, 재생층에 인접하여 있고 재생시에 재생 영역에서 재생층과 동일한 방향의 부격자 자기 모멘트를 갖고 층이 있는 경우(제2 실시예에서는 중간층)에는 그 층도 포함)은 80 Å 이상의 두께가 바람직하고, 더욱 양호하게는 100 Å 이상의 두께가 바람직하다. 이들 층들의 각각의 두께가 300 Å보다 커지면, 본 발명의 효과는 감소된다. 이 때문에, 각각의 층들의 두께는 300 Å 이하가 바람직하고, 더욱 양호하게는 200 Å 이하가 바람직하다.
자기 초해상을 실현하기 위한 재생 자계, 보자력 등의 조건은, Hr이 재생 자계이고, HwR이 자기적 결합에 의해 재생층에 작용하는 실효적 자계이며, HcR이 재생층의 보자력이고, Ta가 주위 온도이며, Tm이 마스크 온도이고, Tmax가 최고 온도이고, T가 매체 온도인 경우에 다음과 같다.
주위 온도 Ta에서의 기록층의 자화 정보를 재생층에 전사하기 위해서는 (식 15)를 만족시켜야 된다.
T = Ta에서 HcR＜HwR(식 15)
여기에서 HwR은 (식 16)으로 표시된다.
여기에서 hR은 재생층의 막 두께이고, MsR은 재생층의 포화 자화이며, σwRM1은 재생층과 제1 기록층 사이의 계면 자벽 에너지이다. 중간층이 삽입된 경우에는 계면 자벽 에너지 σwRM1은 중간층을 통해 얻어진 값을 갖는다.
광 스폿 내의 Tm 이상의 고온 영역에서 재생층의 자화가 재생 자계의 방향을 따르도록 하기 위해 아래의 (식 17)을 만족시켜야 된다.
T ＞ Tm에서 Hr ＞ HcR+ HwR(식 17)
중간층은 Tm 이상의 온도에서 재생층과 기록층 사이의 교환 결합을 용이하게 차단하기 위해 사용된다. 이 때문에, 중간층은 그 퀴리 온도가 100 ℃ 내지 180 ℃ 범위 이내에 속하고, 두께가 적어도 5 Å 이상이 되어야 한다. 중간층은 양호하게는 10 Å 이상의 두께, 더욱 양호하게는 20 Å 이상의 두께를 갖는다.
중간층은 매체 온도가 Tm에 도달하기 전에 재생 자계의 영향을 받지 않아야 한다. 그러므로, (식 18)이 만족되어야 한다.
T ＜ Tm에서 Hr ＜ HcR+ HwR(식 18)
기록층을 구성하는 제1 및 제2 기록층은 수직 자기 이방성이 크고 안정하게 자화 상태가 유지될 수 있는 물질, 예를 들면 희토류-철족 비정질 합금(예를 들면, TbFeCo, DyFeCo, TbDyFeCo 등), 석류석, 또는 백금족-철족 주기 구조막, 예를 들면 Pt/Co 또는 Pd/Co 백금족-철족 합금(예를 들면, PtCo, PdCo 등)으로 구성되는 것이 바람직하다.
기록층의 막 두께로서 제1 및 제2 기록층의 각각은 20 Å 이상 300 Å 미만의 두께가 바람직하다. 기록층 상에서의 편광면의 회전을 갠슬하기 위해서, 입사측에 가까운 제1 기록층은 편광면의 회전에 미치는 영향이 크기 때문에 제1 기록 및제2 기록층이 거의 동일한 복소 굴절률을 갖는 경우에 제2 기록층에 비해 두께가 얇은 것이 바람직하다.
기록층의 조성으로서, 페리 자성의 희토류(RE)-철족 천이 금속(TM) 합금으로 구성된 기록층이 이용되는 경우, 다음의 2가지 상이한 조성을 이용할 수 있다. 그 중의 한 조성에 있어서, 기록층은 2개의 층, 즉 실온에서 희토류 원소 우세이고 실온과 퀴리 온도 사이에 보상 온도를 갖지 않은 제1종의 자성층과, 실온에서 철족 천이 금속 우세인(실온과 퀴리 온도 사이에 보상 온도를 갖지 않은) 제2종의 자성층을 적층하여 이루어진다(이후, A타입이라 함). 또 다른 조성에 있어서, 기록층은 2개의 상이한 층, 즉 실온에서 희토류 원소 우세이고 실온과 퀴리 온도 사이에 보상 온도를 갖는 제3종의 자성층과, 실온에서 희토류 원소 우세이고 실온과 퀴리 온도 사이에 보상 온도를 갖지 않은 제4종의 자성층을 적층하여 이루어진다(이후, P 타입이라 함).
A 타입 또는 P 타입 기록층에 있어서, 제1 및 제2 기록층의 퀴리 온도는 서로 완전히 동일할 필요는 없지만 서로 거의 동일한 것이 바람직하다.
제1 및 제2 기록층의 부격자 자기 모멘트는 서로 반대 방향으로 배향되어야 한다. 이 때문에, 이들 자성층들 사이에 생기는 자기적 결합에 의한 실효적 자계는 각각의 층들의 보자력보다도 작게 설정될 수 있다. 더욱 상세하게는, HwM1이 제2 기록층과의 자기적 결합에 의해 제1 기록층에 작용하는 실효적 자계이고, MsM1이 제1 기록층의 포화 자화이며, hM1이 제1 기록층의 막 두께이고, HcM1이 제1 기록층의 보자력이며, HwM2가 제1 기록층과의 자기적 결합에 의해 제2 기록층에 작용하는 실효적 자계이고, MsM2가 제 2 기록층의 포화 자화이며, hM2가 제2 기록층의 막 두께이고, HcM2가 제2 기록층의 보자력인 경우, 재생층과의 자기적 결합에 의해 실효적 자계가 무시되면 (식 19) 및 (식 20)이 만족되어야 한다.
HwM1＜ HcM1(식 19)
HwM2＜ HcM2(식 20)
여기에서 HwM1및 HwM2는 각각 (식 21) 및 (식 22)로 표시된다.
여기에서 σwM1M2는 제1과 제2 기록층 사이의 계면 자벽 에너지이다. 절단층이 삽입된 경우에는 계면 자벽 에너지는 절단층을 통해 얻어진 값을 갖는다.
자벽 에너지 σw는 각각 큰 수직 자기 이방성을 갖는 TbFeCo 층과 같은 자성층들 사이에서 3 내지 4 erg/cm2정도의 큰 값을 갖는다. 이 때문에, 각각의 층의 막 두께는 증가되어야 한다. 그러나, 제1과 제2 기록층 사이의 교환 결합력은 수직 자기 이방성이 작은 자성층, 면내 자화 성분이 기판면에 대한 수직 자화 성분보다도 큰 면내 자기 이방성을 갖는 자성층, 유전체층, 또는 비자성 금속층을 제1 기록층과 제2 기록층 사이에 삽입함으로써 막 두께를 증가시키지 않고 감소되거나 차단될 수 있다.
이것은 절단층의 역할이다. 계면 자벽 에너지 αw는, 예를 들어 GdFeCo 막과 같은 수직 자기 이방성이 작은 자성층이 사용되면 1 내지 2 erg/cm2정도로 작아진다. 더우기, 제1 기록층과 제2 기록층 사이의 교환 결합력을 절단하기 위해서, 절단층은 SiN, AlNx, AlOx, TaOx, SiOx등과 같은 유전체로 구성될 수 있다. 이들 유전체는 10 내지 20 Å 이상의 두께를 갖는 경우에 교환 결합 상호 작용을 거의 완전히 절단할 수 있다. 제1 기록층과 제2 기록층 사이에 교환 상호 작용이 발생할 필요가 없기 때문에, 상술된 유전체는 더욱 양호하게 절단층으로서 사용된다.
재생 중에 제1 기록층의 자화 정보를 보존하기 위해서, HwM1R이 재생층과의 자기적 결합에 의해 제1 기록층에 작용하는 실효적 자계인 경우, 아래의 (식 23)은 최고 온도 Tmax 이하에서 만족되어야 한다.
T ＜ Tmax에서 Hr ＜ HcM1- HwM1R(식 23)
재생 중에 제2 자성층의 자화 정보를 보존하기 위해서, 식(24)는 재생시에 최고 온도 Tmax 이하에서 만족되어야 한다.
T ＜ Tmax에서 Hr ＜ HcM2- HwM2(식 24)
상기 (식 23) 및 (식 24)에 있어서, 절단층으로서, 예를 들어 유전체층을 이용함으로써 제1과 제2 기록층 사이의 자기적 결합이 절단된 경우에 (식 23) 및 (식 24)에서 (HwM1및 HwM2는 0)이라고 가정한다.
내식성을 개선하기 위해 Cr, Al, Ti, Pt, Nb 등과 같은 원소가 재생층, 중간층 및 기록층에 첨가될 수 있다.
입사광이 기록층을 통해 투과하는 경우, 이 입사광을 반사시켜 복귀된 광량의 저하를 방지하고 이 입사광을 자성층과 반사층 사이에서 증강시키기 위해 기록층의 입사면과 반대측인 면에 반사층이 설치될 수 있다. 반사층 이외에, 간섭 효과를 높이기 위해서, 예를 들어 SiN, AlNx, AlOx, TaOx, SiOx등으로 구성된 유전체층이 간섭층으로서 제2 기록층과 반사층 사이에 설치될 수 있다. 이 간섭층은 기록층에서의 θK를 캔슬할 수 있고 원하는 반사율을 얻을 수 있는 막 두께를 가져야 한다. 이와 달리, 자계 변조 오버라이트를 행할 때의 차구(磁區) 형상을 개선하기 위한 목적으로, 열전도층은 열 전도성을 높이기 위해 설치될 수 있다. 반사층 및 열 전도층은 Al, AlTa, AlTi, AlCr, Cu 등으로 구성될 수 있다. 반사층은 광이 충분히반사될 수 있도록 두께가 얇아야 되고, 반사층과 열 전도층은 광 파워가 너무 커지지 않을 정도로 두께가 얇아야 한다. 열전도층 및 반사층은 단일층으로 구성될 수 있다. 유전체층, 또는 고분자 수지로 이루어지는 보호 코트가 보호층으로서 추가될 수 있다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 광자기 기록 매체의 기록층에 정보를 기록하는 방법은 제1 실시예와 동일하다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 광자기 기록 매체의 재생 방법에 대해 이하에 설명하겠다.
먼저, 매체가 회전된다. 광 스폿을 매체 상에 조사하는 동안에, 재생 자계(9)는 광 스폿에 의해 조사된 부분에 인가된다.
이때, 제14b도 및 제14c도에 도시된 바와 같이, 실온에서 그리고 광 스폿 내의 저온 부분(T ＜ Tm)에서 재생층(201)과 제1 기록층(203) 사이에 교환 결합력이 작용하기 때문에, 재생층(201)의 자화는 제1 기록층(203)의 정보에 기초한 자화의 방향에 대해 안정한 방향을 따르도록 제1 기록층(203)의 자구 정보를 전사한다. 그러나, 고온 부분(T ＞ Tm)에서 중간층(202)의 온도가 퀴리 온도에 도달되어 제1 기록층(203)으로부터의 교환 결합력이 없어지기 때문에, 재생층(201)의 자화는 재생 자계(9)에 의해 항상 한 방향으로 배향된다. 이 때문에, 광 스폿(7) 내에, 제14a도에 도시된 바와 같이, 기록 마크가 검출되는 애퍼추어 부분과 기록 마크가 검출되지 않은 마스크 부분이 형성된다.
매체에 의해 반사된 광에서의 광자기 변화(즉, 커(Kerr) 회전각의 변화)가 검출되면, 재생층에 전사된 정보가 재생된다.
동일한 종류의 부격자 자기 모멘트가 제1 기록층(203)과 제2 기록층(204)에서 반대 방향으로 배향되기 때문에, 재생층(201)을 통해 투과된 광의 편광면은 제1 기록층(203)에 의해 회전된 다음에, 제2 기록층(204)에 의해 반대 방향으로 회전된다. 그 다음, 광은 광자기 기록 장치로 복귀한다. 이 때문에, 제1 기록층(203)에 의해 편광된 편광면의 회전각이 제2 기록층(204)에 의해 편광된 편광면의 회전각과 동일하게 설정되면, 커 회전각은 이들 기록층의 영향을 받지 않게 된다. 그러므로,재생층을 투과하여 제2 기록층(204) 또는 반사층(206)에 의해 반사된 광은 재생층의 자기 광학 효과의 영향을 받는 편광면의 회전만을 갖는다. 즉, 입사광이 재생층(201)을 투과하더라도, 기록층의 자구 정보가 검출되지 않는다. 이 경우에, 반사층(206)은 제2 기록층(204) 상에 직접 적층될 수 있다. 그러나, 제14b도에 도시된 바와 같이, 유전체로 구성되는 간섭층(205)은 제2 기록층(204)와 반사층(206) 사이에 삽입되어 θK를 증가시키도록 엔핸스 구조를 실현한다. 이와달리, 반사층(206)을 형성하지 않고 제2 기록층(204)를 비교적 두껍게 형성하여 충분한 광을 반사할 수 있도록 하고, 커 회전각이 제1 및 제2 기록층(203 및 204)에 의해 캔슬될 수 있다.
본 발명의 광자기 기록 매체는 재생층 및 이 재생층과 동일한 방향의 부격자자기 모멘트를 갖는 층을 이용하여 기록층의 자화 정보를 마스킹할 필요가 없기 때문에, 이 층들의 두께는 재생된 신호를 열화하지 않을 정도까지 감소될 수 있다. 그러므로, 자성층의 막 두께는 종래예에 비해 상당히 저하될 수 있다.
본 발명의 제2 실시예에 대하여 실험예에 의해 더욱 상세하게 설명하겠다. 그러나, 본 발명은 요지를 벗어나지 않는다면 이하의 실시예에 한정되지 않는다.
[실험예 6]
실험예 1과 동일한 절차를 따라, Si, Tb, Gd, Fe, Co 및 Al 타겟은 DC 마그네트론 스퍼터링 장치에 부착되고, 800 Å 두께의 SiN 유전체층, 100 Å 두께의 GdFeCo 재생층, 50 Å 두께의 TbFeCoAl 중간층, 27 Å 두께의 TbFeCo 제1 기록층, 100 Å 두께의 TbFeCo 제2 기록층, 및 700 Å 두께의 SiN 보호층이 130 mm의 직경을 갖는 프리 그루브형 폴리카보네이트 기판 상에 순차적으로 형성됨으로써, 제15d도에 도시된 구성을 갖는 본 발명의 광자기 기록 매체를 얻었다.
GdFeCo 재생층의 조성은 이 재생층이 실온에서 TM이 풍부하고 300 ℃ 이상의 퀴리 온도를 갖도록 설정되었다. TbFeCoAl 층의 조성은 중간층이 실온에서 TM이 풍부하고 140 ℃의 퀴리 온도를 갖도록 설정되었다. TbFeCo 제1 기록층의 조성은 이 제1 기록층이 실온에서 RE가 풍부하고 보상 온도를 갖지 않으며 250 ℃의 퀴리 온도를 갖도록 설정되었다. TbFeCo 제2 기록층의 조성은 이 제2 기록층이 실온에서 TM이 풍부하고 250 ℃의 퀴리 온도를 갖도록 설정되었다.
이 광자기 기록 매체는 2,600 rpm의 회전 속도로 회전되고, 12.5 MHz의 RF 신호는 반경 37 mm인 위치에 0.40 μm의 기록 마크 길이를 갖도록 기입되며, 6.4 MHz의 RF 신호는 0.78 μm의 기록 마크 길이를 갖도록 기입되었다. 이때의 매체의 선속도는 10 m/s였다. 그 다음, 400 Oe의 재생 자계는 각각의 마스크 길이로 얻어진 C/N 비를 측정하기 위해 인가되었다. 광학 헤드의 대물 렌즈의 NA는 0.55이고, 레이저 파장은 780 nm이었다.
선속을 5 m/s(회전 속도 = 1,300 rpm, 반경 = 37 mm), 15 m/s(회전 속도 = 3,600 rpm, 반경 = 40 mm), 20 m/s(회전 속도 = 3,600 rpm, 반경 = 54 mm), 및 25 m/s(회전 속도 = 3,980 rpm, 반경 = 60 mm)로 단계적으로 변화시키면서, 0.78 μm의 마크 길이롤 갖도록 3.2 MHz, 9.6 MHz 및 12.8 MHz의 신호가 기록되고, C/N 비가 48 dB가 되는 최소 기록 파워 레벨 Pw를 얻었다. 재생 파워 레벨은 대응하는 기록 파워 레벨에서 최대 C/N 비에 대응하는 값(25 내지 35 mW)을 갖도록 설정되었다.
표 2 및 제16도(기호 6)에 측정 결과를 도시했다.
[실험예 7]
800 Å 두께의 SiN 유전체층, 80 Å 두께의 GdFeCo 재생층, 20 Å 두께의 TbFeCoAl 중간층, 68 Å 두께의 TbFeCo 제1 기록층, 100 Å 두께의 TbFeCo 제2 기록층, 300 Å 두께의 SiN 간섭층, 및 600 Å Al 반사층이 실험예 6과 동일한 막 형성 장치 및 막 형성 방법을 사용하여 폴리카보네이트 기판 상에 순차적으로 형성됨으로써, 제15c도에 도시된 구성을 갖는 본 발명의 광자기 기록 매체를 얻었다. 각각의 SiN 층의 굴절률은 2.1로 설정되었다.
GdFeCo 재생층의 조성은 이 재생층이 실온에서 TM이 풍부하고 300 ℃ 이상의 퀴리 온도를 갖도록 설정되었다. TbFeCoAl 층의 조성은 중간층이 실온에서 TM이 풍부하고 140 ℃의 퀴리 온도를 갖도록 설정되었다. TbFeCo 제1 기록층의 조성은 이 제1 기록층이 실온에서 RE가 풍부하고 보상 온도를 갖지 않으며 250 ℃의 퀴리 온도를 갖도록 설정되었다. TbFeCo 제2 기록층의 조성은 이 제2 기록층이 실온에서 TM이 풍부하고 250 ℃의 퀴리 온도를 갖도록 설정되었다.
이 광자기 기록 매체를 사용하여 실험예 6과 같은 기록/재생 특성이 측정되었다. 표 2 및 제16도(기호 7)에 측정 결과를 도시했다.
[실험예 8]
800 Å 두께의 SiN 유전체층, 80 Å 두께의 GdFeCo 재생층, 20 Å 두께의 TbFeCoAl 중간층, 65 Å 두께의 TbFeCo 제1 기록층, 20 Å 두께의 SiN 절단층, 60 Å 두께의 TbFeCo 제2 기록층, 300 Å 두께의 SiN 간섭층, 및 600 Å Al 반사층이 실험예 6과 동일한 막 형성 장치 및 믹 형성 방법을 사용하여 폴리카보네이트 기판상에 순차적으로 형성됨으로써, 제15d도에 도시된 구성을 갖는 본 발명의 광자기 기록 매체를 얻었다. 각각의 SiN 층의 굴절률은 2.1로 설정되었다.
GdFeCo 재생층의 조성은 이 재생층이 실온에서 TM이 풍부하고 300 ℃ 이상의 퀴리 온도를 갖도록 설정되었다. TbFeCoAl 층의 조성은 중간층이 실온에서 TM이 풍부하고 140 ℃의 퀴리 온도를 갖도록 설정되었다. TbFeCo 제1 기록층의 조성은 이 제1 기록층이 실온에서 BE가 풍부하고 보상 온도를 갖지 않으며 250 ℃의 퀴리 온도를 갖도록 설정되었다. TbFeCo 제2 기록층의 조성은 이 제2 기록층이 실온에서 TM이 풍부하고 250 ℃의 퀴리 온도를 갖도록 설정되었다.
이 광자기 기록 매체를 사용하여 실험예 6과 같은 기록/재생 특성이 측정되었다. 표 2 및 제16도(기호 8)에 측정 결과를 도시했다.
[실험예 9]
800 Å 두께의 SiN 유전체층, 100 Å 두께의 GdFeCo 재생층, 50 Å 두께의 TbFeCoAl 중간층, 46 Å 두께의 TbFeCo 제1 기록층, 20 Å 두께의 SiN 절단층, 60 Å 두께의 TbFeCo 제2 기록층, 300 Å 두께의 SiN 간섭층, 및 600 Å Al 반사층이 실험예 1과 동일한 막 형성 장치 및 막 형성 방법을 사용하여 폴리카보네이트 기판상에 순차적으로 형성됨으로써, 제15d도에 도시된 구성을 갖는 본 발명의 광자기 기록 매체를 얻었다. 각각의 SiN 층의 굴절률은 2.1로 설정되었다.
GdFeCo 재생층의 조성은 이 재생층이 실온에서 TM이 풍부하고 300 ℃ 이상의 퀴리 온도를 갖도록 설정되었다. TbFeCoAl 층의 조성은 중간층이 실온에서 TM이 풍부하고 140 ℃의 퀴리 온도를 갖도록 설정되었다. TbFeCo 제1 기록층의 조성은 이 제1 기록층이 실온에서 RE가 풍부하고 보상 온도를 갖지 않으며 250 ℃의 퀴리 온도를 갖도록 설정되었다. TbFeCo 제2 기록층의 조성은 이 제2 기록층이 실온에서 TM이 풍부하고 250 ℃의 퀴리 온도를 갖도록 설정되었다.
이 광자기 기록 매체를 사용하여 실험예 6과 같은 기록/재생 특성이 측정되었다. 표 2 및 제16도(기호 9)에 측정 결과를 도시했다.
[비교 실험예 2]
800 Å 두께의 SiN 유전체층, 300 Å 두께의 GdFeCo 재생층, 100 Å 두께의 TbFeCoAl 중간층, 400 Å 두께의 TbFeCo 기록층, 및 700 Å 두께의 SiN 보호층이 실험예 6과 동일한 막 형성 장치 및 막 형성 방법을 사용하여 폴리카보네이트기판 상에 순차적으로 형성됨으로써, 제17도에 도시된 구성을 갖는 종래의 광자기 기록 매체를 얻었다. 각각의 SiN 층의 굴절률은 2.1로 설정되었다.
GdFeCo 재생층의 조성은 이 재생층이 실온에서 TM이 풍부하고 300 ℃ 이상의 퀴리 온도를 갖도록 설정되었다. TbFeCoAl 층의 조성은 중간층이 실온에서 TM이 풍부하고 140 ℃의 퀴리 온도를 갖도록 설정되었다. TbFeCo 제1 기록층의 조성은 이 제1 기록층이 실온에서 RE가 풍부하고 보상 온도를 갖지 않으며 250 ℃의 퀴리 온도를 갖도록 설정되었다. TbFeCo 제2 기록층의 조성은 이 제2 기록층이 실온에서 TM이 풍부하고 250 ℃의 퀴리 온도를 갖도록 설정되었다.
이 광자기 기록 매체를 사용하여 실험예 6과 같은 기록/재생 특성이 측정되었다. 표 2 및 제16도(기호 R1)에 측정 결과를 도시했다.
이 예의 결과를 실험예 6 내지 9의 결과와 비교하여 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 광자기 기록 매체에 있어서, 자성층의 막 두께가 얇더라도 0.4 μm의 마크 길이에 대해 45 dB 이상의 C/N 비에서 초해상 기록/재생이 실현될 수 있고, 선속이 높아지더라도 기록에 필요한 레이저 파워는 비교예만큼 커지지 않게 된다. 현행의 광자기 기록 장치에 이용된 반도체 레이저의 매체 표면 상에서의 최대 출력은 약 10 mW이기 때문에, 비교예의 종래의 광자기 기록 매체에서의 최대 선속은 17 m/s이다. 그러나, 본 발명의 실험예에서는 선속이 약 25 m/s 정도까지 향상될 수 있고, 반도체 레이저의 출력이 더욱 향상되면, 본 발명과 종래예의 기록 감도의 차는 더욱 더 커질 것으로 예상된다. 그러므로, 본 발명의 광자기 기록 매체는 종래예에 비해 고속 기록을 달성할 수 있다.
[표 2]
[제3 실시예]
본 발명의 제3 실시예에 따른 광자기 기록 매체 및 이 매체를 이용한 재생 방법에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하겠다.
본 발명의 광자기 기록 매체의 기본 구성에 있어서, 기록층은 부격자 자기 모멘트가 반대 방향인 2개의 수직 자화막을 포함하는 2층 막 구성(제1 및 제2 기록층)을 채택하고, 실온에서 면내 자화막이고 온도 상승시에 수직 자화막이 되는 재생층은 기록층 상에 직접 적층되거나 또는 중간층을 통해 적층된다(제18a도 참조).
이하, 본 발명의 제3 실시예에 따른 광자기 기록 매체에 대해 더욱 상세하게설명하겠다.
재생층은, 예를 들면 희토류-철족 비정질 합금, 예를 들면 GdCo, GdFeCo, GdTbFeCo, GdDyFeCo, NdGdFeCo 등으로 구성되는 것이 바람직하다. 양호하게, 재생층은 자기 이방성이 작고 실온과 퀴리 온도 사이에 보상 온도를 갖는 막으로 구성된다.
기록층은 수직 자기 이방성이 크고 안정하게 자화 상태가 유지될 수 있는 물질, 예를 들면 희토류-철족 비정질 합금(예를 들면, TbFeCo, DyFeCo, TbDyFeCo 등), 석류석, 또는 백금족-철족 주기 구조막, 예를 들면 Pt/Co 또는 Pd/Co 백금족-철족 합금(예를 들면, PtCo, PdCo 등)으로 구성되는 것이 바람직하다.
내식성을 개선하기 위해 Cr, Al, Ti, Pt, Nb 등과 같은 원소가 재생층 및 기록층에 첨가될 수 있다.
재생층 및 기록층 이외에, 간섭 효과를 높이기 위해서, SiNx, AlNx, AlOx, TaOx, SiOx등과 같은 유전체가 추가될 수 있다.
또한, 열 전도성을 높이기 위해 반사층(제18c도 및 제18d도 참조) 또는 Al, AlTa, A1Ti, AlCr, Cu 등으로 구성된 층이 설치될 수 있다. 또한, 교환 결합력 또는 정자(靜磁) 결합력을 조절하기 위한 중간층(제18b도 참조), 기록 및 재생을 보조하기 위한 보조층이 설치될 수 있다. 예를 들어, 퀴리 온도가 재생층 및, 기록층보다 낮은 중간층을 제18b도에 도시된 바와 같이 설치하면, 최고 온도부에서 다시 재생층이 면내 자화막이 되기 때문에 재생 자계를 이용하지 않고 제1 실시예와 같이 중간 온도 부분에서만 기록 정보를 재생하는 구조가 실현될 수 있다. 더우기, 상술된 유전체층, 또는 고분자 수지로 이루어지는 보호 코트가 보호층으로서 추가될 수 있다.
이하, 페리 자성의 희토류(RE)-철족 천이 금속(TM) 합금이 기록층으로서 이용되는 경우에 대해 설명하겠다.
제1 및 제2 기록층이 페리 자성일 때, 제1 기록층 및 제2 기록층의 양층의 우세 자화가 희토류 원소 또는 철족 원소인 기록층을 P 타입 기록층이라 칭하고, 제1 기록층의 우세 자화가 희토류 원소이고 제2 기록층의 우세 자화가 철족 원소인, 또는 이와 반대인 기록층을 A 타입 기록층이라 칭하기로 한다. 기록층은 다음의 타입 (1),(2)로 될 수 있다.
(1) A 타입
기록층은 실온에서 희토류 원소 우세이고 실온과 퀴리 온도 사이에 보상 온도를 갖지 않은 자성층(제1 기록층)과, 실온에서 철족 천이 금속 우세인(즉, 실온과 퀴리 온도 사이에 보상 온도를 갖지 않은) 자성층(제2 기록층)을 적층하여 얻어진 2개의 층으로 이루어진다.
(2) P 타입
기록층은 실온에서 희토류 원소 우세이고 실온과 퀴리 온도 사이에 보상 온도를 갖는 자성층(제1 기록층)과, 실온에서 희토류 원소 우세이고 실온과 퀴리 온도 사이에 보상 온도를 갖지 않은 자성층(제2 기록층)을 적층하여 얻어진 2개의 층으로 이루어진다. 이와달리, 기록층은 실온에서 희토류 원소 우세이고 실온과 퀴리 온도 사이에 보상 온도를 갖는 자성층(제1 기록층)과, 실온에서 철족 천이 금속 우세인 자성층(제2 기록층)을 적층하여 얻어진 2개의 층으로 이루어질 수도 있다.
타입 (1) 또는 (2)에 있어서, 제1 및 제2 기록층의 퀴리 온도(Tc)는 서로 완전히 동일할 필요는 없지만 서로 거의 동일한 것이 바람직하다.
제3 실시예의 광사기 기록 매체의 기록층에 정보를 기록하는 방법은 제1 실시예와 동일하다.
제1 및 제2 기록층에 있어서, 동일한 종류의 원소의 부격자 자기 모멘트가 서로 반대 빙향으로 배향되기 때문에, 재생시의 입사광의 편광면은 제1 기록층에 의해 회전된 다음에, 제2 기록층에 의해 반대 방향으로 회전된다.
이 때문에, 특정 조건하에서는 반사광의 편광면의 회전각이 기록층으로의 입사광의 편광면 회전각과 동일해지고, 이러한 반사광은 검출기로 복귀한다. 결과적으로, 커 회전각은 이들 기록층의 영향을 받지않게 된다.
다음에, 본 발명의 제3 실시예에 따른 광자기 기록 매체의 재생 방법에 대해 설명하겠다.
제19도에 도시된 바와 같이, 재생시에 회전하는 매체의 재생층 측으로부터 광 스폿이 조사되면, 재생층에서의 광 스폿 내의 고온 부분에서만 수직 자화막으로 된다(광 스폿 내의 고온 부분만을 수직 자화막으로 변환하는 것은 재생층의 포화 자화 Ms, 수직 자화 이방성 Ku, 교환 결합력 등을 재생 레이저 광의 강도를 고려하여 조정함으로써 가능해진다). 이 경우에, 재생층의 수직 자화막으로 변환된 부분에서, 기록층과의 교환 결합력이 작용하고, 재생층의 그 부분의 자화 방향은 기록층의 정보에 기초한 자화 방향에 대해 안정한 방향을 따른다. 재생층의 고온 부분 이외의 부분이 여전히 면내 자화막이기 때문에, 매체에 의해 광 스폿을 반사함으로써 얻어진 반사광은 재생층의 수직 자화막 부분에서만 자기 광학 효과의 영향을 받게 되고, 이것의 편광면은 자화의 방향에 따라 변화된다. 그러므로, 반사광의 편광면의 변화를 검출함으로써, 정보가 재생될 수 있다. 한편, 면내 자화막 부분은 반사광의 편광면의 영향을 크게 받지 않는다. 커 회전각이 기록층에서 캔슬되기 때문에, 재생층을 투과하여 기록층에서 반사된 광, 또는 더욱 기록층을 투과하여 반사층에서 반사된 광은 재생층의 자기 광학 효과의 영향을 받은 편광면의 회전만을 갖는다. 즉, 입사광이 재생층을 투과하여 마스킹이 불충분하더라도, 기록층의 자화가 전혀 검출되지 않고, 반사층을 설치함으로써 엔핸스 구조가 실현될 수 있다. 제3 실시예는 제1 및 제2 실시예와 달리 초기화 자계 또는 재생 자계를 필요로 하지 않기 때문에, 장치가 소형화될 수 있다.
본 발명의 제3 실시예에 대하여 실험예에 의해 더욱 상세하게 설명하겠다. 그러나, 본 발명은 요지를 벗어나지 않는다면 이하의 실시예에 한정되지 않는다.
[실험예 10]
Si, Tb, Gd, Fe, Co 및 Al 타겟은 DC 마그네트론 스퍼터링 장치에 부착되고, 130 mm의 직경을 갖는 프리 그루브형 폴리카보네이트 기판은 기판 홀더에 고정되었다. 그후, 챔버 내부는 1 × 1O-5Pa 이하의 고진공으로 크라이오펌프에 의해 진공 배기되었다.
진공 배기를 실행하는 동안, Ar 개스가 0.4 Pa까지 챔버 내에 공급된 다음에, 유전체 층인 850 Å 두께의 SiN 층, 재생층인 400 Å 두께의 GdFeCo 층, 제1 기록층인 200 Å 두께의 TbFeCo 층, 제2 기록층인 200 Å 두께의 TbFeCo 층, 및 보호층인 700 Å 두께의 SiN 층이 순차적으로 형성되어, 제20a도에 도시된 구성을 갖는 광자기 기록 매체를 얻었다.
SiN 층의 형성시에, Ar 개스 이외에 N2개스가 공급되었고, DC 반응성 스퍼터링법에 의해 막이 형성되었다. GdFeCo 층 및 TbFeCo 층은 DC 파워를 Gd, Fe, Co 및 Tb 타겟에 인가함으로써 형성되었다.
GdFeCo 재생층의 조성은 보상 온도가 280 ℃ 이고 퀴리 온도가 400 ℃ 이상이 되도록 설정되었다.
TbFeCo 제1 기록층의 조성은 이 제1 기록층이 실온에서 RE가 풍부하고 보상 온도를 갖지 않으며 퀴리 온도가 220 ℃이고 실온에서의 포화 자화가 약 100 emu/cc로 되도록 설정되었다.
TbFeCo 제2 기록층의 조성은 이 제2 기록층이 실온에서 TM이 풍부하고(보상 온도가 실온 이하) 퀴리 온도가 220 ℃이며 실온에서의 포화 자화가 약 100 emu/cc로 되도록 설정되었다.
광자기 기록 매체를 사용하여 기록/재생 특성이 측정되었다.
측정 장치의 대물 렌즈의 N.A.는 0.55로 설정되고, 레이저 파장은 780 nm로 설정되었다. 기록 파워 레벨은 7 내지 9 mW로 설정되고, 선속도는 9 m/s(회전 속도 2400 rpm 및 반경 36 mm)로 설정되었다. 이러한 조건하에서, 5.8 내지 15 MHz의 캐리어 신호가 자계 변조 방식으로 기록층에 기입되었고, C/N 비의 기록 주파수 의존성이 조사되었다. 인가 자계는 ±200 Oe로 설정되었다.
재생 파워 레벨은 최대 C/N 비에 대응하는 값(1.5 내지 3 mW)을 갖도록 설정되었다. 측정 결과를 표 3에 도시했다.
[실험예 11]
하기의 구성, 막 두께 및 조성을 갖는 광자기 기록 매체는 실험예 10과 동일힌 막 형성 장치 및 막 형성 방법을 이용하여 폴리카보네이트 기판 상에 박막을 형성함으로써 작성되어, 동일한 조건하에서 평가되었다.
유전체 층인 820 Å 두께의 SiN 층, 재생층인 100 Å 두께의 GdFeCo 층, 제 1 기록층인 68 Å 두께의 TbFeCo 층, 제2 기록층인 100 Å 두께의 TbFeCo 층, 보호층인 300 Å 두께의 SiN 층, 및 반사층인 600 Å 두께의 Al 층이 순차적으로 형성되어, 제20b도에 도시된 구성을 얻었다.
GdFeCo 재생층의 조성은 보상 온도가 280 ℃ 이고 퀴리 온도가 400 ℃ 이상이 되도록 설정되었다.
TbFeCo 제1 기록층의 조성은 이 제1 기록층이 실온에서 RE가 풍부하고 보상 온도를 갖지 않으며 220 ℃의 퀴리 온도를 갖도록 설정되었다.
TbFeCo 제2 기록층의 조성은 이 제2 기록층이 실온에서 TM이 풍부하고(보상 온도가 실온 이하) 220 ℃의 퀴리 온도를 갖도록 설정되었다.
측정 결과를 표 3에 도시했다.
[실험예 12]
광자기 기록 매체는 실험예 10과 동일한 막 형성 장치 및 막 형성 방법을 이용하여 폴리카보네이트 기판 상에 박막을 형성함으로써 작성되어, 동일한 조건하에서 평가되었다.
유전체 층인 800 Å 두께의 SiN 층, 재생층인 100 Å 두께의 GdFeCo 층, 제1 기록층인 56 Å 두께의 TbFeCo 층, 중간층인 50 Å 두께의 SiN 막, 제2 기록층인 100 Å 두께의 TbFeCo 층, 보호층인 300 Å 두께의 SiN 층, 및 반사층인 600 Å 두께의 Al 층이 순차적으로 형성되어, 제20c도에 도시된 구성을 갖는 광자기 기록 매체를 얻었다.
GdFeCo 재생층의 조성은 보상 온도가 300 ℃ 이고 퀴리 온도가 400 ℃ 이상이 되도록 설정되었다.
TbFeCo 제1 기록층의 조성은 이 제1 기록층이 실온에서 RE가 풍부하고 보상 온도를 갖지 않으며 200 ℃의 퀴리 온도를 갖도록 설정되었다.
TbFeCo 제2 기록층의 조성은 이 제2 기록층이 실온에서 TM이 풍부하고(보상 온도가 실온 이하) 150 ℃의 퀴리 온도를 갖도록 설정되었다.
측정 결과를 표 3에 도시했다.
[실험예 13]
광자기 기록 매체는 실험예 10과 동일한 막 형성 장치 및 막 형성 방법을 이용하여 폴리카보네이트 기판 상에 박막을 형성함으로써 작성되어, 동일한 조건하에서 평가되었다.
유전체 층인 830 Å 두께의 SiN 층, 재생층인 200 Å 두께의 GdFeCo 층, 제1 기록층인 56 Å 두께의 TbFeCo 층, 중간층인 10 Å 두께의 SiN 막, 제2 기록층인 100 Å 두께의 TbFeCo 층, 보호층인 300 Å 두께의 SiN 층, 및 반사층인 600 Å 두께의 Al 층이 순차적으로 형성되어, 제20c도에 도시된 구성을 갖는 광자기 기록 매체를 얻었다.
GdFeCo 재생층의 조성은 보상 온도가 290 ℃ 이고 퀴리 온도가 380 ℃ 이상이 되도록 설정되었다.
TbFeCo 제1 기록층의 조성은 보상 온도가 180 ℃ 이고 퀴리 온도가 200 ℃가 되도록 설정되었다.
TbFeCo 제2 기록층의 조성은 이 제2 기록층이 실온에서 TM이 풍부하고(보상 온도가 실온 이하) 180 ℃의 퀴리 온도를 갖도록 설정되었다.
측정 결과를 표 3에 도시했다.
[실험예 14]
광자기 기록 매체는 실험예 10과 동일한 막 형성 장치 및 막 형성 방법을 이용하여 폴리카보네이트 기판 상에 박막을 형성함으로써 작성되어, 동일한 조건하에서 평가되었다.
유전체 층인 780 Å 두께의 SiN 층, 재생층인 200 Å 두께의 GdFeCo 층, 제1 기록층인 51 Å 두께의 TbFeCo 층, 중간층인 20 Å 두께의 SiN 막, 제2 기록층인 150 Å 두께의 TbFeCo 층, 보호층인 300 Å 두께의 SiN 층, 및 반사층인 600 Å 두께의 Al 층이 순차적으로 형성되어, 제20c도에 도시된 구성을 갖는 광자기 기록 매체를 얻었다.
GdFeCo 재생층의 조성은 보상 온도가 270 ℃ 이고 퀴리 온도가 320 ℃ 이상이 되도록 설정되었다.
TbFeCo 제1 기록층의 조성은 보상 온도가 180 ℃이고 퀴리 온도가 200 ℃가 되도록 설정되었다.
TbFeCo 제2 기록층의 조성은 이 제2 기록층이 실온에서 TM이 풍부하고(보상 온도가 실온 이하) 180 ℃의 퀴리 온도를 갖도록 설정되었다.
측정 결과를 표 3에 도시했다.
[실험예 15]
광자기 기록 매체는 실험예 11과 동일한 막 형성 장치 및 막 형성 방법을 이용하여 폴리카보네이트 기판 상에 박막을 형성함으로써 작성되어, 동일한 조건하에서 평가되었다.
유전체 층인 1,000 Å 두께의 SiN 층, 재생층인 150 Å 두께의 GdFeCo 층, 제1 기록층인 47 Å 두께의 TbFeCo 층, 중간층인 10 Å 두께의 SiN 막, 제2 기록층인 60 Å 두께의 TbFeCo 층, 보호층인 300 Å 두께의 SiN 층, 및 반사층인 600 Å 두께의 Al 층이 순차적으로 형성되어, 제20c도에 도시된 구성을 갖는 광자기 기록 매체를 얻었다.
GdFeCo 재생층의 조성은 보상 온도가 285 ℃ 이고 퀴리 온도가 350 ℃ 이상이 되도록 설정되었다.
TbFeCo 제1 기록층의 조성은 보상 온도가 180 ℃이고 퀴리 온도가 200 ℃가 되도록 설정되었다.
TbFeCo 제2 기록층의 조성은 이 제2 기록층이 실온에서 TM이 풍부하고(보상 온도가 실온 이하) 180 ℃의 퀴리 온도를 갖도록 설정되었다.
측정 결과를 표 3에 도시했다.
[비교 실험예 3]
광자기 기록 매체는 실험예 10과 동일한 막 형성 장치 및 막 형성 방법을 이용하여 폴리카보네이트 기판 상에 박막을 형성함으로써 작성되어, 동일한 조건하에서 평가되었다.
유전체 층인 850 Å 두께의 SiN 층, 기록층인 800 Å 두께의 TbFeCo 층, 및 보호층인 700 Å 두께의 SiN 층이 순차적으로 형성되어, 광자기 기록 매체가 작성되었다.
TbFeCo 기록층의 조성은 이 기록층이 실온에서 RE가 풍부하고 보상 온도를 갖지 않으며 200 ℃의 퀴리 온도를 갖도록 설정되었다.
측정 결과를 표 3에 도시했다.
[비교 실험예 4]
광자기 기록 매체는 실험예 10과 동일한 막 형성 장치 및 막 형성 방법을 이용하여 폴리카보네이트 기판 상에 박막을 형성함으로써 작성되어, 동일한 조건하에서 평가되었다.
유전체 층인 850 Å 두께의 SiN 층, 재생층인 400 Å 두께의 GdFeCo 층, 기록층인 400 Å 두께의 TbFeCo 층, 및 보호층인 700 Å 두께의 SiN 층이 순차적으로 형성되어, 광자기 기록 매체가 작성되었다.
GdFeCo 재생층의 조성은 이 재생층이 실온에서 TM이 풍부하고(보상 온도가 실온 이하) 360 ℃의 퀴리 온도를 갖도록 설정되었다.
TbFeCo 기록층의 조성은 이 기록층이 실온에서 RE가 풍부하고 보상 온도를 갖지 않으며 190 ℃의 퀴리 온도를 갖도록 설정되었다.
측정 결과를 표 3에 도시했다.
[표 3]
(f : 기록 주파수, d : 기록 마크 길이, E : 실험예, CE : 비교 실험예)

Claims (12)

  1. 재기록 가능한 광자기 기록 매체에 있어서, 재생층; 제1 기록층; 및 제2 기록층을 포함하되, 상기 제1 기록층 및 제2 기록층은 실온 및 고온(elevated temperature)에서, σw/2Ms1h1＜ H1및 σw/sMs2h2＜ H2를 만족시키며, 여기에서 Ms1은 상기 제1 기록층의 포화 자화(saturation magnetization)이고, h1은 상기 제1 기록층의 막 두께이며, H1은 상기 제1 기록층의 보자력이고, Ms2는 상기 제2 기록층의 포화 자화이며, h2는 상기 제2 기록층의 막 두께이고, H2는 상기 제2 기록층의 보자력이며, σw는 상기 제1 기록층과 제2 기록층 사이에 나타나는 자벽 에너지(magnetic wall energy)인 것을 특징으로 하는 광자기 기록 매체.
  2. 제1항에 있어서, 각각의 층들은 희토류-천이 금속 비정질 합금으로 이루어진 것을 특징으로 하는 광자기 기록 매체.
  3. 제1항에 있어서, 상기 재생층은 실온에서 면내 자화막(longitudinal magnetic film)이고 온도가 상승하면 수직 자화막이 되는 것을 특징으로 하는 광자기 기록 매체.
  4. 제1항에 있어서, 상기 재생층과 상기 제1 기록층 사이에 설치된 중간층을 더 포함하고, 상기 중간층의 퀴리 온도는 실온보다 높고 상기 재생층, 상기 제1 기록층 및 상기 제2 기록층의 퀴리 온도보다 낮은 것을 특징으로 하는 광자기 기록 매체.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제1 기록층과 제2 기록층 사이에 설치된 절단층을 더 포함하고, 상기 절단층은 무기 비자성 물질과, 수직 자기 이방성이 작거나 기판면에 대해 수직 자화 성분보다 면내 자화 성분이 더 큰 자성 물질로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 물질로 구성되는 것을 특징으로 하는 광자기 기록 매체.
  6. 기판 상에 적어도 재생층, 제1 기록층 및 제2 기록층을 포함하고, 이 제1 기록층 및 제2 기록층은 실온 및 고온(elevated temperature)에서,
    σw/2Ms1h1＜ H1및 σw/2Ms2h2＜ H2
    를 만족시키며, 여기에서 Ms1은 상기 제1 기록층의 포화 자화이고, h1은 상기 제1 기록층의 막 두께이며, H1은 상기 제1 기록층의 보자력이고, Ms2는 상기 제2 기록층의 포화 자화이며, h2는 상기 제2 기록층의 막 두께이고, H2는 상기 제2 기록층의 보자력이며, σw는 상기 제1 기록층과 제2 기록층 사이에 나타나는 자벽 에너지인 조건을 만족하는 재기록 가능한 광자기 기록 매체 상에 기록된 정보를 재생하기 위한 정보 재생 방법에 있어서, 상기 재생층의 자화 방향을 조사된 부분 내의 국부 영역에서만 교환 결합 효과에 의해 상기 제1 기록층의 자화에 대해 안정한 방향으로 배향시키기 위해 광 빔을 상기 매체 상으로 조사하는 단계; 및 상기 매체에 의해 반사된 광의 광자기 변화를 검출함으로써 정보를 재생하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 재생 방법.
  7. 제6항에 있어서, 자기 광학 효과는 커 효과(Kerr effect)인 것을 특징으로 하는 정보 재생 방법.
  8. 제6항에 있어서, 재생 자계를 상기 조사된 부분에 인가하는 단계; 및 초기화 자계를 상기 조사된 부분 이외의 부분에 인가하는 단계를 더 포함하고, 배향 단계는 상기 재생층의 자화 방향을 상기 조사된 부분 내의 중간 온도 이상의 온도인 영역에서 교환 결합 효과에 의해 상기 제1 기록층의 자화에 대해 안정한 방향으로 배향시키기 위한 단계, 및 상기 재생층의 자화 방향을 저온 영역에서 초기화 자계의 방향으로 배향시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 재생 방법.
  9. 제6항에 있어서, 재생 자계를 상기 조사된 부분에 인가하는 단계; 및 초기화 자계를 상기 조사된 부분 이외의 부분에 인가하는 단계를 더 포함하고, 배향 단계는 상기 재생층의 자화 방향을 조사된 부분 내의 고온 영역에서 재생 자계의 방향으로 배향시키는 단계, 상기 재생층의 자화 방향을 중간 온도 영역에서 교환 결합 효과에 의해 상기 제1 기록층의 자화에 대해 안정한 방향으로 배향시키는 단계, 및 상기 재생층의 자화 방향을 저온 영역에서 초기 자계의 방향으로 배향시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 재생 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 재생 자계의 방향은 초기화 자계의 방향과 반대인 것을 특징으로 하는 정보 재생 방법.
  11. 제6항에 있어서, 재생 자계를 상기 조사된 부분에 인가하는 단계를 더 포함하고, 배향 단계는 상기 재생층의 자화 방향을 조사된 부분 내의 고온 영역에서 재생 자계의 방향으로 배향시키는 단계, 및 상기 재생층의 자화 방향을 저온 영역에서 교환 결합 효과에 의해 상기 제1 기록층의 자화에 대해 안정한 방향으로 배향시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 재생 방법.
  12. 제6항에 있어서, 상기 재생층은 실온에서 면내 자화막이고 온도가 상승하면 수직 자화막이 되는 자성층이고, 배향 단계는 조사된 부분 내의 국부 영역에서의 상기 재생층의 자화 상태를 수직 자화막으로 변환시키는 단계, 및 수직 자화막으로 변환된 부분의 자화 방향을 교환 결합 효과에 의해 제1 기록층의 자화에 대해 안정한 방향으로 배향시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 재생 방법.
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