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DE19747405A1 - Magnetooptischer Aufzeichnungsträger und magnetooptisches Aufzeichnungsverfahren - Google Patents

Magnetooptischer Aufzeichnungsträger und magnetooptisches Aufzeichnungsverfahren

Info

Publication number
DE19747405A1
DE19747405A1 DE19747405A DE19747405A DE19747405A1 DE 19747405 A1 DE19747405 A1 DE 19747405A1 DE 19747405 A DE19747405 A DE 19747405A DE 19747405 A DE19747405 A DE 19747405A DE 19747405 A1 DE19747405 A1 DE 19747405A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
magnetic layer
magnetic
temperature
magneto
layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE19747405A
Other languages
English (en)
Inventor
Junichiro Nakayama
Go Mori
Naoyasu Iketani
Akira Takahashi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Publication of DE19747405A1 publication Critical patent/DE19747405A1/de
Ceased legal-status Critical Current

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    • G11B11/10589—Details
    • G11B11/10591—Details for improving write-in properties, e.g. Curie-point temperature

Description

Die Erfindung betrifft einen magnetooptischen Aufzeichnungs­ träger und ein magnetooptisches Aufzeichnungsverfahren. Ge­ nauer gesagt, betrifft die Erfindung einen magnetooptischen Aufzeichnungsträger, wie er in vorteilhafter Weise in Form optischer Platten, optischer Bänder, optischer Karten und dergleichen verwendbar ist, die optisch bespielt, abgespielt und/oder gelöscht werden können, und sie betrifft ein magne­ tooptisches Aufzeichnungsverfahren unter Verwendung eines solchen Trägers.
Magnetooptische Aufzeichnungstechniken verwenden typischer­ weise einen Aufzeichnungsträger, der auf seinem Substrat einen rechtwinklig magnetisierten Film aus einem magneti­ schen Material aufweist, wobei das Aufzeichnen und Abspielen von Daten auf dem Aufzeichnungsträger auf die folgende Weise erzielt werden.
Zum Aufzeichnen von Daten wird der Aufzeichnungsträger zu­ nächst durch das Anlegen eines starken externen Magnetfelds so initialisiert, daß er in einer Richtung (nach oben oder unten) magnetisiert ist. Dann wird ein Aufzeichnungsort auf dem Aufzeichnungsträger durch einen Laserstrahl bestrahlt, um auf eine Temperatur nahe dem Curiepunkt oder über diesem, oder nahe dem Kompensationspunkt oder über diesem, des ma­ gnetischen Materials erwärmt zu werden. So wird die Koerzi­ tivfeldstärke (Hc) an diesem Ort auf Null oder nahezu Null gebracht. Dann wird ein externes Magnetfeld (Vormagnetisie­ rungsfeld), dessen Magnetisierungsrichtung entgegengesetzt zur Initialisierungs-Magnetisierungsrichtung ist, an den Aufzeichnungsträger angelegt, um die Magnetisierung an die­ sem Ort umzukehren. Wenn das Einstrahlen des Laserstrahls beendet wird, kühlt der Aufzeichnungsträger auf Raumtempera­ tur ab, so daß die umgekehrte Magnetisierung fixiert wird. So werden Daten thermomagnetisch an einem Aufzeichnungsort aufgezeichnet.
Zum Abspielen von Daten wird der Aufzeichnungsträger mit einem linear polarisierten Laserstrahl beleuchtet. Dabei wird die Polarisationsebene einer reflektierten oder trans­ mittierten Lichtkomponente abhängig von der Magnetisierungs­ richtung gedreht (dieser Effekt ist als "magnetischer Kerr­ effekt" oder "magnetischer Faradayeffekt" bekannt). Das Aus­ lesen von Daten erfolgt optisch unter Verwendung dieses Ef­ fekts.
Derzeit richtet sich viel Aufmerksamkeit auf magnetooptische Aufzeichnungstechniken zur Verwendung bei umschreibbaren Aufzeichnungsbauelementen mit großem Speichervermögen. Als wiederverwendbarer (oder umschreibbarer) Aufzeichnungsträger wurde ein sogenannter durch Lichtmodulation überschreibbarer Träger vorgeschlagen, der einen austauschgekoppelten Doppel­ schichtfilm aufweist und Datenüberschreiben unter Anlegen eines Initialisierungsmagnetfelds (Hi) und eines Aufzeich­ nungsmagnetfelds (Hw) durch Modulieren einer Lichtintensität erzielt. Ein anderer bereits vorgeschlagener durch Lichtmo­ dulation überschreibbarer Träger umfaßt einen austauschge­ koppelten Vierschichtfilm, und er erübrigt das Erfordernis, ein Initialisierungsmagnetfeld (Hi) anzulegen (J. Magn. Soc. Jan., Vol. 17, No. 51 (1993) 357).
Ein durch Lichtmodulation überschreibbarer Träger unter Ver­ wendung eines austauschgekoppelten Vierschichtfilms verfügt über eine erste magnetische Schicht 13, eine zweite magneti­ sche Schicht 14, eine dritte magnetische Schicht 15 und eine vierte magnetische Schicht 16, wie in Fig. 19 dargestellt. Die Temperaturabhängigkeit der Koerzitivfeldstärken der je­ weiligen magnetischen Schichten ist in Fig. 20 dargestellt. Genauer gesagt, weisen die erste, zweite, dritte und vierte magnetische Schicht Curiepunkte Tc1, Tc2, Tc3 bzw. Tc4 auf, die der Bedingung Tc3 < Tc1 < Tc2 < Tc4 genügen.
Der Übergang der Magnetisierungszustände der jeweiligen ma­ gnetischen Schichten während eines Datenaufzeichnungsvor­ gangs wird nun anhand von Fig. 21 erläutert, in der Pfeile die Magnetisierungsrichtung eines Übergangsmetalls in den magnetischen Schichten kennzeichnen.
Bei Raumtemperatur sind im Aufzeichnungsträger aufgezeichne­ te Daten durch den Magnetisierungszustand der ersten magne­ tischen Schicht 13 repräsentiert, d. h. durch entweder einen nach oben gerichteten Magnetisierungszustand (mit dem logi­ schen Wert 0, wie unter (a) in Fig. 21 dargestellt) oder mit nach unten gerichtetem Magnetisierungszustand (mit dem logi­ schen Wert 1, wie unter (b) in Fig. 21 dargestellt). Die Magnetisierung der vierten magnetischen Schicht 16 ist immer in einer Richtung ausgerichtet (nach oben, wie in Fig. 21 dargestellt), während die Magnetisierung der zweiten Magne­ tisierungsschicht 14 in derselben Richtung wie die Magneti­ sierung der vierten Magnetisierungsschicht 16 gerichtet ist, was vermittels der dritten Magnetisierungsschicht 15 er­ folgt.
Das Aufzeichnen von Daten wird dadurch ausgeführt, daß der Aufzeichnungsträger mit einem Laserstrahl beleuchtet wird, der entweder mit hoher Intensität oder niedriger Intensität moduliert ist, während ein Aufzeichnungsmagnetfeld Hw an den Aufzeichnungsträger angelegt wird.
Der Laserstrahl hoher Leistung ist so beschaffen, daß er den mit ihm beleuchteten Aufzeichnungsträger bis auf eine Temperatur nahe dem Curiepunkt Tc2 der zweiten magnetischen Schicht 14 erwärmt. Der Laserstrahl niedriger Leistung ist so ausgebildet, daß er den mit ihm beleuchteten Aufzeich­ nungsträger bis auf eine Temperatur nahe dem Curiepunkt Tc1 der ersten magnetischen Schicht 13 erwärmt.
Daher werden, wenn der Aufzeichnungsträger mit dem Laser­ strahl hoher Leistung bestrahlt wird, die zweite magnetische Schicht 14 wie auch die erste und die dritte magnetische Schicht 13, 15 entmagnetisiert (wie unter (h) in Fig. 21 dargestellt). Die Magnetisierung der zweiten magnetischen Schicht 14 wird durch Abkühlen des Aufzeichnungsträgers auf eine Temperatur unter dem Curiepunkt Tc2 unter Anlegen des Aufzeichnungsmagnetfelds Hw an denselben umgedreht (wie un­ ter (g) in Fig. 21 dargestellt), und dann wird der umgedreh­ te Magnetisierungszustand durch Austauschkopplung an der Grenzfläche im Verlauf der Abkühlung des Aufzeichnungsträ­ gers auf die Temperatur unter dem Curiepunkt Tc1 in die ers­ te magnetische Schicht 13 kopiert (wie unter (e) in Fig. 21 dargestellt). Ferner werden die Magnetisierungen der dritten magnetischen Schicht 15 und der zweiten magnetischen Schicht 14 im Verlauf der Abkühlung auf Raumtemperatur in derselben Richtung entsprechend der Magnetisierung der vierten magne­ tischen Schicht 16 ausgerichtet (wie unter (b) in Fig. 21 dargestellt). So ist die Magnetisierung der ersten magneti­ schen Schicht 13 nach unten gerichtet (beim logischen Wert l).
Wenn der Aufzeichnungsträger mit dem Laserstrahl niedriger Leistung beleuchtet wird, ist die Magnetisierung der zweiten magnetischen Schicht nicht umgedreht (wie unter (f) in Fig. 21 dargestellt), wenn das Aufzeichnungsmagnetfeld Hw ange­ legt wird, da ihre Koerzitivfeldstärke größer als das Auf­ zeichnungsmagnetfeld Hw ist, und die Magnetisierung der ers­ ten magnetischen Schicht 13 wird durch eine Austauschkopp­ lungskraft an der Grenzfläche im Verlauf des Abkühlens des Aufzeichnungsträgers in derselben Richtung ausgerichtet, wie sie die Magnetisierung der zweiten magnetischen Schicht 14 einnimmt. So ist die Magnetisierung der ersten magnetischen Schicht 13 nach oben gerichtet (beim logischen Wert 0). Un­ ter (d) in Fig. 21 ist ein Magnetisierungs-Übergangszustand vom Zustand, in dem die erste magnetische Schicht 13 nach unten magnetisiert ist (beim logischen Wert 0, wie unter (b) in Fig. 21 dargestellt) in einen Zustand dargestellt, der unter (f) in Fig. 21 dargestellt ist.
Die zum Abspielen von Daten verwendete Laserleistung ist deutlich kleiner als die des Laserstrahls niedriger Leis­ tung, und daher ändert sie die aufgezeichneten Magnetisie­ rungszustände der jeweiligen Schichten nicht.
So erübrigt es ein magnetooptischer Aufzeichnungsträger, der durch Lichtmodulation überschreibbar ist und einen aus­ tauschgekoppelten Vierschichtfilm verwendet, das Initiali­ sierungsmagnetfeld Hi anzulegen, und er sorgt für Stabili­ sierung der aufgezeichneten Bits. Jedoch ist dieser magneto­ optische Aufzeichnungsträger dahingehend von Nachteil, daß das Anlegen des externen Aufzeichnungsmagnetfelds Hw beim Überschreiben durch Lichtmodulation erforderlich ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen magnetoopti­ schen Aufzeichnungsträger und ein Aufzeichnungsverfahren unter Verwendung desselben zu schaffen, mit denen es möglich ist, beim Überschreiben durch Lichtmodulation ohne äußeres Magnetfeld auszukommen.
Diese Aufgabe ist hinsichtlich des Aufzeichnungsträgers durch die Lehre von Anspruch 1 und hinsichtlich des Verfah­ rens durch die Lehre von Anspruch 6 gelöst.
Bei der Erfindung ist Überschreiben durch Lichtmodulation ohne Anlegen eines externen Magnetfelds möglich, da die Ma­ gnetisierungsrichtung der zweiten magnetischen Schicht bei einer Temperatur nicht unter dem Curiepunkt der ersten ma­ gnetischen Schicht durch die Richtung des Magnetfelds von der vierten magnetischen Schicht bestimmt ist. Daher kann der Aufbau einer Vorrichtung zum magnetooptischen Aufzeich­ nen vereinfacht werden.
Wenn in dieser Beschreibung und in den Ansprüchen von einem Temperaturbereich zwischen der Raumtemperatur und dem Curie­ punkt einer Schicht die Rede ist, erstreckt sich dieser Be­ reich von der Raumtemperatur einschließlich bis zum Curie­ punkt ausschließlich.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von durch Figuren veranschaulichten Ausführungsbeispielen näher beschrieben.
Fig. 1 ist eine schematische Schnittansicht, die den Aufbau eines magnetooptischen Aufzeichnungsträgers gemäß einem ers­ ten Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht;
Fig. 2 ist eine graphische Wiedergabe, die die Temperaturab­ hängigkeit der Koerzitivfeldstärken einer ersten bis vierten magnetischen Schicht im magnetooptischen Aufzeichnungsträger gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
Fig. 3 ist ein Diagramm, das die Magnetisierungszustände der ersten bis vierten magnetischen Schicht veranschaulicht, um einen Datenaufzeichnungsprozeß für den magnetooptischen Aufzeichnungsträger gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zu erläutern;
Fig. 4 ist eine schematische Schnittansicht, die den Aufbau eines magnetooptischen Aufzeichnungsträgers gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht;
Fig. 5 ist eine graphische Wiedergabe, die die Temperaturab­ hängigkeit der Koerzitivfeldstärken einer fünften magneti­ schen Schicht im magnetooptischen Aufzeichnungsträger gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt;
Fig. 6 ist ein Diagramm, das die Magnetisierungszustände der ersten bis fünften magnetischen Schicht veranschaulicht, um einen Datenaufzeichnungsprozeß für den magnetooptischen Aufzeichnungsträger gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel zu erläutern;
Fig. 7 ist eine schematische Schnittansicht, die den Aufbau eines magnetooptischen Aufzeichnungsträgers gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht;
Fig. 8 ist eine graphische Wiedergabe, die die Temperaturab­ hängigkeit der Koerzitivfeldstärken einer fünften magneti­ schen Schicht im magnetooptischen Aufzeichnungsträger gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel zeigt;
Fig. 9 ist ein Diagramm, das die Magnetisierungszustände der ersten bis fünften magnetischen Schicht veranschaulicht, um einen Datenaufzeichnungsprozeß für den magnetooptischen Aufzeichnungsträger gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel zu erläutern;
Fig. 10 ist eine schematische Schnittansicht, die den Aufbau eines magnetooptischen Aufzeichnungsträgers gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht;
Fig. 11 ist eine graphische Wiedergabe, die die Temperatur­ abhängigkeit der Koerzitivfeldstärken einer sechsten magne­ tischen Schicht im magnetooptischen Aufzeichnungsträger ge­ mäß dem vierten Ausführungsbeispiel zeigt;
Fig. 12 ist ein Diagramm, das die Magnetisierungszustände der ersten bis vierten und sechsten magnetischen Schicht veranschaulicht, um einen Datenaufzeichnungsprozeß für den magnetooptischen Aufzeichnungsträger gemäß dem vierten Aus­ führungsbeispiel zu erläutern;
Fig. 13 ist eine schematische Schnittansicht, die den Aufbau eines magnetooptischen Aufzeichnungsträgers gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht;
Fig. 14 ist eine graphische Wiedergabe, die die Temperatur­ abhängigkeit der Koerzitivfeldstärken einer fünften und sechsten magnetischen Schicht im magnetooptischen Aufzeich­ nungsträger gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel zeigt;
Fig. 15 ist ein Diagramm, das die Magnetisierungszustände der ersten bis sechsten magnetischen Schicht veranschau­ licht, um einen Datenaufzeichnungsprozeß für den magnetoop­ tischen Aufzeichnungsträger gemäß dem fünften Ausführungs­ beispiel zu erläutern;
Fig. 16 ist eine schematische Schnittansicht, die den Aufbau eines magnetooptischen Aufzeichnungsträgers gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht;
Fig. 17 ist eine graphische Wiedergabe, die die Temperatur­ abhängigkeit der Koerzitivfeldstärken einer fünften und sechsten magnetischen Schicht im magnetooptischen Aufzeich­ nungsträger gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel zeigt;
Fig. 18 ist ein Diagramm, das die Magnetisierungszustände der ersten bis sechsten magnetischen Schicht veranschau­ licht, um einen Datenaufzeichnungsprozeß für den magnetoop­ tischen Aufzeichnungsträger gemäß dem sechsten Ausführungs­ beispiel zu erläutern;
Fig. 19 ist eine schematische Schnittansicht, die den Aufbau eines magnetooptischen Aufzeichnungsträgers gemäß dem Stand der Technik zeigt;
Fig. 20 ist eine graphische Wiedergabe, die die Temperatur­ abhängigkeit der Koerzitivfeldstärken einer ersten bis vier­ ten magnetischen Schicht im magnetooptischen Aufzeichnungs­ träger gemäß dem Stand der Technik zeigt; und
Fig. 21 ist ein Diagramm, das die Magnetisierungszustände der ersten bis vierten magnetischen Schicht veranschaulicht, um einen Datenaufzeichnungsprozeß für den magnetooptischen Aufzeichnungsträger gemäß dem Stand der Technik zu erläu­ tern.
Ein erfindungsgemäßer magnetooptischer Aufzeichnungsträger verfügt über eine erste bis vierte magnetische Schicht, die vorzugsweise auf einem Substrat ausgebildet sind.
Für das Substrat des magnetooptischen Aufzeichnungsträgers besteht keine spezielle Beschränkung, jedoch gehören zu Bei­ spielen Glassubstrate, chemisch verstärkte Glassubstrate, sogenannte 2P-Schicht-Glassubstrate mit einer durch UV- Strahlung härtbaren Harzschicht, die auf einem der obenge­ nannten Glassubstrate ausgebildet ist, sowie Harzsubstrate wie solche aus Polycarbonat (PC), Polymethylmethacrylat (PMNA), amorphen Polyolefinen (APO), Polystyrol (PS), Poly­ vinylchlorid (PVC) und Epoxid. Die Oberfläche des Substrats kann entweder glatt sein, oder sie kann mit Spuren ausgebil­ det sein, die aus Vertiefungen oder Gräben und erhabenen Bereichen bestehen.
Die erste bis vierte magnetische Schicht sind beim erfin­ dungsgemäßen magnetooptischen Aufzeichnungsträger aufeinan­ derfolgend auf dem Substrat ausgebildet. Die erste, die zweite, die dritte und die vierte magnetische Schicht weisen Curiepunkte Tc1, Tc2, Tc3 bzw. Tc4 auf, die der Bedingung Tc3 < Tc1 < Tc2 < Tc4 genügen, und sie zeigen im Temperatur­ bereich von Raumtemperatur bis zu ihren jeweiligen Curie­ punkten rechtwinklige magnetische Anisotropie.
Die erste magnetische Schicht ist so ausgebildet, daß bei einer Temperatur über einer vorbestimmten Temperatur (erste Temperatur), die als Temperatur zwischen Raumtemperatur und dem Curiepunkt Tc1 definiert ist, der Magnetisierungszustand der zweiten magnetischen Schicht in sie kopiert wird, er jedoch nicht bei einer Temperatur kopiert wird, die nicht über der ersten Temperatur liegt.
Die dritte magnetische Schicht ist so ausgebildet, daß zu­ mindest bei Raumtemperatur der Magnetisierungszustand der vierten magnetischen Schicht in sie kopiert ist.
Die zweite magnetische Schicht ist so ausgebildet, daß der Magnetisierungszustand der dritten magnetischen Schicht zu­ mindest bei Raumtemperatur in sie kopiert ist, und sie durch ein Magnetfeld von der vierten magnetischen Schicht so be­ einflußt wird, daß ihre Magnetisierungsrichtung bei einer Temperatur über dem Curiepunkt Tc1 durch dieses Magnetfeld bestimmt ist.
Um den obengenannten Bedingungen zu genügen, wie sie für die erste bis vierte Magnetschicht erforderlich sind, ist es erforderlich, die Zusammensetzung (Arten und Anteile der Elemente) jeder der magnetischen Schichten sowie die Zusam­ mensetzung der darunterliegenden und/oder darüberliegenden magnetischen Schicht genau einzustellen.
Genauer gesagt, bestehen die erste bis vierte magnetische Schicht vorzugsweise aus Seltenerdmetall-Übergangsmetall (SE- ÜM)-Legierungen.
Die erste magnetische Schicht weist ÜM-beherrschte Eigen­ schaften auf. Der Begriff "ÜM-beherrschte Eigenschaften" bedeutet hier, daß die Untergitter-Magnetisierung des Über­ gangsmetalls gegenüber der Untergitter-Magnetisierung des Seltenerdmetalls vorherrscht.
Die zweite magnetische Schicht zeigt SE-beherrschte Eigen­ schaften. Der Begriff "SE-beherrschte Eigenschaften" bedeu­ tet hier, daß die Untergitter-Magnetisierung des Seltenerd­ metalls gegenüber der Untergitter-Magnetisierung des Über­ gangsmetalls vorherrscht.
Die dritte magnetische Schicht zeigt entweder SE- oder ÜM-beherrschte Eigenschaften.
Für die Zusammensetzung der vierten magnetischen Schicht besteht keine spezielle Beschränkung, jedoch liegt ihr Kom­ pensationspunkt vorzugsweise zwischen Raumtemperatur und ihrem Curiepunkt. Die vierte magnetische Schicht zeigt im Temperaturbereich zwischen ihrem Kompensationspunkt und ih­ rem Curiepunkt, bevorzugter bei einer Temperatur nahe dem Curiepunkt Tc2 der zweiten magnetischen Schicht, maximale Gesamtmagnetisierung. Der Begriff "Gesamtmagnetisierung" bedeutet hier das gesamte magnetische Moment, das die Vek­ torsumme aus den magnetischen Untergittermomenten von SE und ÜM ist.
Die erste bis vierte magnetische Schicht werden jeweils z. B. aus einer Legierung hergestellt, die mindestens ein aus der aus Gd, Tb, Dy, Ho und Nd bestehenden Gruppe ausge­ wähltes Seltenerdmetall sowie mindestens eines aus der aus Fe und Co bestehenden Gruppe ausgewähltes Übergangsmetall enthält. Zum Verbessern der Umweltstabilität der magneti­ schen Schichten als solcher wird vorzugsweise mindestens ein aus der aus Cr, V, Nb, Mn, Be, Ni, Ti, Pt, Rh und Cu beste­ henden Gruppe ausgewähltes metallisches Element zur Selten­ erdmetall-Übergangsmetall-Legierung zugesetzt. Die Zugabe jedes der obengenannten metallischen Elemente verhindert, daß der sich ergebende magnetooptische Aufzeichnungsträger durch Oxidation aufgrund des Eindringens von Feuchtigkeit und Sauerstoff beeinträchtigt wird, und dies verleiht dem magnetooptischen Aufzeichnungsträger Langzeit-Zuverlässig­ keit.
Die erste bis vierte magnetische Schicht werden jeweils mit geeigneter Dicke hergestellt, die abhängig von der Zusammen­ setzung und den Eigenschaften der enthaltenen Elemente vari­ iert.
Der erfindungsgemäße magnetooptische Aufzeichnungsträger kann ferner einen dielektrischen Film aufweisen, der auf der Oberfläche des Substrats ausgebildet ist. Dieser dielektri­ sche Film ist vorzugsweise durchsichtig. Zu Beispielen be­ vorzugter Materialien für den dielektrischen Film gehören AlN, SiN, AlSiN, AlTaN, SiAlON, TiN, TiON, BN, ZnS, TiO2, BaTiO3 und SrTiO3, unter denen SiN, AlSiN, AlTaN, TiN, BN und ZnS besonders bevorzugt sind, da diese Substanzen keinen Sauerstoff enthalten und dem sich ergebenden magnetoopti­ schen Aufzeichnungsträger hervorragende Feuchtigkeits-Be­ ständigkeit verleihen.
Die Dicke der dielektrischen Schicht wird unter Berücksich­ tigung der sogenannten Verstärkung des Kerreffekts bestimmt, durch die der polare Kerr-Rotationswinkel für die erste ma­ gnetische Schicht (oder eine wahlweise vorhandene magneti­ sche Schicht) durch einen Lichtinterferenzeffekt erhöht ist. Um das S/R-Verhältnis bei der Datenwiedergabe zu erhöhen, ist es erforderlich, den polaren Kerr-Rotationswinkel zu erhöhen. Daher wird die Dicke der dielektrischen Schicht so eingestellt, daß der polare Kerr-Rotationswinkel maximiert werden kann.
Genauer gesagt, beträgt die Dicke der dielektrischen Schicht ungefähr 30 nm bis ungefähr 200 nm. Der dielektrische Film ist sowohl hinsichtlich der obengenannten Verstärkung des Kerreffekts als auch hinsichtlich einer Verhinderung der Oxidation der magnetischen Schichten wirksam. Die Herstel­ lung eines dielektrischen Films aus AlN wird z. B. durch reaktives Gleichspannungssputtern erzielt, bei dem Stick­ stoffgas oder ein Gasgemisch aus Argon und Stickstoff zusam­ men mit einem Al-Target verwendet wird. Reaktives Gleich­ spannungssputtern ergibt schnellere Filmbildung und ist da­ her gegenüber HF(Hochfrequenz)-Sputtern vorteilhafter.
Der erfindungsgemäße magnetooptische Aufzeichnungsträger kann ferner einen Schutzfilm aufweisen, der auf der Seite der vierten magnetischen Schicht ausgebildet ist. Das Mate­ rial für den Schutzfilm kann aus den obengenannten Materia­ lien für den dielektrischen Film ausgewählt werden. Wenn der dielektrische Film und der Schutzfilm aus demselben Material bestehen, ist die Produktivität verbessert. Die Dicke des Schutzfilms beträgt vorzugsweise und beispielsweise ungefähr 1 nm bis ungefähr 200 nm. Die Wärmeleitfähigkeiten des Schutzfilms und des dielektrischen Films beeinflussen die Aufzeichnungsempfindlichkeit des magnetooptischen Aufzeich­ nungsträgers. Genauer gesagt, wird auf den magnetooptischen Aufzeichnungsträger fallendes Licht durch das Substrat, die wahlweise dielektrische Schicht, die erste bis vierte magne­ tische Schicht, die als Absorptionsfilme dienen, und den wahlweisen magnetischen Film ganz absorbiert und in Wärme umgesetzt. Die Wärme in den magnetischen Schichten wird zum dielektrischen Film und zum Schutzfilm geleitet. Daher be­ einflussen die Wärmeleitfähigkeiten und Wärmekapazitäten (spezifische Wärmen) des dielektrischen Films und des Schutzfilms die Aufzeichnungsempfindlichkeit des magnetoop­ tischen Aufzeichnungsträgers. Der Begriff "Aufzeichnungsemp­ findlichkeit" bedeutet hier die Höhe der Laserleistung, die zum Aufzeichnen und Löschen von Daten erforderlich ist.
Dies bedeutet, daß die Aufzeichnungsempfindlichkeit des magnetooptischen Aufzeichnungsträgers praktisch durch die Dicken des dielektrischen Films und des Schutzfilms einge­ stellt werden kann. Um z. B. die Aufzeichnungsempfindlich­ keit zu erhöhen (oder um das Löschen von Daten unter Anlegen eines Laserstrahls mit geringerer Leistung auszuführen), werden die Dicken dieser Filme verringert. Im allgemeinen ist eine höhere Aufzeichnungsempfindlichkeit zur Verlänge­ rung der Lebensdauer der Laserquelle von Vorteil, weswegen diese Filme jeweils mit verringerter Dicke hergestellt wer­ den.
Der erfindungsgemäße magnetooptische Aufzeichnungsträger kann ferner einen auf dem Schutzfilm hergestellten Überzugs­ film aufweisen. Dieser Überzugsfilm besteht vorzugsweise aus einem durch UV-Strahlung härtbaren Harz. Das Anbringen die­ ses durch UV-Strahlung härtbaren Harzüberzugsfilms verbes­ sert die Produktivität für den magnetooptischen Aufzeich­ nungsträger und verleiht diesem extrem hohe Feuchtigkeitsbe­ ständigkeit und hervorragende Langzeitstabilität.
Der erfindungsgemäße magnetooptische Aufzeichnungsträger kann ferner einen oder mehrere magnetische Filme aufweisen, die jeweils wahlweise zwischen dem Substrat und der ersten magnetischen Schicht, zwischen den jeweiligen magnetischen Schichten oder auf der vierten magnetischen Schicht (zwi­ schen der vierten magnetischen Schicht und dem Schutzfilm) vorhanden sind. Z. B. kann eine fünfte magnetische Schicht zwischen dem Substrat und der ersten magnetischen Schicht vorhanden sein. Eine sechste magnetische Schicht kann zwi­ schen der ersten magnetischen Schicht und der zweiten magne­ tischen Schicht vorhanden sein.
Wenn eine fünfte magnetische Schicht anzubringen ist, weist diese einen Curiepunkt Tc5 auf, der vorzugsweise höher als der Curiepunkt Tc1 der ersten magnetischen Schicht ist, und sie ist vorzugsweise so ausgebildet, daß in sie zumindest bei einer Temperatur nicht unter einer vorbestimmten Tempe­ ratur (zweite Temperatur), die als Temperatur unter dem Cu­ riepunkt Tc1 der ersten magnetischen Schicht definiert ist, der Magnetisierungszustand der ersten magnetischen Schicht einkopiert ist.
Wenn eine sechste magnetische Schicht anzubringen ist, zeigt diese vorzugsweise kleinere rechtwinklige magnetische Aniso­ tropie als die zweite magnetische Schicht, oder sie zeigt bei Raumtemperatur in der Ebene liegende magnetische Aniso­ tropie, und sie ist vorzugsweise so ausgebildet, daß in sie der Magnetisierungszustand der zweiten magnetischen Schicht einkopiert ist, der seinerseits in die erste magnetische Schicht einkopiert ist, was bei einer Temperatur nicht unter einer vorbestimmten Temperatur (dritte Temperatur) der Fall ist, die als Temperatur zwischen der Raumtemperatur und der Curietemperatur Tc1 definiert ist.
Die fünfte und die sechste magnetische Schicht werden ähn­ lich wie die erste bis vierte magnetische Schicht jeweils aus einer Seltenerdmetall-Übergangsmetall-Legierung herge­ stellt. Die Dicke der fünften und sechsten magnetischen Schicht wird jeweils zweckdienlich abhängig von der Zusam­ mensetzung derselben ausgewählt. Z. B. kann die Dicke dieser magnetischen Schichten jeweils ungefähr 1 nm bis ungefähr 50 nm betragen.
Obwohl der obenangegebene magnetooptische Aufzeichnungsträ­ ger vom sogenannten einseitigen Typ ist, ist die Erfindung auch bei einem solchen vom doppelseitigen Typ anwendbar. Die Herstellung eines doppelseitigen magnetooptischen Aufzeich­ nungsträgers wird dadurch bewerkstelligt, daß ein Paar ein­ seitiger magnetooptischer Aufzeichnungsträger so miteinander verbunden werden, daß ihre Substrate nach außen zeigen, wobei das Verkleben durch eine dazwischen befindliche Kle­ berschicht erfolgt.
Vorzugsweise wird als Material für die Kleberschicht ein Polyurethan-Acrylat-Kleber verwendet, der thermisch, unter Luftabschluß oder unter Zuführung von Ultraviolettstrahlung härtbar ist. Die Verwendung eines Polyurethan-Acrylat-Kle­ bers ist dahingehend von Vorteil, daß ein Abschnitt der Kleberschicht, der nicht mit Ultraviolettstrahlung beleuch­ tet wird, da er hinter dem Aufzeichnungsträger liegt, ther­ misch oder durch Luftabschluß gehärtet werden kann.
Ein einseitiger magnetooptischer Aufzeichnungsträger wird vorteilhafterweise in einer Datenaufzeichnungs- und -wieder­ gabevorrichtung verringerter Größe verwendet, da die Dicke des Aufzeichnungsträgers nur halb so groß ist wie die eines doppelseitigen Aufzeichnungsträgers. Umgekehrt wird ein dop­ pelseitiger magnetooptischer Aufzeichnungsträger vorteil­ hafterweise in einem Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät gro­ ßer Kapazität verwendet, da das Aufzeichnen und Abspielen von Daten auf beiden Seiten des Aufzeichnungsträgers möglich ist.
Erstes Ausführungsbeispiel
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 3 ein magnetooptischer Aufzeichnungsträger gemäß einem ersten Aus­ führungsbeispiel der Erfindung erläutert.
Wie es in Fig. 1 dargestellt ist, verfügt der magnetoopti­ sche Aufzeichnungsträger gemäß dem ersten Ausführungsbei­ spiel über eine transparente dielektrische Schicht 2, eine erste magnetische Schicht 3, eine zweite magnetische Schicht 4, eine dritte magnetische Schicht 5, eine vierte magneti­ sche Schicht 6 und eine Schutzschicht 7, die aufeinanderfol­ gend in dieser Reihenfolge auf einem transparenten Substrat 1 ausgebildet sind. Der magnetooptische Aufzeichnungsträger umfaßt ferner einen nicht dargestellten Überzugsfilm. Die magnetischen Schichten 3 bis 5 bestehen jeweils aus einer Seltenerdmetall-Übergangsmetall-Legierung.
Eine magnetooptische Platte wurde als ein Beispiel eines magnetooptischen Aufzeichnungsträgers auf die folgende Weise hergestellt.
Als transparentes Substrat 1 wurde ein plattenförmiges Glas­ substrat mit einem Außendurchmesser von 86 mm, einem Innen­ durchmesser von 15 mm und einer Dicke von 1,2 mm verwendet. Unmittelbar auf einer Fläche des Substrats 1 wurden durch reaktives Ionenätzen Führungsspuren mit Gräben und erhabenen Bereichen zum Führen eines Lichtstrahls mit einer Spurgang­ höhe von 1,6 µm, einer Grabenbreite von 0,8 µm und einer Breite erhabener Bereiche von 0,8 µm hergestellt.
Zum Herstellen der dielektrischen Schicht 2 wurde AlN mit einer Dicke von 80 nm auf der mit den Führungsspuren verse­ henen Oberfläche des Substrats 1 abgeschieden. Zum Herstel­ len der ersten magnetischen Schicht 3 wurde TbFeCo mit einer Dicke von 40 nm durch gleichzeitiges Besputtern mit Tb-, Fe- und Co-Targets auf der dielektrischen Schicht 2 abgeschie­ den. Zum Herstellen der zweiten magnetischen Schicht wurde GdTbFeCo mit einer Dicke von 60 nm durch gleichzeitiges Be­ sputtern mittels Gd-, Tb-, Fe- und Co-Targets auf der ersten magnetischen Schicht 3 hergestellt. Zum Herstellen der drit­ ten magnetischen Schicht 5 wurde TbFeAl mit einer Dicke von 20 nm durch gleichzeitiges Besputtern mittels Tb-, Fe- und Al-Targets auf der zweiten magnetischen Schicht 4 abgeschie­ den. Zum Herstellen der vierten magnetischen Schicht 6 wurde GdTbFeCo mit einer Dicke von 60 nm durch gleichzeitiges Be­ sputtern mittels Gd-, Tb-, Fe- und Co-Targets auf der drit­ ten magnetischen Schicht 5 abgeschieden. Zum Herstellen der Schutzschicht 7 wurde AlN mit einer Dicke von 20 nm auf der vierten magnetischen Schicht 6 abgeschieden.
Der Sputtervorgang zum Herstellen der ersten bis vierten magnetischen Schicht wurde bei einem Endvakuumpegel nicht über 2,0×102 Pa, einem Ar-Gasdruck von 6,5×10⁻1 Pa und einer Entladeleistung von 300 W ausgeführt. Der Sputtervor­ gang zum Herstellen der dielektrischen Schacht 2 und der Schutzschicht 7 wurde bei einem Endvakuumpegel nicht über 2,0×10⁻4 Pa, einem N2-Gasdruck von 3,0×10⁻1 Pa und einer Entladeleistung von 800 W ausgeführt.
Ferner wurde ein durch UV-Strahlung härtbares Acrylharz auf die Schutzschicht 7 aufgebracht und durch Ultraviolettstrah­ lung ausgehärtet, um einen Überzugsfilm herzustellen.
Die erste magnetische Schicht 3 wies die Zusammensetzung Tb0,20(Fe0,85Co0,15)0,80 auf, sie zeigte ÜM-beherrschte Ei­ genschaften, und sie hatte einen Curiepunkt Tc1 von 200°C und eine Koerzitivfeldstärke Hc1 von 1200 kA/m bei Raumtem­ peratur, wie es in Fig. 2 dargestellt ist.
Die zweite magnetische Schicht 4 hatte die Zusammensetzung (Gd0,20Tb0,80)0,32(Fe0,65Co0,35))0,68, sie zeigte ÜM-be­ herrschte Eigenschaften, und sie hatte einen Curiepunkt Tc2 von 250°C und eine Koerzitivfeldstärke Hc2 von 160 kA/m bei Raumtemperatur, wie es in Fig. 2 dargestellt ist.
Die dritte magnetische Schicht 3 wies die Zusammensetzung (Tb0,19Fe0,81)0,80Al0,20 auf, sie zeigte ÜM-beherrschte Ei­ genschaften, und sie hatte einen Curiepunkt Tc3 von 90°C und eine Koerzitivfeldstärke Hc3 von 240 kA/m bei Raumtempera­ tur, wie es in Fig. 2 dargestellt ist.
Die vierte magnetische Schicht 3 hatte die Zusammensetzung (Gd0,30Tb0,70)0,28(Fe0,60Co0,40), sie zeigte SE-beherrschte Eigenschaften und hatte einen Curiepunkt Tc4 von 350°C, ei­ nen Kompensationspunkt Tkomp4 über 150°C und eine Koerzitiv­ feldstärke Hc4 von 360 kA/m bei Raumtemperatur, wie es in Fig. 2 dargestellt ist.
Anders gesagt, wies die erste magnetische Schicht 3 einen niedrigeren Curiepunkt Tc1 als die zweite magnetische Schicht 4 auf, bei größerer Koerzitivfeldstärke Hc1 bei Raumtemperatur, und sie zeigte im Temperaturbereich von Raumtemperatur bis zu ihrem Curiepunkt Tc1 rechtwinklige magnetische Anisotropie. Die erste magnetische Schicht 3 hatte eine Zusammensetzung, die dazu geeignet ist, bei Raum­ temperatur ÜM-beherrschte Eigenschaften zu zeigen.
Die zweite magnetische Schicht 4 wies einen Curiepunkt Tc2 über dem Curiepunkt Tc1 der ersten magnetischen Schicht 3 auf, und sie zeigte im Temperaturbereich von Raumtemperatur bis zu ihrem Curiepunkt Tc2 rechtwinklige magnetische Aniso­ tropie. Die zweite magnetische Schicht 4 hatte eine Zusam­ mensetzung, die dazu geeignet ist, bei Raumtemperatur SE-beherrschte Eigenschaften zu zeigen, und sie wies keinen Kompensationspunkt im Temperaturbereich zwischen Raumtempe­ ratur und ihrem Curiepunkt Tc2 auf.
Die dritte magnetische Schicht 5 wies den niedrigsten Curie­ punkt Tc3 unter der ersten bis vierten magnetischen Schicht auf, und sie zeigte im Temperaturbereich von Raumtemperatur bis zu ihrem Curiepunkt Tc3 rechtwinklige magnetische Aniso­ tropie auf. Die dritte magnetische Schicht 5 wies eine Zu­ sammensetzung auf, die dazu geeignet ist, bei Raumtemperatur ÜM-beherrschte Eigenschaften zu zeigen.
Die vierte magnetische Schicht 6 wies einen Curiepunkt Tc4 über dem Curiepunkt Tc2 der zweiten magnetischen Schicht 4 auf, und sie zeigte im Temperaturbereich von Raumtemperatur bis zu ihrem Curiepunkt Tc4 rechtwinklige magnetische Aniso­ tropie. Die vierte magnetische Schicht 6 wies eine Zusammen­ setzung auf, die dazu geeignet ist, bei Raumtemperatur SE-beherrschte Eigenschaften zu zeigen, und sie wies einen Kom­ pensationspunkt zwischen Raumtemperatur und ihrem Curiepunkt Tc4, insbesondere nahe dem Curiepunkt Tc1 der ersten magne­ tischen Schicht 3, auf.
Daten wurden unter den folgenden Bedingungen auf der magnet­ optischen Platte aufgezeichnet: Ph (Leistung eines Laser­ strahls hoher Leistung ) = 10 mW; Pl (Leistung eines Laser­ strahls mit niedriger Leistung ) = 3 mW; Pr (Leistung eines Abspiellaserstrahls) = 1 mW und Aufzeichnungslänge = 0,64 µm. Im Ergebnis wurde auf der magnetooptischen Platte per­ fektes Überschreiben durch Lichtmodulation erzielt, ohne daß nicht gelöschte Daten zurückblieben. Die magnetoopti­ sche Platte wies ein Träger/Rauschsignal-Verhältnis (T/R) von 45 dB auf.
Nun wird unter Bezugnahme auf Fig. 3, die die Magnetisie­ rungszustände der ersten magnetischen Schicht 3, der zweiten magnetischen Schicht 4, der dritten magnetischen Schicht 5 und der vierten magnetischen Schicht 6 zeigt, wobei die Tem­ peratur auf der Abszisse aufgetragen ist, das Aufzeichnen von Daten auf dem magnetooptischen Aufzeichnungsträger be­ schrieben. Da die magnetischen Schichten jeweils aus Selten­ erdmetall-Übergangsmetall-Legierungen bestehen, kann die Magnetisierung jeder magnetischen Schicht durch das magneti­ sche Moment des Untergitters des Seltenerdmetalls, das ma­ gnetische Moment des Untergitters des Übergangsmetalls oder ein magnetisches Gesamtmoment repräsentiert werden, das die Vektorsumme aus diesen magnetischen Momenten der Untergitter ist. Die Pfeile in Fig. 3 kennzeichnen jeweils die Richtung des magnetischen Moments des Untergitters des Übergangsme­ talls in einer magnetischen Schicht.
Beim Überschreibprozeß durch Lichtmodulation am Aufzeich­ nungsträger werden Daten dadurch auf diesen aufgezeichnet, daß die Intensität eines Laserstrahls abhängig von den Da­ ten moduliert wird. Genauer gesagt, wird der Überschreibpro­ zeß durch Lichtmodulation zum Umschreiben von Daten dadurch erzielt, daß ein leistungsstarker Prozeß, bei dem ein Ort auf dem Aufzeichnungsträger mit einem Laserstrahl hoher Leistung beleuchtet wird, um auf eine Temperatur nahe dem Curiepunkt Tc2 erwärmt zu werden, und ein leistungsschwacher Prozeß, bei dem ein Ort auf dem Aufzeichnungsträger mit einem Laserstrahl niedriger Leistung beleuchtet wird, um auf eine Temperatur nahe dem Curiepunkt Tc1 erwärmt zu werden, wiederholt. Der Überschreibprozeß durch Lichtmodulation wird nachfolgend detaillierter beschrieben.
Bei Raumtemperatur nimmt die erste magnetische Schicht 3 einen von zwei stabilen Zuständen ein, nämlich entweder ei­ nen nach oben magnetisierten Zustand mit dem logischen Wert 0 (wie unter (a) in Fig. 3 dargestellt), oder einen nach unten magnetisierten Zustand mit dem logischen Wert 1 (wie unter (b) in Fig. 3 dargestellt), abhängig von der Richtung des magnetischen Moments des Untergitters in der ersten ma­ gnetischen Schicht 3.
Zunächst wird der leistungsstarke Prozeß erläutert.
Wenn ein Ort auf dem magnetooptischen Aufzeichnungsträger mit einem Laserstrahl hoher Leistung (Ph) beleuchtet wird, wird der beleuchtete Ort bis auf eine Temperatur nahe Tc2 erwärmt, und sein Zustand wechselt so, wie es unter (c) oder (d) und (f) in Fig. 3 dargestellt ist. So werden die Koerzi­ tivfeldstärken der ersten magnetischen Schicht 3 und der dritten magnetischen Schicht 5 null, und die Koerzitivfeld­ stärke der zweiten magnetischen Schicht 4 wird sehr klein (wie unter (h) in Fig. 3 dargestellt.
Im magnetooptischen Aufzeichnungsträger gemäß diesem Ausfüh­ rungsbeispiel zeigt die zweite magnetische Schicht 4 SE-be­ herrschte Eigenschaften, und daher ist die Untergittermagne­ tisierung der zweiten magnetischen Schicht 4 durch ein Streumagnetfeld 10 (in Fig. 3 nach oben gerichtet) von der vierten magnetischen Schicht 6 nach unten gerichtet (wie unter (g) in Fig. 3 dargestellt). Um die Magnetisierungs­ richtung der zweiten magnetischen Schicht 4 durch das Streu­ magnetfeld 10 zu kontrollieren, d. h., um die Magnetisierung der zweiten magnetischen Schicht 4 durch das Streumagnetfeld 10 umzukehren, ist es erwünscht, die Stärke des Streumagnet­ felds 10 zu maximieren. Zu diesem Zweck ist es erwünscht, daß das magnetische Gesamtmoment in der vierten magneti­ schen Schicht 6 (die Vektorsumme aus den magnetischen Momen­ ten des Untergitters des Übergangsmetalls und dem magneti­ schen Moment des Untergitters des Seltenerdmetalls) bei ei­ ner Temperatur nahe dem Curiepunkt Tc2 der zweiten magneti­ schen Schicht 4 innerhalb eines Temperaturbereichs zwischen dem Kompensationspunkt Tkomp4 und dem Curiepunkt Tc4 der vierten magnetischen Schicht 6 maximal ist. Ferner sollte die Koerzitivfeldstärke der zweiten magnetischen Schicht 4 so eingestellt sein, daß sie kleiner als die Stärke des Streumagnetfelds 10 ist. Es wird darauf hingewiesen, daß die Erzeugung des Streumagnetfelds 10 durch die vierte ma­ gnetische Schicht 4 auf der Anbringung von Gräben in der magnetooptischen Platte beruht.
Wenn der durch den Laserstrahl beleuchtete Ort auf eine Tem­ peratur unter Tc1 abkühlt, wenn sich die magnetooptische Platte dreht, erfolgt eine Magnetisierung der ersten magne­ tischen Schicht 3. Die Untergittermagnetisierung der ersten magnetischen Schicht 3 ist nach unten gerichtet, d. h. in derselben Richtung wie die Untergittermagnetisierung der zweiten magnetischen Schicht 4, und zwar aufgrund der Aus­ tauschkopplung an der Grenzfläche, so daß die erste magne­ tische Schicht 3 den logischen Wert 1 speichert (wie unter (e) in Fig. 3 dargestellt).
Wenn der Ort weiter auf Raumtemperatur abgekühlt wird, tritt Magnetisierung der dritten magnetischen Schicht 5 auf, und die Untergittermagnetisierung der zweiten magnetischen Schicht 4 ist nach oben gerichtet, d. h. in derselben Rich­ tung wie die Untergittermagnetisierung der vierten magneti­ schen Schicht 6, und zwar aufgrund der Austauschkopplung an der Grenzfläche (wie unter (b) in Fig. 3 dargestellt). Da die Bedingungen für die jeweiligen magnetischen Schichten 3 bis 6 (die Koerzitivfeldstärken und die Dicken der jeweili­ gen magnetischen Schichten und die Magnetwandenergien an den Grenzflächen zwischen den jeweiligen magnetischen Schichten) so ausgebildet sind, daß bei einer Temperatur nicht über der ersten Temperatur, die als Temperatur zwischen der Raum­ temperatur und Tc1 definiert ist, der Magnetisierungszustand der zweiten magnetischen Schicht 4 nicht in die erste magne­ tische Schicht 3 kopiert wird, wird die Magnetisierung der ersten magnetischen Schicht 3 nicht umgedreht.
So kann die erste magnetische Schicht 3 nach unten magneti­ siert werden, um im leistungsstarken Prozeß den logischen Wert 1 einzuspeichern.
Als nächstes erfolgt eine Erläuterung zum leistungsschwachen Prozeß.
Wenn ein Ort auf dem magnetooptischen Aufzeichnungsträger mit einem Laserstrahl niedriger Leistung (Pl) beleuchtet wird, wird der beleuchtete Ort bis auf eine Temperatur nahe Tc1 erwärmt. Dabei wird die Koerzitivfeldstärke der dritten magnetischen Schicht 5 null, und die Koerzitivfeldstärke der ersten magnetischen Schicht 3 wird sehr klein. Jedoch ist die Koerzitivfeldstärke der zweiten magnetischen Schicht 4 deutlich größer als die Stärke des Streumagnetfelds von der vierten magnetischen Schicht 6, und daher ist die Untergit­ termagnetisierung der zweiten magnetischen Schicht 4 immer noch nach oben gerichtet (wie unter (f) in Fig. 3 darge­ stellt).
Wenn der durch den Laserstrahl beleuchtete Ort abkühlt, wenn sich die magnetooptische Platte dreht, tritt Magnetisierung der ersten magnetischen Schicht 3 auf. Die Untergittermagne­ tisierung der ersten magnetischen Schicht 3 ist nach oben gerichtet, d. h. in derselben Richtung wie die Untergitter­ magnetisierung der zweiten magnetischen Schicht 4, und zwar aufgrund der Austauschkopplung an der Grenzfläche, so daß die erste magnetische Schicht 3 den logischen Wert 0 ein­ speichert (wie unter (c) in Fig. 3 dargestellt).
Wenn der Ort weiter auf Raumtemperatur abgekühlt wird, tritt Magnetisierung der dritten magnetischen Schicht 5 auf, und die Untergittermagnetisierung der dritten magnetischen Schicht 5 wird nach oben gerichtet, d. h. in derselben Rich­ tung wie die Untergittermagnetisierung der vierten magneti­ schen Schicht 6, und zwar aufgrund der Austauschkopplung an der Grenzfläche (wie unter (a) in Fig. 3 dargestellt).
So kann die erste magnetische Schicht 3 im leistungsschwa­ chen Prozeß nach oben magnetisiert werden, um den logischen Wert 0 einzuspeichern.
Da die zweite magnetische Schicht 4 im erfindungsgemäßen magnetooptischen Aufzeichnungsträger so konzipiert ist, daß ihre Magnetisierungsrichtung durch das Magnetfeld von der vierten magnetischen Schicht 6 bei einer Temperatur über dem Curiepunkt Tc1 der ersten magnetischen Schicht 3 kontrol­ liert werden kann, wird Überschreiben durch Lichtmodulation mittels des leistungsstarken und des leistungsschwachen Pro­ zesses erzielt.
Das Abspielen von Daten erfolgt durch Beleuchten des magne­ tooptischen Aufzeichnungsträgers mit einem Laserstrahl mit Abspielleistung (Pr) und durch das Erfassen der Drehung der Polarisationsebene des am Träger reflektierten Laserstrahls. Es wird darauf hingewiesen, daß die aufgezeichneten Daten durch das Zuführen der Abspielleistung (Pr) nicht gelöscht werden, da diese deutlich niedriger als die niedrige Leis­ tung (Pl) ist, wodurch weniger Wärme erzeugt wird.
Zweites Ausführungsbeispiel
Nun wird unter Bezugnahme auf die Fig. 4 bis 6 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.
Das zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich vom ersten Ausführungsbeispiel dahingehend, daß ein magnetooptischer Aufzeichnungsträger eine fünfte magnetische Schicht 8 auf­ weist, die zwischen der dielektrischen Schicht 2 und der ersten magnetischen Schicht 3 vorhanden ist, wie es in Fig. 4 dargestellt ist.
Nachfolgend wird eine magnetooptische Platte als ein Bei­ spiel eines magnetooptischen Aufzeichnungsträgers angegeben.
Die magnetooptische Platte gemäß dem zweiten Ausführungsbei­ spiel weist im wesentlichen denselben Aufbau wie die des ersten Ausführungsbeispiels auf, mit der Ausnahme, daß eine 30 nm dicke fünfte magnetische Schicht 8 zwischen der di­ elektrischen Schicht 2 und der ersten magnetischen Schicht 3 vorhanden ist.
Diese magnetooptische Platte wurde im wesentlichen auf die­ selbe Weise wie die des ersten Ausführungsbeispiels herge­ stellt. Die fünfte magnetische Schicht 8 wies die Zusammen­ setzung Gd0,27(Fe0,70Co0,30)0,73 auf, sie zeigte SE-be­ herrschte Eigenschaften, und sie hatte einen Curiepunkt Tc5 über 300°C und einen Kompensationspunkt über 200°C, wie in Fig. 5 dargestellt.
Anders gesagt, wies die fünfte magnetische Schicht 8 einen höheren Curiepunkt Tc5 als die erste magnetische Schicht 3 auf, und sie zeigte im Temperaturbereich von Raumtemperatur bis zu ihrem Curiepunkt Tc5 rechtwinklige magnetische Aniso­ tropie.
Mit dieser magnetooptischen Platte wurde perfektes Über­ schreiben durch Lichtmodulation erzielt, ohne daß unge­ löschte Daten zurückblieben. Die magnetooptische Platte wies ein T/R-Verhältnis von 46,5 dB auf. Die Signalqualität war im Vergleich mit der bei der magnetooptischen Platte des ersten Ausführungsbeispiels verbessert, die ein T/R-Verhält­ nis von 45 dB aufwies. Dies beruht wahrscheinlich darauf, daß der Curiepunkt Tc5 der fünften magnetischen Schicht 8 höher als der Curiepunkt Tc1 der ersten magnetischen Schicht 3 ist, so daß der Kerr-Rotationswinkel erhöht ist.
Unter Bezugnahme auf Fig. 6 wird ein Datenaufzeichnungspro­ zeß gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel beschrieben, wo­ bei Fig. 6 die Magnetisierungszustände der fünften magneti­ schen Schicht 8, der ersten magnetischen Schicht 3, der zweiten magnetischen Schicht 4, der dritten magnetischen Schicht 5 und der vierten magnetischen Schicht 6 veranschau­ licht, wobei die Temperatur entlang der Abszisse aufgetragen ist. Da die magnetischen Schichten jeweils aus einer Selten­ erdmetall-Übergangsmetall-Legierung bestehen, kann die Ma­ gnetisierung jeder magnetischen Schicht durch das magneti­ sche Moment des Untergitters des Seltenerdmetalls, das ma­ gnetische Moment des Untergitters des Übergangsmetalls oder ein magnetisches Gesamtmoment repräsentiert werden, das die Vektorsumme dieser magnetischen Momente der Untergitter ist. Die Pfeile in Fig. 6 kennzeichnen jeweils die Richtung des magnetischen Moments des Untergitters des Übergangsmetalls in einer magnetischen Schicht.
Die Magnetisierungszustände der ersten magnetischen Schicht 3, der zweiten magnetischen Schicht 4, der dritten magneti­ schen Schicht 5 und der vierten magnetischen Schicht 6 sind bei einem Datenaufzeichnungsprozeß gemäß dem zweiten Aus­ führungsbeispiel dieselben wie beim Datenaufzeichnungspro­ zeß gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, wie er unter Be­ zugnahme auf Fig. 3 beschrieben wurde. Daher erfolgt hier keine zugehörige Erläuterung mehr.
Die fünfte magnetische Schicht 8 nimmt bei einer Temperatur unter dem Curiepunkt Tc1 der ersten magnetischen Schicht 3 denselben Magnetisierungszustand wie die erste magnetische Schicht 3 ein. Wenn die magnetooptische Platte auf eine Tem­ peratur nicht unter dem Curiepunkt Tc1 erwärmt wird, wird die erste magnetische Schicht 3 entmagnetisiert, jedoch be­ hält die fünfte magnetische Schicht 8 immer noch denselben Magnetisierungszustand, den sie vor dem Erwärmen hatte. Da das Abspielen von Daten bei einer Temperatur unter der Cu­ rietemperatur Tc1 der ersten magnetischen Schicht 3 erfolgt, werden Daten aus der fünften magnetischen Schicht 8 abge­ spielt, die dieselben Daten enthält, wie sie in der ersten magnetischen Schicht 3 aufgezeichnet sind.
Drittes Ausführungsbeispiel
Nun wird unter Bezugnahme auf die Fig. 7 bis 9 ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.
Dieses dritte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich vom ersten Ausführungsbeispiel dahingehend, daß ein magnetoop­ tischer Aufzeichnungsträger eine fünfte magnetische Schicht 8' aufweist, die zwischen der dielektrischen Schicht 2 und der ersten magnetischen Schicht 3 vorhanden ist, wie es in Fig. 7 dargestellt ist.
Nachfolgend wird eine magnetooptische Platte als ein Bei­ spiel eines solchen magnetooptischen Aufzeichnungsträgers beschrieben.
Die magnetooptische Platte gemäß dem dritten Ausführungsbei­ spiel weist im wesentlichen denselben Aufbau wie die des ersten Ausführungsbeispiels auf, mit der Ausnahme, daß eine 30 nm dicke fünfte magnetische Schicht 8' zwischen der di­ elektrischen Schicht 2 und der ersten magnetischen Schicht 3 vorhanden ist.
Diese magnetooptische Platte wurde im wesentlichen wie die des ersten Ausführungsbeispiels hergestellt. Die fünfte ma­ gnetische Schicht 8' wies die Zusammensetzung Gd0,29(Fe0,80Co0,20)0,71 auf, sie zeigte SE-beherrschte Ei­ genschaften und sie wies einen Curiepunkt Tc5' von 300°C und keinen Kompensationspunkt auf. Diese fünfte magnetische Schicht 8' zeigte bei ungefähr 120°C rechtwinklige magneti­ sche Anisotropie, wie es in Fig. 8 dargestellt ist.
Anders gesagt, wies die fünfte magnetische Schicht 8' einen höheren Curiepunkt Tc5 als die erste magnetische Schicht 3 und eine Koerzitivfeldstärke Hc5' von im wesentlichen null bei Raumtemperatur auf. Diese fünfte magnetische Schicht 8' zeigte bei Raumtemperatur in der Ebene liegende magnetische Anisotropie, und bei einer Temperatur nicht unter einer vor­ bestimmten Temperatur (zweite Temperatur), die als Tempera­ tur unter der Curietemperatur Tc1 der ersten magnetischen Schicht 3 definiert ist, zeigte sich rechtwinklige magneti­ sche Anisotropie.
Mit dieser magnetooptischen Platte wurde perfektes Über­ schreiben durch Lichtmodulation erzielt, ohne daß unge­ löschte Daten zurückblieben. Die magnetooptische Platte wies ein T/R-Verhältnis von 46,5 dB auf. Die Signalqualität war im Vergleich mit der bei der magnetooptischen Platte des dritten Ausführungsbeispiels verbessert, die ein T/R-Ver­ hältnis von 45 dB aufwies. Dies beruht wahrscheinlich dar­ auf, daß der Curiepunkt Tc5' der fünften magnetischen Schicht 8' höher als der Curiepunkt Tc1 der ersten magneti­ schen Schicht 3 ist, so daß der Kerr-Rotationswinkel erhöht ist.
Unter Bezugnahme auf Fig. 6 wird ein Datenaufzeichnungspro­ zeß gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel beschrieben, wo­ bei Fig. 9 die Magnetisierungszustände der fünften magneti­ schen Schicht 8', der ersten magnetischen Schicht 3, der zweiten magnetischen Schicht 4, der dritten magnetischen Schicht 5 und der vierten magnetischen Schicht 6 veranschau­ licht, wobei die Temperatur entlang der Abszisse aufgetragen ist. Da die magnetischen Schichten jeweils aus einer Selten­ erdmetall-Übergangsmetall-Legierung bestehen, kann die Ma­ gnetisierung jeder magnetischen Schicht durch das magneti­ sche Moment des Untergitters des Seltenerdmetalls, das ma­ gnetische Moment des Untergitters des Übergangsmetalls oder ein magnetisches Gesamtmoment repräsentiert werden, das die Vektorsumme dieser magnetischen Momente der Untergitter ist. Die Pfeile in Fig. 9 kennzeichnen jeweils die Richtung des magnetischen Moments des Untergitters des Übergangsmetalls in einer magnetischen Schicht.
Die Magnetisierungszustände der ersten magnetischen Schicht 3, der zweiten magnetischen Schicht 4, der dritten magneti­ schen Schicht 5 und der vierten magnetischen Schicht 6 sind bei einem Datenaufzeichnungsprozeß gemäß dem dritten Aus­ führungsbeispiel dieselben wie beim Datenaufzeichnungspro­ zeß gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, wie er unter Be­ zugnahme auf Fig. 3 beschrieben wurde. Daher erfolgt hier keine zugehörige Erläuterung mehr.
Die fünfte magnetische Schicht 8' zeigt bei Raumtemperatur in der Ebene liegende magnetische Anisotropie, und sie zeigt bei einer Temperatur nicht unter der zweiten Temperatur rechtwinklige magnetische Anisotropie. Daher nimmt die fünf­ te magnetische Schicht 8' im Temperaturbereich zwischen Raumtemperatur und der zweiten Temperatur denselben Magneti­ sierungszustand wie die erste magnetische Schicht 3 ein. Da das Abspielen von Daten bei einer Temperatur nicht unter der zweiten Temperatur, aber unter der Curietemperatur Tc1 der ersten magnetischen Schicht 3 erfolgt, werden Daten von der fünften magnetischen Schicht 8' abgespielt, die dieselben Daten enthält, wie sie in der ersten magnetischen Schicht 3 aufgezeichnet sind.
Bei kleiner Aufzeichnungsbitlänge war das S/R-Verhältnis bei der magnetooptischen Platte des dritten Ausführungsbeispiels nicht sehr verringert, während das S/R-Verhältnis der magne­ tooptischen Platte des ersten Ausführungsbeispiels merklich verringert war. Dies ist vermutlich der Fall, da die fünfte magnetische Schicht 8' bei Raumtemperatur in der Ebene lie­ gende magnetische Anisotropie zeigt, während sie dann, wenn sie mit dem Laserstrahl mit der Abspielleistung beleuchtet wird, rechtwinklige magnetische Anisotropie zeigt. Selbst bei kleiner Aufzeichnungsbitlänge wurde der Datenabspielvor­ gang nicht durch ein benachbartes Aufzeichnungsbit beein­ flußt.
Viertes Ausführungsbeispiel
Nun wird unter Bezugnahme auf die Fig. 10 bis 12 ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.
Das vierte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich vom ersten Ausführungsbeispiel dahingehend, daß ein magnetooptischer Aufzeichnungsträger eine sechste magnetische Schicht 9 auf­ weist, die zwischen der ersten magnetischen Schicht 3 und der zweiten magnetischen Schicht 4 vorhanden ist, wie es in Fig. 10 dargestellt ist.
Nachfolgend wird eine magnetooptische Platte als ein Bei­ spiel eines solchen magnetooptischen Aufzeichnungsträgers beschrieben.
Die magnetooptische Platte gemäß des vierten Ausführungsbei­ spiel weist im wesentlichen denselben Aufbau wie die des ersten Ausführungsbeispiels auf, mit der Ausnahme, daß eine 40 nm dicke sechste magnetische Schicht 9 zwischen der ers­ ten magnetischen Schicht 3 und der zweiten magnetischen Schicht 4 vorhanden ist.
Diese magnetooptische Platte wurde im wesentlichen auf die­ selbe Weise wie die des ersten Ausführungsbeispiels herge­ stellt. Die sechste magnetische Schicht 9 wies die Zusammen­ setzung Gd0,30(Fe0,70Co0,30)0,70 auf, sie zeigte SE-be­ herrschte Eigenschaften und sie wies einen Curiepunkt Tc6 von 300°C auf.
Wie es in Fig. 11 dargestellt ist, wies die sechste magneti­ sche Schicht 9 bei Raumtemperatur eine Koerzitivfeldstärke Hc6 von im wesentlichen null auf, und sie zeigte bei Raum­ temperatur geringfügige rechtwinklige oder in der Ebene lie­ gende magnetische Anisotropie, während sie bei einer Tempe­ ratur nicht unter einer vorbestimmten Temperatur (dritte Temperatur), die als Temperatur unter dem Curiepunkt Tc1 der ersten magnetischen Schicht 3 definiert ist, starke recht­ winklige magnetische Anisotropie aufwies.
Daten wurden unter den folgenden Bedingungen auf dieser ma­ gnetooptischen Platte aufgezeichnet: Ph = 9 mW; Pl = 2 mW; Pr = 1 mW und Aufzeichnungsbitlänge = 0,64 µm. Im Ergebnis wurde auf dieser magnetooptischen Platte vollkommenes Über­ schreiben durch Lichtmodulation erzielt, ohne daß unge­ löschte Daten verblieben. Die magnetooptische Platte zeigte ein T/R-Verhältnis von 45 dB. Außerdem zeigte sie verbesser­ te Aufzeichnungsempfindlichkeit im Vergleich mit der magne­ tooptischen Platte des ersten Ausführungsbeispiels, bei der die Aufzeichnungsbedingungen Ph = 10 mW und Pl = 3 mW ver­ wendet waren. Dies vermutlich deswegen, da das Anbringen der sechsten magnetischen Schicht 9 zwischen der ersten magneti­ schen Schicht 3 und der zweiten magnetischen Schicht 4 den Überschreibprozeß durch Lichtmodulation vereinfachte.
Unter Bezugnahme auf Fig. 12 wird ein Datenaufzeichnungspro­ zeß gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel beschrieben, die die Magnetisierungszustände der ersten magnetischen Schicht 3, der sechsten magnetischen Schicht 9, der zweiten magneti­ schen Schicht 4, der dritten magnetischen Schicht 5 und der vierten magnetischen Schicht 6 veranschaulicht, wobei die Temperatur entlang der Abszisse aufgetragen ist. Da die ma­ gnetischen Schichten jeweils aus einer Seltenerdmetall-Über­ gangsmetall-Legierung bestehen, kann die Magnetisierung je­ der magnetischen Schicht durch das magnetische Moment des Untergitters des Seltenerdmetalls, das magnetische Moment des Untergitters des Übergangsmetalls oder ein magnetisches Gesamtmoment repräsentiert werden, das die Vektorsumme die­ ser magnetischen Momente der Untergitter ist. Die Pfeile in Fig. 12 kennzeichnen jeweils die Richtung des magnetischen Moments des Untergitters des Übergangsmetalls in einer ma­ gnetischen Schicht.
Die Magnetisierungszustände der ersten magnetischen Schicht 3, der zweiten magnetischen Schicht 4, der dritten magneti­ schen Schicht 5 und der vierten magnetischen Schicht 6 sind bei einem Datenaufzeichnungsprozeß gemäß dem vierten Aus­ führungsbeispiel dieselben wie beim Datenaufzeichnungspro­ zeß gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, wie er unter Be­ zugnahme auf Fig. 3 beschrieben wurde. Daher erfolgt hier keine zugehörige Erläuterung mehr. Es wird darauf hingewie­ sen, daß die Koerzitivfeldstärken und die Dicken der ersten magnetischen Schicht 3, der zweiten magnetischen Schicht 4, der dritten magnetischen Schicht 5, der vierten magnetischen Schicht 6 und der sechsten magnetischen Schicht 9 so einge­ stellt werden, daß die Magnetisierungsrichtung der ersten magnetischen Schicht 3 bei Raumtemperatur nicht durch Aus­ tauschkopplungskräfte von der zweiten magnetischen Schicht 4, der dritten magnetischen Schicht 5, der vierten magneti­ schen Schicht 6 und der sechsten magnetischen Schicht 9 um­ gedreht wird.
Da die sechste magnetische Schicht 9 bei Raumtemperatur ge­ ringfügige rechtwinklige oder in der Ebene liegende magneti­ sche Anisotropie zeigt, während sie bei einer Temperatur nicht unter der dritten Temperatur starke rechtwinklige ma­ gnetische Anisotropie zeigt, tritt bei Raumtemperatur kaum ein Einkopieren des Magnetisierungszustands von der zweiten magnetischen Schicht 4 in die erste magnetische Schicht 3 auf, jedoch erfolgt dies leicht bei einer Temperatur nicht unter der dritten Temperatur. Daher wird ein Überschreibpro­ zeß durch Lichtmodulation gleichmäßiger als beim ersten Ausführungsbeispiel ausgeführt.
Fünftes Ausführungsbeispiel
Nun wird unter Bezugnahme auf die Fig. 13 bis 15 ein fünftes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Zum Vereinfa­ chen der Beschreibung sind gleiche Komponenten mit denselben Funktionen wie bei den vorstehenden Ausführungsbeispielen mit denselben Bezugszahl gekennzeichnet, und eine zugehörige Erläuterung wird hier weggelassen.
Das fünfte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich vom ersten Ausführungsbeispiel dahingehend, daß ein magnetooptischer Aufzeichnungsträger eine fünfte magnetische Schicht 8, die zwischen der dielektrischen Schicht 2 und der ersten magne­ tischen Schicht 3 vorhanden ist, sowie eine sechste magneti­ sche Schicht 9 aufweist, die zwischen der ersten magneti­ schen Schicht 3 und der zweiten magnetischen Schicht 4 vor­ handen ist, wie es in Fig. 13 dargestellt ist.
Eine magnetooptische Platte wird als ein Beispiel eines ma­ gnetooptischen Aufzeichnungsträgers nachfolgend beschrieben.
Die magnetooptische Platte des fünften Ausführungsbeispiels weist im wesentlichen denselben Aufbau wie diejenige des ersten Ausführungsbeispiels auf, mit der Ausnahme, daß eine 30 nm dicke fünfte magnetische Schicht 8, die dieselben Ei­ genschaften wie beim zweiten Ausführungsbeispiel aufweist, zwischen der dielektrischen Schicht 2 und der ersten magne­ tischen Schicht 3 vorhanden ist, und daß eine 40 nm dicke sechste magnetische Schicht 9, die dieselben Eigenschaften wie beim vierten Ausführungsbeispiel aufweist, zwischen der ersten magnetischen Schicht 3 und der zweiten magnetischen Schicht 4 vorhanden ist.
Diese magnetooptische Platte wurde im wesentlichen auf die­ selbe Weise wie beim ersten Ausführungsbeispiel hergestellt. Wie es in Fig. 14 dargestellt ist, wies die fünfte magneti­ sche Schicht 8 einen Curiepunkt Tc5 über dem der ersten ma­ gnetischen Schicht 3 auf, und sie zeigte im Temperaturbe­ reich von Raumtemperatur bis zu ihrem Curiepunkt Tc5 recht­ winklige magnetische Anisotropie. Die sechste magnetische Schicht 9 wies bei Raumtemperatur eine Koerzitivfeldstärke Hc6 von im wesentlichen null auf. Die sechste magnetische Schicht 9 zeigte bei Raumtemperatur geringfügige rechtwink­ lige oder in der Ebene liegende magnetische Anisotropie, und sie zeigte bei einer Temperatur nicht unter einer vorbe­ stimmten Temperatur (dritte Temperatur), die als Temperatur unter der Curietemperatur Tc1 der ersten magnetischen Schicht 3 definiert ist, starke rechtwinklige magnetische Anisotropie.
Auf dieser magnetooptischen Platte wurden Daten unter den folgenden Bedingungen aufgezeichnet: Ph = 9 mW; Pl = 2 mW; Pr = 1 mW und Aufzeichnungsbitlänge = 0,64 µm. Im Ergebnis wurde auf dieser magnetooptischen Platte perfektes Über­ schreiben durch Lichtmodulation erzielt, ohne daß unge­ löschte Daten verblieben. Die magnetooptische Platte zeigte ein T/R-Verhältnis von 46,5 dB. Die magnetooptische Platte dieses fünften Ausführungsbeispiels wies verbesserte Auf­ zeichnungsempfindlichkeit im Vergleich mit der magnetoopti­ schen Platte des ersten Ausführungsbeispiels auf, die die Aufzeichnungsbedingungen Ph = 10 mW und Pl = 3 mW verwende­ te. Dies rührt vermutlich daher, daß das Anbringen der sechsten magnetischen Schicht 9 zwischen der ersten magneti­ schen Schicht 3 und der zweiten magnetischen Schicht 4 den Überschreibprozeß durch Lichtmodulation erleichterte. Fer­ ner wies die magnetooptische Platte des fünften Ausführungs­ beispiels verbesserte Signalqualität im Vergleich mit derje­ nigen der magnetooptischen Platte des ersten Ausführungsbei­ spiels auf, die ein T/R-Verhältnis von 45 dB zeigte. Dies rührt vermutlich daher, daß die fünfte magnetische Schicht 8 mit einem Curiepunkt Tc5 über Tc1 den Kerr-Rotationswinkel erhöhte.
Unter Bezugnahme auf Fig. 15 wird ein Datenaufzeichnungspro­ zeß gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel beschrieben, wo­ bei Fig. 15 die Magnetisierungszustände der fünften magneti­ schen Schicht 8, der ersten magnetischen Schicht 3, der sechsten magnetischen Schicht 9, der zweiten magnetischen Schicht 4, der dritten magnetischen Schicht 5 und der vierten magnetischen Schicht 6 veranschaulicht, wobei die Temperatur entlang der Abszisse aufgetragen ist. Da die magnetischen Schichten jeweils aus einer Seltenerdmetall-Übergangsmetall- Legierung bestehen, kann die Magnetisierung jeder magneti­ schen Schicht durch das magnetische Moment des Untergitters des Seltenerdmetalls, das magnetische Moment des Untergit­ ters des Übergangsmetalls oder ein magnetisches Gesamtmoment repräsentiert werden, das die Vektorsumme dieser magneti­ schen Momente der Untergitter ist. Die Pfeile in Fig. 15 kennzeichnen jeweils die Richtung des magnetischen Moments des Untergitters des Übergangsmetalls in einer magnetischen Schicht.
Die Magnetisierungszustände der ersten magnetischen Schicht 3, der zweiten magnetischen Schicht 4, der dritten magneti­ schen Schicht 5 und der vierten magnetischen Schicht 6 sind bei einem Datenaufzeichnungsprozeß gemäß dem fünften Aus­ führungsbeispiel dieselben wie beim Datenaufzeichnungspro­ zeß gemäß den vorstehenden Ausführungsbeispielen. Daher wird hier eine Erläuterung dazu weggelassen. Ferner nimmt die fünfte magnetische Schicht 8 dieselben Magnetisierungs­ zustände wie die beim zweiten Ausführungsbeispiel ein, und die sechste magnetische Schicht 9 nimmt dieselben Magneti­ sierungszustände wie die beim vierten Ausführungsbeispiel ein.
Sechstes Ausführungsbeispiel
Nun wird unter Bezugnahme auf die Fig. 16 bis 18 ein sechs­ tes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Zum Ver­ einfachen der Beschreibung sind gleiche Komponenten mit den­ selben Funktionen wie bei den vorstehenden Ausführungsbei­ spielen mit denselben Bezugszahl gekennzeichnet, und eine zugehörige Erläuterung wird hier weggelassen.
Das sechste Ausführungsbeispiel unterscheidet sich vom ers­ ten Ausführungsbeispiel dahingehend, daß ein magnetoop­ tischer Aufzeichnungsträger eine fünfte magnetische Schicht 8', die zwischen der dielektrischen Schicht 2 und der ersten magnetischen Schicht 3 vorhanden ist, sowie eine sechste magnetische Schicht 9 aufweist, die zwischen der ersten ma­ gnetischen Schicht 3 und der zweiten magnetischen Schicht 4 vorhanden ist, wie es in Fig. 16 dargestellt ist.
Eine magnetooptische Platte wird als ein Beispiel eines ma­ gnetooptischen Aufzeichnungsträgers nachfolgend beschrieben.
Die magnetooptische Platte des sechsten Ausführungsbeispiels weist im wesentlichen denselben Aufbau wie diejenige des ersten Ausführungsbeispiels auf, mit der Ausnahme, daß eine 30 nm dicke fünfte magnetische Schicht 8', die dieselben Eigenschaften wie beim zweiten Ausführungsbeispiel aufweist, zwischen der dielektrischen Schicht 2 und der ersten magne­ tischen Schicht 3 vorhanden ist, und daß eine 40 nm dicke sechste magnetische Schicht 9, die dieselben Eigenschaften wie beim vierten Ausführungsbeispiel aufweist, zwischen der ersten magnetischen Schicht 3 und der zweiten magnetischen Schicht 4 vorhanden ist.
Diese magnetooptische Platte wurde im wesentlichen auf die­ selbe Weise wie beim ersten Ausführungsbeispiel hergestellt. Wie es in Fig. 17 dargestellt ist, wies die fünfte magneti­ sche Schicht 8' einen Curiepunkt Tc5' über dem der ersten magnetischen Schicht 3 und eine Koerzitivfeldstärke Hc5' von im wesentlichen null bei Raumtemperatur auf. Die fünfte ma­ gnetische Schicht 8' zeigte bei Raumtemperatur in der Ebene liegende magnetische Anisotropie, während sie bei einer Tem­ peratur nicht unter einer vorbestimmten Temperatur (zweite Temperatur), die als Temperatur unter Tc1 definiert ist, rechtwinklige magnetische Anisotropie zeigte.
Die sechste magnetische Schicht 9 wies bei Raumtemperatur eine Koerzitivfeldstärke Hc5 von im wesentlichen null auf. Diese sechste magnetische Schicht 9 zeigte bei Raumtempera­ tur leichte rechtwinklige oder in der Ebene liegende magneti­ sche Anisotropie, und bei einer Temperatur nicht unter einer vorbestimmten Temperatur (dritte Temperatur), die als Tempe­ ratur unter Tc1 definiert ist, zeigte sie starke rechtwink­ lige magnetische Anisotropie.
Auf dieser magnetooptischen Platte wurden Daten unter den folgenden Bedingungen aufgezeichnet: Ph = 9 mW; Pl = 2 mW; Pr = 1 mW und Aufzeichnungsbitlänge = 0,64 µm. Im Ergebnis wurde auf dieser magnetooptischen Platte perfektes Über­ schreiben durch Lichtmodulation erzielt, ohne daß unge­ löschte Daten verblieben. Die magnetooptische Platte zeigte ein T/R-Verhältnis von 46,5 dB. Die magnetooptische Platte dieses fünften Ausführungsbeispiels wies verbesserte Auf­ zeichnungsempfindlichkeit im Vergleich mit der magnetoopti­ schen Platte des ersten Ausführungsbeispiels au, die die Aufzeichnungsbedingungen Ph = 10 mW und Pl = 3 mW verwende­ te. Dies rührt vermutlich daher, daß das Anbringen der sechsten magnetischen Schicht 9 zwischen der ersten magneti­ schen Schicht 3 und der zweiten magnetischen Schicht 4 den Überschreibprozeß durch Lichtmodulation erleichterte. Fer­ ner wies die magnetooptische Platte des sechsten Ausfüh­ rungsbeispiels verbesserte Signalqualität im Vergleich mit derjenigen der magnetooptischen Platte des ersten Ausfüh­ rungsbeispiels auf, die ein T/R-Verhältnis von 45 dB zeigte. Dies rührt vermutlich daher, daß die fünfte magnetische Schicht 8' mit einem Curiepunkt Tc5' über Tc1 den Kerr-Rota­ tionswinkel erhöhte.
Bei kleiner Aufzeichnungsbitlänge war das S/R-Verhältnis bei der magnetooptischen Platte des sechsten Ausführungsbei­ spiels nicht stark verringert, während das S/R-Verhältnis bei der magnetooptischen Platte gemäß dem ersten Ausfüh­ rungsbeispiel merklich verringert war. Dies beruht vermut­ lich darauf, daß die fünfte magnetische Schicht 8 bei Raum­ temperatur in der Ebene liegende Magnetisierung zeigt, wäh­ rend sie dann, wenn sie mit dem Laserstrahl mit Abspielleis­ tung bestrahlt wird, rechtwinklige magnetische Anisotropie zeigt. Selbst bei kleiner Aufzeichnungsbitlänge wurde das Abspielen von Daten nicht durch ein benachbartes Aufzeich­ nungsbit beeinflußt.
Unter Bezugnahme auf Fig. 18 wird ein Datenaufzeichnungspro­ zeß gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel beschrieben, wo­ bei Fig. 18 die Magnetisierungszustände der fünften magneti­ schen Schicht 8', der ersten magnetischen Schicht 3, der sechsten magnetischen Schicht 9, der zweiten magnetischen Schicht 4, der dritten magnetischen Schicht 5 und der vierten magnetischen Schicht 6 veranschaulicht, wobei die Temperatur entlang der Abszisse aufgetragen ist. Da die magnetischen Schichten jeweils aus einer Seltenerdmetall-Übergangsmetall- Legierung bestehen, kann die Magnetisierung jeder magneti­ schen Schicht durch das magnetische Moment des Untergitters des Seltenerdmetalls, das magnetische Moment des Untergit­ ters des Übergangsmetalls oder ein magnetisches Gesamtmoment repräsentiert werden, das die Vektorsumme dieser magneti­ schen Momente der Untergitter ist. Die Pfeile in Fig. 18 kennzeichnen jeweils die Richtung des magnetischen Moments des Untergitters des Übergangsmetalls in einer magnetischen Schicht.
Die Magnetisierungszustände der ersten magnetischen Schicht 3, der zweiten magnetischen Schicht 4, der dritten magneti­ schen Schicht 5 und der vierten magnetischen Schicht 6 sind bei einem Datenaufzeichnungsprozeß gemäß dem sechsten Aus­ führungsbeispiel dieselben wie beim unter Bezugnahme auf Fig. 3 beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel. Daher wird hier eine Erläuterung dazu weggelassen. Ferner nimmt die fünfte magnetische Schicht 8 dieselben Magnetisierungszu­ stände wie die beim zweiten Ausführungsbeispiel ein, und die sechste magnetische Schicht 9 nimmt dieselben Magnetisie­ rungszustände wie die beim vierten Ausführungsbeispiel ein.
Gemäß der Erfindung kann Überschreiben durch Lichtmodulation ohne Anlegen eines externen Magnetfelds ausgeführt werden, da die Magnetisierungsrichtung der zweiten magnetischen Schicht bei einer Temperatur nicht unter dem Curiepunkt der ersten magnetischen Schicht durch das Magnetfeld von der vierten magnetischen Schicht bestimmt wird. Daher kann der Aufbau eines magnetooptischen Aufzeichnungsgeräts verein­ facht werden.
Wenn eine fünfte magnetische Schicht mit einem Curiepunkt über dem der ersten magnetischen Schicht angrenzend an die erste magnetische Schicht auf der von der zweiten magneti­ schen Schicht abgewandten Seite vorhanden ist und sie bei einer Temperatur nicht unter der zweiten Temperatur recht­ winklige magnetische Anisotropie zeigt, weist der magnetoop­ tische Aufzeichnungsträger verbesserte Signalabspieleigen­ schaften auf. Ferner kann die Länge der Aufzeichnungsflecke verringert werden.
Ferner wird verhindert, daß die Magnetisierung der ersten magnetischen Schicht bei Raumtemperatur in der Magnetisie­ rungsrichtung der zweiten magnetischen Schicht ausgerichtet wird, wenn eine sechste magnetische Schicht zwischen der ersten magnetischen Schicht und der zweiten magnetischen Schicht vorhanden ist, wobei diese sechste magnetische Schicht bei Raumtemperatur rechtwinklige oder in der Ebene liegende magnetische Anisotropie mit geringerer Stärke als die der zweiten magnetischen Schicht aufweist, und wenn sie so ausgebildet ist, daß bei einer Temperatur nahe dem Cu­ riepunkt der ersten magnetischen Schicht der Magnetisie­ rungszustand der zweiten magnetischen Schicht in sie einko­ piert wird. Dies sorgt für gleichmäßiges Überschreiben durch Lichtmodulation.

Claims (6)

1. Magnetooptischer Aufzeichnungsträger mit einer ersten magnetischen Schicht (3), einer zweiten magnetischen Schicht (4), einer dritten magnetischen Schicht (5) und einer vier­ ten magnetischen Schicht (6), die in dieser Reihenfolge übereinander ausgebildet sind, Curiepunkte Tc1, Tc2, Tc3 bzw. Tc4 aufweisen, die der Bedingung Tc3 < Tc1 < Tc2 < Tc4 genügen und im Temperaturbereich zwischen Raumtemperatur und ihrer jeweiligen Curietemperatur rechtwinklige magnetische Anisotropie zeigen, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - die erste magnetische Schicht so ausgebildet ist, daß bei einer Temperatur über einer ersten Temperatur der Magneti­ sierungszustand der zweiten magnetischen Schicht in sie ko­ piert wird, dieser jedoch bei einer Temperatur nicht über der ersten Temperatur nicht in sie kopiert wird, wobei die erste Temperatur als Temperatur zwischen Raumtemperatur und dem Curiepunkt Tc1 definiert ist;
  • - die dritte magnetische Schicht so ausgebildet ist, daß zumindest bei Raumtemperatur der Magnetisierungszustand der vierten magnetischen Schicht in sie kopiert wird; und
  • - die zweite magnetische Schicht so ausgebildet ist, daß zumindest bei Raumtemperatur der Magnetisierungszustand der dritten magnetischen Schicht in sie kopiert wird, und sie durch das Magnetfeld von der vierten magnetischen Schicht bei einer Temperatur über dem Curiepunkt Tc1 so beeinflußt wird, daß sie eine durch dieses Magnetfeld bestimmte Magne­ tisierungsrichtung aufweist.
2. Magnetooptischer Aufzeichnungsträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - die erste magnetische Schicht (3), die zweite Schicht (4), die dritte magnetische Schicht (5) und die sechste magneti­ sche Schicht (9) jeweils aus einer Seltenerdmetall-Über­ gangsmetall-Legierung bestehen;
  • - die erste magnetische Schicht durch das Übergangsmetall bestimmte Eigenschaften aufweist;
  • - die zweite magnetische Schicht durch das Seltenerdmetall bestimmte Eigenschaften aufweist;
  • - die dritte Schicht entweder durch das Übergangsmetall oder durch das Seltenerdmetall bestimmte Eigenschaften aufweist; und
  • - der Kompensationspunkt der vierten magnetischen Schicht zwischen Raumtemperatur und ihrem Curiepunkt liegt.
3. Magnetooptischer Aufzeichnungsträger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die vierte magnetische Schicht (6) am Curiepunkt Tc2 der zweiten magnetischen Schicht (4), der zwischen ihrem Kompensationspunkt und ihrem Curiepunkt Tc4 liegt, ihr maximales magnetisches Gesamtmoment aufweist.
4. Magnetooptischer Aufzeichnungsträger nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine fünfte magnetische Schicht (8, 8'), die angrenzend an die erste magnetische Schicht (3) auf der Seite derselben, die von der zweiten magnetischen Schicht (4) abgewandt ist, aufweist, die über einen Curiepunkt Tc5 verfügt, der der Bedingung Tc5 < Tc1 genügt, und die so ausgebildet ist, daß zumindest bei einer Temperatur nicht unter einer zweiten Temperatur, die als Temperatur unter dem Curiepunkt Tc1 der ersten ma­ gnetischen Schicht definiert ist, der Magnetisierungszustand der ersten magnetischen Schicht in sie kopiert ist.
5. Magnetooptischer Aufzeichnungsträger nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine sechste magnetische Schicht (9) zwischen der ersten magnetischen Schicht (3) und der zweiten magnetischen Schicht (4), die bei Raumtemperatur rechtwinklige magnetische Anisotropie von kleinerem Wert als der der zweiten magnetischen Schicht oder in der Ebene liegende magnetische Anisotropie aufweist und die so ausgebildet ist, daß bei einer Temperatur nicht un­ ter einer dritten Temperatur, die als Temperatur zwischen der Raumtemperatur und dem Curiepunkt Tc1 der ersten magne­ tischen Schicht definiert ist, der Magnetisierungszustand der zweiten magnetischen Schicht in sie kopiert ist, der seinerseits in die erste magnetische Schicht kopiert ist.
6. Magnetooptisches Aufzeichnungsverfahren zum Aufzeichnen und Abspielen von Daten auf einem magnetooptischen Aufzeich­ nungsträger nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
  • - Beleuchten eines Aufzeichnungsorts auf dem magnetoopti­ schen Aufzeichnungsträger mit einem Laserstrahl niedriger Leistung, um den Aufzeichnungsort auf über die Temperatur des Curiepunkts Tc1 der ersten magnetischen Schicht zu er­ wärmen; und
  • - Bestrahlen des Aufzeichnungsorts mit einem Laserstrahl hoher Leistung zum Erwärmen dieses Orts auf eine Temperatur über dem Curiepunkt Tc2 der zweiten magnetischen Schicht;
  • - wodurch Überschreiben durch Lichtmodulation ausgeführt wird, ohne daß ein externes Magnetfeld angelegt wird.
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