DE3752222T2

DE3752222T2 - Magnetoptisches Aufzeichnungsmedium mit der Möglichkeit des Überschreibens mit zwei oder mehr Magnetschichten und dieses Medium verwendende Aufzeichnungsmethode

Info

Publication number: DE3752222T2
Application number: DE3752222T
Authority: DE
Inventors: Eiichi Yokohama-Shi Kanagawa-Ken Fujii; Nobuhiro Yokohama-Shi Kanagawa-Ken Kasama; Hisaaki Atsugi-Shi Kanagawa-Ken Kawade; Tadashi Yokohama-Shi Kanagawa-Ken Kobayashi; Yoichi Yokohama-Shi Kanagawa-Ken Osato
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1986-07-08
Filing date: 1987-07-08
Publication date: 1999-03-25
Anticipated expiration: 2007-07-09
Also published as: ATE172047T1; AU7530687A; DE3752222D1; AU593364B2; EP0258978A2; EP0258978B1; ATE216528T1; US5132945A; EP0258978A3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein magnetooptisches Aufzeichnungsmedium, das mit einer Aufzeichnungsschicht versehen ist, die aus einem Magnetfilm besteht, der eine Informationsaufzeichnung durch Bestrahlung mit einem Lichtstrahl ermöglicht, und ein Aufzeichnungsverfahren unter Verwendung eines derartigen Aufzeichnungsmediums.
Optische Speichervorrichtungen, bei denen Laserstrahlen Verwendung finden, sind in den letzten Jahren als Speicher hoher Dichte und großer Kapazität in großem Umfang entwickelt worden. Insbesondere die magnetooptische Aufzeichnung hat als umschreibbares Aufzeichnungsverfahren Aufmerksamkeit auf sich gezogen. Große Erwartungen werden dabei auf das bei einem derartigen Aufzeichnungsverfahren verwendete Aufzeichnungsmedium als umschreibbare optische Speichervorrichtung gesetzt.
Fig. 1 zeigt schematisch eine herkömmlich ausgebildete Vorrichtung für eine derartige magnetooptische Aufzeichnung, bei der ein plattenförmiges magnetooptisches Aufzeichnungsmedium oder eine magnetooptische Platte 31, die mit einer Magnetschicht mit einer einfachen Magnetisie rungsachse senkrecht zur Oberfläche der Schicht versehen ist, von einem Spindelmotor 32 gedreht wird. Ein optischer Kopf 34, der mit einer Lasereinheit, einer Objektivlinse 33 etc. versehen ist, führt eine Informationsaufzeichnung durch, indem er einen Lichtstrahl 35, der in Abhängigkeit von der aufzuzeichnenden Information ein- und ausgeschaltet wird, durch die Objektivlinse 33 auf die Platte 31 projiziert. Ein Vorspannungsmagnetfeld wird von einem Elektromagneten 36 an einen Bereich der Platte 31 gelegt, der vom Lichtstrahl bestrahlt wird. Der optische Kopf 34 wird über einen nicht gezeigten Mechanismus in Radialrichtung der Platte 31 bewegt, wodurch Informationen in spiralförmigen oder konzentrischen Mustern aufgezeichnet werden.
Bei der in Fig. 1 gezeigten herkömmlichen Vorrichtung werden die Informationsaufzeichnung und das Löschen in den in Fig. 2 gezeigten Schritten 30a-30f durchgeführt. Wie bei 30a gezeigt, wird zuerst die Magnetschicht 37, die die Aufzeichnungsschicht der magnetooptischen Platte bildet, in einer vorgegebenen Richtung magnetisiert. Dann wird die Magnetschicht 37 vom Lichtstrahl 35 bestrahlt, wie bei 36b gezeigt. Der angestrahlte Bereich wird durch Absorption des Strahles bis nahe an den Curie-Punkt der Magnetschicht 37 erhitzt, wodurch ein Absinken der Koerzitivkraft verursacht wird. Wie in Fig. 1 gezeigt, legt in diesem Zustand der Magnet 36 ein Vorspannungsmagnetfeld B' einer Richtung entgegengesetzt zu der vorstehend erwähnten vorgegebenen Richtung an, wodurch die Magnetisierung in dem vom Lichtstrahl bestrahlten Bereich umgekehrt wird. Somit wird nach dem Passieren der Bestrahlungsposition ein Aufzeichnungsbit 38 ausgebildet, wie bei 30c gezeigt, das eine Magnetisierungsrichtung besitzt, die sich von der im umgebenden Bereich unterscheidet. Die Information wird als Zug von derartigen Aufzeichnungsbits 38 oder als Informationsspur aufgezeichnet.
Zum Löschen der gemäß 30d aufgezeichneten Information wird dann ein nichtmodulierter Lichtstrahl 35 projiziert, während ein Vorspannungsmagnetfeld -B' einer Richtung entgegengesetzt zu der des Magnetfeldes bei der Aufzeichnung vom Magneten 36 angelegt wird, wie bei 30e gezeigt. Auf diese Weise wird die Magnetschicht 37 wieder auf eine Temperatur nahe am Curie-Punkt erhitzt. Somit stellt die Magnetschicht 37 wieder die in der vorgegebenen Richtung ausgerichtete Magnetisierung her und kehrt in den Zustand vor der Aufzeichnung zurück, wie bei 30f gezeigt.
Die aufgezeichnete Information kann auch durch Bestrahlen der Magnetschicht 37, die mit Aufzeichnungsbits 38 versehen ist, mit einem nicht modulierten Lichtstrahl einer reduzierten Intensität, die für eine Erhitzung bis zum Curie- Punkt nicht ausreicht, reproduziert werden, und die Polarisationsrichtung des reflektierten oder durchgelassenen Lichtstrahles kann über ein bekanntes Verfahren unter Ausnutzung des magnetooptischen Effektes detektiert werden.
Beim Umschreiben von bereits aufgezeichneten Informationen kann jedoch die vorstehend beschriebene herkömmliche Vorrichtung keine sogenannte Überschreibung durchführen, sondern benötigt einen Löschungsschritt, dem ein Schritt einer neuen Aufzeichnung folgt. Um die in einer Spur auf einer magnetooptischen Platte aufgezeichnete Information zu verändern, wird es somit erforderlich, die Information der Spur in einer Umdrehung der Platte zu löschen und in einer darauffolgenden Umdrehung neue Informationen aufzuzeichnen. Ein solcher Vorgang führt unvermeidbar zu einem Verlust an Aufzeichnungsgeschwindigkeit.
Um diesen Nachteil zu überwinden, ist bereits eine Vorrichtung vorgeschlagen worden, die mit einem Aufzeichnungs/Wiedergabekopf und einem getrennten Löschkopf versehen ist, oder eine Vorrichtung, bei der die Aufzeichnung durchgeführt wird, indem das angelegte Magnetfeld moduliert wird, während ein kontinuierlicher Laserstrahl projiziert wird. Eine derartige Vorrichtung ist jedoch mit anderen Nachteilen verbunden, beispielsweise einer großvolumigen und teuren Ausgestaltung oder der Unfähigkeit, eine Hochgeschwindigkeitsmodulation durchzuführen.
Um die Aufzeichnungsempfindlichkeit und das S/N-Verhältnis bei der Wiedergabe bei einem derartigen magnetooptischen Aufzeichnungsmedium zu verbessern, ist andererseits in der offengelegten japanischen Patentanmeldung 78652/1982, entsprechend der EP-B-0 051 296, eine Technik beschrieben, bei der zwei mit gegenseitigem Austausch gekoppelte Magnetschichten verwendet werden.
Zusätzlich zu den vorstehend genannten Veröffentlichungen ist eine derartige Magnetschicht mit Zweischichtstruktur in der Veröffentlichung "Magnetization Process of Exchangecoupled Ferrimagnetic Double-Layered Films", Kobayashi et al., Japanese Journal of Applied Physics, Vol. 20, Nr. 11, November 1981, Seiten 2089-2095 und in der Veröffentlichung "Thermomagnetic Writing on Exchangecoupled Amorphous Rare- Earth Iron Double-layer Films" Tsunashima et al., IEEE Transactions on Magnetics, Vol. MAG-17, Nr. 6, November 1981, Seiten 2940-2842 beschrieben.
Magnetooptische Aufzeichnungsmedien mit Doppelschicht sind ebenfalls in IEEE Transactions on Magnetics, Vol. MAG-11, Nr. 4, Juli 1975, Seiten 996-1017, New York, USA; A. E.
Brekowitz et al., "Thermomagnetic Recording: Physics and Materials", insbesondere im Abschnitt (VI) hiervon, beschrieben.
Auch die US-PS 3 521 294 (Treves) zeigt in Fig. 4 ein magnetooptisches Aufzeichnungsmedium mit zwei im Austausch gekoppelten Schichten.
Die US-PS 4 753 853 beschreibt ein ähnliches Medium mit zwei Schichten.
Die EP 0 225 141, die nach dem Prioritätstag der vorliegenden Anmeldung veröffentlicht ist, beschreibt ein magnetooptisches Aufzeichnungsmedium mit zwei oder mehreren im Austausch gekoppelten Schichten.
Bei diesen Medien des Standes der Technik besitzt eine Schicht eine höhere Curie-Temperatur und eine geringere Koerzitivkraft als die andere Schicht, und die beiden Schichten sind über eine Kopplungskraft einer Stärke, die zwischen denen der beiden Koerzitivkräfte liegt, miteinander gekoppelt, so daß bei Raumtemperatur die Schicht mit der niedrigeren Koerzitivkraft immer zu der Schicht mit der höheren Koerzitivkraft ausgerichtet sein muß. Dies ist wesentlich für die Funktionsweise der Medien.
Derartige Filme mit im Austausch gekoppelten Doppelschichten sind jedoch immer noch nicht in der Lage, eine Überschreibung durchzuführen, und benötigen einen Löschungsschritt.
Die DE 36 19 618 bildet ein "älteres nationales Recht" in Deutschland, stellt jedoch keinen Teil des Standes der Technik nach Artikel 54 dar. Diese Veröffentlichung be schreibt ein überschreibbares Medium, das ein Paar von im Austausch gekoppelten Schichten umfaßt, die beide eine höhere Koerzitivkraft als die Austauschkopplung zwischen den Schichten haben.
Die EP-A-0 257 530 hat eine spätere Priorität und einen späteren Anmeldetag als die vorliegende Anmeldung und bildet einen Teil des Standes der Technik gemäß Artikel 54 (3) für Österreich, Deutschland, Frankreich, Großbritannien und die Niederlande nur in bezug auf bestimmte Teile der vorliegenden Anmeldung.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein magnetooptisches Aufzeichnungsmedium und ein Aufzeichnungsverfahren zu schaffen, die einen Überschreibvorgang ermöglichen.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein magnetisches Aufzeichnungsmedium geschaffen, das eine Vielzahl von Schichten einschließlich einer Primärschicht und mindestens einer Sekundärschicht umfaßt, die über Austauschkopplungskräfte miteinander koppelbar sind, wobei jede Schicht unter einer entsprechenden Curie-Temperatur permanent magnetisierbar ist und die Sekundärschicht eine höhere Curie-Temperatur und eine geringere Koerzitivkraft bei Umgebungstemperatur besitzt als die Primärschicht, dadurch gekennzeichnet, daß
HH > HL > σW/2MSh
gilt, wobei HH die Koerzitivkraft der Primärschicht, HL die Koerzitivkraft der Sekundärschicht, MS die Sättigungsmagnetisierung der Sekundärschicht, h die Dicke der Sekundärschicht und σW die magnetische Wandenergie zwischen der Primär- und Sekundärschicht ist.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Informationsaufzeichnungsverfahren zur Aufzeichnung von Informationen in einem von zwei Magnetisierungszuständen eines magnetooptischen Aufzeichnungsmediums, das eine magnetische Primärschicht und eine magnetische Sekundärschicht umfaßt, die über Austauschkopplungskräfte miteinander koppelbar sind, wobei jede Schicht unter einer entsprechenden Curie-Temperatur permanent magnetisierbar ist und die Sekundärschicht eine höhere Curie-Temperatur und eine geringere Koerzitivkraft bei Umgebungstemperatur als die Primärschicht aufweist, geschaffen, dadurch gekennzeichnet, daß
HH > HL > σW/2MSh
gilt, wobei HH die Koerzitivkraft der Primärschicht, HL die Koerzitivkraft der Sekundärschicht, MS die Sättigungsmagnetisierung der Sekundärschicht, h die Dicke der Sekundärschicht und σW die magnetische Wandenergie zwischen der Primär- und Sekundärschicht ist und wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:
(a) Aufbringen eines Magnetfeldes einer Stärke, die groß genug ist, um die Koerzitivkraft der Sekundärschicht zu überwinden, jedoch nicht ausreicht, um die Koerzitivkraft der Primärschicht zu überwinden; und
(b) einen Aufzeichnungsschritt, bei dem ein Magnetfeld auf das Medium aufgebracht wird, während das Medium mit einem Lichtstrahl einer ersten Energie oder einer zweiten Energie entsprechend unterschiedlichen, aufzuzeichnenden Informationszuständen bestrahlt wird, wobei die erste Energie ausreicht, um das Medium auf eine erste Temperatur zu erhitzen, das Magnetfeld bei der ersten Temperatur nicht ausreicht, um die Magnetisierung der Sekundärschicht zu beeinflussen und die Magnetisierung der Primärschicht in bezug auf die Magnetisierung der Sekundärschicht in einer stabilen Richtung orientiert ist und
die zweite Energie ausreicht, um das Medium auf eine zweite Temperatur zu erhitzen, das Magnetfeld bei der zweiten Temperatur ausreicht, um die Magnetisierung der Sekundärschicht umzuschreiben, und die Magnetisierung der Primärschicht relativ zur Magnetisierung der Sekundärschicht in einer stabilen Richtung orientiert ist.
Nachdem die Sekundärschicht entmagnetisiert worden ist, muß sie wieder eingestellt werden, um in der gleichen (konstanten) Richtung zu liegen. Wenn die Sekundärschicht einen Kompensationspunkt besitzt, hat das Umstellfeld die gleiche Richtung wie das Schreibfeld, so daß daher der Schreibmagnet die Umstellung durchführen kann. Wenn nicht, findet ein separater Umstellmagnet Verwendung, der ein Feld in entgegengesetzter Richtung zum Schreibfeld anlegt. Weitere bevorzugte Aspekte und Ausführungsformen der Erfindung werden in den nachfolgenden Ansprüchen sowie der Beschreibung erläutert.
In bezug auf DE-A-36 19 618 hat der Anmelder freiwillig den Umfang der vorliegenden Anmeldung beschränkt und separate Ansprüche für Deutschland eingereicht.
Von den Figuren zeigen:
Fig. 1 eine schematische Ansicht einer herkömmlichen magnetooptischen Aufzeichnungsvorrichtung;
Fig. 2 eine schematische Ansicht des Aufzeichnungs- und Löschprozesses bei Verwendung eines herkömmlichen magnetooptischen Aufzeichnungsmediums;
Fig. 3 eine schematische Schnittansicht eines magnetooptischen Aufzeichnungsmediums der vorliegenden Erfindung;
Fig. 4 ein Diagramm, das die Temperaturcharakteristik der Koerzitivkraft der Magnetschicht im in Fig. 3 gezeigten Medium zeigt;
Fig. 5 eine schematische Ansicht des Magnetisierungszustandes in einem Aufzeichnungsverfahren unter Verwendung des in Fig. 3 gezeigten Mediums;
Fig. 6 eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zur Aufzeichnung und Wiedergabe mit dem Medium der vorliegenden Erfindung;
die Fig. 7A bis 7D Diagramme, die B-H-Schleifen des in Fig. 3 gezeigten Mediums zeigen;
Fig. 8 eine schematische Ansicht einer Ausführungsform der magnetooptischen Aufzeichnungsvorrichtung unter Verwendung des Mediums der vorliegenden Erfindung;
Fig. 9 ein Diagramm, das die Art der Modulation des Lichtstrahles zeigt, der das Medium in der in Fig. 8 gezeigten Vorrichtung bestrahlt;
Fig. 10A eine schematische Ansicht, die Magnetisierungszustände im Aufzeichnungsverfahren unter Verwendung der in Fig. 8 gezeigten Vorrichtung zeigt;
Fig. 10B eine schematische Ansicht, die Magnetisierungszustände im Aufzeichnungsverfahren unter Verwendung einer anderen Ausführungsform des Mediums zeigt;
Fig. 11 ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Koerzitivkraft der ersten Magnetschicht und dem einen Rauschanstieg induzierenden Magnetfeld zeigt,
die Fig. 12 und 13 schematische Schnittansichten von Ausführungsformen des magnetooptischen Aufzeichnungsmediums, das mit einer Einstellschicht für die magnetische Wandenergie versehen ist;
Fig. 14 ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Dicke der Einstellschicht und der Austauschkraft der Magnetschichten bei dem in Fig. 13 gezeigten Medium zeigt;
Fig. 15 ein Diagramm, das die Temperaturcharakteristik des wirksamen Vorspannungsmagnetfeldes der Magnetschichten bei dem in Fig. 13 gezeigten Medium zeigt;
die Fig. 16 und 17 Diagramme, die die Temperaturcharakteristik des zur Orientierung der Magnetisierung der Einstellschicht in senkrechter Richtung erforderlichen Magnetfeldes zeigen;
Fig. 18 ein Diagramm, das die Temperaturcharakteristik der Koerzitivkraft der Magnetschichten im Medium gemäß Fig. 3 zeigt;
Fig. 19 ein Diagramm, das die Temperaturcharakteristik der Koerzitivkraft und Austauschkraft der Magnetschichten bei dem in Fig. 3 gezeigten Medium zeigt;
die Fig. 20 und 21 schematische Ansichten, die Magnetisierungszustände im Aufzeichnungsverfahren unter Verwendung der Kompensationstemperatur zeigen;
die Fig. 22 und 23 Diagramme, die die Temperaturcharakteristik der Koerzitivkraft zeigen, wenn die Kompensationstemperatur der Magnetschicht zwischen Raumtemperatur und Curie-Temperatur liegt;
die Fig. 24, 25 und 26 schematische Schnittansichten von Ausführungsformen des magnetooptischen Aufzeichnungsmediums der vorliegenden Erfindung, das mit einer Schutzschicht versehen ist;
die Fig. 27 und 28 schematische Schnittansichten von Ausführungsformen des magnetooptischen Aufzeichnungsmediums der vorliegenden Erfindung unter Verwendung eines Dreischichtmagnetfilmes;
die Fig. 29, 31 bis 33 Diagramme, die Magnetisierungszustände beim Aufzeichnungsverfahren unter Verwendung des in Fig. 27 gezeigten Mediums zeigen;
die Fig. 30 und 34 Diagramme, die die Temperaturcharakteristik der Koerzitivkraft der Magnetschichten im Medium gemäß Fig. 27 zeigen;
die Fig. 35 und 36 schematische Schnittansichten von Ausführungsformen des magnetooptischen Aufzeichnungsmediums der vorliegenden Erfindung unter Verwendung eines Vierschichtmagnetfilmes;
Fig. 37 eine schematische Ansicht, die Magnetisierungszustände beim Aufzeichnungsverfahren unter Verwendung des Mediums gemäß Fig. 35 zeigt;
Fig. 38 ein Diagramm, das die Temperaturcharakteristik der Koerzitivkraft der Magnetschichten des in Fig. 35 gezeigten Mediums zeigt;
die Fig. 39, 41, 42 und 43 Diagramme, die Magnetisierungszustände bei den Aufzeichnungs- und Löschprozessen unter Verwendung des Mediums gemäß Fig. 3 zeigen;
Fig. 40 ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Laserenergie zum Löschen und dem Restsignal nach dem Löschen bei dem Medium gemäß Fig. 3 zeigt;
Fig. 44 ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Laseraufzeichnungsenergie und dem reproduzierten C/N-Verhältnis bei dem Medium gemäß Fig. 3 zeigt; und
die Fig. 45 und 46 schematische Ansichten, die Variationen der magnetooptischen Aufzeichnungsvorrichtung unter Verwendung des Mediums der vorliegenden Erfindung zeigen.
Die vorliegende Erfindung wird nunmehr in Verbindung mit Ausführungsformen derselben, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind, im einzelnen erläutert.
Fig. 3 ist eine schematische Schnittansicht einer Ausführungsform des magnetooptischen Aufzeichnungsmediums der vorliegenden Erfindung. Dieses Medium besteht aus einem transparenten Substrat 1, das im voraus mit Führungsrillen versehen ist ("vorgerillt" ist), einer ersten Magnetschicht 2 und einer zweiten Magnetschicht 3, die hierauf laminiert sind. Die erste Magnetschicht 2 besitzt einen niedrigeren Curie-Punkt (TL) und eine höhere Koerzitivkraft (HH), während die zweite Magnetschicht 3 einen höheren Curie- Punkt (TH) und eine niedrigere Koerzitivkraft (HL) aufweist. Die Begriffe "höher" und "niedriger" sind durch einen Vergleich zwischen den beiden Magnetschichten definiert, wobei der Vergleich der Koerzitivkraft bei Raumtemperatur erfolgt. Dieser Vergleich ist im einzelnen in Fig. 4 dargestellt. Es ist allgemein wünschenswert, daß die erste Magnetschicht 2 einen Wert TL in einem Bereich von 70-180ºC und einen Wert HH in einem Bereich von 239-796 KA/m&supmin;¹ (3-10 KOe) besitzt, während die zweite Magnetschicht 3 einen Wert TH in einem Bereich von 150-400ºC und einen Wert HL in einem Bereich von 40-159 KA/m&supmin;¹ (0,5-2 KOe) aufweist.
Die Dicke, Koerzitivkraft, Sättigungsmagnetisierung und magnetische Wandenergie der Magnetschichten 2, 3 sind so ausgewählt, daß die beiden Zustände des zuletzt aufgezeichneten Bit auf stabile Weise existieren können. Die Magnetschichten 2, 3 können austausch-gekoppelt oder magnetostatisch gekoppelt sein. Eine Austauschkopplung wird jedoch im Hinblick auf die Größe des wirksamen Vorspannungsmagnetfeldes bei der Aufzeichnung und die Stabilität des aufgezeichneten Binärbit bevorzugt.
Bei dem magnetooptischen Aufzeichnungsmedium der vorliegenden Erfindung ist die erste Magnetschicht 2 prinzipiell auf die Wiedergabe bezogen. Der von der ersten Magnetschicht 2 ausgeübte magnetooptische Effekt findet prinzipiell bei der Wiedergabe Verwendung, während die zweite Magnetschicht 3 eine wichtige Rolle bei der Aufzeichnung spielt.
Andererseits bezieht sich bei dem vorstehend erwähnten herkömmlichen austausch-gekoppelten Doppelschicht-Magnetfilm die Magnetschicht mit dem niedrigeren Curie-Punkt und der höheren Koerzitivkraft prinzipiell auf die Aufzeichnung, während sich die Magnetschicht mit dem höheren Curie-Punkt und der niedrigeren Koerzitivkraft prinzipiell auf die Wiedergabe bezieht. Bei einem derartigen herkömmlichen austausch-gekoppelten Doppelschichtfilm existiert die Beziehung:
zwischen der Sättigungsmagnetisierung MS der zuletzt genannten Magnetschicht, der Filmdicke h und der magnetischen Wandenergie σW zwischen den beiden Schichten.
Bei dem austausch-gekoppelten Doppelschichtfilm des Aufzeichnungsmediums der vorliegenden Erfindung ist die Beziehung
zwischen der Sättigungsmagnetisierung MS der zweiten Magnetschicht, der Filmdicke h und der magnetischen Wandenergie σW zwischen den beiden Schichten erforderlich.
Dieser Zustand wird im einzelnen später erläutert. Einfacher gesagt, er ist zur Stabilisierung des Zustandes der Magnetisierung des zuletzt durch die Aufzeichnung gebildeten Bits erforderlich, wie bei 4f in Fig. 5 gezeigt. Folglich können das wirksame Vorspannungsmagnetfeld, die Dicke, die Koerzitivkraft, die Sättigungsmagnetisierung, die magnetische Wandenergie etc. der Magnetschichten 2, 3 so festgelegt werden, daß sie der vorstehend erwähnten Beziehung gerecht werden.
Jede Magnetschicht kann aus einer Substanz bestehen, die eine vertikale magnetische Anisotropie und einen magnetooptischen Effekt aufweist, vorzugsweise aus einer amorphen magnetischen Legierung eines Seltenerdelementes und eines Übergangsmetallelementes, wie GdCo, GdFe, TbFe, DyFe, GdTbFe, TbDyFe, GdFeCo, TbFeCo, GdTbCo oder GdTbFeCo.
Nachfolgend wird ein Aufzeichnungsverfahren unter Verwendung des vorstehend erläuterten magnetooptischen Aufzeichnungsmediums beschrieben, wobei auf Fig. 5 bezug genommen wird, die die Magnetisierungszustände der Magnetschichten 2, 3 in den einzelnen Schritten des Aufzeichnungsverfahrens zeigt, während Fig. 5 schematisch eine Aufzeichnungsvorrichtung zeigt. Vor der Aufzeichnung können die stabilen Richtungen der Magnetisierung der Magnetschichten 2, 3 einander entsprechen oder entgegengesetzt zueinander sein. Fig. 5 zeigt einen Fall, bei dem die stabilen Richtungen der Magnetisierung einander entsprechen.
In Fig. 6 wird davon ausgegangen, daß ein Teil einer magnetooptischen Platte 9 des vorstehend erläuterten Aufbaues eine Anfangsmagnetisierung besitzt, die bei 4a in Fig. 5 gezeigt ist. Die von einem Spindelmotor gedrehte magnetooptische Platte 9 passiert die Position einer Magnetfelderzeugungseinheit 8, die ein Magnetfeld erzeugt, dessen Intensität auf einen geeigneten Wert zwischen den Koerzitivkräften der Magnetschichten 2, 3 ausgewählt ist (das Magnetfeld ist bei der vorliegenden Ausführungsform nach oben gerichtet), so daß, wie bei 4b in Fig. 5 gezeigt, die zweite Magnetschicht 3 gleichmäßig magnetisiert wird, während die erste Magnetschicht 2 den anfänglichen Magnetisierungszustand beibehält.
Die gedrehte magnetoooptische Platte 9 wird beim Passieren der Position eines Aufzeichnungs-/Wiedergabekopfes 5 von einem Laserstrahl bestrahlt, der zwei Laserenergieniveaus in Abhängigkeit von einem Signal von einem Aufzeichnungssignalgenerator 6 besitzt. Die erste Laserenergie reicht zum Erhitzen der Platte auf eine Temperatur nahe am Curie- Punkt der ersten Magnetschicht 2, während die zweite Laserenergie zum Erhitzen der Platte auf eine Temperatur nahe am Curie-Punkt der zweiten Magnetschicht 3 ausreicht. Genauer gesagt, wie in Fig. 4 gezeigt, in der die Beziehung zwischen der Temperatur und den Koerzitivkräften der Magnetschichten 2, 3 dargestellt ist, kann die erste Laserenergie die Platte auf eine Temperatur nahe an TL erhitzen, während die zweite Laserenergie die Platte auf eine Temperatur nahe an TH erhitzen kann.
Die erste Laserenergie erhitzt die erste Magnetschicht 2 auf eine Temperatur nahe am Curie-Punkt. Die zweite Magnetschicht 3 besitzt jedoch eine Koerzitivkraft, die das Bit bei dieser Temperatur stabil halten kann. Somit kann durch geeignete Auswahl des Aufzeichnungsvorspannungsmagnetfeldes ein bei 4c gezeigtes Aufzeichnungsbit als erste vorläufige Aufzeichnung aus jedem Zustand von 4b in Fig. 5 erhalten werden.
Die geeignete Auswahl des Vorspannungsmagnetfeldes hat die folgende Bedeutung. Bei der ersten vorläufigen Aufzeichnung ist ein derartiges Vorspannungsmagnetfeld im wesentlichen nicht erforderlich, da die erste Magnetschicht eine Kraft (Austauschkraft) empfängt, um die Magnetisierung in einer in bezug auf die Magnetisierungsrichtung der zweiten Magnetschicht 3 stabilen Richtung anzuordnen, wobei in diesem Fall die Richtungen gleich sind. Dieses Vorspannungsmagnetfeld wird jedoch bei einer zweiten vorläufigen Aufzeichnung, die später erläutert wird, in einer Richtung vorgesehen, um die magnetische Inversion der zweiten Magnetschicht 3 zu unterstützen, d. h. in einer Richtung, die die erste vorläufige Aufzeichnung verhindert. Es ist zweckmäßig, das Vorspannungsmagnetfeld sowohl bei der ersten als auch bei der zweiten vorläufigen Aufzeichnung auf der gleichen Intensität und in der gleichen Richtung zu halten.
Angesichts des Vorhergehenden wird das Vorspannungsmagnetfeld vorzugsweise auf einer minimal notwendigen Intensität ausgewählt, die für die zweite vorläufige, nachfolgend erläuterte Aufzeichnung erforderlich ist. Eine derartige Aus wahl entspricht der vorstehend erwähnten geeigneten Auswahl.
Nachfolgend wird die zweite vorläufige Aufzeichnung erläutert. Diese wird durch Erhitzen der Platte mit der zweiten Laserenergie auf eine Temperatur nahe am Curie-Punkt der zweiten Magnetschicht 3 erreicht, wobei die Richtung der Magnetisierung der zweiten Magnetschicht 3 durch das in der vorstehend erläuterten Weise ausgewählte Vorspannungsmagnetfeld invertiert wird und die Richtung der Magnetisierung der ersten Magnetschicht 2 ebenfalls in einer stabilen Richtung (gleiche Richtung im vorliegenden Fall) in bezug auf die zweite Magnetschicht 3 angeordnet wird. Auf diese Weise kann ein bei 4d in Fig. 4 gezeigtes Bit aus jedem bei 4b gezeigten Zustand gebildet werden.
Somit kann jeder Bereich der magnetooptischen Platte eine vorläufige Aufzeichnung des Zustandes 4c oder 4d in Fig. 5 durch die erste oder zweite Laserenergie entsprechend dem Eingangssignal besitzen.
Dann wird die magnetooptischen Platte 9 weitergedreht und passiert die Position der Magnetfelderzeugungseinheit 8, die ein Magnetfeld erzeugt, dessen Intensität so ausgewählt wird, daß sie zwischen den Koerzitivkräften der Magnetschichten 2, 3 liegt, wie vorstehend erläutert, wodurch das Aufzeichnungsbit 4c unverändert bleibt und einen endgültigen Aufzeichnungszustand 4e annimmt, während das Aufzeichnungsbit 4d einen anderen endgültigen Aufzeichnungszustand 4f als Ergebnis der magnetischen Inversion der zweiten Magnetschicht 3 annimmt.
Damit die Aufzeichnung 4f auf stabile Weise existieren kann, muß die folgende Beziehung (1)
unter der Sättigungsmagnetisierung MS der zweiten Magnetschicht 3, der Filmdicke h und der magnetischen Wandenergie σW zwischen den Magnetschichten 2, 3 gelten. σW/2MSh gibt die Größe der Austauschkraft wieder, die von der zweiten Magnetschicht aufgenommen wird, oder die Größe eines Magnetfeldes, das die Magnetisierung der zweiten Magnetschicht 3 in eine stabile Richtung (im vorliegenden Fall gleiche Richtung) in bezug auf die Magnetisierungsrichtung der ersten Magnetschicht 2 umarangiert. Damit daher die zweite Magnetschicht 3 ihre Magnetisierung gegen dieses Magnetfeld unverändert beibehalten kann, sollte diese Schicht eine Koerzitivkraft HL besitzen, die größer ist als die Größe des Magnetfeldes (HL > σW/2MSh). Mit anderen Worten, damit das Bit auf stabile Weise existieren kann, müssen die folgenden Bedingungen unter den Koerzitivkräften HH, HL der ersten und zweiten Magnetschicht und den wirksamen Vorspannungsmagnetfeldern Hgeff 1 HLeffdieser Schichten erfüllt sein:
HH - HHeff > 0, HL - HLeff > 0 (4)
HH - HHeff > 0, HL + HLeff > 0 (3)
Diese Beziehungen werden in Verbindung mit den Fig. 7A bis 7D im einzelnen erläutert. Fig. 7A ist ein Diagramm, das die B-H-Schleife oder die Beziehung zwischen dem externen Magnetfeld auf der Abszisse, angelegt an die erste Magnetschicht, die als Einzelschicht ausgebildet ist, und der Größe der Magnetisierung dieser Schicht auf der Ordi nate zeigt. Das Diagramm zeigt an, daß dann, wenn das Magnetfeld in der Richtung (+) intensiviert wird, die Magnetisierung in einer Richtung (+) oder einer Richtung (↑) bei einer Intensität H Hausgerichtet wird, und dann, wenn das Magnetfeld in einer Richtung (-) intensiviert wird, die Magnetisierung in einer Richtung (-) oder (↓) bei einer Intensitität -HH ausgerichtet wird. Fig. 7B zeigt eine entsprechende B-H-Schleife für die zweite Magnetschicht, die als Einzelschicht ausgebildet ist.
Fig. 7C zeigt die B-H-Schleife der ersten Magnetschicht, wenn die erste und zweite Magnetschicht mit Austauschkopplung übereinander angeordnet sind und die zweite Magnetschicht aufwärts magnetisiert ist. Im Gegensatz zu dem Fall der in Fig. 7A gezeigten Einzelschicht wird ein wirksames Vorspannungsmagnetfeld HHeff aufgebracht, wodurch die Ausrichtung der Magnetisierung der ersten Magnetschicht mit der der zweiten Magnetschicht erleichtert wird.
Damit das in Fig. 5 gezeigte Aufzeichnungsbit 4f stabil existieren kann, sollte der Zustand von Punkt A, in dem die Richtung der Magnetisierung der ersten Magnetschicht zu der der zweiten Magnetschicht entgegengesetzt ist, bei einem externen Feld von 0 stabil sein und nicht in den Zustand des Punktes B übergehen, in dem die Richtungen der Magnetisierung der Magnetschichten gleich sind. Aus diesem Grund muß die Bedingung HH - HHeff > 0 erfüllt sein.
Fig. 7D zeigt eine entsprechende B-H-Schleife der zweiten Magnetschicht, wenn die erste und zweite Magnetschicht mit Austauschkopplung übereinander angeordnet sind und die erste Magnetschicht aufwärts magnetisiert ist.
Im Gegensatz zum Fall der in Fig. 7B gezeigten Einzelschicht liegt ein wirksames Vorspannungsmagnetfeld HLeff an, wodurch die Ausrichtung der Magnetisierung der zweiten Magnetschicht mit der der ersten Magnetschicht erleichtert wird. Damit das Aufzeichnungsbit 4f in Fig. 5 stabil existieren kann, sollte der Zustand des Punktes A, in dem die Richtung der Magnetisierung des ersten Magnetfeldes bei einem externen Feld von 0 zu der des zweiten Magnetfeldes entgegengesetzt ist, stabil sein und nicht in den Zustand des Punktes B übergehen, in dem die Richtungen einander entsprechen. Aus diesem Grunde muß die Bedingung HL - HLeff > 0 erfüllt sein.
Sowohl bei der ersten als auch bei der zweiten Magnetschicht erfordert eine Inversion der Magnetisierung von einem stabilen Zustand in einen instabilen Zustand ein Magnetfeld, das der Koerzitivkraft der Magnetschicht und der Austauschkraft entspricht, da eine derartige Inversion gegen die auf die Schicht einwirkende Austauschkraft durchgeführt werden muß.
Andererseits fordert eine Inversion von einem instabilen Zustand in einen stabilen Zustand ein Magnetfeld, das der Koerzitivkraft der Magnetschicht minus der Austauschkraft entspricht, da die Austauschkraft die Inversion in diesem Fall erleichtert.
Damit die Magnetisierung der ersten Magnetschicht in der Magnetfelderzeugungseinheit 8 nicht invertiert wird und die Magnetisierung der zweiten Magnetschicht zur Richtung des Magnetfeldes dieser Einheit in jeder beliebigen Kombination der magnetisierten Zustände ausgerichtet wird, sollte das externe Feld B auf ein internes Niveau eingestellt werden, wenn die Beziehung gilt:
HH - HHeff > HL + HLeff.
Dies deswegen, weil das zur Invertierung der Magnetisierung der zweiten Magnetschicht erforderliche Magnetfeld größer ist als HL + HLeff, wenn sich die erste und zweite Magnetschicht in einem stabilen Zustand befinden, und weil das Magnetfeld, das die Inversion der Magnetisierung der ersten Magnetschicht nicht induziert, kleiner sein sollte als HH- HHeff, wenn sich die erste und zweite Magnetschicht in einem stabilen Zustand befinden.
Ein Überschreibvorgang wird daher möglich gemacht, da sich die Aufzeichnungsbits 4e, 4f nicht auf den Zustand vor der Aufzeichnung, sondern nur auf das Niveau der Laserenergie bei der Aufzeichnung verlassen. Die Aufzeichnungsbits 4e, 4f können durch Bestrahlen mit einem Wiedergabelaserstrahl wiedergegeben und mit einer Signalwiedergabeeinheit 7 verarbeitet werden.
Fig. 8 ist eine schematische Ansicht, in der eine detailliertere Ausführungsform der in Fig. 6 gezeigten Aufzeichnungsvorrichtung dargestellt ist. In Fig. 8 ist eine magnetooptische Platte oder ein Aufzeichnungsmedium 11 des in Fig. 3 gezeigten Aufbaues dargestellt, ferner ein Spindelmotor 12 zum Drehen der Platte 11, eine Klemme 13 zum Fixieren der Platte 11 auf der Welle des Motors 12 und ein optischer Kopf 14 zum Projizieren eines Lichtstrahles 15 auf die Platte 11. Der optische Kopf 14 ist mit einer Laserlichtquelle 16 versehen, die beispielsweise aus einem Halbleiterlaser besteht, einer Kollimationslinse 17, einem Strahlteiler 18, einer Objektivlinse 19, einer Sensorlinse 20, einem Analysator 26 und einem Fotodetektor 21. Er wird von einem nicht gezeigten Mechanismus radial bewegt. Die Objektivlinse 19 bewegt sich in Axialrichtung in einer Richtung senkrecht hierzu, um in Abhängigkeit von Steuersignalen, die vom Fotodetektor in bekannter Weise detektiert werden, eine sogenannte Autoführung (AT) und Autofokussierung (AF) durchzuführen. Die Laserlichtquelle 16 wird von einer Laserbetriebsschaltung 22 betrieben und emittiert einen Lichtstrahl 15, der in Abhängigkeit von der Aufzeichnungsinformation, die von einer Eingangsklemme 23 zugeführt wird, wie nachfolgend erläutert wird, in seiner Intensität zwischen zwei Werten, die von 0 abweichen, moduliert wird.
In einer Position gegenüber dem optischen Kopf 14 über der Platte 11 ist eine erste Magnetfelderzeugungseinrichtung 24 vorgesehen, die ein Vorspannungsmagnetfeld einer vorgegebenen Richtung auf einen Bereich der Platte 11, der vom Lichtstrahl 15 bestrahlt wird, aufbringt. In einer Position mit einem Abstand von 180º in Drehrichtung der Platte 11 ist eine zweite Magnetfelderzeugungseinrichtung 25 angeordnet, die ein Vorspannungsmagnetfeld aufbringt, dessen Richtung zu der vorgegebenen Richtung entgegengesetzt ist. Die erste und zweite Magnetfelderzeugungseinrichtung können aus Elektromagneten bestehen. Die Verwendung von Permanentmagneten wird jedoch bevorzugt, um die Vorrichtung zu vereinfachen und die Kosten zu reduzieren, da die Richtung der Magnetfelder bei der vorliegenden Erfindung nicht umgeschaltet werden muß.
Nachfolgend wird das Verfahren zur Informationsaufzeichnung mit der in Fig. 8 dargestellten Vorrichtung beschrieben. Der Lichstrahl 15 von der Lasereinheit 16 wird, wie in Fig. 9 gezeigt, zwischen zwei von 0 abweichenden Niveaus P1 und P2 in Abhängigkeit von Binäraufzeichnungssignalen "0" und "1" moduliert. Der Lichtstrahl des Niveaus P1 besitzt eine Energie zum Erhitzen der Magnetschichten 2, 3 des in Fig. 3 gezeigten Mediums bis auf die Curie-Temperatur TL der ersten Magnetschicht, während der Lichtstrahl mit dem Energieniveau P2 eine Energie zum Erhitzen der Magnetschichten auf die Curie-Temperatur TH der zweiten Magnetschicht besitzt. Durch Bestrahlung mit einem derart modulierten Strahl erfahren die Magnetschichten der Platte 11 Änderungen der Magnetisierung, wie bei 10a-10h in Fig. 10A gezeigt, wodurch Informationen aufgezeichnet werden.
In Fig. 10A zeigen die Pfeile in der ersten und zweiten Magnetschicht 2, 3 die Richtungen der Magnetisierung an. Die Länge eines Pfeiles gibt die Größe der Koerzitivkraft wieder. Ein aufwärts magnetisierter Bereich, der bei 10a gezeigt ist, wird von der zweiten Magnetfelderzeugungseinrichtung 25 mit einem aufwärts gerichteten Vorspannungsmagnetfeld -B2 beaufschlagt, wie bei 10b gezeigt, und wird dann durch die Drehung der Platte zur Bestrahlung mit dem modulierten Lichtstrahl 15 in die Position des optischen Kopfes 15 bewegt. In Abhängigkeit vom Lichtstrahl mit der Energie P1 wird allein die Koerzitivkraft der ersten Magnetschicht 2 reduziert, wie bei 10c gezeigt, jedoch die Aufwärtsmagnetisierung, wie bei 10d gezeigt, durch die magnetische Einwirkung der zweiten Magnetschicht 3 beibehalten, trotz der Aufbringung eines Vorspannungsmagnetfeldes B1 durch die erste Magnetfelderzeugungseinrichtung 24. Andererseits wird in Abhängigkeit vom Lichtstrahl der Energie P2 die Magnetisierung durch die Aufbringung des Vorspannungsfeldes B1 nach unten invertiert, wie bei 10h gezeigt.
Bei einem abwärts magnetisierten Bereich, wie bei 10e gezeigt, invertiert die zweite Magnetschicht 3 allein die Magnetisierung durch Aufbringung eines Vorspannungsmagnetfeldes -B2. Dann wird in Abhängigkeit vom Lichtstrahl mit dem Niveau P1 die Koerzitivkraft der ersten Magnetschicht 2 reduziert, wie bei 10c gezeigt, und die Magnetisierung durch die magnetische Einwirkung der zweiten Magnetschicht 3 nach oben invertiert, wie bei 10d gezeigt. In Abhängigkeit vom Lichtstrahl mit der Energie P2 wird die Koerzitivkraft von beiden Magnetschichten reduziert, wie bei 10g gezeigt, und die Abwärtsmagnetisierung wird durch Aufbringung des Vorspannungsmagnetfeldes B1 beibehalten, wie bei 10h gezeigt.
Wie vorstehend erläutert, kann die in Fig. 8 gezeigte Vorrichtung die Richtung der Magnetisierung allein in Abhängigkeit von einer Änderung der Energie des Lichtstrahles festlegen, und zwar unabhängig von der Anfangsmagnetisierung des Magnetfilmes. Daher muß die bereits aufgezeichnete Information nicht gelöscht werden, sondern kann durch direktes Überschreiben umgeschrieben werden. Die aufgezeichnete Information kann auf herkömmliche Weise wiedergegeben werden, indem die Richtung der Magnetisierung der ersten Magnetschicht unter Ausnutzung des magnetooptischen Effektes detektiert wird. Als Beispiel kann bei der in Fig. 8 gezeigten Vorrichtung die aufgezeichnete Information in der Form von elektrischen Signalen wiedergegeben werden, indem man die Lasereinheit 16 kontinuierlich einen Lichtstrahl einer Energie emittieren läßt, die zum Erhitzen der Platte bis auf den Curie-Punkt der zweiten Magnetschicht unzureichend ist, und indem man das von der Platte 11 reflektierte Licht vom Fotodetektor 21 über den Analysator 26 empfängt.
Bei der in Fig. 8 gezeigten Vorrichtung werden die Magnetfelder B1, B2, die von der ersten und zweiten Magnetfelderzeugungseinrichtung auf die Magnetschichten aufgebracht werden, so ausgewählt, daß sie die folgenden Bedingungen erfüllen:
HL < B2 < HH (5)
B1 < HL', H&sub0; (6)
HH' < H&sub0; = B1 (7)
HH", HL" < B1 (8)
wobei HH' und HL' die Koerzitivkräfte der ersten und zweiten Magnetschicht bei einer Temperatur TL sind, HH" und HL" die Koerzitivkräfte bei einer Temperatur TH sind und H&sub0; die Größe der magnetischen Wechselwirkung zwischen zwei Schichten ist.
In der vorhergehenden Beschreibung wird davon ausgegangen, daß die erste und zweite Magnetschicht 2, 3 stabil sind, wenn ihre Magnetisierungen gleichgerichtet sind. Ein entsprechendes Verfahren ist jedoch auch dann anwendbar, wenn die Magnetisierungen stabil sind, wenn sie entgegengesetzt gerichtet sind. Fig. 103 zeigt Magnetisierungszustände im Aufzeichnungsverfahren eines derartigen Falls, wobei die Magnetisierungen 40a bis 40f denen von 4a bis 4f in Fig. 5 entsprechen.

Beispiel 1

Ein Polycarbonatsubstrat mit Vorrillen und Vorformatsignalen wurde in eine Sputtervorrichtung mit drei Targets eingesetzt und in einem Abstand von 10 cm vom Target gedreht.
Eine ZnS-Schutzschicht mit einer Dicke von 100 nm (1000 Å) wurde durch Sputtern von einem ersten Target in Argongas bei einer Sputtergeschwindigkeit von 10 nm/mn (100 Å/min) und einem Sputterdruck von 0,667 N/m² (5 · 10&supmin;³ Torr) er halten. Dann wurde eine TbFe-Legierung von einem zweiten Target in Argongas mit einer Sputtergeschwindigkeit von 10 nm/min (100 Å/min) und einem Sputterdruck von 0,667 N/m² (5 · 10&supmin;³ Torr) gesputtert, um eine erste Magnetschicht aus Tb&sub1;&sub8;Fe&sub8;&sub2; mit einer Dicke von 50 nm (500 Å), einem Wert TL von etwa 140ºC und einem Wert HH von etwa 796 KA/m (10 KOe) zu erhalten.
Dann wurde eine TbFeCo-Legierung in Argongas bei einem Sputterdruck von 0,667 N/m² (5 · 10&supmin;³ Torr) gesputtert, um eine zweite Magnetschicht von Tb&sub2;&sub3;Fe&sub6;&sub0;Co&sub1;&sub7; mit einer Dicke von 50 nm (500 Å), einem Wert TH von ca. 250ºC und einem Wert HL von ca. 80 KA/m (1 KOe) zu erhalten.
Danach wurde eine ZnS-Schutzschicht mit einer Dicke von 300 nm (3000 Å) durch Sputtern vom ersten Target in Argongas bei einer Sputtergeschwindigkeit von 10 nm/mm (100 Å/min) und einem Sputterdruck von 0,667 N/m² (5 · 10&supmin;³ Torr) erhalten.
Nachdem diese Schichten ausgebildet worden waren, wurde das vorstehend erwähnte Substrat mit einem Heißschmelzkleber mit einem Polycarbonatsubstrat verklebt, um eine magnetooptische Platte zu erhalten. Diese Platte wurde an einer Aufzeichnungs/Wiedergabevorrichtung montiert und mit einer Lineargeschwindigkeit von 8 m/sec durch die zweite Magnetfelderzeugungseinrichtung geführt, um die Platte mit einem Feld von 119 KA/m (1500 Oe) zu beaufschlagen. Die Aufzeichnung wurde mit einem Laserstrahl einer Wellenlänge von 830 nm durchgeführt, der auf ca. 1 um konzentriert und in zwei Niveaus von 4 und 8 mW moduliert wurde, mit einem Leistungsverhältnis von 50% und einer Frequenz von 2 MHz. Das Vorspannungsmagnetfeld hatte einen Wert von 7,96 KA/m (100 Oe). Binärsignale konnten durch Bestrahlung mit einem Laserstrahl von 1,5 mW wiedergegeben werden.
Das vorstehend erläuterte Experiment wurde auf einer magnetooptischen Platte durchgeführt, die bereits über ihre gesamte Oberfläche mit Aufzeichnungen versehen war. Die vorher aufgezeichneten Signalkomponenten wurden bei der Wiedergabe nicht detektiert. Die Möglichkeit eines Überschreibens wurde somit bestätigt.

Beispiel 2

Eine magnetooptische Platte wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß die zweite Magnetschicht aus Tb&sub2;&sub3;Fe&sub7;&sub0;Co&sub7; bestand und TH = 200ºC, H&sub1; = ca. 79,55 KA/m (1 KOe) und HLeff = ca. 23,87 KA/m (300 Oe) betrugen. Die Platte wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 einer Aufzeichnung und Wiedergabe unterzogen, mit der Ausnahme, daß ein Magnetfeld von ca. 198,88 KA/m (2,5 KOe) verwendet wurde, um entsprechende Ergebnisse wie bei Beispiel 1 zu erhalten.
Die Größe von HHeff in diesem Fall wird nachfolgend in Verbindung mit den Fig. 7C und 7D erläutert.
Da der Wert HH-HHeff größer war als HL - HLeff', als die erste und zweite Magnetschicht in der gleichen Richtung magnetisiert und dann einem invertierenden Magnetfeld ausgesetzt wurden, wurde die Magnetisierung der zweiten Magnetschicht bei HL - HLeff = 0,7 KOe invertiert, so daß HLeff nicht gemessen werden konnte.
Auf der Basis der Bedingung HH - HHeff > HL - HLeff konnte jedoch die Schlußfolgerung 342,07 KA/m (4,3 KOe) > HHeff aus den Bedingungen HH = 397,75 KA/m (5 KOe), HL 0 79,55 KA/m (1 KOe) und HLeff = 23,87 KA/m (0,3 KOe) gezogen werden.
Der Wert Hgeff wurde ferner in einem Experiment, bei dem eine erste Magnetschicht aus TbFe der gleichen Zusammensetzung und Dicke mit einer zweiten Magnetschicht TbFeCo mit einer modifizierten Komposition überlagert wurde, um HL - HLeff zu erhöhen, mit ca. 79,55 KA/m (1 KOe) gemessen.
Für die obigen Koerzitivkräfte und Austauschkräfte wurde bestätigt, daß die erste und zweite Magnetschicht die Bedingung
HH - HHeff < HL + HLeff
erfüllen, wobei die zweite Magnetschicht allein von der Magnetfelderzeugungseinrichtung 24 in Richtung des Magnetfeldes magnetisiert wird.

Beispiel 3

Ein plattenförmiges Polycarbonatsubstrat mit Vorrillen und Vorformatsignalen wurde in eine Sputtervorrichtung mit drei Targets eingesetzt und mit einem Abstand von 10 cm vom Target gedreht.
Eine Schutzschicht aus SiC mit einer Dicke von 70 nm (700 A) wurde durch Sputtern von einem ersten Target in Argongas mit einer Sputtergeschwindigkeit von 10 nm/min (100 Å/min) und einem Sputterdruck von 0,4 N/m² (3 · 10&supmin;³ Torr) erhalten. Dann wurde eine Legierung aus GdTbFe von einem zweiten Target in Argongas mit einer Sputtergeschwindigkeit von 5 nm/min (50 Å/min) und einem Sputterdruck von 0,4 N/m² (3 · 10&supmin;³ Torr] gesputtert, um eine erste Magnetschicht aus Tb&sub8;Gd&sub1;&sub2;Fe&sub8;&sub0; mit einer Dicke von 20 nm (200 Å), TL = ca. 160ºC und HH = ca. 636,4 KA/m (8 KOe) zu erhalten.
Dann wurde eine TbFeCo Cu-Legierung in Argongas mit einem Sputterdruck von 0,4 N/m² (3 · 10&supmin;³ Torr) gesputtert, um eine zweite Magnetschicht aus Tb&sub2;&sub3;Fe&sub5;&sub0; Co&sub1;&sub5;Cu&sub1;&sub2; mit einer Dicke von 40 nm (400 Å), TH = ca. 180ºC und HL = ca. 79,55 KA/m (1 KOe) zu erhalten.
Danach wurde eine Si&sub3;N&sub4;-Schutzschicht mit einer Dicke von 120 nm (1200 Å) durch Sputtern vom ersten Target in Argongas mit einer Sputtergeschwindigkeit von 7 nm/min (70 Å/min) und einem Sputterdruck von 0,4 N/m² (3 · 10&supmin;³ Torr) erhalten.
Nach Ausbildung dieser Schichten wurde das vorstehend erwähnte Substrat mit einem Heißschmelzkleber mit einer Polycarbonatplatte verklebt, um eine magnetooptische Platte zu erhalten. Diese Platte wurde in einer Aufzeichnungs-/Wiedergabevorrichtung montiert und mit einer Lineargeschwindigkeit von 8 m/sec durch die zweite Magnetfelderzeugungseinrichtung geführt, um ein Feld von 119,33 KA/m (1500 Oe) auf die Platte aufzubringen. Die Aufzeichnung wurde dann mit einem Laserstrahl einer Wellenlänge von 830 nm durchgeführt, der auf ca. 1 um konzentriert und in zwei Niveaus von 4 und 8 mW moduliert wurde, mit einem Leistungsverhältnis von 50% und einer Frequenz von 2 MHz. Das Vorspannungsfeld am bestrahlten Bereich hatte einen Wert von 7,955KA/m (100 Oe). Binärsignale konnten durch Bestrahlung mit einem Laserstrahl von 1,5 mW wiedergegeben werden.
Das obige Experiment wurde auf einer magnetooptischen Platte durchgeführt, deren gesamte Oberfläche bereits mit Aufzeichnungen versehen war. Die vorher aufgezeichneten Signalkomponenten wurden bei der Wiedergabe nicht detektiert, so daß auf diese Weise die Möglichkeit eines Überschreibens bestätigt wurde.
Wenn bei der in Fig. 6 gezeigten Vorrichtung ein Permanentmagnet als Magnetfelderzeugungseinheit 8 Verwendung findet, wird das magnetooptische Aufzeichnungsmedium der vorliegenden Erfindung beim Aufzeichnungs- und Wiedergabevorgang in konstanter Weise einem von dieser Magnetfelderzeugungseinheit erzeugten Magnetfeld ausgesetzt. Selbst bei der Wiedergabe wird das Medium der Bestrahlung eines Laserstrahles einer Energie ausgesetzt, die ca. 1/3 bis 1/10 der Energie bei der Aufzeichnung beträgt, so daß das Medium daher maximal eine Temperatur von etwa 70ºC erreichen kann, wenn es die Magnetfelderzeugungseinheit passiert. Somit kann die Magnetisierung der ersten Magnetschicht 2 bei wiederholten Wiedergaben, beispielsweise 1010 maligen Wiedergaben, invertiert werden. Um eine derartige Invasion der Magnetisierung zu vermeiden, werden vorzugsweise die Koerzitivkraft HH der ersten Magnetschicht und das von der Magnetfelderzeugungseinheit aufgebrachte Magnetfeld B so ausgewählt, wie in den nachfolgenden Beispielen gezeigt, daß die Bedingung 0,2 · HH - 26,52 > B (KA/m) (0,2 · HH - 0,3 > B (KOe)), bevorzugter die Bedingung HH > 119,325 KA/m (1,5 KOe), erfüllt wird. Eine weitere bevorzugte Bedingung ist HH > 397,75 KA/m (5 KOe), wie nachfolgend erläutert wird.

Beispiel 4

Proben 4-1 bis 4-12 der magnetooptischen Platte wurden mit dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 1 mit der gleichen Filmdicke und dem gleichen Aufbau hergestellt, mit der Aus nahme, daß die Zusammensetzung, Koerzitivkraft HH und der Curie-Punkt TL der ersten Magnetschicht 2 verändert wurden.
Jede der Platten der Beispiele 1 und 4-1 bis 4-12 wurde an einer Aufzeichnungs/Wiedergabevorrichtung montiert und mit einer Lineargeschwindigkeit von 8 m/sec durch die zweite Magnetfelderzeugungseinrichtung geführt, um ein Feld von 159,1 KA/m (2 KOe) aufzubringen. Die Aufzeichnung wurde mit einem Laserstrahl einer Wellenlänge von 830 nm durchgeführt, der auf ca. 1 um konzentriert und in zwei Niveaus von 4 und 8 mW moduliert wurde, mit einem Leistungsverhältnis von 50% und einer Frequenz von 2 MHz. Das Vorspannungsmagnetfeld am Aufzeichnungskopf betrug 7,955 KA/m (100 Oe). Dann wurde die Änderung der Rauschkomponente im wiedergegebenen Signal nach 10¹&sup0; Wiedergaben aus der gleichen Spur durch Bestrahlung mit einem Laserstrahl von 1,0 MW und mit variiertem Magnetfeld B, erzeugt von der Magnetfelderzeugungseinheit 8, untersucht.
Danach wurde die Temperatur innerhalb der Vorrichtung auf 30º, 45º und 60ºC eingestellt, und die Intensität des Magnetfeldes, das den Anstieg der Rauschkomponente im Wiedergabesignal erzeugte, wurde für jede Temperatur ermittelt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 zusammengefaßt. Tabelle 1
Tabelle 1 zeigt an, daß das Magnetfeld B, das den Anstieg der Rauschkomponente im wiedergegebenen Signal induziert, geringer wird, wenn die Koerzitivkraft HH der ersten Magnetschicht geringer oder die Temperatur innerhalb der Vorrichtung höher wird, und daß diese Beziehung durch die Zusammensetzung der ersten Magnetschicht nicht beeinflußt wird.
Fig. 11 zeigt die Beziehung zwischen dem HH-Wert und dem B-Wert, der den Rauschanstieg für diese Proben induziert, auf der Basis der oben erläuterten Ergebnisse.
Aus diesen Beziehungen wird deutlich, daß HH und B zumindest die Bedingung 0,2 · HH - 0,3 > B erfüllen sollten, um einen Rauschanstieg bis zu 60ºC zu verhindern.
Es wird ferner deutlich, daß ein Rauschanstieg sogar bei einem kleinen Wert von B auftritt, wenn HH nicht mindestens gleich 119,33 KA/m (1,5 KOe) ist.
Da die Temperatur innerhalb der Vorrichtung in der Praxis nicht 60ºC übersteigt, kann ein Anstieg des Rauschpegels selbst nach einer langen Wiedergabe verhindert werden, wenn die obigen Bedingungen erfüllt werden.
Zusätzlich zu den vorstehenden Bedingungen wird es jedoch aus den folgenden zwei Gründen bevorzugt, den Wert HH mindestens auf 397,75 KA/m (5 KOe) zu halten:
(i) Der minimal erforderliche Wert von B entspricht der Summe aus der Koerzitivkraft HL der zweiten Magnetschicht und dem auf die zweite Magnetschicht infolge der Austauschkraft einwirkenden Magnetfeld und liegt in der Praxis in einer Größenordnung von 79,55 bis 159,10 KA/m (1 bis 2 KOe). Es wird somit aus Fig. 11 deutlich, daß der Wert von HH gleich oder größer sein sollte als 5 KOe, um bei einer kontinuierlichen Wiedergabe bei einer Temperatur bis zu 60ºC und mit einem Magnetfeld B von 1-2 KOe den Rauschpegel niedrig zu halten.
(ii) Fig. 11 gibt die Größe des Magnetfeldes B und den Wert von HH wieder, der erforderlich ist, um den Rauschpegel bei dem ausgewählten Wert von B bei jeder Temperatur innerhalb der Vorrichtung zu unterdrücken. Beispielsweise wird bei einer Temperatur von 60ºC und in einem Bereich HH < 397,75 KA/m (5 KOe) die Beziehung HH = 5 (B + 0,3) erhalten. Für einen Anstieg Δ B des von der Magnetfelderzeugungseinheit erzeugten Magnetfeldes B ist daher ein entsprechender Anstieg 5 · Δ B des Wertes von HH erforderlich.
In einem Bereich von HH, der 397,75 KA/m (5 KOe) übersteigt, ist jedoch der für HH erforderliche Anstieg entsprechend einem bestimmten Anstieg im Magnetfeld B bei einer Temperatur von 30º-60ºC geringer als der in einem Bereich von HH unter 397,75 KA/m (5 KOe) erforderliche.
Wie vorstehend erläutert, muß das magnetooptische Aufzeichnungsmedium der vorliegenden Erfindung die vorstehend erwähnte Bedingung (1) erfüllen:
Zu diesem Zweck ist es ebenfalls sehr wirksam, die magnetische Wandenergie zwischen den Magnetschichten einzustel len. Die Einstellung der magnetischen Wandenergie kann mit den folgenden Verfahren durchgeführt werden:
(I) Einstellungen der Zusammensetzung der Magnetschichten;
(II) Hinzufügung eines vorgegebenen Schrittes bei der Herstellung des Mediums; und
(III) Ausbildung einer Einstellschicht für die magnetische Wandenergie zwischen den Magnetschichten.
Diese Verfahren werden nachfolgend erläutert.

[I. Einstellung der Zusammensetzung der Magnetschichten]

Bei einem magnetooptischen Aufzeichnungsmedium mit dem in Fig. 3 gezeigten Aufbau kann die magnetische Wandenergie reproduzierbar reduziert werden, indem eine Schicht aus der ersten und zweiten Magnetschicht 2, 3 mit einer Zusammensetzung versehen wird, die im Vergleich zur Kompensationszusammensetzung reicher an Übergangsmetall ist, und indem die andere Schicht mit einer Zusammensetzung versehen wird, die reicher an Seltenerdelementen ist. Ein derartiges Beispiel wird nachfolgend erläutert.

Beispiel 5

Ein plattenförmiges Polycarbonatsubstrat mit Vorrillungen und Vorformatsignalen wurde in einer Sputtervorrichtung mit drei Targets angeordnet und in einem Abstand von 10 cm vom Target gedreht.
Eine Schutzschicht aus Si&sub3;N&sub4; mit einer Dicke von 60 nm (600 Å) wurde durch Sputtern von einem ersten Target in Argongas mit einer Sputtergeschwindigkeit von 4 nm/min (40 Å/min) unter einem Sputterdruck von 0,67 N/m² (5 · 10&supmin;³ Torr) erhalten. Dann wurde eine TbFe-Legierung von einem zweiten Target in Argongas mit einer Sputtergeschwindigkeit von 10 nm/min (100 Å/min) und einem Sputterdruck von 0,67 N/m (5 · 10&supmin;³ Torr) gesputtert, um eine erste Magnetschicht aus Tb&sub3;Gd&sub1;&sub6;Fe&sub8;&sub1; zu erhalten, die in bezug auf die Kompensationszusammensetzung reicher an Fe war sowie eine Dicke von 40 nm (400 Å) und Werte TL von ca. 155ºC und HH von 636,4 KA/m (ca. 8 KOe) besaß.
Dann wurde eine TbFeCo-Legierung in Argon mit einem Sputterdruck von 0,67 N/m (5 · 10h-3 Torr) gesputtert, um eine zweite Magnetschicht aus Tb&sub1;&sub0;Dy&sub1;&sub3;Fe&sub6;&sub0;Co&sub1;&sub7; zu erhalten, die in bezug auf die Kompensationszusammensetzung reicher an Tb und Dy war und eine Dicke von 300 Å sowie Werte TH von ca. 200ºC und HL von 79,5 KA/m (ca. 1 KOe) besaß.
Danach wurde eine Schutzschicht aus Si&sub3;N&sub4; mit einer Dicke von 150 nm (1500 Å) durch Sputtern vom ersten Target in Argongas mit einer Sputtergeschwindigkeit von 4 nm/min (40 Å/min) und einem Sputterdruck von 0,67 N/m² (5 · 10&supmin;³ Torr) erhalten.
Nach der Ausbildung dieser Schichten wurde das obige Substrat mit einem Heißschmelzkleber mit einer Polycarbonatplatte verklebt, um eine magnetooptische Platte zu erhalten. Diese Platte wurde an einer Aufzeichnungs-/Wiedergabevorrichtung montiert und mit einer Lineargeschwindigkeit von 8 m/sec durch eine Magnetfelderzeugungseinheit geführt, um ein Feld von 198,88 KA/m (2,5 KOe) aufzubringen. Die Aufzeichnung wurde mit einem Laserstrahl einer Wellenlänge von 830 nm durchgeführt, der auf ca. 1 um konzentriert und in zwei Niveaus von 4 und 8 mW moduliert wurde, mit einem Leistungsverhältnis von 50% und einer Frequenz von 2 MHz. Das Vorspannungsmagnetfeld am bestrahlten Bereich betrug 7,96 KA/m (100 Oe) in einer Richtung zum Invertieren der Magnetisierung der zweiten Magnetschicht. Binärsignale konnten durch Bestrahlung mit einem Laserstrahll von 1,5 mW wiedergegeben werden.
Das obige Experiment wurde auch auf einer magnetooptischen Platte durchgeführt, die bereits über ihre gesamte Oberfläche mit Aufzeichnungen versehen war. Die vorher aufgezeichneten Signalkomponenten wurden bei der Wiedergabe nicht detektiert. Die Möglichkeit eines Überschreibens wurde somit bestätigt.

Beispiel 6

In Beispiel 5 war die erste Magnetschicht reicher an Fe, während die zweite Magnetschicht reicher an Tb und Dy war, jeweils im Vergleich zur Kompensationszusammensetzung.
Im vorliegenden Beispiel wurden Proben der magnetooptischen Platte hergestellt und ausgewertet, bei denen die erste und zweite Magnetschicht die gleichen Koerzitivkräfte wie vorstehend erläutert besaßen. Diese Proben bestanden aus einer Kombination aus einer Zusammensetzung, die reicher an Übergangsmetallen, wie Fe, war, und einer Zusammensetzung, die reicher an Seltenerdelementen, wie Tb oder Dy, war.
Eine Koerzitivkraft von 636,4 KA/m (8 KOe) für die erste Magnetschicht wurde bei einer an Übergangsmetall reichen Zusammensetzung mit Tb&sub3;Gd&sub1;&sub6;Fe&sub8;&sub1; oder bei einer an Seltenerdelement-reichen Zusammensetzung mit Tb3,3Gd17,7Fe&sub7;&sub7; erhalten. Eine Koerzitivkraft von 79,55 KA/m (1 KOe) für die zweite Magnetschicht wurde bei einer an Übergangsmetall reichen Zusammensetzung mit Tb7,4Dy9,6Fe64,7Co18,3 oder bei einer an Seltenerdelement reichen Zusammensetzung mit Tb&sub1;&sub0;Dy&sub1;&sub3;Fe&sub6;&sub0;Co&sub1;&sub7; erhalten.
Die in Tabelle 2 aufgeführten Proben wurden hergestellt, indem eine an Übergangsmetall reiche Zusammensetzung oder eine an Seltenerdelement reiche Zusammensetzung, wie vorstehend erwähnt, für die erste und zweite Magnetschicht und die anderen Materialien und Schichtdicken wie in Beispiel 5 ausgewählt wurden. Mit diesen Proben wurde dann das Aufzeichnungs-/Wiedergabeexperiment wie in Beispiel 5 durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 aufgeführt.
Die Begriffe "TM" und "RE" stehen für Zusammensetzungen, die im Vergleich zur Kompensationszusammensetzung reicher an Übergangsmetallen und reicher an Seltenerdelementen sind. Tabelle 2
"+" zeigt an, daß die Aufzeichnungsbits in Abwesenheit des externen Magnetfeldes stabil sind und zufriedenstellende Wiedergabesignale liefern. "±" zeigt an, daß die Aufzeichnungsbits teilweise invertiert sind oder daß die Wiedergabesignale eine unzureichende Qualität besitzen. "-" zeigt an, daß die Aufzeichnungsbits instabil sind.
Diese Ergebnisse machen deutlich, daß stabile Aufzeichnungsbits nur dann erhalten werden, wenn die erste oder die zweite Magnetschicht aus einer Zusammensetzung besteht, die reich an Übergangsmetall ist, während die andere aus einer Zusammensetzung besteht, die reich an Seltenerdelement ist.

[II. Hinzufügung eines vorgegebenen Schrittes bei der Herstellung des Mediums]

Bei der Herstellung des in Fig. 3 gezeigten magnetooptischen Aufzeichnungsmediums kann ein Medium, das die vorstehend erwähnte Bedingung (1) erfüllt, in einfacher Weise erhalten werden, indem einer der nachfolgenden Schritte nach der Ausbildung der ersten Magnetschicht und vor der Ausbildung der zweiten Magnetschicht hinzugefügt wird:
(A) Ein Schritt des Stehenlassens in einer Atmosphäre von zurückbleibendem Gas oder Inertgas bei 9,33 · 10&supmin;&sup5; N/m² (7 · 10&supmin;&sup7; Torr) über 5 Minuten oder länger;
(B) ein Schritt des Stehenlassens in einer Atmosphäre mit einem Partialdruck, der mindestens 2,67 · 10&supmin;&sup4; N/m² (2 · 10&supmin;&sup6; Torr) beträgt, einer Substanz, die in der Lage ist, mit einem Element der ersten oder zweiten Magnetschicht zu reagieren, oder die von dem Element chemisch absorbiert wird; oder
(C) ein Schritt des Aussetzens einer Plasmaatmosphäre eines Inertgases oder einer Substanz, die mit einem Element der ersten oder zweiten Magnetschicht reagieren kann oder von diesem Element chemisch absorbiert wird.
Die erste und zweite Magnetschicht können durch Sputtern oder Bedampfen, beispielsweise mit Elektronenstrahlerhitzung, ausgebildet werden.
Beispiele des vorstehend erwähnten zurückbleibenden Gases sind H&sub2;O, O&sub2;, H&sub2;, N&sub2; und niedrigmolekulare Verbindungen, die aus C, H, N und O bestehen. Beispiele des Inertgases sind Ar, He und Ne.
Beispiele des Gases, das mit dem Element der ersten oder zweiten Magnetschicht reagieren kann oder von diesem Element chemisch absorbiert wird, sind H&sub2;O, O&sub2;, H&sub2;, N&sub2;, H&sub2;S, CS&sub2; und CH&sub4;.
Bei dem üblichen Herstellverfahren für das Medium wird nach der Ausbildung der ersten Magnetschicht sofort die Ausbildung der zweiten Magnetschicht durchgeführt (beispielsweise innerhalb einer Minute), und zwar in einer reinen Hochvakuumatmosphäre. Durch die Hinzufügung von einem der Schritte (A)-(C) wird jedoch die Austauschkraft, Koerzitivkraft oder Stabilität der Magnetschichten modifiziert. Eine reproduzierbare Aufzeichnungscharakteristik kann durch genaue Steuerung der Verfahrensbedingungen, Verfahrenszeit etc. erhalten werden.
Die Wirkungen der Schritte (A)-(C) gehen aus den nachfolgenden Beispielen hervor.

Beispiel 7

Ein vorgerilltes und vorformatiertes Polycarbonatplattensubstrat wurde in einer Sputtervorrichtung mit drei Targets angeordnet und in einem Abstand von 10 cm vom Target gedreht.
Die Vorrichtung wurde auf 1,3 · 10&supmin;&sup5; N/m² (1 · 10&supmin;&sup7; Torr) evakuiert, und eine Schutzschicht aus SiO mit einer Dicke von 10 0 mm (1000 Å) wurde durch Sputtern von einem ersten Target in Argongas mit einer Sputtergeschwindigkeit von 10 nm/min (100 Å/min) und einem Sputterdruck von 0,67 N/m² (5 · 10&supmin;³ Torr) erhalten. Dann wurde eine TbFe-Legierung von einem zweiten Target in Argongas mit einer Sputtergeschwindigkeit von 10 mm/min (100 Å/min) und einem Sputterdruck von 0,67 N/m² (5 · 10&supmin;³ Torr) gesputtert, um eine erste Magnetschicht aus Tb&sub1;&sub8;Fe&sub8;&sub2; mit einer Dicke von 30 mm (300 Å) und Werten TL von ca. 140ºC und HH von ca. 790,55 KA/m (10 KOe) zu erhalten. Nach Beendigung des Sputterns wurde die Argongaszufuhr über 30 Minuten mit einem Druck von 0,67 N/m² (5 · 10&supmin;³ Torr) in der Sputterkammer fortgesetzt.
Dann wurde eine TbFeCo-Legierung in Argongas mit einem Sputterdruck von 0,67 N/m² (5 · 10&supmin;³ Torr) gesputtert, um eine zweite Magnetschicht aus Tb&sub2;&sub3;Fe&sub7;&sub0;Co&sub7; mit einer Dicke von 40 nm (400 Å) und Werten TH von ca. 200ºC und HL von ca. 1 KOe zu erhalten.
Danach wurde eine Schutzschicht aus SiO mit einer Dicke von 200 nm (2000 Å) durch Sputtern vom ersten Target in Argongas mit einer Sputtergeschwindigkeit von 10 nm (100 Å/min) und einem Sputterdruck von 0,67 N/m² (5 · 10&supmin;³ Torr) ausgebildet.
Nach Ausbildung dieser Schichten wurde das obige Substrat mit einem Heißschmelzkleber mit einer Polycarbonatplatte verklebt, um eine magnetooptische Platte zu erhalten. Diese Platte wurde an einer Aufzeichnungs/Wiedergabevorrichtung montiert und mit einer Lineargeschwindigkeit von 8 m/sec durch eine Einheit zur Erzeugung eines Magnetfeldes von 198,88 KA/m (2,5 KOe) geführt. Die Aufzeichnung wurde mit einem Laserstrahl einer Wellenlänge von 830 nm durchgeführt, der auf ca. 1 um konzentriert und in zwei Niveaus von 4 und 8 mW moduliert wurde, mit einem Leistungsverhältnis von 50% und einer Frequenz von 2 MHz. Das Vorspannungsmagnetfeld betrug 7,95 KA/m (100 Oe). Binärsignale konnten durch Bestrahlung mit einem Laserstrahl von 1,5 mW wiedergegeben werden.
Das obige Experiment wurde auf einer magnetooptischen Platte wiederholt, die bereits über die gesamte Oberfläche mit Aufzeichnungen versehen war. Die vorher aufgezeichneten Signalkomponenten wurden bei der Wiedergabe nicht detektiert, so daß die Möglichkeit des Überschreibens bestätigt wurde.

Beispiel 8 und Bezugsbeispiel

Proben der magnetooptischen Platte wurden mit einem Verfahren ähnlich dem von Beispiel 7 hergestellt, jedoch mit veränderten Bedingungen (Atmosphäre und Druck) in dem Schritt zwischen den Ausbildungen der ersten und zweiten Magnetschicht, wie in Tabelle 3 aufgeführt. Die mit einem * gekennzeichneten Beispiele sind Beispiele der vorliegenden Erfindung. Die anderen sind Bezugsbeispiele.
Gemäß den Beispielen 8-30 bis 8-33 wurde eine Plattenelektrode mit einem Durchmesser von 20 cm in einem Abstand von 5 cm vom Polycarbonatsubstrat angeordnet, und es wurde eine Plasmabehandlung mit einer Entladungsenergie von 50 W in Gegenwart von verschiedenen Gasen, die in Tabelle 3 aufgeführt sind, unter einem Druck von 5 · 10&supmin;³ Torr in der Sputterkammer durchgeführt. Bei den Beispielen 8-5 bis 8-14 wurde das Hauptventil der Vakuumpumpe in geeigneter Weise geschlossen, um die verbleibende Gasatmosphäre zu variieren.
Jede Probe wurde in bezug auf die Stabilität der in Fig. 5 gezeigten Aufzeichnungsbits 4f in Abwesenheit eines externen Magnetfeldes über die Messung eines externen Magnetfeldes, das die Inversion der Magnetisierung in den Magnetschichten induzierte, ausgewertet. "+" und "-" zeigen an, daß die Aufzeichnungsbits stabil oder instabil sind.
Ferner wurde jede Probe in der gleichen Weise wie in Beispiel 7 in bezug auf die Aufzeichnung und Wiedergabe getestet. "+" und "-" zeigen an, daß die Aufzeichnung zufriedenstellend oder nicht zufriedenstellend durchgeführt wurde. Tabelle 3 Tabelle 3 (Forts.)
Die Ergebnisse von Beispiel 7, Beispiel 8 und der Bezugsbeispiele machen deutlich, daß eine Aufzeichnung durch Überschreiben in zufriedenstellender Weise mit dem magnetooptischen Aufzeichnungsmedium erreicht werden kann, das unter Einsatz von einem der Schritte (A) bis (C) hergestellt wurde.

[III. Ausbildung einer Einstellschicht für die magnetische Wandenergie zwischen den Magnetschichten]

Durch die Ausbildung einer in Fig. 12 gezeigten Einstellschicht 41 zwischen der ersten und zweiten Magnetschicht 2, 3 kann die magnetische Wandenergie dazwischen willkürlich reguliert werden. Hierdurch kann ein Medium erhalten werden, das die vorstehend erwähnte Bedingung (1) erfüllt. Zweckmäßigerweise kann eine in Fig. 13 gezeigte Ausgestaltung unter Verwendung eines vorgerillten Substrates 1, das mit Schutzschichten 42, 43 versehen ist, eingesetzt werden. In den Fig. 12 und 13 sind gleiche Teile wie in Fig. 3 mit gleichen Bezugszeichen versehen und werden im einzelnen nicht weiter erläutert
Diese Einstellschicht 41 kann aus einem Material bestehen, das keine Verschlechterung der Magnetschichten herbeiführt, beispielsweise aus Ti, Cr, Al, Ni, Fe, Co, einem Seltenerdelement oder einem Fluorid hiervon.
Die Dicke der Einstellschicht 41 wird im Hinblick auf die Materialien und Dicken der ersten und zweiten Magnetschichten in geeigneter Weise ausgewählt, wird jedoch normalerweise in einem Bereich von 0,5 bis 5 nm (5 bis 50 Å) ausgewählt.

Beispiel 9

Ein vorgerilltes und vorformatiertes Polycarbonatplattensubstrat wurde in einer Sputtervorrichtung mit ternären Targets angeordnet und in einem Abstand von 10 cm vom Target gedreht.
Eine Schutzschicht aus ZnS mit einer Dicke von 100 nm (1000 Å) wurde durch Sputtern von einem ersten Target in Argongas mit einer Sputtergeschwindigkeit von 10 nm/min (100 Å/min) und einem Sputterdruck von 0,67 N/m² (5 · 10&supmin;³ Torr) ausgebildet. Dann wurde eine TbFe-Legierung von einem zweiten Target in Argongas mit einer Sputtergeschwindigkeit von 10 nm/min (100 Å/min) und einem Sputterdruck von 0,67 N/m² (5 · 10&supmin;³ Torr) gesputtert, um eine erste Magnetschicht aus Tb&sub1;&sub8;Fe&sub8;&sub2; mit einer Dicke von 50 nm (500 Å) und Werten TL von ca. 140ºC und HH von ca. 0,67 N/m² (5 KOe) zu erhalten.
Dann wurde eine Co-Einstellschicht mit einer Dicke von 1 nm (10 Å) durch Sputtern in Argongas mit einem Sputterdruck von 0,67 N/m² (5 · 10&supmin;³ Torr) ausgebildet. Danach wurden TbFe und Co gleichzeitig von einem zweiten und dritten Target in Argongas mit einem Sputterdruck von 0,67 N/m² (5 · 10&supmin;³ Torr) gesputtert, um eine zweite Magnetschicht aus Tb&sub1;&sub5;Fe&sub6;&sub8;Co&sub1;&sub7; mit einer Dicke von ca. 20 nm (200 Å) und Werten TH von ca. 250ºC und HL von ca. 159,1 KA/m (2 KOe) zu erhalten.
Danach wurde eine Schutzschicht aus ZnS mit einer Dicke von 300 nm (3000 Å) durch Sputtern mit einer Geschwindigkeit von 10 nm/min (100 Å/min) und einem Sputterdruck von 0,67 N/m² (5 · 10&supmin;³ Torr) ausgebildet.
Nach der Ausbildung dieser Schichten wurde das vorstehend erwähnte Substrat mit einem Heißschmelzkleber mit einer Polycarbonatplatte verklebt, um eine magnetooptische Platte zu erhalten. Diese Platte wurde an einer Aufzeichnungs-/ Wiedergabevorrichtung montiert und mit einer Lineargeschwindigkeit von 8 m/sec durch eine Einheit zur Erzeugung eines Magnetfeldes von 198,88 KA/m (2,5 KOe) geführt. Die Aufzeichnung wurde dann mit einem Laserstrahl einer Wellenlänge von 830 nm durchgeführt, der auf ca. 1 um konzentriert und in zwei Niveaus von 4 und 8 mW moduliert wurde, mit einem Leistungsverhältnis von 50% und einer Frequenz von 2 MHz. Das Vorspannungsmagnetfeld betrug 100 Oe. Binärsignale konnten durch Bestrahlung mit einem Laserstrahl von 1,5 mW wiedergegeben werden.
Das obige Experiment wurde mit einer magnetooptischen Platte wiederholt, die bereits über ihre gesamte Oberfläche mit Aufzeichnungen versehen war. Die vorher aufgezeichneten Signalkomponenten wurden bei der Wiedergabe nicht detektiert, so daß auf diese Weise die Möglichkeit eines Überschreibens bestätigt wurde.
Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform bestand die Einstellschicht aus Co. Sie kann jedoch auch aus einem magnetischen Material bestehen, dessen einfache Magnetisierungsrichtung bei Raumtemperatur in Längsrichtung entlang der Plattenoberfläche angeordnet ist, jedoch bei der Aufzeichnungstemperatur vertikal zur Plattenoberfläche verläuft. Durch die Verwendung eines derartigen Materiales wird die magnetische Wandenergie zwischen den Magnetschichten bei Raumtemperatur reduziert, und die Magnetschichten erhalten bei der Aufzeichnung eine größere Austauschkraft. Auf diese Weise wird ein magnetooptisches Aufzeichnungsmedium geschaffen, das eine Überschreibaufzeichnung mit einem kleineren Vorspannungsmagnetfeld und einer besseren Stabilität der Aufzeichnungsbits ermöglicht. Eine derartige Konstruktion wird in den nachfolgenden Beispielen beschrieben.
Eine Probe für die Austauschkraftmessung wurde durch Sputtern einer ersten Magnetschicht aus Tb&sub1;&sub8;Fe&sub8;&sub2; einer Dicke von 50 nm (500 Å), dann einer Einstellschicht aus Fe oder Tb&sub2;&sub5;Fe&sub7;&sub0;Co&sub5; in verschiedenen Dicken und einer zweiten Magnetschicht aus Tb&sub2;&sub2;Fe&sub7;&sub0;Co&sub8; mit einer Dicke von 50 nm (500 Å) auf einem Objektträger hergestellt. Die erste Magnetschicht wies eine Koerzitivkraft von 954,6 KA/m (12 KOe) mit einer vorherrschenden Fe-Untergitter-Magnetisierung auf, während die zweite Magnetschicht eine Koerzitivkraft von 477,3 KA/m (6 KOe) mit einer vorherrschenden Tb- Untergitter-Magnetisierung besaß.
Bei jeder Probe wurde das die Inversion der Magnetisierung der ersten und zweiten Magnetschicht induzierende externe Magnetfeld in einem VSM und in der Gegenwart eines externen Magnetfeldes gemessen. In einem abnehmenden Magnetfeld zeigten die Proben eine Inversion der Magnetisierung der zweiten Magnetschicht zu einer stabilen (entgegengesetzten) Richtung in bezug auf die der ersten Magnetschicht. Die auf die zweite Magnetschicht aufgebrachte Austauschkraft wurde von einem derartigen inversionsinduzierenden Magnetfeld ermittelt, wie in Fig. 14 gezeigt. Hierbei ist die auf die zweite Magnetschicht einwirkende Austauschkraft auf der Ordinate und die Dicke der Einstellschicht (Fe oder TbFeCo) auf der Abszisse wiedergegeben.
Wie aus diesem Diagramm hervorgeht, wird die Austauschkraft selbst bei einer Schichtdicke von 7 nm (70 Å) mit einer Fe- Schicht mit einfacher Längsrichtung der Magnetisierung annulliert. Im Falle von Tb&sub2;&sub5;Fe&sub7;&sub0;Co&sub5; mit einer Koerzitiv kraft von ca. 23,9 KA/m (300 Oe) und mit einer einfachen Vertikalrichtung der Magnetisierung parallel zu denen der ersten und zweiten Magnetschicht ist die Austauschkraft jedoch noch selbst bei einer Schichtdicke von 50 nm (500 Å) wirksam.
Somit können Stabilität der Aufzeichnungsbits und stabile Aufzeichnungseigenschaften erhalten werden, indem zwischen der ersten und zweiten Magnetschicht eine Einstellschicht aus einem Material ausgebildet wird, dessen einfache Richtung der Magnetisierung sich bei Raumtemperatur in Längsrichtung erstreckt, jedoch bei der Aufzeichnungstemperatur vertikal verläuft.
Eine temperaturabhängige Veränderung der einfachen Magnetisierungsrichtung ist bereits bei Substanzen bekannt, die eine Spin-Umlagerung besitzen. Wie von M. Ohkoshi und H. Kobayashi in Physica, 86-88 B (1977), Seiten 195-196 berichtet, erfährt beispielsweise DyCo&sub5; eine Änderung der einfachen Magnetisierungsrichtung von längs auf vertikal in einem Temperaturbereich von 50º-100ºC. Entsprechende Ergebnisse sind bei Verbindungen bekannt, bei denen Dy durch ein anderes Seltenerdelement, wie Nd, Pr oder Tb, ersetzt ist, oder bei denen Co durch ein anderes Übergangsmetall, wie Fe oder Ni, ersetzt ist. Auch Tsushima berichtete in Oyo Buturi, 45, 10 (1976), Seiten 962-967 über die Spin-Umlagerung in Seltenerd-Orthoferriten und Seltenerd-Orthochromiten. Eine geeignete Modifikation der Zusammensetzung dieser Substanzen ermöglicht es, die einfache Magnetisierungsrichtung von längs auf vertikal im Aufzeichnungstemperaturbereich zu verändern.
Es ist ferner bereits bekannt, daß ein dünner Magnetfilm die Bedingung
Hk ≥ 4πMS
erfüllen muß, damit eine Magnetisierung vertikal zur Filmoberfläche erreicht wird, wobei MS die Sättigungsmagnetisierung und Hk das uniaxiale anisotrope Magnetfeld in dieser Vertikalrichtung ist.
Damit daher die Einstellschicht die Achse der einfachen Magnetisierung in Längsrichtung bei Raumtemperatur und in Vertikalrichtung im Aufzeichnungstemperaturbereich besitzt, ist es wünschenswert, den Curie-Punkt der Einstellschicht in der Nachbarschaft der Aufzeichnungstemperatur auszuwählen. Da MS einen raschen Abfall in der Nachbarschaft des Curie-Punktes besitzt, kann eine Substanz, die die Bedingung Hk < 4πMS bei Raumtemperatur erfüllt, im Aufzeichnungstemperaturbereich die Bedingung Hk ≥ 4πM5 erfüllen. Da die Komponente vertikal zur Substratoberfläche durch Magnetisierung der Einstellschicht ansteigt, wird die Magnetisierung durch die Austauschkräfte von der ersten und zweiten Magnetschicht weiter vertikal zur Substratoberfläche orientiert. Die Austauschkräfte Heff(1-2) und Heff(2-3), die von der ersten und zweiten Magnetschicht auf die Einstellschicht einwirken, können durch die folgenden Gleichungen wiedergegeben werden:
Heff(1-2) = σW12/2MS2h&sub2;
Heff(2-3) = σW23/2MS2h&sub2;
worin MS2 die Sättigungsmagnetisierung der Einstellschicht, h&sub2; die Dicke der Einstellschicht und σW12' σW23 die magnetischen Wandenergien zwischen der ersten Magnetschicht und der Einstellschicht und zwischen der zweiten Magnetschicht und der Einstellschicht sind.
Um daher die Magnetisierung der Einstellschicht in einer Richtung vertikal zur Filmoberfläche im Aufzeichnungstemperaturbereich mit Hilfe der Austauschkräfte Heff(1-2) und Heff(2-3) zu orientieren, ist es vorteilhaft, eine kleine Sättigungsmagnetisierung MS und Dicke h&sub2; auszuwählen, solange wie die einfache Magnetisierungsrichtung bei Raumtemperatur in Längsrichtung verbleibt.

Beispiel 10

Ein vorgerilltes und vorformatiertes Polycarbonatplattensubstrat wurde in einer Sputtervorrichtung mit quaternären Targets angeordnet und in einem Abstand von 10 cm von den Targets gedreht.
Eine Si-Schutzschicht einer Dicke von 50 nm (500 Å) wurde von einem ersten Target in Argongas mit einer Sputtergeschwindigkeit von 10 nm/min (100 Å/min) und einem Sputterdruck von 0,67 N/m² (5 · 10&supmin;³ Torr) gesputtert. Dann wurde eine GdTbFe-Legierung von einem zweiten Target in Argongas mit einer Sputtergeschwindigkeit von 10 nm/min (100 Å/min) und einem Sputterdruck von 0,67 N/m² (5 · 10&supmin;³ Torr) gesputtert, um eine erste Magnetschicht aus Tb&sub1;&sub2;Gd&sub1;&sub0;Fe&sub7;&sub8; mit einer Dicke von 30 nm (300 Å) und Werten TL von ca. 150ºC und HH von ca. 636,4 KA/m (8 KOe) zu erhalten. In der Untergitter-Magnetisierung der ersten Magnetschicht war Fe vorherrschend.
Dann wurde eine TbFeCo-Legierung von einem dritten Target in Argongas mit einer Sputtergeschwindigkeit von 10 nm (100 Å/min) und einem Sputterdruck von 0,67 N/m² (5 · 10&supmin;³ Torr) gesputtert, um eine Einstellschicht aus Tb&sub3;&sub5;Fe&sub6;&sub0;Co&sub5; mit einer Dicke von 20 nm (200 Å) und einer Koerzitivkraft von nahezu 0 bei einer Curie-Temperatur von 170ºC zu erhalten. Die einfache Magnetisierungsrichtung dieser Einstellschicht war weder longitudinal noch vertikal, und das zur Orientierung der Magnetisierung in jeder Richtung erforderliche externe Magnetfeld betrug ca. 2,5 KOe.
Dann wurde eine TbFeCo-Legierung von einem vierten Target in Argongas mit einer Sputtergeschwindigkeit von 10 nm/min (100 Å/min) und einem Sputterdruck von 0,67 N/m² (5 · 10&supmin;³ Torr) gesputtert, um eine zweite Magnetschicht aus Tb&sub2;&sub4;Fe&sub6;&sub8;Co&sub8; mit einer Dicke von 30 nm (300 Å) und Werten TH von ca. 180ºC und HL von ca. 119,3 KA/m (1,5 Koe) zu erhalten. In der Untergittermagnetisierung dieser zweiten Magnetschicht war Tb vorherrschend.
Danach wurde eine Si-Schutzschicht einer Dicke von 100 nm (1000 Å) durch Sputtern vom ersten Target in Argongas mit einer Sputtergeschwindigkeit von 10 nm/min (100 Å/min) und einem Sputterdruck von 0,67 N/m² (5 · 10&supmin;³ Torr) ausgebildet.
Nach der Ausbildung dieser Schichten wurde das obige Substrat mit einem Heißschmelzkleber mit einer Polycarbonatplatte verklebt, um eine magnetooptische Platte zu erhalten.
Das wirksame Vorspannungsmagnetfeld, verursacht durch die auf die zweite Magnetschicht einwirkende Austauschkraft, war bei der auf diese Weise hergestellten magnetooptischen Platte nahezu 0, als in der gleichen Weise wie gemäß Fig. 14 gemessen wurde.
Die magnetooptische Platte wurde an einer Aufzeichnungs- /Wiedergabevorrichtung montiert und mit einer Lineargeschwindigkeit von ca. 8 m/sec durch eine ein Magnetfeld von 198,88 KA/m (2,5 KOe) erzeugende Einheit geführt. Der Aufzeichnungsvorgang wurde dann mit einem Laserstrahl einer Wellenlänge von 830 nm durchgeführt, der auf ca. 1 um konzentriert und in zwei Niveaus von 4 und 8 mW moduliert wurde, mit einem Leistungsverhältnis von 50% und einer Frequenz von 2 MHz. Das Vorspannungsmagnetfeld betrug 7,95 KA/m (100 Oe). Binärsignale konnten durch Bestrahlung mit einem Laserstrahl von 1,5 mW wiedergegeben werden.
Das obige Experiment wurde mit einer magnetooptischen Platte wiederholt, die bereits über ihre gesamte Oberfläche mit Aufzeichnungen versehen war. Die vorher aufgezeichneten Signalkomponenten wurden bei der Wiedergabe nicht detektiert, so daß hierdurch die Möglichkeit einer Überschreibung bestätigt wurde.

Beispiel 11

Proben der magnetooptischen Platte wurden über das gleiche Verfahren und die gleichen Materialien wie in Beispiel 10 hergestellt, mit der Ausnahme, daß das Material und die Dicke der Einstellschicht variiert wurden.
Bei den hergestellten Proben wurden das wirksame Vorspannungsfeld, verursacht durch die auf die zweite Magnetschicht einwirkende Austauschkraft, und die Aufzeichnungseigenschaften in der gleichen Weise wie bei Beispiel 10 gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 zusammengefaßt. Tabelle 4
Die Probe 11-1 war nicht mit einer Einstellschicht versehen. In diesem Fall konnten keine stabilen Aufzeichnungsbits ausgebildet werden, da das wirksame Vorspannungsmagnetfeld, das zur Orientierung der Magnetisierung der zweiten Magnetschicht in einer stabilen Richtung relativ zu der der ersten Magnetschicht erforderlich ist, größer war als die Koerzitivkraft der zweiten Magnetschicht.
Der in der Probe 11-2 verwendete Fe&sub7;&sub0;Cr&sub3;&sub0;-Film besitzt einen Curie-Punkt, der geringer ist als 300ºC, und eine Längsachse der Magnetisierung. Mit einer 3 nm (30 Å) nicht überschreitenden Dicke wurde die Magnetisierung durch die Austauschkräfte von der ersten und zweiten Magnetschicht in Vertikalrichtung orientiert. Daher wurde das wirksame Vorspannungsfeld an der zweiten Magnetschicht größer, so daß eine stabile Aufzeichnung nicht erreicht werden konnte. Andererseits wurde bei einer Dicke von 10 nm (100 Å) oder mehr eine vertikale Magnetisierung im Aufzeichnungstemperaturbereich aufgrund der übermäßig großen Sättigungsmagnetisierung nicht induziert, so daß durch Abwesenheit der Austauschkraft keine Aufzeichnung erfolgte.
DyCo&sub5; (magnetischer Übergangspunkt 50-80ºC) und Sm0,7Er0,3FeO&sub3; (magnetischer Übergangspunkt ca. 110ºC), die in den Proben 11-3 und 11-4 verwendet wurden, führten zu einer zufriedenstellenden Aufzeichnung in einem Dickenbereich von 10-40 nm (100-400 Å). Dieses Ergebnis basiert auf einer Änderung der einfachen Achse der Magnetisierung von einer Längsrichtung zu einer Vertikalrichtung im Aufzeichnungstemperaturbereich (50-150ºC), und zwar trotz der Tatsache, daß das wirksame Vorspannungsfeld auf der zweiten Magnetschicht bei Raumtemperatur nahezu 0 ist.
Das in den Proben 11-5 und 11-6 verwendete Si ist nicht magnetisch. Mit einer Dicke von 4 bis 6 nm (40-60 Å) verhindert die Si-Schicht die Austauschkopplung zwischen der ersten und zweiten Magnetschicht, so daß das gemessene wirksame Vorspannungsfeld auf der zweiten Magnetschicht klein war und 0,4 bis 11,9 KA/m (250-150 Oe) betrug. Dieses wirksame Vorspannungsfeld nahm mit dem Anstieg der Temperatur ab, so daß eine Aufzeichnung vom ersten Typ, bei der die Magnetisierung der ersten Magnetschicht relativ zur Magnetisierung der zweiten Magnetschicht gegen das Vorspannungsfeld in einer stabileren Richtung angeordnet ist, im Aufzeichnungstemperaturbereich nicht möglich war.
Fig. 15 zeigt die wirksamen Vorspannungsfelder auf der ersten oder zweiten Magnetschicht an der Ordinate in Abhängigkeit von der Temperatur an der Abszisse, gemessen an der Probe von Beispiel 10.
Die erste Magnetschicht nimmt kein wirksames Vorspannungsfeld bis zu 80ºC auf, empfängt jedoch von 90ºC an ein Vorspannungsfeld zur Orientierung der Magnetisierung der ersten Magnetschicht in einer stabilen Richtung relativ zur zweiten Magnetschicht. Dieses Vorspannungsfeld nahm über 90ºC monoton ab und erreichte einen Wert von 0 am Curie- Punkt der ersten Magnetschicht. Die zweite Magnetschicht nahm kein Vorspannungsfeld über den gesamten gemessenen Temperaturbereich auf. Diese Ergebnisse stimmen mit den zufriedenstellenden Aufzeichnungseigenschaften der magnetooptischen Platte von Beispiel 10 überein.
Dann wurde eine Probe durch Sputtern einer Einstellschicht aus Tb&sub3;&sub5;Fe&sub6;&sub0;Co&sub5; gemäß Beispiel 10 mit einer Dicke von 100 nm (1000 Å) auf einem Objektträger und durch Ausbildung einer Si&sub3;N&sub4;-Schutzschicht einer Dicke von 100 nm (1000 Å) hierauf hergestellt. Fig. 16 zeigt das externe Magnetfeld, das zur Orientierung der Magnetisierung der Schicht aus Tb&sub3;&sub5;Fe&sub6;&sub0;Co&sub5; in die Vertikalrichtung erforderlich ist, auf der Ordinate in Abhängigkeit von der Temperatur auf der Abszisse, gemessen bei der vorstehend erwähnten Probe. Die Größe dieses erforderlichen externen Feldes nimmt mit dem Anstieg der Temperatur ab und wird zu etwa 39,8 KA/m (500 Oe) in einem Temperaturbereich von 80º-90ºC, wo die erste Magnetschicht beginnt, ein großes Vorspannungsfeld aufzunehmen. Bei der Probe gemäß Beispiel 10 wird davon ausgegangen, daß die Magnetisierung der Einstellschicht mit einem Anstieg der Temperatur an der Grenzfläche zwischen der ersten Magnetschicht und der Einstellschicht aufgrund der Austauschkraft an der Grenzfläche in Vertikalrichtung orientiert wird, während auch die Magnetisierung der Einstellschicht in der Nachbarschaft der Grenzfläche mit der zweiten Magnetschicht in einem Temperaturbereich von 80- 90ºC in Vertikalrichtung orientiert ist, so daß ein großes wirksames Vorspannungsfeld in diesem Zustand zwischen der ersten und zweiten Magnetschicht durch die Einstellschicht in Erscheinung tritt.
Die vorstehend erwähnte Einstellschicht, die aus einer Seltenerdelement-Übergangsmetallschicht-Legierung besteht, kann im Hinblick auf die nachfolgenden Faktoren in der Zusammensetzung optimiert werden:
(i) Die Seltenerdelement-Übergangsmetall-Legierung besitzt eine magnetische Anisotropie in Vertikalrichtung, wenn das Seltenerdelement in einem Bereich von 12-28 Atom% der Seltenerdelemente und Übergangsmetalle liegt. Außerhalb dieses Bereiches liegt die einfache Achse der Magnetisierung in Längsrichtung oder in Richtung der Oberfläche, möglicherweise aus zwei Gründen. Als erstes kann die Bedingung Hk ≥ 4πMS zur Realisierung einer vertikalen Magnetisierung wegen der großen Sättigungsmagnetisierung MS, wobei Hk das vertikale anisotrope Magnetfeld darstellt, nicht erfüllt werden. Als zweites wird die vertikale magnetische Anisotropie in einem Seltenerdelement-Übergangsmetall-Legierungsfilm durch Kopplung des Seltenerdelementes und des Übergangsmetallelementes verursacht. Das magnetische Moment des Seltenerdelementes-Übergangsmetallelement- Paares besitzt eine hohe Wahrscheinlichkeit einer Orientierung in Vertikalrichtung nur in dem vorstehend erwähnten Prozentbereich.
(ii) Bei der in der Einstellschicht verwendeten Seltenerdelement-Übergangsmetall-Legierung steigt der Anteil des Seltenerdelementes von einer vertikale magnetische Anisotropie besitzenden Zusammensetzung an, wenn die Legierung im Vergleich zur Kompensationszusammensetzung reich am Seltenerdelement ist, wodurch die Sättigungsmagnetisierung ansteigt und die Magnetisierung in Längsrichtung erleichtert wird. Wenn die Legierung im Vergleich zur Kompensationszusammensetzung reich an Übergangsmetallelement ist, nimmt das Übergangsmetall von der vertikale magnetische Anisotropie aufweisenden Zusammensetzung weiter zu, wodurch die Sättigungsmagnetisierung erhöht und die Magnetisierung in Längsrichtung erleichtert wird. Wenn der Curie-Punkt des Materiales in der Nachbarschaft der Aufzeichnungstemperatur ausgebildet wird, nimmt die Sättigungsmagnetisierung in der Nachbarschaft der Aufzeichnungstemperatur ab, wodurch die Bedingung Hk ≥ 4πMS für die vertikale Magnetisierung erfüllt wird. Auf diese Weise ist es möglich, die einfache Achse der Magnetisierung in Oberflächenrichtung bei Raumtemperatur und in Vertikalrichtung bei Aufzeichnungstemperatur zu orientieren.
Die Änderung der einfachen Achse der Magnetisierung der Einstellschicht von der Oberflächenrichtung oder Längsrichtung zur Vertikalrichtung wurde in der folgenden Weise experimentell bestätigt.
Drei Proben wurden hergestellt, indem auf Glassubstraten magnetische Schichten aus Fe, Tb&sub5;Gd&sub5;Fe&sub9;&sub0; oder Tb&sub1;&sub6;Gd&sub1;&sub6;Fe&sub6;&sub8; in einer Dicke von 50 nm (500 Å) als Einstellschicht unter einem Argondruck von 0,67 N/m² (5 · 10&supmin;³ Torr) gesputtert wurden. Auf jeder Probe wurde eine zweite Magnetschicht aus Tb&sub2;&sub4;Fe&sub7;&sub4;Co&sub6; mit einer Dicke von 50 nm (500 Å) ohne Unterbrechung des Vakuums ausgebildet, und eine Si&sub3;N&sub4;-Schutzschicht mit einer Dicke von 70 nm (700 Å) wurde hierauf geformt.
Bei jeder Probe wurde das externe Magnetfeld gemessen, das zur Orientierung der Magnetisierung der Einstellschicht in Vertikalrichtung erforderlich ist, und zwar in Abhängigkeit von der Temperatur.
Die als Einstellschicht verwendeten Materialien Fe, Tb&sub5;Gd&sub5;Fe&sub9;&sub0; oder Tb&sub1;&sub6;Gd&sub1;&sub6;Fe&sub6;&sub8; besaßen bei Raumtemperatur keine vertikale einfache Achse der Magnetisierung.
Fig. 17 zeigt das externe Magnetfeld, das zur vertikalen Orientierung erforderlich ist, auf der Ordinate in Abhängigkeit von der Temperatur auf der Abszisse, das bei dieser Messung erhalten wurde.
Die aus Fe bestehende Einstellschicht zeigte keine Orientierung der Magnetisierung in Vertikalrichtung, da der Abfall der Sättigungsmagnetisierung bei 160ºC noch gering ist. Die Materialien Tb&sub5;Gd&sub5;Fe&sub9;&sub0; und Tb&sub1;&sub6;Gd&sub1;&sub6;Fe&sub6;&sub8;, die beide Seltenerdelement-Übergangsmetall-Legierungen sind und die einfache Richtung der Magnetisierung ebenfalls in Oberflächenrichtung haben, zeigen einen signifikanten Abfall der Magnetisierung, weil der Curie-Punkt in einem Bereich von 100-200ºC liegt. Somit kann die Magnetisierung in Vertikalrichtung mit einem begrenzten externen Magnetfeld orientiert werden, wenn eine Erhitzung auf etwa 100ºC erfolgt. Insbesondere Tb&sub1;&sub6;Gd&sub1;&sub6;Fe&sub6;&sub8;, das im Vergleich zur Kompensationszusammensetzung reicher am Seltenerdelement ist, zeigt eine einfachere Orientierung der Magnetisierung in Vertikalrichtung mit einem kleineren externen Feld bei einer höheren Temperatur im Vergleich zu Tb&sub5;Gd&sub5;Fe&sub9;&sub0;, das reicher am Übergangsmetallelement ist.
Das erforderliche externe Feld wird im Temperaturbereich von 70º-80ºC kleiner als die Koerzitivkraft der zweiten Magnetschicht. Eine Messung zur Identifizierung, ob das externe Magnetfeld, das zur Invertierung der Magnetisierung der Einstellschicht erforderlich ist, von der Richtung der Magnetisierung der zweiten Magnetschicht abhängt, d. h. ob eine Austauschkraft zwischen der Einstellschicht und der zweiten Magnetschicht vorhanden ist, ergab, daß bei Raumtemperatur keine Austauschkraft vorhanden war, jedoch ein durch eine Austauschkraft von ca. 159 KA/m (200 Oe) verursachtes Vorspannungsfeld bei 90º und 110ºC existierte.
Das Material Tb&sub1;&sub6;Gd&sub1;&sub6;Fe&sub6;&sub8;, das reicher am Seltenerdelement als die Kompensationszusammensetzung ist, zeigte eine vergrößerte Orientierung der einfachen Richtung der Magnetisierung in Vertikalrichtung bei höheren Temperaturen aus den folgenden beiden Gründen.
Als erstes ist es empirisch bekannt, daß in einer austausch-gekoppelten Kombination der Einstellschicht und der zweiten Magnetschicht eine stärkere Austauschkraft in einer Kombination erhalten wird, in der beide Schichten reich an Seltenerdelement oder Übergangsmetall sind, als in einer Kombination, in der eine Schicht reich an Seltenerdelement ist, während die andere Schicht reich an Übergangsmetall ist. Somit wird die Einstellschicht in einfacher Weise in Vertikalrichtung orientiert, da die zweite Magnetschicht ein Magnetfilm ist, der vertikal zur Filmoberfläche orientiert ist.
Als zweites besitzen die Seltenerdelemente niedrigere Curie-Punkte im isolierten Zustand. Somit trägt bei den Seltenerdelement-Übergangsmetall-Legierungen das Seltenerdelement stärker zu einem Abfall der Magnetisierung bei höheren Temperaturen bei, wenn die Zusammensetzung reich an Seltenerdelement ist. Aus diesem Grund liegt die Kompensationstemperatur über Raumtemperatur.
Eine Zusammensetzung, die keine vertikale einfache Richtung der Magnetisierung wegen der übermäßig großen Magnetisierung des Seltenerdelementes zeigt, zeigt einen Abfall der Magnetisierung des Seltenerdelementes bei höheren Temperaturen, so daß die Magnetisierung durch die Magnetisierungen des Seltenerdelementes und des Übergangsmetalls, die ursprünglich vertikale magnetische Anisotropie besitzen, repräsentiert wird.

Beispiel 12

Ein vorgerilltes und vorformatiertes Polycarbonatplattensubstrat wurde in einer Sputtervorrichtung mit quaternären Targets angeordnet und mit einem Abstand von 10 cm von den Targets gedreht.
Eine Si&sub3;N&sub4;-Schutzschicht einer Dicke von 70 nm (700 Å) wurde durch Sputtern von einem ersten Target in Argongas mit einer Sputtergeschwindigkeit von 10 nm (100 Å/min) und einem Sputterdruck von 0,67 N/m² (5 · 10&supmin;³ Torr) ausgebildet. Dann wurde eine TbDyFeCo-Legierung von einem zweiten Target in Argongas mit einer Sputtergeschwindigkeit von 10 nm/min (100 Å/min) bei einem Sputterdruck von 0,67 N/m² (5 · 10&supmin;³ Torr) gesputtert, um eine erste Magnetschicht aus Tb&sub1;&sub5;Dy&sub5;Fe&sub7;&sub6;Co&sub4; mit einer Dicke von 30 nm (300 Å) und Werten TL von ca. 150ºC und HH von ca. 790,6 KA/m (10 KOe) zu erhalten. Fe- und Co-Atome herrschten in der Untergitter- Magnetisierung der ersten Magnetschicht vor. Dann wurde eine TbGd Fe-Legierung von einem dritten Target in Argongas mit einer Sputtergeschwindigkeit von 10 nm/min (100 Å/min) und einem Sputterdruck von 0,67 N/m² (5 · 10&supmin;³ Torr) gesputtert, um eine Einstellschicht aus Tb&sub1;&sub6;Gd&sub1;&sub6;Fe&sub6;&sub8; mit einer Dicke von 10 nm (200 Å) und einem Curie-Punkt von ca. 160ºC auszubilden. Diese Einstellschicht besaß keine vertikale einfache Richtung der Magnetisierung bei Raumtemperatur, und das zur Orientierung der Magnetisierung in der Vertikalrichtung erforderliche Magnetfeld hatte einen Wert von ca. 2 KOe bei Raumtemperatur. Dann wurde eine TbGdFeCo- Legierung von einem vierten Target in Argongas mit einer Sputtergeschwindigkeit von 10 nm/min (100 Å/min) und einem Sputterdruck von 0,67 N/m² (5 · 10&supmin;³ Torr) gesputtert, um eine zweite Magnetschicht aus Tb&sub2;&sub0;Gd&sub5;Fe&sub6;&sub7;Co&sub8; mit einer Dicke von 300 Å und Werten TH von ca. 190ºC und HL von ca. 143,2 KA/m (1,8 KOe) zu erhalten. In der Untergitter-Magnetisierung der zweiten Magnetschicht waren Tb und Gd vorherrschend.
Nach Ausbildung dieser Schichten wurde das vorstehend erwähnte Substrat mit einem Heißschmelzkleber mit einer Poly carbonatplatte verklebt, um eine magnetooptische Platte zu erhalten.
Dann wurde mit einem VSM (Vibrationsmagnetisierungsmeßgerät) das die Inversion der Magnetisierung der ersten und zweiten Magnetschicht induzierende externe Magnetfeld gemessen. Das von der auf das zweite Magnetfeld einwirkenden Austauschkraft verursachte wirksame Vorspannungsfeld wurde mit nahezu 0 identifiziert.
Diese magnetooptische Platte wurde an einer Aufzeichnungs/ Wiedergabevorrichtung montiert und mit einer Lineargeschwindigkeit von ca. 8 m/sec durch eine ein Magnetfeld von 198,88 KA/m (2,5 KOe) erzeugende Einheit geführt. Der Aufzeichnungsvorgang wurde dann mit einem Laserstrahl einer Wellenlänge von 830 nm durchgeführt, der auf ca. 1 um konzentriert und in zwei Niveaus von 4 und 8 mW moduliert wurde, mit einem Leistungsverhältnis von 50% und einer Frequenz von 2 MHz. Das Vorspannungsfeld bei der Aufzeichnung betrug 11,9 KA/m (150 Oe). Binärsignale konnten durch Bestrahlung mit einem Laserstrahl von 1,0 mW wiedergegeben werden.
Das obige Experiment wurde mit einer magnetooptischen Platte wiederholt, die bereits über ihre gesamte Oberfläche mit Aufzeichnungen versehen war. Die vorher aufgezeichneten Signalkomponenten wurden bei der Wiedergabe nicht detektiert, so daß die Möglichkeit eines Überschreibens auf diese Weise bestätigt wurde.

Beispiel 13

Proben der magnetooptischen Platte wurden mit dem gleichen Verfahren und den gleichen Materialien wie in Beispiel 12 hergestellt, mit der Ausnahme, daß die Zusammensetzung der Einstellschicht modifiziert wurde.
Dann wurden das wirksame Vorspannungsmagnetfeld, das von der auf die zweite Magnetschicht einwirkenden Austauschkraft verursacht wurde, und die Aufzeichnungseigenschaften mit den gleichen Verfahren wie in Beispiel 12 gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 5 zusammengefaßt. Tabelle 5 Tabelle 5 [Forts.]
In Tabelle 5 gibt die Spalte "Bemerkung" wieder, ob die Zusammensetzung der Einstellschicht reich an Fe oder Tb und Gd ist.
Zufriedenstellende Aufzeichnungseigenschaften wurden bei den Proben 13-8 bis 13-10 festgestellt, bei denen die Seltenerdelemente (Tb, Gd) 20-50 Atom% in der Einstellschicht ausmachten.
Sämtliche Proben waren in Oberflächenrichtung leicht zu magnetisieren, da diese Zusammensetzungen im Vergleich zur Kompensationszusammensetzung reich an den Seltenerdelementen Tb und Gd waren.
Bei den Proben 13-1 bis 13-3 betrug das wirksame Vorspannungsfeld auf der zweiten Magnetschicht nahezu 0, da die Einstellschicht reich an Übergangsmetall (Fe) war. Eine Aufzeichnung des ersten Typs konnte jedoch nicht auf stabile Weise wegen des von der Austauschkraft zwischen der ersten und zweiten Magnetschicht verursachten Vorspannungsfeld erzielt werden, und die Wirkung zur Orientierung der Magnetisierung dieser Schichten in stabile Richtungen war gering.
Die Proben 13-4 bis 13-7, die eine vertikal magnetisierte Einstellschicht besitzen, zeigen ein wirksames Vorspannungsfeld auf der zweiten Magnetschicht in einer Größenordnung von 159,1 bis 198,99 KA/m (2,0 bis 2,5 KOe), das größer ist als die Koerzitivkraft selbst. Eine Aufzeichnung einer ersten Art konnte mit diesen Proben nicht durchgeführt werden, da die Magnetisierung der zweiten Magnetschicht relativ zur Magnetisierung der ersten Magnetschicht immer in einer stabilen Richtung orientiert war.
Die Probe 13-8 besaß den höchsten Anteil an Seltenerdelement und einen Curie-Punkt, der geringer war als 100ºC. Eine Aufzeichnung der ersten Art konnte in zufriedenstellender Weise durchgeführt werden, da von der Austauschkraft zwischen der ersten und zweiten Schicht bei der Aufzeichnungstemperatur kein ausreichendes Vorspannungsfeld verursacht wurde.

Beispiel 14

Bei den Proben von Beispiel 13 waren die Zusammensetzungen der ersten Magnetschicht, Einstellschicht und zweiten Magnetschicht in dieser Reihenfolge reich an Übergangsmetall und reich an Seltenerdelement.
Im vorliegenden Beispiel wurden Proben mit den gleichen Dicken, Materialien und Strukturen wie bei Beispiel 13 hergestellt, mit der Ausnahme, daß die erste und zweite Magnetschicht und die Einstellschicht aus einer an Übergangsmetall reichen Zusammensetzung (TM) und einer an Seltenerdelement reichen Zusammensetzung (RE) mit der gleichen Koerzitivkraft und der gleichen Curie-Temperatur ausgewählt wurden. Die Proben wurden in der gleichen Weise wie bei Beispiel 13 ausgewertet, wie in Tabelle 6 zusammengefaßt. Tabelle 6 Tabelle 7
In der Tabelle 6 sind entsprechend der Koerzitivkraft der Einstellschicht die Werte des externen Magnetfeldes aufge führt, die für eine Orientierung der Magnetisierung in die vertikale Richtung erforderlich sind. Wie aus Tabelle 7 hervorgeht, hatten die Proben 14-1 bis 14-4 mit einer an Übergangsmetall reichen zweiten Magnetschicht einen größeren Abfall der Koerzitivkraft bei einer erhöhten Temperatur als in den Proben von Beispiel 13 mit einer an Seltenerdmetall reichen Zusammensetzung, so daß die Koerzitivkraft der zweiten Magnetschicht zur Ausbildung von stabilen Bits bei der Temperatur der Aufzeichnung der ersten Art unzureichend wurde. Aus diesem Grunde wurde eine niedrige Empfindlichkeit in bezug auf die Aufzeichnung der ersten Art oder eine instabile Aufzeichnung angetroffen.
Die Proben 14-3 bis 14-6 mit an Seltenerdelement reichen Magnetschichten wiesen einen geringeren Abfall der Koerzitivkraft bei der erhöhten Temperatur im Vergleich zu den an Übergangsmetall reichen Zusammensetzungen in Beispiel 13 auf. Folglich galt die Bedingung HH-HHeff < 0 zur Aufzeichnung in der ersten Magnetschicht bei der geschätzten Temperatur der Aufzeichnung der ersten Art. Eine Aufzeichnung der ersten Art konnte somit nicht durchgeführt werden bzw. die Empfindlichkeit hierfür war gering.
Auch die Proben 14-1, 14-2, 14-5 und 14-6, bei denen sowohl die erste als auch die zweite Magnetschicht reich an Seltenerdelement oder an Übergangsmetall waren, wiesen eine starke Austauschkraft sogar bei einer relativ niedrigen Temperatur auf, als das Medium erhitzt wurde. Die Aufzeichnung der ersten Art wurde bei all diesen Proben nur instabil durchgeführt, da die Magnetisierung der zweiten Magnetschicht relativ zu der der ersten Magnetschicht in einer stabilen Richtung orientiert war.
Die Proben 14-1, 14-3, 14-5 und 14-7 mit an Übergangsmetall reichen Einstellschichten wiesen ein kleineres Vorspannungsmagnetfeld, das durch die Austauschkraft, welche durch die Einstellschicht auf die erste und zweite Magnetschicht einwirkte, verursacht wurde, im Vergleich zu den Proben von Beispiel 13 mit an Seltenerdelement reichen Einstellschichten auf. Folglich war die Empfindlichkeit für die Aufzeichnung der ersten Art geringer.
Aus den obigen Ergebnissen kann geschlossen werden, daß die optimale Kombination der Zusammensetzungen der ersten und zweiten Magnetschicht sowie der Einstellschicht dem Fall von Beispiel 13 entspricht, bei dem die erste Magnetschicht, Einstellschicht und zweite Magnetschicht in dieser Reihenfolge reich an Übergangsmetall, Seltenerdelement und Seltenerdelement sind.
Bei den vorstehend beschriebenen Beispielen besitzt der Aufzeichnungsfilm eine Dreischichtstruktur, die aus der ersten und zweiten Magnetschicht und der Einstellschicht besteht. Es ist jedoch auch möglich, zwischen der ersten Magnetschicht und dem Substrat eine vierte Magnetschicht mit einem starken magnetooptischen Effekt bei starker Austauschkopplung mit der ersten Magnetschicht auszubilden. In einem solchen Fall beträgt die Summe der Dicken der ersten und vierten Magnetschicht vorzugsweise über 20 nm (200 Å) zur Erhöhung der Wiedergabeleistung.
Nachfolgend werden die Struktur des magnetooptischen Aufzeichnungsmediums der vorliegenden Erfindung sowie Variationen hiervon in größeren Einzelheiten erläutert.

Dicke der Magnetschicht

Bei dem in Fig. 3 gezeigten Medium werden die Dicke L1 der ersten Magnetschicht 2 und die Dicke L2 der zweiten Magnetschicht 3 vorzugsweise in der nachfolgenden Weise festgelegt.
Bei dem herkömmlichen austausch-gekoppelten Doppelschichtfilm wird die Magnetisierung eines Aufzeichnungsbits in jedem von zwei Zuständen in zwei Magnetschichten gemäß dem aufzuzeichnenden Zustand invertiert. Bei der vorliegenden Erfindung wird jedoch die Magnetisierung der ersten Magnetschicht 2, prinzipiell auf die Wiedergabe bezogen, gemäß dem aufzuzeichnenden Zustand invertiert, während die Magnetisierung der zweiten Magnetschicht 3, prinzipiell auf die Aufzeichnung bezogen, mit der Richtung des Feldes von der in Fig. 6 gezeigten Magnetfelderzeugungseinheit 8 übereinstimmt und unverändert bleibt. Da die Empfindlichkeit des magnetooptischen Aufzeichnungsmediums erniedrigt wird, wenn die Dicke der nicht zum magnetooptischen Effekt beitragenden Magnetschicht ansteigt, ist es erforderlich, die Gesamtdicke L1 + L2 des Magnetfeldes zu minimieren und die Kombination von L1 und L2 zu optimieren, um den magnetooptischen Effekt bei der Wiedergabe zu erhöhen. Wie in den nachfolgenden Beispielen erläutert wird, sollten die Schichtdicken die folgenden Bedingungen erfüllen:
60 nm (600 Å) ≤ L1 + L2 ≤ 100 nm (1000 Å)
20 nm (200 Å) ≤ L1
um eine zufriedenstellende Empfindlichkeit und einen großen magnetooptischen Effekt zu erhalten.

Beispiel 15

Ein vorgerilltes und vorformatiertes Polycarbonatplattensubstrat wurde in einer Sputtervorrichtung mit ternären Targets angeordnet und in einem Abstand von 10 cm von den Targets gedreht.
Eine ZnS-Schutzschicht mit einer Dicke von 80 nm (800 Å) wurde durch Sputtern von einem ersten Target in Argongas mit einer Sputtergeschwindigkeit von 10 nm/min (100 Å/min) und einem Sputterdruck von 0,67 N/m² (5 · 10&supmin;³ Torr) hergestellt. Dann wurde eine TbFe-Legierung in Argongas von einem zweiten Target mit einer Sputtergeschwindigkeit von 10 nm/min (100 Å/min) und einem Sputterdruck von 0,67 N/m² (5 · 10&supmin;³ Torr) gesputtert, um eine erste Magnetschicht aus Tb19,5Fe80,5 mit einer Dicke von 30 nm (300 Å) und Werten TL von ca. 140ºC und HH von ca. 636,4 KA/m (8 KOe) zu erhalten.
Dann wurde eine TbFeCo-Legierung in Argongas mit einem Sputterdruck von 0,67 N/m² (5 · 10&supmin;³ Torr) gesputtert, um eine zweite Magnetschicht aus Tb24,5Fe&sub6;&sub8;Co7,5 mit einer Dicke von 40 nm (400 Å) und Werten TH von ca. 190ºC und HL von ca. 63,64 KA/m (0,8 KOe) zu erhalten.
Danach wurde eine ZnS-Schutzschicht mit einer Dicke von 300 nm (3000 Å) durch Sputtern in Argongas vom ersten Target mit einer Sputtergeschwindigkeit von 10 nm/min (100 Å/min) und einem Sputterdruck von 0,67 N/m² (5 · 10&supmin;³ Torr) ausgebildet.
Nach Ausbildung dieser Schichten wurde das vorstehend erwähnte Substrat mit einem Heißschmelzkleber mit einer Polycarbonatplatte verklebt, um eine magnetooptische Platte zu erhalten. (60 nm (600Å) < L1 + L2 = 70 nm (700Å) < 100 nm (1000 Å), 20 mm (200Å) < L1 = 30 nm (300Å)).
Diese magnetooptische Platte wurde an einer Aufzeichnungs/ Wiedergabevorrichtung angeordnet und mit einer Lineargeschwindigkeit von ca. 8 m/sec durch eine Einheit zur Erzeugung eines Magnetfeldes von 198,88 KA/m (2,5 KOe) geführt. Der Aufzeichnungsvorgang wurde dann mit einem Laserstrahl einer Wellenlänge von 830 nm durchgeführt, der auf ca. 1 um konzentriert und in zwei Niveaus von 4 und 8 mW moduliert wurde, mit einem Leistungsverhältnis von 50% und einer Frequenz von 2 MHz. Das Vorspannungsfeld betrug 7,96 KA/m (100 Oe).
Binärsignale konnten durch Bestrahlung mit einem Laserstrahl von 1,5 mW wiedergegeben werden.
Das obige Experiment wurde auf einer magnetooptischen Platte wiederholt, die bereits über ihre gesamte Oberfläche mit Aufzeichnungen versehen war. Die vorher aufgezeichneten Signalkomponenten wurden bei der Wiedergabe nicht detektiert, so daß die Möglichkeit eines Überschreibens somit bestätigt wurde.

Beispiel 16

Proben der magnetooptischen Platte wurden mit dem gleichen Verfahren und den gleichen Materialien wie in Beispiel 15 hergestellt, mit der Ausnahme, daß die Dicke der ersten und zweiten Magnetschicht modifiziert wurde.
Zur Auswertung des Wiedergabesignales von jeder Probe wurde das Reflektionsvermögen bei 830 nm und der Kerr-Rotationswinkel gemessen. Ferner wurde das Produkt aus der Quadrat wurzel des Reflektionsvermögens und dem Kerr-Rotationswinkel gemessen, das normalerweise als Index für das Wiedergabeverhalten akzeptiert wird, wenn ein Fotosensor aus einer Fotodiode besteht. Diese Ergebnisse sind in Tabelle 8 zusammengefaßt. Tab. 8
Bei dem Aufzeichnungsbit der vorliegenden Erfindung wird die Magnetisierung der zweiten Magnetschicht durch den Aufzeichnungszustand nicht verändert und trägt nicht zum magnetooptischen Effekt bei. Wenn die erste Magnetschicht 2 dünn ist, wird die Intensität des reflektierten Lichtes reduziert. Der vorstehend erwähnte Verhaltensindex wird ebenfalls reduziert, wenn die zweite Magnetschicht 3 dünn ist oder fehlt.
Die Intensität des reflektierten Lichtes wird nahezu konstant, wenn die Gesamtdicke L1 + L2 der ersten und zweiten Magnetschicht 2, 3 40 nm (400 Å) übersteigt.
Es wurde ebenfalls festgestellt, daß der Verhaltensindex und der Kerr-Rotationswinkel eine Sättigung mit im wesentlichen konstanten Werten erreichen, wenn die Gesamtdicke L1 + L2 der ersten und zweiten Magnetschicht 60 nm (600 Å) entspricht oder größer als dieser Wert ist. Wenn jedoch die Dicke L1 der ersten Magnetschicht 2 geringer ist als 20 nm (200 Å), erreicht der Kerr-Rotationswinkel eine Sättigung bei einem kleineren Wert als der Sättigungswert, wenn die Dicke L1 größer ist als 20 nm (200 Å), selbst wenn die Dicke L2 der zweiten Magnetschicht 3 ansteigt. Aus diesen Ergebnissen wird geschlossen, daß die Bedingungen 60 nm (600 Å) < L1 + L2 und 20 nm (200 Å) < L1 zu bevorzugen sind.
Diese Proben wurden einem Test in bezug auf die Aufzeichnung und Wiedergabe in der gleichen Weise wie in Beispiel 15 unterzogen. Ein zufriedenstellendes Wiedergabesignal wie in Beispiel 1 wurde von den Proben erhalten, bei denen L1 + L2 gleich oder größer war als 60 nm (600 Å).
Wenn andererseits L1 + L2 100 nm (1000 Å) entsprachen, waren die für die Aufzeichnungen der ersten und zweiten Art erforderlichen Laserenergien 2,5 mal so hoch wie im Falle L1 + L2 = 60 nm (600 Å), und diese Energien stiegen rasch an, als L1 + L2 100 nm (1000 Å) überstiegen. Somit wurde die Bedingung L1 + T&sub2; < 100 nm (1000 Å) als bevorzugt angesehen.
Obwohl die zweite Magnetschicht 3 während der Wiedergabe der aufgezeichneten Signale der ersten und zweiten Art nicht ihre Magnetisierung ändert, wie vorstehend erläutert, und somit nicht zum magnetooptischen Effekt beiträgt, wird durch das Vorhandensein der zweiten Magnetschicht ein Kerr- Rotationswinkel und ein Wiedergabeverhaltensindex wie in dem Fall, in dem die erste Magnetschicht 2 eine Dicke L1 + L2 besitzt, erreicht.
Zu Vergleichszwecken wurden das Reflektionsvermögen, der Kerr-Rotationswinkel und der Verhaltensindex ermittelt, indem ein Feld bei jeder Probe angelegt wurde, das stärker war als die Koerzitivkraft der ersten Magnetschicht, um auf diese Weise die Magnetisierung der zweiten Magnetschicht 3 sowie die der ersten Magnetschicht bei der Aufzeichnung der ersten und zweiten Art zu invertieren, und zwar wie bei dem herkömmlichen austausch-gekoppelten Doppelschichtmagnetfilm. Die Ergebnisse sind in Tabelle 9 zusammengefaßt. Tab. 9
In diesem Fall können ein großer Rotationswinkel und ein großer Index erhalten werden, wenn die Dicke der zweiten Magnetschicht in einem Bereich von 30-40 nm (300-400 Å) liegt, selbst wenn die erste Magnetschicht 2 dünner ist als 20 nm (200 Å), weil die zweite Magnetschicht 3 einen magnetooptischen Effekt zeigt, der durch die Inversion der Magnetisierung induziert wurde, und weil die zweite Magnetschicht 3 einen höheren Curie-Punkt besitzt und einen größeren Kerr-Rotationswinkel aufweist als die erste Magnetschicht 2 bei gleicher Dicke. Der Anteil der zweiten Magnetschicht 3 am magnetooptischen Effekt ist jedoch vernachlässigbar, wenn die Dicke der ersten Magnetschicht 2 20-25 nm (200-250 Å) übersteigt.
Diese Ergebnisse stimmen mit denen von Tabelle 8 überein, daß durch das Vorhandensein der zweiten Magnetschicht 3 ein Kerr-Rotationswinkel und ein Verhaltensindex erreicht werden, die denen entsprechen, wenn die Dicke der ersten Magnetschicht 2 dem Wert L1 + L2 entspricht.
Auch wenn die ZnS-Schutzschichten in den Proben des Beispiels 15 durch solche aus Si&sub3;N&sub4;, SiC, SiO oder Al&sub2;O&sub3; ersetzt werden, bleibt die Beziehung der Dicken der ersten und zweiten Magnetschicht unverändert, die einen gesättigten Rotationswinkel und Verhaltensindex liefert. SiC, das einen Brechungsindex besitzt, der größer ist als der von Si&sub3;N&sub4; oder ZnS, erhöhte den Index um etwa 10 %. Die Aufzeichnungsempfindlichkeit wurde jedoch für die gleiche Dicke L1 + L2 erniedrigt. SiO oder Al&sub2;O&sub3;, deren Brechungsindices geringer sind als die von Si&sub3;O&sub4;, oder ZnS, erniedrigten den Verhaltensindex um etwa 10%.
Auch die Beziehung der Dicken der ersten und zweiten Magnetschicht in bezug auf einen gesättigten Rotationswin kel und Verhaltensindex wurde nicht beeinflußt durch eine Änderung des die erste Magnetschicht 2 bildenden Materiales von TbFe und GdTbFe, TdFeCo, GdTbFeCo oder DyTbFeCo.

Kompensationstemperatur der Magnetschichten

Bei dem in Fig. 3 gezeigten magnetooptischen Aufzeichnungsmedium liegt die Kompensationstemperatur THcomp der zweiten Magnetschicht 3 vorzugsweise zwischen Raumtemperatur und der Curie-Temperatur TH der zweiten Magnetschicht. Auch ein derartiges Medium ermöglicht einen Aufzeichnungsprozeß unter Ausnutzung dieser Kompensationstemperatur. Dieser Prozeß wird nachfolgend erläutert, und zwar separat für den Fall TL < THcomp und für den Fall THcomp < TL.
(i) TL < THcomp
Wie man Fig. 5 entnehmen kann, werden in einem der Zustände 4b vor der ersten vorläufigen Aufzeichnung, bei dem die Magnetisierungen der ersten und zweiten Magnetschicht die gleiche Richtung besitzen, die Magnetschichten durch die Austauschkraft stabilisiert, so daß die Magnetisierung der ersten Magnetschicht nur durch ein Magnetfeld HH, + HHeff' invertiert werden kann, das der Koerzitivkraft der ersten Magnetschicht und der auf diese Schicht einer Temperatur t einwirkenden Austauschkraft entspricht, wobei beide von der Temperatur t abhängig sind, während die Magnetisierung der zweiten Magnetschicht nur durch ein Magnetfeld HL' + HLeff' invertiert werden kann, das der Koerzitivkraft der zweiten Magnetschicht und der bei einer Temperatur t auf diese Schicht einwirkenden Austauschkraft entspricht, welche beide von der Temperatur t abhängig sind. Aus diesem Grunde kann das vorläufige Aufzeichnungsbit 4c stabil ausgebildet werden, und zwar sogar in Gegenwart eines bestimm ten Vorspannungsfeldes in jeder Richtung. In dem anderen der in Fig. 5 gezeigten Zustände 4b, in dem die Magnetisierungen der ersten und zweiten Magnetschicht jedoch zueinander entgegengesetzt gerichtet sind, empfängt jede Magnetschicht eine Austauschkraft zur Invertierung ihrer Magnetisierung. Hieraus resultiert eine Situation (a) oder (b), die nachfolgend erläutert wird.
(a) Wenn die Situation HH' - HHeff' < 0 auftritt, wenn die Magnetschichten bei der vorläufigen Aufzeichnung der ersten Art nahe an TL erhitzt werden, wird die Magnetisierung der ersten Magnetschicht invertiert und in einer stabilen Richtung relativ zur Magnetisierung der zweiten Magnetschicht angeordnet, wodurch die vorläufige Aufzeichnung der ersten Art vervollständigt wird.
(b) Wenn andererseits ein Zustand HL' - HLeff' < 0 vor der Inversion der Magnetisierung der ersten Magnetschicht erreicht wird, wird die Magnetisierung der zweiten Magnetschicht invertiert und in einer stabilen Richtung relativ zur Magnetisierung der ersten Magnetschicht angeordnet. Daher wird die vorläufige Aufzeichnung der ersten Art, die eine Inversion der Magnetisierung der ersten Magnetschicht erforderlich macht, unmöglich.
Der Wert von HL' sollte daher soweit wie möglich erhöht werden. Zu diesem Zweck sollte HL maximiert werden, kann jedoch nur auf ca. 2 KOe erhöht werden, da die zweite Magnetschicht von der in Fig. 6 gezeigten Magnetfelderzeugungseinheit 8 gleichmäßig magnetisiert werden muß. Um daher die Koerzitivkraft der zweiten Magnetschicht in der Nähe der Temperatur TL zu maximieren, ist es wichtig, die Kompensationstemperatur THcomp der zweiten Magnetschicht nahe an TL auszuwählen.
Auf diese Weise wird es möglich gemacht, ein Abfallen der Koerzitivkraft HL' der zweiten Magnetschicht im Verlaufe des Erhitzens auf die Kompensationstemperatur THcomp' zu verhindern, da die Koerzitivkraft der zweiten Magnetschicht bei der Kompensationstemperatur THcomp unbestimmt wird, selbst wenn die Sättigungsmagnetisierung MS der zweiten Magnetschicht abnimmt.
Wie aus den nachfolgenden Beispielen hervorgeht, ist es möglich, eine vorläufige Aufzeichnung der ersten Art auf stabile Weise zu erhalten, indem eine zweite Magnetschicht ausgewählt wird, die die folgenden Bedingungen erfüllt:
TL < Thcomp und (Koerzitivkraft der zweiten Schicht bei Temperatur t)/ (Koerzitivkraft der zweiten Schicht bei Raumtemperatur (= HH)) > 0,5.
Unter den vorstehend erwähnten Substanzen können die obigen Bedingungen durch eine TbGdCo-Legierung erfüllt werden, die reicher an Tb ist als die Kompensationszusammensetzung. Auch können Substanzen verwendet werden, die dadurch erhalten werden, daß geeignete Verunreinigungen der vorstehend erwähnten ternären Verbindung zugesetzt werden, wie beispielsweise ein anderes Seltenerdelement oder ein anderes Übergangsmetall.

Beispiel 17

Ein vorgerilltes und vorformatiertes Polycarbonatplattensubstrat wurde in einer Sputtervorrichtung mit ternären Targets angeordnet und in einem Abstand von 10 cm von den Targets gedreht.
Nach Evakuierung der Sputtervorrichtung auf 1,34 · 10&supmin;&sup4; N/m² (1 · 10&supmin;&sup6; Torr) oder weniger wurde eine ZnS-Schutzschicht einer Dicke von 100 nm (1000 Å) mit einer Sputtergeschwindigkeit von 10 nm/min (100 Å/min) und einem Sputterdruck von 0,67 N/m² (5 · 10&supmin;³ Torr) ausgebildet. Dann wurde ein TbFe-Legierung in Argongas von einem zweiten Target mit einer Sputtergeschwindigkeit von 10 nm/min (100 Å/min) und einem Sputterdruck von 0,67 N/m² (5 · 10&supmin;³ Torr) gesputtert, um eine erste Magnetschicht aus Tb&sub1;&sub8;Fe&sub8;&sub2; mit einer Dicke von 30 nm (300 Å) und Werten TL von ca. 130ºC und HH von ca. 790,55 KA/m (10 KOe) zu erhalten.
Dann wurde eine TbFeCo-Legierung in Argongas mit einem Sputterdruck von 0,67 N/m² (5 · 10&supmin;³ Torr) gesputtert, um eine zweite Magnetschicht aus Tb&sub2;&sub7;Fe&sub6;&sub4;Co&sub9; mit einer Dicke von 50 nm (500 Å) und Werten TH von ca. 190ºC, THcomp von 210ºC und HL von ca. 79,6 KA/m (1 KOe) zu erhalten.
Danach wurde eine ZnS-Schutzschicht einer Dicke von 300 nm (3000 Å) durch Sputtern in Argongas vom ersten Target mit einer Sputtergeschwindigkeit von Å und einem Sputterdruck von 0,67 N/m² (5 · 10&supmin;³ Torr) ausgebildet.
Nach Ausbildung dieser Schichten wurde das obige Substrat mit einem Heißschmelzkleber mit einer Polycarbonatplatte verklebt, um eine magnetooptische Platte zu erhalten.
Die zweite Magnetschicht wies eine Koerzitivkraft von ca. 556,9 KA/m (700 Oe) um den Curie-Punkt (130ºC) der ersten Magnetschicht auf, als mit dem in Beispiel 18 erläuterten Verfahren gemessen wurde.
Diese magnetooptische Platte wurde an einer Aufzeichnungs/ Wiedergabevorrichtung montiert und mit einer Lineargeschwindigkeit von ca. 8 m/sec durch eine ein Magnetfeld von 198,9 KA/m (2,5 KOe) erzeugende Einheit geführt. Die Aufzeichnung wurde mit einem Laserstrahl einer Wellenlänge von 830 nm durchgeführt, der auf ca. 1 um konzentriert und in zwei Niveaus von 4 und 8 mW moduliert wurde, mit einem Leistungsverhältnis von 5% und einer Frequenz von 2 MHz. Das Vorspannungsfeld betrug 7,96 KA/m (100 Oe) in einer Richtung zur Invertierung der Magnetisierung der zweiten Magnetschicht. Binärsignale konnten durch Bestrahlung mit einem Laserstrahl von 1,5 mW wiedergegeben werden.
Das obige Experiment wurde mit einer magnetooptischen Platte wiederholt, die bereits über ihre gesamte Oberfläche mit Aufzeichnungen versehen war. Die vorher aufgezeichneten Signalkomponenten wurden bei der Wiedergabe nicht detektiert, wodurch bestätigt wird, daß eine Überschreibung möglich ist.

Beispiel 18

Gemäß einem Verfahren entsprechend Beispiel 17 wurden eine Probe 18-1 einer magnetooptischen Platte mit einer ZnS- Schicht von 100 nm (1000 Å), einer ersten Magnetschicht aus Tb&sub1;&sub8;Fe&sub8;&sub2; von 30 nm (300 Å), einer zweiten Magnetschicht aus Tb&sub2;&sub7;Fe&sub6;&sub4;Co&sub9; von 50 nm (500 Å) und einer ZnS-Schicht von 100 nm (1000 Å), die in dieser Reihenfolge auf einem Glassubstrat ausgebildet wurden, und eine Probe 18-2 mit dem gleichen Aufbau, mit der Ausnahme, daß die zweite Magnetschicht durch Tb&sub1;&sub5;Fe&sub8;&sub1;Co&sub4; ersetzt wurde, hergestellt.
Die B-H-Schleifen wurden ermittelt, indem das die Inversion der Magnetisierung induzierende magnetische Feld mit Hilfe des magnetischen Kerr-Effektes bei verschiedenen Temperaturen in den Proben 18-1 und 18-2 gemessen wurde. Auf diese Weise wurden die Temperatureigenschaften der Koerzitivkraft (Fig. 18) und die Temperaturabhängigkeit von der Differenz der Koerzitivkraft und. Austauschkraft (Fig. 19) für die Tb&sub1;&sub8;Fe&sub8;&sub2;-Schicht (hiernach als Schicht A bezeichnet), die Tb&sub2;&sub7;Fe&sub6;&sub4;Co&sub9;-Schicht (Schicht B) und die Tb&sub1;&sub5;Fe&sub8;&sub1;Co&sub4; (Schicht C) erhalten.
Wie in Fig. 18 gezeigt, wies die Schicht A bei Raumtemperatur eine Koerzitivkraft HH von ca. 790,6 KA/m (10 KOe) und einen Curie-Punkt T&sub1; von ca. 130ºC auf.
Ebenfalls bei Raumtemperatur besaßen die Schichten B und C eine Koerzitivkraft HL von ca. 79,6 KA/m (1 KOe) und einen Curie-Punkt TH von ca. 190ºC.
Die Kompensationstemperatur betrug ca. 210ºC und ca. -130ºC für die Schichten B und C. Die Koerzitivkräfte der Schichten B und C um TL betrugen ca. 70% und ca. 30% von denen bei Raumtemperatur.
In Fig. 19, die die Temperaturabhängigkeit von der Differenz zwischen der Koerzitivkraft und der Austauschkraft zeigt, ist mit gestrichelten Linien der Wert HL'- HLeff' für die Schicht B oder C wiedergegeben, während durchgezogene Linien den Wert HH' - HHeff' für die erste Magnetschicht A wiedergeben.
Die als A/B markierten Linien betreffen die Probe 18-1, während die als A/C markierten Linien die Probe 18-2 betreffen.
In der Praxis ist nur der kleinere der Werte HH' - Heff und HL' - HLeff' meßbar. Der größere Wert kann nicht gemessen werden, da bei Erhöhung des externen Magnetfeldes die Magnetisierung einer Magnetschicht mit kleinerer Koerzitivkraft an einem Punkt invertiert wird, der niedriger ist als das invertierende Magnetfeld.
Nachfolgend wird die Bedeutung von Fig. 19 erläutert.
Wenn das invertierende Magnetfeld mit ansteigender Temperatur gemessen wird, besitzt HL' - HLeff' der zweiten Magnetschicht anfangs einen positiven Wert von 15,9-238,7 KA/m (200-3000 Oe). Bei einer Temperatur, die um 20º-50ºC niedriger ist als TL, wird jedoch HH' - Heff' der ersten Magnetschicht negativ, so daß die zweite Magnetschicht relativ zur Magnetisierung der ersten Magnetschicht spontan in die stabile Richtung orientiert wird. Bei einer Temperatur höher als TL wird die erste Magnetschicht nicht länger magnetisiert, um die Austauschkraft zu annullieren, so daß nur die Koerzitivkraft der zweiten Magnetschicht gemessen wird.
Während die Probe 18-1 mit der vorläufigen Aufzeichnung der ersten Art von einer Temperatur aus beginnt, die um etwa 50ºC niedriger ist als TL, und die Inversion der Magnetisierung der ersten Magnetschicht aufgrund einer starken Austauschkraft zeigt, beginnt die Probe 18-2 mit der vorläufigen Aufzeichnung bei einer Temperatur, die um etwa 20ºC niedriger ist als TL, infolge einer schwächeren Austauschkraft.
Diese Differenz resultiert aus einer Differenz in der temperaturabhängigen Koerzitivkraft der zweiten Magnetschicht oder in der Kompensationstemperatur. Der Wert (Koerzitivkraft - Austauschkraft) der ersten Magnetschicht ändert sich von einem großen positiven Wert zu einem negativen Wert, wenn die Probentemperatur ansteigt. Wenn daher der Wert (Koerzitivkraft - Austauschkraft) der zweiten Magnetschicht im Temperaturbereich der vorläufigen Aufzeichnung der ersten Art ein relativ großer positiver Wert ist, empfängt die erste Magnetschicht eine starke Austauschkraft (Wert der (Koerzitivkraft - Austauschkraft), der ein großer negativer Wert ist) von einer relativ niedrigen Temperatur beim vorläufigen Aufzeichnen der ersten Art, wodurch die Magnetisierung in eine stabile Richtung relativ zur Magnetisierung der zweiten Magnetschicht orientiert wird.
Es ist daher der Schluß zu ziehen, daß die Temperaturabhängigkeit der Koerzitivkraft der zweiten Magnetschicht und die Größenbeziehung zwischen der Kompensationstemperatur der zweiten Magnetschicht und der Curie-Temperatur der ersten Magnetschicht die Faktoren sind, die die Stabilität und Empfindlichkeit der vorläufigen Aufzeichnung der ersten Art bestimmen.

Beispiel 19

Die Proben 19-1 bis 19-6 einer magnetooptischen Platte wurden mit dem gleichen Verfahren, dem gleichen Aufbau und der gleichen Dicke wie in Beispiel 17 hergestellt, mit der Ausnahme, daß die Substanz der zweiten Magnetschicht verändert wurde. Die Auswertung der Aufzeichnung und Wiedergabe erfolgte unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 17. Die entsprechenden Ergebnisse sind in Tabelle 10 zusammengefaßt. Tabelle 10
Die Koerzitivkraft HL der zweiten Magnetschicht beträgt jedoch bei allen Proben etwa 79,55 KA/m (1 KOe). In Tabelle 10 gibt der Begriff "Verhältnis der Koerzitivkraft bei TL und Raumtemperatur" die Koerzitivkraft bei der Temperatur TL der ersten Magnetschicht (ca. 130ºC beim vorliegenden Beispiel) geteilt durch die Koerzitivkraft bei Raumtemperatur wieder.
Der Schwellenwert für die Aufzeichnung der ersten Art gibt die Laserenergie an, die eine Aufzeichnung ermöglicht.
Die Aufzeichnung der ersten oder zweiten Art wurde mit "+" ausgewertet, wenn ein zufriedenstellendes Wiedergabesignal mit einem C/N-Verhältnis von etwa 40 dB erhalten werden konnte, mit "±", wenn das aufgezeichnete Signal nicht bestätigt werden konnte, und mit "-", wenn keine Aufzeichnung durchgeführt wurde.
Wie in Tabelle 10 gezeigt, konnte eine Aufzeichnung der ersten Art in zufriedenstellender Weise nur mit den Proben durchgeführt werden, deren Verhältnis der Koerzitivkraft bei TL und bei Raumtemperatur gleich oder größer war als 0,5 (Proben 17, 19-2 bis 19-6), wobei die Kompensationstemperatur der zweiten Magnetschicht höher war als die Curie- Temperatur der ersten Magnetschicht oder die Curie-Temperatur TH der zweiten Magnetschicht höher war als in den anderen Proben (Proben 19-2 und 19-3).
In entsprechender Weise konnte eine Aufzeichnung vom zweiten Typ in zufriedenstellender Weise bei den Proben durchgeführt werden, deren Curie-Temperatur TH der zweiten Magnetschicht geringer was als 200ºC (Proben 17, 19-4, 19-5 und 19-6).
Auch ein Medium mit TL < THcomp, wie vorstehend erläutert, kann in einem Aufzeichnungsverfahren gemäß Fig. 20 verwendet werden, in der eine erste Magnetschicht 2 und eine zweite Magnetschicht 3 gezeigt sind. Die verschiedenen Zustände der Magnetisierung dieser Schichten sind mit 44a-44g gekennzeichnet. Im Aufzeichnungsverfahren wird ein abwärts gerichtetes externes Magnetfeld HE einer Größe, die zur Magnetisierung der zweiten Magnetschicht einer Koerzitivkraft HL in einer Richtung ausreicht, jedoch zum Invertieren der Magnetisierung der ersten Magnetschicht einer Koerzitivkraft HH nicht ausreicht, an einer sich vom Aufzeichnungskopf unterscheidenden Stelle aufgebracht, während ein abwärts gerichtetes Vorspannungsmagnetfeld HB zur Erleichterung der Aufzeichnung in der zweiten Magnetschicht an der Stelle des Aufzeichnungskopfes aufgebracht wird.
Vor der Erläuterung der Schritte des Aufzeichnungsverfahrens werden kurz die Zustände 44a-44g und die Übergänge dazwischen erläutert.
Mit 44a und 44g sind zwei unterschiedliche Aufzeichnungszustände bei Raumtemperatur bezeichnet. Das Erhitzen mit einem Laserstrahl bewirkt einen Übergang in der Reihenfolge 44b, 44c und 44d. 44b und 44f oder 44c und 44e repräsentieren unterschiedliche Zustände bei im wesentlichen der gleichen Temperatur. Ein Pfeil gibt einen reversiblen Magnetisierungsprozeß wieder, während Pfeile ← und → irreversible Magnetisierungsprozesse anzeigen. Die Kompensationstemperatur der zweiten Magnetschicht liegt zwischen 44b und 44c oder zwischen 44c und 44f. Fig. 20 zeigt einen Fall, bei dem die Seltenerd-Gittermagnetisierung in der ersten und zweiten Magnetschicht vorherrscht. In einem solchen Fall ist der Zustand 44g, bei dem die Magnetisierungen der Schichten gleichgerichtet sind, stabil, während der Zustand 44a, bei dem die Magnetisierungen entgegengesetzt zueinander gerichtet sind, infolge des gegenseitigen Austauscheffektes der beiden Schichten instabil ist. Im instabilen Zustand 44a existiert eine Grenzflächenmagnetwand. Die Koerzitivkraft der zweiten Magnetschicht muß jedoch so eingestellt werden, daß dieser instabile Zustand selbst in Abwesenheit des Magnetfeldes aufrechterhalten werden kann. Im Raumtemperaturzustand (44a, 44g) wird die Magnetisierung der zweiten Magnetschicht mit kleinerer Koerzitivkraft vom externen Magnetfeld HE immer nach unten orientiert.
Nachfolgend werden die Schritte des Aufzeichnungsverfahrens erläutert.
Wenn die Temperatur vom Zustand 44a angehoben wird, nimmt die Koerzitivkraft der ersten Magnetschicht ab, während die der zweiten Magnetschicht ansteigt, wie in Fig. 22 gezeigt. Da die Magnetisierungen der beiden Schichten dazu neigen, durch die Austauschkraft in der gleichen Richtung orientiert zu werden, wird die Magnetisierung der ersten Magnetschicht nach unten invertiert, wie bei 44b gezeigt. Wenn die Temperatur aus diesem Zustand abgesenkt wird, bleibt die Magnetisierung unverändert und erreicht den Zustand 44g. Wenn die Temperatur vom Zustand 44g bis in den Zustand 44b angehoben und dann abgesenkt wird, erreicht die Magnetisierung den Zustand 44g. Durch Aufbringung von Laserenergie entsprechend der Temperatur von 44b gehen 44a und 44g in den Zustand 44g.
Wenn die Temperatur aus dem Zustand 44d in den Zustand 44c über die Kompensationstemperatur Tcomp der zweiten Magnetschicht weiter angehoben wird, wird die Magnetisierung dieser Schicht reversibel invertiert. Wenn die Temperatur noch weiter angehoben wird, wird die Koerzitivkraft der zweiten Magnetschicht reduziert, so daß die Magnetisierung dieser Schicht vom Vorspannungsfeld HB invertiert wird, wie bei 44d gezeigt. Wenn die Temperatur aus diesem Zustand abgesenkt wird, bleibt die Magnetisierung unverändert, während die Magnetisierung der zweiten Magnetschicht reversibel invertiert wird, wenn die Kompensationstemperatur Tcomp gekreuzt wird. Zur gleichen Zeit beginnt die erste Magnetschicht, durch die Austauschkraft eine aufwärts gerichtete Magnetisierung zu zeigen. Die Koerzitivkraft der zweiten Magnetschicht wird kleiner, wenn die Schicht auf Raumtemperatur abgekühlt wird, und ihre Magnetisierung wird vom externen Feld HE invertiert. Die erste Magnetschicht zeigt jedoch wegen ihrer großen Koerzitivkraft keine Inversion der Magnetisierung durch das externe Feld HE, sondern behält ihre Aufzeichnungszustand. Auf diese Weise werden durch Aufbringung von Laserenergie entsprechend der Temperatur von 44d beide Zustände 44a und 44g in den Zustand 44a überführt.
Somit können durch Aufbringung von unterschiedlichen Laserenergien unterschiedliche Magnetisierungszustände erhalten werden. Dies stellt das Prinzip des Überschreibens dar.
Fig. 21 zeigt einen Fall, bei dem eine Übergangsmetall-Untergitter-Magnetisierung in der ersten Magnetschicht vorherrscht, während in der zweiten Magnetschicht eine Seltenerdelement- und Untergitter-Magnetisierung vorherrscht. In einem solchen Fall ist ein Zustand 45a, bei dem die Magnetisierung beider Schichten entgegengesetzt zueinander gerichtet ist, ein stabiler Zustand, während ein Zustand 45g, bei dem die Magnetisierungen beider Schichten gleichgerichtet sind, einen instabilen Zustand darstellt, und zwar aufgrund des Austauscheffektes zwischen den beiden Schichten. Im instabilen Zustand 45g existiert eine magnetische Grenz flächenwand. In entsprechender Weise wie in Fig. 20 gezeigt werden durch die Aufbringung von Laserenergie entsprechend der Temperatur des Zustandes 45b die Zustände 45a und 45g in den Zustand 45a gebracht, während durch Aufbringung von Laserenergie entsprechend der Temperatur des Zustandes 45d die Zustände 45a und 45g in den Zustand 45g gebracht werden. Folglich können wiederum unterschiedliche Magnetisierungszustände durch Aufbringung von unterschiedlichen Laserenergien erhalten werden. Auf diese Weise kann ein Überschreiben erreicht werden.
Die Größe des Feldes HB ist geringer als die des Feldes HE. Wenn HB größer ist als HE, wird das Feld HE überflüssig, jedoch wird die Steuerung der Zusammensetzungen und Schichtdichten des Mediums schwieriger. Genauer gesagt, wenn HB > HE ist, muß HB ziemlich groß sein, und es ist schwierig, gegen ein derart großes Magnetfeld den Zustand 44f in Fig. 20 oder 45b in Fig. 21 über die Austauschkraft zu realisieren. Da die zweite Magnetschicht eine Kompensationstemperatur besitzt, wie vorstehend erläutert, wird die Magnetisierung der zweiten Magnetschicht im Zustand 44f in Fig. 20 oder im Zustand 45f in Fig. 21 gegen das Magnetfeld HB stabilisiert.

Beispiel 20

Ein vorgerilltes und vorformatiertes Polycarbonatplattensubstrat wurde in einer Sputtervorrichtung mit ternären Targets angeordnet und in einem Abstand von 10 cm von den Targets gedreht.
Eine Si&sub3;N&sub4;-Schutzschicht mit einer Dicke von 70 nm (700 Å) wurde durch Sputtern in Argongas von einem ersten Target mit einer Sputtergeschwindigkeit von 10 nm/min (100 Å/min) und einem Sputterdruck von 0,67 N/m² (5 · 10&supmin;³ Torr) ausgebildet. Dann wurde eine TbFe-Legierung in Argongas von einem zweiten Target mit einer Sputtergeschwindigkeit von 10 nm/min (100 Å/min) und einem Sputterdruck von 0,67 N/m² (5 · 10&supmin;³ Torr) gesputtert, um eine erste Magnetschicht mit einer vorherrschenden Tb-Untergitter-Magnetisierung, einer Dicke von 50 nm (500 Å) und Werten TL von ca. 130ºC und HH von ca. 397,8 KA/m (5 KOe) zu erhalten.
Dann wurde eine Gd-Tb-Fe-Co-Legierung in Argongas von einem dritten Target mit einer Sputtergeschwindigkeit von 10 nm/min (100 Å/min) und einem Sputterdruck von 0,67 N/m² (5 · 10&supmin;³ Torr) gesputtert, um eine zweite Magnetschicht mit einer vorherrschenden GdTb-Untergitter-Magnetisierung, einer Dicke von 80 nm (800 Å) und Werten TH von ca. 220ºC, HL von ca. 119,3 KA/m (1,5 KOe) und Tcomp von ca. 140ºC zu erhalten.
Danach wurde eine Si&sub3;N&sub4;-Schutzschicht mit einer Dicke von 70 nm (700 Å) durch Sputtern in Argongas vom ersten Target mit einer Sputtergeschwindigkeit von 10 nm/min (100 Å/min) und einem Sputterdruck von 0,67 N/m² (5 · 10&supmin;³ Torr) ausgebildet.
Nach Ausbildung dieser Schichten wurde das obige Substrat mit einem Heißschmelzkleber mit einer Polycarbonatplatte verklebt, um eine magnetooptische Platte zu erhalten. Diese magnetooptische Platte wurde an einer Aufzeichnungs/Wiedergabevorrichtung angeordnet, und die Aufzeichnung wurde mit einem Laserstrahl einer Wellenlänge von 830 nm durchgeführt, der auf ca. 1,5 um fokussiert und in zwei Niveaus von 2,7 und 5,5 mW moduliert wurde, mit einem Leistungsverhältnis von 50%, einer Frequenz von 2 MHz, einer Lineargeschwindigkeit von ca. 8 m/sec und unter Beaufschlagung mit eine Vorspannungsmagnetfeld von 15,9 KA/m (200 Oe) und einem externen Magnetfeld von 159,1 KA/m (2 KOe). Danach konnten Binärsignale durch Bestrahlung mit einem Laserstrahl von 1 mW wiedergegeben werden.
Nach dem obigen Experiment wurde eine Aufzeichnung auf der gleichen Spur mit der gleichen Energie und Frequenz von 3 MHz durchgeführt. Die vorher aufgezeichneten Signale wurden nicht detektiert, so daß die Möglichkeit eines Überschreibens bestätigt wurde.

Beispiel 21

Eine magnetooptische Platte wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 20 hergestellt, mit der Ausnahme, daß für die erste Magnetschicht eine TbFe-Legierung von einem zweiten Target mit einer Sputtergeschwindigkeit von 10 nm/min (100 Å/min) und einem Sputterdruck von 0,67 N/m² (5 · 10&supmin;³ Torr) gesputtert wurde, um eine Magnetschicht mit einer vorherrschenden Fe-Untergitter-Magnetisierung, einer Dicke von 50 nm (500 Å) und Werten TL von ca. 125ºC und HH von ca. 318,2 KA/m (4 KOe) zu erhalten. Die Platte wurde in der gleichen Weise ausgewertet.
Auch diese Auswertung stellte klar, daß eine Überschreibung möglich war.
(ii) Fall THcomp < TL:
Der Aufzeichnungsprozeß wird in der folgenden Weise durchgeführt:
(a) Auf das Aufzeichnungsmedium wird an einer vom Aufzeichnungskopf verschiedenen Stelle ein Magnetfeld B aufgebracht, das für die Magnetisierung der zweiten Magnetschicht einer Koerzitivkraft HL in einer Richtung ausreicht, jedoch zum Invertieren der Magnetisierung der ersten Magnetschicht einer Koerzitivkraft HH nicht ausreicht.
(b) Dann wird in Abhängigkeit vom Eingangssignal entweder die vorläufige Aufzeichnung der ersten Art durchgeführt, bei der ein Vorspannungsmagnetfeld vom Aufzeichnungskopf angelegt und gleichzeitig Laserenergie aufgebracht wird, die groß genug ist, um das Medium nahe an die Kompensationstemperatur Thcomp zu erhitzen, wodurch die Magnetisierung der ersten Magnetschicht relativ zur Magnetisierung der zweiten Magnetschicht ohne Veränderung der Magnetisierung in einer stabilen Richtung orientiert wird, oder es wird eine vorläufige Aufzeichnung der zweiten Art durchgeführt, bei der gleichzeitig mit dem Anlegen des Vorspannungsmagnetfeldes Laserenergie aufgebracht wird, die groß genug ist, um das Medium nahe an die höhere der Curie- Temperaturen TL, TH der ersten und zweiten Magnetschicht zu erhitzen, um auf diese Weise die Magnetisierung der zweiten Magnetschicht zu invertieren und gleichzeitig die erste Magnetschicht in einer stabilen Richtung relativ zur Magnetisierung der zweiten Magnetschicht zu magnetisieren.
(c) Dann wird das Medium so bewegt, daß das vorläufig aufgezeichnete Bit das vorstehend erwähnte Magnetfeld B durchdringt, wobei das durch die vorläufige Aufzeichnung der ersten Art ausgebildete Bit die Richtung der Magnetisierung der ersten und zweiten Magnetschicht nicht ändert, während das durch die vorläufige Aufzeichnung der zweiten Art gebildete Bit die Richtung der Magnetisierung der ersten Magnetschicht nicht ändert, jedoch die Magnetisierung der zweiten Magnetschicht in einer Richtung invertiert, die der des Magnetfeldes B entspricht.
In diesem Fall sollten die Curie-Temperaturen TL, TH der ersten und zweiten Magnetschicht die Bedingung TL ≤ TH erfüllen. Die Bedingung für die Aufzeichnung der ersten Art beträgt HH' - HHeff' < 0. HH' sollte vorzugsweise bei erhöhter Temperatur rasch abnehmen. Folglich sollte die Kompensationstemperatur Tcomp der ersten Magnetschicht vorzugsweise geringer sein als Raumtemperatur. Die Beziehung zwischen der Kompensationstemperatur, Curie-Temperatur und Koerzitivkraft dieser Magnetschichten ist in Fig. 23 gezeigt.

Beispiel 22

Ein vorgerilltes und vorformatiertes Polycarbonatplattensubstrat wurde in einer Sputtervorrichtung mit ternären Targets angeordnet und in einem Abstand von 10 cm von den Targets gedreht.
Eine ZnS-Schutzschicht mit einer Dicke von 100 nm (1000 Å) wurde durch Sputtern in Argongas von einem ersten Target mit einer Sputtergeschwindigkeit von 10 nm/min (100 Å/min) und einem Sputterdruck von 0,67 N/m² (5 · 10&supmin;³ Torr) ausgebildet. Dann wurde eine TbFe-Legierung in Argongas von einem zweiten Target mit einer Sputtergeschwindigkeit von 10 nm/min (100 Å/min) und einem Sputterdruck von 0,67 N/m² (5 · 10&supmin;³ Torr) gesputtert, um eine erste Magnetschicht aus Tb&sub1;&sub8;Fe&sub8;&sub2; mit einer Dicke von 30 nm (300 Å), einem Wert TL von ca. 130ºC, einer Kompensationstemperatur unter Raumtem peratur und einem Wert HH von ca. 790 KA/m (10 KOe) zu erhalten.
Dann wurde eine TbFeCo-Legierung in Argongas mit einem Sputterdruck von 0,67 N/m² (5 · 10&supmin;³ Torr) gesputtert, um eine zweite Magnetschicht aus Tb&sub2;&sub7;Fe&sub5;&sub1;Co&sub9;Co&sub1;&sub3; mit einer Dicke von 50 nm (500 Å), einem Wert TH von ca. 210ºC, einem Wert HL von ca. 79 KA/m (1 KOe) und einer Kompensationstemperatur von 100ºC zu erhalten.
Danach wurde eine ZnS-Schutzschicht mit einer Dicke von 100 nm (1000 Å) durch Sputtern in Argongas vom ersten Target mit einer Sputtergeschwindigkeit von 10 nm/min (100 Å/min) und einem Sputterdruck von 0,67 N/m² (5 · 10&supmin;³ Torr) ausgebildet.
Nach Ausbildung dieser Schichten wurde das vorstehend erwähnte Substrat mit einem Heißschmelzkleber mit einer Polycarbonatplatte verklebt, um eine magnetooptische Platte zu erhalten.
Die auf diese Weise hergestellte Platte wurde an einer Aufzeichnungs/Wiedergabevorrichtung montiert und mit einer Lineargeschwindigkeit von ca. 8 m/sec durch eine ein Magnetfeld von 198,9 KA/m (2,5 KOe) erzeugende Einheit geführt. Die Aufzeichnung wurde dann mit einem Laserstrahl einer Wellenlänge von 830 nm durchgeführt, der auf ca. 1 um konzentriert und in zwei Niveaus von 4 und 8 mW moduliert wurde, mit einem Leistungsverhältnis von 50% und einer Frequenz von 2 MHz. Das Vorspannungsfeld betrug 7,96 KA/m (100 Oe) in einer Richtung zur Invertierung der Magnetisierung der zweiten Magnetschicht. Binärsignale konnten dann durch Bestrahlung mit einem Laserstrahl von 1,5 mW wiedergegeben werden.
Das obige Experiment wurde mit einer Probenplatte wiederholt, die über die gesamte Oberfläche mit Aufzeichnungen versehen worden war. Die vorher aufgezeichneten Signalkomponenten wurden bei der Wiedergabe nicht detektiert, so daß die Möglichkeit eines Überschreibens auf diese Weise bestätigt wurde.

Beispiel 23

Eine Probe einer magnetooptischen Platte wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 22 hergestellt, mit der Ausnahme, daß die erste Magnetschicht aus Tb&sub1;&sub8;Fe&sub7;&sub2;Co&sub1;&sub0; bestand und eine Curie-Temperatur von ca. 220ºC, eine Kompensationstemperatur unter Raumtemperatur und eine Koerzitivkraft von ca. 790,6 KA/m (10 KOe) aufwies.

Beispiel 24

Eine Probe einer magnetooptischen Platte wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 22 hergestellt, mit der Ausnahme, daß die zweite Magnetschicht aus Tb&sub1;&sub5;Fe&sub7;&sub7;Co&sub8; bestand und eine Curie-Temperatur von ca. 210ºC, eine Kompensationstemperatur unter Raumtemperatur und eine Koerzitivkraft von ca. 79,6 KA/m (1 KOe) aufwies.
Die Proben der Beispiele 22, 23 und 24 wurden gemäß dem Verfahren von Beispiel 22 mit variierender Aufzeichnungslaserenergie einem Aufzeichnungs- und Wiedergabetest unterzogen. In Tabelle 11 sind die Schwellenwerte (bei denen das C/N-Verhältnis gesättigt ist) der Aufzeichnungen der ersten und zweiten Art und die entsprechenden C/N-Verhältnisse zusammengefaßt. Tabelle 11
Tabelle 11 zeigt, daß die Proben der Beispiele 22 und 23 höhere Empfindlichkeiten in bezug auf die Aufzeichnung der ersten Art und größere C/N-Verhältnisse im Vergleich zur Probe von Beispiel 24 besitzen. Diese Ergebnisse geben wieder, daß die zweite Magnetschicht eine Kompensationstemperatur hat, die höher ist als Raumtemperatur und die Koerzitivkraft HL der zweiten Magnetschicht im Verlauf der Aufzeichnung anhebt, so daß die zweite Magnetschicht in bezug auf das Magnetfeld stabilisiert wird und die Inversion der Magnetisierung der ersten Magnetschicht auf stabile Weise von einer niedrigen Temperatur stattfindet.
Ein Vergleich der Beispiele 22 und 23 zeigt, daß Beispiel 23 ein erhöhtes C/N-Verhältnis bei der Wiedergabe besitzt, obwohl die Aufzeichnungsempfindlichkeit wegen der höheren Curie-Temperatur der ersten Magnetschicht etwas verlorengegangen ist.

Schutzschicht

Fig. 24 ist eine schematische Schnittansicht, die eine Ausführungsform des magnetooptischen Aufzeichnungsmediums der vorliegenden Erfindung zeigt, bei der eine Schutzschicht 46 auf der zweiten Magnetschicht 3 vorgesehen ist. Diese Schutzschicht 46 ist vorzugsweise mit einer Dicke ausgebildet, die 20 nm (200 Å) entspricht und größer ist, um einen kontinuierlichen Film auszubilden. Wie ferner in Fig. 25 gezeigt ist, kann eine Schutzschicht 47 zwischen dem Substrat 1 und der ersten Magnetschicht 2 vorgesehen sein. Diese Schutzschicht 47 besitzt ebenfalls vorzugsweise eine Dicke, die 20 nm (200 Å) entspricht oder größer ist, um einen kontinuierlichen Film zu erhalten. Der Korrosionswiderstand des Mediums kann weiter verbessert werden, indem mit Hilfe einer Klebschicht 48 ein weiteres Substrat 49 auf die Schutzschicht 46 geklebt wird, wie in Fig. 26 gezeigt. Eine Aufzeichnung und Wiedergabe kann von beiden Seiten durchgeführt werden, wenn die Schichten 47-46 auch auf dem Substrat 49 ausgebildet sind.
Die Schutzschicht besteht aus einem dichten nichtmagnetischen Material, üblicherweise einem anorganischen dielektrischen Material, wie Si&sub3;N&sub4;, SiC, ZnS, AlN, SiO, Al&sub2;O&sub3;, Si oder Ge. Bei den in den Fig. 25 und 26 gezeigten Strukturen können die Schutzschichten 46, 47 aus unterschiedlichen Materialien bestehen. Im Hinblick auf die Stabilität der magnetischen Eigenschaften während des Lagerns bestehen sie jedoch vorzugsweise aus dem gleichen Material. In den Fig. 24 bis 26 sind gleiche Komponenten wie in Fig. 3 mit gleichen Ziffern oder Symbolen versehen und werden nicht weiter erläutert.

Beispiel 25

Ein vorgerilltes und vorformatiertes Glasplattensubstrat wurde in einer Sputtervorrichtung mit ternären Targets angeordnet und in einem Abstand von 10 cm von den Targets gedreht.
Eine GdTbFeAl-Legierung wurde in Argongas von einem zweiten Target mit einer Sputtergeschwindigkeit von 100 Å/min und einem Sputterdruck von 5 · 10&supmin;³ Torr gesputtert, um eine erste Magnetschicht aus Gd&sub1;&sub5;Tb&sub5;Se&sub7;&sub9;Al&sub1; einer Dicke von 21 nm (210 Å) und Werten TL von ca. 165ºC und HH von ca. 790,6 KA/m (10 KOe) zu erhalten.
Dann wurde eine TbFeCoCr-Legierung in Argongas mit einem Sputterdruck von 0,67 N/m² (5 · 10&supmin;³ Torr) gesputtert, um eine zweite Magnetschicht aus Tb&sub2;&sub3;Fe&sub6;&sub0;Co&sub1;&sub4;Cr&sub3; mit einer Dicke von 50 nm (500 Å) und Werten von TH von ca. 190ºC und HL von ca. 79,6 KA/m (1 KOe) zu erhalten.
Danach wurde eine ZnS-Schutzschicht mit einer Dicke von 150 nm (1500 Å) durch Sputtern in Argongas von einem ersten Target mit einer Sputtergeschwindigkeit von 10 nm/min (100 Å/min) und einem Sputterdruck von 0,7 N/m² (5 · 10&supmin;³ Torr) ausgebildet.
Nach Ausbildung dieser Schichten wurde das obige Substrat mit einem Heißschmelzkleber mit einer Polycarbonatplatte verklebt, um eine magnetooptische Platte zu erhalten. Diese Platte wurde an einer Aufzeichnungs/Wiedergabevorrichtung montiert und mit einer Lineargeschwindigkeit von ca. 5 m/sec durch eine ein Magnetfeld von 198,9 KA/m (2,5 KOe) erzeugende Einheit geführt. Dann wurde eine Aufzeichnung mit einem Laserstrahl einer Wellenlänge von 830 nm durchgeführt, der auf ca. 1 um konzentriert und in zwei Niveaus von 4 und 8 mW moduliert wurde, mit einem Leistungsverhältnis von 50% und einer Frequenz von 500 KHz. Das Vorspannungsfeld betrug 7,9 KA/m (100 Oe). Binärsignale konnten dann durch Bestrahlung mit einem Laserstrahl von 1,0 mW wiedergegeben werden.
Das obige Experiment wurde mit einer magnetooptischen Platte wiederholt, die bereits über die gesamte Oberfläche mit Aufzeichnungen versehen worden war. Die vorher aufgezeichneten Signalkomponenten wurden nicht detektiert, so daß die Möglichkeit eines Überschreibens somit bestätigt wurde.

Beispiel 26

Proben 26-1 bis 26-11 der in Tabelle 11 gezeigten Strukturen wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 25 hergestellt. In Tabelle 12 sind mit Mag (1) und Mag (2) die erste und zweite Magnetschicht bezeichnet, die nach Beispiel 25 hergestellt wurden und aus Gd&sub1;&sub5;Tb&sub5;Fe&sub7;&sub9;Al&sub1; sowie Tb&sub2;&sub3;Fe&sub6;&sub0;Co&sub1;&sub4;Cr&sub3; bestanden und die gleichen Dicken und Koerzitivkräfte besaßen, wie vorstehend erläutert. Mit Glas ist ein Glasplattensubstrat bezeichnet. Tabelle 12 gibt die Werte von HL und σW/2 MSh wieder, die bei jeder Probe gemessen wurden. Tabelle 12
Die Werte von HL und σW/2MSh wurden gemessen, indem eine Probe bestehend aus einer ersten Magnetschicht und einer zweiten Magnetschicht auf einem Substrat mit dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 25 hergestellt und daß die Inversion der Magnetisierung der zweiten Magnetschicht durch den magnetooptischen Effekt in Gegenwart eines externen Magnetfeldes induzierende Magnetfeld ermittelt wurde.
Nachfolgend wird die aus den Ergebnissen der Tabelle 12 gewonnene Beziehung zwischen der Schutzschicht und der Bedingung HL > σW/2MSh für die Stabilität des in Fig. 5 gezeigten Aufzeichnungsbits 4f erläutert.
Die Probe 26-1 hatte keine mit der zweiten Magnetschicht in Kontakt stehende Schutzschicht, und HL - σW/2MSh betrug 15,9 KA/m (200 Oe). Hierdurch wird angezeigt, daß die einander entgegengesetzten Magnetisierungen der ersten und zweiten Magnetschicht auf stabile Weise mit einer Grenze von 15,9 KA/m (200 Oe) in Abwesenheit eines externen Feldes existieren können. In der Praxis werden jedoch 1-5% der Magnetisierung der zweiten Magnetschicht invertiert, da durch ein kleineres Feld invertierte Bereiche erzeugt werden.
Die Proben 26-2 bis 26-5, die eine ZnS-Schutzschicht in Kontakt mit der zweiten Magnetschicht aufwiesen, zeigten mit dem Anstieg der Dicke der Schutzschicht einen Abfall des Wertes σW/2MSh. Bei einer Dicke der ZnS-Schicht zwischen 10 und 20 nm (100 und 200 Å) erreicht σW/2MSh einen im wesentlichen konstanten Wert, der dem bei einer ZnS-Dicke von 100 nm (1000 Å) entspricht, wobei eine Grenze von ca. 55,7 KA/m (700 Oe) vorgesehen wird. Diese Proben zeigten nicht die oben erwähnte Inversion der Magnetisierung der zweiten Magnetschicht in Abwesenheit des externen Feldes und waren daher stabil.
Eine Beobachtung der Proben mit dem Elektronenmikroskop ergab, daß die Schutzschicht bei einer Dicke von 10-20 nm (100-200 Å) aus einer Inselstruktur in einen kontinuierlichen Film überführt wurde. Es wird davon ausgegangen, daß die Schutzschicht eine Druckspannung in der zweiten Magnetschicht erzeugt und somit eine Änderung von σW/2MSh induziert.
Bei den Proben 26-2 bis 26-11 wurde der Effekt des die in Kontakt mit der zweiten Magnetschicht stehende Schutzschicht bildenden Materiales untersucht. Es wurde bestätigt, daß eine aus Si&sub3;N&sub4;, SiC oder SiO bestehende Schutzschicht σW/2MSh reduzierte oder das Aufzeichnungsbit stabilisierte.
Als die Proben 26-2 bis 26-11 in einer Atmosphäre mit einer Temperatur von 45ºC und einer Feuchtigkeit von 65% drei Tage lang gehalten wurden, wies die Probe 26-2 mit der Schutzschicht von 10 nm (100 Å) einen Anstieg von σW/2MSh um etwa 30% auf, während andere Proben Abfälle um weniger als 10% zeigten.

Beispiel 27

Ein vorgerilltes und vorformatiertes Polycarbonatplattensubstrat wurde in einer Sputtervorrichtung mit ternären Targets angeordnet und in einem Abstand von 10 cm von den Targets gedreht.
Eine Si-Schutzschicht einer Dicke von 50 nm (500 Å) wurde durch Sputtern in Argongas von einem ersten Target mit einer Sputtergeschwindigkeit von 10 nm/min (100 Å/min) und einem Sputterdruck von 0,67 N/m² (5 · 10&supmin;³ Torr) ausgebildet. Dann wurde eine GdTbFeCo-Legierung in Argongas von einem zweiten Target mit einer Sputtergeschwindigkeit von 10 nm/min (100 Å/min) und einem Sputterdruck von 0,67 N/m² (5 · 10&supmin;³ Torr) gesputtert, um eine erste Magnetschicht aus Gd&sub1;&sub0;Tb&sub1;&sub0;Fe&sub7;&sub8;Co&sub2; mit einer Dicke von 190 Å und Werten TL von ca. 160ºC und HH von ca. 955 KA/m (12 KOe) zu erhalten.
Dann wurde eine TbDyFeCo-Legierung in Argongas mit einem Sputterdruck von 5 · 10&supmin;³ Torr gesputtert, um eine zweite Magnetschicht aus Tb&sub1;&sub2;Dy&sub1;&sub2;Fe&sub6;&sub4;Co&sub1;&sub2; einer Dicke von 50 nm (500 Å) und Werten TH von ca. 185ºC sowie HL von ca. 79,55 KA/m (1 KOe) zu erhalten.
Danach wurde eine Si-Schutzschicht mit einer Dicke von 100 nm (1000 Å) durch Sputtern in Argongas vom ersten Target mit einer Sputtergeschwindigkeit von 10 nm/min (100 Å/min) und einem Sputterdruck von 0,67 N/m² (5 · 10&supmin;³ Torr) ausgebildet.
Nach Ausbildung dieser Schichten wurde das obige Substrat mit einem Heißschmelzkleber mit einer Polycarbonatplatte verklebt, um eine magnetooptische Platte zu erhalten. Diese Platte wurde an einer Aufzeichnungs/Wiedergabevorrichtung montiert und mit einer Lineargeschwindigkeit von 198,9 KA/m (2,5 KOe) hindurchgeführt. Der Aufzeichnungsvorgang wurde dann mit einem Laserstrahl einer Wellenlänge von 830 nm durchgeführt, der auf ca. 1 um konzentriert und auf zwei Niveaus von 4 und 8 mW moduliert wurde, mit einem Leistungsverhältnis von 50% und einer Frequenz von 2 MHz. Das Vorspannungsfeld betrug 7,9 KA/m (100 Oe) in einer Richtung zur Erleichterung der Inversion der Magnetisierung der zweiten Magnetschicht. Dann konnten Binärsignale durch Bestrahlung mit einem Laserstrahl von 1,5 mW wiedergegeben werden.
Das obige Experiment wurde mit einer magnetooptischen Platte wiederholt, die bereits über ihre gesamte Oberfläche mit Aufzeichnungen versehen worden war. Die vorher aufgezeichneten Signalkomponenten wurden bei der Wiedergabe nicht detektiert, so daß die Möglichkeit eines Überschreibens bestätigt wurde.

Beispiel 28

Proben 28-1 bis 28-16 wurden in der gleichen Weise wie in Tabelle 13 gezeigt. Die erste Magnetschicht Mag (1) und die zweite Magnetschicht Mag (2) bestanden aus Gd&sub1;&sub0;Tb&sub1;&sub0;Fe&sub7;&sub8;A&sub1;&sub2; und Tb&sub1;&sub2;Dy&sub1;&sub2;Fe&sub6;&sub4;Co&sub1;&sub2; und hatten die gleichen Dicken und Koerzitivkräfte wie in Beispiel 27. Mit PC ist ein Polycarbonatsubstrat angedeutet.
Tabelle 13 zeigt die Werte von HL und σW/2MSh, die mit den obigen Proben gemessen wurden. Tabelle 13 Tabelle 13 (Forts.)
Die Werte HL und σW/2MSh wurden gemessen, indem eine aus einer ersten Magnetschicht und einer zweiten Magnetschicht auf einem Substrat bestehende Probe in der gleichen Weise wie in Beispiel 27 hergestellt und das Magnetfeld ermittelt wurde, das die Inversion der Magnetisierung der zweiten Magnetschicht über den magnetooptischen Effekt in Gegenwart eines externen Magnetfeldes induzierte.
Der Wert σW/2MSh nach Lagerung wurde erhalten, indem die Proben 28-1 bis 28-16 500 Stunden lang in einer Atmosphäre mit einer Temperatur von 60ºC und einer relativen Feuchtigkeit von 80% gehalten wurden. Für die Proben 28-1 bis 8-3 sind keine Ergebnisse gezeigt, da die Messung durch Verschlechterung der magnetischen Eigenschaften der zweiten Magnetschicht nicht möglich war.
Nachfolgend wird die aus den in Tabelle 13 gezeigten Ergebnisse gewonnene Beziehung zwischen den auf beiden Seiten der ersten und zweiten Magnetschicht vorgesehenen Schutzschichten und der Bedingung HL > σW/2MSh für die Stabilität des in Fig. 5 gezeigten Aufzeichnungsbits 4f erläutert.
Die Proben 28-1, 28-2 besaßen keine Schutzschicht in Kontakt mit der zweiten Magnetschicht, und HL - σW/2MSh betrug 15,9 kA/m (200 Oe). Dies verdeutlicht, daß die gegenseitig instabile Anordnung der Magnetisierungen der ersten und zweiten Magnetschicht mit einer Grenze von 15,9 kA/m (200 Oe) in Abwesenheit eines externen Feldes stabil existieren kann. In der Praxis werden jedoch 1-5% der Magnetisierung der zweiten Magnetschicht invertiert, da invertierte Bereiche durch ein kleineres Feld erzeugt werden.
Die Probgen 28-3 bis 28-6 mit ZnS-Schutzschichten in Kontakt mit der ersten und zweiten Magnetschicht zeigten einen Abfall von σW/2MSh mit dem Anstieg der Dicke der Schutzschichten. Bei einer Dicke der ZnS-Schichten über ca. 20 nm (200 Å) erreicht σW/2MSh einen im wesentlichen konstanten Wert, wobei eine Grenze von ca. 700 Oe existiert. Diese Proben zeigten nicht die vorstehend erwähnte Inversion der Magnetisierung der zweiten Magnetschicht in Abwesenheit des externen Feldes, und die Aufzeichnungsbits waren daher stabil.
Eine Beobachtung der Proben mit dem Elektronenmikroskop ergab, daß die Schutzschicht bei einer Dicke von 10-20 nm (100-200 Å) aus einer Inselstruktur in einen kontinuierlichen Film umgewandelt wurde. Es wird davon ausgegangen, daß die Schutzschicht eine Druckspannung in der zweiten Magnetschicht erzeugt und somit eine Änderung von σW/2MSh induziert.
Bei den Proben 28-7 bis 28-16 wurden die Schutzschichten auf eine Dicke von 80 nm (800 Å), bei der der Effekt auf σW/2MSh bereits gesättigt ist, festgelegt, die einen ausreichenden Schutzeffekt, beispielsweise zum Verhindern des Eintretens von Feuchtigkeit in die Magnetschichten, vorsieht.
Bei der Probe 28-7 betrug der Sputterdruck für SiO 0,67 N/m² [3 · 10&supmin;³ Torr] für die erste und zweite Schicht, während bei Probe 28-8 der Sputterdruck für SiO 8 · 10&supmin;³ Torr nur für die zweite Schicht betrug. Bei der Probe 28-7 handelt es sich um einen Fall, bei dem die Schutzschichten die gleichen Spannungen aufweisen, während die Probe 28-8 ein Fall ist, bei dem die Schutzschichten unterschiedliche Spannungen besitzen.
Als Referenz wurde die Größe der Spannung bei Proben zur Spannungsmessung, die durch Ausbildung einer SiO-Schicht von ca. 500 nm (5000 Å) durch Sputtern auf einem Glassubstrat einer Dicke von 1,5 nm hergestellt worden waren, gemessen. Die mit einem Sputterdruck von 0,4 N/m² (3 · 10&supmin;³ Torr) ausgebildete Schicht wies eine Druckspannung von ca. 70 kg/mm² auf, während die mit einem Druck von 1,1 N/m² (8 · 10&supmin;³ Torr) ausgebildete Schicht eine Druckspannung von ca. 15 kg/mm² besaß.
Die Proben 28-7 und 28-8 hatten unmittelbar nach der Herstellung einen Wert von σW/2MSh von ca. 23,9 KA/m (300 Oe). Nach einer Lagerung von 500 h bei 60ºC und 80% relativer Feuchtigkeit zeigte jedoch die Probe 28-8 mit zwei SiO-Schichten unterschiedlicher Druckspannung einen Anstieg des Wertes σW/2MSh, der die Aufzeichnungsbits instabiler machte.
Die Proben 28-9 bis 28-16 wurden mit verschiedenen Materialien für die Schutzschichten hergestellt. Die Sputterdrücke hierfür wurden jedoch konstant auf 0,67 N/m² (5 · 10&supmin;³ Torr) gehalten.
Sämtliche Proben wiesen einen Wert σW/2MSh von ca. 300 Oe unmittelbar nach der Herstellung auf. Die Aufzeichnung wird somit im Vergleich zu dem Fall ohne die Schutzschichten stabiler gemacht.
Nach einer Lagerung über 500 h bei 60ºC und 80% relativer Feuchtigkeit wiesen jedoch die Proben, bei denen zwei Schutzschichten unterschiedliche Materialien besaßen, eine Änderung des Wertes σW/2MSh auf.
Die ZnS-, SiC- oder Si&sub3;N&sub4;-Sputterschicht einer Dicke von 500 nm (5000 Å) besaß eine Druckspannung von ca. 50, 80 oder 90 kg/mm², als ihre Spannung in der gleichen Weise wie die SiO-Schicht gemessen wurde. Bei einer Lagerung über 500 h bei 60ºC und 80% relativer Feuchtigkeit zeigten diese Proben einen Spannungsanstieg, der ca. 20 bis 30% bei SiC und Si&sub3;N&sub4; betrug.
Diese Ergebnisse machen deutlich, daß die Stabilität der Aufzeichnungsbits mit der Spannung der Schutzschichten in Verbindung steht. Insbesondere in bezug auf eine verlängerte Lagerung sollte der Spannungsausgleich der Schutzschichten unverändert bleiben. Zu diesem Zweck ist es wirksam, beide Schutzschichten aus dem gleichen Material auszubilden und mit den gleichen Herstellbedingungen, beispielsweise dem Sputterdruck, herzustellen.

Dreischichtstruktur

Das magnetooptische Aufzeichnungsmedium der vorliegenden Erfindung kann eine Dreischichtstruktur besitzen, indem zu der vorstehend erläuterten Zweischichtstruktur eine Magnetschicht hinzugefügt wird. Eine derartige Dreischichtstruktur wird nachfolgend weiter erläutert.
Die Fig. 27 und 28 sind schematische Schnittansichten von Ausführungsformen des magnetooptischen Aufzeichnungsmediums der vorliegenden Erfindung. Das in Fig. 27 gezeigte Medium besteht aus einem vorgerillten lichtdurchlässigen Substrat 51 sowie einer ersten Magnetschicht 52, einer zweiten Magnetschicht 53 und einer dritten Magnetschicht 54, die hierauf laminiert sind. Die erste Magnetschicht 52 besitzt einen hohen Curie-Punkt (TH1) und ein niedrige Koerzitivkraft (HL1), während die zweite Magnetschicht einen niedrigen Curie-Punkt (TH2) und eine hohe Koerzitivkraft (HH2) besitzt. Die dritte Magnetschicht 54 hat einen hohen Curie-Punkt (TH3) und eine niedrige Koerzitivkraft (HL3). Die Begriffe "hoch" und "niedrig" sind durch einen relativen Vergleich zwischen der ersten und dritten Magnetschicht sowie der zweiten Magnetschicht definiert, wobei der Vergleich der Koerzitivkraft bei Raumtemperatur durchgeführt wird.
Die Beziehungen zwischen der Größe des Curie-Punktes oder der Koerzitivkraft zwischen der ersten und dritten Magnetschicht sind nicht kritisch. Bevorzugte Beziehungen sind jedoch TH1 ≥ TH3 und HL ≥ HL3.
Es ist allgemein wünschenswert, daß die erste Magnetschicht 52 Werte TH1 von 150-400ºC und HL1 von 7,96-79,55 KA/m (0,1-1 KOe), die zweite Magnetschicht 53 Werte HL2 von 70- 200ºC und HH2 von 159,1-790 KA/m (2-10 KOe) und die dritte Magnetschicht 54 Werte TH3 von 100-250ºC und HL3 von 39,8- 318,2 KA/m (0,5-4 KOe) besitzen.
Bei dem magnetooptischen Aufzeichnungsmedium der vorliegenden Erfindung sind die benachbarten Magnetschichten über Austauschkräfte miteinander gekoppelt. Die erste und zweite Magnetschicht sind relativ stark gekoppelt, während die zweite und dritte Magnetschicht relativ schwach gekoppelt sind.
Bei dem magnetooptischen Aufzeichnungsmedium der vorliegenden Erfindung sind die obigen drei Magnetschichten so gekoppelt, daß die folgenden Bedingungen erfüllt werden:
worin bedeuten:
σW12: Magnetische Wandenergie der ersten und zweiten Magnetschicht 52, 53
σW23: Magnetische Wandenergie der zweiten und dritten Magnetschicht 53, 54
h&sub1;, h&sub2;, h&sub3;: Dicke der ersten, zweiten und dritten Magnetschicht 52, 53, 54
MS1, MS2, MS3 : Sättigungsmagnetisierung der ersten, zweiten und dritten Magnetschicht.
Der Grund für diese Bedingungen wird später erläutert.
Die Dicke, Koerizitivkraft, Sättigungsmagnetisierung und magnetische Wandenergie dieser Magnetschichten 52, 53, 54 sind so ausgewählt, daß die beiden Magnetisierungszustände (bei 60 s in Fig. 29 gezeigt) der schließlich aufgezeichneten Bits auf stabile Weise existieren können oder die obigen Bedingungen erfüllt werden.
Jede Magnetschicht kann aus einer Substanz bestehen, die vertikale magnetische Anisotropie und einen magnetooptischen Effekt besitzt, vorzugsweise aus einer amorphen magnetischen Legierung eines Seltenerdelementes und eines Übergangsmetalls, wie GdCo, GdFe, TbFe, DyFe, GdTbFe, TbDyFe, GdFeCo, TbFeCo oder GdTbCo.
Fig. 28 zeigt eine weitere Ausführungsform der magnetooptischen Platte der vorliegenden Erfindung, bei der Schutzschichten 55, 56 vorgesehen sind, um die Haltbarkeit zu verbessern oder den magnetooptischen Effekt der drei Magnetschichten 52, 53, 54 zu erhöhen.
Eine Klebschicht 57 dient zum Ankleben eines anderen Abdecksubstrates 58. Die Aufzeichnung und Wiedergabe können von beiden Seiten durchgeführt werden, wenn das Abdecksubstrat 58 mit den Schichten 55 bis 56 versehen ist.
Es wird nunmehr auf die Fig. 29 und 30 bezug genommen, um den Aufzeichnungsprozeß der vorliegenden Ausführungsform zu erläutern, wobei vor der Aufzeichnung die Magnetisierung der Magnetschicht 52 und die der Magnetschicht 53 in einem zueinander parallelen stabilen Zustand oder in einem zueinander entgegengesetzten (antiparallelen) stabilen Zustand sein können.
Die in Fig. 6 gezeigte Vorrichtung kann auch bei der Aufzeichnung und Wiedergabe von Informationen auf oder von dem magnetooptischen Aufzeichnungsmedium der vorliegenden Ausführungsform Verwendung finden. Es wird davon ausgegangen, daß ein Teil der Magnetschichten eine Anfangsmagnetisierung besitzt, wie bei 60a in Fig. 29 gezeigt. Genauer gesagt, es wird in diesem Fall davon ausgegangen, daß die Magnetisierungen der ersten, zweiten und dritten Magnetschicht vor der Aufzeichnung stabil sind, wenn sie in der gleichen Richtung orientiert sind. Die magnetooptische Platte 9, die von einem Spindelmotor gedreht wird, passiert die Position einer in Fig. 6 gezeigten Magnetfelderzeugungseinheit 8, die ein Magnetfeld erzeugt, dessen Intensität auf ein geeignetes Niveau zwischen den Koerzitivkräften der zweiten Magnetfeld ist bei der vorliegenden Ausführungsform nach oben gerichtet), wobei, wie bei 60d in Fig. 29 gezeigt, die dritte Magnetschicht 54 gleichmäßig magnetisiert ist, während die zweite Magnetschicht 53 ihren anfänglichen Magnetisierungszustand beibehält. Auch die erste Magnetschicht 52, die mit der zweiten Magnetschicht stark gekoppelt ist, behält die Anfangsmagnetisierung bei.
Die gedrehte magnetooptische Platte 9 wird beim Passieren der Position eines Aufzeichnungs/Wiedergabekopfes 5 von einem Laserstrahl mit einem von zwei Energieniveaus in Abhängigkeit von einem Signal von einem Aufzeichnungssignalgenerator 6 bestrahlt. Die erste Laserenergie ist hoch genug, um die Platte bis auf eine Temperatur nahe am Curie-Punkt der zweiten Magnetschicht 53 zu erhitzen, während die zweite Laserenergie ausreicht, um die Platte auf eine Temperatur nahe am Curie-Punkt der dritten Magnetschicht 54 zu erhitzen. Wie in Fig. 30 gezeigt, in der die Temperaturabhängigkeit der Koerzitivkräfte der Magnetschichten 53, 54 dargestellt ist, kann die erste Laserenergie die Platte bis nahe an TL2 erhitzen, während die zweite Laserenergie die Platte bis nahe an TH3 erhitzen kann.
Durch die erste Laserenergie werden die zweite und dritte Magnetschicht 53, 54 bis nahe an den Curie-Punkt der zweiten Magnetschicht 53 erhitzt. Die dritte Magnetschicht 54 besitzt jedoch eine Koerzitivkraft, die in der Lage ist, das Bit bei dieser Temperatur stabil zu halten. Somit kann durch geeignete Auswahl des Aufzeichnungsvorspannungsmagnetfeldes ein Aufzeichnungsbit, wie bei 60c in Fig. 29 gezeigt, als vorläufige Aufzeichnung der ersten Art aus jedem Zustand in 60b erhalten werden. Die erste Magnetschicht 52 erhält die dargestellte Magnetisierung durch die Austauschkopplung mit der zweiten Magnetschicht 53.
Die geeignete Auswahl des Vorspannungsmagnetfeldes besitzt die folgende Bedeutung.
Bei der vorläufigen Aufzeichnung der ersten Art ist dieses Vorspannungsmagnetfeld im wesentlichen überflüssig, da die zweite Magnetschicht 53 eine Kraft (Austauschkraft) empfängt, um die Magnetisierung relativ zur Richtung der Magnetisierung der dritten Magnetschicht 54 in einer stabilen Richtung (gleiche Richtung in diesem Fall) zu orientieren. Das Vorspannungsmagnetfeld wird jedoch bei einer vorläufigen Aufzeichnung der zweiten Art, die später erläutert wird, in einer Richtung vorgesehen, durch die die magnetische Inversion der dritten Magnetschicht 54 unterstützt wird. Das Vorspannungsmagnetfeld sollte vorzugsweise bei der vorläufigen Aufzeichnung mit der ersten Laserenergie und der zweiten Energie die gleiche Größe und gleiche Richtung besitzen. Angesichts des Vorhergehenden wird das Vorspannungsmagnetfeld vorzugsweise so ausgewählt, daß es die für das vorläufige Aufzeichnen mit der zweiten Laserenergie des nachfolgend erläuterten Prinzips erforderliche minimale Intensität besitzt.
Wenn die Platte über eine zweite Laserenergie (vorläufige Aufzeichnung der zweiten Art) nahe an den Curie-Punkt der dritten Magnetschicht erhitzt wird, wird die Magnetisierung der dritten Magnetschicht 54 über das vorstehend erwähnte Vorspannungsmagnetfeld invertiert. Die Magnetisierungen der zweiten und ersten Magnetschicht 53, 52 sind in einer stabilen Richtung (gleiche Richtung in diesem Fall) relativ zur Magnetisierung der dritten Magnetschicht 54 orientiert.
Auf diese Weise kann ein Aufzeichnungsbit, wie bei 60b in Fig. 29 gezeigt, aus jedem Zustand 60b geformt werden.
Somit kann jeder Bereich der magnetooptischen Platte einen Aufzeichnungszustand 60c oder 60d, wie in Fig. 29 gezeigt, durch das Vorspannungsfeld und durch die erste oder zweite Laserenergie entsprechend dem Eingangssignal erhalten.
Dann wird die magnetooptische Platte 9 weiter gedreht, so daß das Aufzeichnungsbit 60c oder 60d wieder die Magnetfelderzeugungseinheit 8 passiert, deren Feldintensität zwischen die Koerzitivkräfte der zweiten und dritten Magnetschicht 53, 54 ausgewählt wird, wie vorstehend erläutert. Somit bleibt das Aufzeichnungsbit 60c unverändert und nimmt einen Zustand 60e ein. Andererseits verursacht das Aufzeichnungsbit 60d eine Inversion der Magnetisierung der dritten Magnetschicht 54, um einen Zustand 60f einzunehmen. Damit das Aufzeichnungsbit 60f stabil existieren kann, müssen die folgenden Bedingungen erfüllt sein:
und
und zwar aus den nachfolgenden Gründen.
σW12/2MS1h&sub1; gibt die Größe der Austauschkraft, die von der ersten Magnetschicht empfangen wird, oder die Größe eines Magnetfeldes wieder, das die Magnetisierung der ersten Magnetschicht in einer stabilen Richtung (gleiche Richtung im vorliegenden Fall) relativ zur Magnetisierung der zweiten Magnetschicht orientiert. Damit daher die Magnetisierung der ersten Magnetschicht immer in einer stabilen Richtung (gleiche Richtung im vorliegenden Fall) relativ zur Magnetisierung der zweiten Magnetschicht orientiert ist, sollte die Koerzitivkraft HL1 der ersten Magnetschicht kleiner sein als die Austauschkraft, oder es sollte gelten σW12/2MS1h&sub1; > HL1.
σW23/2MS3h&sub3; gibt die Größe der Austauschkraft, die von der dritten Magnetschicht empfangen wird, oder die Größe eines Magnetfeldes wieder, das die Magnetisierung der dritten Magnetschicht in einer stabilen Richtung (gleiche Richtung in diesem Fall) relativ zur Magnetisierung der zweiten Magnetschicht orientiert. Damit die Magnetisierung der dritten Magnetschicht von diesem Magnetfeld nicht invertiert wird oder damit die Aufzeichnung 60f gemäß Fig. 29 stabil existieren kann, sollte die Bedingung σW&sub2;&sub3;/2MS3h&sub3; < HL3 erfüllt sein, wobei HL3 die Koerzitivkraft der dritten Magnetschicht darstellt.
Die zweite und dritte Magnetschicht 53, 54 müssen austausch-gekoppelt sein, um ein wirksames Vorspannungsmagnetfeld zu erhalten, das von der Austauschkraft bei der Aufzeichnung verursacht wird. Die vorstehend erwähnte Bedingung kann jedoch nicht erfüllt werden und die Aufzeichnungsbits 60f können nicht stabil existieren, wenn die Austauschkopplung zu stark ist. Bei der Herstellung des magnetooptischen Aufzeichnungsmediums der vorliegenden Erfindung ist es daher möglich, diese Austauschkopplung zu optimieren, indem die Koerzitivkraft der dritten Magnetschicht 54 auf einen relativ großen Wert innerhalb eines Bereiches ausgewählt wird, der die Intensität des von der Magnet felderzeugungseinheit erzeugten Magnetfeldes nicht übersteigt, und, wenn die Austauschkopplung übermäßig groß ist, durch geeignetes Auswählen der Zusammensetzung der dritten Magnetschicht oder durch Ausbildung einer Zwischenschicht mit einer Dicke von einigen bis einigen Tausend Å zwischen der zweiten und dritten Magnetschicht (durch Aussetzen einem Gas oder Plasma, das in bezug auf das Material der zweiten Magnetschicht reaktiv ist, nach dem Sputtern derselben oder durch Sputtern einer dielektrischen Schicht von einem Target).
Der Aufzeichnungsprozeß der vorliegenden Ausführungsform ermöglicht einen Überschreibvorgang, da die Aufzeichnungsbits 60e, 60f nicht auf dem Zustand vor der Aufzeichnung, sondern allein auf der Laserenergie bei der Aufzeichnung beruhen. Die Aufzeichnungsbits 60e, 60f können durch Bestrahlung mit einem Wiedergabelaserstrahl und durch Verarbeitung des resultierenden Lichtes mit einer Signalwiedergabeeinheit 7, die in Fig. 6 gezeigt ist, wiedergegeben werden. Die Größe (Modulation) des wiedergegebenen Signales hängt prinzipiell vom magnetooptischen Effekt der ersten Magnetschicht ab. Durch diesen Aufzeichnungsprozeß kann aufgrund der vorstehend erwähnten Tatsache eine Aufzeichnung mit einem Wiedergabesignal einer hohen Größe oder einem hohen Grad an Modulation zur Verfügung gestellt werden. Im Medium der vorliegenden Erfindung mit drei Magnetschichten kann ein Material mit einem hohen Curie-Punkt oder mit einem starken magnetooptischen Effekt für die erste Magnetschicht 52, die den Wiedergabelaserstrahl empfängt, verwendet werden.
Bei der vorhergehenden auf Fig. 29 bezogenen Beschreibung wird davon ausgegangen, daß die Magnetisierungen der ersten, zweiten und dritten Magnetschicht 52, 53, 54 stabil sind, wenn sie in der gleichen Richtung orientiert sind. Ein entsprechender Prozeß kann realisiert werden, wenn die Magnetisierungen stabil sind, wenn sie entgegengesetzt orientiert sind. Die Fig. 31 und 32 zeigen Magnetisierungszustände in einem derartigen Aufzeichnungsprozeß, wobei 61a-61f und 62a-62f den Zuständen 60a-60f in Fig. 29 entsprechen und die Aufzeichnung in entsprechender Weise wie in Fig. 29 durchgeführt wird.

Beispiel 29

Ein vorgerilltes und vorformatiertes Polycarbonatplattensubstrat wurde in einer Sputtervorrichtung mit quaternären Targets angeordnet und in einem Abstand von 10 cm von den Targets gedreht.
Eine ZnS-Schutzschicht mit einer Dicke von 80 nm (800 Å) wurde durch Sputtern in Argongas von einem ersten Target mit einer Sputtergeschwindigkeit von 10 nm/min (100 Å/min) und einem Sputterdruck von 0,67 N/m² (5 · 10&supmin;³ Torr) ausgebildet.
Dann wurde eine GdFeCo-Legierung in Argongas von einem zweiten Target mit einer Sputtergeschwindigkeit von 10 nm/min (100 Å/min) und einem Sputterdruck von 0,67 N/m² (5 · 10&supmin;³ Torr) gesputtert, um eine erste Magnetschicht aus Gd&sub2;&sub0;Fe&sub5;&sub6;Co&sub2;&sub4; mit einer Dicke von 40 nm (400 Å) und TH1 von ca. 350ºC zu erhalten. Der Wert HL1 der ersten Magnetschicht war geringer als ca. 39,78 KA/m (500 Oe), und das Übergangsmetall war in der Untergitter-Magnetisierung vorherrschend.
Dann wurde eine TbFe-Legierung von einem dritten Target unter ähnlichen Bedingungen gesputtert, um eine zweite Ma gnetschicht aus Tb&sub1;&sub8;Fe&sub8;&sub2; mit einer Dicke von 40 nm (400 Å) und einem Wert TL2 von ca. 140ºC zu erhalten. Der Wert HH2 der zweiten Magnetschicht lag über c. 397,8 KA/m (5000 Oe), und das Übergangsmetall war in der Untergitter-Magnetisierung vorherrschend.
Dann wurde eine GdTbFeCo-Legierung von einem vierten Target unter entsprechenden Bedingungen gesputtert, um eine dritte Magnetschicht aus Gd&sub1;&sub3;Tb&sub1;&sub3;Fe69,5Co4,5 mit einer Dicke von 30 nm (300 Å) und einem Wert TH3 von ca. 210ºC zu erhalten. Der Wert HL3 der dritten Magnetschicht betrug ca. 39,8- 119,3 KA/m (500-1500 Oe), und das Seltenerdmetall war in der Untergitter-Magnetisierung vorherrschend.
Dann wurde eine ZnS-Schutzschicht mit einer Dicke von 200 nm (2000 Å) durch Sputtern vom ersten Target ausgebildet.
Nach der Ausbildung dieser Schichten wurde das vorstehend erwähnte Substrat mit einem Heißschmelzkleber mit einer Polycarbonatplatte verklebt, um eine magnetooptische Platte zu erhalten. Diese Platte wurde an einer Aufzeichnungs/ Wiedergabevorrichtung montiert und mit einer Lineargeschwindigkeit von ca. 7 m/min durch eine ein Magnetfeld von 159,1 KA/m (2 KOe) erzeugende Einheit geführt. Eine Aufzeichnung wurde dann mit einem Laserstrahl einer Wellenlänge von 830 nm durchgeführt, der auf ca. 1 um konzentriert und in zwei Niveaus von 4 und 8 mW moduliert wurde, mit einem Leistungsverhältnis von 50% und einer Frequenz von 2 MHz. Das Vorspannungsfeld betrug 11,93 KA/m (150 Oe). Binärsignale konnten dann durch Bestrahlung mit einem Laserstrahl von 1 mW wiedergegeben werden.
Der obige Versuch wurde mit einer magnetooptischen Platte wiederholt, die über ihre gesamte Oberfläche bereits mit Aufzeichnungen versehen worden war. Die vorher aufgezeichneten Signale wurden bei der Wiedergabe nicht detektiert, so daß die Möglichkeit eines Überschreibens bestätigt wurde.
Die Austauschkraft σW23/2MS3h&sub3; der zweiten und dritten Magnetschicht kann beispielsweise auch durch Variieren der Zeit zwischen der Ausbildung der zweiten Magnetschicht und der Ausbildung der dritten Magnetschicht reguliert werden.
Durch Variieren der Zeit zwischen der Ausbildung der zweiten Magnetschicht und dritten Magnetschicht von 30 sec bis 30 min und weiter bis 3 h wurde der Wert von σW23/2MS3h&sub3; von 79,55 auf 55,68 KA/m (1,0 KOe bis 0,7 KOe) und weiter auf 31,8 KA/m (0,4 KOe) reduziert.

Beispiel 30

Es wurden Proben der magnetooptischen Platte hergestellt, wie in Tabelle 14 aufgeführt, wobei die Dicken und Koerzitivkräfte von Beispiel 29 für die Schutzschichten und die Magnetschichten aufrechterhalten wurden, jedoch das Verhältnis zwischen dem Übergangsmetall und dem Seltenerdelement bei jeder der drei Schichten verändert wurde.
Bei jeder Probe wurde die Stabilität der Aufzeichnungsbits 60e, 60f durch Messung des angelegten externen Magnetfeldes, das zum Invertieren der Magnetisierung der Magnetschichten erforderlich war, untersucht.
Ferner wurde ein Aufzeichnungstest in der gleichen Weise wie in Beispiel 29 durchgeführt, und der Zustand der Aufzeichnung von 4 und 8 mW wurde ausgewertet, wie in Tabelle 14 gezeigt. Tabelle 14
Die Stabilität der Aufzeichnungsbits wird durch "+" oder "-" wiedergegeben, wenn der Zustand 60e oder 60f in Abwesenheit des externen Magnetfeldes stabil existieren kann oder nicht.
Der Aufzeichnungszustand wurde mit "-" ausgewertet, wenn das Wiedergabesignal von der Aufzeichnung mit 4 mW oder 8 mW nicht bestätigt werden konnte, mit "±", wenn das Wiedergabesignal bestätigt werden konnte, jedoch nicht zufriedenstellend war, und mit "+", wenn ein zufriedenstellendes Wiedergabesignal mit einem C/N-Verhältnis von etwa 40 dB oder mehr erhalten werden konnte.
Die Ergebnisse in Tabelle 14 zeigen an, daß zum Erhalt einer zufriedenstellenden Aufzeichnung mit stabilen Aufzeichnungsbits die erste und zweite Magnetschicht vorzugsweise gleichzeitig reich an Übergangsmetall (Übergangsmetall vorherrschend in der Untergitter-Magnetisierung) oder an Seltenerdelement (Seltenerdelement vorherrschend in der Untergitter-Magnetisierung) im Vergleich zur Kompensationszusammensetzung sein sollten, während die dritte Magnetschicht vorzugsweise ein vorherrschendes Element besitzen sollte, das dem der ersten und zweiten Magnetschicht entgegengesetzt ist, wie in den Proben 29 und 30-1 der Fall.
Bei einer anderen Ausführungsform des magnetooptischen Dreischicht-Aufzeichnungsmediums der in den Fig. 27 und 28 gezeigten Struktur können folgende Bedingungen gelten:
H&sub1; > H&sub3; > H&sub2; (11)
T&sub3; ≥ T&sub2; > T&sub1; (12)
worin T&sub1;, T&sub2; und T&sub3; die Curie-Punkte der ersten, zweiten und dritten Magnetschicht 52, 53, 54 und H&sub1;, H&sub2; und H&sub3; die Koerzitivkräfte dieser Magnetschichten sind.
Im allgemeinen besitzt die erste Magnetschicht 52 einen Wert T&sub1; in einem Bereich von 70 bis 200ºC und einen Wert H&sub1; in einem Bereich von 159-790 KA/m (2 · 10 KOe), während die zweite Magnetschicht 53 einen Wert T&sub2; von 90-400ºC und einen Wert H&sub2; von 7,9-79,5 KA/m (0,1-1 KOe) hat. Die dritte Magnetschicht 54 hat einen Wert T&sub3; von 150-400ºC und einen Wert H&sub3; von 39,8-318,2 KA/m (0,5-4 KOe). Um in einem solchen Fall eine stabile Aufzeichnung zu erhalten, sollten die Schichtdicken, Sättigungsmagnetisierungen und magnetischen Wandenergien vorzugsweise so reguliert sein, daß im wesentlichen die folgenden Bedingungen erfüllt werden:
worin σW12 die magnetische Wandenergie der ersten und zweiten Magnetschicht, σW23 die magnetische Wandenergie der zweiten und dritten Magnetschicht, h&sub1;, h&sub2; und h&sub3; die Dicken der ersten, zweiten und dritten Magnetschicht und MS1, MS2 und MS3 die Sättigungsmagnetisierungen dieser Schichten sind.
Die Informationsaufzeichnung wird mit der in Fig. 6 gezeigten Vorrichtung in der nachfolgenden Weise durchgeführt.
Es wird davon ausgegangen, daß vor der Aufzeichnung sich die Magnetisierungen der ersten Magnetschicht 52 und der zweiten Magnetschicht 53 in einem zueinander entgegengesetzten (antiparallelen) stabilen Zustand befinden, während sich die Magnetisierungen der zweiten und dritten Magnetschicht 53, 54 in einem zueinander parallelen stabilen Zustand befinden. Es wird ferner davon ausgegangen, daß sich ein Teil der Magnetschichten in einem bei 63a in Fig. 33 gezeigten Magnetisierungszustand befindet.
Die über den Spindelmotor gemäß Fig. 6 gedrehte magnetooptische Platte 9 passiert die Position der Magnetfelderzeugungseinheit 8, die ein Magnetfeld erzeugt, das im vorliegenden Fall nach oben gerichtet ist und dessen Intensität auf einen Wert zwischen den Koerzitivkräften der ersten und zweiten Magnetschicht 52, 53 eingestellt ist, wodurch die zweite und dritte Magnetschicht 53, 54 gleichmäßig magnetisiert werden, jedoch die erste Magnetschicht 52 den anfänglichen Magnetisierungszustand beibehält, der bei 63b in Fig. 33 gezeigt ist.
Dann wird die magnetooptische Platte 9 gedreht und beim Passieren des Aufzeichnungs/Wiedergabekopfes 5 von einem Laserstrahl mit einem von zwei Energieniveaus in Abhängigkeit von einem Signal vom Aufzeichnungssignalgenerator 6 bestrahlt. Die erste Laserenergie reicht aus, um die Platte auf eine Temperatur nahe am Curie-Punkt der ersten Magnetschicht zu erhitzen (eine Temperatur nahe an T1, die eine Orientierung der Magnetisierung der ersten Magnetschicht in einer stabilen Richtung relativ zu den Magnetisierungen der zweiten und dritten Magnetschicht ermöglicht), während die zweite Laserenergie ausreicht, um die Platte auf eine Temperatur nahe am Curie-Punkt der zweiten und dritten Magnetschicht zu erhitzen (eine Temperatur nahe an T&sub2; und T&sub3;, die eine gleichmäßige Invertierung der Magnetisierungen der zweiten und dritten Magnetschicht ermöglicht). Wie man Fig. 34 entnehmen kann, die die Temperaturabhängigkeit der Koerzitivkräfte der Magnetschichten 52, 54 zeigt, kann durch die erste Laserenergie die Temperatur der Platte auf einen Wert nahe an T&sub1; erhöht werden, während durch die zweite Laserenergie die Temperatur der Platte auf einen Wert nahe an T&sub3; erhöht werden kann.
Durch die erste Laserenergie werden die erste und dritte Magnetschicht 52, 54 auf einen Wert nahe am Curie-Punkt der ersten Magnetschicht 52 erhitzt. Die dritte Magnetschicht 54 besitzt jedoch eine Koerzitivkraft, die eine stabile Aufrechterhaltung des Aufzeichnungsbits bei dieser Temperatur ermöglicht. Somit kann durch geeignete Auswahl des Vorspannungsmagnetfeldes ein Aufzeichnungsbit, wie bei 63c in Fig. 33 gezeigt, als vorläufige Aufzeichnung der ersten Art aus jedem Magnetisierungszustand, wie bei 63b gezeigt, gebildet werden. Die Magnetisierung der zweiten Magnetschicht, die eine stärkere Austauschkraft mit der dritten Magnetschicht als mit der ersten Magnetschicht besitzt, wirkt immer parallel zur Magnetisierung der dritten Magnetschicht, wie gezeigt.
Die geeignete Auswahl des Vorspannungsmagnetfeldes hat die folgende Bedeutung:
Bei der vorläufigen Aufzeichnung der ersten Art ist das Vorspannungsmagnetfeld im wesentlichen überflüssig, da die erste Magnetschicht 52 eine Austauschkraft zur Orientierung ihrer Magnetisierung in einer stabilen Richtung (entgegengesetzt oder antiparallel im vorliegenden Fall) relativ zur Magnetisierung der dritten Magnetschicht 54 empfängt. Das Vorspannungsmagnetfeld ist jedoch für die vorläufige Aufzeichnung mit der später erläuterten zweiten Laserenergie in einer Richtung zur Unterstützung der Inversion der Magnetisierung der dritten Magnetschicht 54 oder in einer Richtung zur Behinderung der vorläufigen Aufzeichnung der ersten Art versehen. Es ist zweckmäßig, daß das Vorspannungsmagnetfeld bei der vorläufigen Aufzeichnung der ersten und zweiten Art auf der gleichen Intensität und der gleichen Richtung gehalten wird. In Anbetracht dieser Bedingungen sollte das Vorspannungsmagnetfeld vorzugsweise auf einem minimal erforderlichen Niveau für die vorläufige Aufzeichnung der zweiten Art, die nachfolgend erläutert wird, gehalten werden. Ein derartiges Vorspannungsmagnetfeld entspricht der vorstehend erwähnten geeigneten Auswahl.
Wenn die Platte von der zweiten Laserenergie für die vorläufige Aufzeichnung der zweiten Art bis auf einen Wert nahe am Curie-Punkt der dritten Magnetschicht 54 erhitzt wird, werden die Magnetisierungen der dritten und zweiten Magnetschicht 54, 53 durch das in der vorstehend beschriebenen Weise ausgewählte Vorspannungsmagnetfeld invertiert. Danach wird auch die Magnetisierung der ersten Magnetschicht 52 in einer stabilen Richtung (entgegengesetzt oder antiparallel im vorliegenden Fall) relativ zur Magnetisierung der dritten Magnetschicht 54 orientiert. Auf diese Weise kann aus jedem Magnetisierungszustand, der bei 63b gezeigt ist, ein vorläufiges Aufzeichnungsbit gebildet werden, wie bei 63d in Fig. 33 gezeigt.
Somit kann jeder Bereich der magnetooptischen Platte mit Hilfe des Vorspannungsmagnetfeldes und der Laserenergie des ersten oder zweiten Niveaus gemäß dem Eingangssignal eine vorläufige Aufzeichnung des in Fig. 33 gezeigten Zustandes 63c aus 63d bilden.
Dann wird die magnetooptische Platte 9 weiter gedreht und passiert wieder die Position der Magnetfelderzeugungseinheit 8, wodurch ein Magnetfeld erzeugt wird, dessen Intensität auf einen Wert zwischen den Koerzitivkräften der ersten und dritten Magnetschicht 52, 54 ausgewählt wird, wie vorstehend beschrieben, wodurch das Aufzeichnungsbit 63c als finales Aufzeichnungsbit 63e unverändert bleibt, während das Aufzeichnungsbit 63d einen anderen finalen Aufzeichnungszustand 63f als Ergebnis der magnetischen Inversion der dritten Magnetschicht annimmt.
Damit das Aufzeichnungsbit 63f stabil existieren kann, sollten die vorstehend erwähnten Bedingungen (13) bis (15) aus den folgenden Gründen erfüllt werden.
σW12/2MS1h&sub1; gibt die Größe der von der ersten Magnetschicht empfangenen Austauschkraft oder die Größe eines Magnetfeldes wieder, das die Magnetisierung der ersten Magnetschicht in eine stabile Richtung (entgegengesetzt oder antiparallel im vorliegenden Fall) relativ zur Magnetisierung der zweiten Magnetschicht umordnet. Damit daher die erste Magnetschicht ihre Magnetisierung unverändert gegen das Magnetfeld beibehalten kann, sollte diese Schicht eine Koerzitivkraft H&sub1; besitzen, die größer als die Größe der Austauschkraft (σW12/2MS1h&sub1; < H&sub1;) ist.
Die zweite Magnetschicht 53 erhält von einer Magnetwand an der Grenzfläche zur ersten Magnetschicht 52 eine Austausch kraft einer Größe σW12/2MS2h&sub2; und einer Richtung zur Orientierung der Magnetisierung der zweiten Magnetschicht in einer stabilen Richtung relativ zur Magnetisierung der ersten Magnetschicht 52 und erhält ferner von einer Magnetwand an der Grenzfläche mit der dritten Magnetschicht 54 eine Austauschkraft einer Größe σW23/2MS2h&sub2; und einer Richtung zur Orientierung der Magnetisierung der zweiten Magnetschicht in einer stabilen Richtung relativ zur Magnetisierung der dritten Magnetschicht 54. Damit daher die Magnetisierung der zweiten Magnetschicht konstant in einer stabilen Richtung zur Magnetisierung der dritten Magnetschicht während und nach dem Aufzeichnungsvorgang orientiert ist, müssen die folgenden Bedingungen erfüllt werden: (σW23/2MS2h&sub2;) > (σW12/2MS1h ) und (σW23/2MS2h&sub2;) > H&sub2;.
σW23/2MS3h&sub3; gibt die Größe der von der dritten Magnetschicht 54 empfangenen Austauschkraft oder die Größe des Magnetfeldes wieder, das über die zweite Magnetschicht 53 wirkt, um die Magnetisierung der dritten Magnetschicht in eine stabile Richtung (entgegengesetzt oder antiparallel im vorliegenden Fall) relativ zur Magnetisierung der ersten Magnetschicht 52 umzuordnen. Damit die Magnetisierung der dritten Magnetschicht 54 nicht gegen das Magnetfeld invertiert wird oder das Aufzeichnungsbit 63f in Fig. 33 stabil existieren kann, sollte die Koerzitivkraft H&sub3; der dritten Magnetschicht 54 die Bedingung (σW23/2MS3h&sub3;) < H&sub3; erfüllen.
Die magnetischen Wandenergien an der Grenzfläche sollten die Bedingung σW23 > σW12 erfüllen, so daß
a) es wünschenswert ist, eine schwache Kopplung zwischen der ersten und zweiten Magnetschicht durch Verwendung einer Zusammensetzung, die reich an Seltenerdelement im Vergleich zu der Kompensationszusammensetzung ist, für eine der Schichten und einer Zusammensetzung, die reich an Übergangsmetall ist, für die andere der Schichten zu verwirklichen; und
b) es wünschenswert ist, eine starke Kopplung zwischen der zweiten und dritten Magnetschicht zu realisieren, indem Zusammensetzungen verwendet werden, die beide reich an Seltenerdelement sind, oder Zusammensetzungen, die beide reich an Übergangsmetall sind.
Es ist ferner möglich, die Austauschkraft von der dritten Magnetschicht zur zweiten Magnetschicht zu reduzieren, indem die Austauschkraft σW12/2MS2h&sub2; von der ersten Magnetschicht zur zweiten Magnetschicht und die Austauschkraft σW23/2MS2h&sub2; von der dritten Magnetschicht zur zweiten Magnetschicht reduziert werden. Zu diesem Zwecke ist es vorteilhaft, die Sättigungsmagnetisierung MS2 der zweiten Magnetschicht zu reduzieren, nämlich die Koerzitivkraft H&sub2; derselben zu minimieren. Daher ist mindestens die Bedingung H&sub3; > H&sub2; wünschenswert.
Beim Aufzeichnungsvorgang der vorliegenden Ausführungsform sind die Aufzeichnungsbits 62e und 53f nicht von dem Zustand vor der Aufzeichnung abhängig, sondern werden allein über die Aufzeichnungslaserenergie gesteuert, so daß ein Überschreibvorgang möglich ist. Die Aufzeichnungsbits 63e, 63f können durch Bestrahlung mit einem Wiedergabelaserstrahl und durch Verarbeitung des entstandenen Lichtes mit der Aufzeichnungssignalwiedergabeeinheit 7 wiedergegeben werden.

Beispiel 31

Ein vorgerilltes und vorformatiertes Polycarbonatplattensubstrat wurde in einer Sputtervorrichtung mit vier Targets angeordnet und mit einem Abstand von 10 cm von den Targets gedreht.
Eine ZnS-Schutzschicht mit einer Dicke von 80 nm (800 Å) wurde durch Sputtern in Argongas von einem ersten Target mit einer Sputtergeschwindigkeit von 10 nm (100 Å/min) und einem Sputterdruck von 0,67 N/m² (5 · 10&supmin;³ Torr) ausgebildet.
Dann wurde eine TbFe-Legierung in Argongas von einem zweiten Target mit einer Sputtergeschwindigkeit von 10 nm/min (100 Å/min) und einem Sputterdruck von 0,67 N/m² (5 · 10&supmin;³ Torr) gesputtert, um eine erste Magnetschicht aus Tb&sub1;&sub8;Fe&sub8;&sub2; von 30 nm (300 Å) und einem Wert T&sub1; von ca. 140ºC zu erhalten. Der Wert H&sub1; der ersten Magnetschicht betrug 790 KA/m (10 KOe), und das Übergangsmetall war in der Untergitter- Magnetisierung vorherrschend.
Dann wurde eine TbFeCo-Legierung unter entsprechenden Bedingungen von einem dritten Target gesputtert, um eine zweite Magnetschicht aus Tb&sub2;&sub5;Fe&sub6;&sub5;Co&sub1;&sub0; mit einer Dicke von 15 nm (150 Å) und einem Wert T&sub2; von ca. 210ºC zu erhalten. Der Wert H&sub2; der zweiten Magnetschicht war geringer als ca. 15,9 KA/m (200 Oe), und das Seltenerdelement war in der Untergitter-Magnetisierung vorherrschend.
Danach wurde eine TbFeCo-Legierung unter entsprechenden Bedingungen von einem vierten Target gesputtert, um eine dritte Magnetschicht aus Tb&sub2;&sub3;Fe&sub6;&sub7;Co&sub1;&sub0; mit einer Dicke von 30 nm (300 Å) und einem Wert T&sub3; von ca. 210ºC zu erhalten.
Der Wert HL3 der dritten Magnetschicht betrug ca. 39,8- 119,3 KA/m (500-1500 Oe), und das Seltenerdelement war in der Untergitter-Magnetisierung vorherrschend.
Dann wurde eine ZnS-Schutzschicht mit einer Dicke von 200 nm (2000 Å) durch Sputtern vom ersten Target unter entsprechenden Bedingungen ausgebildet.
Nach Ausbildung dieser Schichten wurde das obige Substrat mit einem Heißschmelzkleber mit einer Polycarbonatplatte verklebt, um eine magnetooptische Platte zu erhalten. Diese Platte wurde an einer Aufzeichnungs/Wiedergabevorrichtung montiert und mit einer Lineargeschwindigkeit von ca. 7 m/s durch eine Einheit zur Erzeugung eines Magnetfeldes von 2 KOe geführt. Die Aufzeichnung wurde mit einem Laserstrahl einer Wellenlänge von 830 nm durchgeführt, der auf ca. 1 um konzentriert und in zwei Niveaus von 4 und 8 mW mit einem Leistungsverhältnis von 50% und einer Frequenz von 2 MHz moduliert wurde. Das Vorspannungsfeld betrug 11,9 KA/m (150 Oe). Binärsignale konnten dann durch Bestrahlung mit einem Laserstrahl von 1 mW wiedergegeben werden.
Das obige Experiment wurde mit einer magnetooptischen Platte wiederholt, die bereits über ihre gesamte Oberfläche mit Aufzeichnungen versehen worden war. Die vorher aufgezeichneten Signalkomponenten wurden bei der Wiedergabe nicht detektiert, so daß auf diese Weise die Möglichkeit eines Überschreibens bestätigt wurde.

Beispiel 32

Proben der in Tabelle 15 aufgeführten magnetooptischen Platte wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 31 hergestellt. Die Dicke der Schichten wurde zu Vergleichs zwecken mit der von Beispiel 31 gleichgesetzt. Die Zusammensetzungen der ersten, zweiten und dritten Magnetschicht wurden jedoch in verschiedenartigen Kombinationen von Zusammensetzungen reich an Seltenerdelement und reich an Übergangsmetall ausgewählt. Die Koerzitivkräfte der ersten und dritten Magnetschicht wurden über die Steuerung der Anteile von Tb und Fe auf ca. 795,5 KA/m (10 KOe) und ca. 79,55 (1 KOe) reguliert.
In Tabelle 15 ist mit TM eine Zusammensetzung bezeichnet, die im Vergleich zur Kompensationszusammensetzung reich an Übergangsmetall ist, während mit RE eine Zusammensetzung bezeichnet ist, die reich an Seltenerdelement ist. Tabelle 15
Bei der ersten Magnetschicht war die TM-reiche Zusammensetzung Tb&sub1;&sub8;Fe&sub8;&sub2;, während die RE-reiche Zusammensetzung Tb&sub2;&sub0;Fe&sub8;&sub0; war. Bei der dritten Magnetschicht war die TN- reiche Zusammensetzung Tb&sub1;&sub5;Fe&sub7;&sub5;Co&sub1;&sub0;, während die RE-reiche Zusammensetzung Tb&sub2;&sub3;Fe&sub6;&sub7;Co&sub1;&sub0; war.
Die Stabilität des Aufzeichnungsbits, insbesondere im Zustand 63f, wurde auf auf diese Weise hergestellten Proben untersucht, indem das externe Magnetfeld, das die Inversion der Magnetisierung induzierte, über einen VSM gemessen wurde. Bei den in Tabelle 15 gezeigten Ergebnissen gibt "+" eine stabile Existenz des Aufzeichnungsbits im Zustand 63f bei Abwesenheit des externen Feldes wieder, während "-" eine partielle Inversion der Magnetisierung der dritten Magnetschicht kennzeichnet. Aufzeichnungen der ersten und zweiten Art wurden mit dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 31 durchgeführt. Die Ergebnisse wurden mit "+" oder "-" ausgewertet, wenn zufriedenstellende Wiedergabesignale erhalten wurden oder nicht.
Die Ergebnisse der in Tabelle 15 aufgeführten Beispiele 31 und 32-1 bis 32-5 zeigen an, daß eine zufriedenstellende Bitstabilität und ein zufriedenstellender Aufzeichnungszustand, wie vorstehend erläutert, erhalten werden können, wenn eine Kombination aus einer TM-reichen ersten Magnetschicht mit RE-reichen zweiten und dritten Magnetschichten oder einer RE-reichen ersten Magnetschicht mit TM-reichen zweiten und dritten Magnetschichten verwendet wird und wenn die Koerzitivkraft H&sub2; der zweiten Magnetschicht geringer ist als die H&sub3; der dritten Magnetschicht.

Beispiel 33

In Tabelle 16 gezeigte Proben einer magnetooptischen Platte wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 31 hergestellt. Die Dicken der Schichten wurden zu Vergleichszwecken auf dem gleichen Wert wie in Beispiel 31 gehalten. Die Zusammensetzung der zweiten Magnetschicht wurde jedoch im Vergleich zu Beispiel 31 verändert. Die Koerzitivkraft dieser Schicht betrug weniger als ca. 15,9 KA/m (200 Oe), und das Seltenerdelement war in der Untergitter-Magnetisierung vorherrschend, wie in Beispiel 31.
Die hergestellten Proben wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 32 ausgewertet. Tabelle 16
Die Ergebnisse der in Tabelle 16 aufgeführten Proben geben wieder, daß eine zufriedenstellende Aufzeichnung erhalten werden konnte, wenn der Curie-Punkt T&sub2; der zweiten Magnetschicht zwischen T&sub1; und T&sub3; angeordnet war (Beispiele 33-1 bis 33-4). Eine Aufzeichnung der ersten Art konnte nicht in zufriedenstellender Weise erreicht werden, wenn T&sub2; geringer war als T&sub1; (Beispiel 33-5).
Eine Aufzeichnung der zweiten Art konnte auch nicht in zufriedenstellender Weise erhalten werden, als T&sub2; höher war als T&sub3; (Beispiele 33-6, 33-7).

Vierschichtstruktur

Des weiteren kann das magnetooptische Aufzeichnungsmedium der vorliegenden Erfindung mit vier Schichten versehen sein, wie nachfolgend erläutert.
Die Fig. 35 und 36 sind schematische Schnittansichten von Vierschicht-Ausführungsformen des magnetooptischen Aufzeichnungsmediums der vorliegenden Erfindung. Das in Fig. 35 gezeigte Medium besteht aus einem vorgerillten lichtdurchlässigen Substrat 41 und einer hierauf laminierten ersten Magnetschicht 72, zweiten Magnetschicht 73, dritten Magnetschicht 74 und vierten Magnetschicht 75. Die erste, zweite, dritte und vierte Magnetschicht besitzen Curie- Punkte T&sub1;, T&sub2;, T&sub3; und T&sub4;, Koerzitivkräfte H&sub1;, H&sub2;, H&sub3; und H&sub4;, Dicken h&sub1;, h&sub2;, h&sub3; und h&sub4; und Sättigungsmagnetisierungen MS1, MS2, MS3 und MS4. Die magnetischen Wandenergien zwischen der ersten und zweiten Magnetschicht, zwischen der zweiten und dritten Magnetschicht und zwischen der dritten und vierten Magnetschicht sind bezeichnet mit σW12, σW23 und σW34. Die vorstehend erwähnten vier Magnetschichten erfüllen über eine gegenseitige Austauschkopplung die nachfolgenden Bedingungen I-IV.
1. Für die Curie-Punkte der Magnetschichten:
T&sub1;, T&sub4; > T&sub2;, T&sub3; (16)
II. Für die Koerzitivkräfte der Magnetschichten:
H&sub2; > H&sub4; > H&sub1;, H&sub3; (17)
III. Für die Dicken der Magnetschichten:
h&sub1; + h&sub2; ≥ 25 nm (250 Å)
h&sub1; + h&sub2; + h&sub3; + h&sub4; ≥ 60 nm (600 Å) (18)
IV. Für die Sättigungsmagnetisierungen, Dicken, Koerzitivkräfte und magnetische Wandenergien der Magnetschichten:
Es ist allgemein wünschenswert, daß die erste Magnetschicht 72 einen Wert T&sub1; von 150-400ºC, einen Wert H&sub1; von 7,95-79,5 kA/m (0,1-1 KOe), eine Dicke h&sub1; von 5-30 nm (50-300 Å) be sitzt, die zweite Magnetschicht 73 einen Wert T&sub2; von 70- 200ºC, einen Wert H&sub2; von 159-195 KOe und eine Dicke h&sub2; von 5-30 nm (50-300 Å) hat, die dritte Magnetschicht 74 einen Wert T&sub3; von 0-200ºC, einen Wert H&sub3; von 7,95-79,5 KA/m (0,1- 1 KOe) und eine Dicke h&sub3; von 5-30 nm (50-300 Å) besitzt und die vierte Magnetschicht 75 einen Wert T&sub4; von 100-300ºC, einen Wert H&sub4; von 39,8-318,2 KA/m (0,5-4 KOe) und eine Dicke h&sub4; von 5-60 nm (50-600 Å) hat.
Jede Magnetschicht kann prinzipiell aus einer Substanz bestehen, die vertikale magnetische Anisotropie und einen magnetooptischen Effekt besitzt, vorzugsweise aus einer amorphen Legierung eines Seltenerdelementes und eines Übergangsmetallelementes, wie beispielsweise GdCo, GdFe, TbFe, DyFe, GdTbFe, TbDyFe, GdTbFeCo, TbFeCo oder GdTbCo.
Bei dem magnetooptischen Aufzeichnungsmedium der vorliegenden Erfindung sind benachbarte Magnetschichten über eine Austauschkraft miteinander gekoppelt. Die erste und zweite Magnetschicht sind relativ stark gekoppelt, während die zweite und dritte Magnetschicht relativ schwach und die dritte und vierte Magnetschicht relativ schwach gekoppelt sind. Eine große magnetische Wandenergie ist zwischen den stark gekoppelten Schichten vorhanden, während zwischen den schwach gekoppelten Schichten eine schwache magnetische Wandenergie vorhanden ist. Der Wert der magnetischen Wandenergie σW wird durch Regulierung von MS, h, H und σW optimiert, um die vorstehend erwähnten Bedingungen IV zu erfüllen.
Beiden vier Magnetschichten 72, 73, 74, 75 sind die Dicke, Koerzitivkraft, Sättigungsmagnetisierung und magnetische Wandenergie einer jeden Schicht so reguliert, daß die vorstehend erwähnten Bedingungen erfüllt werden. Durch diese Regulierung werden die schließlich erreichten zwei Magnetisierungszustände, in Fig. 37 durch 70e und 70f gezeigt, stabilisiert.
Bei einer anderen Ausführungsform des magnetooptischen Aufzeichnungsmediums, die in Fig. 36 gezeigt ist, sind Schutzschichten 76, 77 vorgesehen, um die Haltbarkeit der vier Magnetschichten 72, 73, 74, 75 zu verbessern oder deren magnetooptischen Effekt zu vergrößern.
Eine Klebschicht 78 ist zum Ankleben eines Abdecksubstrates 79 vorgesehen. Die Aufzeichnung und Wiedergabe kann von beiden Seiten durchgeführt werden, wenn die Schichten 72-77 auch auf dem Abdecksubstrat 79 ausgebildet sind.
Es wird nunmehr auf die Fig. 37 und 38 bezug genommen, um den Aufzeichnungsprozeß der vorliegenden Ausführungsform zu erläutern. Vor der Aufzeichnung können sich von den vier Magnetschichten die Magnetisierungen von benachbarten Schichten in einem zueinander parallelen stabilen Zustand oder in einem zueinander entgegengesetzten (antiparallelen) stabilen Zustand befinden.
Da jedoch zueinander parallele Magnetisierungen eine relativ starke Kopplung vorsehen, während zueinander antiparallele Magnetisierungen eine relativ schwache Kopplung bewirken, sollte das magnetooptische Aufzeichnungsmedium der vorliegenden Erfindung vorzugsweise einen solchen Magnetisierungszustand besitzen, daß die Magnetisierungen der ersten und zweiten Magnetschicht sich in einem zueinander parallelen Zustand befinden, während sich die der zweiten und vierten Magnetschicht in einem zueinander antiparallelen stabilen Zustand befinden sollten.
Der Aufzeichnungs- und Wiedergabevorgang auf dem Medium der vorliegenden Ausführungsform kann ebenfalls mit der in Fig. 6 gezeigten Vorrichtung durchgeführt werden. Es wird davon ausgegangen, daß ein Teil des Mediums Anfangsmagnetisierungen besitzt, wie sie mit 70a in Fig. 37 gezeigt sind, und daß sich die Magnetisierungen der dritten und vierten Magnetschicht in einem zueinander parallelen stabilen Zustand befinden. Wie in Fig. 6 gezeigt, passiert die von einem Spindelmotor gedrehte magnetooptische Platte 9 die Position einer Magnetfelderzeugungseinheit 8, die ein aufwärts gerichtetes Magnetfeld erzeugt, dessen Intensität auf ein geeignetes Niveau zwischen den Koerzitivkräften der zweiten und vierten Magnetschicht 73, 75 ausgewählt ist, wodurch, wie bei 70b in Fig. 37 gezeigt, die vierte Magnetschicht 75 gleichmäßig magnetisiert und die dritte Magnetschicht 74, die mit der vierten Schicht 75 stark gekoppelt ist, ebenfalls in der gleichen Richtung magnetisiert wird. Andererseits erhält die zweite Magnetschicht 73 ihre Anfangsmagnetisierung. Auch die erste Magnetschicht 72, die mit der zweiten Magnetschicht 73 stark gekoppelt ist, behält ihre Anfangsmagnetisierung.
Die gedrehte magnetooptische Platte 9 wird beim Passieren der Position eines Aufzeichnungs/Wiedergabekopfes 5 von einem Laserstrahl mit einem von zwei Energieniveaus gemäß dem Signal von einem Aufzeichnungssignalgenerator 6 bestrahlt. Die erste Laserenergie ist ausreichend, um die Platte auf eine Temperatur nahe am Curie-Punkt der zweiten Magnetschicht 73 zu erhitzen, während die zweite Laserenergie ausreicht, um die Platte auf eine Temperatur nahe am Curie- Punkt der vierten Magnetschicht 75 zu erhitzen. Wie in Fig. 38 gezeigt, in der die Temperaturabhängigkeit der Magnetschichten 73, 75 dargestellt ist, kann mit der ersten Laserenergie die Platte nahe an T&sub2; erhitzt werden, während mit der zweiten Laserenergie die Platte nahe an T&sub4; erhitzt werden kann.
Mit der ersten Laserenergie werden die zweite und vierte Magnetschicht 73, 75 nahe an den Curie-Punkt der zweiten Magnetschicht erhitzt. Die vierte Magnetschicht 75 besitzt jedoch eine Koerzitivkraft, die in der Lage ist, das Bit bei dieser Temperatur stabil zu halten. Somit werden durch eine geeignete Auswahl des Aufzeichnungsvorspannungsmagnetfeldes die Magnetisierungen der Magnetschichten im Verlauf der Temperaturabsenkung des Aufzeichnungsbitbereiches in stabilen Richtungen relativ zur Magnetisierung der vierten Magnetschicht orientiert.
Auf diese Weise kann ein bei 70c in Fig. 37 gezeigtes Aufzeichnungsbit als vorläufige Aufzeichnung der ersten Art aus jedem Magnetisierungszustand, wie bei 70b gezeigt, ausgebildet werden.
Die geeignete Auswahl des Vorspannungsmagnetfeldes hat die folgende Bedeutung. Bei der vorläufigen Aufzeichnung der ersten Art ist ein derartiges Vorspannungsmagnetfeld im wesentlichen überflüssig, da die Magnetisierungen der ersten, zweiten und dritten Magnetschicht Kräfte (Austauschkräfte) zur Orientierung ihrer Magnetisierungen in entsprechenden Richtungen relativ zur Magnetisierung der vierten Magnetschicht 75 empfangen. Das Vorspannungsmagnetfeld ist jedoch bei einer vorläufigen Aufzeichnung, bei der die später erläuterte zweite Laserenergie Verwendung findet, in einer solchen Richtung vorgesehen, daß die magnetische Inversion der vierten Magnetschicht 75 unterstützt wird. Das Vorspannungsmagnetfeld sollte ferner vorzugsweise bei beiden vorläufigen Aufzeichnungen mit der ersten und zweiten Laserenergie die gleiche Größe und gleiche Richtung besitzen.
Angesichts dieser Bedingungen wird das Vorspannungsmagnetfeld vorzugsweise mit einer minimal erforderlichen Intensität, die für die vorläufige Aufzeichnung mit der zweiten Laserenergie, die später erläutert wird, gefordert wird, ausgewählt, wobei diese Auswahl der vorstehend erwähnten geeigneten Auswahl entspricht.
Wenn die Platte über eine zweite Laserenergie (vorläufige Aufzeichnung der zweiten Art) nahe an den Curie-Punkt der vierten Magnetschicht 75 erhitzt wird, wird die Magnetisierung dieser vierten Magnetschicht 75 durch das vorstehend erwähnte Vorspannungsmagnetfeld invertiert. Die Magnetisierungen der ersten, zweiten und dritten Magnetschicht werden in stabile Richtungen relativ zur Magnetisierung der vierten Schicht 75 orientiert. Somit kann ein bei 70d in Fig. 37 gezeigtes Aufzeichnungsbit aus jedem Magnetisierungszustand, wie bei 70b gezeigt, ausgebildet werden.
Daher kann jeder Bereich der magnetooptischen Platte durch das Vorspannungsfeld und durch die erste oder zweite Laserenergie entsprechend dem Eingangssignal ein vorläufiges Aufzeichnungsbit 70c oder 70d aufweisen, wie in Fig. 37 gezeigt.
Dann wird die magnetooptische Platte 9 weiter gedreht, so daß das Bit 70c oder 70d der vorläufigen Aufzeichnung wieder die Magnetfelderzeugungseinheit 8 passiert, deren Feldintensität auf einen Wert zwischen den Koerzitivkräften der Magnetschichten 73, 75 ausgewählt wird, wie vorstehend erläutert. Daher bleibt das Aufzeichnungsbit 70c unverändert und nimmt einen endgültigen Aufzeichnungszustand 70e an. Andererseits bewirkt das Aufzeichnungsbit 70d eine Inversion der Magnetisierungen der dritten und vierten Mag netschicht 74, 75, um einen anderen endgültigen Aufzeichnungszustand 70f zu erreichen.
Die vorstehend erwähnten Bedingungen (18) bis (22) sind erforderlich, damit das Aufzeichnungsbit 70f stabil existieren kann.
Die Bedingungen (20) und (22) sind erforderlich, damit die zweite und vierte Magnetschicht einen instabilen Zustand einnehmen.
Die Bedingung (19) ist erforderlich, damit eine starke Kopplung zwischen der ersten und zweiten Magnetschicht verursacht und die Magnetisierung der ersten Magnetschicht in einer stabilen Richtung relativ zur Magnetisierung der zweiten Magnetschicht konstant orientiert wird.
Die Bedingung (21) ist erforderlich, um die Magnetisierung der dritten Schicht relativ zur Magnetisierung der vierten oder zweiten Magnetschicht konstant zu stabilisieren.
Die Bedingung (18) ist erforderlich, um die Aufzeichnungsempfindlichkeit und das C/N-Verhältnis bei der Wiedergabe zu optimieren, wie in den nachfolgenden Beispielen verdeutlicht wird.
Die Aufzeichnungsbitzustände 70e, 70f hängen nicht von den Zuständen vor der Aufzeichnung ab, sondern werden allein durch die Aufzeichnungslaserenergie festgelegt, so daß der Überschreibvorgang möglich gemacht wird. Die Aufzeichnungsbits 70e, 70f können durch Bestrahlen der Platte mit einem Wiedergabelaserstrahl und durch Verarbeitung des entstandenen Lichtes mit der Aufzeichnungssignalwiedergabeeinheit 7 wiedergegeben werden.
Die Intensität oder Modulation des wiedergegebenen Signales hängt prinzipiell vom magnetooptischen Effekt der ersten und zweiten Magnetschicht ab, wie vorstehend erläutert. Die vorliegende Ausführungsform ermöglicht eine Aufzeichnung mit einem starken Wiedergabesignal, da ein Material mit einem hohen Curie-Punkt, d. h. einem großen magnetooptischen Effekt, für die erste Magnetschicht, die den Wiedergabestrahl empfängt, verwendet werden kann.

Beispiel 34

Ein vorgerilltes und vorformatiertes Polycarbonatplattensubstrat wurde in einer Sputtervorrichtung mit ternären Targets angeordnet und in einem Abstand von 10 cm von den Targets gedreht.
Eine ZnS-Schutzschicht mit einer Dicke von 90 nm (940 Å) wurde durch Sputtern in Argongas von einem ersten Target mit einer Sputtergeschwindigkeit von 10 nm/min (100 Å/min) und einem Sputterdruck von 0,67 N/m² (5 · 10&supmin;³ Torr) ausgebildet.
Dann wurde eine GdFeCoTi-Legierung in Argongas von einem zweiten Target mit einer Sputtergeschwindigkeit von 10 nm/min (100 Å/min) und einem Sputterdruck von 0,67 N/m² (5 · 10&supmin;³ Torr) gesputtert, um eine erste Magnetschicht aus Gd&sub1;&sub8;Fe&sub5;&sub5;Co&sub2;&sub4;Ti&sub3; mit einer Dicke von 20 nm (200 Å) und einem Wert T&sub1; von ca. 350ºC zu erhalten. Der Wert H&sub1; der ersten Magnetschicht war geringer als ca. 23,8 KA/m (300 Oe), und das Übergangsmetall war in der Untergitter-Magnetisierung vorherrschend.
Dann wurde eine TbFe-Legierung von einem dritten Target unter entsprechenden Bedingungen gesputtert, um eine zweite Magnetschicht aus Tb&sub1;&sub8;Fe&sub8;&sub2; mit einer Dicke von 15 nm (150 Å) und einem Wert T&sub2; von ca. 140ºC zu erhalten. Der Wert H&sub2; der zweiten Magnetschicht betrug 795,5 KA/m (10 KOe), und das Übergangsmetall war in der Untergitter-Magnetisierung vorherrschend.
Dann wurde eine GdTbFe-Legierung von einem vierten Target unter entsprechenden Bedingungen gesputtert, um eine dritte Magnetschicht aus Gd&sub1;&sub1;Tb&sub1;&sub1;Fe&sub7;&sub6; mit einer Dicke von 10 nm (100 Å) und einem Wert T&sub3; von ca. 160ºC zu erhalten. Der Wert H&sub3; der dritten Magnetschicht betrug 7,9-23,8 KA/m (100-300 Oe), und das Seltenerdelement war in der Untergitter-Magnetisierung vorherrschend.
Dann wurde eine TbFeCo-Legierung von einem fünften Target unter entsprechenden Bedingungen gesputtert, um eine vierte Magnetschicht aus Tb&sub2;&sub3;Fe&sub7;&sub2;Co&sub5; mit einer Dicke von 20 nm (200 Å) und einem Wert T&sub4; von ca. 210ºC zu erhalten. Der Wert H&sub4; der vierten Magnetschicht betrug 38,8-199,3 KA/m (500-1500 Oe), und das Seltenerdelement war in der Untergitter-Magnetisierung vorherrschend.
Danach wurde eine ZnS-Schutzschicht einer Dicke von 200 nm (2000 Å) durch Sputtern vom ersten ½-Target unter den gleichen Bedingungen wie vorher ausgebildet.
Nach Ausbildung dieser Schichten wurde das vorstehend erwähnte Substrat mit einem Heißschmelzkleber mit einer Polycarbonatplatte verklebt, um eine magnetooptische Platte zu erhalten.
Diese Platte wurde an einer Aufzeichnungs/Wiedergabevorrichtung montiert und mit einer Lineargeschwindigkeit von ca. 7 m/sec durch eine ein Magnetfeld von 159,1 KA/m (2 KOe) erzeugende Einheit geführt. Eine Aufzeichnung wurde mit einem Laserstrahl einer Wellenlänge von 830 nm durchgeführt, der auf ca. 1 um fokussiert und in zwei Niveaus von 4 und 8 mW mit einem Leistungsverhältnis von 50% und einer Frequenz von 2 MHz moduliert wurde. Das Vorspannungsfeld betrug 11,9 kA/m (150 Oe). Binärsignale konnten dann durch Bestrahlung mit einem Laserstrahl von 1 mW wiedergegeben werden.
Das obige Experiment wurde mit einer magnetooptischen Platte wiederholt, die bereits über die gesamte Oberfläche mit Aufzeichnungen versehen worden war. Die vorher aufgezeichneten Signale wurden bei der Wiedergabe nicht detektiert, so daß die Möglichkeit eines Überschreibens bestätigt wurde.

Beispiel 35

Proben einer magnetooptischen Platte wurden mit den gleichen Materialien und dem gleichen Aufbau wie in Beispiel 34, jedoch mit variierenden Dicken der ersten bis vierten Magnetschicht hergestellt. Die Ergebnisse der Messungen des Reflektionsvermögens und des Kerr-Rotationswinkels sind in Tabelle 17 gezeigt. Das Reflektionsvermögen lag allgemein in einem Bereich von 23-24%, einschließlich der Reflektion von ca. 4% von der Oberfläche des Substrates. Ein größerer Kerr-Rotationswinkel liefert ein größeres C/N-Verhältnis des Wiedergabesignales. Tabelle 17
Die Ergebnisse der Proben 35-1 bis 35-9 geben wieder, daß der Kerr-Rotationswinkel θk eine Sättigung nahe an einem Wert für eine ausreichend dicke erste Magnetschicht zeigt, wenn die Gesamtdicke h&sub1; + h&sub2; der ersten und zweiten Magnetschicht 25 nm (250 Å) übersteigt, und zwar nur wenn die Gesamtdicke der ersten bis vierten Magnetschicht ausreichend groß ist.
Die Ergebnisse der Proben 35-10 bis 35-16 verdeutlichen, daß der Kerr-Rotationswinkel θk Sättigung erreicht, wenn die Gesamtdicke h&sub1; + h&sub2; der ersten und zweiten Magnetschicht 25 nm (250 Å) übersteigt, wenn die Gesamtdicke der ersten bis vierten Magnetschicht gleich oder größer als 60 nm (600 Å) ist.
Um daher ein hohes C/N-Verhältnis bei der Wiedergabe zu erhalten, wird bevorzugt, die Schichtdicken so auszuwählen, daß die Bedingungen h&sub1; + h&sub2; ≥ 25 nm (250 Å) und h&sub1; + h&sub2; + h&sub3; + h&sub4; ≥ 60 nm (600 Å) erfüllt werden.

Andere Aufzeichnungsverfahren als Überschreiben

Bei den vorhergehenden Ausführungsformen wurde das magnetooptische Aufzeichnungsmedium der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit einem Überschreibprozeß erläutert. Dieses Medium kann jedoch auch bei einem herkömmlichen Aufzeichnungsprozeß, der aus Aufzeichnen, Löschen und erneutem Aufzeichnen besteht, Verwendung finden. In einem solchen Prozeß kann ein Fall betrachtet werden, bei dem die Magnetisierungen der beiden Magnetschichten sich in einem zueinander stabilen Zustand im aufgezeichneten Bereich befinden, und ein anderer Fall, bei dem diese Magnetisierungen sich im nicht aufgezeichneten Bereich in einem zueinander stabi len Zustand befinden. Diese beiden Fälle werden nachfolgend separat erläutert.

(i) Stabiler Zustand im nicht aufgezeichneten Bereich:

Die Aufzeichnung wird mit einer in Fig. 6 gezeigten Vorrichtung auf einem magnetooptischen Aufzeichnungsmedium mit einem in Fig. 3 gezeigten Aufbau durchgeführt. Der Aufzeichnungsprozeß ist in Fig. 39 dargestellt, wobei davon ausgegangen wird, daß die Magnetisierungen der Magnetschichten 2, 3 stabil sind, wenn sie in der gleichen Richtung (parallel) orientiert sind.
Zuerst sind die Magnetisierungen der Platte 9 nach oben orientiert, wie bei 80a in Fig. 39 gezeigt. Ein aufzuzeichnender Bereich wird von einem Laserstrahl mit einer Aufzeichnungsenergie vom Aufzeichnungs/Wiedergabekopf 5 auf eine Temperatur nahe am Curie-Punkt der zweiten Magnetschicht 3 örtlich erhitzt. Gleichzeitig wird ein Vorspannungsmagnetfeld (in Fig. 3 nach unten) einer Größe angelegt, die erforderlich ist, oder vorzugsweise minimal erforderlich ist, wie später erläutert, um die Magnetisierung der zweiten Magnetschicht 3 zu invertieren. Somit wird nach der magnetischen Inversion der zweiten Magnetschicht 3 auch die Magnetisierung der ersten Magnetschicht 2 in einer stabilen Richtung (gleiche Richtung im vorliegenden Fall) relativ zur Magnetisierung der zweiten Magnetschicht 3 orientiert. Auf diese Weise wird ein in Fig. 39 gezeigtes Aufzeichnungsbit 80b ausgebildet.
Bei Drehung der magnetooptischen Platte 9 passiert das Bit 80b die Position der Magnetfelderzeugungseinheit 8, deren Feldintensität auf einen Wert zwischen den Koerzitivkräften HL und HH der beiden Magnetschichten ausgewählt und deren Feld in einer Richtung zur Invertierung der Magnetisierung der zweiten Magnetschicht im Bit 80b in Fig. 39 orientiert ist, wodurch die zweite Magnetschicht 3 entlang der Richtung des Feldes von der Einheit 8 magnetisiert wird, wie bei 80c gezeigt, während die erste Magnetschicht 2 den Magnetisierungszustand 80b beibehält. Auf diese Weise befinden sich die Magnetisierungen der beiden Magnetschichten in einem zueinander entgegengesetzten oder antiparallelen Zustand, wobei dieser Zustand als endgültige Aufzeichnung benutzt wird.
Das Aufzeichnungsbit 80c kann in der folgenden Weise gelöscht werden. Die magnetooptische Platte wird von einem Spindelmotor gedreht, und das Aufzeichnungsbit wird beim Passieren des Aufzeichnungs/Wiedergabekopfes 5 von einem Laserstrahl mit einer Löschenergie bestrahlt, wodurch der bestrahlte Bereich nahe an den Curie-Punkt der ersten Magnetschicht 2 erhitzt wird. Da die zweite Magnetschicht 3 eine Koerzitivkraft besitzt, die groß genug ist, um das Bit bei einer derartigen Temperatur stabil zu halten, wird das Aufzeichnungsbit durch eine geeignete Auswahl des Vorspannungsmagnetfeldes gelöscht, wie bei 80d in Fig. 39 gezeigt.
Die geeignete Auswahl des Vorspannungsfeldes hat die folgende Bedeutung.
Bei diesem Löschprozeß ist das Vorspannungsfeld im wesentlichen überflüssig, da die erste Magnetschicht 2 eine Austauschkraft zur Orientierung ihrer Magnetisierung in eine stabile Richtung (in diesem Fall die gleiche Richtung) relativ zur Magnetisierung der zweiten Magnetschicht 3 empfängt. Wie vorstehend erläutert, ist jedoch das Vorspannungsfeld für den Aufzeichnungsprozeß in einer Richtung zur Unterstützung der magnetischen Inversion der zweiten Magnetschicht 3 vorgesehen. Es ist zweckmäßig, wenn das für den Aufzeichnungsprozeß ausgewählte Vorspannungsfeld auch im Löschprozeß mit der gleichen Größe und Richtung aufrechterhalten werden kann. Auf der Basis einer derartigen Überlegung wird eine geeignete Auswahl des Vorspannungsfeldes erreicht, indem eine Intensität und Richtung ausgewählt werden, die den Aufzeichnungsprozeß ermöglichen und den Löschprozeß nicht behindern, vorzugsweise eine Intensität und eine Richtung, die für den Aufzeichnungsprozeß minimal erforderlich sind. Ein solches Vorspannungsfeld wird dann auch im Löschprozeß aufrechterhalten.
Es ist jedoch auch möglich, das Vorspannungsfeld beim Löschen zu entfernen, da es im wesentlichen überflüssig ist, wie vorher erläutert. Auch ist es nicht nötig, das Vorspannungsfeld im Aufzeichnungs- und Löschprozeß in der gleichen Richtung und Größe aufrechtzuerhalten, wenn der Aufzeichnungs/Wiedergabekopf das Vorspannungsfeld gemäß dem Aufzeichnungs- und Wiedergabevorgang variieren kann. Da der Aufzeichnungs- und Löschvorgang prinzipiell zueinander entgegengesetzte Vorspannungsfelder erfordern, ermöglicht eine derartige Variation des Vorspannungsfeldes eine Aufzeichnung und ein Löschen mit einer höheren Geschwindigkeit.
Obwohl Fig. 39 das Prinzip des Aufzeichnens und Löschens in dem Fall zeigt, in dem die Magnetisierungen der ersten und zweiten Magnetschicht stabil sind, wenn sie in die gleiche Richtung orientiert sind, kann im wesentlichen das gleiche Prinzip Anwendung finden, wenn die Magnetisierungen stabil sind, wenn sie in zueinander entgegengesetzte oder antiparallele Richtungen orientiert sind. Ein derartiges Prinzip ist in Fig. 41 gezeigt, wobei die Magnetisierungs zustände 81a-81d den in Fig. 39 gezeigten Magnetisierungszuständen 80a-80d entsprechen.

Beispiel 36

Ein vorgerilltes und vorformatiertes Polycarbonatplattensubstrat wurde in einer Sputtervorrichtung mit ternären Targets angeordnet und mit einem Abstand von 10 cm von den Targets gedreht.
Eine ZnS-Schutzschicht einer Dicke von 100 nm (1000 Å) wurde durch Sputtern in Argongas von einem ersten Target mit einer Sputtergeschwindigkeit von 10 nm (100 Å) und einem Sputterdruck von 0,67 N/m² (5 · 10&supmin;³ Torr) ausgebildet. Dann wurde eine TbFe-Legierung in Argongas von einem zweiten Target mit einer Sputtergeschwindigkeit von 100 Å und einem Sputterdruck von 0,67 N/m² (5 · 10&supmin;³ Torr) gesputtert, um eine erste Magnetschicht aus Tb&sub1;&sub8;Fe&sub8;&sub2; mit einer Dicke von 50 nm (500 Å) und Werten TL von ca. 140ºC und HH von ca. 95,6 KA/m (10 KOe) zu erhalten.
Dann wurde eine TbFeCo-Legierung in Argongas mit einem Sputterdruck von 0,67 N/m² (5 · 10&supmin;³ Torr) gesputtert, um eine zweite Magnetschicht aus Tb&sub2;&sub3;Fe&sub7;&sub3;Co&sub4; mit einer Dicke von 50 nm (500 Å) und Werten TL von ca. 180ºC und HL von ca. 79,5 KA/m (1 KOe) zu erhalten.
Danach wurde eine ZnS-Schutzschicht einer Dicke von 30 nm (3000 Å) durch Sputtern in Argongas vom ersten Target mit einer Sputtergeschwindigkeit von 10 nm/min (100 Å/min) und einem Sputterdruck von 0,67 N/m² (5 · 10&supmin;³ Torr) ausgebildet.
Nach Ausbildung dieser Schichten wurde das obige Substrat mit einem Heißschmelzkleber mit einer Polycarbonatplatte verklebt, um eine magnetooptische Platte zu erhalten.
Diese Platte wurde an einer Aufzeichnungs/Wiedergabevorrichtung montiert und mit einer Lineargeschwindigkeit von ca. 15 m/sec durch eine Magnetfelderzeugungseinheit geführt, die ein Feld von 198,9 KA/m (2,5 KOe) erzeugte. Eine Aufzeichnung und ein Löschvorgang wurden mit einem Laserstrahl einer Wellenlänge von 830 nm durchgeführt, der auf ca. 1 um fokussiert wurde. Die Aufzeichnung wurde mit einem Laserstrahl von 5 mW durchgeführt, der mit einem Leistungsverhältnis von 50% und einer Frequenz von 4 MHz moduliert wurde.
Das Vorspannungsfeld betrug ca. 11,9 KA/m (150 Oe) in einer Richtung zur Invertierung der Magnetisierung der zweiten Magnetschicht. Die Intensität und Richtung des Vorspannungsfeldes wurden sowohl beim Aufzeichnen als auch beim Löschen gleichgehalten.
Der Löschvorgang wurde durch Bestrahlung mit einem kontinuierlichen Laserstrahl mit unterschiedlichen Energieniveaus durchgeführt.
Die Wiedergabe wurde dann durch Bestrahlung mit einem Laserstrahl von 1 mW durchgeführt. Da die Laserenergie zum Löschen gleich oder größer 5 mW war, war das verbleibende ungelöschte Signal geringer als 10 dB bei der Wiedergabe und gesättigt, wie in Fig. 40 gezeigt. Dieses Niveau entspricht einer nahezu vollständigen Löschung.

Bezugsbeispiele 1, 2

Eine Probe von Bezugsbeispiel 1 wurde in der gleichen Weise und mit dem gleichen Aufbau wie in Beispiel 36 hergestellt, mit der Ausnahme, daß eine ZnS-Zwischenschicht einer Dicke von 10 nm (100 Å) zwischen der ersten und zweiten Magnetschicht, die in diesem Fall magnetostatisch gekoppelt waren, ausgebildet wurde.
Eine Probe gemäß Bezugsbeispiel 2 wurde hergestellt, indem nur die erste Magnetschicht mit einer Dicke von 100 nm (1000 Å) anstelle der Ausbildung der ersten und zweiten Magnetschicht ausgebildet wurde, und zwar in einem entsprechenden Verfahren wie in Beispiel 36.
Diese Proben wurden in bezug auf die Aufzeichnung und das Löschen in der gleichen Weise wie in Beispiel 36 getestet. Wie in Fig. 40 gezeigt, war zum Löschen eine Energie von ca. 7 mW erforderlich.
Es wurde bestätigt, daß in Beispiel 36 und in den Bezugsbeispielen 112 ein Signal mit einem C/N-Verhältnis von 45-50 dB mit einer Laserenergie von 5 mW aufgezeichnet werden konnte.

(ii) Stabiler Zustand im aufgezeichneten Bereich:

Es wurde eine Aufzeichnung auf einem magnetooptischen Aufzeichnungsmedium mit dem in Fig. 3 gezeigten Aufbau mit einer in Fig. 6 gezeigten Vorrichtung durchgeführt. Der Aufzeichnungsprozeß ist in Fig. 42 dargestellt, wobei davon ausgegangen wird, daß die Magnetisierungen der Magnetschichten 2, 3 stabil sind, wenn sie in der gleichen (parallelen) Richtung orientiert sind.
Zuerst waren die Magnetisierungen der Platte 9 in der bei 82a in Fig. 42 gezeigten Art und Weise orientiert. Ein aufzuzeichnender Bereich wurde über einen Laserstrahl mit einer Aufzeichnungsenergie vom Aufzeichnungs/Wiedergabekopf 5 auf eine Temperatur nahe am Curie-Punkt der zweiten Magnetschicht 3 örtlich erhitzt. Gleichzeitig wurde ein Vorspannungsmagnetfeld (in Fig. 42 aufwärts) einer Größe angelegt, die zum Invertieren der Magnetisierung der zweiten Magnetschicht 3 erforderlich oder vorzugsweise minimal erforderlich war, wie später erläutert. Somit wurde nach der magnetischen Inversion der zweiten Magnetschicht 3 auf die Magnetisierung der ersten Magnetschicht 2 in einer stabilen Richtung (im vorliegenden Fall gleiche Richtung) relativ zur Magnetisierung der zweiten Magnetschicht 3 orientiert. Auf diese Weise wurde ein bei 82b in Fig. 42 gezeigtes Aufzeichnungsbit gebildet. Das Vorspannungsfeld in diesem Zustand ist jedoch nicht erforderlich, da in diesem Medium die Magnetisierungen stabil sind, wenn sie in der gleichen Richtung orientiert sind.
Dieses Bit kann gelöscht werden, indem die Platte 9 wieder den Aufzeichnungs/Wiedergabekopf 5 passiert. Der Bereich wird von einem Laserstrahl mit Löschenergie nahe an den Curie-Punkt der zweiten Magnetschicht 3 örtlich erhitzt. Gleichzeitig wird ein Vorspannungsmagnetfeld (nach unten in Fig. 42) einer Größe angelegt, die zur Invertierung der Magnetisierung der zweiten Magnetschicht 3 erforderlich, vorzugsweise minimal erforderlich ist, wie später erläutert. Somit wird nach der magnetischen Inversion der zweiten Magnetschicht 3 die Magnetisierung der ersten Magnetschicht 2 in einer stabilen Richtung (gleiche Richtung in diesem Fall) relativ zur Magnetisierung der zweiten Magnetschicht 3 orientiert.
Dann wird die Platte 9 weiter gedreht, wodurch der Bereich 82c die Position der Magnetfelderzeugungseinheit 8 passiert, deren Feldintensität auf einen Wert zwischen den Keorzitivkräften EL, HH der Magnetschichten ausgewählt und deren Feld in einer Richtung zur Invertierung der Magnetisierung der zweiten Magnetschicht 3 im Bit 83d orientiert wird, wodurch die zweite Magnetschicht 3 gemäß der Richtung des Magnetfeldes von der Einheit 8 magnetisiert wird, während die erste Magnetschicht 2 die Magnetisierung des Zustandes 82c beibehält. Auf diese Weise besitzen die Magnetschichten zueinander entgegengesetzte Magnetisierungen, so daß zum Zustand 82a zurückgekehrt wird. Auf diese Weise wird der Löschvorgang durchgeführt.
Obwohl Fig. 42 das Prinzip des Aufzeichnens und Löschens für den Fall zeigt, bei dem die Magnetisierung der ersten und zweiten Magnetschicht 2, 3 stabil sind, wenn sie in der gleichen Richtung orientiert sind, ist ein im wesentlichen gleiches Prinzip anwendbar, wenn die Magnetisierungen stabil sind, wenn sie in zueinander entgegengesetzte oder antiparallele Richtungen orientiert sind. Ein derartiges Prinzip ist in Fig. 43 gezeigt, in der die Magnetisierungszustände 83a-83d den Magnetisierungszuständen 82a-82d in Fig. 42 entsprechen.

Beispiel 37

Ein vorgerilltes und vorformatiertes Polycarbonatplattensubstrat wurde in einer Sputtervorrichtung mit ternären Targets angeordnet und mit einem Abstand von 10 cm von den Targets gedreht.
Eine ZnS-Schutzschicht einer Dicke von 100 nm (1000 Å) wurde durch Sputtern in Argongas von einem ersten Target mit einer Sputtergeschwindigkeit von 10 nm/min (100 Å/min) und einem Sputterdruck von 0,67 N/m² (5 · 10&supmin;³ Torr) ausgebildet. Dann wurde eine TbFe-Legierung in Argongas von einem zweiten Target mit einer Sputtergeschwindigkeit von 10 nm/min (100 Å/min) und einem Sputterdruck von 0,67 N/m² (5 · 10&supmin;³ Torr) gesputtert, um eine erste Magnetschicht aus Tb&sub1;&sub8;Fe&sub8;&sub2; mit einer Dicke von 30 nm (300 Å) und Werten HL von ca. 140ºC und HH von ca. 795,6 KA/m (10 KOe) zu erhalten.
Dann wurde eine TbFeCo-Legierung in Argongas mit einem Sputterdruck von 0,67 N/m² (5 · 10&supmin;³ Torr) gesputtert, um eine zweite Magnetschicht aus Tb&sub2;&sub3;Fe&sub6;&sub3;Co&sub1;&sub4; mit einer Dicke von 50 nm (500 Å) und Werten TH von ca. 200ºC und HL von ca. 79,5 KA/m (1 KOe) zu erhalten.
Danach wurde eine ZnS-Schutzschicht einer Dicke von 300 nm (3000 Å) durch Sputtern in Argongas vom ersten Target mit einer Sputtergeschwindigkeit von 10 nm/min (100 Å/min) und einem Sputterdruck vor 0,67 N/m² (5 · 10&supmin;³ Torr) ausgebildet.
Nach Ausbildung dieser Schichten wurde das obige Substrat mit einem Heißschmelzkleber mit einer Polycarbonatplatte verklebt, um eine magnetooptische Platte zu erhalten.
Diese Platte wurde an einer Aufzeichnungs/Wiedergabevorrichtung montiert und mit einer Lineargeschwindigkeit von ca. 15 in/sec durch eine Magnetfelderzeugungseinheit einer Feldintensität von 198,9 KA/m (2,5 KOe) geführt. Das Aufzeichnen und Löschen wurden mit einem Laserstrahl einer Wellenlänge von 830 nm durchgeführt, der auf ca. 1 um fokussiert wurde.
Die Aufzeichnung wurde mit dem Laserstrahl mit einem Leistungsverhältnis von 50%, einer Frequenz von 4 MHz und unterschiedlichen Energieniveaus durchgeführt. Das Vorspannungsfeld wurde nicht eingesetzt.
Der Löschvorgang wurde durch Bestrahlung mit einem kontinuierlichen Laserstrahl von 6 mW in Gegenwart eines Vorspannungsmagnetfeldes von ca. 11,9 KA/m (150 Qe) in einer Richtung zur Invertierung der Magnetisierung der zweiten Magnetschicht durchgeführt.
Die Wiedergabe wurde mit einem Laserstrahl von 1 mW durchgeführt. Es wurde festgestellt, daß eine Aufzeichnung mit einer Energie von ca. 3 mW möglich war, wie in Fig. 44 gezeigt.

Beispiel 38

Um eine Aufzeichnung mit einer höheren Geschwindigkeit als in Beispiel 37 zu erhalten, wurde ein Vorspannungsmagnetfeld von 11,9 KA/m (150 Oe) in einer Richtung angelegt, in der die Magnetisierung der ersten Magnetschicht beim Aufzeichnen orientiert war. Im vorliegenden Beispiel wurde die Richtung des Magnetfeldes beim Löschen invertiert, da die Richtung des Vorspannungsfeldes bei der Aufzeichnung entgegengesetzt zu der beim Löschen war. Die erforderliche Aufzeichnungsenergie betrug 2,6 mW.

Beispiel 39

Eine Aufzeichnung wurde mit einem Vorspannungsmagnetfeld durchgeführt, das in seiner Richtung und seiner Intensität konstant gehalten wurde, und zwar sowohl zum Aufzeichnen als auch zum Löschen. Die Größe des Vorspannungsfeldes, das ein Löschen ermöglichte und die Aufzeichnung nicht behinderte, betrug ca. 15,9 KA/m (200 Oe).

Bezugsbeispiele 3, 4

Eine Probe des Bezugsbeispiels 3 wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 39 hergestellt, mit der Ausnahme, daß eine ZnS-Zwischenschicht einer Dicke von 10 nm (100 Å) zwischen der ersten und zweiten Magnetschicht ausgebildet wurde. Bei dieser Probe waren die Schichten magnetostatisch gekoppelt.
Eine Probe gemäß Bezugsbeispiel 4 wurde in der gleichen Weise hergestellt. Anstelle der Ausbildung der ersten und zweiten Schicht wurde jedoch eine erste Magnetschicht in einer Dicke von 80 nm (800 Å) ausgebildet.
Die Aufzeichnung und das Löschen wurden auf diesen Proben in der gleichen Weise wie vorstehend erläutert durchgeführt. Die zur Aufzeichnung benötigte Energie betrug ca. 4 mW, wie in Fig. 44 gezeigt.
Das Löschen wurde mit einer Laserenergie von 6 mW auf den Proben von Beispiel 37 und den Bezugsbeispielen 3 und 4 durchgeführt.

Beispiel 40

Eine Aufzeichnung wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 37 durchgeführt.
Das Löschen wurde mit dem folgenden Verfahren durchgeführt, das zum Löschen der gesamten Oberfläche der Platte oder zum Löschen von mehreren Spuren ohne übermäßige Präzision geeignet ist. Genauer gesagt, der Löschvorgang wurde mit einer anderen Magnetfelderzeugungseinheit durchgeführt, die zwischen dem Aufzeichnungskopf 5 und der Magnetfelderzeugungseinheit 8 angeordnet und in der Lage war, ein Magnetfeld einer Richtung entgegengesetzt zu der des von der Einheit 8 erzeugten Feldes und einer Größe zu erzeugen, die zur Invertierung der Magnetisierung der ersten Magnetschicht ausreichend war. Auf diese Weise ist es nicht mehr erforderlich, das Löschen mit dem Aufzeichnungs/Wiedergabekopf durchzuführen.

Verbesserung der Vorrichtung

Fig. 45 ist eine schematische Ansicht einer anderen Ausführungsform der magnetooptischen Aufzeichnungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung, wobei gleiche Teile wie in Fig. 8 mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind und nicht weiter erläutert werden. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Einrichtung 24 zur Erzeugung des ersten Magnetfeldes durch ein Führungsfeld eines Antriebsmagneten einer Betätigungseinheit 84 zur Bewegung der Objektivlinse 19 des optischen Kopfes 14 ersetzt. Die Einrichtung 25 zur Erzeugung des zweiten Magnetfeldes ist auf der gleichen Seite wie der optische Kopf 14 relativ zur Platte 11 angeordnet. Es wird auf diese Weise möglich, die Anzahl der Teile zu reduzieren und die Vorrichtung kompakter auszubilden.
Fig. 46 ist eine teilweise abgeschnittene Draufsicht, die noch eine weitere Ausführungsform zeigt, bei der die gleichen Teile wie in Fig. 45 mit gleichen Bezugszeichen versehen sind und nicht weiter erläutert werden. Bei dieser Ausführungsform ist die Einrichtung 85 zur Erzeugung des zweiten Magnetfeldes am optischen Kopf 14 angeordnet, wodurch die Vorrichtung noch kompakter ausgebildet wird.

Claims

1. Magnetisches Aufzeichnungsmedium mit einer Vielzahl von Schichten, die eine Primärschicht (2) und mindestens eine Sekundärschicht (3) umfassen und die über Austauschkopplungskräfte miteinander koppelbar sind, wobei jede Schicht unter einer entsprechenden Curie- Temperatur permanent magnetisierbar ist und die Sekundärschicht (3) eine höhere Curie-Temperatur und eine geringere Koerzitivkraft bei Umgebungstemperatur besitzt als die Primärschicht (2), dadurch gekennzeichnet, daß gilt

HH > HL > σW/2MSh

worin HH die Koerzitivkraft der Primärschicht (2), HL die Koerzitivkraft der Sekundärschicht (3), MS die Sättigungsmagnetisierung der Sekundärschicht (3), h die Dicke der Sekundärschicht (3) und σW die magnetische Wandenergie zwischen der Primär- und Sekundärschicht (2, 3) ist, wobei die Primärschicht (2) eine Koerzitivkraft HH in einem Bereich von 3 bis 10 KOe (238,77 KA/m bis 795,9 KA/m) und die magnetische Sekundärschicht (3) eine Koerzitivkraft HL in einem Bereich von 0,5 bis 2 KOe (39,795 KA/m bis 159,18 KA/m) besitzen.

2. Magnetisches Medium mit einer Vielzahl von Schichten einschließlich einer Primärschicht (2) und mindestens einer Sekundärschicht (3), die über Austauschkopplungskräfte miteinander koppelbar sind, wobei jede Schicht unter einer entsprechenden Curie-Temperatur permanent magnetisierbar ist und die Sekundärschicht (3) eine höhere Curie-Temperatur und eine geringere Koerzitivkraft bei Umgebungstemperatur als die Primärschicht (2) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß gilt

HH > HL > σW/2MSh

worin HH die Koerzitivkraft der Primärschicht (2), HL die Koerzitivkraft der Sekundärschicht (3), MS die Sättigungsmagnetisierung der Sekundärschicht (3), h die Dicke der Sekundärschicht (3) und σW die magnetische Wandenergie zwischen der Primär- und Sekundärschicht (2, 3) ist, und daß das Medium des weiteren eine Einstellschicht (41) zwischen der Primär- und Sekundärschicht (2, 3) aufweist, die die magnetische Wandenergie σW einstellt.

3. Medium nach Anspruch 2, bei dem die Einstellschicht (41) aus einem Material besteht, das aus Ti, Cr, Al, Ni, Fe, Co, Seltenerdelementen und Übergangsmetallen ausgewählt ist, und eine Dicke in einem Bereich von 5 bis 50 Å (0,5 bis 5 nm) besitzt.

4. Medium nach Anspruch 2, bei dem die Einstellschicht (41) aus einem magnetischen Material besteht, das über eine Austauschkopplungskraft relativ fest an die Sekundärschicht (3) und relativ schwach an die Primärschicht (2) koppelbar ist.

5. Medium nach Anspruch 2, bei dem die Einstellschicht (41) aus einem magnetischen Material besteht und die Koerzitivkraft der Einstellschicht (41) geringer ist als die der Primär- und Sekundärschicht (2, 3).

6. Medium nach einem der Ansprüche 2 bis 5, bei dem die Einstellschicht (41) eine temperaturabhängige Magnetisierung besitzt, die eine größere Austauschkraft zwischen der Primär- und Sekundärschicht (2, 3) bei erhöhten Temperaturen als bei Umgebungstemperaturen vorsieht.

7. Medium nach einem der Ansprüche 2 bis 6, bei dem die Einstellschicht (41) aus einem magnetischen Material besteht, das eine magnetische Oberflächenanisotropie bei Umgebungstemperaturen und eine magnetische Vertikalanisotropie bei Temperaturen nahe am Curie-Punkt der magnetischen Primärschicht (2) besitzt.

8. Medium nach einem der Ansprüche 2 bis 7, bei dem die Primärschicht (2), Sekundärschicht (3) und Einstellschicht (41) aus Legierungen eines Seltenerdelementes und eines Übergangsmetalls bestehen, wobei die Primärschicht (2) eine Zusammensetzung besitzt, die im Vergleich zur Kompensationszusammensetzung reich an dem Übergangsmetall ist, während die Sekundärschicht (3) und die Einstellschicht (41) Zusammensetzungen aufweisen, die im Vergleich zu den Kompensationszusammensetzungen reich am Seltenerdelement sind.

9. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, das des weiteren eine Schutzschicht (42, 43) (andere Schicht als ein Substrat), die aus einem dielektrischen Material besteht, auf mindestens einer Seite der Primär- und Sekundärschicht (2, 3) umfaßt.

10. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, das des weiteren ein gerilltes Substrat (1) aufweist, über das die Schichten gelegt sind.

11. Magnetisches Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, bei dem die Primär- und Sekundärschicht (2, 3) Kompensationstemperaturen (T1comp, T2comp) und Curie-Temperaturen (Tc1, Tc2) besitzen, die die nachfolgenden Bedingungen erfüllen:

T1comp < Umgebungstemperatur < t2comp < Tc1 < Tc2.

12. Medium nach Anspruch 1, bei dem die folgenden Bedingungen gelten:

L&sub1; + L&sub2; > 600 Å (60 nm)

L&sub1; > 200 Å (20 nm)

worin L&sub1; die Dicke der Primärschicht und L&sub2; die Dicke der Sekundärschicht bedeuten.

13. Informationsaufzeichnungsverfahren zur Aufzeichnung von Informationen in einem von zwei Magnetisierungszuständen eines magnetooptischen Aufzeichnungsmediums, das eine magnetische Primärschicht und eine magne tische Sekundärschicht umfaßt, die über Austauschkopplungskräfte miteinander koppelbar sind, wobei jede Schicht unter einer entsprechenden Curie-Temperatur permanent magnetisierbar ist und die Sekundärschicht eine höhere Curie-Temperatur und eine niedrigere Koerzitivkraft bei Umgebungstemperatur besitzt als die Primärschicht, wobei gilt:

HH > HL > σW/2MSh

worin HH die Koerzitivkraft der Primärschicht (2), HL die Koerzitivkraft der Sekundärschicht (3), MS die Sättigungsmagnetisierung der Sekundärschicht (3), h die Dicke der Sekundärschicht (3) und σW die magnetische Wandenergie zwischen der Primär- und Sekundärschicht (2, 3) ist und wobei die Primärschicht (2) eine Koerzitivkraft HH in einem Bereich von 3 bis 10 KOe (238,77 KA/m bis 795,9 KA/m) und die magnetische Sekundärschicht (3) eine Koerzitivkraft HL in einem Bereich von 0,5 bis 2 KOe (39,795 KA/m bis 159,18 KA/m) besitzen und das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:

(a) Anlegen eines Magnetfeldes einer Stärke, die groß genug ist, um die Koerzitivkraft der magnetischen Sekundärschicht zu überwinden, jedoch nicht ausreicht, um die Koerzitivkraft der magnetischen Primärschicht zu überwinden; und

(b) einen Aufzeichnungsschritt, der das Anlegen eines Magnetfeldes (B1) an das Medium umfaßt, während das Medium mit einem Lichtstrahl entweder einer ersten Energie oder einer zweiten Energie entsprechend unterschiedlichen Informationszustän den, die aufzuzeichnen sind, bestrahlt wird, wobei

die erste Energie ausreicht, um das Medium auf eine erste Temperatur zu erhitzen, wobei das Magnetfeld bei der ersten Temperatur nicht ausreicht, um die Magnetisierung der Sekundärschicht (3) zu beeinflussen, wobei die Magnetisierung der Primärschicht (2) in einer stabilen Richtung relativ zur Magnetisierung der Sekundärschicht (3) orientiert ist, und

wobei die zweite Energie ausreicht, um das Medium auf eine zweite Temperatur zu erhitzen, das Magnetfeld bei der zweiten Temperatur ausreicht, um die Magnetisierung der Sekundärschicht (3) umzuschreiben, und die Magnetisierung der Primärschicht (2) in einer stabilen Richtung relativ zur Magnetisierung der magnetischen Sekundärschicht (3) orientiert ist.

14. Verfahren zur Herstellung eines magnetooptischen Aufzeichnungsmediums, das eine Vielzahl von Schichten einschließlich einer Primärschicht (2) und mindestens einer Sekundärschicht (3) umfaßt, mit den folgenden Schritten:

(a) Anordnen eines transparenten Substrates (1) in einer Vakuumvorrichtung;

(b) Ausbilden einer magnetischen Primärschicht auf dem transparenten Substrat durch Sputtern oder Abscheiden;

gekennzeichnet durch die folgenden weiteren Schritte:

(c) Belassen der in Schritt (b) ausgebildeten magnetischen Primärschicht über 5 Minuten oder mehr in einem Zustand, in dem der Druck eines Restgases oder Inertgases in der Vorrichtung 7 · 10&supmin;&sup7; Torr (9,33 · 10&supmin;&sup5; Newton/m²) oder mehr beträgt; und

(d) Ausbilden einer magnetischen Sekundärschicht (3) mit einer höheren Curie-Temperatur und einer niedrigeren Koerzitivkraft bei Umgebungstemperatur als bei der magnetischen Primärschicht (2) über der magnetischen Primärschicht (2) durch Sputtern oder Abscheiden;

wobei die Schichten (2, 3) über Austauschkopplungskräfte miteinander koppelbar sind, jede Schicht unter einer entsprechenden Curie-Temperatur permanent magnetisierbar ist, die Sekundärschicht (3) eine höhere Curie-Temperatur und eine geringere Koerzitivkraft bei Umgebungstemperatur als die Primärschicht (2) besitzt und wobei gilt

HH > HL > σw/2Msh

worin HH die Koerzitivkraft der Primärschicht (2), HL die Koerzitivkraft der Sekundärschicht (3), Ms die Sättigungsmagnetisierung der Sekundärschicht (3), h die Dicke der Sekundärschicht (3) und σw die magnetische Wandenergie zwischen der Primär- und Sekundärschicht (2, 3) ist und wobei die Primärschicht (2) eine Koerzitivkraft HH in einem Bereich von 3 bis 10 KOe (238,77 KA/m bis 295,9 KA/m) und die magnetische Sekundärschicht (3) eine Koerzitivkraft HL in einem Bereich von 0,5 bis 2 KOe (39,795 KA/m bis 159,18 KA/m) besitzen.

15. Verfahren zur Herstellung eines magnetooptischen Aufzeichnungsmediums, das eine Vielzahl von Schichten einschließlich einer Primärschicht (2) und mindestens einer Sekundärschicht (3) umfaßt, mit den folgenden Schritten:

(a) Anordnen eines transparenten Substrates in einer Vakuumvorrichtung;

gekennzeichnet durch die folgenden weiteren Schritte:

(c) Bewirken einer Plasmaentladung in einer Atmosphäre aus einem Inertgas oder einem Gas, das aus einem Element besteht, das auf einem Element der magnetischen Primärschicht oder einer magnetischen Sekundärschicht reagiert oder das an das Element adsorbiert werden kann;

(d) Ausbilden der magnetischen Sekundärschicht mit einer höheren Curie-Temperatur und einer geringeren Koerzitivkraft bei Umgebungstemperatur als bei der magnetischen Primärschicht über der magnetischen Primärschicht durch Sputtern oder Abscheiden;

wobei die Schichten (2, 3) über Austauschkopplungskräfte miteinander koppelbar sind, jede Schicht unter einer entsprechenden Curie-Temperatur permanent magnetisierbar ist, die Sekundärschicht (3) eine höhere Curie-Temperatur und eine geringere Koerzitivkraft als die Primärschicht (2) bei Umgebungstemperatur besitzt und wobei gilt:

HH > HL > σw/2Msh

worin HH die Koerzitivkraft der Primärschicht (2), HL die Koerzitivkraft der Sekundärschicht (3), Ms die Sättigungsmagnetisierung der Sekundärschicht (3), h die Dicke der Sekundärschicht (3) und σw die magnetische Wandenergie zwischen der Primär- und Sekundärschicht (2, 3) ist und wobei die Primärschicht (2) eine Koerzitivkraft HH in einem Bereich von 3 bis 10 KOe (238,77 KA/m bis 795,9 KA/m) und die magnetische Sekundärschicht (3) eine Koerzitivkraft HL in einem Bereich von 0,5 bis 2 KOe (39,795 KA/m bis 159,18 KA/m) besitzen.

16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, bei dem das Inertgas aus Ar, He oder Ne besteht.

17. Verfahren zur Herstellung eines magnetooptischen Aufzeichnungsmediums, das eine Vielzahl von Schichten einschließlich einer Primärschicht (2) und mindestens einer Sekundärschicht (3) umfaßt, mit den folgenden Schritten:

(a) Anordnen eines transparenten Substrates (1) in einer Vakuumvorrichtung;

gekennzeichnet durch die folgenden weiteren Schritte:

(c) Einführen eines Gases in die Vorrichtung, das aus einem Element besteht, das auf einem Element der magnetischen Primärschicht oder einer magnetischen Sekundärschicht reagiert oder das an das Element adsorbiert werden kann; und

(d) Ausbilden der magnetischen Sekundärschicht mit einer höheren Curie-Temperatur und einer niedrigeren Koerzitivkraft bei Umgebungstemperatur als bei der magnetischen Primärschicht auf der magnetischen Primärschicht durch Sputtern oder Abscheiden;

wobei die Schichten über Austauschkopplungskräfte miteinander koppelbar sind, jede Schicht unter einer entsprechenden Curie-Temperatur permanent magnetisierbar ist, die Sekundärschicht (3) eine höhere Curie-Temperatur und eine niedrigere Koerzitivkraft bei Umgebungstemperatur besitzt als die Primärschicht (2) und wobei gilt

HH > HL > σw/2Msh

18. Verfahren nach Anspruch 15 oder 17, bei dem das Gas aus H&sub2;O, O&sub2;, H&sub2;, N&sub2;, H&sub2;&sub5;, CS&sub2; und CH&sub4; besteht.

19. Verfahren nach Anspruch 17, bei dem der Partialdruck des in die Vorrichtung eingeführten Gases 2 · 10&supmin;&sup6; Torr (2,67 · 10&supmin;&sup4; Newton/m²) oder mehr beträgt.

20. Medium nach Anspruch 9, bei dem die Schutzschicht (42, 43) eine Dicke besitzt, die mindestens 200 A (20 nm) entspricht.

21. Verfahren nach Anspruch 13, bei dem in Schritt (a) des Verfahrens ein Magnetfeld an das magnetooptische Aufzeichnungsmedium gelegt wird, das die folgenden Bedingungen erfüllt:

HH > 1,5 KOe (119,39 KA/m)

B < 0,2 X HH - 0,3 KOe (23,88 KA/m)

worin HH die Koerzitivkraft der magnetischen Primärschicht und B die Intensität des in Schritt (a) angelegten Magnetfeldes ist.

22. Verfahren nach Anspruch 13, bei dem das Medium eine dritte Schicht zwischen der Primär- und Sekundärschicht umfaßt und die dritte Schicht eine Ein stellschicht zur Einstellung der magnetischen Wandenergie σW aufweist, wobei im Aufzeichnungsschritt die Magnetisierung der Primärschicht über die Einstellschicht in einer stabilen Richtung relativ zur Magnetisierung der Sekundärschicht orientiert wird.