JPH0350344B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は、レーザー光を用いて情報の記録・再
生・消去を行なう磁気光学記録媒体に関する。

〔従来技術〕

従来、光磁気記録に用いられる磁気光学記録媒
体の材料としてMnBi系、ガーネツト系、希土類
−遷移金属アモルフアス系などが知られている。
MnBi系は、キユリー温度が高いため、記録の際
に出力の大きなレーザーを必要とし、また粒界ノ
イズが多いため、Ｓ／Ｎ比の高い再生が実施でき
ないという欠点があり、ガーネツト系でも光の透
過率が大きいため、記録の際に出力の大きなレー
ザーが必要となる欠点があつた。その中で、希土
類−遷移金属アモルフアス系は、両者の欠点を補
うものとして期待されている。

このような磁気光学記録媒体の再生方式には、
フアラデー効果とカー効果を利用する方法があ
る。カー効果再生方式ではカー回転角を大きくし
再生信号レベルを向上させるために、磁気記録層
上にSiOやSiO₂などの誘電体層を形成して磁気記
録層面上への多重反射を利用する方法などが検討
されてきた。また、特開昭55−6541号、特開昭58
−6542号等に開示されているように、磁気記録層
を薄膜化し、裏面に金属反射層を形成することに
より、カー効果とフアラデー効果を利用してカー
回転角を増加させる方法も知られている。一方、
GdCo，GdFeなどの比較的大きなカー回転角を
有する磁性層と、DyFe，TbFeなどの保磁力の
大きい磁性層とを積層することによりカー回転角
を増加させ、再生信号レベルを向上させる方法も
知られている。

このようにカー回転角を大きくし、再生信号レ
ベルを向上させる方法が試みられているが、未だ
十分なものではない。また記録されるビツトの安
定性はバイアス磁界の大きさによつて影響を受け
易く、安定したビツトを記録するためには最適な
バイアス磁界を印加して記録しなければならな
い。

また、上述したような磁気記録層は酸素の存在
下で高温高湿の雰囲気に放置すると容易に酸化さ
れる。特に、磁気記録層を薄膜化した場合には、
その程度が著しい。従つて、時間が経つにつれ
て、媒体の記録感度の低下、記録再生時のエラー
の増加、信号の劣化などの欠点が生じやすい。

〔発明の開示〕

本発明は上述の如き欠点に鑑みなされたもので
あり、本発明の目的は、再生信号レベルが高く、
しかも安定した記録ビツトを形成することがで
き、結果的に高密度記録が可能な磁気光学記録媒
体を提供することにある。

本発明の他の目的は、保存安定性に優れた磁気
光学記録媒体を提供することにある。この目的は
次の本発明の磁気光学記録媒体によつて達成する
ことができる。すなわち、本発明の磁気光学記録
媒体は、基板と、該基板上に設けられ、膜面に垂
直方向に磁気異方性を有する第１の磁性層と、該
第１の磁性層に相接して設けられ、第１の磁性層
よりも高い保磁力を有し、膜面に垂直方向に磁気
異方性を有する第２の磁性層とから成る磁気光学
記録媒体において、前記第１の磁性層が、誘電体
中に希土類元素および遷移金属元素を分散させた
薄膜から成ることを特徴とする。

以下、図面を参照にして本発明による磁気光学
記録媒体を説明する。

第１図は、本発明の基本的態様を示す模式断面
図である。この図において、ａはプラスチツク又
はガラス等からなる透光性基板である。１は一種
以上の希土類元素および一種以上の遷移金属元素
を誘電体中に分散させた厚み方向に垂直な磁化容
易軸を有する第１の磁性層である。例えば、Fe，
Co，Ni等の遷移金属元素から選ばれた１種以上
の金属元素及びGd，Tb，Dy等の希土類元素か
ら選ばれた１種以上の元素をAlN，Si₃N₄，
MgF₂，BiF₃，SiO，SiO₂，TiO₂，及びTa₂O₅か
らなる群より選ばれた１種以上からなる誘電体中
に分散させて構成される。

誘電体中に含まれる遷移金属元素及び希土類元
素の体積の割合（体積充填率：ｑ）は、0.5≦ｑ
≦0.95が好ましい。体積充填率ｑが0.5以下であ
ると、厚み方向に垂直磁気異方性を有する磁化が
安定に存在しにくくなり、またｑが0.95以上であ
ると、酸素、水分等の雰囲気によつて磁性層が酸
化され易くなるからである。このような体積充填
率の好ましい範囲内に於いて、記録光に対する第
１の磁性層の光吸収率が30〜40％程度になるよう
に膜厚及び体積充填率を設定することが好まし
い。最適な膜厚は磁性層の材料、充填率によつて
異なるが、通常250〜1000Åの範囲に設定される。
光吸収率は、後述するようにこの記録媒体への記
録、再生の性能に大きな影響を及ぼす。

以上説明したような第１の磁性層１の好ましい
体積充填率、膜厚及び光吸収率を考慮して、第１
の磁性層１を構成する各原料を多元蒸着源とし
て、スパツタリング法、イオンプレーテイング
法、電子ビーム蒸着法等により基板の上へ成膜す
ることによつて、第１の磁性層１を形成すること
ができる。

２は第１の磁性層１よりも高い保磁力を有し、
かつ厚み方向に磁気異方性を有する第２の磁性層
であり、例えば、Fe，Co，Ni等の遷移金属元素
及びGd，Tb，Dy等の希土類元素の中から任意
に選び出した１種以上の元素からなる薄膜、バリ
ウムフエライト薄膜（BaFe₂O₄）、コバルト−ク
ロム合金薄膜（Co−Cr）、マンガン−ビスマス系
合金薄膜（MnBi，MnCuBi）等の磁性薄膜を使
用することができる。

このような磁性薄膜成分を構成する各原料金属
又はフエライトを多元蒸着源として、スパツタリ
ング法、イオンプレーテイング法、電子ビーム蒸
着法等の成膜法によつて第１の磁性層１上へ成膜
することによつて、第２の磁性層２を形成するこ
とができる。第２の磁性層２の厚さは、材質によ
つて異なるが通常500Å〜2000Å程度が好ましい。

第２図は、本発明の磁気光学記録媒体の別の実
施態様を示す模式断面図である。この記録媒体
は、第１図に示した磁気光学記録媒体の基板ａと
第１の磁性層１との間に反射防止層ｂを、第２の
磁性層２上に保護層３を形成して構成される。反
射防止層ｂは、第１の磁性層表面での反射率が最
小となるような反射防止構造に膜厚を設定した誘
導体からなり磁性層の場合と同様な方法により成
膜できる。この反射防止層ｂはレーザー光が入射
した時に、第１の磁性層表面からの反射光を減少
させることにより、レーザー光を効率良く磁性層
に与える機能を果つ。

保護層３は、有機高分子膜あるいは酸化物、硫
化物などの無機材料や金属材料からなり、磁性層
の保存安定性を向上させる効果がある。この保護
層３は、材料が有機物ならば、各種の塗工法、プ
ラズマ重合法等によつて成膜でき、材料が無機物
ならば、磁性層の場合と同様な方法によつて成膜
できる。

この磁気光学記録媒体の示すように第１の磁性
層１は必ずしも基板ａに直接、接して成膜される
必要はない。

また、第３図の示すように、第２図で示した態
様の磁気光学記録媒体に接着層４を介して保護板
a′を貼り合わせてもよい。

更に、磁気光学記録媒体の両面で記録、再生が
できるように両面に磁性層を設けた構成も可能で
ある。

本発明の磁気光学記録媒体の記録及び再生の機
構を第１図に示した記録媒体に於いて説明する。

この記録媒体に、基板ａ側からレーザー光を照
射すると、前述したように第１の磁性層の光吸収
率は、30〜40％程度であるので、このレーザー光
の残りの部分は、第１の磁性層１を通過し、第２
の磁性層２へ達して吸収される。従つて、第２の
磁性層２に於いて、光エネルギーは大部分熱エネ
ルギーに交換され、第２の磁性層の温度が上昇
し、キユリー点に達するとこの第２の磁性層の磁
化が反転する。第１の磁性層１の保磁力は第２の
磁性層２の保磁力より小さいので、この磁化反転
に伴い第１の磁性層の磁化も反転しビツトが記録
される。このように第２の磁性層２は第１の磁性
層１の磁化反転を容易にすると同時に、第１の磁
性層１の記録ビツトの安定化を可能にする。

このようにして記録されたビツトの再生は、基
板ａ側よりこの記録媒体へレーザー光を照射し、
その反射光の偏光角度を検出することにより行
う。

照射されたレーザー光は第１の磁性層１で一部
は反射され、一部は透過して第２の磁性層２で反
射される。この２つの反射光の合成されたものが
再生の際に検出される。第１の磁性層１で反射さ
れたレーザー光は、この層１の力ー効果を受け、
また第１の磁性層１を透過し第２の磁性層２で反
射されたレーザー光は、第１の磁性層１のフアラ
デー効果と第２の磁性層２のカー効果を受ける。
このそれぞれの反射光が合成されたものが再生の
際に検出されるので、みかけのカー回転角が増加
し、高い再生信号レベルを得ることができる。

また、第２の磁性層２のキユリー点が低く、再
生光により磁化が反転するおそれがあるときに
は、再生光が第２の磁性層２に達つしないような
構成も可能である。この場合は、第１の磁性層１
にカー回転角の大きい材料を用いて、第１の磁性
層１からの反射光のみの検出で再生を行えばよ
い。

このような第１の磁性層と第２の磁性層を有す
る本発明の磁気光学記録媒体は以下に述べる実施
例から明らかなように、記録の際に印加するバイ
アス磁界の影響を受けることなく、安定した記録
ビツトが形成でき、保存安定性も向上する。

本発明による磁気光学記録媒体を実施例を挙げ
て更に詳細に説明する。

〔実施例 １〕 76×26mm、厚さ１mmのスライドガラス基板上
に、一酸化ケイ素SiOの中にガドリニウム・テル
ビウム・鉄（Gd，Tb，Fe）を分散させた第１の
磁性層を成膜した。この成膜はFeターゲツトの
上にGd−Tb合金（組成Gd：Tb＝１：１）チツ
プを並べた複合ターゲツトとSiOターゲツトを用
いた２元スパツタリング法によつて実施した。
SiOの中に含まれるGd，Tb，Feの体積充填率
は、0.90であり、膜厚は280Åである。この時、
第１の磁性層の波長830nmにおける透過率は、40
％である。この第１の磁性層の上に、Tb₂₀
（Fe₉₀Co₁₀）₈₀薄膜を第２の磁性層として膜厚600
Åに成膜した。この成膜はスパツタリング法をに
より実施した、保磁力は約2.5KOeである。この
磁気光学記録媒体に基板側から波長830nm，出力
25mWの半導体レーザー光を照射し、厚み方向に
垂直に8KOeの磁界を印加した状態でカー回転角
の測定をした結果、θk≒1.2゜が得られた。

〔実施例 ２〕 直径200mm、厚さ1.5mmのデイスク状ガラス基板
の上に、実施例１と全く同様にして、第１の磁性
層、第２の磁性層を形成した。その上に、電子ビ
ーム蒸着法を用いて膜厚約4000ÅのSiO保護層を
成膜した後、接着剤を用いてガラス保護板を貼り
合わせ磁気光学記録媒体を作製した。

この磁気光学記録媒体に、基板側からレーザー
光を照射し、記録を行なつた、光源には、出力
25mW、波長830nmの半導体レーザーを用い、磁
性層の厚さ方向にバイアス磁界を印加した。この
デイスク状磁気光学記録媒体を1500rpmで回転さ
せながら、磁性層を一様に磁化し、レーザーをパ
ルス発振させて周波数2MHzの信号をビツト記録
した。この時印加したバイアス磁界は、0.5KOe
である。これを、出力10mWの半導体レーザーを
用いて再生した結果、記録周波数2MHzのとき、
約480mVの再生信号が得られ、良好な信号波形
であつた。また、この時のＣ／Ｎは帯域30AHzで
48dBが得られた。また、バイアス磁界を0.4〜
0.7KOeの範囲で変化させて記録を行ない、記録
されたビツトの顕微鏡観察を行なつた結果、バイ
アス磁界の変化に対しても安定して記録ビツトが
存在していることが確認された。また、この磁気
光学記録媒体を温度45℃、湿度95％R.H.の雰囲
気に放置して時間経過による保磁力の変化を測定
して保存安定性の試験を行なつたところ1000時間
経過後もほとんど保磁力が低下せず、従来の磁気
光学記録媒体と比較して保存安定性が優れている
ことがわかつた。

また、第１の磁性層として、Fe，Co，Niの１
種以上の金属元素及びGd，Tb，Dyの１種以上
の金属元素をAlN，Si₃N₄，MgF₂，BiF₃，SiO，
SiO₂，TiO₂，Ta₂O₅の１種以上からなる誘電体
中に分散させて構成したものを用い、第２の磁性
層として前記の金属薄膜、フエライト薄膜を用
い、種々の磁気光学記録媒体を作製し、同様な実
験をしたところ、再生信号レベルが高く、また記
録ビツトの安定性はバイアス磁界の影響をほとん
ど受けず、更に保存安定性が向上することがわか
つた。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明は、基板上に第１
の磁性層と第１の磁性層よりも高い保磁力を有す
る第２の磁性層とを積層して成る磁気光学記録媒
体において、第１の磁性層を、誘電体中に希土類
元素および遷移金属元素を分散させた薄膜から形
成したので、再生信号のレベルが高く、安定した
記録ビツトが形成できる媒体を得ることができ、
且つ、媒体の保存安定性を向上させる効果を奏す
るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図及び第３図は本発明による磁気
光学記録媒体の実施例を示す模式断面図である。 ａ…基板、a′…保護板、ｂ…反射防止層、１…
第１の磁性層、２…第２の磁性層、３…保護層、
４…接着層。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 基板と、該基板上に設けられ、膜面に垂直方
   向に磁気異方性を有する第１の磁性層と、該第１
   の磁性層に相接して設けられ、第１の磁性層より
   も高い保磁力を有し、膜面に垂直方向に磁気異方
   性を有する第２の磁性層とから成る磁気光学記録
   媒体において、 前記第１の磁性層が、誘電体中に希土類元素お
   よび遷移金属元素を分散させた薄膜から成ること
   を特徴とする磁気光学記録媒体。