JPH0714230A - 光磁気記録媒体及びその再生方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 レーザー光などの光を用いて情報を記録再生
する光磁気記録媒体において、簡単な構造で安定して再
生動作ができることを目的とする。 【構成】 磁気的に結合した再生層２、中間層３、記録
層４を有し、中間層３は室温で面内磁化膜であり、中間
層３の補償温度は記録層４の磁化が再生層２に転写を開
始する温度よりも高く、かつ、中間層３のキュリー温度
は再生時の昇温により磁化が喪失する程度の温度である
構成により、従来に比較して光磁気記録媒体の層の数を
低減でき、交換結合力の制御を容易とし、かつ中間層３
の補償温度、キュリー点を調整することにより再生時の
動作を安定化することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はレーザー光などの光を用
いて情報の記録再生を行う光磁気記録媒体及びその再生
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】情報処理システムにおける情報処理量の
急速な増加にともない記録容量の大きい記録媒体、とり
わけ光磁気記録媒体が注目されている。

【０００３】光磁気記録媒体への記録は、レーザー光照
射により記録膜の温度を局部的にキュリー温度以上に加
熱し、照射部の記録膜を外部磁界の向きに磁化させ、記
録磁区を形成することによって行う（熱磁気記録）。そ
の記録信号の再生は、記録消去時のレーザーパワーより
低いパワーのレーザー光を照射し、記録膜の記録状態
（記録磁区の磁化の向き）に応じて反射光あるいは透過
光の偏光面が回転する（磁気光学効果）状況を検出する
ことによって行う。

【０００４】記録磁区が再生光のスポット径以下に小さ
くなると、再生しようとする記録磁区の前後の記録磁区
も再生光の検出範囲に含まれ、それらからの干渉により
再生信号が小さくなるためにＳ／Ｎが低下するという課
題があった。この課題の解決策として、記録したドメイ
ンがレーザー光のスポット径に比較して充分小さいと
き、レーザー光のスポットの中に２つ以上のドメインが
入るため再生時のＣ／Ｎが悪くなるので、レーザー光の
スポットの中のドメインの一つのみを再生するという方
式がある（たとえば、日経エレクトロニクス１９９１．
１０．２８（Ｎｏ．５３９）の記載文献参照）。

【０００５】以下に従来の光磁気記録媒体について説明
する。図６に示すように、光磁気記録媒体は再生層２
１、再生補助層２２、中間層２３及び記録層２４が交換
結合された４層で構成されている。

【０００６】再生層２１と再生補助層２２の交換結合力
をＨ1-2、中間層２３を介して働く再生補助層２２と記
録層２４の交換結合力をＨ2-4とする。中間層２３は面
内磁化膜であるためにＨ2-4は再生補助層２２と記録層
２４を直接に積層したときの交換結合力より小さくな
る。

【０００７】再生層２１は、低保磁力Ｈc1のＧｄＦｅＣ
ｏ膜製の垂直磁化膜でＨc1は５０〜百Ｏｅ程度である。
再生補助層２２は、低いキュリー温度Ｔcを有するＴｂ
ＦｅＣｏ膜製の垂直磁化膜でＴcは１３０〜１６０℃
で、保磁力Ｈc2は４ｋＯｅ以下とする。室温での交換結
合力を制御するための中間層２３は、ＧｄＦｅＣｏ膜製
で、記録層２４は、高保磁力Ｈc4のＴｂＦｅＣｏ膜製の
垂直磁化膜でＨc4は１０ｋＯｅ以上とする。

【０００８】図中の２５は初期化磁界Ｈi、２６は再生
磁界Ｈr、２７は再生光、２８は記録磁区を示す。

【０００９】以上のように構成された光磁気記録媒体に
ついて、以下その再生動作を説明する。

【００１０】あらかじめ、情報は光磁気記録媒体に熱磁
気記録されていて、その記録された記録磁区を再生する
方法について述べる。

【００１１】はじめに再生層２１及び再生補助層２２の
初期化を行う。すなわち、初期化磁界Ｈi２５の向きに
再生層２１及び記録層２４の磁化を向ける。これによ
り、再生層２１の記録磁区２８が消失する。このための
条件は、再生層２１については、Ｈi＞Ｈc1＋Ｈ1-2であ
り、再生補助層２２については、Ｈi＞Ｈc2＋Ｈ2-4−Ｈ
1-2である。この条件を満たすように組成、製膜条件等
を設定する。

【００１２】その磁化の揃った状態を保持させるため
に、Ｈc2＞Ｈ2-4−Ｈ1-2を満足するように設定する。再
生層２１の記録磁区２８は消滅磁区２９となる。

【００１３】次に再生光２７が照射される。再生時に、
再生光２７の照射によって再生層２１及び再生補助層２
２の一部分３０ａの温度が、温度Ｔd1以上かつ温度Ｔd2
以下に上昇したときに、記録層２４の磁化を再生層２１
及び再生補助層２２に転写させる。Ｈ2-4＋Ｈr＞Ｈc2＋
Ｈ1-2を満足するように設定すると、記録層２４の磁化
が再生補助層２２に転写される。また、もともと、再生
層２１の保磁力Ｈc1は小さいのでＨ1-2＞Ｈc1と設定す
れば再生層２１の磁化は再生補助層２２の向きに揃う。

【００１４】また、再生層２１及び再生補助層２２の一
部分３０ｂがキュリー温度Ｔcより高い温度Ｔd2以上に
上昇するが、Ｔc＜Ｔd2であるため、再生補助層２２の
磁化が消滅して（再生補助層の一部分２２ｂ）Ｈ2-4が
零となる。また、このとき再生磁界ＨrをＨr＞Ｈc1にな
るように設定しているため、再生層２１の磁化は再生磁
界Ｈrの方向に揃う。

【００１５】従って、再生光２７のスポットのうちで温
度Ｔd1以上かつ温度Ｔd2以下の部分からのみ記憶情報を
再生信号として読み出すことができる。これで再生光２
７のスポットの大きさよりも小さな記録磁区２８を前後
の記録磁区２８からの波形干渉なしで再生できることに
なる。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来の構成では、光磁気記録媒体の構造が４層となり、複
雑であるため各層間の制御が難しく、組成、膜厚、製膜
条件が多少変化しただけでも交換結合力が変わり再生の
動作条件が変動して、安定した再生が不可能となり動作
ができないという問題点、また、４層も製膜しなければ
ならないので製膜に手間がかかり低コスト化がはかれな
いという問題点を有していた。

【００１７】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、安定した再生動作が可能で簡易な構造の光磁気記録
媒体及びその再生方法を提供することを目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の光磁気記録媒体及びその再生方法は、磁気的
に結合させた記録層、中間層、再生層を有し、中間層は
室温において面内磁化膜であり、かつ、中間層の補償温
度は記録層の磁化が再生層に転写を開始する温度よりも
高く、かつ、中間層のキュリー温度は再生時の昇温によ
り磁化が喪失する程度の温度である構成、及びその光磁
気記録媒体の中間層の一部が中間層のキュリー温度に到
達し、かつ、中間層の一部の温度が中間層の補償温度と
キュリー温度との間となるような強度のレーザー光で再
生する方法としたものである。

【００１９】

【作用】この構成及び方法において、中間層のキュリー
温度を低くして再生中に昇温する温度に近づけると、再
生中にキュリー温度以上になる領域が生じ、そのため磁
化がその領域で消滅して記録層と再生層の相互間の交換
結合力が作用しなくなる。

【００２０】

【実施例】以下本発明の一実施例について、図面を参照
しながら説明する。

【００２１】図１及び図２に示すように、光磁気記録媒
体は、ポリカーボネイト製の基板１上に形成されたキュ
リー温度Ｔc1、保磁力Ｈc1を有するＧｄＴｂＦｅＣｏ膜
製の再生層２と、室温では面内磁化膜でキュリー温度Ｔ
c2と補償温度Ｔcompを有するＧｄＦｅＣｏ膜製の中間層
３と、キュリー温度Ｔc3，保磁力Ｈc3を有するＴｂＦｅ
Ｃｏ膜製の記録層４と、窒化珪素製の保護層５ａ，５ｂ
とで構成され、再生層２と記録層４は中間層３を介して
交換結合されている。各層はスパッタリング法または真
空蒸着法により形成し、各層の膜厚は再生層２を４０ｎ
ｍ、中間層３を１〜１０ｎｍ、記録層４を５０ｎｍと設
定した。また、キュリー温度はＴc1を３００℃程度、Ｔ
c2を２００℃、Ｔc3を３００℃程度、保磁力は室温にお
いてＨc1を１．５〜２ｋＯｅ、Ｈc3を希土類優勢（RE-r
ich）５ｋＯｅに設定した。また、中間層３の補償温度
Ｔcompは約１５０℃である。

【００２２】図中の６は初期化磁界Ｈi、７は再生磁界
Ｈr、８は再生光（斜線部も含む）、９は記録磁区、１
０は初期化磁界で消滅した記録磁区を示す。

【００２３】以上のように構成された光磁気記録媒体に
ついて、以下その動作を説明する。情報は記録層４に記
録磁区９として記録用磁界（３百Ｏｅ前後）の下で熱磁
気記録されている。室温においては、中間層３の交換結
合抑制作用により記録層４から再生層２への記録磁区９
の転写する力、すなわち、交換結合力Ｈ1-3は弱められ
ている。つまり、中間層３の磁化は膜厚が薄いために記
録層４と再生層２からの交換結合力により垂直方向に向
くが、もともと面内に向こうとしている磁化を無理やり
垂直方向に向かせているために、そこに力がとられる。
このため、垂直磁化膜である記録層４と再生層２を直接
に積層するよりは記録層４と再生層２の交換結合力は弱
まる。中間層３の厚みが零のときの交換結合力を基準に
して図３に示した交換結合力から分るように、中間層３
の厚みが３ｎｍのとき、交換結合力は中間層３を挿入し
ないときの６割程度に減らすことができる。中間層３の
ないときの再生層２と記録層４の交換結合力が約１．５
ｋＯｅなので、中間層３の厚みが３ｎｍのとき、Ｈ1-3
は室温で９百Ｏｅ程度まで低減でき、Ｈc1を１．５ｋＯ
ｅ程度とすれば初期化磁界Ｈiを３ｋＯｅ以下に低減し
てもＨc1＞Ｈ1-3、かつ、Ｈc1＋Ｈ1-3＜Ｈi＜Ｈc3の関
係を容易に設定できる。従って、再生層２の磁化は初期
化磁界Ｈiの向きに揃い、記録磁区１０は消滅し、再生
層２には存在しない。再生時に、再生光８の照射によっ
て再生層２の一部分２ａの温度が１５０℃程度以上に上
昇したとき、中間層３の補償温度（１５０℃）付近とな
り、磁化の減少により反磁界が大幅に減少して（磁化が
零で反磁界は零である。）交換結合の抑制作用が小さく
なって交換結合力Ｈ1-3が０．５ｋＯｅ程度に大きくな
るため、Ｈc1＜Ｈ1-3＋Ｈr，Ｈ3-1＋Ｈr＜Ｈc3の関係が
容易に成立できる。従って、再生層２の一部分２ａの磁
化は記録層４の磁化の向きに揃えられるので、記録層４
の記録磁区９は再生層２に転写される。

【００２４】更に、再生層２の一部分２ｂでは温度が２
００℃以上になり、中間層３のキュリー温度Ｔc2の２０
０℃をこえるので、中間層３の一部分１１の磁化が消滅
する。このために、交換結合力Ｈ1-3は零となる。この
ために、再生層２の保磁力Ｈc1はもともと小さいのでＨ
c1＜Ｈr（再生磁界）となり、再生層２の一部分２ｂで
は再び再生層２は再生磁界Ｈrの方向に揃う。このた
め、再生層２の一部分２ａのみで記録層４の記録磁区９
が再生層２に転写される。

【００２５】この光磁気記録媒体を再生した場合、再生
光８の照射により光磁気記録媒体の温度が上昇する。集
束された再生光８の強度はガウシアン分布を有し、光磁
気記録媒体が再生光８に対して矢印Ａで示した方向に移
動するので、再生光スポット内の温度分布は再生光８の
中心付近より後方にずれて再生層２の一部分２ａは１５
０℃程度ないし２００℃の高温となり、再生層２の一部
分２ｂは２００℃以上の高温となる。すなわち、再生光
８のうち１５０℃程度以上２００℃以下になった一部分
において交換結合力Ｈ1-3が０．５ｋＯｅ程度に大きく
なり、Ｈc1＜Ｈ1-3＋Ｈr，Ｈ3-1＋Ｈr＜Ｈc3の関係が成
立して、再生層２の一部分２ａの磁化は記録層４の磁化
の向きに揃えられるので、記録層４の記録磁区９は再生
層２に転写される。

【００２６】また、２００℃以上の高温となる部分２ｂ
では中間層３の磁化が消滅して（中間層の一部分１
１）、交換結合力Ｈ1-3が零となり、再生磁界Ｈrが再生
層２の保磁力Ｈc1より大となり、再び再生層２の磁化は
再生磁界Ｈrの方向に揃う。

【００２７】図４に示すように、室温において、再生層
２の保磁力Ｈc1は１．５ｋＯｅ、磁界換算した交換結合
力Ｈ1-3は０．８ｋＯｅである。Ｈc1＞Ｈ1-3となり３．
５ｋＯｅ程度の初期化磁界Ｈiで初期化できる。温度の
上昇とともに保磁力Ｈc1と交換結合力Ｈ1-3は共に減少
し、温度Ｔo（約１５０℃）で同値となる。この温度Ｔo
以上ではＨc1＞Ｈ1-3となり、記録層４の磁化が再生層
２に転写される。更に温度が上昇してＴc2になると中間
層３の磁化が消滅するために交換結合力Ｈ1-3は零とな
る。

【００２８】次に、この光磁気記録媒体の再生方法につ
いて説明する。記録磁区９の大きさが０．４μｍで、線
速が５．６ｍ／ｓで、再生パワーが１〜３．５ｍＷの光
磁気記録媒体の再生出力とノイズの再生パワー依存性を
示した図５から分るように、再生パワーが１ｍＷでは再
生出力は低いが、再生パワーの増加にともない光磁気記
録媒体も昇温し、１．５ｍＷで図４で示した温度Ｔo以
上になり記録層４の磁化が再生層２に転写され出力が激
増する。更に再生パワーを上げると一部の領域で中間層
３のキュリー温度Ｔc2を越えるために、図２の再生層２
の一部分２ｂで示した領域が出現し出力が更に増加す
る。つまり再生するときに、１．５ｍＷの再生パワーが
記録層４の磁化の再生層２への転写が開始する光磁気記
録媒体の温度となる。また、出力を更に増加させると中
間層３の一部に中間層３のキュリー温度Ｔc2を越える部
分が出現する。

【００２９】記録層４の磁化の再生層２への転写がおき
ている領域の温度が、中間層３の補償温度Ｔcomp近傍に
設定されているために、記録層４の磁化の再生層２への
転写が容易となる。再生パワーと中間層３の昇温温度の
関係は、光磁気記録媒体が移動する線速や光磁気記録媒
体の構造により変化するため一義的には決まらない。そ
こで、記録磁区９を外部磁界零の条件で消去が開始する
パワーから類推する。この消去開始パワーで記録磁区９
の一部はキュリー温度Ｔc2に達したと推測できるので、
投入するレーザーパワーと記録磁区９が昇温する温度が
比例関係であるとすると、記録磁区９の昇温温度を中間
層３の補償温度Ｔcompにするために必要なパワーが類推
できる。

【００３０】以上のように本実施例によれば、中間層３
のキュリー温度Ｔc2を低くして再生中に昇温する温度に
近づくと、再生中にキュリー温度Ｔc2以上になる領域が
生じ、そのため磁化がその領域で消滅して、記録層４と
再生層２の相互間の交換結合力が作用しなくなる。これ
は従来の再生補助層の役割であり、本実施例では従来の
再生補助層は必要なくなり、記録層４と再生層２の相互
間の交換結合力を制御すれば良いことになる。従って制
御するパラメータが減少し安定な動作が確保でき、再生
補助層を一つ減らすことによりコストの低減も可能とな
る。更に光磁気記録媒体を構成する各磁性層のキュリー
温度及び保磁力は、組成の選択及び垂直磁気異方性の大
きさを変化させる各種元素の添加によって比較的簡単に
変えることができるので、光磁気記録媒体に要求される
記録再生条件が変化しても最適な光磁気記録媒体を作製
することができる。

【００３１】更に、本実施例では記録層４の磁化を再生
層２に転写させながら再生動作を行うため再生中の再生
層２の最高到達温度は記録層４の磁化が再生層２に転写
を開始する温度Ｔo以上になっており、温度Ｔoより大き
くかつキュリー温度Ｔc2より小なる領域において転写が
生じる。また、中間層３の補償温度Ｔcompは記録層４の
磁化が再生層２に転写を開始する温度をＴoとするとＴc
omp＞Ｔoが望ましく、Ｔc2＞Ｔcomp＞Ｔoの関係が成立
すると、再生動作が行われているときに温度Ｔoより大
かつキュリー温度Ｔcより小なる領域において中間層３
の温度は、補償温度Ｔcomp近傍となる。補償温度Ｔcomp
付近では磁化が小さいため反磁界が小さくなり交換結合
力を高める方向に力が働き記録層４の記録磁区９は再生
層２に転写しやすくなるので、動作温度でも交換結合力
が強くなり、記録磁区９の転写性が良くなる。また中間
層３は面内磁化膜であるために室温においては記録層４
と再生層２の交換結合力を弱めるため初期化磁界を低減
できる。

【００３２】更に、初期化動作及び転写動作を良好に行
うための各磁性膜の組成、交換結合力の制御を簡易に行
え、動作の安定性を広げることができる。

【００３３】なお、中間層３はＧｄＦｅＣｏ膜製とした
が、それ以外の中間層３の補償温度をＴcomp、記録層４
の磁化が再生層２に転写を開始する温度をＴoとしたと
きにＴo＜Ｔcompの条件を満たし、かつ、再生時の昇温
により磁化が喪失する程度のキュリー温度を有する磁性
材料膜製としてもよい。

【００３４】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように本発明
は、磁気的に結合した記録層、中間層、再生層を有し、
中間層は室温において面内磁化膜であり、かつ、中間層
の補償温度は記録層の磁化が再生層に転写を開始する温
度よりも高く、かつ、中間層のキュリー温度は再生時の
昇温により磁化が喪失する程度の温度である構成、及
び、その光磁気記録媒体の中間層の一部が中間層のキュ
リー温度に到達し、かつ、中間層の一部の温度が中間層
の補償温度とキュリー温度との間となるような強度のレ
ーザー光で再生する方法により、安定した再生動作が可
能で簡単な構造の優れた光磁気記録媒体及びその再生方
法を実現できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の光磁気記録媒体の断面略図

【図２】（ａ）は同光磁気記録媒体の再生動作を説明す
る平面略図 （ｂ）は（ａ）の要部断面図

【図３】同光磁気記録媒体の中間層の膜厚と交換結合力
の関係を示した図

【図４】同光磁気記録媒体の交換結合力と再生層の保磁
力の温度依存性を示した図

【図５】同光磁気記録媒体の再生出力とノイズの再生パ
ワー依存性を示した図

【図６】（ａ）は従来の光磁気記録媒体の再生動作を説
明する平面略図 （ｂ）は（ａ）の要部断面図

【符号の説明】

２ 再生層 ３ 中間層 ４ 記録層

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁気的に結合した記録層、中間層、再生
   層を有し、前記記録層に対し信号の記録を行うととも
   に、前記再生層の磁化の向きを揃えた後、前記再生層を
   レーザー光の照射により昇温せしめ、前記記録層に記録
   された磁気信号を前記再生層に転写しながら磁気光学効
   果により光学信号に変換して読み取る再生方法で使用す
   る光磁気記録媒体であって、前記中間層は室温において
   面内磁化膜であり、かつ、前記中間層の補償温度は前記
   記録層の磁化が前記再生層に転写を開始する温度よりも
   高く、かつ、前記中間層のキュリー温度は再生時の昇温
   により磁化が喪失する程度の温度であることを特徴とし
   た光磁気記録媒体。
2. 【請求項２】 磁気的に結合した記録層、中間層、再生
   層を有し、前記中間層は室温において面内磁化膜であ
   り、かつ、前記中間層の補償温度が前記記録層の磁化が
   前記再生層に転写を開始する温度より高く、かつ、再生
   時の昇温により前記中間層の磁化が喪失する程度の温度
   のキュリー温度を有する光磁気記録媒体を前記中間層の
   一部の温度がキュリー温度に到達し、かつ、前記中間層
   の一部の温度が前記中間層の補償温度とキュリー温度と
   の間になるような強度のレーザー光で再生することを特
   徴とした光磁気記録媒体の再生方法。