JPH07176089A

JPH07176089A - 光磁気記録媒体及びそれを用いた光磁気記録情報の再生方法

Info

Publication number: JPH07176089A
Application number: JP5318734A
Authority: JP
Inventors: Junsaku Nakajima; 淳策中嶋; Naoyasu Iketani; 直泰池谷; Yoshiteru Murakami; 善照村上; Akira Takahashi; 明高橋; Kenji Ota; 賢司太田
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1993-12-17
Filing date: 1993-12-17
Publication date: 1995-07-14

Abstract

(57)【要約】【構成】光磁気ディスクは、室温からキュリー温度に
至る領域で垂直磁化を示す記録層４と、読み出し層３と
からなる磁気二重層を備えており、この読み出し層３
は、その磁化が、室温では比較的小さい外部磁界が印加
されることにより、この外部磁界に従う方向を向くと共
に、室温以上の高温状態では比較的大きな外部磁界のも
とでも、記録層４からの交換結合力に従った方向を向く
ように構成されている。【効果】再生時に照射する光の温度分布を利用して、
高温状態となる読み出し層３の領域を調整すると共に、
適当な大きさの外部磁界Ｈｒを印加することにより、短
波長レーザを用いることなく、また、トラックピッチを
狭くしてもクロストーク量を増大させることなく、記録
密度の向上を実現できる。また、初期化磁界は不要であ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光磁気記録再生装置に
適用される、例えば光磁気ディスク、光磁気テープ、光
磁気カード等の光磁気記録媒体およびそれを用いた光磁
気記録情報の再生方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】光磁気ディスクは、書き換え可能な光デ
ィスクとして研究開発が進められており、その一部は既
に、コンピュータ用の外部メモリとして実用化されてい
る。

【０００３】記録媒体として垂直磁化膜を用いる光磁気
ディスクでは、光を利用して記録再生を行うため、面内
磁化膜を用いたフロッピィディスクあるいはハードディ
スクに比べて、大記録容量を実現できる。

【０００４】ところが、光磁気ディスクの記録密度は、
光磁気ディスク上の光ビームスポットの大きさに制約を
受ける。つまり、記録ビット径および記録ビットの間隔
が、光ビームスポットの大きさに比べて小さくなると、
光ビームスポット内に複数の記録ビットが入るため、各
記録ビットを分離して再生することができなくなる。記
録密度を向上させるためにビームスポットの大きさを小
さくするには、レーザ光の波長を短くすることが有効で
あるが、現在市販されている半導体レーザは６８０ｎｍ
のものが最短であり、より短波長を有する半導体レーザ
は、いまだ開発途上にある。したがって、現在市販され
ている長い波長のレーザを用いて光磁気ディスクの記録
密度をさらに大きくすることは困難である。

【０００５】これに対し、例えばJ.J.A.P.,vol.31(199
2),pp.568-575には、記録層と読み出し層との２つの磁
性層を備えた光磁気ディスクを用い、光ビームスポット
より小さいビットを読み出す２つの方法〔ＦＡＤ(front
aperture detection)とＲＡＤ(rear aperture detecti
on) 〕が提案されており、ビーム走行方向の記録密度を
向上できることが示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の方法のうち、ＦＡＤ方式においては、ビームスポット
の中の読み出しに関与する部分の形状が、三日月形状に
なり（上記文献のFig.６）、トラックピッチを狭くして
再生を行った場合、隣接トラックからの信号が混入する
現象（クロストーク）が起き易く、トラック密度を向上
させ難いという問題が生じる。また、ＲＡＤ方式におい
ては、初期化のための磁界（磁石）が必要であり、装置
が大型化するという問題がある。

【０００７】本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされ
たものであって、その目的は、初期化磁石を要すること
なく、また、トラックピッチを狭くしてもクロストーク
の増大を招来することなく、ビーム走行方向の記録密度
を向上させることが可能な光磁気記録媒体及びそれを用
いた光磁気記録情報の再生方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る光
磁気記録媒体は、上記の課題を解決するために、光磁気
記録した情報を読み出すための垂直磁気異方性をもつ、
厚みｈ₁の磁性層である読み出し層と、情報を光磁気記
録するための垂直磁気異方性をもつ、厚みｈ₂の磁性層
である記録層とからなる磁気二重層を有し、室温（ｔ
ａ）における、上記読み出し層の保磁力をＨｃ₁(ｔ
ａ）、飽和磁化をＭｓ₁(ｔａ）、上記記録層の保磁力を
Ｈｃ₂(ｔａ）、飽和磁化をＭｓ₂(ｔａ）、界面での磁壁
エネルギーをσｗ（ｔａ）、室温以上の所定温度（ｔ
ｍ）以上の温度（ｔ）における、上記読み出し層の保磁
力をＨｃ₁(ｔ）、飽和磁化をＭｓ₁(ｔ）、上記記録層の
保磁力をＨｃ₂(ｔ）、飽和磁化をＭｓ₂(ｔ）、界面での
磁壁エネルギーをσｗ（ｔ）とし、Ｈｗ₁(ｔａ）＝σｗ（ｔａ）／２Ｍｓ₁(ｔａ）ｈ₁ Ｈｗ₁(ｔ）＝σｗ（ｔ）／２Ｍｓ₁(ｔ）ｈ₁とすると、Ｈｃ₁(ｔａ）＋Ｈｗ₁(ｔａ）＜−Ｈｃ₁(ｔ）＋Ｈｗ
₁(ｔ）の条件を満たすことを特徴としている。

【０００９】また、請求項２の発明に係る光磁気記録情
報の再生方法は、上記の課題を解決するために、請求項
１記載の光磁気記録媒体を用い、Ｈｗ₂(ｔａ）＝σｗ（ｔａ）／２Ｍｓ₂(ｔａ）ｈ₂ Ｈｗ₂(ｔ）＝σｗ（ｔ）／２Ｍｓ₂(ｔ）ｈ₂とすると、Ｈｃ₁(ｔａ）＋Ｈｗ₁(ｔａ）＜Ｈｒ＜−Ｈｃ₁(ｔ）＋Ｈ
ｗ₁(ｔ）Ｈｒ＜Ｈｃ₂(ｔａ）−Ｈｗ₂(ｔａ）Ｈｒ＜Ｈｃ₂(ｔ）−Ｈｗ₂(ｔ）の関係を満たす外部磁界Ｈｒを印加しながら光を照射
し、情報を読み取ることを特徴としている。

【００１０】

【作用】請求項１の構成によれば、この光磁気記録媒体
から情報を読み出す際、光を照射すると、この光照射領
域における温度分布は、ほぼガウス分布になる。したが
って、光照射領域における中心近傍の領域のみが、所定
温度（ｔｍ）以上に昇温して周囲よりも高温（ｔ）の領
域となる。この高温（ｔ）まで昇温した領域の読み出し
層の磁化方向は、印加される外部磁界強度が−Ｈｃ
₁(ｔ）＋Ｈｗ₁(ｔ）よりも小さければ、記録層からの交
換結合力に従った方向に動作するようになっている。

【００１１】一方、上記光照射領域における高温（ｔ）
まで昇温した領域以外の領域、すなわち高温領域の周囲
の領域の温度は、光が照射されてもそれほど上昇せず室
温（ｔａ）程度のままである。このような周囲の領域で
は、印加される外部磁界強度がＨｃ₁(ｔａ）＋Ｈｗ₁(ｔ
ａ）よりも大きければ、読み出し層の磁化方向が、外部
磁界に従った方向に向くようになっている。

【００１２】そこで、請求項２記載のように、情報の再
生を行う際、Ｈｃ₁(ｔａ）＋Ｈｗ₁(ｔａ）＜Ｈｒ＜−Ｈ
ｃ₁(ｔ）＋Ｈｗ₁(ｔ）を満足する外部磁界Ｈｒを印加し
ながら、温度分布を考慮して上記光磁気記録媒体に光を
照射すると、光照射領域の周囲の領域、すなわち温度上
昇していない室温（ｔａ）程度の領域の磁化は、上記外
部磁界Ｈｒにより、外部磁界Ｈｒに従った方向に向けら
れる。すなわち、室温（ｔａ）程度の温度を有する読み
出し層の領域では、磁化が同一の垂直方向を向くことに
なる。一方、高温（ｔ）状態となっている光照射領域の
中心部近傍に対応する領域の磁化は、上記の範囲の外部
磁界Ｈｒを印加しても、外部磁界Ｈｒに従うことはな
く、記録層との交換結合力により記録層の磁化の向きに
従うことになる。

【００１３】また、上記再生時に印加される外部磁界Ｈ
ｒは、請求項２に記載したように、記録層の磁化が室温
（ｔａ）で反転するときの磁界Ｈｃ₂(ｔａ）−Ｈｗ₂(ｔ
ａ）、および高温（ｔ）付近で反転するときの磁界Ｈｃ
₂(ｔ）−Ｈｗ₂(ｔ）よりも小さくなるよう設定されてい
るので、この外部磁界Ｈｒにより、記録層の磁化反転が
起こることはない。

【００１４】したがって、読み出し層における光照射領
域の中心部近傍の領域のみが、記録層に記録された情報
に従って動作し、その周辺の読み出し層の磁化が、上記
外部磁界Ｈｒにより常に同一方向を向くことにより、光
照射領域の中心部近傍以外の領域にある情報をマスクし
た状態になる。

【００１５】これにより、所定温度（ｔｍ）以上の温度
に昇温され、光ビームの径より小さい中心近傍領域のみ
を再生に関与させることができるので、前記した従来の
ＦＡＤ方式のように、再生に関与する領域が三日月状に
なる場合と異なり、隣接トラックからのクロストークが
減少し、再生時の分解能が向上する。また、再生時に印
加される上記外部磁界Ｈｒによって記録層の情報が影響
を受けることもない。これらの結果、トラックピッチを
狭くしてもクロストークを増大させることなく、ビーム
走行方向の記録密度の向上を実現することが可能にな
る。また、これらのことを初期化用の磁界を要すること
なく実現できる。

【００１６】

【実施例】本発明の一実施例について図１ないし図１１
に基づいて説明すれば、以下の通りである。

【００１７】本実施例の光磁気ディスク（光磁気記録媒
体）は、図１に示すように、基板１、透明誘電体層２、
読み出し層３、記録層４、保護層５、及びオーバーコー
ト層６が、この順に積層された構成となっている。

【００１８】上記読み出し層３には、フェリ磁性体であ
るＧｄＦｅＣｏ希土類遷移金属合金が使用されている。
ＧｄＦｅＣｏ希土類遷移金属合金単層（厚さ５０ｎｍ）
の保磁力（Ｈｃ）の温度依存性は、図２に示すようにな
り、室温で希土類金属副格子磁化が遷移金属副格子磁化
よりも大きく、補償温度を１３０℃付近にもち、キュリ
ー温度は３３０℃である。この膜は、垂直磁気異方性が
比較的小さいため、室温でのＨｃの値は比較的小さなも
のとなっている。

【００１９】尚、図には、代表的な温度でのカーヒステ
リシスループも併せて示している。ここで使用したＧｄ
ＦｅＣｏ膜は、単層の場合、２００℃以上で外部磁界が
０のときに略面内方向に磁化が向いているが、低温では
磁化は垂直方向を向く。尚、このようなデータを得るた
めに作製した試料は、図３に示すように、ガラス基板１
０上に磁性層１１としてＧｄＦｅＣｏ膜を５０ｎｍ、Ａ
ｌＮ誘電体層１２を５０ｎｍ積層したものであり、ガラ
ス基板１０側から６３３ｎｍの光を照射して測定してい
る。

【００２０】上記記録層４には、フェリ磁性体であるＤ
ｙＦｅＣｏ希土類遷移金属合金が使用されている。Ｄｙ
ＦｅＣｏ希土類遷移金属合金単層（厚さ５０ｎｍ）の保
磁力（Ｈｃ）の温度依存性は、図４に示すようになり、
補償温度が室温で、キュリー温度は２３０℃である。図
には、代表的な温度でのカーヒステリシスループも併せ
て示している。ここで使用したＤｙＦｅＣｏ膜は、単層
の場合、室温からキュリー温度に至る温度領域で垂直方
向に磁化が向いている。

【００２１】尚、このようなデータを得るために作製し
た試料は、図３に示すように、ガラス基板１０上に磁性
層１１としてＤｙＦｅＣｏ膜を５０ｎｍ、ＡｌＮ誘電体
層１２を５０ｎｍ積層したものであり、ガラス基板１０
側から６３３ｎｍの光を照射して測定している。

【００２２】図５ないし図６は、上述のＧｄＦｅＣｏ膜
およびＤｙＦｅＣｏ膜をそれぞれ５０ｎｍずつ積層した
磁気二重層を有する試料のＧｄＦｅＣｏ側より見た代表
的な温度でのカーヒステリシスループを示すものであ
る。作製した試料は、図７に示すように、ガラス基板１
３上にＧｄＦｅＣｏ膜からなる読み出し層１４、ＤｙＦ
ｅＣｏ膜からなる記録層１５、およびＡｌＮ誘電体層１
６を順に積層した構成となっている。測定はガラス基板
１３側より６３３ｎｍの光を照射して行った。

【００２３】尚、図５は室温、図６は１２０℃のループ
である。各図とも図７に示したサンプルの膜面に垂直方
向に印加される外部磁界Ｈと、膜面に垂直な方向から光
を入射させた場合の極カー回転角（θ_K) の関係を示し
ている。また、ガラス基板のカー効果はキャンセルして
示してある。図中実線の矢印は、ループの軌跡が描かれ
る方向を表している。また、各図には、代表的な磁界で
の上記磁気二重層中の遷移金属副格子磁化の磁化方向を
模式的に示している。図中白抜きで示した矢印は、遷移
金属副格子磁化の方向を表しており、上の方が読み出し
層１４の遷移金属副格子磁化、下の方が記録層１５の遷
移金属副格子磁化を示している。また、波線で示した矢
印は外部磁界Ｈの方向である。外部磁界Ｈが正のとき
は、膜面に垂直に上向きの磁界が、一方、外部磁界Ｈが
負のときは下向きの磁界が印加されることを表してい
る。遷移金属副格子磁化の方向を表す白抜きの矢印は、
この外部磁界Ｈで採用した方向に対応してその方向が示
されている。

【００２４】図５より明らかなように、室温で、図に示
したＨ₁以上の大きさをもつ外部磁界Ｈを垂直方向に印
加すると、読み出し層（ＧｄＦｅＣｏ膜）１４の遷移金
属副格子磁化は外部磁界Ｈに従った方向を向く。図で
は、Ｈ₁以上の磁界では外部磁界Ｈに従って下を向き、
Ｈ₂以下の磁界では記録層（ＤｙＦｅＣｏ膜）１５との
交換結合力に従って上を向く。尚、図において記録層１
５の遷移金属副格子磁化の方向が全ての外部磁界Ｈで同
一方向（図では上向き）を向いているのは、記録層１５
が室温に補償温度を持っていることを反映しているため
である。

【００２５】また、図６は、−1.２≦Ｈ≦1.２（ｋＯ
ｅ）の範囲で外部磁界Ｈを変化させたときのカーループ
である。１２０℃では、図に示したＨ₃以上の外部磁界
Ｈにおいて読み出し層１４の遷移金属副格子磁化は、外
部磁界Ｈに従って下を向き、Ｈ₄以下の外部磁界Ｈでは
記録層１５からの交換結合力に従って上を向く。尚、図
において記録層１５の遷移金属副格子磁化の方向が全て
常に上向きに描かれているのは、記録層１５が−1.２≦
Ｈ≦1.２（ｋＯｅ）の範囲では磁化反転を起こさないこ
とを反映しているためである。

【００２６】次に、ここで測定した試料にＡｌＮ誘電体
層１６側より６３３ｎｍの光を照射して、記録層１５の
カーヒステリシスループを測定した結果を図８及び図９
に示す。測定は、−１０≦Ｈ≦１０（ｋＯｅ）の範囲で
行った。図８は室温、図９は１２０℃の結果である。室
温では、−１０≦Ｈ≦１０（ｋＯｅ）の範囲で記録層１
５の磁化は反転しなかった。また、１２０℃では、Ｈ＝
2.２ｋＯｅで記録層１５の磁化は反転した。

【００２７】上記の特性を備えた磁気二重層を使用し、
適当な外部磁界のもとでレーザを照射して情報を再生す
る方法を採用すれば、光磁気ディスクの記録密度を向上
できる。すなわち、光ビームの大きさよりも小さな記録
ビットの再生が可能になる。

【００２８】これについて、図５および図６を参照して
以下に説明する。再生動作時、図１に示す再生光ビーム
７が、基板１の側から集光レンズ８を介して読み出し層
３に照射される。再生光ビーム７が照射された読み出し
層３の領域は、その中心部近傍の温度が最も上昇し、周
辺の部位よりも高温になる。これは、再生光ビーム７
が、集光レンズ８により回析限界まで絞り込まれている
ため、その光強度分布がガウス分布になり、光磁気ディ
スク上の照射部位の温度分布もガウス分布になるからで
ある。

【００２９】中心近傍の温度が上昇し、周辺部位の温度
が室温付近になるように再生光ビーム７の強度が設定さ
れている場合、光ビーム径よりも小さい中心近傍の領域
のみが再生に関与する。つまり、読み出し層３における
昇温した中心近傍の領域は、図６に示すような特性を有
する一方、読み出し層３における、再生光ビーム７の中
心近傍に対応した領域以外の周辺部位では、温度が室温
に近く、図５に示すような特性を有している。したがっ
て、磁石９を用いて、Ｈ₁とＨ₄の間をとる外部磁界Ｈ
ｒを印加することにより、上記中心近傍の領域内の読み
出し層３の遷移金属副格子磁化は、上記外部磁界Ｈｒの
強度がＨ₄よりも小さいので、記録層４からの交換結合
力に従い、また上記の周辺部位の読み出し層３の遷移金
属副格子磁化は、上記外部磁界Ｈｒの強度がＨ₁よりも
大きいので、磁石９から印加した外部磁界Ｈｒに従うこ
とになる。

【００３０】このように、本実施例で用いた磁気二重層
は、Ｈ₁＜Ｈ₄ ・・・（１）なる条件を満たす必要があり、さらに、Ｈ₁＜Ｈｒ＜Ｈ₄ ・・・（２）を満たす外部磁界Ｈｒを再生時に印加すれば、再生光ビ
ーム７の中心近傍の領域に対応する温度上昇部位のみで
記録層４の情報が読み出し層３に転写されることとな
り、再生光ビーム７の中心近傍のみが情報再生に関与す
ることとなる。つまり、温度上昇部位以外の読み出し層
３の遷移金属副格子磁化は、記録層４の情報をマスクす
る働きをする。

【００３１】そして、再生光ビーム７が移動して（実際
には光磁気ディスクが回転して）、次の記録ビットを再
生するときは、先の再生部位の温度は室温付近まで下が
り、読み出し層３の遷移金属副格子磁化は、もはや記録
層４の遷移金属副格子磁化に従うことはなく、上記外部
磁界Ｈｒにより温度上昇部位以外の領域の遷移金属副格
子磁化と同じ垂直方向を向くことになるので、先の再生
部位はマスクされることになる。

【００３２】この現象を実現するための条件を一般的に
説明すると次のようになる。ＧｄＦｅＣｏ膜からなる読
み出し層３の厚みをｈ₁、ＤｙＦｅＣｏ膜からなる記録
層４の厚みをｈ₂、室温における読み出し層３の保磁力
をＨｃ₁(ｔａ）、飽和磁化をＭｓ₁(ｔａ）、記録層４の
保磁力をＨｃ₂(ｔａ）、飽和磁化をＭｓ₂(ｔａ）、界面
での磁壁エネルギーをσｗ（ｔａ）とし、また、１２０
℃における読み出し層３の保磁力をＨｃ₁(ｔ）、飽和磁
化をＭｓ₁(ｔ）、記録層４の保磁力をＨｃ₂(ｔ）、飽和
磁化をＭｓ₂(ｔ）、界面での磁壁エネルギーをσｗ
（ｔ）とすると、上記Ｈ₁及びＨ₄は、それぞれＨ₁＝Ｈｃ₁(ｔａ）＋Ｈｗ₁(ｔａ）・・・（３）Ｈ₄＝−Ｈｃ₁(ｔ）＋Ｈｗ₁(ｔ）・・・（４）である。尚、上記Ｈｗ₁(ｔａ）及びＨｗ₁(ｔ）は、それ
ぞれＨｗ₁(ｔａ）＝σｗ（ｔａ）／２Ｍｓ₁(ｔａ）ｈ₁ Ｈｗ₁(ｔ）＝σｗ（ｔ）／２Ｍｓ₁(ｔ）ｈ₁ である。上記（３），（４）式を前記（２）式に代入す
ると、Ｈｃ₁(ｔａ）＋Ｈｗ₁(ｔａ）＜Ｈｒ＜−Ｈｃ₁(ｔ）＋Ｈｗ₁(ｔ）・・・（５）となり、光磁気ディスクの磁気特性に応じた外部磁界Ｈ
ｒの範囲が設定される。

【００３３】また、光磁気ディスクに設けられている磁
気二重層は、前記（１）より、Ｈｃ₁(ｔａ）＋Ｈｗ₁(ｔａ）＜−Ｈｃ₁(ｔ）＋Ｈｗ₁(ｔ）・・・（６）を満たす必要がある。

【００３４】上記（６）式の条件を満たした磁気二重層
を有する光磁気ディスクと、（５）式の条件を満たした
外部磁界Ｈｒとの組み合わせを用いて再生を行ったとき
の状態は、図１に示されている。図において読み出し層
３および記録層４中に示した矢印は、各層の遷移金属副
格子磁化の方向を表しており、昇温している部位のみ
で、記録層４に書き込まれた情報が読み出し層３に転写
されている。一方、ビーム中心近傍以外の室温状態にあ
る領域では、読み出し層３の遷移金属副格子磁化は、上
向きに印加された外部磁界Ｈｒによって一様な同一垂直
方向（図では下向き）を向き、記録層４に書き込まれた
情報をマスクしている。

【００３５】したがって、温度の低下した部位からは情
報が再生されなくなり、雑音の原因である隣接ビットか
らの信号混入がなくなる。ただし、このとき外部磁界Ｈ
ｒは記録層４の情報を破壊しない程度の大きさである必
要がある。

【００３６】ところで、Ｈｗ₂(ｔａ）＝σｗ（ｔａ）／２Ｍｓ₁(ｔａ）ｈ₂ Ｈｗ₂(ｔ）＝σｗ（ｔ）／２Ｍｓ₁(ｔ）ｈ₂ とすると、室温付近で記録層４の磁化を反転させる外部
磁界は、Ｈｃ₂(ｔａ）−Ｈｗ₂(ｔａ）であり、上記再生
光ビーム７が照射されることにより、昇温した状態にあ
る記録層４の磁化を反転させるときの外部磁界はＨｃ
₂(ｔ）−Ｈｗ₂(ｔ）で表されるので、上記再生時に印加
する外部磁界Ｈｒは、これらの値よりも小さい範囲に設
定する必要がある。

【００３７】よって、上記外部磁界Ｈｒは、Ｈｒ＜Ｈｃ₂(ｔａ）−Ｈｗ₂(ｔａ）・・・（７）Ｈｒ＜Ｈｃ₂(ｔ）−Ｈｗ₂(ｔ）・・・（８）を満足することが必要になる。

【００３８】これらの結果、上記（５），（６），
（７），（８）式が、光磁気ディスクと再生時の外部磁
界Ｈｒとの満たすべき条件となる。本実施例で用いた磁
気二重層は、図５及び図６より分かるように、Ｈｃ₁(ｔａ）＋Ｈｗ₁(ｔａ）＝４５０（Ｏｅ） −Ｈｃ₁(１２０℃）＋Ｈｗ₁(１２０℃）＝８００（Ｏ
ｅ）であり、上記（６）式を満たしている。

【００３９】また、図８及び図９から分かるように、Ｈｃ₂(ｔａ）−Ｈｗ₂(ｔａ）＞１０（ｋＯｅ）Ｈｃ₂(１２０℃）−Ｈｗ₂(１２０℃）＝2.２（ｋＯｅ）であった。

【００４０】そこで、４５０＜Ｈｒ＜８００（Ｏｅ）と
なるＨｒを選べば（５），（７），（８）式を満たすこ
ととなる。

【００４１】以上のように、上記のような条件を満足す
る磁気二重層をもつ本実施例の光磁気ディスクを用い、
適当なレーザパワーで、かつ適当な外部磁界Ｈｒのもと
で情報を再生すると、再生光ビーム７の径よりも小さい
記録ビットの再生を確実に行うことが可能になる。しか
も、隣接する記録ビットの影響を受けないため、記録密
度を著しく高めることが可能になる。また、初期化用の
磁界を必要としないため、このような光磁気ディスクを
用いた装置では、小型化を実現できる。

【００４２】次に、上記光磁気ディスクの具体例をさら
に詳細に説明する。基板１は、直径８６ｍｍ、内径１５
ｍｍ、厚さ1.２ｍｍの円盤状のガラス基板からなり、図
示していないが、片側の表面には、光ビーム案内用の凹
凸状のガイドトラックが1.６μｍピッチ、グルーブ幅
（凹部）の幅が0.８μｍ、ランド（凸部）の幅が0.８μ
ｍで形成されている。

【００４３】この基板１における上記ガイドトラックが
形成された面側には、透明誘電体層２として、ＡｌＮが
厚さ８０ｎｍで形成されている。さらに、この透明誘電
体層２上には、読み出し層３として、希土類遷移金属合
金薄膜であるＧｄＦｅＣｏ膜が、厚さ５０ｎｍで形成さ
れている。ＧｄＦｅＣｏの組成は、Ｇｄ_0.22（Ｆｅ_0. ₈₂
Ｃｏ_0.18）_0.78で、室温では希土類金属副格子磁化が遷
移金属副格子磁化よりも優勢で、補償温度は１３０℃付
近、キュリー温度は３３０℃である。

【００４４】この読み出し層３上に記録層４として、希
土類遷移金属合金薄膜であるＤｙＦｅＣｏ膜が、厚さ５
０ｎｍで形成されている。ＤｙＦｅＣｏの組成は、Ｄｙ
_0.25（Ｆｅ_0.83Ｃｏ_0.17）_0.75で、室温が補償温度で、
キュリー温度は２３０℃である。

【００４５】上記の読み出し層３と記録層４との組み合
わせにより、読み出し層３の遷移金属副格子磁化の方向
は、上述のように、室温では４５０（Ｏｅ）以上の外部
磁界のもとでは外部磁界の方向に従い、１２０℃では８
００（Ｏｅ）以下の外部磁界のもとで記録層４からの交
換結合力に従う。

【００４６】記録層４上には、保護層５としてＡｌＮ膜
が、厚さ２０ｎｍで形成されている。さらに、この保護
層５上には、オーバーコート層６としてポリウレタンア
タリレート系の紫外線硬化型樹脂が、厚さ５０ｎｍで形
成されている。

【００４７】次に、上記構成の光磁気ディスクを用い
て、動作認識のために行った実験および実験により得ら
れた結果について説明する。実験に使用した光ピックア
ップの半導体レーザの波長は７８０ｎｍ、対物レンズ開
口数（Ｎ．Ａ．) は0.５５である。まず、上記光磁気デ
ィスクの半径２6.５ｍｍに在るランド部に、回転数１８
００ｒｐｍ（線速５ｍ／ｓｅｃ）下で、0.７６５μｍの
長さの単一周波数記録ビットを予め記録した。記録は、
まず、記録層４の磁化の方向を一方向に揃えて（消去状
態）から、記録用外部磁界の方向を消去方向とは逆方向
に固定しておいて、0.７６５μｍの長さに相当する記録
周波数（この場合は約3.３ＭＨｚ）でレーザを変調する
ことで行った。記録レーザパワーは、８ｍＷ程度であっ
た。

【００４８】このように記録した記録ビット列を、再生
レーザパワーおよび再生時の印加磁界を変えて再生し、
再生信号波形の振幅を調べた結果を図１０に示す。図に
おいては、横軸が再生レーザパワーであり、0.５ｍＷか
ら3.０ｍＷの範囲で測定した。縦軸は再生信号振幅を示
しており、再生レーザパワーが0.５ｍＷのときの振幅で
規格化している。図中Ａで示す曲線は、本実施例の光磁
気ディスクの測定結果で、再生時に印加する外部磁界Ｈ
ｒは６５０（Ｏｅ）とした。図中Ｂで示した曲線は、比
較のために作製した従来の光磁気ディスクの測定結果で
ある。

【００４９】従来の光磁気ディスクは、上記と同様の基
板上にＡｌＮ８０ｎｍ／ＤｙＦｅＣｏ２０ｎｍ／ＡｌＮ
２５ｎｍ／ＡｌＮｉ３０ｎｍをこの順に積層し、ＡｌＮ
ｉ上に上記と同様のオーバーコート層を設けた構成をと
っている。すなわち、従来の光磁気ディスクは、希土類
遷移金属合金であるＤｙＦｅＣｏ磁性層が１層だけであ
り、その両側を透明誘電体層であり、また保護層である
ＡｌＮで挟み込み、最後に反射膜であるＡｌＮｉを設け
た構造である。

【００５０】この構造は、反射膜構造と呼ばれ、既に市
販されている3.５インチサイズ単板仕様の光磁気ディス
クの代表的な構成である。また、周知の如く、従来の光
磁気ディスクにおけるＤｙＦｅＣｏ磁性層は、室温から
高温まで垂直磁化を有している。尚、従来の光磁気ディ
スクに対して再生動作を行う際には、外部磁界は印加し
ていない。

【００５１】また、図に示した破線は、原点と0.５ｍＷ
での振幅規格値を結んだ線であり、次式で表される光磁
気信号の再生における信号振幅と再生レーザパワーの関
係を示す比例直線を表すものである。

【００５２】再生信号振幅 ∝ 媒体反射光量 × 極カー回転角この式で、媒体反射光量は、再生レーザパワーに比例し
て増加するものであるから、再生レーザパワーで置き換
えることができる。

【００５３】図において、従来の光磁気ディスクの測定
結果曲線Ｂが、上記比例直線の下にあるのは、次の理由
による。すなわち、再生レーザパワーを上げると、媒体
反射光量はそれにつれて増加するが、一方で記録媒体の
温度が上昇する。磁性体の磁化は、一般に温度が上がる
につれ減少し、キュリー温度で０になる性質を有してい
る。したがって、従来の光磁気ディスクでは、温度が上
昇するにつれ極カー回転角が小さくなるため、その測定
結果曲線Ｂは、上記比例直線よりも下側に位置する。

【００５４】一方、本実施例の光磁気ディスクの測定結
果曲線Ａは、再生レーザパワーが上がるにつれ、急激に
信号振幅が上昇し、上記比例直線より上側にあり、再生
レーザパワーの増加分以上の振幅の増加が得られている
ことがわかる。この結果は、温度が低い時には、外部磁
界Ｈｒと読み出し層３の効果により記録層４に書かれた
情報がマスクされるため読み出されず、温度上昇に伴い
読み出し層３の遷移金属副格子磁化が、記録層４の遷移
金属副格子磁化に従うことにより情報が読みだされると
いう、前述した適当な外部磁界Ｈｒのもとで再生を行う
際の磁気二重層の特性を反映しており、その動作を裏付
けるものである。

【００５５】次に、記録ビットをより小さくしていった
場合の再生信号品質を調べた結果について説明する。こ
こで、より小さな記録ビットの再生が可能になるという
ことは、記録密度の向上を意味する。

【００５６】図１１のグラフは、記録ビット長さと再生
信号品質（Ｃ／Ｎ）との関係を示すものである。この実
験では、ディスクの線速を先の実験と同様に５ｍ／ｓｅ
ｃに設定し、記録周波数を変えて記録を行い、そのＣ／
Ｎを測定した。それ以外の、光ピックアップおよび記録
方法は、先の実験と同様である。図中Ａで示す曲線が、
本実施例の光磁気ディスクの測定結果で、再生レーザパ
ワーは3.０ｍＷとし、再生時に印加する外部磁界Ｈｒは
６５０（Ｏｅ）とした。また、図中Ｂで示す曲線が、先
の実験で用いたものと同様の従来の光磁気ディスクの測
定結果で、再生レーザパワーは１ｍＷ、また、再生時に
磁界は印加しなかった。

【００５７】記録ビットの長さが0.７μｍ以上の長いビ
ットにおいては、両者でＣ／Ｎにほとんど差はないが、
0.７μｍ以下になると、本実施例の光磁気ディスクによ
る測定結果曲線Ａと、従来の光磁気ディスクによる測定
結果曲線Ｂの差が顕著に現れる。

【００５８】従来の光磁気ディスクにおいて、記録ビッ
トの長さが0.７μｍ以下の場合に、Ｃ／Ｎが低いのは、
ビット長さが小さくなるにつれ、光ビームの照射径の中
に存在するビットの数（面積）が増え、個々のビットを
識別できなくなるからである。

【００５９】光ピックアップの光学的分解能を表す一つ
の指標として、カットオフ空間周波数があり、これは、
光源であるレーザの波長と対物レンズの開口数により定
まるものである。この実験に用いた光ピックアップのレ
ーザの波長（７８０ｎｍ）と対物レンズの開口数の値
（0.５５）を用いて、カットオフ周波数を求め、これを
記録ビット長さに換算すると、７８０ｎｍ／（２＊0.５５）／２＝0.３５５μｍになる。言い換えると本実験に用いた光ピックアップの
光学的分解能の限界は、ビット長さで0.３５５μｍであ
る。上記従来の光磁気ディスクの測定結果は、これを反
映して、0.３５μｍでのＣ／Ｎがほぼ０になっている。

【００６０】一方、本実施例の光磁気ディスクは、ビッ
ト長さが小さくなるにつれて、Ｃ／Ｎが若干減少するも
のの、光学的分解能である0.３５５μｍよりも短いビッ
トにおいても大きなＣ／Ｎの値が得られている。

【００６１】以上の結果から、本実施例の光磁気ディス
クを用いることで、光学的回析限界より小さなビットの
再生が行えることが確認された。これにより、従来の光
磁気ディスクに比べて記録密度を大きく向上させること
が可能である。

【００６２】次に、上記実験で確かめた記録密度向上の
効果に加えて、もう一つの重要な効果であるクロストー
ク量の減少について実験した結果について説明する。

【００６３】一般に、光磁気ディスクは、例えばランド
仕様であればランドの幅をできるだけ広く取り、グルー
ブの幅を狭くしたガイドトラックを形成し、ランド部の
みを記録、再生に用いる。したがって、例えばランド仕
様ディスクでのクロストークとは、任意のランドを再生
している場合に、両隣のランドに書き込まれたビットか
ら漏れ込んでくるものを言う。尚、グルーブ仕様のディ
スクであれば、この逆である。

【００６４】例えばＩＳ１００８９規格（ＩＳＯの5.２
５”書き換え型光ディスクについて定めた規格）におい
ては、1.６μｍピッチのガイドトラックにおいて、最短
記録ビット（0.７６５μｍ）に対するクロストーク量が
−２６ｄＢ以下であるように定められている。尚、ここ
での実験では、ランド幅とグルーブ幅が同じ0.８μｍで
ある前述のガラス基板を用いた光磁気ディスクを使用し
ており、ランド部再生時の両隣接グルーブからのクロス
トーク量を測定した。

【００６５】図１２のグラフは、この実験を本実施例の
光磁気ディスクと従来の光磁気ディスクとについて測定
した結果を示すものである。このグラフにおいて、横軸
は再生レーザパワー、縦軸はクロストーク量である。図
中Ａは、本実施例の光磁気ディスクの測定結果であり、
再生時のレーザパワーは3.０ｍＷ、再生時に印加する外
部磁界Ｈｒは６５０（Ｏｅ）とした。図中Ｂは、先に行
った実験と同様に、比較用の従来の光磁気ディスクの測
定結果である。

【００６６】このグラフから明らかなように、従来の光
磁気ディスク（Ｂ）では、クロストーク量が−１５ｄＢ
程度と大きいのに対して、本実施例の光磁気ディスク
（Ａ）では、−３０ｄＢと上記ＩＳＯ規格で定められた
−２６ｄＢをクリアする結果が得られた。

【００６７】このような結果が得られる理由を図１３を
用いて説明する。図１３は、真上から見た光磁気ディス
クの状態を示しており、真ん中のランド部と両隣のグル
ーブ部にそれぞれ円形（破線）で示された記録ビットが
記録されている。図中の大きい方の円（実線）は、集光
された光ビームであり、この場合は、真ん中のランド部
にサーボがかかっている。図において、ランド幅および
グルーブ幅は0.８μｍ、光ビーム直径は1.７３μｍ（エ
アリーディスク径：1.２２＊７８０ｎｍ／0.５５）、記
録ビット直径は、説明の便宜上、0.３５５μｍの大きさ
で示している。

【００６８】図において、光ビームの下には、７個の記
録ビットが入っている。従来の光磁気ディスクであれ
ば、光ビーム内のそれぞれの信号を分離することはでき
なくなる。このことが、従来の光磁気ディスクにおい
て、0.３５μｍの記録ビットに対してＣ／Ｎがほとんど
得られなかったこと、および隣接トラックからのクロス
トークが大きかったことに対する理由である。

【００６９】一方、本実施例の光磁気ディスクであれ
ば、光ビームの中心近傍の領域（すなわち周囲より温度
の高い領域）のみで、読み出し層３の遷移金属副格子磁
化が、記録層４の遷移金属副格子磁化の方向（すなわ
ち、記録されている情報）に従って動作するのに対し、
光ビーム中心近傍以外の部分の読み出し層３の遷移金属
副格子磁化は、再生時に印加された外部磁界Ｈｒに従っ
て一様に同一の垂直方向を向いている。

【００７０】したがって、上記のように、光ビーム内に
７個のビットがあっても、再生に寄与するのは光ビーム
中心に位置する１つのビットのみであるので、0.３５５
μｍという非常に小さなビットであっても、大きなＣ／
Ｎが得られる。さらに、前記した従来のＦＡＤ方式で
は、再生に関与する領域が三日月状になるため、隣接ト
ラックからのクロストークが問題となっていたが、本実
施例では、再生に関与する光ビームの中心近傍の領域
は、図に示すように、略円形であるので、両隣接トラッ
クからのクロストークも非常に小さくなる。

【００７１】以上のように、読み出し層３と記録層４を
積層した磁気二重層を備えた光磁気ディスクを用い、再
生時に上記した範囲の強度を有する外部磁界Ｈｒを印加
しながら、レーザ光を照射することにより、初期化磁石
を要することなく、また、トラックピッチを狭くしても
クロストークの増大を招来することなく、ビーム走行方
向の記録密度の向上を実現できることが、上記各実験結
果から確かめられた。

【００７２】尚、読み出し層３および記録層４の組成、
膜厚、合金の種類等は、上記の実施例に限定されるもの
ではない。本発明の主旨に沿えば、磁気二重層の膜厚、
磁気特性、再生時に印加する外部磁界Ｈｒが前記
（５），（６），（７），（８）式を満たせば良いこと
は明らかである。希土類遷移金属合金は、希土類と遷移
金属の比率を変えれば、保磁力、磁化の大きさ、界面で
の磁壁エネルギーが大きく変わる材料系であるので、上
記ＧｄＦｅＣｏやＤｙＦｅＣｏの比率を変えれば、これ
に伴って上述のＨ₁やＨ₄も変化する。また、膜厚を変
えた場合にも、同様である。さらに、希土類金属遷移金
属合金の種類を、例えばＴｂＦｅＣｏ，ＧｄＴｂＦｅ，
ＧｄＴｂＦｅＣｏ，ＧｄＤｙＦｅＣｏ，ＮｄＧｄＦｅＣ
ｏ等に変えることも可能である。

【００７３】

【発明の効果】請求項１の発明に係る光磁気記録媒体
は、以上のように、光磁気記録した情報を読み出すため
の垂直磁気異方性をもつ、厚みｈ₁の磁性層である読み
出し層と、情報を光磁気記録するための垂直磁気異方性
をもつ、厚みｈ₂の磁性層である記録層とからなる磁気
二重層を有し、室温（ｔａ）における、上記読み出し層
の保磁力をＨｃ₁(ｔａ）、飽和磁化をＭｓ₁(ｔａ）、上
記記録層の保磁力をＨｃ₂(ｔａ）、飽和磁化をＭｓ₂(ｔ
ａ）、界面での磁壁エネルギーをσｗ（ｔａ）、室温以
上でかつ所定温度（ｔｍ）以上の温度（ｔ）における、
上記読み出し層の保磁力をＨｃ₁(ｔ）、飽和磁化をＭｓ
₁(ｔ）、上記記録層の保磁力をＨｃ₂(ｔ）、飽和磁化を
Ｍｓ₂(ｔ）、界面での磁壁エネルギーをσｗ（ｔ）と
し、Ｈｗ₁(ｔａ）＝σｗ（ｔａ）／２Ｍｓ₁(ｔａ）ｈ₁ Ｈｗ₁(ｔ）＝σｗ（ｔ）／２Ｍｓ₁(ｔ）ｈ₁とすると、Ｈｃ₁(ｔａ）＋Ｈｗ₁(ｔａ）＜−Ｈｃ₁(ｔ）＋Ｈｗ
₁(ｔ）の条件を満たす構成である。

【００７４】また、請求項２の発明に係る光磁気記録情
報の再生方法は、以上のように、請求項１記載の光磁気
記録媒体を用い、Ｈｗ₂(ｔａ）＝σｗ（ｔａ）／２Ｍｓ₂(ｔａ）ｈ₂ Ｈｗ₂(ｔ）＝σｗ（ｔ）／２Ｍｓ₂(ｔ）ｈ₂とすると、Ｈｃ₁(ｔａ）＋Ｈｗ₁(ｔａ）＜Ｈｒ＜−Ｈｃ₁(ｔ）＋Ｈ
ｗ₁(ｔ）Ｈｒ＜Ｈｃ₂(ｔａ）−Ｈｗ₂(ｔａ）Ｈｒ＜Ｈｃ₂(ｔ）−Ｈｗ₂(ｔ）の関係を満たす外部磁界Ｈｒを印加しながら光を照射
し、情報を読み取るものである。

【００７５】そえゆえ、請求項１記載の光磁気記録媒体
では、請求項２記載の方法で、光を照射した際の温度分
布と印加する外部磁界Ｈｒとを調整しながら再生するこ
とにより、読み出し層において光照射領域の中心近傍に
相当する所定の温度（ｔｍ）以上の高温（ｔ）領域のみ
を再生に関与させることが可能になり、トラックピッチ
を狭くしてもクロストークを増大させることなく、従来
より小さい記録ビットの再生を行えるようになるため、
記録密度を著しく向上できるという効果を奏する。

【００７６】さらに、この方法では、初期化用の磁界を
必要としないので、このような光磁気記録媒体を用いる
ことにより、記録再生装置等の小型化を実現できるとい
う効果を併せて奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における光磁気ディスクの概
略の構成および再生動作を説明するための模式図であ
る。

【図２】図１に示す光磁気ディスクに用いられている読
み出し層が単層の場合の保磁力の温度依存性および代表
的な温度でのカーヒステリシスループを示すグラフであ
る。

【図３】図２のグラフに示す測定結果を得るために作製
された試料の断面図である。

【図４】図１に示す光磁気ディスクに用いられている記
録層が単層の場合の保磁力の温度依存性および代表的な
温度でのカーヒステリシスループを示すグラフである。

【図５】図１に示す光磁気ディスクにおける磁気二重層
の読み出し層側からみた室温でのカーヒステリシスルー
プを示すグラフである。

【図６】図１に示す光磁気ディスクにおける磁気二重層
の読み出し層側からみた１２０℃でのカーヒステリシス
ループを示すグラフである。

【図７】図５及び図６のカーヒステリシスループを測定
するために作製した試料の断面図である。

【図８】図１に示す光磁気ディスクにおける磁気二重層
の記録層側からみた室温でのカーヒステリシスループを
示すグラフである。

【図９】図１に示す光磁気ディスクにおける磁気二重層
の記録層側からみた１２０℃でのカーヒステリシスルー
プを示すグラフである。

【図１０】本実施例の光磁気ディスクおよび従来の光磁
気ディスクにおける再生レーザパワーと再生信号振幅と
の関係を示すグラフである。

【図１１】本実施例の光磁気ディスクおよび従来の光磁
気ディスクにおける記録ビットの長さと再生信号品質と
の関係を示すグラフである。

【図１２】本実施例の光磁気ディスクおよび従来の光磁
気ディスクにおけるクロストーク量を示すグラフであ
る。

【図１３】本実施例における光磁気ディスクの再生動作
時の状態を示す模式図である。

【符号の説明】

３読み出し層４記録層７再生光ビーム９磁石１１磁性層１４読み出し層１５記録層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者高橋明大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内 (72)発明者太田賢司大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光磁気記録した情報を読み出すための垂直
磁気異方性をもつ、厚みｈ₁の磁性層である読み出し層
と、情報を光磁気記録するための垂直磁気異方性をも
つ、厚みｈ₂の磁性層である記録層とからなる磁気二重
層を有し、室温（ｔａ）における、上記読み出し層の保
磁力をＨｃ₁(ｔａ）、飽和磁化をＭｓ₁(ｔａ）、上記記
録層の保磁力をＨｃ₂(ｔａ）、飽和磁化をＭｓ₂(ｔ
ａ）、界面での磁壁エネルギーをσｗ（ｔａ）、室温以
上の所定温度（ｔｍ）以上の温度（ｔ）における、上記
読み出し層の保磁力をＨｃ₁(ｔ）、飽和磁化をＭｓ
₁(ｔ）、上記記録層の保磁力をＨｃ₂(ｔ）、飽和磁化を
Ｍｓ₂(ｔ）、界面での磁壁エネルギーをσｗ（ｔ）と
し、Ｈｗ₁(ｔａ）＝σｗ（ｔａ）／２Ｍｓ₁(ｔａ）ｈ₁ Ｈｗ₁(ｔ）＝σｗ（ｔ）／２Ｍｓ₁(ｔ）ｈ₁とすると、Ｈｃ₁(ｔａ）＋Ｈｗ₁(ｔａ）＜−Ｈｃ₁(ｔ）＋Ｈｗ
₁(ｔ）の条件を満たすことを特徴とする光磁気記録媒体。
【請求項２】請求項１記載の光磁気記録媒体を用い、Ｈｗ₂(ｔａ）＝σｗ（ｔａ）／２Ｍｓ₂(ｔａ）ｈ₂ Ｈｗ₂(ｔ）＝σｗ（ｔ）／２Ｍｓ₂(ｔ）ｈ₂とすると、Ｈｃ₁(ｔａ）＋Ｈｗ₁(ｔａ）＜Ｈｒ＜−Ｈｃ₁(ｔ）＋Ｈ
ｗ₁(ｔ）Ｈｒ＜Ｈｃ₂(ｔａ）−Ｈｗ₂(ｔａ）Ｈｒ＜Ｈｃ₂(ｔ）−Ｈｗ₂(ｔ）の関係を満たす外部磁界Ｈｒを印加しながら光を照射
し、情報を読み取ることを特徴とする光磁気記録情報の
再生方法。