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JPH07320320A - 光磁気記録媒体及び光磁気記録方法並びに光磁気記録情報の再生方法 - Google Patents

光磁気記録媒体及び光磁気記録方法並びに光磁気記録情報の再生方法

Info

Publication number
JPH07320320A
JPH07320320A JP6109933A JP10993394A JPH07320320A JP H07320320 A JPH07320320 A JP H07320320A JP 6109933 A JP6109933 A JP 6109933A JP 10993394 A JP10993394 A JP 10993394A JP H07320320 A JPH07320320 A JP H07320320A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
magnetic layer
magneto
layer
magnetic
room temperature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP6109933A
Other languages
English (en)
Inventor
Junichiro Nakayama
純一郎 中山
Michinobu Saegusa
理伸 三枝
Junji Hirokane
順司 広兼
Akira Takahashi
明 高橋
Kenji Ota
賢司 太田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Priority to JP6109933A priority Critical patent/JPH07320320A/ja
Priority to US08/433,088 priority patent/US5683803A/en
Priority to DE19517512A priority patent/DE19517512C2/de
Publication of JPH07320320A publication Critical patent/JPH07320320A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • Y10T428/265—1 mil or less

Abstract

(57)【要約】 【構成】 初期化磁界で第２磁性層の磁化の方向を一方
向に揃え、記録磁界を印加しながら光変調された光ビー
ムを照射することにより、第２磁性層の磁化の方向の変
化と、この第２磁性層の磁化の方向の第１磁性層への転
写とを順次生じさせて記録が行われる一方、再生用光ビ
ームを照射して第１磁性層の記録情報の再生が行われる
光磁気記録媒体において、第１磁性層は、室温での磁化
方向が、垂直方向と面内方向との間の方向を向くように
調製され、かつ、所定温度以上で垂直磁化となる特性を
備えている。 【効果】 第１磁性層から第２磁性層に作用する室温で
の交換結合力が小さくなるため、情報の書き換えを行う
際の初期化磁界の大きさを従来よりも小さくすることが
できる。これにより、装置の小型化・省電力化を図るこ
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、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及
び光磁気記録方法並びに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】従来の光磁気ディスクは、磁性体からな
る垂直磁化膜を記録層として基板上に設けて構成され、
以下の方法で記録・再生が行われている。
【０００３】記録の際には、まず、強力な外部磁場によ
って記録層の磁化の方向を一方向（上向き又は下向き）
に揃えて初期化する。その後、記録したいエリアにレー
ザビームを照射し、照射部分の温度をキュリー点近傍以
上、もしくは補償点近傍以上に加熱することにより、そ
の部分の保磁力をゼロ、又は殆どゼロとした上で、初期
化の際の磁化の方向と逆向きの外部磁場（バイアス磁
場）を印加して磁化の向きを反転させる。レーザビーム
の照射を止めると記録媒体は常温に戻るので、反転した
磁化は固定され、情報が熱磁気的に記録される。
【０００４】再生の際には、直線偏光したレーザビーム
を記録層に照射し、その反射光や透過光の偏光面が磁化
の向きに応じて回転する現象（磁気カー効果、磁気ファ
ラデー効果）を利用して光学的な情報の読み出しが行わ
れる。
【０００５】このような方式で情報の記録再生が行える
光磁気記録媒体は、書き換え可能な大容量記憶素子とし
ても注目されているが、情報の書き換えをするために
は、特に、それまで記録されていた情報の消去にあたっ
て、上記した初期化時と同様に、強力な外部磁場によっ
て記録層の磁化の方向を一方向に揃えることが必要であ
り、このような外部磁場の発生装置を装置内に必要とす
るために装置が大型化し、また、書き換えに必要な時間
が長くなる等の問題を生じている。
【０００６】そこで、例えば、Jap.Jour.Appl.Phys.,Vo
l.28(1989)Suppl.28-3,pp.367-370に、記録層を交換結
合二層膜にすることにより、より小さな外部磁場を印加
しながら記録層に記録されている情報の書き換えを行い
得るオーバーライト可能な記録媒体の構成が提案されて
いる。
【０００７】この場合の記録層の構成とオーバーライト
の手順につき簡単に説明すると、この記録層は、図７に
示すように、それぞれ垂直磁気異方性を示す第１磁性層
１１と第２磁性層１２とを相互に積層して構成され、図
８に示すように、室温での保磁力が大きい第１磁性層１
１に対し、第２磁性層１２は室温での保磁力が小さく、
かつ、そのキュリー点Ｔ2 が、第１磁性層１１のキュリ
ー点Ｔ1 よりも高い特性を有している。
【０００８】この構成での情報の書き換えは、図７に示
すように、まず、初期化磁界（Ｈin it）を印加して、第
２磁性層１２の磁化方向のみを一方向（図では、下向
き）に揃える。このときの初期化磁界は、図８に示すよ
うに、第２磁性層１２の室温での保磁力に応じ、より小
さいものとなっている。
【０００９】その後、図７に示すように、初期化磁界と
は方向が反対の記録磁界（ＨW ) を印加しながら、高レ
ベルＩと低レベルIIとに強度変調されたレーザ光を照射
する。高レベルＩのレーザ光が照射されると、その照射
部分は、第２磁性層１２のキュリー点Ｔ2 付近、または
それ以上となる温度まで昇温する。これにより、第２磁
性層１２の磁化は、記録磁界（ＨW ）により上向きに反
転し、その後の冷却の過程で、この第２磁性層１２の磁
化の向きが界面に作用する交換力により第１磁性層１１
に転写される。この結果、第１磁性層１１の向きも上向
きとなる。
【００１０】一方、低レベルIIのレーザ光が照射される
と、その照射部分は第１磁性層１１のキュリー点Ｔ1 付
近の温度にしか昇温せず、このときの第２磁性層１２の
保磁力は、図８に示すように、記録磁界（ＨW ) よりも
大きいために、記録磁界（ＨW ）により反転することは
なく、初期化時の磁化の方向で維持される。この状態か
ら、室温へと温度の低下を生じる際に、上記同様に、第
１磁性層１１の磁化は、界面に作用する交換力により第
２磁性層１２の磁化の向きと一致し、したがって、第１
磁性層１１の磁化の向きは下向きになる。
【００１１】なお、第１磁性層１１に記録された情報の
再生は、記録時の低レベルIIよりもさらに小さいレベル
に設定されたレーザ光を照射して行われる。
【００１２】このように、上記のような交換結合二層膜
によれば、第２磁性層１２をより小さな初期化磁界で初
期化し、その後に第１磁性層１１の情報の書き換えも小
さな記録磁界を印加しながら行うことができるので、装
置の小型化を図ることができ、また、迅速なオーバーラ
イトが行える。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
構成では、第２磁性層１２の初期化の際に必要な磁界Ｈ
initは、第２磁性層１２における室温での保磁力によっ
てのみ定まるものではなく、第１磁性層１１から作用す
る交換結合力も大きく影響する。そして、上記では、こ
の結合力が大きいために、初期化磁界Ｈinitを上記交換
結合力に応じて大きくする必要がある。この結果、装置
の小型化や省電力化が必ずしも充分には図れないという
問題を有している。
【００１４】なお、例えば特公平５−２２３０３号公報
には、第１磁性層と第２磁性層との間に、室温で面内磁
気異方性を示す中間層を設け、これにより、初期化磁界
Ｈin itを小さくする等の提案がなされている。しかしな
がら、この場合には、磁性層が三層になりプロセスが複
雑になるという問題点を有している。
【００１５】本発明は、上記した従来の問題点に鑑みな
されたもので、交換結合二層膜の構造で、記録再生装置
の小型化や省電力化をなし得ると共に、さらに、記録密
度を向上し得る光磁気記録媒体及び光磁気記録方法並び
に光磁気記録情報の再生方法を提供することを目的とし
ている。
【００１６】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の請求項１記載の光磁気記録媒体は、相互
に積層された第１磁性層と第２磁性層とが設けられ、室
温からキュリー点まで垂直磁化となる特性を備える上記
第２磁性層の磁化方向を、室温で初期化磁界を印加する
ことにより一方向に揃えた後、記録磁界を印加しながら
光変調された光ビームを照射して局部的に温度上昇を生
じさせることにより、第２磁性層の磁化方向を光ビーム
の強度に応じて変化させ、その後、室温状態への冷却の
過程で第１磁性層への第２磁性層の磁化方向の転写を生
じさせて情報の記録が行われる一方、再生用光ビームを
照射して第１磁性層に記録されている情報の読み出しが
行われる光磁気記録媒体において、上記第１磁性層は、
室温での磁化方向が垂直方向と面内方向との間の方向を
向くように調製されると共に、所定温度以上で垂直磁化
となる特性を備えていることを特徴としている。
【００１７】請求項２記載の光磁気記録媒体は、請求項
１記載の光磁気記録媒体において、上記第１磁性層にお
ける室温での磁化の垂直成分が飽和する飽和磁界が第２
磁性層の保磁力よりも大きいことを特徴としている。
【００１８】請求項３記載の光磁気記録方法は、請求項
２記載の光磁気記録媒体を、上記飽和磁界よりも小さ
く、第２磁性層の保磁力よりも大きい磁界により初期化
することを特徴としている。
【００１９】請求項４記載の光磁気記録情報の再生方法
は、請求項１又は２記載の光磁気記録媒体を用いて記録
情報の再生を行う再生方法であって、再生光ビームが照
射されたとき、第１磁性層における前記所定温度を超え
る領域が再生光ビームのスポット径よりも小さな中央近
傍の領域となるように、この再生光ビームの強度が設定
されていることを特徴としている。
【００２０】
【作用】請求項１記載の光磁気記録媒体においては、第
１磁性層における室温での磁化方向は完全に垂直方向で
はなく、垂直方向と面内方向との間の方向を向くように
調製されているので、第１磁性層における室温での磁化
方向が完全に垂直方向を向くものから構成されていた従
来のものに比べ、第１磁性層から第２磁性層に作用する
室温での交換結合力は小さくなる。このため、情報の書
き換えを行う際に、第２磁性層の磁化方向を揃えるため
の初期化磁界の大きさを従来よりも小さくすることがで
きる。この結果、初期化磁界発生装置をより小さくで
き、装置の小型化、さらに省電力化を図ることが可能と
なる。
【００２１】なお、上記では、情報の再生を行う際に
は、照射部位の温度が第１磁性層における垂直磁化とな
る所定温度以上となるように、再生用光ビームのパワー
を設定することにより、第１磁性層の磁化方向が完全に
垂直を向き、これによって、従来同様にその磁化の方向
に応じた情報の読み出しを行うことができる。
【００２２】請求項２記載の光磁気記録媒体において
は、第１磁性層における室温での磁化の垂直成分が飽和
する飽和磁界が第２磁性層の保磁力よりも大きくなって
いる。このような光磁気記録媒体に対しては、請求項３
記載の光磁気記録方法による記録、すなわち、第１磁性
層の上記飽和磁界よりも小さく、第２磁性層の保磁力よ
りも大きい磁界によって初期化することが可能になる。
【００２３】この場合、例えば第１磁性層を、室温での
保磁力が第２磁性層の保磁力よりも小さいものとして
も、第２磁性層の保磁力よりも大きな初期化磁界を印加
したときには、この磁界が上記の飽和磁界よりも小さい
限り、第１磁性層の磁化の反転は生じず、第２磁性層の
み初期化磁界の方向に揃うことになり、従来同様の初期
化を行うことができる。
【００２４】すなわち、第１磁性層を、室温での保磁力
がより小さなもので構成し得るので、これによっても、
この第１磁性層から第２磁性層に作用する室温での交換
結合力は小さくなり、この結果、初期化磁界の大きさを
より小さくすることができるので、さらに、装置の小型
化・省電力化を図ることができる。
【００２５】請求項４記載の光磁気記録情報の再生方法
においては、再生光ビームが照射されたとき、第１磁性
層における前記所定温度を超える領域が再生光ビームの
スポット径よりも小さな中央近傍の領域となるように、
この再生光ビームの強度が設定されている。すなわち、
再生動作時に、第１磁性層に上記の再生光ビームが照射
されると、照射された部位の温度分布はほぼガウス分布
になるが、このとき、光ビームの径よりも小さい中心近
傍領域のみ、第１磁性層の磁化が垂直磁化に移行し、こ
の部位のみが極カー効果を示すものとなる。このため、
該部位からの反射光に基づいて情報が再生されることな
り、その周辺の温度の低い部分は、垂直磁化ではないの
で、極カー効果を示さない。この結果、光ビームのスポ
ット径よりも小さな記録ビットの再生が行え、記録密度
を向上することができる。
【００２６】
【実施例】本発明の具体的な実施例について、図１ない
し図６に基づいて説明すれば、以下の通りである。本実
施例に係る光磁気記録媒体としての光磁気ディスクは、
図２に示すように、透光性の基板１上に、誘電体層２
と、第１磁性層３と、第２磁性層４と、保護層５と、オ
ーバーコート層６とを順次積層して構成されている。
【００２７】基板１は、例えば外径８６ｍｍ、内径１５
ｍｍ、厚さ1.２ｍｍの円盤状のガラス板からなってお
り、この基板１の片側の面（図において下側の面）に
は、図示してはいないが、光ビーム案内用の凹凸状のガ
イドトラックが反応性イオンエッチング法により形成さ
れている。トラックピッチは、1.６μｍ、グルーブ（凹
部）の幅は0.８μｍ、ランド（凸部）の幅は0.８μｍで
ある。
【００２８】上記基板１のガイドトラック形成面上に、
膜厚８０ｎｍのAlＮからなる透光性を有する誘電体層２
が、反応性スパッタリングにより形成されている。
【００２９】誘電体層２上の第１磁性層３は、希土類金
属−遷移金属合金であるGdFeCoからなっており、Gd、F
e、Coターゲットの同時スパッタリングにより膜厚５０
ｎｍで形成されている。
【００３０】この第１磁性層３は希土類金属リッチであ
り、室温での保磁力の垂直方向の成分（Ｈc1) は、図３
に示すようにほぼゼロであり、キュリー点（Ｔc1）＝２
３０℃、補償温度（ＴCOMP1)＝１５０℃である。図１
に、室温における第１磁性層３の垂直磁化および面内磁
化の外部磁界依存性を示している。この第１磁性層３
は、室温では垂直磁化ではないが、垂直磁化が面内磁化
に比べて若干優位な特性を有し、約８０℃以上の温度で
完全に垂直磁化となる特性を示す。なお、図３中の破線
部分は第１磁性層３の磁化の垂直成分が飽和する磁界を
示している。これが、途中から保磁力を表す実線と一致
しているのは、この温度以上で、第１磁性層３が垂直磁
化となって、磁化の垂直成分が飽和する磁界と、保磁力
とが一致するためである。
【００３１】上記した第１磁性層３上に設けられている
前記第２磁性層４は、希土類金属−遷移金属合金である
GdDyFeCoからなっており、Gd、Dy、Fe、Coターゲットの
同時スパッタリングにより膜厚５０ｎｍで形成されてい
る。この第２磁性層４も希土類金属リッチであり、図３
に示すように、室温での保磁力（Ｈc2）は第１磁性層３
の上記保磁力Ｈc1よりも大きく、例えば0.８ｋＯe であ
り、また、キュリー点（Ｔc2）＝２５０℃、補償温度
（ＴCOMP2)＝２１０℃であって、室温からキュリー点
（Ｔc2）まで垂直磁化となる特性を示す。
【００３２】図４（ａ)(ｂ）には、上記の第１・第２磁
性層３・４における各室温でのカー回転角の外部磁界依
存性を示している。図４（ｂ）に示す第２磁性層４の室
温での保磁力（Ｈc2）は、図４（ａ）に示す第１磁性層
３における垂直成分の磁化が飽和する飽和磁界（Ｈs1）
よりも小さなものとなっている。
【００３３】これら第１・第２磁性層３・４を覆うよう
に、膜厚８０ｎｍのAlＮからなる前記保護層５が設けら
れ、さらに、この保護層５の上に、アクリレート系紫外
線硬化樹脂をコーティングし、紫外線照射により硬化さ
せて前記オーバーコート層６が形成され、本実施例の光
磁気ディスクが構成されている。
【００３４】なお、第１・第２磁性層３・４の成膜時の
スパッタリング条件は、到達真空度2.０×１０-4Ｐａ以
下、Arガス圧6.５×１０-1Ｐａ、放電電力３００Ｗであ
る。また、誘電体層２および保護層５の成膜時のスパッ
タリング条件は、到達真空度2.０×１０-4Ｐａ以下、N2
ガス圧3.０×１０-1Ｐａ、放電電力８００Ｗである。
【００３５】上記構成の光磁気ディスクを用いて情報の
記録を行う場合、図５に示すように、まず、図のように
下向きの初期化磁界Ｈinitが印加され、初期化が行われ
る。この初期化磁界Ｈinitは、第２磁性層４の室温での
保磁力Ｈc2と、前記第１磁性層３の飽和磁界Ｈs1との間
の値、例えば、Ｈinit＝1.０ｋＯe に設定されている。
このため、この初期化によって、第２磁性層４の磁化だ
けが、初期化磁界Ｈin itに沿って一方向に揃えられる。
なお、第２磁性層４は、前記のように、希土類金属の副
格子磁化が遷移金属の副格子磁化よりも大きく、いわゆ
る希土類リッチであるので、この第２磁性層４における
遷移金属の副格子磁化の方向を示す図５中の矢印は、初
期化磁界Ｈinitとは逆方向を向いている。
【００３６】このとき、第１磁性層３は室温では垂直磁
化でないため、第２磁性層４の磁化の向きが第１磁性層
３に転写されることはなく、また、初期化磁界Ｈinitが
前記第１磁性層３の飽和磁界Ｈs1よりも小さいので、第
１磁性層３の磁化の反転は生じない。なお、このような
初期化は、記録再生装置に永久磁石を組込んでこの磁石
により初期化磁界Ｈinitを印加する構成では、光磁気デ
ィスクの回転駆動中に常時行われることになり、また、
例えば電磁石で初期化磁界Ｈinitを印加するようにした
装置では、記録時にのみ行われるように構成される。
【００３７】上記のように初期化を行った後、初期化磁
界Ｈinitと同一方向で、かつ、Ｈin itより充分に小さな
記録磁界ＨW ( 例えば２００（Ｏe)) を印加しながら、
図６に示すように、高レベルＩと低レベルIIとに強度変
調されたレーザ光を照射することによって、情報の記録
が行われる。
【００３８】高レベルＩのレーザ光は、これが照射され
た領域を、第１磁性層３のキュリー点Ｔc1を超え、さら
に、第２磁性層４のキュリー点Ｔc2付近、またはそれ以
上高温の第１温度（ＴH ) まで昇温させるようなレーザ
パワーに設定されている。一方、低レベルIIのレーザ光
は、その照射領域を、第１磁性層３のキュリー点Ｔc1近
傍の第２温度（ＴL ）まで昇温させるようなレーザパワ
ーに設定されている。
【００３９】従って、高レベルＩのレーザ光が照射され
るときには、上記第１温度（ＴH )まで昇温した領域の
第２磁性層４の磁化が、記録磁界（ＨW ）により上向き
に反転する。そして、室温への冷却の過程で第１磁性層
３が垂直磁化を示す間に、これら第１・第２磁性層３・
４の界面に作用する交換力によって、第１磁性層３と第
２磁性層４との各磁化の向きが一致するように、第２磁
性層４の向きが第１磁性層３に転写される。この結果、
第１磁性層３の向きは上向きになる。
【００４０】一方、低レベルIIのレーザ光が照射され、
前記の第２温度（ＴL ）までしか昇温しない場合には、
第２磁性層４の保磁力は記録磁界（ＨW ）よりも大き
く、したがって、この第２磁性層４の磁化の反転は生じ
ずに、初期化の際の磁化方向が維持される。そして、冷
却の過程で、上記と同様に、界面に作用する交換力によ
って、第２磁性層４の向きが第１磁性層３に転写され
る。これにより、第２磁性層４の向きが転写された第１
磁性層３の磁化の向きは、上記とは逆に下向きになる。
【００４１】このように、例えば1.０ｋＯe 程度の初期
化磁界Ｈinitで第２磁性層４の磁化の方向を揃えた後、
例えば２００（Ｏe)程度の記録磁界ＨW を印加しなが
ら、高レベルＩと低レベルIIとに光変調したレーザ光を
照射していくことで、照射前の第１磁性層３の磁化の方
向によらずに、この第１磁性層３に新たな情報を書き込
むこと、すなわち、オーバーライトが可能となってい
る。なお、上記の高レベルＩと低レベルIIとの各レーザ
パワーの値を例示すれば、高レベルＩのレーザパワー
（ＰH ）＝１０ｍＷ、低レベルIIのレーザパワー
（ＰL ）＝４ｍＷである。
【００４２】一方、上記構成の光磁気ディスクにおける
情報の再生は、図６に示すように、記録時の低レベルII
の強度よりもさらに低い再生レベルIII のレーザ光を照
射して行われる。このレーザ光が照射された部位は温度
が上昇し、この温度上昇に伴って、その部位の磁化は垂
直磁化に移行し、このように垂直磁化に移行した部位の
みが、極カー効果を示すようになって、該部位からの反
射光に基づき、情報が再生される。
【００４３】光ビームが移動して次の記録ビットを再生
するときには、先の再生部位の温度は低下し、垂直磁化
ではなくなるために、極カー効果を示さなくなって、記
録情報がマスクされた状態となる。これにより、隣接ビ
ットからの信号混入がなくなり、再生の分解能が向上す
る。
【００４４】なお、本実施例では、上記再生レベルIII
のレーザパワーは、さらに、照射された部位の温度分布
がほぼガウス分布になることを考慮して設定されてい
る。つまり、光ビームが照射された領域は、その光ビー
ムのスポット内においても一様ではなく、中央近傍で最
も高く、周辺ほど低くなる。そこで、この光ビームのス
ポット内で、第１磁性層３における垂直磁化に移行する
温度（＝約８０℃）を挟んだ高低温度状態が生じるよう
に、上記の再生レベルIII のレーザパワーが設定されて
いる。
【００４５】これにより、光ビームの径よりも小さい中
心近傍領域のみが、第１磁性層３における垂直磁化に移
行する温度よりも高くなり、したがって、この領域のみ
の磁化が極カー効果を示す垂直磁化に移行し、その周辺
の温度が低い領域は垂直磁化とならず、極カー効果を示
さない。
【００４６】つまり、光ビームのスポット径よりも小さ
な領域のみが再生に関与するようになり、この結果、従
来より小さな記録ビットの再生が行え、記録密度が著し
く向上することになる。
【００４７】具体的に測定した結果を例示すれば、ま
ず、初期化磁界Ｈinit＝1.０（ｋＯe)、記録磁界
（ＨW ）＝２００（Ｏe)、高レベルＩのレーザパワー
（ＰH ）＝１０ｍＷ、低レベルIIのレーザパワー
（ＰL ）＝４ｍＷ、記録ビット長＝0.８μｍにて記録を
行ったところ、消し残りのない光変調オーバーライトが
でき、そして、再生レベルIII のレーザパワー（ＰR ）
＝１ｍＷでの再生で、信号対雑音比（Ｃ／Ｎ）＝４７ｄ
Ｂが得られた。
【００４８】さらに、記録ビット長＝0.６５μｍと短く
なっても、Ｃ／Ｎがあまり低下しなかった。これは、第
１磁性層３が室温で垂直磁化でなく、再生レベルIII の
レーザパワーのレーザ光を照射すると、上述のように、
その中心部近傍のみが垂直磁化を示すようになるので、
短い記録ビットであっても、隣接記録ビットからの影響
を受けずに再生できたためである。
【００４９】以上の説明のように、上記実施例において
は、第１磁性層３における室温での磁化方向が垂直方向
と面内方向との間の方向を向くように調製され、所定温
度以上で垂直磁化となる特性を有している。さらに、室
温での磁化の垂直成分が飽和する飽和磁界が、第２磁性
層４の保磁力よりも大きく、これによって、上記飽和磁
界よりも小さく第２磁性層４の保磁力よりも大きい磁界
により初期化した後、強度変調されたレーザ光を照射し
て、情報を光変調オーバーライトすることが可能であ
る。したがって、このときの初期化磁界は従来よりも小
さくて済み、この結果、光磁気記録装置の小型化が可能
となる。また、前記した記録層への記録情報を大きな外
部磁場により消去した後、新たな情報の記録を行う従来
のものに比べ、情報の書き換え速度が速くなり、高速オ
ーバーライトが可能になる。
【００５０】さらに、再生時のレーザ光のパワーを第１
磁性層３の垂直磁化に移行する温度に合わせて設定する
ことで、雑音の原因となる隣接ビットからの信号混入が
なくなり、再生の分解能が向上するので、従来よりも小
さな記録ビットの再生が行え、記録密度を著しく向上さ
せることができる。
【００５１】なお、上記実施例は本発明を限定するもの
ではなく、本発明の範囲内で種々の変更が可能である。
例えば、上記実施例においては、第１磁性層３のキュリ
ー点が第２磁性層４のキュリー点よりも低い構成を例に
挙げたが、第１磁性層のキュリー点が第２磁性層４のキ
ュリー点より高く、かつ、第２磁性層４のキュリー点以
上で第１磁性層３が面内磁化となる特性を有する構成等
とすることが可能で、この場合にも上記同様の高速オー
バーライトが可能である。このように、第１磁性層３の
キュリー点が高い構成では、再生時に得られるカー回転
角が大きくなるため、再生信号特性が向上する。
【００５２】また、第１磁性層３を構成するGdFeCoの組
成や、第２磁性層４を構成するGdDyFeCoの組成や材料に
ついても、上記実施例に限定されるものではない。例え
ば、これら第１・第２磁性層３・４の材料として、Gd、
Tb、Dy、Ho、Ndから選ばれた少なくとも１種の希土類金
属と、Fe、Coから選ばれた少なくとも１種の遷移金属か
らなる合金を使用しても、同様の効果が得られる。
【００５３】さらに、上記材料に、Cr、Ｖ、Nb、Mn、B
e、Ni、Ti、Pt、Rh、Cuのうち、少なくとも１種類の元
素を添加すると、第１・第２磁性層３・４自体の耐環境
性が向上する。すなわち、水分や酸素侵入による第１・
第２磁性層３・４の酸化による特性の劣化が少なくな
り、長期信頼性に優れた光磁気ディスクとして提供する
ことができる。
【００５４】一方、第１・第２磁性層３・４の膜厚は、
第１・第２磁性層３・４の材料や組成との兼ね合いで決
まるものである。第１磁性層３の膜厚は、２０ｎｍ以
上、より好ましくは、３０ｎｍ以上であり、あまり厚す
ぎると第２磁性層４の情報が転写されなくなるので、１
００ｎｍ以下が好適である。第２磁性層４の膜厚は、２
０ｎｍ以上、より好ましくは、３０〜１００ｎｍであ
り、あまり厚すぎると記録感度が悪くなるので、２００
ｎｍ以下が好適である。
【００５５】また、上記の実施例においては、基板１と
して通常の板ガラスを用いたが、これ以外にも、化学強
化されたガラス、これらのガラス基板上に紫外線硬化型
樹脂層を形成した、いわゆる２Ｐ層付きガラス基板、ポ
リカーボネート（ＰＣ）、ポリメチルメタクリレート
（ＰＭＭＡ）、アモルファスポリオレフィン（ＡＰ
Ｏ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリ塩化ビフェニール
（ＰＶＣ）、エポキシ等の基板１を使用することが可能
である。
【００５６】一方、透明な誘電体層２としてのAlＮの膜
厚は、上記実施例における８０ｎｍに限定されるもので
はない。この誘電体層２の膜厚は、光磁気ディスクを再
生する際、第１磁性層３あるいは第２磁性層４からの極
カー回転角を光の干渉効果を利用して増大させる、いわ
ゆるカー効果エンハンスメントを考慮して決定される。
再生時のＣ／Ｎをできるだけ大きくさせるには、極カー
回転角を大きくさせることが必要であり、このため、誘
電体層２の膜厚は、極カー回転角が最も大きくなるよう
に設定される。
【００５７】この極カー回転角は、再生光の波長、誘電
体層２の屈折率により変化する。上記実施例の場合のAl
Ｎの屈折率は2.０であるので、再生光の波長が７８０ｎ
ｍの場合、誘電体層２のAlＮの膜厚を３０〜１２０ｎｍ
程度にすると、カー効果エンハンスメントの効果が大き
くなる。なお、好ましくは、誘電体層２のAlＮの膜厚
は、７０〜１００ｎｍであり、この範囲であれば、極カ
ー回転角がほぼ最大になる。
【００５８】また、再生光の波長が４００ｎｍの場合、
上記誘電体層２の膜厚を半分（＝４００／７８０）にす
れば良い。更に、材料の違い、あるいは、製法により誘
電体層２の屈折率が上記とは異なる場合、屈折率と膜厚
を乗じた値（光路長）が同じになるように、誘電体層２
の膜厚を設定すれば良い。
【００５９】なお、誘電体層２の屈折率は大きいほど、
その膜厚は少なくて済む。また、屈折率が大きいほど、
極カー回転角のエンハンスメント効果も大きくなる。
【００６０】AlＮは、スパッタ時のスパッタガスである
ArとN2の比率、ガス圧力等を変えることにより、その屈
折率が変わるが、おおむね、1.８〜2.１程度と屈折率が
比較的大きな材料であり、誘電体層２の材料として好適
である。
【００６１】また、誘電体層２は、上記のカー効果エン
ハンスメントだけでなく、保護層５とともに、第１・第
２磁性層３・４の希土類金属−遷移金属合金磁性層の酸
化を防止する役割がある。
【００６２】希土類金属−遷移金属合金からなる磁性膜
は非常に酸化されやすく、特に、希土類金属が酸化され
やすい。このため、外部からの酸素、水分侵入を極力防
止しなければ、酸化によりその特性が著しく劣化してし
まう。
【００６３】そのため、上記実施例においては、磁性層
３・４の両側をAlＮで挟み込む形の構成を採っている。
AlＮは、その成分に酸素を含まない窒化膜であり、非常
に耐湿性に優れた材料である。さらに、AlＮは、Alター
ゲットを用いて、N2ガス、もしくはArとN2の混合ガスを
導入して反応性ＤＣ（直流電源）スパッタリングを行う
ことが可能であり、ＲＦ（高周波）スパッタに比べて成
膜速度が大きい点でも有利である。
【００６４】AlＮ以外の誘電体層２の材料として、Si
Ｎ、AlSiＮ、AlTaＮ、SiAlＯＮ、TiＮ、TiＯＮ、ＢＮ、
ZnＳ、TiO2、BaTiO3、SrTiO3等が好適である。このう
ち、特に、SiＮ、AlSiＮ、AlTaＮ、TiＮ、ＢＮ、ZnＳ
は、その成分に酸素を含まず、耐湿性に優れた光磁気デ
ィスクを提供することができる。
【００６５】一方、保護層５のAlＮの膜厚は、上記実施
例では８０ｎｍとしたが、これに限定されるものではな
い。保護層５の膜厚の範囲としては、１〜２００ｎｍが
好適である。
【００６６】上記実施例においては、第１・第２磁性層
３・４、あるいはこれらを合わせた膜厚は１００ｎｍ以
上であり、この膜厚になると光ピックアップから入射し
た光はほとんど磁性層を透過しない。したがって、保護
層５の膜厚に特に制限はなく、磁性層の酸化を長期にわ
たって防止するに必要な膜厚であれば良い。酸化防止能
力が低い材料であれば膜厚を厚く、高ければ薄くすれば
良い。
【００６７】保護層５は、誘電体層２とともに、その熱
伝導率が光磁気ディスクの記録感度特性に影響を及ぼ
す。記録感度特性とは、記録、あるいは消去に必要なレ
ーザパワーがどの程度必要かを意味する。光磁気ディス
クに入射された光は、そのほとんどが、誘電体層２を通
過し、吸収膜である第１・第２磁性層３・４に吸収され
て熱に変わる。このとき、第１・第２磁性層３・４の熱
が誘電体層２、保護層５に熱伝導により移動する。した
がって、誘電体層２、保護層５の熱伝導率および熱容量
（比熱）が記録感度に影響を及ぼす。
【００６８】このことは、光磁気ディスクの記録感度を
保護層５の膜厚で、ある程度制御できるということを意
味し、例えば、記録感度を上げる（低いレーザパワーで
記録消去が行える）目的であれば、保護層５の膜厚を薄
くすれば良い。通常は、レーザ寿命を延ばすため、記録
感度はある程度高い方が有利であり、保護層５の膜厚は
薄い方が良い。
【００６９】AlＮはこの意味でも好適で、耐湿性に優れ
るので、保護層５として用いた場合、膜厚を薄くするこ
とができ、記録感度の高い光磁気ディスクを提供するこ
とができる。
【００７０】上記実施例では、保護層５を誘電体層２と
同じAlＮとすることで、耐湿性に優れた光磁気ディスク
を提供でき、かつ保護層５と誘電体層２を同じ材料で形
成することで、生産性も向上する。
【００７１】また、保護層５の材料としては、AlＮ以外
に、前述の目的、効果を考慮すれば、上述の誘電体層２
の材料として用いられる、SiＮ、AlSiＮ、AlTaＮ、SiAl
ＯＮ、TiＮ、TiＯＮ、ＢＮ、ZnＳ、TiO2、BaTiO3、SrTi
O3が好適である。このうち、特にSiＮ、AlSiＮ、AlTa
Ｎ、TiＮ、ＢＮ、ZnＳは、その成分に酸素を含まず、耐
湿性に優れた光磁気ディスクを提供することができる。
【００７２】上記実施例における光磁気ディスクは、一
般に片面タイプと呼ばれる。誘電体層２、第１・第２磁
性層３・４、保護層５の薄膜部分を総じて記録媒体層と
称することにすると、片面タイプの光磁気ディスクは、
基板１、記録媒体層、オーバーコート層６の構造とな
る。これに対して、基板１の上に記録媒体層を形成した
ものを二枚、記録媒体層が対向するように接着層で接着
した光磁気ディスクは、両面タイプと呼ばれている。
【００７３】この場合の接着層の材料は、ポリウレタン
アクリレート系接着剤が特に良い。この接着剤は、紫外
線、熱および嫌気性の３タイプの硬化機能が組み合わさ
れたものであり、紫外線が透過しない記録媒体の影にな
る部分の硬化が、熱および嫌気性硬化機能により硬化さ
れるという利点を持っており、極めて高い耐湿性を有
し、長期安定性に極めて優れた光磁気ディスクを提供す
ることができる。
【００７４】なお、片面タイプは、両面タイプと比べて
素子の厚みが半分で済むため、例えば小型化が要求され
る記録再生装置に有利である。両面タイプは、両面再生
が可能なため、例えば大容量を要求される記録再生装置
に有利である。
【００７５】
【発明の効果】以上のように、本発明の請求項１記載の
光磁気記録媒体は、相互に積層された第１磁性層と第２
磁性層とが設けられ、室温からキュリー点まで垂直磁化
となる特性を備える上記第２磁性層の磁化方向を、室温
で初期化磁界を印加することにより一方向に揃えた後、
記録磁界を印加しながら光変調された光ビームを照射し
て局部的に温度上昇を生じさせることにより、第２磁性
層の磁化方向を光ビームの強度に応じて変化させ、その
後、室温状態への冷却の過程で第１磁性層への第２磁性
層の磁化方向の転写を生じさせて情報の記録が行われる
一方、再生用光ビームを照射して第１磁性層に記録され
ている情報の読み出しが行われる光磁気記録媒体におい
て、上記第１磁性層は、室温での磁化方向が垂直方向と
面内方向との間の方向を向くように調製されると共に、
所定温度以上で垂直磁化となる特性を備えている構成で
ある。
【００７６】これにより、第１磁性層から第２磁性層に
作用する室温での交換結合力が小さくなり、このため、
情報の書き換えを行う際に、第２磁性層の磁化方向を揃
えるための初期化磁界の大きさを従来よりも小さくする
ことができる。この結果、初期化磁界発生装置をより小
さくでき、装置の小型化、さらに省電力化を図ることが
できるという効果を奏する。
【００７７】請求項２記載の光磁気記録媒体は、上記第
１磁性層における室温での磁化の垂直成分が飽和する飽
和磁界が第２磁性層の保磁力よりも大きい構成である。
【００７８】これにより、請求項３記載の光磁気記録方
法による記録、すなわち、第１磁性層の上記飽和磁界よ
りも小さく、第２磁性層の保磁力よりも大きい磁界によ
り初期化することによって、光変調オーバーライトが可
能になる。この場合、例えば第１磁性層を、室温での保
磁力が第２磁性層の保磁力よりも小さいものとしても、
従来とほぼ同様の初期化を行うことができる。したがっ
て、第１磁性層を、室温での保磁力がより小さなもので
構成し得るので、これによっても、この第１磁性層から
第２磁性層に作用する室温での交換結合力は小さくな
り、この結果、初期化磁界の大きさをより小さくするこ
とができるので、装置の小型化・省電力化をさらに図る
ことができるという効果を奏する。
【００７９】請求項４記載の光磁気記録情報の再生方法
は、請求項１又は２記載の光磁気記録媒体を用いて記録
情報の再生を行う再生方法であって、再生光ビームが照
射されたとき、第１磁性層における前記所定温度を超え
る領域が再生光ビームのスポット径よりも小さな中央近
傍の領域となるように、この再生光ビームの強度が設定
されている構成である。
【００８０】これにより、再生光ビームの径よりも小さ
い中心近傍領域からの反射光に基づいて情報を再生する
ことができ、したがって、光ビームのスポット径よりも
小さな記録ビットの再生が行え、記録密度を向上するこ
とができるという効果を奏する。
【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に設
けられている第１磁性層の垂直磁化成分および面内磁化
成分の外部磁界依存性を示すグラフである。
【図２】上記光磁気ディスクの概略の構成を示す断面模
式図である。
【図３】上記光磁気ディスクにおける第１・第２磁性層
の保磁力の温度依存性を示すグラフである。
【図４】上記光磁気ディスクにおける室温での第１・第
２磁性層の各室温での特性を示すものであって、同図
（ａ）は第１磁性層のカー回転角の外部磁界依存性を示
すグラフ、同図（ｂ）は第２磁性層のカー回転角の外部
磁界依存性を示すグラフである。
【図５】上記光磁気ディスクにおける記録プロセスを示
す説明図である。
【図６】上記光磁気ディスクに照射されるレーザ光の強
度を示す説明図である。
【図７】従来の光磁気ディスクにおける記録プロセスを
示す説明図である。
【図８】図７の光磁気ディスクにおける各磁性層の保磁
力の温度依存性を示すグラフである。
【符号の説明】
１ 基板 ２ 誘電体層 ３ 第１磁性層 ４ 第２磁性層 ５ 保護層 ６ オーバーコート層
───────────────────────────────────────────────────── 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 (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】相互に積層された第１磁性層と第２磁性層
    とが設けられ、室温からキュリー点まで垂直磁化となる
    特性を備える上記第２磁性層の磁化方向を、室温で初期
    化磁界を印加することにより一方向に揃えた後、記録磁
    界を印加しながら光変調された光ビームを照射して局部
    的に温度上昇を生じさせることにより、第２磁性層の磁
    化方向を光ビームの強度に応じて変化させ、その後、室
    温状態への冷却の過程で第１磁性層への第２磁性層の磁
    化方向の転写を生じさせて情報の記録が行われる一方、
    再生用光ビームを照射して第１磁性層に記録されている
    情報の読み出しが行われる光磁気記録媒体において、 上記第１磁性層は、室温での磁化方向が垂直方向と面内
    方向との間の方向を向くように調製されると共に、所定
    温度以上で垂直磁化となる特性を備えていることを特徴
    とする光磁気記録媒体。
  2. 【請求項２】上記第１磁性層は、室温での磁化の垂直成
    分が飽和する飽和磁界が第２磁性層の保磁力よりも大き
    いことを特徴とする請求項１記載の光磁気記録媒体。
  3. 【請求項３】請求項２記載の光磁気記録媒体を、上記飽
    和磁界よりも小さく、第２磁性層の保磁力よりも大きい
    磁界により初期化することを特徴とする光磁気記録方
    法。
  4. 【請求項４】請求項１又は２記載の光磁気記録媒体を用
    いて記録情報の再生を行う再生方法であって、 再生光ビームが照射されたとき、第１磁性層における前
    記所定温度を超える領域が再生光ビームのスポット径よ
    りも小さな中央近傍の領域となるように、この再生光ビ
    ームの強度が設定されていることを特徴とする光磁気記
    録情報の再生方法。
JP6109933A 1994-05-24 1994-05-24 光磁気記録媒体及び光磁気記録方法並びに光磁気記録情報の再生方法 Pending JPH07320320A (ja)

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DE19517512A DE19517512C2 (de) 1994-05-24 1995-05-12 Magnetooptisches Aufzeichnungsmedium und Aufzeichnungsverfahren sowie Abspielverfahren unter Verwendung eines solchen

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