JPS6119747A - 分光反射率可変合金及び記録材料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野］ 本発明は新規な分光反射率可変合金及び記録材料に係り
、特に光・熱エネルギーが与えられることにより合金の
結晶構造の変化にともなう分光反射率変化を利用した情
報記録、表示、センサ等の媒体に使用可能な合金に関す
る。

〔発明の背景〕

近年、情報記録の高密度化、デジタル化が進むにつれて
種々の情報記録再生方式の開発が進められている。特に
レーザの光エネルギを情報の記録。

消去、再生に利用した光ディスクは工業レアメタルＮα
８０，１９８３（光ディスクと材料）に記載されている
ように磁気ディスクに比べ、高い記録密度が可能であり
、今後の情報記録の有力な方式である。このうち、レー
ザによる再生装置はコンパクト・ディスク（ＣＤ）とし
て実用化されている。

一方、記録可能な方式には追記型と書き換え可能型の大
きく２つに分けられる。前者は１回の書き込みのみが可
能であり、消去はできない。後者はくり返しの記録、消
去が可能な方式である。追記型の記録方法はレーザ光に
より記録部分の媒体を破壊あるいは成形して凹凸をつけ
、再生にはこの凹凸部分でのレーザ光の干渉による光反
射量の変化を利用する。この記録媒体にはＴｅやその合
金を利用して、その溶解、昇華による凹凸の成形が一般
的に知られている。この種の媒体では毒性など若干の問
題を含んでいる。書き換え可能型の記録媒体としては光
磁気材料が主流である。この方法は光エネルギを利用し
てキュリ一点あるいは補償点温度付近で媒体の局部的な
磁気異方性を反転させ記録し、その部分での偏光入射光
の磁気ファラデー効果及び磁気カー効果による偏光面の
回転量にて再生する。この方法は書き換え可能型の最も
有望なものとして数年後の実用化を目指し精力的な研究
開発が進められている。しかし、現在のところ偏光面の
回転量の大きな材料がなく多層膜化などの種々の工夫を
してもＳ／Ｎ、Ｃ／Ｎなどの出力レベルが小さいという
大きな問題がある。

その他の書き換え可能型方式として記録媒体の非晶質と
結晶質の可逆的相変化による反射率変化を利用したもの
がある。例えばＮａｔｉｏｎａｌ　Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ
Ｒｅｐｏｒｔ　Ｖｏ１２９　Ｎ（Ｌ　５　（１９８３）
に記載ＴｅＯｘに少量のＧｅおよびＳｎを添加した合金
がある。

しかし、この方式は非晶貧相の結晶化温を低く、常温に
おける相の不安定さがディスクの信頼性に結びつく大き
な問題点である。

一方、色調変化を利用した合金として、特開昭５７−　
ｔ４ｏｓ４ｓがある。この合金は（１２〜１５）ｗｔ％
Ａ　Ｑ　−（１〜５　）　ｗ　ｔ％Ｎｉ−残Ｃｕよりな
る合金でマルテンサイト変態温度を境にして、赤から黄
金色に可逆的に変化することを利用したものである。マ
ルテンサイト変態は温度の低下にともなって必然的に生
ずる変態のため、マルテンサイト変態温度以上に保持し
た状態で得られる色調はマルテンサイト変調温度以下に
もってくることはできない。また逆にマルテンサイト変
態温度以下で得られる色調のものをマルテンサイト変態
温度以上にすると、変態をおこして別の色調に変化して
しまう６したがって、マルテンサイト変態の上下でおこ
る２つの色調は同一温度で同時に得ることはできない。

したがってこの原理では記録材料として適用することは
できない。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、同一温度で部分的に異なった分光反射
率を保持することのできる分光反射率可変合金及び記録
材料を提供するにある。

〔発明の概要〕

（発明の要旨） 本発明は、銅を主成分とし、銅とアルミニウムとの共析
組織を有する合金からなることを特徴とする分光反射率
可変合金にある。

即ち、本発明は、固体状態で室温より高い第１の温度（
高温）及び第１の温度より低い温度（低温）状態で異な
った結晶構造を有する合金において、該合金は前記高温
からの急冷によって前記低温における非急冷による結晶
構造と異なる結晶構造を有することを特徴とする分光反
射率可変合金にある。

本発明合金は固相状態での加熱冷却処理により、同一温
度で少なくとも２種の分光反射率を有し、可逆的に分光
反射率を変えることのできるものである。すなわち、本
発明に係る合金は固相状態で少なくとも２つの温度領域
で結晶構造の異なった相を有し、それらの内、高温相を
急冷した状態と非急冷の標準状態の低温相状態とで分光
反射率が異なり、高温相温度領域での加熱急冷と低温相
温度領域での加熱冷却により分光反射率が可逆的に変化
するものである。

本発明合金の可逆的反射率の変化についてその原理を第
２図を用いて説明する。

図はＣｕ　−Ａ　Ｑ合金の相変態に伴う結晶構造の変化
を示したものであるが、この図を利用して記録材料とし
て必要な信号２文字２図形、記号等の情報を記録及び消
去する原理を説明する。図の（１）組成の合金において
、固相状態では３つの相状態がある。すなわちβ単相、
（β＋γ）相及び（α＋γ）相がある。結晶構造はα、
β、γのそれぞれの単相状態で異なり、従ってこれらの
単独では当然であるが、これらの混合相によってもこれ
らの光学特性も変化する。結晶構造の違いによる光学特
性の違いとして分光反射率について説明する。Ｔ１は記
録されたものが読みとれる温度を意味し、室温と考えて
もさしつかえない。

Ｔ□での平衡状態ではγ−ｒｉｃｈ　（α＋γ）相であ
るので合金の分光反射率はγに近い。これをＴ４まで加
熱し、急冷するとβ相がＴｉに保持される。Ｔ１におけ
るβ相の分光反射率は（α＋γ）相とは異なる。したが
って両相を区別することができる。一般的な色調の特徴
を述べると、Ｔ４保持後急冷した場合のＴ１でのβ相は
赤銅色であり、（α＋γ）相は黄金色である。即ち（α
＋γ）相状態の合金に例えば数μｍ径のレーザ光を照射
して局部的にＴ４まで加熱した後、レーザ照射を止める
。照射部は急冷され、Ｔ１ではレーザ照射部のみβ相と
なる。レーザ照射をしない部分は（α＋γ）相のままで
あるので、Ｔ□において、レーザ照射部をそれ以外の部
分とで分光反射率が異なり両者を区別することができる
。この状態が記録の状態に相当する。一方、Ｔ４に加熱
後急冷して、Ｔ工に保持されたβ相状態のものをＴ１よ
り高いＴ２に加熱するとβ相が（α＋γ）相に変化し、
Ｔ１の温度に戻しても（α＋γ）相のままである。

したがって前記のようにレーザ照射で局部的にβ相にし
た部分にレーザ光を照射し、Ｔ２の温度に加熱すると、
β相が（α＋γ）相に変化する。その後Ｔ１の温度に戻
しても（α＋γ）相の状態が保持される。すなわちこれ
が消去に相当する。なおβ相を（α＋γ）相に変化させ
るにはＴ１よりも高い温度に加熱すればよいが、上限温
度としては、高温に保持した状態でβ相が析出しない温
度、第１図でのＴｅ、すなわち共析温度である。以上の
過程は繰返し行なうことが可能であり、いわゆる書き換
え可能な記録媒体として適用可能である。

記録方法としてはさらに別の方法が適用できる。

すなわち、記録前の状態として、温度Ｔ□でβ相状態の
試料を用いる。これに例えば数μｍ径のレーザ光を照射
して、Ｔ２に加熱するとレーザ照射部は（α＋γ）相に
変化する。冷却してＴ１の温度でもレーザ照射部は（α
＋γ）相であり、レーザ未照射部のβ相と分光反射率が
異なり区別ができる。したがって記録できることになる
。消去するには、試料全面をＴ２に加熱後、冷却するこ
とで可能である。

このように処理をすると温度Ｔ１で、全面が（α＋γ）
相に変化する。

以上のように本発明は共析反応を有する合金を用いるこ
とにより、一方の温度領域での相を他方の温度領域で保
持することができ、よって、記録及び消去が可能である
。

Ｃｕ　−Ａ　Ｑ合金の高温で安定なβ相はｂｃｃあるい
は規則化したｂｃｃ型構造を有する。高温状態で安定な
β相を急冷すると、第１図で述べたＴｌ（記録の読み出
し温度）でもβ相が安定に存在する場合と、マルテンサ
イト変態をおこす場合とが−ある。Ａｊｉｌ含有量含有
量１呪以下にマルテンサイト変態温度（Ｍｓ点と略す）
をもたらす最小量である。

Ｍｓ点を温度Ｔ１以下にしなければならない理由は以下
のとおりである。β相のＴ１温度における色調は赤銅色
、（α＋γ）相は黄金色であると指摘したが，β相がマ
ルテンサイト変態をおこすと色調は黄金色となる。した
がって記録前にＣｕ−ＡＱ合金の共析温度（第２図Ｔ　
ｅ　）以下の温度に加熱して（α＋γ）相状態の黄金色
とした試料にレーザ光を照射して高温状態でβ相にして
も急冷途中Ｍｓ点を通過する際に生成するマルテンサイ
トにもとづいて黄金色となり、基地の（α＋γ）相の黄
金色と区別がつかなくなるからである。

一方、高温で安定なβ相を急冷して部分的にβ相を安定
にＴ，にもたらすには、１６．５重量％以下が好ましい
。

本発明は、高温で安定なβ相を記録の読み出しができる
温度に急冷し、保持されることを利用したものである。

したがって、加熱急冷によって記録、消去を効果的に実
現されるためには記録媒体の熱容量を小さくするとその
応答速度が高まる。

（ノンバルクその製造法） 本発明合金は反射率の可変性を得るために材料の加熱急
冷によって過冷相を形成できるものが必要である。高速
で情報の製作及び記憶させるには材料の急熱急冷効果の
高い熱容量の小さいノンバルクが望ましい。即ち、所望
の微小面積に対して投入されたエネルギーによって実質
的に所望の面積部分だけが深さ全体にわたって基準とな
る結晶構造と異なる結晶構造に変り得る容積を持つノン
バルクであることが望ましい。従って、所望の微小面積
によって高密度の情報を製作するには、熱容量の小さい
ノンバルクである箔、膜，細線あるいは粉末等が望まし
い。記録密度として、２０メガビット／ｄ以上となるよ
うな微小面積での情報の製作には０．０１〜０．２μｍ
の膜厚とするのがよい。一般に金属間化合物は塑性加工
が難しい。

従って、箔、膜，細線あるいは粉末にする手法として材
料を気相あるいは液相から直接急冷固化させて所定の形
状にすることが有効である。これらの方法にはＰＶＤ法
（蒸着、スパッタリング法等）　、ＣＶＤ法、溶湯を高
速回転する高熱伝導性を有する部材から、なる。特に金
属ロール円周面上に注湯して急冷凝固させる溶湯急冷法
、電気メッキ、化学メッキ法等がある。膜あるいは粉末
状の材料を利用する場合、基板上に直接形成するが、塗
布して基板上に接着することが効果的である。塗布する
場合、粉末を加熱しても反応などを起こさないバインダ
ーがよい、また、加熱による材料の酸化等を防止するた
め、材料表面、基板上に形成した膜あるいは塗布層表面
をコーティングすることも有効である。

箔又は細線は溶湯急冷法によって形成するのが好ましく
、厚さ又は直径０．１ｍｍ以下が好ましい。

特に０．１μｍ以下の結晶粒径の箔又は細線を製造する
には０．０５＋ｎｍ以下の厚さ又は直径が好ましい。

粉末は、溶湯を気体又は液体の冷媒とともに噴震させて
水中に投入させて急冷するガイアトマイズ法によって形
成させることが好まし塾）−０その粒径は０．１−以下
が好ましく、特に粒径１μｍ以下の超微粉が好ましい。

膜は前述の如く蒸着、スパッタリング、ＣＶＤ電気メッ
キ、化学メッキ等によって形成できる。

特に、０．１μ■以下の膜厚を形成するにはスパッタリ
ングが好ましい。スパッタリングは目標の合金組成のコ
ントロールが容易にできる。

（組織） 本発明合金は、高温及び低温において異なる結晶構造を
有し、高温からの急冷によって高温における結晶構造を
低温で保持される過冷相の組成を有するものでなければ
ならない。高温では不規則格子の結晶構造を有するが、
過冷相は一例としてＣｓ−Ｃ１１，型又はＤ０３型の規
則格子を有する金属間化合物が好ましい。光学的性質を
大きく変化させることのできるものとして本発明合金は
この金属間化合物を主に形成する合金が好ましく、特に
合金全体が金属間化合物を形成する組成が好ま（い。こ
の金属間化合物は電子化合物と呼ばれ、特に３／２電子
化合物（平均外殻電子濃度ｅ　／　ａが３／２）の合金
組成付近のものが良好である。

本発明合金は超微細結晶粒を有する合金が好ましく、特
に結晶粒径は０．１μｍ以下が好ましＣ）。

即ち、結晶粒は可視光領域の波長の値より小さいのが好
ましいが、半導体レーザ光の波長の値より小さいもので
もよい。

（特性） 本発明の分光反射率可変合金及び記録材料は、可視光領
域における分光反射率を同一温度で少なくとも２種類形
成させることができる。即ち、高温からの急冷によって
形成された結晶構造（組織）を有するものの分光反射率
が非急冷によって形成された結晶構造（組織）を有する
ものの分光反射率と異なっていることが必要である。

また、急冷と非急冷によって得られるものの分光反射率
の差は５％以上が好ましく、特に１０％以上有すること
が好ましい。分光反射率の差が大きければ、目視による
色の識別が容易であり、後で記載する各種用途において
顕著な効果がある。

分光反射させる光源として、電磁波であれば可視光以外
でも使用可能であり、赤外線、紫外線なども使用可能で
ある。

本発明合金のその他の特性として、電気抵抗率、光の屈
折率、光の偏光率、光の透過率なども分光反射率と同様
に可逆的に変えることができ、各種情報の記録２表示、
センサー等の再生、検出手段として利用することができ
る。

分光反射率は合金の表面あらさ状態に関係するので、前
述のように少なくとも可視光領域において１０％以上有
するように少なくとも目的とする部分において鏡面にな
っているのが好ましい。

（用途） 本発明合金は、加熱急冷によって部分的又は全体に結晶
構造の変化による電磁波の分光反射率、電気抵抗率、屈
折率、偏光率、透過率等の物理的又は電気的特性を変化
させ、これらの特性の変化を利用して記録、表示、セン
サー等の素子に使用することができる。

情報等の記録の手段として、電圧及び電流の形での電気
エネルギー、電磁波（可視光、輻射熱。

赤外線、紫外線、写真用閃光ランプの光、電子ビーム、
陽子線、アルゴンレーザ、半導体レーザ等のレーザ光線
、熱等）を用いることができ、特にその照射による分光
反射率の変化を利用して光ディスクの記録媒体に利用す
るのが好ましい、光ディスクには、ディジタルオーディ
オディスク（ＤＡＤ又はコンパクトディスク）、ビデオ
ディスク、メモリーディスクなどがあり、これらに使用
可能である０本発明合金を光ディスクの記録媒体に使用
することにより再生専用型、追加記録型。

書換型ディスク装置にそれぞれ使用でき、特に書換型デ
ィスク装置においてきわめて有効である。

本発明合金を光ディスクの記録媒体に使用した場合の記
録及び再生の原理の例は次の通りである。

先ず、記録媒体を局部的に加熱し該加熱後の急冷によっ
て高温度領域での結晶構造を低温度領域で保持させて所
定の情報を記録し、又は高温相をベースとして、局部的
に加熱して高温相中に局部的に低温相によって記録し、
記録部分に光を照射して加熱部分と非加熱部分の光学的
特性の差を検出して情報を再生することができる。更に
情報として記録された部分を記録時の加熱温度より低い
温度又は高い温度で加熱し記録された情報を消去するこ
とができる。光はレーザ光線が好ましく、特に短波長レ
ーザが好ましい。本発明の加熱部分と非加熱部分との反
射率が５００ｎｍ又は８００ｎｍ付近の波長において最
も大きいので、このような波長を有するレーザ光を再生
に用いるのが好ましい。記録、再生には同じレーザ源が
用いられ、消去に記録のものよりエネルギー密度を小さ
くした他のレーザ光を照射するのが好ましい。

また１本発明合金を記録媒体に用いたディスクは情報が
記録されているか否かが目視で判別できる大きなメリッ
トがある。

表示として、特に可視光での分光反射率を部分的に変え
ることができるので塗料を使用せずに文字１図形、記号
等を記録することができ、それらの表示は目視によって
識別することができる。また、これらの情報は消去する
ことができ、記録と消去のくり返し使用のほか、永久保
存も可能である。その応用例として時計の文字盤、アク
セサリ−などがある。

センサーとして、特に可視光での分光反射率の変化を利
用する温度センサーがある。予め高温相に変る温度が分
っている本発明の合金を使用したセンサーを測定しよう
とする温度領域に保持し、その適冷によって適冷相を保
持させることによっておおよその温度検出ができる。

（情報記録再生装置） 本発明は、記録及び再生、又はこれに消去手段を備えた
情報記録再生装置において、銅を主成分とし、銅とアル
ミニウムとの共析組成を有する合金からなる記録媒体を
有することを特徴とする情報記録再生装置にある。

第３図及び第４図は本発明の情報記録再生装置の一例及
びその光ディスクの記録、再生と消去の光学系構”成因
である。光学研磨されたガラス基板上に本発明に係る記
録媒体が形成されたディスクを回転させながら記録すべ
き信号によってパルス状に変調したアルゴンイオン・レ
ーザ光を照射し、基板と異なる色調（色あい、色の濃淡
等）に記録させる。記録される信号はＤＡＤの場合はオ
ーディオ信号をＰＣＭ変調（パルス符号変調）したもの
、ビデオディスクの場合は、ビデオ信号をＦＭ変調した
波形の上下をスライスしてパルス状にしたものである。

第３図においては、光ディスク１は毛−夕１５によって
回転され、タコメータ１６及び調速制御１８により一回
速度で回転される。記録及び再生にはレーザ光源６によ
るレーザビーム（点線）が集光レンズ５、ビームスプリ
ッタ２６及び１７４波長板３、フォーカスレンズ２、フ
ォーカスセンサ１３を通り光ディスク１に照射される。

再生は光ディスク１から反射、偏光、透過等によって行
うことができ、受光素子２２によって検出される。

検出された信号は再生信号処理２４され出力となる。記
録には記録信号処理２３によって入力される。光ディス
ク１のトラッキングのトラッキング制御２０による可動
鏡１７の移動によって行われ。

モード及び速度等の制御は制御装置２５によって行われ
る。２９は移動ステージである。消去にはレーザ光源１
２からのビームの照射によって行われ、スプリッタ２１
を通して同様にビームスプリッタ２６に入れ、光ディス
ク１に照射される。

第４図において、レーザ発振装置６より照射されたレー
ザ光はカップリングリンズ５によって拡大され、次いで
偏光プリズム４によって光ディスク１に１７４波長板３
及び集光レンズ２を通って照射される。光ディスク１か
らの反射光は集光レンズ７を通りトラッキングに利用さ
れる。トラッキングはトラッキング用ホトダイオード１
１によって検出され制御される。

反射光の一部はハーフミラ８によってシリンドカルレン
ズ９を通り１次いで自動焦点合わせ用ホトダイオードに
送られ、焦点が制御されるとともに再生信号の検出が行
われる。

以上のレーザ光の照射・反射によって記載及び再生がで
きる。また消去の場合は他のレーザ光源１２が用いられ
、それからのビームの照射によって同様に行うことがで
きる。

再生には照射ビームに対する分光反射率、透過率、偏光
の変化、屈折率等を検出することによって行うことがで
きる０反射率、偏光の変化及び屈折率は照射ビームに対
する反射ビームの大きさ又は角度の変化を検出するもの
であり、透過率は照射ビームのディスクを透過した後の
ビーム強度を検出するものである。これらの検出には半
導体受光素子（ホトダイオード）が用いられる。

本発明は、円盤状の基板、特にトラッキング用溝が設け
られた基板上に記録再生媒体の薄膜が設られたものにお
いて、前記薄膜は前述の金属又は合金からなることを特
徴とするディスクにある。

特に、レーザ光を用いた光ディスクに有効である。

トラック幅は数μｍ以下が好ましく、１．６μｍが好ま
しい。本発明における薄膜はそのベースを平衡状態で低
温側の結晶構造（相）にしたものが好ましい。従って、
書込みに当っては高温側で有する結晶構造（相）を過冷
によって形成させるものが好ましい、この方法ではより
高密度の記録が可能である。この書込みはスポット状に
行うのが好ましく、記録媒体の厚さに対してその全深さ
にわたる書込みでもよいし、表面より一部９深さにわた
る書込みでもよい。

消去に当っては高温領域の過冷による書込みの場合は低
温領域での相に変化させる加熱によって行われる。逆に
、書込み低温領域での相に変化させることにより行い、
その場合の消去は高温領域への加熱後の過冷によって行
うことができる。

トラッキング用溝はビームの照射側と反対側に設け、そ
の溝に記録媒体を設けるのが好ましい。

この場合の基板には照射ビームに対して透明なものでな
ければならない。記録媒体は金属又は合金が用いられる
ので、書込み消去による加熱を受けるので保護膜を設け
るのが好ましい。保護膜は照射ビームに対して透明なも
のが好ましい。−例としてＳｉＯ，ｌＩが用いられる。

トラッキング用溝の深さは使用されるビーム波長の１７
４とするのが好ましい。

記録と消去は２種類の照射ビー・ムを使用すれば同時に
行うことができる。書き込まれた情報は消去し、その直
後に書込みを並行して行うことができる。

本発明は、前述のＣｕ−ＡＱ合金からなる記録媒体を局
部的に加熱し該加熱後の過冷によって高温度領域での結
晶構造を低温度領域で保持させて所定の情報を記録し、
又は高温相に局部的に加熱して高温相中に局部的に低温
相によって記録し、該記録部分に光を照射して前記加熱
部分と非加熱部分の光学的特性の差を検出して前記情報
を再生し、前記情報として記録された部分を前記加熱温
度より低い温度又は高い温度で加熱し前記記録された情
報を消去することを特徴とする情報記録再生消去方法に
ある。前記光はレーザ光線が好ましく、特に短長波レー
ザが好ましい。本発明の加熱部分と非加熱部分との反射
率が５００ｎｍの波長において最も大きいので、このよ
うな波長を有するレーザ光を再生に用いるのが好ましい
。記録、再生には同じレーザ源が用いられ、消去に記録
のものよりエネルギー密度を小さくした他のレーザ光を
照射するのが好ましい。

結晶構造（相）の変化によって分光反射率、偏光、透過
率、屈折率等のいずれかを光特性が変化するので、この
変化を利用して光学情報として記憶させることができる
。

（製造法） 本発明は、固体状態で室温より高い第１の温度と該第１
の温度より低い第２の温度とで異なった結晶構造を有す
る前述した化学組成の合金表面の一部に、前記第１の温
度より急冷して前記第２の温度における結晶構造と異な
る結晶構造を有する領域を形成し、前記急冷されて形成
された結晶構造を有する領域と前記第２の温度での結晶
構造を有する領域とで異なった分光反射率を形成させる
ことを特徴とする分光反射率可変合金の製造法にある。

更に、本発明は固体状態で室温より高い第１の温度と該
第１の温度より低い第２の温度で異なった結晶構造を有
する前述した化学組成の合金表面の全部に、前記第１の
温度から急冷して前記第２の温度における結晶構造と異
なる結晶構造を形成させ、次いで前記合金表面の一部を
前記第２の温度に加熱して前記第２の温度における結晶
構造を有する領域を形成し、前記急冷されて形成された
結晶構造を有する領域と前記第２の温度における結晶構
造を有する領域とで異なった分光反射率を形成させるこ
とを特徴とする分光反射率可変合金の製造法にある６ 第１の温度からの冷却速度は１０２℃／秒以上、より好
ましくは１０ａ℃／秒以上が好ましい。

〔発明の実施例〕

（実施例１） 試料はＣｕ−１５，０重量％ＡΩ合金であり、真空高周
波誘導炉で溶解しインゴットとした。このインゴットは
黄金色であった。このインゴットを溶融し、その溶湯を
高速回転する単ロールの表面又は多ロールのロール間に
注湯急冷することによリリボン状の箔を製造した。前者
は直径３００ｍｍのＣｕ製ロール（表面はＣｒメッキ）
、後者は直　　　　　２径１２０ｍのＣｕ−Ｂｅ製ロー
ルであり、ロールを周速１０〜２０　ｍ　／　ｓに設定
した。母合金溶解には石英製ノズルを用い、１チヤ一ジ
１０ｇ前後を溶解、急冷して幅５ＩＩＩＩＩ、厚さ０．
０３〜０．１閣、長さ数ｍのリボン拭清を作製した。こ
のリボンの室温での色調は赤銅色であった。このものの
一部分を３５０℃で１分間加熱した所、室温で黄金色を
示した。これらの色調について分光反射率を測定した。

第５図は、赤銅色と黄金色の波長と分光反射率との関係
を示す線図である。図に示す如く、赤銅色と黄金色とで
７２０ｎｍの波長領域を除いて、いずれの領域でも分光
反射率が大きい所で異なり、約１０％の差が見られるこ
とが分る。従って、両者の色別が可能であるにれらの色
調は室温でいずれも永久保存可能である。更に、このこ
とはレーザーによる局部的な加熱によって黄金色基地に
赤銅色による信号１文字、記号等の情報を記憶させるこ
とが可能であることを示すものである。また、逆の赤銅
色基地に黄金色による信号等の情報の記録が可能である
。

（実施例２） スパッタ蒸着法により製作した薄膜で色調の可逆的変化
を確認した。実施例１で作製したインゴットから直径１
００ｍ、厚さ５ＩＩＩＩＩの円板を切り出しスパッタ装
置用のターゲットとした。スパッタ蒸着基板としてはガ
ラス板（厚さ０．８ｍ１）を用いた。スパッタ膜を書込
み、消去時での加熱酸化、基板からの剥離などを防止す
るためその表面に８１０２の保護膜（厚さ３０ｎｍ）を
蒸着によって形成させた。合金膜の蒸着にはＤＣ−マグ
ネトロン型を、Ｓｉｎ、膜にはＲＦ型のスパッタ法をそ
れぞれ使用した。スパッタ出力は１４０〜２００Ｗ、基
板温度は２００℃の条件に設定した。容器内は１０”’
Ｔｏｒｒ程度まで真空排気後、Ａｒガスを５〜３０　ｍ
Ｔｏｒｒ導入して薄膜を作製した。膜厚は５ｉＯｚ膜は
３０ｎｍ程度とし、合金膜厚を０．０５〜１０μｍの種
々の厚さのものを作製した。以上のようなスパッタ蒸着
条件で作製した合金膜（膜厚３００ｎｍ）の結晶粒は超
微細であり、粒径は約３０ｎｍと超微細であり、記録、
再生、消去における結晶粒の影響は全くないと考えられ
る。蒸着されたままの合金膜は赤銅色であった。

第６図はスパッタリング法によって作製した合金膜につ
いて３５０℃で１分加熱し、黄金色に変えた後、Ａｒレ
ーザによる加熱・冷却を利用して書込み、消去を行なっ
た合金膜の色調を示した図である＋＋Ａｒレーザは連続
発振である。試料を手動移動ステージの上に設置し、試
料を移動させてレーザ光を膜表面に焦点を合せ走査させ
た６レーザ光を照射させた部分は赤銅色に変化し、斜線
のように書込みさせた。点線部分も同様である。書込み
はスポット径１０μｍの２００ｍＷのＡｒレーザ光を走
査させた跡である。合金膜はあらかじめ基板ごとに黄金
色になる熱処理を施しである。

次にレーザ光の焦点を膜表面から若干ずらし、レーザの
出力密度を低くして図中の点線部分に図の上下方向に走
査させた。その結果、元の赤銅色は消去され黄金色に変
化した。以上の結果から薄膜状態の合金においても色調
変化による記録、消去が可能であることが確認された。

この書込み、消去は何回でも繰返しが可能であることが
確認された。

（実施例３） 実施例２と同じ方法で作製した材料、すなわち室温で全
面が赤銅色の試料にＡｒレーザの出力を５０ｍＷ程度に
して、走査させた。Ａｒレーザ走査部は室温において黄
金色に変化し、基地の赤銅色と識別できた。すなわち記
録が可能なことがわかった。

その後全体を３５０℃に１　ｗｉｎ加熱すると、赤錆色
の部分は黄金色に変化し、室温では全面黄金色を呈した
。つまり消去可能なことがわかった。

（実施例４） 実施例１で製造したインゴットを粉末にしてその色調変
化を調べた。インゴットを機械的に切削後、その切り粉
を粉砕した。インゴットは跪いため切り粉状層でかなり
細かな粉状となるが、これをさらに粉砕し一１００メツ
シュ程度とした。粉砕したままの状態では黄金色である
が、これを　　　　　　　　　７８００℃で１分加熱後
水冷すると赤銅色に変化することか確認された。

更に、インゴットから粉砕した粉末をボールミルを用い
て粒径数μｍの粉末にし、有機物に混合してガラス基板
を塗布し、非酸化性雰囲気中で焼成し、約１００μｍの
厚さの合金膜を形成した。

この合金膜表面に約３０ｎｍの厚さのＳｉｎ、皮膜を蒸
着によって形成させた。ガラス基板は鏡面研摩したもの
であり、合金膜を形成後、同様に鏡面研摩したものであ
る。この合金膜を形成したままのものは黄金色を呈して
いるが、前述と同様にレーザ光を他の相に変態する温度
に照射することにより赤銅色に変化することが確認され
た。

（実施例５） 第１図は実施例１で示したインゴットをスパッタリング
のターゲットとして用いて、実施例２と同様にガラス板
（直径１２０ｍ＋、厚さ０．８ｎｏ）２８に合金薄膜か
らなる記録媒体２７を形成させ、その表面をさらにＳｉ
ｎ、膜２６を形成させた光ディスクの断面構成図である
。ガラス板２８にはトラッキング用の溝２９が形成され
、トラック幅を０．８μｍ、トラック間隔を１．６μｍ
に形成させたｄこの溝２９の深さはレーザ光線の波長１
／４に形成され、本発明に係る合金薄膜では前述のよう
に６００ｎｍ付近での反射率の差が最も大きいことから
その波長に最も近いＡｒレーザが用いられた。従って、
溝の深さは約１２０μｍとした。

合金薄膜及びＳｉｎ、膜の厚さを実施例２と同様に形成
させた。スパッタリングによって形成された合金薄膜は
黄金色であった。この光ディスクを使用し、前述の第３
図に示す装置を用い、合金薄膜部分を７５０℃に加熱さ
せてピット状に赤銅色に記録させ、消去ではレーザ光線
を連続発振させて５００℃で加熱して黄金色にさせるこ
とによって行われた。また前述の赤銅色に記録された部
分を消去させながら追従させて再び７５０℃に加熱して
ピット状に赤銅色に記録させた。

以上の記録及び消去についてくり返し実施した結果何回
でも問題なく初期の特性が維持されることが確認された
。

〔発明の効果〕

本発明によれば、容易に書換ができる情報記録再生装置
が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る光ディスクの一例を示す断面構成
図、第２図はＣｕ−ＡＱ二元合金状態図、第３図は本発
明の一例を示す情報記録再生装置。 第４図は本発明の一例を示す情報記録再生装置の光学系
システム図、第５図は本発明の記録媒体に用いたＣｕ−
ＡＩＡ合金箔の分光反射率を示す線図、第６図はスパッ
タリングによって形成した本発明に係る合金薄膜をＡｒ
レーザで記録させた膜面の゛平面図である。 １・・・ディスク、６，１２・・・レーザ光源、１０・
・・焦点合せ用ホトダイオード、２０・・・トラッキン
グ制箔　１　■ （（Ｌ） ＡＩＩＣ車量％） 猶　３　囚 Ｙ　４　（２） 躬Ｓ日 箭６（２） 〃堅雰

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、銅を主成分とし、該銅とアルミニウムとの共析組織
   を有する合金からなることを特徴とする分光反射率可変
   合金。 ２、固体状態で室温より高い第１の温度と該第１の温度
   より低い第２の温度で異なつた結晶構造を有する合金表
   面の一部が、前記第１の温度からの急冷によつて前記第
   ２の温度における結晶構造と異なつた結晶構造を有し、
   他は前記第２の温度における結晶構造を有し前記急冷さ
   れた結晶構造とは異なつた分光反射率を有する特許請求
   の範囲第１項に記載の分光反射率可変合金。 ３、前記合金は金属間化合物を有する特許請求の範囲第
   １項又は第２項に記載の分光反射率可変合金。 ４、前記第１の温度は固相変態点より高い温度である特
   許請求の範囲第１項〜第３項のいずれかに記載の分光反
   射率可変合金。 ５、前記急冷によつて形成された結晶構造を有するもの
   の分光反射率と非急冷によつて形成された前記低温にお
   ける結晶構造を有するものの分光反射率との差が５％以
   上である特許請求の範囲第１項〜第４項のいずれかに記
   載の分光反射率可変合金。 ６、前記合金の分光反射率は波長４００〜１０００ｎｍ
   で１０％以上である特許請求の範囲第１項〜第５項のい
   ずれかに記載の分光反射率可変合金。 ７、前記合金はノンバルク材である特許請求の範囲第１
   項〜第６項のいずれかに記載の分光反射率可変合金。 ８、前記合金は結晶粒径が０．１μｍ以下である特許請
   求の範囲第１項〜第７項のいずれかに記載の分光反射率
   可変合金。 ９、前記合金は薄膜、箔、ストリップ、粉末及び細線の
   いずれかである特許請求の範囲第１項〜第８項のいずれ
   かに記載の分光反射率可変合金。 １０、銅とアルミニウムとの共析組織を有する合金から
   なり、固体状態で室温より高い第１の温度と該第１の温
   度より低い第２の温度とで異なつた結晶構造を有する合
   金表面の一部に、前記第１の温度より急冷して前記第２
   の温度における結晶構造と異なる結晶構造を有する領域
   を形成し、前記急冷されて形成された結晶構造を有する
   領域と前記第２の温度での結晶構造を有する領域とで異
   なつた分光反射率を形成させることを特徴とする分光反
   射率可変合金の製造法。 １１、銅とアルミニウムとの共析組織を有する合金から
   なり、固体状態で室温より高い第１の温度と該第１の温
   度より低い第２の温度で異なつた結晶構造を有する合金
   表面の全部に、前記第１の温度から急冷して前記第２の
   温度における結晶構造と異なる結晶構造を形成させ、次
   いで前記合金表面の一部を前記第２の温度に加熱して前
   記第２の温度における結晶構造を有する領域を形成し、
   前記急冷されて形成された結晶構造を有する領域と前記
   第２の温度における結晶構造を有する領域とで異なつた
   分光反射率を形成させることを特徴とする分光反射率可
   変合金の製造法。 １２、銅を主成分とし、該銅とアルミニウムとの共析組
   成を有する合金からなることを特徴とする記録材料。 １３、固体状態で室温より高い第１の温度と該第１の温
   度より低い第２の温度とで異なつた結晶構造を有する合
   金であつて、該合金表面の少なくとも一部が前記第１の
   温度からの急冷によつて前記第２の温度における結晶構
   造と異なつた結晶構造を形成する合金組成を有する特許
   請求の範囲第１２項に記載の記録材料。 １４、前記合金の溶湯を回転する高熱伝導性部材からな
   るロール円周面上に注湯してなる箔又は細線である特許
   請求の範囲第１２項又は第１３項に記載の記録材料。 １５、前記合金を蒸着又はスパッタリングによつて堆積
   してなる薄膜である特許請求の範囲第１２項又は第１３
   項に記載の記録材料。 １６、前記合金の溶湯を液体又は気体の冷却媒体を用い
   て噴霧してなる粉末である特許請求の範囲第１２項又は
   第１３項に記載の記録材料。 １７、前記合金はアルミニウム１０〜２０重量％及び残
   部銅からなる特許請求の範囲第１２項〜第１６項のいず
   れかに記載の記録材料。