JPS6134744A - 磁気光学記録媒体 - 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〕 本発明はレーザ光を用いて情報の記録・再生・消去を行
う光磁気記録に係り、特に再生時の信号と雑音の比Ｓ／
Ｎを向上するのに好適な、カー回転角、ファラデー回転
角の大きい磁気光学記録媒体に関する。

〔発明の背景〕

最近高密度、大容量、情報の任意読み出し、書き換え等
が可能な光磁気記録が注目を浴びている。

光磁気記録においては、膜面に垂直な方向に磁化容易軸
のある磁性薄膜（垂直磁化膜）が用いられ、光ビームに
よって任意の位置に反転磁区を作ることによって、それ
らの磁化の向きに対応して、“１”、０”の２値情報が
記録される。一方かかる反転記録を行った２種信号の読
み出しは、通常ポーラ−・カー効果あるいはファラデー
効果を利用して行なう。

従来、これらの磁気光学媒体として、ＭｎＢ１系結晶質
膜、希土類−遷移金属系非晶質薄膜、ガーネット単結晶
薄膜等の垂直磁化膜が提案されている、中でも希土類−
遷移金属系非晶質薄膜は、結晶粒界がないので媒体ノイ
ズが小さく、均質な大面積作製が容易であることから現
在最も有望視されている。これらの希土類−遷移金属系
非晶質薄膜として、例えば特開昭５２−３１７０３．公
告昭５７−３４５８８　。

特開昭５６−１２６９０７　、特開昭５７−９４９４８
　、特開昭５８−７３７４６等に示されるように、ＣＯ
系ではＧｄ　−Ｃｏ、Ｇｄ−Ｔｂ−Ｃｏ、Ｆｅ系ではＴ
　ｂ　−Ｆ　ｅ　。

Ｇｄ−Ｆｅ、Ｔｂ−Ｇｄ−Ｆｅ、Ｇｄ−Ｆｅ−Ｃｏ、ａ
ｄ−Ｄｙ−Ｔｂ−Ｆｅ、Ｄｙ−Ｆｅ−Ｃｏ　、　Ｔ　ｂ
　−Ｆ　ｅ　−Ｇ　ｏ　、　Ｔ　ｂ　−Ｄ　ｙ　−Ｆ　
ｅ　−ＣＯ等の合金系が現在研究されており、膜自体の
残留磁化でのカー回転角も約０．３　　”と向上してき
ている。これら従来の希土類−遷移金属系非晶質膜の希
土類元素濃度は、垂直磁気異方性エネルギー、Ｋｕの比
較的大きい値が得られる１５〜３５原子パーセントの垂
直磁化膜に限られていた。

しかし実用化での再生信号レベルを得るには、これら従
来合金系で得られるカー回転角あるいはファラデー回転
角では不十分であり、さらに高いＳ／Ｎ比向上向上めの
膜自体の磁気光学効果の向上が要求されている。

〔発明の目的〕

本発明の目的は磁気光学効果が十分に大きく、高い再生
Ｓ／Ｎ比（あるいはＣ／Ｎ比）が得られ。

実用に最適な非晶質磁気光学記録媒体ｉ提供することに
ある。

〔発明の概要〕

上記目的を達成するための本発明の構成は１組成式がＲ
ｘＴｙＭｚで示され、上記ＲがＧｄ、Ｔｂ。

Ｄｙ、Ｈｏからなる元素から選ばれた少なくとも一種以
上の元素、上記ＴがＮｄｔ　Ｅｕ、ＥｔｚＳｍ、Ｙｂ、
Ｎｂ、Ｙ、Ａｌ、Ｎｉからなる元素群から選ばれた少な
くとも一種以上の元素、上記ＭがＦｅ、Ｃｏからなる元
素群から選ばれた少なくとも一種以−ヒの元素からなり
、かつ原子パーセントで、ｘ　＋　ｙ　＋　ｚ　＝　１
００　、５≦ｘ＜１．４．０＜ｙ＜１５を満足し、優位
的に非晶質とすることにある。

光磁気材料の候補材として注目されている希土類−鉄族
系非晶質膜は、従来希土類元素の濃度が原子パーセント
で１５〜３５原子パーセントであり（例えば特開昭５６
−１２６９０７参照）、この組成範囲で磁化が膜面に垂
直で、比較的大きなカー回転角が得られていた。しかし
これらの組成範囲内で、補償組成よりも鉄族元素濃度が
増すに従い、飽和磁化Ｍｓが増大し、そのため２πＭｓ
２で示される反磁場により静磁エネルギーが増すため、
磁化の向きは垂直方向から次第に面内方向に向くように
なる。その結果、残留磁化での磁気化学効果は減少する
ため、高い磁気光学効果が要求される光磁気記録膜には
不適当であると考えられていた。

しかし、本発明者等は、上記希土類−鉄族系の鉄族系元
素に富んだ非晶質薄膜で、膜面に垂直方向に印加した外
部磁場２０ｋＧのもとで、それら薄膜のファラデー回転
角０．を測定した場合、θ、が鉄族元素濃度増加と共に
増加し、特に鉄族元素が富んだ高濃度側で高い磁２光学
効果が得られることを見い出した。しかし、鉄族元素濃
度が増すに従い、保磁力は低下し、高いＯｌが得られる
鉄族元素に富んだ組成では、一般に保磁力は１０００ｅ
以下と小さくなるため、記録が安定に行なえない欠点を
有している。

一方、磁気光学効果を増大させる方法として、最近片山
等はＴｂ、□Ｆｅ、　、垂直磁化膜の上にカー回転角が
Ｔ　ｂ　−Ｆ　Ｃよりも大きい垂直磁化膜のＧｄ１．Ｊ
Ｃｏ、Ｉ、あるいはＧｄ７Ｔｂ、、Ｃｏ４１Ｆｅ、、Ｒ
非晶質膜を被膜することにより、みかけ上Ｔ　ｂ　−Ｆ
　ｅのカー回転角を増大させることを試みている（例え
ば第７図日本応用磁気学会学術講演概要集（１ｆ１８３
．１１）Ｐ、２３３　参照）。

これらの知見のもとに、本発明者は先ずＴｂｊｌ１度が
１８〜２５原子パーセントのＴｂ−ＦｅあるいはＴ　ｂ
　−Ｃｏ垂直磁化膜の上に、磁気光学効果の大きいＦｅ
あるいはＣｏ金属膜を約４０〜６０人の厚さに被膜して
、垂直磁化膜との交換相互作用により、ＦｅあるいはＣ
ｏ膜の磁化の向きを膜面に垂直方向に向け、磁気光学効
果の大きな光磁気記録媒体を得ることを試みた。しかし
、ＦｅあるいはＣｏの飽和磁化がそれぞれ２１ｋＧある
いは１８ｋＧと余りにも大きいため、それらの膜の磁化
の向きは交換相互作用により膜面に垂直方向に向かず、
かえって、下地のＴｂ−ＦｅあるいはＴ　ｂ　−Ｃｏ膜
の磁化の向きを垂直から面内方向に向ける効果をもち、
その結果媒体としての磁気光学効果は低下してしまうこ
とがわかった。

そこで、本発明者等は非晶質垂直磁化膜の上に、上記し
た比較的飽和磁化が小さく、磁気光学効果の大きい本発
明の鉄族元素濃度に富んだ希土類−鉄族系非晶質薄膜を
被膜したところ、媒体自体の保磁力は１　ｋ　Ｏｅ以上
の高保磁力が得られ、しかも残留磁化でのカー回転角は
従来の非晶質垂直磁化膜ＣＯｖ、＝０．２〜０．３５度
）では得られなかった高いカー回転角の値（０，３５度
以上）が得られ、光磁気材料として好適であることを見
い出した。

本発明の磁気光学記録媒体は実質的にはＲがＧｄ、Ｔｂ
、Ｄｙｔ　Ｈｏからなる元素から選ばれた少なくとも一
種以上の元素、ＴがＮｄ、Ｅｕ。

Ｅｒ、Ｓｍ、Ｙｂ、Ｎｂ、Ｙ、Ａｌ、Ｎｉからなる元素
群から選ばれた少なくとも一種以上の元素、ＭがＦｅ、
Ｃｏからなる元素群から逼ばれた少なくとも一種以上の
元素からなり、一般式がＲｘ　Ｔ　ｙ　Ｍ　ｚで表わさ
れ、希土類元素Ｒの全濃度が１４原子パーセント以下の
希土類−鉄族系非晶質膜である。

ここで本発明の合金膜では従来の希土類−鉄族系非晶質
膜よりもより大きな磁気光学効果を得るためには希土類
元素濃度を１４原子パーセント以下にすることが好まし
く、しかし５Ｍ子パーセント以下になると非晶質化が困
難になるため、希土類元素濃度は５原子パ一セント以上
にする必要がある。また必要に応じて、記録・再生感度
を調整するために構成元素のＦｅあるいはＣｏの一部を
Ｎｄ＋　　Ｅｕ、　　Ｅｒ、　　Ｓｍ、　　Ｙｂ＊　　
Ｎｂ、Ｙ、ＡＭ。

Ｎｉ等の元素で１５原子パーセント以下置換することに
より、光磁気記録媒体としての性能を最適化することが
出来る。

さらに本発明の構成元素でａｄ、Ｔｂ、Ｄｙ＋Ｈｏの少
なくとも２種元素以上をガラス化元素（希土類−鉄族系
非晶質膜では希土類元素がその役割を担う）として非晶
質膜を形成することにより、希土類元素が一種の非晶質
膜の場合よりも、キュリ一温度やあるいはファラデー回
転角やカー回転角等の磁気光学効果を高めることが出来
る。

またＦｃｔ！：ｃｏで、あるいはＣＯをＦｅで置換する
ことにより、磁気光学効果に寄与する鉄族元素の磁化の
大きさを大きくし、さらに他の構成元素である希土類元
素を他種の希土類元素で置換することにより、磁気光学
効果をさらに改善し、同時にキュリ一温度も最適化出来
、記録感度、再生出力を大幅に改善することが出来る。

以上の本発明の該希土類−鉄族系非晶質膜で、Ｂ、Ｓｉ
等の非金属元素あるいは本発明構成元素以外の遷移金属
元素を１０原子パーセント以下添加することによっても
膜特性の磁気特性、キュリ一温度、結晶化温度、耐食性
等をさらに用途に応じて最適化することも出来る。

〔発明の実施例〕

以下、本発明を実施例を用いて説明する。

本発明の非晶質合金膜は１１０ｍｍφのＣＯあるいはＦ
ｅ円板−ヒに５Ｘ５＋ｎｍ２の希土類元素あるいは還移
金属元素を、面積比で所定の組成になるように配置した
複合ターゲットを用いてスパッタすることにより、また
所定組成の合金を真空アーク溶解で作製し、これらの母
合金を用いて電子ビーム蒸着することにより作製した。

本発明の一実施例を第１図により説明する。第１図に示
したＴｂ、Ｃｏ、−、＋　　（Ｔｂ−ｑ＋；Ｇｄ−ｎｓ
）−ＣＯＸ−１（Ｔｂ、ｇ＜Ｇｄ、ａｓ）　−（Ｃｏ、
ｐｓＦｅ、ｎｓ）　ｌ−ａ非晶質膜（ａｓ２０）はマグ
ネトロンスパッタ法で、Ａｒ圧５Ｘ　１０−３Ｔｏｒｒ
、投入高周波電力１ｋＷの条件下で、あるいは電子ビー
ム蒸着法では真空度Ｉ　Ｘ　１０−’Ｔｏｒｒの条件下
で作製した。作製した非晶質膜の膜厚は約５００人と一
定にした。このような作製条件下で作製した膜は、ａが
５原子パーセント（Ｉ３ｔ、％）以上で非晶質であった
。第１図はＴｂ、Ｃｏ、−。　　（白糸！ｌ）　　　＋
　　　　（Ｔｂ、ｑｑＧｄ、、５）　　ｅｃＯｌ−ａ　
　　（曲線２）　＋　　（’Ｉ’ｂ−３ｓＧｄ−ａｓ）
　−（Ｃｏ、ｇ５Ｆｅ、ｏｓ）　＋−（曲線３）非晶質
膜等のファラデー回転角θ、（測定波長λ＝６３３　ｎ
　ｍ　）を希土類元素濃度ａの関数と１ノで示したもの
である。図から希土類元素の構成元素を１゛ｂからＴ　
））　−Ｇ　ｄど二元にすることにより、また鉄族系元
素ではその構成元素をＣＯからＣｏ−Ｆｅと二元にする
ことによりθ、が上昇していることがわかる。また希土
類元素濃度が減少するに従い、すなわち鉄族元素濃度が
増−すと共にθ、は増大し、ａ　＜　１５　ａ　ｔ％で
大きな値の０、が得られていることがわかる。これらの
傾向はＦｅ元素が富んだ希土類−鉄族系非晶質膜でも同
様の傾向を示した。

次に、従来材の代表的な垂直磁化膜のＴｂ２　ｎ　Ｆｅ
１ｌ。

非晶膜（厚さ約１０００人）の上に、真空を破らずに本
発明の磁気光学効果の大きい非晶質膜を約５０人被膜し
、さらにそのＬにＳｉｎ、膜を約１０００人被膜した多
層膜媒体を作製して、それらのＳｊ　０２側からのカー
回転角０ゆ　（測定波長λ＝　６３３　ｎ　ｍ　）を測
定した。その結果、従来材のＴｂ、。Ｆ４．。非晶質単
独の場合の０．　　（＝０．２．２〜０．２５　°）と
比べて約１５．５　培基」二に増大しているとかわかっ
た。

例えばＴｂ、。Ｆｅ、ｌｏの上にＴｂ１４Ｆｅ、＋６非
晶質暎を被膜した時は０、＝０．２８〜０．３０　°。

（Ｔｂ、ｉ＜Ｇｄ、ｎｓ）　１．０ｃｏ’ｌｌ非晶質膜
を被膜した時は０、＝０．３３〜０．３８６゜ （Ｔｂ、５ｓＧｄ、ｎｓ）　＋３（Ｆｅ、ｇｇｃｏ、ｎ
ｓ）　＋１７非晶質膜を被膜した時は０．＝０．３０〜
０６４２　°と増大した１、またこれら多層膜の保磁力
ＨＣは１〜２ｋＯｃと大きく、光磁気材料として好適で
あることが分った６ 〔発明の効果〕 以上の説明から明らかなように、本発明の希土類元素濃
度の低い非晶質膜は、従来報告されている光磁気非晶質
膜よりも大きな磁気光学効果を示し、より大きな信号再
生出力・雑音比（Ｓ／Ｎ）が得られる優れた光磁気記録
材料であることが分った。また希土類−鉄族系非晶質膜
では希土類元素が高価であることから、本発明の希土類
元素濃度の低い非晶質膜は従来材の非晶質膜と比べて、
第１図は本発明に用いたＴｂａＣｏｘ−ａｔ（Ｔｂ、１
．、Ｇｄ、。、）、Ｃｏ□−１゜（Ｔｂ、ｑｓＧｄ、ｎ
、、）−（ＣＯ，５ｓＦｅ、ｏｓ）　１−ｈ非晶質膜に
おけるファラデー回転角θ、のａ濃度依存性を示す線図
である。

１−４ｂ、Ｃｏ１−、．２−　（Ｔｂ、５ｓＧｄ−ｎ＋
；）　−ＣＯｔ−，３・・・第１図 Ｘｔｏ’ Ｄ　　　　　５　　　　１０　　　１５．２θ轟土順元
案濃席　久（のｔφジ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、組成式がＲｘＴｙＭｚで示され、上記ＲがＧｄ、Ｔ
   ｂ、Ｄｙ、Ｈｏからなる元素から選ばれた少なくとも一
   種以上の元素、上記ＴがＮｄ、Ｅｕ、Ｅｒ、Ｓｍ、Ｙｂ
   、Ｎｂ、Ｙ、Ａｌ、Ｎｉからなる元素群から選ばれた少
   なくとも一種以上の元素、上記ＭがＦｅ、Ｃｏからなる
   元素群から選ばれた少なくとも一種以上の元素からなり
   、かつ原子パーセントで、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００、５≦ｘ
   ＜１４、０＜ｙ＜１５を満足し、優位的に非晶質である
   ことを特徴とする磁気光学記録媒体。 ２、特許請求の範囲第１項記載において、上記ＲがＧｄ
   、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏからなる群より選択した少なくとも
   ２種以上の元素からなることを特徴とした磁気光学記録
   媒体。 ３、特許請求の範囲第１項記載において、上記ＭがＦｅ
   とＣｏの二種の元素からなることを特徴とした磁気光学
   記録媒体。 ４、特許請求の範囲第１項記載において、上記ＲがＧｄ
   、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏから選択した少なくとも２種以上の
   元素からなり、かつ、上記ＭがＦｅとＣｏの二種の元素
   からなることを特徴とした磁気光学記録媒体。