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JPS63107008A - 高カ−回転角を有する薄膜及びその製造方法 - Google Patents

高カ−回転角を有する薄膜及びその製造方法

Info

Publication number
JPS63107008A
JPS63107008A JP61168093A JP16809386A JPS63107008A JP S63107008 A JPS63107008 A JP S63107008A JP 61168093 A JP61168093 A JP 61168093A JP 16809386 A JP16809386 A JP 16809386A JP S63107008 A JPS63107008 A JP S63107008A
Authority
JP
Japan
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film
halogen
rotation angle
compound
thin film
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
JP61168093A
Other languages
English (en)
Inventor
Hidekuni Sugawara
英州 菅原
Taketoshi Nakayama
中山 武利
Takeshi Masumoto
健 増本
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.)
Japan Science and Technology Agency
Tokin Corp
Original Assignee
Tokin Corp
Research Development Corp of Japan
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 Tokin Corp, Research Development Corp of Japan filed Critical Tokin Corp
Priority to JP61168093A priority Critical patent/JPS63107008A/ja
Priority to EP87109803A priority patent/EP0253282B1/en
Priority to DE8787109803T priority patent/DE3782460T2/de
Publication of JPS63107008A publication Critical patent/JPS63107008A/ja
Priority to US07/259,489 priority patent/US4925742A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B11/00Recording on or reproducing from the same record carrier wherein for these two operations the methods are covered by different main groups of groups G11B3/00 - G11B7/00 or by different subgroups of group G11B9/00; Record carriers therefor
    • G11B11/10Recording on or reproducing from the same record carrier wherein for these two operations the methods are covered by different main groups of groups G11B3/00 - G11B7/00 or by different subgroups of group G11B9/00; Record carriers therefor using recording by magnetic means or other means for magnetisation or demagnetisation of a record carrier, e.g. light induced spin magnetisation; Demagnetisation by thermal or stress means in the presence or not of an orienting magnetic field
    • G11B11/105Recording on or reproducing from the same record carrier wherein for these two operations the methods are covered by different main groups of groups G11B3/00 - G11B7/00 or by different subgroups of group G11B9/00; Record carriers therefor using recording by magnetic means or other means for magnetisation or demagnetisation of a record carrier, e.g. light induced spin magnetisation; Demagnetisation by thermal or stress means in the presence or not of an orienting magnetic field using a beam of light or a magnetic field for recording by change of magnetisation and a beam of light for reproducing, i.e. magneto-optical, e.g. light-induced thermomagnetic recording, spin magnetisation recording, Kerr or Faraday effect reproducing
    • G11B11/10582Record carriers characterised by the selection of the material or by the structure or form
    • G11B11/10586Record carriers characterised by the selection of the material or by the structure or form characterised by the selection of the material
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
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    • H01F10/08Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
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    • H01F10/187Amorphous compounds
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
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    • Y10S428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10S428/90Magnetic feature

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Thin Magnetic Films (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)

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】 [産業上の利用分野] 本発明は磁気光学材料のN膜、特に大きなカー回転角を
有する薄膜、及び透光性垂直磁気異方性膜とその製造方
法に関するものである。
カー回転角を利用する光技術としては、現在光磁気記録
があり、本発明はその光記録媒体にも十分に使用し得る
ものである。
[従来の技術] 高いカー回転角を有する磁気光学材料としてはハロゲン
化合物系でCrX3(XはC1、Br、I)があり、1
.5°にの低温において425、5nm付近でθに=3
.5″という大きな回転角を示している。
酸化物系においては大きなカー回転角を有する物質は少
なく、CoFe2O4、 Eu3FesO+zがあるが、CoFe2O4において
は780nmにおいてθF = 3.3x104deg
/cm、反射膜を付はエンハンスさせた場合θに=o、
6°という値が報告されている。又Eu3FesO+2
においては297nm波長でθk =0.17°という
値が報告されている。
金属系については多種あり、多結晶材料ではMnB1合
金薄膜、PtMnSbホイスラー合金薄膜があり、この
PtMnSb薄膜は725〜71B、 7nmでθに=
1,82° (at5k(:>e )という値を室温で
示している。しかしながら垂直磁化膜はまだ作製されて
いない。
次にアモルファス材料では希土類系で垂直磁化膜が得ら
れているがθに=0.3〜0.4゜の値を示している。
金属材料ではMnの様な半金属を含んだ材料の場合でも
、1000λ程度で透光性を失ってしまうのが問題であ
る。
(光磁気材料に要求される特性) 光磁気記録媒体に要求される性質としては次の項目が挙
げられる。
(1)垂直磁化膜:高い記録密度を得るには垂直磁化膜
であることが必要であり、K土〉2πMS’  <K土
:垂直磁気異方性定数、MS:飽和磁化i)という関係
が要求される。
(2)書き込みパワー二垂直磁化膜に熱的に情報を書き
込む方法にはキューリ一点書き込み、補償点書き込みな
どがあるが記録された情報の熱的安定性と書き込みパワ
ーの低下との兼合いから、この温度上昇はおよそ100
〜200℃が適切と考えられる。
(3)SN比:光磁気ディスク装置の雑音源としては次
のものが考えられる。
■光源の変動、■媒体から発生する雑音、■検光子、偏
光子の不完全からくる雑音、■電気信号の増幅回路の増
幅器雑音、 S/N比を上げるには5lNCclθk(R:膜の反射
率、θに二カー回転角〉となるのでノイズを下げ、材料
の反射率を上げ、実効的なカー回転角を上昇させる必要
がある。
(4)安定性及び作製容易であること。
■機械的、熱的、化学的に媒体が安定で多数回の書き込
み、長期保存が可能であること。
■ディ29作製が容易、1ビット当りの単価が妥当なこ
と、 等である。
(光磁気材料の長所、短所) カー効果を利用する場合、その目的は光磁気記録媒体に
使用するのが主流で、これまでに開発された材料は極め
て多い。
最初にMn[3iが注目され、その欠点であるキューリ
ー湿度が高いことや相転移のあることを改善する目的で
MnSb。
MnA I Ge、 Mn1−x T ixB iが開
発されたが、多結晶媒体で光磁気ディスクとじて最も良
いデーターを与えた材料は CuMnB iである。しかしこの材料は多結晶のため
、最大の欠点は媒体雑音が多いのが欠点であると占われ
ている。又空温で最高のカー回転角を示すPtMnSb
はホイスラー合金としての規則合金を形成させるために
高温長時間の焼鈍が必要であり、さらに、前にも述べた
ように垂直磁化膜とならないので、直ちに実用に供せら
れるという材料ではない。
C0Fe2o4もエンハンスメントを使用して大きなカ
ー回転角を示すものとして注目されるが、やはり高温に
耐える蒸@基板が必要である。又ウラン化合物の中に非
常に大きな性能指数 爪−a kの材料が見出されてい
るが、キューリ一温度が空温以下であり実用的でない。
多結晶の欠点である粒界雑音を無くすためには単結晶を
用いるか、アモルファス材料を使用することが考えられ
る。単結晶材料ではGdIG(及びBiYIGの垂直磁
化膜)の補償温度が空温に近く、かつファラデーデバイ
スとしての性能指数 2F/α(Fはファラデー回転係
数、αは光の吸収率)が十分大きいがαが小さいため、
厚い膜が必要となり、ビット寸法を小さくすることが難
しいことや大きなディスク記録媒体の作製が困難で、か
つ、高価なものとなりそうである、という問題がある。
現在多層膜を作製して原子を数原子ずつ積層することで
、サブストレートに所望の媒体を作製する研究が金属及
び酸化物で行われているが、実用になるまでには至って
いない。
この様にして実用性という観点から希土類−Co、Fe
(遷移金属)合金アモルファスが現在、研究の主流であ
り、実用的データーを出しつつある。
次に希土類−遷移金属アモルファス膜について説明する
(1)飽和磁化MS:希土類及び鉄族遷移金属の原子磁
気モーメントは両者のスピンが反平行に結合し、軽希土
類では両側格子の和、重希土類では差となる。このため
重希土類においては組成を選ぶことでMβ及びl(c。
Tcを調整することができ、垂直磁化膜の条件、K土〉
2πjvl s 2を満たすことが可能となり、垂直磁
化膜の作成が容易である。
(2)垂直磁気異方性に1:希土類−遷移金属膜は大き
な垂直磁気異方性エネルギーを有するが、この起源につ
いては、 ■希土類原子に起因した原子対の方向性配列、及び異方
性 ■柱状構造などの膜構造による形状異方性、及び膜の内
部応力、磁気ひずみ などが挙げられるが、垂直磁気異方性はAr分圧、及び
組成により容易に変化するので十分な起源の説明はでき
ていない。
(3)保磁力HC:保磁力の発生機構は明らかでないが
、垂直磁化膜中に1つの円筒状の逆磁化の磁区がある時
、安定に存在できる最少の磁区直径dminは dmin= (7W /M S −HC(σW:磁壁の
エネルギー密度、HC:膜の保磁力)と近似され、高密
度記録材料には、垂直磁気異方性の大きな値と数k<5
eの保磁力が必要である。この点希土類系は良く条件を
満足する。
(4)カー回転角θに:希土類−遷移金属膜のカー回転
角の磁場依存性はM−8曲線と相似形となることが多い
ので、カー回転角はMに比例すると考えられるが0.3
〜0.4゜と余り大きくない。
希土類−遷移金属アモルファス膜の最大の欠点は酸化に
弱いことであり、保31Qなしに放置すると変質しやす
いことである。
又最適成膜条件が狭いことも問題である。
[発明が解決しようとする問題点] 現在の光磁気記録媒体はこれまで述べてきた様に希土類
遷移金属系が主流になっている。
しかしながらこの媒体はカー回転角がθに〜0.3〜0
.4°であり、他の光記録装置である、媒体の凹凸を利
用して反射の明暗を読み取るシステムに比較するとS/
N比が60dB以下と小さい欠点がある。このためエラ
ーが生じやすく、使用分野が狭く、門き変え可能という
長所を生かしきれないでいる。
そこでカー回転角の大きい記録材料、及びカー回転角を
大きくする膜の開発が待たれていた。
本発明の目的とするところはハロゲンとの結合によって
もその軟X線スペクトルにおいてFeに比較してピーク
シフトをあまり生じない、つまり金属的であり強磁性を
維持し、反射光量も多く、かつFを含有することで透光
性もあり、ファラデー係数が大きく、かつ、カー回転角
の大きいハロゲン含有強磁性光透過膜、及びハロゲン含
有光透過垂直磁気異方性膜とその製造方法を提供するこ
とである。
L問題点を解決するための手段] 上記問題点を解決するため、本発明は下記の構成を有す
るものである。
(1)下記式1で示される成分組成の化合物よりなる高
力−回転角を有する薄膜。
JX LV Q(100−x−y)  ””””’■た
だし、上記1式中 J:元素記号F、Cl、Br、Iのいずれかで表わされ
る1種または2種以上の元素の組合せ、 L:元素記号B、C,AI、Si、P、As、Sb、B
i、Se、Te、Ti、V、Cr、Mn、N i 、(
3a、 Ge、 Zr、 Nb。
Moのいずれかで表わされる1種または2種以上の元素
の組合せ、 Q:Fe(鉄〉またはCo(コバルト)のいずれか1種
または両者の組合せ、 X: 3〜80の数値、 y:下記式IIを満足する数値である。
3≦x+y≦80  ・・・・・・・・・■  、(2
)上記成分組成を有する透光性垂直磁気興方性を示す、
高力−回転角を有する薄膜。
(3)ハロゲン化合物を分解して発生したハロゲンまた
はハロゲン含有ガスを金属またはハロゲン含有金属プラ
ズマと反応させて生成する化合物を基板上に薄膜として
析出させることを特徴とする上記式第(1)項に示され
る成分組成の化合物よりなるハロゲン元素含有高力−回
転角を有する薄膜の製造方法。
以下、上記第(1) 、(2) 、(3)項に記載され
た構成について詳しく説明する。
まず、第(1)項および第(2)項のハロゲン含有高力
−回転角を有する膜及び垂直磁化膜は、その結晶構造が
非晶質、結晶質、準安定相と各種あり、又その原子間の
結合が3d軌道に大きな影響を与えない結合のため、磁
気特性への影響が少なく、このため金属的、強磁性的で
あり、かつハロゲン元素を含有することで、透光性を有
し、又金属的な故に反射光量も大きく、反射の際に膜表
面及び内部での光偏向角の回転も加わり、大きなカー回
転角を示す様になる。
この高力−回転角を有する腹は、磁気光学のカー効果を
利用した光変調素子として光通信用スイッチ、光アイソ
レーター、サーキュレータ−などの光集積回路に応用可
能である。
更にカー効果を利用した光磁気ディスクメモリにおいて
、カー効果とファラデー効果を組合せた多層膜構造によ
り、カー回転角を増大させることができるなどその用途
はこれからの光技術にはなくてはならないものがある。
本発明(1)の高力−回転角を有する膜の特性としては a1元元素を50at%程度を含有しても、軟X線発光
スペクトルのLα線ピークの化学シフトを生じない化学
結合である。
b、そのため磁気特性も大ぎく、透光性を示す材料とし
ては50at%F程度の含有で60emu/g以上、又
Fe 1原子当りの平均磁気モーメントμFeも1μ8
程度である。
C,カー回転角はFの含有量と伴に増加し、50at%
Fの含有でHe−Neレーザー波長域r 0.5’の回
転角を示す。700〜8000mでは0.76を示した
本発明(2)のハロゲン元素含有透光性垂直磁気異方性
膜は上記特性を満足した上に次の特性を有する。
d0作製条件である背圧の到達真空度、Ar分圧、成膜
時の温度、スパッタパワーを調節することで垂直磁気異
方性膜となる。
更に詳しく説明する。
a、ハロゲン元素はすべての金属と反応し、又多くの非
金属とも反応する。中でもFは最も反応性に富み、反応
性は原子番号が増加するにつれて減少する。このF元素
の大きな反応性はF−F結合のエネルギーが低いこと、
M生方がきわめて強いこと、及び電気陰性度が高いこと
による。
この激しい反応性のためこれまでハロゲンガスそのもの
は金属内に含有量を変化して含まれることはなく、主に
ドライエツチング技術の反応性ガスとか、化学蒸着法の
キャリアガスとして使用されるだけであった。
ハロゲン元素は金属と化学結合した場合に透光性を有す
る結晶となるが、第1図に示したFeF2.FeF:+
の様にLαの大幅なピークシフトとピーク幅の拡がりを
見せ、Feの電子状態の3d準位に大きな影響を与え、
反強磁性、寄生強磁性となるのがハロゲン化合物の一般
的特性である。
本発明の製造方法においてはLαのピークシフトが少な
いのが特徴である。本発明によるハロゲン元素含有高力
−回転角を有りる膜中のFeの軟X線発光スペクトルL
α、Lβのプロファイルをハロゲン含有量を変えて第1
図に示した。又第2図にはLα、Lβのピークシフト、
Lα、Lβのピーク高さ比Lβ/Lα(強度比)とLα
のピークの半値幅のF元素の組成依存性をFe、FeF
2、FeF3に比較して示す。
第1図及び第2図より明らかな様に本発明のハロゲン含
有高力−回転角を有する膜はFe−B−F膜を例に示す
と、FCと同じLα、Lβのピーク位置、ピークの半値
幅を示し、Lβ/Lαの高さ比はF元素を含有するほど
増加している。つまりFeF2、FeF3の様にはLα
のピークシフトを生じていないことが分る。このことは
Fe−Fの化学結合が外殻軌道の結合になっており内殻
軌道の光磁気効果に影響の大きい3d軌道には影響して
いないことを意味している。そのため本発明の高力−回
転角を有する膜は強磁性的であり、3d準位の軌道モー
メントの作用により大きな磁気光学効果を生ずる一因と
なっている。
b、第3図にFe−B−F膜の飽和磁化Msと鉄1原子
当りの平均磁気モーメントμFeのFe依存性を示した
が、a、に示したような電子状態を有するため、50a
t%F程度の含有でも良好な透光性と高い磁気特性を示
す。
F元素はアモルファス形成元素であり、F含有量が増加
してもキューリ一温度、結晶化温度に大きな変化を生じ
ない。しかしながら飽和磁化量M S G、t F含有
量と共に低下し、フロライドがアモルファス相内に成長
してくるとMSの低下の程度は減少する。77にのμF
eはアモルファス相内ではFの増加と供に低下するがフ
ロライド相が含有してくるとμFeは約1μBとなり、
これはFe−Fの結合の特徴を表わしている。
C0以上の様な金属−ガス元素の特徴的な電子状態に起
因して、反射光量も多く、カー回転角はFの含有量と供
に増加し40〜50at%Fの含有でHe−Neレーザ
ー波長域でθに=0.5° 700〜800nmでθに
−0,7°という高い値を示した。
第4図は例としてFe−B−Flllのカー回転角θに
波長依存性と磁場依存性を示した。
ここに示した膜は面内磁化膜であり、磁場依存性は磁場
の上昇と共に回転角は増加する。
Fの含有量が多い程θkが高い値を示し、長波長側では
ざらに高くなる傾向を示している。
これはFe−Fの特殊な結合とF元素の透光性が組み合
わされ膜表面、及び膜内部での回転が大きなカー回転角
を生み出しているものと考えられる。通常、酸化物など
では反射膜を付けない反射によるカー回転角は極端に少
ないのであるが、本発明の膜は反射膜なしで大きなカー
回転角を示している。
d0本発明(2)について説明すると、上記の膜は面内
磁化膜であるが、成膜条件を選ぶことにより、透光性垂
直磁気異方性膜となる。
第5図に1例としてl”e−Fn膜のMS−H曲線を示
した。面内方向と垂直方向では明らかに垂直方向に異方
性を示し、垂直磁気異方性エネルギーは正の値を示して
いる。
本発明(3)の高力−回転角を有する膜の製造方法は反
応性成膜法によるものであり、この方法はそれによって
生成される化合物薄膜の少なくとも1つの組成が気相と
なっている状態で行われる。
使用する製造装置は例えば反応性Rf、DCスパッタリ
ング装置である。この反応性スパッタリングでは物理ス
パッタリングと化学スパッタリングの両方が生じており
、基板では低温度で、かつ基板への衝突エネルギーが低
い状態で薄膜が形成される。反応性スパッタのためガス
分圧とターゲットにかかる出力を変えることができ、こ
れにより非晶質、結晶質又は準安定相と各種構造の光透
過膜ができる。又化学結合の程度(イオン化度)もいろ
いろ変えることができる。
本発明(3)ではハロゲン化合物を分解することにより
反応性ガスとしてハロゲンガス及びその化合物ガスを発
生させる。これらハロゲンガスを金属プラズマ、及び同
種のハロゲンガス含有金属プラズマと反応させて生成化
合物を基板上に薄膜として析出させる。この方法により
反応性の高いハロゲンガスを配管系から導入する危険か
ら逃れることができ、更に不純物の混入も防止できると
いう利点がある。
[実施例コ 以下、実施例によって本発明を具体的に説明する。
実施例1 第6図に示す様に対向ターゲット型DC1Rfスパッタ
リング装置を使用して対向DCターゲット1にFe9s
 B+1 (at%)を取り付ける。DCターゲット1
は水冷されている。
Rfツタ−ット2にはl”el”xハロゲン化合物をプ
レス成型して使用する。真空槽3内を5X 1O−7T
orrまで減圧した後、Arガスを導入して槽内がIX
 10’ rorrになる様に調節する。4は直流電源
、5は基板、6はアルゴンガスの供給口、7は排気口、
8は水冷サブストレート、9はRf電源、10はマツチ
ング回路である。
ハロゲンガス発生用Rf出力を例えば300Wにしてl
”esaB+aの付いている対向DCターゲット1側の
DC出りを変更することによって容易に基板5上に生成
する光透過膜のBとFの含有量を変動させることが可能
である。それらの結晶構造はFの含有量が258t%F
以下では非晶質であるが、25at%F以上ではX線回
折においてフッ化物結晶のピークが出てくる。
第7図にはFe−Bスパッタ膜、及び Fe5oB+++ターゲツトから作製したFe−B−F
IIIのHe−Neレーザーでのカー回転角のFe依存
性を示した。Feが50at%程度でθに=0.5°の
値を示す。
このFe−B−F膜に、Go他、特許請求の範囲に示さ
れた元素を含有することでθにの値が改善される。
実施例2 第6図に示す様なスパッタリング装置を使用して8の水
冷サブストレートを180°回転し、5の基板をRf電
掻側にセットする。
Rfツタ−ット2には1例としてFeF3ハロゲン化合
物をプレス成型して使用する。
真空槽3内を5x 1O−7Torrに減圧後、Arガ
スを導入して槽内が5X 10’ Torrになる様に
調節する。
FeFxプレス粉末ターゲットのRf比出力例えば25
0Wにして基板5上にスパッタ膜を堆積させる。得られ
たスパッタ膜の磁気特性をVSMで測定した結果、第5
図に1例として示した様に膜面の垂直方向に大きな異方
性を有する垂直磁気異方性膜となった。又このFe−F
膜の反射におけるカー回転角の磁場依存性を求めると第
8図に示すようなθに一日曲線となり、θにの値はHe
−Neレーザー光で0.32°を示した。長波長側では
ざらにこの値は向上し、反射膜を付けた場合でも向上す
る。
次にFe−F膜のHe−Neレーザー光透過におけるフ
ァラデー回転角、及び磁化量の磁場依存性を求めると第
13図に示す様なθF−1−1曲線となり、ファラデー
係数は2.2x104 deg/cmを示した。θF−
H曲線の形は上のM−H曲線のMlに類似している。反
射膜を付けてθに−H曲線を求めるとθにの値は7kO
eの磁場において2.20を示した。
このFe−F膜にCO他特許請求の範囲に示された元素
を含有することで垂直磁気異方性エネルギーの向上及び
θにの向上が計られる。
実施例3 実施例2と同様の方法において、R[ターゲット2には
1例としてNiF2ハロゲン化合物をプレス成型して使
用する。真空槽3内を5X 1O−7Torrに減圧後
、Arガスを導入して槽内が5X 10’ Torrに
なる様に調節する。
N i F2プレス粉末ターゲットのRf比出力例えば
250Wにして基板5上にスパッタ膜を堆積させる。得
られたスパッタ膜の磁気特性、及びファラデー回転角を
測定した結果、第14図に示す様に膜面の垂直方向に正
の垂直磁気異方性エネルギーを有する垂直磁化膜となっ
た。又このN1−F膜の透過におけるファラデー回転角
の磁場依存性を求めると第14−下図の様になり上図の
Mlの曲線と類似形となる。
このN1−F膜に反射膜を付けてカー回転角を測定する
とHe−Neレーザー光で1.21°となりH=Oにお
けるカー回転角は0.7°を示した。
このN1−F膜にFe、Go他の特許請求の範囲に示さ
れた元素を含有することで垂直磁気異方性エネルギーの
向上、及びθにの向上が計られる。
つぎに、ハロゲン元素を含有した特許請求の範囲(1)
に記載した成分組成を有し、かつ透光性垂直磁気異方性
を示す、高力−回転角を有する薄膜の組成変更したサン
プルとそのカー回転角を下記の表に実施例として示す。
実施例13 第6図に示すようなスパッタリング装置を使用して8の
水冷サブストレートに第9図に示す様な200φ×35
φX1.2mmtのガラス及び′  樹脂ディスクをセ
ットし、真空槽3の外から20〜20Orpmでディス
クを回転させる。Rfff極に1例としてCOl[3i
、Teなどの金属微粒子を含有したFeFコ粉末を設置
して、ガラスディスクに透光性垂直磁化膜を500人堆
積させる。その後Rf電極にT’bl:ec。
を設置して1sooz堆積する。その上にSiOの保′
W1膜を100人堆積する。
以上の様にして作製した光磁気ディスクの各種特性は次
の様になる。
第10図にTbFeCo単体の垂直磁化膜のθに−)1
曲線を示した。θにのヒステリシスがVSMによるMs
−8曲線と相似形であり、垂直磁化膜となっている。そ
の時のカー回転角はHe−Neではθk = 0.2°
であった。
次に本発明になる光透過垂直磁化ll500Aを先にデ
ィスクに堆積させ、その上に TbFeCo1500人を堆積した膜のθに−)1曲線
は第11図に示すようにTbFeCoのθに−)1曲線
のヒステリシスを大きく反映した曲線となっている。そ
の時のθにはHe−Ne領域で0.7°を記録した。こ
の値は長波長側でさらに向上する。さらに光磁気ディス
クのS/N比を求めた。光源はLED(800nm)で
あり、その時のS/N比は60d8以上を記録した。
以上の様に本発明の透光性垂直磁化膜はカー回転角のエ
ンハンス効果があり、θにの値が増大する。
実施例14 次に本発明の透光性垂直磁化膜を光記録媒体として使用
する例を示す。
第12図に本発明の媒体を使用した垂直磁気ヘッドによ
る書き込み、光による読出しのシステム図を示す(垂直
磁気記録、光磁気読出しシステム)。11はガラス及び
樹脂のディスクである。12は本発明になる透光性垂直
磁化膜、13は希土類Fe、Co系の垂直磁化膜であり
、この膜は必要としない場合もある。
14は反射膜及び垂直磁気ヘッドの湿潤膜である。15
は垂直磁気記録ヘッドである。
本システムを詳しく説明する。本システムは現在の光磁
気記録方式の欠点を補う為に改良された。11〜14の
ディスクは1000〜1800rpmで高速回転してお
り、垂直磁気ヘッドは50人程度のギャップを保持して
浮いている。このヘッドから12.13の記録層に垂直
方向に高周波書き込みをする。13は希土類FeC0系
の垂直磁化膜でめるが、12も同様の性質を持っており
、主として12の透光性垂直磁化膜に直接書き込んでも
よい。書き込まれた磁区は多層膜の方が安定である。次
に書き込まれた磁区は第12図のレーザー光により読取
るがレーザーシステムは読出し専用に利用する。
そのため半導体レーザーの出力も低くてすみ、レーザー
光源の安定性は高い。又媒体の温度も補償点記録、及び
キュリ一点記録する必要がないので温度上昇が余りない
。そのため、記録媒体の安定性は現在の光磁気記録方式
に比べて格段に向上する。さらに熱拡散を伴わない記録
方式であるので、書ぎ込み、読出し、オーバーライドの
スピードが現在のハードディスク並にまで上げることが
できる。
さらに垂直磁気記録方式の欠点も解消することができる
。垂直磁気記録の欠点は書き込みのビット面積を小さく
すると、読出しの際のS/N比が十分に確保できないこ
とであるが、本発明になるシステムでは光磁気による読
出しのため、ビット面積が小さくてすみ、記録密度は現
在の光磁気と同程度を保つことができる。
以上の様に本発明になる透光性垂直磁気異方性膜を使用
すると、高速、高密度書き込み、高速読出し、高速消去
の高安定性の記録システムを作ることができる。
[発明の効果] 以上説明したように、本発明(1)、(2)、(3)に
より得られる効果は次の通りである。
■ 本発明(1)のハロゲン元素含有高力−回転角を有
する膜は、そのカー回転角が50at%「の含有でHe
−Neレーザー波長域でθk = 0.56である。7
00〜800rrmではθに=o、7°を得た。したが
ってカー効果を利用する光磁気記録媒体として好適に使
用される。
■ 前記本発明光透過膜は、そのハロゲン含有膜が多く
ても、そのX線発光スペクトルのLα、Lβ線にピーク
シフトを起こさない化学結合であり、強磁性と光透過性
を合せ持つものである。
■ 本発明(2)の透光性垂直磁化膜はθに一日曲線の
ヒステリシスが垂直磁化膜特有の曲線を示し、それ自体
でも光磁気記録材料となるがTbFeCoなとの垂直磁
化膜と組合せることで、エンハンスメント、及びファラ
デー回転の組合せでざらに大きなカー回転角を得られ、
光磁気ディスクメモリー媒体として非常に利用価値が大
きい。
■ 本発明(3)の製造方法により、前記ハロゲン元素
含有高力−回転角を有する膜が非晶質、結晶質、又は準
安定相の各構造のものが得られる。また化学結合の程度
を任意にして得ることもできる。更に前記式1の化合物
におけるJとLの成分比率を任意に変えて前記高力−回
転角を有する膜を製造することができる。
■ 本発明(3)の製造方法によれば反応性の高いハロ
ゲンガスを直接装置内に導入しないため、装置の材料を
侵すことがなく、かつ堆積薄膜中に不純物が混入するの
を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はFe及びFe−)”n化合物と本発明の高力−
回転角を有する膜の軟X線スペクトルプロファイル、 第2図はFeF2、FeFs、Feと本発明の高力−回
転角を有する膜のFeの軟X線スペクトルのLα、Lβ
のピーク位置及び、ピーク強度比Lα/LβとLαのピ
ーク半価幅の比較を示すグラフ、 第3図はFe−B−F膜の飽和磁化MSと鉄1原子当り
の平均磁気モーメントμFeのFe依存性を示すグラフ
、 第4図はFe−B−F膜のカー回転角θにの波長依存性
とFe44.OB3.6 F52.4のHe−Neレー
ザーでのθにの磁場依存性を示すグラフ、 第5図はl”e−Fn膜の透光性垂直磁気異方性膜のB
−H曲線を示すグラフ、 第6図は本発明の実施例で使用した対向ターゲットDC
,Rfスパッタ装置の模式図、第7図はFeBスパッタ
膜、及び Fes a B+−より作成したFe−B−Fl!の1
−1e−Neレーザーでのカー回転角のFe依存性を示
すグラフ、 第8図はl”e−1”nの透光性垂直磁化膜のHe−N
eレーザーでのθに一日曲線を示すグラフ、 第9図はガラス及び樹脂製のディスクの平面図、 第10図はTbFeCo垂直磁化膜のθに一日曲線を示
すグラフ、 第11図はFe−Fn+TbFeCo垂直磁化膜のθに
一日曲線を示すグラフ、 第12図は本発明の媒体を使用した垂直磁気ヘッドによ
る書き込み、光磁気による読出しのシステム模式図、 第13図はFe−F膜のl−1e−Neレーザー光透過
におけるθF−H曲線を示すグラフ、第14図は、N1
−F膜の磁気特性およびθF−H曲線を示すグラフであ
る。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)下記式 I で示される成分組成の化合物よりなる
    高力−回転角を有する薄膜。 J_xL_yQ_(_1_0_0_−_x_−_y_)
    ……… I ただし、上記I式中 J:元素記号F、Cl、Br、Iのいずれかで表わされ
    る1種または2種以上の元素の組合せ、 L:元素記号B、C、Al、Si、P、As、Sb、B
    i、Se、Te、Ti、V、Cr、Mn、Ni、Ga、
    Ge、Zr、Nb、Moのいずれかで表わされる1種ま
    たは2種以上の元素の組合せ、 Q:FeまたはCoのいずれか1種または両者の組合せ
    、 x:3〜80の数値、 y:下記式IIを満足する数値である。 3≦x+y≦80………II
  2. (2)特許請求の範囲(1)に記載の成分組成を有する
    透光性垂直磁気異方性を示す、高力−回転角を有する薄
    膜。
  3. (3)ハロゲン化合物を分解して発生したハロゲンまた
    はハロゲン含有ガスを金属またはハロゲン含有金属プラ
    ズマと反応させて生成する化合物を基板上に薄膜として
    析出させることを特徴とする下記式 I で示される成分
    組成の化合物よりなるハロゲン元素含有高力−回転角を
    有する薄膜の製造方法。 J_xL_yQ_(_1_0_0_−_x_−_y_)
    ……… I ただし、上記I式中 J:元素記号F、Cl、Br、Iのいずれかで表わされ
    る1種または2種以上の元素の組合せ、 L:元素記号B、C、Al、Si、P、As、Sb、B
    i、Se、Te、Ti、V、Cr、Mn、Ni、Ga、
    Ge、Zr、Nb、Moのいずれかで表わされる1種ま
    たは2種以上の元素の組合せ、 Q:FeまたはCoのいずれか1種または両者の組合せ
    、 x:3〜80の数値、 y:下記式IIを満足する数値である。 3≦x+y≦80………II
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