JPS63193351A - 光磁気記録媒体及び記録方式 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、磁気カー効果を利用して読出しすることので
きるキュリー点書込みタイプの光磁気記録媒体、および
それを使用した重ね書き可能な光磁気記録方式に関する
。

（従来の技゛術） 消去可能な光デイスクメモリとして光磁気ディスクが知
られている。光磁気ディスクは、従来の磁気ヘッドを使
った磁気記録媒体と比べて高密度記録、非接触での記録
再生などが可能であるという長所がある反面、記録前に
一度記録部分を消去しなければならない（一方向に着磁
しなければならない）という欠点があった。この欠点を
補う為に、記録再生用ヘッドと消去用ヘッドを別々に設
ける方式、あるいは、レーザーの連続ビームを照射しつ
つ、同時に印加する磁場を変調しながら記録する方式な
どが提案されている。

（発明が解決しようとす、る問題点） しかし、これらの方法は、装置が大がかりとなｈ、コス
ト高になる欠点あるいは高速の変調が出来ないなどの欠
点を有する。

上述の公知技術の欠点を除去し、従来の装置構成に簡単
な構造の磁界発生手段を付設するだけで、磁気記録媒体
と同様な重ね書き（オーバーライド）を可能とした、光
磁気記録方法を本出願人は昭和６１年７月８日に特願昭
６１−１５８７８７号（該出願は昭和６２年２月２日の
国内優先の基礎出願となる）で提案した。

しかし、この方法は全く新しい記録方法であるが故に、
この方法に関連して、いまだ多くの研究課題が桟ってい
た。すなわち、この記録にとってよりふされしい記録媒
体の探究等である。

そこで本発明者は更に研究を進めた結果、いくつかの成
果が得られた。

本発明はこうして完成されたものであｈ、その目的は重
ね書き可能な記録方法を提供するだけでなく、その重ね
書き可能な記録方法によりふされしい光磁気記録媒体を
提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 上記目的達成可能な本発明は、 低いキュリー点（”ｒｔ、）と高い保磁力（Ｈ□）を有
する第１磁性層およびこの磁性層に比べて相対的に高い
キュリー点（Ｔ、）と低い保磁力（ＨＬ）を有する第２
磁性層から構成され、ともに希土類元素と遷移金属との
非晶質合金を主成分に含む二層構造の垂直磁化膜であっ
て、第２磁性層の飽和磁化をＭｓ、膜厚をｈ、二つの磁
性層間の磁壁エネルギーをσ背とすると、Ｈ・〉Ｈ・〉
　２謔ｓｈ を満たす垂直磁化膜を基板上に設けた光磁気記録媒体に
おいて、 第１磁性層と第２磁性層のうちの一方の組成が補償組成
に対して遷移金属が富んだ組成であｈ、他方の組成が補
償組成に対して希土類元素に富んだ組成であることを特
徴とする光磁気Ｊ己録媒体と、これを使用して次の二値
の記録を行なうことを特徴とする記録方式である。

（ａ）該媒体に対して、記録用ヘッドと異なる場所で、
保磁力ＨＬの第２磁性層を一方向に磁化させるのに充分
で保磁力Ｈ１ｌの第１磁性層の磁化の向きを反転させる
ことのない大きさの磁界Ｂを加え、 （ｂ）次に、記録ヘッドによｈ、バイアス磁界を印加す
ると同時に低いキュリー点（ＴＬ）付近まで該媒体が昇
温するだけのレーザーパワーを照射することによｈ、第
２磁性層の磁化の向きを変えないまま第１磁性層の磁化
の向きを第２磁性層に対して安定な向きにそろえる第１
種の予備記録か、バイアス磁界を印加すると同時に高い
キュリー点（Ｔ）１）付近まで該媒体が昇温するだけの
レーザーパワーを照射することによｈ、第２磁性層の磁
化の向きを反転させて同時に第１磁性層も第２６ａ性層
に対して安定な向きに磁化する第２種の予備記録かを、
信号に応じて実施し、 （Ｃ）次に、該媒体を運動させて、予備記録されたビッ
トを前記磁界Ｂを通過させることによｈ、第１種の予備
記録により形成されたビットについては第１磁性層、第
２磁性層とも磁化の向きをそのまま変化させず、 第２種の予備記録により形成されたビットについては、
第２磁性層の磁化の向きを前記磁界Ｂと同方向に反転さ
せ、第１磁性層については磁化の向きをそのまま変化さ
せないとする、二値の記録。

以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図（ａ）　、　（ｂ）は各々本発明に用いる光磁気
記録媒体の一実施例を示す模式断面図である。第１図（
ａ）の光磁気記録媒体は、プリグループが設けられた透
光性の基板１上に、第１の磁性層２、第２の磁性層３お
よび保護＠４が積層されたものである。第１磁性層２は
低いキュリー点（ＴＬ）と高い保磁力（ＨＨ）を有し、
第２磁性層３は、高いキュリー点（Ｔ、）と低い保磁力
（ＨＬ　）を有する。ここで「高い」、「低い」とは両
磁性層を比較した場合の相対的な関係を表わす（保磁力
は室温における比較）。ただし、通常は第１磁性層２の
ＴＬは７０〜１８０℃、Ｈ，は、３〜ｌ０ＫＯｅ、第２
磁性層３のＴｌｌは１５０〜４００℃、ＨＬ、は０．５
〜２にＯｅ程度の範囲内にするとよい。

各磁性層の材料には、垂直磁気異方性を示し且つ磁気光
学効果を呈するＧｄＣｏ、　ＧｄＦｅ　、　ＴｂＦｅ。

ＤｙＦｅ、　ＧｄＴｂＦｅ、　ＴｂＤｙＦｅ、ＧｄＴｂ
Ｆｅｔｌ：ｏ、　ＴｂＦｅＣｏ。

ＧｄＴｂＣｏ等の希土類元素と遷移金属元素との非晶質
磁性合金が利用できる。

本発明の光磁気記録方法においては、第１磁性層２が主
に再生に関与する。即ち、第１磁性層２が呈する磁気光
学効果が主に再生に利用され、第２磁性層３は記録に重
要な役割りを果たす。

一方、従来の光磁気記録方法における、交換結合二層膜
では、逆に、低いキュリー点と高い保磁力とを有する磁
性層は主に記録に関与し、高いキュリー点と低い保磁力
とを有する磁性層が主に再生に関与した。

かかる従来の交換結合二層膜では、主に再生に関与する
磁性層の飽和磁化Ｍｓと、膜厚りと、二層間の磁壁エネ
ルギーｃｙｗの間に１次の様な関係があるのが望ましか
った。

しかし、本発明に使用する記録媒体の交換結合二層膜で
は、第２磁性層３の飽和磁化Ｍｓと膜厚りと、二磁性層
間の磁壁エネルギーσ胃の間に、次の関係が必要である
。

これは、記録によって最終的に完成されるビットの磁化
状態（第２図（ｆ）に示す）が安定に存在出来るように
するためである（詳しい理由は後述する）。したがって
、両磁性層２．３は上記の関係式を満たすように各層の
実効的バイアス磁界、膜厚、保磁力、飽和磁化の大きさ
、磁壁エネルギーなどを適当に設定すればよい。

現状では、この中で、一番存効な手段は第２磁性層の磁
壁エネルギーを減少させることである。

この目的達成の試みとして、磁性層間に中間層を設けた
りすると、わずか数十人の厚さでも交換力がなくなった
ｈ、所望の大きさの交換力をもった光磁気記録媒体が再
現性良く生産できない。

ところが、多くの研究により得られた次のような手段の
採用によって、磁壁エネルギーを再現性良く減少させる
ことができるようになｈ、結果的に良好な重ね書き記録
が容易に行なえるようになった。すなわち、その方法と
は後に実施例で具体例を示すように、第１磁性層と第２
磁性層のうちの一方の組成を補償組成に対して遷移金属
が富んだ組成にして、他方の組成を補償組成に対して希
土類元素に富んだ組成に調整してやることである。

本発明の他の態様を示す第１図（ｂ）においては、両磁
性層の耐久性を向上させるためのあるいは光磁気記録効
果を向上させるための保護膜４．５が設けられている。

６は、貼り合わせ用基板７を貼り合わすための接着層で
ある。貼り合わせ用基板７にも、２か６５までの層を積
層し、これを接着すれば表裏で記録・再生が可能となる
。

以Ｆ、第２図〜第４図を用いて記録の過程を示すが、記
録前、上記のような組成をもつ第１、第２磁性層の磁化
の向きは反平行である。

第３図の３５は、上述したような構成を有する光磁気デ
ィスクである。例えば、この磁性層のある一部の磁化状
態が初め第２図（ａ）のようになっているとする。光磁
気ディスク３５はスピンドルモータにより回転して、磁
界発生部３４を通過する。このとき、磁界発生部３４の
磁界の大きさを両磁性層２と３の保磁力の間の値に設定
すると（磁界の向きは本実施例では上向き）、第２図（
ｂ）に示す様に第２磁性層３は一様な方向に磁化され、
一方、第１磁性層２の磁化は初めのままである。

次に光磁気ディスク３５が回転して記録・再生ヘッド３
１を通過するときに、記録信号発生器３２からの信号に
従って、２種類（第１種と第２種）のレーザーパワー値
を持つレーザービームをディスク面に照射する。第１種
のレーザーパワーは該ディスクを第１磁性層２のキュリ
ー点付近まで昇温するだけのパワーであｈ、第２種のレ
ーザーパワーは該ディスクを第２磁性層３のキュリー点
付近まで昇温可能なパワーである。即ち、両磁性層２．
３の保磁力と温度との関係の概略を示した第４図におい
て、第１種のレーザーパワーはＴＬ付近、第２種のレー
ザーパワーはＴＨ付近までディスクの温度を上昇できる
。

第１種のレーザーパワーにより第１磁性層２は、キュリ
ー点付近まで昇温するが第２磁性層３はこの温度でビッ
トが安定に存在する保磁力を有しているので記録時のバ
イアス磁界を適正に設定しておくことによｈ、第２図（
ｂ）のいづれからも第２図（Ｃ）のようなビットが形成
される（第１種の予備記録）。

ここでバイアス磁界を適正に設定するとは、次のような
意味である。即ち、第１種の予備記録では、第２磁性層
３の磁化の向きに対して安定な向きに（ここでは同じ方
向に）第１磁性層２の磁化が配列する力（交換力）を受
けるので１本来はバイアス磁界は必要でない。しかし、
バイアス磁界は後述する第２種のレーザーパワーを用い
た予備記録では第２磁性層３の磁化反転を補助する向き
（、すなわち、第１種の予備記録を妨げる向き）に設定
される。そして、このバイアス磁界は、第１袖、第２種
どちらのレーザーパワーの予備記録でも、大きさ、方向
を同じ状態に設定しておくことが便宜、Ｆ好ましい。

かかる観点からバイアス磁界の設定は次記に示す原理に
よる第２種のレーザーパワーの予備記録に必要最小限の
大きさに設定しておくことが好ましく、これを考慮した
設定が前でいう適正な設定である。

次に第２種の予備記録について説明する。

第２種のレーザーパワーによｈ、第２磁性層３のキュリ
ー点近くまで昇温させる（第２種の予備記録）と、上述
のように設定されたバイアス磁界により第２磁性層３の
磁化の向きが反転する。続いて第１磁性層２の磁化も第
２磁性層３に対して安定な向きに（ここでは逆方向に）
配列する。即ち、第２図（ｂ）のいづれからも第２図（
ｄ）のようなビットが形成される。

このように、バイアス磁界と、信号に応じて変わる第１
種及び第２種のレーザーパワーとによって、光磁気ディ
スクの各箇所は第２図（Ｃ）か（（１）の状態に予備記
録されることになる。

次に光磁気ディスク３５を回転させ、予備記録のビット
（Ｃ）　、　（ｄ）が磁界発生部３４を再び通過すると
、磁界発生部３４の磁界の大きさは前述したように磁性
層２と３の磁化反転磁界間に設定されているので、記録
ビット（Ｃ）は、変化が起こらずに（ｅ）の状態である
（最終的な記録状態）。一方、記録ビット（ｄ）は第２
磁性層３が磁化反転を起こして（ｆ）の状態になる（も
う一つの最終的な記録状態）。

（ｆ）の記録ビットの状態が安定に存在する為には、第
２磁性層３の飽和磁化の大きさをＭｓ、膜厚をｈ１磁性
層２，３間の磁壁エネルギーをσ胃とすると、前述した
ように次の様な関係があれば良い。

ここで、ａ冑／２Ｍ５ｈは第２磁性層に（動く交換力の
強さを示す。つまｈ、（ｆ）の記録ビットにおいて、ａ
　ｗ　／　２Ｍ５ｈの大きさの磁界で第２磁性層３の磁
化の向きを、第１磁性層２の磁化の向きに対して安定な
方向へ（この場合は逆方向）向けようとする。そこで第
２磁性層３がこの磁界に抗して磁化が反転しないために
は第２磁性層３の保磁力をＨＬとしてＨＬ＞０ｗ７２Ｍ
５ｈであればよい。

記録ビットの状態（ｅ）と（ｆ）は、記録時のレーザー
のパワーで制御され、記録前の状態には依存しないので
、重ね書き（オーバーライド）が可能である。記録ビッ
ト（ｅ）と（ｆ）は、再生用のレーザービームを照射し
、再生光を記録信号再生器３３で処理することによｈ、
再生できる。

（実施例） 実施例１ ３元のターゲット源を備えたスパッタ装置内に、プリグ
ループ、プリフォーマット信号の刻まれたポリカーボネ
ート族のディスク状基板を、ターゲットとの間の距１１
１０ｃｍの間隔にセットし、回転させた。

アルゴン中で、第１のターゲットよｈ、スパッタ速度４
０人／ｓｉｎ、スパッタ圧５Ｘ　１Ｇ−３ＴｏｒｒでＳ
ｉ、Ｎ４を保護層として６００λの厚さに設けた。次に
アルゴン中で、第２のターゲットよりスパッタ速度１０
０人／ｗｉｎ、スパッタ圧５×ｌＯ°３ＴｏｒｒでＴｂ
Ｆｅ合金をスパッタし、膜厚４００人、Ｔ、、＝約１５
５℃、Ｈ，＝約８にＯｅのＴｂ３Ｇｄ１８Ｆｅａ＋層、
即ち補償組成に対してＦｅ元索に富んだ組成の第１磁性
層を形成した。

次にアルゴン中でスパッタ圧５ｘ　１０”　Ｔｏｒｒで
かＴｂＦｅＣｏ合金をスパッタし、膜厚３００　Ａ、”
ｒ、＝約２００℃、）ｉｌ、＝約１にＯｅのＴｂ＋ｏＤ
Ｙ＋３ＦｅｓｏＣｏｌｔ層、即ち補償組成に対してＴｂ
、　ＤＶ組成の富んだ第２磁性層を形成した。

次にアルゴン中で第１のターゲットよりスパッタ速度４
０Ａ　／ｍｊｎ、スパッタ圧５ＸＩＯ−３丁ｏｒｒで、
Ｓｉ、Ｎ、を保護層として１５００人の厚さに設けた。

次に膜形成を終えた１記の基板を、ホットメルト接着剤
を用いて、ポリカーボネートの貼り合わせ用基板と貼り
合わせ光磁気ディスクを作成した。この光磁気ディスク
を記録再生装置にセットし、２．５にａ６の磁界発生部
を、線速度約８　ａ／ｓｅｃで通過させつつ、約１μに
集光した８３０１腸の波長のレーザービームを５０％の
デユーティで２１）Ｉｚで変調させながら、４＋ｓＷと
８ｍＷの２値のレーザーパワーで記録を行なった。バイ
アス磁界は第２磁性層の磁化を反転させる方向に１００
０ｅであった。その後１．５ｍ１ｌのレーザービームを
照射して再生を行なったところ、２値の信号の再生がで
きた。

次に、上記と同様の実験を、全面記録された後の光磁気
ディスクについて行なった。この結果前に記録された信
号成分は検出されず、オーバーライドが可能であること
が確認された。

実施例２ 実施例！では、第１磁性層は、補償組成に対してＦｅ元
素に富んだ組成であｈ、第２磁性層はＴｂ、Ｄｙ元素に
富んだ組成であった。

本実施例では第１磁性層、第２磁性層の大きさは変えず
、組成を補償組成に対してＦｅ元素などの遷移金属に富
んだ組成と、Ｔｂ、　ｏｙなどの希土類元素に富んだ組
成のものを組み合わせて光磁気ディスクサンプルを作製
し評価、比較を行なった。

ここで、第１磁性層で保磁力が８にＯｅとなる組成は、
補償組成に対して遷移金属に富んだ組成はＴｂ、ｌＧｄ
１．ＢＦｅ□であｈ、希土類元素に富んだ組成はＴｂ！
、　３０ｄｌ？、　１Ｆｅ’ｌｌであった。第２磁性層
で保磁力が１にＯｅとなる組成は補償組成に対して遷移
金属に富んだ組成はＴｂｔ、４　ＤＶ＊　ｓ　Ｆｅｍ４
．７ＧＯ＋６．　ｓであｈ、希土類元素に富んだ組成は
Ｔｂ、。ＤＶ＋５Ｆｅａ。

Ｃｏ＋フ　であった。

第１、第２磁性層の組成を上述の遷移金属に富んだ組成
が希土元素に富んだ組成かのいずれかを選び、その他の
構成材料、膜厚なとは実施例１と同様にして表１に示す
ようなサンプルを作製した。

次に実施例１と同様にして記録再生の実験を行なった。

この結果を表１に示す。

磁性層の組成で「遷」は補償組成に対して遷移金属に富
んだ組成であることを示す。「希」は補償組成に対して
希土類元素に富んだ組成であることを示す。

この結果、外部磁界のない状態で記録ビットの状態が安
定に存在し、良好な再生信号を得られたものについては
０印と、一部記録ビットの反転が起こっているもの、再
生信号の品位の低いものはΔ印と、記録ビットが不安定
なものはｘ印とした。

この結果より明らかに第１磁性層と第２磁性層の組成が
補償組成に対して一方が遷移金属に富んで、他方が希土
類元素に富んでいる組成のものの組み合わせに限り安定
な記録ビットが得られる。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明したように、一方の組成が補償組成に対
して遷移金属が富んだ組成であって、他方の組成が補償
組成に対して希土類元素に富んだ組成の所定の要件を満
たす二層構造の垂直磁化膜を有する光磁気記録媒体を用
い、記録時に、記録ヘッドと別位置に磁界発生部を設け
、２値レーザーパワーで記録することによｈ、良好な重
ね書き（オーバーライド）が可能になった。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）　、　（ｂ）は各々本発明で使用する光磁
気媒体の一例構成を示す図、第２図は、本発明の記録法
を実施中の、磁性層２．３の磁化の向きを示す図、第３
図は、記録・再生装置の概念図、第４図は両磁性層２と
３の保磁力と温度との関係を示す概略図である。 １ニブリグルーブ付の透光性基板、 ２．３：磁性層。 ４．５＝保護層、 ６：接着層。 ７：貼り合わせ用基板、 ３１：記録・再生用ヘッド、 ３２：記録信号発生器、 ３３：記録信号再生器、 ３４：磁界発生部、 ３５：光磁気ディスク。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）低いキュリー点（Ｔ＿Ｌ）と高い保磁力（Ｈ＿Ｈ）
   を有する第１磁性層およびこの磁性層に比べて相対的に
   高いキュリー点（Ｔ＿Ｈ）と低い保磁力（Ｈ＿Ｌ）を有
   する第２磁性層から構成され、ともに希土類元素と遷移
   金属との非晶質合金を主成分に含む二層構造の垂直磁化
   膜であって、第２磁性層の飽和磁化をＭｓ、膜厚をｈ、
   二つの磁性層間の磁壁エネルギーをσｗとすると、Ｈ＿
   Ｈ＞Ｈ＿Ｌ＞（σｗ）／（２Ｍｓｈ） を満たす垂直磁化膜を基板上に設けた光磁気記録媒体に
   おいて、 第１磁性層と第２磁性層のうちの一方の組成が補償組成
   に対して遷移金属が富んだ組成であり、他方の組成が補
   償組成に対して希土類元素に富んだ組成であることを特
   徴とする光磁気記録媒体。 ２）低いキュリー点（Ｔ＿Ｌ）と高い保磁力（Ｈ＿Ｈ）
   を有する第１磁性層およびこの磁性層に比べて相対的に
   高いキュリー点（Ｔ＿Ｈ）と低い保磁力（Ｈ＿Ｌ）を有
   する第２磁性層から構成され、ともに希土類元素と遷移
   金属との非晶質合金を主成分に含む二層構造の垂直磁化
   膜であって、第２磁性層の飽和磁化をＭｓ、膜厚をｈ、
   二つの磁性層間の磁壁エネルギーをσｗとすると、Ｈ＿
   Ｈ＞Ｈ＿Ｌ＞（σｗ）／（２Ｍｓｈ） を満たす垂直磁化膜を基板上に設けた光磁気記録媒体に
   おいて、 第１磁性層と第２磁性層のうちの一方の組成が補償組成
   に対して遷移金属が富んだ組成であり、他方の組成が補
   償組成に対して希土類元素に富んだ組成である光磁気記
   録媒体を使用して次の二値の記録を行なうことを特徴と
   する記録方式。 （ａ）該媒体に対して、記録用ヘッドと異なる場所で、
   保磁力Ｈ＿Ｌの第２磁性層を一方向に磁化させるのに充
   分で保磁力Ｈ＿Ｈの第１磁性層の磁化の向きを反転させ
   ることのない大きさの磁界Ｂを加え、 （ｂ）次に、記録ヘッドにより、バイアス磁界を印加す
   ると同時に低いキュリー点（Ｔ＿Ｌ）付近まで該媒体が
   昇温するだけのレーザーパワーを照射することにより、
   第２磁性層の磁化の向きを変えないまま第１磁性層の磁
   化の向きを第２磁性層に対して安定な向きにそろえる第
   １種の予備記録か、バイアス磁界を印加すると同時に高
   いキュリー点（Ｔ＿Ｈ）付近まで該媒体が昇温するだけ
   のレーザーパワーを照射することにより、第２磁性層の
   磁化の向きを反転させて同時に第１磁性層も第２磁性層
   に対して安定な向きに磁化する第２種の予備記録かを、
   信号に応じて実施し、 （ｃ）次に、該媒体を運動させて、予備記録されたビッ
   トを前記磁界Ｂを通過させることにより、第１種の予備
   記録により形成されたビットについては第１磁性層、第
   ２磁性層とも磁化の向きをそのまま変化させず、 第２種の予備記録により形成されたビットについては、
   第２磁性層の磁化の向きを前記磁界Ｂと同方向に反転さ
   せ、第１磁性層については磁化の向きをそのまま変化さ
   せないとする、二値の記録。