JPH0349058A - 光磁気記録媒体 - Google Patents

光磁気記録媒体

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JPH0349058A
JPH0349058A JP1330035A JP33003589A JPH0349058A JP H0349058 A JPH0349058 A JP H0349058A JP 1330035 A JP1330035 A JP 1330035A JP 33003589 A JP33003589 A JP 33003589A JP H0349058 A JPH0349058 A JP H0349058A
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    • Y10S430/146Laser beam

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、熱磁気的に情報の記録を行ない、磁気カー効
果を利用して記録した情報の読み出しを行うことができ
る光磁気記録媒体に関し、特に、オーバーライド可能な
前記光磁気記録媒体に関する。
[従来の技術] 従来、消去可能な光メモリとして光磁気メモリが知られ
ている。光磁気メモリは、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すると同時に
磁界を変調しながら印加して記録する方式などが提案さ
れている。
しかし、これらの方法は、装置が大がかりとなり、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排除し、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
と同様な重ね書きを可能とした、光磁気記録媒体及び記
録方法が特願昭61−95510  (特開昭62−1
75948 )に提案されている。
この光磁気記録媒体及び記録方法は概路次のようなもの
である。
該光磁気記録媒体の基本構成は、プリグループが設けら
れた透光性の基板上に、低いキュリー点(T、)と高い
保磁力(H工)を有する第1磁性層と、該第1磁性層に
比べて高いキュリー点(TH)と低い保磁力(Hl)を
有する第2磁性層とがこの順で積層されて成るものであ
る。
又、この様な構成の光磁気記録媒体を用いた記録方法と
して、前記媒体を回転させながら、前記媒体に対して、
レーザ照射位置と異なる場所で、第2磁性層を一方向に
磁化させるのに充分で、第11a性層の磁化の向きを反
転させることのない大きさの初期磁界を加久ると共に、
レーザ照射位置にバイアス磁界を印加すると同時に第1
磁性層の低いキュリー点付近まで前記媒体が昇温するだ
けのレーザ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整える第1種の記録か、
バイアス磁界を印加すると同時に第2田性層の高いキュ
リー点付近まで前記媒体が昇温するだけのレーザパワー
を照射することにより、第2磁性層3の酸1化の向きを
反転させて同時に第1gi性層も第2磁性層に対して安
定な向きに磁化させる第2種の記録を情報信号に基づい
てレーザパワーを変調することにより実施し、更に記録
後、記録ビットを前記初期磁界を通過させることにより
、第11ifi性層の磁化の向きはそのままで第2磁性
層の磁化の向きを前記初期化磁界と同方向にそろえてや
る2 fuIの記録方法により重ね書きを行うものであ
る。
〔発明が解決しようとする課題] しかし、この方法は新しい記録法であるが故に、いまだ
に多くの研究課題を残している。
すなわち、このレーザパワーを変調して行なう方法では
、前述の第1種の記録の際にバイアス磁界に逆らって交
換結合積層膜の交換力によって磁化を反転させなければ
ならないわけであるが、従来の媒体を用いたところでは
、印加磁界、レーザパワー等の各神の記録動作のマージ
ンを広くとることができないため、上記反転を容易かつ
安定して行うことができず、その結果、実用レベルに完
成させることは困難であった。上記マージンが広くとれ
、記録安定性が良く、再生信号品質が良いといった特性
を有する実用性のある媒体を作製することも困難であっ
た。
〔課題を解決するための手段) 本発明は上記従来技術の問題に鑑み成されたものであり
、本発明の第1の目的は、レーザパワー変調オーバーラ
イド可能な光磁気記録媒体であって、バイアス磁界に逆
らって交換力によって磁化を反転させることが安定且つ
容易に行な久、記録動作マージンを広げることが可能な
媒体を提供することである。
本発明の第2の1]的は、再生信号品質がよく、かつ記
録感度の良い媒体であって、バイアス磁界に逆らって交
換力によって磁化を反転させることが容易に行なえ、記
録動作マージンの広い媒体を提供することである。
上記目的は、少なくとも第1m性Mと第2磁性層からな
る2層の磁性薄膜が磁気的に結合して、この順で基板上
に積層されており、第2磁性原の保磁力(H5)及びキ
ュリー温度(Tn)に比べ第1[性層は相対的に高い保
磁力(Hn )と低いキュリー温度(TL)をもってい
る構成を有する光磁気記録媒体における第1磁性層に2
第2磁性層に近い部位では高く、遠い部位では低い、膜
厚方向のキュリ・−温度の勾配を持たせることにより達
成される。
本発明の第3の目的は、記録感度を劣化させることなく
再生信号品質の向上を可能とする磁性薄膜を315 j
R成とした光磁気記録媒体を提供することである。該3
層の磁性層は、前記第1及び第2磁性層の他に第3のに
性層を第11itl性層の基板側に積層して成るもので
あり、第3磁性層が少なくとも第1磁性層のキュリー温
度の低いところに比べて相対的に高いキュリー温度を持
っているものである。
また、本発明の第4の目的は、このような媒体を用い、
以下の過程によって行なう優れた記録方法を提供するこ
とであり、この方法によれば再生信号の品質を向上させ
ることができる。
(a)第2磁性層を一方向に磁化させるのに充分で、第
1磁性順の磁化の向きを反転させることのない大きさの
外部磁界を印加し初期化する過程、及び (b)前記外部磁界とは反対又は同方向のバイアス効果
を印加しながら、第1磁性順のキュリー点付近まで昇温
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2gi性層に対して安定な向きに磁化させる第
1種の記録及び。
第2磁性層がキュリー点付近まで媒体が昇温するだけの
レーザーパワーを照射し第2磁性層の磁化の向きを反転
させることにより第1磁性層も第2磁性層に対して安定
な向きに磁化させる第2種の記録、の2種類の記録を情
報信号に応じて選択的に実施する2値による記録過程。
以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。
第1図は本発明の光磁気記録媒体の第一の実施の態様を
示す一部拡大模式断面図である0本図の光磁気記録媒体
は、予め案内溝が設けられた透光性の基板l上に、第1
磁性層2と第2磁性層3を順次積層したものである。第
1磁性層2は低いキュリー温度(TL)と高い保磁力(
HH)を有し、第2磁性層3は高いキュリー温度(”r
、 )と低い保磁力(HL )を有する。ここでr高い
」、「低いJ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℃〜250℃
、H,は5 koe 〜20 kOe以上、第2磁性層
3のT、は150℃〜400℃、Ht、は0.5 kO
e 〜5kOe程度の範囲内にするとよい、又、第tm
付層2の膜厚は300〜1000人程度、第2磁性層3
の膜厚は300〜2000人程度の範囲がよい。
本発明において、第111i性層とは・、その磁気光学
効果から主に情報の再生に関与する磁性薄膜であり、第
2磁性層とは、主に情報の記録に関与する磁性薄膜をい
う、又第1及び第21itl性層とも、暦として同一の
磁化傾向を有する一単位をいい、各層が均質組成である
必要はなく、さらに細かい複数の層から構成されていて
よいものである。
本発明の光磁気記録媒体においては、第1磁性層のキュ
リー温度が、第2磁性層に近いところで高く、離れたと
ころで低いというキュリー温度の勾配を有しているが一
例を示すと第3図のような関係である。ここで、該勾配
は、第1磁性層中で連続的に変化していてもよいし、段
階的に変化していてもよい。
通常、各磁性層の材料には、垂直磁気異方性を示し且つ
比較的大きな磁気光学効果を呈するものが利用できるが
、第1磁性層にはTb−Fe、 Tb−Co。
Tb−ロy−Fe、  Dy−Fe、  Dy−Co、
  Dy−Fe、  Tb−Fe−Co、  Tb−0
y−Fe−Co、  0y−Fe−Co、  Gd−T
b−Fe−Co、  Gd−Tb−FeGd−Dy−F
a等、第2Mi性肩には丁b−Fa、Tb−Dy−Fe
、 Dy−Fe、  Tb−Fe−Co、  Tb−D
y−Fe−Co、  Dy−Fe−Co、  Gd−T
b−Fe、 Gd−Tb−DV−Fe、 Gd−Dy−
Fe、 Gd−Tb−Fe−Co、 Gd−Tb−Dy
−Fe−Co、 Gd−Dy−Fe−Co等、希土類元
素と鉄族元素との非晶質磁性合金が好ましい。
第1磁性層のキュリー温度の勾配は、例えば、上述した
材料の組成を連続的または段階的に変化させることによ
り形成することができる。
この様な材料の組成を連続的又は段階的に変化させるの
は、第4図で示す様な多層構成をとることにより簡単に
作成できる。第4図は第1図における第1磁性層2のみ
の構成を表した概略図である。4〜10は夫々組成が異
なる磁性層を示し、夫々の組成は例えば、TbFeで第
1磁性層を構成した場合は、磁性層4をTbi+Fe+
−□の組成比にて構成し、磁性層5をTbxJe+−x
2の組成比にて構成する。以下磁性NIOまで夫々を各
1Tbx3Fe+−*3、Tb)4FeI−x4、Tb
m5Fe+−ms、TbxaFer−xm、TbwtF
e(−87の組成比にて構成する。この磁性層4から磁
性層10までの各磁性層の組成比を連続的若しくは段階
的に変えてやることにより、キュリー温度を連続的若し
くは段階的に変化させられる。即ち、キュリー温度の勾
配は構成する層の厚さ及び数によって調整することがで
き、例えば−層の厚さを減らし暦数を増してやることに
より、より細いキュリー温度の勾配に調整が可能となる
また、キュリー温度の勾配は、磁性材料中に非磁性元素
を添加し、その添加量を膜厚方向に変化させることによ
っても形成できる。
さらに、その組成を変化せる他の方法としては、例えば
スパッタ法において各々のターゲットに加たる電圧を変
化させる等によっても行なうことができる。
第1磁性層2のキュリー温度の最適な勾配は、層厚、記
録条件等、様々な要因により異なるが例えば、層厚が3
00〜1000人程度の場合は、層の厚さ方向における
両端部のキュリー温度の差カ月O℃以上あることが望ま
しく、特に35℃以上であると好ましい、また、第1磁
性層のキュリー温度勾配における最低値は100℃以8
F、最高値は約250℃以下とするのが望ましい。
なお、透光性の基板と磁性層の間や、磁性層の該基板と
反対側に、耐久性を向上させるための、あるいは記録消
去感度と磁気光学効果を向上させるための適当な誘電体
層、あるいは反射層を設けても良い。
更に、第1磁性層と第21ifi性層の間に、交換結合
の大きさを制御するための適当な磁性層や非磁性層を挟
んでも良い。
次に、上記光磁気記録媒体を用いた光磁気記録法を第5
図を参照して説明する。
第5図において、11が第1磁性層、12が第2磁性層
を示す。58〜5gの各々は、両道付層の磁化の状態を
示す。尚、以下の説明中上方・下方等は図面上の方向を
示す、記録過程中は、記録用ヘッドと異なる場菖で、保
磁力HLの第2磁性層を一方向に磁化するのに充分で保
磁力H)Iの第1磁性層の磁化の向きを反転させること
のない大きさの外部磁界H1が下方に印加されていて、
さらに、記録用ヘッドの場所において、第25a性層へ
の記録を助けるバイアス磁界H1が下方に印加されてい
る。ここで、通常は、H8の大きさは、Htの大きさよ
りも小さい。
記録過程をその過程に従って説明する前に、その理解の
助けとなるように、まず、58〜5gにより表わされる
状態の概要及び各状態間の移行過程の様子等について説
明しておく。
5aと5gは室温における2値の記録状態を示していて
、レーザー光による加熱によって、5b→5C→5dと
温度が上昇する。5bと5f、5cと50はほぼ同じ温
度での別の状態を示している0図中、←は温度に対して
可逆的な磁化過程を示し、−や−は非可逆的な磁化過程
を示す。第1図の例では、第11a性層は例えば鉄族副
格子磁化優勢な希土類−鉄族非晶質合金薄膜であり、第
2磁性層は例えば鉄族副格子磁化優勢な希土類鉄族非晶
質合金薄膜である。この場合には、両店間の交換相互作
用によって両層の磁化が平行な5aが安定状態であり、
反平行である5gが不安定状態であって、この不安定状
態5gでは界面6f1壁が存在する。ただし、磁界Oで
も不安定状態を保持することが可能であるように、第2
磁性層の保磁力エネルギーを調節する必要がある。室温
(5a、5g)では、保磁力の小さい第2磁性層の磁化
は外部磁界H5によって常に図で上向きとなっている。
次に上記構成における記録過程の原理をその過程に従っ
て説明する。
5gの状態から温度を上げると、第6図に示すように第
iin付層の保磁力が急激に低下する。すると、交換相
互作用により両層の磁化が平行になろうとするために、
第1磁性層の磁化が反転し上を向<(5b)、この状態
から温度を下げると磁化状態が変化しないまま冷λ、5
aの状態に移る。5aの状態から温度を上げ、5bの状
態になった後、温度を下げてもやはり5bの状態に戻る
。即ち、5bの温度に相当するレーザーパワーの印加に
よって、5bの状態も5gの状態もすべて58の状態に
移る(第1種の記録)。
一方、5bの状態からさらに温度を上げ、第1磁性層の
キュリー温度Tt、を越して5cの状態になると、第1
磁性層の磁化がなくなる。さらに1温度を上げると第2
磁性層の保磁力が小さくなり、バイアス磁界H8により
反転する(5d)。この状態から温度を下げると、交換
相互作用により第1磁性層の磁化が下向きに生じ、その
まま室温にまで冷λる(5 e=5 f−=5 g) 
、第21iil性層は外部磁界H0により反転する(5
g)、ただし、この際には第1磁性層の保磁力は大きい
ので、外部磁界HEによって反転せず、記録状態を保持
している。即ち、5dの温度に相当するレーザーパワー
の印加によって58の状態も5gの状態もすべて5gの
状態に移る(第2種の記録)。
従って、異なるレーザーパワー(5b〜5Cの温度、5
dの温度に相当するパワー)の印加によって異なる磁化
状態(5aと5g)を形成し、重ね書き(オーバーライ
ド)を行なうことができる。
この5gの状態から5bの状態に遷移させる場合、バイ
アス磁界H,に逆らって交換力によって第1磁性層の磁
化を反転させなければならない。
この磁化反転を容易にするためには、第1磁性層と第2
磁性層の界面の磁壁エネルギーを大きくするか、反転さ
せる層のゼーマンエネルギーを小さくするか、保磁力エ
ネルギーを小さくしなければならない、ここで、ゼーマ
ンエネルギーはその温度における磁化と外部磁界と膜厚
の積であり、保磁力エネルギーはその温度における磁化
と保磁力と膜厚の積である。
界面磁壁エネルギーを大きくすると室温における第2磁
性層の保磁力エネルギーを大きくしなくてはならず、そ
のために外部磁界HEが大きくなりすぎたり、第2磁性
層の膜厚が厚くなり感度が悪くなる欠点がある。ゼーマ
ンエネルギーを小さくするために外部磁界H,を小さく
したり第1磁性層の膜厚を薄くすると、5Cから5dへ
の記録特性が悪くなったり、読み出し特性が劣化する。
また、室温での記録情報の保存性を考慮すると、第1磁
性層の保磁力エネルギーをむやみに小さくすることはで
きない。
ところで、磁化及び保磁力及び界面磁壁エネルギーは、
それぞれに温度依存性を持っており、キュリー温度に近
づくに従い低下する。そもそも、上記遷移が実現するの
は、この各パラメーターの温度依存性に伴ないキュリー
温度近傍において、界面磁壁エネルギーがゼーマンエネ
ルギーと保磁力エネルギーの和よりも大きくなるという
条件が満たされたときである。しかしながら、各パラメ
ーターの温度依存性は不安定であり、制御が難しく、5
gの状態から5bの状態に安定し且つ容易に遷移させる
ためのマージンを大きくとることは更に困難となる等、
上述のオーバーライドの方法には実用上解決すべき課題
があった。
そこで、本発明では、第1磁性層のキュリー温度を、基
板に近いところで低く、第2磁性層に近いところで高く
することによって、上記課題を解決したのである。すな
わち、キュリー温度に勾配があることから5gの状態か
ら5bの状態に遷移させる温度において、第1iil性
層の一部がキュリー温度に達し、その結果、磁化が存在
する部分の実質的な膜厚が減少し、上記遷移を容易にす
るものである。実質的な膜厚が減ることによりゼーマン
エネルギーと保磁力エネルギーは減少するが界面磁壁エ
ネルギーは影響を受けないため、前記条件を満たすこと
が容易になるのである。ここで、第1!!i性層が第2
磁性層と接し磁化が存在する部分では、第2磁性層から
交換力を受けることのなるため、第1磁性層のキュリー
温度は第2磁性層に近いところで高く、離れたところで
低くなる勾配がある必要がある。
本発明に使用する記録媒体の二冴膜では、第2磁性層3
の飽和磁化M、と膜厚りと、二磁性層間の磁壁エネルギ
ーδ1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
化状態を安定に存在させるためである。)又第1磁性層
と第2磁性層の間に、交換結合の大ききを制御するため
に、必要により別の磁性層及び/又は非磁性層を設け、
5gの状態の保持を容易にすることもできる。磁性層及
び又は非磁性層を挟んでも良い、別の磁性層としては、
鉄属元素や希土類元素、及びこれらの非晶質磁性合金等
、又非磁性層としてはSiNやAIN等の誘電体、^1
. Ti、 Cr等の非磁性金属等を用いることができ
、厚みはそれぞれbo〜100人程度でよい。
次に、本発明の光磁気記録媒体の第2の実施の態様につ
いて説明する。
本態様による光磁気記録媒体は、第1磁性層及び第2磁
性層の保磁力とキュリー温度の関係が第6図の様な関係
を示すものである。前述第6図に示したものとは記録過
程での各層の磁化状態変化過程が異なるだけで、他の構
成及び特性については先の光磁気記録媒体と同様のもの
である。第1磁性層の保磁力はHH,キュリー温度はT
L、第2磁性層の保磁力はHL、キュリー温度はTll
である。
次に、本構成による光磁気記録媒体を用いた光磁気記録
法を第7図を用いて説明する。
13が第16ji性層、14が第2磁性層を示す。7a
−7gの各々は、両道付層の磁化の状態を示し、記録過
程中、記録用ヘッドと異なる場所で、保磁力H、、の第
2磁性層を一方向に磁化するのに充分で保磁力HHの第
16n性層の磁化の向きを反転させることのない大きさ
の外部磁界H1が下方に印加さねている。さらに、記録
用ヘッドの場所若しくは近傍において、第2m性Mへの
記録を助けるバイアス磁界Haが下方に印加されている
点は前記説明と同じである。
ここで、通常は、HEの大きさは、H,の大きさよりも
大きいが、Haより小さくすることも可能である。この
例では、HgとHaとが同一方向に印加されており、H
a≦HBとすることにより、外部磁界1(、を記録バイ
アス磁界Haで兼用することも可能である。
7aと7gは室温における2種の記録状態を示していて
、レーザー光による加熱によって、7b、7C17dと
温度が上昇する。また、7bと7c、あるいは7eと7
fの間には、第2磁性層の補償温度T C(IIIPが
存在する。第7図の例では、第1磁性層は例えば鉄族副
格子磁化優勢な希土類−鉄族非晶質合金薄膜であり、第
2磁性層は例えば希土類副格子磁化優勢な希土類−鉄族
非晶質合金薄膜である。この場合には、両層間の交換相
互作用によって両層の磁化が反平行な7aが安定状態で
あり、平行である7gが不安定状態であって、この不安
定状態7gでは界面磁壁が存在する。ただし、磁界0で
も不安定状態を保持することが可能であるように、第2
磁性層の保磁力エネルギーを調節する必要がある。室温
7a、7gでは、保磁力の小さい第2ilti性層の磁
化は外部磁界Htによって常に図で下向きとなっている
次に上記構成における記録過程の原理をその過程に従っ
て説明する。
7gの状態から温度を上げると、第8図に示すように第
1磁性層の保磁力が急激に低下し、第2磁性層の保磁力
が大きくなる。すると、交換相互作用により両層の磁化
が反平行になろうとするために、第1磁性層の磁化が反
転し上向<(7b)。
この状態から温度を下げると磁化状態が変化しないまま
冷^、7aの状態に移る。7aの状態から温度を上げ、
7bの状態になった後、温度を下げてもやはり7aの状
態に戻る。即ち、7bの温度に相当するレーザーパワー
の印加によって、7aの状態も7gの状態もすべて78
の状態に移る(第1種の記録)。
次に、7bの状態からさらに温度を上げ、第2磁性層の
補償温度T eaallを越して7Cの状態になると、
第2磁性層の磁化が可逆的に反転する。さらに温度を上
げると第2fti性層の保磁力が小さくなり、バイアス
磁界Haにより反転する(7dl。
この状態から温度を下げると磁化状態が変化しないまま
冷^T eoIaPを越すと第2磁性層の磁化が可逆的
に反転する(7d−7e−7f) 、その前後で、交換
相互作用により第1磁性層の磁化が下向きに生じ、その
まま室温にまで冷え、第2磁性層が再び小さな保磁力と
なり、外部m界Htにより反転する(7g)、ただし、
この際には第11ifi性屡の保磁力は大きいので、外
部磁界H,によっては反転せず、記録状態を保持してい
る。即ち、7dの温度に相当するレーザーパワーの印加
によって78の状態も7gの状態もすべて7gの状態に
移る(第2種の記録)。
従って、異なるレーザパワー(7b〜7Cの温度、7d
の温度に相当するパワー)の印加によって異なる磁化状
態(7aと7g)を取ることができ、即ちこれは重ね書
き(オーバーライド)が実現したことになる。
この7gの状態から7bの状態に遷移させる場合、第5
図の場合と同じくバイアス磁界H,に逆らって交換力に
よって第1ifl性層の磁化を反転させなければならな
い。
そこで、第1磁性層のキュリー温度が、第2磁性層に近
いところで高く、離れたところで低い本発明の光磁気記
録媒体を用いることによって、上述のオーバーライドの
課題を同様にして解決できる。
ところで、第5図および第7図の5b、7bあるいは5
f、7fの温度において、第tm付層の磁化が、第21
in性層の磁化の向きに対して安定な方向に配向するた
めには、この温度において第1磁性層内の磁化の存在す
る部分の厚さは薄い方が良い、さらにこの温度から室温
に至るまでの冷却過程で一定温度の低下ごとに新たに磁
化の発生する部分の厚さも、その磁化が順次安定な方向
に配向していくためには、やはり薄い方が良い、ところ
が、前述のように第1HI性層全体の膜厚には下限があ
り、また、第1磁性層内のキュリー温度には、記録感度
の点から制限がある。このため。
定温度の低下ごとに新たに磁化の発生する部分の厚さも
制約を受ける。
そこで、この制約のなかで本発明の効果をより高めるた
めには、第tM1性層内で、一定温度の低下ごとに新た
に磁化の発生する部分の厚さを、温度の低下とともに厚
くしていくのが望ましい、すなわち、第16n性層内の
キュリー温度の勾配は、第2磁性層に近づくほど勾配が
大きくなるのが望ましい。
通常、基板付近(第2磁性層から遠い部分)の勾配はO
〜0.05℃/人程度、第2m性暦付近の大きい勾配は
0.5〜b また、第5図および第7図の5b、7bあるいは5f、
7fの温度において、第1HI性層内の磁化の存在する
部分の厚さが、この部分の磁化を第2磁性層の磁化の向
きに対して安定な方向に配向するに充分なだけ薄ければ
、この部分のキュリー温度は、第2磁性層のキュリー温
度に比べて相対的に低い必要はない、むしろ、第1.第
2磁性層間の界面磁壁エネルギーを高温度領域で強く保
つために、この部分のキュリー温度は高いほうが望まし
い。
さらに、これまでの説明では、第5図および第7図の5
b、7bあるいは5f、7fの温度において、第1磁性
層のキュリー温度の低い部分がキュリー温度に達してい
て完全に磁化の消失している状態を想定したが、必ずし
も完全に磁化が消失していな(とも、その部分の外部磁
界によるゼーマンエネルギーへの寄与、並びに保磁力エ
ネルギーへの寄与が低下していれば、第1磁性層の実質
的な膜厚はキュリー温度の高い部分と考えられるので、
本発明の作用を同様に説明できる。
次に、本発明の光磁気記録媒体のる第3の実施の態様に
ついて説明する。
木筆3の態様は、前述の第1の実施の態様における光磁
気記録媒体の再生時の再生信号品質を向上させろために
、第1HI性層の基板側に、キュリー温度が第1磁性層
の低いキュリー温度より高い第3磁性層をさらに積石し
てなる構成のものである。
第3図に媒体の基本構成を示す、第1図と同一の番号は
同機能を持つ構成である。■はプリグループが設けられ
ている透明基板、15は第3磁性石、2は第1磁性層、
3は第2磁性層である。第3m性M→5は高いキュリー
温度を有し、第1磁性層2は低いキュリー温度(TL)
と高い保磁力(Ho)を有し、第2磁性N3は高いキュ
リー温度(T、l)と低い保磁力(HL )を有する。
ここで「高い」、「低い」とは各磁性層を比較した場合
の相対的な関係を表わし、第1磁性層と第2磁性層の関
係は本発明の第1の実施の態様と同じであり第1磁性層
2のキュリー温度(TL)は前述したように勾配を有し
幅をもっている。保磁力は室温における比較である。
ただし、通常は第3HI性層のキュリー温度は180℃
以上、第1磁性層のTLは70℃〜250℃、H,は5
kOe〜20JKk以上、第2磁性層のTHは150℃
〜400℃、HL、はO,I kOe〜5 koe程度
の、範囲内にするとよい、第31in性層の膜厚は20
0〜+000A程度、第1磁性層の膜厚は100〜10
00人、第2磁性層の膜厚は200〜2000人程度の
範囲が良い。
各磁性層の材料には、好ましくは垂直磁気異方性を示し
且つ比較的大きな磁気光学効果を呈するものが利用でき
るが、第3磁性層にはGd−Fe、 Gd−Co、 G
d−Fe−Co、 Gd−Dy−Fe−Co、 0y−
Fe−Co、 Gd−Tb−Fe−Co、 Gd−Nd
−Fe−Co、 Nd−Dy−Fe−Co、 Pr−0
y−Fe−Co、 Nd−Tb−Fe−Co、 Tb−
Fe−Co等、希土類元素と鉄属元素との非晶質磁性合
金を好ましく用いることができる。第1及び第2磁性層
には前記21音構成ど同様の村事゛1すなわち、第1磁
性層にはTb−FeTb−Co、 Tb−70y−Fe
、 Dy−Fe、 Dy−Fe、 Dy−Co、 Tb
−FeCo、   丁b−Dy−Fe−Co、  Dy
−Fe−Co、  Gd−Tb−Fe−Co、  Gd
Tb−Fe、 Gd−Dy−Fe等、第2磁性層にはT
b−Fe、 TbDy−Fe、 Dy−Fe、 Tb−
Fe−Co、Tb−Dy−Fe−Co、Dy−Fe−C
1)、G+ゴーTb−Fe、Gd−Tb−[1y−Fe
、Gd−Dy−Fe、Gd−Tb−Fe−C[l、 G
d−1’b−Dy−Fe−Co、 Gd−ロy−Fe−
Co等の非結質目付合金が好適である。また、第3磁性
層には垂直磁気λ方性の小さな材料、第1磁性層には垂
直磁気異方性の大きな材料をLHいるのが望ましい。な
お各磁性層の…化容易軸はいずわも膜面に垂直方向であ
ることが望ましいが、少なくともいずれか一層が垂直力
向であわばよい。
叉、先の第1実施例においても述べたが、第1…性層2
と第21i!!性層3とは、 N5.第2磁性層3の飽和磁化 h :   〃  の膜厚 δ1・第1、第21ilf性I3間の磁壁エネルギー の関係を持っている。
第1磁性層2のキュリー温度は、第9図で示す様に第3
磁性旧15に近いところで低く第2道性層3に近いとこ
ろでは高くなるキュリー温度の勾配を有している。ここ
で、該勾配は、第1磁性層2中で連続的に変化していて
もよいし、段階的に変化していてもよい1通常、第3磁
性層15付近と第2磁性層3付近におけるキュリー温度
の差はそりそれ1O−101)℃程度である。
又前記勾配は、第1及び第2の実施の態様に説明したと
同様に、第1.1ifl性層2の磁化が、第2m性N3
の磁化の向きに対して安定な方向に順次効率良く配向す
るために第2磁性層3に近づくほど急勾配になっている
こと、すなわち、第2磁性層3に近づくに従いキュリー
温度の勾配が連続的又は段階的に大きくなっていること
が好ましい。
尚、この様なキュリー温度の勾配は、前述の第1の実施
の態様で述べた方法にて作成できる。
又、」記3 fl!類の磁性層の他に透光性の、23:
扱とaflt生層の間や、磁性層の該基板と反対側に、
耐久性を白土さ十士るための、あるいは記録消去感度と
磁気光学効果を向上さ一1!ろための適当な誘電体層、
あるいは反射層を設けても良い。
−さらに、第1磁性層と第2磁性層の間に、交換結合の
大きさを制御するための適当な第4の磁性層及び、/又
は非EJi付層を挾んでも良い。
第4の磁性層としては、鉄属元素や希土類元素、及びこ
れらの非晶Tt磁性合金等、又非磁性層としてはSiN
やAIN等の誘電体、AI、 Ti、 C+−等の用田
性金i等を用いることができ、厚みはそ1ぞれ10〜1
00人程度でよい。
次に、上記第3の実施の態様における光磁気記録媒体を
用いた光磁気記録法を第10図を用いて説明する。
第10図中、16が第3磁性層、17が第1磁性層、!
8が第2磁性層を吊す。lOa〜l[1gの各々は、3
磁付層の磁化の状態を示す。記録過程中、保6R力H、
−の第281性層を一方向にEll化するのに十分で、
保磁力H,の第1磁性層の磁化の向きをf)J、転させ
ることのない大きさの列部磁界HEが記録用ヘッドと異
なる場所で上方に印加されていで、さらに、記録用ヘッ
ドの場所において、第2…性層への記録を助けるバイア
ス磁界1−(、が下方に印加されでいる。
記録過程をその過程に従って説明する前に、その理解の
助けとな、シように、まず、lOa〜]Ogにより表わ
さ、tする状態の概要及び各状態間の移行過程の様子等
について説明しておく。
10aと+0gは室温における2僅の記録状管を示して
いて、レーザー光による加熱によって、l0hi0c、
 lOdと温度が上昇する。lObとlof 、 lO
cとl口eはほぼ同じ温度での別の状態を示している6
図中、→は温度(二対して可逆的な磁化過程を示し、−
や−は非可逆的な磁化過程を示す。第1O図の例では、
第3磁性だ、第1MJ、性層、第2磁性層とも鉄族副格
子磁化優勢な希土類−鉄族非晶71合金薄膜を考えてい
る。この場合には、各層間の交換相互作用によって互い
に接する二層の磁化が平行な状態が安定状態であり、反
平行である状態が不安定状態であって、この不安定状態
では界面磁壁が存在する。lOgの状態は第1磁性層と
第2磁性層の界面に磁壁が存在する不安定状態である。
ただし、磁界0でも不安定状態を保持することが可能で
あるように、第2磁性層の保磁力エネルギーを調節する
必要がある。また、第3fla性層は保磁力エネルギー
が小さく常に第1磁性層に対して安定な状態をとる。室
温(10a、 lOg)では、保磁力の小さい第2!1
1性層の磁化は外部磁界HEによって常に図で上向きと
なっている。
次に上記構成における記録過程の原理をその過程に従っ
て説明する。
10gの状態から温度を上げると、図9に示すように第
1磁性層の保磁力が急激に低下する。すると、第1磁性
層と第2gi性屡との間の交換相互作用により両層の磁
化が平行になろうとするために、第1磁性層の磁化が反
転し上を向< (10b)。
この状態から温度を下げると、第3磁性層と第1磁性層
との間の交換相互作用により第3磁性層の磁化も゛上向
きに配向する。そのままの状態で室温まで冷え、IOa
の状態に移る。】Oaの状態から温度を上げ、10bの
状態になった後、温度を下げてもやはりlOaの状態に
戻る。即ち、10bの温度に相当するレーザーパワーの
印加によって、lOaの状態も10gの状態もすべてl
Oaの状態に移すことができる(第1種の記録)。
次に、fibの状態からさらに温度を上げ、第1磁性層
のキュリー温度Tt、を越してlOcの状態になると、
第11ifi性層の磁化がなくなる。さらに温度を第2
磁性層のキュリー温度T、近傍まで上げると第2磁性層
の保磁力が小さくなり、バイアス磁界Hsにより反転す
る(10d)、この状態から温度を下げると(IOd 
−10e −1Of)、第1磁性層と第1fl性層との
間の交換相互作用により第1磁性層の磁化が下向きに生
じ(10f)、さらに第3磁性層と第1磁性層との間の
交換相互作用により第3磁性層の磁化も下向きに配向す
る(+Of −10g)。
そのままの状態で室温にまで冷えた後、第2磁性層は外
部磁界Htにより反転する( 10f)、ただし、この
際には第1ttl性層の保磁力は大きいので、外部磁界
Hgによって反転せず、記録状態を保持している。即ち
、lodの温度に相当するレーザーパワーの印加によっ
てI+laの状態もlagの状態もすべてlOgの状態
に移すことができる(第2種の記録)。
従って、異なるレーザーパワーの印加によって異なる磁
化状態を取ることができ、即ちこれは重ね書き(オーバ
ーライド)が実現したことになる。
尚、前述の第1の実施の態様、第2の実施の態様と同様
に、本節3の実施の態様においても、10gの状態から
lObの状態に遷移させる場合、バイアス磁界H1に逆
らって交換力によって第1磁性層の磁化を反転させなけ
ればならない。
しかし、先に述べたが、第1磁性層のキュリー温度を第
3磁性層に近いところで低く、第2m性磨に近いところ
で高くなる様に膜厚方向に対して勾配を持たせているの
で、上記遷移を安定して且つ容易に行うことができる。
さらに本態様では、カー回転角を増大し再生信号品質を
向上させる目的で、高いキュリー温度を有する第3tt
i性層15を設けている。ここで、第1磁性層2の第3
m性M15に近い部分のキュリー温度は低いため、lo
gの状態からlObの状態に遷移させる温度においてこ
の部分はキュリー温度に達しており、第3磁性層との磁
気的な結合が切れている。このため、第3磁性層の磁化
の配向状態に影響されることなく、上記遷移が容易に行
なわれる。そして、温度の低下とともに第1磁性層の保
磁力エネルギーが増大した後第3磁性層と磁気的に結合
し、第3磁性層は、第1磁性層との交換相互作用により
第1磁性層に対して安定な方向に磁化配向する。
なお、記録感度は、第1磁性層と第2磁性層のキュリー
温度に依存し、第3磁性層のキュリー温度には直接影響
されないので、前述した2層の磁性13からなる場合と
同様にできる。
次に、本発明の光磁気記録媒体の第4の実施の態様につ
いて説明する。
本箱4の実施の態様は、上記第3の実施の態様における
光磁気媒体の、第1En性層と第2磁性層におけるそれ
ぞれの保磁力とキュリー温度の関係が第13図の様な関
係の場合で前述第2の態様に相当するものである。第3
の実施の態様とは記録過程での各層の磁化状態の変化過
程が異なるだけで、他の構成、特性については上記第3
実施例の光磁気記録媒体と同様のものである。
以下、第4の実施の態様の光磁気媒体を用いた光磁気記
録法を第12図を用いて説明する。 19が第31if
i性層、20が第1磁性層、21が第2磁性石を示す、
 !2a〜12gの各々は、各磁性層の磁化の状態を示
し、記録過程中、保磁力HLの第2磁性層を一方向に磁
化するのに充分で、保磁力Hs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外部磁界1]、が記
録用ヘッドと異なる場所で下方に印加されていて、さら
に、記録用ヘッドの場所若しくは近傍において、第21
ifi性層への記録を助けるバイアス磁界H6が下方に
印加されている。ここで、通常は、Htの大きさは、H
8の犬きさよりも大きいが、Haより小さくすることも
可能である。この例では、HlとHaとが同一方向に印
加されており、Hz≦■]♂とすることにより、外部磁
界14、を記録バイアス磁界1”(aで40用すること
も可能である。
+2aと12gは室温における2種の記録状態を示して
いて、レーザー光による加熱によって、12b12c、
 12dと温度が上昇する。第12図の例では、+2b
と)2c、あるいは12eと+2fにおける温度の間に
は、第2磁性層の補償温度Tゆ。、、が存在する場合を
考えている。また、第3磁性層と第1磁性層が鉄族副格
子磁化優勢な希土類−鉄族非晶質合金7I膜を考え、第
2磁性層は希土類副格子磁化優勢な希土類−鉄族非晶質
合金薄膜を考えている。
この場合には、各層間の交換相互作用によって、第3磁
性層と第1m性Mとの間では、前記説明と同様に両層の
磁化が平行な状態が安定であり、反平行な状態が不安定
状態であるが、第1磁性層と第2磁性層との間では、両
層の磁化が反平行な状態が安定状態であり、平行な状態
が不安定状態でぁる。不安定状態では界面に磁壁が存在
する。
10gの状態は、第1磁性層と第2磁性層との界面に磁
壁が存在する不安定状態である。ただし、磁界Oでも不
安定状態を保持することが可能であるように、第2磁性
層の保磁力エネルギーを調節する必要がある。また、第
3磁性層は保磁力エネルギーが小さく常に第1磁性層に
対して安定な状態をとる。室温(12a、 12g)で
は、保磁力の小さい第2磁性層の磁化は記録バイアス磁
界H8を兼用されることもありうる外部磁界Hzによっ
て常に図で下向きとなっている。
次に上記構成における記録過程の原理をその過程に従っ
て説明する。
12gの状態から温度を上げると、第13図に示すよう
に第1磁性層の保磁力が急激に低下し、第2磁性層の保
磁力が大きくなる。すると、第1磁性層と第2磁性層と
の間の交換相互作用により両層の磁化が反平行になろう
とするために、第1gi性層の磁化が反転し上向< (
+2b)。この状態から温度を下げると、第3磁性層と
第tm付層との間の交換相互作用により第3磁性層の磁
化も上向きに配向する。そのままの状態で室温まで冷λ
、12aの状態に移る。12aの状態から温度を上げ、
12bの状態になった後、温度を下げてもやはり12a
の状態に戻る。即ち、+2bの温度に相当するレーザー
パワーの印加によって12aの状態も12gの状態もす
べて12aの状態に移すことができる(第1 fffl
の記録)。
次に、12bの状態からさらに温度を上げ、第2磁性層
の補償温度T (eatを越して+2cの状態になると
、第2磁性層の磁化が可逆的に反転する。さらに温度を
上げると第2磁性層の保磁力が小さくなり、バイアス磁
界H6により反転する( 12d)。
この状態から温度を下げると磁化状態が変化しないまま
冷え(12e)、T C0IIIを越すと第2磁性層の
磁化が可逆的に反転する。その前後で、第1磁性層と第
2磁性層との間の交換相互作用により第1磁性層の磁化
が下向きに生じ(+2f)、さらに第3磁性層と第11
itl性層との間の交換相互作用により第3磁性層の磁
化も下向きに配向する(+2f −12g)、そのまま
室温にまで冷え、第21itl性層が再び小さな保磁力
となり、記録バイアス磁界H,と兼用されることもあり
得る外部磁界Hzにより反転する(12g)。ただし、
この際には第1磁性層の保磁力は大きいので、外部磁界
H5によっては反転せず、記録状態を保持している。即
ち、+2dの温度に相当するレーザーパワーの印加によ
って12aの状態も12gの状態もすべて12gの状態
に移すことができる(第2種の記録)。
従って、異なるレーザーパワーの印加によって異なる磁
化状態を取ることができ、即ちこれは重ね書き(オーバ
ーライド)が実現したことになる。
ここで12gの状態から12bの状態に遷移させる場合
、第1O図の場合と同じくバイアス磁界H,に逆らって
交換力によって第1磁性層の磁化を反転させなければな
らない。
この場合も、第1磁性層のキュリー温度を、第3磁性層
に近いところで低く、第2磁性石に近いところで高くす
ることによって、高いキュリー温度を有する第3磁性層
を積層しても、上記遷移を容易に行なえる。第31if
l性層と第1磁性層との間で、両層の磁化が反平行なと
き安定状態に、平行なとき不安定状態になるように交換
相互作用が働く場合についても、同様にして記録過程を
説明できる。
本態様においても、第1及び第2の実施の態様における
と同様に、第1O図、第12図のIOb、 12bある
いはIOf、 12fの温度において、第1磁性層の磁
化が第2′tn性層の磁化の向きに対して安定な方向に
配向するために゛は、この温度において第1磁性層内の
磁化の存在する部分の厚さは薄い方が良い、さらにこの
温度から室温に至るまでの冷却過程で一定温度の低下ご
とに新たに磁化の発生する部分の厚さも、その磁化が順
次安定な方向に配向していくためには、やはり薄い方が
良い。ところが、前述のように保磁力エネルギーはむや
みに小さくできないため第11i性層全体の膜厚には下
限があり、また、第1磁性層内のキュリー温度には、記
録感度の点から制限がある。このため、定温度の低下ご
とに新たに磁化の発生する部分の厚さも制約を受ける。
そこで5この制約の中で効果をより高めるためには、第
1H1性M内で、一定温度の低下ごとに新たに磁化の発
生する部分の厚さを、温度の低下とともに厚くしていく
のが望ましい。
すなわち、第1田性層内のキュリー温度の勾配は、第2
磁性層に近づくほど急勾配になるのが望ましい。通常第
3磁性層15付近の小さい勾配は0〜0.05℃/人程
度、第2磁性層3付近の大きい勾配0.5〜b また、第10図および第12図のIOb、 +2bある
いはIOf、 12fの温度において、第11iil性
層内の磁化の存在する部分の厚さが、この部分の磁化を
第2磁性層の磁化の向きに対して安定な方向に配向する
に充分なだCブに薄ければ、この部分のキュリー温度は
、第2ffl性層のキュリー温度に比べて相対的に低い
必要はない、むしろ、第1、第21a性層間の界面磁壁
エネルギーを高温度領域で強く保つために、この部分の
キュリー温度は高いほうが望ましい。
さらに、これまでの説明では、第1口図、第12図のl
Ob、 12bあるいはIOf、 +2fの温度におい
て、第1磁性層のキュリー温度の低い部分がキュリー温
度に達していて完全に磁化の消失している状態を想定し
たが、必ずしも完全に磁化が消失していなくとも、その
部分の外部磁界によるゼーマンエネルギーへの寄与、並
びに保磁力エネルギーへの寄与が低下していれば、第1
磁性層の実質的な膜厚はキュリー温度の高い部分と考久
られるので、本発明の作用を同様に説明できる。
[実施例] 次に、本発明の効果を検証するために、以下に示すよう
な光磁気記録媒体を作製し、磁化過程の温度特性、並び
に動特性の比較を行なった。
まず、磁性層が2Nである光磁気記録媒体の効果を実施
例1〜5、比較例1〜8により検証した。
実施例1 8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
ート製のディスク状基板を、ターゲットとの間の距離2
0ciの間隔にセットし、回転させた。
アルゴン中で、SiJ<のターゲットを用いて、スパッ
タ速度約40人/+nin、スパッタ圧Q、l5Paで
5is)Lを保護層として600人の厚さに設けた。
次にアルゴン中で、Tb、 Fe、 Coの3個のター
ゲットを用いて、スパッタ速度約100人/min、ス
パッタ圧0.15Pa″rllff厚360人、HH=
約15 kOe、飽和磁化M s ” 50 emu/
cm’のFe−Co副格子磁化侵勢Tb−(Fe+−y
coy)の第1磁性層を形成した。
Tb−Fe−Coの組成の調整は、Tb、 Fe、 C
oのそれぞれのターゲットに加久る電力を変化させて行
なった。Coff1yは、最初の90人は01次の90
人は0、02.次の90人は0.04、次の90人は0
06と変化させ、その結果キュリー温度が、 120℃
、 130℃、145℃、 155℃と変化し、本発明
の特徴である第1磁性層のキュリー温度が、第26Ii
性店に近いところで高く、離れたところで低い構造を作
製した。
次にアルゴン中で、Gd7aTb、2e、 Fe、to
Co、3oの2個のターゲットを用いて、スパッタ速度
約100人/min、スパッタ圧口、15Paで膜厚1
00人、M。
= 420 emu/cm’のGd−Tb副格子磁化侵
勢Gd4b−Fe−Coの中間層を形成した。この中間
層は、第1磁性層と第2磁性層間の交換結合の大きさを
調節する働きをする。
次にアルゴン中で、Gd、aoDY−so、 Fe、、
oCO,toの2個のターゲットを用いて、スパッタ速
度約100人/min、スパッタ圧0.15Paで膜厚
700人、TII=約250℃、T coap”約17
0℃、HL=約2 kOe、M s = 100 em
u/cm3のcci−oy副格子磁化優勢(Gd、 5
oDy、aa)−(Fe、 5oco、 40)の第2
磁性層を形成した。
最後にアルゴン中で、5isN<のターゲットを用いて
、スパッタ速度約40人/min、スパック圧015p
aで5idLを保護Mとして600人の厚さに設けた。
次に上記の膜形成を経文だ基板の腹側な、ホットメルト
接谷剤を用いてポリカーボネートの貼り合わせ用基板ど
貼り合わせ、光磁気記録媒体を作ツlした。
実、IrM例2 第1磁性5腎のCo量yを、最初の90人は0、次の9
0人は002、次の90人(ま004、次の45人(ま
Q、 06、次の45人は0.08と変化させ、その結
果キュリー温度が120℃、 130℃、 145℃、
 155℃、170℃と変化し、第2磁性層に近いとこ
ろで膜厚に対して急激にキュリー温度が高くなっている
他は、実施例1と全く同様の構成の光磁気記録媒体を作
52 した。
比較例1 第1Etl性層をy=Qの均質なTb−Fe (キュリ
ー温度120℃)に変えた以外は、実施例1と全く同様
の構成の光磁気記録媒体を作製した。
比較例2 第11a性層をy=o、o4の均質なrb−Fe−Co
 (4ユリ−温度145℃)に変えた以外は、実施例1
と′tく同様の構成の尤も1気記録媒体を作製した。
比較例3 第1′G!i性層をy;0.08の均質なTb−Fe−
Co (キュリー温度170℃)に変^た以外は、実施
例1と全く同様の構成の光磁気記録媒体を作製した。
以上実施例1〜2、比較例1〜・3の5媒体の磁化過捏
の温度特性を測定し、第1磁性層の磁化反転fJi界の
温度依存性をまとめた結果を第14図に示す、第14図
において、反転磁界の符号は、正の時、印加した磁界の
向きにならって第1磁性層の磁化が反転し、負の時、印
加した磁界の向きに逆らって磁化が反転することを示す
。したがって、オーバーライドプロセスにおける記録バ
イアス磁界のマージンは、第14図における、反転磁界
の負のピーク値に相当する。
第14図から明らかなように、本発明の実施例12は、
比較例1,2.3に比して、記録バイアス磁界のマージ
ンが大きい。
さらに、これらの光磁気ディスクを記録再生装置にセッ
トし、4000eのバイアス磁界と4 koeの外部磁
界(記録ヘッド以外の位置)を印加しつつ、線速度的8
.5 m/seaで、約1.5μmに集光した830 
nmの波長のレーザービームな50%のデユーティでI
 MHzで変調させながら、5mWと12mWの2値の
レーザーパワーで記録を行なった。
次に、以上の記録を行なった後、同一トラック上に1.
5M)Izで同一パワーで記録を行なった。
この結果を表1に示す0本発明に基づ〈実施例1.2は
比較例1,2.3に比してC/N 、消去比とも良好で
ある。 比較例1は、前述の記録バイアス磁界のマージ
ンは大きかったものの、室温における記録ビットの安定
性が悪く、ノイズが発生した。また、比較例3は、オー
バーライドができなかった。
次に、同様の測定をバイアス磁界2000eで行なった
結果を表2に示す。
この場合、オーバーライドの一連のプロセスの中で、第
1磁性層の磁化を第2磁性層にたいして安定な方向に配
向させるプロセスについては、前の測定条件に比べて有
利になるが、第2磁性層の磁化をバイアス磁界の方向に
反転させるプロセスについては不利となる。結果として
、表2に示されているように、本発明の実施例1.2は
C/N、消去比とも良好であるが、比較例1,2.3は
C/Nが上がらず消去比が悪い。
表  1 表2 次に、以下に示すような本発明の第2の実施の態様に基
づ〈実施例2種、比較例4種の光磁気記録媒体を作製し
、同様の比較を行なった。
実施例3 アルゴン中で、Tb、 Fe、 Coの3個のターゲッ
トを用いて、スパッタ速度約100人/min、スパッ
タ圧0゜15 Paで膜厚500人、Hn=約15kO
e、 Ms= 50 en+u/am’のFe−Co副
格子磁化優勢Tb−(Fe+−yCo、)の第1磁性層
を形成した。 Tb−Fe−Coの組成の調整は、Tb
、 Fe、 Coのそれぞれのターゲットに加える電力
を変化させて行なった。Coolyは、0から0.05
間で漸次増加し、かつ膜の成長につれて急激に増加する
ようにした。その結果キュリー温度が、 120℃から
約300℃まで変化し、本願発明の特徴である第1磁性
層のキュリー温度の勾配を有し、第2gi性層に近づく
に従い急勾配となってキュリー温度の上昇する第1磁性
層を作製した。
次に、第1磁性層と第2磁性層間の交換結合の大きさを
調節するため、アルゴン中で、5isNaターゲツトを
用いて、スパッタ速度約3人/min、スパッタ圧0.
l5Paで、膜厚約10人のSiN中間層を形成した。
この他の構成は、実施例1と同様な光磁気記録媒体を作
製した。
実施例4 アルゴン中で、Gd、 Tb、 Feの3個のターゲッ
トを用いて、スパッタ速度約100人/min、スパッ
タ圧0.15Paで膜厚、5QO人、H,=約10ko
e、 Ms=約50 ea+u/am3のFe副格子磁
化優勢(Gd−Tb+−y)−Feの第1!!i性屡を
形成した。 Gd−Tb−Feの組成の調整は、Gd、
 Tb、 Feのそれぞれのターゲットに加える電力を
変化させて行なった。  Gd量yは、0か60.50
間で漸次増加し、かつ膜の成長につれて急激に増加する
ようにした。その結果キュリー温度が、 120℃から
170℃まで変化し、本発明の特徴である第1tn性層
のキュリー温度の勾配を有し、第2磁性層に近づくに従
い急勾配となってキュリー温度の上昇する第1磁性層を
作製した。
この他の構成は、実施例3と同様な光磁気記録媒体を作
製した。
比較例4 第11iil性層をy= 0.04の均質なTb−Fe
−Co (キュリー温度145℃)に変えた以外は、実
施例3と同様の構成の光磁気記録媒体を作製した。
比較例5 SiN中/lJ1層をなくし、第1磁性層を形成後直ち
に第2磁性層を形成した他は比較実施例4と同様の構成
の光磁気記録媒体を作製した。
比較例6 第2磁性層の膜厚な2000人とした他は比較実施例5
と同様の構成の光磁気記録媒体を作製した。
比較例7 アルゴン中で、[]y、 Fe、5oCo、aoの2個
のターゲットを用いて、スパッタ速度約100人/mi
n、スパッタ圧0.15Paで膜厚700人、T、=約
250℃、T eams”約170℃、HH=約7kO
e 、 M@ =150emu/cm’のDy副格子磁
化優勢[1y−Fe−Coの第2tti性層を形成した
他は、比較example 5と同様の構成の光磁気記
録媒体を作製した。
以上、実施例2種(実施例3.4)、比較例4種(比゛
較例4〜7)の媒体の磁化過程の温度特性を測定し、記
録バイアス磁界H,のマージン及び室温において第2磁
性層を一方向に揃久るために必要な外部磁界Hgについ
てまとめた結果を表3に示す。
実施例3,4及び比較例6,7はオーバーライドプロセ
スが実現可能な磁化過程を持つ、ただし、比較例7に関
しては、外部磁界H五カ月2 kOeと大きく実用上不
適当である。
また、比較例4は、温度が上昇し界面磁壁エネルギーが
弱まるとともに第1磁性層に対して交換相互作用の影響
がほとんど及ばなくなり、記録バイアス磁界に逆らって
第1磁性層を反転させることができない。
また、比較例5は、Hm = 5 kOeで第2磁性層
を反転させ、界面磁壁が存在する状態にすることができ
るものの、Hlを取り去ると第2磁性屓が再反転してし
まい不安定状態を保持することができない、すなわち、
オーバーライドプロセスが実現不可能である。
次に、実施例3,4及び比較例6.7の媒体を記録再生
装置にセットし、先の実験と同様の条件で動特性の測定
を行なった。この結果、実施例3の媒体はC/N 50
 dB 、消去比45 dB、実施例4の媒体はC/N
 52 dB 、消去比48 dBとそれぞれ良好な結
果を得た。比較例7の媒体は、15 koe程度の強力
な磁界を発生する大型の永久磁石により初期化を行なわ
ないと同様の動特性は得られなかった。比較例6の媒体
については、磁性層の膜厚が非常に厚いため記録感度が
悪く、ビークパワー12mWで記録してもC/Nが立ち
上がらなかった。
表  3 実施例5 第2磁性層として、Gd、1oDy、io、 Fe、a
oCo、aoの2個のターゲットを用いて、スパッタ速
度約100人/min、スパッタ圧0.l5Paで膜厚
700人、Th=約250℃、HL : 3 kOe 
、 M s == +011 en+u/cm’のFe
−Co副格子磁化優勢Gd−Dy−Fe−Coを形成し
た以外は実施例1と同様な光磁気ディスクを作製し、同
様の実験を行なった。
その結果、バイアス磁界200〜6000eにおいても
オーバーライドが可能であることが確認された。
比較例8 第1磁性層を、y : o、 04の均質なTb−Fe
−Co (キュリー温度145℃)に変久た以外は、実
施例4と同様の構成の光磁気記録媒体を作製したところ
、バイアス磁界2000eではオーバーライドが可能で
あったが、6000eではオーバーライドができなかっ
た。
次に磁性層が3層である光磁気記録媒体の効果を検証す
るために以下の実施例6〜9.比較例9〜14により検
証した。
実施例6 多元のターゲット源を端太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
ート製のディスク状基板を、ターゲットとの間の距離2
0cmの間隔にセットし、回転させた。
アルゴン中で、S:J4のターゲットを用いて、スパッ
タ速度約40人/min、スパッタ圧0.15Paで5
isN<を保護層として6110人の厚さに設けた。
次に、アルゴン中で、Gd、 Fe、 Coの3個のタ
ーゲットを用いて、スパッタ速度的IQ(1人7m1n
、スパッタ圧0、!5 Paで膜厚300人、Mm =
50 elIlu/cm’、キュリー温度300℃以上
のFe−Co副格子磁化優勢Gd−(Fe、 ?OC0
,3(+)の第3磁性層を形成した。
次に、アルゴン中で、Tb、 Fe、 Coの3個のタ
ーゲットを用いて、スパッタ速度約100人/min、
スパッタ圧0.15Paで膜厚280人、HH=約15
 kOe、M、 =50 emu/am’のFe−Co
副格子磁化優勢Tb−(pet−ycoy)の第1磁性
層を形成した。Tb−Fe−Coの組成の調整は、Tb
、Fe、 Coのそれぞれのターゲットに加える電力を
変化させて行なった。Co、iyは、最初の70人は0
、次の70人は0.02、次の70人は0,04、次の
70人は0.06と変化させ、その結果キュリー温度が
、 120℃、 130℃、145℃、 155℃と変
化し、本願発明の特徴である第1磁性層のキュリー温度
が、第3磁性層に近いところで低く、第21iltl性
層に近いところで高い構造を作製した。
次にアルゴン中で、Gd、 Fe、 Coの3個のター
ゲットを用いて、スパッタ速度約100人/min、ス
パッタ圧0.15Paで膜厚100人、M、 = 30
0emu/cm’のGd副格子磁化優勢Gd−Fe−C
oの中間層を形成した。この中間層は、第1fn性層と
第2磁性層間の交換結合の大きさを調節する働きをする
次に、アルゴン中で、Gd、5oOy、so、 Fe、
 Coの3個のターゲットを用いて、スパッタ速度約1
00人/min、スパッタ圧0.15Paで膜厚700
人、TH=約250℃、T 66a#”約170℃、H
L=約2 koe、M m = 100 emu/cm
3のcd−oy副格子磁化優勢(Gd、 5oDy−i
o) −(Fe、 goco、 40)の第2磁性層を
形成した。
最後にアルゴン中で、5isN4のターゲットを用いて
、スパッタ速度約40人/+in、スパッタ圧0.15
Paで 5isN4を保護層として600人の厚さに設
けた。
次に上記の膜形成を終えた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、光磁気記録媒体を作製した。
実施例7 アルゴン中で、Tb、 Fe、 Coの3個のターゲッ
トを用いて、スパッタ速度約100人/lll1n、ス
パッタ圧0.15Paで膜厚200人、M@ =300
 emu/cm’キュリー温度250℃以上のFe−C
o副格子磁化優勢Ttr (Fe、 toco、 so
)の第3磁性層を形成した。
次に、アルゴン中で、Gd、 Tb、 Feの3個のタ
ーゲットを用いて、スパッタ速度約100人/mi口、
スパッタ圧0.15Paで膜厚300人、H,=約In
 kOe、Ms”約50emu/cm3のFe副格子磁
化優勢(Gd。
Tb、 −y)−Feの第1磁性層を形成した。 Gd
−Tb−Feの組成の調整は、Gd、 Tb、 Feの
それぞれのターゲットに加える電力を変化させて行なっ
た。Gdff1yは、0から0.50間で漸次増加し、
かつ膜の成長につれて急激に増加するようにした。その
結果キュリー温度が、 120℃から170℃まで変化
し、本願発明の特徴であるキュリー温度の勾配を有し、
第2磁性層に近づくに従い急勾配となってキュリー温度
の上昇する第1磁性層を作製した。
その他は、実施例6と全く同様の構成の光磁気記録媒体
比較例9 第3ifi性層を設けず、5isN4保護層形成後直ち
に第1磁性層を形成した以外は、実施例6と全く同様の
構成の光磁気記録媒体。
比較例10 第1磁性層をy=o、o4の均質なTb−Fe−Co 
(キュリー温度145℃)に変えた以外は、実施例6と
全く同様の構成の光磁気記録媒体。
比較例11 第3磁性層を設けず、第1磁性層をy= 0.150)
i4〕質なTb−Fe−Co (キ上り一温度210℃
)に変えた以外は、実施例6ど全く同様の構成の光磁気
記録L:与(体。
上記実施例6〜7、比較例9−11(7)5媒体の石化
過程の温度特性を測定し、第3磁性層の磁化反転磁界の
温度依存性をまとめた結果を第14図に示)゛、第15
図において、反転磁界の符号は、正の時、印加したdl
界の向きにならって第3磁性層の磁化が反転し、負の時
、印加したmWの向きに逆らって磁化が反転することを
示す。
オーバーライドプロセスにおける記録バ・イアスm界の
マージンは、第15図における、反転磁界の負のビーク
(直に相当する6 第15図から明らかなように、本発明の実施例6.7は
、高ギュリー温度の第3磁性層を設けたにもかかわらず
、比較例9と同様に、記録バイアス磁界のマージンが大
きい。一方、第1磁性層にキュリー温度勾配のない比較
例IOや比較例!1は、記録バイアス磁界マージンが小
さい。
さらに、これらの光磁1気記録媒体を記録再生装置にセ
ットシ、4QOOeのバイアス磁界と3 kOeの外部
l界を印加しつつ、線速度約8.5 m/secで、約
1,5μmに集光した830 nmの波長のレーザービ
ームを50%のデユーティで1MIIzで変調させなが
ら、5mWと12 mWの2値のレーザーパワーで記録
を行なった。
次に、以−トの記録を行なった後、同一トラック上に!
、5MHzで同一パワーで記録を行なった。この結果を
表4に示す。
本発明の実施例6.7は、比較例9に比してキャリアレ
ベルが高く、C/Nが向上した。比較例10は、記録ノ
イズが上がりC/Nが低下した。比較例IOは、第1磁
性層のキュリー温度を上げてキー・リアレベルの向上を
試みたが、低レベルパワーでの記録が不充分なためやは
り記録ノイズが上がりC/Nが低下した。
表  4 実施例8 以下に示すような本発明の実施例1種、比較例2f!1
の光g1気記録媒体を作製し、動特性を比較した。
アルゴン中で、Gd、 Fe、 Coの3個のターゲッ
トを用いて、スパッタ速度約100人/min、スパッ
タ圧0.15Paで膜厚300人、Ms =50 em
u/cm3゜キュリー温度300℃以上のGd副格子磁
化侵勢Gd−(Fe、 toco、 so )の第3I
ifl性石を形成した。
次に、アルゴン中で、Tb、 Fc、tsCo□6.C
「の3個のターゲラ]〜を用いて、スパッタ速度約10
0人/min、スパッタ圧0.15Paで膜厚300人
、Hu”約15 kOe、 M a = 50 emu
/cn+3のFe−Co副格子磁化侵勢Tb−((Fe
、 tack、 as) +−yCry)の第11tt
l性暦を形成した。 Tb−Fe−Co−Crの組成の
調整は、 Tb、 Fe、tiCo、 、、、Crのそ
れぞれのターゲットに加える電力を変化させて行なった
。Cr量yは、0.20から0間で漸次減少し、かつ膜
の成長につれて急激Sこ減少するようにした・、・その
結果キュリー温度が、120℃から約250℃まで変化
し、本願発明の特徴であるキュリー温度の勾配を有し、
第2磁性石に近づくに従い急勾配となってキュリー温度
の上イする第1Mi性屡を作製した。
次に、アルゴン中で、Dy、 Fe、 Coの3個のタ
ーゲットを用いて、スパッタ速度約100人/akin
、スパッタ圧0.15Paで膜厚1500人、T、=約
250℃、T coal”約170℃、HL=約5kD
s 、 M、 =I5flemu/cm3のDy副格子
磁化擾勢Dy−Fe−Coの第2磁性層を形成した。
第1磁性層と第2磁性層間の交換結合の大きさを調節す
るための中間層は形成しなかった。
この他の構成は、実施例6と同様な構成の光磁気記録媒
体を作成した。
比較例12 第1磁性層を、y=0.IOの均質なTb−Fe−Co
 (キュリー温度180℃)に変えた以外は、実施例8
と同様な光磁気記録媒体。
比較例13 第3磁性層をなくした他は、比較例12と同様な光磁気
記録媒体。
上記実施例8、比較例12.13で得られた光磁気記録
媒体を記録再生装置にセットし、外部磁界を6kOaに
変えた以外は前回と同様の記録条件で記録し、動特性を
測定した。この結果、実施例8は65 dBの良好なC
/Nが安定して得られた。比較例12は記録ノイズが上
りC/Nが48 dBに低下した。また、比較例13は
記録パワーを変更して9mWと12mWの2値のレーザ
ーパワーで記録することにより、50 dB程度のC/
Nを得ることができたが、高低両レベルの記録温度が近
すぎるため、特性が不安定であった。
実施例9 第2磁性層として、Dy、 Fe、 Coの3個のター
ゲットを用いて、スパッタ速度約100人/min、ス
パッタ圧0.l5Paで膜厚1500人、TH=約25
0℃、HL=約5 kOe 、 Ms’= 150 e
mu/am’のFe−Co副格子磁化優勢Dy−Fe−
Coを形成した以外は実施例8と同様な光磁気記録媒体
を作成し、同様の実験を行なった。
その結果、バイアス磁界200〜6000eにおいてオ
ーバーライドが可能であり、C/N 55dBが得られ
た。
比較例14 第1磁性層をy= 0.04の均質なTb−Fe−Co
 (キュリー温度145℃)に変えた以外は、実施例9
と同様の光磁気記録媒体を作製したところ、バイアス磁
界2000sではオーバーライドが可能でC/N 49
dBが得られたが、6000eではオーバーライドがで
きなかった。
[発明の効果] 以上詳細に説明したように、本発明の光磁気記録媒体は
、特に、第1磁性層がキュリー温度の勾配を有するので
、本発明の記録方法に基いて記録時にレーザーパワーが
付与され昇温した際に、第1磁性層の層厚が減少したの
と同様の作用を示し、その結果、バイアス磁界に逆らっ
て交換力によって磁化を反転させることが容易に行なえ
、記録動作マージンが広がる効果がある。
このため、媒体設計の自由度が広がり、C/N 。
感度、初期化のための外部磁界等について要求される種
々のスペックを同時に満足する媒体を構成することが容
易になる。
更に、磁性層を3層構成とすることにより、記録感度を
劣化させることなく再生信号品質を向上させることがで
きる。
本発明は、前述説明した実施例の他にも種々の応用が可
能である。又、本発明は、クレームから逸脱しない限り
において、このような応用例を全て包含するものである
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の第1の実施の態様における光磁気記
録媒体の概略構成を示す図、 第2図は、第1の実施の態様における第1磁性層の層構
成を示す概略図、 第3図は、第3の実施の態様における光磁気記録媒体の
概略構成を示す図、 第4図は、第1の実施の態様における各層の膜厚方向に
対するキュリー温度の変化を示す図、第5図は、第1の
実施の態様に光磁気記録媒体を用いた記録過程の原理を
説明する図(太矢印は磁化の向きを示し、細矢印は磁化
の状態の変化方向を示す、)、 第6図は、第1の実施の態様における各層の保磁力とキ
ュリー温度の関係を示す図、 第7図は、第2の実施の態様の光磁気記録媒体を用いた
記録過程の原理を説明する図(矢印は第5図と同じ意味
を示す、)、 第8図は、第2の実施の態様における各層の保磁力とキ
ュリー温度の関係を示す図、 第9図は、第3の実施の態様における各層の膜厚方向に
対するキュリー温度の変化を示す図、第1O図は、第3
の実施の実施の光磁気記録媒体を用いた記録過程の原理
を説明する図(矢印は第5図と同じ意味を示す、)、 第11図は、第3の実施の態様における各層の保磁力と
キュリー温度の関係を示す図、 第12図は、第4の実施の態様の光磁気配j!媒体を用
いた記録過程の原理を説明する図(矢印は第5図と同じ
意味を示す、)、 第13図は、第4の実施の態様における各層の保磁力と
キュリー温度の関係を示す図、 第14図は、第1の実施の態様に基づ〈実施例で得られ
た光磁気記録媒体おける第111性層の磁化反転磁界と
温度との関係を示す図、 第15図は、第4の実施の態様における第21in性層
の磁化反転磁界と温度との関係を示す図である。 l・・・基板 2、10.13.17.20・・・・第1磁性層312
.14,18.21・・・・第2磁性層+51619・
・・・第3磁性層 〜10・・・・第2磁性層の構成層

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)少なくとも第1磁性層と第2磁性層からなる2層
    の磁性薄膜が磁気的に結合して、この順で基板上に積層
    されており、第2磁性層の保磁力(H_L)及びキュリ
    ー温度(T_H)に比べ第1磁性層は相対的に高い保磁
    力(H_H)と低いキュリー温度(T_L)をもってい
    る構成を有する光磁気記録媒体において、 第1磁性層が、第2磁性層に近い部位では高く、遠い部
    位では低い、膜厚方向のキュリー温度の勾配を有してい
    ることを特徴とする前記光磁気記録媒体。
  2. (2)第2磁性層の飽和磁化をM_S、同じく膜厚をh
    、第1及び第2磁性層間の磁壁エネルギーをδ_Wとし
    たとき、前記媒体は室温において下記式を満足すること
    を特徴とする請求項1に記載の光磁気記録媒体。 H_H>H_L>δ_W/2M_S・h
  3. (3)第1及び第2磁性層は共に希土類元素と遷移金属
    との合金からなることを特徴とする請求項1に記載の光
    磁気記録媒体。
  4. (4)前記第1磁性層のキューリ温度の勾配が、第2磁
    性層に近づくに従い大きくなっていることを特徴とする
    請求項1に記載の光磁気記録媒体。
  5. (5)第1磁性層と第2磁性層の間に、別の磁性層及び
    /又は非磁性層が挟んであることを特徴とする請求項1
    に記載の光磁気記録媒体。
  6. (6)前記勾配は連続的及び/又は段階的に変化してい
    ることを特徴とする請求項1に記載の光磁気記録媒体。
  7. (7)前記第1磁性層の基板側に第3磁性層が磁気的に
    結合して積層されて成る3層の磁性薄膜を有する光磁気
    記録媒体であって、 第3磁性層が、少なくとも第1磁性層のキューリ温度の
    低いところに比べて相対的に高いキューリ温度を持って
    いることを特徴とする請求項1に記載の前記光磁気記録
    媒体。
  8. (8)第2磁性層の飽和磁化をM_S、同じく膜厚をh
    、第1及び第2磁性層間の磁壁エネルギーをδ_Wとし
    たとき、前記媒体は室温において下記式を満足すること
    を特徴とする請求項1に記載の光磁気記録媒体。 H_H>H_L>δ_W/2M_S・h
  9. (9)第1及び第2磁性層は共に希土類元素と遷移金属
    との合金からなることを特徴とする請求項7に記載の光
    磁気記録媒体。
  10. (10)前記第1磁性層のキューリ温度の勾配が、第2
    磁性層に近づくに従い大きくなっていることを特徴とす
    る請求項7に記載の光磁気記録媒体。
  11. (11)第1磁性層と第2磁性層の間に、別の磁性層及
    び/又は非磁性層が挟んであることを特徴とする請求項
    7に記載の光磁気記録媒体。
  12. (12)前記勾配は連続的及び/又は段階的に変化して
    いることを特徴とする請求項1に記載の光磁気記録媒体
  13. (13)請求項1又は7に記載の光磁気記録媒体を用い
    て以下の記録過程により記録を行うことを特徴とする記
    録方法。 (a)第2の磁性層を一方向に磁化させるのに充分で、
    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
    の外部磁界を印加し初期化する過程、及び (b)前記外部磁界とは反対又は同方向のバイアス磁界
    を印加しながら、第1磁性層がそのキュリー点付近まで
    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磁化させる
    第1種の記録、及び第2磁性層がキュリー点付近まで昇
    温するだけのレーザーパワーを照射し、第2磁性層の磁
    化の向きを反転させることにより、第1磁性層も第2磁
    性層に対して安定な向きに磁化させる第2種の記録、の
    2種類の記録を、情報信号に応じて選択的に実施する2
    値による記録過程。
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