JPH04214247A - ４層膜構造のオーバーライト可能な光磁気記録媒体 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、記録磁界Ｈｂ　の向き
及び強度を変調せずに、光ビームの強度を記録すべき２
値化情報に従い変調するだけでオーバーライト（ｏｖｅ
ｒ　ｗｒｉｔｅ）が可能な原則的に４層膜構造の光磁気
記録媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近、高密度、大容量、高いアクセス速
度、並びに高い記録及び再生速度を含めた種々の要求を
満足する光学的記録再生方法、それに使用される記録装
置、再生装置及び記録媒体を開発しようとする努力が成
されている。広範囲な光学的記録再生方法の中で、光磁
気記録再生方法は、情報を記録した後、消去することが
でき、再び新たな情報を記録することが繰り返し何度も
可能であるというユニークな利点のために、最も大きな
魅力に満ちている。

【０００３】この光磁気記録再生方法で使用される記録
媒体は、　　記録を残す層として１層又は多層からなる
垂直磁化膜（ｐｅｒｐｅｎｄｉｃｕｌａｒ　ｍａｇｎｅ
ｔｉｃ　ｌａｙｅｒ　ｏｒ　ｌａｙｅｒｓ）を有する。 この磁化膜は、例えばアモルファスのＧｄＦｅやＧｄＣ
ｏ、ＧｄＦｅＣｏ、ＴｂＦｅ、ＴｂＣｏ、ＴｂＦｅＣｏ
などからなる。垂直磁化膜は、一般に同心円状又はらせ
ん状のトラックを有しており、このトラックの上に情報
が記録される。トラックは明示的な場合と黙示的な場合
は２通りある。ここで、本明細書では、膜面に対し「上
向き（ｕｐｗａｒｄ）　」又は「下向き（ｄｏｗｎｗａ
ｒｄ）」の何れか一方を、「Ａ向き」、他方を「逆Ａ向
き」と定義する。記録すべき情報は、予め２値化されて
おり、この情報が「Ａ向き」の磁化を有するビット（Ｂ
１）と、「逆Ａ向き」の磁化を有するビット（Ｂ０）の
２つの信号で記録される。これらのビットＢ１　，Ｂ０
は、デジタル信号の１，０の何れか一方と他方にそれぞ
れ相当する。しかし、一般には記録されるトラックの磁
化は、記録前に強力な外部磁場を印加することによって
「逆Ａ向き」に揃えられる。その上でトラックに「Ａ向
き」の磁化を有するビット（Ｂ１）を形成する。 情報は、このビット（Ｂ１）の有無及び／又はビット長
によって表現される。尚、ビットは最近マークと呼ばれ
ることがある。

【０００４】ビット形成の原理： ビットの形成に於いては、レーザーの特徴即ち空間的時
間的に素晴らしい凝集性（ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ）　が有
利に使用され、レーザー光の波長によって決定される回
折限界とほとんど同じ位に小さいスポットにビームが絞
り込まれる。絞り込まれた光はトラック表面に照射され
、垂直磁化膜に直径が１μｍ以下のビットを形成するこ
とにより情報が記録される。光学的記録においては、理
論的に約１０８　ビット／ｃｍ３　までの記録密度を達
成することができる。何故ならば、レーザビームはその
波長とほとんど同じ位に小さい直径を有するスポットに
まで凝縮（ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅ）　することが出来
るからである。

【０００５】図２に示すように、光磁気記録においては
、レーザービーム（Ｌ）を垂直磁化膜（ＭＯ）の上に絞
りこみ、それを加熱する。その間、初期化された向きと
は反対の向きの記録磁界（Ｈｂ）を加熱された部分に外
部から印加する。そうすると局部的に加熱された部分の
保磁力Ｈｃ（ｃｏｅｒｓｉｖｉｔｙ）　は減少し記録磁
界（Ｈｂ）より小さくなる。その結果、その部分の磁化
は、記録磁界（Ｈｂ）の向きに並ぶ。こうして逆に磁化
されたビットが形成される。

【０００６】フェロ磁性材料とフェリ磁性材料では、磁
化及びＨｃ　の温度依存性が異なる。フェロ磁性材料は
キュリー点付近で減少するＨｃ　を有し、この現象に基
づいて記録が実行される。従って、Ｔｃ　書込み（キュ
リー点書込み）と引用される。他方、フェリ磁性材料は
キュリー点より低い補償温度（ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏ
ｎ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　）　Ｔｃｏｍｐ．　を有
しており、そこでは磁化（Ｍ）はゼロになる。逆にその
温度付近でＨｃ　が非常に大きくなり、その温度から外
れるとＨｃ　が急激に低下する。　　この低下したＨｃ
　は、比較的弱い記録磁界（Ｈｂ）によって打ち負かさ
れる。つまり、記録が可能になる。この記録プロセスは
Ｔｃｏｍｐ．　書込み（補償点書込み）と呼ばれる。

【０００７】もっとも、キュリー点又はその近辺、及び
補償温度の近辺にこだわる必要はない。要するに、室温
より高い所定の温度に於いて、低下したＨｃ　を有する
磁性材料に対し、その低下したＨｃ　を打ち負かせる記
録磁界（Ｈｂ　）を印加すれば、記録は可能である。但
し、室温より高い所定の温度に達していない領域（この
領域のＨｃ　は元の高いＨｃ　を有する）にある垂直磁
化膜（ＭＯ）の磁化を反転するような高すぎるＨｂ　は
、不可である。

【０００８】再生の原理： 図３は、光磁気効果に基づく情報再生の原理を示す。光
は、光路に垂直な平面上で全ての方向に通常は発散して
いる電磁場ベクトルを有する電磁波である。光が直線偏
光（Ｌｐ　）　に変換され、そして垂直磁化膜（ＭＯ）
に照射されたとき、光はその表面で反射されるか又は垂
直磁化膜（ＭＯ）を透過する。このとき、偏光面は磁化
Ｍの向きに従って回転する。この回転する現象は、磁気
カー（Ｋｅｒｒ）　効果又は磁気ファラデー（Ｆａｒａ
ｄａｙ）　効果と呼ばれる。

【０００９】例えば、もし反射光の偏光面が「Ａ向き」
磁化に対してθｋ　度回転するとすると、「逆Ａ向き」
磁化に対しては−θｋ　度回転する。従って、光アナラ
イザー（偏光子）の軸を−θｋ　度傾けた面に垂直にセ
ットしておくと、「逆Ａ向き」に磁化されたビット（Ｂ
０）から反射された光はアナライザーを透過することが
できない。それに対して「Ａ向き」に磁化されたビット
（Ｂ１）から反射された光は、（ｓｉｎ２θｋ）２　を
乗じた分がアナライザーを透過し、　　ディテクター（
光電変換手段）に捕獲される。その結果、「Ａ向き」に
磁化されたビット（Ｂ１）は「逆Ａ向き」に磁化された
ビット（Ｂ０）よりも明るく見え、ディテクターに於い
て強い電気信号を発生させる。このディテクターからの
電気信号は、記録された情報に従って変調されるので、
情報が再生されるのである。

【００１０】ところで、記録ずみの媒体を再使用するに
は、　（１）　媒体を再び初期化装置で初期化するか、
又は　（２）　記録装置に記録ヘッドと同様な消去ヘッ
ドを併設するか、又は　（３）　予め、前段処理として
記録装置又は消去装置を用いて記録ずみ情報を消去する
必要がある。

【００１１】従って、光磁気記録方式では、これまで、
記録ずみ情報の有無にかかわらず新たな情報をその場で
記録できるオーバーライトは、不可能とされていた。も
っとも、もし記録磁界Ｈｂ　の向きを必要に応じて「Ａ
向き」と「逆Ａ向き」との間で自由に変調することがで
きれば、オーバーライトが可能になる。しかしながら、
記録磁界Ｈｂ　の向きを高速度で変調することは不可能
である。例えば、記録磁界Ｈｂ　が永久磁石である場合
、磁石の向きを機械的に反転させる必要がある。しかし
、磁石の向きを高速で反転させることは、無理である。 記録磁界Ｈｂ　が電磁石である場合にも、大容量の電流
の向きをそのように高速で変調することは不可能である
。

【００１２】しかしながら、技術の進歩は著しく、記録
磁界Ｈｂ　の強度（ＯＮ、ＯＦＦ　を含む）　又は記録
磁界Ｈｂ　の向きを変調せずに、照射する光ビームの強
度を記録すべき２値化情報に従い変調するだけで、オー
バーライトが可能な光磁気記録方法と、それに使用され
るオーバーライト可能な光磁気記録媒体と、同じくそれ
に使用されるオーバーライト可能な記録装置が発明され
、特許出願された（特開昭６２−１７５９４８号＝ＤＥ
３，６１９，６１８）。以下、この発明を「基本発明」
と引用する。

【００１３】〔基本発明の説明〕 基本発明では、「基本的に垂直磁化可能な磁性薄膜から
なる記録再生層（本明細書では、メモリー層又はＭ層と
言う）と、垂直磁化可能な磁性薄膜からなる記録補助層
（本明細書では、『記録層』又はＷ層と言う）とを含み
、両層は交換結合しており、かつ、室温でＭ層の磁化の
向きは変えないでＷ層の磁化のみを所定の向きに向けて
おくことができるオーバーライト可能な多層光磁気記録
媒体」を使用する。

【００１４】そして、情報をＭ層（場合によりＷ層にも
）における「Ａ向き」磁化を有するビットと「逆Ａ向き
」磁化を有するビットで表現し、記録するのである。 この媒体は、Ｗ層が外部手段（例えば初期補助磁界Ｈｉ
ｎｉ．　）によって、その磁化の向きを「Ａ向き」に揃
えることができ、しかも、そのとき、Ｍ層は、磁化の向
きは反転せず、更に、一旦「Ａ向き」に揃えられたＷ層
の磁化の向きは、Ｍ層からの交換結合力を受けても反転
せず、逆にＭ層の磁化の向きは、「Ａ向き」に揃えられ
たＷ層からの交換結合力を受けても反転しない。

【００１５】そして、Ｗ層は、Ｍ層に比べて低い保磁力
ＨＣ　と高いキュリー点ＴＣ　を持つ。基本発明の記録
方法によれば、記録媒体は、記録前までに、外部手段に
よりＷ層の磁化の向きが「Ａ向き」に揃えられる。この
行為を本明細書では特別に「初期化（ｉｎｉｔｉａｌｉ
ｚｅ）」と呼ぶ。 この初期化はオーバーライト可能な媒体に特有なことで
ある。

【００１６】その上で、２値化情報に従いパルス変調さ
れたレーザービームが媒体に照射される。レーザービー
ムの強度は、高レベルＰＨ　と低レベルＰＬ　があり、
これはパルスの高レベルと低レベルに相当する。この低
レベルは、再生時に媒体を照射する再生レベルＰＲ　よ
りも高い。既に知られているように、記録をしない時に
も、例えば媒体における所定の記録場所をアクセスする
ためにレーザービームを＜非常な低レベル＞で点灯する
ことがある。この＜非常な低レベル＞も、再生レベルＰ
Ｒ　と同一又は近似のレベルである。従って、例えば、
基本発明におけるレーザービームの出力波形は、図４の
通りになる。

【００１７】なお、基本発明の明細書には明記されてい
ないが、基本発明では、記録用のビームは、１本ではな
く近接した２本のビームを用いて、先行ビームを原則と
して変調しない低レベルのレーザービーム（消去用）と
し、後行ビームを情報に従い変調する高レベルのレーザ
ービーム（書込用）としてもよい。この場合、後行ビー
ムは、高レベルと基底レベル（低レベルと同一又はそれ
より低いレベルであり、出力がゼロでもよい）との間で
パルス変調される。この場合の出力波形は例えば図５に
示される。

【００１８】ビームが照射された部分の媒体に、向きも
強度も変調されない記録磁界Ｈｂ　が作用する。Ｈｂ　
は、ビームの照射された部分（スポット領域）と同じ位
の寸法に絞ることはできず、Ｈｂ　が作用する領域は、
スポット領域に比べれば、ずっと大きい。　　低レベル
のビームが照射されると、前のビットの磁化の向きに無
関係に、Ｍ層に「Ａ向き」のビット（Ｂ１）又は「逆Ａ
向き」のビット（Ｂ０）の一方が形成される。

【００１９】そして、高レベルのビームが照射されると
、前のビットの磁化の向きに無関係に、Ｍ層に他方のビ
ットが形成される。これでオーバーライトが完了する。

【００２０】基本発明では、レーザービームは、記録す
べき情報に従いパルス状に変調される。しかし、このこ
と自身は、従来の光磁気記録でも行われており、記録す
べき２値化情報に従いビーム強度をパルス状に変調する
手段は既知の手段である。例えば、ＴＨＥ　　ＢＥＬＬ
　　ＳＹＳＴＥＭ　　ＴＥＣＨＮＩＣＡＬ　　ＪＯＵＲ
ＮＡＬ，　　Ｖｏｌ．６２（１９８３），１９２３　−
１９３６に詳しく説明されている。従って、ビーム強度
の必要な高レベルと低レベルが与えられれば、従来の変
調手段を一部修正するだけで容易に入手できる。当業者
にとって、そのような修正は、ビーム強度の高レベルと
低レベルが与えられれば、容易であろう。

【００２１】基本発明に於いて特徴的なことの１つは、
ビーム強度の高レベルと低レベルである。即ち、ビーム
強度が高レベルの時に、記録磁界Ｈｂ　その他の外部手
段によりＷ層の「Ａ向き」磁化を「逆Ａ向き」に反転（
ｒｅｖｅｒｓｅ）させ、このＷ層の「逆Ａ向き」磁化に
よってＭ層に「逆Ａ向き」磁化〔又は「Ａ向き」磁化〕
を有するビットを形成する。ビーム強度が低レベルの時
は、Ｗ層の磁化の向きは初期化状態と変わらず、そして
、Ｗ層の作用（この作用は交換結合力を通じてＭ層に伝
わる）によってＭ層に「Ａ向き」磁化〔又は「逆Ａ向き
」磁化〕を有するビットを形成する。

【００２２】なお、本明細書で、○○○〔又は△△△〕
という表現は、先に〔　　〕の外の○○○を読んだとき
には、以下の○○○〔又は△△△〕のときにも、〔　　
〕の外の○○○を読むことにする。それに対して先に○
○○を読まずに〔　　〕内の△△△の方を選択して読ん
だときには、以下の○○○〔又は△△△〕のときにも○
○○を読まずに〔　　〕内の△△△を読むものとする。

【００２３】基本発明で使用される媒体は、第１実施態
様と第２実施態様とに大別される。いずれの実施態様に
おいても、記録媒体は、　　Ｍ層とＷ層を含む多層構造
を有する。Ｍ層は、室温で保磁力が高く磁化反転温度が
低い磁性層である。Ｗ層はＭ層に比べ相対的に室温で保
磁力が低く磁化反転温度が高い磁性層である。なお、Ｍ
層とＷ層ともに、それ自体多層膜から構成されていても
よい。場合によりＭ層とＷ層との間に第３の層（例えば
、交換結合力σＷ　の調整層）が存在していてもよい。 更にＭ層とＷ層との間に明確な境界がなく、一方から徐
々に他方に変わってもよい。

【００２４】第１実施態様では、Ｍ層の保磁力をＨＣ１
、Ｗ層のそれをＨＣ２、Ｍ層のキュリー点をＴＣ１、Ｗ
層のそれをＴＣ２、室温をＴＲ　、低レベルＰＬ　のレ
ーザービームを照射した時の記録媒体の温度をＴＬ　、
高レベルＰＨ　のレーザービームを照射した時のそれを
ＴＨ　、Ｍ層が受ける結合磁界をＨＤ１（ＨＤ１はσＷ
　をＭ層飽和磁気モーメントＭＳ　とＭ層の膜厚ｔとの
積で割った商で算出される）、Ｗ層が受ける結合磁界を
ＨＤ２（ＨＤ２はσＷ　をＷ層飽和磁気モーメントＭＳ
　とＷ層の膜厚ｔとの積で割った商で算出される）とし
た場合、記録媒体は、下記の式１を満足し、そして室温
で式２〜５を満足するものである。

【００２５】 ＴＲ　＜ＴＣ１≒ＴＬ　＜ＴＣ２≒ＴＨ……………式１
　　ＨＣ１＞ＨＣ２＋｜ＨＤ１−（±ＨＤ２）｜………
式２　　ＨＣ１＞ＨＤ１　　………………………………
…式３ＨＣ２＞ＨＤ２　　…………………………………
式４ＨＣ２＋ＨＤ２＜｜Ｈｉｎｉ．　｜＜ＨＣ１±ＨＤ
１──式５上記式中、符号「≒」は、等しいか又はほぼ
等しい（±２０℃位）　ことを表す。また上記式中、複
合±については、上段が後述するＡ（ａｎｔｉｐａｒａ
ｌｌｅｌ）　タイプの媒体の場合であり、下段は後述す
るＰ（ｐａｒａｌｌｅｌ）タイプの媒体の場合である。 なお、フェロ磁性体媒体はＰタイプに属する。

【００２６】つまり、保磁力と温度との関係をグラフで
表すと、一般には図６の如くなる。細線はＭ層のそれを
、太線はＷ層のそれを表す。従って、この記録媒体に室
温で外部手段例えば初期補助磁界（Ｈｉｎｉ．）　を印
加すると、式５によれば、Ｍ層の磁化の向きは反転せず
にＷ層の磁化のみが反転する。そこで、記録前に媒体に
外部手段から作用（例えば、初期補助磁界Ｈｉｎｉ．）
を及ぼすと、Ｗ層のみを「Ａ向き」−−−−−ここでは
「Ａ向き」を便宜的に本明細書紙面において上向きの矢
↑で示し、「逆Ａ向き」を下向きの矢↓で示す−−−−
−に磁化させることができる。そして、Ｈｉｎｉ．　が
ゼロになっても、式４により、Ｗ層の磁化↑は再反転せ
ずにそのまま保持される。

【００２７】外部手段によりＷ層のみが、記録前までに
「Ａ向き」↑に磁化されている状態を概念的に表すと、
図７になる。図７でＭ層における磁化の向き＊　は、そ
れまでに記録されていた情報を表わす。以下の説明にお
いては、向きに関係がないので、これをＸで示し簡略化
すると、図７は、図８の状態１で示せる。

【００２８】ここにおいて、高レベルのレーザービーム
を照射して媒体温度をＴＨ　に上昇させる。すると、Ｔ
Ｈ　はキュリー点ＴＣ１より高温度なのでＭ層の磁化は
消失してしまう。　　更にＴＨ　はキュリー点ＴＣ２付
近なのでＷ層の磁化も全く又はほぼ消失する。ここで、
媒体の種類に応じて「Ａ向き」又は「逆Ａ向き」の記録
磁界Ｈｂ　を印加する。Ｈｂ　は、媒体自身からの浮遊
磁界でもよい。説明を簡単にするために「逆Ａ向き」↓
の記録磁界Ｈｂ　を印加したとする。媒体は移動してい
るので、照射された部分は、レーザービームから直ぐに
遠ざかり、冷却される。　　Ｈｂ　の存在下で、媒体の
温度が低下すると、Ｗ層の磁化は、Ｈｂ　に従い、反転
されて「逆Ａ向き」↓の磁化となる（図８状態２）。

【００２９】そして、さらに放冷が進み、媒体温度がＴ
Ｃ１より少し下がると、再びＭ層の磁化が現れる。その
場合、磁気的結合（交換結合）力のために、Ｍ層の磁化
の向きは、Ｗ層の影響を受け所定の向きとなる。その結
果、媒体の種類に応じて「逆Ａ向き」↓のビット（Ｐタ
イプの媒体の場合）又は「Ａ向き」↑のビット（Ａタイ
プの媒体の場合）がＭ層に形成される。この状態が図８
状態３（Ｐタイプ）又は状態４（Ａタイプ）である。

【００３０】この高レベルのレーザービームによる状態
の変化をここでは高温サイクルと呼ぶことにする。次に
、低レベルＰＬ　のレーザービームを照射して媒体温度
をＴＬ　に上昇させる。ＴＬ　はキュリー点ＴＣ１付近
なのでＭ層の磁化は全く又はほぼ消失してしまうが、キ
ュリー点ＴＣ２よりは低温であるのでＷ層の磁化は消失
しない。 この状態は図８状態５で示される。ここでは、記録磁界
Ｈｂ　は、不要であるが、高速度（短時間）でＨｂ　を
ＯＮ，　ＯＦＦ　することは不可能である。従って、止
むを得ず高温サイクルのときのままになっている。

【００３１】しかし、ＨＣ２はまだ大きいままなので、
Ｈｂ　によってＷ層の磁化↑が反転することはない。媒
体は移動しているので、照射された部分は、レーザービ
ームから直ぐに遠ざかり、冷却される。冷却が進むと、
再びＭ層に磁化が現れる。現れる磁化の向きは、磁気的
結合力のためにＷ層の影響を受け所定の向きとなる。そ
の結果、媒体の種類に応じて「Ａ向き」↑のビット（Ｐ
タイプの媒体の場合）又は「逆Ａ向き」↓のビット（Ａ
タイプの媒体の場合）がＭ層に形成される。この磁化は
室温でも変わらない。この状態が図８状態６（Ｐタイプ
）又は状態７（Ａタイプ）である。

【００３２】この低レベルのレーザービームによる状態
の変化をここでは低温サイクルと呼ぶことにする。

【００３３】以上、説明したように、記録前のＭ層の磁
化の向きがどうであれ、高温サイクルと低温サイクルを
選択することによって、「逆Ａ向き」↓のビットと　　
「Ａ向き」↑のビットをＭ層に自由に形成できる。つま
り、レーザービームを情報に従い高レベル（高温サイク
ル）と低レベル（低温サイクル）との間でパルス状に変
調することによりオーバーライトが可能となる。図９を
参照されたい。図９の磁化の状態は、いずれも室温又は
室温に戻ったときの結果として描いてある。

【００３４】これまでの説明は、Ｍ層、Ｗ層ともに室温
とキュリー点との間に補償温度Ｔｃｏｍｐ．　がない磁
性体組成について説明した。しかし、補償温度Ｔｃｏｍ
ｐ．　が存在する場合には、それを越えると■磁化の向
きが反転すること−−−−実際にはＲＥ、ＴＭの各副格
子磁化の向きは変わらないが、その大小関係が逆転する
ので、全体（合金）としての磁化の向きが反転する−−
−−−と、■Ａ、Ｐタイプが逆になるので、説明はそれ
だけ複雑になる。この場合、記録磁界Ｈｂ　の向きも、
室温で考えた場合、前頁の説明の向き↓と逆になる。つ
まり、初期化されたＷ層の磁化の向き↑と同じ向きのＨ
ｂ　を印加する。

【００３５】記録媒体は一般にディスク状であり、記録
時、媒体は回転される。そのため、記録された部分（ビ
ット）は、記録後に再び外部手段例えばＨｉｎｉ．　の
作用を受け、その結果、Ｗ層の磁化は元の「Ａ向き」↑
に揃えられる。しかし、室温では、Ｗ層の磁化の影響が
Ｍ層に及ぶことはなく、そのため記録された情報は保持
される。

【００３６】そこで、Ｍ層に直線偏光を照射すれば、そ
の反射光には情報が含まれているので、従来の光磁気記
録媒体と同様に情報が再生される。このようなＭ層及び
Ｗ層を構成する垂直磁化膜は、■補償温度を有せずキュ
リー点を有するフェロ磁性体及びフェリ磁性体、並びに
■補償温度、キュリー点の双方を有するフェリ磁性体の
非晶質或いは結晶質からなる群から選択される。

【００３７】以上の説明は、磁化反転温度としてキュリ
ー点を利用した第１実施態様の説明である。それに対し
て第２実施態様はキュリー点より低い温度に於いて低下
したＨｃ　を利用するものである。第２実施態様は、第
１実施態様に於けるＴＣ１の代わりにＭ層がＷ層に磁気
結合される温度ＴＳ１を使用し、ＴＣ２の代わりにＷ層
がＨｂ　で反転する温度ＴＳ２を使用すれば、第１実施
態様と同様に説明される。

【００３８】第２実施態様では、Ｍ層の保磁力をＨＣ１
、Ｗ層のそれをＨＣ２、Ｍ層がＷ層に磁気的に結合され
る温度をＴｓ１とし、Ｗ層の磁化がＨｂ　で反転する温
度をＴＳ２、室温をＴＲ　、低レベルＰＬ　のレーザー
ビームを照射した時の媒体の温度をＴＬ　、高レベルＰ
Ｈ　のレーザービームを照射した時のそれをＴＨ　、Ｍ
層が受ける結合磁界をＨＤ１（ＨＤ１はσＷ　をＭ層飽
和磁気モーメントＭＳ　とＭ層の膜厚ｔとの積で割った
商で算出される）、Ｗ層が受ける結合磁界をＨＤ２（Ｈ
Ｄ２はσＷ　をＷ層飽和磁気モーメントＭＳ　とＷ層の
膜厚ｔとの積で割った商で算出される）とした場合、記
録媒体は、下記式６を満足し、かつ室温で式７〜１０を
満足するものである。

【００３９】 ＴＲ　＜Ｔｓ１≒ＴＬ　＜Ｔｓ２≒ＴＨ　……………式
６ＨＣ１＞ＨＣ２＋｜ＨＤ１−（±ＨＤ２）｜………式
７ＨＣ１＞ＨＤ１　　…………………………………式８
ＨＣ２＞ＨＤ２─…………………………………式９ＨＣ
２＋ＨＤ２＜｜Ｈｉｎｉ．　｜＜ＨＣ１±ＨＤ１──式
１０上記式中、複合±については、上段がＡ（ａｎｔｉ
ｐａｒａｌｌｅｌ）　タイプの媒体の場合であり、下段
はＰ（ｐａｒａｌｌｅｌ）タイプの媒体の場合である。

【００４０】第２実施態様では、高温ＴＨ　のとき、Ｗ
層の磁化は消失していないが、十分に弱く、Ｍ層の磁化
は消失しているか、又は十分に弱い。Ｍ層、Ｗ層ともに
十分に弱い磁化を残留していても、記録磁界Ｈｂ　↓が
十分に大きいので、Ｈｂ　↓がＷ層及び場合によりＭ層
の磁化の向きをＨｂ　↓に従わせることができる。この
状態が図１０状態２である。　　この後、■直ちに又は
■レーザービームの照射が無くなって放冷が進み、媒体
温度がＴＨ　より下がった時又は■Ｈｂ　から遠ざかっ
た時、Ｗ層がσＷ　を介してＭ層に影響を及ぼしてＭ層
の磁化の向きを安定な向きに従わせる。その結果、図１
０状態３（Ｐタイプ）又は状態４（Ａタイプ）となる。

【００４１】他方、低温ＴＬ　のとき、Ｗ層はもちろん
Ｍ層も磁化を消失していない。しかし、Ｍ層のそれは比
較的小さい。この場合、ビットの状態には、Ｐタイプの
場合、図１０状態５と状態６の２種類あり、Ａタイプの
場合、図１０状態７と状態８の２種類ある。状態６及び
状態８では、Ｍ層とＷ層との間に界面磁壁（太線━で示
す）が生じており、やや不安定（準安定）な状態である
。状態１は状態５〜８のいずれかを示す。この状態の媒
体部分が、レーザービームの照射位置に来る直前に、Ｈ
ｂ　↓の印加を受ける。それでも、この状態６又は状態
８は保持される。何故ならば、Ｗ層は、室温で、十分な
磁化を有するので、磁化がＨｂ　↓によって反転するこ
とはない。また、Ｈｂ　↓と向きが反対の状態８のメモ
リー層は、Ｈｂ　↓の影響より大きなＷ層からの交換結
合力σＷ　の影響を受け、Ｐタイプ故にＷ層と同じ向き
に、磁化の向きが保持される。

【００４２】その後、まもなく状態６又は状態８は低レ
ベルのレーザービームの照射を受ける。そのため、媒体
温度は上昇する。それに伴い両層の保磁力は低下する。 しかし、Ｗ層は高いキュリー点を有するので、保磁力Ｈ
Ｃ２の低下は小さく、Ｈｂ　↓に負けることがなく、初
期化されたときの磁化の向き「Ａ向き」↑が維持される
。他方、Ｍ層は低いキュリー点を有するものの、媒体温
度は未だＭ層のキュリー点Ｔｃ１より低いので、保磁力
ＨＣ１は残存する。しかし、ＨＣ１は小さいので、Ｗ層
は、■Ｈｂ　↓の影響と■Ｗ層からの交換結合力σｗ　
を介した影響（Ｐタイプの場合、同じ向きに向かせよう
とする力）を受ける。この場合、後者の方が強く、Ｐタ
イプの場合、式：Ｈｃ１＋Ｈｂ　＜σｗ　／２Ｍｓ１ｔ
１式：　　　　　　Ｈｃ２＜σｗ　／２Ｍｓ２ｔ２　（
注：式中、不等号の右辺はそれぞれσｗ　を２Ｍｓ１ｔ
１　又は２Ｍｓ２ｔ２　で割った分数を意味する）の２
つの式が同時に満足される。Ａタイプの場合には、式：
Ｈｃ１−Ｈｂ　＜σｗ　／２Ｍｓ１ｔ１式：　　　　　
　Ｈｃ２＜σｗ　／２Ｍｓ２ｔ２　（注：式中、不等号
の右辺はそれぞれσｗ　を２Ｍｓ１ｔ１　又は２Ｍｓ２
ｔ２　で割った分数を意味する）の２つの式が同時に満
足される。これらの式が同時に満足される最も低い温度
をＴＬＳと呼ぶ。換言すれば、状態６又は状態８の磁壁
が消滅する最低温度がＴＬＳである。

【００４３】その結果、状態６は状態９に移行し、状態
８は状態１０に移行する。他方、磁壁が元々ない状態５
は状態９と同じであり、同じく磁壁が元々ない状態７は
状態１０と同じであるから、結局、前の状態（Ｐタイプ
の場合、状態５か６か、Ａタイプの場合、状態７か８か
）に関係なく、低レベルのビームの照射により状態９（
Ｐタイプ）又は状態１０（Ａタイプ）のビットが形成さ
れる。

【００４４】この状態は、その後ビットがレーザービー
ムの照射が止んだり又は照射位置から外れたりすること
により、媒体温度が低下し、室温に戻った時にも、変わ
らない。この図１０状態９（Ｐタイプ）又は状態１０（
Ａタイプ）は、図８状態６（Ｐタイプ）又は状態７（Ａ
タイプ）と同一である。これにより、Ｍ層のキュリー点
ＴＣ１まで媒体温度を高めることなく、低温サイクルが
実現されることが理解されよう。

【００４５】実は低温サイクルをＴＣ１以上で実施する
第１実施態様の場合にも、媒体温度が室温からＴＣ１に
上昇する途中でＴＬＳを通るので、そのとき、Ｐタイプ
の場合、状態６から状態９への移行が、Ａタイプの場合
、状態８から状態１０への移行がそれぞれ起こるのであ
る。その後、ＴＣ１に至り、図８状態５となるのである
。以上の説明は、Ｍ層、Ｗ層ともに室温とキュリー点と
の間に補償温度Ｔｃｏｍｐ．　がない磁性体組成につい
て説明した。しかし、補償温度Ｔｃｏｍｐ．　が存在す
る場合には、それを越えると■磁化の向きが反転するこ
とと■Ａ、Ｐタイプが逆になるので、説明はそれだけ複
雑になる。また、記録磁界Ｈｂ　の向きも、室温で考え
た場合の向きと逆になる。

【００４６】第１、第２実施態様ともに、Ｍ層及びＷ層
が遷移金属（例えばＦｅ，　Ｃｏ）　−重希土類金属（
　例えばＧｄ，Ｔｂ，Ｄｙその他）　合金組成から選択
された非晶質フェリ磁性体である記録媒体が好ましい。

【００４７】Ｍ層、Ｗ層の双方とも、遷移金属（ｔｒａ
ｎｓｉｔｉｏｎ　ｍｅｔａｌ）−重希土類金属（ｈｅａ
ｖｙｒａｒｅ　　ｅａｒｔｈ　　ｍｅｔａｌ）合金組成
から選択された場合には、各合金としての外部に現れる
磁化の向き及び大きさは、合金内部の遷移金属原子（Ｔ
Ｍ）の副格子磁化の向き及び大きさと重希土類金属原子
（ＲＥ）の副格子磁化の向き及び大きさとの関係で決ま
る。例えばＴＭの副格子磁化の向き及び大きさを点線の
矢印で示すベクトルで表わし、ＲＥの副格子磁化のそれ
を実線の矢で示すベクトルで表し、合金全体の磁化の向
き及び大きさを白抜きの矢で示すベクトルで表す。この
とき、白抜きの矢（ベクトル）は点線の矢（ベクトル）
と実線の矢（ベクトル）との和として表わされる。ただ
し、合金の中ではＴＭの副格子磁化とＲＥ副格子磁化と
の相互作用のために点線の矢（ベクトル）と実線の矢（
ベクトル）とは、向きが必ず逆になっている。 従って、点線の矢（ベクトル）と実線の矢（ベクトル）
との和は、両者の強度が等しいとき、合金のベクトルは
ゼロ（つまり、外部に現れる磁化の大きさはゼロ）にな
る。このゼロになるときの合金組成は補償組成（ｃｏｍ
ｐｅｎｓａｔｉｏｎ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ　）　と
呼ばれる。それ以外の組成のときには、合金は両方の副
格子磁化の強度差に等しい強度を有し、いずれか大きい
方のベクトルの向きに等しい向きを有する白抜きの矢（
ベクトル）を持つ。

【００４８】そこで、合金の磁化ベクトルを点線のベク
トルと実線のベクトルを隣接して書き、例えば図１１に
示すように書き表す。ＲＥ、ＴＭの副格子磁化の状態は
大別すると４通りあり、これらを図１２の（１Ａ）〜（
４Ａ）に示す。そして、各状態における合金の磁化ベク
トル（白抜きの矢）を図１２の（１Ｂ）〜（４Ｂ）に対
応して示す。例えば、ＲＥベクトルがＴＭベクトルに比
べて大きい場合、副格子磁化の状態は（１Ａ）に示され
、合金の磁化ベクトルは、（１Ｂ）に示される。

【００４９】ある合金組成のＴＭベクトルとＲＥベクト
ルの強度が、どちらか一方が大きいとき、その合金組成
は、強度の大きい方の名をとって○○リッチ例えばＲＥ
リッチであると呼ばれる。Ｍ層とＷ層の両方について、
ＴＭリッチな組成とＲＥリッチな組成とに分けられる。 従って、縦軸座標にＭ層の組成を横軸座標にＷ層の組成
をとると、基本発明の媒体全体としては、種類を図１３
に示す４象限に分類することができる。先に述べたＰタ
イプは１象限と３象限に属するものであり、Ａタイプは
２象限と４象限に属するものである。

【００５０】一方、温度変化に対する保磁力の変化を見
ると、キュリー点（保磁力ゼロの温度）に達する前に保
磁力が一旦無限大に増加してまた降下すると言う特性を
持つ合金組成がある。この無限大のときに相当する温度
は補償温度（Ｔｃｏｍｐ．　）と呼ばれる。補償温度よ
り低い温度ではＲＥベクトル（実線矢）の方がＴＭベク
トル（点線矢）　より大きく、そのためＴＭリッチと言
うことができ、補償温度より高い温度ではその逆になる
。従って、補償組成の合金の補償温度は、室温にあると
言うことができる。

【００５１】逆に補償温度はＴＭリッチの合金組成にお
いては、室温からキュリー点の間には存在しない。室温
より下にある補償温度は、光磁気記録においては無意味
であるので、この明細書で補償温度とは室温からキュリ
ー点の間に存在するものを言うことにする。

【００５２】Ｍ層とＷ層の補償温度の有無について分類
すると、媒体はタイプ１〜タイプ４の４つのタイプに分
類される。第１象限の媒体は、４つ全部のタイプが含ま
れる。そこで、Ｍ層とＷ層の両方についてＲＥリッチか
ＴＭリッチかで分け、かつ補償温度を持つか持たないか
で分けると、記録媒体は図１４に示す第１表の９クラス
に分類される。

【００５３】〔クラス８−２の説明〕 第１表（図１４）に示したクラス８の記録媒体（Ａタイ
プ・４象限・タイプ２）に属する媒体Ｎｏ．８−２を例
にとり、オーバーライト原理について詳細に説明する。

【００５４】この媒体Ｎｏ．８−２は、次式４６の２：
ＴＲ　＜ＴＬ　＜ＴＨ　≦Ｔｃ１≦Ｔｃ２の関係を有す
る。説明を簡単にする目的から、以下の説明では、 ＴＨ　＜ＴＣ１＜Ｔｃ２ とする。また、Ｔｃｏｍｐ．２は、ＴＬ　、ＴＣ１より
低くても等しくても高くても良いが、説明を簡単にする
目的から、以下の説明では、ＴＬ　＜Ｔｃｏｍｐ．２＜
ＴＣ１とする。この関係をグラフで示すと、図１５の如
くなる。

【００５５】室温ＴＲ　でＭ層の磁化が初期補助磁界Ｈ
ｉｎｉ．により反転せずにＷ層のみが反転する条件は、

【００５６】

【数１】

【００５７】に示す式４７である。この媒体Ｎｏ．８−
２は室温で式４７を満足する。このとき、Ｈｉｎｉ．　
の条件式は、式５０で示される。Ｈｉｎｉ．　が無くな
ると、Ｍ層、Ｗ層の磁化は界面磁壁エネルギーにより互
いに影響を受ける。それでもＭ層、Ｗ層の各磁化が反転
せずに保持される条件は、

【００５８】

【数２】

【００５９】に示す式４８、

【００６０】

【数３】

【００６１】に示す式４９で示される。この媒体Ｎｏ．
８−２は式４８〜４９を満足する。室温で式４７〜４９
の条件を満足する記録媒体のＷ層の磁化は、記録の直前
までに

【００６２】

【数４】

【００６３】に示す式５０の条件を満足するＨｉｎｉ．
　により例えば「Ａ向き」↑に向けられる。この場合、
媒体温度は、今、室温でありＴｃｏｍｐ．２より低いこ
とから、Ｗ層のスピン状態は図１２の（１Ａ）で示され
る。Ｍ層は前の記録状態のままで残り、従って、磁化状
態は図１６の状態１又は２で示される。状態１、２は記
録直前まで維持される。 記録磁界Ｈｂ　は「Ａ向き」↑に印加するとする。

【００６４】なお、媒体がディスク状の場合、１回転前
に記録されたばかりのビット（特にＭ層がＨｂ　と反対
向きの磁化を有する状態１のビット）がＨｂ　によって
反転してはならない条件は、

【００６５】

【数５】

【００６６】に示す式５０の２で示され、ディスク媒体
は、室温でこの条件式を満足させる必要がある。逆に言
えば、Ｈｂ　の大きさを決定する１つの条件は、式５０
の２で示される。

【００６７】さて、状態１、２のビットは、いよいよレ
ーザービームのスポット領域に到達する。レーザービー
ムの強度は、低レベルと高レベルの２種ある。

【００６８】 −−−−−−低温サイクル−−−−−−−−−低レベル
のレーザービームが照射されて、媒体温度はＴＬＳに上
昇する。そうすると、

【００６９】

【数６】

【００７０】に示す式５０の３が満足され、図１６の状
態２が状態３に遷移する。他方、図１６の状態１はその
ままの状態を保つため、同じ状態３になる。状態３にお
いてレーザービームのスポット領域から外れると、媒体
温度は低下を始める。状態３は、媒体温度が室温まで下
がってもＨＣ１が十分に大きい（式５０の２参照）　の
で、維持される。その結果、Ｍ層に「逆Ａ向き」↓のビ
ットが形成される。

【００７１】 −−−−−−高温サイクル−−−−−−−−−高レベル
のレーザービームが照射されて媒体温度は、先ず低温Ｔ
ＬＳに上昇する。その結果、低温サイクルの図１６の状
態３と同じ状態４となる。

【００７２】高レベルのレーザービームの照射により、
媒体温度は更に上昇する。媒体温度がＴｃｏｍｐ．２を
超えると、ＡタイプからＰタイプに移行する。同時にＷ
層のＲＥスピン（実線矢）及びＴＭスピン（点線矢）の
向きは変わらずに、強度の大小関係が逆転し、スピン状
態は図１２の（１Ａ）から（２Ａ）に移行する。その結
果、Ｗ層の磁化は反転して図１２の（２Ｂ）に示された
「逆Ａ向き」↓となる。 この状態が図１６の状態５である。しかし、この温度で
はＨＣ２がまだ大きいので、Ｗ層の磁化↓は↑Ｈｂ　で
反転されることはない。

【００７３】更にビームの照射が続き、やがて媒体温度
は更に上昇してＴＨになる。すると、媒体温度はＭ層、
Ｗ層のキュリー点近くになるので、両層の保磁力は小さ
くなる。その結果、媒体は、

【００７４】

【数７】

【００７５】に示す（１）式、又は

【００７６】

【数８】

【００７７】に示す（２）式、又は

【００７８】

【数９】

【００７９】に示す（３）式の何れか１つに示された２
つの関係式を同時に満足する。そのため、両層の磁化は
、ほぼ同時に反転し、↑Ｈｂ　の向きに従う。これが図
１６の状態６である。状態６においてレーザービームの
スポット領域から外れると、媒体温度は低下を始める。 媒体温度がＴｃｏｍｐ．２より下がると、Ｐタイプから
元のＡタイプに戻る。同時に、Ｗ層のＲＥスピン（実線
矢）及びＴＭスピン（点線矢）の向きは変わらずに、強
度の大小関係が逆転し、スピン状態は図１２の（４Ａ）
から（３Ａ）に移行する。その結果、Ｗ層の磁化は反転
して図１２の（３Ｂ）に示された「逆Ａ向き」↓となる
。この状態では、ＨＣ２は既に相当大きくなっているの
でＷ層の磁化↓は↑Ｈｂ　により反転されることはない
。これが図１６の状態７である。

【００８０】やがて媒体の温度は状態７のときの温度か
ら室温まで低下する。しかし、状態７は変わらない。こ
うして、Ｍ層に「Ａ向き」↑のビットが形成される。

【００８１】以上の説明は、Ｍ層、Ｗ層の２層膜で説明
したが、このような２層膜を持っておれば、３層膜以上
の多層膜を含む媒体でもオーバーライトは可能となる。 特に以上の説明では、外部手段として初期補助磁界Ｈｉ
ｎｉ．　を用いて説明したが、基本発明は、このような
外部手段の具体例は何でもよい。つまり、記録の前まで
にＷ層の磁化が所定の向きを向いていればよいのである
。

【００８２】そのため、外部手段としてＨｉｎｉ．　に
代えて初期化層からの交換結合力を用いた利用発明が発
明された。この利用発明は、国際公開番号ＷＯ９０／０
２４００　として国際公開特許公報に掲載された明細書
の特許請求の範囲第３項に記載されている。この国際公
開特許公報は、１９９０年３月８日に発行された。この
利用発明は、また、和文雑誌　”ＯＰＴＲＯＮＩＣＳ”
　１９９０　年Ｎｏ．　４第　２２７頁〜　２３１頁に
も紹介されている。次に、この利用発明について説明す
る。

【００８３】〔利用発明の説明〕 図１７の状態１に利用発明の媒体の構成を示す。

【００８４】この媒体は基板とその上に成膜された原則
的に４層構造の磁性膜からなる。この磁性膜は、順に、
垂直磁化可能な磁性薄膜からなるＭ層と、垂直磁化可能
な磁性薄膜からなるＷ層と、垂直磁化可能な磁性薄膜か
らなるスイッチ層（以下、Ｓ層と言う）と、垂直磁化可
能な磁性薄膜からなる初期化層（以下、Ｉ層と言う）と
の原則的に４層構造（場合によりＳ層はなくともよい）
からなる。

【００８５】尚、前記国際公開特許公報では、Ｍ層は第
１磁性層、Ｗ層は第２磁性層、Ｓ層は第３磁性層（特許
請求の範囲の第３項参照）、Ｉ層は第４磁性層（特許請
求の範囲の第３項参照）と呼ばれている。この第３項以
外の個所では第３磁性層と第４磁性層の呼び方が逆にな
っており、誤記と思われる。また、前記雑誌　　”ＯＰ
ＴＲＯＮＩＣＳ”　では、Ｓ層は制御層と呼ばれている
。最近、日本の学会では、メモリー層、『記録層』、ス
イッチ層及び初期化層と呼ぶことが多くなっているので
、本明細書ではこれに従うことにする。

【００８６】この４層構造媒体では、Ｍ層とＷ層とは交
換結合しており、室温でＭ層の磁化の向きは変えないで
Ｗ層の磁化のみを所定の向きに向けておくことができ、
しかもＷ層とＩ層とはＳ層のキュリー点以下の温度でＳ
層を介して交換結合している。　　Ｉ層は最も高いキュ
リー点を有し、高レベルのレーザービームの照射を受け
ても磁化を失わない。Ｉ層は常に所定の向きの磁化を保
持しており、これが記録の都度、次の記録に備えてＷ層
の初期化を繰り返し行なう手段となる。そのため、Ｉ層
は初期化層と呼ばれる。

【００８７】しかしながら、高温サイクルの過程（例え
ば、ＴＨ　付近）では、Ｗ層の磁化反転が必ず起こらね
ばならず、その場合には、Ｉ層からの影響が無視できる
ように小さくなければならない。温度が高くなると、Ｗ
層とＩ層との間の交換結合力σｗ２４　は小さくなるの
で、好都合である。しかし、ＴＨ　においても、十分な
σｗ２４　が残っている場合には、Ｗ層とＩ層との間に
Ｓ層が必要になる。Ｓ層が非磁性体であれば、σｗ２４
　はゼロ又は非常に小さくなる。しかし、ＴＨ　より低
く室温までのどこかの温度では、Ｗ層の初期化のために
σｗ２４　は大きくなければならない。そのとき、Ｓ層
はＷ層とＩ層との間に見掛け上十分に大きな交換結合力
を与えなければならない。それにはＳ層は磁性体である
必要がある。従って、Ｓ層は、相対的に低い温度では、
磁性体となってＷ層とＩ層との間に見掛け上十分に大き
な交換結合力σｗ２４　を与え、相対的に高い温度では
、非磁性体となってＷ層とＩ層との間に見掛け上ゼロ又
は非常に小さな交換結合力σｗ２４　を与えるものであ
る。　　それ故、Ｓ層はスイッチ層と呼ばれる。

【００８８】次に図１７を用いて、４層膜オーバーライ
トの原理を説明する。この説明は典型的な例であり、こ
れ以外にも例はある。例えば、各層の何れかの層が室温
とキュリー点との間にＴｃｏｍｐ．　を持つと説明はよ
り複雑になる。図１７で白抜きの矢印は、各層の磁化の
向きを示す。記録前の状態は、状態１又は状態２のいず
れかである。Ｍ層に着目すると、状態１は「Ａ向き」の
ビット（Ｂ１）であり、状態２は「逆Ａ向き」のビット
（Ｂ０）であり、Ｍ層とＷ層との間に界面磁壁（太線━
で示す）があり、やや不安定な状態（準安定）にある。

【００８９】 −−−−−−−低温サイクル−−−−−−−−状態１及
び状態２のビットにレーザービームを照射して温度を上
昇させると、最初にＳ層の磁化が消失する。そのため、
状態１は状態３に移行し、状態２は状態４に移行する。 更に温度が上昇してＴＬＳに達すると、Ｍ層の磁化は弱
くなり、Ｗ層からの交換結合力を介した作用が強くなる
。その結果、状態４のＭ層の磁化は反転すると同時に層
間の磁壁は消失する。これが状態５である。状態３のビ
ットはもともと層間の磁壁はないので、そのまま状態５
に移行する。

【００９０】ここで、レーザービームの照射が止むか又
は照射位置から遠ざかると、状態５のビットは温度が低
下を始め、やがて状態３を経て状態１になる。これが低
温サイクルである。なお、状態５から更に温度が上昇し
Ｍ層のキュリー点を越えると、磁化が消失し状態６にな
る。ここで、レーザービームの照射が止むか又は照射位
置から遠ざかると、状態６のビットは温度が低下を始め
、やがてＭ層のキュリー点を少し低い温度に至る。そう
すると、Ｍ層に磁化が現れる。この磁化の向きは、Ｗ層
からの交換結合力を介した作用を受け、Ｗ層の磁化の向
きに対して安定な向き（層間に磁壁が生じない向き）と
なる。ここではＰタイプであるので、状態５が再現する
。温度は更に低下し、それに従い、状態３が生じ、次い
で状態１のビットが生じる。このプロセスは低温サイク
ルの別の例である。

【００９１】 −−−−−−−高温サイクル−−−−−−−−状態１及
び状態２のビットにレーザービームを照射して温度を上
昇させると、既述のように状態５を経て状態６に至る。 更に温度が上昇すると、Ｗ層の保磁力は非常に低下する
。そのため、記録磁界Ｈｂ　↓によって磁化が反転する
。これが状態８である。

【００９２】ここで、レーザービームの照射が止むか又
は照射位置から遠ざかると、媒体温度は低下を始める。 やがて媒体温度はＭ層のキュリー点より少し下になる。 そうすると、Ｍ層に磁化が現れる。この磁化の向きは、
Ｗ層からの交換結合力を介した作用を受け、Ｗ層の磁化
の向きに対して安定な向き（層間に磁壁が生じない向き
）となる。ここではＰタイプであるので、状態９が出現
する。

【００９３】温度が更に低下すると、Ｓ層に磁化が現れ
、その結果、Ｗ層とＩ層とは磁気的に（交換結合力で）
結合される。その結果、Ｗ層の磁化の向きは、Ｉ層の磁
化の向きに対して安定な向き（層間に磁壁が生じない向
き）となる。ここではＰタイプであるので、Ｗ層の磁化
は「Ａ向き」に反転し、その結果、Ｍ層とＷ層との間に
は界面磁壁が生じる。この状態が室温でも維持され、状
態２のビットが生成する。

【００９４】これが高温サイクルである。

【００９５】なお、記録磁界Ｈｂ　↓によって状態８が
出現した後、更に温度が上昇すると、やがて温度はＷ層
のキュリー点を越える。そうすると、状態７が出現する
。 ここで、レーザービームの照射が止むか又は照射位置か
ら遠ざかると、媒体温度は低下を始める。やがて媒体温
度はＷ層のキュリー点より少し下になる。そうすると、
Ｗ層に磁化が現れる。この磁化の向きは、記録磁界Ｈｂ
　↓の向きに従う。その結果、状態８が出現する。

【００９６】更に温度が低下すると、状態９を経て状態
２のビットが形成される。このプロセスは高温サイクル
の別の例である。

【００９７】 −−−−−−オーバーライト−−−−−−−　　以上の
通り、前の記録状態に無関係に、低温サイクルでＭ層に
状態１のビット（Ｂ１）が形成され、高温サイクルでＭ
層に状態２のビット（Ｂ０）が形成される。従って、オ
ーバーライトが可能となる。

【００９８】

【発明が解決しようとする課題】利用発明にかかる「初
期化磁界Ｈｉｎｉ．　が不要な４層膜構造のオーバーラ
イト可能な光磁気記録媒体」は、基本発明にかかる２層
膜構造の媒体に比べ、磁性層全体の膜厚が厚い。

【００９９】そのため、その媒体は記録感度が低いとい
う第１の問題点があった。そこで、本発明者は、各層の
膜厚を強引に薄くした媒体を製作し評価することを試み
た。しかし、その媒体は、■Ｃ／Ｎ　比が低いか、或い
は■オーバーライトが良好ではないという欠点を有して
いた。尚、オーバーライトが良好ではないと言うことは
、新たな情報を記録したにもかかわらず、再生すると、
再生した情報の中に前の情報が含まれることを意味する
。

【０１００】従って、各層の膜厚を強引に薄くすること
により記録感度を向上する試みは失敗であった。記録感
度が低いと、光源に使用される半導体レーザーの強度は
、現在のところ余り高くないので、次のような２次的問
題点を引き起こす。つまり、記録するときに、媒体の線
速度を余り高くすることができず、そのため、データ（
情報）転送速度が低いと言う２次的問題点を引き起こす
。

【０１０１】本発明の目的は、原則的に４層構造のオー
バーライト可能な光磁気記録媒体において、記録感度を
向上させることにある。

【０１０２】

【課題を解決するための手段】ところで、利用発明の媒
体で最も膜厚の厚い層はＷ層である。そして、利用発明
のＷ層の材料組成として、これまでに報告されたものは
、ＧｄＤｙＦｅＣｏである。本発明者は鋭意研究した結
果、利用発明の媒体において、最も膜厚の厚かったＷ層
の材料組成としてＴｂＤｙＦｅＣｏＳｉ系を使用するこ
とにより、オーバーライト特性及びＣ／Ｎ　比を損なわ
ずに、Ｗ層の膜厚を著しく低下させることができ、その
ため、磁性層全体の膜厚を減少させることができ、その
結果、記録感度が向上することを見出し、本発明を成す
に至った。

【０１０３】よって、本発明は、「垂直磁化可能な磁性
薄膜からなるＭ層と、垂直磁化可能な磁性薄膜からなる
Ｗ層と、「垂直磁化可能な磁性薄膜からなるＳ層と、垂
直磁化可能な磁性薄膜からなるＩ層とを順に積層してな
り、Ｍ層とＷ層とは交換結合しており、室温でＭ層の磁
化の向きは変えないでＷ層の磁化のみを所定の向きに向
けておくことができ、しかもＷ層とＩ層とはＳ層のキュ
リー点以下の温度でＳ層を介して交換結合している原則
的に４層膜構造からなるオーバーライト可能な光磁気記
録媒体において、　　Ｗ層が、ＴｂＤｙＦｅＣｏＳｉ系
合金薄膜からなることを特徴とする光磁気記録媒体」を
提供する。

【０１０４】

【作用】本発明の特徴であるＴｂＤｙＦｅＣｏＳｉ系の
組成割合は、 （ＴｂｖＤｙ１００−ｖ）ｘ（ＦｅｗＣｏ１００−ｗ）
ｙＳｉ　ｚで表現するとき、次の範囲が好ましい。

【０１０５】 ｖ＝０〜５０原子％　　　　ｙ＝６５〜７５原子％ｗ＝
５０〜９０原子％　　　　ｚ＝０．１　〜５原子％ｘ＝
２５〜３２原子％ 特に、次の範囲はより一層好ましい。 ｖ＝２０〜５０原子％　　　　ｙ＝６７〜７５原子％ｗ
＝６０〜８０原子％　　　　ｚ＝０．１　〜３原子％ｘ
＝２５〜３０原子％ 利用発明の媒体（Ｗ層＝ＧｄＤｙＦｅＣｏ）は、Ｗ層の
膜厚を１３００Åより薄くすると、オーバーライトが良
好に行なえなくなった。それに対して、本発明の媒体（
Ｗ層＝ＴｂＤｙＦｅＣｏＳｉ系）は、Ｗ層の膜厚を最低
で２００　Åにしても、オーバーライトが良好であった
。

【０１０６】従って、Ｗ層の膜厚は、　２００〜１２０
０Åが好ましい。また、Ｍ層、Ｗ層、Ｓ層及びＩ層の各
キュリー点を順にＴＣ１、ＴＣ２、ＴＣ３、ＴＣ４とす
るとき、ＴＣ３≦ＴＣ１＜ＴＣ２＜ＴＣ４ の関係にあることが好ましい。

【０１０７】Ｍ層の材料組成は、ＴｂＦｅＣｏ又はＴｂ
ＤｙＦｅＣｏ系が好ましい。Ｓ層の材料組成は、ＴｂＦ
ｅ、ＴｂＦｅＣｏ、ＤｙＦｅ又はＤｙＦｅＣｏ系が好ま
しい。Ｉ層の材料組成は、ＴｂＣｏ、ＴｂＦｅＣｏ、Ｔ
ｂＧｄＣｏ又はＴｂＧｄＦｅＣｏ系が好ましい。以下、
実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこ
れに限定されるものではない。

【０１０８】

【実施例１】まず、　　トラッキングのために表面に同
心円状の多数の溝（プリグルーブという）が形成された
溝材樹脂（いわゆる２Ｐ樹脂）層を備えた厚さ１．２　
ｍｍのディスク状ガラス基板を用意した。４元のターゲ
ット源を備えたスパッタ装置の真空チャンバー内に、上
記基板をセットした。真空チャンバー内を一旦５×１０
−５Ｐａまで排気した後、上記基板を回転させながら、
アルゴン（Ａｒ）　ガスを導入し、　　Ａｒガス圧を２
×１０−１Ｐａに保持した。

【０１０９】最初に第１ターゲットとしてＳｉターゲッ
トを用いた。Ａｒガスに加えてＮ２　ガスをチャンバー
内に導入しながら、反応性スパッタリングを行なった。 　　これにより、溝材樹脂層の上に窒化ケイ素（Ｓｉ３
Ｎ４）　からなる保護層を　７００Åの厚さに設けた。 次にＮ２　ガス導入を止め、Ａｒガス中で第２ターゲッ
トとしてＴｂＦｅＣｏ系合金を用いて、スパッタリング
を行なった。これにより、保護層の上に、膜厚ｔ１　が
　５００Åで組成がＴｂ２４Ｆｅ７２Ｃｏ４　の垂直磁
化膜からなるＭ層を形成した。このＭ層はＲＥリッチで
ある。

【０１１０】続いて真空状態を保持したまま、第３ター
ゲットとしてＴｂＤｙＦｅＣｏ系合金及び第１ターゲッ
ト（Ｓｉ）　を用いて同時スパッタリングを行なった。 このとき、スパッタパワーを調整してＳｉの添加量を３
ａｔｍ％とした。　　これにより、Ｍ層の上に膜厚ｔ２
　が　２００Åで組成がＴｂ９Ｄｙ１８Ｆｅ４２Ｃｏ２
８Ｓｉ３の垂直磁化膜からなるＷ層を形成した。このＷ
層はＲＥリッチである。

【０１１１】さらに、真空状態を保持したまま、第４タ
ーゲットとしてＴｂＦｅ系合金ターゲットを用いて、ス
パッタリングを行なった。これにより、Ｗ層の上に、膜
厚ｔ３　が１００Åで組成がＴｂ２１Ｆｅ２９の垂直磁
化膜からなるＳ層を形成した。このＳ層はＴＭリッチで
ある。さらに、真空状態を保持したまま、第５ターゲッ
トとしてＴｂＣｏ系合金ターゲットを用いて、スパッタ
リングを行なった。これにより、Ｓ層の上に、膜厚ｔ４
　が５００Åで組成がＴｂ２７Ｃｏ７３の垂直磁化膜か
らなるＩ層を形成した。このＩ層はＲＥリッチである。

【０１１２】最後に真空状態を保持したまま、再び第１
ターゲットを用いて、上記保護層と同様にして、厚さ　
７００ÅのＳｉ３Ｎ４　からなる第２保護層をＩ層の上
に形成した。こうして得られたオーバーライト可能な光
磁気記録媒体の垂直断面構造を図１に示す。実際には、
この後、接着剤を用いて保護用のガラス板を第２保護層
の上に貼り合わせる。

【０１１３】〔評価試験〕 実施例の媒体について、まず６ｋＯｅ　以上の外部磁界
（永久磁石）を印加することにより、Ｗ層、Ｓ層及びＩ
層の磁化の向きを「Ａ向き」に揃えた。

【０１１４】次いで、光磁気記録再生装置を用い、媒体
を１１．３ｍ／秒の一定線速度で回転させ、これに波長
８３０ｎｍ　のレーザービームを照射して第１基準情報
を記録した。このとき、レーザービームの強度を、高レ
ベル時：ＰＨ　＝８．５　ｍＷ（ｏｎ　ｄｉｓｋ）　と
し、低レベル時：ＰＬ　＝３．５　ｍＷ（ｏｎ　ｄｉｓ
ｋ）　とし、両者の間で　７．５ＭＨｚの周波数（第１
基準情報）でパルス変調した。高レベルのパルス幅は４
５ｎｓｅｃとした。

【０１１５】記録した情報を再生すると、Ｃ／Ｎ　比＝
５０ｄＢで再生された。これにより第１基準情報が記録
されたことが確かめられた。次に情報を　２．８ＭＨｚ
の周波数（第２基準情報）に変更し、この媒体の第１基
準情報を記録した領域に同様に記録した。　　こうして
記録した情報を再生し、得られた再生信号をスペクトル
アナライザーで解析したところ、再生信号は　７．５Ｍ
Ｈｚの情報を全く含んでおらず、　２．８ＭＨｚの情報
だけを含んでいた。Ｃ／Ｎ　比は５０ｄＢであった。

【０１１６】これにより完全なオーバーライトが行なわ
れたことが判った。

【０１１７】

【実施例２】実施例１と同様にして、基板上に、順にＭ
層：Ｔｂ１２Ｄｙ１２Ｆｅ６５Ｃｏ１１　　　（膜厚　
５００Å）　Ｗ層：Ｔｂ１４Ｄｙ１４Ｆｅ４８Ｃｏ２１
Ｓｉ３（膜厚　２００Å）　Ｓ層：Ｔｂ２０Ｆｅ８０　
　　　　　　　　　　（膜厚　１００Å）　Ｉ層：Ｔｂ
２０Ｇｄ５Ｃｏ７５　　　　　　　　（膜厚５００Å）
　を積層することにより、光磁気記録媒体を製造した。 　　各層ともＲＥリッチである。

【０１１８】この媒体を前記評価試験に従い評価したと
ころ、この媒体は実施例１の媒体とほぼ同様の特性を示
した。

【０１１９】

【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、Ｗ層にＴ
ｂＤｙＦｅＣｏＳｉ系合金を使用することにより、Ｗ層
の膜厚を薄くしてもオーバーライトが良好である光磁気
記録媒体が得られる。その結果、本発明の媒体は、磁性
層全体の膜厚が薄くなり、そのため、記録感度が高いと
いう利点を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】は、本発明の実施例１にかかる媒体の垂直断面
を示す概念図である。

【図２】は、光磁気記録方式の記録原理を説明する概念
図である。

【図３】は、光磁気記録方式の再生原理を説明する概念
図である。

【図４】は、基本発明に従いオーバーライトする場合の
レーザービームの波形図である。

【図５】は、基本発明に従い２本のビームでオーバーラ
イトする場合のレーザービームの波形図である。

【図６】は、オーバーライト可能な光磁気記録媒体のＭ
層、Ｗ層について保磁力と温度との関係を示すグラフで
ある。

【図７】は、Ｍ層とＷ層の磁化の向きを示す概念図であ
る。

【図８】は、Ｍ層とＷ層の磁化の向きの変化を示す説明
図である。

【図９】は、Ｐタイプ媒体、Ａタイプ媒体について、低
温サイクル、高温サイクルの結果、Ｍ層とＷ層の磁化の
向きがどう変化するかを示す説明図である。いずれも室
温での状態を示す。

【図１０】は、Ｍ層とＷ層の磁化の向きの変化を示す説
明図である。

【図１１】は、希土類（ＲＥ）原子の副格子磁化を示す
ベクトル（実線の矢）と遷移金属（ＴＭ）原子の副格子
磁化を示すベクトル（点線の矢）とを比較するための説
明図である。

【図１２】は、副格子磁化のベクトルと合金の磁化の向
きを示すベクトル（白抜き矢）との関係を示す説明図で
ある。

【図１３】は、Ｍ層とＷ層について、それぞれＲＥリッ
チ、ＴＭリッチに分けた場合、オーバーライト可能な媒
体が４つの分類（１象限〜４象限）に分けられることを
説明する説明図である。

【図１４】は、基本発明の媒体を種々の観点から分類す
ると、結局、クラス１〜クラス９の９のクラスに分類さ
れることを説明する表（第１表）である。

【図１５】は、オーバーライト可能な光磁気記録媒体Ｎ
ｏ．　８−２のＭ層、Ｗ層について保磁力と温度との関
係を示すグラフである。

【図１６】は、媒体Ｎｏ．　８−２の媒体について、低
温サイクルと高温サイクルの結果、Ｍ層とＷ層の磁化の
向きがどう変化するかを示す概念図である。

【図１７】は、利用発明にかかる４層膜構造のオーバー
ライト可能な光磁気記録媒体について、そのオーバーラ
イト原理を説明する説明図である。

【主要部分の符号の説明】Ｌ………レーザービームＬｐ
　……直線偏光 Ｂ１　……「Ａ向き」磁化を有するビットＢ０　……「
逆Ａ向き」磁化を有するビットＭＯ　　……　　垂直磁
化膜 Ｓ………基板 Ｐ………溝材樹脂層 １………メモリー層（Ｍ層） ２………『記録層』（Ｗ層） ３………スイッチ層（Ｓ層） ４………初期化層（Ｉ層） ５………保護層

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　垂直磁化可能な磁性薄膜からなるメモ
   リー層と、垂直磁化可能な磁性薄膜からなる『記録層』
   と、垂直磁化可能な磁性薄膜からなるスイッチ層と、垂
   直磁化可能な磁性薄膜からなる初期化層とを順に積層し
   てなり、メモリー層と『記録層』とは交換結合しており
   、室温でメモリー層の磁化の向きは変えないで『記録層
   』の磁化のみを所定の向きに向けておくことができ、し
   かも『記録層』と初期化層とはスイッチ層のキュリー点
   以下の温度でスイッチ層を介して交換結合している原則
   的に４層膜構造からなるオーバーライト可能な光磁気記
   録媒体において、前記『記録層』が、ＴｂＤｙＦｅＣｏ
   Ｓｉ系合金薄膜からなることを特徴とする光磁気記録媒
   体。
2. 【請求項２】　　前記『記録層』の膜厚が、　２００〜
   １２００Åであることを特徴とする請求項１のオーバー
   ライト可能な光磁気記録媒体。
3. 【請求項３】　　前記メモリー層、『記録層』、スイッ
   チ層、初期化層の各キュリー点を順にＴＣ１、ＴＣ２、
   ＴＣ３、ＴＣ４とするとき、 ＴＣ３≦ＴＣ１＜ＴＣ２＜ＴＣ４ の関係にあることを特徴とする　　請求項１のオーバー
   ライト可能な光磁気記録媒体。
4. 【請求項４】　　　　前記メモリー層が、ＴｂＦｅＣｏ
   又はＴｂＤｙＦｅＣｏ系合金薄膜からなることを特徴と
   する請求項１のオーバーライト可能な光磁気記録媒体。
5. 【請求項５】　　　　前記スイッチ層が、ＴｂＦｅ、Ｔ
   ｂＦｅＣｏ、ＤｙＦｅ又はＤｙＦｅＣｏ系合金薄膜から
   なることを特徴とする　　請求項１のオーバーライト可
   能な光磁気記録媒体。
6. 【請求項６】　　　　前記初期化層が、ＴｂＣｏ、Ｔｂ
   ＦｅＣｏ、ＴｂＧｄＣｏ又はＴｂＧｄＦｅＣｏ系合金薄
   膜からなることを特徴とする請求項１のオーバーライト
   可能な光磁気記録媒体。