JPH05128603A

JPH05128603A - 光磁気記録媒体

Info

Publication number: JPH05128603A
Application number: JP31153091A
Authority: JP
Inventors: Shunichi Hashimoto; 俊一橋本
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1991-10-31
Filing date: 1991-10-31
Publication date: 1993-05-25

Abstract

(57)【要約】【構成】ＣｏＮｉ層とＰｔ層とが交互に積層された超
格子金属薄膜あるいは変調構造金属薄膜を光磁気記録媒
体の記録磁性層として使用する。【効果】良好な磁気光学特性を維持したまま、飽和磁
化，キュリー温度を所望の値に調整することが可能とな
る。また、上記金属薄膜を記録磁性層とする光磁気記録
媒体は、特に低波長光源を使用した場合に良好な特性を
示し、低波長光源を使用する次世代の光磁気記録媒体と
して好適なものと言える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁気光学効果を利用し
てレーザー光等により情報の記録・再生を行う光磁気記
録媒体に関し、特に良好な磁気光学特性を維持しつつ、
キュリー温度，飽和磁化を制御することが可能な光磁気
記録媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】光磁気記録方式は、磁性薄膜を部分的に
キュリー点または温度補償点を越えて昇温し、この部分
の保磁力を消滅させて外部から印加される記録磁界の向
きを反転させることにより記録を行い、磁気カー効果も
しくは磁気ファラデー効果により記録情報を読み出すこ
とを基本原理とするもので、コンピュータの外部記憶装
置、あるいは音響，映像情報の記録装置等において実用
化されつつある。

【０００３】この光磁気記録方式に使用される記録材料
としては、膜面と垂直な磁化容易軸を有するとともに磁
気光学効果が大きいことが要求され、従来よりＧｄ，Ｔ
ｂ，Ｄｙ等の希土類元素とＦｅ，Ｃｏ等の遷移元素とを
組み合わせた非晶質合金膜が代表的なものとされてい
る。この非晶質合金膜において、特に希土類元素として
Ｔｂを含むＴｂＦｅＣｏ膜やＧｄＴｂＦｅ膜等は大きな
垂直磁気異方性を示し、既に実用化されている。

【０００４】しかし、上記非晶質合金膜の構成成分であ
る希土類元素やＦｅは非常に酸化され易く、空気中の酸
素とも容易に結合して酸化物を形成する性質がある。こ
のため、このような酸化の進行により腐食や孔食が発生
し、記録信号の脱落を誘起する虞れがある。また、特に
希土類元素が選択的に酸化を受けると、保磁力や残留磁
気カー回転角の低下に伴ってＣ／Ｎ比が劣化するという
問題が生ずる。このような問題は、希土類元素を使用す
る限り免れることはできない。

【０００５】そこで、希土類元素の代わりにＰｔ等の貴
金属を使用した材料が耐食性に優れることから、光磁気
記録媒体の記録磁性層として使用することが試みられて
いる。たとえば、所定の層厚のＣｏ層とＰｔ層を超格子
的に積層させた、いわゆるＣｏ−Ｐｔ系人工格子膜は、
通常の光源波長である７８０ｎｍとともに４００ｎｍ程
度の短波長域の光に対しても高いカー回転角を有するこ
とから、短波長光源を使用する次世代の光磁気記録媒体
の記録磁性層材料として期待されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、光磁気記録
媒体の記録磁性層としては、カー効果等の磁気光学特性
の他に、飽和磁化Ｍｓやキュリー温度Ｔｃなどの磁気特
性も重要となってくる。

【０００７】たとえば、記録磁性層のキュリー温度Ｔｃ
は、光磁気記録媒体の記録感度と密接に関係しており、
光磁気記録媒体に対して、あるレーザパワーで記録を行
おうとする場合には、記録磁性層のキュリー温度が該レ
ーザパワーの印加によって発生する熱の温度よりも低い
ことが必要である。また、光磁気記録媒体において、記
録情報の消去やオーバーライトを良好に行うためには、
記録磁性層の飽和磁化Ｍｓがある程度低い方が望まし
い。

【０００８】上記Ｃｏ−Ｐｔ系人工格子膜の場合、飽和
磁化，キュリー温度は、Ｃｏ層およびＰｔ層の各膜厚を
コントロールすることで調整することができる。ところ
が、Ｃｏ層の膜厚は、Ｃｏ層の膜厚が３〜５Åの場合に
該人工格子膜の異方性が最大となるため、この膜厚範囲
から大きく変えることができない。このため、Ｃｏ−Ｐ
ｔ系人工格子膜においては、必然的にＰｔ層の膜厚を変
化させることを中心に飽和磁化，キュリー温度を調整す
ることとなる。

【０００９】Ｃｏ−Ｐｔ系人工格子膜において、飽和磁
化，キュリー温度をＰｔ層の膜厚を変化させることによ
って調整する場合、たとえば飽和磁化，キュリー温度の
降下は、Ｐｔ層の膜厚を厚くすることで達成することが
できる。ところが、Ｐｔ層の膜厚をあまり厚くすると、
今度はＰｔ層とＣｏ層の磁気的な相互作用が弱くなり、
磁気異方性や磁気特性が劣化したり、磁気光学特性の劣
化を招く。このため、Ｃｏ−Ｐｔ系人工格子膜を記録磁
性層とする場合、Ｐｔ層の厚膜化には制限があり、所望
の飽和磁化，キュリー温度を持たせることが困難であ
る。

【００１０】そこで、本発明はこのような従来に実情に
鑑みて提案されたものであり、良好な磁気光学特性を維
持したままキュリー温度，飽和磁化を調整することが可
能な光磁気記録媒体を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】Ｃｏ−Ｐｔ系人工格子膜
において、Ｐｔ層の膜厚を変えることで、キュリー点，
飽和磁化を調整しようとすると、Ｐｔ層の厚膜化に伴っ
て磁気光学特性等の特性が劣化するため、キュリー点，
飽和磁化の調整に制限があり、所望の感度，オーバーラ
イト特性等を得るのが難しい。

【００１２】そこで、本発明者らが、Ｐｔ層の膜厚を変
化させずにキュリー点，飽和磁化を調整できるＰｔ系人
工格子膜を得るべく鋭意検討を重ねた結果、ＣｏＮｉ合
金層とＰｔ層とを交互に積層したＣｏＮｉ−Ｐｔ系人工
格子膜は、Ｐｔ層の膜厚を固定したまま、Ｎｉの組成率
を変化させることにより飽和磁化，キュリー温度を調整
でき、しかも磁気光学特性等の特性がＮｉの組成率変化
によってほとんど劣化しないことを見い出した。

【００１３】このような知見に基づいて本発明の光磁気
記録媒体は、Ｃｏ_100-xＮｉ_x（但し、２０≦ｘ≦６０
である。）合金層とＰｔ層とが交互に積層された超格子
金属薄膜あるいは変調構造金属薄膜を記録層とするもの
である。

【００１４】本発明にかかる光磁気記録媒体において記
録層となる金属薄膜は、Ｃｏ_100-xＮｉ_x合金層とＰｔ
層とを交互に積層したＣｏＮｉ−Ｐｔ系人工格子膜であ
る。ここで、ＣｏＮｉ−Ｐｔ系人工格子膜において、人
工格子膜を構成する各金属層の界面は、異種金属原子が
互いに入り乱れず平坦に形成され、いわゆる超格子構造
とされていることが理想的であるが、界面にやや乱れを
生じながらも全体としては一定の周期を保って組成が変
動する、いわゆる変調構造（組成変調構造）を有するも
のであっても良い。

【００１５】このような構成のＣｏＮｉ−Ｐｔ系人工格
子膜は、ＣｏＮｉ合金層のＮｉ組成率ｘ（原子％）を変
化させることで、磁気光学特性を劣化させずにキュリー
温度，飽和磁化を調整することができ、所望の感度、オ
ーバーライト特性等を得ることが可能である。

【００１６】但し、上記人工格子膜のキュリー温度，飽
和磁化を光磁気記録媒体の記録磁性層として実用的な範
囲に収めるためには、上記Ｎｉ組成率ｘの変化範囲は２
０〜６０原子％とすることが必要である。これは、上記
人工格子膜において、飽和磁化，キュリー温度は、Ｎｉ
組成率ｘが大きい程低くなり、記録磁性層として実用的
な飽和磁化，キュリー点にまで降下させるには、Ｎｉ組
成率ｘが２０原子％以上であることが必要であるが、Ｎ
ｉ組成率が６０原子％を越えると、キュリー温度が１０
０℃以下になり、安定な記録再生を行うことができなく
なるからである。

【００１７】上記人工格子膜において、膜厚構成は、全
厚５０〜８００Åであることが望ましく、特に、ＣｏＮ
ｉ層２〜８Å、Ｐｔ層３〜４０Å、全厚５０〜４００Å
であることがより好ましく、かかる範囲で良好な磁気光
学特性を発揮する。勿論、これ以外の範囲、例えば層厚
８００Å以下の領域であれば磁気光学特性を発揮する
が、４００Åを越えた領域では角形比が若干低下する。
以上の膜厚の範囲は磁気光学特性を最適化する観点から
設定されるものであり、いずれの場合も上記範囲外では
面内磁化成分が発生して磁気光学特性が劣化する。

【００１８】なお、上記人工格子膜は、上記ＣｏＮｉ
層，Ｐｔ層とともに希土類−遷移金属膜を交換結合させ
たものであったもよい。この場合、上記希土類−遷移金
属膜は、希土類元素と遷移金属との合金膜であってもよ
く、あるいは希土類元素層と遷移金属層が積層された人
工格子膜であってもよい。また、希土類−遷移金属膜を
人工格子膜とする場合には、ＣｏＮｉ層とＰｔ層が積層
された人工格子膜と希土類−遷移金属膜はＣｏＮｉ層と
遷移金属層が互いに接するように積層されていることが
望ましい。

【００１９】上記人工格子膜は透明基板上に形成される
ことにより光磁気記録媒体の記録磁性層として機能す
る。上記人工格子膜を透明基板上に形成する方法として
は、スパッタリング，真空蒸着あるいは分子線エピキタ
シー（ＭＢＥ）等が挙げられる。たとえばスパッタリン
グを採用する場合には、所定の組成とされたＣｏＮｉ合
金ターゲットとＰｔターゲットとを使用した同時二元ス
パッタリングによって形成することが可能である。

【００２０】また、記録部が形成される透明基板として
は、ガラス，ポリカーボネート，ＰＭＭＡ（ポリメチル
メタクリレート），セラミクス，シリコンウェハ等が使
用可能である。

【００２１】

【作用】Ｃｏ_100-xＮｉ_x（但し、２０≦ｘ≦６０であ
る。）層とＰｔ層とが交互に積層されたＣｏＮｉ−Ｐｔ
系人工格子膜は、Ｎｉの組成率ｘを変化させることによ
り、良好な磁気光学特性を維持したまま、飽和磁化，キ
ュリー点が制御される。

【００２２】

【実施例】本発明の好適な実施例について、実験結果に
基づいて説明する。

【００２３】実施例本実施例は、ＣｏＮｉ−Ｐｔ系人工格子膜の特性をＮｉ
組成率を変化させることで調整した例である。

【００２４】スライドガラス基板上に、二元スパッタ法
により、Ｐｔ層９．８Å、ＣｏＮｉ合金層４．４Å、全
膜厚２０００ÅのＣｏＮｉ−Ｐｔ人工格子膜を作製し
た。

【００２５】ここで、スパタッリングは、ガス圧４×１
０^-3ＴｏｒｒのＡｒガス雰囲気下、厚さ４ｍｍ、直径１
００ｍｍのＣｏＮｉ及びＰｔの円板ターゲットを用い、
基板を１６ｒｐｍで回転させながら行い、その際放電
は、ＤＣモードで行った。また、ＣｏＮｉ（Ｃｏ_100-x
Ｎｉ_x）合金層のＮｉ組成率ｘは、各種組成比のＣｏＮ
ｉ合金ターゲットを使用することにより調整した。

【００２６】なお、作製された各種ＣｏＮｉ−Ｐｔ系人
工格子膜についてＸ線回折測定を行ったところ、人工格
子構造はＣｏ元素をＮｉ元素で置換することによって変
化しないことが確認された。

【００２７】比較例比較として、Ｃｏ−Ｐｔ人工格子膜の特性をＰｔ層の膜
厚を変化させることにより調整した例である。

【００２８】スライドガラス基板上に、Ｐｔ層の膜厚を
９．８〜２３Åの範囲で変化させて、Ｃｏ層４．４Å、
全膜厚２０００ÅであるＣｏ−Ｐｔ人工格子膜を実施例
と同様なスパッタ条件にて二元スパッタ法により作製し
た。なお、スパッタリングの際の投入パワーは、Ｃｏ
０．３〜０．５Å，３００Ｖ、Ｐｔ０．３〜０．４Å，
３００Ｖに設定して行った。

【００２９】このようにして作製された各ＣｏＮｉ−Ｐ
ｔ系人工格子膜および各Ｃｏ−Ｐｔ系人工格子膜につい
て、飽和磁化Ｍｓ，キュリー温度Ｔｃおよびカー回転角
θ_kを測定した。なお、飽和磁化Ｍｓ，キュリー温度Ｔ
ｃは震動試料型磁力計（ＶＳＭ）にて測定し、カー回転
角は、波長４００ｎｍ，７８０ｎｍの２種類の光源を使
用して測定した。

【００３０】上記各種人工格子膜の飽和磁化Ｍｓおよび
キュリー点Ｔｃを図１に、飽和磁化Ｍｓとカー回転角θ
_kを図２にまとめて示す。

【００３１】先ず、図１を見ると、ＣｏＮｉ−Ｐｔ系人
工格子膜はＮｉ組成率の増加に伴って、またＣｏ−Ｐｔ
系人工格子膜はＰｔ層の膜厚の増加に伴って、飽和磁
化、キュリー温度が降下しており、それぞれＮｉ組成
率，Ｐｔ層の膜厚を変化させることにより飽和磁化およ
びキュリー温度が制御できることがわかる。しかし、飽
和磁化Ｍｓとキュリー温度Ｔｃの関係を両人工格子膜で
比較すると、飽和磁化の変化量に対するキュリー温度の
変化量は、ＮｉＣｏ−Ｐｔ系人工格子膜の方が大きくな
っている。このことは、ＮｉＣｏ−Ｐｔ系人工格子膜
は、Ｎｉ組成率ｘを変化させることによって飽和磁化を
余り変化させずにキュリー点を大きく変化させることが
可能であることを示しており、キュリー点の調整を行う
上で有利であることがわかる。

【００３２】次に、図２を見ると、飽和磁化をパラメー
タとしたカー回転角の変化を示す直線は、実用的な飽和
磁化範囲においてＣｏ−Ｐｔ人工格子膜の場合よりもＣ
ｏＮｉ−Ｐｔ人工格子膜の場合の方が上側にある。すな
わち、このことは、同一飽和磁化の場合にはＣｏＮｉ−
Ｐｔ人工格子膜の方が高いカー回転角が得られることを
示しており、磁気光学特性に優れていることがわかる。

【００３３】ところで、光磁気記録媒体において、飽和
磁化Ｍｓは重要なパラメータであり、消去やオーバーラ
イトを良好にするためにはこの飽和磁化が小さいことが
要求される。一方、カー回転角は飽和磁化Ｍｓに比例す
ることが知られており、したがって飽和磁化Ｍｓが余り
小さくなると同時にカー回転角も小さくなり、実用範囲
のＳＮ比が得られなくなる。

【００３４】このような飽和磁化の降下に伴ったカー回
転角の減少を抑えるためには、飽和磁化Ｍｓを調整する
手法として飽和磁化Ｍｓの降下量に対するカー回転角の
減少量が小さい調整法を見出すことが重要となる。この
ため、飽和磁化を調整する方法を選択する際には、通
常、カー回転角と飽和磁化の比θ_k／Ｍｓを指標とし
て、この値が大きい調整法程、飽和磁化の降下とカー回
転角の確保の両立に有利であり、飽和磁化を調整する方
法として適している判断する。

【００３５】そこで、次に、このような点から、ＣｏＮ
ｉ−Ｐｔ人工格子膜、およびＣｏ−Ｐｔ人工格子膜につ
いて飽和磁化を調整する上での適性を検討するために、
飽和磁化Ｍｓをパラメータとするθ_k／Ｍｓの変化を調
べた。その結果を図３に示す。また、ＣｏＮｉ−Ｐｔ人
工格子膜については、Ｎｉ組成率とθ_k／Ｍｓの関係も
調べた。その結果を図４に示す。

【００３６】図３からわかるように、Ｍｓをパラメータ
とするθ_k／Ｍｓの変化を示す直線はＣｏ−Ｐｔ人工格
子膜の場合よりもＣｏＮｉ−Ｐｔ系人工格子膜の場合の
方が上側にあり、ＣｏＮｉ−Ｐｔ系人工格子膜の方がカ
ー回転角を大きく維持したままＭｓを降下させることが
できることがわかる。また、図４からも明らかなよう
に、ＣｏＮｉ−Ｐｔ系人工格子膜においては、θ_k／Ｍ
ｓはＮｉの組成率に伴って、すなわちＭｓが小さくなる
のに伴って増大しており、Ｍｓが小さくなる程カー回転
角の減少量が小さく、Ｍｓを調整する上でより有利な傾
向を示している。したがって、このことから、ＣｏＮｉ
−Ｐｔ系人工格子膜は、飽和磁化を調整する上でも好適
であることが示された。

【００３７】しかも、このような傾向は、光源波長が４
００ｎｍの場合に特に顕著であり、ＣｏＮｉ−Ｐｔ系人
工格子膜は、低周波域光源を使用する次世代の光磁気記
録媒体の記録磁性層としても適していることがわかる。

【００３８】

【発明の効果】上述の説明からも明らかなように、本発
明の光磁気記録媒体は、Ｃｏ_100-xＮｉ_x（但し、２０
≦ｘ≦６０である。）層とＰｔ層とが交互に積層された
ＣｏＮｉ−Ｐｔ系人工格子膜を記録層としているので、
良好な磁気光学特性を維持したまま飽和磁化，キュリー
温度を所望の値に調整することが可能である。したがっ
て、本発明によれば、磁気光学特性に優れるとともに高
感度であり、消去，オーバーライトも良好に行うことが
できる磁気記録媒体を得ることが可能となる。しかも、
上記光磁気記録媒体は、特に低波長域光源を使用した場
合に良好な特性を示し、低波長光源を使用する次世代の
光磁気記録媒体としても好適なものであると言える。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＣｏＮｉ−Ｐｔ人工格子膜およびＣｏ−Ｐｔ人
工格子膜について飽和磁化Ｍｓとキュリー温度を示す特
性図である。

【図２】ＣｏＮｉ−Ｐｔ人工格子膜およびＣｏ−Ｐｔ人
工格子膜について飽和磁化をパラメータとするカー回転
角の変化を示す特性図である。

【図３】ＣｏＮｉ−Ｐｔ人工格子膜およびＣｏ−Ｐｔ人
工格子について飽和磁化をパラメータとするθ_k／Ｍｓ
の変化を示す特性図である。

【図４】ＣｏＮｉ−Ｐｔ人工格子膜についてＮｉの組成
率とθ_k／Ｍｓの関係を示す特性図である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｃｏ_100-xＮｉ_x（但し、２０≦ｘ≦６
０である。）層とＰｔ層とが交互に積層された超格子金
属薄膜あるいは変調構造金属薄膜を記録層とする光磁気
記録媒体。