JPH07296433A - 情報記録再生方法、情報記録再生装置及び情報記録媒体 - Google Patents

情報記録再生方法、情報記録再生装置及び情報記録媒体

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JPH07296433A
JPH07296433A JP8837994A JP8837994A JPH07296433A JP H07296433 A JPH07296433 A JP H07296433A JP 8837994 A JP8837994 A JP 8837994A JP 8837994 A JP8837994 A JP 8837994A JP H07296433 A JPH07296433 A JP H07296433A
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Masaya Ishida
方哉 石田
Takeo Kawase
健夫 川瀬
Satoshi Nehashi
聡 根橋
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 磁気記録媒体の再生分解能を向上することに
より面記録密度を向上し、同時に記録層を多層化して各
層に記録を行った記録媒体の各層からの情報の再生を可
能にして、記録媒体の記録容量の増大を図る。 【構成】 マイクロ波を情報記録媒体に照射して、記録
情報を磁性膜におけるマイクロ波の吸収の有無に対応さ
せて情報の再生を行なう。マイクロ波が照射されている
情報記録媒体の一部を光ヘッドにより局所的に加熱して
情報の再生を行なう。記録媒体としては、透明基板上に
１層あるいは複数層の磁性膜を形成したものを用いる。
磁性膜が、重希土類金属Tb,Dy及びGdの内から１種又は
２種以上とFe及びCoを主たる組成とする非晶質合金薄膜
である。さらに、記録層が異なる記録保持層と再生層と
からなり、記録保持層と再生層とは交換結合した磁性膜
においても情報の再生が可能である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、マイクロ波を用いた情
報記録再生方法、情報記録装置及び情報記録媒体に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】情報化社会を迎えて、我々が取り扱う情
報量は飛躍的に増大している。その中で、情報の記録再
生装置は欠かせないものとなってきており、コンピュー
タの周辺機器分野ではフロッピーディスク、ハードディ
スクが、AV関連分野ではビデオテープレコーダ広く普及
している。これらの情報記録装置の記録密度の向上は著
しく、それに伴い記録容量も年々増大している。これら
の磁気記録媒体は、半導体メモリに比べて１ビット当た
りのコストが非常に安価であり、大容量の情報が必要な
用途には適している。しかし、今後に発展が期待されて
いるマルチメディア環境においては、画像、音声などを
含む膨大な情報を取り扱うことが予想され、磁気記録の
中では記録密度が高いハードディスクや光磁気ディスク
でさえも、なお記録容量が不足するであろう。そこで、
磁気記録のさらなる高密度化、大容量化が検討されてい
る。
【０００３】ハードディスクにおいては、高密度化の切
り札として垂直磁気記録方式が挙げられる。このように
記録密度が増大すると、記録媒体と磁気へッドの距離を
小さくせねばならない。現状のハードディスク装置にお
いて磁気ヘッドの浮上量は0.1ミクロン程度であり、今
後、これを飛躍的に小さくするためには、記録媒体の表
面状態、磁気ヘッド浮上量のより精密な制御などといっ
た課題を克服せねばならず、記録密度を向上するために
多大な努力が必要となる。そのため、現状の安価なビッ
トコストのまま記録容量を飛躍的に増大させることが難
しいと考えられる。また、ハードディスクはその微小な
浮上量を実現するために、塵やほこりなどを嫌う。その
ため、記録媒体を可換にすることができず、使用形態は
限られてしまうという欠点がある。
【０００４】この高密度な磁気記録の欠点を補う方式
が、光磁気記録や相変化などの光記録メモリである。代
表的な光磁気記録方式で説明する。光を記録膜上に集光
させて１ミクロン角程度の領域を加熱して、磁化の向き
を上下どちらかに決定することにより情報の記録を行な
う。光スポット程度の記録領域であるため、磁気記録よ
りも記録密度が向上する。磁化の向きは加熱時の外部磁
化の向きにより決定されるが、数百Oeの磁界により記録
可能なために、磁界の印加手段を媒体に近接させる必要
がない。そのため、記録媒体は可換となる。光磁気記録
方式において、転送レートを改善するために磁気ヘッド
を用いた磁界変調によるダイレクトオーバーライト方式
が提案されているが、この場合も磁気ヘッドの浮上量が
高密度の磁気記録に比べてはるかに大きく、記録媒体の
可換性は確保されている。光記録方式の記録密度は、レ
ーザのビームスポット径により制限される。ビームスポ
ット径は、λ／NA（λ：レーザ波長、NA：対物レンズの
開口数）に比例する。従って、記録密度を向上させるた
めにはレーザ波長を短くするか、対物レンズのNAを大き
くすることが考えられる。対物レンズのNAを大きくする
と、光学ヘッドの制御はさらなる精密さが要求されるた
めに、記録再生装置への負荷が大きくなってしまう。そ
こで、対物レンズのNAは0.65程度を上限として、光源の
短波長化により高密度化が図られている。しかしなが
ら、600nm以下の波長の半導体レーザは現在研究開発の
段階にあり、実用化にはまだ多くの時間がかかる。ま
た、波長が300nm以下になると基板による光の吸収など
の新たな問題が生じるために、光源の短波長化のみでの
光記録の高密度化には限界がある。このように、光記録
方式においても本質的に高密度化が制限されるので、様
々な工夫を行なった上で、現在市販されている波長830n
mの光磁気記録装置の10倍程度の高密度化が達成できる
に過ぎないと考えられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】磁気記録方式におい
て、磁気ヘッドを用いて超高密度の磁区形成は可能であ
ることが知られている。例えば、「日本応用磁気学会第
７９回研究会資料」、P9、「超高密磁気記録のための磁
気メディアと記録磁界」、によれば、垂直磁気記録方式
により0.05ミクロン程度のサイズの磁区形成は可能であ
る。しかしながら、このように超高密度に記録した磁気
情報の再生は、再生信号のＳＮ比が低下するために現実
的には困難であり、現在では0.2ミクロン程度のサイズ
の情報までしか再生できない。つまり、磁気記録方式で
は、記録時の分解能に比べて再生時の分解能が低いとい
う課題を有している。
【０００６】光磁気記録の場合も磁気記録と同様に、光
ヘッドを用いて超高密度の磁区形成が可能であることが
知られている。例えば、「光メモリシンポジウム'90論
文集」、P63、「短波長記録光磁気ディスク」、によれ
ば、0.3ミクロン程度のサイズの磁区を形成することは
容易であり、さらに微小なサイズの磁区形成も可能であ
る。しかし、それに比べてビームスポット径はかなり大
きく、通常の再生方法では高密度記録された情報を良好
に再生することが困難である。つまり、光磁気記録を含
めた磁気記録方式では、記録時の分解能に比べて再生時
の分解能が低い。そのため、記録密度は再生の分解能で
制限されてしまっている。
【０００７】また、磁気記録媒体において、記録層を多
層化することにより記録容量を増大しようという試みは
容易に思いつく。そして、そのように多層化された磁性
膜の各層に、情報の記録を行なうことは比較的に容易で
ある。しかし、多層に記録された情報を再生することは
非常に難しい。磁気ヘッドを用いる場合は、磁気ヘッド
と近接している記録層からの情報は再生が容易に可能で
あるが、磁気ヘッドと記録層との距離が増加すると情報
の再生は著しく困難になるため、現実的ではない。光磁
気読み出しの場合には、記録層を多層化すると光の入射
側に配置された第一番目の記録層からの情報の再生は可
能である。しかし、第二番目以降の記録層からの再生信
号は充分なＳＮ比が得られないといった問題点があり、
多層化による記録容量の増大を実現する再生方法は現在
のところ無い。光磁気記録を含む磁気記録方式では、記
録層の多層化による記録容量の飛躍的な増大は困難であ
る。
【０００８】以上述べたように、光磁気記録を含む磁気
記録方式では、再生時の分解能が低く、さらに記録層を
多層化して記録容量を増大できないという課題を有して
いた。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の情報記録再生方
法は、マイクロ波を情報記録媒体に照射して、情報記録
媒体でのマイクロ波の吸収を用いて情報の再生を行な
う。同時に、マイクロ波が照射されている情報記録媒体
の一部を局所的に加熱して情報の再生を行ない、光ヘッ
ドを用いて情報記録媒体上にレーザ光を集光することに
より情報記録媒体の一部を局所的に加熱する方法が望ま
しい。マイクロ波が照射されている情報記録媒体に磁界
を印加しながら情報の再生を行なう。周波数の異なるマ
イクロ波を照射して情報の再生を行なう方法や、印加す
る磁界の大きさを変化させて情報の再生を行なう方法を
用いてもよい。
【００１０】また、本発明の情報記録再生装置は、少な
くとも１種類以上の周波数のマイクロ波を情報記録媒体
に照射する手段と、情報記録媒体でのマイクロ波の吸収
を検出する手段を有する。マイクロ波を情報記録媒体に
照射する手段として、ガンダイオードあるいはクライス
トロンを用いてもよい。マイクロ波が照射されている情
報記録媒体の一部を局所的に加熱する手段を有し、その
加熱する手段としては光ヘッドが望ましい。マイクロ波
が照射されている情報記録媒体に磁界を印加し、磁界の
大きさを変化させる手段を有する。
【００１１】さらに、本発明の情報記録媒体は、基板上
に１層あるいは複数層の磁性膜を形成する。磁性膜は、
重希土類金属Tb,Dy及びGdから選ばれる１種又は２種以
上とFe及びCoを主たる組成とする非晶質合金薄膜が望ま
しい。さらに、磁性膜が異なる記録保持層と吸収層とか
らなり、記録保持層と吸収層が交換結合しているのも望
ましい。磁性膜にガーネット、フェライトあるいはその
他の酸化物を用いてもよく、さらに、磁性膜として面内
磁化膜を用いてもよい。
【００１２】
【作用】マイクロ波を用いた情報の再生原理について説
明する。磁気モーメントｍを静磁界Ｈ中に配置すると、
磁気モーメントは歳差運動を行なう。この歳差運動の様
子を図２に示す。この歳差運動は時間とともに減衰して
静磁界の方向へ向いてしまう（図２(b)）。ここで、静
磁界Ｈと垂直方向に歳差運動と同じ周波数の高周波磁界
ｈ0を印加すると、この歳差運動は減衰することなく続
く。電磁波は、その進行方向に対して垂直方向に電界と
磁界ベクトルを有し、それらの大きさは電磁波と同じ周
波数で変化する。そのため、静磁界中に配置した磁気モ
ーメントに、静磁界と電磁波の磁界ベクトルが垂直とな
るようにある周波数の電磁波を照射すると、磁気モーメ
ントは歳差運動を続け（図２(a)）、電磁波のエネルギ
ーは磁気モーメントに吸収される。この現象を磁気共鳴
といい、磁気モーメントの歳差運動の周波数を共鳴周波
数と呼ぶ。強磁性体などの磁性体を静磁界中に配置した
場合もこれと同様に振る舞う。即ち、各磁気モーメント
が交換結合により一様に動くために、全体が一つの磁化
Ｍとして歳差運動を行なう。この歳差運動の共鳴周波数
が100MHz〜100GHzにあり、マイクロ波の周波数帯に相当
する。従って、磁性体にある周波数のマイクロ波を照射
すると、マイクロ波が磁性体で吸収されることになる。
【００１３】試料として薄膜状の磁性体を用い、その磁
性体が膜面に対して垂直方向に異方性磁界HAが働くとす
ると、マイクロ波の周波数と印加磁界の関係は次式で示
される。
【００１４】静磁場Hrが試料面内にある場合：
【００１５】
【数１】
【００１６】静磁場Hrが試料と垂直である場合：
【００１７】
【数２】
【００１８】ここで、ω0は共鳴周波数、Ｍは磁化、γ
は磁気回転比を表す。これらの式から、磁性膜の磁気特
性が異なる場合に、共鳴周波数が異なることがわかる。
また、ある一定磁界を印加してさらにある周波数のマイ
クロ波を照射した場合に、磁化Ｍの向きと静磁界Ｈrの
向きが一致する場合としない場合では、磁気共鳴の様子
が異なる。このことから、共鳴条件を満たすか否かを磁
化の向きに対応させることにより、マイクロ波による情
報の再生が可能となることがわかる。
【００１９】次に、マイクロ波による情報の再生の感度
について述べる。磁気共鳴の検出感度は、通常最小スピ
ン数Ｎminで評価されるが、その値は、
【００２０】
【数３】
【００２１】と表されることが知られている。これは、
試料を空洞共振器内に配置した場合の検出感度である。
ここで、Vはマイクロ波空洞共振器の体積、Q0はそのＱ
値、ΔH0/H0は共鳴磁場H0と吸収線幅ΔH0の比、Bは増幅
機の帯域幅、P0はマイクロ波電力である。代表的な系に
おいては、Nminは109〜1010のオーダーとなる。この値
は、磁気共鳴の検出が非常に高感度であり、高密度に記
録された情報の再生に適していることを示している。
【００２２】以上で説明したのように、マイクロ波によ
る情報の再生は非常に検出感度が高い。しかしながら、
マイクロ波を1ミクロン角以下に絞り込むことは困難で
ある。そのため、ディスク状やカード型の記録媒体を想
定した場合、マイクロ波のみを用いて高い面分解能、即
ち高い面記録密度を実現することが困難である。そこ
で、マイクロ波が照射されている記録媒体の一部を加熱
するという工夫により、高い面記録密度の実現を達成し
た。図３にその再生原理を示す。レーザ光(302)の照射
などにより記録媒体の一部を加熱する。このときに、記
録媒体が温度上昇し、尚かつ記録膜(307)の磁化(308)の
向きがある特定の方向を向いているときにのみ磁気共鳴
を起こすように、マイクロ波(303)の周波数と印加磁界
(309)の大きさを設定しておく。この場合、温度上昇し
ていない領域については磁気共鳴が起きないためにマイ
クロ波は吸収されない。マイクロ波の吸収は、加熱され
た領域の中で、尚かつ特定の条件が満たされたときにの
み起きるため、非常に高い面記録密度を得ることが可能
である。
【００２３】次に、マイクロ波を用いると複数の積層さ
れた記録層からの情報も再生できることを示す。電磁波
の良導体に対する侵入深さ（スキンデプス）は、
【００２４】
【数４】
【００２５】と表される。ここで、μは透磁率、ωは角
周波数、σは導電率を表す。周波数10GHz程度のマイク
ロ波を良導体に照射した場合、1μm前後の侵入深さの値
となる。従って、1000Åの厚みの磁性層の記録層として
用いた場合には、十層程度の多層化が可能であり、磁性
層の膜厚を減少すれば、さらに多くの磁性膜を積層して
もマイクロ波は十分侵入することが可能である。そのた
め、各記録層の磁気特性を変えて共鳴磁界や共鳴周波数
を変えることにより、膜厚方向の多重記録された情報の
再生がマイクロ波を用いることにより可能となる。図４
に記録層を多層化した場合の再生原理を示す。図４は簡
単のために記録層を２層とした場合について示す。周波
数の異なる２種類のマイクロ波(403,404)を記録媒体に
照射する。記録層１(409)は、レーザ(402)により温度上
昇した領域の一部が周波数ω1のマイクロ波(403)の照射
により共鳴するように磁気特性を設定する。記録層２(4
10)は、周波数ω2で共鳴するように磁気特性を設定す
る。ともに再生時の印加磁界の大きさは同じになるよう
に設定する。それぞれのマイクロ波の吸収を別々に検出
することにより、記録層１と記録層２に記録された情報
を独立に再生することができる。このように、マイクロ
波を用いることにより、多層化した記録層からの情報を
独立に再生することが可能となるため、従来の記録再生
方式に比べて記録容量を数倍に増大することができる。
これに対して、光による再生の場合は（４）式から侵入
深さが数百Åとなり、膜厚方向の多重記録した情報の再
生は困難であることがわかる。
【００２６】以上に述べたように、マイクロ波を用いた
情報の再生方法を光による再生方法と比較すると、温度
上昇した領域により面方向の分解能が決まるため、面記
録密度は同程度ないしはそれ以上であり、膜厚方向の多
重記録した情報の再生が可能であることから、マイクロ
波による再生の方が数倍以上の記録容量が得られる。
【００２７】
【実施例】以下に実施例をあげて、本発明を説明する。
【００２８】実施例１：図１は、情報の再生に用いた装
置のブロック図である。マイクロ波発振源(105)として
ガンダイオードを用いた。マイクロ波の周波数は9.3GH
z、マイクロ波のパワーは1mWに設定した。マイクロ波検
出器(107)にはシリコン・クリスタル・ダイオードを用
い、ホモダイン検波により信号の検出を行なった。ガン
ダイオードで発振されたマイクロ波を導波管(106)で記
録媒体(101)へ導き、記録媒体にて一部吸収されたマイ
クロ波は、記録媒体を透過して検出器へと到達し、電気
信号へと変換される構成である。記録媒体はディスク状
のものを用い、スピンドルモータ(102)により一定の角
速度で回転する。レーザ光の波長が830nmの光ヘッド(10
4)を記録媒体の直上に配置して、光スポットが記録媒体
の記録層に集光されるように制御した。記録媒体上での
スポット径は約1.4ミクロンである。記録媒体には案内
溝を形成することにより、ディスクの半径方向に関して
光スポットの位置制御を行なった。記録媒体は透明な基
板に記録層を形成したもの用い、基板側からレーザ光を
照射して、反対側からマイクロ波を照射する構成とし
た。マイクロ波の検出系は、記録媒体に対して光ヘッド
と同じ側に配置した。再生中に記録媒体に磁界を印加す
る手段としては、記録媒体に対して光ヘッドと反対側に
磁界印加用コイル(103)を配置し、所望の電流を流すこ
とにより必要な磁界を得られる構成とした。
【００２９】ここで用いた記録媒体は、フォト・ポリマ
・プロセス（２Ｐ法）にて案内溝を形成した円盤型のガ
ラス基板上に、保護層１としてAlSiNを750Å、記録層と
してGdDyFeCo非晶質合金薄膜を700Å、さらに保護層２
としてAlSiNを1000Åを連続してスパッタリング法によ
り成膜したものを用いた。この記録層に9.3GHzのマイク
ロ波を照射した場合に、室温では共鳴磁界は3.5kGauss
であり、100℃においては約300Gaussであった。また、
記録層は磁化容易軸が膜面に対して垂直方向であり、キ
ュリー温度は180℃、室温での保磁力は2.2kOeである。
この記録媒体に、あらかじめ光磁気記録方式により記録
磁区を形成しておいた。記録条件は、ディスク回転数18
00rpm、記録半径30mm、記録周波数3.7MHz、デューティ
ー比50％、記録磁界300Gaussである。これによりドメイ
ン長0.76ミクロンの記録磁区が記録層に形成された。
【００３０】記録された記録媒体からのマイクロ波によ
る信号の再生を行なった。ディスク回転数1800rpm、光
ヘッドのレーザパワー2.5mWとして記録層に集光して、
記録層の一部を加熱した。加熱された領域に磁界を300G
auss印加した。ここで、マイクロ波を記録媒体に照射し
てその吸収の信号をスペクトラムアナライザーにて測定
を行なった。評価条件は、分解能帯域幅30kHz、ビデオ
帯域幅100Hzである。測定された再生信号の3.7MHzでの
ＣＮ比は51.0dBであり、良好な再生が可能であることが
確認された。そして、光ヘッドによる加熱を行なわない
で、磁界を印加しながらマイクロ波のみを照射した場
合、再生信号には3.7MHzの成分は検出されなかった。以
上の結果から、記録媒体の一部を加熱しながらマイクロ
波を照射することにより、加熱された領域のみの磁気的
な情報を再生することが可能であることが確かめられ
た。また、同じ記録媒体を光磁気再生方式にて測定を行
なった場合、ＣＮ比は50.3dBであった。以上のことから
マイクロ波を用いた再生方式は、光磁気再生方式とほぼ
同等の再生特性であることが確認された。
【００３１】本実施例においては、マイクロ波の検出は
透過型、ホモダイン検波を用いている。しかしながら、
マイクロ波の検出方式としては様々な組み合わせがあ
る。例えば、反射型で検出を行なったり、検波方式もス
ーパーへテロダイン等があり、これらの方法も有効であ
る。また、検出感度を向上するために媒体をキャビティ
ー内に配置する方法も有効である。このように、本発明
は種々のマイクロ波検出方式、マイクロ波回路において
有効であり、本発明は本実施例に限定されると考えられ
るべきではない。
【００３２】実施例２：実施例１で用いた再生装置のマ
イクロ波発振源(505)をクライストロンに、マイクロ波
検出器(507)をGaAsショットキー・バリア・ダイオード
に変更して情報の再生を行なった。マイクロ波の周波数
は9.3GHzである。また、マイクロ波検出器は、記録媒体
(501)に対して光ヘッド(504)と反対側に配置して、反射
型の配置で信号の検出を行なった。図５はここで用いた
再生装置のブロック図である。磁界印加用コイル(503)
は、記録媒体に対して光ヘッドと同じ側に配置した。用
いた記録媒体は、２Ｐ法にて案内溝を形成した円盤型の
ガラス基板上に、保護層１としてAlSiNを750Å、記録層
としてTbFeCo非晶質合金薄膜400ÅとGdFeCo非晶質合金
薄膜を300Åの交換結合積層膜、さらに保護層２としてA
lSiNを1000Åを連続してスパッタリング法により成膜し
たものを用いた。ここで、TbFeCo膜は記録を保持する層
として、GdFeCoはマイクロ波が吸収される層として機能
する。この吸収層であるGdFeCo層に9.3GHzのマイクロ波
を照射した場合に、室温では共鳴磁界は3.5kGaussであ
り、100℃においては約300Gaussであった。一方、ここ
で用いた記録保持層のTbFeCo層は室温から130℃の範囲
において300Gauss付近に共鳴磁界を持たないために、再
生時には影響を及ぼさない。また、TbFeCo層は磁化容易
軸が膜面に対して垂直方向であり、キュリー温度は180
℃である。さらに、室温での交換結合した磁性膜の保磁
力は4.3kOeである。この記録媒体に、実施例１と同様な
条件であらかじめ情報の記録を行なった。
【００３３】次に、記録された記録媒体からのマイクロ
波による信号の再生を行なった。ディスク回転数1800rp
m、光ヘッドのレーザパワー2.5mWとして記録層に集光し
て、記録層の一部を加熱した。加熱された領域に磁界を
300Gauss印加した。ここで、マイクロ波を記録媒体に照
射してその吸収の信号をスペクトラムアナライザーにて
測定を行なった。評価条件は、分解能帯域幅30kHz、ビ
デオ帯域幅100Hzである。測定された再生信号の3.7MHz
でのＣＮ比は49.8dBであり、良好な再生が可能であるこ
とが確認された。そして、光ヘッドによる加熱を行なわ
ないで、磁界を印加しながらマイクロ波のみを照射した
場合、再生信号には3.7MHzの成分は検出されなかった。
【００３４】本実施例から、記録を保持する層とマイク
ロ波の吸収する層の交換結合膜を記録層として用いるこ
とが可能であることが確認された。これにより、従来の
高密度記録に適した光磁気記録材料のTbFeCo、DyFeCoや
その他の組成をそのまま記録保持層として用いることが
可能であり、記録条件に左右されることなく吸収層の共
鳴条件を選択できるため、共鳴条件を満たす磁性膜なら
ば吸収層として用いることが可能である。
【００３５】実施例３：記録層を多層化した記録媒体か
らの情報の再生について述べる。図６は、再生に用いた
装置のブロック図である。周波数が9.3GHzのマイクロ波
発振源１(605)と周波数が15.0GHzのマイクロ波発振源２
(606)を用意する。ともに、ガンダイオードを用いた。
マイクロ波のパワーはともに1mWに設定した。マイクロ
波検出器(609)にはシリコン・クリスタル・ダイオード
を用い、ホモダイン検波により信号の検出を行なった。
この検出器は、9.3GHzと15.0GHzのマイクロ波を同程度
の感度にて検出することができる。マイクロ波の検出系
は、記録媒体に対して光ヘッド(604)と同じ側に配置し
た。記録媒体(601)の一部を加熱するための光ヘッド
は、実施例１で用いたのと同様である。また、記録媒体
に対して光ヘッドと反対側に磁界印加用コイル(603)を
配置した。
【００３６】ここで用いた記録媒体の構造を図７に示
す。２Ｐ法にて案内溝を形成した円盤型のガラス基板(7
01)上に、保護層１(702)としてAlSiNを750Å、記録層１
(703)としてDyFeCo非晶質合金薄膜(704)350ÅとGdDyFeC
o非晶質合金薄膜(705)300Åの交換結合積層膜、記録層
１と記録層２を分離するための誘電体層(706)としてAlS
iNを250Å、記録層２(707)としてTbFeCo非晶質合金薄膜
(708)350ÅとGdDyFeCo非晶質合金薄膜(709)300Åの交換
結合積層膜、さらに保護層２(710)としてAlSiNを1000Å
を連続してスパッタリング法により成膜したものを用い
た。ここで、記録層１のDyFeCo膜と記録層２のTbFeCoは
記録を保持する層として、記録層１と記録層２のGdDyFe
Coはマイクロ波が吸収される層として機能する。記録層
１のGdDyFeCoに9.3GHzのマイクロ波を照射した場合に
は、室温での共鳴磁界は3.9kGaussであり、120℃におい
ては約300Gaussであった。記録層２のGdDyFeCoに15.0GH
zのマイクロ波を照射した場合には、室温での共鳴磁界
は3.0kGaussであり、80℃においては約300Gaussであっ
た。一方、ここで用いた記録層１のDyFeCoと記録層２の
TbFeCoは室温から140℃の範囲において300Gauss付近に
共鳴磁界を持たないために、再生時には影響を及ぼさな
い。また、記録層１のDyFeCoと記録層２のTbFeCoはとも
に磁化容易軸が膜面に対して垂直方向であり、それらの
膜のキュリー温度は各々190℃と240℃である。この記録
媒体にあらかじめ記録を行なった。記録条件は、ディス
ク回転数1800rpm、記録半径30mmである。まず、レーザ
パワー11mWにて消去を行ない、レーザパワー10.5mW、記
録磁界300Oe、記録周波数2.5MHz、デューティー比25%の
条件にて記録層２に記録行なった。引き続いて、レーザ
パワー5mWにて消去を行ない、レーザパワー6.5mW、記録
磁界300Oe、記録周波数3.7MHz、デューティー比20%の条
件にて記録層１に記録行なった。
【００３７】以上のようにして記録された２層の記録層
を有する記録媒体からの、マイクロ波による信号の再生
を行なった。ディスク回転数1800rpm、光ヘッドのレー
ザパワー2.5mWとして記録層に集光して、記録層の一部
を加熱した。加熱された領域に磁界を300Gauss印加し
た。ここで、周波数が9.3GHzのマイクロ波を記録媒体に
照射してその吸収の信号をスペクトラムアナライザーに
て測定を行なった。再生信号の評価は、実施例１と同様
に行なった。測定された再生信号の3.7MHzのＣＮ比は5
1.0dBであり、2.5MHzの信号は検出されなかった。次
に、周波数が15.0GHzのマイクロ波を記録媒体に照射し
たところ、再生信号の2.5MHzのＣＮ比は51.4dBであり、
先程と同様に3.7MHzの信号は検出されなかった。以上の
ことから、記録層を２層にした記録媒体において、それ
ぞれの記録層に異なる周波数の信号を記録しても、独立
に良好な再生信号が得られることが確認された。そし
て、記録膜の積層化が可能であることから、記録容量を
飛躍的に増大できることが確認された。
【００３８】本実施例では、異なる周波数のマイクロ波
を別々に照射して情報の再生を行っている。しかし、同
時に異なる周波数のマイクロ波を記録媒体に照射し、各
周波数のみのマイクロ波を検出する検出器を複数個配置
することにより、同時に複数の記録層からの情報の再生
は可能である。また、本実施例では２層の記録層からな
る記録媒体を用いているが、３層以上の記録層を有する
記録媒体においても本発明は有効であり、本発明は本実
施例に限定されると考えられるべきではない。
【００３９】実施例４：記録層を多層化した記録媒体か
らの別の情報再生方法について述べる。再生に用いた装
置は実施例１と同様であり、周波数が9.3GHzのマイクロ
波を記録媒体に照射する。マイクロ波の検出系は、記録
媒体に対して光ヘッドと同じ側に配置した。記録媒体の
一部を加熱するための光ヘッドは、実施例１で用いたの
と同様である。
【００４０】２Ｐ法にて案内溝を形成した円盤型のガラ
ス基板上に、保護層１としてAlSiNを750Å、記録層１と
してDyFeCo非晶質合金薄膜350ÅとGdTbFeCo非晶質合金
薄膜300Åの交換結合積層膜、記録層１と記録層２を分
離するための誘電体層としてAlSiNを250Å、記録層２と
してTbFeCo非晶質合金薄膜350ÅとGdTbFeCo非晶質合金
薄膜300Åの交換結合積層膜、さらに保護層２としてAlS
iNを1000Åを連続してスパッタリング法により成膜した
ものを記録媒体として用いた。ここで、記録層１のDyFe
Co膜と記録層２のTbFeCoは記録を保持する層として、記
録層１と記録層２のGdTbFeCoはマイクロ波が吸収される
層として機能する。9.3GHzのマイクロ波を照射した場合
に、記録層１のGdTbFeCoに室温での共鳴磁界は3.9kGaus
sであり、120℃においては約300Gaussであった。記録層
２のGdTbFeCoは、室温での共鳴磁界は2.9kGaussであ
り、80℃においては約350Gaussであった。一方、ここで
用いた記録層１のDyFeCoと記録層２のTbFeCoは室温から
140℃の範囲において300Gaussと350Gauss付近に共鳴磁
界を持たないために、再生時には影響を及ぼさない。ま
た、記録層１のDyFeCoと記録層２のTbFeCoはともに磁化
容易軸が膜面に対して垂直方向であり、それらの膜のキ
ュリー温度は各々190℃と240℃である。この記録媒体に
あらかじめ記録を行なった。記録条件は、ディスク回転
数1800rpm、記録半径30mmである。まず、レーザパワー1
1mWにて消去を行ない、レーザパワー10.5mW、記録磁界3
00Oe、記録周波数2.5MHz、デューティー比25%の条件に
て記録層２に記録行なった。引き続いて、レーザパワー
5mWにて消去を行ない、レーザパワー6.5mW、記録磁界30
0Oe、記録周波数3.7MHz、デューティー比20%の条件にて
記録層１に記録行なった。
【００４１】以上のようにして記録された２層の記録層
を有する記録媒体からの、マイクロ波による信号の再生
を行なった。ディスク回転数1800rpm、光ヘッドのレー
ザパワー2.5mWとして記録層に集光して、記録層の一部
を加熱した。加熱された領域に磁界を300Gauss印加し
た。ここで、周波数が9.3GHzのマイクロ波を記録媒体に
照射して、その吸収の信号をスペクトラムアナライザー
にて測定を行なった。再生信号の評価は、実施例１と同
様に行なった。測定された再生信号の3.7MHzのＣＮ比は
50.9dBであり、2.5MHzの信号は検出されなかった。次
に、記録媒体に印加する磁界の大きさを350Gaussに変化
したところ、再生信号の2.5MHzのＣＮ比は51.4dBであ
り、3.7MHzの信号は検出されなかった。
【００４２】以上のことから、記録層を２層にした記録
媒体において、それぞれの記録層に異なる周波数の信号
を記録しても、再生時に印加する磁界を変えることによ
り、独立に良好な再生信号が得られることが確認され
た。実施例３においては、再生時の印加磁界を同じにし
て、周波数の異なるマイクロ波による再生が可能である
ことを述べたが、本実施例では、ある１つの周波数のマ
イクロ波を照射しながらも、吸収層の共鳴磁界を変化さ
せることにより、多層化した記録膜からの情報の再生が
可能であることが確かめられた。尚、本発明はこれらの
実施例に限るものではなく、異なる周波数のマイクロ波
と異なる磁界による情報の再生についても有効であるこ
とは言うまでもない。
【００４３】実施例５：マイクロ波の吸収層として種々
の材料を調べた結果について述べる。再生に用いた装置
は実施例２で用いたものと同じものである。用いた記録
媒体は、２Ｐ法にて案内溝を形成した円盤型のガラス基
板上に、保護層１としてAlSiNを750Å、記録保持層とし
てTbDyFeCo非晶質合金薄膜700Å、吸収層を300Å、さら
に保護層２としてAlSiNを1000Åを連続してスパッタリ
ング法により成膜したものを用いた。ここで、TbDyFeCo
膜は記録を保持する層として機能する。表１に、吸収層
として調べた４種類の磁性膜の組成と単層の場合に垂直
磁化膜か面内磁化膜のどちらであるかを示した。ここ
で、垂直（面内）磁化膜とは、膜面に対して垂直（面
内）方向に磁界を印加した場合の方が、面内（垂直）方
向に磁界を印加するよりも小さい磁界で磁化が飽和する
膜である。表１で示した組成の膜のうち、酸化物はアル
ゴンと酸素の混合ガス中で、その他の組成の膜について
はアルゴンガス中で成膜を行なった。ここで用いたTbDy
FeCo層は室温から130℃の範囲において300Gauss付近に
共鳴磁界を持たないために、再生時には影響を及ぼさな
い。また、TbDyFeCo層は磁化容易軸が膜面に対して垂直
方向であり、キュリー温度は190℃である。作製した記
録媒体の記録膜の磁化測定を行なった結果、すべての試
料の記録膜の記録保持層と吸収層は交換結合しているこ
とが確かめられた。 これらの記録媒体に、実施例１と
同様な条件であらかじめ情報の記録を行なった。記録周
波数は3.7MHzである。
【００４４】
【表１】
【００４５】記録された各記録媒体からのマイクロ波に
よる信号の再生を行なった。ディスク回転数1800rpm、
光ヘッドのレーザパワー2.3mWとして記録層に集光して
記録層の一部を加熱しながら、マイクロ波を各記録媒体
に照射してその吸収信号をスペクトラムアナライザーで
測定した。再生信号の評価は、実施例１と同様に行なっ
た。
【００４６】試料１については、再生時の印加磁界の大
きさが200Gaussのときに、測定された再生信号の3.7MHz
のＣＮ比は52.0dBであった。試料２については、印加磁
界の大きさが250Gaussのときに、ＣＮ比は50.2dBであっ
た。試料３については、印加磁界の大きさが350Gaussの
ときに、ＣＮ比は51.3dBであった。試料４については、
印加磁界の大きさが180Gaussのときに、ＣＮ比は48.0dB
であった。以上の結果から、吸収層としては、従来光磁
気記録材料に用いられている重希土類金属−遷移金属合
金をはじめとして、ガーネット、フェライトあるいはそ
の他の酸化物などの垂直磁化膜をも用いることができ
る。さらに、パーマロイのような面内磁化膜を用いても
高いＣＮ比の再生信号を得られることが確認された。
【００４７】
【発明の効果】以上説明したように、記録層でのマイク
ロ波の吸収を利用することにより、磁性体に記録された
情報を非常に高感度に検出することが可能となる。マイ
クロ波が照射されている領域の一部を加熱することによ
り、再生分解能が向上し記録密度が上昇する。光ヘッド
を用いて記録層を加熱することにより、従来の光記録の
記録密度と同等ないしはそれ以上の記録密度が達成でき
る。再生時に記録層に磁界を印加することにより、高密
度に記録された情報の再生を可能にする。また、再生時
に印加する磁界の大きさを変えることにより、多層化し
た記録層からの情報の再生を可能にし、記録容量の増大
を実現する。さらに、記録層を記録保持層と吸収層から
なる交換結合膜とすることにより、従来用いられている
高密度記録用の磁性材料を記録保持層として用いること
が可能となり、高密度記録が達成できる。併せて、吸収
層としては記録を保持する機能が必要なくなるために、
選択の幅が広がるというメリットがある。また、記録層
を多層化し、さらに複数の周波数のマイクロ波を用いる
ことで、媒体の記録容量を増大が図れるとともに、異な
る記録層の情報を一度に再生することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の情報再生装置のブロック図である。
【図２】マイクロ波の吸収による磁気モーメントの運動
の変化を表す図である。
【図３】本発明の情報再生の原理図である。
【図４】記録層を多層化した記録媒体を用いた場合の情
報再生の原理図である。
【図５】本発明の反射型情報再生装置のブロック図であ
る。
【図６】本発明の２つの周波数のマイクロ波を用いた情
報再生装置のブロック図である。
【図７】実施例３で用いた記録媒体の構成を表す図であ
る。
【符号の説明】
１０１ 記録媒体 １０２ スピンドルモータ １０３ 磁界印加用コイル １０４ 光学ヘッド １０５ マイクロ波発振源 １０６ 導波管 １０７ マイクロ波検出器 ３０１ 対物レンズ ３０２ レーザ光 ３０３ マイクロ波 ３０４ 加熱領域 ３０５ 共鳴領域 ３０６ 基板 ３０７ 記録層 ３０８ 磁化 ３０９ 印加磁界 ４０１ 対物レンズ ４０２ レーザ光 ４０３ マイクロ波１ ４０４ マイクロ波２ ４０５ 加熱領域 ４０６ 共鳴領域１ ４０７ 共鳴領域２ ４０８ 基板 ４０９ 記録層１ ４１０ 記録層２ ４１１ 磁化 ４１２ 印加磁界 ５０１ 記録媒体 ５０２ スピンドルモータ ５０３ 磁界印加用コイル ５０４ 光学ヘッド ５０５ マイクロ波発振源 ５０６ 導波管 ５０７ マイクロ波検出器 ６０１ 記録媒体 ６０２ スピンドルモータ ６０３ 磁界印加用コイル ６０４ 光学ヘッド ６０５ マイクロ波発振源１ ６０６ マイクロ波発振源２ ６０７ 導波管１ ６０８ 導波管２ ６０９ マイクロ波検出器 ７０１ 基板 ７０２ 保護層１ ７０３ 記録層１ ７０４ 記録保持層１ ７０５ 吸収層１ ７０６ 誘電体層 ７０７ 記録層２ ７０８ 記録保持層２ ７０９ 吸収層２ ７１０ 保護層２
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ１１Ｂ 11/10 ５７６ Ｃ 8935−5Ｄ

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 マイクロ波を情報記録媒体に照射し
    て、前記情報記録媒体での前記マイクロ波の吸収を用い
    て情報の再生を行なうことを特徴とする情報記録再生方
    法。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載の情報記録再生方法に
    おいて、マイクロ波が照射されている情報記録媒体の一
    部を局所的に加熱して情報の再生を行なうことを特徴と
    する情報記録再生方法。
  3. 【請求項３】 請求項２に記載の情報記録再生方法に
    おいて、光ヘッドを用いて情報記録媒体上にレーザ光を
    集光することにより前記情報記録媒体の一部を局所的に
    加熱することを特徴とする情報記録再生方法。
  4. 【請求項４】 請求項１に記載の情報記録再生方法に
    おいて、マイクロ波が照射されている情報記録媒体に磁
    界を印加しながら情報の再生を行なうことを特徴とする
    情報記録再生方法。
  5. 【請求項５】 請求項１に記載の情報記録再生方法に
    おいて、周波数の異なるマイクロ波を照射して情報の再
    生を行なうことを特徴とする情報記録再生方法。
  6. 【請求項６】 請求項４に記載の情報記録再生方法に
    おいて、印加する磁界の大きさを変化させて情報の再生
    を行なうことを特徴とする情報記録再生方法。
  7. 【請求項７】 少なくとも１種類以上の周波数のマイ
    クロ波を情報記録媒体に照射する手段と、前記情報記録
    媒体における前記マイクロ波の吸収を検出する手段を有
    することを特徴とする情報記録再生装置。
  8. 【請求項８】 請求項７に記載の情報記録再生装置に
    おいて、マイクロ波を情報記録媒体に照射する手段とし
    て、ガンダイオードあるいはクライストロンを用いるこ
    とを特徴とする情報記録再生装置。
  9. 【請求項９】 請求項７に記載の情報記録再生装置に
    おいて、マイクロ波が照射されている情報記録媒体の一
    部を局所的に加熱する手段を有することを特徴とする情
    報記録再生装置。
  10. 【請求項１０】 請求項９に記載の情報記録再生装置
    において、情報記録媒体の一部を局所的に加熱する手段
    が光ヘッドであることを特徴とする情報記録再生装置。
  11. 【請求項１１】 請求項７に記載の情報記録再生装置
    において、マイクロ波が照射されている情報記録媒体に
    磁界を印加する手段を有することを特徴とする情報記録
    再生装置。
  12. 【請求項１２】 請求項１１に記載の情報記録再生装
    置において、磁界の大きさを変化させる手段を有するこ
    とを特徴とする情報記録再生装置。
  13. 【請求項１３】 マイクロ波により情報の再生を行な
    う情報記録媒体において、基板上に１層あるいは複数層
    の磁性膜を形成することを特徴とする情報記録媒体。
  14. 【請求項１４】 請求項１３に記載の情報記録媒体に
    おいて、磁性膜が、重希土類金属Tb,Dy及びGdから選ば
    れる１種又は２種以上とFe及びCoを主たる組成とする非
    晶質合金薄膜であることを特徴とする情報記録媒体。
  15. 【請求項１５】 請求項１３に記載の情報記録媒体に
    おいて、磁性膜が異なる記録保持層と吸収層とからな
    り、前記記録保持層と前記吸収層が交換結合しているこ
    とを特徴とする情報記録媒体。
  16. 【請求項１６】 請求項１３に記載の情報記録媒体に
    おいて、磁性膜がガーネット、フェライトあるいはその
    他の酸化物からなることを特徴とする情報記録媒体。
  17. 【請求項１７】 請求項１３に記載の情報記録媒体に
    おいて、磁性膜のうち少なくとも１層が面内磁化膜から
    なることを特徴とする情報記録媒体。
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