JPH0744911A - 光磁気記録媒体および記録再生方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 適宜中間層を介して交換結合力が働き、垂直
磁気異方性を示す第一磁性層および第二磁性層が基板上
にこの順に積層された構造を有し、第二磁性層の方が保
磁力が大きく、その２層間の界面磁界が安定に存在し、
第二磁性層が補償温度を持ち外部磁界と記録磁界の方向
が同一でキュリー温度記録が可能である光磁気記録媒体
を用い、一方向にバイアス磁界をかけながら記録信号に
対応させて２値にパワーを変調させたレーザ光を照射し
て記録を行ない、再生ビームによって再生を行なう。 【効果】 光磁気記録媒体に２値のパワーでオーバーラ
イトした後、外部磁界と反対方向の磁界を加え、第一磁
性層に第二磁性層の記録情報を転写して読み出すことが
可能となり、さらに、再生時の磁界と再生パワーを適正
に選択することで、ビームの中央部だけを使って高密度
記録情報をＣ／Ｎ比良く再生することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レーザ光を用いて情報
の記録、再生、消去を行なう光磁気記録再生方法および
光磁気記録媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在行なわれている光磁気記録方法で
は、情報記録時に、消去、記録、照合の３行程が必要で
あるため時間がかかるという問題がある。この問題を解
決するために、次のようなオーバーライトの方式が提案
されている。

【０００３】（１）磁界変調方式 この方式は、照射レーザビームの強度を一定に保ち、記
録情報に応じて加える磁界の極性を高速に反転させて記
録を行なうものである（特開昭６３−２０４５３２、特
開昭６３−７６１３５号公報など）。

【０００４】（２）交換結合２層膜方式 これは、希土類−遷移金属非晶質合金の２層膜を記録膜
とする光磁気記録媒体を使用し、２層間の交換結合を利
用してオーバーライトを行なう方式である（特開昭６２
−１７５９４８号公報など）。具体的には、例えばＴｂ
Ｆｅからなる記録層とＴｂＦｅＣｏからなる補助層を備
えた光磁気媒体を用い、補助層の磁化を揃える初期化を
行なった後、記録バイアス磁界を加え、２値のパワーの
レーザビームを照射してオーバーライトを実現するもの
である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
（１）の磁界変調方式では、加える磁界の極性を高速に
反転させなければならないため、磁界発生用記録ヘッド
と媒体面がぶつからないようにしながら、ある程度離れ
た位置から記録磁界を発生させなければならないため大
きな電力の投入が必要で、技術的困難を伴う。またそれ
に対して、磁気ヘッドを媒体面に非常に近接させる方法
も提案されているが、その方法では光ディスク本来の非
接触での記録再生というメリットが生かされない。

【０００６】次に、（２）の交換結合２層膜方式では、
情報を記録した時に２層間に磁壁が存在する場合があ
り、記録情報の安定性に問題があったり、初期化に大き
な磁界が必要であるなどの問題が残されている。

【０００７】本発明は、このような従来技術の問題点を
解決するためになされたものであって、交換結合２層膜
を利用してオーバーライトを行なう方式であって、記録
情報の安定性が改善され、同時に再生特性が向上した光
磁気記録再生方法および光磁気記録媒体を提供すること
を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記目的を
達成すべく検討を重ねた結果、本発明に至ったものであ
る。

【０００９】すなわち本発明は、透明基板上に２層以上
の磁性層を積層してなる光磁気記録媒体において、基板
上に、記録温度では垂直磁気異方性を示す第一磁性層
と、垂直磁気異方性を示す第二磁性層がこの順に積層さ
れ、該第一磁性層と該第二磁性層とが、式

【００１０】

【数１０】 Ｈｃ₂＞Ｈｃ₁ （Ｉ）

【００１１】

【数１１】 Ｈｃ₂＞σ_w／（２Ｍｓ₂・ｈ₂） （ＩＩ）

【００１２】

【数１２】 Ｈｃ₁＞σ_w／（２Ｍｓ₁・ｈ₁） （ＩＩＩ） および

【００１３】

【数１３】 ＲＴ＜Ｔｃｏｍｐ₁＜Ｔｃ₁ （ＩＶ） （式中、Ｈｃ₁は第一磁性層の保磁力、Ｔｃ₁は同層のキ
ュリー温度、Ｔｃｏｍｐ₁は同層の補償温度、Ｍｓ₁は同
層の飽和磁化、ｈ₁は同層の膜厚であり、Ｈｃ₂は第二磁
性層の保磁力、Ｔｃ₂は同層のキュリー温度、Ｍｓ₂は同
層の飽和磁化、ｈ₂は同層の膜厚、σ_wは第一および第二
磁性層間の界面磁壁エネルギー、ＲＴは室温を表す。）
の条件を満足していることを特徴とする光磁気記録媒
体、およびその光磁気記録媒体を用い、 （１）記録信号に対応させて、（ａ）低パワーのレーザ
光の照射により第二磁性層の磁気モーメントの方向を、
バイアス磁界の方向に配向した第一磁性層からの交換結
合力により反転させて、２層間に界面磁壁が存在しない
状態とするか、もしくは（ｂ）高パワーのレーザ光の照
射により第一磁性層の補償温度より高い温度まで加熱
し、バイアス磁界で磁気モーメントの方向を反転させ、
その後第二磁性層の磁気モーメントを第一磁性層からの
交換結合力により２層間に磁壁が存在しない状態に向か
せて、情報の記録を行ない、 （２）記録情報を再生するためのレーザビームを照射
し、再生ビームスポットの中心の温度の高い部分だけ
で、昇温で垂直磁気異方性を示す第一磁性層の磁気モー
メントの方向を第一、第二磁性層間に磁壁が存在しない
ように変えながら記録情報を再生させる、光磁気記録再
生方法を提供する。

【００１４】すなわち本発明においては、基板上に２層
以上の磁性層を積層してなり、そのうち少なくとも２つ
の層の間には交換結合力が働いている光磁気記録媒体を
使用し、その２層をレーザ光の入射側からそれぞれ第一
磁性層および第二磁性層としたとき、記録を行なう場合
は、一方向にバイアス磁界をかけながら、記録信号に対
応させて、２値にパワーを変調させたレーザ光を照射し
て、第一磁性層の磁気モーメントを反転させるか反転さ
せないかを選択し、その際、第二磁性層の磁気モーメン
トは第一磁性層と界面磁壁を形成しないように配向させ
る。室温まで降温すると、第一磁性層は面内方向に磁化
が向いて、界面には大きな磁壁エネルギーが蓄積され
ず、記録ビットは安定である。

【００１５】次に、記録情報を再生する場合、再生ビー
ムを照射する。その場合、垂直磁気異方性を示す第一磁
性層と第二磁性層が積層されている光磁気記録媒体で、
照射ビームの中心部分では、その周囲と比較して温度が
高くなり、その中心部分の磁壁の形成されている部分で
第一磁性層の磁気モーメントが反転して磁壁が解消され
て記録情報が再生される。

【００１６】この場合の光磁気記録媒体では、上記の第
一磁性層と第二磁性層が希土類元素と遷移金属の非晶質
合金からなる垂直磁化膜であり、上記の２層について、
室温付近での保磁力は第二磁性層の方が大きく、キュリ
ー温度は第一磁性層の方が高く、しかも第一磁性層は面
内磁気異方性を示し、室温とキュリー温度の間に補償温
度を有する。さらに、第一磁性層が室温で面内磁気異方
性を示すことから、第一および第二磁性層間の界面磁壁
が形成されても、磁壁エネルギーは小さく、記録ビット
は安定に保持される。

【００１７】さらに、本発明は、透明基板上に２層以上
の磁性層を積層してなる光磁気記録媒体において、基板
上に第一磁性層、第三磁性層および第二磁性層がこの順
に積層され、該第一磁性層、該第二磁性層および該最該
第三磁性層が、前記式ＩおよびＩＶならびに下記式Ｖ〜
ＶＩＩ、すなわち

【００１８】

【数１４】 Ｈｃ₂＞σ_w ^*／（２Ｍｓ₂・ｈ₂） （Ｖ）

【００１９】

【数１５】 Ｈｃ₁＞σ_w ^*／（２Ｍｓ₁・ｈ₁） （ＶＩ）

【００２０】

【数１６】 σ_w＞σ_w ^* （ＶＩＩ） （式中、σ_w ^*は第三磁性層が挿入された場合の第一およ
び第二磁性層間の見かけの界面磁壁エネルギーを表し、
その他は前記式Ｉ〜ＩＶの場合と同様である。）の条件
を満足していることを特徴とする光磁気記録媒体、およ
びその光磁気記録媒体を使用して、 （１）外部の磁界により第一磁性層の磁気モーメントの
方向を一定方向に揃え、 （２）前記磁界と同一方向に記録バイアス磁界をかけな
がら、記録信号に対応させて、（ａ）低パワーのレーザ
光の照射により、第二磁性層の磁気モーメントの方向
を、第三磁性層を介して第一磁性層からの交換結合力に
より反転させて、各層間に界面磁壁が存在しない状態と
するか、もしくは（ｂ）高パワーのレーザ光の照射によ
り、先ず第一磁性層の磁気モーメントの方向を反転さ
せ、その後第二磁性層の磁気モーメントを第三磁性層を
介して第一磁性層からの交換結合力により各層間に磁壁
が存在しない状態に向かせて、情報の記録を行ない、 （３）（ａ）前記（ａ）または（ｂ）の記録後に、前記
記録バイアス磁界とは逆方向の磁界をかけて第一磁性層
の磁気モーメントの方向を、第一、第二磁性層間に磁壁
が存在しない状態に変えた後に記録情報を再生するか、
あるいは（ｂ）前記（ａ）または（ｂ）の記録後に、前
記記録バイアス磁界とは逆方向の磁界をかけながら、記
録情報再生のためのレーザビームを照射し、再生ビーム
スポットの中心の温度の高い部分だけで、第一磁性層の
磁気モーメントの方向を、第一、第二磁性層間に磁壁が
存在しないように変えながら、記録情報を再生する光磁
気記録再生方法を提供する。

【００２１】すなわち、基板上に３層以上の磁性層を積
層してなり、そのうち少なくとも３層の磁性層の間には
交換結合力が働いている光磁気記録媒体を使用し、その
３層をレーザ光の入射側から順に第一磁性層、第三磁性
層および第二磁性層とした場合、記録を行なう場合は、
記録を行なう以前に外部磁界により第一磁性層の磁気モ
ーメントを一方向に揃えておき、その外部磁界と同一方
向に磁界をかけながら、記録信号に対応させて２値にパ
ワーを変調させたレーザ光を照射して、第一磁性層の磁
気モーメントを反転させるか反転させないかを選択し、
その際、第二磁性層の磁気は、第三磁性層を介して第一
磁性層と界面磁壁を形成しないように配向させる。さら
に、その後、外部磁界により第一磁性層の磁気モーメン
トは一方向に揃えられるが、その際、第一、第二磁性層
間で副格子磁化の方向が一致しない場合は界面磁壁が形
成される。

【００２２】記録の過程では、外部磁界で第一磁性層の
磁気モーメントを一方向に揃えた時に第二磁性層との間
に磁壁が形成されるが、第三磁性層は、その磁壁エネル
ギーを減少させ、安定に磁化を向ける効果を持つ。さら
に記録中、第一、第二磁性層は強く交換結合し、安定な
記録を行なうことができるようになるという効果があ
る。

【００２３】次に、記録情報を再生する場合、前記記録
磁界とは逆方向の磁界を加えて、第一磁性層と第二磁性
層の間に磁壁が存在する部分のみで、第一磁性層の磁気
モーメントを反転させ磁壁を解消して再生を行なう。

【００２４】また、記録情報再生において、記録磁界と
は逆方向の磁界を加えて再生ビームを照射する方法を用
いることもできる。この場合、ビームの中心部分では周
囲と比較して温度が高くなり、第三磁性層を介して第
一、第二磁性層間の交換結合が強くなり、そのビームの
中心部分だけで、第一磁性層と第二磁性層との間に磁壁
が存在する部分における第一磁性層の磁気モーメント反
転が生じて磁壁が解消され、記録情報の再生が行なわれ
る。

【００２５】この場合の光磁気記録媒体では、上記３層
は希土類元素と遷移金属との非晶質合金からなる垂直磁
化膜であり、第一磁性層と第二磁性層は第三磁性層を介
して交換結合しており、室温付近での保磁力は第一磁性
層より第二磁性層の方が大きく、キュリー温度は第二磁
性層より第一磁性層の方が高い。さらに、第一磁性層は
室温とキュリー温度の間に補償温度を持つ。そして第三
磁性層は、見かけの界面磁壁エネルギーを低下させて、
室温で第一、第二磁性層間の界面磁壁が安定に存在する
ようにする効果（特に第三磁性層が面内磁気異方性を示
す場合は、交換結合を阻害することから、その見かけの
界面磁壁エネルギー低下はさらに顕著である。）、およ
び記録中に両層を強く結合させる効果を有する。

【００２６】

【実施例】以下、本発明の光磁気記録媒体および光磁気
記録再生方法について説明する。 （実施例１）図１は、本発明で使用される光磁気記録媒
体の層構成を示す模式図である。図中、基板１上に第一
磁性層２および第二磁性層３が積層され、記録再生用レ
ーザ光は基板１側から入射されるようになっている。

【００２７】第一磁性層２と第二磁性層３はそれぞれ希
土類（Ｔｂ、Ｄｙ、Ｇｄ、Ｎｄ、Ｈｏなど）と鉄族遷移
金属（Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉなど）との非晶質合金からなる
垂直磁化膜で構成され、両層２および３の間には交換結
合力が働いている。

【００２８】ここで、第一磁性層と第二磁性層は、下記
式Ｉ〜ＩＶを満たしている。

【００２９】

【数１７】 Ｈｃ₂＞Ｈｃ₁ （Ｉ）

【００３０】

【数１８】 Ｈｃ₂＞σ_w／（２Ｍｓ₂・ｈ₂） （ＩＩ）

【００３１】

【数１９】 Ｈｃ₁＞σ_w／（２Ｍｓ₁・ｈ₁） （ＩＩＩ） および

【００３２】

【数２０】 ＲＴ＜Ｔｃｏｍｐ₁＜Ｔｃ₁ （ＩＶ） ただし式中、Ｈｃ₁、Ｔｃ₁、Ｔｃｏｍｐ₁、Ｍｓ₁および
ｈ₁は、それぞれ第一磁性層の保磁力、キュリー温度、
補償温度、飽和磁化および膜厚であり、Ｈｃ₂、Ｔｃ₂、
Ｍｓ₂およびｈ₂は、それぞれ第二磁性層の保磁力、キュ
リー温度、飽和磁化および膜厚であって、σ_wは第一・
第二磁性層間の界面磁壁エネルギー、ＲＴは室温を表
す。

【００３３】上記式ＩＩおよびＩＩＩは、２層間の界面
磁壁が安定に存在するための条件である。式ＩＶは、第
二磁性層が補償温度を持ち、外部磁界と記録磁界が同一
方向の場合にキュリー温度記録が可能な条件を示す。す
なわち、補償温度を越えて温度が上昇し、自発磁化が逆
転した後、記録磁界によりキュリー温度付近で磁化反
転、すなわち記録が行なわれる。

【００３４】基板１としては、ガラス、紫外線硬化樹脂
によるガイドトラックを設けたガラス、ポリカーボネイ
ト、ポリメチルメタクリレート、エポキシ系樹脂などを
用いることができる。

【００３５】また、層構成としては、図１に示すものの
ほか、図２に例示するように、第一磁性層と第二磁性層
の間に設けて交換結合力の調整機能を有する中間層、磁
性層に隣接して設けられる保護層、反射層、ガイドトラ
ック層などを設けてもよい。さらに、これらの構造のも
のを２枚貼り合わせて両面記録可能な媒体としてもよ
い。

【００３６】次に、上記構成の光磁気記録媒体を用いた
記録再生方法について説明する。記録過程は図３に示し
た状態遷移図に従って説明する。

【００３７】ここでは、第一磁性層の副格子磁化は希土
類元素が優位、第二磁性層の副格子磁化は遷移金属が優
位の場合を考える。この場合は両層の磁気モーメントが
反平行の場合、界面磁壁は形成されないことになる。

【００３８】記録は、外部磁界と同一方向（上向き）に
５０〜５００ Ｏｅ程度の記録磁界Ｈｂを加えながら記
録信号に対応させレーザパワーを２値レベルで変化させ
て行なう。

【００３９】図３の（ａ）および（ｂ）の状態は、記録
後または記録前の状態を示す。

【００４０】室温の記録媒体に、低レベルＰ_Bのレーザ
光を照射する（Ｌプロセス）ことにより、第二磁性層の
温度はキュリー温度Ｔｃ₂以上まで上昇し、第二磁性層
３の磁気モーメントは消失して状態（ｂ）となる。この
時、第一磁性層２の磁化は記録磁界Ｈｂの方向に向く。

【００４１】レーザスポットが移動して室温まで降温す
れば、第二磁性層３の磁化は、第一磁性層２（上向き磁
化）と界面磁壁を形成しないように発生し（下向き磁
化）、状態（ａ）となる。

【００４２】次に、室温の記録媒体に高レベルＰ_Aのレ
ーザ光を照射する（Ｈプロセス）と、温度が上昇して第
一磁性層の補償温度Ｔｃｏｍｐ₁以上となり、第一磁性
層２は遷移金属の副格子磁化が優位となり磁気モーメン
トは逆転する（状態（ｃ））。ここで、第一磁性層では
記録バイアス磁界Ｈｂによって磁化反転が起こって状態
（ｄ）に変わる。

【００４３】レーザスポットが移動し、第一磁性層２の
補償温度Ｔｃｏｍｐ₁以下まで降温すると、第一磁性層
２では希土類元素の副格子磁化が再び優位となり、磁気
モーメントは逆転する（状態（ｅ））。

【００４４】さらに降温が進み第二磁性層のキュリー温
度Ｔｃ₂以下まで温度が下がると第一磁性層の副格子磁
化と同方向に（界面磁壁を形成しないように）第二磁性
層の磁化が生じる。さらに降温が進み室温付近になる
と、第一磁性層の磁化は面内方向に配向し、状態（ｆ）
となる。

【００４５】図５の状態遷移図には、別の記録過程を示
した。

【００４６】ここでは、第一磁性層の副格子磁化は希土
類元素が優位、第二磁性層も希土類元素の副格子磁化が
優位の場合を考える。その場合、両層の磁気モーメント
が平行の場合界面磁壁は形成されないことになる。

【００４７】次に、再生過程を図４の状態遷移図に従っ
て説明する。

【００４８】記録が終了し、記録部分は状態（ａ）のよ
うに第一磁性層は全て面内方向を向く。再生ビームを照
射すると、ビームスポットの中心部分の温度が最も高く
なり、スポット周辺では温度上昇が小さい。

【００４９】スポット周辺では第一磁性層の磁化が面内
方向であることから、第二磁性層に形成されたビットを
見えなくなっているが、スポットの中心部分では第一磁
性層の磁化は垂直磁化となり、交換結合により、第二磁
性層と界面磁壁を形成しないように、第二磁性層の形成
ビットが第一磁性層に転写されて、見えるようになる。

【００５０】図４（ａ）は、上記再生過程において、小
さなパワーのビームで再生する場合である。（ｂ）は再
生パワーおよび加える磁界の両方を適正な大きさにした
場合で、スポット中央部分だけで、第二磁性層の記録情
報の第一磁性層への転写が起こる。このような再生法方
式では、隣接トラックからの再生信号の漏れ込み、前後
の記録ビットからの再生時の漏れ込みなどが減少し、高
密度記録を行なった場合にも良好な再生信号を得ること
が期待できる。

【００５１】図６に、温度ｔを変えたときに得られる第
一磁性層の垂直方向の角形比（残留磁化／飽和磁化）変
化を示す。測定サンプルは、次のような構成である。

【００５２】測定サンプルとしては、スライドガラス基
板上にＧｄ２９Ｆｅ５１Ｃｏ２０膜（ａｔ％：副格子磁
化Ｇｄ優位、保磁力Ｈｃ₁は１００ Ｏｅ、補償温度１７
０℃、キュリー温度２６５℃）を１８００Åの厚さに設
け、さらに保護膜としてＳｉ ₃Ｎ₄膜を８００Åの厚さに
設けたものを用いた。

【００５３】測定は次のように行なう。

【００５４】まず、測定温度を変えられるＶＳＭ（試料
振動型磁化測定器）にサンプルをセットし、１５ｋ Ｏ
ｅ以上の磁界を加え、ＧｄＦｅＣｏ（第一磁性層に相
当）を上向きに着磁して、飽和磁化を測定する。次に、
印加磁界をゼロとし、残留磁化を測定する。ここでの残
留磁化／飽和磁化の比が角形比である。

【００５５】このような測定を温度を変えながら行なっ
て得られた結果が図６である。

【００５６】このグラフを見ると、室温ではほぼゼロで
あった角形比（垂直方向には磁化が残らない）が、９０
〜１１０℃からほぼ１となり、垂直磁化膜となっている
ことがわかる。

【００５７】そこで、再生レーザビームのスポット中心
部分で、磁性層の温度が９０〜１１０℃まで昇温し、そ
のスポットの周辺部分では例えば７０℃以下であれば、
再生ビームの中心部分だけ第二磁性層の磁化を転写させ
て読み出すことが可能となる。

【００５８】（実施例２）厚さ１．２ｍｍ、直径１３０
ｍｍのポリカーボネイト基板上にスパッタリング法によ
って、厚さ約８０ｎｍのＳｉ₃Ｎ₄からなる誘電体保護膜
を、次にＧｄ２９Ｆｅ５１Ｃｏ２０（ａｔ％）の第一磁
性層を約１８０ｎｍの厚さに設け、次にＴｂ２２Ｆｅ７
０Ｃｏ８（ａｔ％）の第二磁性層を約４０ｎｍの厚さに
設けた。さらに、厚さ約８０ｎｍのＳｉ₃Ｎ₄から成る誘
電体保護膜を設けてスパッタリングを終了した。最後に
スピンナーにより、アクリレート系樹脂をコートし、保
護コートとした。

【００５９】次に、サンプルディスク媒体を１８００ｒ
ｐｍで回転させ、半径３５ｎｍの位置で、周波数３．７
ＭＨｚで２値の記録パワー（Ｐ_B：５ｍＷ、Ｐ_A：１２ｍ
Ｗ）で上向きに４００ Ｏｅの磁界を加えながら記録を
行なった。

【００６０】次に、１ｍＷの連続ビームで記録信号の再
生を試みたが、再生信号の確認はできなかった。

【００６１】次に、１ｍＷの連続ビームで記録信号を再
生しながら、下向きに磁界を加えていったところ、約１
００ Ｏｅから第二磁性層の記録情報の転写が始まり、
１５０〜３５０ Ｏｅの磁界でＣ／Ｎ比４７ｄＢの再生
信号が確認できた。さらに磁界を強くしていくと、５０
０ Ｏｅ以上では、Ｃ／Ｎ比が４５ｄＢに低下した。

【００６２】同様に、２００ Ｏｅの磁界を下向きに加
えながら、再生ビームのパワーを１ｍＷから大きくして
いくと、再生パワー２．５ｍＷまではＣ／Ｎ比が４７ｄ
Ｂであったが、３ｍＷまで上げると４４ｄＢに低下し
た。

【００６３】次に、磁界を加えずに、再生ビームのパワ
ーを１ｍＷから大きくしていくと、Ｃ／Ｎ比は大きくな
り、再生パワー２ｍＷでは４２ｄＢ、２．５ｍＷから
３．５ｍＷまでは４７ｄＢであった。それ以上の再生パ
ワーではＣ／Ｎ比は低下した。 （実施例３）本実施例では、３層の光磁気記録媒体を用
いた光磁気記録再生方法について説明する。

【００６４】本実施例の光磁気記録媒体の層構成を図７
に模式的に示した。図のように、この記録媒体は、基板
１上に第一磁性層２、第三磁性層４および第二磁性層３
をこの順に積層してなり、記録再生用レーザ光は基板１
側から入射されるようになっている。

【００６５】第一磁性層２、第二磁性層３および第三磁
性層４はそれぞれ希土類元素（Ｔｂ、Ｄｙ、Ｇｄ、Ｎ
ｄ、Ｈｏなど）と鉄族遷移元素（Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉな
ど）との非晶質合金からなる垂直磁化膜で構成され、第
一磁性層２、第二磁性層３間には、第三磁性層４を介し
て交換結合力が働いている。

【００６６】この記録媒体の第一〜第三磁性層は、実施
例１の式ＩおよびＩＶならびに下記式Ｖ〜ＶＩＩＩの条
件を満たしている。

【００６７】

【数２１】 Ｈｃ₂＞σ_w ^*／（２Ｍｓ₂・ｈ₂） （Ｖ）

【００６８】

【数２２】 Ｈｃ₁＞σ_w ^*／（２Ｍｓ₁・ｈ₁） （ＶＩ）

【００６９】

【数２３】 σ_w＞σ_w ^* （ＶＩＩ）

【００７０】

【数２４】 Ｈｃ₂−σ_w／（２Ｍｓ₂・ｈ₂）＞Ｈｉ＞Ｈｃ₁＋σ_w／（２Ｍｓ₁・ｈ₁） （ＶＩＩＩ） ただし上記式中、σ_w ^*は第三磁性層が挿入された場合の
第一および第二磁性層間の見かけの界面磁壁エネルギ
ー、Ｈｉは外部磁界の強さを表し、その他は実施例１の
式Ｉ〜ＩＶの場合と同様である。

【００７１】これらの式のうち、式ＶＩＩＩは、外部磁
界Ｈｉによって第一磁性層だけを一方向に着磁できる条
件を示す。式ＶおよびＶＩは、２層間の界面磁壁が安定
に存在する条件を示す。式ＶＩＩは、第三磁性層を挿入
することで第一、第二磁性層間の界面磁壁エネルギーが
σ_wからσ_w ^*に減少したことを示す式である。

【００７２】基板１としては、ガラス、紫外線硬化樹脂
によるガイドトラックを設けたガラス、ポリカーボネイ
ト、ポリメチルメタクリレート、エポキシ系樹脂などを
用いることができる。

【００７３】また層構成としては、図７に示すもののほ
か、図８に例示するように、磁性層に隣接する保護層、
反射層、ガイドトラック層などを設けてもよいし、さら
に機能を付加するための第四磁性層などを設けてもよ
い。さらに、これらの構造のものを２枚張り合わせて両
面記録可能な媒体としてもよい。

【００７４】次に、上記構成の光磁気記録媒体を用いた
記録再生方法について説明する。記録過程は図９に示す
状態遷移図に従って説明する。

【００７５】ここでは、第一磁性層、第二磁性層とも希
土類元素の副格子磁化が優位の場合を考える。ここでは
両層の磁気モーメントが平行の場合、界面磁壁は形成さ
れないことになる。

【００７６】さらにこの場合は、第三磁性層も希土類元
素の副格子磁化が優位の場合を考える。第三磁性層は、
他の２層に比べて飽和磁化は大きく、保磁力は小さい。

【００７７】まず光磁気記録を行なう前に、２００〜５
０００ Ｏｅ程度の外部磁界Ｈｉを加え、第一磁性層２
の磁気モーメントを一方向に揃える（初期化；この場合
は上向き）。ここで必要なＨｉの大きさが例えば５００
Ｏｅより小さい場合は、外部磁界Ｈｉの代わりに記録
磁界Ｈｂで兼用することも可能である。

【００７８】次に、外部磁界と同一方向（上向き）に５
０〜５００ Ｏｅ程度の記録磁界Ｈｂを加えながら記録
信号に対応させレーザパワーを２値レベルで変化させて
記録する。

【００７９】図９の（ａ）および（ｂ）の状態は、記録
後または記録前の状態を示す。

【００８０】室温の記録媒体に、低レベルＰ_Bのレーザ
光を照射する（Ｌプロセス）ことにより、磁性層の温度
はＴｃ₂以上まで上昇し、第二磁性層３の磁気モーメン
トは消失し、状態（ｂ）となる。レーザスポットが移動
して室温まで降温すれば、状態（ａ）となる。

【００８１】高レベルＰ_Aのレーザ光を照射する（Ｈプ
ロセス）ことにより、第一磁性層の補償温度Ｔｃｏｍｐ
₁以上まで上昇し、第一磁性層２は遷移金属の副格子磁
化が優位となり磁気モーメントは逆転する（状態
（ｃ））。ここで、記録バイアス磁界Ｈｂによって磁化
反転して状態（ｄ）に変わる。

【００８２】レーザスポットが移動し、第一磁性層２の
補償温度Ｔｃｏｍｐ₁以下まで降温すると、再び第一磁
性層２は希土類元素の副格子磁化が優位となり磁気モー
メントは逆転する（状態（ｅ））。

【００８３】さらに降温が進み第二磁性層のキュリー温
度Ｔｃ₂以下まで温度が下がると第一磁性層の副格子磁
化と同方向に（界面磁壁を形成しないように）、同様に
配向した第三磁性層を介して、第二磁性層の磁化が生じ
る。さらに光磁気記録媒体は回転し、外部磁界Ｈｉを通
過すると、第一磁性層の磁化は上向きに揃えられて状態
（ｆ）となる。

【００８４】図１０には、第三磁性層の希土類元素の副
格子磁化がさらに大きく、室温で面内磁気異方性を有す
る場合における、同様の記録過程の状態遷移図を示す。

【００８５】次に、再生過程を図１１の状態遷移図に従
って説明する。

【００８６】記録が終了し、外部磁界Ｈｉを通過した記
録部分では、状態（ａ）のように第一磁性層は全て上向
きとなり、再生ビームを照射しても第二磁性層の記録情
報は見えない。そこで、再生ビームを照射する際、記録
磁界Ｈｂの向きを下向きに反転させ、その大きさを、

【００８７】

【数２５】 Ｈｃ₁＋σ_w ^*／（２Ｍｓ₁・ｈ₁）＞Ｈｂ＞Ｈｃ₁−σ_w ^*／（２Ｍｓ₁・ｈ₁） の条件を満たすように設定すると、界面磁壁が形成され
ている部分では、第一磁性層の磁気モーメントが下向き
に反転し、界面磁壁が形成されていない部分では、第一
磁性層の磁気モーメントは上向きのままとなる。すなわ
ち状態（ｂ）となり、第二磁性層の記録情報が第一磁性
層に転写され、再生可能となった。さらに、この状態
（ｂ）では界面磁壁は存在しないことから、再生レーザ
パワーを大きくしても記録ビットが不安定になることは
ない。

【００８８】（実施例４）次に、別の記録再生過程の例
を挙げる。

【００８９】ここでは、第一磁性層、第三磁性層の副格
子磁化は希土類元素が優位、第二磁性層では遷移金属の
副格子磁化が優位の場合を考える。ここでは、第一、第
二磁性層の磁気モーメントが反平行の場合、界面磁壁は
形成されないことになる。

【００９０】記録過程は実施例３の場合と同様であっ
て、その状態遷移図は図１２のようになる。

【００９１】次に、再生過程を図１１の状態遷移図を用
いて説明する。

【００９２】記録が終了し、外部磁界Ｈｉを通過した記
録部分は、状態（ａ）のように第一磁性層は全て上向き
となり、再生ビームを照射しても、第二磁性層の記録情
報は見えない。そこで、再生ビームを照射する際、記録
磁界Ｈｂの向きを下向きに反転させ、その大きさを、

【００９３】

【数２６】 Ｈｃ₁−σ_w ^*／（２Ｍｓ₁・ｈ₁）＞Ｈｂ＞Ｈｃ₁（ｔ） −σ_w ^*（ｔ）／（２Ｍｓ₁（ｔ）・ｈ₁） の条件を満たすように設定する。

【００９４】式中、Ｈｃ₁（ｔ）、σ_w ^*（ｔ）およびＭ
ｓ₁（ｔ）は、それぞれ温度ｔにおける第一磁性層の保
磁力、界面磁壁エネルギー、飽和磁化を表す。

【００９５】この式における

【００９６】

【数２７】Ｈｃ₁−σ_w ^*／（２Ｍｓ₁・ｈ₁）＞Ｈｂ の条件により、再生時に加えられる磁界だけで第一磁性
層の磁気モーメントが反転することはない。

【００９７】さらに、

【００９８】

【数２８】 Ｈｂ＞Ｈｃ₁（ｔ）−σ_w ^*（ｔ）／（２Ｍｓ₁（ｔ）・ｈ₁） の条件により、次のことが示される。

【００９９】再生ビームにより、ビームスポットの中心
部分が最も高温となり、スポット周辺では温度上昇が小
さい。そこで、再生ビームのパワーを徐々に高くして上
記式の温度ｔを高くすると、ｔが室温の場合には、｛Ｈ
ｃ₁（ｔ）−σ_w ^*（ｔ）／（２Ｍｓ₁（ｔ）・ｈ₁）｝は
｛Ｈｃ₁−σ_w ^*／（２Ｍｓ₁・ｈ₁）｝に等しくなり、そ
の値は、磁壁が安定に存在するためのマージンを表し、
その値は正の値（例えば２００〜５００ Ｏｅ）であ
る。そこで、室温の場合の｛Ｈｃ₁−σ_w ^*／（２Ｍｓ₁・
ｈ₁）｝の値よりＨｂをわずかに小さく設定しておく
と、温度が上昇して｛Ｈｃ₁（ｔ）−σ_w ^*（ｔ）／（２
Ｍｓ₁（ｔ）・ｈ₁）｝の値がわずかでも低下した場合、

【０１００】

【数２９】 Ｈｂ＞Ｈｃ₁（ｔ）−σ_w ^*（ｔ）／（２Ｍｓ₁（ｔ）・ｈ₁） となって、加えられる磁界Ｈｂで第一磁性層の磁気モー
メントは反転し、第二磁性層の記録情報が第一磁性層に
転写できるようになる。

【０１０１】図１４に、温度ｔを変化させて｛Ｈｃ
₁（ｔ）−σ_w ^*（ｔ）／（２Ｍｓ₁（ｔ）・ｈ₁）｝の値
を測定した例を示す。

【０１０２】測定サンプルとしては、スライドガラス基
板上に第一磁性層として、Ｇｄ２５Ｆｅ７５膜（ａｔ
％：副格子磁化Ｇｄ優位、保磁力Ｈｃ₁は１０００ Ｏ
ｅ、補償温度１５０℃、キュリー温度２４５℃）を１８
００Åの厚さに設け、次に、第三磁性層としてＧｄ３２
Ｆｅ６８膜（ａｔ％：副格子磁化Ｇｄ優位、保磁力は１
００ Ｏｅ、キュリー温度１９０℃、室温で面内異方性
を示す。）を２００Åの厚さに設け、さらに、第二磁性
層としてＴｂ２２Ｆｅ７０Ｃｏ８膜（ａｔ％：副格子磁
化ＦｅＣｏ優位、保磁力Ｈｃ₂は１５０００ Ｏｅ、キュ
リー温度１７５℃）を４００Åの厚さに設け、最後に保
護膜として、Ｓｉ₃Ｎ₄膜を８００Åの厚さに設けたもの
を用いた。

【０１０３】測定方法は次の通りである。

【０１０４】まず、測定温度を変えられるＶＳＭ（試料
振動型磁化測定器）にサンプルをセットし、１５ｋ Ｏ
ｅ以上の磁界を加え、ＴｂＦｅＣｏ膜（第二磁性層に相
当）を上向きに着磁する。次に、例えば３ｋ Ｏｅ程度
の大きさの、ＴｂＦｅＣｏ膜の磁化は反転させない程度
の磁界を極性を変えながら加え、ＧｄＦｅ膜（第一磁性
層に相当）を上向きに着磁した後（界面磁壁を形成）、
下向きの磁界を加えながらＧｄＦｅ膜の磁化が反転する
磁界の大きさを調べた。すなわち、｛Ｈｃ₁（ｔ）−σ_w
（ｔ）／（２Ｍｓ₁（ｔ）・ｈ₁）｝に相当する値を測定
した。

【０１０５】その測定を温度を変えて行なった結果が図
１４である。

【０１０６】この図を見ると、室温では約６００ Ｏｅ
であったマージンすなわち｛Ｈｃ₁（ｔ）−σ_w（ｔ）／
（２Ｍｓ₁（ｔ）・ｈ₁）｝が、９０〜１１０℃では約１
００Ｏｅに低下していることがわかる。

【０１０７】そこで、再生レーザビームのスポット中心
部分での磁性層が９０〜１１０℃まで昇温し、スポット
周辺部分では例えば７０℃以下であれば、加える下向き
磁界を例えば２００ Ｏｅとすると、再生ビームの中心
部分だけＴｂＦｅＣｏ第二磁性層の磁化を転写させて読
み出すことが可能となる。

【０１０８】図１３（ａ）は上記の再生過程において、
第一磁性層を上向きに着磁後、小さなパワーのビームで
再生する場合である。図１３（ｂ）は再生パワーおよび
加える磁界を適正な大きさにした場合で、スポット中央
部分だけ第二磁性層の記録情報が第一磁性層に転写され
る。この場合、隣接トラックからの再生信号の漏れ込
み、前後の記録ビットからの再生時の漏れ込みなどが減
少し、高密度記録をした場合にも良好な再生信号を得る
ことが期待できる。

【０１０９】（実施例５）厚さ１．２ｍｍ、直径１３０
ｍｍのポリカーボネイト基板上にスパッタリング法によ
って、厚さ約８０ｎｍのＳｉ₃Ｎ₄からなる誘電体保護膜
を、次にＧｄ２５Ｆｅ７５（ａｔ％）の第一磁性層を約
１８０ｎｍの厚さに設け、さらに、Ｇｄ２０Ｔｂ１５Ｃ
ｏ６５（ａｔ％）の第三磁性層を約１０ｎｍの厚さに設
けた。

【０１１０】次に、Ｔｂ２２Ｆｅ６３Ｃｏ１０Ｃｒ５
（ａｔ％）の第二磁性層を約３５ｎｍの厚さに設けた。
さらに、厚さ約８０ｎｍのＳｉ₃Ｎ₄からなる誘電体保護
膜を設け、スパッタリングを終了した。最後に、スピン
ナーにより、アクリレート系樹脂をコートし、保護コー
トとした。

【０１１１】次に、このサンプルディスク媒体を１８０
０ｒｐｍで回転させ、半径３５ｍｍの位置で周波数８．
０ＭＨｚで２値の記録パワー（Ｐ_B：５ｍＷ、Ｐ_A：１２
ｍＷ）で上向きに３００ Ｏｅの磁界を加えながら記録
を行なった。なお、第一磁性層を上向きに着磁させる
（初期化）外部磁界の大きさは２Ｋ Ｏｅであった。

【０１１２】次に、１ｍＷの連続ビームで記録信号の再
生を試みたが、再生信号は確認できなかった。

【０１１３】次に、１ｍＷの連続ビームで記録信号を再
生しながら、下向きに６００ Ｏｅの磁界を加えたとこ
ろ、第二磁性層の記録情報が第一磁性層に転写され、Ｃ
／Ｎ比４７ｄＢの良好な再生信号が得られた。

【０１１４】次に１ｍＷの連続ビームで記録信号を再生
しながら、下向きの磁界を加えていった。約１００ Ｏ
ｅから第二磁性層の記録情報の転写が始まり、１５０〜
３５０ Ｏｅの磁界でＣ／Ｎ比５０ｄＢの再生信号が確
認できた。５００ Ｏｅ以上の磁界では、Ｃ／Ｎ比が４
５ｄＢに低下した。

【０１１５】同様に、２００ Ｏｅの磁界を下向きに加
えながら、再生ビームのパワーを１ｍＷから大きくして
いくと、２．５ｍＷまではＣ／Ｎ比が５２ｄＢであった
が、３ｍＷとなったところで４５ｄＢに低下した。

【０１１６】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明の光磁気記録
媒体に２値のパワーでオーバーライトした後、外部磁界
と反対方向の磁界を加え、第一磁性層に第二磁性層の記
録情報を転写して読み出すことが可能となる。

【０１１７】さらに、再生時の磁界と再生パワーを適正
に選択することで、ビームの中央部だけを使って高密度
記録情報をＣ／Ｎ比良く再生することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光磁気記録媒体の１例の基本構成を示
す模式断面図である。

【図２】本発明の光磁気記録媒体の他の例の基本構成を
示す模式断面図である。

【図３】本発明の記録再生方法の記録過程の１例におけ
る磁性層の状態遷移図である。

【図４】本発明の記録再生方法の再生過程の１例におけ
る磁性層の状態遷移図である。

【図５】本発明の記録再生方法の記録過程の他の例にお
ける磁性層の状態遷移図である。

【図６】本発明の記録再生方法の再生過程における、第
一磁性層角形比の温度依存性を示すグラフである。

【図７】本発明の光磁気記録媒体のさらに別の例の基本
構成を示す模式断面図である。

【図８】本発明の光磁気記録媒体のさらに別の例の基本
構成を示す模式断面図である。

【図９】本発明の記録再生方法の記録過程のさらに別の
例における磁性層の状態遷移図である。

【図１０】本発明の記録再生方法の記録過程のさらに別
の例における磁性層の状態遷移図である。

【図１１】本発明の記録再生方法の再生過程の別の例に
おける磁性層の状態遷移図である。

【図１２】本発明の記録再生方法の記録過程のさらに別
の例における磁性層の状態遷移図である。

【図１３】本発明の記録再生方法の再生過程のさらに別
の例における磁性層の状態遷移図である。

【図１４】本発明の記録再生方法の再生過程における、
第一磁性層安定性マージンの温度依存性を示すグラフで
ある。

【符号の説明】

１ 基板 ２ 第一磁性層 ３ 第二磁性層 ４ 第三磁性層 ５ ガイドトラック層 ６ 保護層 ７ 保護層 ８ 反射層

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透明基板上に２層以上の磁性層を積層し
   てなる光磁気記録媒体において、基板上に、記録温度で
   は垂直磁気異方性を示す第一磁性層と、垂直磁気異方性
   を示す第二磁性層がこの順に積層され、該第一磁性層と
   該第二磁性層とが、式 【数１】 Ｈｃ₂＞Ｈｃ₁ （Ｉ） 【数２】 Ｈｃ₂＞σ_w／（２Ｍｓ₂・ｈ₂） （ＩＩ） 【数３】 Ｈｃ₁＞σ_w／（２Ｍｓ₁・ｈ₁） （ＩＩＩ） および 【数４】 ＲＴ＜Ｔｃｏｍｐ₁＜Ｔｃ₁ （ＩＶ） （式中、Ｈｃ₁は第一磁性層の保磁力、Ｔｃ₁は同層のキ
   ュリー温度、Ｔｃｏｍｐ₁は同層の補償温度、Ｍｓ₁は同
   層の飽和磁化、ｈ₁は同層の膜厚であり、Ｈｃ₂は第二磁
   性層の保磁力、Ｔｃ₂は同層のキュリー温度、Ｍｓ₂は同
   層の飽和磁化、ｈ₂は同層の膜厚、σ_wは第一および第二
   磁性層間の界面磁壁エネルギー、ＲＴは室温を表す。）
   の条件を満足していることを特徴とする光磁気記録媒
   体。
2. 【請求項２】 請求項１記載の光磁気記録媒体を用い、 （１）記録信号に対応させて、（ａ）低パワーのレーザ
   光の照射により第二磁性層の磁気モーメントの方向を、
   バイアス磁界の方向に配向した第一磁性層からの交換結
   合力により反転させて、２層間に界面磁壁が存在しない
   状態とするか、もしくは（ｂ）高パワーのレーザ光の照
   射により第一磁性層の補償温度より高い温度まで加熱
   し、バイアス磁界で磁気モーメントの方向を反転させ、
   その後第二磁性層の磁気モーメントを第一磁性層からの
   交換結合力により２層間に磁壁が存在しない状態に向か
   せて、情報の記録を行ない、 （２）記録情報を再生するためのレーザビームを照射
   し、再生ビームスポットの中心の温度の高い部分だけ
   で、昇温で垂直磁気異方性を示す第一磁性層の磁気モー
   メントの方向を該第一、第二磁性層間に磁壁が存在しな
   いように変えながら記録情報を再生させる、光磁気記録
   再生方法。
3. 【請求項３】 透明基板上に２層以上の磁性層を積層し
   てなる光磁気記録媒体において、基板上に第一磁性層、
   第三磁性層および第二磁性層がこの順に積層され、該第
   一磁性層、第二磁性層および第三磁性層が、式 【数５】 Ｈｃ₂＞Ｈｃ₁ （Ｉ） 【数６】 Ｈｃ₂＞σ_w ^*／（２Ｍｓ₂・ｈ₂） （Ｖ） 【数７】 Ｈｃ₁＞σ_w ^*／（２Ｍｓ₁・ｈ₁） （ＶＩ） 【数８】 ＲＴ＜Ｔｃｏｍｐ₁＜Ｔｃ₁ （ＩＶ） および 【数９】 σ_w＞σ_w ^* （ＶＩＩ） （式中、Ｈｃ₁は第一磁性層の保磁力、Ｔｃ₁は同層のキ
   ュリー温度、Ｔｃｏｍｐ₁は同層の補償温度、Ｍｓ₁は同
   層の飽和磁化、ｈ₁は同層の膜厚であり、Ｈｃ₂は第二磁
   性層の保磁力、Ｔｃ₂は同層のキュリー温度、Ｍｓ₂は同
   層の飽和磁化、ｈ₂は同層の膜厚、σ_wは第一および第二
   磁性層が直接積層された場合の両層間の室温における界
   面磁壁エネルギー、σ_w ^*は第三磁性層が挿入された場合
   の第一、第二磁性層間の見かけの界面磁壁エネルギー、
   ＲＴは室温を表す。）の条件を満足していることを特徴
   とする光磁気記録媒体。
4. 【請求項４】 第三磁性層が室温で面内磁気異方性を有
   し、Ｔｃ₂付近の温度で垂直磁気異方性を示す請求項３
   記載の光磁気記録媒体。
5. 【請求項５】 請求項３または４記載の光磁気記録媒体
   を使用して、 （１）外部の磁界により第一磁性層の磁気モーメントの
   方向を一定方向に揃え、 （２）該磁界と同一方向に記録バイアス磁界をかけなが
   ら、記録信号に対応させて、（ａ）低パワーのレーザ光
   の照射により、第二磁性層の磁気モーメントの方向を、
   第三磁性層を介して第一磁性層からの交換結合力により
   反転させて、各層間に界面磁壁が存在しない状態とする
   か、もしくは（ｂ）高パワーのレーザ光の照射により、
   先ず第一磁性層の磁気モーメントの方向を反転させ、そ
   の後第二磁性層の磁気モーメントを第三磁性層を介して
   第一磁性層からの交換結合力により各層間に磁壁が存在
   しない状態に向かせて、情報の記録を行ない、 （３）前記（ａ）または（ｂ）の記録後に、前記記録バ
   イアス磁界とは逆方向の磁界をかけて第一磁性層の磁気
   モーメントの方向を、該第一、第二磁性層間に磁壁が存
   在しない状態に変えた後に、記録情報を再生する、光磁
   気記録再生方法。
6. 【請求項６】 請求項３または４記載の光磁気記録媒体
   を使用して、 （１）外部の磁界により第一磁性層の磁気モーメントの
   方向を一定方向に揃え、 （２）該磁界と同一方向に記録バイアス磁界をかけなが
   ら、記録信号に対応させて、（ａ）低パワーのレーザ光
   の照射により、第二磁性層の磁気モーメントの方向を、
   第三磁性層を介して第一磁性層からの交換結合力により
   反転させて、各層間に界面磁壁が存在しない状態とする
   か、もしくは（ｂ）高パワーのレーザ光の照射により、
   先ず第一磁性層の磁気モーメントの方向を反転させ、そ
   の後第二磁性層の磁気モーメントを第三磁性層を介して
   第一磁性層からの交換結合力により各層間に磁壁が存在
   しない状態に向かせて、情報の記録を行ない、 （３）前記（ａ）または（ｂ）の記録後に、前記記録バ
   イアス磁界とは逆方向の磁界をかけながら、記録情報再
   生のためのレーザビームを照射し、再生ビームスポット
   の中心の温度の高い部分だけで、第一磁性層の磁気モー
   メントの方向を、該第一、第二磁性層間に磁壁が存在し
   ないように変えながら、記録情報を再生する、光磁気記
   録再生方法。