JPH077534B2

JPH077534B2 - 光磁気記録媒体

Info

Publication number: JPH077534B2
Application number: JP27846988A
Authority: JP
Inventors: 潔野口; 裕二本田; 義和成宮
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1988-11-02
Filing date: 1988-11-02
Publication date: 1995-01-30
Anticipated expiration: 2010-01-30
Also published as: JPH02123543A

Description

【発明の詳細な説明】＜産業上の利用分野＞本発明は、レーザー光等の光により情報の記録・再生を
行なう光磁気記録媒体に関する。

＜従来の技術＞光磁気記録媒体は、レーザー光等の光の照射により記録
膜をキュリー点付近の温度まで加熱し、記録膜内の反磁
界あるいはこれに加え外部磁界を印加することにより情
報の記録および消去を行なう。そして、情報の再生は、
記録膜にレーザー光等の光を照射して、その反射光ある
いは透過光の偏光面の回転を読み取ることにより行な
う。

このような光磁気記録媒体の記録膜は、カー効果あるい
はファラデー効果を示す材料から構成される必要があ
り、好ましくはその回転角が大きく、しかも、キュリー
点が低く、保磁力が高いことが望ましい。

このような光磁気記録媒体の記録膜には、キュリー点が
低く、しかも保磁力が高いことから、希土類−遷移金属
合金のアモルファス薄膜が多く用いられている。

しかし、希土類−遷移金属合金のアモルファス薄膜は耐
酸化性が低く、長期に亘る信頼性に問題がある。

このため、耐酸化性に優れている酸化物であるBi置換ガ
ーネットが注目されている。

しかし、Bi置換ガーネットは、保磁力が低く、例えば希
土類−遷移金属合金のアモルファス薄膜が数kOe以上の
保磁力を有するのに対し、ガラス基板を使用した場合1k
Oe以下の保磁力しか得られない。このため、記録密度の
向上に限界がある。

また、光磁気記録媒体の記録に使用される半導体レーザ
の発振波長は600〜900nm程度であるが、Bi置換ガーネッ
トは、光吸収性が低く、特に、500nm以上の波長域での
光吸収性が低いため、記録時に高いパワーを必要とす
る。

Bi置換ガーネットが有するこれらの問題を解決するため
に、特開昭62−239448号公報では、磁性ガーネットの結
晶粒界に光吸収能のある金属元素を析出させて光吸収を
増加させた光磁気ディスクを提案している。そして、光
吸収能のある金属元素として、ルテニウム、ロジウム、
パラジウム、オスミウム、イリジウム、白金を挙げてい
る。

＜発明が解決しようとする課題＞しかし、特開昭62−239448号公報で挙げられているこれ
らの金属元素を添加した場合、ファラデー回転角は変化
しないが、保磁力が低下してしまい、記録密度の面に問
題がある。また、この場合、ガーネット結晶化のために
必要な熱処理温度および熱処理時間が増大するという不
都合も生じる。

本発明は、このような事情からなされたものであり、保
磁力が高く、記録感度の高い記録膜を有する光磁気記録
媒体を提供することをその目的とする。

＜課題を解決するための手段＞このような目的は下記（１）および（２）の本発明によ
って達成される。

（１）基板上に記録膜を有し、この記録膜が、下記式で
表わされるBi置換ガーネットと、Agおよび／またはAuと
を含有することを特徴とする光磁気記録媒体。

［式］ BixRa_-xFeyMb_-yO₁₂ （ただし上記式において、ＲはＹを含む希土類元素の１
種以上を表わし、ＭはFeと置換し得る元素の１種以上を
表わす。

また、ｘ＜ａ、ｙ＜ｂ、１≦ｘ≦３、３≦ｙ≦５、２≦ａ≦４、４≦ｂ≦６である。）（２）記録膜中において、Agおよび／またはAuの含有量
が0.1〜15at％である（１）に記載の光磁気記録媒体。

＜作用＞本発明の光磁気記録媒体は、記録膜中に含有されるBi置
換ガーネットをレーザー光等によりキュリー点付近まで
加熱し、必要に応じて外部から磁界を印加することによ
り磁界を反転させて情報の記録を行なう。また、記録膜
にレーザー光等の光を照射し、Bi置換ガーネットのファ
ラデー効果により記録情報の再生を行なう。

本発明では、記録膜中に、Bi置換ガーネットに加えAgお
よび／またはAuを含有する。

このため、本発明の光磁気記録媒体の記録膜は保磁力が
高い。これは、記録膜中に含有されるAgおよび／または
Auが結晶粒界あるいは結晶粒内に存在し、磁壁の移動を
抑制するためと考えられる。

また、Agおよび／またはAuが光吸収能が高いため、光照
射による記録膜の温度上昇効率が高く、記録感度が向上
する。

さらに、Agおよび／またはAuの添加によっても、ファラ
デー回転角の低下はみられず、また、ガーネット結晶化
のための熱処理温度および熱処理時間にも影響を与える
ことがない。。

＜具体的構成＞以下、本発明の具体的構成を詳細に説明する。

本発明の光磁気記録媒体の記録膜は、上記式で表わされ
るBi置換ガーネットを含有する。

上記式において、ＲはＹを含む希土類元素の１種以上を
表わす。

Ｒとして好ましい元素は、Ｙ、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、H
o、Er、Tm、Yb、Lu等であり、これらのうち特に好まし
い元素は、飽和磁歪定数が負の値を示した方が垂直異方
性が大きくなることから、Ｙ、Gd、Dy、Ho、Er、Yb、Lu
である。

Ｍは、Feと置換し得る元素の１種以上を表わす。このよ
うな元素としては、Al、Ga、Ti、Co、Ge、Sn、Zn、Mnな
どを用いることが好ましく、特に好ましい元素は、Ga、
Alである。

上記式中のｘ、ｙ、ａおよびｂが上記範囲をはずれる
と、熱処理した時に異相が析出してしまい、膜の均一性
が悪くなる。

記録膜中のBi置換ガーネットの組成は、EPMA、ICP、蛍
光Ｘ線分析等により測定することができる。

このような組成のBi置換ガーネットは、記録膜中におい
て通常多結晶状態で存在し、その結晶粒径は0.02〜0.08
μｍ程度である。

本発明の光磁気記録媒体の記録膜は、このようなBi置換
ガーネットに加え、Agおよび／またはAuを含有する。Ag
および／またはAuは、光吸収能を高めて記録感度を向上
させるために含有される。

本発明において、Agおよび／またはAuが選択される理由
は、下記の通りである。

ガーネット構成元素と反応して異相を析出することが
ない。

ガーネット中に固溶することがない。

以上の理由から、これらの金属を含有してもガーネット
の特性を劣化させることがないと考えられる。

記録膜中において、Agおよび／またはAuは、0.1〜15at
％、特に、0.5〜15at％含有されることが好ましい。含
有量が上記範囲未満であると本発明の効果が不十分であ
り、上記範囲を超えると光吸収が大きすぎて、読み出し
感度が低下する。

なお、Agの含有量の上限は、好ましくは15.0at％、より
好ましくは12.0at％、さらに好ましくは7.0at％であ
る。また、Auの含有量の上限は、好ましくは12.0at％、
より好ましくは8.0at％、さらに好ましくは5.0at％であ
る。

記録膜中のAgおよびAuの含有量は、EPMA、ICP、蛍光Ｘ
線分析等により測定することができる。

また、記録膜中において、AgおよびAuはBi置換ガーネッ
トに固溶することはなく、また、ガーネット構成元素と
異相を析出することはない。これは、Ｘ線回折、透過型
電子線回折等により確認することができる。

AgおよびAuを含有することにより、500nm以上の波長
域、特に半導体レーザーの発振波長である600〜900nmの
波長域にて吸収係数は２〜25倍程度まで上昇し、しか
も、ファラデー回転角は低下しない。

本発明において、記録膜の膜厚は、書き込み感度を高く
するために50〜500nm程度であることが好ましい。

上記のような記録膜は、スパッタ法等の気相成膜法によ
り成膜されることが好ましい。

スパッタ法を用いる場合、ターゲットとしては、上記Bi
置換ガーネットとほぼ同組成のBi置換ガーネットを用い
ることが好ましく、Agおよび／またはAuを含有させるた
めには、このBi置換ガーネットのターゲット上にAgおよ
び／またはAuのペレットを載置してスパッタを行なうこ
とが好ましい。また、この他、Bi置換ガーネットとAgお
よび／またはAuの各々のターゲットを２元同時スパッタ
することによりAgおよび／またはAuを含有させることも
できる。

また、スパッタ条件としては、Ar等の不活性ガスや酸素
を含む不活性ガスの雰囲気が好ましく、動作圧力は４〜
20mTorr程度が好ましい。

スパッタ方式は各種の方式いずれであってもよく、投入
パワー等は任意である。

基板温度としては室温〜500℃、成膜率としては、0.01
〜0.1μm/min程度が好ましい。

得られたスパッタ膜には、結晶化を促進するために熱処
理を施すことが好ましい。熱処理は空気中、酸素雰囲気
中のいずれで行ってもよく、550〜650℃にて１〜５時間
程度行なえばよい。

記録膜が成膜される基板の材質に特に制限はないが、記
録膜の成膜時に加熱することが好ましいこと、得られる
スパッタ膜が通常アモルファス状態であり、熱処理を施
して結晶化することが好ましいこと、および磁気光学効
果を検出するために透明であることが好ましいことなど
の点で、ガラスを用いることが好ましい。

用いるガラスとしては、ガーネットに熱膨張係数が近似
したものが好ましく、例えば、高ケイ酸ガラス等が好ま
しい。

基板の厚さは通常0.5〜3mm程度とされ、外形形状は、デ
ィスク状あるいはその他目的に応じて適当なものを選定
すればよい。

また、ガーネット膜は光透過性を有し、記録の再生には
ファラデー効果による偏光面の回転を利用するため、記
録膜上には、Al、Cr等の反射膜を設けることが好まし
い。

さらに、記録膜と反射膜との間には、SiO₂等の各種誘電
体物質から構成され、エンハンス効果を有する中間層を
設けてもよい。

このようにして構成される光磁気記録媒体は、通常、基
板側から記録および再生光が照射される。

＜実施例＞以下、本発明の具体的実施例を挙げ、本発明をさらに詳
細に説明する。

［実施例１］原子比で表わされた組成が Bi_2.22Dy_0.96Fe_3.86Ga_0.96O₁₂ である焼結体表面に5mm角のAgペレットを載置し、ター
ゲットとした。

このターゲットを用い、直径50mm、厚さ1mmのガラス
（コーニング社製＃0317）製基板上に、スパッタ法によ
り厚さ500nmの膜を成膜し、熱処理を行なって結晶化さ
せて、Agを含有するBi置換ガーネットの記録膜を有する
サンプルを得た。

また、Agペレットの数を変えてAg含有量の異なる記録膜
を成膜し、種々のサンプルを作製した（サンプルNo.2〜
４）。なお、比較のために、Agペレットを載置しないで
成膜したサンプルを作製した（サンプルNo.1）。

さらに、Auペレットを用い、上記と同様にしてAuを含有
する種々のサンプルを作製した（サンプルNo.6、７）。
また、AgのペレットおよびAuのペレットの両方を載置し
たターゲットを用いたサンプルも作製した（サンプルN
o.8、９）。そして、AgおよびAuのいずれのペレットも
載置せずにサンプルを作製した（サンプルNo.5）。さら
に、比較のために、Ptペレットを用いてPtを含有するサ
ンプルを作製した（サンプルNo.10〜12）。ただし、こ
れらの場合、ペレットを載置した焼結体の組成は Bi_1.95Dy_1.39Fe_3.76Ga_0.90O₁₂ とした。

なお、これらのサンプル作製に際し、スパッタ条件は、
Ar圧15mTorr、基板温度300℃、RFパワー180Wとした。ま
た、熱処理は、空気中にて600℃、３時間行なった。た
だし、Pt含有サンプルは、この熱処理では結晶化しなか
ったため、650℃にて５時間の熱処理を行ない結晶化さ
せた。

得られた各サンプルの組成をEPMAにより測定した。結果
を表１に示す。なお、表１に示す組成は、Bi、Dy、Fe、
GaおよびＯの原子比と、記録膜中のAg、Au、Ptの原子％
である。

これらのサンプルについて、保磁力（Hc）、λ＝630nm
におけるファラデー回転角（θ_Ｆ）、ファラデーループ
の角形比（θr/θｓ）、λ＝630nmおよびλ＝830nmにお
ける吸収係数（α）の測定を行なった。結果を表１に示
す。

なお、これらの測定は、それぞれ下記のようにして行な
った。

Hc…ガラス基板上に成膜したガーネット膜を8mm×8mmに
切り出し、東英工業（株）製の振動試料型磁力計（VSM
−３型）で測定した。なお、印加磁場は5kOeとした。

θ_Ｆ…溝尻光学工業所（株）製のファラデー効果測定装
置で印加磁場5kOeにて測定した。

α…島津製作所（株）製分光光度計UV−365で光吸収率
を測定し、それから算出した。

結果を表１に示す。

表１に示される結果から、本発明のサンプルは、Agおよ
びAuのいずれも含まない比較サンプルに対し、きわめて
保磁力が高いことがわかる。また、本発明のサンプル
は、AgおよびAuのいずれも含まない比較サンプルと比べ
吸収係数が高く、λ＝630nmでは８倍以上、λ＝830nmで
は20倍以上にも向上している。

しかも、ファラデー回転角およびファラデーループの角
形比の低下はみられない。

また、Ptを含有する比較サルプルに対し、保磁力および
ファラデーループ角形性が良好であることがわかる。

［実施例２］サンプルNo.2、３、４の記録膜に対し、Ｘ線回折を行な
った。これらのサンプルのＸ線回折チャートを第１図に
示す。

また、サンプルNo.5、６、７に対し、Ｘ線回折を行なっ
た。これらのサンプルのＸ線回折チャートを第２図に示
す。

第１図に示されるように、本発明のサンプルでは、Bi₂D
YFe₄Ga₁O₁₂のガーネット結晶に対応するピークが観察さ
れ、さらにAg（111）ピークが存在し、記録膜内にAgが
結晶化して存在していることがわかる。

また、第２図に示される結果から、同様にAuが結晶化し
て存在していることがわかる。

［実施例３］上記実施例で作製した各サンプルの記録膜上に厚さ100n
mのAl膜をスパッタにより成膜し、反射膜を有する光磁
気記録媒体サンプルを作製した。

これらのサンプルに対し、λ＝830nmのレーザー光を用
いて記録を行なったところ、Agおよび／またはAuを含有
する本発明のサンプルは、これらを含有しない比較サン
プルに比べ、記録に必要なパワーが30〜50％程度であっ
た。

＜発明の効果＞本発明によれば、保磁力が高く、記録感度が高い記録膜
を有する光磁気記録媒体が実現する。

【図面の簡単な説明】第１図および第２図は、光磁気記録媒体の記録膜のＸ線
回折チャートである。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に記録膜を有し、この記録膜が、下
記式で表わされるBi置換ガーネットと、Agおよび／また
はAuとを含有することを特徴とする光磁気記録媒体。［式］ BixRa_-xFeyMb_-yO₁₂ （ただし上記式において、ＲはＹを含む希土類元素の１
種以上を表わし、ＭはFeと置換し得る元素の１種以上を
表わす。また、ｘ＜ａ、ｙ＜ｂ、１≦ｘ≦３、３≦ｙ≦５、２≦ａ≦４、４≦ｂ≦６である。）
【請求項２】記録膜中において、Agおよび／またはAuの
含有量が0.1〜15at％である請求項１に記載の光磁気記
録媒体。