JPH0810498B2 - 光磁気記録素子 - Google Patents
光磁気記録素子Info
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- JPH0810498B2 JPH0810498B2 JP22158086A JP22158086A JPH0810498B2 JP H0810498 B2 JPH0810498 B2 JP H0810498B2 JP 22158086 A JP22158086 A JP 22158086A JP 22158086 A JP22158086 A JP 22158086A JP H0810498 B2 JPH0810498 B2 JP H0810498B2
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- film
- magneto
- recording
- coercive force
- optical recording
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は書換え可能なディスク等に用いられる光磁気
記録素子に関するもので、高性能で経済性に優れた低価
格な記録素子に関するものである。
記録素子に関するもので、高性能で経済性に優れた低価
格な記録素子に関するものである。
〔従来技術〕 近年、垂直記録媒体や光磁気記録媒体などを用いた高
密度記録が盛んに研究されており、光磁気記録媒体を用
いた記録方式は大量の情報を高密度に記録するために集
束レーザー光を投光して記録媒体を局部加熱することに
よりビットを書込み、磁気光学効果を利用して読出すと
いう方式であり、この媒体には主として希土類−遷移金
属元素から成る非晶質金属垂直効磁化膜が用いられる。
密度記録が盛んに研究されており、光磁気記録媒体を用
いた記録方式は大量の情報を高密度に記録するために集
束レーザー光を投光して記録媒体を局部加熱することに
よりビットを書込み、磁気光学効果を利用して読出すと
いう方式であり、この媒体には主として希土類−遷移金
属元素から成る非晶質金属垂直効磁化膜が用いられる。
この磁化膜用材料としては希土類金属の磁気モーメン
トと遷移金属の磁気モーメントが反平行に安定となると
共に記録材料としての非晶質、垂直磁化、カー回転角及
び保持力等の要求に対して容易に適合し得るものが必要
である。実用性の点からキュリー点記録用材料に限るな
らば、上記の条件を考慮しFe系フェリ磁性体が最も一般
的に使用されており、そして、Fe系合金に対する希土類
元素としてはGd,Tb,Dy,Ho等が知られ、遷移金属系ではF
eを必須成分として他にCo,Ni等の添加が知られている。
トと遷移金属の磁気モーメントが反平行に安定となると
共に記録材料としての非晶質、垂直磁化、カー回転角及
び保持力等の要求に対して容易に適合し得るものが必要
である。実用性の点からキュリー点記録用材料に限るな
らば、上記の条件を考慮しFe系フェリ磁性体が最も一般
的に使用されており、そして、Fe系合金に対する希土類
元素としてはGd,Tb,Dy,Ho等が知られ、遷移金属系ではF
eを必須成分として他にCo,Ni等の添加が知られている。
また、これらの希土類元素−遷移金属系のフェリ磁性
体のなかではTb−Fe,Tb−Co,Gd−tb−Fe,Tb−Fe−Co系
が大きな保持力Hcを有しているので、Tbを必須元素とし
た光磁気記録媒体が最も注目されて多くの研究がなされ
ている。
体のなかではTb−Fe,Tb−Co,Gd−tb−Fe,Tb−Fe−Co系
が大きな保持力Hcを有しているので、Tbを必須元素とし
た光磁気記録媒体が最も注目されて多くの研究がなされ
ている。
しかしながら、Tbは重希土元素中酸素に対して最も活
性であると共に最も高価であり、これにより、このTbを
用いた媒体を商品化するに当たって製造コスト上又は性
能上問題がある。
性であると共に最も高価であり、これにより、このTbを
用いた媒体を商品化するに当たって製造コスト上又は性
能上問題がある。
また、TbFeやDyFeは垂直磁化膜を得易く且つ大きな保
持力Hcを有する為に微小ビットを安定に保磁できる記録
媒体として基本的に優れた材料であるが、キュリー温度
TcがTbFeで約120℃、DyFeで約70℃と低くなる。これに
より、記録に際しては低出力の半導体レーザーを用いる
ことができるので記録し易くなるが、その反面、再生に
当たってはカー回転角θｋ及び再生レーザー強度を小さ
くする必要がある。そして、再生信号強度が小さくなっ
て で表される性能指数が小さくなり、その結果、C/N比が
低下する。このカー回転角θｋが小さい理由は、θｋと
遷移金属の副格子磁化Ms（TM）がほぼ比例関係にあるた
めに、Ms（TM）と温度（Ｔ）はBrillouin関係で近似さ
れるようにTcが室温に近づく程室温付近でのθｋが減少
するからである。
持力Hcを有する為に微小ビットを安定に保磁できる記録
媒体として基本的に優れた材料であるが、キュリー温度
TcがTbFeで約120℃、DyFeで約70℃と低くなる。これに
より、記録に際しては低出力の半導体レーザーを用いる
ことができるので記録し易くなるが、その反面、再生に
当たってはカー回転角θｋ及び再生レーザー強度を小さ
くする必要がある。そして、再生信号強度が小さくなっ
て で表される性能指数が小さくなり、その結果、C/N比が
低下する。このカー回転角θｋが小さい理由は、θｋと
遷移金属の副格子磁化Ms（TM）がほぼ比例関係にあるた
めに、Ms（TM）と温度（Ｔ）はBrillouin関係で近似さ
れるようにTcが室温に近づく程室温付近でのθｋが減少
するからである。
本発明者等は上記の現状に鑑み鋭意研究の結果、磁化
膜としてGdDyFe系合金を選択することによって記録・消
去特性及び繰り返し再生特性、並びに経済性及び信頼性
に優れた光磁気記録素子が得られることを知見した。
膜としてGdDyFe系合金を選択することによって記録・消
去特性及び繰り返し再生特性、並びに経済性及び信頼性
に優れた光磁気記録素子が得られることを知見した。
本発明によれば、基体上に少なくとも膜面に垂直な方
向に磁化容易軸を有する非晶質磁性膜が設けられた光磁
気記録素子であって、上記非晶質磁性膜が下記式で表さ
れる原子組成比を有する合金からなることを特徴とする
光磁気記録素子が提供される。
向に磁化容易軸を有する非晶質磁性膜が設けられた光磁
気記録素子であって、上記非晶質磁性膜が下記式で表さ
れる原子組成比を有する合金からなることを特徴とする
光磁気記録素子が提供される。
（GdyDy1-y）xFe1-x 式中、0.15≦ｘ≦0.35 0.30≦ｙ≦0.95 〔問題点を解決するための手段〕 キュリー点記録用材料としては、Fe系材料のうちTbFe
が最も一般的に使用されており、これは垂直磁化膜が無
バイアスで比較的容易に得られ、且つ保持力Hcが大きな
値を有する点で優れた光磁気記録材料である。しかしな
がら、TbはGd,Dy,Hoなどの他の重希土類金属元素と比べ
て原料コストが約３倍以上高く、且つ各希土類元素単位
で耐酸化性を調べると最も劣っており、また、遷移金属
と非晶質合金化した場合もTb含有の有無により耐酸化性
が異なっており、Tbを含まないものの方が耐酸化性に優
れている。
が最も一般的に使用されており、これは垂直磁化膜が無
バイアスで比較的容易に得られ、且つ保持力Hcが大きな
値を有する点で優れた光磁気記録材料である。しかしな
がら、TbはGd,Dy,Hoなどの他の重希土類金属元素と比べ
て原料コストが約３倍以上高く、且つ各希土類元素単位
で耐酸化性を調べると最も劣っており、また、遷移金属
と非晶質合金化した場合もTb含有の有無により耐酸化性
が異なっており、Tbを含まないものの方が耐酸化性に優
れている。
このようなTbを構成元素として含む系での上述の傾向
を解除するために垂直磁化膜の構成元素としてTbを含ま
ない合金系を採用することが必要である。
を解除するために垂直磁化膜の構成元素としてTbを含ま
ない合金系を採用することが必要である。
即ち、Tbの代わりにGdもしくはDyを用いたGdFe,DyFe
が考えられるが、GdFeはキュリー温度Tcが240℃と高め
であること、また、TcのGd濃度依存性が他のものに比べ
ると大きく大面積に均一な特性を得るのが難しいことな
どの欠点があり、更に決定的な難点は保磁力Hcが0.5KOe
以下と小さい事である。
が考えられるが、GdFeはキュリー温度Tcが240℃と高め
であること、また、TcのGd濃度依存性が他のものに比べ
ると大きく大面積に均一な特性を得るのが難しいことな
どの欠点があり、更に決定的な難点は保磁力Hcが0.5KOe
以下と小さい事である。
一方、DyFeは前述したようにキュリー温度Tcが低く記
録し易いが、その反面、カー回転角θｋが小さくてC/N
比が低い。
録し易いが、その反面、カー回転角θｋが小さくてC/N
比が低い。
本発明によれば、上述のような見地から垂直磁化膜と
して基本的にTbを含まないGdDyFeを選択することが極め
て重要であることを見出した。
して基本的にTbを含まないGdDyFeを選択することが極め
て重要であることを見出した。
本発明において用いられる垂直磁化膜は、下記式 （GdyDy1-y）xFe1-x 式中、0.15≦ｘ≦0.35 0.30≦ｙ≦0.95 で表され、式中、希土類元素と遷移金属の量比を決定す
るｘ値は垂直磁化膜を得ることのできる条件として設定
され、特に0.18≦ｘ≦0.33の範囲が望ましい。
るｘ値は垂直磁化膜を得ることのできる条件として設定
され、特に0.18≦ｘ≦0.33の範囲が望ましい。
一方、希土類元素の構成比を決定するｙ値は磁化膜の
カー回転角θｋ、保持力Hc、キュリー温度Tc等の光磁気
特性を決定する要因として設定され、特に0.50≦ｙ≦0.
85の範囲が望ましい。これらの特性のｙ値依存性を第１
図により説明する。
カー回転角θｋ、保持力Hc、キュリー温度Tc等の光磁気
特性を決定する要因として設定され、特に0.50≦ｙ≦0.
85の範囲が望ましい。これらの特性のｙ値依存性を第１
図により説明する。
即ち、第１図はθk,Hc,TcのGd濃度依存性（ｙ値依存
性）を示しており、この図より明らかな通り、Gd濃度の
増加に伴ってキュリー温度Tcが上昇する傾向にあり、カ
ー回転角θｋはGd濃度が50atom％以上において、ほぼ安
定した高い値を示す。一方、保磁力Hcは約50atom％を頂
点としてGdが増加又は減少しても低下する傾向にあり、
全体として比較的広い組成範囲で安定した傾向を示す。
性）を示しており、この図より明らかな通り、Gd濃度の
増加に伴ってキュリー温度Tcが上昇する傾向にあり、カ
ー回転角θｋはGd濃度が50atom％以上において、ほぼ安
定した高い値を示す。一方、保磁力Hcは約50atom％を頂
点としてGdが増加又は減少しても低下する傾向にあり、
全体として比較的広い組成範囲で安定した傾向を示す。
このような傾向からθk,Hc,Tc共に高い値を示す範囲
としてｙ値は上述の範囲に設定される。
としてｙ値は上述の範囲に設定される。
ｙ値が0.95を越えると保磁力Hcが極端に低下し、0.30
未満になるとキュリー温度Tc及びカー回転角θｋが小さ
いために熱的安定性及び再生特性が低下する。
未満になるとキュリー温度Tc及びカー回転角θｋが小さ
いために熱的安定性及び再生特性が低下する。
本発明の垂直磁化膜はTbを含まない系であることによ
って安定で且つ耐酸化性に優れることは勿論のこと、同
様にTbを含まない系であるDyFeCo系合金との比較におい
ても優れた記録・消去特性及び繰り返し再生特性等の動
的特性を有する。
って安定で且つ耐酸化性に優れることは勿論のこと、同
様にTbを含まない系であるDyFeCo系合金との比較におい
ても優れた記録・消去特性及び繰り返し再生特性等の動
的特性を有する。
特に後述する比較例からも明らかなようにDyFeCo系と
の比較において詳細に説明すると、保磁力Hcの減少に
伴うC/Nの低下が小さい、記録時のバイアス磁界が小
さい、完全消去するのに必要なレーザー強度が小さ
い、保磁力Hcの減少に伴う繰り返し再生に於けるエラ
ーレートの増大がない、等々が挙げられる。
の比較において詳細に説明すると、保磁力Hcの減少に
伴うC/Nの低下が小さい、記録時のバイアス磁界が小
さい、完全消去するのに必要なレーザー強度が小さ
い、保磁力Hcの減少に伴う繰り返し再生に於けるエラ
ーレートの増大がない、等々が挙げられる。
本発明におけるGdDyFe系合金が前述のような極めて優
れた特性を示す理由としては、次のような事が考えられ
る。
れた特性を示す理由としては、次のような事が考えられ
る。
即ち、従来周知の通り、磁気記録媒体は熱（温度）と
は無関係に室温での磁気特性で一義的にその優劣が論じ
られており、これに対して、光磁気記録媒体は原理的に
熱磁気記録であり、磁性膜のもつ磁気特性の温度依存性
が非常に重要となる。
は無関係に室温での磁気特性で一義的にその優劣が論じ
られており、これに対して、光磁気記録媒体は原理的に
熱磁気記録であり、磁性膜のもつ磁気特性の温度依存性
が非常に重要となる。
そこで、Coを含む系（TbFeCo,DyFeCo）と含まない系
（GdDyFe）においてキュリー温度をいずれも約200℃に
設定して室温（20℃）,100℃,150℃,200℃までのカーヒ
ステリシスループの形状変化を調べたところ、第２図に
示す通りの結果が得られた。
（GdDyFe）においてキュリー温度をいずれも約200℃に
設定して室温（20℃）,100℃,150℃,200℃までのカーヒ
ステリシスループの形状変化を調べたところ、第２図に
示す通りの結果が得られた。
即ち、第２図のループは縦軸をカー回転角θｋ、横軸
を外部磁場（Hex）としてTbFeCoを（１）,DyFeCoを
（２）,GdDyfeを（３）に示し、それぞれ室温（20℃）
を（ａ）、100℃を（ｂ）、150℃を（ｃ）、200℃を
（ｄ）に示した。（３）に示すGdFeCoについては、後述
する実施例の（例１）にて述べている通り、キュリー温
度が200℃であることから、第１図に示す結果よりＹ値
が約0.53であることが判る。よって、この第１図の結果
はＸ値が0.215、Ｙ値が0.53である場合を示すが、本発
明の組成比内であれば、その他の組成であっても同様な
結果が得られた。尚、図中、HN,HC,HSはそれぞれ核発生
磁界、保磁力及び飽和磁界である。
を外部磁場（Hex）としてTbFeCoを（１）,DyFeCoを
（２）,GdDyfeを（３）に示し、それぞれ室温（20℃）
を（ａ）、100℃を（ｂ）、150℃を（ｃ）、200℃を
（ｄ）に示した。（３）に示すGdFeCoについては、後述
する実施例の（例１）にて述べている通り、キュリー温
度が200℃であることから、第１図に示す結果よりＹ値
が約0.53であることが判る。よって、この第１図の結果
はＸ値が0.215、Ｙ値が0.53である場合を示すが、本発
明の組成比内であれば、その他の組成であっても同様な
結果が得られた。尚、図中、HN,HC,HSはそれぞれ核発生
磁界、保磁力及び飽和磁界である。
第２図より明らかな通り、Coを含む系はいずれも温度
上昇に伴ってスネーク状のヒステリシスループとなって
NNH≠HC≠HSとなり、キュリー温度付近ではHN＜０とな
る。これに対して、Coを含まない系、特に本発明におい
て用いられるGdDyFe系垂直磁化膜によれば、室温下の角
型性（ループ形状）が温度が高くなってもそのまま維持
されており、この温度の上昇に伴ってHcが小さくなり、
更にキュリー温度でθk,Hcともに零となる。
上昇に伴ってスネーク状のヒステリシスループとなって
NNH≠HC≠HSとなり、キュリー温度付近ではHN＜０とな
る。これに対して、Coを含まない系、特に本発明におい
て用いられるGdDyFe系垂直磁化膜によれば、室温下の角
型性（ループ形状）が温度が高くなってもそのまま維持
されており、この温度の上昇に伴ってHcが小さくなり、
更にキュリー温度でθk,Hcともに零となる。
上述した通り、各温度におけるループ形状は記録及び
消去が温度降下時と、再生が温度上昇時とに関係してお
り、このループ形状の違いによる前述した種々の動特性
への影響を第３図の原理図を用いて説明する。
消去が温度降下時と、再生が温度上昇時とに関係してお
り、このループ形状の違いによる前述した種々の動特性
への影響を第３図の原理図を用いて説明する。
即ち、第３図（ａ）及び（ｂ）はそれぞれCoを含む比
較例と本発明の磁化膜であり、両者ともHs曲線より上の
領域は記録消去可能領域、言い換えれば反転可能領域で
あり、HN曲線より下の領域は再生可能領域を示すもので
あり、縦軸は印加されるバイアス磁界Ｉ、横軸はレーザ
ー光による素子の加熱温度である。尚、説明を容易にす
るため周囲からの漏洩磁界及び反磁界は省略した。
較例と本発明の磁化膜であり、両者ともHs曲線より上の
領域は記録消去可能領域、言い換えれば反転可能領域で
あり、HN曲線より下の領域は再生可能領域を示すもので
あり、縦軸は印加されるバイアス磁界Ｉ、横軸はレーザ
ー光による素子の加熱温度である。尚、説明を容易にす
るため周囲からの漏洩磁界及び反磁界は省略した。
第３図から明らかな通り、Coを含まない本発明の磁化
膜では温度を上昇させてもHN＝HSであるために磁化反転
が一斉に生じ、これにより、レーザー光による昇温温度
とバイアス磁界との関係は一義的に決まって安定した条
件が容易に設定できる。これに対して、Coを含む系では
HN≠HSとなり、温度が高くなるのに伴ってその差が大き
くなり、これにより、一斉磁化反転しなくなる。その結
果、第３図（ａ）の斜線領域に示した条件になると磁化
反転が完了しないために不十分な記録及び消去となり、
また、磁化反転が一部生じて不安定な繰り返し再生とな
る。
膜では温度を上昇させてもHN＝HSであるために磁化反転
が一斉に生じ、これにより、レーザー光による昇温温度
とバイアス磁界との関係は一義的に決まって安定した条
件が容易に設定できる。これに対して、Coを含む系では
HN≠HSとなり、温度が高くなるのに伴ってその差が大き
くなり、これにより、一斉磁化反転しなくなる。その結
果、第３図（ａ）の斜線領域に示した条件になると磁化
反転が完了しないために不十分な記録及び消去となり、
また、磁化反転が一部生じて不安定な繰り返し再生とな
る。
上述した通り、ヒステリシスループの形状変化に伴う
特性への影響から、カーヒステリシスループにおいて、
核発生磁界HN、保磁力HC、飽和磁界HSがともに100℃以
上においてほぼ同一であることが重要となる。この場
合、カーヒステリシスループにおいて、その室温下の角
型性ループ形状がキュリー点温度Tcにまで温度上昇して
も、維持されることであって、測定誤差や磁性層の磁化
反転時の応答性のバラツキに起因して、核発生磁界HNと
保磁力HCの差が0.5KOe以下、保磁力HCと飽和磁界HSの差
が0.5KOe以下の範囲内であって、即ちカーヒステリシス
ループにおいて、核発生磁界HN、保磁力HC、飽和磁界HS
に対応する各部位を結んだ線がカー回転角θｋの縦軸と
ほぼ平行となることを意味する。これによって光磁気記
録素子の温度依存性において、熱安定性に極めて優れた
記録・消去特性及び繰り返し再生特性が得られる。
特性への影響から、カーヒステリシスループにおいて、
核発生磁界HN、保磁力HC、飽和磁界HSがともに100℃以
上においてほぼ同一であることが重要となる。この場
合、カーヒステリシスループにおいて、その室温下の角
型性ループ形状がキュリー点温度Tcにまで温度上昇して
も、維持されることであって、測定誤差や磁性層の磁化
反転時の応答性のバラツキに起因して、核発生磁界HNと
保磁力HCの差が0.5KOe以下、保磁力HCと飽和磁界HSの差
が0.5KOe以下の範囲内であって、即ちカーヒステリシス
ループにおいて、核発生磁界HN、保磁力HC、飽和磁界HS
に対応する各部位を結んだ線がカー回転角θｋの縦軸と
ほぼ平行となることを意味する。これによって光磁気記
録素子の温度依存性において、熱安定性に極めて優れた
記録・消去特性及び繰り返し再生特性が得られる。
本発明によれば、前記磁性膜に他の元素を含有させて
もよい。例えばキュリー温度を上昇させるために少量の
Sm,Co,Nd等を添加することができる。
もよい。例えばキュリー温度を上昇させるために少量の
Sm,Co,Nd等を添加することができる。
更に本発明によれば、基本的には透明基体上に垂直磁
化膜を設けた型であり、その他に基体と垂直磁化膜の間
に窒化珪素又は窒化アルミニウム、炭化ケイ素等の誘電
体を設けたエンハンスメント構造と成すことによってみ
かけのカー回転角を増大させて性能指数を向上させ、更
にレーザー光による記録効率を高めることができる。
化膜を設けた型であり、その他に基体と垂直磁化膜の間
に窒化珪素又は窒化アルミニウム、炭化ケイ素等の誘電
体を設けたエンハンスメント構造と成すことによってみ
かけのカー回転角を増大させて性能指数を向上させ、更
にレーザー光による記録効率を高めることができる。
本発明の光磁気記録素子に用いられる基体用材料に
は、ガラス、プラスチック等があり、本発明において用
いるGdDyFe系磁化膜に対して望ましい基体用材料にはポ
リカーボネート樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹
脂、アクリル樹脂等から選択するとよく、このプラスチ
ック製基板を用いることによって際立った保磁力特性を
奏する。これについては後述する（例６）からも明らか
なように、（磁化の大きさ）MsX（保磁力）Hcが大きく
なり、これにより、微小ビットの安定性において非常に
有利となる。更に、大きな１イオン異方性エネルギーを
有するTbを用いなくても熱膨張率の大きなプラスチック
基体を用いることによって大容量且つ高密度な光磁気記
録素子が得られる。尚、このような効果は主に成膜中に
受ける基板からの誘導異方性に起因するものと思われ
る。
は、ガラス、プラスチック等があり、本発明において用
いるGdDyFe系磁化膜に対して望ましい基体用材料にはポ
リカーボネート樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹
脂、アクリル樹脂等から選択するとよく、このプラスチ
ック製基板を用いることによって際立った保磁力特性を
奏する。これについては後述する（例６）からも明らか
なように、（磁化の大きさ）MsX（保磁力）Hcが大きく
なり、これにより、微小ビットの安定性において非常に
有利となる。更に、大きな１イオン異方性エネルギーを
有するTbを用いなくても熱膨張率の大きなプラスチック
基体を用いることによって大容量且つ高密度な光磁気記
録素子が得られる。尚、このような効果は主に成膜中に
受ける基板からの誘導異方性に起因するものと思われ
る。
本発明の光磁気記録素子を製造するに当たっては、公
知の薄膜形成手段を用いることができ、例えば、蒸着、
スパッタリン、イオンプレーティング、イオン注入、メ
ッキ等各種の方法が用いることができ、就中、組成の均
一性、再現性の点からスパッタリング法を用いるのがよ
い。このスパッタリング法には二元スパッタリング法が
あり、その他に３元系合金或いは複合ターゲットを用い
た一元スパッタリング法がある。尚、光干渉膜又は保護
層の形成も上記薄膜形成手段を用いることができる。
知の薄膜形成手段を用いることができ、例えば、蒸着、
スパッタリン、イオンプレーティング、イオン注入、メ
ッキ等各種の方法が用いることができ、就中、組成の均
一性、再現性の点からスパッタリング法を用いるのがよ
い。このスパッタリング法には二元スパッタリング法が
あり、その他に３元系合金或いは複合ターゲットを用い
た一元スパッタリング法がある。尚、光干渉膜又は保護
層の形成も上記薄膜形成手段を用いることができる。
次に本発明の実施例を述べる。
（試料の作成） 直流二元同時マグネトロンスパッタ装置を用いて、一
方のターゲットにGdDy合金製円板を、他方のターゲット
にFe製円板を所定の割合で配置して、ポリカーボネート
若しくはガラスから成る基板を取り付けたカソードを回
転させると共に同時スパッタリングを行い、基板上に合
金化した膜厚1000Åの非晶質GdDyFe垂直磁化膜を形成し
た。この製造条件は到達真空度５×10-7Torr、Arガス圧
５×10-3Torr、基板とターゲットの距離120mm、基板の
回転数50rpm、GdDyターゲット側の投入電力約100W、Fe
ターゲット側の投入電力約400Wとした。また、比較例に
用いられるDyFeCo膜は上記GdDy及びFeのそれぞれのター
ゲットをDy及びFeCoに代えて同様に作製した。
方のターゲットにGdDy合金製円板を、他方のターゲット
にFe製円板を所定の割合で配置して、ポリカーボネート
若しくはガラスから成る基板を取り付けたカソードを回
転させると共に同時スパッタリングを行い、基板上に合
金化した膜厚1000Åの非晶質GdDyFe垂直磁化膜を形成し
た。この製造条件は到達真空度５×10-7Torr、Arガス圧
５×10-3Torr、基板とターゲットの距離120mm、基板の
回転数50rpm、GdDyターゲット側の投入電力約100W、Fe
ターゲット側の投入電力約400Wとした。また、比較例に
用いられるDyFeCo膜は上記GdDy及びFeのそれぞれのター
ゲットをDy及びFeCoに代えて同様に作製した。
尚、動特性評価用試料としては、基板上に干渉層、磁
性層及び保護膜を順次成膜して得られた積層構造のもの
を用いた。
性層及び保護膜を順次成膜して得られた積層構造のもの
を用いた。
（例１） ガラス基板にGdDyFe膜を形成するに当たってｙ値（Gd
濃度）を０乃至1.0の範囲内で変えて幾種類もの試料を
作成した。これにより得られた合金の組成は（GdyD
y1-y）0.215Fe0.785であり、ｙ値に対するカー回転角θ
ｋ、保持力Hc及びキュリー温度Tcは第１図に示す通りで
ある。
濃度）を０乃至1.0の範囲内で変えて幾種類もの試料を
作成した。これにより得られた合金の組成は（GdyD
y1-y）0.215Fe0.785であり、ｙ値に対するカー回転角θ
ｋ、保持力Hc及びキュリー温度Tcは第１図に示す通りで
ある。
第１図より明らかな通り、ｙ値が0.95を越えるとHcが
顕著に低下し、また、ｙ値が0.30以上になると、キュリ
ー点温度Tcが175℃以上となり、ｙ値が0.30未満である
とTc及びθｋが小さいために熱的安定性及び再生特性が
低下する。
顕著に低下し、また、ｙ値が0.30以上になると、キュリ
ー点温度Tcが175℃以上となり、ｙ値が0.30未満である
とTc及びθｋが小さいために熱的安定性及び再生特性が
低下する。
（例２） 本例において、動特性としてGdDyFe垂直磁化膜及びDy
FeCo垂直磁化膜のそれぞれのC/Nに対する保磁力Hc依存
性を調べた。
FeCo垂直磁化膜のそれぞれのC/Nに対する保磁力Hc依存
性を調べた。
即ち、（例１）にて述べた方法に基いて、ポリカーボ
ネート製基板上に光干渉層（膜厚750Å,Si3N4系材料か
ら成る）、垂直磁化膜（膜厚1000Å）及び紫外線硬化型
エポキシ樹脂層を順次積層し、これによって積層構造の
光磁気記録素子とし、この素子のC/N値を求めたとこ
ろ、第４図に示す通りの結果が得られた。尚、各々の試
料は約200℃のキュリー温度とし、これら素子における
垂直磁化膜自体の室温下のカー回転角θｋ及び反射率Ｒ
を波長入＝8000Åの基板側からのレーザー光に対してそ
れぞれ0.315及び54％にした。
ネート製基板上に光干渉層（膜厚750Å,Si3N4系材料か
ら成る）、垂直磁化膜（膜厚1000Å）及び紫外線硬化型
エポキシ樹脂層を順次積層し、これによって積層構造の
光磁気記録素子とし、この素子のC/N値を求めたとこ
ろ、第４図に示す通りの結果が得られた。尚、各々の試
料は約200℃のキュリー温度とし、これら素子における
垂直磁化膜自体の室温下のカー回転角θｋ及び反射率Ｒ
を波長入＝8000Åの基板側からのレーザー光に対してそ
れぞれ0.315及び54％にした。
第４図より明らかな通り、Hcが約7HOeを越えるとGdDy
Fe系素子及びDyFeCo系素子共に同程度のC/N値を示して
いるが、Hcが7KOeよりも小さくなるとGdDyFe系素子の方
が高いC/N値を示しており、本発明のGdDyFe系素子はHc
に対する依存性が小さくて素子自体の性能安定性及び信
頼性に優れていることが判る。
Fe系素子及びDyFeCo系素子共に同程度のC/N値を示して
いるが、Hcが7KOeよりも小さくなるとGdDyFe系素子の方
が高いC/N値を示しており、本発明のGdDyFe系素子はHc
に対する依存性が小さくて素子自体の性能安定性及び信
頼性に優れていることが判る。
（例３） 本例においては、（例２）で得られたGdDyFe系素子及
びDyFeCo系素子について動特性としてそれぞれ記録時の
バイアス印加磁界に対するC/Nを求めたところ、第５図
に示す通りの結果が得られた。尚、それぞれの素子に用
いた試料は保磁力Hcが7KOeのものである。
びDyFeCo系素子について動特性としてそれぞれ記録時の
バイアス印加磁界に対するC/Nを求めたところ、第５図
に示す通りの結果が得られた。尚、それぞれの素子に用
いた試料は保磁力Hcが7KOeのものである。
第５図より明らかな通り、バイアス印加磁界が約250G
auss以上であればGdDyFe系素子及びDyFeCo系素子共に同
程度のC/N値を示しているが、約250Gauss以下になるとG
dDyFe系素子が一定のC/N値を示しているのに対してDyFe
Co系素子では極端な減少傾向になることが判る。この結
果から、本発明の素子を用いると小さいバイアス印加磁
界であっても記録が可能となることが判る。
auss以上であればGdDyFe系素子及びDyFeCo系素子共に同
程度のC/N値を示しているが、約250Gauss以下になるとG
dDyFe系素子が一定のC/N値を示しているのに対してDyFe
Co系素子では極端な減少傾向になることが判る。この結
果から、本発明の素子を用いると小さいバイアス印加磁
界であっても記録が可能となることが判る。
（例４） （例２）と同様にして製作したGdDyFe系素子及びDyFe
Co系素子において、磁性体の動特性として所定のキュリ
ー温度に対する完全消去可能線速を求めた。
Co系素子において、磁性体の動特性として所定のキュリ
ー温度に対する完全消去可能線速を求めた。
即ち、磁性体のキュリー温度Tcが200℃になるような
組成をもつ素子を作製し、レーザー強度5.5mW印加磁場4
00Gaussの条件下の消去可能線速を求めたところ、第１
表に示す通りの結果が得られた。
組成をもつ素子を作製し、レーザー強度5.5mW印加磁場4
00Gaussの条件下の消去可能線速を求めたところ、第１
表に示す通りの結果が得られた。
第１表より、両者の素子に用いられる磁性体のキュリ
ー温度を同じにした場合、本発明のGdDyFe系素子はDyFe
Co系素子よりも高速で消去でき、これを言い換えれば同
じ線速（回転数）においてGdDyFe系素子が低いレーザー
強度で消去できることを表している。また、記録と消去
は原理的に磁化反転を行うことで同じであるので、本発
明者等が記録に用いる最適記録レーザーパワーを求めた
ところ、記録時のバイアス磁界を400Gaussに設定した場
合、GdDyFe系素子には2.6mWであるのに対してDyFeCo素
子は4.2mWであった。
ー温度を同じにした場合、本発明のGdDyFe系素子はDyFe
Co系素子よりも高速で消去でき、これを言い換えれば同
じ線速（回転数）においてGdDyFe系素子が低いレーザー
強度で消去できることを表している。また、記録と消去
は原理的に磁化反転を行うことで同じであるので、本発
明者等が記録に用いる最適記録レーザーパワーを求めた
ところ、記録時のバイアス磁界を400Gaussに設定した場
合、GdDyFe系素子には2.6mWであるのに対してDyFeCo素
子は4.2mWであった。
（例５） 本例においては、動特性として繰り返し再生回数に対
するシンボルエラーの増加分を求めた。
するシンボルエラーの増加分を求めた。
即ち、（例２）にて作製したGdDyFe系素子及びDyFeCo
系素子について両者とも保磁力Hcを1.5KOeとなるような
磁性体組成とし、これらの素子に投光する再生レーザー
強度を1.1mWに設定してシンボルエラーの増加分を求め
た。尚、この増加分は1280000シンボルに対するエラー
の増加分であり、１シンボルは８ビットから成る。
系素子について両者とも保磁力Hcを1.5KOeとなるような
磁性体組成とし、これらの素子に投光する再生レーザー
強度を1.1mWに設定してシンボルエラーの増加分を求め
た。尚、この増加分は1280000シンボルに対するエラー
の増加分であり、１シンボルは８ビットから成る。
第６図から明らかな通り，本発明の素子は繰り返し再
生によるエラーの増加分がほとんどなく、優れた安定性
を示しており、これに対してDyFeCo系素子はHcが小さい
場合には繰り返し再生によるエラーが増加する傾向にあ
る。
生によるエラーの増加分がほとんどなく、優れた安定性
を示しており、これに対してDyFeCo系素子はHcが小さい
場合には繰り返し再生によるエラーが増加する傾向にあ
る。
（例６） 本例においては、基板材料の相違による保磁力Hcの違
いをGdDyFeとDyFeCoの磁性体の差として求めた。
いをGdDyFeとDyFeCoの磁性体の差として求めた。
即ち、ガラス基板（Glass）及びポリカーボネート基
板（PC）に、それぞれ同一の製造条件下で同時に成膜
し、ガラス基板を用いた場合のHc（Glass）に対するPC
基板を用いた場合のHc（PC）の比を求めたところ、第２
表に示す通りの結果が得られた。
板（PC）に、それぞれ同一の製造条件下で同時に成膜
し、ガラス基板を用いた場合のHc（Glass）に対するPC
基板を用いた場合のHc（PC）の比を求めたところ、第２
表に示す通りの結果が得られた。
第２表より明らかな通り、PC基板を用いるとガラス基
板に比べて保磁力Hcが増加傾向にあるが、本発明の素子
においては極立った増加傾向があることが判る。
板に比べて保磁力Hcが増加傾向にあるが、本発明の素子
においては極立った増加傾向があることが判る。
（例７） 希土類元素（GdDy）と遷移金属（Fe）との量比を決定
するｘ値を垂直磁化膜を得ることのできる条件として求
めた。
するｘ値を垂直磁化膜を得ることのできる条件として求
めた。
即ち、ガラス基板上に成膜した（Gd0.6Dy0.4）xFe1-x
組成の磁性体について、ｘを変化させて磁化方向及び保
磁力Hcを調べたところ、第３表に示す通りの結果が得ら
れた。
組成の磁性体について、ｘを変化させて磁化方向及び保
磁力Hcを調べたところ、第３表に示す通りの結果が得ら
れた。
上記第３表から、ｘの値を0.15〜0.35の範囲とするこ
とにより垂直磁化膜が得られることが明らかとなる。ま
た、ｘの値を0.18乃至0.33の範囲とすることにより、保
磁力Hcを1KOe以上にすることが可能となり、望ましいこ
とが判る。その上、Ｘ値が0.15、0.18、0.21、0.26、0.
30、0.35である各試料についても、第２図（３）に示す
ように室温下の角型性ループ形状がキュリー点温度Tcに
まで温度上昇しても、維持され、核発生磁界HN、保持力
HC、飽和磁界HSがともにほぼ同一となることを実験上確
認した。
とにより垂直磁化膜が得られることが明らかとなる。ま
た、ｘの値を0.18乃至0.33の範囲とすることにより、保
磁力Hcを1KOe以上にすることが可能となり、望ましいこ
とが判る。その上、Ｘ値が0.15、0.18、0.21、0.26、0.
30、0.35である各試料についても、第２図（３）に示す
ように室温下の角型性ループ形状がキュリー点温度Tcに
まで温度上昇しても、維持され、核発生磁界HN、保持力
HC、飽和磁界HSがともにほぼ同一となることを実験上確
認した。
以上の通り、本発明によれば、希土類元素としてGd及
びDyを、遷移金属としてFeを選択し、これらを所定の割
合で合金化した垂直磁化膜を設けることによって耐酸化
性及び経済性に優れ、且つカーヒステリシスループにお
いて、該発生磁界HN保磁力HC及び飽和磁界HSを実質上同
一に制御できるので記録・消去特性及び繰り返し再生特
性並びに熱的安定性に優れた高性能の光磁気記録素子が
提供できる。
びDyを、遷移金属としてFeを選択し、これらを所定の割
合で合金化した垂直磁化膜を設けることによって耐酸化
性及び経済性に優れ、且つカーヒステリシスループにお
いて、該発生磁界HN保磁力HC及び飽和磁界HSを実質上同
一に制御できるので記録・消去特性及び繰り返し再生特
性並びに熱的安定性に優れた高性能の光磁気記録素子が
提供できる。
第１図はカー回転角θｋ、保磁力Hc及びキュリー温度Tc
のGd濃度依存性を示す図、第２図（ａ）乃至（ｄ）は
（１）TbFeCo,（２）DyFeCo,（３）GdDyFeのそれぞれの
室温からキュリー温度までのカーヒステリシスループの
形状変化を示す図、第３図（ａ）及び（ｂ）はループ形
状の違いによる動特性への影響を説明する原理図、第４
図はC/Nの保磁力Hc依存性を示す図、第５図は記録時に
おけるバイアス印加磁界とC/Nの関係を示す図、第６図
は繰り返し再生回数とエラー増加分との関係を示す図で
ある。
のGd濃度依存性を示す図、第２図（ａ）乃至（ｄ）は
（１）TbFeCo,（２）DyFeCo,（３）GdDyFeのそれぞれの
室温からキュリー温度までのカーヒステリシスループの
形状変化を示す図、第３図（ａ）及び（ｂ）はループ形
状の違いによる動特性への影響を説明する原理図、第４
図はC/Nの保磁力Hc依存性を示す図、第５図は記録時に
おけるバイアス印加磁界とC/Nの関係を示す図、第６図
は繰り返し再生回数とエラー増加分との関係を示す図で
ある。
Claims (1)
- 【請求項１】基体上に少なくとも膜面に垂直な方向に磁
化容易軸を有する非晶質磁性膜が設けられた光磁気記録
素子であって、上記非晶質磁性膜が下記式で表される原
子組成比を有する合金からなることを特徴とする光磁気
記録素子。 （GdyDy1-y）xFe1-x 式中、0.15≦ｘ≦0.35 0.30≦ｙ≦0.95
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22158086A JPH0810498B2 (ja) | 1985-09-18 | 1986-09-18 | 光磁気記録素子 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20746285 | 1985-09-18 | ||
| JP60-207462 | 1985-09-18 | ||
| JP22158086A JPH0810498B2 (ja) | 1985-09-18 | 1986-09-18 | 光磁気記録素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62149057A JPS62149057A (ja) | 1987-07-03 |
| JPH0810498B2 true JPH0810498B2 (ja) | 1996-01-31 |
Family
ID=26516264
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22158086A Expired - Fee Related JPH0810498B2 (ja) | 1985-09-18 | 1986-09-18 | 光磁気記録素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0810498B2 (ja) |
-
1986
- 1986-09-18 JP JP22158086A patent/JPH0810498B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62149057A (ja) | 1987-07-03 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |