JPH09171645A - 光磁気記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来方法による再生時の条件から規定される
記録密度の制約の問題点を解決し、記録情報ビットの微
細化をはかった場合においても充分な再生出力従ってＳ
／Ｎ（Ｃ／Ｎ）の向上をはかることができるものであ
る。 【解決手段】 室温で互いに磁気的に結合した少なくと
も記録保持磁性膜１１と信号再生磁性膜１３とを有して
なる磁性膜が形成されて成り、この磁性膜に対するレー
ザ光照射よる温度上昇を与えて、この温度上昇部の磁化
状態を、このレーザ光照射前の状態から変化させた状態
で、レーザ光と信号再生磁性膜における光磁気相互作用
によって記録情報の読み出がなされる構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光磁気相互作用に
よって情報ビット（磁区）の読み出しがなされる光磁気
記録媒体に係わる。

【０００２】

【従来の技術】レーザー光照射による局部的加熱によっ
て情報ビットすなわちバブル磁区を形成し、これを光磁
気相互作用によって読み出す光磁気記録再生方法をとる
場合、その光磁気記録の記録密度を上げるには、そのビ
ット長の短縮化すなわち情報磁区の微小化をはかること
になるが、この場合通常一般に光磁気記録再生方式で
は、その再生時のＳ／Ｎを確保する上で再生時のレーザ
ー波長、レンズの開口数等によって制約を受けている。
例えば現状では、０．２μｍの情報ビット（磁区）を、
スポット径が１μｍのレーザー光で読み出すことは不可
能である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上述した再生
時の条件から規定される記録密度の制約の問題点を解決
し、記録情報ビットの微細化をはかった場合においても
充分な再生信号出力の向上、従ってＳ／Ｎ（Ｃ／Ｎ）の
向上をはかることのできる光磁気記録媒体を提供する。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、室温で互いに
磁気的に結合した少なくとも記録保持磁性膜と信号再生
磁性膜とを有してなる磁性膜が形成されて成り、この磁
性膜に対するレーザ光照射よる温度上昇を与えて、この
温度上昇部の磁化状態を、このレーザ光照射前の状態か
ら変化させながらで、レーザ光と信号再生磁性膜におけ
る光磁気相互作用によって記録情報の読み出がなされる
構成とする。

【０００５】上述したように本発明によれば、磁性膜に
対するレーザ光照射による温度上昇を与えて、磁化状態
を変化させてレーザ光と上記信号再生磁性膜における光
磁気相互作用によって記録情報の読み出しを行うように
することによってＳ／Ｎの向上をはかる。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明による光磁気記録媒体の一例の概略断面
図を示す。図１に示すように光透過性基体１上に必要に
応じて同様に光透過性の保護膜ないしは干渉膜としての
誘電体膜２を被着形成し、この誘電体膜２上に室温Ｔ_RT
で互に磁気的に結合する主として信号再生に寄与する第
１の磁性膜１１と、中間膜となる第２の磁性膜１２と、
記録保持に寄与する第３の磁性膜１３の各垂直磁化膜の
積層構造による磁性膜を形成し、第１、第２および第３
の各磁性膜１１，１２および１３の各キュリー温度をＴ
_C1，Ｔ_C2およびＴ_C3とするとき、Ｔ_C2＞Ｔ_RTで、かつＴ
_C2＜Ｔ_C1，Ｔ_C3とされ、第１の磁性膜１１の保磁力Ｈ_C1
が第２の磁性膜１２のキュリー点Ｔ_C2近傍で充分小さ
く、第３の磁性膜１３の保磁力Ｈ_C3が室温Ｔ_RTから第２
の磁性膜１２のキュリー温度Ｔ_C2より高い所要の温度Ｔ
_PBまでの温度範囲で所要の磁場よりも充分大きくされ
る。また、第３の磁性膜１３上には必要に応じて表面保
護膜４を被着形成する。

【０００７】この光磁気記録媒体の、記録情報の再生
は、例えば第２の磁性膜１２のキュリー温度Ｔ_C2以上の
上述の所要温度Ｔ_PBで第１の磁性膜１１の記録磁区すな
わち情報ビットを、これに加わる反磁場と、更に必要に
応じて与える外部印加磁場によって変化、例えば拡大さ
せて読み出す。

【０００８】この光磁気記録媒体Ｓに対する記録即ち情
報磁区の形成は、通常のように、例えば初期状態におけ
る第３の磁性膜１３の記録温度付近の磁化方向と逆向き
のバイアス磁界を印加した状態でレーザー光をフォーカ
シングさせて照射し、これによって第３の磁性膜１３
を、そのキュリー温度以上に加熱し、かつレーザー光走
査が去った後の冷却時に外部磁場および浮遊磁場による
方向に反転されたバブル磁区の形成によって例えば
“１”の情報の記録を行う。つまり、この情報バブル磁
区の有無によって“１”，“０”の２値の情報の記録を
行う。

【０００９】そして、このような情報の記録がなされた
光磁気記録媒体Ｓからの情報の読み出し、即ち、その再
生にあたって例えばレーザー光照射によってその磁区の
有無による光磁気相互作用によるカー回転角ないしはフ
ァラデー回転角によってその記録の読み出しを行うに当
たってその読み出し部の温度を所要の温度Ｔ_PBに、つま
り、第２の磁性膜１２のキュリー点Ｔ_C2を超える温度と
したことによって、第１および第３の磁性膜１１および
１３間の磁気的結合が切断される。したがってこの状態
で、第１の磁性膜１１は、第３の磁性膜１３による磁気
的制約を受けることなく、この記録情報磁区は、これに
与えられる反磁場と、更にこのとき必要に応じて与えら
れる外部印加磁場等の和による所要の磁場によって、更
にこの第１の磁性膜１１がこの温度Ｔ_PBで保磁力が低下
していることによって拡大する。

【００１０】したがってこの第１の磁性膜１１として、
カー回転角ないしはファラデー回転角が大きい磁性膜を
用いれば、主としてこの第１の磁性膜１１における記録
情報により、この情報磁区の実質的面積の増大によっ
て、大なる再生出力をとり出すことができ、Ｓ／Ｎ（Ｃ
／Ｎ）の向上がはかられる。

【００１１】そして、この情報磁区が拡大された状態、
つまり実質的にその読み出し磁区面積が増大した状態で
再生を行うのでその再生出力が増大し、これによってＳ
／Ｎの向上がはかられる。

【００１２】そしてその再生後、すなわちレーザー光の
走査によりその照射部が移動した後、読み出し部が冷却
されれば、第１〜第３の磁性膜１１〜１３が例えば室温
Ｔ_RTに低下冷却する過程で、高保磁力の第３の磁性膜１
３が磁気記録保持膜として作用し、第２の磁性膜１２が
その磁気的結合によって磁化され、更にこの第２の磁性
膜１２と磁性的に結合する第１の磁性膜１１が磁化さ
れ、初期の記録状態の情報ビット磁区を再び形成し記録
状態に復元される。

【００１３】上述の構成によれば、その光磁気記録媒体
Ｓの中間層としての第２の磁性膜１２が、第１および第
３の磁性膜１１および１３間の磁気的結合状態および断
絶状態の両態様を採ることによって、再生時において
は、この中間層の第２の磁性膜１２が、第１および第３
の磁性膜１１および１３間の磁気的結合を分離して第１
の磁性膜１１の記録情報磁区の拡大を可能にするもので
あり、第３の磁性膜１３はその磁化状態を保持する磁気
記録保持層としての機能を保持し、第１の磁性膜１１は
再生時にその磁区を拡大して再生出力を向上する再生層
としての機能を有するようにしたので記録密度を向上さ
せてビット情報としての磁区を微細化しても充分な再生
出力を得ることができ、より記録の高密度化をはかるこ
とができる。

【００１４】更に図２を参照して図１〜図３の磁性膜１
１〜１３がそれぞれフェロ磁性膜である場合の磁性状態
を説明する。今図２Ａに示すように各磁性膜１１〜１３
が未記録状態においてその磁化の向きが一方向の垂直磁
化状態にある場合を想定すると、これに今情報“１”の
記録かなされることによって図２Ｂに示すように初期の
状態とは逆向きの磁化による情報ビット即ち情報磁区Ｂ
_M が形成される。

【００１５】この情報磁区Ｂ_M に対する読み出しについ
て説明すると、この場合前述したように図２Ｃに示すよ
うにその情報磁区Ｂ_M に対してレーザー光Ｌ_B を照射し
た状態において、その例えば中心部において前述した所
要の温度Ｔ_PBが得られるようにする。このとき、第２の
磁性膜１２は、そのキュリー温度Ｔ_C2以上とされること
によってその磁性が失われ第１および第３の磁性膜１１
および１３間の磁気的結合が遮断された状態にある。こ
の状態で、記録時の外部バイアス磁場の方向、つまり磁
区Ｂ_M の本来の磁化方向、つまり記録時での磁化の方向
と同方向の外部印加磁場Ｈexを与えることによってこの
磁場と反磁場との和によって、この温度Ｔ_PBで保磁力Ｈ
_C1が小さい状態にある第１の磁性膜１１の磁区Ｂ_M は拡
大される。

【００１６】なお、図２Ｄに示すよう、レーザー光Ｌ_B
の照射が情報磁区Ｂ_M 外に照射された状態では、情報磁
区における温度上昇は、比較的小さいことから、この情
報ビットすなわち磁区Ｂ_M の拡大は殆ど生じない。つま
り読み出し状態におけるレーザー光走査の中心部にある
磁区Ｌ_B の中心に存在する情報記録磁区Ｂ_M においての
み磁区の拡大が生じさせることができる。

【００１７】したがってこの場合例えば図３Ａに示すよ
うに、情報記録磁区Ｂ_M が等ピッチに配列された磁気記
録媒体に対してレーザー光走査を行う場合、その出力は
図３Ｂに示すように磁区Ｂ_M が消失された理想的消磁レ
ベルを０レベルとする場合、情報磁区Ｂ_M の読み出しに
よって一方向、図において上方に大きなレベルを示す波
形出力として取り出すことができることになる。

【００１８】なお、実際上、第１〜第３の磁性膜１１〜
１３が希土類−遷移金属磁性膜であってその遷移金属の
副格子磁化と希土類金属の副格子磁化が互に逆向きのフ
ェリ磁性を有する場合、各磁性膜が遷移金属副格子磁化
優勢膜であるか、希土類副格子磁化優勢膜であるかによ
って再生時に与える外部印加磁場Ｈexの向きを選定する
必要がある。

【００１９】これについて説明するに、今この場合にお
いて再生時の外部印加磁場方向Ｈex方向を記録時の外部
バイアス磁場方向を基準として考え、この場合記録の方
向を支配する第３の磁性膜１３のキュリー点Ｔ_C3直下で
の飽和磁化が遷移金属副格子磁化優勢膜であるか希土類
副格子磁化優勢膜であるかについて分離して考察する。
ここで第１の磁性膜１１における情報磁区Ｂ_M に加わる
浮遊磁場および反磁場については除外して考える。 〔１〕第３の磁性膜１３の磁化がキュリー点Ｔ_C3直下で
遷移金属副格子磁化優勢膜である場合、 （１−ａ）第２の磁性膜１２のキュリー点Ｔ_C2近傍で第
１の磁性膜１１の磁化が遷移金属副格子優勢である場合
は、その再生時の外部磁場方向は記録時の外部磁場方向
と同一方向に与えることによって情報記録磁区Ｂ_M の増
大化をはかることができる。 （１−ｂ）第２の磁性膜１２のキュリー点Ｔ_C2近傍で第
１の磁性膜１１の磁化が零に近い場合は、その再生時の
温度を第２の磁性膜１２のキュリー点Ｔ_C2近傍より更に
上昇させて第１の磁性膜１１の磁化が遷移金属副格子優
勢になる状態において再生して、この場合記録時と同一
の方向の外部印加磁場Ｈex下でバブル磁区Ｂ_M の増大化
をはかることができる。 （１−ｃ）第２の磁性膜１２のキュリー点Ｔ_C2近傍で第
１の磁性膜１１の磁化が希土類副格子優勢の場合、再生
時の外部印加磁場Ｈexは記録時のそれとは逆方向に設定
することによって磁区Ｂ_M の拡大をはかることができ
る。 〔２〕第３の磁性膜１３の磁化がそのキュリー点Ｔ_C3直
下で希土類副格子優勢である場合、 （２−ａ）第２の磁性膜１２のキュリー点Ｔ_C2近傍で第
１の磁性膜１１の磁化が遷移金属副格子優勢の場合、再
生時の外部印加磁場Ｈexは、記録時のそれとは逆方向に
選定することによってバブル磁区Ｂ_M の拡大をはかるこ
とができる。 （２−ｂ）第２の磁性膜１２のキュリー点Ｔ_C2近傍で第
１の磁性膜１１の磁化が零に近い場合は、再生時の温度
Ｔ_PBを第２の磁性膜１２のキュリー点Ｔ_C2近傍より更に
上昇させて第１の磁性膜１１の磁化が遷移金属副格子優
勢になる状態にしてその外部印加磁場Ｈexを記録時のそ
れとは逆方向にすることによって磁区Ｂ_MKの拡大をはか
ることができる。 （２−ｃ）第２の磁性膜１２のキュリー点Ｔ_C2近傍で第
１の磁性膜１１の磁化が希土類副格子優勢の場合、再生
時の外部バイアス磁場Ｈexは記録時のそれと同一方向と
することによってバブル磁区Ｂ_M の拡大をはかることが
できる。

【００２０】更に、本発明の具体的実施例を説明する。
基体１は、光透過性の例えばガラス板、或いは例えばア
クリル板等の樹脂板等よりなり、図示しないが一方の面
にトラッキングサーボ用のトラック溝が例えば１．６μ
ｍピッチをもって形成され、これの上に例えばＳｉ₃ Ｎ
₄ 膜よりなる誘電体膜２と、さらに第１〜第３の磁性膜
１１〜１３と、さらにそれの上に保護膜４とが例えばマ
グネトロンスパッタ装置による連続スパッタリングある
いは蒸着等によって連続的に被着形成される。

【００２１】第１の磁性膜１１としては、例えばＧｄＣ
ｏ，ＧｄＦｅＣｏ，ＧｄＦｅによって構成し得、第２の
磁性膜１２は、例えばＤｙＦｅ，ＤｙＦｅＣｏ，ＴｂＦ
ｅによって構成し得、第３の磁性膜１３は、ＴｂＦｅ，
ＴｂＦｅＣｏ，ＤｙＦｅＣｏ等によって形成し得、これ
ら第３の磁性膜１３によれば０．１μｍ以下の直径の磁
区Ｂ_M を形成することができる。

【００２２】実施例１ トラックピッチ１．６μｍのトラック溝を有するガラス
基板上にＳｉ₃ Ｎ₄ より成る誘電体膜２と、ＧｄＦｅＣ
ｏ膜より成る第１の磁性膜１１と、ＤｙＦｅＣｏ膜より
成る第２の磁性膜１２と、ＤｙＦｅＣｏ膜より成る第３
の磁性膜１３と、Ｓｉ₃ Ｎ₄ 膜より成る保持膜４とを順
次マグネトロンスパッタ装置によって連続スパッタリン
グによって被着形成して、光磁気記録媒体すなわち光デ
ィスクＳを作製した。この場合の各磁性膜１１〜１３の
各単層膜としての厚さおよび磁性特性を表１に示す。

【００２３】

【表１】 上記表１においてＦｅＣｏリッチとは室温でＦｅＣｏ副
格子磁化優勢膜を示すものであり、Ｄｙリッチとは室温
でＤｙ副格子磁化優勢膜を示す。

【００２４】この実施例１による光磁気記録媒体Ｓのキ
ャリアレベル対ノイズレベル（Ｃ／Ｎ）の記録周波数依
存性の測定結果を図４に示す。図４中実線曲線は、対物
レンズの開口数Ｎ．Ａ．＝０．５０、レーザー波長７８
０ｎｍのピックアップを用いてその線速度を７．５ｍ／
ｓｅｃ、記録パワー７．０ｍＷ、記録外部磁場５００
（Ｏｅ）とし、再生時外部印加磁場を零、再生パワー
３．５ｍＷとしたものであり、図４中点線図示は、その
再生パワーを１．５ｍＷとした場合である。このように
再生パワーを１．５ｍＷとした場合は、その磁性膜全体
をＴｂＦｅＣｏの単層膜によって構成した場合の光ディ
スクにおけるＣ／Ｎの周波数依存性と同等の結果を示し
た。これはこの程度の再生パワーでは、第２の磁性膜１
２のキュリー点Ｔ_C2まで加熱温度が達しておらず記録さ
れた磁区は再生時において変形していないものと考えら
れる。これに比し再生パワーが３．５ｍＷの場合、再生
パワーが１．５ｍＷの場合に比して磁区長即ちビット長
ｌ＜０．７μｍでＣ／Ｎは著しく増加した。またｌ＝
０．３μｍでもＣ／Ｎは低いものの信号成分は得られ
た。またｌ＞０．７μｍでは逆にＣ／Ｎは減少している
が、これはノイズＮの増加によるものである。また再生
パワー３．５ｍＷで再生した場所を再び再生した場合、
再生パワー１．５ｍＷ，３．５ｍＷの何れでもＣ／Ｎは
再現されていることが確かめられた。

【００２５】また、上述の実施例１において再生時のレ
ーザー光のパワーを一定とした場合、媒体Ｓ中の熱拡散
のために、室温プロファイルが広がり、微小情報ビット
（磁区）の再生分解能が低下するが、この温度プロファ
イルを急峻にするためには例えば最小ビット長に対応す
る周波数の間隔で幅の狭いパルスレーザー光で再生を行
えば良いことになる。更に、磁性膜に吸収された熱エネ
ルギーが速やかに放熱されるように熱伝導性の良い例え
ばＡｌ放熱膜を第３の磁性膜１３上（第２の磁性膜１２
と接する側とは反対側）に被着することができる。

【００２６】上述したように、本発明による光磁気記録
媒体においては、その磁性膜が信号再生がなされる第１
の磁性膜１１と、記録保持のなされる第３の磁性膜１３
とを有する構成とされるものであり、再生時においての
加熱において第１および第３の磁性膜１１および１３の
磁気的結合を分断させる効果を得るようにして第１の磁
性膜１１の情報磁区を変化させることによって再生出力
のＳ／Ｎ（Ｃ／Ｎ）の向上をはかることができるもので
ある。そして、その第３の磁性膜１３、すなわち記録保
持磁性膜に関しては記録状態が保持できるようにするの
で、再生終了後においては再び記録状態に復元でき、く
り返しの再生を害うことなく良好な再生特性を得ること
ができる。

【００２７】

【発明の効果】上述したように本発明によれば、従来方
法による再生時の条件から規定される記録密度の制約の
問題点を解決し、記録情報ビットの微細化をはかった場
合においても充分な再生出力従ってＳ／Ｎ（Ｃ／Ｎ）の
向上をはかることができるものである。

【００２８】そして、このように、充分な再生信号出力
を得ることができることからその記録情報磁区Ｂ_M は充
分縮小することができ、このこと自体で記録密度の向上
をはかることができると共に、更にその光磁気記録媒体
としては、その基板にトラック溝が形成された構成をと
る場合においても、情報磁区Ｂ_M の縮小化が充分はから
れることによって、通常のようにランド部にのみその記
録磁区の形成を行うに限られるものではなく、ランド部
とトラック溝内との双方に記録磁区の形成を行うことが
できることによって、更に情報の記録密度を向上するこ
とができる。

【００２９】そして、記録保持磁性膜に関しては記録状
態が保持できるようにするので、再生終了後においては
再び記録状態に復元でき、くり返しの再生を害うことな
く良好な再生特性を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による光磁気記録媒体の一例の略線的構
成図である。

【図２】Ａ 本発明による光磁気記録媒体を用いる再生
方法の説明に供する磁化状態を示す図である。 Ｂ 本発明による光磁気記録媒体を用いる再生方法の説
明に供する磁化状態を示す図である。 Ｃ 本発明による光磁気記録媒体を用いる再生方法の説
明に供する磁化状態を示す図である。 Ｄ 本発明による光磁気記録媒体を用いる再生方法の説
明に供する磁化状態を示す図である。

【図３】再生出力波形を磁化状態と共に説明する図であ
る。

【図４】記録周波数に対する再生特性曲線図である。

【符号の説明】

１ 基体、１１〜１３ 第１〜第１３の磁性膜、Ｓ 光
磁気記録媒体

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 室温で互いに磁気的に結合した少なくと
   も主として記録保持に寄与する記録保持磁性膜と主とし
   て信号再生に寄与する信号再生磁性膜とを有してなる磁
   性膜が形成されて成り、 該磁性膜に対するレーザ光照射よる温度上昇を与えて、
   該温度上昇部の磁化状態を、該レーザ光照射前の状態か
   ら変化させたながら、上記レーザ光と上記信号再生磁性
   膜における光磁気相互作用によって記録情報の読み出が
   なされることを特徴とする光磁気記録媒体。