JPH11126381A - 光磁気記録媒体 - Google Patents

光磁気記録媒体

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JPH11126381A
JPH11126381A JP28848597A JP28848597A JPH11126381A JP H11126381 A JPH11126381 A JP H11126381A JP 28848597 A JP28848597 A JP 28848597A JP 28848597 A JP28848597 A JP 28848597A JP H11126381 A JPH11126381 A JP H11126381A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 記録磁区の微小化に伴う記録密度の高密度化
を実現し、再生信号品質の向上を図ることのできる光磁
気記録媒体を提供する。 【解決手段】 レーザー光照射による温度分布と磁界発
生装置による外部印加磁界を利用して、記録磁区を形成
し、情報を記録する光磁気記録媒体において、任意の記
録磁区の開始位置から、該記録磁区の磁区幅が最大値を
示す、あるいは、最大値を示し始める位置までの距離を
d、記録磁区幅の最大幅の長さをLとしたとき、d/L
×100<20(%)である記録磁区により情報を記録
することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザー光により
記録・再生を行う光磁気記録媒体、更に詳しくは媒体の
高密度記録化を可能とする光磁気記録媒体に関する。
【0002】
【従来の技術】情報の書き換え可能な大容量メモリの一
つとして、レーザー光を用いて再生、記録を行う光磁気
記録媒体が注目されている。再生光学系のレーザー波長
λと対物ンズの開口数NAによりビームウェストの径が
決まるので、光磁気記録媒体は信号再生時の空間周波数
が2NA/λ程度まで検出可能である。しかしながら、
光磁気記録媒体のさらなる大容量化への要求が高まる一
方である。この要求を満たす目的で、すなわち、光磁気
記録媒体の記録密度を波長λと開口数NAで決まる回折
限界を超える密度にまで高めるために、記録媒体の構成
や読み取り方法を工夫し、記録密度を改善する技術が開
発されている。
【0003】以下に、光学的な回折限界を超えた微小記
録磁区長まで記録密度を上げた光磁気記録媒体の例を示
す。
【0004】例えば、特開平3−93058号、特開平
6−124500号において、磁気的に結合される再生
層と記録保持層とを有してなる多層膜の、記録保持層に
信号記録を行うとともに、レーザー光を照射して加熱
し、再生層の昇温領域に記録保持層に記録された信号を
転写しながら読み取る信号再生方法が提案されている
(図3参照)。
【0005】この方法によれば、再生用のレーザーのス
ポット径に対して、このレーザーによって加熱されて転
写温度に達し信号が検出される領域(アパーチャー)
は、より小さな領域に限定できるため、再生時の符号間
干渉を減少させ、光学的な検出限界λ/2NA以下のビ
ット周期の信号が再生可能となる。
【0006】また、別の例として、上記超解像度光磁気
記録再生方式の欠点を補った、光磁気記録媒体、再生方
法および再生装置として特開平6−290496号が提
案されている。
【0007】特開平6−290496号においては、磁
気的な交換結合を利用した少なくとも3層から構成する
多層膜からなる光磁気記録媒体により、再生信号振幅を
低下させることなく光学的な検出限界以下の周期の信号
が高速で再生可能となり、記録密度ならびに転送速度を
大幅に向上できる光磁気記録媒体、再生方法および再生
装置が提案されている。
【0008】すなわち、付属の加熱装置により再生記録
マークに温度分布をもたせ、この温度分布と再生記録マ
ーク中の磁気エネルギーの温度依存性とにより、磁壁に
再生光スポット内へ移動する圧力が誘発される(図4参
照)。この結果、磁壁が瞬間的に再生光スポット内へ移
動し、再生光スポット内の原子スピンの向きが反転して
全て一方向に揃い、再生信号振幅は記録されている磁壁
の間隔(すなわち記録マーク長)によらず、常に一定か
つ最大の振幅になり、光学的な回折限界に起因した波形
干渉等の問題から完全に解放されるのである。以上の再
生方法を磁壁移動磁区拡大再生方式と呼ぶことにする。
【0009】
【発明が解決しようとしている課題】上記、超解像度光
磁気記録再生方式、磁壁移動磁区拡大再生方式は、とも
に光学的な回折限界を超えた再生方式であり、これらの
性能を十分に発揮するためには、回折限界を超えた微小
記録磁区が形成されていることが前提になっている。こ
の回折限界を超えた微小磁区の記録は、大きく分けて、
光変調記録方式と磁界変調記録方式の2方式がある。
【0010】光変調記録方式の場合は、レーザー光のガ
ウシアン強度分布の先端を利用する。記録媒体に回折限
界を超えた、微小な記録温度以上の温度分布領域を生じ
させ、印加磁界一定のものとレーザー光の強度を変調す
ることにより記録を行う。
【0011】一方、磁界変調記録方式においては、記録
媒体に形成される、レーザー光による温度分布が常に同
一分布になるようにレーザ光を照射し(例えば、記録パ
ワーでのレーザー光の連続照射)、外部磁界を変調する
ことにより記録を行う。このとき、磁界の変調速度を高
速に設定することにより、微小磁区の記録を可能にす
る。
【0012】以上のような、光変調記録方式、磁界変調
記録方式においては、ガウシアン強度分布を示すレーザ
ー光による温度分布を反映した形状の記録磁区が形成さ
れる。すなわち、光変調記録方式では、円形あるいは長
円形状に記録磁区が形成され、磁界変調記録方式では、
矢羽根状の記録磁区が形成される。
【0013】このような、円弧状の形状を有する記録磁
区は、特に、光学的な回折限界を超えた再生方式を実現
する超解像度光磁気記録再生方式、磁壁移動磁区拡大再
生方式において、情報の再生の際に、再生信号品質に悪
影響を及ぼす。以下に図面を参照して、矢羽根形状の記
録磁区が再生信号品質に与える影響を説明する。図5と
図6は超解像度光磁気記録再生方式、図7と図8は磁壁
移動磁区拡大再生方式における円弧状の記録磁区の再生
信号品質への影響を説明した模式図である。
【0014】超解像度光磁気記録再生方式においては、
例えば、図5で示されているような磁界変調記録方式で
微小磁区を記録したとき、矢羽根状の磁区形状であるこ
とから、記録磁区情報の再生の役割を果たすアパーチャ
ー領域に複数の記録磁区が入り込み、再生信号に悪影響
を及ぼす。
【0015】一方、図7に示すような磁壁移動磁区拡大
再生方式においては、記録磁区が円弧状であることによ
り、磁壁の移動、磁区の拡大現象が起こりにくいものと
なり、再生信号の立ち上り、立ち下がりが鈍くなる。こ
の再生方式は、媒体への加熱により、磁壁の移動を可能
とする温度(磁壁移動温度)の等温線が記録磁区形状を
形成する磁壁全体を包括したときに、磁壁が移動し磁区
を拡大して情報を再生する。したがって、図7のような
記録磁区の磁壁の円弧状の形状と磁壁移動温度の等温線
の形状と交わる関係になる場合、等温線が記録磁区に接
し始めた段階(図中実線で示す等温線)では磁壁の移
動、磁区の拡大は、磁壁エネルギーの増加をもたらし、
困難なものとなる。図中破線で示す位置にまで等温線が
移ったときに、磁壁全体が移動することになる。このよ
うな現象は、磁界変調記録方式で記録される場合だけで
はなく、光変調記録方式で記録された場合にも同様のこ
とが言える。そして、図7に示すような磁界変調記録方
式による記録磁区の再生においては、任意の記録磁区に
よる十分な再生信号が得られる前に、次の記録磁区に再
生スポットあるいは磁壁移動温度の等温線が入り込み、
後者の記録磁区の情報も再生してしまい、再生特性に影
響を及ぼす。
【0016】以上のような問題を鑑み、本発明の目的
は、特に記録磁区の微小化に伴う記録密度の高密度化を
実現する光磁気記録媒体において、記録磁区形状の観点
から、再生信号品質の向上を達成するものである。
【0017】
【課題を解決するための手段】前記の目的は以下の手段
によって達成される。
【0018】すなわち、本発明は、レーザー光照射によ
る温度分布と磁界発生装置による外部印加磁界を利用し
て、記録磁区を形成し、情報を記録する光磁気記録媒体
において、任意の記録磁区の開始位置から、該記録磁区
の磁区幅が最大値を示す、あるいは最大値を示し始める
位置までの距離をd、記録磁区幅の最大幅の長さをLと
したとき、d/L×100<20(%)である記録磁区
により情報を記録することを特徴とする光磁気記録媒体
を提案するものであり、情報の記録前の、記録領域間の
未記録領域において磁気的性質が失われる方向に変質処
理を施したこと、前記の記録前の処理を、記録領域間の
未記録領域の磁気的性質を失う方向に変質させる温度ま
で加熱すること、前記の記録前の処理を、レーザーを利
用して加熱することにより行うこと、少なくとも第1、
第2、第3の磁性層が順次積層されている光磁気記録媒
体であって、周囲温度近傍の温度において該第3の磁性
層に比べ相対的に磁壁抗磁力が小さく磁壁移動度が大き
な垂直磁化膜からなる、該第1の磁性層、および、該第
1の磁性層および第3の磁性層よりもキュリー温度の低
い磁性層からなる、第2の磁性層、および、垂直磁化膜
である該第3の磁性層により構成されること、少なくと
も第1、第2の磁性層が順次積層されている光磁気記録
媒体であって、少なくとも上記第2磁性層に情報を記録
し、該記録情報を上記第1磁性層の磁化状態を変化させ
ながら読み出すことを含む。
【0019】本発明は、図1に示すような円弧状の度合
いを示すd/L×100が、20(%)未満である記録
磁区形状を形成することを特徴とする。このような記録
磁区形状を形成することにより、記録磁区の再生におい
ては、超解像度光磁気記録再生方式の場合は、図6に示
すように複数の記録磁区による信号再生の影響を抑制で
き、更に、アパーチャー内の再生すべき記録磁区面積が
従来例よりも大きくなり、信号振幅の増加とともに信号
品質を改善できる。磁壁移動磁区拡大再生方式の場合
は、図8に示すように、ここでも複数の記録磁区による
信号再生の影響を抑制でき、また、再生信号の立ち上
り、立ち下がりも従来例に比べ急峻にすることを可能に
し、信号品質を改善できる。上記磁壁移動磁区拡大再生
方式で得られた、本発明の再生信号の立ち上り、立ち下
がりがより急峻になるという効果は、通常再生方式にお
いても同様の効果を奏し、ジッター改善による信号品質
向上をもたらす。
【0020】本発明の記録磁区の形成においては、例え
ば、図2に示すように、記録領域(例えば、本実施例で
はランド部)の両側に位置する未記録領域(例えば、本
実施例ではグルーブ部)の磁気的性質が失われる方向に
変質させる前処理(本実施例ではレーザー照射による加
熱処理)を施すことにより、実現できる。
【0021】
【発明の実施の形態】以下、本発明を適用した実施例に
ついて説明する。
【0022】
【実施例】
<実施例1>本実施例で使用した基板は、ポリカーボネ
ート(PC)を用いて射出成形により作製した。トラッ
クピッチ1.1μm、溝深さは0.3μmであり、この
基板状に磁性膜を成膜したとき、溝(グルーブ)により
隣接するトラック間で磁気的結合を分断することを可能
にしている。本実施例では射出成形基板にポリカーボネ
ート(PC)を用いたが、ポリメチルメタクリレート
(PMMA)、アモルファスポリオレフィン(APO)
等を成形材料として用いてもよい。また、紫外線硬化樹
脂による、いわゆる2P成形基板を使用することもでき
る。
【0023】以上のようにして作製した基板上に特開平
6−290496号で提案されているような記録膜をス
パッタ法により成膜した。記録膜としては基板上に第1
の誘電体層(SiN)、第1の磁性層(GdFe)、第
2の磁性層(TbFe)、第3の磁性層(TbFeC
o)、第2の誘電体層(SiN)が順次積層されてい
る。各誘電体層としては、上記誘電体層の他に、例え
ば、AlN,SiO2 ,SiO,ZnS,MgF2 等の
透明誘電材料が使用できる。また、各磁性層としては、
上記磁性材料を含む種々の磁性材料によって構成するこ
とが考えられるが、例えば、Pr,Nd,Sm,Gd,
Tb,Dy,Ho等の希土類金属元素の一種類あるいは
二種類以上が10〜40at%と、Fe,Co,Ni等
の遷移金属の一種類あるいは二種類以上が60〜90a
t%とで構成される希土類−遷移金属非晶質合金によっ
て構成し得る。また、耐食性向上等のために、これにC
r,Mn,Cu,Ti,Al,Si,Pt,In等の元
素を少量添加してもよい。
【0024】以上のようにして作製した光磁気記録媒体
を、記録測定前の処理として、グルーブ部にレーザース
ポットが位置決めされるようにトラッキング制御をし、
ディスク回転速度2m/sec、レーザーパワー10m
W(λ=680nm、NA=0.55)でDC光を照射
し、グルーブ上の磁性層の磁気的性質を失わせる方向に
変質させる前処理を行った。
【0025】以上の前処理後の光磁気記録媒体に情報を
記録し、光磁気ディスク記録再生装置の光学系に加熱用
レーザーを付加した測定装置を用いてC/N比(キャリ
アレベル対ノズルの比)を測定した。記録情報は、レー
ザーパワー3.5mW(λ=680nm,NA=0.5
5)のレーザー光を照射しながら外部磁界200Oeを
変調して、ディスク回転速度2m/sec、記録周波数
5MHz、記録マーク長0.2μmでキャリア信号を書
き込んだ。情報の再生は、λ=680nm,NA=0.
55、レーザーパワー2mWで行った場合、51dBの
C/N比が得られた。
【0026】この0.2μmのマークで記録された上記
記録媒体を、MFM(磁気力顕微鏡)により記録磁区形
状を観察した。このときのMFM観察像が図9であっ
た。このとき、d/L×100=0(%)であった。
【0027】<実施例2>グルーブ上の磁性層の磁気的
性質を失わせる方向に変質させる前処理工程をレーザー
パワー9mWで行ったこと以外は、実施例1と同じよう
にして、作製、測定を行った。このとき、49dBのC
/N比、および、d/L×100=6(%)であった。
【0028】<実施例3>グルーブ上の磁性層の磁気的
性質を失わせる方向に変質させる前処理工程をレーザー
パワー8mWで行ったこと以外は、実施例1と同じよう
にして、作製、測定を行った。このとき、47dBのC
/N比、および、d/L×100=13(%)であっ
た。
【0029】<実施例4>グルーブ上の磁性層の磁気的
性質を失わせる方向に変質させる前処理工程をレーザー
パワー7mWで行ったこと以外は、実施例1と同じよう
にして、作製、測定を行った。このとき、45dBのC
/N比、および、d/L×100=20(%)であっ
た。
【0030】<比較例1>グルーブ上の磁性層の磁気的
性質を失わせる方向に変質させる前処理工程を省いたこ
と以外は、実施例1と同じようにして、作製、測定を行
った。このとき、42dBのC/N比、および、図10
で示されるようなMFM観察像が得られた。d/L×1
00=31(%)であった。
【0031】<比較例2>グルーブ上の磁性層の磁気性
質を失わせる方向に変質させる前処理工程をレーザーパ
ワー6mWで行ったこと以外は、実施例1と同じように
して、作製、測定を行った。このとき、44dBのC/
N比、および、d/L×100=25(%)であった。
【0032】<実施例5>トラックピッチが0.9μm
であるポリカーボネート基板を使用した以外は、比較例
2と同じようにして、作製、測定を行った。このとき、
46dBのC/N比、およびd/L×100=18
(%)であった。
【0033】以上、実施例1〜5、および、比較例1、
2の結果から、(d/L×100)に対すするC/N比
の依存性をグラフにした場合、図11のような結果が得
られる。図11から、d/L×100≦20(%)であ
るとき、少なくとも45dB以上のC/N比が得られて
いる。
【0034】<実施例6>本実施例で使用した基板は、
ポリカーボネート(PC)を用いて射出成形により作製
した。トラックピッチは1.1μmである。本実施例で
は射出成形基板にポリカーボネート(PC)を用いた
が、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、アモルフ
ァスポリオレフィン(APO)等を成形材料として用い
てもよい。また、紫外線硬化樹脂による、いわゆる2P
成形基板を使用することもできる。
【0035】以上のようにして作製した基板上に特開平
6−124500号で提案されているような記録膜をス
パッタ法により成膜した。記録膜としては基板上に第1
の誘電体層(SiN)、第1の磁性層(GdFeC
o)、第2の磁性層(TbFeCo)、第2の誘電体層
(SiN)が順次積層されている。各誘電体層として
は、上記誘電体層の他に、例えば、AlN,SiO2
SiO,ZnS,MgF2 等の透明誘電材料が使用でき
る。また、各磁性層としては、上記磁性材料を含む種々
の磁性材料によって構成することが考えられるが、例え
ば、Pr,Nd,Sm,Gd,Tb,Dy,Ho等の希
土類金属元素の一種類あるいは二種類以上が10〜40
at%と、Fe,Co,Ni等の遷移金属の一種類ある
いは二種類以上が90〜60at%とで構成される希土
類−遷移金属非晶質合金によって構成し得る。また、耐
食性向上等のために、これに、Cr,Mn,Cu,T
i,Al,Si,Pt,In等の元素を少量添加しても
よい。
【0036】以上のようにして作製した光磁気記録媒体
を、記録測定前の処理として、グルーブ部にレーザース
ポットが位置決めされるようにトラッキング制御をし、
ディスク回転速度2m/sec、レーザーパワー10m
W(λ=680nm、NA=0.55)でグルーブ上の
磁性層の磁気的性質を失わせる方向に変質させる前処理
を行った。
【0037】以上の前処理後の光磁気記録媒体に、情報
を記録し、C/N比(キャリアレベル対ノズルの比)を
測定した。記録情報は、レーザーパワー3.5mW(λ
=680nm,NA=0.55)のレーザー光を照射し
ながら外部磁界200Oeを変調して、ディスク回転速
度2m/sec、記録周波数2.5MHz、記録マーク
長0.4μmでキャリア信号を書き込んだ。情報の再生
は、λ=680nm,NA=0.55、レーザーパワー
2mWで行った場合、49dBのC/N比が得られた。
【0038】この0.4μmのマークで記録された上記
記録媒体を、MFMにより記録磁区形状を観察した。こ
のとき、d/L×100=0(%)であった。
【0039】<実施例7>グルーブ上の磁性層の磁気的
性質を失わせる方向に変質させる前処理工程をレーザー
パワー9mWで行ったこと以外は、実施例5と同じよう
にして、作製、測定を行った。このとき、48dBのC
/N比、および、d/L×100=7(%)であった。
【0040】<実施例8>グルーブ上の磁性層の磁気的
性質を失わせる方向に変質させる前処理工程をレーザー
パワー8mWで行ったこと以外は、実施例5と同じよう
にして、作製、測定を行った。このとき、47dBのC
/N比、および、d/L×100=13(%)であっ
た。
【0041】<実施例9>グルーブ上の磁性層の磁気的
性質を失わせる方向に変質させる前処理工程をレーザー
パワー7mWで行ったこと以外は、実施例5と同じよう
にして、作製、測定を行った。このとき、46dBのC
/N比、および、d/L×100=20(%)であっ
た。
【0042】<比較例3>グルーブ上の磁性層の磁気的
性質を失わせる方向に変質させる前処理工程を省いたこ
と以外は、実施例5と同じようにして、作製、測定を行
った。このとき、43dBのC/N比、および、d/L
×100=29(%)であった。
【0043】<比較例4>グルーブ上の磁性層の磁気的
性質を失わせる方向に変質させる前処理工程をレーザー
パワー6mWで行ったこと以外は、実施例5と同じよう
にして、作製、測定を行った。このとき、44dBのC
/N比、および、d/L×100=25(%)であっ
た。
【0044】<実施例10>トラックピッチが0.9μ
mであるポリカーボネート基板を使用したこと以外は、
比較例4と同じようにして、作製、測定を行った。この
とき、46dBのC/N比、および、d/L×100=
18(%)であった。
【0045】以上、実施例6〜10、および、比較例
3,4の結果から、(d/L×100)に対するC/N
比の依存性をグラフにした場合、図12のような結果が
得られる。図12から、d/L×100≦20(%)で
あるとき、少なくとも45dB以上のC/N比が得られ
ている。
【0046】
【発明の効果】本発明の光磁気記録媒体によれば、超解
像度光磁気記録再生方式の場合は、複数の記録磁区によ
る信号再生の影響を抑制でき、更に、アパーチャー内の
再生すべき記録磁区面積が従来例よりも大きくなり、信
号振幅の増加とともに信号品質の改善を可能にする。磁
壁移動磁区拡大再生方式の場合は、ここでも複数の記録
磁区による信号再生の影響を抑制でき、また、再生信号
の立ち上がり、立ち下がりも従来例に比べ急峻にするこ
とを可能にし、信号品質の改善を可能にする。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の1例を示す光磁気記録媒体の模式図で
ある。
【図2】本発明の他の例を示す光磁気記録媒体の模式図
である。
【図3】超解像度光磁気記録再生方式の原理図である。
【図4】図4(a)〜(c)は磁壁移動磁区拡大再生方
式の原理図である。
【図5】従来の矢羽根形状磁区の超解像度光磁気記録再
生現象の説明図である。
【図6】本発明による記録磁区の超解像度光磁気記録再
生現象の説明図である。
【図7】従来の矢羽根形状磁区の磁壁移動磁区拡大再生
現象の説明図である。
【図8】本発明による記録磁区の磁壁移動磁区拡大再生
現象の説明図である。
【図9】実施例1の光磁気記録媒体に形成された記録磁
区のMFM像である。
【図10】比較例1の光磁気記録媒体に形成された記録
磁区のMFM像である。
【図11】信号品質(C/N)の形状(d/L×10
0)依存性(磁壁移動磁区拡大再生方式)を示すグラフ
である。
【図12】信号品質(C/N)の形状(d/L×10
0)依存性(超解像度光磁気記録再生方式)を示すグラ
フである。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 レーザー光照射による温度分布と磁界発
    生装置による外部印加磁界を利用して、記録磁区を形成
    し、情報を記録する光磁気記録媒体において、任意の記
    録磁区の開始位置から、該記録磁区の磁区幅が最大値を
    示す、あるいは最大値を示し始める位置までの距離を
    d、記録磁区幅の最大幅の長さをLとしたとき、d/L
    ×100<20(%)である記録磁区により情報を記録
    することを特徴とする光磁気記録媒体。
  2. 【請求項2】 情報の記録前に、記録領域間の未記録領
    域において磁気的性質が失われる方向に変質する処理を
    施した、請求項1記載の光磁気記録媒体。
  3. 【請求項3】 請求項2記載の記録前の処理を、記録領
    域間の未記録領域の磁気的性質を失う方向に変質させる
    温度まで加熱する、請求項1記載の光磁気記録媒体。
  4. 【請求項4】 請求項3記載の記録前の処理を、レーザ
    ーを利用して加熱することにより行う、請求項1記載の
    光磁気記録媒体。
  5. 【請求項5】 少なくとも第1、第2、第3の磁性層が
    順次積層されている光磁気記録媒体であって、周囲温度
    近傍の温度において該第3の磁性層に比べ相対的に磁壁
    抗磁力が小さく磁壁移動度が大きな垂直磁化膜からな
    る、該第1の磁性層、および、該第1の磁性層および第
    3の磁性層よりもキュリー温度の低い磁性層からなる、
    該第2の磁性層、および、垂直磁化膜である該第3の磁
    性層により構成される、請求項1記載の光磁気記録媒
    体。
  6. 【請求項6】 少なくとも、第1、第2の磁性層が順次
    積層されている光磁気記録媒体であって、少なくとも上
    記第2磁性層に情報を記録し、該記録情報を上記第1磁
    性層の磁化状態を変化させながら読み出す、請求項1記
    載の光磁気記録媒体。
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