JPS60115202A - 金属酸化物磁性体及び磁性膜 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 技轍九」 本発明は新規な金属酸化物磁性体及びそれよりなる磁性
膜に関する。

従来挟生 近年、半導体レーザー光により磁気記録を行なう光磁気
記録媒体が高密度記録用として研究開発されている。従
来、光磁気記録媒体に用いられる磁性体としては希土類
金属と遷移金属との非晶質合金からなるものが多い。こ
のような非晶質合金磁性体を用いて光磁気記録媒体を作
るには一般にガラス板のような基板上に前記磁性体、例
えばＴｂ　−Ｆｅ合金を真空蒸着、スパッタ・リング等
の方法で厚さ０．１〜１μｍ程度に付着させて磁性膜を
形成している。こうして得られる光磁気記録媒体への記
録、再生は次のようにして行なわれる。即ち記録は磁性
膜のキュリ一温度又は補償温度近傍における温度変化に
対応した保磁力の急激な変化特性を利用して２値信号で
変調されたレーザー光を磁性膜に照射加熱して磁化の向
きを反転させることにより行なわれる。また再生はこう
して反転記録された磁性膜の磁気光学効果の差を利用し
て読出すことにより行なわれる。前述のような非晶質合
金磁性体を用いた光磁気記録媒体は記録感度が高いため
、半導体レーザー光によって高速度（周波数Ｉ　Ｍ　Ｉ
Ｉ　ｚにおいて）で記録できるという利点はあるが、非
晶質合金磁性体、特に遷移金属成分は酸化腐食を受け易
いので、経時と共に磁性膜の磁気光学特性が劣化すると
いう大きな欠点がある。これを防止するため、非晶質磁
性膜上にＳｉｎ。

Ｓｉｎ、等の保護膜を設ける（形成法は磁性膜の場合と
同様、真空蒸着、スパッタリング等による）ことも知ら
れているが、磁性膜或いは保護膜の形成時、真空中に残
存する０２、基板面に吸着された０□、Ｈ，Ｏ等及び合
金磁性体のターゲット中に含まれるＯ、、８２０等によ
り経時と共に磁性膜が酸化腐食される上、記録時の光及
び熱により更にこの酸化腐食は促進される。また非結晶
質磁性体は熱によって結晶化され易く、そのために磁気
特性の劣化を来たし易いという欠点を有する。更に再生
出力を向上するための再生方式として磁性膜をできるだ
け厚くし、その上にＣｕ、ＡＱ、Ｐｔ、Ａｕ等の反射膜
を設け、レーザー光を磁性膜に照射透過させた後、反射
膜で反射させ、この反射光を検出する反射型ファラデ一
方式は高Ｓ／Ｎの信号が得られるという点で有利である
が、従来の非晶質磁性膜は透光性に欠けるため、この方
式に用いることができないものであった。

ｌ−一部 本発明の目的は記録感度が高く、しかも耐酸化腐食性及
び透光性に優れた、光磁気記録媒体用材料として特に好
適な新規な金属化物磁性体及びこの金属酸化物磁性体よ
りなる磁性膜を提供することである。

且−一部 本発明の金属酸化物磁性体は一般式（１）％式％） ） で示さ九るものであり、また磁性膜は前記一般式の金属
化物磁性体よりなるものである。

光磁気記録媒体に用いられる磁性体又は磁性膜には半導
体レーザー光によって記録、再生可能な磁気光学特性（
適正なキュリ一温度、保磁力等）を備えていなければな
らないが、特に高い記録感度を得るためにキュリ一温度
Ｔｃが低いこと及び記録したメモリーを安定に維持する
ために保磁力Ｈｃが適度に高いことが必要である。一般
にこのＴｃ及びＨｃの適正範囲はＴｃについては１００
〜３５０℃、　Ｈｅについては３００〜５θＯＯエルス
テツドと考えられる。　これはＴｃが１００°Ｃ以下で
は記録したメモリーが再生時のレーザー光によって不安
定になって再生特性の劣化原因となり、また、３５０℃
以上では半導体レーザー光による記録が困難であり、一
方、ｌｌｃが３００エルステツド以下ではメモリーが不
安定となって消失する可能性があり、また５０００工ル
ステツド以上では記録時の磁化反転に必要なレーザー出
力や外部磁界が大きくなり、好ましくないからである。

一方、従来より磁気バブル材料として六方晶形及びスピ
ネル形の金属酸化物磁性体が研究されている。このうち
六方晶形のものでは例えば一般式（２） ％式％） （但しＭｅ、ｎは一般式（１）に同じ）で示されるもの
が知られている。本発明者らはこの種の磁性体がそれ自
体、酸化物であるため、酸化劣化の恐れがなく、しかも
膜厚１０μとしても透光性を備えていることに注目した
。しかしこ九らはキュリ一温度Ｔｃが４５０℃以上と高
いため、前述のように半導体レーザー光による記録は困
難であり、そのままでは光磁気記録媒体用材料として適
用できない。そこで本発明者らは種夕検討したところ、
一般式（２）の中のＦｅ原子の一部をＧａ又はＩｎ原子
で置換すると、Ｇａ１ｌ換、Ｉｎ＠換のいずれの場合も
Ｔｃが低下することを見出した。同時に保磁力について
はＧａ置換の場合は増大するが、Ｉｎ置換の場合は低下
することを見出した。例えばＧａ又はＩｎ［換体Ｂ　ａ
　Ｆ　ｅ　１ｚ　−ｚ　Ｍｚ　Ｏｌ、（ＭはＧａ又はＩ
ｎ、ＺはＧａ又はＩｎの置換数を表わす。）はＴｃにつ
いては第１図（図中、ａはＧａ置換　・体、ｂはＩｎ置
換体を表わす。）のような傾向を示し、またＨｅについ
ては第２図（図中、ａ′はＧａ置換体、ｂ′はＩｎ置換
体を表わす。）のような傾向を示した。そこで本発明者
らはこのようなＧａ及びＩｎの置換効果に着目し、更に
光磁気記録媒体用の磁性体又は磁性膜に要求されるＴｃ
及びＨｅの前記適正範囲を考慮して一般式（２）のＦｅ
の一部をＧａ及びＩｎの２種の金属で種々の割合で置換
した結果、一般式（１）の金属酸化物磁性体が光磁気記
録媒体として優れた特性を与えることを見出し、本発明
に到達した。

このように本発明は、特にキュリ一温度が高いため、光
磁気記録媒体用材料として顧みられなかった一般式（２
）の金属化合物中のＦｅ原子の一部をＧａ及びＩｎ原子
で置換することによって１．メモリーに要求される適度
に高い保磁力を維持しながら、キュリ一温度を低下せし
めて半導体レーザー光による記録、再生を可能にし。

こうして光磁気記録媒体用材料として適用できるように
したものである。

以上の説明から判るように本発明の金属酸化物磁性体は
光磁気記録媒体用材料として要求される適正キュリ一温
度範囲及び適正保磁力範囲を満足するものである。

例えばＢａＧａｘ’　Ｉｎｙ’　Ｆｅ１２−　（Ｘ’　
＋Ｙ’　）　０ｚｑ（但しＸ′はＧａ置換数、Ｙ′はＩ
　１１置換数）ではＴｃは第３図（図中、ＣはＧａの置
換数Ｘ′が０．６の場合、ｄは同じくＸ′が１．７の場
合を表わす。）に示すように、線ｄ、即ちＧａの置換数
Ｘ′が１．７で、且つＩ　ｎの置換数Ｙ′が１．０の時
、２２０℃であり、またＨｅは第４図（図中Ｃ′はＧａ
の置換数Ｘ′が０．６の場合、ｄ′は同じくＸ′が１．
７の場合を表わす。）に示すように、線ｄ′、即ちＧａ
の置換数Ｘ′が１．７で、且つＩｎの置換数Ｙ′が１．
０の時、約０．６にエルステッドである。これらのＴｃ
及びＨｃ特性により本発明の金属酸化物磁性体又は磁性
膜は半導体レーザー光により記録、再生を行なう光磁気
記録媒体用材料として適用できることは勿論、キュリ一
温度が低いため、記録感度が高い上、耐酸化腐食性及び
透光性を備えている等の特長を持っている。

本発明の金属酸化物磁性体を作るには夫々所定量のＢａ
Ｃｏ５，５ｒＣｏ、及び／又はｐｂｃｏ、とＦｅ、Ｏ，
とＧａ２Ｏ，とＩｎ２Ｏ，とを混合粉砕し、これを適当
な形状の金型に入九で成型後、１２００−１４００℃の
温度で焼結すればよい。

以上のようにして得られる本発明の金属酸化物磁性体の
具体例としては Ｂ　ａ　Ｇ　ａｚ、ａ　Ｉ　ｎａ、ｔ　Ｆ　ｅ７．ｉ　
０ｓｓ　＊　Ｂ　ａ　ａ’ａＪ、Ｉ　ｎｚ、Ｆ　ｅｔ、
ａｏｘｓ　ｔＢａＧａ２）Ｉｎｚ、５Ｆｅ７．ｒＯｆｓ
＊ＢａＧａ１．７Ｉｎ＃７Ｆｅノａ、ｒＯｔｓ＋Ｓ　ｒ
　Ｇ　ａ、ｔＩ　ｎ、、ｒ　Ｆ　ｅ７，７０１ｓ　＋　
Ｓ　ｒ　Ｇ　ａｔ、ｅ　Ｉ　ｎ、、Ｊ　Ｆ　ｅ＜ｇ、７
０１９　ｔＳ　ｒ　Ｇ　ａ６．、ｐ　Ｉ　ｎａ、ｒ　Ｆ
　ｅｔｔｅ　％　ｇ　Ｂ　ａ　Ｇ　＆、／、ＩＩＩ　ｎ
　、１　Ｆ　８ｔ、ｔ　Ｏｓｓ　ｖＢ　ａ　Ｇ　ａＪ６
　Ｉ　”、、Ｆ　ｅ／４　０．ｓ　ｔ　Ｓ　ｒ　Ｇ　ａ
ｉ、ａ　Ｉ　ｎａ７　Ｆ　ｅｐ、１　０ｓｓ　ｅＢ　ａ
　Ｇａｔ、ｏ　Ｉ　ｎ、、、　Ｆ　ｅｔａ、ａｏｓｓ　
ｔ　Ｂ　ａ　Ｇ　ａ、ｒ　Ｉ　ｎ、ｐ　Ｆ　ｅｒｒ、ｏ
ｏｘｓ　ｔＳ　ｒ　Ｇ　ａｌ、ｅ　Ｉ　ｎａ、（Ｆ　ｅ
ｔｚ、ｔｏｕ　＋　Ｓ　ｒ　Ｇ　ａｚ、、−Ｉ　ｎ、ｒ
Ｆ　ｅ、、ｒＯｌ、　ｔＰ　ｂ　Ｇ　ａｌ、ｏ　Ｉ　ｎ
４（Ｆ　Ｅ１／ｓ、ｙＯｔｓ　ｔ　Ｐ　ｂ　Ｇ　ａ２．
ｒ　Ｉ　ｎｐ、ｔ　Ｆｅｔｅ、ａｏｓｓ等が挙げられる
。

なお以上のような金属酸化物磁性体にはファラデー回転
角を更に増大して磁気光学特性を改善するためにＣｏ、
Ｂｉｔ　Ｖｔ　Ｌａ、ｙｔ　ｙｂｔＳｍ、’ｒｂｔ　Ｄ
ｙ、Ｇｄ等の金属を添加することができる。

本発明の金属酸化物磁性体を用いて磁性膜を作るには、
基板の種類にもよるが、一般に基板上にこの磁性体をタ
ーゲットとして基板温度５００〜６００℃で真空蒸着、
スパッタリング、イオンブレーティング等の方法で膜厚
０．１〜１０μｍ程度に付着させればよい。こうして第
５図に示すように基板１上に、垂直磁化された磁性膜２
を有する光磁気記録媒体が得られる。なお場合によって
は磁性膜の形成は基板温度５００℃未満で行なうことも
できる。但しこの場合は磁性膜形成後、これに５００〜
７００℃の熱処理を、場合により磁界を印加しながら１
行なっ５て垂直磁化させる必要がある。ここで基板の材
料としては一般にアルミニウムのような耐熱性金属；石
英ガラス；　ＧＧＧ　；サファイヤ；リチウムタンタレ
ート；結晶化透明ガラス；パイレックスガラス；表面を
酸化処理し又は処理しない単結晶シリコン；ＡＱ２０．
　、　ＡＮ、　Ｏ，”ＭｇＯ。

Ｍｇ０−ＬｌＦ、Ｙ、Ｏ，−ＬｉＦ、Ｂｅｄ。

ＺｒＯ２・Ｙ２Ｏ３，ＴｈＯ２・ＣａＯ等の透明セラミ
ック材フ無機シリコン材（例えば東芝シリコン社製トス
ガード、住人化学社製スミセラムＰ）等の無機材料或い
はアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル
樹脂等の有機材料が使用できる。

本発明の磁性膜は第５図のような単層型光磁気記録媒体
に限らず、従来公知のすべての多層型光磁気記録媒体に
適用できる。この種の多層型の例としては第６〜９図に
示すような構成のものが挙げられる。図中、１′はガイ
ドトラック付き基板、３は反射膜、４は透明誘電層、５
はガイドトラック層、６は保護膜、７は透明接着層、８
は耐熱層である。ここでガイドトラック付き基板１′は
前述のような有機材料を射出成型、押出７成型、フォト
エツチング法等により加工して作られる。なお基板のガ
イドトラックは記録、再生時のレーザー光を案内するも
のである。反射膜３はＣｕ、ＡＱ、Ａｇｔ　Ａｕ＋Ｐｔ
、ＴｅＯｘ、ＴｅＣ，５ｅＡｓ、ＴｅＡｓ。

ＴｉＮ、ＴａＮ、ＣｒＮ、シアニン染料、フタロシアニ
ン染料等を真空蒸着、スパッタリング、イオンブレーテ
ィング等の方法で対象面に膜厚５００〜１ｏｏｏｏ人程
度に付着させることにより形成される。なおこの反射膜
は、磁性膜を透過し−たレーザー光を反射し、再び磁性
膜を透過することによるファラデー効果を増大させる目
的で設けられる。透明誘電層４は５ｔＯ２，ＳｔｏｗＴ
ｉｅ２．Ｔｉｅ、ＣｅＯ，Ｈｆ０ｉ　ｔ　Ｂｅｄ。

ＴｈＯ２，Ｓ　ｉ、Ｎ４等を前記と同様な方法で対象面
に膜厚的０．０５〜０．５μｍ程度に付着させることに
より形成される。なおこの透明誘電層はファラデー回転
角を増大させて再生出力を向上する目的で設けられる。

、ガイドトラック層５は対象面に紫外線硬化性樹脂を塗
布した後、ガイド溝を有する金型を圧着しながら、紫外
線を照射して前記樹脂を硬化させることにより形成され
る。保護膜６はアクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリ
カーボネート樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリア
ミド樹脂、エポキシ樹脂、ＴｉＮ、ＳｉＮ、ＴａＮ、Ｓ
ｉｎ、、ＳｉＯ等を樹脂の場合は塗布法で、その他の場
合は真空蒸着、スパッタリング、イオンブレーティング
等の方法で対象面に膜厚的０．１〜１０μｍ程度に付着
させることにより形成される。なおこの保護膜は反射膜
３を保護する目的で設けられる。透明接着層７は、反射
膜３を設けたガイドトラック付き基板１′の反射膜と磁
性膜２を設けた耐熱層８（この層は前記無機材料よりな
るので、「磁性膜を設けた耐熱層」とは前記単層型光磁
気記録材料のことである。）の磁性膜とをエポキシ樹脂
、ポリウレタン、ポリアミド等の樹脂で約２〜１００ｍ
μ厚程度に接着することにより形成される。即ちこの透
明接着層は単に基板１′上の反射膜３と単層型光磁気記
録材料の磁性膜２とを接合するための層である。なお耐
熱層８は前述のような無機材料よりなるので、基板１に
相当するが、ここでは磁性膜２の耐熱性向上の目的で設
けられる。厚さは約１０〜５００ｍμ程度が適当である
。

本発明の磁性膜を用いた以上のような光磁気記録媒体へ
の記録、再生は従来と同じく磁性膜又は基板側から変調
又は偏向されたレーザー光を照射して行なわれる。

効　果 本発明の金属酸化物磁性体又は磁性膜は光磁気記録媒体
用材料として適正なＴｃ及びＨｃを有し、記録感度が高
いにも拘わらず、従来品にはなかった耐酸化腐食性及び
透明性を備えているので、磁気光学特性の経時劣化がな
く、且つ再生時に透過光も利用でき、このため再生出力
の高いファラデー回転角を利用して再生することができ
る。

以下に本発明の実施例を示す。

実施例１〜ｌＯ 下・記表に示した組成のターゲットを各々用いて、表面
光学研摩処理した石英基板上にＡｒ分圧２．ＯｍｎＴ　
ｏ　ｒ　ｒ　、　Ｏ，分圧０．３ｎｗｎ　Ｔ　ｏ　ｒ　
ｒ、放電々力０．３５ＫＶ、基板温度５５０〜６５０℃
の条件で２時間スパッタリングして０．３μ厚の磁性膜
を形成した。これら磁性膜のキュリ一温度Ｔｃ及び保磁
力Ｈｅを測定した結果を下表に示す。

次に以上のようにして得られた各光磁気記録媒体を一方
向に磁化させ、この磁化の方向とは逆の０．５エルステ
ツドの磁界を印加しながら、出力２０ｍＷの半導体レー
ザー光を記録媒体表面での強度１０ｍＷ及び周波数ＩＭ
Ｈｚのパルスで照射して磁気反転せしめ、記録したとこ
ろ、いずれもピット径約１．５μｍの記録ピットが形成
された。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は夫々、金属酸化物磁性体ＢａＦｅ、
２−２Ｍ２０１ｇ　（ＭはＧａ又はＩ　１１、ＺはＧａ
又はＩｎの置換数）におけるＧａ又はＩｎの置換数Ｚと
、キュリ一温度Ｔｃ及び保磁力Ｈｃとの関係図、第３図
及び第４図は夫々。 金属酸化物磁性体 ａａＸ’　Ｉｎｙ’　Ｆｅｌ２−（Ｘ’　＋ｙ’　＞　
０１９　（Ｘ’はＧａの置換数、Ｙ′はＩｎの置換数）
におけるＩ　ｎの置換数Ｙ′と、Ｔｃ及びＨｅとの関係
図、第５〜９図は夫々本発明の磁性体又は磁性膜を用い
た光磁気記録媒体の一例の構成図である。 線ａ、ａ’・・・Ｇａ置換体　線す、ｂ’・・・ｂ＋置
換体線ｃ、ｃ′・・・ｘ′＝０．６のＧａ置換体線ｄ、
ｄ’　−ｘ’　＝１．７のＧａ置換体１・・・基　板 １′・・・ガイドトラック付き基板 ２・・・磁性膜　３・・・反射膜 ４・・・透明誘電層　訃・・ガイドトラック層６・・・
保　護　膜　７・・・透明接着層８・・・耐熱層 市Ｉ聞 蛸３図 Ｉｎｅ置決数Ｙ′ 扇２０ 児４図 １１１　ｎ　！ｆ僕畝Ｙ’

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、一般式 ％式％）） ） で示される金属酸化物磁性体。 ２、一般式 ％式％］ で示される金属酸化物磁性体よりなる磁性膜。