JPS60180920A - 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】 且」り辷」 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。

裟米肢亙 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（４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４Ｂ号
で変調されたレーザー光を磁性膜に照射加烈して磁化の
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ＩＭｌｌ
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、特に希土類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。こ肛を防止するため、非晶質磁性
膜上にＳｉＯ，ＳｉＯ□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Ｏ、、
８２０等及び合金磁性体のターゲット中に含まれる０□
、Ｈ２Ｏ等により経時と共に磁性膜が酸化腐食される占
、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
。

目　的 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
適な新規な金属酸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。

１−一部 本発明の金属酸化物磁性体は一般式（１）％式％） （但し、ＭｅはＳｃ、Ｔｉ、Ｓｎ、Ｚｎから選ばれた少
なくとも一種の元素を示し、ＩｌはＭｅのイオン価数を
示し、ｎ、ｘ＋ｙ＋Ｚは夫々５．０≦ｎ≦６．０゜０＜
ｘ≦１．０．　Ｏ＜ｚ≦０．８の値を表わす。）で示さ
れるものであり、また磁性膜は前記一般式の金属酸化物
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、特番；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Ｈｅが適度に高いことが必要である。

一般にこのＴｃ及びＨｅの適正範囲はＴｃについては１
００〜３５０℃、　Ｈｅについては３００〜６０００エ
ルステツドと考えられる。これはＴｃが１００℃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、Ｈｅが３００エルステツド以下ではメモＪＪ−が不
安定となって消失する可能性があり、また６０００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金属酸化物磁性体
が研究されている。このうち六方晶系のものでは例えば 一般式（２） ％式％］ （但し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１０ｔ１ｎ＋としても透光性を備
えていることに注目した。しかしこれらはキュリ一温度
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一般式（２）の磁性体を基礎にして
種々検討した。その結果、一般式（２）中のＦｅ原子の
一部をＧａ又はＳｃ、Ｔ％、Ｓｎ及びＺｎ原子で置換す
ることによって、Ｔｃが低下することを見い出した。同
時にＨｅについてはＧａｌ！換の場合は増大するが、Ｓ
ｃ　＋　Ｔ　１ｒＳｎ及びＺｎ置換の場合は低下するこ
とを見い出した。また、Ｂａの一部をＳｒで置換すると
、上記Ｇａ及びＳｃ等の置換効果は同様であるが、残留
磁化を増大できる。例えば Ｂ　ａ、、、、Ｓ　ｒ、、、Ｆ　ｅ　、２−　ｘ、’　
Ｍ、　’　Ｏ，。

（ＭはＧ　ａ　、　Ｓｃ、Ｔｉ、Ｓｎ及びＺｎを示し、
８′はＭの置換数を示す。）において、上記各々の原子
で置換した場合、Ｔｃについては第１−１図〜第１−４
図のような傾向を示した。またＨｅについては第２−１
図〜第２−４図のような傾向を示した。なお、ここでＧ
ａＭ換と他の原子置換との差異を明確に、するため、全
ての図にＧａ！換の結果を図示した。

そこで本発明者らはこのようなＧａ又はＳｃ。

Ｔｉ、Ｓｎ及びＺｎ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Ｈｃ
の前記適正範囲を考慮して一般式（２）のＦｅの一部を
、Ｇａと上記他の４種の原子の一つとの組み合わせで種
々の割合でもって置換した結果、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
ことを見い出し本発明に致達した。

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
）の金属酸化物中のＦｅ原子の一部をＧａ及び上記他の
４種の原子のうちの一つで置換することによって、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、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。

例えばＢａ、、、ＩＳｔ’、、ｔＧａｙ　’　Ｍｅｚ　
’　Ｆｅ１２−　ｖ　’　−ｚ　’　０１９（但し、Ｍ
ｅはＳｃ、Ｔｉ、Ｓｎ及びＺｎから選ばれる元素を示し
１．′はＧａの置換数、２′はＭｅの置換数を示す。）
において置換原子数を種々変えてＴｃ及びＨｅへの影響
を調べたところ、第３図及び第４図に示す結果が得られ
た。

ここで、 Ｍ　ｅ　＝　Ｓ　ｃの場合：第３−１図及び第４−１図
Ｍｅ＝Ｔｉの場合：第３−２図及び第４−２図Ｍ　ｅ　
＝　Ｓ　ｎの場合゛：第３−３図及び第４−３図Ｍ’ｅ
＝Ｚｎの場合：第３−４図及び第４−４図である。更に
ＭｅｚＳｃの場合を例に説明すると、Ｇａの置換数、′
が２．２４でＩｎの置換数、′が１．２のとき、Ｔｃは
第３−１図より２２５℃であり、１１ｃは第４−１図よ
り４２００ｅである。ＭｅがＳｃ、Ｔｉ、Ｓｎ及びＺｎ
の場合も同様の傾向を示した。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Ｂ　
ａＣＯｓと５ｒＣＯ，とＦｅ、Ｏ，とＧａ、Ｏ，と更に
Ｓｃｔ　Ｏ＠　、ＴｉＯ２、Ｓ　ｒｔ　Ｃ）ａ　＋Ｚｎ
Ｏのいずれか一つを混合粉砕し、これを適当な形状の金
型に入れて成型後、　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 Ｂａ、、＃　５ｒａ３ｔ０１６　（Ｇ　ａａ、愈７　Ｓ
　ｃａ、ｔａ　Ｆ　ｅ　／ｌ　Ｏ＋＋　）Ｂ　ａ　ｏ、
７ｔ　Ｓ　ｒ、Ｊ）Ｏ°６　（Ｇ　ａ、、ａ７　Ｚ　ｎ
ａ、ｔｔ　Ｆ　ｅｌ、ｓ　Ｏ＠　）Ｓｒ＋ＱｔＢａａ、
ｗＯ１６（Ｇ　ａ　ａ４　Ｔ　ｊ　６．ｓｌ　Ｆ　ｅｔ
、９１０　ｍ　）Ｂａ、、、　Ｓｒ、、０・６　（Ｇ　
ａ、、、、　Ｓ　ｎ、、７．　Ｆ　ｅ２．ｒＯ＊　）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Ｇｏｎ
　Ｂｉｔ　Ｖ＋　Ｌａ、Ｙ、Ｙｂ。

Ｓｍ、”ｒｂ、Ｄｙ＋　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５００〜７００℃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〜
８００℃の熱処理を、場合により磁界を印加しながら、
行なっ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；バイコー
ルガラス；表面を酸化処理し又は処理しない単結晶シリ
コン；ＡＱ２０１１゜ＡＱ、Ｏ，・Ｍ　ｇ　Ｏｒ　Ｍ　
ｇ　Ｏ−Ｌ　ｉ　Ｆ　ｅ　Ｙ　２０９・Ｌ　ｉ　Ｆ　Ｈ
Ｂ　ｅ　ＯＨＺ　ｒ　Ｏ２・Ｙ　２０ｓ　Ｔ　Ｔ　ｈｏ
２・ＣａＯ等の透明セラミック材；無機シリコン材（例
えば東芝シリコン社製トスガード、住友化学社製スミセ
ラムＰ）等の無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、ＡＱＴ　Ａｇ、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５００〜１００００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Ｓｉｎ、、Ｓｉｎ。

Ｔｉｅ、、Ｔｉｅ、Ｃｅ、０．ＨｆＯ，、Ｂｅｄ。

Ｔｈｅ２．Ｓ　ｔ、ＩＮ、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、Ｔ　ｉ　Ｎ　ｔ　Ｓ　］　９
　Ｎ　４　ｐＴ　ａ　Ｎ　＋　−３ｉ　Ｏ２＊　Ｓ　＋
　０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０．１〜１ｏμｍ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２〜１００μ…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１０〜５００
μｍ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。

羞−一米 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）Ｉ　ｃを気記録媒体用材
料として適正なＴｃ及びＨｅ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１〜４ 下記表に示した組成のターゲットを各々用いて１石英基
板上に蒸着法によって反射層Ａｇを膜厚５００人付着し
、この芋にスパッタリング法にて５ｉｎ２を膜厚１００
０人被覆した上にＡｒ分圧２．０’＋＋ｎ　Ｔ　ｏ　ｒ
　ｒ、０２分圧０．３ｍ　Ｔ　ｏ　ｒ　ｒ、放電々力０
．３５ＫＷ、基板温度５２０〜７００℃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５００エルステ
ツドの磁界を印加しながら、出力２抛νの半導体レーザ
ー光を記録媒体表面での強度１０ｍＶ及び周波数Ｉ　Ｍ
　ＩＩ　ｚのパルスで照射して磁気反転せしめ、記録し
たところ、いずれもビット径約１．５μ−の記録ビット
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Ｂａｉ＋
、７＃”ｒ、、ａｔＦｅｌｐ　−Ｘ　’　ＭＸ’　Ｏｌ
ｇ　（ＭはＧ　ａ　＋Ｓ−ｃ、Ｔｉ、Ｓｎ及びＺｎを示
し＋Ｘ′はＭの置換数を示す。）における置換数８′と
、キュリ一温度Ｔｃ及び保磁力Ｈｃとの関係図である。 第３図及び第４図は夫々、金属酸化物磁性体Ｂａａ、、
Ｓｒ、、、ｙＧａｙ　’　Ｍｅ２’　ＦｅＩ２−　ｙ　
’　−ｚ　’　０＋ｓ（ＭｅはＳ’ｃ、Ｔｉ、Ｓｎ及び
Ｚｎから選ばれる元素を示し１．′はＱａの置換数、２
′はＭｅの置換数を示す。）における置換数ツ′及び２
′と、Ｔｃ及びＨｅとの関係図である。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。 ｌ・・・基　板 １″・・・ガイドトラック付き基板 ２・・・磁　性　１１ｉ３・・・反　射　膜４・・・透
明誘電層　５・・・ガイドトラック層６・・・保　ｉ！
　膜　７・・・透明接着層８・・・耐熱層 筒１−１図　第１−２図 第２−１図 第２−３図 第２−２図 第３−１図 第３−２図 第４−１図 第４−２図 ２３ ２″ 第５図 第７図 蔦９図 第６図 第８図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ■、　一般式 ％式％］ （但し１ＭｅはＳｃ、Ｔｉ、Ｓｎ、Ｚｎから選ばれた少
   なくとも一種の元素を示し、ｍはＭｅのイオン価数を示
   し、ｎ　ｒ　Ｘ　ｒ　Ｙ　ｒ　Ｚは夫々５．０≦ｎ≦６
   ．０゜０＜ｘ＜１．０＜ｙ≦０．８．０＜ｚ≦０．８の
   値を表わす、） で示される金属酸化物磁性体。 ２、一般式 ％式％） （但し、Ｍ’ｅはＳｃ、Ｔｉ、Ｓｒ＋、Ｚｎから選ばれ
   た少なくとも一種の元素を示し、ｍはＭｅのイオン価数
   を示し、ｎｒＸｒＶｒＺは夫々５．０≦ｎ≦６．０゜０
   ＜ｘ≦１．０＜ｙ≦０．８．　Ｏ＜ｚ≦０，８の値を表
   わす。） で示される金属酸化物磁性体よりなる磁性膜。