JPS60201602A - 金属酸化物磁性体及び磁性膜 - Google Patents

金属酸化物磁性体及び磁性膜

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JPS60201602A
JPS60201602A JP5804984A JP5804984A JPS60201602A JP S60201602 A JPS60201602 A JP S60201602A JP 5804984 A JP5804984 A JP 5804984A JP 5804984 A JP5804984 A JP 5804984A JP S60201602 A JPS60201602 A JP S60201602A
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JP
Japan
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magnetic
film
magneto
metal oxide
magnetic film
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Pending
Application number
JP5804984A
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English (en)
Inventor
Hitoshi Nakamura
均 中村
Nobuyuki Koinuma
鯉沼 宜之
Hajime Machida
元 町田
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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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】 滋」し虻吐 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。
皿米且1 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
出ず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IMHz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。これを防止するため、非晶質磁性膜上にS
t、、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O7、基板面に吸着された02.H,O
等及び合金磁性体のターゲット中に含まれる02,82
0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。
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。
1−一腹 本発明の金属酸化物磁性体は一般式(1)%式%) (但し、MeはIn、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、’+x+y+Zは夫々5.0≦n≦6.0゜
0〈λ≦1.0<y≦0.8.0<z≦0.6の値で表
わす。) で示さ汎るものであり、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[00
〜350“C,Hcについては300〜6000エルス
テツドと考えられる。これは]゛Cが■00“″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、35
0℃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、 tIc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600
0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10μmとしても
透光性を備えているごとに注目した。しかしこれらはキ
ュリ一温度Tcが450°C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At又はIn、Sc、TL。
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A1置換
の場合は増大するが、In、Sc。
Ti、Sn及びZn[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A1
及びIn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Ba(+、7y Sr6.zg Feu
−X ’ MX ’ 019 (MはA I 、 I 
n、 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〜第1−4図のような傾
向を示した。またHcについては第2−1〜第2−4図
のような傾向を示した。なお、ここでAt置換と他の原
子置換との差異を明確にするため、全ての図にAt置換
の結果を図示した。
そこで本発明者らはこのようなAI又はIn。
Sc、Tin 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Heの前記適正範囲を考慮して一般式(2)のFe
の一部を、AIと上記能の5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AI及び上記能
の5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Bao7r”ro2tAly ’ Me、 ’ 
Fe、、 −y ’ −z ’ OB(但し、MeはI
nvSc、Ti、Sn及びZnから選ばれる元素を示し
、y′はAI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。
Me=Inの場合:第3−1図及び第4−1図Me=S
cの場合:第3−2図及び第4−2図M e = T 
’rの場合:第3−3図及び第4−3図M e = S
 nの場合:第3−4図及び第4−4図である。更にM
 e = I nの場合を例に説明すると、AIの置換
数y′が2.05でInの置換数2′が2.0のとき、
Tcは第3−1図より180℃であり、Heは第4−1
図より2.9KOe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He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
C0,、とSrO,とFe、0.とAt、O,と更にI
n20.、Sc、O,、Ti02rSnO,、ZnO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、1200〜1
400℃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 F3aO,’rS 5rokt O・6 (Alo、i
r I no、ts−Fe ts 02 ]Ba、、7
1 Sr6.k 0 ・6 (AlO,BtTi o、
tr Fe (、*tO,)’Bao、7tSra、a
to@6(Ala)tSco、rs−Fet、tOs)
B !I+ 6.y S r 6.zt O’ 6 [
A l o、p S n 6.11 F e /、30
 @ ]Ba(、,715roar O嘗6 [Ala
4− Zn o、rrFe t、q Os ]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+
 B it V+ La+ Y+ Yb+5rrz T
b、D3’t 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
リコールガラス;表面を酸化処理し又は処理しない単結
晶シリコン;AQ20.l。
AQ、03・MgO,Mg0−L i F、Y、OIl
・LiF+ Bed、ZrO2・Y2O,、The2’
Ca O等の透明セラミック材=無機シリコン材(例え
は東芝シリコン社製トスカード、住人化学社製スミセラ
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、ビはガイド
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ビは前述
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11t!i3はCu + A Q HA g 
+ A u TPt、TeOx、TeC,5eAs+ 
TeAs+T i N + T a N + Cr N
 +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S io2.S io。
Tie7.Tie、Ce02t HfO2,BeatT
he、、S i、N、等を前記と同様な方法で対象面に
膜厚約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、5j2N4.TaN、5
in2.S i O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約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2〜100μm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10〜500μm1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。
憎り一一一、肢 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T CEL)l cを有し、記録感
度が高いにも抱わらず、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1〜5 下記表に示した組成のターゲットを各々用いて、石英基
板上に蒸着法によって膜厚500人のAgを付着し、こ
の上に更らにスパッタ法にて膜厚1000人の5in2
を被着するこの上にAr分圧2.0ninT o r 
r 、 02分圧0.3mmT 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0.3μm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Hc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、いずれもビット径約1.5μm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B a6,
7y S r6.at F e +2− X ’ MX
 ’ Ots (MはA l g I n 9 S c
 、T i+ S nを示し、y′はMの置換数を示す
。)における置換数X′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 Ba、17.SrD、、Aly ’ 阿e2 ’ Fe
 12− V ’ −2’ 0.9(MeはIn、Sc
、Ti、Snから選ばれる元素を示し、y′はAIの置
換数、Z′はMeの置換数を示す。)における置換数y
′及びZ′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。 1・・・基 板 1′・・・カイトトラック付き基板 2・・・磁性膜 3・・・反射膜 4・透明誘電層 5・・・ガイドトラック層6・・・保
 護 膜 7・・・透明接着層8・・・耐熱層 第[−11図 第1−31ン1 第1−2図 第1−4図 負)2−1図 第2−31図 第3−[図 第3−3図 第4−1図 elITi 第4−2図 第5図 第7図 第9図 負)6図 第8図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 [、一般式 %式%) (但し、MeはIn、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−nzXr’jtZtは夫々5.0≦n≦6 
    、0 、 O(x < 1 、0 (y ≦0 、8 
    、0 < z ≦0 、6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、MeはIn、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 V r Zは夫々5.0≦
    n≦6 、0 、0 < x < 1 、0 < y 
    ≦0 、8 、0 < z≦0.6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。
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