JPS60201604A - 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】 技術分野 本発明は新規な金属酸化物磁性体及びそｔシよりなる磁
性膜に関する。

ｋ泉皮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Ｏ０１〜１μｍ程度に（」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？テなわれる。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　ｉ　Ｏ，Ｓ　ｉ　Ｏ，、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
０２．８２０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、　Ａ
Ｄ、、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１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％）］ ばれる元素を示し、ｍはＭｅのイオン価数を示し、ｎｉ
ｘ、ｙは夫々５．０≦ｎ≦６．０’、　０＜Ｘ≦１．０
０＜ｙ≦６．０である。） 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Ｔ　ｃ、及びＨｅの適正範囲は１’　ｃについ
ては１００〜３５０℃、　Ｆ（ｃについては３００〜６
０００エルステツドと考えられる。これは１’　ｃが１
００℃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、）−１ｃ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１０μｍ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Ｃｒ又はＩｎ、Ｓｃ、Ｔｉ。

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Ｃｒ［換
の場合は増大するが、ｌｎ、Ｓｃ。

Ｔｉ、Ｓｎ及びｚｎ＠換の場合は低下することを見い出
した。例えば Ｐ　ｂ　Ｆ　ｅｔ　ｔｔ−ユｚ　）　Ｍ２０１９　（Ｍ
はＣｒ、Ｉｎ＋Ｓｃ、Ｔｉ、Ｓｎ及びＺｎを示し、２は
Ｍの置換数ｍはＺのイオン価数を示す。）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図の
ような傾向を示した。またＨｅについては第２図のよう
な傾向を示した。

そこで本発明者らはこのようなＣｒ又はＩｎ。

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Ｈｅの前記適正範囲を考慮して一般式（２）のＦｅ
の一部を、Ｃｒと上記他の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」ｔだ特
性を与えることを見い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
）の金属酸化物中のＦｅ原子の一部をＭｎ及び上記他の
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Ｐ　ｂＣｒｘ　’　Ｍｅｙ’　Ｆ　ｅ１２　Ｍ　
’　−３ｙ　’　Ｏｌｇ（但し、ＭｅはＩｎ、Ｓｃ、Ｔ
ｉ、Ｓｎ及びＺｎから選ばれる元素を示し、Ｘ′はＡＩ
の置換数、ｙ′はＭｅの置換数、ｍはＭｅのイオン価数
を示す。）において置換原子数を種々変えてＴ、ｃ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　＝　Ｉ　ｎの場合：第３−１図及び第４−１図
Ｍ　ｅ　＝　Ｓ　ｃの場合：第３−２図及び第４−２図
Ｍ　ｅ　＝　Ｔ　ｉの場合：第３−３図及び第４−３図
Ｍｅ＝Ｚｎの場合：第３−４図及び第４−４図である。

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ｐｂ
ｃｏ３．とＦｅ２Ｏ，とｃｒ２ｏ。

と更にＩｎ２ｏ、　と５ｃ２ｏ３．Ｔｉｏ２　＋５ｎ０
２、ＺｎＯのいずれが一つを混合粉砕し、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
具体例としでは ＰｂＯ・６．ＯＣＣｒｏ、Ｉｔ　ｒ　ｎ　ｏ、ｔＦＦｃ
　）、３　０−ａ　）Ｐｂ０・６．０ＣＣｒｏ、ＨＴ：
に、ｇ−Ｆｅｚ、ａＦＯ，）ＰｂＣ１６，６（Ｃｒ　Ｉ
ｎ、、、　Ｆｅ１）ｔ−Ｏｚ　］ρ１１ Ｐｂ０・６．０　［Ｃｒ　Ｚｎ　ａ、ｚ、、−Ｆｅ　ｔ
、ｕｏ　Ｏａ　］ρｔ−ｒ ｐｂｏ・ｓ、ｏ　（Ｃｒ　Ｓｃ　、Ｈｅ　Ｆｅ　／、）
　０３　）０幻１ ＰｂＯ１６，０（Ｃｒ　Ｓ　ｎ　ｏ、ｉｆ　Ｆ’ｅ　１
．ａｔ’　Ｏｓ、］ｔＦ Ｐｂ０・５．６［Ｃｒ（＋４（１ｎ　、、ｇ　Ｆｅ１，
３　Ｃ）３　］Ｐｂ０・５．８　（Ｃ：ｒｏ、ｔｉ　Ｔ
　ｉ、、、　Ｆｅ２．、０．　）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　Ｖ、Ｌａ、Ｙ＋　Ｙｂ。

Ｓｍ、Ｔｂ、Ｄｙ’ｅ　Ｇｄ等（７）ｆｉｊＪｉｔｉ［
１ｊＪＩｌｔ　ルコとかできる。

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【上に、垂直磁化さ、ｌｔ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５０
０〜８００℃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？ＡＱ２０３゜ ＡＱ２０３・ＭｇＯ，Ｍｇ０−Ｌ　ｉ　Ｆ、Ｙ２ｏ３・
ＬｉＦ、Ｂｅｄ、ＺｒＯ２・Ｙ２Ｏ，、’Ｉ’ｈＯ，，
・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、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イ」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Ｉ・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　、　Ａ　（＋、　＋　Ａ
　ｇ　＋ΔＵ。

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〜ｔｏｏｏｏ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　＋　０２　＋’　Ｓ　ｉ　
Ｏ＋Ｔｉｅ、、Ｔｉｅ、Ｃｅ２Ｏ，ｌ−１ｆＯ２，Ｂｅ
ｄ。

Ｔｈｅ２．Ｓ　ｔ、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、Ｓ　ｉ、Ｎ４．Ｔａ
Ｎ＋　Ｓ　ｉ０２．Ｓ　ｉ。

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０．１〜１０μｌ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１１ｉｉ　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。）の磁性膜とにエポキシ樹脂、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１
０〜５００７１ｍ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１ま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
透明性を備おているので、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１〜８ 下記表に示した組成のターゲットを各々用いて、石英基
板上に蒸着法により１じ）厚５００人のΔｇを付着し、
この上に膜厚１０００人の５ｉＣ１２を被着した石英基
板上にＡｒ分圧２．０ｎｙｎ　Ｔ　ｏ　ｒ　ｒ、０２分
圧０．３ｍｎＴ　ｏ　ｒ　ｒ、放電々力０．３５ＫＷ、
基板温度５２０〜７００°Ｃの条件で２時間スパッタリ
ングして０．２μｍ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１１　ｃ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、この磁化の方向どは逆の５００エルステ
ツドの磁界を印加しながら、出力２０ｍＶの半導体レー
ザー光を記録媒体表面での強度１０ｍ１＋ｌ及び周波数
ＩＭＨｚ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】

一第１図及び第２図は夫々、金属酸化物磁性体Ｐ　ｂ　
Ｆ　ｅ　、２　ｍ　Ｚ　Ｍｚ　Ｏ，、’（ＭはＣｒ、Ｉ
ｎ。 Ｓｃ、Ｔｉ＋　Ｓｎ及びＺｎを示し、ＺはＭの置換数、
ｍはＭｅのイオン価数を示す。）における置換数２と、
キュリ一温度Ｔｃ及び保磁カド■Ｃ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 Ｐ　ｂＣｒＫ’　Ｍａｙ’　Ｆｅ１２’＝　ｘ　’　−
ｖ　’　０１９（ＭｅはＩｎ、Ｓｅｎ　Ｔｉ、Ｓｎ及び
Ｚｎから選ばれる元素を示し、Ｘ′はＣｒの置換数、ｙ
′はＭｅの置換数、ｍはＭｅのイオン価数を示す。）に
おける置換数Ｘ′及びｙ′と、Ｔｃ及びＨｃＣ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′・・・ガイド１−ラックイ］き基板２・・・磁性膜
　３・・・反射暎 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 １答　［ト４ 第２図 第５図 第７図 第９図 ｉ”ｓ　６　Ｌ矧 第８図 手続ネ市正店； 昭和５９年５月８ＥＩ 昭和５９年特許願第５８０５２号 ２、　発明の名称 金属酸化物磁性体及び磁性膜 ３、　補正をする者 事件との関係　特許出願人 東京都大「１区中馬込１丁目３番６号 （６７４）株式会社リ　コー 代表者　浜　１）　広 ４、代理人 ５、　補正の対象 ６、　補正の内容 １）　明細書の第４頁第１７行の「、′１°ａ＋　Ｇａ
、　Ｊを削除する。 ２）　第１２頁第１４行のｒ　Ｃ：　ｅｘ　ＯＪ　を［
ｉ’　Ｃｅ　Ｏ、Ｊｌに補正する。 以上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、一般式 ％式％） （但し、ＭｅはＩｎ、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｓｎ、７．ｎから選
   ば、する元素を示し、ｍはＭｅのイオン価数を示し、ｎ
   ｒＸｒｙは夫々５．０≦ｎ≦６．０．０＜ｘ＜１．００
   　＜　ｙ≦０．６である。） 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がら選ば
   Ｊする元素を示し、ｍはＭｅのイオン価数を示し、ｎｒ
   ＸｒＹは夫々５．０≦ｎ≦６　、０　、０　＜　ｘ　＜
   　１　、００　＜　ｙ≦０．６である。） で示される金属酸化物磁性体よりなる磁性膜。