JPS60226105A - 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】 皮４黛一 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。

巖米且皇 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１ＭＨｚ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
ｉｎ、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０２，８２０等
及び合金磁性体のターゲット中に含まれるＯ３．Ｉ（２
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、その上し：　Ｃｕ、　ＡＱｒ　Ｐ
ｔ＋　ＡＩＪ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か高く、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。

構　成 本発明の金属酸化物磁性体は一般式（１）％式％ （但し、ＡはＢａ又はＳｒを示し、ＭｅはＩｎ。

Ｓｃ、Ｔｉ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｔａ、Ｇｅから選ばれる元素
を示し１ｍはＭｅのイオン価数を示し、ｎ＋　ＸＩ　５
’ｌ　Ｚは夫々５．０≦ｎ≦６．０゜０＜Ｘ≦１．０＜
ｙ≦０．８．　Ｏ（ｚ≦０．６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Ｈｅ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℃、Ｈｃについては３００〜５０００エルステ
ツドと考えられる。これはＴｃがｌｏＯ’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吹定に
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轟ンー上７．貢コ軽ｈ１田普弔太１
１　−士　ロージ、てりｎｎ〒ｎスルッド以下ではメモ
リーが不安定となって°消失する可能性があり、また５
０００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Ａ、ｎは一般式（１）に同し） で示されるものが知られている６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１ｏμｍとしても透光性を備えて
いることに注目した。しが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
ー光による記録は回置であり、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ＡＱ又はＩ　ｎ、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｓｎ。

Ｚｎ、Ｔａ及びＧｅ原子で置換することによって、Ｔ　
ｃ、が低下することを見い出した。同時にＨｅについて
はＡＱ置換の場合は増大するが、Ｉｎ。

Ｓｃ、Ｔｉ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｔａ及びＧｅ＠換の場合は低
下することを見い出した。また、Ｂａ又はＳｒ一部をｐ
ｂで置換すると、上記ＡＱ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Ｓ　ｒ、ｔ、、ｐ　Ｐ　ｂ、、７／　Ｆ　ｅ　＋
２−３ｘ　’　Ｍ　Ｘ　’　Ｏｒｑ（ＭはＡ　Ｏ，、Ｉ
ｎ、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｓｒ＋、Ｚｎ、Ｔａ及びＧｅを示し、
ｙ′はＭの置換数１ｍはＭ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１−１〜第１−７図のような傾向を示した。またＨ
ｅについては第２−１−第２−７図のような傾向を示し
た。図示していないが式中のＳｒがＢａの場合も同様で
あった。なお、ここでＡＱ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ＡＱ［換の結果を図示し
た。

そこで本発明者らはこのようなＡ　Ｏ，又はＴｎ。

Ｓｃ、Ｔ、ｉ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｔａ及びＧｅ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、ＡＱと上記他の７種の原子の一
つとの組み合わせて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ＦｅＭ子の一部をＡ　Ｑ、及び上記
他の７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、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Ｓｒｒ、ｘｔ　
Ｐｂ、？ｒ　Ａ　９　ｙ　’　Ｍｅｚ　’　Ｆｅｌ２−
ｖ　’　−ユＺ　’　Ｏｒｑ（但し、ＭｅはＩ　ｎ、　
Ｓｃ、Ｔｉ、　Ｓｎ、　Ｚｎ、Ｔａ及びＧｅから選ばれ
る元素を示し、ｙ′はＡ　９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Ｔｃ及びＨｃ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。図示して
いないが、式中のＳｒがＢａの場合も同様であった。こ
こで、Ｍｅ＝Ｉｎの場合：第３−１図及び第４−１図Ｍ
ｅ＝Ｓｃ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＝Ｓｎ
の場合：第３−４図及び第４−４図Ｍｅ＝Ｚｎの場合：
第３−５図及び第４−５図Ｍｅ＝Ｔａの場合：第３−６
図及び第４−６図Ｍ　ｅ　＝　Ｇ　ｅの場合：第３−７
図及び第４−７図である。更にＭｅ＝Ｔｎの場合を例に
説明すると。

ＡＱの置換数ｙ′　が２．０５でＩｎの置換数Ｚ′が２
．０のとき、Ｔｃは第３−１図より１８０”Ｃであり。

Ｈｃは第４−１図より２．９ＫＯｅである。ＭｅがＳｃ
、Ｔｉ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｔａ及びＧｅ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（７）
ＢａＣＯ，又は５ｒＣＯ，とＰｂｃＯ，ＩとＦｅ、Ｏ，
とＡＯ，２ｏ、と更にＩｎ、、ｏ３１Ｓｃ２０．、Ｔｉ
○ｐ　＋　ＳｎＯ２＊　ＺｎＯ，ＴａＯ３＋Ｇｅｍ２の
いずれか−っを混合粉砕し、　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、、　ｐｂ、、　０　・６．０　［Ａ　Ｑ、、、Ｉ
　ｎ、、、　Ｆｅ、、、、　ｏ＊　）Ｂａ、、Ｐｂ、、
、０・６．０１：ＡＱ、、７　Ｉｎ、、Ｆｅ、０，１Ｂ
　ａ、、　Ｐ　ｂａＦＯ’　６−０　［Ａ　Ｉ２　、、
Ｂ　Ｔ　］　（、ｙ　Ｆｅ、ｖ、ｆ　Ｏ３）Ｂ　ａ、、
　Ｐ　ｂ、、０・６．０　［ＡＪ、、ＪＺｎ、、　Ｆｅ
／、１／？　ｏ＊　］Ｂａ、、　ｐｂ、Ｆｏ　１６．０
　［Ａ　Ｑ、３　Ｓｃ、、７　Ｆｅ、、、　ｏ、］Ｂａ
ｅ、ｒ　Ｐ　ｂａ、＃　０・６−　ＯＣＡ　Ｑａ、ｓ　
Ｓ　ｎ　ｐ、／Ｑ　Ｆ　ｅ／、？、１０３　］Ｓｒ、、
、　Ｐｂ、、、　０　・６．０　［Ａ　Ｑａｓｔ　Ｉ　
ｎ、、、、　Ｆｅ、ｖｉ　Ｏ！ｌ　］Ｓｒ、７　Ｐｂ、
、　０　・６．０　［Ａ　Ｑ、、、Ｉ　Ｚｎ、／／Ｆｅ
、、、０３］Ｂ　ａ７．７　Ｐ　ｈａ、ｒ　０　・６　
、０　（Ａ　９．、Ｇｅ、、、Ｆｅ、７０３］Ｂ　ａ、
、、Ｐ　ｂａｔ　０　・６．０（ＡＱｅ−ａ、Ｆ”’、
、ｔｐ　Ｆ”ｙ、ｔｔ　Ｏ３〕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、
Ｂｉ、Ｖ、Ｌａ、Ｙ、Ｙｂ、Ｓｍ、Ｔｂ。

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
ｏ、ｔ−ｔｏμｍ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ｌ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ラ１１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：Ａ１１．．０１
．　Ａ（１，Ｏ，・ＭｇＯ，ＭｇＯψＬｉＦ＋　Ｙ、Ｏ
，’　Ｌ−ｉＦ、Ｂｅｄ、ＺｒＯ，・Ｙ２Ｏ，、Ｔｈｅ
、”　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、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Ｇｏ、　Ａ　Ｑ　、　Ａｇ、　Ａｕ、
　Ｐｔ、。

ＴｅＯｘ、ＴｅＣ，５ｅＡｓ、ＴｅＡｓ、ＴｉＮ、Ｔａ
Ｎ＋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ｓｉｏ、Ｉ　Ｓｉｎ、　Ｔｉｏ２．
ＴｊＯ。

ＣｅＯ２，ＨｆＯ２，Ｂｅｄ、Ｔｈｅ２．Ｓｉｓ　Ｎａ
等を前記と同様な方法で対象面に膜厚的０．０５〜０．
５μ町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、Ｓｊａ　Ｎ、＋　、Ｔ
ａＮ。

５ｉＯ７１Ｓ　ｔ　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的０．１〜１０μｎ；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１反射膜３を設けたガイドトラック付き基板ビの反射
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２〜１
００μｎ１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ｌθ〜５００μｍ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〜ＩＯ 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２．０＋ｎｍＴ　
ｏ　ｒ　ｒ　、　Ｏ３分圧０．３ｎ＋ｍ　Ｔ　ｏ　ｒ　
ｒ、放電々力０．３５ＫＷ、基板温度５２０−７００℃
（７）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２０ＩＩＩｗの半導体
レーザー光を記録媒体表面での強度１０＋ｎＷ及び周波
数ＩＮ）ｌｚ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鞘の記録ビッ
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Ｂａ１１．
、Ｓｒ、、、、　Ｆｅ＋２−　ｊ！Ｌｘ　’　Ｍｘ’　
０１９　（ＭはＡＱ。 ［ｎ、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｔａ及びＧｅを示し、
ｙ′はＭの置換数、ｍはＭのイオン価数を示す。）にお
ける置換数Ｘ′と、　キュリ一温度Ｔｃ及び保磁力Ｈｅ
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 Ｂ　ａａｙ７Ｓｒ１．ａｌ”Ａ　Ｑ　ｙ　’　Ｍｅ２’
　Ｆ　ｅ１２−　ｙ　’　−”Ｌ　７．　’　０１９（
ＭｅはＩｎ、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｔａ及びＧｅか
ら選ばれる元素を示し、ｙ′はＡ、Ｑの置換数、ｙ′は
Ｍｅの置換数、ｍはＭのイオン価数を示す。）における
置換数ｙ′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。 １・・・基　板 ビ・・・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　５・・・ガイドトラック層６・・・
保　護　膜　７・・・透明接着層８・・耐熱層 特許出願人　株式会社　リ　コ　− 第１−［図 Ｘ” 第１−３図 第１−２図 Ｘ゛ 第１−４図 第１−５図 第１−７図 第１−６図 第２−［図 第２−３図 第２−２図 第２−５図 第２−７図 第２−０１１図 １　．２　３ 第３−１図 第３−３図 第３−２図 第３−４図 第３−５図 第３−７図 第３−６図 第４−［図 ２′ 第４−３図 １＜５ ２′ 第４−２図 第４−５図 ｅｓｚｎ 第４−７図 　２３ ）１ 第４−６図 第５図 第７図 第９図 第６図 第８図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ■、　一般式 ％式％） （但し、ＡはＢａ又はＳｒを示し、ＭｅはＩｎｎＳｃ、
   Ｔｉ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｔａ、Ｇｅから選ばれる元素を示し
   、ｍはＭｅのイオン価数を示し、ｎ＋　Ｘ＋　Ｓｔ＋　
   ７は夫々５．０≦ｎ≦６．０゜０＜ｘ≦１．０＜ｙ≦０
   ．８．０＜ｚ≦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、ＡはＢａ又はＳｒを示し、ＭｅはＩｎ。 Ｓｃ、Ｔｉ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｔａ、Ｇｅから選ばれる元素
   を示し、ｍ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
   ＜ｙ≦０．８．０＜ｚ≦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。