JPS60240106A - 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】 共生公互 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。

災米伎■ 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どい・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Ｓ１ｏ、５ＩＯ７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Ｏ３、基板面に吸着されたＯ、、８２
０等及び合金磁性体のターゲット中に含まれる０２．Ｈ
，Ｏ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Ｃ＋＋’−、Ａ　Ｑ　、
　Ｐｔ、　Ａ　ｇ　。

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。

１−一枚 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。

構　成 本発明の金属酸化物磁性体は一般式（１）％式％）］ 選ばれる元素を示し、ｎｒ　Ｘ　＋　３’は夫々５．０
≦ｎ≦６　、０　、Ｏ＜　ｘ≦０　、８　、０　＜　ｙ
≦０．８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＋０
０−３５０℃、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、Ｈｅ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） で示き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１ｏμｍ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＋　Ｉｎ、　Ｓｃ、　Ｔｌ、　Ｓｎ。

及びＺｎ［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、Ｉｎ、Ｓｃ、Ｔｊ。

Ｓｎ及びＺｎ置換の場合は低下することを見い出した。

例えばＰ　ｂ（）Ｍ、　Ｆｅｕ、ｚ　−ｚ　Ｏｌｇ、ｇ
（ＭはＣｒ、　Ｉ　ｎ、　Ｓｃ、　Ｔｉ、　Ｓｎ及びＺ
ｎを示し−ｚ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１−５図のような傾向を示した。また）Ｉｃについて
は第２−１〜第２−“５図のような傾向を示した。なお
、ここでＣｒ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Ｃｒ置換の結果を図示した。

そこで本発明者らはこのようなＣｒ　１　ｒ　ｎ　Ｈ８
ｃ、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
）Ｉｃ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れた特
性を与えることを見い出した本発明に到達した。

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ー′般式（
２）の金属酸化物中のＦｅ原子の一部をＣｒ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ＰｂＯ−Ｃｒ、　’　ＭＩｖ　’　Ｆｅ、、、　
−ｔ　ｘ　’　＋　ｓｒ　’　）　０１６．ｔ（但し、
Ｍ□　は前記と同じ元素を示し１．’Ｃｒの置換数、ｙ
′はＭｌ　の置換数数を表わす。）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。ここで、 Ｍ■＝　Ｉ　ｎの場合；第３−１図及び第４−１図Ｍ１
．　＝Ｔｉの場合：第３−２図及び第４−２図Ｍｌ　＝
Ｓｎの場合：第３−３図及び第４−３図Ｍ１　−Ｚｎの
場合：第３−４図及び第４−４図である。更にＭ丁＝　
Ｉ　ｎの場合を例に説明すると４．Ｃｒの置換数。′　
が２．０５でＩｎの置換数７が１．８のとき、Ｔｃは第
３−７１図より２００℃であり、Ｈｅは第４−１図より
３．６ＫＯｅである。Ｃｒ及びＭｌ　が他の組合わせの
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ｐｂ
ｃｏ、とＦｅ２Ｏ，とＣｒ２Ｏ，と更にＩｎ、Ｏ，、５
ｃ２０．　、　ＴｉＯ２，ＳｎＯ２゜７、　ｎ　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 Ｐｂ０・６　［Ｃｒρ、ｑ７１ｎｏ、ｒｇ　Ｆｅ、６）
０．　）ＰｂＯ・６　（Ｃｒ、３７　ＳＣ，ｒｒ　Ｆｅ
　）、ｒｔｔＯｓ　）Ｐｂ０　・６　［Ｃｒ＋＋、ｔ７
　Ｔｉ、、Ｉ　Ｆｅｔ、ｑｊ０３　］Ｐｂ０　・６’［
Ｃｒ　ａ、ａ７　Ｚｎ　ｇ、ｒｔ　Ｆｅｔ、ｔ３０３］
ＰｂＯ’　５．６　ＣＣｒ６４　Ｚｎ６，６　Ｆｅ　ｉ
ｆ　Ｏ＊　）Ｐ　ｂｏ　”５−６　ｒｃｒ、、Ｉ　ｎ　
（ｙｅｔ　Ｆｅ　ｒ、９ｔ　０３　）ＰｂＯ・５．６　
（Ｃｒ、３Ｉ　ｎ　ｅｙｒ　Ｆｅ、、ｅｚ　Ｏ！ｌ　）
ＰｂＯ”、６　（Ｃｒ　ｏ、ン　Ｓｎ　ａ、ｒｒ　Ｆｅ
　ｒ、ｐｊ　Ｃ）＋　］Ｐｂ０　・６　（Ｃｒｏ、ｃ　
Ｚｎ、、　Ｆｅ、７２０＋＋　）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
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；す°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フＡ　ｆ）、
、Ｏａ　ｔ　Ａ　Ｕ、Ｏ１ｌ’　ＭｇＯ＋　ＭｇＯ・Ｌ
ｉＦ、Ｙ、Ｏｌｌ　”　ＬｉＦ、Ｂｅｄ、ＺｒＯ，・Ｙ
、０３．ＴｈＯ７・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Ｃｔ＋、　Ａ　Ｑ　＋　Ａｇ、　Ａ
ｕ、　ＰＬ。

Ｔｅ’Ｏ＊、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５ＩＯｐ　＋　ｓｉｏ、Ｔｉ０
ｉ　＋　Ｔｊ、０＋ＣｅＯ，、ＨｆＯ３，Ｂｅｄ、Ｔｈ
ｅｙ　Ｔ　Ｓｊｉ　Ｎａ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、Ｓｉ、Ｎａ　、Ｔａ
Ｎ。

ＳｊＯ，、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ＩＩりとをエポキ
シ樹脂、ポリウレタン、ポＩＪアミド等の樹脂で約２〜
Ｉｏｎμｍ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１０〜５００μｍ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）（ｃ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［〜９ 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２．０ｍｍ　Ｔ　
ｏ　ｒ　ｒ、０２分圧０．３ｍｎ　Ｔ　ｏ　ｒ　ｒ、放
電々力０．３５ＫＷ、基板温度５２０〜８００℃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Ｈ
ｃを測定した結果を下表に示す。

媒体を一方向に磁化させ、この磁化の方向とは逆の５０
０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１０ｍν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】

第１図及び第２図は夫々金属酸化物磁性体Ｐ　ｂ　Ｏ”
Ｍｚ　Ｆ　ｅ　−ｚ　ＯＢ、ｆ（ＭはＣｒｌ　Ｉ　ｎ＋
／／、Ｉ Ｓｃ、Ｔｉ、Ｓｎ及びＺｎを示し、２はＭの置換数を示
す。）における置換数７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 □、ＰｂＯ・ＣｒＸ’　Ｍｌ　ｙ’　Ｆｅ　（’　＋ｙ
’　ｒ　Ｏｔｌ、ｒ〃ｌ　−に （但し、Ｍｌ　はＩ　ｎ、Ｔｉ、　Ｓｎ及びＺｎから選
ばれる元素を示し、つ′はＣｒの置換数、７′はＭｌの
置換数を表わす。）における８′及びｙ′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
体又は磁性膜咎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 特許出願人　株式会社　リ　コ　− 第３−１図 第３−３図 第３−２図 第３−４図 負）４−４図 ＋　ど　５ 第５図 第７図 ）等９図 第６図 第８図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、一般式 ％式％］ 選ばれる元素を示し、ｎｒ　×＋　’／は夫々５．０≦
   ｎ≦６　、０　、　０　（ｘ≦０　、８　、　Ｏ＜　ｙ
   ≦０．８である。）２、一般式 ％式％］ 選ばれる元素を示し、ｎ＋Ｘ＋！／は夫々５．０≦ｎ≦
   ６．０．　Ｏ＜ｘ≦０．８．　Ｏ＜ｙ≦０．８である。 ）で示される金属酸化物磁性体よりなる磁性膜。