JPS609855A - 磁性合金 - 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】 ［発明の技術分野］ 本発明は磁性合金に関し、特にノイズ特性の優れた磁気
記録媒体用に適したＤｙ　−Ｆｅ　−Ｃｏ系低磁歪の磁
性合金に関する。

［発明の技術的背景とその問題点コ 一般に磁気層の磁化容易軸が基体面に垂直に揃った磁気
記録媒体は自己減磁が小さいので高密度の記録に適して
いる。このうち、特にキューリ一点が室温よシやや高い
ところにある薄膜の上記磁気記録媒体は高密度の磁気光
学記録媒体としての用途が期待されている。

磁気光学記録媒体とは、該媒体に光（レザー）を照射し
、熱磁気的に磁化方向を逆転せしめることにより情報を
記録し、また光のカー（Ｋｅ　ｒ　ｒ　）回転角を測定
することによって情報を銃み取ることができる記録媒体
である。

現在、このような磁気光学記録媒体として公知と力って
いる磁性薄膜には、　ＭｎＢ１で代表される多結晶性金
属薄膜、Ｇ　Ｉ　Ｇ　（Ｇａｃｌｏｌ　ｉｎｉｕｍ　Ｉ
ｒｏｎ　Ｇａｒｎｅｔ　）で代表される化合物単結晶薄
膜、…−ＦｅおよびＤｙ　−Ｆｅ等の非晶質金属薄膜が
ある。

ところで、ＭｎＢ１に代表される多結晶性金属薄膜はキ
ューリ一点が高すぎる（ＭｎＢｉではキューリ一点Ｔｃ
＝３６０℃）ため、書き込みに大きなエネルギーを要し
、しかも、多結晶体であるので化学景論的組成の薄膜と
する必贋があシ、その製造が技術的に困難であるという
欠点を有している。

ＧＩＧ等の化合物単結晶薄膜にあっては、その製造費が
高すぎるので到底実用化が困難である。寸た、Ｇｄ　−
Ｆｅ等の非晶質金属薄膜は宰温における保磁力が小さく
（３００〜５０００ｅ）、記録情報が不安定であるとい
う欠点がある。

しかるに、Ｄｙ−Ｆｅ等の非晶質金属薄膜は、ＭｎＢ　
ｉ　＋Ｇ　Ｉ　Ｇと違って、非晶質であるため任意の基
体上に薄膜を製造するととができ、しかも、多少の不純
物を加えることによって、キューリ一点をある程度任意
に制御することができるという利点を有し、また、ＤＹ
の１イオン異方性のため、上記Ｇｄ　−Ｆｅに比べて、
著しく保磁力ｃ数ＫＯｅ）が大きいという長所を有する
。このため、磁気記録媒体、特に磁気光学記録媒体とし
て注目されている０ しかしながら、Ｄｙ　−Ｆｅ等の磁性合金は磁歪定数が
大きい（飽和磁歪定数λＳ≧１×１０　）のため、ノイ
ズ特性の優れた磁気記録媒体が得られにくいという問題
があった。すなわち、Ｄｙ　−Ｆｅ合金材料から磁気記
録媒体を製造する際、媒体中に何らかの原因によって内
部応力σが発生すると、磁歪の逆効果によって生ずるσ
方向の磁気異方性エネルギーＫｄ＝、λ、σのため異方
性等の物性が微視的に不均一となり、その結果Ｓ／Ｎ比
の低下を招いてしまうのである。例えば、バイアス・ス
パッタリング法によって、Ｄｙ　−Ｆｅ磁性合金薄膜を
製造する場合、ペルジャー内のガス圧やスパッタ時のバ
イアス電圧によって、膜内応力が変動するため、膜の物
性が微視的に不均一となり、その結果、得られる磁気記
録媒体のノイズ特性が著しく低下するということが問題
となっていた。

［発明の目的］ 本発明は、低磁歪で、かっ−軸磁気異方性、保磁力特性
の優れた磁性合金を提供し、以って磁気記録媒体のノイ
ズ特性を改善することを目的とする。

［発明の概要］ 本発明者らは、上記目的を達成すべく、Ｄｙ　−Ｆｅ系
合金の組成および組織につき鋭意研究を重ねた結果、磁
歪特性へのＣＯのＦｅ置換効果が顕著であることを発見
し、より詳細に現象解析を試みたところ、（Ｆｅｌ　−
ａ　Ｃｏ　ａ　）　ｚ　Ｄｙ　１−ｂ　Ｒｂなる組成で
あられした場合、ａ〈０２とａ≧０．２とでは、磁歪特
性〔例えば（Ｆｅ　１−ａ　Ｃｏ　ａ　）　ｚ　Ｄｙ　
１−ｂ　Ｒｂ結晶質においては、λ１１．（立方晶（１
１１）結晶軸方向の磁歪）特性〕が著じるしく異カリ、
ａ≧０２の場合、ａ　（０，２に比し、ＩＫＯｅを超え
る強磁場下での磁歪特性が１桁以上小さい低磁歪特性を
示す新事実を見い出し本発明を完成するに到った。

すなわち本発明の磁性合金は、（Ｆｅ　１−ａ　Ｃｏ　
ａ）ｚＤｙｌ−ｂＲｂ（ここでＲ：　Ｇｄ、Ｔｈ、Ｈｏ
、Ｅｒのうちの１種又は２種以上の組み合わせ）０．２
≦ａ≦０．７．０．０２≦ｂ≦０．８．１．０≦２≦４
．０であることを特徴とする。

本発明において、ａ（Ｃｏの置換量）を０．２以上０７
以下とするのは、０．２未満では、λ５の減少が顕著で
たく、高保磁力（ＩＫＯｅ以上）を有する記録媒体のご
とく作用磁場の大なる場合、特に好ましく々く、本発明
の目的が十分達成されず、まだ０．７を超えるとキュー
リ一点が著しるしく減少するとともに、非晶質の結晶化
温度も著じるしく低下し、キューリ一点以下となり、本
発明の目的を満さなくなる。

ｂ（Ｈの置換量）を０．０２以上０，８以下とするのは
凡の置換により、低磁歪特性は維持した寸ま記録媒体特
性（保磁力、動作温度、カー回転角）が向上するが０．
０２未満ではその効果が認められない。

また、０．８を超えると低磁歪特性と記録媒体特性の両
立が困難となり、よって発明の目的が達成されないため
である。

２ｚ（遷移金属／希土類元素モル比）を１．０≦２≦４
．０とするのけ、１．０未満では保磁力が低下し、４．
０を超えても保磁力が低下し、本発明の目的が達成され
ないかむである。

本発明の磁性合金中、ＤＹはＤｙ単独またはＲとの複合
効果により垂直磁気異方性および保磁力を高める上で必
須の成分である。

本発明の磁性合金は通常、薄膜もしくは粉末として提供
される。より好ましくは薄膜の形態をとる。薄膜におい
ては、より高密度の磁気記録が可能と々るからである。

合金組織は多結晶もしくは非晶質であってもよいが、多
結晶ではその結晶粒界が物性不均一の主因とカシ易くノ
イズ特性が低下するので、非晶質であることが好ましい
。

次に本発明（７）　（Ｆｅ　ｓ　−ａ　Ｃｏ　ａ　）　
ｚ　Ｄｙ　１−ｂ　Ｒｂ系磁性合金の調整法およびその
非晶質薄膜の製造方法について例示する。

本発明ｔＤ　（Ｆｅ　１−ａ　Ｃｏ　ａ　）　ｚ　Ｄｙ
　１−ｂ　Ｒｂ系磁性合金は、上記組成の合金材料を周
知の方法によって真空、不活性ガスもしくは還元ガス雰
囲気中、融点以上の温度で溶解した後、冷却することに
よってインゴットとして得られる。

このインゴットを適当な寸法に切断して、スパッタリン
グ用のターゲット（陰極）を得た後、これを用いて、例
えばガラス基板上にＤｙ−Ｆｅ−Ｃ。

系合金をスパッタリングすると、その非晶質薄膜磁性合
金が得られる。

このようにして得られた非晶質薄膜磁性合金は膜面に垂
直な方向（Ｃ−軸磁気異方性を有し、その方向が磁化容
易軸であるととも如、５０°Ｃ〜２００°Ｃの間にキー
ーリ一点があり、しかもその飽和磁歪定数の絶対値が１
×１０−５以下と外るため、ノイズ特性の優れた磁気記
録媒体とたり、とりわけ、磁気光学記録媒体に適する。

［発明の実施例］ 以下、本発明の磁性合金を実施例によって詳説する。

実施例　１゜ （Ｆｅ　、５Ｃｏ、５）３，３５　Ｄｙｏ、６Ｔｂｏ、
２ＨＯ０，２から成る合金材料を真空誘導溶解炉で溶解
、冷却して合金インゴットを得た。次に、この合金イン
ゴットを適当な寸法に切断して、スパッタ用ターゲット
（陰極）を作製した。

上記ターゲットを用いて、アルゴンガス圧６×１０　”
　Ｔｏｒｒ、基板バイアス電圧−５０ｖでバイアススパ
ッタリング法により、ガラス基板上に膜厚１０００又の
非晶質薄膜からなる本発明の磁性合金を得た。

この磁性合金は垂直磁気異方性を有しており、飽和磁束
密度４　πＭｓ　６００　Ｇａｕｓｓ　、保磁力５．０
　ＫＯｅ、キーーリ一点１２０°Ｃおよび飽和磁歪値（
λ５〈１×１０Ｊを示した。

これを磁気光学記録媒体として使用した場合の書換え可
能ディスクの各諸元を第１表に示した。

比較例　１゜ 合金組成がＦｅ　３．８　Ｄｙであることを除いては、
実施例１と同様に非晶質合金膜を作製した。得られた垂
直磁気異方性を有する非晶質磁性薄膜は膜厚１０００Ａ
　、飽和磁束密度７５０Ｇａｕｓｓ　、保磁力１．２Ｋ
Ｏｅ、キーーリ一点６５°Ｃ１飽和磁歪値λ、、）２０
Ｘ１０であった。本磁性薄膜を記録媒体として使用した
場合の書換え可能ディスクの各諸元を第１表に示す。

実施例１および比較例１より、ＣＯを添加した（　Ｆｅ
１−ａ　Ｃｏ　ａ　）ｚ　Ｄｙ　１−ｂ　Ｒｂ系低磁歪
非晶質磁性薄膜は磁歪値の大なるＤＹ　−Ｆｅ系磁性薄
膜に比し、優れたＳ／Ｎ比を示すことは明らかである。

加えてＣＯ添加によるカー回転角の改善も同時に認めら
れ両者の相乗効果がＳＡ比の著しるしい改善をもたらし
ている。

第１表 実施例２〜６および比較例２〜５ 第２表に示す組成（原子チ）の実施例２〜６及び比較例
２〜５の９種類の合金材料を用いて、実施例１と同様の
方法で非晶質合金膜からなる磁性合金を得た。

これら磁性合金の膜厚、飽和磁束密度、キーリ一点、飽
和磁歪定数を組成と共に第２表に示した。

第２表から明らかな通り、本発明の磁性合金（実施例２
〜６）は、比較例２〜５の磁性合金に比べ飽和磁歪定数
の絶対値が著しく小さい。

以下余白 ［発明の効果］ 以上の説明から明らかな通り、本発明の磁性合金は■飽
和磁歪定数の絶対値がＩ　Ｘ”１０−・以下であるため
、その加工時に加わる内部応力によって磁気異方性が微
視的に変動することが外く、物性の均一性が保たれるの
で、得られる磁気記録媒体のノイズ特性が優れ、特に磁
気光学記録媒体如あっては、光磁気書き込み（熱磁気）
時の熱的外乱による媒体の特性劣化が防止されること、
■また、ＣＯａ　添加によって、磁気光学記録媒体のケ
ル回転角が大きくなり、」二記■七の相乗効果によって
ノイズ特性が著しく改善されること、■１イオン異方性
の大なるＤｙ、Ｔｂ系合金であるため一軸磁気異方性お
よび保磁力特性に優れること、■キーリ一点が５０〜２
００℃の間にあるので光磁気書き込みに大きなエネルギ
ーを要しないこと、等の効果を奏し、その工業的価値゛
は極めて犬である。

代理人　弁理士　則　近　憲、佑 （ほか１名）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）　（Ｆｅ　１−ａ　Ｃｏ　ａ　）ｚ　Ｄｙ　１−
   ｂ　Ｒｂ（ここでＲ：　Ｇｄ、Ｔｂ、Ｈｏ、Ｅｒのうち
   の１種又は２種以上の組み合わせ） ０．２　≦ａ≦０，７ ０．０２≦ｂ≦０．８ １．０　≦２≦４０ であることを特徴とする磁性合金。
2. （２）磁性合金の形状が薄膜である特許請求の範囲第１
   項記載の磁性合金。
3. （３）磁性合金が非晶質である特許請求の範囲第１項記
   載の磁性合金。