JPS6184004A - 光磁気記録媒体 - 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】 「産業上の利用分野」 この発明は、光磁気メモリー、光磁気記録表示素子など
に利用される光磁気記録媒体に関するものである。

「従来技術」 光磁気メモリーや光磁気記録表示素子として膜面と垂直
方向に磁化容易軸を有し、円形酸は任意の形状の反転磁
区を作成することにより情報を記録し、磁気カー効果な
どの磁気光学効果を利用して記録された情報を読み出す
薄膜状の光磁気記録媒体が使用されている。

一般に磁化容易軸が膜面と垂直な方向に存在する強磁性
薄膜においては、例えばレーザー等の光ビームを照射す
ることにより、Ｓ極あるいはＮ極に一様に磁化された膜
面内の一様磁化極性と、逆向きの磁極をもつ小さな反転
磁区を照射領域内に作成することができる。この反転磁
区の有無を「１」。

「０」に対応させて情報を記録することによシ、このよ
うな強磁性薄膜を高密度の磁気記録媒体として使用する
ことができる。このように記録された情報は磁気光学効
果を利用して読み出すことが可能である。

このような強磁性薄膜のうち、室温下において犬きｌ保
磁力を有し、かつキュリ一温度又は、磁気的補償温度が
比較的室温に近い薄膜は、キュリ一温度又は、磁気的補
償温度を利用して光ビームにより任意の位置に反転磁区
を作ることによって、情報を記録させることができるた
めビームアドレッサプルファイルとして使用されている
。

膜面と垂直な方向に磁化容易軸を有し、高密度の磁気記
録が可能であってビームアドレッサブルファイルとして
使用可能な強磁性薄膜としては、従来ＭｎＢ１に代表さ
れる多結晶金属薄膜やＧｄ−Ｔｂ−Ｆｅ　。

Ｄｙ−Ｆｅ　、　Ｔｂ−Ｆｅ　、　Ｔｂ−Ｆｅ−Ｃｏ等
の多元系非晶質金属薄膜或はＧＩＧに代表される化合物
単結晶薄膜が使用されている。これらビームアドレッサ
ブルファイルとして使用可能な強磁性薄膜はそれぞれ以
下に述べるような利点及び欠点を有している。

即ちＭｎＢ１に代表される多結晶金属薄膜は、キューリ
一温度を利用して書き込みが行なわれ、数ｋｏｅという
大きな保磁力を有している点では磁気記録媒体として優
れている。

しかし、例えばＭｎＢ１でＴｃ＝３６０℃というように
キー−り一温度が高いために、書き込みに大きなエネル
ギーが必要であるという欠点を有する。

又多結晶体であるために、化学量論的条件を満足するよ
うな組成の薄膜を作成する必要があり、その製造が技術
的に難かしいという欠点を有している。

又、ＧＩＧに代表される化合物単結晶の薄膜はキューリ
一温度が高くて書き込みて大きなエネルギを必要とする
と共に、素材的或は製造技術上で他のものに比して大幅
に製造費用が増大するという難点がある。

これらの多結晶金属薄膜、或は化合物単結晶薄膜の光磁
気記録媒体としての特性上での諸難点を解決したものと
して、希土類−遷移金属非晶質薄膜が提案されている。

この希土類−遷移金属非晶質薄膜としては、組成的には
Ｔｂ−Ｆｅ　、　Ｄｙ−Ｆｅ　、　Ｇｄ−Ｔｂ−Ｆｅ　
、　Ｔｂ−Ｆｅ−Ｃ。

などの多元系組成の非晶質薄膜が提案されている。

これら提案されている希土類−遷移金属非晶質薄膜は、
キューリ一温度が６０℃〜２００℃と低いためにキュー
リ一温度を利用して、書込みが可能であシ、又室温条件
下において幅広い組成範囲にわたって数ｋｏｅという大
きな保磁力を有している。

又記録媒体として使用するに際して組成的に特別に高精
度の製造条件下で非晶質薄膜を作成する必要がなく、製
造技術が比較的容易であって製作上での歩溜りもよくな
る。

「発明の解決すべき問題点」 −このように、希土類−遷移金属非晶質薄膜は、幅広い
組成範囲にわたって大きな保磁力を有し、キューリ一温
度を利用しての書込みが可能であり、且つ製造技術が比
較的容易であって製作上の歩留りもよいという利点を有
している。

しかしこれらの希土類−遷移金属非晶質薄膜は特性上い
ずれも表面が腐蝕され易いという欠点があり、大気中に
長時間放置しておくと表面層が腐蝕され、組成的に変質
し易いという欠点がある。

第３図に示すのは、従来提案されているこの種の希土類
−遷移金属非晶質薄膜に対して発明者等により行なわれ
た耐蝕性試験の結果を示す実測データである。

この場合被検体としては組成がＴｂＯ，２５ＦｅＯ，７
５で表示され、直径５０ｍｍのソーダ珪酸ガラス基板上
にスパッタ法によシ膜厚約１０００Ｘに作成された希土
類−遷移金属非晶質薄膜を使用し、この金属非晶質薄膜
を室温下でＩ　Ｎ　ＮａＣｔ溶液に浸漬する。種種の浸
漬時間でＮａＣ６溶液に対する浸漬を施した被検体をＮ
ａＣＡ　ｇ　液から取り出し、この被検体に対して５　
ｍＷのレーザー光を照射し、被検体からの反射レーザー
光の電力を測定し、入射レーザー光に対する反射レーザ
ー光の電力比を反射率として測定する。

第３図の横軸は、ＮａＣ６溶液内の被検体の浸漬時間で
あり、縦軸は前述のようにして得られた反射率であり、
被検体の耐蝕性の目安となる。

第３図から明らかなように、例えば６０分の浸漬時間で
は反射率が浸漬がない場合の反射率５０幅から３０％に
低下し、浸漬時間を１２０分とすると、反射率はほぼ１
０幅にも低下し、被検体に対する腐蝕がはなはだしいこ
とが明確に示されている。

この発明の解決すべき問題点は、この種の希土類−遷移
金属非晶質薄膜において従来具備している利点をそのま
ま具備させ、且つ腐蝕され易いという本質的な欠点を如
何にして改善して高耐蝕性の非晶質薄膜を得るかという
ことである。

「発明の構成」 この発明の光磁気記録媒体は膜面と垂直な方向に磁化容
易軸を有する非晶質合金薄膜よシな９、全組成中Ｔｂの
原子比が１５〜４０原子係を占め、Ｃｒの原子比が２〜
１０原子係を占め、且つ残部はＦｅもしく　！ｉＦｅと
Ｃｏとの二元組成体より構成されている。残部がＦｅと
Ｃｏとの二元組成体で構成される場合には二元組成体中
でのＣｏの原子比は５０原子係以下となっている。

「実施例」 以下、この発明の光磁気記録媒体を、その実施例に基づ
き製造法に従って、図面を使用して詳細に説明する。

発明者等は従来提案されているＴｂ−Ｆｅ二元系非晶質
薄膜体及びＴｂ−Ｆｅ−Ｃｏ三元系非晶質薄膜体を基礎
にして、鋭意研究及び検討を行ないこれらの二元或は三
元系非晶質薄膜体に対して、Ｃｒを添加することによシ
、非晶質薄膜体の耐蝕性を大幅に増加させ得ることを見
出したのである。

この発明においては、薄膜の作成に使用する基板として
は、例えばソーダガラス、石英、シリコン、ガーネット
基板などを使用することが出来る。

実施例においては例えば厚さが０．３　ｒｒｍの石英基
板或は合成樹脂材の基板を使用し、この基板上に膜の組
成に近い組成のターケ°ットを用いて例えばスパッタリ
ング法によシ薄膜状の光磁気記録媒体を作成する。作成
雰囲気は不活性気体としてアルコ゛ンガ°スを使用した
雰囲気とし、雰囲気圧力を３〜８　Ｐａに保持する。

膜面と垂直な方向に磁化を有するに充分な磁気異方性を
持った薄膜を作成するためには、基板を水冷し基板温度
を下げておく必要がある。このような雰囲気下で基板上
に供給電力５０Ｗで膜厚１０００Ｘ程度に薄膜状の光磁
気記録媒体を作成する。

このような雰囲気条件下で作成すると、イオン化された
原子の衝突が少なくなり基板温度を上昇させることなく
薄膜を作成することが出来る。

この発明の光磁気記録媒体においては、Ｔｂ、Ｆｅ。

Ｃｏ及びＣｒの原子比をそれぞれ原子係表示でＸ１１０
０−Ｙ、Ｙ、Ｚを用いて表わし、光磁気記録媒体の全組
成が一般にＴｂ）ｃ（Ｆｅ１ｏｏ−ｙ”ｙ）１ｏｏ−ｘ
−ｚＣｒｚで表示される。この組成式においてＹ＝Ｏの
場合がＴｂ及びＣｒ以外の残部がＣｏを含まηい一元組
成体よりなる場合である。このような一般の組成式だお
いて、この発明でその組成上必要とされる条件はそれぞ
れの元素の原子比を原子係で表示した場合にそれぞれ０
．１５≦Ｘ≦０．４０．０≦Ｙ≦０．５０、及び０．０
２≦Ｚ≦０．１０である。

一般に、希土類−鉄属非晶質膜においては、希土類元素
の組成比で定まる希土類元素による磁気モーメントと鉄
属元素の組成比で定まる鉄属元素による磁気モーメント
とが互に打消し合って全体としての飽和磁化Ｍｓが決定
される。従って、全組成中での希土類元素及び鉄属元素
の比率を設定することにより磁気異方性定数をＫｕとし
て、Ｋｕ　）２πＭｓ　　の垂直磁化条件を満足する飽
和磁化Ｍｓを得ることが出来、この垂直磁化条件を満足
すれば膜面と垂直な方向に磁化容易軸を有する磁性薄膜
を得ることが出来る。

全組成がＴｂＸ（Ｆｅ１００−Ｙ”Ｙ）１００−Ｘ−Ｚ
”Ｚで表示されるこの発明の光磁気記録媒体中でのＴｂ
の元素の原子比ＸをＸ　＜　０．１５に設定すると、鉄
属元素によるモーメントが大きくなり、又Ｘ　）　０．
４に設定すると希土類元素による磁気モーメントが大き
くなる。

これらいずれの場合においても光磁気記録媒体の組成全
体の飽和磁化Ｍｓが大きくなってしまい、Ｋｕ　）　２
πＭｓ２の垂直磁化条件を満足することが出来なくなる
。従ってこの発明においては希土類元素の原子比ＸＫは
、０．１５≦Ｘ≦０．４＋ｆ）の条件が要求される。

一方Ｃｒの原子比２をＺ≦０．０２に設定すると後述す
るＣｒの添加効果を認めることが出来ず、逆に２≧１０
係に設定すると耐蝕性の優れた光磁気記録媒体が得られ
るが、垂直磁化条件を満足するものが得られ難くなシ、
数ｋｏｅの保磁力も得られなくなることがある。この場
合垂直磁化条件は満足出来てもカー回転角が小さくな９
過ぎてしまりて所定の特性を得ることが出来ない。従っ
てＣｒの原子比２に対して０．０２≦Ｚ≦０．１０が要
求される０又一般に、キー−り温度を利用して書き込み
を行なう場合には、キー−り一温度が高すぎると大きな
レーザー・ぐワーが必要となって半導体レーザーを使用
することが出来なくなる・このため光磁気記録媒体のキ
ューリ一温度は２００℃以下にする必要がある。

この発明の光磁気記録媒体において、Ｔｂ、Ｃｒ。

以外の残部がＦｅとＣｏの二元組成の場合には、Ｃｏの
添加量が５０原子係を越えると、キューリ一温度が２０
０℃を上廻り非常に書き込みにくい光磁気記録媒体とな
ってしまう。従って残部がＦｅとＣｏの二元組成の場合
には残部中のＣｏの原子比Ｙには０≦Ｙ≦０．５０の条
件が必要とされる。

「発明の効果」 この発明の光磁気記録媒体に対して発明者等が行なった
腐蝕性試験における耐蝕性の効果を示す実測データを第
１図及び第２図に示す。第１図及び第２図においてそれ
ぞれ横軸にはｌ　Ｎ　ＮａＣ１ｍ液内への被検体の浸漬
時間を示し、縦軸にはすでに定義して説明したレーザ光
の反射率が示されている。

即ち、それぞれの横軸に示す浸漬時間だけ、室温下にお
いてＩ　Ｎ　ＮａＣ４溶液内に被検体を浸漬させた後に
おいて、被検体をＮａＣ１溶液から取シ出し、その被検
体に対して５　ｍＷのレーザー光を照射する。

同時に被検体からの反射レーザー光の電力を測定して照
射レーザー光の電力と反射レーザー光の電力の比から反
射率を算定し、この反射率が第１図及び第２図の縦軸に
記録される。第１図及び第２図においては、得られた反
射率によって被検体の耐蝕性の度合を判定することが出
来る。

第１図は全組成がＴ５ｏ、ｚｓ（Ｆ”ｃａｓ　Ｃ０ｏ、
＋ｓ）ａ、７＋Ｃｒａ、ｏ４で表示されるこの発明の光
磁気記録媒体を被検体として用いた場合で、被検体とし
ては直径５ＯＮｎのノーダ珪酸ガラス基板上に約１００
０にの厚みにスパッタ法で形成した薄膜を使用した。

第１図に示す結果から明らかなように、ｌ　ＮＮａＣ４
溶液に浸漬する前の反射率４７係の状態から１２０分間
ＮａＣＡ溶液に浸漬させた後でも反射率は３８チに低下
する程度であって、すでに説明した従来提案されている
非晶質薄膜で得られる第３図に示す結果に比較して、耐
蝕性が大幅に増加していることは明らかである。

第２図に示したのは、全組成がＴｂＯ，２５ＦｅＯ，６
８ＣｒＯ，０７で表示されるこの発明の光磁気記録媒体
を被検体として使用した場合であシ、被検体形状は第１
図の場合と同一である。

この場合でも、ｌＮＮａＣ２溶液に浸漬する前の反射率
４７循から１２０分間ＮａＣＡ　溶液に浸漬させた状態
でも反射率が３２係に低下するだけであって、すでに説
明した第３図との対比において、その耐蝕性が大幅に増
大していることが確認される。

第１図及び第２図に示したように、この発明の光磁気記
録媒体において耐蝕性が従来のものに比して大幅に増大
しているのは、媒体の表面に耐蝕性の優れたクロムの酸
化層が形成されるためと考えられる。

第４図は・全組成がＴｂＯ，２５（ＦｅＯ，９５”［１
０５）０．７１ＣｒＯ，０４で表示されるこの発明の光
磁気記録媒体に対して測定して得られたカーヒステリシ
スループである。

図で横軸は磁界Ｈであり縦軸はカー回転角θえでありこ
の場合０，３４°となり、又カーヒステリシスループが
角張った形状となっていて、磁界を零に戻した点でほぼ
飽和値を示し優れた光再生特性を有することが明らかで
ある。

第５図に示すカーヒステリシスループは、従来提案され
、特にカーヒステリシスループ特性カ優れている全組成
がＴｂｏ２５Ｆｅｏ７５で表示される非晶質薄膜に対し
ての同一の測定結果である。

第４図を第５図と比較して明らかなよって１この発明の
光磁気記録媒体はカー回転角及び保磁力において極めて
優れた特性を有していることが明らかである。

この発明の光磁気記録媒体は、単独に単層の薄膜として
使用するのみならず、すでに提案されているＴｂ−Ｆｅ
　、　Ｄｙ−Ｆｅ　、　Ｇｄ４’ｂ−Ｆｅ　、　Ｔｂ−
Ｆｅ−Ｃｏ系の非晶質薄膜に対してその表面を被うよう
に二層構造としたものとして使用することも可能である
。

以上詳細だ説明したように１この発明によると、膜面と
垂直方向に磁化容易軸を有し、室温下で犬さな保持力と
室温に近いキーーリ一温度を具備し、さらにその製造条
件も厳しクナク製造が容易に行なわれ、且つ耐蝕性が極
めて擾れた光磁気記録媒体を提供することが出来る。　
゛ この発明の光磁気記録媒体は、光ビーム釘型磁気へ、ド
、熱ペン、電子ビームなどを用いて情報を書き込み、カ
ー効果を利用して書き込まれた情報を読み出し、所謂ビ
ームアドレッサブルファイルメモリ装置として使用して
、高密度記憶が可能であり、且つ長期間にわたって動作
特性が安定した長安定寿命特性を実現可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図はそれぞれこの発明の光磁気記録媒体
の実施例の耐蝕性を示す特性曲線、第３図は従来提案さ
れている光磁気記録媒体の耐蝕性を示す特性曲線、第４
図は、この発明の実施例のカーヒステリソスループを示
す図、第５図は従来提案されている光磁気記録媒体の耐
蝕性を示す特性曲線である。 Ｋｕ；磁気異方性定数、ＭＳ：飽和磁化、Ｘ：Ｔｂの原
子比、Ｙ　：　Ｃｏの原子比、Ｚ　：　Ｃｒの原子比。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 膜面と垂直な方向に磁化容易軸を有する非晶質合金薄膜
   よりなり、全組成中Ｔｂの原子比が１５〜４０原子％、
   Ｃｒの原子比が２〜１０原子％、残部がＦｅもしくはＦ
   ｅとＣｏの二元組成体よりなり、前記残部がこの二元組
   成体の場合には前記二元組成体中のＣｏの原子比が５０
   原子％以下であるような組成を有することを特徴とする
   光磁気記録媒体。