JPS6238543A - 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 この発明は高密度記録可能な光磁気記録媒体に関し、特
にアルミニウムもしくはアルミニウム合金基板の陽極酸
化皮膜の微細孔中に磁性材を充填した光磁気記録媒体に
関するものである。

従来の技術 近年に至り、磁気的カー効果を利用した光磁気記録方式
が開発されるようになった。この光磁気記録方式は、記
録時にはレーザ光等の光を磁性体表面に局部的に照射し
てその部分を磁性体のキュリ一温度以上の温度に加熱す
ることによって信号の書込みを行ない、信号再生時には
レーザ光などの特定の偏光角の光束を磁性体表面に照射
して、磁気的カー効果による反射光の偏向面の回転角度
（偏光角度）を検出することにより磁気記録を読出すも
のでおる。

このような光磁気記録方式に使用される記録媒体として
は、特に高密度記録が可能なものとして、既に特開昭５
９−７２６６３号公報に記載の光磁気記録媒体が提案さ
れている。この提案の記録媒体は、第６図に示すように
アルミニウムもしくはアルミニウム合金からなる基板１
の表面に多孔質陽極酸化皮膜２を形成し、その陽極液化
皮膜２の各微細孔３中に純鉄等の磁性材４を電解析出に
より充填した構造とされている。このような構造の記録
媒体は、もともと高密度磁気記録可能な垂直磁気記録媒
体として開発されたものでおるが、光磁気記録方式にも
好適に使用されるものであることが前記提案によって明
らかにされている。すなわちこのような構造の記Ｂｔｓ
体を光磁気記録方式に使用する際には、予め各微細孔３
中の磁性材４を膜面ｔこ垂直な方向に磁化させてあくこ
とになるが、この場合微細孔３中に充填された磁性材４
は膜面に垂直な方向に異方性を有するため垂直方向に充
分に磁化され、しかもこの場合垂直方向に磁化された磁
性材４の端面に照射した光の反射光の磁気的カー効果に
よる偏光角度が大きくなるため、信号読出しも容易とな
るとされている。

発明が解決すべき問題点 前述のように多孔質陽極酸化皮膜の微細孔に磁性材を充
填してなる光磁気記録媒体自体は既に提案されているが
、本発明者等の研究によれば、これを実際に適用した場
合、次のような問題かめることが判明した。

すなわちこの種の光磁気記録媒体においては、信号の書
込み時には微細孔中に充填された磁性材にレーザ光を照
射してその磁性材のキュリ一温度（ＴＣ＞以上の温度に
、加熱しなければならない。

しかるに前記提案において実施例として記載されている
Ｃｏ（コバルト）のキュリ一温度は１１７℃と著しく高
く、またＦｅ（鉄）のキュ１ノ一温度も７７０’Ｃと相
当に高いが、汎用の書込み用光源として使用されること
が予想される簡単かつ安価な半導体レーザではパワー不
足であって、上記各キュリ一温度以上の高温に昇温させ
ることは困難であり、したがって特殊かつ高価なレーザ
光源を用いざるを得ない問題がある。また陽極液化皮膜
は４００　’Ｃ程度以上の高温に加熱した場合、クラッ
クが生じてしまい、そのため光磁気記録媒体として実用
に供し得なくなる問題もある。なおＮｉにッケル）のキ
ュリ一温度は３５８°Ｃとかなり低いが、Ｎ１の場合は
照射光に対する磁気的カー効果による偏光角（以下これ
をカー回転角と記す）θｋが０．１７°に過ぎず、Ｆｅ
の場合のθｋ　＝　１．１°や、Ｇｏの場合のθに＝ｏ
、９°と比較して著しく小さく、そのためＮ１単独で使
用することは困難である。

この発明は以上の事情を背景としてなされたものであっ
て、半導体レーザの如き低出力のレーザ光源によっても
信号の書込みが可能となるように、しかも高温加熱より
陽極液化皮膜にクラックが生じたりしないように、多孔
質陽極酸化皮膜の微細孔に充填された磁性材のキュリ一
温度（ＴＣ）を低下させること、具体的にはキュリ一温
度を最高でも４００℃以下、望ましくは２００　’Ｃ以
下にまで低下させた光磁気記録媒体を提供することを目
的とするものである。なおここで微細孔中の磁性材の飽
和磁束密度３ｓを低下させることは光磁気記録媒体とし
て好ましくなく、したがってＢＳを低下させずにキュリ
一温度を引下げることが必要である。

問題点を解決するための手段 本発明者等は、前）小のようにアルミニウムもしくはア
ルミニウム合金の多孔質陽極酸化皮膜の微細孔中に磁性
材を充填した型式の光磁気記録媒体において飽和磁束密
度ＢＳを低下させることなくキュリ一温度ＴＣを下げる
手法について種々検討を重ねた結果、先ず基本的には微
細孔中の磁性材の体積（寸法）を小ざくするべく、微細
孔の孔径を小ざくすること、特に１３ｎｍ以下とするこ
とがキュリ一温度の低下に有効でおることを見出した。

また第２には、微細孔中に充填する磁性材として、Ｆｅ
を主成分としそれにＮ　ｉ　、Ｃｒ、　Ｍｎ、ＣＩＪ。

Ｂｅ、Ａｓ、Ｒｅ、Ｒｕ、Ｏｓのうちから選ばれた１種
または２種以上を添加した合金を用いることも、キュリ
一温度の低下に有効であることを見出した。

したがってこの発明は、基本的には、アルミニウムもし
くはアルミニウム合金からなる基板の表面に多孔質陽極
酸化皮膜が形成され、かつその多孔質陽極酸化皮膜の微
細孔中に磁性材が充填されてなる光磁気記録媒体におい
て、前記微細孔の直径が１８〜６ｎｎｉとされているこ
とを特徴とするものである。

またこの発明の光磁気記録媒体は、前記微細孔中に充填
される磁性材として、Ｎｉにッケル）、Ｃｒ（クロム）
、Ｍｎ（？ンガン）、Ｃｕ（銅）、Ｂｅ（ベリリウム）
、ＡＳ（ヒ素）、Ｒｅ（レニウム）、ＲＩＪ（ルテニウ
ム）、Ｏ３（オスミウム）のうちから選ばれた１種また
は２種以上を５０原子％以下含有し、残部か実質的にＦ
ｅ（鉄）からなる合金を用いたものでおる。

作　　　用 この発明の光磁気記録媒体においては、アルミニウムも
しくはアルミニウム合金からなる基板の表面の多孔質陽
極酸化皮膜の孔径（ボア径）を１８〜５ｎｍとする。通
常の多孔質陽極酸化皮膜のボア径は１００〜２００１ｍ
程度であって小ざくてもせいぜい数十ｎｍ程度でおるか
ら、この発明の場合は一般的な多孔質陽極酸化皮膜のボ
ア径よりも著しく小さくする。このようにボア径を小さ
くすることによってその微細孔中に充填される磁性材の
寸法も著しく小さくなる。すなわち磁性材が著しく微粒
子化されたと同じ効果がもたらされ、これによって磁性
材は超常磁性（スーパーパラ）に近い状態となり、その
ため常磁性的な挙動を示し、保磁力Ｈｃが減少するとと
もにキュリ一温度ＴＣが低下する。このようにキュリ一
温度が低下することは、信号書込み時においてレーザー
光照射により到運させるべき温度が低下することを意味
し、したがって書込みのためのレーザ光源として汎用の
半導体レーザの如き低出力のものを使用することが可能
となる。また書込み時のレーザによる加熱温度か低くな
るため、陽１化皮膜にクラックが生じるおそれもなくな
る。

例えば本発明者等が多孔質陽極酸化皮膜の微細孔に充填
する磁性材としてＦｅ、Ｎｉを用いてその微細孔の孔径
を種々変化させた場合の孔径（ボア径）とキュリ一温度
ＴＣ１保磁力）−１ｃとの関係を調べたところ、第１図
、第２図に示す結果が得られた。第１図から明らかなよ
うに、特にＦｅの場合ボア径を１３ｎｍ以下とすること
によって４０Ｏ℃程度までキュリ一温度ＴＣが低下する
ことが判る。なおここでＮ１もボア径１８ｎｍ以下でキ
ュリ一温度Ｔｃが低下し、しかも全体としてＦｅの場合
よりキュリ一温度が低いが、既に述べたようにＮ１はカ
ー回転角θｋが小さく、したがってＮｉを単独で使用す
ることは好ましくない。なおまた、ボア径が６止未満で
は、キュリ一温度が低下し過ぎて至温でも記録が消失し
てしまうおそれがあるから、ボア径の下限は６ｎｍとし
た。

ざらにこの発明の光磁気記録媒体においては、前述のよ
うにボア径を’１３ｎｍ以下、５ｎｍ以上にするに加え
て、微細孔に充填する磁性材として、Ｆｅを主成分とし
これにＮ　ｉ、Ｃｒ、Ｍｎ１Ｃｕ。

３ｅ、Ａｓ、Ｒｅ、Ｒｕ、Ｏ５のうちから選ばれた１種
または２種以上を添加した合金を用いれば、より一層キ
ュリ一温度ＴＣを低下させることができる。すなわち、
Ｎｉ以下の添加元素はＦｅよりも磁性が弱いかまたは非
磁性の金属元素であるが、これらを強磁性材であるＦｅ
に添加して希釈することにより、キュリ一温度をＦｅ単
体の場合よりも格段に低下させることができるのでおる
。

このような現象は次のように説明される。すなわちキュ
リ一温度は、磁性体金属の磁性を定める電子スピンを保
持し得る限界温度を怠味するものであるが、他の非磁性
金属元素や磁性の弱い金、嘱元素の外殻電子が混じれば
、スピンを持つ限界温度が低下し、かつその非磁性金属
元素や磁性の弱い金属元素の混じる割合が大きくなれば
、磁性をもたらすスピンを保ち得る限界温度が一層低下
するのでおる。

前述のようにＦｅを主体とし、これに他の希釈材として
のＮ１等の元素を添加した磁性材を使用する場合、その
Ｆｅと他の希釈相元素との配合比は、原子％でＦｅを５
０％以上、他のＮ１等の希釈材−元素を合計で５０％以
下とすることが適当でおる。すなわち希釈相元素の割合
が高くなれば通常はキュリ一温度ＴＣが一層低下するが
、カー回転角θにも小さくなる。光磁気記録媒体として
実用可能なカー回転角θには少なくとも０．２°以上、
好ましくは０．３°以上であるが、Ｆｅか５０原子％よ
り少なくなれば充分なカー回転角を確保することが困難
となるから、Ｆｅは５０原子％以上、仙の希釈付元素を
５０原子％以下とした。

なおＮ１等の希釈付元素は、いずれか１種のみを単独に
添加しても、２種以上を裏金添加しても良いが、１種の
みを単独添加する場合は前記各元素のうちＮ１もしくは
Ｏｒを使用することが望ましく、その他のＭｎ、Ｃｕ、
Ｂｅ、Ａｓ、Ｒｅ、ＲＬＪ、ＱｓはＮ１および／または
Ｃｒと併せて添加することが望ましい。また−ここでＭ
ｎ、Ｃｕ、Ｂｅ、Ａｓ、Ｒｅ、Ｒｕ、Ｑｓのいずれか１
種または２種以上を添加する場合、これらはいずれもキ
ュリ一温度の低下には効果が大きいものの、カー回転角
θにの低下や飽和磁束密度ＢＳの低下にも大ぎく作用し
てしまうから、これらは合計で１０原子％以下とするこ
とが望ましい。

なおまた、Ｆｅに添加するＮ１等の希釈付元素は若干で
も添加すればキュリ一温度を低下させる効果が得られる
からその下限は将に定めないが、通常は合計で少なくと
も５原子％以上は添加することが好ましい。

実施例 ［実施例１１ 純度９９．９９％のＡ１を用いて溶製した４％ＭＯ−Ａ
Ｉ合金からなる圧延板の表面を研磨してＡ１基板とし、
そのＡ１基板の表面に、３％シュウ酸水溶液を電解液と
して用いて種々の異なる電解電圧で陽極酸化処理を施し
、種々の異なるボア径の陽極酸化皮膜を生成させた。

次いで種々のボア径の陽極酸化皮膜に対し、硫酸鉄１０
ｇ／ｌ　、　５Ａ酸ニッケル４０ｇ／ｌ、ホウ酸３Ｑｇ
／ｌ　、グリセリン２ｇ／ｌを含有する電解液にて交流
電解により電解析出処理を行ない、陽極酸化皮膜の微細
孔にＦｅ５０原子％−Ｎ　ｉ　５０原子％の組成の合金
（Ｆｅ５ｏＮｉ５ｏ合金）を充填した。

また前記同様の種々のボア径の陽極酸化皮膜に対し、５
Ａ酸鉄１０ｇ／ｌ、硫酸ニッケル４０（１／ｌ、硫酸マ
ンガン５（］／ｌ　、ホウ１ｌｔ３０ｃ＋／ｌ　、グリ
セリン２ｇ／ｌを含有する電解液にて交流電解析出処理
を行ない、陽極酸化皮膜の微細孔中にＦｅ５０原子％−
Ｎ１４５原子％−Ｍｎ５原子％の組成の合金（Ｆ　ｅ　
５ＯＮ　ｌ　ａ５Ｍ　ｎ　ｓ合金）を充ＩＪした。

以上のようにＦ　ｅ　５ＯＮ　！　ｓｏおよびＦ　ｅ　
５ＯＮ　ｌ　ａ５へ４ｎ５合金を充填した種々のボア径
の陽極酸化皮膜に充填した場合のボア径（Ｄｐ　）とキ
ュリ一温度（ＴＣ＞との関係について調べた結果を第３
図に示す。なお第３゛図には、Ｆｅ単体を充填した結果
（第１図と同じ）についても比較のため併せて示す。

第３図から明らかなように、Ｆ　ｅ　５ＯＮ　Ｉ　ｓｏ
合金を用いた場合およびＦ　ｅ５ＯＮ！４５Ｍｎ５合金
を用いた場合はいずれもＦｅ単体を用いた場合と比較し
て格段にキュリ一温度が低く、しかもボア径が１Ｂｎｍ
以下でキュリ一温度が著しく低下していることが判る。

そして特にＦ　ｅ　５ＯＮ　！　ａ５Ｍ　ｎ　５合金を
用いた場合はＦｅ５ＯＮ！ｓｏ合金を用いた場合よりも
キュリ一温度が低くなっている。なお残留磁束密度３ｓ
はＦ　ｅ５０Ｉ’ｌ　！　５０合金で０．３２　Ｔ、　
Ｆｅ５ｇＮ　！　４５Ｍ　ｎ　５合金で０．３１７であ
り、またカー回転角θには前者で０．４６°後者で０．
４５°であり、いずれも光磁気記録媒体として実用可能
な程度である。

［実施例２１ 実施例１の場合と同様にして種々のボア径の陽極酸化皮
膜を形成し、その陽極酸化皮膜のｇ１細孔にＦｅ７０原
子％−Ｃｒ３０原子％の合金（Ｆ　ｅ　７０　Ｃｒ　ａ
ｏ金合金、Ｆｅ７０原子％−Ｃｒ２５原子％−Ｃｕ５原
子％の合金（Ｆ　ｅ　７０Ｃｒ　２５Ｃｕ５合金）、Ｆ
ｅ７０原子％−Ｃｒ２５原子％−０ｓ５原子％の合金（
Ｆｅ７００ｒ２５０３５合金）をそれぞれ交流電解によ
り析出させる電解析出処理を行なった。なお電解析出の
ために使用した電解液は、Ｆ　ｅ　７０Ｃｒ　ｓｏ合金
の場合はＦｅＳＯ４１０ｇ／ｌ　、ＣｒＳＯ４２０ｇ／
ｌ　、ホウａ３ｏｇ／＋　、グリセリン２ｇ／ｌを含有
するものであり、またＦ　ｅ　７０Ｃｒ　２５Ｃｕ　５
合金の場合はＦｅＳＯ４１０ｇ／Ｉ　、Ｃｒ　３０４１
５（］／Ｉ　、ＣｕＳＯ４１Ｃｌ／ｌ、ホウ酸３０（］
／ｌ、グリセリン２ｇ／ｌ、Ｆ　ｅ　７０Ｃｒ　２５０
５５合金の場合はＦｅＳＯ４１０ｇ／ｌ　、ＣｒＳＯ４
１５ｇ／ｌ　、Ｈ２０ＳＯ４”Ｈ／ｌ、ホウ酸３０ｇ／
ｌ　、グリセリン２ｇ／ｌである。

これらの場合について、ボア径（Ｄｏ　＞とキュリ一温
度（ＴＣ）との関係について調べた結果を第４図に示す
。またそれぞれの場合の飽和磁束密度Ｂｓおよびカー回
転角について調べた結果を第１表に示す。

第１表 第４図から明らかなようにＦｅ−Ｃｒ系の場合も第３図
に示すＦｅ−Ｎ１系の場合と同様な効果が得られること
が判る。また第１表から、飽和磁束密度３ｓおよびカー
回転角θにも光磁気記録媒体として実用可能な程度でお
ることが明らかでおる。

「実施例３」 実施例１の場合と同様にしで種々のボア径の陽極酸化皮
膜を形成し、その陽極酸化皮膜の微細孔に対する電解析
出処理を施すに当って、実施例１で用いたＦｅ−Ｎｉ合
金析出用の電解液の硫酸ニッケル濃度を種々変化させ、
種々の成分比のＦｅ−Ｎ１合金を析出させた。また実施
例２で用いたＦｅ−Ｃｒ合金析出用の電解液のＦａ醒ク
ロム濃度を種々変化させ、種々の成分比のＦｅ−Ｃｒ合
金を析出させた。そして各１”ｅ−Ｎｉ合金、各Ｆｅ−
Ｃｒ合金を充填した種々のボア径の陽極酸化皮膜につい
てボア径（Ｄｐ　＞とキュリ一温度（Ｔｃ　）との関係
を調べた結果を第５図に示す。また有孔率２０％（ボア
径約１５ｎｍ）の陽極酸化皮膜に充填した各合金の飽和
磁束密度ＢＳおよびカー回転角θｋを調べた結果を第２
表に示す。

第２表 第５図から明らかなように、Ｆｅ−Ｎｉ合金、Ｆｅ−Ｃ
ｒ合金ではいずれもＦｅ単体の場合よりもキュリ一温度
（Ｔｃ　）が低くなっている。但し、第２表から明らか
なように、Ｆｅｌが５０原子％未満（Ｘ＞５０原子％）
の場合、ＢＳ、θｋが小さく、光磁気記録媒体として適
当でないことが判る。

発明の効果 この発明の光磁気記録媒体は、磁性材が充填される多孔
質陽極酸化皮膜の微細孔の孔径（ボア径）を１３ｎｍ以
下とすることによって、その微細孔中の磁性材のキュリ
一温度を低くすることができ、そのため汎用の半導体レ
ーザの如き低出力レーザ光源を用いて信号の書込みを行
なうことが可能となり、また書込み時の加熱により陽極
酸化皮膜にクラックが生じることも防止できるようにな
った。

そして微細孔に充填される磁性材として、Ｆｅを主成分
としこれをＮ　ｉ　、Ｃｒ、Ｍｎ、ＣＩＪ、１３ｅ、Ａ
Ｓ、Ｒｅ、Ｒｕ、Ｏ３のうちの１種または２種以上で希
釈した合金を用いることによって、キュリ一温度をより
一層低下させ、低出力レーザ光源の使用をより一層容易
化することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は磁性材としてＦｅ、Ｎｉを用いた場合の陽極酸
化皮膜のボア径（ＤＦ）　）とキュリ一温度（ＴＣ）と
の関係を示すグラフ、 第２図は同じく磁性材としてＦｅ、Ｎｉを用いた場合の
陽極酸化皮膜のボア径（Ｄｐ　＞と保磁力（Ｈｃ　＞と
の関係を示すグラフ、 第３図は実施例１にあける陽極酸化皮膜のボア径（Ｄｐ
　＞とキュリ一温度（Ｔｃ　＞との関係を示すグラフ、 第４図は実施例２における陽極酸化皮膜のボア径（Ｄｐ
　）とキュリ一温度（Ｔｃ　＞との関係を示すグラフ、 第５図は実施例３における陽極酸化皮膜のボア径（Ｄｏ
＞とキュリ一温度（Ｔｃ　）との関係を示すグラフ、 第６図は先行技術の光磁気記録媒体の一例を模式的に示
す縦断面図である。 １・・・基板、　　２・・・多孔質陽極酸化皮膜、３・
・・微細孔、　４・・・磁性材。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）アルミニウムもしくはアルミニウム合金からなる
   基板の表面に多孔質陽極酸化皮膜が形成され、かつその
   多孔質陽極酸化被膜の各微細孔中に磁性材が充填されて
   なる光磁気記録媒体において、 前記多孔質陽極酸化皮膜の微細孔の直径が６〜１８ｎｍ
   の範囲内である光磁気記録媒体。
2. （２）特許請求の範囲第１項記載の光磁気記録媒体にお
   いて、前記磁性材として、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｂ
   ｅ、Ａｓ、Ｒｅ、Ｒｕ、Ｏｓのうちから選ばれた１種ま
   たは２種以上を合計で５０原子％以下含有し、残部が実
   質的にＦｅからなる合金を用いている光磁気記録媒体。