WO1984003991A1 - Procede d'enregistrement optique thermomagnetique - Google Patents

Description

明 細 書

発明の名称 熱磁気光記録方式

技術分野

本発明は、 光磁気 メ モ リ に よ る 情報の記録を光入射 に よって行 う よ う に し、 こ の よ う に して記録 した ビ ッ ト 情報を他の位置に移動 させ る熱磁気光記録方式に係 わ る。

背景技術

軟磁性膜面垂直容易磁化膜 を用い、 こ れに レーザ一 光 を照射 して、 熱磁気光記録 を行 う 方式につい ては、 本出願人の出願に係 る特開昭 57 - 1 580 05号公報 （特 願昭 56— 4523 2号 ） にその開示があ る。 こ れに用い ら れる軟磁性膜面垂直容易磁化膜 と は、 膜面 に垂直な 方 向 に強い一軸磁気異方性 を有 し膜面 に垂直に磁化容易 軸 を有す る軟磁性の材料か らな る膜で あ ] 、 た と えば ( YSmCa) ₃ ( FeGe) ₅0₁₂ な どの よ う な YSmCaFeGe 系 ガー ネ ッ ト な どが例示さ れる 。 こ の軟磁性膜面垂直容 易磁化膜の軟磁性の程度は、 こ れを磁気記録媒体 に適 用 した場合に、 書き 込 ま れる ビ ッ 卜 径が実際上バ ィ ァ ス磁界のみで決定 される程度であ る こ と が必要で あつ て、 ま た、 その抗磁力は約 3 (0e) 以下、 好 ま し く は約 1 (0e ) 以下である こ と が望 ま れる 。 こ の軟磁性膜面垂 直容易磁化膜は、 非磁性ガ ド リ ニ ウ ム ガ リ ウ ム ガー ネ ッ ト （ G G G ) の よ う な希土類ガ リ ゥ ム ガ ー ネ ッ 卜 の基 一 ΟΜΡΙ V IPO 板結晶上に YSmCaFeGe 系ガーネッ トなどの結晶を液相 ェ ビ タ キ シ ャ ル （ L P E ) 法に よ って成長させて形成す る。 そ して、 その書込みは、 まず、 所定量のバ イ ア ス 磁界を軟磁性膜面垂直容易磁化膜に印加 して、 その膜 を全面にわたって单磁区でかつ磁化が膜面に対 して垂 直方向に向いている状態にする。 この状態のま ま で光 ハ。 ル ス を膜面に焦点を絞って入射させる と、 この光ェ ネ ルギ一が熱エネ ル ギ 一に変換される こ と に よ る加熱 に よってビ ッ ト （ 磁気パブ ル ） の形成すなわち、 情報 の書き込みをする こ とができ る 。 これに よって書 き込 まれたビ ッ トは円筒磁区であって、 所定の大き さの径 を有し、 かつ、 磁化方向が印加 したバ イ ア ス磁界と逆 向 きの もの となる。

軟磁性膜面垂直容易磁化膜を全面に亘つて単磁区に するために印加される バ イ 了 ス磁界の強さは ラ ン 了 ゥ ト磁界と コ ラ プス磁界との間に選ばれ'、例えば、 前述 し た （ YSmCa )₃ ( FeGe ).₅0₁₂ L P E 膜の場合には、 5 7 (0e) と 73 (0e)の間であ る。 また、 バ イ ア ス磁界を印 加する手段は、 用い られる軟磁性膜面垂直容易磁化膜 の抗磁力、 特に磁壁抗磁力が極めて小 さい と ころか ら 印加するバ イ ア ス磁界は小さ く て よ く 、 そのためバ イ ァ ス磁界発生手段も小型の ソ レ ノ ィ ド、 ゴ、 ム磁石な ど を使用する こ とができ る ものである。

そして、 こ の よ うな記録がなされた磁化膜からの情 / 報の読み出 しは、 例えば レ'一ザ一光を偏光子に よって 直線偏光に して記録媒体に照射する。 この よ う にすれ ば、 この光が磁化膜を透過する こ と に よって フ 了 ラ デ 一効果に よ る回転を受ける ので、 これを検光子を通 じ て光検出手段に導入すれば、 情報ビ ッ ト に応 じた出力 が取 出され、 その読み出 しがなされる こ と になる。

この よ う な L P E磁性ガ一ネ ッ ト薄膜への光磁気記録 に よ る場合、 その磁壁抗磁力 H e が約 l ( 0 e ) ¾下と い う 小さい値であるので、 従来一般の光磁気記録、 すな わちキュー リ 点記録、 補償点記録等に よ る場合には、 不可能であった情報移動が可能にな る。 こ の情報移動 とは、 或る位置に記録 した ビッ ト 、 すなわち円筒磁区 を、 その後他の位置に移動させる こ と に よって例えば 論理演算機能を持た しめる も のであ る。 この よ う な情 報移動を行わしめ る方法 と しては、 本出願人の出願に 係る特開昭 5 8 - 1 7 5 0 5 号公開公報に開示 された方法 がある。 これに開示された情報 ビ ッ 卜 の移動方法は、 情報 ビ ッ 卜 とは別に新 しい ビ ッ 卜 すなわちキ ュ ー · バ プ ルを連続光の照射に よ って発生させ、 このキ ュー · バ ブ ル と 、 すでに記録されてい る情報ビ ッ ト の磁気パ- ブル，との反発力に よって、 情報 ビッ ト の移動を行わせ る ものであ る。 すなわち、 こ の方法では情報 ビ ッ ト が 並んでいる ト ラ ッ ク か ら所望の ビッ ト を移動させる に、 ラ ン 了 ゥ ト 磁界 と コ ラ プ ス磁界と の範囲内のバ イ ア ス

磁界を印加 しなが ら、 実質的な違続光をその ト ラ ッ ク か ら所定距離ずら して照射 し、 その違続光に伴って生 ずる キュー · ビ ッ トが、 その光入射に よって形成され る温度勾配によって近寄ってき た移動すべき ビッ ト を 反発力に よ ってこの ト ラ ッ ク外にはね飛ばすこ とによ つ て行なわれる 。 こ こでい う 実質的な違続光 とは、 通 常の違続光の他に、 光が入射しても記録が残 らない程 度の断続光を包含する ものでビ ーム のハ。 ル ス繰 返し が磁性薄膜と ビー ム との相対速度に比べて十分速けれ ば任意で よい。 こ の実質的な違続光は 1 個の ビ ッ ト を 常に伴ってい る こ と を要 し、 その強度は、 その光入射 によって形成される温度勾配に よって引 き寄せられる 移動すべき ビッ ト を引 き込 まずに反発力に よつ.て所定 距難ばね飛ばすこ とができ る程度であるのが好ま しい ₍ なお、 その実質的な違続光の強度が大 き く ても、 移動 させる ト ラ ッ ク か らの光入射の距難を調整する こ と に よって、 ビ ッ ト 同士の反発力を生 じる よ うに調節でき る ものであ る。

上述 した方法に よれば、 すでに記録された ビ ッ ト 情 報の位置を移動させる こ とができ るが、 この場合、 情 報ビ ッ ト の移動先は、 ビ ッ ト - ビ ッ ト間の反発力で決 るので、 バ イ ア ス磁場に よ ]9、 その移動先が変 ])、 ま た抗磁力 H c のゆ らぎに よっても移動先が変化 し、 ビ ッ ト 情報の移動先が安定し難い。 本発明は'、 上述 したよ う な低磁壁抗磁力 を有する軟 磁性薄膜に対 して光磁気記録を光照射に よ る加熱に よ つ て行 う よ う に した熱磁気光記録方式におい て、 上述 した諸欠点を解消 し、 ビ ッ ト情報を安定 して所定の位 置に移動させる こ とがで き る よ う にする も のである。 発明の開示

本発明においては、 円筒磁区の保持及び伝播をな し 得る軟磁性膜が設け られ、 こ の軟磁性膜はその膜面に 対 し垂直方向'の磁化容易軸を有 し且つ外部バ イ ァス磁 界の印加に よ って一方向 に磁化され、 その膜面に対す る光 ビ ー ム の照射に よってその磁化方向 とは逆向 き に 磁化された円筒磁区が形成される よ う に した熱磁気光 記録方式におい て、 軟磁性膜に円筒磁区に対 し、 他の 領域の磁気エ ネ ル ギー と は異る 磁気エ ネ ル ギ ーを有す る領域を設け、 第 1 の円筒磁区 を上記領域における第 1 の安定位置に形成保持 し、 こ の第 1 の円筒磁区を上 記領域の境界に.沿って この領域内の第 2 の安定位置に 移動させる ものである。

こ の第 1 の円筒磁区の移動の 1 の方法は、 こ の第 1 の円筒磁区に対 して光 ビ ー ム の照射に よって形成 した 他の第 2 の円筒磁区を第 1 の円筒磁区 と所要の距離だ け隔てた位置に配 し、 光ビ ー ム に第 2 の円筒磁区を捉 えた状態でこ の光 ビ ー ム を移動させて第 1 の安定位置 にある第 1 の円筒磁区を上述 した他 と磁気エ ネ ル ギ ー

O ?し Vv iPO を異にする領域の境界に ¾つて、 こ の領域内の箬 2 の 安定位置に移動さ せる も のであ る。

また、 第 2 の移勣方法は、 上記領域におけ る第 1 の 安定位置に形成保持された第 1 の 円筒磁区から 所要の 距離だけ隔てた位置に光を照射する こ と に よ って上記 - 第 1 の円筒磁区の両端に温度差を形成する局部的加熱 を行って こ の第 1 の 円 誇磁区を上記領域の境界に ¾つ て上記領域内の第 2 の安定位置に移動させるものである。

そし て、 軟磁性膜に形成する 異 る磁気エ ネ ルギ ーを 有する領域は、 こ の軟磁性膜の他の領域 よ り 薄い厚さ 部分を設け る こ と に よ って形成する と か、 達択的 ィ 才 ン注入に よって形成 し 得 る。

ま た、 ¾磁性膜はガー ネ ッ ト 膜に よって構成し得る。 図面の _ft 単な説明

第 1 図は本発明 に よ る熱磁気光記録方式の一 ^ ίの記 録媒体の一 を示す略線的拡大上面図、 第 2 図はその 断面図、 第 3 図 a 及び b は磁気エ ネ ル ギ " の異る 領域 と 磁気バ ブ ル に ί鋪 く 力の関係を示す ^、 第 4 図 a 〜 c は情報バ ブ ルの栘 を説明 する 図、 第 5 図及び第 1 1 図はバ イ ァ ス磁場と 栘動用 レ ー ザー光の関係の說明 図、 第 6 図は本発明の説明に洪するパター ン図、 第 7 ^ίないし蕙 9 図は論理演算の g¾明図、 第 10 図は本発明方式を実 施す る装置の一 列の構成図、 第 1 2 図は本発明方式の —例の説明 に供するパターン. ¾、 苐 1 3図はそのバイァス磁界と

Ο ΡΙ 光ノ ワ ー と の関係 を示す図、 第 14 図はそのバ イ ア ス磁 界 と 光ハ° ヮ 一 と の関係を示す図であ る 。

発明 を実施す るた め の最良の形態

本発明 におい ては、 例えば第 1 図 にその略線的拡大 上面図 を示 し、 第 2 図 にその断面図 を示す よ う に、 Gd₃ Ga₅ Oi2 の ガ'一ネ ッ ト 基板 （la) 上に L P E法 に よ つ て （ TmB i ) ₃ ( FeGa) ₅ 0₁₂ 薄膜を 2.0 m)の厚 さ に成 長 して軟磁性膜すなわ ち軟磁性膜面垂直容易磁化膜 ' (lb) を形成 した記録媒体（1)を構成する。 そ して、 こ の 軟磁性膜 （l b) の表面に フ 才 ト リ ソ グ ラ フ ィ 一技術に よ つて他部 よ i 肉薄 と した正方形凹部 よ i 成る 磁気エ ネ ル ギ 一が他部 と 異 る領域 (21)を所定の ビ ツ チに配列形成 する。 （22)は凹部すな わ ち領域 (21)の縁部に おい て形成さ れた段部で あ る 。 こ の場合の領域、 すな わち 凹部 (21)は- 縦 ， 横各辺が夫 々 6 ( m ) の正方形 で、 深さ 500 ( ) に、 ま た、 各凹部 (21)間 の間隔 を 4 ( m ) に選定 した。 そ して、 こ-の軟磁性膜 (lb) に、 記録用光源 と して 3.7. mW 以.上の 了 ル ゴ、 ン イ オ ン レ ーザー （ 波長 488 n m ) を用い て、 軟磁性膜（lb)上でそのス ポ ッ 卜 が l.O ( Am ) と な る よ う に絞って、 ハ。 ル ス幅 5.0 ( s ) でその記録を 行って凹部 (21)内 に情報 ビ ッ ト 、 すな わち第 1 の円 筒磁 区情報磁気バ ブ ル b を形成す る 。 こ こ に、 軟磁性膜 (lb) は、 飽和磁化が 17.2 ( e mu cd )、 異方性磁界が 1100 (0e) 、 磁壁抗磁力 He が 0.3 (0e)で、 80 ( 0e )の

OMPI バ イ ァ ス磁場に'おける磁気パ、 ブ ル径は 2.4 ( M m )であつ た。 一方、 軟磁性膜（l b ) に、 違続 レ ー ザ ー光を照射 し て第 1 図に示すよ う に、 上述 した凹部 (21)内に形成 した 情報ビッ ト、 すなわち情報磁気バ ブ ル b とは別に、 凹 部 (21)外に、 第 2 の円筒磁区すなわち キ ュ ー · 磁気パ プ ル c · bを形成する。

先ず、 上述した情報磁気パ、 ブ ル b について考察する _ に、 第 3 ·図は、 この よ う な寸法形状に よ る 凹部（21)を有 する軟磁性膜 （ 第 3 図（a) ) と、 これに記録される ビ ッ 卜 すなわち磁気バ ブ ル b に作用する力 （ 第 3 図（b) ) と の関係を示 したものであ る。 すなわち、 第 3 図（a)に示 す よ う に、 凹部 βΐ)の 1 側壁に よ る段部 （22 a ) に沿い こ の側壁カゝ ら磁気バ ブ ル b の半径 1- 2 ( )に相当する直 線 L についてみるに、 バ ブ ル の磁気エ ネ ル ギ ーは、 こ の直線 L上の各位置で変化 し、 これに応 じてバ ブ ルは 力 を受ける。 第 3 図（b)は、 こ の L 方向成分の力 F を実 験的に求めた結果を示 したものである 。 この場合の測 定方法は、 パ、 プ ルを直線 L上で、 違続レーザー光で引 き違れて動か し、 凹部 (21)の、 直線 Lが横切る側壁にお ける段部 （22 b) 及び （22 c) において受ける力にさか ら つ て バ プ ルを動かせる最小レ ー ザ ー ハ。 ヮ 一を測定 した ものであ る。 すなわち、 凹部 (21)内で第 3 図（a)で示す直 線 L上で点 A力 ら Bへ、 バブルを動かせる最小レーザ 一ハ° ヮ— Pi と、 凹部 ₍₂ 内か ら凹部（21)外へと バブルを引 き 出せる最小 レーザーハ。ヮー P2 と、 凹部 (21)外か ら凹部 (21)内へと バ ブ ルを弓にき入れる最小 レーザ一ハ。ヮ一 P₃ と を測定 した。 一方、 段部のない場所で、 軟磁性膜（lb)の 磁壁抗磁力 He に対 してパ'ブ ルを動かすこ とのでき る最 小 レーザーノヽ⁰ヮ一 Po を測定 した。 つま i9、 ハ⁰ヮ一 Po に よってバブルに及ぼされる力は、 He に よ る力 Fc ，

( Fc = 4 dh MsHc ) と等 しい。 レーザー光がバ ブ ル を引 きつける 力 Fd は、

び ( ） σ w ) gr adT (1)

dT で与え られる。 こ こ に d はバ ブ ル径、 h は膜厚、 Ms は飽和磁化、 び wは磁壁エ ネ ル ギ ー密度、 C_M及び Cび は正の定数、 gradT はレ ー ザ ー光照射に よって形 成 さ れる温度.勾配である。 この場合、 レ ー ザ ー光照射に よ つてパ、プル の平均温度は高 く な るが、 これが、 室温に 比べて余 ] 高 く ない範囲では、 d ， Ms ， crw , C_M , 。び は、 ほぼ一定値と して考える こ とがで き、 Fdは _gradT、 つ ま ]? 、 レーザー光ハ⁰ ヮ 一に比例する。 したがって、 上述 した各ハ° ヮ 一 Pi P₂ , Ps と、 Po との比 を求め れば、 膜厚の差に よ る段部 (22)に よ って受ける力 F を Fc を基準と して求める こ とができ る ·。 'この よ う に して求 めた結果が第 3 図（b)であ j 、 この図において横軸は、

V1 ίYO 一 . 第 3 図（a)における直線 L上の各位置を第 3 図（a)に対応 してとつたも の であ j9 、 縦軸にバ ブ ル の受ける 力 F ( Fc) を と ]?、 この力 Fは第 3 図（a)において右方向に 働く 力を正 と し、 これ とは逆向 きの力を負と して示 し た ものであ る。 これに よ れば、 バ ブ ルは凹部 (21)の左右 緣部すなわち、 段部 （22 b) 及び （22c) よ ！） 、 凹部 (21)外 の約 2 ( ^m)以内でパ ブル b を凹部 (21)内 に押 し戻す力を 受けてお ]? 、 バ ブ ル b は、 こ の凹部 (21)内に強 く 束縛さ れている こ とがわかる。 また、 実際上、 上述の例にお いて例えば第 3 図（a)に斜線を付してその範囲を示すよ うに、 点 Aすなわち凹部 (21)の ¾ 9 合 う 側壁 （段部 （22a) 及び （22b) ) 力 ら、 バ ブ ル b の半径の 1.2 ( m )の距離に ある点 A力ゝ ら半径約 3.2 ( urn ) で描く 円において凹部 (21) の点 A を通る対角線を中心とする の円内に書き 込み 0 ルス光を照射する よ う に選定する と きは、 バ ブ ル b は点 Aの位置に安定に発生する こ とが確め られた。 こ のこ とは、 凹部 (21)の形状の対称性か ら、 凹部 (21)の 4 つ の角部のいずれに関 して も 同様の性状を示す。

尚、 この場合、 バイ アス磁場、 すなわち プ ル の径 を変えて同様の記録を行ったと こ ろ凹部 .δΰ内の各角部 においてバブルが凹部 (21)の饞 Ϊ) 合 う側壁に内接する位 置がバ ブ ル の安定位置となる こ とが確め られた。 そ し て バ ブ ル の径が 1.8 ( m ) である場合、 こ の安定位置に おける中心点を中心と して半径が約 2.6 ( m ) の円で、

O PI

WlPO~ 上述 した と 同様に、 この中心を通る対角線 を中.心と す る の範囲内 に書 き込みハ。 ル ス光を照射する よ う に選 定する と き は、 これに よつて発生する磁気バ ブ ルは、 上述 した安定位置、 すなわち、 凹部 (21)の角部に内接す る位置に発生する。

尚、 凹部 (21)内では、 膜厚の差に よ る影響は小さ く 磁 気バ ブ ル b は点 A か ら Bへと移行 し易い状態にあ る。

そ して、 この よ う に して凹部 (21)内 に形成 した情報磁 気バ ブ ルを、 キュー磁気バ ブ ル c · b によって、 すなわ ち両バ ブ ル c · b と b との間に作用する磁気的反発力に よって他の位置に移動させる。

この反発力 F i は、

¾ d 2

F i = （ ) ( ττ h M s ) (2) で与え られる。 こ こに、 Dは両バ ブ ル c · b と b との間 の距離であ る。

今 _、 第 4 図 a 〜 （： に示す よ う に、 凹部（21)外で、 この 凹部 (21)のバプ ル b が形成された側縁 （ 段部 （2 2 b ) )から、 0.5 m 隔 てた位置に、 連続 レーザ一光のス ポ ッ トの中 心があ る よ う に照射 して、 これを第 4 図におい て凹部 (21)に対 して左か ら右に、 段部 （22 b ) に沿って相対的に 動か した場合、 情報バ ブ ル b は、 段部 （2 2 a ) に沿って 点 Aか ら B へ移動 した。 この移動は、 連続 レ ーザ'一光 ( C W光） のハ⁰ ヮ —せ 0. 5 〜 1. 2 m Wで安定に行う こ とが できた。 · 第 5 図は、 この場合のバ イ ア ス磁場と、 C W光のハ。

ヮ 一の関係をみたも ので、 この よ う にパ、 ィ 了 ス磁場を 変化させた場合、 云い換えればパプル径を変化させた 場合の、 バ ブ ル b を点 Aか ら点 Bへの移動を安定に行 う こ と のでき る C W光の範囲は同図中斜線を付 した領 域であった。

この よ う な情報磁気バ ブ ル b を、 段部 （22a) に沿つ て点 Aすなわち第 1 の安定位置から、点 B すなわち第 2 の安定位置に移動させ得るのは、 上述 した段部におけ る磁気パプルに対する束縛力によ る ものであって、 今.

第 1 図で説明 した よ う に、 一直線上に凹部 (21)が配列さ れたものにおいて、 各凹部 (21)における各点 A を第 1 の ト ラ ッ ク Tr 1 と し、 各点 B を第 2 の ト ラ ッ ク Tr ₂ とす る と、 第 6 図に示す よ う に ト ラ ッ ク Τ_{Γ ι} に沿って、 こ の ト ラ ッ ク Τ_Γ1 か ら所.要の距難だけ隔てた直線 a に沿 つて C W光、 すなわちキ ュ ー · バ ブル c · b を移動させ る こ とに よって各凹部 (21)の各点 A ( Α₁ , A₂ , Α₃ "■·-·

Α₂η ) 上すなわち ト ラ ッ ク Τ r i 上の情報バ ブ ル b ( b_{l f} b₂ ， b₃ ····'· b_{2 n} ) を、 各凹部（21)内の各対応する点 B

( Bi ， B₂ ， B₃ …… B_2n ) にすなわち ト ラ ッ ク Tr₂ 上に 移動させる こ とができ る。 尚、 この場合、 その移動を 行わない よ う にする には、 キ ュ ー · バ ブ ル c · b の移動 軌跡をその移動を回避すべき情報バ ブ ル b を有する凹 一 ΟΜΠ 、/ WIPO ^ 部 (21)から充分隔てた直線 a,上に移行させる よ う にすれ ば良いこ とが確め られた。

そ して、 この よ う に情報バ ブ ル b の 卜 ラ ッ ク Tr丄 か ら ト ラ ッ ク Tr₂ への移動に よ って、 例えば論理演算を 行 う こ とがで き る。 先ず、 本発明方式に よって A N D 機能 を行わ しめ る場合について説明する。 この場合、 例えば第 7 図（a)及び（b)に示す よ う に、 、、' 0 " 及び " 1 " の論理 レ ベ ルを有する 2 つの入力信号に対する場合に ついて説明する と、 例えば一方の第 7 図（a)に示す入力 · に基づい てその論理レ ベ ル ' ' 1 " によって、 これに対応 する位置に第 1 の ト ラ ッ ク に情報の記録ビ ッ 卜 を

'前述 した方法に よ って形成する。 すなわち、 第 7 図（a) で示すレ ベ ル " 1 " に よるハ⁰ ル ス光に よってその情報 ビ ッ ト b を第 8 図に示す よ う に形成する。 一方、 第 7図 (b)に示す第 2 の入力信号における論理 レ ベ ル " 1 " に よって移動用の CW光 ·を上述の直線 a 上に も ち きたす _c この よ う にすれば、 第 9'図に示す よ う に第 7 図 (a) ， (b)の論理レ べソレ " 1 " がー致する時点に対応する位置に おいて ト ラ ッ ク Tri 上の記録 ビ ッ 卜 が ト ラ ッ ク Tr₂ に 移動する こ と にな るので、 ト ラ ッ ク Tr₂ 上の移動され た情報 ビ ッ ト を読み出せば AND演算による出力を得る こ とができ る こ と にな る。

尚、 上述 した よ う に本発明に よ る場合、 例えばガー ネ ッ ト 基板（la) に軟磁性膜面垂直容易磁化膜（lb)を形 成する ものであるが、 必要に応 じて例えば基板（l a)の 軟磁性膜 （l b )が形成された側 とは反対側の面に無反射 コ ー テ ィ ン グ層を被着 し軟磁性膜（l b )上に A 蒸着膜等 の反射膜を形成し、 更にこ れの上に S: i0₂膜等の保護膜 を形成し得る。

尚、 こ の媒体（1)に対する光磁気記録とその読み出 し を行 う装置は第 2 図に示すよ .う にア ル ゴ ン イ オ ン レ ー ザ一（4)よ のレーザー光を光変調器（5)を通 じて必要に よ ハ⁰ ル ス光、 違続光 とする。 これをハ 一フ ミ ラー（6)、 偏光子 (7)、 集光レ ン ズ （8)を通 じて記録媒体（1)の軟磁性 膜（l b )上に集光照射する。 この時の記録媒体（1)への入 射強度は、 光検出器 (14)に よ 校正測定 した。 そ して、 こ こに情報ビ ッ ト が軟磁性膜（l b )に記録されたか否か、 また情報ビ ッ ト が所定の位置に移動 したか否かは水銀 ラ ン プ (L3)か らの光をハ ー フ ミ ラ 一（6)、 偏光子 (7)、 集光 レ ン ズ（8)を通 じて媒体（1)の軟磁性膜上に照射 し、 対物 レ ン ズ（9)、 検光子 ωを通 じてテ レ ビ力 メ ラ （11)上に結像さ せてこれをモ ニ タ 一 テ レ ビ 2)に よって観察 した。 尚、 図におい て s)は例えば永久磁石 よ なる パ'ィ ァ ス磁界 発生手段であ.る。 また、 媒体（1)は図示 しないが直交す る 2 方向に移動でき る機構をもつス テージ上に設置さ れている。 また、 上述 した例では、 他と磁気エネル ギ 一を異にする領域 (2Dを凹部に よって形成 した場合であ るが、 こ の領域を、 軟磁性膜（l b ) に対する イ オ ン注入、

OMPI 一

WIPO すなわち イ オ ン の打ち込みに よって形成する こ と も で き る。 この イ オ ン打ち込み に よ る領域 (21)は、 例えば水 素 イ オ ン H+を、 力 []速電圧 70keV で、 l X 1 0¹⁵ ( CTf~² ) の ド 一 ス量で打ち込んで形成 し得る。

この よ う に イ オ ン打ち込みに よって形成 した領域 1) の第 Γ の安定位置、 例えば前述の点 Aか ら第 2 の安定 位置、 例えば前述 点 Bへの第 1 の円筒磁区、 すなわ ちバ ブ ル b の移動 も、 前述 した と 同様に第 2 の円筒磁 区、 すな わちキ ュ ー · バプ ル c · b と の磁気的反発力 に よって移動 させる こ とができ る。 この場合のバ イ ァ ス磁場を変化させた場合の、 バ ブ ル b を点 A か ら点 B に安定に移動する こ と のでき る CW光の範囲は第 11図 に斜線を付 した領域であった。

また上述 した例では、 第 1 の円筒磁区、 すなわち情 報磁気バ ブ ル b を、 第 2 の円筒磁区、 すな わちキ ュ ー バ ブ ル c · b に よって第 1 の安定位置か ら第 2. の安定位 置に移動させた場合であ るが、 こ の移動 を第 1 の安定 位置にあ るバ ブ ル b を、 これとは所要の距離だけ隔て た位置に、 こ の バ ブ ル b の両端 に温度差を生 じさせる に充分な強さの光を照射させる こ と に よって移動 させ る こ とができ る。 この場合の例を説明する。 例えば前 述 した と 同様の ィ オ ン打ち込みに よ って第 12図に示す よ う に、 他部 と磁気エ ネ ル ギ ーを異にする領域 (21)を配 列形成 し、 位置 A .( A 1 ， A 2 ， A 3 …… ) に磁気バ ブ ル b 一 O PI ( bi ，. b₂ ， b₃ …… ) を前述 したと同様に例えばア ル ゴ ン イ オ ン レ ーザ一 のハ⁰ ル ス光に よって記録生成した そ して、 この よ う に して形成した磁気バ ブ ル b を、 ハ° ル ス光照射に よって膜内温度分布を生 じさせ、 これに よって光ハ。 ル ス照射位置への吸引力を作用させて他の 安定位置 B ( Βχ ， Β₂ , Β₃ …… ) に移動させる。 例えば 光ハ。 ル スを位置 Β に照射 して位置 Α に記録されてい る バ ブ ル b ( ， b₂ , b₃ …"- ) を位置 B に移動させる この と きの.移動に必要な最小ハ。 ヮ ー Ps とパ、ィ ァス磁界 H_B との関係を第 13図に示すと、 同図中、 曲線 (32)に示す よ う になる。 また、 上述の記録バ ブ ル b の記録に必要 な最小ハ。 ヮ 一 Pw と、 バ イ ア ス磁界 H_B との関係は、 第

13 図中曲線 (31)に示す よ うになった。 したがって、 こ の ピ ッ ト移動を可能にする範囲、 すなわち ビ ッ ト移動マ — 、ク ンは曲線 (31) ， (32) で囲 ま れた領域となる。

次に、 バ イ ア ス磁界 H_B = 78 (0e)、 移動ハ⁰ ル ス光ハ⁰ - Ps = 4 ( mW) と して、 その照射位置を—第 3 図中鎖 線 a で示す よ う に、 領域 (21)の緣部か ら距離 X だけ離れ 点 B に対向する位置の点 C 1 , C₂ ， C₃ …… と した。 この と き x ^ l.5 ( m ) であれば ， A 2 , A 3……の位置の バ ブ ルは B 1 ， Β₂ , B ₃ ·…-. の位置に安定に移動 した。 P s = 2 ( mW ) では、 n 0 ( m ) であった。 こ の よ う に Ci. ， C₂ ， C₃ …… に移動ハ⁰ ル ス を照射 して も Bi , B₂ B 3 ……に と どま るのは、 第 3 図で説明 した力 F に よ る ものであ る。 すなわち この よ う に移動ハ。 ル ス光の照射 位置にゆ ら ぎがある場合でもその移動先は ， B₂ ，

B₃ ……に よ る 1 点に定ま ]9 記録 ビ ッ ト の移動先は安定 ィ匕された。

また、 こ の温度分布に よ る バ ブル b の移動は、 領域 (21)が前述 した よ う な凹部、 すなわち他部に比 しその厚 さを小 とする こ と に よって形成する場合にも適用でき る。 この場合の記録に必要な最小ノタ ワ ー Pw と、 バ ィ ァ ス磁界 H_B と の関係は、 第 14図中曲線 (51)に示す よ う に なった。 ただ し、 こ の場合、 ア ル ゴ ン イ オ ン レ ー ザ 一 ( 波長 488 nm ) を軟磁性膜 （ 1 b)に直径約 1 ( m )以下に 絞って 5.0 sec )照射した。 次に第 2 の安定位置 B に、 移動用の光ハ。 ル ス を照射 して、 位置 A上に記録さ れて いる バ ブ ル b を位置 B に移動させた。 この と き の移動 に必要な最小ハ。 ヮ ー Ps と バイ ァ ス 磁界 H B との関係は、 第 12 図 曲線 (32)に示すよ う になった。 したがって、 こ の 場合の ビ ッ ト 移動マー 'ジ ンは、 曲線. (31)及び (32)·で挟 まれ た領域と な る。 次いで、 バ イ ア ス磁界 H_B = 77 (0e) 、 Ps⁷ = 4 ( mW) ( Ps' は移動ハ。ル ス光ハ。 ヮ 一 ） と し、 その 照射位置を領域 (21)の一側縁か ら距離 X だけ離れた鎖線 a で示す位置 B に対向する位置 C ( d , C₂ ， C₃ …… ) と した。 この と き 、 X≤ 1 ( ) であれば位置 A の バ ブ ル b は、 位置 B に安定に移動 した。 H_B = 85 (0e) 、 Ps = 4 ( mW ) の条件では、 x ^ 0 ( im ) であった。 こ の

OMPI - W1PO 場-合において も パ' ル b が領域 (21)の側綠に沿って移動 して位置 B に と ど ま る のは第 3 図 で説明 した力の作用 に よ る。 この よ う に、 磁気エ ネ- ルギ一の異る領域 !21)を イ オ ン エ ッ チ ング に よ って形成する場合におい ても、 移動ハ° ル ス光の照射位置にゆ ら ぎがあ る場合でも、 そ の移動先を位置 Β に設定で き 、 記録 ビ ッ ト の移動先を 安定させ得た

尚、 上述 した各列においては ィ 才 ン打ち込みに よ る 或いは ィ 才 ン エ ッチン グ等の凹部に よ る領域 (21)の大き さが磁気バ プル b の大 き さ よ ]9 大であ る場合について 説明 したが、 ある場合は この領域 (21)を磁気バ プル b の 径に対応する大 き さ或いは これ よ 小さい大 き さの幅. 辺長若 し く は径を有する正方形、 長方形、 円形等種 々 の形状を と ^ 得る も のであ ί 、 これ ら において も 磁気 ,ヾ プ、 ノレ の 規制を行 う こ とがで き る。

上述 した よ う に本発明に よれば軟磁性膜に ィ オ ン打 ち込み或いは凹部に よ 磁気ェ ネ ル ギ一の相違する領- 域 (21)を形成 し、 その縁部における 磁気 エ ネ ル ギ 一 の相 違する境界部、 すなわち磁気 エ ネ ル ギ ー の変化に伴 う 磁 バプル に働 く 力を利用 して記録パプル の位置を設 定する よ う に したのでパブ ル の謇 き込み、 さ ら には移 動のための キ ユ ーバ ブ ル の形成、 或いは温度勾配を生 じさせるための光の照射位置 に多少のば らつ き、 振動- 等のゆ ら ぎがあって も 安定 した動作を行わ しめ る こ と 9 ができ る の で装置の設計、 製作が'簡便化され、 各種論 理演算に適用する場合に いて も誤動作を生 じる こ と な く 正確に 目 的 する論理演算を行 う こ とがで き る。 またパブ ル b の移動先位置は領域 (21)に よって正確に設 定される ので、 H c のゆ らぎに よ る移動先が変化する よ う な不都合を回避でき、 これに伴って正確な読み出-し を行 う こ と ができ るな ど実用に供 してその利益は大で ¾> る。

OMPI

Claims

求 の 範 囲 ·

1. 円筒磁区の保持及び伝播をな し得る軟磁性膜が設 け られ、 該軟磁性膜はその膜面に対 し垂直方向の磁 化容易軸を有し且つ外部バイ ァ ス磁界の印加に よつ て一方向に磁化され、 上記膜面に対する光 ビ ー ム の - 照射に よって上記磁化方向とは逆向 きに磁化された 円筒磁区が形成される よ う に した熱磁気光記録方式 に いて、 上記軟磁性膜には上記円筒磁区に対 し、 他の領域の磁気 エ ネ ル ギ ー とは異る 磁気エ ネ ル ギ ー を有する領域が設け られ、 上記円筒磁区は上記領域 における第 1 の安定位置に形成保持され、 上記領域 の境界に沿って上記領域内の第 2 の安定位置に移動 される よ う に した熱磁気光記録方式。

2. 円筒磁区の保持及び伝播をな し得る軟磁性膜が設 けられ、 該軟磁性膜はその膜面に対 し垂直方向の磁 化容易軸を有 し、 且つ外部バ イ ア ス磁界の印加に よ つて一方向に磁化され、 上記膜面に対する光ビー ム の照射に よ っ て上記磁化方向 とは逆向 きに磁化され た円筒磁区が形成される よ う に した熱磁気光記録方 式におい て、 上記軟磁性膜には円筒磁区に対 し、 他 の領域の磁気 エ ネ ル ギーとは異る磁気エ ネ ル ギ ーを 有する領域が設け られ、 上記円筒磁区は上記領域に おける第 1 の安定位置に形成保持され、 上記第 1 の 安定位置に蓄積された上記円筒磁区に対 して光ビ ー ―

ム の照射に よ って形成 された他の円筒磁区 を上記円 筒磁区 と 所要の距離だけ隔 てた位置に配 し、 上記光 ビー ム に上記他の円 筒磁区を捉えた状態で上記光 ビ ー ム を移動 させて上記第 1 の安定位置 にあ る 円 筒磁

' 区 を上記領域の境界 に沿って上記領域内 の第 2 の安

定位置に移動 させ る よ う に した熱磁気光記録方式。

3. 円筒磁区の保持及び伝播をな し得る 軟磁性膜が設

け られ、 該軟磁性膜はその膜面に対 し垂直方向 の磁 化容易軸を有 し且つ外部バ イ ァス磁界の印加に よ つ て一方向 に磁化 され、 上記膜面に対す る光 ビ ー ム の 照射に よ っ て上記磁化方向 と は逆向 き に磁化 された 円筒 磁区が形成 される よ う に した熱磁気光記録方式 において、 上記軟磁性膜には円筒磁区 に対 し、 他の 領域の磁気 エ ネ ル ギ一 と は異る 磁気 エ ネ ル ギ ーを有 する 領域が設け られ、 上記円 筒磁区は上記領域にお ける 第 1 の安定位置に形成保持さ れ該円筒磁区 か ら 所要の距離だけ隔 てた位置 に光 を照射する こ と に よ つて上記 円 筒磁区の両端に温度差 を形成する 局部的 加熱 を行って上記円筒 磁区 を上記領域 の境界に沿つ て上記領域内の第 2 の安定位置に移動 させる よ う に した熱磁気光記録方式。

4. 請求の範囲第 1 項 ， 第 2 項及び第 3 項において、

上記異 る 磁気エ ネ ル ギ ー を有する 領域が上記軟磁性 膜の他の領域 よ 9 薄い厚 さ と された熱磁気光記録方

- ： rr ヽ ： - —、 式。 -

5. 請求の範囲第 1 項 ， 第 2 項及び第 3 項におい て上

記異る磁気 エ ネ ル ギ ー を有する領域が還択的 ィ オ ン 注入に よ って形成さ れた熱磁気光記録方式。

6. 請求の範囲第 1 項か ら第 6 項において、 上記軟磁

性膜が軟磁性ガーネ ッ ト ょ 成る 熱磁気光記録方式

f O PI ヽ

_ , WIPO yJ