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    公开号:WO1984002602A1
    申请号:PCT/JP1983/000444
    申请日:1983-12-20
    公开日:1984-07-05
    发明作者:Masahiko Kaneko；Hitoshi Tamada；Tsutomu Okamoto；Toshiro Yamada
    申请人:Sony Corp；
    IPC主号:G11B11-00
    专利说明:
    [0001] 明 細 書 - 発明の名称 熱磁気光記録方式
    [0002] 技術分野
    [0003] 本発明は、 光磁気メモリ による光磁気ディ スク装置等に用いら れる、 情報の記録を光照射による加熱によって行う熱磁気光記録 方式に係わる。
    [0004] 背景技術
    [0005] 軟磁性膜面垂直容易磁化膜を用い、 これにレーザー光を照射し て、 熱磁気光記録を汁う方式については、 本出願人の出願に係る 特開昭 57-158005 号公報 （特願昭 56-45232号） に開示されている。 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 方向に強い一蝕磁気異方性を有し膜面に垂直に磁化容易釉を有す る軟磁性の材料からなる膜であり、 たとえば （ YSmCa )3 ( FeGe)50 ι2 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 ト径が実際上バイ アス磁界 のみで決定される程度であるこ とが必要であって、 また、 その抗 磁力ば約 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 ニゥ ムガリ ウムガーネ ッ ト （ G G G ) のよ う な希土類ガリ ウムガーネ ッ トの基板結晶上に 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 ) 法によって成县させて形成する。 そして、 その書き込みは、 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、 その膜を全視野に亘つて単磁区でかつ磁 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 ままで光パルスを膜面に焦点を絞って入射させると書き込みをす ることができる。 これによつて蒈き込まれたビッ 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 ィァス磁界と逆向きのものとなる。
    [0006] 软磁性膜面垂直容易磁化膜を全視野に亘つて単磁区にするため に印加されるバイアス磁界の強さはラ ァゥ ト磁界とコラブス磁 界との間に選ばれ例えば、 前述した （YSmCa ) 3 ( FeGe)5 O i2 LPE 膜の場合には、 57 ( 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 ィァス磁界は小さ 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。
    [0007] 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、 記録情報によって変調した光、 例えばレーザー光を偏光子 によつ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ァ ラデー劾果による m 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り出され、 その読み出しがなされる ことになる。
    [0008] ところがこのような熱磁気光記録方式による場合、 これに用い られる記録層としてのガーネッ ト膜は、 波县 53Gnm前後を境とし てこれより县波县側の光に対しては透過性となって、 通常使用さ れる m以下の膜厚ではこのような長波县光を殆んど吸収する ことがない。 したがつてこの熱磁気光記録方式においては、 その 光源として波長 800nm 程度の半導体レーザーを用いることができ ず、 アルゴンレーザー等を用いることになり、 装置の小型、 簡略 化を阻害する。
    [0009] 本発明は上述した熱磁気光記録方式において上述した欠点を解 消し、 磁化膜に吸収されない波長の例えば長波長の半導体レーザ 一を用いてもその記録を行う ことができるようにするものである。 発明の開示
    [0010] 本発明は、 第 1図に示すように結晶基板 (1)、 例えば G G G基板 上に、 記録膜、 すなわち磁気バブルによる記録がなされる軟磁性 膜面垂直容易磁化膜 (2)を被着形成し、 その上に直接的に隣接する ように金属膜もし く は半金属膜は)を積層被着形成して記録媒体 (4) を構成する。 この金属膜 (3)の金属とは、 周期律表において、 l b li b 族、 ffl a , IV a ， V a ， VI a , i a 族、 ¾族の遷移金属- 更にボ口ン Bを除く IE fa 族及び P b であり、 更にその融点が記録 時の温度より高い金属、 代表例としては Ajg , Cr或いはこれらの
    [0011] 合金が挙げられる。 また半金属膜としては Te, Bi, Sbあるいはこ れらの合金が挙げられる。 そして、 磁化膜は)にその前面に亘つて 単磁区でかつ磁化が膜面に対して垂直一方向に向いている状態に なるようにバイ アス磁界 印加し、 その単磁区に上述した所定の 波長の光例えば波县 830 n inの半導体レーザー光或いは例えば H e - Meのレーザー光の光パルスを入射させて、 印加されているバイ ァ
    [0012] ス磁界の磁化方向とは逆向きに磁化された円筒磁区を形成させて
    [0013] ビッ ト情報を記録する。 この場合、 記録媒体 (4)に金属膜又は半金 属膜は)が設けられていることによつて光吸収が効率良く行われる。
    [0014] この金属膜又は半金属膜 )の厚さは 50A未満では光吸収が行われ 難く 1000Aを超えると、 この膜 (3)自体を加熱させるに要するエネ
    [0015] ルギ一が大き く なるのでこの金属膜乂は半金属膜 (3)の厚さは、 50
    [0016] 〜： 1000Aで、 なるベ 薄いことが望ましい。
    [0017] このような構成による記録媒体 (4)に対する記録 （書き込み） · 再生 （読み出し） は、 次のようにして行える。 すなわち、 例えば 第 3図に示すように、 He - Neレーザー、 半導体レーザー等の光源 と光変調器とを有し、 光パルスをとり出すことができるようにし た光発生装置ほ)を設け、 これよりの光バルスを偏光子 (6)によつて 直線偏光してビームスプリ ッター（7)、 対物レンズ (8)を通じて媒体
    [0018] '二. u、-
    [0019] 0 '-';''!
    [0020] "0 (4>の金属膜又は半金属膜 (3)に集光させる。 媒体 (4)の周りにはバイ ァス磁界癸生手段 )の例えばバイァス磁界発生用コィルが配置さ れる。 このようにしてパイ Tス磁界発生手段 )によって、 軟磁性 膜面垂直容易磁化膜を全視野に亘つて単磁区にするためのバイァ ス磁界を与える。 このバイアス磁界はランアウ ト磁界 （バブル磁 区がライ ン状になってしまう磁界） と、 コラブス磁界 （バブル磁 区が生じなく なる磁界） との閬に選ばれる。 このようにして膜は） が全視野に亘つて単磁区でかつその磁化方向が膜面に対して垂直 方向に向いている状態で、 光発生装 ¾ほ)よりの記録信号に応じて 変調されたパルス光を媒体 (4)に基板 (1)側から照射する。 このよう にすると、 このレーザー光、 即ち例えば He— Neレーザー光 （ - 633nw ) 、 或いは半導体レーザー光 （ = 830nm ) は、 磁化膜 (2) を殆んど透過してしまうもののその背後の金属膜又は半金属膜 ） においてその一部が吸収され、 一部が反射されることによって、 効率良く熱に変換される。 すなわち、 金属膜又は半金属膜は)に吸 収された光は、 ここで熟に変換され、 これと接する磁化膜 (2)がこ の部分において加熱されることによつて結局レーザービーム光に 応じて所要の情報が円筒磁区 （バブル磁区） として媒体 )の膜 (2) に効率良く記録される。
    [0021] このようにして一旦書き込まれたビツ ト情報は、 コラブズ磁界 よ も大きな磁界を印加することによって消去することができる ものであり、 ここに軟磁性膜面垂直容易磁化膜 (2)のコ ラブス磁界 は極めて小さいところからビッ ト情報の消去も容易に行う ことが できる。
    [0022] そしてこのように記録がなされた媒体 (4)からの情報の読み出し は、 光磁気効果の利用によって行われる。 すなわち、 例えば第 3 図に示すように、 .装置ほ)のレーザー光源からのレーザー光を偏光 子 (6)によって直線偏光して媒体 (4)に向わせる。 このようにすると、 磁化膜 (2)を通過した光は金属膜又は半金属膜は) よって反射され て再び磁化膜は)を通過する。 この場合、 磁化膜は)の通過過程で、 この磁化膜 (2)に存在する円简磁区の磁化方向に応じて右または左 へファ ラデー回転を受けるが、 この場合レーザー光は磁化膜 (2)を 往復するので透過型の場合の 2倍のファ ラデー HI転が生じ、 コ ン トラス 卜の高い読み出しを行う ことができることになる。
    [0023] このようにして読み出し光は、 ファ ラデー効果による偏光面の
    [0024] Isl転を受けるので、 これを検光子脚を通じて検出手段 ( 1 1) に導 入すれば、 偏光面の回転に応じた出力、 したがって磁化膜上の情 報を検出することができる。
    [0025] 上述したように本発明による熱磁気光記録方式によれば、 县波 畏の記録光によつても効率良く その記録を行う ことができるので、 光源として小型な半導体レーザーの使用が可能となり装置全体の 格段的な小型簡易化がはかられる。 また読み出しに当たっては磁 化膜に対して読み出し光が往復することによってファ ラデー効果 による回転を 2倍にすることができ、 良好なコ ン ト ラス トでの読 み出しが可能となる。
    [0026] また、 媒体 (4)において、 図示の例のように基板 (1)とは反対側の 表面に金属膜は)を形成する場合、 この膜 (3)が、 記録膜としての磁 化膜は)の、 保護膜としての機能を奏することができる。
    [0027] 図面の簡単な説明
    [0028] 第 1図は本発明方式を実施する記録媒体の一例の略線的断面図、 第 2國および第 4図は光学的特性図、 第 3図は本発明方式を実施 する記録再生装置の一例の略線的構成図である。
    [0029] 発明を実施するための最良の形態
    [0030] 実施例 1
    [0031] 厚さ 0 . 5mni の Gd3 Ga30 12ガーネ フ ト基板（1)上に、 液相ェビタキ
    [0032] シャル法 （ L P E法） によって （B i Tm) 3 ( FeG a) 5 0 12の厚さ 1 . 3
    [0033] , - O!/FI 、 mの钦磁性膜面垂直容易磁化膜 (2)を形成した， そして、 特に本 発明においては、 更にこの膜 (2)上に、 厚さ 400人 （タ リステップ による測定値） の Cr金属膜は)を被着した。 基板 (1)及びは)を通じて 波县 830nmのビーム径 1 M mの半導体レーザー光を入射させたと きの光吸収率 αは 70%、 反射率 Ρ は 11%であった《 そして、 この 場合、 パルス幅 1 秒に対して記録に必要な最小バヮ一 Pwは 1.5 mWであつた。
    [0034] みに、 実施例 1 において、 金属膜は)を設けない徒来構造によ る場合、 記録レーザーとして波長 488nm の Arイ オ ン レーザーのパ ルス幅 5 秒でその記録を扦つた場合は、 Pw= 1.3raW であったの で、 本発明による実施例による場合、 半導体レーザーを用いたに もかかわらず、 従来と同程度のパワーでその記録ができたことに なる。
    [0035] 実施例 2 "
    [0036] 実施例 1 と同様の構成による媒体において、 その金属膜 (3)を厚 さ 200人 （タ リ ステップによる測定値） の 金属膜によって形 成した。 このときの同様の αは 46%、 Ρは 37%で、 記録に必要な 最小バヮ一 Pwは、 ビーム径 1 m、 パルス幅 1 秒で 2.8mW であ つた。 この実施例 2における A を用いたものが、 実施例 1 にお ける Crを用いたものに比し、 必要なパワーの値が大き く なるのは、
    [0037] A 膜が Cr膜に比し光吸収率 αが小さいことによるためと思われ る。 第 2図は、 半導体レーザー （波县 = 830nm ) に対するのと
    [0038] A の各厚さに対する光学的特性の計算結果を示し、 各曲線 （21α 及び （22or) は夫々 Cr及び A の光吸収率を、 （21/> ) 及び （22ρ ) は夫々 Cr及び / の反射率を、 （21r ) 及び （22r ) は夫々 Cr及 び A£の透過率を示す。
    [0039] 実施例 3
    [0040] 厚さ 0.5mra の Gd3Ga30i2ガーネッ ト基扳 (1)上に、 液相ェピタキ シャル法 （ L P E法） によって （ BiTm)3 ( FeGa)5 O 12の厚さ 1.1 mの軟磁性膜面垂直容易磁化膜 (2)を形成する。 そして、 特に本 発明においては、 更にこの膜 ( 上に、 厚さ 1000Aの Te半金属膜ほ） を被着する。 ここに Te膜 )の熱伝導率は、 0.015WZcm · deg 、 融 点 450でである。 そして 1000Aの厚さにおいて Te膜ほ)の光吸収率
    [0041] •orと、 反射率 p とは例えば He— Neレーザー光の波長 λ = 633nm に 対して α = 75%、 Ρ - 25%で、 半導体レーザー光の波長 - 830nro で or = 72%、 P = 26%であった。
    [0042] この場合、 光源として He- Neレーザーを用いた場合、 パルス幅
    [0043] 2 msのとき、 入射光量 3 mW以上でその記録すなわちバブル磁区の 形成による情報ビッ 卜が形成され、 パルス幅 10;" s のとき入射光 量 6 mW以上でその記録ができた。
    [0044] He- Neレーザー、 半導体レーザー、 Arレーザーの夫々の光は夫 々異なる波長を有するが、 熱伝導の解折から s以上のパルス
    [0045] 幅に対しては、 到達する温度は一定と考えられ、 He— レーザー、 半導体レーザーの县波县光も、 金属膜 (3)を具備しない従来構造の 媒体における Arレーザーを用いた場合と、 同等ないしはそれ以下
    [0046] の入射光量でその記録ができる。
    [0047] 尚、 上述した実施例 3 では厚さ 1000Aの Teによって半金属膜は） を構成した場合であるが、 その吸収率 ατ、 反射率 ρ及び透過率 r
    [0048] は、 その膜厚によって異つて く るものであり、 830nm におけ る各 α、 ρ及び r と膜厚との関係を第 4図中各曲線 （41) 、 (42) 及び (43) に示す。
    [0049] また、 半金属膜は）としては、 Teに限らず Bi、 Sb若しくはこれら の合金を用い得る。 ここに Bi及び Sbの熱伝導率及び融点は、 夫々
    [0050] 0.085W/cm - deg . 0* 18WZ cm · deg、 271*C 631*Cである <»
    [0051] "BUREAU
    [0052] OMPI
    [0053] d Wh>0 ,, ^^NATlO
    权利要求:
    Claims 讃求の範囲
    1. 軟磁性容易磁化膜と、 該軟磁性容易磁化膜に隣接して積層さ れた金属または半金属の膜とを有し、 上記軟磁性容易磁化膜に 対して、 その全面にわたって単磁区でかつ磁化が膜面に対し垂
    5 直一方向に向いている状態になるようにバイアス磁界を印加す るバイ アス磁界印加手段を具備し、 上記バイ アス磁界が印加さ れた状態で上記単磁区に光を入射させることにより上記印加さ れているバイァス磁界による磁化方向とは逆向きに磁化された 円筒磁区を形成させてビッ ト情報を記録するようにした熱磁気 10 光記録方式。
    2. 金属の膜が、 周期律表の l b , n b ， m a , Wa , V a , Via , Wa , VI族の遷移金属、 硼桊を除く m b 族及び P b から 選ばれた金属よ 成る缙求の範囲第 1項の熟磁気光記録方式。
    3. 半金属の膜が、 Te, Bi, Sb或いはこれら 2種以上の金属の合 15 金より成る讃求の範囲第 1項の熱磁気光記録方式。
    4. 金属の膜が / または Crより成る請求の範囲第 2項の熱磁気 光記録方式。
    5. 软磁性容易磁化膜が軟磁性ガーネッ トより成る請求の範囲第
    — ― 1項の熱磁気光記録方式。
    20 6. 光が、 钦磁性容易磁化膜を透遏する波县の光とされた讃求の 範囲第 1項の熱磁気光記録方式。
    7* 金属または半金属の膜が、 50〜： 1000Aの膜厚を有する請求の 範囲第 1項の熟磁気光記録方式。
    .
    8. ガーネッ ト膜が希土類元素を舍有するガーネッ トょ 成る請 25 求の範囲第 5項の熱磁気光記録方式。
    9. 軟磁性容易磁化膜が非磁性ガーネッ ト基扳上に液相ェビタキ シャル成長により形成された钦磁性ガーネッ ト膜より成る锗求 の範囲第 5項の熟磁気光記録方式。
    OMPI
    10. 光が He— レーザー、 もし く は半導体レーザーにより放出さ れた光とされた請求の範囲第 6項の熱磁気光記録方式。
    G- 一 ヽ
    、
    类似技术:
    公开号 | 公开日 | 专利标题
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    EP0129605A4|1987-01-22|
    EP0129605A1|1985-01-02|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1984-07-05| AK| Designated states|Designated state(s): US |
    1984-07-05| AL| Designated countries for regional patents|Designated state(s): DE FR GB NL |
    1984-08-07| WWE| Wipo information: entry into national phase|Ref document number: 1984900111 Country of ref document: EP |
    1985-01-02| WWP| Wipo information: published in national office|Ref document number: 1984900111 Country of ref document: EP |
    1988-10-21| WWW| Wipo information: withdrawn in national office|Ref document number: 1984900111 Country of ref document: EP |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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