(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、ＦｅまたはＣｒからなる厚さ５〜２０ Aのシード層およびＡｕ、ＰｔまたはＡｇからなる厚さ１５０〜３０００ Aのバッファ層を介して形成された磁性多層膜であり、
Ｆｅ単原子層とＡｕ単原子層とが１層づつ積層されており、（００１）面配向を有する磁性多層膜。
【請求項２】
Ｘ線回折チャートにおいて、（００１）面配向を示すピークだけが認められる請求項１の磁性多層膜。
【請求項３】
基板上に、ＦｅまたはＣｒからなる厚さ５〜２０ Aのシード層およびＡｕ、ＰｔまたはＡｇからなる厚さ１５０〜３０００ Aのバッファ層を順次形成した後、蒸着法によりＦｅ単原子層とＡｕ単原子層とを交互に積層して規則合金膜を形成する磁性多層膜の製造方法。
【請求項４】
請求項１または２の磁性多層膜が形成される請求項３の磁性多層膜の製造方法。
【請求項５】
請求項１または２の磁性多層膜を光磁気記録膜として有する光磁気記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、磁気光学カー回転を示す磁性多層膜およびその製造方法と、この磁性多層膜を光磁気記録膜として有する光磁気記録媒体とに関する。
【０００２】
【従来の技術】
異種金属を原子層レベルで交互に積層し得る今日の薄膜作製技術により、自然界には存在しないような規則的積層構造をもつ多層膜、すなわち金属人工格子の作製が可能となっている。
【０００３】
Ｍａｔ．Ｒｅｓ．Ｓｏｃ．Ｓｙｍｐ．Ｐｒｏｃ．，１５１，１２３（１９８９）（以下、文献１）では、Ｆｅ（１１０）配向のＦｅ／Ａｕ人工格子膜において［Ｆｅ（４  Ａ）／Ａｕ（２８  Ａ）］１０のとき、実効的な垂直磁気異方性エネルギー定数が１．３×１０６  ｅｒｇ／ｃｍ３  であることが報告されている。
【０００４】
また、日本応用磁気学会誌，１４，３４３（１９９０）  （以下、文献２）では、Ｆｅ（００１）／Ａｕ（００１）配向の人工格子膜である［Ｆｅ（１．５  Ａ）／Ａｕ（２９Ａ）］２０を作製したことが報告されている。この人工格子膜の実効的な垂直磁気異方性エネルギー定数は、２．５×１０６  ｅｒｇ／ｃｍ３  である。文献２では、実効的な垂直磁気異方性エネルギー定数をＫ⊥で表わしており、文献２のＦｉｇ．５では、ｔＦｅ＝２．０  ＡのときｔＦｅＫ⊥＝０．０５ｅｒｇ／ｃｍ２  である。したがって、Ｋ⊥＝０．０５／（２×１０−８）＝２．５×１０６  ｅｒｇ／ｃｍ３  となる。
【０００５】
しかし、文献１および文献２にそれぞれ記載されている人工格子膜では、垂直磁気異方性が大きくないため良好な垂直磁化膜が得られず、垂直磁気記録膜や光磁気記録媒体の光磁気記録膜として実用化することは難しい。また、上記した従来のＦｅ／Ａｕ多層膜では、Ａｕ層厚が２８  Ａ以上と厚く、層厚比Ｆｅ／Ａｕを１／７以下としなければ垂直磁化膜にならなかった。そのため、カー回転角が小さくなってしまい、光磁気記録膜には不適である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、垂直磁気異方性が大きく、しかもカー回転角の大きい磁性多層膜と、この磁性多層膜を光磁気記録膜に用いた光磁気記録媒体とを提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このような目的は、下記（１）〜（５）のいずれかの構成により達成される。
（１）基板上に、ＦｅまたはＣｒからなる厚さ５〜２０ Aのシード層およびＡｕ、ＰｔまたはＡｇからなる厚さ１５０〜３０００ Aのバッファ層を介して形成された磁性多層膜であり、
Ｆｅ単原子層とＡｕ単原子層とが１層づつ積層されており、（００１）面配向を有する磁性多層膜。
（２）Ｘ線回折チャートにおいて、（００１）面配向を示すピークだけが認められる上記（１）の磁性多層膜。
（３）基板上に、ＦｅまたはＣｒからなる厚さ５〜２０ Aのシード層およびＡｕ、ＰｔまたはＡｇからなる厚さ１５０〜３０００ Aのバッファ層を順次形成した後、蒸着法によりＦｅ単原子層とＡｕ単原子層とを交互に積層して規則合金膜を形成する磁性多層膜の製造方法。
（４）上記（１）または（２）の磁性多層膜が形成される上記（３）の磁性多層膜の製造方法。
（５）上記（１）または（２）の磁性多層膜を光磁気記録膜として有する光磁気記録媒体。
【０００８】
【作用および効果】
本発明では、従来知られている単なる人工格子膜とは異なり、Ｆｅ単原子層とＡｕ単原子層とを交互に１層づつ積層し、（００１）面配向を有する規則合金と等価である磁性人工格子多層膜を得る。このような規則合金と等価なＦｅ／Ａｕ多層膜は、本発明により初めて実現したものである。この磁性多層膜は、超高真空蒸着法により形成することが好ましい。
【０００９】
このようにして作製された多層膜は、垂直磁気異方性定数が大きいため良好な垂直磁化膜となり、また、カー回転角が大きいため、垂直磁気記録膜や光磁気記録膜として有用である。
【００１０】
なお、上記文献１および文献２にそれぞれ記載されている人工格子膜は、Ｆｅ単原子層とＡｕ単原子層とを積層したものではなく、本発明の磁性多層膜とは異なる。
【００１１】
【実施例】
以下、本発明の実施例を挙げ、本発明を詳細に説明する。
【００１２】
到達真空度を３×１０−１０  Ｔｏｒｒとし、ＭｇＯ（００１）基板上に、２×１０−９Ｔｏｒｒ未満の圧力下で厚さ１０  ＡのＦｅ（００１）シード層を蒸着法により形成した後、厚さ５００  ＡのＡｕ（００１）バッファ層を蒸着法により形成し、次いで５００℃でアニールした。各層形成時の基板温度（Ｔｓ）は２００℃とした。基板としては、ＭｇＯ（００１）の他、ＧａＡｓ（００１）、Ｓｉ（００１）等を用いてもよい。バッファ層としては、Ａｕ（００１）の他、Ｐｔ（００１）、Ａｇ（００１）等を用いてもよい。バッファ層の厚さは、１５０〜３０００  Ａ程度とすることが好ましい。バッファ層と基板との間に設けられるシード層は結晶成長を促進するためのものであり、特にバッファ層としてＡｕ層を用いる場合には、このシード層を設けることが好ましい。シード層の厚さは、５〜２０  Ａ程度とすることが好ましい。シード層には、Ｆｅに限らずＣｒなどを用いてもよい。基板上のシード層およびバッファ層形成時の温度は、室温〜５００℃程度とすることが好ましい。
【００１３】
次いで、バッファ層の上に、前記圧力下で［Ｆｅ（１ＭＬ）／Ａｕ（１ＭＬ）］１００  多層膜を形成した。基板温度は７０℃とした。蒸着装置には、２つの独立した電子銃をもつものを用いた。１ＭＬは単原子層を意味する。Ｆｅ（１ＭＬ）の厚さは１．４  Ａ、Ａｕ（１ＭＬ）の厚さは２．０  Ａであり、この多層膜は、Ｆｅ（１ＭＬ）＋Ａｕ（１ＭＬ）を１単位として１００単位積層したものである。蒸着レートは０．１  Ａ／ｍｉｎ  とした。蒸着中にはＲＨＥＥＤ（Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ  Ｈｉｇｈ  Ｅｎｅｒｇｙ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ  ）パターンをモニターし、（００１）配向の単原子層が１層づつエピタキシャル成長していることを確認した。
【００１４】
多層膜形成時の基板温度は、通常、室温〜３００℃とすることが好ましい。また、Ｆｅ（１ＭＬ）＋Ａｕ（１ＭＬ）を１単位としたときの積層単位数は特に限定されないが、通常、１０〜３００程度とすることが好ましい。なお、多層膜形成時の圧力は、好ましくは１×１０−８Ｔｏｒｒ以下とし、より好ましくは１×１０−１０  〜３×１０−９Ｔｏｒｒ程度とする。
【００１５】
図１〜４に示すＲＨＥＥＤパターンは、図１がＡｕバッファ層、図２が第１層であるＦｅ層、図３が第２層であるＡｕ層、図４が最上層であるＡｕ層のものである。これらは、すべてＡｕ［１１０］入射のものである。各図の縞状のパターンから、各膜の表面が原子スケールでかなり平坦であること、Ｆｅ単原子層およびＡｕ単原子層が一層づつエピタキシャル成長した膜が形成されたことがわかる。図５に、この多層膜のＸ線回折チャートを示す。図５中には、一部のピークを拡大して示してある。このＸ線回折チャートには（００１）面配向を示すピークが認められ、しかも他の配向を示すピークは認められない。このことから、原子レベルで規則構造をもつ膜が形成されていることがわかる。
【００１６】
この多層膜の磁気異方性を、室温でＳＱＵＩＤ  磁気メータにより測定した。図６に、この多層膜の、膜面に対して平行（Ｈ／／）および垂直（Ｈ⊥）方向の磁化カーブを示す。この磁化カーブから、この多層膜が大きな垂直磁気異方性を有することがわかる。
【００１７】
この多層膜の波長（λ）６３３ｎｍでの磁気光学カー回転角（θｋ  ）を、室温で測定した。図７に、磁界強度とカー回転角との関係を示すカーループを示す。同図に示されるように、この多層膜の６３３ｎｍでの飽和カー回転角は０．２５度であった。
【００１８】
この多層膜の実効的な垂直磁気異方性定数は８．５×１０６  ｅｒｇ／ｃｍ３  であった。この値は、前記文献１および文献２の実効的な垂直磁気異方性エネルギー定数と比較されるものである。したがって、本発明により、前記文献１および文献２に記載の人工格子膜よりも良好な垂直磁気異方性が得られることがわかる。また、この多層膜において、実効的な垂直磁気異方性定数に形状異方性２πＭｓ２  を加えた本質的な垂直磁気異方性定数は、１．１×１０７  ｅｒｇ／ｃｍ３  であった。なお、飽和磁化Ｍｓは６５０ｅｍｕ／ｃｃであった。
【図面の簡単な説明】
【図１】結晶構造を表わす図面代用写真であって、［Ｆｅ（１ＭＬ）／Ａｕ（１ＭＬ）］１００多層膜の下地として設けられたＡｕバッファ層のＲＨＥＥＤパターンである。
【図２】結晶構造を表わす図面代用写真であって、［Ｆｅ（１ＭＬ）／Ａｕ（１ＭＬ）］１００多層膜の第１層目であるＦｅ層のＲＨＥＥＤパターンである。
【図３】結晶構造を表わす図面代用写真であって、［Ｆｅ（１ＭＬ）／Ａｕ（１ＭＬ）］１００多層膜の第２層目であるＡｕ層のＲＨＥＥＤパターンである。
【図４】結晶構造を表わす図面代用写真であって、［Ｆｅ（１ＭＬ）／Ａｕ（１ＭＬ）］１００多層膜の最上眉であるＡｕ層のＲＨＥＥＤパターンである。
【図５】［Ｆｅ（１ＭＬ）／Ａｕ（１ＭＬ）］１００多層膜のＸ線回折チャートである。
【図６】［Ｆｅ（１ＭＬ）／Ａｕ（１ＭＬ）］１００多層膜の磁化ループである。
【図７】［Ｆｅ（１ＭＬ）／Ａｕ（１ＭＬ）］１００多層膜のカーループである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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