(57)【要約】【課題】  磁界変調記録における必要磁界強度を低減させること。これにより磁気ヘッドの低消費電力化、変調速度の高速化を可能にすること。小さな印加磁界で高密度記録を実現させること。【解決手段】  熱磁気記録媒体の記録層に隣接させて、記録層よりも規定の範囲内で低温のキュリー温度を有し、低磁界で容易に磁化反転するバイアス層を、交換結合させずに積層した構成。記録温度以上に加熱された局所領域において、バイアス層から大きな漏洩磁界が発生するとともに、変調された小さな印加磁界に応じてバイアス層の加熱領域周辺部が磁化反転して漏洩磁界の極性が反転する。【選択図】  図１
2005317100.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の磁性薄膜を局所加熱して、外部印加磁界の作用により加熱部位の磁化配向状態を変化させて情報の記録を行う熱磁気記録媒体であって、該第１の磁性薄膜のキュリー温度をＴ１（Ｋ）とした時、Ｔ１−１００＜Ｔ２＜Ｔ１を満たすキュリー温度Ｔ２（Ｋ）を有し、室温における保磁力が５００Ｏｅ以下である第２の磁性薄膜が、該第１の磁性薄膜に隣接して、交換結合することなく配置されていることを特徴とする熱磁気記録媒体。
【請求項２】
請求項１に記載の熱磁気記録媒体であって、該第２の磁性薄膜のキュリー温度Ｔ２（Ｋ）が、Ｔ１−１００＜Ｔ２＜Ｔ１−５０を満たすことを特徴とする熱磁気記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱磁気記録媒体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
熱と磁界の作用により熱磁気記録を行う光磁気記録媒体への磁気記録の書き込みは、磁気ヘッドとレーザとを、記録媒体に対向して配置させ、光（熱）と磁気とを利用して記録することが行われている。記録方法には、記録媒体の記録層に一定方向の磁界と高出力のレーザ光を照射して記録媒体の磁界の方向を一方向に揃えてから、磁気ヘッドの磁界の方向を他方に切り替え、書き換えたい情報に従って書き換えたい部分に高出力のレーザ光を照射して磁気情報を書き換える光変調方式と、高出力のレーザを照射し、書き込むべき情報に従って磁界を変化せて記録情報を書き込む磁界変調オーバーライト方式とが一般的に行われている。
【０００３】
これらの記録方式では、光学系の分解能を越えた微細な磁区の書き込みも可能である。光学系の分解能を越えた微細な磁区は、例えば、特開平６−２９０４９６号公報に開示されているＤＷＤＤ（Ｄｏｍａｉｎ  Ｗａｌｌ  Ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）等の磁性膜特有の現象を利用した超解像再生技術を用いることで、光学系の分解能を超えた高密度再生も可能である。
【特許文献１】特開平０６−２９０４９６号公報
【非特許文献１】松本，伊藤，盛迫、「磁気記録工学」共立出版、１９９０年２月
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
光変調記録および磁界変調記録において、磁気ヘッドの消費電力の低減と、記録速度の高速化、光ディスクとしての基本要件である可換性を維持するに充分な記録膜と磁気ヘッドとの間のクリアランスを確保、更に、磁界変調記録の場合、記録速度の高速化のためには、記録に要する外部印加磁界の低減、すなわち、磁気ヘッドによる発生磁界を低減させる必要がある。そのために記録媒体の磁界感度を向上させる試みが従来から精力的になされて来たが、外部印加磁界を１００Ｏｅ程度以下に低減させることは極めて困難であった。
【０００５】
本発明は、磁界発生機能を媒体内部に組み込んで、外部からの印加磁界はその極性の切り換えにのみ利用することにより、記録に要する外部印加磁界を大幅に低減させる熱磁気記録媒体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的は以下の構成により達成される。
【０００７】
第１の磁性薄膜を局所加熱して、外部印加磁界の作用により加熱部位の磁化配向状態を変化させて情報の記録を行う熱磁気記録媒体であって、該第１の磁性薄膜のキュリー温度をＴ１（Ｋ）とした時、Ｔ１−１００＜Ｔ２＜Ｔ１を満たすキュリー温度Ｔ２（Ｋ）を有し、室温における保磁力が５００Ｏｅ以下である第２の磁性薄膜が、該第１の磁性薄膜に隣接して、交換結合することなく配置されていることを特徴とする熱磁気記録媒体。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の熱磁気記録媒体は、小さな外部印加磁界で記録可能なため、磁気ヘッドの低消費電力化、変調速度の高速化が可能になるという効果がある。また、小さな外部印加磁界でも大きな磁界を記録膜に作用させることが可能なため、高密度化に伴って増大する記録膜自身の浮遊磁界の影響による記録磁壁の位置揺らぎが抑制され、高密度化が可能になるという効果もある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
相対的に広範な領域が一方向に着磁された磁性薄膜（バイアス層）を局所加熱すると磁化の勾配が生じるため漏洩磁界が発生する。本発明は、この漏洩磁界を利用して記録層を磁化反転させるものである。
【００１０】
本発明の実施するための実施の形態の一例を、図面を用いて説明する。図１は、本発明の記録媒体の構成と局所加熱された磁性薄膜からの漏洩磁界分布をシミュレーションした結果を示した図である。記録媒体は、バイアス層とバイアス層上に形成された非磁性層と記録層から形成されている。図１の記録媒体では、バイアス層として膜厚５０ｎｍの図２に示したような飽和磁化の温度依存性を有するＢ１、Ｂ２、Ｂ３の３種類の一方向に磁化が配向された磁性膜を、記録層としては、キュリー温度が６００Ｋの厚さ２０ｎｍの磁性膜を仮定した。
【００１１】
このバイアス層を局所加熱して、図１の層構造の下部に示す、ピーク温度７００Ｋ、周囲温度３００Ｋ、２σ＝０．６μｍのガウス分布状の温度分布を付与した時の、バイアス層表面から１５ｎｍの位置における、漏洩磁界の膜面垂直成分の分布のシミュレーション結果を図１の層構造の上部に示す。
【００１２】
漏洩磁界の膜面垂直成分の分布のシミュレーションから明らかなように、バイアス層のキュリー温度を高くするほどバイアス層からバイアス層の磁化方向とは逆方向の大きな漏洩磁界が得られ、バイアス層がキュリー温度に達する位置よりも若干高温側に漏洩磁界強度のピークが現れる。しかし、磁化反転を起こさせる記録層のキュリー温度（６００Ｋ）の位置における漏洩磁界強度は、バイアス層のキュリー温度を記録層のキュリー温度よりも高くすると逆に低下する。
【００１３】
尚、外部から磁界を印加してバイアス層の磁化を印加磁界の方向に配向させた際に、バイアス層から記録層へ漏洩する磁界は外部から印加する磁界とは逆方向の磁界になる。
【００１４】
このシミュレーションの結局から、バイアス層のキュリー温度を記録層のキュリー温度よりも適度に低温であるＢ２程度のキュリー温度に設計した時、最も有効に漏洩磁界を記録層に作用させることができることになる。シミュレーションによれば、この時バイアス層から３００Ｏｅ程度の漏洩磁界を記録層に作用させることができる。
【００１５】
従って、記録層の磁界感度が３００Ｏｅ程度の記録媒体であれば、外部から磁界を印加しなくても、加熱するだけでバイアス層からの漏洩磁界のみで、記録層の領域中にバイアス層と逆方向の磁区を記録することができることが予想される。
【００１６】
一方、オーバーライトを行なうため、更に、連続的に磁化を反転させた磁区を記録する必要がある。このために、逆の磁化反転も行う必要があり、この漏洩磁界の発生方向を切り換える必要がある。そこで、その切り換えのために逆方向の外部磁界を印加する。
【００１７】
バイアス層の保磁力を小さく設定しておけば、５０Ｏｅ程度の外部磁界を印加することで容易に磁化反転させることが出来る。相対的に広範な領域が一方向に磁化反転して外部磁界の方向に配向した状態で、先程と同様に局所加熱されると、先程とは逆方向に漏洩磁界が発生することになる。漏洩磁界が発生する方向は、磁化が配向された方向とは逆方向になるので、印加した外部磁界の方向とも逆方向になる。したがって、記録膜に有効に作用する磁界の大きさは両者の差となり、この場合は３００Ｏｅ−５０Ｏｅ＝２５０Ｏｅ程度となる。結局、記録層の磁界感度が２５０Ｏｅであれば、５０Ｏｅの外部磁界で記録できるということになる。
【００１８】
本発明は、第１の磁性薄膜（バイアス層）と第２の磁性薄膜（記録層）とが隣接して、且つ、交換結合することなく配置され、第１の磁性薄膜（バイアス層）のキュリー温度をＴ１（Ｋ）とし、第２の磁性薄膜（記録層）のキュリー温度をＴ２（Ｋ）とした時、第２の磁性薄膜（記録層）が、Ｔ２＜Ｔ１を満たし、且つ、室温における保磁力が５００Ｏｅ以下である熱磁気記録媒体である。キュリー温度Ｔ１とＴ２との関係は、Ｔ１−１００＜Ｔ２＜Ｔ１であることがより好ましく、Ｔ１−１００＜Ｔ２＜Ｔ１−５０を満たすことが更に好ましい。
【００１９】
このキュリー温度Ｔ１とＴ２との最適な関係は、熱磁気記録媒体を局所加熱した時に、記録層の磁化反転領域にバイアス層からの漏洩磁界が最も有効に作用するように決定されるべきである。その関係は、厳密には、加熱時に形成される温度分布や、バイアス層の飽和磁化の温度依存性や、記録層とバイアス層との間の距離や膜厚に依存する。これらのパラメータを現実的な範囲で変化させた時の漏洩磁界の強度分布をシミュレーションした結果、上記の関係を維持すれば、概ね記録層のキュリー温度相当の等温線上に、即ち記録層の磁化反転が起こる領域上に、漏洩磁界強度分布のピークが形成されることが確認できた。
【００２０】
なお、本実施の形態の媒体は、光変調記録および磁界変調記録の両方の記録方式に適用することができる。
【００２１】
以下に具体的な実施例をもって本発明を詳細に説明するが、本発明はその主旨を逸脱しない限りにおいて以下の実施例に限定されるものではない。以下の実施例では、説明の簡略化のために最も単純な単層の記録膜を有する光磁気記録媒体に本発明の構成を適用した例を主として示すが、本発明はこれに限らず、ＤＷＤＤ媒体などのような多層構造を有する記録媒体にも適用可能である。
（実施例１）
実施例１で用いた記録媒体の構成を図３に示す。ポリカーボネイト基板上に５０ｎｍのＳｉＮ誘電体膜が成膜され、その上にＴｂ−Ｆｅ−Ｃｏ合金で構成された２０ｎｍの記録層が成膜されている。この上に交換結合を切断するために、５ｎｍのＳｉからなる非磁性層を介して、Ｇｄ−Ｆｅ−Ｃｏ合金で構成された５０ｎｍのバイアス層が成膜されている。更に、２０ｎｍのＳｉＮ誘電体膜を介して３０ｎｍのＡｌ放熱層が成膜されている。この上にＵＶ樹脂が保護コートされている。記録層のキュリー温度は５９２Ｋであり、バイアス層のキュリー温度は５３３Ｋである。また、バイアス層の室温における保磁力は１００Ｏｅであり、飽和磁化は１５０ｅｍｕ／ｃｃである。
【００２２】
上記の光磁気記録媒体に、レーザ波長６６０ｎｍ、対物レンズＮＡ０．６０の光学系を用いて、０．７５μｍのトーン信号を磁界変調記録した。この時の、ＣＮＲ（キャリア対ノイズ比）の外部印加磁界依存性を図４に示す。
【００２３】
磁界印加しない状態ではバイアス層が着磁されないため有効な漏洩磁界が発生せず、良好な記録特性が得られないが、僅かに３０Ｏｅ程度の外部磁界を印加することで、バイアス層が外部磁界の方向に着磁され、漏洩磁界が発生して急激に特性が向上している。外部印加磁界を増大させていくと、漏洩磁界をキャンセルするため、徐々に特性が劣化して行っている。
【００２４】
バイアス層の室温における保磁力は１００Ｏｅであったが、局所加熱領域の周囲では温度が上昇して保磁力が低下し、加えて反磁界も作用するため３０Ｏｅ程度の外部磁界でも磁化反転したものと考えられる。局所加熱によりバイアス層のキュリー温度以上に達する領域の大きさは直径１μｍ程度以下であるが、この周囲の直径５μｍ程度の領域が一方向に着磁されていれば、加熱領域に発生する浮遊磁界の大きさはほぼ一定であることがシミュレーションにより確認されている。したがって、加熱領域の周囲の直径５μｍ程度の領域が外部から印加された磁界により一定方向にされていれば、その外側の領域は必ずしも外部から印加された磁界の方向と一致している必要はない。
【００２５】
実験によれば、バイアス層の室温における保磁力が５００Ｏｅ程度以下であれば、局所加熱によりその周囲の広範な領域を１００Ｏｅ以下の外部磁界で磁化反転させることが可能であった。
（比較例１）
記録層を成膜した後、非磁性層とバイアス層とを成膜せずにＳｉＮ誘電体膜を成膜した他は実施例１と同様の媒体を作製して、実施例１と同様にＣＮＲの外部印加磁界依存性を測定した結果、１５０Ｏｅ以上でＣＮＲが立ち上がり始めて、２５０Ｏｅ以上で５５ｄＢのＣＮＲとなって飽和した。１５０Ｏｅ以下では全く記録ができなかった。
（実施例２）
実施例２で用いた記録媒体の磁性層の膜構成を図５に示す。光学系の分解能以上の高密度で記録した情報を再生するために、ＤＷＤＤの層構成に本発明を適用した例である。情報はメモリ層（Ｍ）に記録される。磁界感度を向上させるためにＧｄ−Ｆｅ−Ｃｏ合金からなるアシスト層（Ａ）がメモリ層と交換結合して積層されている。バイアス層（Ｂ）は、交換結合を切断するために２．５ｎｍのＳｉＮ層を介して８０ｎｍの膜厚に成膜した。メモリ層及びバイアス層の材料は、それぞれ実施例１の記録層及びバイアス層の材料と同じにした。
【００２６】
この記録媒体に実施例１と同様の光学系で、ビット長０．０６μｍのランダム信号を１−７変調で磁界変調記録した。この結果実施例１と同様に印加磁界強度５０Ｏｅ程度で良好な特性が得られた。
（比較例２）
アシスト層を成膜した後、非磁性層とバイアス層とを成膜せずにＳｉＮ誘電体膜を成膜した他は実施例２と同様の媒体を作製して、実施例２と同様にＣＮＲの外部印加磁界依存性を測定した結果、１００Ｏｅ以上でＣＮＲが立ち上がり始めて、２００Ｏｅ以上でＣＮＲが飽和した。１００Ｏｅ以下では全く記録ができなかった。
（比較例３）
メモリ層を成膜した後、アシスト層と非磁性層とバイアス層とを成膜せずにＳｉＮ誘電体膜を成膜した他は実施例２と同様の媒体を作製して、実施例２と同様にＣＮＲの外部印加磁界依存性を測定した結果、２００Ｏｅ以上でＣＮＲが立ち上がり始めて、４００Ｏｅ以上でＣＮＲが飽和した。
（実施例３）
メモリ層を成膜した後、アシスト層を成膜せずに非磁性層を成膜し、バイアス層を、８０ｎｍから１５０ｎｍの範囲で膜厚を変えて成膜した他は実施例２と同様の媒体を作製した。実施例２と同様にＣＮＲの外部印加磁界依存性を測定した結果、いずれの媒体も３０Ｏｅ以上でＣＮＲが立ち上がり始めたが、実施例２の場合と同等の良好な特性が得られたのは、バイアス層の膜厚を１２０ｎｍ以上にした媒体であり、それ以下の媒体ではＣＮＲが充分に立ち上がる前に印加磁界の増大と共に特性が劣化する傾向が見られた。
【００２７】
これは、アシスト層なしの媒体では４００Ｏｅ程度の記録磁界を要するため、１２０ｎｍ以下のバイアス層では漏洩磁界強度が不十分であったためと考えられる。
【００２８】
尚、本発明は上記の実施例に限定されるものではなく、交換結合を切断するための層としては、Ai, Ti等の非磁性層やTb等の低キュリー温度の磁性膜、更にはCo等の面内磁化膜も使うことができる。その膜厚は、交換結合を切断するに十分な膜厚であれば良く、バイアス層を記録層から不必要に遠ざけて記録層に作用する漏洩磁界を低減させてしまうことのないように、1ｎｍ程度以上２０ｎｍ程度以下の膜厚とするのが適当である。記録層とバイアス層との間に挿入される層の膜厚や記録層自体の膜厚は、その層の機能を発揮するに最適な膜厚に選定すればよく、それに応じてバイアス層の膜厚を増減させて、記録層に作用する漏洩磁界の大きさが記録に充分な大きさになるように設計すればよい。但し膜厚の増大は材料費や生産性の点で不利となるので、各磁性層の膜厚は必要以上の膜厚としないようにすべきである。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】局所加熱された磁性薄膜からの漏洩磁界分布をシミュレーションした結果を示した図。
【図２】図１のシミュレーションで仮定した磁性薄膜の飽和磁化の温度依存性を示した図。
【図３】本発明の実施例１の媒体構成。
【図４】本発明の実施例１の媒体のＣＮＲの外部印加磁界依存性を示した図。
【図５】本発明の実施例２の媒体構成。
【図１】
2005317100.tif 000003
【図２】
2005317100.tif 000004
【図３】
2005317100.tif 000005
【図４】
2005317100.tif 000006
【図５】
2005317100.tif 000007