(57)【要約】【課題】記録用の磁界発生装置を用いることなく、全く新しい発想で情報を磁気的に記録するとともに、光のスポット径より小さい記録ビットの再生を可能とする光学的情報記録媒体を提供する。【解決手段】基板１上に、第１誘電体層２、記録層となる酸化Ｗ−Ｍｏ（タングステン−モリブテン）層３、第１磁性層４、第２磁性層５、第２誘電体層６、保護層７が順次積層されている。酸化Ｗ−Ｍｏ層３は、レーザー光で与えられた熱により、わずかな形状変化を起こし、情報が記録される。この形状変化が酸化Ｗ−Ｍｏ層３に接して形成された第１磁性層４の垂直磁化に変換される。このように、磁界発生装置がなくとも、磁気情報を記録することができる。また、書き込まれた情報は、第２磁性層５により再生される。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザー光照射による熱により形状変化を起こす形状記録層と、
前記形状変化に基づいて作用する応力の変化により磁化方向が反転する垂直磁化容易軸を持つ第１の磁性層とを備え、
前記形状記録層上に接して前記第１の磁性層が積層されていることを特徴とする光学的情報記録媒体。
【請求項２】
前記形状記録層は、酸化Ｗ−Ｍｏで構成されていることを特徴とする請求項１に記載の光学的情報記録媒体。
【請求項３】
前記第１の磁性層上には、レーザ光照射によって作られた温度勾配により、隔壁の移動が生じる第２の磁性層が積層されていることを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載の光学的情報記録媒体。
【請求項４】
前記第２の磁性層は、Ｇｄ−Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂｉ又はＧｄ−Ｆｅ−Ｃｏ−Ｓｎで構成されていることを特徴とする請求項３に記載の光学的情報記録媒体。
【請求項５】
前記第１の磁性層と第２の磁性層との間に非磁性金属層又は誘電体層を設けることにより、２つの磁性層の磁気的結合が静磁気結合となることを特徴とする請求項３又は請求項４のいずれかに記載の光学的情報記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，レーザー光等の光を照射することにより、情報の記録再生を行う光磁気ディスク、光磁気テープ、光磁気カード等の光学的情報記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁性膜を用いた光磁気記録媒体においては、記録密度の向上のためには、記録マークの短縮化すなわち情報磁区の微小化を図ることが必要となる。しかしながら、信号の再生分解能は，ほとんど再生光学系の光源の波長λと対物レンズの開口数ＮＡで決まり、空間周波数２ＮＡ／λが再生限界となる。
【０００３】
そこで、記録密度を上げるために光源の波長λを短くすることや、開口数ＮＡの大きいレンズを用いて再生装置のスポット光の径を小さくすることが考えられる。しかしながら，現在実用レベルにあるレ−ザ−の波長は、４０５ｎｍ程度にすぎず、また、開口数ＮＡの大きいレンズを用いると焦点深度が浅くなり、レンズとディスクとの距離を小さくしなければならない。
【０００４】
この場合、レンズとディスクとの間の距離のずれに対して、スポット光の径の拡大割合が大きくなるので、レンズとディスクとの距離には精度が要求され，光ディスクの製造精度が厳しくなる。したがって，レンズのＮＡはあまり大きくできず，実用化可能なレンズＮＡはせいぜい ０．８５である。
【０００５】
すなわち，光源の波長λや対物レンズの開口数ＮＡによる記録密度の向上には限界がある。この様な再生時の条件から規定される記録密度の問題点を解決するものとして、特許文献１に開示された光磁気記録媒体およびその再生方法がある。この再生方法は、上記の再生限界を超えた再生を可能とするものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平６−２２３４２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記従来技術における再生光学系の再生限界を超えた高密度再生技術は、６５０ｎｍ程度のレーザー光源に対するものとして考案されたものであり、レーザースポット内の温度分布すなわち温度勾配を利用するものである。集光レンズにより絞り込まれた光ビームの光強度分布はガウス分布になるため、記録媒体上の温度分布もほぼガウス分布になる。このため、ある温度以上の領域は、光ビームよりも小さくなっており、この温度以上の領域のみを再生に関与させようとするものである。
【０００８】
このため、記録層と転写層と読み出し層の３層構造を用い、転写層の面内磁化による磁気的なマスク効果を利用することにより、読み出し層上の光スポット径より小さい記録ビットの再生可能としている。しかし、上記従来技術における光磁気記録媒体への記録は、多層化した磁性層の特定の記録層に外部磁界の印加により垂直磁気記録を行う。したがって、記録装置には、記録用の磁界発生装置を搭載する必要がある。このため、コストが高くなり、配置スペースを考慮する必要があった。
【０００９】
本発明は、上述した課題を解決するために創案されたものであり、記録用の磁界発生装置を用いることなく、全く新しい発想で情報を磁気的に記録するとともに、光のスポット径より小さい記録ビットの再生を可能とする光学的情報記録媒体を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、レーザー光照射による熱により形状変化を起こす形状記録層（３）と、前記形状変化に基づいて作用する応力の変化により磁化方向が反転する垂直磁化容易軸を持つ第１の磁性層（４）とを備え、前記形状記録層上に接して前記第１の磁性層が積層されていることを特徴とする光学的情報記録媒体である。
【００１１】
請求項２記載の発明は、前記形状記録層は、酸化Ｗ−Ｍｏで構成されていることを特徴とする請求項１に記載の光学的情報記録媒体である。
【００１２】
請求項３記載の発明は、前記第１の磁性層上には、レーザ光照射によって作られた温度勾配により、隔壁の移動が生じる第２の磁性層（５）が積層されていることを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載の光学的情報記録媒体である。
【００１３】
請求項４記載の発明は、前記第２の磁性層は、Ｇｄ−Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂｉ又はＧｄ−Ｆｅ−Ｃｏ−Ｓｎで構成されていることを特徴とする請求項３に記載の光学的情報記録媒体である。
【００１４】
請求項５記載の発明は、前記第１の磁性層と第２の磁性層との間に非磁性金属層又は誘電体層（８）を設けることにより、２つの磁性層の磁気的結合が静磁気結合となることを特徴とする請求項３又は請求項４のいずれかに記載の光学的情報記録媒体である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ビームスポット径より小さい磁区マークをレーザー光の熱により生じる微小な形状変化として記録し、その記録による微小な形状変化を利用して、垂直磁気記録磁区に変換し、その記録変換したマークを磁気的に転写することにより、超解像再生が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の光学的情報記録媒体の一実施例を示す断面図である。
【図２】本発明の光学的情報記録媒体の他の実施例を示す断面図である。
【図３】本発明に係る実施例の磁性層の磁気特性変化を示した図である。
【図４】本発明に係る実施例の磁性層の磁気特性変化を示した図である。
【図５】本発明に係る実施例の記録層（酸化Ｗ-Ｍｏ膜）の形状変化を観察した図で        ある。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一または類似の部分には同一または類似の符号を付している。構造に関する図面は模式的なものであり、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。
【００１８】
図１に、本発明の光学的情報記録媒体の一実施例を示す。図１に示すように、ガラス板またはポリカーボネイト等の案内溝付き基板１上に、保護層となる第１誘電体層２、記録層となる酸化Ｗ−Ｍｏ（タングステン−モリブテン）層３、第１磁性層４、第２磁性層５、保護層および光学的干渉層となる第２誘電体層６、カバー層となる保護層７が順次積層されている。
【００１９】
本発明では、特に、形状記録層となる酸化Ｗ−Ｍｏ（タングステン−モリブテン）層３と、この上に、接して積層された第１磁性層４を有していることが特徴となっている。この酸化Ｗ−Ｍｏ層３により、形状変化が発生し、この形状変化が第１磁性層４の垂直磁化に変換される。詳しく説明すると、酸化Ｗ−Ｍｏ層３は、保護層７側から照射されたレーザー光で与えられた熱により、わずかな形状変化を起こし、情報が記録される。その記録層に接する第１磁性層４として、例えば、Ｔｂ−Ｆｅ−Ｃｏをベースとするフェリ磁性垂直磁化膜が望ましい。すなわち、室温において安定に記録マーク（磁区）が存在するに十分な保磁力を有することが必要である。
【００２０】
上記のような第１磁性層４を用いれば、酸化Ｗ−Ｍｏ層３のわずかな形状変化に対応する部分の磁気特性に変化が生じる。
【００２１】
この磁気特性変化は、酸化Ｗ−Ｍｏ層３に生じた形状変化が、第１磁性層４への応力となって作用し、生ずるものである。言い換えると、第１磁性層４に発生する応力変化により、第１磁性層４の持つ保磁力エネルギーが部分的に変化し、応力変化が発生していない周辺の磁性膜からの浮遊磁界によって磁区マークに対応する部分の磁化方向が反転するものである。この保磁力エネルギーの変化を確認した結果を図３および図４に示す。
【００２２】
図３は、酸化Ｗ−Ｍｏ層３の形状変化すなわち応力変化が生じる前の第１磁性層４のヒステリシス特性の変化を示す。図４は、応力変化が生じた後の第１磁性層４のヒステリシス特性の変化を示す。図３、４ともに、横軸は磁界を、縦軸は磁束密度を示す。ヒステリシスループの横軸方向の幅を見ればわかるように、保磁力に変化が生じていることが判る。応力変化が生じた後の第１磁性層４の方が、保磁力エネルギーは強くなっている。
【００２３】
一方、応力変化を生じさせた形状記録層となる酸化Ｗ−Ｍｏ層３の形状変化を観察した電子顕微鏡像を図５に示す。下から第１誘電体層２、酸化Ｗ−Ｍｏ層３、第１磁性層４の順に積層されている状態が示されている。酸化Ｗ−Ｍｏ層３においては、記録マークに相当する部分がわずかに隆起していることが判る．実際にこの変化による記録再生を、上述の構成の媒体で確認したところ、６０ｎｍ前後の磁区マーク長で、Ｃ／Ｎ４０ｄＢの再生特性が得られた。
【００２４】
このように、記録したい領域に、レーザー光を照射すれば、レーザー光により与えられた熱により、酸化Ｗ−Ｍｏ層３に形状変化が起こり、この形状変化が酸化Ｗ−Ｍｏ層３に接している第１磁性層４に伝達される。第１磁性層４では酸化Ｗ−Ｍｏ層３の形状変化が応力変化となって作用し、垂直磁気記録に変換される。以上のように、レーザー光の熱により発生する記録層の形状変化に基づいて垂直磁気記録を行うため、記録用の磁界発生装置をなくすることができる。
【００２５】
次に、再生用磁性層（読み出し磁性層）となる第２磁性層５には、室温において面内方向（膜面に平行な方向）に磁化容易方向を持つ膜、いわゆる面内磁化膜で、昇温すると垂直方向（膜面に垂直な方向）に磁化容易方向を持つ膜、いわゆる垂直磁化膜に変化する重希土類-鉄族金属から成るアモルファス薄膜で、かつ、前記重希土類-鉄族金属との交換エネルギーが小さい膜から構成されている。また、磁壁移動を容易にするため、磁気異方性の小さい膜であることが望ましい。
【００２６】
磁壁移動層となる第２磁性層５は、磁壁移動が容易に起こり得るために、異方性および保磁力が小さい膜であることが必要で、そのためにＧｄ−Ｆｅ膜をベースとする材料を使用することが望ましい。例えば、Ｇｄ−Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂｉや、Ｇｄ−Ｆｅ−Ｃｏ−Ｓｎが好ましい。
【００２７】
更に、Ｇｄ−Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂｉをベースとして、他の希土類Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕといった元素を添加、もしくは、Ｇｄ−Ｆｅ−Ｃｏ−Ｓｎをベースとして、他の希土類Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕといった元素を添加した膜であっても良い。
【００２８】
一方、上述したように、第１磁性層４は、垂直方向（膜面に垂直な方向）に磁化容易軸を持つ膜、いわゆる垂直磁化膜で、重希土類−鉄族金属から成るアモルファス薄膜であり、Ｔｂ−Ｆｅ−Ｃｏをベースとするフェリ磁性垂直磁化膜が望ましい。レーザー光による記録および再生時の昇温状態を考慮して、第１磁性層４、第２磁性層５のキュリー温度Ｔｃ１、Ｔｃ２は、Ｔｃ１＞Ｔｃ２であることが望ましい。
【００２９】
以上のように、読み出し磁性層に、Ｇｄ−Ｆｅ−Ｃｏ−ＢｉまたはＧｄ−Ｆｅ−Ｃｏ−Ｓｎ等を用いることで、磁気的超解像再生が可能となり、４０５ｎｍレーザーでは通常再生不可能な微小な磁区マークを再生することができる。
【００３０】
図１の構成は、以下のようにして得られる。ガラス盤またはポリカーボネイト等の案内溝付き基板１上に，保護膜となる第１誘電体層２を介して酸化Ｗ−Ｍｏ層３、第１磁性層３４、第２磁性層５を、真空中で例えば連続スパッタリング等により順次積層した三層薄膜を形成した後、さらにこの第２磁性層５上に、第２誘電体層６を真空中で形成し、その上に保護層７を形成する。
【００３１】
ここで、実施例として、第１および第２誘電体層は、ＳｉＮＸを用いて作製した。第１および第２誘電体層の膜厚は、２０〜６０ｎｍ程度とすることが望ましい。この際、案内溝を設けた基板の案内溝（トラック）のピッチは、最近開発されたBlu-ray Disc（ブルーレイディスク）のトラックピッチ３２０ｎｍに対して半分程度（１６０ｎｍ程度）に設定されており、かつ、記録トラックのトラック幅は５０ｎｍ程度に設定されて狭トラック化が図られている。そして、この実施例では、第２磁性層としてＧｄ−Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂｉ又はＧｄ−Ｆｅ−Ｃｏ−Ｓｎを用いることにより，狭トラック記録にもかかわらず再生信号を良好に得られるように構成されている。
【００３２】
図２に他の実施例を示す。図２では、図１の実施例の第１磁性層４と第２磁性層５の間の交換相互作用を静磁気的な作用に置き換えるべく、ふたつの磁性層の間に非磁性金属層または誘電体層８を挿入している。磁気的超解像再生効果を得るための第２磁性層５は、Ｇｄ−Ｆｅ−ＣｏにＢｉまたはＳｎを添加した膜を用いることにより、温度上昇にともなう磁気異方性の変化をより急峻にし、超解像再生の要となる磁気的マスク効果の変化を良好にするものである。
【００３３】
この効果を更に改善するために，第１磁性層４からの磁気的転写を磁気的交換相互作用と静磁気的結合による作用の双方により実現することが望ましい。この場合、挿入する非磁性金属層または誘電体層８の膜厚は、１０〜３０ｎｍ程度とすることが望ましい。この実施例においても、図１の実施例と同様に良好な記録再生特性が確認された。
【符号の説明】
【００３４】
１      基板
２      第１誘電体層
３      酸化Ｗ−Ｍｏ層
４      第１磁性層
５      第２磁性層
６      第２誘電体層
７      保護層
８      非磁性金属層又は誘電体層
【図１】
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【図２】
2012221516.tif 000004
【図３】
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【図４】
2012221516.tif 000006
【図５】
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