(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光スポットの照射により媒体上に形成される温度分布を利用して記録磁区の磁壁を移動させることにより記録磁区を拡大し、情報の再生が行われる磁壁移動型光磁気記録媒体において、
前記温度分布のピーク温度より高いキュリー温度を有し、磁壁が移動する磁壁移動層と、
情報を蓄積する記録層と、
前記磁壁移動層と記録層間に設けられた、それらの層より低いキュリー温度を有するスイッチング層とを備え、
前記磁壁移動層は、前記記録層より磁壁抗磁力が小さく、また、前記磁壁移動層、スイッチング層、記録層は、前記スイッチング層のキュリー温度以下で交換結合し、前記記録層の磁化が前記磁壁移動層に転写されていると共に、前記磁壁移動層と前記記録層とは前記スイッチング層のキュリー温度近傍の交換結合した状態で互いの飽和磁化が反平行になるように構成されており、
さらに、前記磁壁移動層は、前記スイッチング層のキュリー温度近傍で遷移金属副格子磁化が優勢となるように構成され、
前記記録層は、前記スイッチング層のキュリー温度近傍で希土類副格子磁化が優勢となるように構成されていることを特徴とする磁壁移動型光磁気記録媒体。
【請求項２】
請求項１に記載された磁壁移動型光磁気記録媒体において行われる記録情報の再生方法であって、
前記磁壁移動型光磁気記録媒体上に前記スイッチング層のキュリー温度を超える温度域を有する所定の温度分布をレーザー光により形成し、前記スイッチング層のキュリー温度を超える温度域の領域において前記磁壁移動層と記録層の間の交換結合を切断するとともに、前記磁壁移動層に形成された磁壁を前記温度分布の温度勾配に基づき発生する駆動力と前記記録層からの静磁力とによって高温側へ移動させるステップと、
前記レーザー光の前記媒体からの反射光を利用して前記記録層に蓄積された情報を検出するステップとを含むことを特徴とする情報再生方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気光学効果を利用してレーザー光により情報の記録／再生を行う光磁気記録媒体およびその情報再生方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
書き換え可能な記録媒体として、各種の磁性記録媒体が実用化されている。特に、半導体レーザーの熱エネルギーを用いて磁性薄膜に磁区を書き込んで情報を記録し、磁気光学効果を用いてこの記録情報を読み出す光磁気記録媒体は、高密度記録が可能な大容量可換媒体として期待されている。近年、動画像のデジタル化の動きとあいまって、これらの磁性記録媒体の記録密度を高めてさらに大容量の記録媒体とする要求が高まっている。
【０００３】
一般に、光記録媒体の線記録密度は、再生光学系のレーザ波長及び対物レンズの開口数ＮＡに大きく依存する。すなわち、再生光学系のレーザ波長λと対物レンズの開口数ＮＡが決まるとビームウェストの径が決まるため、信号再生可能な記録ピットの空間周波数は２ＮＡ／λ程度が限界となってしまう。したがって、従来の光ディスクで高密度化を実現するためには、再生光学系のレーザ波長を短くするか、対物レンズの開口数を大きくする必要がある。しかしながら、レーザ波長を短くすることは素子の効率、発熱等の問題から容易ではない。また、対物レンズの開口数を大きくすると、焦点深度が浅くなる等の理由から、機械的精度に対する要求が厳しくなるという問題が生じる。
【０００４】
そこで、最近では、レーザ波長や対物レンズの開口数を変えずに、記録媒体の構成や再生方法を工夫して記録密度を改善する、いわゆる超解像技術が種々開発されている。
【０００５】
例えば、特開平３−９３０５８号においては、磁気的に結合される再生層と記録保持層とを有してなる多層膜の、記録保持層に信号記録を行うとともに、再生層の磁化の向きを揃えた後、レーザー光を照射して加熱し、再生層の昇温領域に、記録保持層に記録された信号を転写しながら読み取る信号再生方法が提案されている。この方法によれば、再生時の符号間干渉を減少させることができるとともに、再生用のレザーのスポット径に対して、このレーザーによって加熱されて転写温度に達し信号が検出される領域は、より小さな領域に限定できるため、２ＮＡ／λ以上の空間周波数の信号を再生することが可能である。
【０００６】
しかしながら、上記の再生方法は、再生用レーザー光のスポット径に対して、有効に使用される信号検出領域が小さくなるため、再生信号振幅が低下し、十分な再生出力が得られないという欠点を有している。このため有効信号検出領域をスポット径に対してあまり小さくすることはできず、結局は光学系の回折限界で決まる記録密度に対して、大幅な高密度化を達成することはできない。
【０００７】
上記問題点を解決する方法の１つとして、特開平６−２９０４９６号公報には、記録マーク（磁区）の境界部に存在する磁壁を記録媒体に生じた温度勾配に従って高温側に移動させることで、再生信号振幅を低下させることなく、光学系の分解能を超えた記録密度の信号再生を可能にした方法が開示されている。
【０００８】
以下、この再生方法について詳細に説明する。
【０００９】
図８は、上記公報に開示された光磁気記録媒体およびその情報再生原理を説明するための図で、（ａ）は光磁気記録媒体の構成および再生用の光ビームが照射された部分の磁化状態を示す模式的断面図、（ｂ）はその光ビーム照射時の光磁気記録媒体に形成される温度分布を示すグラフ、（ｃ）は（ｂ）の温度分布に対応する磁壁移動層の磁壁エネルギー密度σの分布を示すグラフである。
【００１０】
図８（ａ）に示すように、この光磁気記録媒体の磁性層は、磁壁移動層である磁性層１１１、スイッチング層である磁性層１１２、記録層である磁性層１１３が順次積層されてなる。ここでは、磁性層１１１が、再生用光ビームが照射される面側に形成されている。各層中の矢印１１４は原子スピンの向きを表している。この原子スピン１１４の向きが相互に逆向きの領域の境界部には磁壁１１５が形成されている。
【００１１】
矢印１１８は媒体移動方向を表わしており、記録層が媒体移動方向１１８の方向へ移動することで、光ビームスポット１１６が記録層の情報トラックに沿って移動する。この光ビームスポット１１６が照射された部分では、図８（ｂ）に示すように、ビームの移動方向に対して、スポットの前方から温度が上昇し、位置Ｘｃに温度のピークが来るような温度分布が生じる。ここでは、位置Ｘａにおいて、媒体温度が磁性層１１２のキュリー温度近傍の温度Ｔｓに達するようになっている。
【００１２】
磁性層１１１における磁壁エネルギー密度σの分布は、図８（ｃ）に示すように、光ビームスポット１１６のスポットの後方の温度ピークの近傍において極小となり、スポットの前方ほど大きくなる。この様に、位置Ｘ方向に磁壁エネルギー密度σの勾配があると、位置Ｘに存在する各層の磁壁に対して下記式から求められる力Ｆが作用する。
【００１３】
【数１】
Ｆ＝∂σ／∂Ｘ          （１）
この力Ｆは、磁壁エネルギーの低い方に磁壁を移動させるように作用する。磁性層１１１は、磁壁抗磁力が小さく、磁壁移動度も大きいので、単層の場合にはこの力Ｆによって容易に磁壁１１５が移動する。ただし、位置Ｘaよりスポットの前方側に位置する領域においては、媒体温度がＴｓより低く、磁壁抗磁力の大きな磁性層１１３と交換結合しているために、磁壁１１５は移動せず、抗磁力の大きな磁性層１１３中の磁壁の位置と対応する位置に固定されている。
【００１４】
この光磁気記録媒体では、媒体移動方向１１８の方向に媒体が移動し、磁性層１１１の磁壁１１５が位置Ｘaの位置に来ると、その磁壁１１５の部分における媒体温度が磁性層１１２のキュリー温度近傍の温度Ｔｓまで上昇し、磁性層１１１と磁性層１１３との間の交換結合が切断される。この結果、磁性層１１１の磁壁１１５は、破線矢印１１７で示した様に、より温度が高く、より磁壁エネルギー密度の小さな領域へと瞬間的に移動する。光ビームスポット１６の下を磁壁１１５が通過すると、位置Ｘａから位置Ｘｃの範囲で磁性層１１１の原子スピンは一方向に揃う。
【００１５】
媒体の移動に伴って磁壁１１５が位置Ｘａに来る度に、スポットの下を磁壁１１５が瞬間的に移動し、位置Ｘａから位置Ｘｃの範囲に記録磁区が拡大し、磁性層１１１の原子スピンは一方向に揃う。この結果、再生信号の振幅は、記録されている磁壁の間隔（即ち記録マーク長）によらず、常に一定かつ最大の振幅になり、光学的な回折限界に起因した波形干渉等の問題から完全に解放される。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の特開平６−２９０４９６号公報に記載の再生方法においては、磁壁移動を起こすのに必要とされる力Ｆは、図８（ｃ）に示したように、温度Ｔｓ近傍ではあまり大きくない。このため、磁壁移動開始位置が揺らいでしまい、再生信号のジッターが大きくなってしまう。
【００１７】
本発明の目的は、磁壁移動開始位置の揺らぎをなくし、ジッターの抑制された信号再生を行うことが可能な磁壁移動型光磁気記録媒体およびその情報再生方法を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の磁壁移動型光磁気記録媒体は、光スポットの照射により媒体上に形成される温度分布を利用して記録磁区の磁壁を移動させることにより記録磁区を拡大し、情報の再生が行われる磁壁移動型光磁気記録媒体において、前記温度分布のピーク温度より高いキュリー温度を有し、磁壁が移動する磁壁移動層と、情報を蓄積する記録層と、前記磁壁移動層と記録層間に設けられた、それらの層より低いキュリー温度を有するスイッチング層とを備え、前記磁壁移動層は、前記記録層より磁壁抗磁力が小さく、また、前記磁壁移動層、スイッチング層、記録層は、前記スイッチング層のキュリー温度以下で交換結合し、前記記録層の磁化が前記磁壁移動層に転写されていると共に、前記磁壁移動層と前記記録層とは前記スイッチング層のキュリー温度近傍の交換結合した状態で互いの飽和磁化が反平行になるように構成されており、さらに、前記磁壁移動層は、前記スイッチング層のキュリー温度近傍で遷移金属副格子磁化が優勢となるように構成され、前記記録層は、前記スイッチング層のキュリー温度近傍で希土類副格子磁化が優勢となるように構成されている。
【００１９】
本発明の情報再生方法は、上記の磁壁移動型光磁気記録媒体において行われる記録情報の再生方法であって、前記磁壁移動型光磁気記録媒体上に前記スイッチング層のキュリー温度を超える温度域を有する所定の温度分布をレーザー光により形成し、前記スイッチング層のキュリー温度を超える温度域の領域において前記磁壁移動層と記録層の間の交換結合を切断するとともに、前記磁壁移動層に形成された磁壁を前記温度分布の温度勾配に基づき発生する駆動力と前記記録層からの静磁力とによって高温側へ移動させるステップと、前記レーザー光の前記媒体からの反射光を利用して前記記録層に蓄積された情報を検出するステップとを含むことを特徴とする。
【００２０】
上記のとおりの本発明においては、磁壁移動層と記録層とはスイッチング層のキュリー温度近傍の交換結合した状態で互いの飽和磁化が反平行になるように構成されているので、温度勾配による磁壁移動にともなう磁区の拡大に際して磁壁には第２の駆動力が働く。つまり、拡大する磁壁移動層の磁区が、磁区拡大方向における記録層の隣接する記録磁区から磁区を拡大する方向の浮遊磁界Ｈを受けることにより、磁壁移動層及び記録層の飽和磁化Ｍに比例した静磁力（Ｍ・Ｈ）が発生し、この静磁力が上記磁壁移動層の磁壁移動の第２の駆動力として働くのである。
【００２１】
このように、本発明によれば、磁壁移動開始直後において、磁壁を移動させるための駆動力として、温度勾配による第１の駆動力と、磁壁移動層及び記録層の飽和磁化に比例した静磁力による第２の駆動力とが生じるので、従来のものより、磁壁移動開始温度Ｔｓ直後の磁壁の駆動力が第２の駆動力が加わった分だけ増大することとなり、結果的に、磁壁移動開始位置が安定することになる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００２３】
図１は本発明の一実施形態である光磁気記録媒体およびその情報再生原理を説明するための図で、（ａ）は光磁気記録媒体の構成および再生用光ビーム照射による磁化状態の変化を示す模式的断面図、（ｂ）はその再生用光ビーム照射時の光磁気記録媒体に形成される温度分布を示すグラフ、（ｃ）は（ｂ）の温度分布に対応する磁壁移動層の磁壁エネルギー密度σの分布及び温度勾配による駆動力Ｆ１を示すグラフ、（ｄ）は（ｂ）の温度分布に対応する、磁壁移動層の飽和磁化および記録層の飽和磁化の分布を表すグラフ、（ｅ）は（ｄ）の飽和磁化分布によって生じる静磁力の分布を表わすグラフである。
【００２４】
図１（ａ）に示す光磁気記録媒体の構成は、本形態の光磁気記録媒体の基本的な構成であって、基板８上に下地層９、磁壁移動層である磁性層１、スイッチング層である磁性層２、記録層である磁性層３、上地層１０が順次積層されている。磁性層１が再生用光ビーム照射面側に位置しており、基板８側から再生用光ビームであるレーザ光１１が照射され、磁性層１の表面に再生スポットが形成される。記録媒体が矢印Ａの方向に移動することで、再生スポットが情報トラック上を移動する。
【００２５】
磁性層３には、記録磁区３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ…が順次形成されており、媒体温度が磁性層２のキュリー温度Ｔｓ以下の領域では、磁性層１と磁性層３が交換結合することにより、磁性層３の記録磁区がそのまま磁性層１の記録磁区として転写された状態になっている。図１（ａ）中、磁性層１の記録磁区１ａは、磁性層３の記録磁区３ａが転写されたものである。また、白抜き矢印４は各磁区の飽和磁化を表し、黒線矢印５は遷移金属原子スピンの向きを表している。
【００２６】
レーザ光１１が照射された部分では、図１（ｂ）に示すような、レーザー光１１の移動方向に対して温度勾配を有する温度分布が生じる。図１（ｂ）に示す例では、レーザー光１１の再生スポットの先端（再生スポットの、移動方向に対して最も前側に位置する部分）から少し後方（図１では左）に位置する位置Ｘａにおいて、記録媒体の温度が磁性層２のキュリー温度Ｔｓに達しており、位置Ｘａよりさらに後方側の領域においては、媒体温度はキュリー温度Ｔｓを超えており、磁性層１と磁性層３との間の交換結合が切断された状態となっている。
【００２７】
上記の温度分布に対応する磁性層１の磁壁エネルギー密度σの分布は、図１（ｃ）に示すように、位置Ｘ方向（再生スポットの移動方向）に勾配を有し、図１（ｂ）に示した温度分布のピーク値の近傍に極小値を持つ。この様に、位置Ｘ方向に磁壁エネルギー密度σの勾配があると、位置Ｘに存在する各層の磁壁に対して以下の式から求まる力Ｆ１が作用する。
【００２８】
【数２】
Ｆ１＝∂σ／∂Ｘ      （２）
【００２９】
この力Ｆ１は、磁壁エネルギーの低い方に磁壁を移動させるように作用する。磁性層１は磁壁抗磁力が小さく、磁壁移動度も大きいので、この力Ｆ１によって磁壁６が移動する。ただし、位置Ｘａより前方（図では右側）の領域では、媒体温度が磁性層２のキュリー温度Ｔｓに達していないので、磁壁抗磁力の大きな磁性層３との交換結合により、磁壁は磁性層３中の磁壁の位置に対応した位置に固定される。
【００３０】
この光磁気記録媒体では、矢印Ａの方向に記録媒体が移動し、磁性層１の磁壁６が位置Ｘａの位置に来ると、その磁壁６の位置における媒体温度が磁性層２のキュリー温度Ｔｓまで上昇し、磁性層１と磁性層３との間の交換結合が切断される。この結果、磁性層１の磁壁６は、破線矢印７で示した様に、より温度が高く、より磁壁エネルギー密度の小さな領域へと瞬間的に移動する。媒体の移動に伴って磁壁が位置Ｘａに来る度に、再生スポットの下を磁壁が瞬間的に移動する。
【００３１】
以上の力Ｆ１による磁壁移動の原理は、前述の特開平６−２９０４９６号公報に開示された光磁気記録媒体の場合と同じである。本形態の光磁気記録媒体では、磁壁移動の際に、上述の力Ｆ１に加えて、磁性層１、３の飽和磁化によって生じる以下のような静磁力Ｆ２が働く。
【００３２】
本形態では、磁性層１、３のそれぞれに、図１（ｂ）に示した温度分布に対して図１（ｄ）に示すような飽和磁化が生じる。図１（ｄ）中、飽和磁化Ｍｓ１は磁性層１における飽和磁化を表わし、飽和磁化Ｍｓ２は磁性層３における飽和磁化を表わす。磁性層１は、磁性層２のキュリー温度Ｔｓの近傍で希土類副格子磁化が優勢となっており、磁性層３は、磁性層２のキュリー温度Ｔｓの近傍で遷移金属副格子磁化が優勢となっている。
【００３３】
磁性層1の記録磁区には、磁性層３の記録磁区からの浮遊磁界によって、それぞれの飽和磁化Ｍｓ１、Ｍｓ２に比例した静磁的な力Ｆ２（図１（ｅ）に示すＦ２ｂおよびＦ２ｃ）が作用する。この静磁力Ｆ２は、磁性層１の拡大する磁区の飽和磁化と、拡大する磁区が通過する位置の磁性層３の記録磁区の飽和磁化が同じ向きの時、磁区を拡大させる方向に作用する。本形態の光磁気記録媒体では、この静磁力Ｆ２からの磁区を拡大させる方向への作用を、磁壁移動に利用する。
【００３４】
以下、本形態の光磁気記録媒体の情報再生動作について説明する。
【００３５】
本形態の光磁気記録媒体は、図１（ｄ）に示したように、磁性層２のキュリー温度Ｔｓ近傍で、磁性層１は希土類副格子磁化が優勢となり、磁性層３は遷移金属副格子磁化が優勢となる。このため、磁性層２のキュリー温度Ｔｓに達する位置Ｘａ近傍では、図１（ａ）に示したように、交換結合された磁性層１、３の間では、磁性層１の記録磁区１ａの飽和磁化Ｍｓ１と磁性層３の記録磁区３ａの飽和磁化ＭＳ３の方向は反平行（互いの磁化の向きが反対方向）となる。
【００３６】
まず、位置Ｘａ（媒体温度が磁性層２のキュリー温度Ｔｓに達する位置）と位置Ｘｂ（磁性層３の記録磁区３ｂ、３ｃの間の磁壁の位置）の間の領域を磁壁６が通過する場合について考える。この領域では、磁性層１の記録磁区１ａの飽和磁化Ｍｓ１と磁性層３の記録磁区３ｂの飽和磁化Ｍｓ３が同じ方向を向くため、図１（ｅ）に示したような、磁区を拡大させる方向へ作用する静磁力Ｆ２ｂが生じる。磁壁６の移動には、この静磁力Ｆ２ｂと上記式（２）より求まる力Ｆ１の２つの力が作用する。このように、磁区を拡大させる方向へ作用する静磁力Ｆ２ｂが生じることで、磁壁移動開始温度Ｔｓ直後の磁壁６の駆動力が増大し、結果的に、磁壁移動開始位置が安定することになる。
【００３７】
次に、位置Ｘｂと位置Ｘｃ（磁性層３の記録磁区３ｃ、３ｄの間の磁壁の位置）の間の領域を磁壁６が通過する場合について説明する。この領域では、磁性層１の記録磁区１ａの飽和磁化Ｍｓ１と磁性層３の記録磁区３ｃの飽和磁化Ｍｓ３が反対方向を向くため、図１（ｅ）に示したような、磁区を拡大させない方向へ作用する静磁力Ｆ２ｃが生じるが、この領域における媒体温度は十分に高いため、その静磁力Ｆ２ｃは小さく、上述の式（２）より求まる力Ｆ１が十分に大きいので、この力Ｆ１のみで磁壁６には十分な駆動力が作用する。
【００３８】
以上の動作から分かるように、本形態の光磁気記録媒体では、磁壁移動開始直後から十分な磁壁駆動力を得ることができる。図２（ａ）に記録層の記録磁区の一例を示し、図２（ｂ）に図２（ａ）の記録磁区を上述の再生方法で再生した場合の再生信号を示し、図２（ｃ）に図２（ａ）の記録磁区を従来の再生方法で再生した場合の再生信号を示す。図２（ａ）中、黒線矢印５は遷移金属原子スピンの向きを表しており、各記録磁区毎に遷移金属原子スピンの向きが反転している。図２（ｂ）と図２（ｃ）との比較から分かるように、本形態の光磁気記録媒体によれば、位置Ｘａに達した直後から磁壁移動が確実に起こり、矩形性の良い再生信号波形が得られ、ジッターが改善される。
【００３９】
以上説明した本実施形態の光磁気記録媒体では、磁性層３は磁性層２のキュリー温度Ｔｓ近傍で遷移金属副格子磁化が優勢となるような構成とされているが、この磁性層３を希土類金属副格子磁化優勢となるような構成にしても良い。
【００４０】
また、上述した本実施形態の光磁気記録媒体の構成に加えて、更にＡｌ、ＡｌＴａ、ＡｌＴｉ、ＡｌＣｒ、Ｃｕなどからなる金属層を付加して、熱的な特性の調整ができるようにしてもよい。さらに、高分子樹脂からなる保護コートを付与してもよい。さらに、各層が成膜された基板を貼り合わせた構成としてもよい。
【００４１】
また、上述した本実施形態の光磁気記録媒体の構成において、各磁性層１〜３は、種々の磁性材料によって構成することが考えられるが、例えば、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏなどの希土類金属元素の一種類あるいは二種類以上が１０〜４０ａｔ％と、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉなどの鉄族元素の一種類あるいは二種類以上が９０〜６０ａｔ％とで構成される希土類−鉄族非晶質合金によって構成してもよい。また、耐食性向上などのために、これにＣｒ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｐｔ、Ｉｎなどの元素を少量添加してもよい。
【００４２】
重希土類−鉄族非晶質合金の場合、飽和磁化は、希土類元素と鉄族元素との組成比により制御することが可能である。また、キュリー温度も、組成比により制御することが可能であるが、飽和磁化と独立に制御するためには、鉄族元素として、Ｆｅの一部をＣｏで置き換えた材料を用い、置換量を制御する方法がより好ましく利用できる。即ち、Ｆｅ １ａｔ％をＣｏで置換することにより、６℃程度のキュリー温度上昇が見込めるので、この関係を用いて所望のキュリー温度となるようにＣｏの添加量を調整することができる。また、Ｃｒ、Ｔｉなどの非磁性元素を微量添加することにより、逆にキュリー温度を低下させることも可能である。さらにまた、二種類以上の希土類元素を用いてそれらの組成比を調整することでもキュリー温度を制御することができる。
【００４３】
上記の他に、ガーネット、白金族−鉄族周期構造膜、もしくは白金族−鉄族合金などの材料も使用可能である。
【００４４】
磁性層１としては、例えば、ＧｄＣｏ、ＧｄＦｅＣｏ、ＧｄＦｅ、ＮｄＧｄＦｅＣｏなどの垂直磁気異方性の小さな希土類−鉄族非晶質合金や、ガーネット等のバブルメモリ用材料を用いることが望ましい。磁性層３としては、例えば、ＴｂＦｅＣｏ、ＤｙＦｅＣｏ、ＴｂＤｙＦｅＣｏなどの希土類−鉄族非晶質合金や、Ｐｔ／Ｃｏ、Ｐｄ／Ｃｏなどの白金族−鉄族周期構造膜など、垂直磁気異方性が大きく安定に磁化状態が保持できるものが望ましい。
【００４５】
次に、本実施形態の光磁気記録媒体へのデータ信号の記録動作について簡単に説明する。
【００４６】
データ信号の記録は、記録媒体を移動させながら、磁性層３がキュリー温度以上になるようなパワーを有するレーザ光をトラックに沿って照射しながら外部磁場を記録すべきデータ信号に応じて変調して行うか、または、一定方向の磁界を印加しながら記録すべきデータ信号に応じてレーザパワーを変調して行う。後者の場合は、光スポットの所定領域のみが磁性層３のキュリー温度近傍になるようにレーザ光の強度を調整すれば、その光スポット径以下の記録磁区を形成することができ、その結果、光の回折限界以下の周期で信号記録を行うことができる。
【００４７】
図３に、図１に示した光磁気記録媒体へのデータ記録およびその再生が可能な記録再生装置の光学系の一例を示す。レーザー光源８１は記録再生用のもので、波長は６８０ｎｍである。
【００４８】
レーザー光源８１から出射されたレーザ光の進行方向に、コリメートレンズ８３、ビーム成形付きビームスプリッタ８４、対物レンズ８５が順次配置されている。ビーム成形付きビームスプリッタ８４は、レーザー光源８１からのレーザ光（６８０ｎｍ）の、Ｐ偏光成分を７０〜８０％透過し、Ｓ偏光成分を１００％反射するよう設計されている。対物レンズ８５は、図１（ａ）に示した構造の光磁気記録媒体８６に対向配置されるもので、レーザー光源８１から出射したレーザ光がこの対物レンズ８５によって記録媒体８６の記録面上に集光される。
【００４９】
この記録再生装置では、光磁気記録媒体８６の記録面のグルーブ（またはランド）上において、レーザー光源８１からのレーザ光（６８０ｎｍ）が集光された記録再生用スポットが形成される。データの再生は、光磁気記録媒体８６を例えば線速度１．５ｍ／ｓｅｃで移動しながら、記録再生用スポットを用いて行う。これにより、再生時には、記録媒体を図１（ｂ）に示したような温度勾配で加熱することができる。
【００５０】
【実施例】
以下、本発明の光磁気記録媒体の実施例について図面を用いて具体的に説明する。
【００５１】
（実施例１）
図４は、本発明の第１の実施例の光磁気記録媒体の基本的な層構成を示す模式的断面図である。この光磁気記録媒体は、前述の図１（ａ）に示したものと同様、基板８上に下地層９、磁壁移動層である磁性層１、スイッチング層である磁性層２、記録層である磁性層３、上地層１０が順次積層されている。
【００５２】
基板８としては、例えば、ポリカーボネート、ガラス等を用いることができる。本実施例では、基板８にトラックピッチ０．６μｍ、溝深さ１８０ｎｍ程度のランド／グルーブ記録用ガラス２Ｐ基板を用いた。下地層としては、例えば、Ｓｉ3Ｎ4、ＡｌＮ、ＳｉＯ2、ＳｉＯ、ＺｎＳ、ＭｇＦ2などの透明誘電材料を使用することができる。保護層として再び形成される上地層１０にも、これと同様の誘電材料を用いることができる。これら各層は、例えばマグネトロンスパッタ装置による連続スパッタリング、または連続蒸着等によって被着形成することができる。
【００５３】
各磁性層１〜３は、真空を破ることなく連続成膜することで、互いに交換結合することが可能となる。スイッチング層である磁性層２には、他の磁性層１、３と同様に希土類−鉄族非晶質合金を使用するが、他の磁性層１、３と比べてキュリー温度Ｔｓが１５０℃程度と最も低い垂直磁化膜Ｔｂ0.19Ｆｅ0.81を用いる。この磁性層２では、キュリー温度Ｔｓ以下で、他の磁性層１、３と交換結合することができる。磁壁移動層である磁性層１には、他の磁性層２、３と比べて磁壁移動度が大きく、かつ、垂直磁気異方性の小さいＧｄ0.25Ｆｅ0.60Ｃｏ0.10Ａｌ0.05を用いる。この磁性層１は、キュリー温度が２７０℃程度で、且つ、磁性層２のキュリー温度Ｔｓ（１５０℃程度）近傍で希土類副格子磁化が優勢となる。記録層である磁性層３には、微小な記録ピットが形成でき、且つ形成された記録ピットが安定に保存できる、保持力の大きなＴｂ0.22Ｆｅ0.58Ｃｏ0.20を用いる。この磁性層３は、キュリー温度が３００℃程度で、磁性層２のキュリー温度Ｔｓ（１５０℃程度）近傍で遷移金属副格子磁化が優勢となる。各磁性層１〜３の膜厚は、例えば磁性層１（磁壁移動層）が３０ｎｍ、磁性層２（スイッチング層）が１０ｎｍ、磁性層３（記録層）が８０ｎｍ程度とする。
【００５４】
以上のような構成の光磁気記録媒体について再生信号の評価を行った。信号評価はグルーブ部で行った。磁性層３へのデータ記録は、記録用光学系のレーザ波長λを６８０ｎｍ、対物レンズの開口数ＮＡを０．５５、記録時の線速度を１．５ｍ／ｓとして、レーザパワー３ｍＷのレーザー光を照射しながら外部磁場３００（Ｏｅ：エルステッド（ＣＧＳ電磁単位系））を５ＭＨｚで変調して行った。このようにして記録したデータをパワー１．５ｍＷのレーザ光を用いて再生したところ、図２（ｂ）に示したように、位置Ｘａ直後に信号が立ち上がる、矩形性の良い信号波形が得られた。
【００５５】
（比較例１）
図５は、上述の第１の実施例の比較例である光磁気記録媒体の再生原理を説明するための図で、（ａ）は光磁気記録媒体の構成および再生用光ビーム照射による磁化状態の変化を示す模式的断面図、（ｂ）は再生用光ビーム照射によって記録媒体に形成される温度分布に対応する、磁壁移動層の飽和磁化および記録層の飽和磁化の分布を表すグラフ、（ｃ）は（ｂ）の飽和磁化分布によって生じる静磁力の分布を表わすグラフである。図５（ａ）において、符号１’〜１１’で示された部分は、図１（ａ）の符号１〜１１で示された部分とほぼ同様の構成のものであるが、磁壁移動層である磁性層１’の組成が図１（ａ）のものとは異なる。
【００５６】
本比較例の光磁気記録媒体では、磁性層１’は、他の磁性層２’、３’と比べて磁壁移動度が大きくなるように、垂直磁気異方性が小さいＧｄ0.22Ｆｅ0.62Ｃｏ0.10Ａｌ0.06を用いる。この磁性層１'は、キュリー温度が２７０℃程度で、且つ、磁性層２のキュリー温度Ｔｓ（１５０℃程度）近傍で遷移金属副格子磁化が優勢となる。このため、媒体温度が磁性層２’のキュリー温度Ｔｓに達する位置Ｘａ近傍では、図５（ａ）に示したように、交換結合した磁性層１’、３’の間では、磁性層１’の記録磁区２１ａの飽和磁化Ｍｓ１と磁性層３’の記録磁区２３ａの飽和磁化Ｍｓ３の方向は平行（互いの磁化の向きが同じ方向）となる。
【００５７】
位置Ｘａと位置Ｘｂ（磁性層３’の記録磁区２３ｂ、２３ｃの間に位置する磁壁の位置）の間の領域を磁壁６’が通過する場合について考える。この領域では、磁性層１’の記録磁区２１ａの飽和磁化Ｍｓ１と磁性層３’の記録磁区２３ｂの飽和磁化Ｍｓ３は反平行（互いの向きが反対方向を向いている）となるため、図５（ｃ）に示したような、磁区を拡大させない方向へ作用する静磁力Ｆ２ｂが生じる。このため、磁壁移動開始温度Ｔｓ直後は、力Ｆ１が小さいことに加えて、磁区を拡大させない方向へ静磁力Ｆ２ｂが働くため、磁壁６’は移動しにくくなる。結果、磁壁移動開始位置が不安定となる。
【００５８】
この比較例の光磁気記録媒体について、上述の第１の実施例の場合と同様の再生信号評価を行ったところ、再生信号は、位置Ｘａ直後では立ち上がらず、図２（ｃ）に示したような、丸みを帯びた信号波形となった。上述の第１の実施例と比べて、本比較例のものは、位置Ｘａ直後の磁壁移動が遅れることが確認できた。
【００５９】
（実施例２）
図６は、本発明の第２の実施例の光磁気記録媒体の再生原理を説明するための図で、（ａ）は光磁気記録媒体の構成および再生用光ビーム照射による磁化状態の変化を示す模式的断面図、（ｂ）は再生用光ビーム照射によって記録媒体に形成される温度分布に対応する、磁壁移動層の飽和磁化および記録層の飽和磁化の分布を表すグラフ、（ｃ）は（ｂ）の飽和磁化分布によって生じる静磁力の分布を表わすグラフである。図６（ａ）において、図１（ａ）に示したものと同じ部分には同じ符号を付している。
【００６０】
本実施例の光磁気記録媒体は、磁壁移動層の組成を変えた以外は上述の第１の実施例の光磁気記録媒体と同様の構成のものである。磁壁移動層である磁性層１には、他の磁性層２、３と比べて磁壁移動度が大きくなるように、垂直磁気異方性が小さいＧｄ0.23Ｆｅ0.61Ｃｏ0.10Ａｌ0.06を用いる。この磁性層１は、キュリー温度が２６０℃程度で、１５０℃（スイッチング層である磁性層２のキュリー温度Ｔｓ）近傍で希土類副格子磁化が優勢となり、且つ、１５０℃とキュリー温２６０℃の間に補償温度をもつような組成となっている。
【００６１】
本実施例の光磁気記録媒体では、媒体温度が磁性層２のキュリー温度Ｔｓに達する位置Ｘａの近傍では、図６（ａ）に示すように、交換結合した磁性層１、３の間では、磁性層１の記録磁区３１ａの飽和磁化Ｍｓ１と磁性層３の記録磁区３３ａの飽和磁化Ｍｓ３の方向は反平行（互いの向きが反対方向を向いている）となる。
【００６２】
位置Ｘａと位置Ｘｂ（媒体温度が磁性層１のキュリー温度２７０℃に達する位置であって、記録磁区３３ｂ、３３ｃの間の磁壁の位置に同じ）の間の領域を磁壁６が通過する場合について考える。この領域では、磁性層１の記録磁区３１ａの飽和磁化Ｍｓ１と磁性層３の記録磁区３３ｂの飽和磁化Ｍｓ３は平行（互いの向きが同じ方向を向いている）となるため、図６（ｃ）に示すような、磁区を拡大させる方向へ作用する静磁力Ｆ２ｂが生じる。磁壁６の移動には、この静磁力Ｆ２ｂと前述の式（２）より求まる力Ｆ１の２つの力が作用する。このように、磁区を拡大させる方向へ作用する静磁力Ｆ２ｂが生じることで、磁壁移動開始温度Ｔｓ直後の磁壁６の駆動力が増大し、結果的に、磁壁移動開始位置が安定することになる。
【００６３】
位置Ｘｂと位置Ｘｃ（磁壁移動後の位置であって、磁性層３の記録磁区３３ｃ、３３ｄの間の磁壁の位置に同じ）の間の領域を磁壁６が通過する場合について考える。この領域では、上述の第１の実施例のものとは異なり、磁性層１の記録磁区３１ａの飽和磁化Ｍｓ１と磁性層３の記録磁区３３ｂの飽和磁化Ｍｓ３は平行（互いの向きが同じ方向を向いている）となるが（図６（ａ）参照）、磁性層１の記録磁区３１ａが補償温度に達するので、磁性層１の飽和磁化Ｍｓ１がゼロへ減少し（図６（ｂ）参照）、磁壁移動を妨げる静磁的な力Ｆ２ｃは非常に小さくなる（図６（ｃ）参照）。なお、前述の式（２）より求まる力Ｆ１は十分に大きいので、この力Ｆ１のみで磁壁６には十分な駆動力が作用する。
【００６４】
次に、補償温度について簡単に説明する。図７は、フェリ磁性体の補償温度を説明するための特性図である。縦軸に飽和磁化をとり、横軸に温度をとってある。白抜き矢印は飽和磁化を表し、黒線矢印は遷移金属副格子磁化を表し、破線矢印は希土類副格子磁化を表している。図７に示すように、フェリ磁性体の飽和磁化は温度上昇とともに減少し、ある温度で飽和磁化の向きが反転する。この飽和磁化の向きが反転する温度を補償温度といい、この補償温度では飽和磁化Ｍｓはゼロになる。ただし、飽和磁化Ｍｓがゼロになっても、図７に示すように副格子は磁気モーメントを持つ。この補償温度は、磁性層１の組成比によって調節する事が出来る。
【００６５】
十分な信号を得るには、位置Ｘａから位置Ｘｃの間の広域に遷移金属副格子の磁気モーメントが残っている必要がある。上述した第１の実施例では、遷移金属副格子の磁気モーメントが存在する温度では飽和磁化Ｍｓも存在するため、浮遊磁界の影響が残り、その結果、磁区拡大を妨げる力Ｆ２も多少残ってしまう。これに対して、本実施例の場合は、位置Ｘａと位置Ｘｃの間に補償温度を持つように構成されているので、この領域における遷移金属副格子の磁気モーメントが存在したまま、浮遊磁界の影響を非常に小さくすることができる。
【００６６】
本実施例の光磁気記録媒体について、上述の第１の実施例の場合と同様の記録再生信号評価を行ったところ、第１の実施例のものより更に矩形性の良い再生信号波形が得られた。
【００６７】
（実施例３）
本発明の第３の実施例の光磁気記録媒体は、磁壁移動層、スイッチング層、記録層の組成を変えた以外は上述の第１の実施例の光磁気記録媒体のものと同様のものである。スイッチング層は、キュリー温度が１３０℃程度になるような組成Ｔｂ0.19Ｆｅ0.73Ａｌ0.08とした。磁壁移動層は、キュリー温度が２６０℃程度で、且つ、スイッチング層のキュリー温度Ｔｓ（１３０℃）近傍で遷移金属副格子磁化が優勢になるような組成Ｇｄ0.22Ｆｅ0.61Ｃｏ0.10Ａｌ0.07とした。記録層は、キュリー温度が３２０℃程度で、且つ、スイッチング層のキュリー温度Ｔｓ（１３０℃）近傍で希土類副格子磁化が優勢となるような組成Ｔｂ0.25Ｆｅ0.52Ｃｏ0.23とした。
【００６８】
本実施例の光磁気記録媒体について、上述の第１の実施例の場合と同様の記録再生信号評価を行ったところ、第１、第２の実施例のものと比較して振幅の大きな再生信号波形が得られた。
【００６９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、磁壁移動開始温度直後から十分な磁壁駆動力を得ることができるので、磁壁移動開始位置の揺らぎがなくなり、ジッターの抑制された信号再生を行うことができる。この結果、矩形性の良い、振幅の大きな再生信号波形を得ることができ、従来より安定した信号再生を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態である光磁気記録媒体およびその情報再生原理を説明するための図で、（ａ）は光磁気記録媒体の構成および再生用光ビーム照射による磁化状態の変化を示す模式的断面図、（ｂ）はその再生用光ビーム照射時の光磁気記録媒体に形成される温度分布を示す特性図、（ｃ）は（ｂ）の温度分布に対応する磁壁移動層の磁壁エネルギー密度σの分布を示す特性図、（ｄ）は（ｂ）の温度分布に対応する、磁壁移動層の飽和磁化および記録層の飽和磁化の分布を表す特性図、（ｅ）は（ｄ）の飽和磁化分布によって生じる静磁力の分布を表わす特性図である。
【図２】（ａ）は、記録層に形成される記録磁区の一例を示す模式図、（ｂ）は、（ａ）の記録磁区を図１に示す情報再生原理で再生した場合の再生信号を示す波形図、（ｃ）は（ａ）の記録磁区を従来の再生方法で再生した場合の再生信号を示す波形図である。
【図３】図１に示した光磁気記録媒体へのデータ記録およびその再生が可能な記録再生装置の光学系の一例を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施例の光磁気記録媒体の基本的な層構成を示す模式的断面図である。
【図５】比較例の光磁気記録媒体の再生原理を説明するための図で、（ａ）は光磁気記録媒体の構成および再生用光ビーム照射による磁化状態の変化を示す模式的断面図、（ｂ）は再生用光ビーム照射によって記録媒体に形成される温度分布に対応する、磁壁移動層の飽和磁化および記録層の飽和磁化の分布を表す特性図、（ｃ）は（ｂ）の飽和磁化分布によって生じる静磁力の分布を表わす特性図である。
【図６】本発明の第２の実施例の光磁気記録媒体の再生原理を説明するための図で、（ａ）は光磁気記録媒体の構成および再生用光ビーム照射による磁化状態の変化を示す模式的断面図、（ｂ）は再生用光ビーム照射によって記録媒体に形成される温度分布に対応する、磁壁移動層の飽和磁化および記録層の飽和磁化の分布を表す特性図、（ｃ）は（ｂ）の飽和磁化分布によって生じる静磁力の分布を表わす特性図である。
【図７】フェリ磁性体の補償温度を説明するための特性図である。
【図８】特開平６−２９０４９６号公報に開示された光磁気記録媒体およびその情報再生原理を説明するための図で、（ａ）は光磁気記録媒体の構成および再生用の光ビームが照射された部分の磁化状態を示す模式的断面図、（ｂ）はその光ビーム照射時の光磁気記録媒体に形成される温度分布を示す特性図、（ｃ）は（ｂ）の温度分布に対応する磁壁移動層の磁壁エネルギー密度σの分布を示す特性図である。
【符号の説明】
１〜３、１’〜３’、１１１〜１１３  磁性層
１ａ、３ａ〜３ｄ、２１ａ、２３ａ〜２３ｄ、３１ａ、３３ａ〜３３ｄ、１３３  磁区
４、４’  飽和磁化
５、５’  遷移金属原子スピンの向き
６、６’、１１５、１３４  磁壁
７、７’、１１７  磁壁の移動方向
８、８’  基板
９、９’  下地層
１０、１０’  上地層
１１、１１’  レーザ光
１１４  原子スピンの向き
１１６  光ビームスポット
１３１  再生用スポット
１３２  再生用スポット移動方向
１３５  磁壁移動方向
１３６  情報トラック
【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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【図８】
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