(57)【要約】【課題】磁場安定性及び熱安定性を保持しつつ、微細化かつ省電力化ができる光アシスト型磁気記録装置を提供する。【解決手段】半導体から構成され発光する発光素子層を有する発光素子基板と前記発光素子基板上にモノリシックに形成され、光照射で磁化が誘起される強磁性体からなる光誘起磁性体層とを備えることを特徴とする。【選択図】図１
2009060057.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体から構成され発光する発光素子層を有する発光素子基板と
前記発光素子基板上にモノリシックに形成され、前記発光素子基板からの光照射により磁性が制御される強磁性体からなる光誘起磁性体層とを備える
ことを特徴とする光アシスト型磁気記録装置。
【請求項２】
前記光アシスト型磁気記録装置は、さらに、
前記発光素子基板と前記光誘起磁性体層との間に形成され、前記発光素子基板と前記光誘起磁性体層との格子不整合を緩和するバッファー層を備える
ことを特徴とする請求項１に記載の光アシスト型磁気記録装置。
【請求項３】
前記発光素子基板は、ＧａＡｓからなるＧａＡｓ基板上に、前記発光素子層が形成され
前記光誘起磁性体層は、（ＡｌxＲｕyＦｅz）Ｏ4（ただし、ｘ＋ｙ＋ｚ＝３、０＜ｘ＜２、０＜ｙ＜２、１＜ｚ＜３）からなり、
前記バッファー層は、ＭｇＯからなる
ことを特徴とする請求項２に記載の光アシスト型磁気記録装置。
【請求項４】
前記光アシスト型磁気記録装置は、さらに、
前記発光素子基板と前記バッファー層との間に形成された透明の透明電極層を備える
ことを特徴とする請求項３に記載の光アシスト型磁気記録装置。
【請求項５】
前記光アシスト型磁気記録装置は、さらに、
前記光誘起磁性体層上に形成される絶縁体層と、
前記絶縁体層上に形成された強磁性体からなる強磁性層とを備える
ことを特徴とする請求項２または３に記載の光アシスト型磁気記録装置。
【請求項６】
前記光アシスト型磁気記録装置は、さらに、
前記強磁性層上に形成された金属からなる電極と、
前記発光素子基板と前記バッファー層との間に形成された透明の透明電極層とを備える
ことを特徴とする請求項４に記載の光アシスト型磁気記録装置。
【請求項７】
前記光誘起磁性体層は、前記電極または前記透明電極に流される電流により磁場が印加され、前記発光素子層から光照射により、磁化状態が制御される
ことを特徴とする請求項６に記載の光アシスト型磁気記録装置。
【請求項８】
前記発光素子基板は、ＧａＮから構成される発光素子層が形成され、
前記光誘起磁性体層は、（ＡｌxＲｕyＦｅz）Ｏ4（ただし、ｘ＋ｙ＋ｚ＝３、０＜ｘ＜３、０＜ｙ＜３、１＜ｚ＜３）からなり、前記バッファー層は、ＭｇＯからなる
ことを特徴とする請求項３に記載の光アシスト型磁気記録装置。
【請求項９】
請求項５、６または７に記載の前記光アシスト型磁気記録装置を用いたメモリであって、
前記光アシスト型磁気記録装置はアレイ状に形成され、
前記アレイ状に形成された前記光アシスト型磁気記録装置は、それぞれ選択的に発光され、
選択的に発光された前記アレイ状の素子単位で、独立に磁性が制御される
ことを特徴とするメモリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気記録装置に関し、特に、光照射で磁化を変調できる光アシスト型磁気記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光を利用した磁気記録装置（以下、光磁気記録装置と記載。）として光磁気ディスク記録装置が知られている。
【０００３】
図１４は、光磁気ディスク記録装置における磁気記録方法を概念的に示す図である。
【０００４】
光磁気ディスク（ＭＯディスク：Ｍａｇｎｅｔｏ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｄｉｓｋ）記録装置における磁気記録方法は、光照射による媒質の温度上昇に基づく磁性の変化を利用した磁気記録方法である。
【０００５】
光磁気記録媒体１４０１は、例えば光磁気ディスクであり、記録層として用いられる磁性を有した磁性層１４０２を有する。
【０００６】
集光レンズ１４０３は、光磁気記録媒体１４０１の磁性層１４０２に高出力のレーザ光を照射するとき、高出力のレーザ光を集光する。集光レンズ１４０３は、高出力のレーザ光を集光することで、磁性層１４０２の所定の位置を温度上昇させる。ここで、集光レンズ１４０３は、磁性が失われる温度であるキュリー温度（ＴＣ）以上にまで温度上昇させる。ここで、キュリー温度（ＴＣ）は、ＩＳＯ規格の光磁気ディスクでは摂氏１５０度〜１８０度である。
【０００７】
コイル１４０４は、記録用の磁界を発生する。コイル１４０４は、記録層として用いられる磁性層１４０２に磁界を与えて、磁性層１４０２の磁化状態を変化させる。
【０００８】
その後、光磁気記録媒体１４０１の磁性層１４０２の磁性体が十分に冷えて、その磁化状態が完全に保持される。
【０００９】
なお、従来の光磁気記録装置である光磁気ディスク記録装置では、磁性層１４０２はキュリー温度（ＴＣ）付近では保磁力（ＨＣ）が低下し、キュリー温度（ＴＣ）以上の温度では常磁性になる特性を利用する。すなわち、磁性層１４０２が常温では大きな保磁力（ＨＣ）を有しており、弱磁界化では、殆ど磁化されないので、磁性層１４０２を熱して磁化する。
【００１０】
また、光磁気ディスク記録装置の光磁気記録方法では、例えば磁気テープやハードディスクにおける磁気ヘッドに流した電流による誘導磁界により磁性記録層の磁化の向きを変化させ記録する一般的な磁気記録方法に比べて、キュリー温度（ＴＣ）付近での高温状態で記録層の磁化反転を行うため磁化反転に必要な磁界は、弱くて済む。そのため、光磁気ディスク記録装置の光磁気記録方法は、一般的な磁気記録方法に比べて、低消費電力化につながるとされている。さらに、光磁気ディスク記録装置では、キュリー温度（ＴＣ）の低い磁性材料を記録層の磁性層として利用することで、書き込み電力を抑え、低消費電力化を図っている。
【００１１】
しかしながら、光磁気ディスク記録装置の光磁気記録方法において、低消費電力化を実現するためには、同時に材料の熱安定性や、磁場安定性の低減が不可避であり、消費電力の低減と磁気記録の安定性はトレードオフの関係にある。すなわち、光磁気ディスク記録装置などの従来の光磁気記録装置では、記録層として用いられる磁性材料に熱安定性及び磁場安定性を保持しつつ、低消費電力化を図ることは困難であった。
【００１２】
ところで、一般的な磁気記録装置では、磁気記録装置に構成される磁性記録層により小さな保磁力（ＨＣ）、より小さな異方性磁界（ＨＫ）を持つ材料を開発して利用することで、磁化反転に要する書き込み電力を抑え、低消費電力化を図っている。一般的な磁気記録装置でも、従来の光磁気記録装置同様に、記録層として用いられる磁性材料に熱安定性及び磁場安定性を保持しつつ、低消費電力化を図ることは困難であった。
【００１３】
そこで、磁気記録装置における記録層に用いられる磁性材料として、光によって直接磁性変調ができる磁性材料が提案されている（例えば、特許文献１）。特許文献１に記載の磁性材料では、直接光による磁化変化が可能であるため、光による磁化変化と熱安定性及び磁場安定性とは独立している。それにより、熱安定性及び磁場安定性を保持しつつ、低消費電力化を図ることができる。
【００１４】
また、光によって直接磁性変調ができる磁性材料（以下、光誘起磁性体と記載。）を磁気記録媒体の記録層に用いた光アシスト型磁気記録装置が提案されている（例えば、特許文献２）。
【００１５】
特許文献２に記載の光アシスト型磁気記録装置では、光磁気ディスク記録装置における光エネルギーを熱エネルギーに変換して書き込みを行う光磁気記録方法に比べて、直接光による磁化変化が可能であるため、書き込みに要する光エネルギー著しく低減でき、書き込みに要するレーザパワーが小さな小型のレーザ光源を用いることができる。それにより、特許文献２に記載の光アシスト型磁気記録装置では、低消費電力化と小型化を図ることができる。
【特許文献１】特開２００１−２３０１１７号公報
【特許文献２】特開平１１−２０３７４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、特許文献１及び特許文献２記載の光誘起磁性体を記録層として用いた光磁気記録装置では、低消費電力化及び小型化が十分に図れない。
【００１７】
上記特許文献１記載の光アシスト型磁気記録装置では、書き込みに要するレーザ光源についての考慮はされていない。すなわち、書き込みに要するレーザ光源を別システムで用意する必要があり小型化が十分に図れない。さらに、書き込みに要するレーザ光源に対する電力が別途必要である。したがって、上記特許文献１記載の光アシスト型磁気記録装置では、低消費電力化及び小型化が十分に図れない。
【００１８】
上記特許文献２記載の光アシスト型磁気記録装置では、書き込みに要するレーザ光源が光アシスト型磁気記録装置と供に形成されているものの、レーザ光源装置及びレーザ光源の光を絞るレンズが必要である。すなわち、レーザ光源装置及びレンズを形成するのにある一定の大きさが必要となり、小型化が十分に図れない。さらに、レーザ光源の光を絞るレンズの大きさにより、光照射される面積が依存するため、低消費電力化も十分に図れない。したがって、上記特許文献２記載の光アシスト型磁気記録装置では、低消費電力化及び小型化が十分に図れない。
【００１９】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、磁場安定性及び熱安定性を保持しつつ、微細化かつ省電力化ができる光アシスト型磁気記録装置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】
【００２０】
上記目的を達成するために、本発明の光アシスト型磁気記録装置は、半導体から構成され発光する発光素子層を有する発光素子基板と前記発光素子基板上にモノリシックに形成され、前記発光素子基板からの光照射により磁性が制御される強磁性体からなる光誘起磁性体層とを備えることを特徴とする。
【００２１】
この構成により、本発明の光アシスト型磁気記録装置は、発光素子基板からの光照射により、直接磁化を変化させることができ、書き込みに要する光のエネルギーを低減できる。すなわち、低消費電力で書き込みが可能となる。また、本発明の光アシスト型磁気記録装置は、光によって直接磁性変調ができる材料である光誘起磁性材料を発光素子基板上にモノリシックに積層することで、光源装置を別途必要とせず、小型化が図れる。すなわち、半導体メモリと同様、半導体基板上に一体的に形成できることで、半導体メモリのような微細化が可能になる。また、記録層に用いた光誘起磁性材料は、直接光による磁化変化が可能であり、光による磁化変化と、熱安定性及び磁場安定性とは独立しているので、熱安定性及び磁場安定性を保持しつつ低消費電力化を図ることができる。それらにより、磁場安定性及び熱安定性を保持しつつ、微細化かつ省電力化ができる磁気記録装置が実現できる。
【００２２】
また、前記光アシスト型磁気記録装置は、さらに、前記発光素子基板と前記光誘起磁性体層との間に形成され、前記発光素子基板と前記光誘起磁性体層との格子不整合を緩和するバッファー層を備えてもよい。
【００２３】
この構成により、光によって直接磁性変調ができる材料である光誘起磁性体材料からなる単結晶光誘起磁性体層を発光素子基板上にモノリシックに積層することができる。
【００２４】
また、前記発光素子基板は、ＧａＡｓからなるＧａＡｓ基板上に、前記発光素子層が形成され前記光誘起磁性体層は、（ＡｌxＲｕyＦｅz）Ｏ4（ただし、ｘ＋ｙ＋ｚ＝３、０＜ｘ＜３、０＜ｙ＜３、１＜ｚ＜３）からなり、前記バッファー層は、ＭｇＯからな  っていてもよい。
【００２５】
この構成により、光誘起磁性体層は、発光素子基板上に、バッファー層を介して単結晶状態でモノリシックに積層される。
【００２６】
また、前記光アシスト型磁気記録装置は、さらに、前記発光素子基板と前記バッファー層との間に形成された透明の透明電極層とを備えてもよい。
【００２７】
この構成により、磁気光学効果を利用した読み取りが可能になる光アシスト型磁気記録装置が実現できる。
【００２８】
また、前記光アシスト型磁気記録装置は、さらに、前記光誘起磁性体層上に形成される絶縁体層と、前記絶縁体層上に形成された強磁性体からなる強磁性層とを備えてもよい。
【００２９】
また、前記光アシスト型磁気記録装置は、さらに、前記強磁性層上に形成された金属からなる電極と、前記発光素子基板と前記バッファー層との間に形成された透明の透明電極層とを備えてもよい。
【００３０】
この構成により、磁気抵抗効果を利用した読み取りが可能になる光磁気記録装置が実現できる。すなわち、ＭＲＡＭ型構造を形成することができるので、ＭＲＡＭと同様に、微細化が可能となる。
【００３１】
また、前記光誘起磁性体層は、前記金属電極または前記透明電極に流される電流により磁場が印加され、前記発光素子層から光照射により、磁化状態が制御されてもよい。
【００３２】
この構成により、光によって直接磁性変調される光誘起磁性体層の磁化の方向に論理定義することが容易な光アシスト型磁気記録装置を実現できる。
【００３３】
また、前記発光素子基板は、ＧａＮから構成される発光素子層が形成され、前記光誘起磁性層は、（ＡｌxＲｕyＦｅz）Ｏ4（ただし、ｘ＋ｙ＋ｚ＝３、０＜ｘ＜３、０＜ｙ＜３、１＜ｚ＜３）からなり、前記バッファー層は、ＭｇＯからなってもよい。
【００３４】
この構成により、発光素子層から光照射される光を青色にすることができる。
【００３５】
また、請求項５、６または７に記載の前記光アシスト型磁気記録装置を用いたメモリであって、前記光アシスト型磁気記録装置はアレイ状に形成され、前記アレイ状に形成された前記光アシスト型磁気記録装置は、それぞれ選択的に発光され、選択的に発光された前記アレイ状の素子単位で、独立に磁性が制御されてもよい。
【００３６】
この構成により、低消費電力化可能な光アシスト型磁気記録装置を微細化し、集積化することで、半導体メモリの低消費電力化を実現することができる。
【００３７】
なお、本発明は、装置として実現するだけでなく、集積化された装置として実現したりすることもできる。
【００３８】
また、上記の各装置を構成する構成要素の一部または全部は、１個のシステムＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ  Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ：大規模集積回路）から構成されているとしてもよい。システムＬＳＩは、複数の構成部を１個のチップ上に集積して製造された超多機能ＬＳＩであり、具体的には、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを含んで構成されるコンピュータシステムである。前記ＲＡＭには、コンピュータプログラムが記憶されている。前記マイクロプロセッサが、前記コンピュータプログラムにしたがって動作することにより、システムＬＳＩは、その機能を達成する。
【発明の効果】
【００３９】
本発明によれば、磁場安定性及び熱安定性を保持しつつ、微細化かつ省電力化ができる光アシスト型磁気記録装置を実現することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施形態１について、図面を用いて説明する。
【００４１】
図１は、本発明の実施形態１における光アシスト型磁気記録装置１００の積層構造を示す断面図である。
【００４２】
光アシスト型磁気記録装置１００は、図１に示すように、発光素子基板１１０上に、バッファー層１２０が形成され、バッファー層１２０上には、透明電極層１２１と光誘起磁性体層１２２とが順次形成されている。
【００４３】
発光素子基板１１０は、ＧａＡｓ基板１１１上に、例えば、Ａｕ／ＡｕＺｎからなる電極１１２が形成され、電極１１２上には、例えばｐ型ＧａＡｓからなるバッファー層１１３とｐ型ＧａＩｎＰ層１１４と、ｎ型ＧａＩｎＰ層１１５とが順次形成されている。
【００４４】
ここで、発光素子基板１１０におけるｐ型ＧａＩｎＰ層１１４とｎ型ＧａＩｎＰ層１１５とは、本発明における発光素子層に相当し、半導体から構成され発光する。具体的には、ｐ型ＧａＩｎＰ層１１４とｎ型ＧａＩｎＰ層１１５とで発光ダイオードを構成し、電極１１２及び透明電極層１２１に電圧が印加されることにより特定波長の光を発光する。特定波長の光とは、ｐ型ＧａＩｎＰ層１１４とｎ型ＧａＩｎＰ層１１５との材料に依存する光であり、ここでは、例えば波長６５０ｎｍの赤色光である。
【００４５】
バッファー層１２０は、本発明のバッファー層に相当し、発光素子基板１１０と光誘起磁性体層１２２との間に形成される。バッファー層１２０は、発光素子基板１１０と光誘起磁性体層１２２との格子不整合を緩和する。
【００４６】
バッファー層１２０は、例えば厚さ２０ｎｍであり、ＭｇＯから形成された透明な層である。
【００４７】
また、バッファー層１２０は、発光素子基板１１０におけるｎ型ＧａＩｎＰ層１１５と透明電極層１２１との間に形成されてもよい。
【００４８】
発光素子基板１１０におけるＧａＡｓ基板１１１との間に電極１１２、ｐ型ＧａＡｓからなるバッファー層１１３、ｐ型ＧａＩｎＰ層１１４及びｎ型ＧａＩｎＰ層１１５が形成されている。ＧａＡｓ基板１１１上に順次形成された電極１１２、ｐ型ＧａＡｓからなるバッファー層１１３、ｐ型ＧａＩｎＰ層１１４及びｎ型ＧａＩｎＰ層１１５は、ｐ型ＧａＡｓからなるバッファー層１１３によりエピタキシャル成長している。さらに、バッファー層１２０が形成されることで、バッファー層１２０上に形成される透明電極層１２１及び光誘起磁性体層１２２は、バッファー層１２０によりＧａＡｓ基板１１１との格子不整合が緩和されてＧａＡｓ基板上にエピタキシャル成長している。すなわち、ＧａＡｓ基板１１１と、ＧａＡｓ基板１１１上に順次形成された電極１１２、ｐ型ＧａＡｓからなるバッファー層１１３、ｐ型ＧａＩｎＰ層１１４、ｎ型ＧａＩｎＰ層１１５、バッファー層１２０、透明電極層１２１及び光誘起磁性体層１２２はモノリシックに形成される。ここで、光誘起磁性体層１２２は単結晶状態で形成されている。
【００４９】
光誘起磁性体層１２２は、本発明の光誘起磁性体層に相当し、発光素子基板１１０上に形成され、弱磁場下において、発光素子基板１１０からの光照射で磁化が誘起される強磁性体からなる。具体的には、光誘起磁性体層１２２は、磁気記録層として用いられ、光無照射時には磁化変化のない低磁界下で、特定波長の光照射により磁化を変化させることができる単結晶状態の光誘起磁性材料で形成される。また、光誘起磁性体層１２２は、光による磁化変化の起こしやすさと、熱安定性及び磁場安定性とは独立している。光誘起磁性体層１２２は、光照射によって磁性が変化され、光照射のない状態では、光照射時に変化した磁化状態が保持される。
【００５０】
光誘起磁性体層１２２は、例えば（ＡｌxＲｕyＦｅz）Ｏ4（ただし、ｘ＋ｙ＋ｚ＝３、０＜ｘ＜３、０＜ｙ＜３、１＜ｚ＜３）で形成される。
【００５１】
光誘起磁性体層１２２は、ＧａＡｓ基板１１１から構成される発光素子基板１１０上に発光素子基板１１０と光誘起磁性体層１２２との格子不整合を緩和するバッファー層１２０が形成されたことで、ＧａＡｓ基板上に単結晶状態で形成される。光誘起磁性体層１２２が単結晶状態で形成されるため、磁場中において光誘起磁性体層１２２は光照射で磁化が誘起される光誘起磁性が発現する。
【００５２】
また、光誘起磁性体層１２２は、発光素子基板１１０からの光照射で光誘起磁性体層１２２の磁化を変化させることによって磁性記録層として用いることができる。
【００５３】
透明電極層１２１は、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）からなる透明な電極である。ＩＴＯとは、酸化インジウム（Ｉｎ2Ｏ3）に数％の酸化スズ（ＳｎＯ2）を添加した化合物であり、可視光の透過率が約９０％の透明な化合物である。
【００５４】
ここで、透明電極層１２１は、バッファー層１２０の材料であるＭｇＯと格子定数の近い材料であるＩＴＯであるので、光誘起磁性体層１２２に対するバッファー層１２０の格子不整合の緩和の効果を阻害しない、すなわち、光誘起磁性体層１２２は単結晶エピタキシャル成長することができる。
【００５５】
図２は、光アシスト型磁気記録装置１００を磁気光学素子として利用する場合の書き込み方法を概念的に示す図である。
【００５６】
まず、発光素子基板１１０を発光させる。すなわち、電極１１２と透明電極層１２１とに電圧が印加されて、発光素子基板１１０において発光ダイオードを構成するｐ型ＧａＩｎＰ層１１４とｎ型ＧａＩｎＰ層１１５との境界面付近が発光する。
【００５７】
次に、発光素子基板１１０で発光した光は、バッファー層１２０及び透明電極層１２１を通過して、光誘起磁性体層１２２に入射する。すなわち、光誘起磁性体層１２２は光照射される。
【００５８】
次に、光誘起磁性体層１２２は、光照射されることにより、弱磁場下において光誘起磁性体層１２２の磁気が誘起される。すなわち、光誘起磁性体層１２２は、光照射によって磁化状態が変化する。
【００５９】
磁化された光誘起磁性体層１２２は、光照射後、光照射のない状態でも光照射によって変化した磁化状態を保持する。
【００６０】
このように、光誘起磁性体層１２２は光照射による磁化状態の変化を書き込み可能な磁気記録層として利用できる。
【００６１】
図３は、光アシスト型磁気記録装置１００を磁気光学素子として利用する場合の読み出し方法を概念的に示す図である。
【００６２】
まず、光誘起磁性体層１２２は、光照射により磁化状態が変調されて、その磁化状態を保持している。
【００６３】
次に、光誘起磁性体層１２２は、直線偏光の光が入射されると、光誘起磁性体層１２２の磁化状態によって、主軸の向きが入射された直線偏光の向きから傾いた角度で楕円偏光を反射する。
【００６４】
ここで、光誘起磁性体層１２２により反射された楕円偏光を受光し、入射した直線偏光の光における主軸の向きとの傾きを検出することで、光誘起磁性体層１２２の磁化状態をビット情報として読み取ることができる。
【００６５】
以上のように、物質の磁気的変化を読み取るために磁気光学効果を利用し、磁化の程度によって、例えば「０」及び「１」に論理定義することで、光によって書き込み（磁気記録）及び読み取り可能な光アシスト型磁気記録装置１００が実現できる。
【００６６】
なお、反射された楕円偏光を受光し、例えば、主軸の向きとの傾きの変化の程度を検出することで、光誘起磁性体層１２２に保持された磁化の方向を、例えば「０」及び「１」に論理定義してもよい。
【００６７】
図４は、光アシスト型磁気記録装置１００を磁気光学素子として利用する場合の光アシスト型磁気記録装置１０１の積層構造を示す断面図である。
【００６８】
図４は、図１と同様の要素には同一の符号を付しており、詳細な説明は省略する。
【００６９】
図４に示す光アシスト型磁気記録装置１０１は、図１の光誘起磁性体層１２２上に、さらに、磁場発生用電極１３０が形成されている。また、図４におけるＧａＡｓ基板１１１は、例えば、Ｓｉ−ＧａＡｓ基板である。ここで、Ｓｉ−ＧａＡｓ基板は、Ｓｉ基板上にＧａＡｓをヘテロエピタキシーされたＧａＡｓ基板１１１であり、ＧａＡｓからなる基板の脆さを補強するため、Ｓｉ単結晶基板の上にＧａＡｓ単結晶を成長させた基板である。
【００７０】
光アシスト型磁気記録装置１０１における書き込みにおいて、磁場発生用電極１３０に流す電流の方向により誘導磁界の方向を決める。磁界の発生下において、光誘起磁性体層１２２は、光照射により磁化が磁界方向へ誘起される。
【００７１】
それにより、磁気光学効果を利用し、磁化の方向を、例えば「０」及び「１」に論理定義できる。
【００７２】
以上のように、光によって書き込み（磁気記録）及び読み取り可能な光アシスト型磁気記録装置１０１が実現できる。
【００７３】
なお、磁場発生用電極１３０が印加する磁場は、光誘起磁性体層１２２の磁化方向を光照射で変化できる程度、つまり、「０」または「１」に論理定義できる程度の弱い磁場でよく、強い磁場でなくてもよい。
【００７４】
図５は、磁気抵抗素子として利用する場合の光アシスト型磁気記録装置１０２の積層構造を示す断面図である。
【００７５】
図５に示す光アシスト型磁気記録装置１０２は、図１の光誘起磁性体層１２２上に、さらに、例えば、絶縁体層１２３と、例えば、ＦｅやＣｏなどの強磁性金属及び強磁性酸化物からなる強磁性層１２４とが順次形成されている。また、強磁性層１２４上には、金属配線のワード線１３２が形成され、透明電極層１２１には、金属配線のビット線１３１が形成されている。
【００７６】
図５に示す光アシスト型磁気記録装置１０２は、ＭＲＡＭ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）型構造である。従来のＭＲＡＭとは、磁気記録層となる光誘起磁性体層１２２及び発光素子基板１１０の構成が異なる。
【００７７】
強磁性層１２４は、磁化固定層として活用し、光誘起磁性体層１２２は、磁化フリー層として活用する。
【００７８】
絶縁体層１２３は、例えば、ＭｇＯからなる絶縁体層であり、磁気抵抗効果を示すトンネル接合膜である。
【００７９】
また、光アシスト型磁気記録装置１０２は、発光素子基板１１０と光誘起磁性体層１２２とをモノリシックに形成することで、ＭＲＡＭ型構造が形成される。それにより、ＭＲＡＭと同様に微細化が可能であり、例えば、メモリアレイなどアレイ状で集積化することができる。
【００８０】
さらに、上述したように、光誘起磁性体層１２２は、磁場安定性及び熱安定性の伴った強磁性体材料からなり、光照射で磁性が変化される。また、磁気抵抗素子として光誘起磁性体層１２２を使用する場合は、光誘起磁性体層１２２における伝導電子のスピンが偏極されていることが必要である。
【００８１】
光誘起磁性体層１２２は、本来光誘起磁性体層１２２の磁化が変化しない程度の弱磁場下において、光照射によって磁性が変化されるので、低い書き込み電力で光誘起磁性体層１２２における磁性を変化することができる。また、光アシスト型磁気記録装置１０２が微細化されると、さら低い書き込み電力で光誘起磁性体層１２２における磁性が変化することができる。
【００８２】
以上より、磁場安定性及び熱安定性を保持しつつ、微細化かつ省電力化ができる光アシスト型磁気記録装置を実現することができる。
【００８３】
次に、光アシスト型磁気記録装置１０２における書き込み方法及び読み出し方法について簡単に説明する。
【００８４】
図６は、光アシスト型磁気記録装置１００を磁気抵抗素子として利用する場合の光アシスト型磁気記録装置１０２の書き込み方法を概念的に示す図である。
【００８５】
まず、ビット線１３１を介し透明電極層１２１及び発光素子基板１１０における電極１１２に印加することで、発光素子基板１１０を発光させる。
【００８６】
次に、発光素子基板１１０で発光した光は、バッファー層１２０及び透明電極層１２１を通過して、光誘起磁性体層１２２に入射する。すなわち、光誘起磁性体層１２２は光照射される。
【００８７】
そのとき、ビット線１３１または、ワード線１３２に磁場発生のための電流を印加しておく。
【００８８】
光誘起磁性材料１２２は、光照射されることにより、磁場印加方向に沿って光誘起磁性体層１２２の磁化状態或いは、磁化方向が変化する。
【００８９】
磁化変調された光誘起磁性体層１２２は、光照射後、光照射のない状態でも光照射時に変調された磁化状態を保持する。
【００９０】
このようにして、光誘起磁性体層１２２は、光照射によって磁化変調することができ、書き込み可能な磁気記録層として利用できる。
【００９１】
図７は、光アシスト型磁気記録装置１００を磁気抵抗素子として利用する場合の光アシスト型磁気記録装置１０２の読み出し方法を概念的に示す図である。
【００９２】
読み出しは、光誘起磁性体層１２２の磁化の向きと強磁性層１２４との磁化の向きが平行のとき、光アシスト型磁気記録装置１０２の抵抗が小さく、光誘起磁性体層１２２の磁化の向きと強磁性層１２４との磁化の向きが反平行のとき、光アシスト型磁気記録装置１０２の抵抗が大きいというＴＭＲ（Ｔｕｎｎｅｌ  Ｍａｇｎｅｔｏｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）素子の性質を使う。
【００９３】
まず、光誘起磁性体層１２２は、光照射により磁化変調されて、その磁化が保持されている。
【００９４】
次に、光アシスト型磁気記録装置１０２の積層面に垂直な方向に電流または、電圧を印加し、ＴＭＲ素子である光アシスト型磁気記録装置１０２から流れ出る電流または、電圧を検出する。検出する電流または、電圧の大きさで、ＴＭＲ素子である光アシスト型磁気記録装置１０２に記録されているデータが「０」または「１」のどちらに論理定義されているかを判定する。
【００９５】
ここで、図７において、例えば、検出する電流が大きいときを「０」の状態と論理定義している。すなわち、光誘起磁性体層１２２の磁化の向きと強磁性層１２４との磁化の向きが平行で、光アシスト型磁気記録装置１０２の抵抗が小さい場合を「０」に論理定義している。また、検出する電流が小さいときを「１」の状態と論理定義している。すなわち、光誘起磁性体層１２２の磁化の向きと強磁性層１２４との磁化の向きが反平行で、光アシスト型磁気記録装置１０２の抵抗が大きい場合を「１」に論理定義している。
【００９６】
なお、光アシスト型磁気記録装置１０２が複数になった場合には、ＭＲＡＭ同様に、ＭＯＳＦＥＴをスイッチとして使う。すなわち、ＭＯＳＦＥＴを使って読み出したいＴＭＲ素子である光アシスト型磁気記録装置１０２を選択し、その光アシスト型磁気記録装置１０２にだけ電流を流す。
【００９７】
以上のように、磁気抵抗効果を利用し、磁化の向きが平行または反平行を、例えば「０」及び「１」に論理定義することで、光によって書き込み（磁気記録）及び読み取り可能な光アシスト型磁気記録装置１０２が実現できる。
【００９８】
（実施例１）
本発明者らは、光誘起磁性体材料である（ＡｌxＲｕyＦｅz）Ｏ4（ただし、ｘ＋ｙ＋ｚ＝３、０＜ｘ＜３、０＜ｙ＜３、１＜ｚ＜３）薄膜結晶において、ＭｇＯからなるバッファー層を介してエピタキシャル成長させることで、ＧａＡｓ基板上に単結晶薄膜結晶を形成できることを見出した。それにより、光誘起磁性体材料である（ＡｌxＲｕyＦｅz）Ｏ4薄膜結晶をＧａＡｓ基板から構成される発光素子基板と単結晶状態でモノリシックに形成することができ、低消費電力でかつ微細化可能な光アシスト型磁気記録装置が実現できることを見出した。これまでは、光誘起磁性体材料である（ＡｌxＲｕyＦｅz）Ｏ4（ただし、ｘ＋ｙ＋ｚ＝３、０＜ｘ＜３、０＜ｙ＜３、１＜ｚ＜３）薄膜結晶においては、Ａｌ2Ｏ3基板上または、ＭｇＯ基板上でしか単結晶薄膜を形成できなかった。言い換えると、ＧａＡｓ基板上では光誘起磁性体材料である（ＡｌxＲｕyＦｅz）Ｏ4（ただし、ｘ＋ｙ＋ｚ＝３、０＜ｘ＜３、０＜ｙ＜３、１＜ｚ＜３）薄膜結晶がアモルファス状態でしか形成できなかった。
【００９９】
発明者らは、この原因をＧａＡｓ基板と光誘起磁性体材料との格子定数の不整合（ミスマッチ）が大きいためとし、所定の製造条件下で形成させた格子定数の不整合を緩和する、例えばＭｇＯからなるバッファー層を介することで、ＧａＡｓ基板上に光誘起磁性体材料である（ＡｌxＲｕyＦｅz）Ｏ4（ただし、ｘ＋ｙ＋ｚ＝３、０＜ｘ＜３、０＜ｙ＜３、１＜ｚ＜３）薄膜結晶を単結晶状態で形成できることを見出したことは注目すべきことである。
【０１００】
次に、本発明の光アシスト型磁気記録装置１００をパルスレーザデポジション法によって製造する例を以下に示す。
【０１０１】
まず、パルスレーザデポジション法を用いて、基板温度を４５０℃〜５５０℃、酸素ガス圧１．０×１０-2〜１．０×１０-3Ｐａの条件で、ＧａＡｓ（００１）単結晶基板上に、Ｍｇ０（１１１）エピタキシャル薄膜を結晶成長させる。
【０１０２】
次に、パルスレーザデポジション法を用いて、基板温度を５００℃、酸素ガス圧１．０×１０-4Ｐａの条件で、ＭｇＯ（１１１）エピタキシャル薄膜上にＡｌ0.2Ｒｕ0.8Ｆｅ2Ｏ4を［１１１］方向に単結晶状態で結晶成長させる。
【０１０３】
以上のようにして、ＧａＡｓ（００１）単結晶基板上に、Ａｌ0.2Ｒｕ0.8Ｆｅ2Ｏ4を［１１１］方向に単結晶状態でモノリシックに結晶成長させることで、光アシスト型磁気記録装置１００を作製することができる。
【０１０４】
また、比較のためにサファイア基板であるＡｌ2Ｏ3（０００１）単結晶基板上にＡｌ0.2Ｒｕ0.8Ｆｅ2Ｏ4エピタキシャル単結晶薄膜を［１１１］方向に結晶成長させた。
【０１０５】
図８は、ＧａＡｓ（００１）基板上に形成された光誘起磁性体Ａｌ0.2Ｒｕ0.8Ｆｅ2Ｏ4（１１１）薄膜のＸ線回折測定図である。
【０１０６】
図８において淡黒で示される線は、ＧａＡｓ（００１）基板上にバッファー層を介して積層された光誘起磁性体Ａｌ0.2Ｒｕ0.8Ｆｅ2Ｏ4（１１１）薄膜の測定結果である。また、図８における濃黒で示される線は、Ａｌ2Ｏ3（０００１）基板上に積層された光誘起磁性体Ａｌ0.2Ｒｕ0.8Ｆｅ2Ｏ4（１１１）薄膜のものである。
【０１０７】
２ｔｈｅｔａ＝３７．６度付近に現れるピークはＡｌ0.2Ｒｕ0.8Ｆｅ2Ｏ4の［２２２］方位のピークで、ＧａＡｓ基板上のＡｌ0.2Ｒｕ0.8Ｆｅ2Ｏ4ピークとの良い一致を見る。
【０１０８】
すなわち、ＧａＡｓ基板上にＡｌ0.2Ｒｕ0.8Ｆｅ2Ｏ4（１１１）単結晶薄膜ができているのがわかる。
【０１０９】
それにより、光誘起磁性体層１２２となるＡｌ0.2Ｒｕ0.8Ｆｅ2Ｏ4薄膜は、ＧａＡｓ基板から構成される発光素子基板１１０とモノリシックに形成することができる。
【０１１０】
（実施例２）
次に、例えば、Ａｌ0.2Ｒｕ0.8Ｆｅ2Ｏ4からなる光誘起磁性体（ＡｌxＲｕyＦｅz）Ｏ4（ただし、ｘ＋ｙ＋ｚ＝３、０＜ｘ＜３、０＜ｙ＜３、１＜ｚ＜３）が本発明の光アシスト型磁気記録装置１００の磁気記録層として利用可能かどうかを検討した。
【０１１１】
サファイア基板であるＡｌ2Ｏ3（０００１）単結晶基板上にＡｌ0.2Ｒｕ0.8Ｆｅ2Ｏ4エピタキシャル単結晶薄膜を［１１１］方向に結晶成長させた試料を用いた。
【０１１２】
図９は、サファイア単結晶基板上に形成された光誘起磁性体Ａｌ0.2Ｒｕ0.8Ｆｅ2Ｏ4の光照射による磁化変化の温度依存性を示す図である。
【０１１３】
図９に記載のＺＦＣは、Ｚｅｒｏ−Ｆｉｅｌｄ−Ｃｏｏｌｉｎｇの略であり、ゼロ磁場状態で低温まで冷やし、その後、磁場を印加して磁化測定する方法である。今回の場合は１０Ｋまで冷やし、その後、３５０Ｇの磁場を印加した測定であり、その測定の結果を示す。また、ＦＣ（Ｆｉｅｌｄ−Ｃｏｏｌｉｎｇの略）は磁場を印加したまま、低温状態にして測定する方法であり、その測定結果を示す。
【０１１４】
図９から、ＺＦＣにおける光誘起磁性体Ａｌ0.2Ｒｕ0.8Ｆｅ2Ｏ4がｈνのエネルギーの光照射によって磁化が増大することがわかる。
【０１１５】
また、この光照射によって磁化が増大する現象は、１０Ｋの低温から、４００Ｋ付近の高温部まで見られるのがわかる。
【０１１６】
以上より、室温を超える４００Ｋ付近の高温度までの範囲で、光照射のみで磁化変化が可能であり、この光誘起磁性体（ＡｌxＲｕyＦｅz）Ｏ4（ただし、ｘ＋ｙ＋ｚ＝３、０＜ｘ＜３、０＜ｙ＜３、１＜ｚ＜３）が光アシスト型磁気記録装置１００の磁気記録層として利用可能なのがわかる。
【０１１７】
（実施例３）
次に、光誘起磁性体（ＡｌxＲｕyＦｅz）Ｏ4（ただし、ｘ＋ｙ＋ｚ＝３、０＜ｘ＜３、０＜ｙ＜３、１＜ｚ＜３）が磁気抵抗素子材料として利用可能かどうかを検討した。
【０１１８】
実施例２と同様に、サファイア基板であるＡｌ2Ｏ3（０００１）単結晶基板上にＡｌ0.2Ｒｕ0.8Ｆｅ2Ｏ4エピタキシャル単結晶薄膜を［１１１］方向に結晶成長させた試料を用いた。
【０１１９】
図１０は、光誘起磁性体であるＡｌ0.2Ｒｕ0.8Ｆｅ2Ｏ4の異常ホール効果の磁場依存性を示す図である。
【０１２０】
また、異常ホール効果は下記の関係式で示される。
【０１２１】
（数１）ｒ＝Ｒ０＊Ｂ＋ＲＡ＊ｕ０＊Ｍ
【０１２２】
ここで、ｒはホール抵抗値、Ｒ０は正常ホール係数、Ｂは外部磁場の大きさ、ＲＡは異常ホール係数、ｕ０は真空透磁率、及びＭは内部磁化である。
【０１２３】
なお、異常ホール効果とはフェリ磁性体を含む強磁性体に電流を流したときに生じる現象で、電流方向と磁化方向とに垂直な方向に電圧を生じ、磁化方向が反転すると生じる電圧も反転する現象をいう。異常ホール効果によってIII−Ｖ族希薄磁性半導体等での磁性を検証する一般的手法である。
【０１２４】
したがって、（数１）式第二項の内部磁化により、ホール抵抗ｒは図１０に示す磁気ヒステリシスを反映しており、伝導電子は、内部磁化と相互作用しており、磁化の変化を伝導電子に伝えることができるのがわかる。
【０１２５】
以上より、光誘起磁性体（ＡｌxＲｕyＦｅz）Ｏ4（ただし、ｘ＋ｙ＋ｚ＝３、０＜ｘ＜３、０＜ｙ＜３、１＜ｚ＜３）の伝導電子が、局在した磁性電子と相互作用があり、電気が磁気を反映するのがわかる。したがって、光誘起磁性体（ＡｌxＲｕyＦｅz）Ｏ4（ただし、ｘ＋ｙ＋ｚ＝３、０＜ｘ＜３、０＜ｙ＜３、１＜ｚ＜３）は磁気抵抗素子材料として利用可能であるのがわかる。
【０１２６】
（実施例４）
次に、光誘起磁性体（ＡｌxＲｕyＦｅz）Ｏ4（ただし、ｘ＋ｙ＋ｚ＝３、０＜ｘ＜３、０＜ｙ＜３、１＜ｚ＜３）が磁気抵抗素子の磁性層としてどれほど有効な材料であるのかを検討した。
【０１２７】
図１１は、光誘起磁性体（ＡｌxＲｕyＦｅz）Ｏ4（ただし、ｘ＋ｙ＋ｚ＝３、０＜ｘ＜３、０＜ｙ＜３、１＜ｚ＜３）の電子状態密度計算結果を示す図である。
【０１２８】
図１１は、光誘起磁性体（ＡｌxＲｕyＦｅz）Ｏ4（ただし、ｘ＋ｙ＋ｚ＝３、０＜ｘ＜３、０＜ｙ＜３、１＜ｚ＜３）における伝導電子の電子スピンの状態密度をアップスピンとダウンスピンとに分けて計算した結果である。図１１より、フェルミレベルである（Ｅ0−Ｅf）がゼロの付近では、アップスピンとダウンスピンとの偏極度（（Ｄｕｐ−Ｄｄｏｗｎ）／（Ｄｕｐ＋Ｄｄｏｗｎ））はおよそ−９０％であり、高いスピン偏極度を有するのがわかる。
【０１２９】
ここでＤｕｐはアップスピンの状態密度であり、Ｄｄｏｗｎはダウンスピンの状態密度である。
【０１３０】
それにより、伝導電子の電子スピンが片側に大きく偏極しており、光誘起磁性体（ＡｌxＲｕyＦｅz）Ｏ4（ただし、ｘ＋ｙ＋ｚ＝３、０＜ｘ＜３、０＜ｙ＜３、１＜ｚ＜３）は磁気抵抗素子の磁性層として有効な材料であるのがわかる。
【０１３１】
以上、本発明の実施の形態１における光アシスト型磁気記録装置１００は、（１）バッファー層１２０を介することにより、光によって直接磁性変調可能な光誘起磁性材料からなる光誘起磁性体層１２２を発光素子基板１１０上に単結晶状態でモノリシックに積層できる。また、（２）記録層である光誘起磁性体層１２２は、光照射時にのみ磁化変化（磁化不安定性）を引き起こし、無照射時には、記録層の熱安定性、磁場安定性を損ねることがない。すなわち、光による磁化変化のしやすさと熱安定性及び磁場安定性とは独立している（トレードオフでない）。また、光アシスト型磁気記録装置１００は、発光素子基板１１０からの光照射により、直接磁化変調させることができ、書き込みに要する光のエネルギーを低減できる。したがって低電力で書き込みが可能となる。さらに、光アシスト型磁気記録装置１００は、光によって直接磁性変調ができる材料である光誘起磁性材料を発光素子基板上に単結晶状態でモノリシックに積層することで、光源装置を別途必要とせず、小型化が図れる。すなわち、半導体メモリと同様、半導体基板上に一体的に形成できることで、半導体メモリのような微細化が可能になる。また、記録層に用いた光誘起磁性材料が直接光による磁化変化が可能であり、光による磁化変化のしやすさと、熱安定性及び磁場安定性とは独立しているので、熱安定性及び磁場安定性を保持しつつ低消費電力化を図ることができる。それにより、磁場安定性及び熱安定性を保持しつつ、微細化かつ省電力化ができる光アシスト型磁気記録装置が実現できる。
【０１３２】
また、従来のＭＲＡＭにおいては、素子の微細化に伴った磁性層の保磁力の増加により、反転磁界を発生させるためには、大きな電力を有することが問題視されている。光アシスト型磁気記録装置１０２に示す本発明における光アシスト型磁気記録方法を用いた磁気抵抗素子においては、光誘起磁性体層１２２の磁化状態を光によって変調させるため、磁化反転に必要な磁界の大きさは、光誘起磁性体層１２２の保磁力（ＨＣ）以下でも良い。すなわち、必要磁界は、光誘起磁性体層１２２の磁化状態を光照射によって変調させるための方向付けとして使うだけであり、必要磁界は低磁場でよく、低消費電力化が可能である。
【０１３３】
なお、発光素子基板１１０の構成は実施の形態１に限定されない。すなわち、発光する発光素子層を有して、光誘起磁性体層１２２に光を入射できればよい。また発光色も赤色に限定されず、青色でもよく、光誘起磁性体層１２２の磁性変調ができる波長であればよい。
【０１３４】
また、光誘起磁性体層１２２も（ＡｌxＲｕyＦｅz）Ｏ4（ただし、ｘ＋ｙ＋ｚ＝３、０＜ｘ＜３、０＜ｙ＜３、１＜ｚ＜３）に限定されない。光により直接磁性が変調できればそれも含まれる。
【０１３５】
なお、本実施の形態１の光アシスト型磁気記録装置１０１では、物質の磁気的性質が変化することに伴い光の反射または透過によってその光の光学的性質が変化する現象である磁気光学効果を利用し、磁化の方向を論理定義することで、光によって読み取り可能な光アシスト型磁気記録装置１０１が実現できる例を説明したが、磁気光学効果を利用して、光アシスト型磁気記録装置１０１を例えば、光アイソレータに転用してもよい。その場合には、光誘起磁性体層１２２の磁化の有無での磁気光学効果を利用すればよく、例えば、磁化されていないときに光誘起磁性体層１２２により反射された楕円偏光のみを通すように対応づければよい。
【０１３６】
ここで、光アイソレータとは、光デバイスの中でも光を単一方向にだけ通す性質を持ったデバイスである。
【０１３７】
（実施の形態２）
図１２は、本発明の実施形態２における光アシスト型磁気記録装置４００の積層構造を示す断面図である。
【０１３８】
光アシスト型磁気記録装置４００は、図１２に示すように、発光素子基板３１０上に、バッファー層４２０が形成され、バッファー層４２０上には、透明電極層４２１と光誘起磁性体層４２２とが順次形成されている。
【０１３９】
発光素子基板３１０は、サファイア基板である絶縁性Ａｌ2Ｏ3基板３１１上に、ＧａＮからなるバッファー層３１２と、例えば、Ａｕからなる電極３１３が順次形成され、電極３１３上には、ｎ型ＧａＮ層３１４と、ｎ型ＧａＡｌＮ層３１５と、ｐ型ＧａＡｌＮ層３１６と、ｐ型ＧａＮ層３１７とが順次形成されている。
【０１４０】
ここで、発光素子基板３１０は、発光素子基板３１０におけるｎ型ＧａＮ層３１４と、ｎ型ＧａＡｌＮ層３１５と、ｐ型ＧａＡｌＮ層３１６と、ｐ型ＧａＮ層３１７とで発光ダイオードを構成し、電極３１３及び透明電極層４２１に電圧が印加されることによりｎ型ＧａＡｌＮ層３１５と、ｐ型ＧａＡｌＮ層３１６との境界面付近から特定波長の光を発光する。なお、特定波長の光とは、発光ダイオードの材料に依存する光であり、ここでは、例えば、波長３６０〜４００ｎｍの波長域の青色光である。
【０１４１】
バッファー層４２０は、実施の形態１におけるバッファー層１２０と同様に、発光素子基板３１０と光誘起磁性体層４２２との格子不整合を緩和する。
【０１４２】
また、バッファー層４２０が形成されることで、バッファー層４２０上に形成される透明電極層４２１及び光誘起磁性体層４２２は、バッファー層４２０によりＡｌ2Ｏ3基板３１１との格子不整合が緩和されてＡｌ2Ｏ3基板３１１上に単結晶状態でエピタキシャル成長する。すなわち、発光素子基板３１０と、発光素子基板３１０上に順次形成された透明電極層４２１及び光誘起磁性体層４２２はモノリシックに形成される。
【０１４３】
光誘起磁性体層４２２は、発光素子基板３１０上にモノリシックに形成され、発光素子基板３１０からの光照射で磁化が誘起される強磁性体からなる。光誘起磁性体層４２２は、磁気記録層として用いられ、光無照射時には磁化変化のない低磁界下で、特定波長の光照射により磁化を変化させることができる単結晶状態の光誘起磁性材料で形成される。
【０１４４】
光誘起磁性体層４２２は、例えば、（ＡｌxＲｕyＦｅz）Ｏ4（ただし、ｘ＋ｙ＋ｚ＝３、０＜ｘ＜３、０＜ｙ＜３、１＜ｚ＜３）で形成される。
【０１４５】
透明電極層４２１は、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）からなる透明な電極である。透明電極層４２１は、バッファー層４２０の材料であるＭｇＯと格子定数の近い材料であるＩＴＯであるので、光誘起磁性体層４２２に対するバッファー層４２０の格子不整合の緩和の効果を阻害しない、すなわち、光誘起磁性体層４２２は単結晶状態でエピタキシャル成長することができる。それにより、バッファー層４２０及び透明電極層４２１上に光誘起磁性体層４２２は単結晶状態でモノリシックに形成される。
【０１４６】
以上のように、本実施の形態２の光アシスト型磁気記録装置４００によれば、磁場安定性及び熱安定性を保持しつつ、微細化かつ省電力化ができる光アシスト型磁気記録装置が実現できる。また、本実施の形態２の光アシスト型磁気記録装置４００によれば、発光素子基板３１０から光照射される光を青色にすることができる。すなわち、赤色に比べて青色は波長が短いので、発光素子基板３１０の微細化がさらに可能になる。
【０１４７】
（実施の形態３）
図１３は、メモリアレイ６００の構造を示す図である。
【０１４８】
メモリアレイ６００は、ＧａＡｓ基板から形成される発光素子基板１１０上にモノリシックに形成された光誘起磁性体層１２２から構成される複数の光アシスト型磁気記録装置１０２が、光アシスト型磁気記録素子のメモリセル６１０としてマトリクス状に配列（例えば、Ｍ列Ｎ行は入れる：Ｍ×Ｎ配列）されて構成されている。
【０１４９】
メモリアレイ６００では、各メモリセル６１０である光アシスト型磁気記録装置１０２の光誘起磁性体層１２２に発光素子基板１１０の発光が照射されることにより、光誘起磁性体層の磁化方向が変化し、メモリセル６１０である光アシスト型磁気記録装置１０２に記録情報が書き込まれる。
【０１５０】
以上のように、本実施の形態３のメモリアレイによれば、メモリセル６１０が光照射のみで磁性が変化する光アシスト型磁気記録装置１０２で形成され、微細化可能であるので小型のメモリアレイが実現できる。さらに、光誘起磁性体層１２２は、低電力にて磁性を変化することができる。また、光アシスト型磁気記録装置１０２を微細化することで、さら低電力にて磁性を変化することができる。それにより、磁場安定性及び熱安定性を保持しつつ、微細化かつ省電力化ができる光アシスト型磁気記録装置を実現することができる。
【０１５１】
以上、本発明の光アシスト型磁気記録装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１５２】
本発明は、磁気記録装置に利用でき、特に、メモリアレイや半導体メモリなどの磁気記録装置、光磁気記録装置及び磁気抵抗素子装置に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１５３】
【図１】本発明の実施の形態１における光アシスト型磁気記録装置の積層構造を示す断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１における光アシスト型磁気記録装置を磁気光学素子として利用する場合の書き込み方法を概念的に示す図である。
【図３】本発明の実施の形態１における光アシスト型磁気記録装置を磁気光学素子として利用する場合の読み出し方法を概念的に示す図である。
【図４】本発明の実施の形態１における光アシスト型磁気記録装置を磁気光学素子として利用する場合の光アシスト型磁気記録装置の積層構造を示す断面図である。
【図５】本発明の実施の形態１における光アシスト型磁気記録装置を磁気抵抗素子として利用する場合の光アシスト型磁気記録装置の積層構造を示す断面図である。
【図６】本発明の実施の形態１における光アシスト型磁気記録装置を磁気抵抗素子として利用する場合の書き込み方法を概念的に示す図である。
【図７】本発明の実施の形態１における光アシスト型磁気記録装置を磁気抵抗素子として利用する場合の読み出し方法を概念的に示す図である。
【図８】ＧａＡｓ（００１）基板上に形成された光誘起磁性体であるＡｌ0.2Ｒｕ0.8Ｆｅ2Ｏ4（１１１）薄膜のＸ線回折測定図である。
【図９】サファイア単結晶基板上に形成された光誘起磁性体であるＡｌ0.2Ｒｕ0.8Ｆｅ2Ｏ4の光照射による磁化変化の温度依存性を示す図である。
【図１０】光誘起磁性体であるＡｌ0.2Ｒｕ0.8Ｆｅ2Ｏ4の異常ホール効果の磁場依存性を示す図である。
【図１１】光誘起磁性体Ａｌ0.2Ｒｕ0.8Ｆｅ2Ｏ4の電子状態密度計算結果を示す図である。
【図１２】本発明の実施形態２における光アシスト型磁気記録装置の積層構造を示す断面図である。
【図１３】本発明の実施形態３におけるメモリアレイの構造を示す図である。
【図１４】光磁気ディスク記録装置における磁気記録方法を概念的に示す図である。
【符号の説明】
【０１５４】
１００、１０１、１０２    光アシスト型磁気記録装置
１１０、３１０    発光素子基板
１１１    ＧａＡｓ基板
１１２    電極
１１３、１２０    バッファー層
１１４    ｐ型ＧａＩｎＰ層
１１５    ｎ型ＧａＩｎＰ層
１２１、４２１    透明電極層
１２２、４２２    光誘起磁性体層
１２３    絶縁体層
１２４    強磁性層
１３０    磁場発生用電極
１３１    ビット線
１３２    ワード線
３１１    基板
３１２    ＧａＮバッファー層
３１３    Ａｕ電極
３１４    ｎ型ＧａＮ層
３１５    ｎ型ＧａＡｌＮ層
３１６    ｐ型ＧａＡｌＮ層
３１７    ｐ型ＧａＮ層
４２０    バッファー層
６００    メモリアレイ
６１０    メモリセル
１４０１    光磁気記録媒体
１４０２    磁性層
１４０３    レンズ
１４０４    コイル
【図１】
2009060057.tif 000003
【図２】
2009060057.tif 000004
【図３】
2009060057.tif 000005
【図４】
2009060057.tif 000006
【図５】
2009060057.tif 000007
【図６】
2009060057.tif 000008
【図７】
2009060057.tif 000009
【図８】
2009060057.tif 000010
【図９】
2009060057.tif 000011
【図１０】
2009060057.tif 000012
【図１２】
2009060057.tif 000013
【図１３】
2009060057.tif 000014
【図１４】
2009060057.tif 000015
【図１１】
2009060057.tif 000016