專利名稱：磁光記錄介質(zhì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用激光光束記錄信息的磁光記錄介質(zhì)，它特別涉及一種在短光波長(zhǎng)下具有高磁光效應(yīng)並適合于高密度記錄的磁光介質(zhì)。
磁光記錄通過(guò)可重新寫(xiě)入的光記錄法已投入實(shí)際應(yīng)用。到目前為止，一直使用在垂直于膜層表面具有很強(qiáng)的磁性異向的單層非晶稀土-過(guò)渡-金屬(rare-earth-transition-metal)作磁光記錄膜。尤其是，現(xiàn)已研究出TbFeCo合金系非晶膜並已把它開(kāi)發(fā)用于實(shí)際?，F(xiàn)在在磁光記錄中有一種向高記錄密度發(fā)展的趨勢(shì)，並且現(xiàn)已在研究使用較短波長(zhǎng)的讀/寫(xiě)光的一種可能的方法。為此，發(fā)展具有較高磁光效應(yīng)的材料(克爾旋轉(zhuǎn)及法拉第旋轉(zhuǎn))是今后實(shí)現(xiàn)較高密度磁光記錄的主要內(nèi)容。
然而在普通的TbFeCo合金系非晶膜中，隨著激光波長(zhǎng)的變短，其磁光效應(yīng)單調(diào)地減弱。這樣，不能在短波長(zhǎng)方面獲得足夠大的克爾旋轉(zhuǎn)角或法拉第旋轉(zhuǎn)角，因此存在著用激光讀的輸出大大減小的問(wèn)題。近來(lái)提出了在膜層間具有磁交換耦合作用的雙層膜作為新型磁光膜(例如，參閱日本公布的未審查專利申請(qǐng)NO60-17165)。但是這些膜實(shí)質(zhì)上也是TbFe合金系層疊膜，所以克爾旋轉(zhuǎn)角在短波方面仍然減小，它們不適合用于短波長(zhǎng)方面的讀/寫(xiě)膜。
另外，現(xiàn)已知道主要由Nd或Pr組成的稀土-過(guò)渡-金屬非晶膜(如參閱T.R.Mc Guire等人的文章，“Nd-Co及Nd-Fe合金的磁光性質(zhì)”，日本應(yīng)用物理61(1987)PP3352-3354)。雖然這些膜在短波方面具有較高磁光效應(yīng)的特性，但是它不是在垂直于膜表面方向上有很強(qiáng)的磁各向異性的垂直磁化膜，而是一種只在平行于膜表面方向上具有很強(qiáng)磁各向異性的平面內(nèi)磁化膜。因此得不到高密度記錄。
本發(fā)明的目的是提供即使短波長(zhǎng)方面也有足夠高的磁光效應(yīng)並且在垂直于膜表面的方向上具有很強(qiáng)的磁各向異性以及可以高密度記錄的磁光記錄介質(zhì)。
所提出的磁光記錄介質(zhì)在第二磁性膜層上疊上了第一磁性膜層，(Nd，Pr)-過(guò)渡-金屬非晶合金系的第一磁性膜層在短波方面具有高磁光效應(yīng)，而垂直方向上的各向異性弱，並且(Tb，Dy)-過(guò)渡-金屬非晶合金系的第二磁性膜層在短波方向具有低磁光效應(yīng)，而垂直方向的各向異性強(qiáng)。通過(guò)把該兩膜層間的磁交換耦合作用在第一膜層上使在膜中誘導(dǎo)出很強(qiáng)的垂直方向上的各向異性，從而得到在垂直方向磁化的磁光記錄介質(zhì)，這種介質(zhì)即使在短波長(zhǎng)也具有很高的磁光效應(yīng)。
所提出的磁光記錄介質(zhì)的第一磁性膜層是稀土-過(guò)渡-金屬的非晶膜，其組成用通式(A1-aBa)I(Feb(O1-b)mTn表示，其中A至少是一種從由含Nd及Pr的一組輕稀土元素中選出的元素，B至少是一種從一組重稀土元素選出的元素，T至少是一種從一組過(guò)渡-金屬元素中選出的元素用來(lái)增加抗腐蝕性，0≤a≤0.5，0≤b≤1，並且在原子百分比方面10≤I≤50，5a≤m≤90，0≤n≤15，以及I+m+n＝100。
Nd及Pr被特定選為輕的稀土元素A，因?yàn)樗鼈兙哂性诙滩ǚ矫媸箍藸栃D(zhuǎn)高的效應(yīng)。請(qǐng)注意，第一磁性膜層主要由這些輕的稀土元素組成。把重的稀土元素加到第一磁性膜層的輕的稀土元素Nd及Pr里促進(jìn)了第一膜層及第二膜層之間的磁交換耦合作用，這樣容易得到在垂直方向磁化的膜，並使被寫(xiě)的磁疇的形狀均勻以便實(shí)現(xiàn)減少由磁疇形狀引起的介質(zhì)噪聲第二目的。用于該目的的重稀土元素可從常用的重稀土元素如Tb、Dy、Gd、Ho及Er中選取。另外重稀土元素可能很缺乏，可以具有特性T的并且已知具有增加抗腐蝕性的過(guò)渡族金屬元素如Ti、Zr、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Pd、Pt或Al等作為T(mén)。
另外，第二磁性膜層是稀土-過(guò)渡-金屬非晶膜，其組成以一般式RxMyUz表示，其中R至少是從由Tb及Dy組成的一組元素中選取的一種元素，M至少是從由Fe及Co組成的一組元素中選取的一種元素，U至少是從增加抗腐蝕性的一組過(guò)渡-金屬元素中選取的一種元素，在原子百分比方面，15≤X≤35，65≤Y≤85，0≤Z≤15，以及X+Y+Z＝100。為了獲得較強(qiáng)的磁各向異性，較高的抗腐蝕性以及較高的記錄和寫(xiě)入性能，較好的組成是20≤X≤30，70≤Y≤80，0≤Z≤10，或在過(guò)渡-金屬多的方面，其過(guò)渡-金屬的次晶格磁化為主，其居里溫度Tc在150°到250℃，或在稀土元素多的方面，其稀土元素的次晶格磁化為主，其居里溫度Tc與上述一樣，補(bǔ)償溫度在50℃到150℃。
可以選取與上述T一樣的過(guò)渡-金屬作為U。
為了通過(guò)交替地層疊上第一磁性膜層及第二磁性膜層來(lái)利用磁交換耦合而獲得適用于磁光記錄的性質(zhì)類似于垂直方向磁化的整個(gè)膜的矯頑力等于或大于1千奧斯特的膜，最好讓第一磁性膜層的總厚度(t1)與第二磁性膜的總厚度(t2)的比等于或小于0.5，最好在0.001到0.2范圍內(nèi)，這樣可以在整個(gè)第一磁性膜層內(nèi)進(jìn)行磁交換耦合。
把由具有高導(dǎo)熱率的材料如金屬、合金或陶瓷作的熱擴(kuò)散膜直接或通過(guò)透明介質(zhì)保護(hù)膜置于所提出的多層磁性膜上可得到一種具有高性能的適合高速寫(xiě)入的光記錄介質(zhì)。


圖1是磁光記錄介質(zhì)實(shí)施例的剖面圖;
圖2是Nd20Co80單層膜的克爾回線圖;
圖3是Tb25Fe35單層膜的克爾回線圖;
圖4是Nd20Co80/Tb25Fe75層疊膜的克爾回線圖;
圖5是表示Nd20Co80/Tb25Fe75層疊膜的激光波長(zhǎng)與克爾旋光角之間的關(guān)系圖。
圖6是表示Nd20Co80/Tb25Fe75層疊膜的溫度與矯頑力之間的關(guān)系圖;
圖7是表示Nd20Co80/Tb25Fe75層疊膜的溫度與克爾旋光角之間的關(guān)系圖;
圖8是表示本發(fā)明實(shí)施例的矯頑力比Hc0/Hc2與膜厚度比(t1/t2)之間的關(guān)系以及克爾旋光角與膜厚比(t1/t2)之間的關(guān)系的圖，其中t1是第一磁性膜層的厚度，t2是第二磁性膜層的厚度，Hc2是單獨(dú)第二磁性膜層的矯頑力，Hc0是整個(gè)層疊膜的矯頑力。
參照各圖將本發(fā)明的實(shí)施例說(shuō)明如下實(shí)施例1
圖1表示本發(fā)明實(shí)施例的層疊膜的斷面結(jié)構(gòu)。用已知的濺射過(guò)程或真空沉積法在由玻璃或塑料作的基質(zhì)3下凝積上一層厚為100埃的平面內(nèi)磁化的Nd20Co80膜1作為第一磁化化膜層，並且在該層的上面再沉積上一層厚為1000埃的垂直方向磁化的膜2Tb25Fe75作為第二磁性膜層。
圖2到圖4分別表示測(cè)出的單層膜Nd20Co80，單層膜Tb25Fe75以及本發(fā)明實(shí)施例層疊膜的克爾磁滯回線。用波長(zhǎng)為630mm的氦激光測(cè)量這些磁滯回線。如圖2所示，對(duì)于Nd20Co80單層膜所得克爾旋轉(zhuǎn)角大，而垂直方向的各向異性弱，后者的這一性質(zhì)可從矯頑力弱且回線總是傾斜的這一事實(shí)看出。如圖3所示，對(duì)于Tb25Fe75單層膜所得克爾旋光角小，但垂直方向的各向異性強(qiáng)。后者的這一性質(zhì)可從矯頑力及回線幾乎以直角與H軸相交即從很好的垂直性看出。
相反，圖4表示本實(shí)施例中因在矯力2千奧斯特處垂直性好及克爾旋轉(zhuǎn)角大而得到的適合磁光記錄的垂直磁化的膜。這些性質(zhì)被認(rèn)為產(chǎn)生于兩層間的磁交換耦合作用。在這方面，有些文章曾報(bào)導(dǎo)過(guò)磁交換耦合作用，但是至今尚無(wú)報(bào)道過(guò)在不改變第一層膜的磁光效應(yīng)大小的情況下通過(guò)與第二層膜的磁交換耦合作用來(lái)補(bǔ)償?shù)谝粚幽さ拇怪狈较蚋飨虍愋匀醯那闆r。例如，在日本公開(kāi)未經(jīng)審查的專利申請(qǐng)NO60-171652中僅僅說(shuō)明了企圖通過(guò)組成兩層記錄膜使凹痕(Pits)穩(wěn)定。
圖5把本發(fā)明的多層膜的克爾旋轉(zhuǎn)角θk與波長(zhǎng)的關(guān)系和普通材料Tb22Fe68Co10非晶膜的克爾旋轉(zhuǎn)角與波長(zhǎng)的關(guān)系作了比較。從圖顯而易見(jiàn)，該多層膜的克爾旋轉(zhuǎn)角比普通材料的大得多，即使在波長(zhǎng)500nm也如此，因此用短波長(zhǎng)的激光進(jìn)行高密度記錄產(chǎn)生出高的讀輸出。圖6及圖7表示雙層膜的矯頑力Hc及克爾旋轉(zhuǎn)角θk與溫度的關(guān)系。如圖7所示，就是在高溫下也能得到大的克爾旋轉(zhuǎn)角。即使在讀的時(shí)候因激光束使膜的溫度升高，輸出下降也很小，結(jié)果產(chǎn)生大的C/N比值。圖中以某波長(zhǎng)Xnm的克爾旋轉(zhuǎn)角表示出的值就是用同一波長(zhǎng)Xnm的激光記錄之后用波長(zhǎng)為Xnm的激光讀出所得到的克爾旋轉(zhuǎn)角的值。在實(shí)驗(yàn)中讓激光的波長(zhǎng)連續(xù)變化，而采集該數(shù)據(jù)。
實(shí)施例2如在實(shí)施例1中那樣，在聚碳酸酯基片上形成由厚400埃的氮化硅膜，厚為200埃的Nd20(Fe0.8Co0.2)80非晶膜，厚為2000埃的Tb22Fe68Co10非晶膜，厚為1000埃的氮化硅膜以及厚為1000埃的鋁膜組成的層疊膜以提供有很好垂直性的垂直方向磁化的膜。就是在波長(zhǎng)500nm時(shí)，克爾旋光性也不變差，並且從Pc基片一面測(cè)出的克爾旋轉(zhuǎn)角為0.75度。矯頑力大到10千奧斯特，這種材料適合用于實(shí)際的磁光記錄。
實(shí)施例3如實(shí)施例1那樣，在玻璃基片上形成由厚為450埃的氮化硅膜、厚為20埃的Nd40(Co015Fe0.5)55Cr5非晶膜，厚為2000埃的Tb22Fe60Co10Pt8非晶膜以及厚為1000埃的氮化鋁膜組成的層疊膜以提供在矯頑力Hc4千奧斯特處有很好垂直性的垂直方向磁化的膜。即使在波長(zhǎng)400nm處，克爾旋光也不變差，從Pc基片一側(cè)測(cè)出克爾旋轉(zhuǎn)角為0.60度。
實(shí)施例4如在實(shí)施例1那樣，在聚碳酸酯薄膜上形成由厚為200埃的Nd10Pr15Co72Cr3非晶膜、厚為2000埃的Tb18Fe65Co12Cr5非晶膜以及厚為1000埃的ZrO2膜組成的層疊膜以提供在矯頑力Hc4千奧斯特處具有很好垂直性的垂直方向磁化的膜。即使在波長(zhǎng)400nm處，克爾旋轉(zhuǎn)也不變差，所得值大到0.5度也無(wú)干擾膜。
實(shí)施例5如實(shí)施例1那樣，在玻璃基片上交替地層疊上厚為20埃的Pr23Co74Ta3非晶膜及厚為100埃的Tb18Fe65Co12Cr15非晶膜，其總厚度約為1000埃。實(shí)驗(yàn)結(jié)果保證得到在矯頑力Hc為5千奧斯特處有很好垂直性的垂直方向磁化的膜在波長(zhǎng)500nm處，克爾旋轉(zhuǎn)角為0.45度。
實(shí)施例6在玻璃基片上連續(xù)地層疊上厚為200埃的Pr30Tb10(Fe0.7Co0.3)60非晶膜，厚為1000埃的Dy20(Fe0.8Co0.2)76Nb4非晶膜以及厚為100埃的SiN膜。如實(shí)施例1那樣，它形成一種在矯頑力Hc為5千奧斯特處有很好垂直性的垂直方向磁化的膜。在波長(zhǎng)500nm處克爾旋光角大到0.55度而無(wú)干擾膜。
實(shí)施例7在玻璃基片上形成第一層厚為1000埃的Tb22Fe68Co10非晶膜，然后在其上疊上一層厚度不同的Nd18Tb22(Fe0.7CO0.3)80非晶膜以形成九種不同的雙層膜。根據(jù)由雙層膜得到的數(shù)據(jù)，圖8示出剩余克爾旋光角θk及雙層膜的矯頑力與單獨(dú)第二層膜的矯頑力的比Hc0/Hc2為第一層膜的厚度與第二層膜的厚度比(t1/t2)的函數(shù)。這里用波長(zhǎng)為822nm的激光測(cè)量共剩余克爾旋轉(zhuǎn)角。矯頑力的比表面垂直性很好。即它表明整個(gè)雙層膜繼續(xù)保持著第二層膜具有的那樣良好性質(zhì)的矯頑力(因而也有良好的垂直性)。如從圖可見(jiàn)，剩余克爾旋轉(zhuǎn)角θk在膜厚比為0.001到0.2范圍內(nèi)有最大值，而在比值超過(guò)0.5時(shí)將急驟下降，當(dāng)膜的厚度比超過(guò)0.5時(shí)，矯頑力比值Hc0/Hc2顯著地下降。因此，為了得到適合于高密度記錄的垂直方向磁化的膜，膜厚比(t1/t2)應(yīng)設(shè)定在等于或小于0.5，較好值應(yīng)在0.001到0.2范圍內(nèi)。
提供了一種磁光記錄介質(zhì)，這種介質(zhì)即使在短波長(zhǎng)光下也有很高的磁光效應(yīng)，它在垂直于膜表面的方向上各向異性強(qiáng)，並且這種介質(zhì)可進(jìn)行高密度記錄。
權(quán)利要求
1.一種磁光記錄介質(zhì)，其特征是在第二磁性膜層上疊上了第一磁性膜層，該第一磁性膜層是主要以輕的稀土元素作為稀土元素的稀土-過(guò)渡-金屬非晶膜，該輕的稀土元素至少是一種從由Pr及Nd組成的一組元素中選出的元素，並且該第二磁性膜層至少是一種從由Tb及Dy組成的一組元素中選出的元素為稀土元素的稀土-過(guò)渡-金屬非晶膜。
2.一種如權(quán)利要求1的磁光記錄介質(zhì)，其特點(diǎn)是第一磁性膜層的厚度(t1)與第二磁性膜層的厚度t2的比值(t1/t2)等于或小于0.5。
3.一種如權(quán)利要求1的磁光記錄介質(zhì)，其特點(diǎn)是第一磁性膜層的厚度(t1)與第二磁性膜層的厚度(t2)的比值(t1/t2)為0.001到0.2。
4.一種如權(quán)利要求1的磁光記錄介質(zhì)，其特點(diǎn)是第一磁性膜層或第二磁性膜層包括增加抗腐蝕用的過(guò)渡金屬。
5.一種磁光記錄介質(zhì)，其特點(diǎn)是在第二磁性膜層上疊上了第一磁性膜層，第一磁性膜層是稀土-過(guò)渡-金屬的非晶膜，其組成用通式(A1-aBa)I(FebCo1-b)mTn表示，其中A至少是一種從包括Nd和Pr的一組輕的稀土元素中選出的元素，B至少是一種從一組重的稀土元素中選出的元素，T至少是一種從一組用于增加抗腐性的過(guò)渡族金屬元素中選出的元素，在百分比方面，0≤a≤0.5，0≤b≤1，10≤I≤50，50≤m≤90，0≤n≤15，以及I+m+n＝100，以及第二磁性膜層是稀土-過(guò)渡-金屬非晶膜，其組成用通式PxMyUz表示，其中R至少是一種從由Tb及Dy組成的一組元素中選出的元素，M至少是一種從由Fe及Cn組成的一組元素中選出的元素，U至少是一種從由增加抗腐蝕性的一組過(guò)渡族金屬元素中選出的元素，在原子百分比上，15≤X≤35，65≤Y≤85，0≤Z≤15，以及X+Y+Z＝100。
6.一種如權(quán)利要求5的磁光記錄介質(zhì)，其特點(diǎn)是第一層磁性膜層的厚度(t1)與第二磁性膜層的厚度(t2)的比值(t1/t2)等于或小于0.5。
7.一種如權(quán)利要求5的磁光記錄介質(zhì)，其特點(diǎn)是第一磁性膜層的厚度(t1)與第二磁性膜層的厚度(t2)的比值(t1/t2)在0.001到0.2。
8.一種如權(quán)利要求5的磁光記錄介質(zhì)，其特點(diǎn)是這組增加抗腐蝕的過(guò)渡-金屬元素由Ti、Zr、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Pd、Pt、Au及Al組成。
9.一種如權(quán)利要求5的磁光記錄介質(zhì)，其特點(diǎn)是這種重的稀土金屬元素由Tb、Dy、Gd、Ho及Er組成。
全文摘要
一種磁光記錄介質(zhì)在第二層磁性膜上疊上第一磁性膜層，該第一磁性膜層是主要以輕的稀土元素為稀土元素的稀土-過(guò)渡-金屬非晶膜，該輕的稀土元素至少是一種從由Nd及Pr構(gòu)成的一組元素中選出的元素，而第二種磁性膜層是至少一種從由Tb及Dy組成的一組元素中選出的稀土元素的稀土-過(guò)渡-金屬非晶膜。第一層磁性膜的厚度(t
文檔編號(hào)G11B11/10GK1050456SQ9010706
公開(kāi)日1991年4月3日 申請(qǐng)日期1990年8月20日 優(yōu)先權(quán)日1989年9月20日
發(fā)明者加藤喜峰, 清水照久, 高山新司, 田中宏志 申請(qǐng)人:國(guó)際商業(yè)機(jī)器公司