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KR930009224B1 - 광자기 기록 매체 - Google Patents

광자기 기록 매체 Download PDF

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KR930009224B1
KR930009224B1 KR1019900012789A KR900012789A KR930009224B1 KR 930009224 B1 KR930009224 B1 KR 930009224B1 KR 1019900012789 A KR1019900012789 A KR 1019900012789A KR 900012789 A KR900012789 A KR 900012789A KR 930009224 B1 KR930009224 B1 KR 930009224B1
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magneto
film
magnetic layer
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rare earth
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인터내셔널 비지네스 머신즈 코포레이션
하워드 지. 피거로아
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Abstract

내용 없음.

Description

광자기 기록 매체
제 1 도는 본 발명에 의한 광자기 기록 매체의 일예의 단면도.
제 2 도는 Nd20Co80단일막의 케르 루프도.
제 3 도는 Tb25Fe75단일막의 케르 루프도.
제 4 도는 Nd20Co80/Tb25Fe75적층막의 케르 루프도.
제 5 도는 Nd20Co80/Tb25Fe75적층막에 있어서의 레이저 광의 파장과 케르 회전각의 관계를 나타내는 그래프.
제 6 도는 Nd20Co80/Tb25Fe75적층막의 온도와 보자력의 관계를 나타내는 그래프.
제 7 도는 Nd20Co80/Tb25Fe75적층막의 온도와 케르 회전각의 관계를 도시하는 그래프.
제 8 도는 제 1 자성층의 막두께를 t1, 제 2 자성층의 막두께를 t2, 제 2 자성층 단독의 보자력을 Hc2, 적층막 전체의 보자력을 Hc°로 했을때의 본 발명의 일실시예에 있어서의 보자력비 Hc°/Hc2와 막두께비(t1/t2)의 관계 및 케르 회전각과 막두께(t1/t2)의 관계를 나타내는 그래프.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 면내 자화막 2 : 수직 자화막
3 : 기판
본 발명은 레이저 광을 이용하여 정보 기록을 행하기 위한 광자기 기록 매체에 관한 것으로, 특히 단파장 광하에 자기 광학 효과가 크고, 또한 고밀도 기록에 적합한 광자기 기록 매체에 관한 것이다.
바꿔쓰기 가능한 광 기록 방식으로서 광자기 기록이 실용화되어 있다. 종래, 이것들의 광자기 기록막으로서, 막면에 수직인 방향으로 강한 자기 이방성을 가지는 희토류-천이금속 비정질막의 단체막이 채용되며, 그 중에도 TbFeCo계 비정질막이 실용막으로서 연구 개발되어 왔다. 광자기 기록에서는, 앞으로 더욱 기록 밀도의 고밀도화의 경향이 있으며, 그 한방식으로서, 기록이 재생광의 단파장화가 현재 검토되어 있다.
이 때문에, 장래의 광자기 기록의 고밀화에는 단파장으로 자기 광학 효과(케르-회전막 및 패러데이 회전각)가 큰 광자기 재료의 개발이 불가결하다. 그러나, 종래의 TbFeCo계 비정질막에서는, 레이저 광의 파장이 짧아짐에 따라 자기 광학 효과가 단조롭게 감소하는 경향이 있고, 단파장측에선 충분히 큰 케르 회전각 또는 패러데이 회전각이 얻어지지 않으면, 레이저 광으로 판독할때의 출력이 현저하게 저하하고마는 문제가 있었다.
또, 최근, 새로운 광자기 기록망으로서 자기적층간 교환 상호 작용을 이용한 2층막을 사용한 것이 제안되어 있다(예컨대, 특개소 60-171652). 그러나, 이것들도 실질적으로는 TbFe계의 적층막이므로 단파장측에서 케르 회전각이 감소되고 말며, 단파장에서의 기록 재생막으로선 부적격했다.
한편, Nd 또는 Pr를 구성 원소의 주체로 하는 희토류-천이금속 비정질막이 공지되어 있다(예컨대 티.알. 맥과이어 등의 "Magneto-optical Propertices of Nd-Co and Nd-Fe alloys" J. Appl. Phys. 61(1987) pp. 3352-3354). 이 막은 단파장측에서 자기 광학 효과가 크게 되는 경향을 나타내지만 막면에 대해서 수직인 방향으로 강한 자기 이방성을 가지는 수직 자화막이 아니고, 막면에 수평방향으로 강한 자기 이방성을 가지는 면에 자화막밖에 얻어지지 않으면, 고밀도 기록을 달성할 수 없다는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 단파장측에서도 자기 광학 효과가 충분히 크며, 또한 막면에 대해서 수직인 방향으로 강한 자기 이방성을 가지며 고밀도 기록이 가능한 광자기 기록 매체를 제공하는 것이다.
본 발명에 의한 광자기 기록 매체는 단파장에서의 자기 광학 효과는 크지만 수직 자기 이방성이 작다. (Nd, Pr)-천이금속 비정질막으로 되는 제 1 자성층과, 단파장에서의 자기 광학 효과는 작지만 수직 자기 이방성이 작다. (Tb, Dy)-천이금속 비정질막으로 되는 제 2 자성층을 적어도 한층씩 적층해서 이루는 것이다. 이들 이층간에서 생기는 자기적층간 교화 결함 작용을 상기 제 1 층에 충분히 미치게 해서 상기 제 1 층에 강한 수직 자기 이방성을 유지시키므로서, 적층막 전체로서 단파장으로도 자기 광학 효과가 크며, 게다가 수직 자화막인 광자기 기록매체가 얻어진다.
본 발명에 의한 광자기 기록매체의 제 1 자성층은 일반식(Al-aBa)1(FebCo1-b)mTn로 나타내어지며, A는 Nd와 Pr로 되는 경희토류 원소에서 선택한 적어도 일원소, B는 중희토류 원소군에서 선택한 적어도 일원소, T는 내식성을 향상시키는 천이금속 원소군에서 선택한 적어도 일원소, T는 내식성을 향상시키는 천이금속 원소군에서 선택한 적어도 일원소이며, 0
Figure kpo00001
a
Figure kpo00002
0.5, 0
Figure kpo00003
b
Figure kpo00004
1이며, 원자 %로 10
Figure kpo00005
l
Figure kpo00006
50, 50
Figure kpo00007
m
Figure kpo00008
90, 0
Figure kpo00009
n
Figure kpo00010
15, l+m+n=100을 만족하는 희토류-천이금속 비정질막으로 된다.
경희토류중에서 특히 Nd, Pr는 저파장측에서 케르 회전각을 크게 하는 효과가 크므로 A로서 선택된다. 제 1 자성층은 어디까지나 이 경희토류를 주요한 구성 원소로 하는 것에 주의하길 바란다. 제 1 자성층에서 Nd, Pr의 경희토류 원소에 다시 중희토류 원소로 첨가하는 것은 제 1 층, 제 2 층간의 자기적 교환 결합을 용이케하고, 전체로서 수직 자화막을 얻기 쉽게 함과 더불어 써넣을때의 자구 형상을 균일하게 시키고 자구 형상에서 오는 매체 소음을 경감시킨 다음 부차적인 목적을 달성하기 위해서이다. 따라서 그같은 목적을 위한 중희토류 원소로선 전형적인 Tb, Dy, Gd, Ho, Er 등의 중에서 선택하면 된다. 또는 중희토류 원소는 전혀 포함되어 있지 않아도 지장이 없다. T로선 구체적으로는 Ti, Zr, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Pd, Pt, Al 등의 내식성을 향상시키는 것이 알려져 있는 천이금속 원소를 선택할 수 있다.
한편, 제 2 자성층은 일반식 RxMyUz로 나타내어지며, R는 Tb와 Dy로 되는 원소군에서 선택한 적어도 일원소, M는 Fe와 Co로 되는 원소군에서 선택한 적어도 일원소, U는 내식성을 향상시키는 천이금속 원소군에서 선택한 적어도 일원소이며, 원자 %로 15
Figure kpo00011
x
Figure kpo00012
35, 65
Figure kpo00013
y
Figure kpo00014
85, 0
Figure kpo00015
z
Figure kpo00016
15, x+y+z=100을 만족하는 희토류-천이금속 비정질막으로 된다. 제 2 자성층에서 보다 강한 자기 이방성과 고내식성 및 기록, 재생에 대한 고성능을 얻기 위해서는, 보다 바람직하게는 20
Figure kpo00017
x
Figure kpo00018
30, 70
Figure kpo00019
y
Figure kpo00020
80, 0
Figure kpo00021
z
Figure kpo00022
10이며, 게다가 큐리온도 Tc는 섭씨 150 내지 250도인 천이 원소의 자화가 우세측의 조성이든가 또는 큐리온도 Tc는 상기와 같으며, 보상 온도가 섭씨 50 내지 150도인 희토류 원소의 자화가 우세측의 조서일 것이 바람직하다.
U자로선 상기 T와 마찬가지의 천이금속을 선택할 수 있다.
이들 제 1 자성층과 제 2 자성층을 적어도 한층씩 적층시키고 자기적층간 교화 결합 상호 작용을 이용함으로서 1KOe 이상의 보자력을 갖고 적층막 전체로거 수직 자화막으로서 행동하는 광자기 기록에 적합한 기록막을 얻기 위해서는, 제 2 자성막의 총 막두께(t2)에 대한 제 1 자성층의 총 막두께((t1)의 비(t1/t2)를, 해당 교환 결합 상호 작용이 제 1 자성층 전체에 충분히 미치도록 0.5 이하, 보다 바람직하게는 0.001 내지 0.2로 하는 것이 좋다.
본 발명의 다층 자성막에 직접적으로 또는 투명 유전체의 보호막을 거쳐서 열전도가 높은 금속, 합금 또는 세라믹 등의 열확산막을 배치함으로서 또한 고속 써넣기에 적합한 고성능의 광자기 기록 매체가 얻어진다.
이하, 도면을 참조로 본 발명의 실시예를 설명한다.
[실시예 1]
제 1 도는 본 발명의 일실시예에 있어서의 적층막의 단면 구조를 도시한다. 유지 또는 플라스틱의 기판(3)위에 공지의 스패터법 또는 증착법으로 제 1 자성측으로서 두께 100Å의 Nd20Co80의 면내자화막(1)을 부착하고, 그위에 제 2 자성층으로서 두께 100Å의 Tb25Fe75의 수직 자화막(2)을 부착시켰다. 제 2 도 내지 제 4 도는 각각 Nd20Co80단층막, Tb25Fe75단층막, 본 실시예의 적층막에 대해서 측정된 케르 히스테리시스 루프를 나타낸다.
이것들의 케르 헤스테리시스 루프의 측정에는 파장 630nm의 He-Ne레이저 광을 썼다. 제 2 도에 도시된 바와 같이 Nd20Co80단층막에 대해서 말하면, 얻어지는 케르 회전각은 크지만 수직 자기 이방성은 작다. 후자의 성질은 보자력이 작으며, 루프가 거의 경사로 눕고 있는 것으로 나타난다. 또 제 3 도에 도시된 바와 같이 Tb25Fe75단층막에 대해서 말하면, 얻어지는 케르 회전각은 작지만 수직 자기 이방성은 크다. 후자의 성질은 보자력이 크며 루푸가 H축과 거의 직교하고 있는 것, 즉 각형 특성의 양호함에 의해서 나타내어지고 있다.
이것에 대해서, 제 4 도에 도시된 바와 같이 본 실시예에 의하면 보자력이 2KOe이고, 각형 특성이 양호하며, 또한 얻어지는 케르 회전각도 큰 광자기 기록에 적합한 수직 자화막이 얻어진다. 이상의 특성은 2층간의 자기적 교환 결합 작용에 의해서 인도되는 것으로 보인다. 참고로 종래, 다층막에 있어서의 자기적층간 교환 결합 상호 작용이 몇가지 보고되어 있다. 그러나, 제 1 막의 자기 광학 효과의 크기를 유지하면서 해당막의 수직 자기 이방성의 작기를 제 2 막과의 사이의 자기적 교환 결합 작용에 의해서 커버한 예는 알려져 있지 않다. 예컨대, 특개소 60-171652호 공보에서는 기록막을 2층으로 함으로서 피트의 안정화를 도모하는 것이 개시되어 있음에 불과하다.
제 5 도는 본 실시예의 다층막의 케르 회전각 θk의 파장 의존성을 종래재의 Tb22Fe68Co10비정질막의 그것과 비교한 것을 도시한다. 도면으로 명백한 바와 같이 파장 50nm 로드 본 다층막은 종래재보다 한결 큰 케르 회전각을 도시하며, 레이저 광의 파장의 짧은 고밀도 기록으로도 큰 재생 출력이 얻어진다는 것을 알 수 있다. 제 6 도와 제 7 도는 각각 2층막의 보자력 Hc와 케르 회전각 θk의 온도 의존성을 도시한다. 제 7 도에 도시한 바와 같이 높은 온도에서도 높은 케르 회전각이 얻어지므로 재생시의 레이저 광으로 막의 온도가 상승해도 출력의 저하가 적으며, 높은 C/N을 얻을 수 있다.
또한, 그래프로 파장 Xnm에서의 케르 회전각으로서 도시되고 있는 값은 파장 Xnm의 레이저 빔으로 기록을 행한 후, 같은 Xnm의 레이저 빔으로 재생을 행했을 때 얻어지는 케르 회전각의 값이다. 실험에서는 레이저 비임의 파장을 연속적으로 변하게 하여 데이타를 얻고 있다.
[실시예 2]
폴리카보네이트 기판상에 실리콘 질화막 400Å, Nd20(Fe0.8Co0.2)80비정질막 200Å, Tb22Fe68Co10비정질막 2000Å, 실리콘 질화막 1000Å, Al막 1000Å로 되는 적층막을 작성하고, 상기 실시예(1)와 마찬가지로 각형 특성이 양호한 적층 수직 자화막을 얻었다. 파장 500nm 로도 케르 회전각은 열화하지 않으며, PC기판측에서 측정해서 0.75도의 큰 케르 회전각을 얻었다. 보자력도 10KOe로 큰 값을 나타내며, 실용 광자기 재료로서 적합하다.
[실시예 3]
유리 기판상에 실리콘 질화막 450Å, Nd40(Co0.5Fe0.5)55Cr5비정질막 200Å, Tb22Fe60Co10Pt8비정질막 2000Å, 질화 알루미늄 1000Å로 되는 적층막을 작성하고, 상기 실시예(1)와 마찬가지로 보자력 Hc가 4KOe의 각형 특성이 양호한 수직 자화막을 얻었다. 파장 400nm 로드 케르 회전각은 열화되지 않으며, PC 기판측에서 측정해서 0.60도의 큰 케르 회전각을 얻었다.
[실시예 4]
폴리카보네이트 기판상에 Nd10Pr15Co72Cr3비정질막 200Å, Tb18Fe65Co12Cr5비정질막 2000Å, ZrO2막 1000Å로 되는 적층막을 작성하고, 상기 실시예(1)와 마찬가지로 보자력 HC가 4KOe의 각형 특성이 양호한 수직 자화막을 얻은 파장 400nm 로도 케르 회전각은 열화되지 않으면, 간섭막없이 0.5정도의 큰 값을 얻었다.
[실시예 5]
유리 기판상에 두께 20Å의 Pr23Co74Ta3비정질막과 두께 100Å의 Tb18Fe65Co22Cr5비정질막을 교호로 전체 막두께가 약 1000Å로 되도록 적층했다. 실험의 결과 상기 실시예(1)와 마찬가지로 보자력 Hc가 5KOe의 각형 특성이 양호한 수직 자화막인 것이 확인되었다. 케르 회전각은 파장 500nm 로도 0.45도의 큰 값을 얻었다.
[실시예 6]
유리 기판상에 Pr30Tb10(Fe0.7Co0.3)60비정질막 200Å, Dy20(Fe0.8Co0.2)76Nb4비정질막 1000Å, SiN막 1000Å을 차례로 적층시키고 상기 실시예(1)와 마찬가지로, 보자력 Hc가 5KOe의 각형 특성이 양호한 수직 자화막을 얻었다. 파장 500nm에서의 케르 회전각은 간섭막없이 0.55도의 큰 값을 얻었다.
[실시예 7]
유리 기판상에 두께 1000Å의 Tb22Fe68Co10비정질막의 제 1 층을 형성한 후, 그위에 두께가 다른 Nd16Tb2(Fe0.7Co0.3)80비정질막을 적층하고, 9종류의 2층막을 얻었다. 제 8 도는 이것들의 2층막에 대해서 얻은 데이타에 기준해서 잔류 케르 회전각 θk와, 2층막의 보자력과 제 2 층 단독의 보자력의 비 Hc°/Hc2를 제 1 층과 제 2 층의 막두께비(t1/t2)의 함수로서 나타낸 것이다. 여기에서, 잔류 케르 회전각은 파장 822nm의 레이저 광으로 측정된 것이다. 보자력비는 각형 특성의 양호함을 나타낸다. 즉, 2층막 전체로서 제 2 층의 보자력(따라서 각형 특성)의 양호함을 어느 정도 계수하고 있음을 도시하고 있다. 도면으로 알 수 있는 바와 같이 잔류 케르 회전각 θk는 막두께비 0.001 내지 0.2로 최고값을 나타내는 한편, 0.5를 넘어서면 현저하게 저하된다. 보자력비 Hc°/Hc2는 막두께비가 0.5를 넘어서면 현저하게 저하된다. 따라서, 고밀도의 광자기 기록에 접합한 수직 자화막을 얻기 위해선 막두께비(t1/t2)를 0.5 이하, 보다 바람직하게는 0.001 내지 0.2로 하면 된다.
본 발명에 의하면 단파장의 광을 사용해도 자기 광학 효과가 크며, 또한 막면에 대해서 수직 방향으로 강한 자기 이방성을 가지며, 고밀도 기록이 가능한 광자기 기록 매체가 얻어진다.

Claims (9)

  1. 희토류 원소로서 경희토류 원소를 주로 포함하고, 또한 상기 경희토류 원소는 Nd와 Pr로 되는 원소군에서 선택하여 적어도 일원소인 희토류-천이금속 비정질막으로 되는 제 1 자성층과, 희토류 원소로서 Tb와 Dy로 되는 원소군에서 선택한 적어도 일원소만을 포함하는 희토류-천이금속 비정질막으로 되는 제 2 자성층을 적어도 한층씩 적층해서 이루는 것을 특징으로 하는 광자기 기록 매체.
  2. 제 1 항에 있어서, 제 2 자성층의 두께(t2)에 대한 제 1 자성층의 두께(t1)의 비(t1/t2)가 0.5 이하인 광자기 기록 매체.
  3. 제 1 항에 있어서, 제 2 자성층의 두께(t2)에 대한 제 1 자성층의 두께(t1)의 비(t1/t2)가 0.001 내지 0.2인 광자기 기록 매체.
  4. 제 1 항에 있어서, 제 1 자성층 또는 제 2 자성층에 내식성을 향상시키는 천이금속을 포함시킨 광자기 기록 매체.
  5. 일반식(A1-aBa)1(FebCo1-6)mTn로 나타내어지며 A는 Nd와 Pr로 되는 경희토류 원소에서 선택한 적어도 1원소, B는 중희토류 원소군에서 선택한 적어도 1원소, T는 내식성을 향상시키는 천이금속 원소군에서 선택한 적어도 한 원소이며, 0
    Figure kpo00023
    a
    Figure kpo00024
    0.5, 0
    Figure kpo00025
    b
    Figure kpo00026
    1이며, 원자 %로 10
    Figure kpo00027
    l
    Figure kpo00028
    50, 50
    Figure kpo00029
    m
    Figure kpo00030
    90, 0
    Figure kpo00031
    n
    Figure kpo00032
    15, 1+m+n=100을 만족하는 희토류-천이금속 비정질막으로 되는 제 1 자성층과, 일반식 RxMyUz로 나타내어지며, R는 Tb와 Dy로 되는 원소군에서 선택한 적어도 1원소, U는 내식성을 향상시키는 천이금속 원소군에서 선택한 적어도 1원소이며, 원자 %로 15
    Figure kpo00033
    x
    Figure kpo00034
    35, 65
    Figure kpo00035
    y
    Figure kpo00036
    85, 0
    Figure kpo00037
    z
    Figure kpo00038
    15, x+y+z=100을 만족하는 희토류-천이금속 비정질막으로 되는 제 2 자성층을 적어도 1층씩 적층해서 이루는 광자기 기록 매체.
  6. 제 5 항에 있어서, 제 2 자성층의 두께(t2)에 대한 제 1 자성층의 두께(t1)의 비(t1/t2)가 0.5 이하인 광자기 기록 매체.
  7. 제 5 항에 있어서, 제 2 자성층의 두께(t2)에 대한 제 1 자성층의 두께(t1)의 비(t1/t2)가 0.001 내지 0.2인 광자기 기록 매체.
  8. 제 5 항에 있어서, 상기 내식성을 향상시키는 천이금속 원소군은 Ti, Zr, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Pd, Pt, Au, Al로 이루는 광자기 기록 매체.
  9. 제 5 항에 있어서, 상기 중희토류 원소군은 Tb, Dy, Gd, Ho, Er로 이루는 광자기 기록 매체.
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