JP3090891B2 - Thermomagnetic recording medium - Google Patents
Thermomagnetic recording mediumInfo
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- JP3090891B2 JP3090891B2 JP09109044A JP10904497A JP3090891B2 JP 3090891 B2 JP3090891 B2 JP 3090891B2 JP 09109044 A JP09109044 A JP 09109044A JP 10904497 A JP10904497 A JP 10904497A JP 3090891 B2 JP3090891 B2 JP 3090891B2
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- thin film
- magnetic
- magnetization
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- Magnetic Record Carriers (AREA)
- Thin Magnetic Films (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱磁気記録媒体に
係わる。
【0002】
【従来の技術】光磁気相互作用によって情報ビット(磁
区)の読み出しを行う記録媒体に対して情報の記録を行
う熱磁気記録方法においては、垂直磁化膜による磁性薄
膜を有する記録媒体に対し、その磁化の方向を膜面に垂
直な一方向に予め揃えるいわゆる初期化を施しておき、
この磁化方向と反対向きの垂直磁化によるビットをレー
ザ光照射等の局部加熱により形成することによって、2
値化された情報を記録している。
【0003】この熱磁気記録方法においては、情報の書
き換えに先立って、記録されている情報の消去(上記初
期化に相当)の過程すなわち消去を行うための時間を要
し、高転送レートでの記録を実現できない。これに対
し、このような独立の消去過程の時間が不要とされたオ
ーバーライト方式による記録方法が種々提案されてい
る。このオーバーライト方式の熱磁気記録方法の中で有
望視されている方法としては、例えば媒体に対する外部
磁場変調法と、記録用のヘッドの他に消去用のヘッドを
設ける2ヘッド法とが知られている。外部磁場変調法と
は、例えば特願昭60−48806号公報等に記載され
ているように、膜面に垂直な磁化容易軸を有する非晶質
フェリ磁性薄膜記録媒体に対する昇温用ビームの照射領
域に入力デジタル信号電流の状態に対応する極性の磁場
を印加することにより記録を行うものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
な外部磁場変調法によって情報転送レートの高い高速記
録を行おうとすると、例えばMHzオーダで動作する電
磁石が必要となり、このような電磁石の作製は困難であ
り、作製できたとしても消費電力及び発熱が大きく実用
的でないという問題点がある。また、2ヘッド法では、
余分なヘッドを必要とし、2つのヘッドを離して設置し
なければならず、ドライブシステムへの負担が大きく、
経済性が悪く、量産にも向かない等の問題点を有してい
る。
【0005】本発明は、レーザ光等による媒体の加熱温
度を切換制御するのみで容易に書き換えすなわちオーバ
ーライトが可能とされ上述した諸問題の解決をはかった
ものである。
【0006】尚、本出願人は、先にこのような問題点の
解決をはかる熱磁気記録方法を、特願昭61−1949
61号出願、及び特願昭61−194962号出願で提
供した。これら出願で提案された熱磁気記録方法は、第
1及び第2の希土類−遷移金属磁性薄膜の積層構造によ
る熱磁気記録媒体を用い、所要の第1の外部磁界の印加
の下に第1の磁性薄膜のほぼキュリー温度TC1以上でか
つ第2の磁性薄膜の副格子磁化の反転が生じない第1の
温度T1 に加熱する第1の加熱状態と、温度TC1以上で
かつ第2の磁性薄膜の副格子磁化を反転させるに充分な
第2の温度T2に加熱する第2の加熱状態とを、記録し
ようとする情報例えば“0”,“1”に応じて切換変調
し、冷却過程で、第1及び第2の磁性薄膜の交換結合力
により第1の磁性薄膜の副格子磁化の向きを第2の磁性
薄膜の副格子磁化の向きに揃えて、例えば“0”,
“1”の記録ビット(磁区)を第1の磁性薄膜に形成す
ると共に、第2の外部磁界によって、或いは、第2の磁
性薄膜組成を、その補償温度が室温から第2の温度T2
間に存在するように選定することによって、室温で第1
の外部磁界のみによって第2の磁性薄膜の副格子磁化が
反転するようにしてオーバーライトが可能な状態を得る
ようにするものである。
【0007】この場合消去のための特別の過程(時間)
を要することがなく高転送レート化をはかることができ
るとか、上述した2ヘッド方式、或いは外部磁場変調方
式による場合の諸問題を解決できる。
【0008】本発明においては、これら特願昭61−1
04961号出願、及び特願昭61−194962号出
願による熱磁気記録方法における利点を生かし、更に、
これにおける上述した第2の磁界の省略、ないしは低減
化、したがって、その記録方法を実施する装置の、より
簡略化をはかることができるようにした熱磁気記録媒体
と熱磁気記録媒体を提供するものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明による熱磁気記録
媒体は、それぞれ希土類−遷移金属磁性膜よりなり、互
いに磁気的に結合した第1,第2及び第3の磁性薄膜を
有し、上記第2及び第3の磁性薄膜が交換結合力により
結合された構成とする。そして、その第3の磁性薄膜
は、記録動作中においても磁化が反転することなく、そ
のキュリー温度が、上記他の磁性薄膜に比して最も高く
された構成とするものである。
【0010】上述の本発明による熱磁気記録媒体によれ
ば、記録しようとする情報に応じてレーザ光を変調し
て、第1及び第2の加熱状態(加熱温度)を与えるのみ
で情報の記録を行うものであり、オーバーライトが可能
となる。
【0011】また、本発明による熱磁気記録媒体によれ
ば、1つの磁界印加手段のみで、2値の記録が可能とな
る。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明による熱磁気記録媒体の基
本構成は、図1に示すように、光透過性基板5上に、第
1,第2及び第3の磁性薄膜1,2及び3が積層された
構成を有する。例えば図2にその一例の概略断面図を示
すように、ガラス板や、アクリル板等の光透過性基板5
の一方の面に、保護膜または干渉膜となる透明の誘電体
膜6を介して第1,第2及び第3の磁性薄膜1,2及び
3が形成された構成とする。
【0013】第1〜第3の磁性薄膜は、それぞれ希土類
−遷移金属の垂直磁化膜によって構成する。そして、こ
れら磁性薄膜1〜3の積層による磁性層上に、誘電体膜
より成る保護膜7が被着形成される。しかしながら、こ
の熱磁気記録媒体10において、誘電体膜6及び保護膜
7は、省略することもできる。この熱磁気記録媒体10
における隣合う磁性薄膜1,2及び3間は互いに交換結
合力により磁気的に結合されて成る。
【0014】上述の構成で、その各誘電体膜6、第1〜
第3の各磁性薄膜1〜3、保護膜7は、それぞれ蒸着、
或いはスパッタリング等によって形成し得る。
【0015】磁性薄膜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、Nd,Sm,
Gd,Tb,Dy,Ho等の希土類金属(RE)の1種
類あるいは2種類以上がx=10〜40原子%と、C
r,Mn,Fe,Co,Ni,Cu等の遷移金属(T
M)の1種類あるいは2種類以上が1−x=90〜60
原子%とで構成される非晶質合金REX TM1-X によっ
て構成し得る。また、この場合にこれ以外の元素を少量
添加してもよい。このRE−TM非晶質合金磁性材料に
おいて、REがNdあるいはSmの場合を除いては、R
Eの磁気モーメントとTMの磁気モーメントを反平行に
結合し、その結果いわゆるフェリ磁性を示すとともに、
正味の磁化はこれらRE及びTMの各副格子磁化の差
(磁化の向きに応じた正負を考慮するときには各副格子
磁化の和)となる。希土類金属(RE)がNd,Smの
いずれか、あるいはその混合により構成される場合は、
REの磁気モーメントとTMの磁気モーメントは平行に
結合して、いわゆるフェロ的磁性を示し、この場合の正
味の磁化はRE及びTMの各副格子磁化の和となる。
【0016】このような熱磁気記録媒体10に対して、
膜面にほぼ垂直方向の外部磁場Hexの印加の下で、第1
の磁性薄膜1のキュリー温度Tc1以上であって第2の磁
性薄膜2の遷移金属の副格子磁化の向きを所定の向き
(以下この向きを正方向という)に保持する第1の温度
T1 による第1の加熱状態と、同様に、外部磁場Hexの
印加の下で、ほぼキュリー温度Tc1以上で第2の磁性薄
膜2の遷移金属の副格子磁化の向きを、外部磁場Hexに
よって上述の正方向とは逆向き(以下この向きを反転方
向という)に反転する第2の温度T2 による第2の加熱
状態とを与えるそして、これら第1及び第2の温度T1
及びT2 による第1及び第2の加熱状からのそれぞれの
冷却過程で、第3の磁性薄膜3における副格子磁化の向
きは、これが反転されることなく第2の磁性薄膜2の副
格子磁化を、第3の磁性薄膜3の副格子磁化と同じ向き
に、すなわち未記録状態と同様の状態に揃える。
【0017】これら第1及び第2の加熱状態は、熱磁気
記録媒体10へのレーザ光の強度を、記録しようとする
情報に応じて変調することによって行い得る。
【0018】このように、第1及び第2の加熱状態を得
るためのレーザ光の、記録する情報に応じた変調を行う
のみで、第1の磁性薄膜1における、遷移金属TMの副
格子磁化の正方向部分と、反転方向部分とによって、例
えば“0”と“1”との2値の情報の記録がなされる。
【0019】そして、このとき、上述したように、第3
の磁性薄膜3における副格子磁化の向きを反転させるこ
となく第2の磁性薄膜2の副格子磁化を、第3の磁性薄
膜3の副格子磁化と同じ向きに揃えたことにより、これ
ら2値の記録状態で、共に、第2及び第3の磁性薄膜2
及び3の副格子磁化の向きは、磁気記録媒体の情報の未
記録の初期の状態と同等の状態とされるので、次の記録
を行うに当たっては、記録情報に応じた第1及び第2の
加熱状態を与えるのみで、この記録が可能な状態、すな
わちオーバーライトが可能な状態が得られる。
【0020】このようにして情報の記録がなされた熱磁
気記録媒体からの記録情報の読み出し、すなわち再生
は、第1の磁性薄膜1に対する直線偏光レーザビームを
照射して、この光と磁化との相互作用による例えばカー
回転角の検出によって第1の磁性薄膜の遷移金属TMの
副格子磁化の正方向か反転方向かによる2値例えば
“0”及び“1”の読み出しを行う。
【0021】上述したように熱磁気記録媒体10に対す
る情報の記録は、第1の磁性薄膜1において、TMの副
格子磁化の正方向部分と反転方向部分とによって例えば
“0”と“1”との2値の情報がなされるものである
が、この第1の磁性薄膜1と、これと交換結合状態にあ
る第2の磁性薄膜2とについての、各キュリー温度TC1
及びTC2以下の温度での磁化状態は、図3に示す状態A
〜Dの4つの状態を採り得る。
【0022】図3においては、第1及び第2の磁性薄膜
1及び2のみについて、各TMスピンとREスピンの各
向きをそれぞれ実線矢印と破線矢印とをもって模式的に
示したものである。なお、両磁性薄膜1及び2の磁化容
易軸はいずれも膜面に垂直方向いわゆる垂直磁化膜であ
るものとするが、少なくとも一方のみが垂直磁化膜であ
ればよい。
【0023】図3において、状態A及び状態Bは、第1
の磁性薄膜1と第2の磁性薄膜2の各TMスピンすなわ
ちTMの磁気モーメント同士、また各REスピンすなわ
ちREの磁気モーメント同士が互いに同一の向きの状態
である。これに対し、図3の状態C及び状態Dでは、第
1の磁性薄膜1と第2の磁性薄膜2の各TMの磁気モー
メント及びREの磁気モーメントがそれぞれ互いに反対
方向を向いており、層間の界面近傍において、TMの磁
気モーメント、及びREの磁気モーメントの各方向が1
80°変化する領域すなわち界面磁壁9が存在すること
になり、この部分に界面磁壁エネルギ(単位面積当たり
σw erg/cm2 )が蓄えられる。
【0024】また、この熱磁気記録を行う熱磁気記録装
置は、例えば図4に示すように、熱磁気記録媒体10、
例えばディスク状の熱磁気記録媒体10に対して、記録
及び再生のためのレーザ光Rが、図2の光透過性基板5
側から入射され、また、保護膜7側或いは基板5側か
ら、例えば磁石21と更に必要に応じて磁石22とが設
けられてこれらによって媒体10に対して磁場Hex及び
Hsub を印加する。図4において、磁石21と磁石22
とは互いに離れて配されているが、隣接して配すること
もできる。また後述するように磁場Hsub を不要とする
場合は、磁石22は省略された構成となる。ディスク状
の熱磁気記録媒体10は、駆動モータ25の回転軸26
により回転駆動するようにされている。そして、レーザ
光Rのパワーを記録しようとする情報に応じて変調し
て、熱磁気記録媒体10のレーザ光照射部を、第1及び
第2の温度T1 及びT2 に加熱するようになされてい
る。
【0025】次に、本発明の実施例を挙げて説明する
が、本発明はこの実施例に限定されるものではないこと
は言うまでもない。
【0026】〔実施例1〕
この実施例では、外部磁界Hexのみが与えられる。ここ
で用いられる磁気記録媒体10は、第1,第2及び第3
の磁性薄膜1,2及び3を有して成り、各磁性薄膜1〜
3としては、その保磁力Hc の温度特性の関係が、図5
中曲線101〜103に示すように記録ビット保磁層と
なる第1の磁性薄膜1は室温TR で高い保磁力を示す
が、そのキュリー温度TC1が低く、また第3の磁性薄膜
3はそのキュリー温度TC3が最も高く、第2の磁性薄膜
2のキュリー温度TC2近傍において高い保磁力を有する
ものが選ばれる。すなわち、第1〜第3磁性薄膜1〜3
の各キュリー温度TC1〜TC3は、TC3>TC2>TC1に選
定され、第3の磁性薄膜3は情報記録過程において磁化
反転が生じない材料に選定される。第2の磁性薄膜2は
図5に示されるように、室温TR での保磁力が低い材料
によって構成されるが、一定の着磁状態が保磁される第
3の磁性薄膜3のTMの副格子磁化の向きに対し、外部
磁界Hexによって反転したときのTM副格子磁化の向き
が逆になるようにTMリッチあるいはREリッチが決定
される。第1の磁性薄膜1はREリッチあるいはTMリ
ッチのいずれでもよいものである。各磁性薄膜1〜3の
一例の組成、膜厚、特性を表1に示す。
【0027】
【表1】
【0028】この場合、第1及び第3の磁性薄膜1及び
3は、それぞれのキュリー温度以下でFeリッチすなわ
ちTMリッチであり、第2の磁性薄膜2がTbリッチす
なわちREリッチである場合で、この場合の情報記録過
程を図6を参照して説明する。この場合においても図6
中各状態での各磁性薄膜1〜3においてTMスピンない
しは磁気モーメントを実線矢印で、REスピンないしは
磁気モーメントを破線矢印をもって、模式的に示す。
【0029】この場合2値の記録のための第1及び第2
の温度T1 及びT2 は、第1の温度T1 については、第
1の磁性薄膜1のキュリー温度TC1に近い温度例えばT
1 ≒130℃とし、第2の温度T2 については第2の磁
性薄膜2のキュリー温度TC2に近い例えばT2 ≒200
℃とする。
【0030】いま、室温TR での初期化状態で、第1及
び第2の磁性薄膜1及び2が図3で説明した状態Aにあ
り、このとき第3の磁性薄膜のTMスピンは第1及び第
2の磁性薄膜1及び2のTMスピンと同方向に選ばれて
いるものとする。そして、所要の外部磁界Hexが例えば
状態Aにおける第1及び第2の磁性薄膜1及び2のTM
副格子磁化と同方向に与えられる。
【0031】この状態で温度Tを第1の温度T1 に昇温
して行くと、温度TがTC1近傍で第1の磁性薄膜1の磁
化が状態Nに示すように消滅ないしは減少するが、この
状態で図5に示されるように第2及び第3の磁性薄膜2
及び3は所要の大なる保磁力を有しているので、これら
に、外部磁界HexによるTM,RE各副格子磁化の反転
が生じることがないようにしておくことによって、この
昇温状態からの冷却過程で第2の磁性薄膜2との交換結
合力によって第1の磁性薄膜1に初期状態Aと同方向の
各TM及びRE副格子磁化が発生し、状態Aに戻って例
えば情報“0”の記録部分が形成される。
【0032】一方、温度Tを、第2の温度T2 すなわち
第2の磁性薄膜2のキュリー温度TC2近傍に昇温する
と、図6の状態Oに示すように第1の磁性薄膜1の磁化
はもとより、第2の磁性薄膜2の磁化が消失するか殆ど
消失するが、この時この温度で第3の磁性薄膜3は充分
大きな保磁力を有しているので、この温度T2 において
も外部磁界Hexによる影響を受けることなく所定の磁化
方向を保持している。
【0033】しかしながら、第2の磁性薄膜2に関して
は外部磁界Hexによってその冷却過程でその磁化の向き
が外部磁界Hexに揃えられる。つまり、状態Pに示すよ
うにTM副格子磁化については外部磁界Hexと逆向き、
したがって第2の磁性薄膜2のTM副格子磁化は第3の
磁性薄膜のTM副格子磁化とは逆向きになり、両磁性薄
膜2及び3間に界面磁壁9が生じる。そしてさらに降温
すなわち冷却過程で温度Tが第1の磁性薄膜1のキュリ
ー温度TC1に近づくと、第1の磁性薄膜1に磁化が現わ
れるがこのとき第1の磁性薄膜1の温度特性及び膜厚等
の選定によって、そのTM副格子磁化が第2の磁性薄膜
2のTM副格子磁化の向きに揃えられて状態Qが得られ
る。さらに温度Tを降温して行くと第1の磁性薄膜1は
その保磁力が高くなるのでこの磁化状態が保磁される
が、この媒体10の構成では第2及び第3の磁性薄膜2
及び3間の交換力が大きく、すなわち第2及び第3の磁
性薄膜2及び3間の磁壁エネルギーに比し、第1及び第
2の磁壁エネルギーが小さく選定されているものであ
り、これによって第2の磁性薄膜2の副格子磁化の向き
が反転して図3で示す状態Cが与えられて情報“1”の
記録部分が形成される。
【0034】そして、この情報“1”の書き込み部分を
含んで、次の情報の書き込みを行うために、温度T1 ま
たはT2 への温度上昇を行うと、状態Aの部分も、状態
Cの部分も共に第2の磁性薄膜2におけるTM及びRE
各副格子磁化は互いに逆方向に向けられていることか
ら、何れの場合も、状態Nへの遷移を経ることになるの
で、前述したと同様の例えば“0”及び“1”の情報の
書き込みすなわちオーバーライトができることになる。
【0035】なお、上述した例においては、状態A及び
Cによる2値情報を行うようにした場合であるが、図3
に示す状態B及びDを、図6の状態A及びCに代えて2
値情報記録を行うようにすることもできる。この場合に
おいては外部磁界Hexを図6とは逆向きに選定する。
【0036】なお、上述した各例においては、各磁性薄
膜1〜3がフェリ磁性を有する場合について示したがフ
ェロ的磁性膜によるものを用いることもできる。
【0037】
【発明の効果】上述したところから明らかなように、本
発明によれば、消去過程(時間)を必要としないことか
ら高転送レート化を実現できること、消去ヘッドを用い
るような2ヘッド方式をとらないことから構造の簡素化
がはかられること、更に外部磁場変調によらず、熱変
調、例えばレーザ光の変調によって記録を行うことがで
きることから高速記録化がはかられ、しかも単一レーザ
光によって構成できることと相俟って装置の簡略化が格
段にはかられるなどの多くの利益がある。
【0038】また、本発明において、第3の磁性薄膜3
を設けたことによって外部磁界Hexのみを用いて他の外
部磁界によらず2値情報記録と共にオーバーライトが可
能な状態に持ち来すことができる。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thermomagnetic recording medium. 2. Description of the Related Art In a thermomagnetic recording method for recording information on a recording medium from which information bits (magnetic domains) are read by magneto-optical interaction, a recording medium having a magnetic thin film made of a perpendicular magnetic film is used. On the other hand, a so-called initialization has been performed in which the direction of the magnetization is previously aligned in one direction perpendicular to the film surface,
By forming a bit with perpendicular magnetization opposite to this magnetization direction by local heating such as laser beam irradiation,
It records the coded information. In this thermomagnetic recording method, prior to rewriting of information, a process of erasing recorded information (corresponding to the above initialization), that is, a time for erasing is required, and a high transfer rate is required. Recording cannot be realized. On the other hand, various recording methods based on the overwrite method in which the time for the independent erasing process is not required have been proposed. Promising methods among the overwrite type thermomagnetic recording methods include, for example, an external magnetic field modulation method for a medium and a two-head method in which an erasing head is provided in addition to a recording head. ing. The external magnetic field modulation method refers to irradiation of a heating beam to an amorphous ferrimagnetic thin-film recording medium having an easy axis of magnetization perpendicular to the film surface, as described in, for example, Japanese Patent Application No. 60-48806. Recording is performed by applying a magnetic field having a polarity corresponding to the state of the input digital signal current to the area. In order to perform high-speed recording at a high information transfer rate by the above-described external magnetic field modulation method, an electromagnet operating in, for example, the order of MHz is required. It is difficult to manufacture such a device, and even if it can be manufactured, there is a problem that power consumption and heat generation are large and impractical. In the two-head method,
An extra head is required, and the two heads must be set apart, placing a heavy burden on the drive system.
It has problems such as poor economy and not suitable for mass production. According to the present invention, rewriting, that is, overwriting can be easily performed only by switching control of a heating temperature of a medium by a laser beam or the like, and the above-mentioned problems have been solved. Incidentally, the present applicant has previously described a thermomagnetic recording method for solving such a problem, as disclosed in Japanese Patent Application No. 61-1949.
No. 61 and Japanese Patent Application No. 61-194962. The thermomagnetic recording methods proposed in these applications use a thermomagnetic recording medium having a laminated structure of first and second rare earth-transition metal magnetic thin films, and apply a first first external magnetic field under a required first external magnetic field. almost a first heating condition for heating the first temperature T 1 of the inversion does not occur in the sub-lattice magnetization of the Curie temperature T C1 and not more than the second magnetic thin film, the temperature T C1 and not more than the second magnetic thin film A second heating state in which the magnetic thin film is heated to a second temperature T 2 sufficient to reverse the sublattice magnetization is switched and modulated according to information to be recorded, for example, “0” or “1”. In the process, the direction of the sublattice magnetization of the first magnetic thin film is aligned with the direction of the sublattice magnetization of the second magnetic thin film by the exchange coupling force of the first and second magnetic thin films, for example, “0”,
A recording bit (magnetic domain) of “1” is formed on the first magnetic thin film, and the compensation temperature of the second magnetic thin film composition is changed from room temperature to the second temperature T 2 by a second external magnetic field.
At room temperature by choosing to be between
The sub-lattice magnetization of the second magnetic thin film is reversed only by the external magnetic field to obtain a state in which overwriting is possible. In this case, a special process (time) for erasure is performed.
It is possible to solve the problems that the transfer rate can be increased without the necessity of, or that the two-head method or the external magnetic field modulation method described above is used. In the present invention, these Japanese Patent Application Nos.
Utilizing the advantages of the thermomagnetic recording method disclosed in Japanese Patent Application No. 04961 and Japanese Patent Application No. 61-194962,
An object of the present invention is to provide a thermomagnetic recording medium and a thermomagnetic recording medium in which the above-mentioned second magnetic field is omitted or reduced, and therefore, an apparatus for performing the recording method can be further simplified. It is. A thermomagnetic recording medium according to the present invention comprises a rare earth-transition metal magnetic film, and has first, second and third magnetic thin films magnetically coupled to each other. The second and third magnetic thin films are coupled by exchange coupling force. The third magnetic thin film has a configuration in which the Curie temperature is set to be the highest as compared with the other magnetic thin films without reversing the magnetization even during the recording operation. According to the above-described thermomagnetic recording medium of the present invention, information is recorded only by giving a first and a second heating state (heating temperature) by modulating a laser beam in accordance with information to be recorded. And overwriting becomes possible. Further, according to the thermomagnetic recording medium of the present invention, binary recording can be performed with only one magnetic field applying means. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS As shown in FIG. 1, the basic structure of a thermomagnetic recording medium according to the present invention is to form a first, second and third magnetic thin films 1 on a light-transmitting substrate 5. 2 and 3 are laminated. For example, as shown in FIG. 2 as a schematic cross-sectional view of an example, a light transmitting substrate 5 such as a glass plate or an acrylic plate is used.
The first, second, and third magnetic thin films 1, 2, and 3 are formed on one surface of the substrate via a transparent dielectric film 6 serving as a protective film or an interference film. Each of the first to third magnetic thin films is formed of a rare earth-transition metal perpendicular magnetization film. Then, a protective film 7 made of a dielectric film is formed on the magnetic layer formed by laminating the magnetic thin films 1 to 3. However, in this thermomagnetic recording medium 10, the dielectric film 6 and the protective film 7 can be omitted. This thermomagnetic recording medium 10
Are magnetically coupled to each other by the exchange coupling force. In the above configuration, each of the dielectric films 6,
The third magnetic thin films 1 to 3 and the protective film 7 are respectively deposited,
Alternatively, it can be formed by sputtering or the like. The magnetic thin films 1 to 3 may be made of various magnetic materials. For example, Nd, Sm,
One or two or more rare earth metals (RE) such as Gd, Tb, Dy, Ho, etc., have x = 10 to 40 at%, and C
transition metals such as r, Mn, Fe, Co, Ni, and Cu (T
One or two or more of M) is 1-x = 90 to 60
Atomic%, and may be constituted by an amorphous alloy RE X ™ 1-X . In this case, a small amount of other elements may be added. In this RE-TM amorphous alloy magnetic material, except that RE is Nd or Sm, R
The magnetic moment of E and the magnetic moment of TM are coupled antiparallel, resulting in ferrimagnetism,
The net magnetization is the difference between the respective sub-lattice magnetizations of RE and TM (the sum of the respective sub-lattice magnetizations when considering the sign of the magnetization direction). When the rare earth metal (RE) is composed of either Nd or Sm or a mixture thereof,
The magnetic moment of RE and the magnetic moment of TM are combined in parallel, so-called ferromagnetic, and the net magnetization in this case is the sum of the RE and TM sublattice magnetizations. For such a thermomagnetic recording medium 10,
Under the application of an external magnetic field H ex substantially perpendicular to the film surface, the first
Of the temperature T 1 for holding the Curie temperature T c1 Exceeded by a second transition metal magnetic thin film 2 sublattice magnetization directions of the predetermined orientation (below the orientation referred to the positive direction) of the magnetic thin film 1 in first heating state, likewise by, under the application of an external magnetic field H ex, almost Curie temperature T c1 or more second sublattice magnetization direction of the transition metal of the magnetic thin film 2, the external magnetic field H ex A second heating state at a second temperature T 2 which is reversed in a direction opposite to the above-described forward direction (this direction is hereinafter referred to as a reversing direction), and the first and second temperatures T 1 are provided.
During the respective cooling processes from the first and second heating states by T 2 and T 2 , the direction of the sub-lattice magnetization in the third magnetic thin film 3 can be changed without inverting the sub-lattice magnetization of the second magnetic thin film 2. In the same direction as the sublattice magnetization of the third magnetic thin film 3, that is, in the same state as the unrecorded state. The first and second heating states can be performed by modulating the intensity of the laser beam on the thermomagnetic recording medium 10 according to the information to be recorded. As described above, the sub-lattice magnetization of the transition metal TM in the first magnetic thin film 1 is obtained only by modulating the laser beam for obtaining the first and second heating states in accordance with the information to be recorded. The binary information of, for example, "0" and "1" is recorded by the positive direction part and the reverse direction part. At this time, as described above, the third
The sub-lattice magnetization of the second magnetic thin film 2 is aligned in the same direction as the sub-lattice magnetization of the third magnetic thin film 3 without reversing the direction of the sub-lattice magnetization in the magnetic thin film 3. In the recording state, both the second and third magnetic thin films 2
Since the directions of the sub-lattice magnetizations of the magnetic recording medium and the magnetic recording medium have the same state as the initial state of the unrecorded information on the magnetic recording medium, the first and second recordings corresponding to the recorded information are performed in the next recording. A state in which this recording is possible, that is, a state in which overwriting is possible is obtained only by giving a heating state. To read out, ie, reproduce, the recorded information from the thermomagnetic recording medium on which the information has been recorded in this manner, the first magnetic thin film 1 is irradiated with a linearly polarized laser beam, and the first magnetic thin film 1 is irradiated with a linearly polarized laser beam. By detecting, for example, the Kerr rotation angle by the interaction, binary reading, for example, “0” and “1” depending on whether the sublattice magnetization of the transition metal TM of the first magnetic thin film is the positive direction or the inverting direction is performed. As described above, information is recorded on the thermomagnetic recording medium 10 by, for example, “0” and “1” in the first magnetic thin film 1 depending on the positive direction portion and the reverse direction portion of the TM sublattice magnetization. The Curie temperature T C1 of the first magnetic thin film 1 and the second magnetic thin film 2 in an exchange-coupled state with the first magnetic thin film 1 are obtained.
And the magnetization state at a temperature equal to or lower than T C2 is the state A shown in FIG.
To D can be adopted. In FIG. 3, only the first and second magnetic thin films 1 and 2 schematically show the respective directions of TM spin and RE spin with solid arrows and broken arrows, respectively. It is assumed that the axes of easy magnetization of both magnetic thin films 1 and 2 are so-called perpendicular magnetization films in the direction perpendicular to the film surface, but it is sufficient that at least one of them is a perpendicular magnetization film. In FIG. 3, state A and state B are the first
The TM spins of the magnetic thin film 1 and the second magnetic thin film 2, ie, the magnetic moments of the TMs, and the RE spins, ie, the magnetic moments of the REs, are in the same direction. On the other hand, in the states C and D of FIG. 3, the magnetic moment of each TM and the magnetic moment of the RE of the first magnetic thin film 1 and the second magnetic thin film 2 are opposite to each other. In the vicinity of the interface, each direction of the magnetic moment of TM and the magnetic moment of RE is 1
Will be 80 ° changing regions or interface wall 9 is present, the interface wall energy (per unit area σ w erg / cm 2) is stored in this portion. A thermomagnetic recording apparatus for performing thermomagnetic recording, for example, as shown in FIG.
For example, a laser beam R for recording and reproduction is applied to the disk-shaped thermomagnetic recording medium 10 by the light transmitting substrate 5 shown in FIG.
For example, a magnet 21 and, if necessary, a magnet 22 are provided from the side of the protective film 7 or the substrate 5 to apply the magnetic fields Hex and Hsub to the medium 10. In FIG. 4, a magnet 21 and a magnet 22 are shown.
Are arranged apart from each other, but may be arranged adjacent to each other. When the magnetic field H sub is not required as described later, the magnet 22 is omitted. The disk-shaped thermomagnetic recording medium 10 includes a rotating shaft 26 of a drive motor 25.
To be driven to rotate. Then, the power of the laser beam R is modulated in accordance with the information to be recorded, and the laser beam irradiation section of the thermomagnetic recording medium 10 is heated to the first and second temperatures T 1 and T 2. ing. Next, the present invention will be described with reference to examples, but it goes without saying that the present invention is not limited to these examples. Embodiment 1 In this embodiment, only an external magnetic field Hex is applied. The magnetic recording medium 10 used here includes first, second and third magnetic recording media.
And each of the magnetic thin films 1 to 3
FIG. 5 shows the relationship between the coercive force Hc and the temperature characteristic.
First magnetic thin film 1 as the middle curve 101 to 103 recorded bit coercive free layer as shown in is a large coercive force at room temperature T R, the Curie temperature T C1 is low and the third magnetic thin film 3 The one having the highest Curie temperature T C3 and a high coercive force near the Curie temperature T C2 of the second magnetic thin film 2 is selected. That is, the first to third magnetic thin films 1 to 3
Each Curie temperature T C1 through T C3 of is selected to T C3> T C2> T C1 , the third magnetic thin film 3 is selected to the material magnetization reversal does not occur in the information recording process. As the second magnetic thin film 2 are shown in FIG. 5, it is constituted by a coercive force material having low at room temperature T R, the third magnetic thin film 3 constant magnetic state is coercive of TM TM-rich or RE-rich is determined so that the direction of the TM sublattice magnetization when inverted by the external magnetic field Hex is opposite to the direction of the sublattice magnetization. The first magnetic thin film 1 may be either RE-rich or TM-rich. Table 1 shows the composition, film thickness, and characteristics of an example of each of the magnetic thin films 1 to 3. [Table 1] In this case, the first and third magnetic thin films 1 and 3 are Fe-rich or TM-rich below their respective Curie temperatures, and the second magnetic thin film 2 is Tb-rich or RE-rich. The information recording process in this case will be described with reference to FIG. In this case as well, FIG.
In each of the magnetic thin films 1 to 3 in the middle state, the TM spin or the magnetic moment is schematically indicated by a solid arrow, and the RE spin or the magnetic moment is indicated by a broken arrow. In this case, the first and the second for the binary recording
The temperatures T 1 and T 2 of the first temperature T 1 are close to the Curie temperature T C1 of the first magnetic thin film 1, for example, T 1
1 ≒ 130 ° C., and the second temperature T 2 is close to the Curie temperature T C2 of the second magnetic thin film 2, for example, T 2 ≒ 200
° C. [0030] Now, in the initialization state at room temperature T R, is in the state A in which the first and second magnetic thin films 1 and 2 is described in FIG. 3, TM spin of the third magnetic thin film at this time is the first And in the same direction as the TM spin of the second magnetic thin films 1 and 2. The required external magnetic field Hex is, for example, the TM of the first and second magnetic thin films 1 and 2 in the state A.
It is given in the same direction as the sublattice magnetization. When the temperature T is increased to the first temperature T 1 in this state, the magnetization of the first magnetic thin film 1 disappears or decreases as shown in the state N when the temperature T is near T C1. In this state, the second and third magnetic thin films 2 as shown in FIG.
And 3 have a required large coercive force, so that the reversal of the TM and RE sublattice magnetizations caused by the external magnetic field Hex is prevented from occurring, so that the temperature rise state is reduced. During the cooling process, the TM and RE sublattice magnetizations in the same direction as the initial state A are generated in the first magnetic thin film 1 by the exchange coupling force with the second magnetic thin film 2, and the state returns to the state A and returns to the information “0”. Is formed. On the other hand, when the temperature T is raised to the second temperature T 2, that is, near the Curie temperature T C2 of the second magnetic thin film 2, the magnetization of the first magnetic thin film 1 becomes as shown in a state O of FIG. as well as the magnetization of the second magnetic thin film 2 is lost little or lost, because at this time has a third magnetic thin film 3 sufficiently large coercive force at this temperature, the outside also in the temperature T 2 A predetermined magnetization direction is maintained without being affected by the magnetic field Hex . [0033] However, for the second magnetic thin film 2 and the direction of the magnetization in the cooling step by the external magnetic field H ex is oriented in an external magnetic field H ex. That is, as shown in the state P, the TM sublattice magnetization has a direction opposite to that of the external magnetic field Hex ,
Therefore, the TM sublattice magnetization of the second magnetic thin film 2 is opposite to the TM sublattice magnetization of the third magnetic thin film, and an interface domain wall 9 is generated between the two magnetic thin films 2 and 3. Further, when the temperature T approaches the Curie temperature T C1 of the first magnetic thin film 1 in the cooling process, the magnetization appears in the first magnetic thin film 1. At this time, the temperature characteristics and the film thickness of the first magnetic thin film 1 By such selection, the TM sublattice magnetization is aligned with the direction of the TM sublattice magnetization of the second magnetic thin film 2 to obtain the state Q. When the temperature T is further decreased, the coercive force of the first magnetic thin film 1 increases, and this magnetization state is coerced. However, in the configuration of the medium 10, the second and third magnetic thin films 2
And 3, the first and second domain wall energies are selected to be smaller than the domain wall energy between the second and third magnetic thin films 2 and 3. The direction of the sub-lattice magnetization of the magnetic thin film 2 is reversed, and the state C shown in FIG. 3 is given to form a recording portion of information "1". Then, when the temperature is increased to the temperature T 1 or T 2 in order to write the next information including the write portion of the information “1”, the portion of the state A is also changed to the state C. Both the TM and RE in the second magnetic thin film 2
Since the respective sub-lattice magnetizations are oriented in opposite directions, the transition to the state N occurs in any case. Therefore, the same information as described above, for example, writing “0” and “1” is written. That is, overwriting can be performed. In the example described above, the binary information based on the states A and C is performed.
6 are replaced with states A and C in FIG.
It is also possible to record value information. In this case, the external magnetic field Hex is selected in the direction opposite to that of FIG. In each of the above-described examples, the case where each of the magnetic thin films 1 to 3 has ferrimagnetism has been described, but a ferromagnetic film may be used. As is apparent from the above description, according to the present invention, a high transfer rate can be realized because an erasing process (time) is not required. Since the system is not used, the structure can be simplified, and furthermore, since recording can be performed by heat modulation, for example, laser beam modulation without using external magnetic field modulation, high-speed recording can be achieved, and furthermore, it is simple. There are many advantages such as simplification of the apparatus, which can be achieved by being combined with one laser beam. In the present invention, the third magnetic thin film 3
Is provided so that overwriting can be performed together with binary information recording using only the external magnetic field Hex regardless of other external magnetic fields.
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の熱磁気記録媒体の基本的構成図であ
る。
【図2】本発明による熱磁気記録媒体の一例の断面図で
ある。
【図3】磁化状態間の遷移の説明図である。
【図4】記録装置の概略的構成図である。
【図5】本発明による熱磁気記録媒体の一例の磁化過程
の説明図である。
【図6】本発明による熱磁気記録媒体の磁化過程の説明
図である。
【符号の説明】
1〜3 第1〜第3の磁性薄膜、10 熱磁気記録媒
体、R レーザ光、21,22 磁石、25 駆動モー
タBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a basic configuration diagram of a thermomagnetic recording medium of the present invention. FIG. 2 is a sectional view of an example of a thermomagnetic recording medium according to the present invention. FIG. 3 is an explanatory diagram of transition between magnetization states. FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a recording apparatus. FIG. 5 is an explanatory diagram of a magnetization process of an example of the thermomagnetic recording medium according to the present invention. FIG. 6 is an explanatory diagram of a magnetization process of the thermomagnetic recording medium according to the present invention. [Description of Signs] 1 to 3 First to third magnetic thin films, 10 thermomagnetic recording medium, R laser beam, 21, 22 magnet, 25 drive motor
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 富士 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソ ニー株式会社内 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Fuji Tanaka 6-7-35 Kita Shinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo So Knee Co., Ltd.
Claims (1)
磁気的に結合した第1,第2及び第3の磁性薄膜を有
し、これら第2及び第3の磁性薄膜が交換結合された熱
磁気記録媒体であって、 上記第3の磁性薄膜は、そのキュリー温度が、上記他の
磁性薄膜に比して最も高くされて、第1及び第2の2値
温度による2値記録による第1の磁性薄膜と第2の磁性
薄膜の副格子磁化の反転による情報記録過程において上
記第3の磁性薄膜に副格子磁化反転が生じないようにし
たことを特徴とする熱磁気記録媒体。(57) [Claims] A thermomagnetic recording medium comprising a rare earth-transition metal magnetic film, magnetically coupled to each other, having first, second and third magnetic thin films, wherein the second and third magnetic thin films are exchange-coupled; The third magnetic thin film has a Curie temperature higher than that of the other magnetic thin films, and has a first magnetic thin film formed by binary recording at first and second binary temperatures. A thermomagnetic recording medium wherein the sublattice magnetization reversal does not occur in the third magnetic thin film during the information recording process by reversing the sublattice magnetization of the second magnetic thin film.
Priority Applications (1)
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| JP09109044A JP3090891B2 (en) | 1997-04-25 | 1997-04-25 | Thermomagnetic recording medium |
Applications Claiming Priority (1)
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Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62101251A Division JP2762435B2 (en) | 1987-04-24 | 1987-04-24 | Thermomagnetic recording method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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| JPH1055574A JPH1055574A (en) | 1998-02-24 |
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Family
ID=14500193
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
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-
1997
- 1997-04-25 JP JP09109044A patent/JP3090891B2/en not_active Expired - Lifetime
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| JPH1055574A (en) | 1998-02-24 |
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