DE68929469T2 - Verfahren zur thermomagnetischen Aufzeichnung - Google Patents

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    • G11B11/10528—Shaping of magnetic domains, e.g. form, dimensions

Description

  • Die Erfindung betrifft ein thermomagnetisches Aufzeichnungsverfahren wie z. B. ein solches thermomagnetisches Aufzeichnungsverfahren, das die Einstrahlung eines Laserstrahls nutzt.
  • Bei Verfahren zum Aufzeichnen von Information mittels thermomagnetischer Aufzeichnung auf einem Aufzeichnungsträger, von dem Information durch Lesen von auf ihm ausgebildeten Informationsbits (magnetischen Domänen) mittels magnetooptischer Wechselwirkung wiedergegeben wird, wird der Aufzeichnungsträger, auf dem ein magnetischer Dünnfilm in Form eines vertikal magnetisierbaren Films ausgebildet ist, vorab einem Initialisierungsvorgang unterzogen, d. h. einer Behandlung zum Ausrichten der Magnetisierung im Träger in die Richtung rechtwinklig zur Ebene des Films, woraufhin magnetische Domänen mit vertikaler Magnetisierung in der Richtung umgekehrt zur Anfangsmagnetisierung durch örtliches Erwärmen des Trägers durch Einstrahlen eines Laserstrahls oder dergleichen erzeugt werden, wodurch auf ihm Information in Form binärer Informationsbits aufgezeichnet wird.
  • Wenn bei einem derartigen thermomagnetischen Aufzeichnungsverfahren aufgezeichnete Information geändert wird, muss, vor dem Ändern, ein Prozess zum Löschen der aufgezeichneten Information (Prozess entsprechend der oben beschriebenen Initialisierung) ausgeführt werden, wobei zum Ausführen des Löschprozesses eine bestimmte Zeit erforderlich ist, weswegen kein Aufzeichnen mit hoher Übertragungsrate erzielt werden kann. Als Gegenmaßnahme hierzu wurden verschiedene Echtzeit-Aufzeichnungsverfahren vorgeschlagen, bei denen Überschreiben möglich ist, wodurch die Zeitperiode zum Ausführen eines unabhängigen Löschprozesses beseitigt werden kann. Hinsichtlich derartiger thermomagnetischer Aufzeichnungsverfahren, die Überschreiben ausführen, sind hoffnungsträchtige z. B. solche, die ein moduliertes, externes Magnetfeld an den Träger anlegen, und solche, die zwei Köpfe, nämlich einen Löschkopf wie auch einen Aufzeichnungskopf, verwenden. Beim Verfahren unter Verwendung eines modulierten, externen Magnetfelds, erfolgt ein Aufzeichnungsvorgang, wie es z. B. in der Japanischen Patentoffenlegungsveröffentlichung Nr. 60-48806 offenbart ist, durch Anlegen eines Magnetfelds mit einer Polarität, die dem Zustand eines eingegebenen digitalen Signalstroms entspricht, an einen Aufzeichnungsträger, der einen amorphen, ferrimagnetischen Dünnfilm mit einer Achse leichter Magnetisierung rechtwinklig zur Filmebene im Bereich trägt, der durch einen die Temperatur erhöhenden Strahl beleuchtet wird.
  • Wenn versucht wird, mittels des vorstehend beschriebenen Verfahrens mit Modulation eines externen Magnetfelds Hochgeschwindigkeitsaufzeichnung mit hoher Informationsübertragungsrate auszuführen, ist ein Elektromagnet erforderlich, der mit einer Rate z. B. in der Größenordnung von einem MHz arbeitet, und es entsteht das Problem, dass es schwierig ist, einen derartigen Elektromagnet herzustellen, wobei selbst dann, wenn er hergestellt würde, die verbrauchte Energie und die von ihm erzeugte Wärme riesig wären, weswegen keine Überführung in den praktischen Gebrauch möglich ist. Indessen erfordert das Verfahren mit zwei Magnetköpfen einen gesonderten Kopf, und die zwei Köpfe müssen voneinander getrennt angeordnet werden, weswegen das Problem auftritt, dass ein stark belastbares Ansteuerungssystem erforderlich ist und das System unwirtschaftlich und für Massenherstellung ungeeignet ist.
  • Die Anmelderin hat bereits früher thermomagnetische Aufzeichnungsverfahren vorgeschlagen, mit denen diese Probleme überwunden werden sollen und die dergestalt sind, dass ein thermomagnetischer Aufzeichnungsträger verwendet wird, der mit einem ersten und einem zweiten magnetischen Dünnfilm aus Seltenerdmetall-Übergangsmetall versehen ist und bei dem abhängig von der aufzuzeichnenden Information, z. B. "0" und "1" ein Schalten und Modulieren hinsichtlich eines ersten Heizzustands zum Aufheizen des Trägers auf eine erste Temperatur T1, die wenig über der Curietemperatur TC1 des ersten magnetischen Dünnfilms liegt und die Untergittermagnetisierung im zweiten magnetischen Dünnfilm nicht umkehrt, und einem zweiten Heizzustand ausgeführt wird, der dazu dient, denselben auf eine zweite Temperatur T2 zu erwärmen, die über der Temperatur TC1 liegt und dazu ausreicht, die Untergittermagnetisierung im zweiten magnetischen Dünnfilm umzukehren, wobei ein erforderliches erstes externes Magnetfeld an den Träger angelegt wird, so dass die Richtung der Untergittermagnetisierung im ersten magnetischen Dünnfilm im Abkühlungsstadium in Übereinstimmung mit der Richtung der Untergittermagnetisierung im zweiten magnetischen Dünnfilm gebracht wird, was mittels einer ersten und zweiten Austauschkopplungskraft erfolgt, wodurch im ersten magnetischen Dünnfilm Aufzeichnungsbits (magnetische Domänen), für z. B. "0" und "1" erzeugt werden, und wobei die Untergittermagnetisierung im zweiten magnetischen Dünnfilm mittels eines zweiten externen Magnetfelds oder mittels nur des ersten externen Magnetfelds bei Raumtemperatur umgekehrt wird, wenn die Zusammensetzung des zweiten magnetischen Dünnfilms so ausgewählt ist, dass ihre Kompensationstemperatur zwischen der zweiten Temperatur T2 und Raumtemperatur liegt, um dadurch Bedingungen zu erzielen, die Überschreiben ermöglichen.
  • Da während des gesamten obigen Prozesses kein Bedarf des Ausführens eines speziellen Prozesses (der Zeit benötigt) für einen Löschvorgang besteht, kann eine hohe Übertragungsrate erzielt werden, wodurch die Probleme überwindbar sind, die beim oben beschriebenen Zweikopfsystem oder beim System mit Modulation eines externen Magnetfelds vorliegen.
  • Nachfolgend eines dieser vorgeschlagenen thermomagnetische Aufzeichnungsverfahren beschrieben. Das Aufzeichnen von Information, z. B. "0" und "1" wird bei diesem Aufzeichnungsverfahren dadurch ausgeführt, wie es in 1 dargestellt ist, die schematisch die oben angegebenen Magnetisierungszustände des ersten und zweiten magnetischen Dünnfilms 1 und 2 mit kleinen Pfeilen hinsichtlich der Temperatur T zeigt, dass bei Raumtemperatur TR ein Zustand A erzeugt wird, in dem die Magnetisierungsrichtungen in den beiden magnetischen Dünnfilmen 1 und 2 in einer Richtung zeigen, sowie ein Zustand B, in dem dieselben in zueinander umgekehrten Richtungen zeigen. Diese Aufzeichnungszustände werden durch Anlegen eines externen Magnetfelds Hex an das Medium und durch Erwärmen desselben auf die erste und zweite Temperatur T1 und T2 durch Einstrahlen eines Laserstrahls erhalten. Z. B. trifft ein Laserstrahl zunächst auf eine Position im Zustand A auf, wobei die Intensität oder die Einstrahlungszeit des Laserstrahls entsprechend dem Aufzeichnungssignal moduliert wird, damit die Aufheiztemperatur T auf die erste Aufheiztemperatur T1 gebracht wird, die wenig über der Curietemperatur TC1 des ersten magnetischen Dünnfilms 1 liegt und unter dem Einfluss des erforderlichen externen Magnetfelds Hex keine Magnetisierungsumkehr im zweiten magnetischen Dünnfilm 2 hervorruft. Durch ein derartiges Aufheizen zeigt der erste magnetische Dünnfilm 1 einen Zustand C, in dem er seine Magnetisierung verloren hat, wobei jedoch, wenn der aus den magnetischen Dünnfilmen 1 und 2 bestehende Film nach dem Beendigen des Aufheizens unter die Temperatur TC1 abgekühlt wird, im ersten magnetischen Dünnfilm 1 Magnetisierung entsteht. In diesem Fall wird, da die Ausgestaltung vorab so gewählt wurde, dass die Austauschkopplungskraft mit dem zweiten magnetischen Dünnfilm 2 dominiert, die Magnetisierungsrichtung im ersten magnetischen Dünnfilm 1 in dieselbe Richtung ausgerichtet, wie sie im zweiten magnetischen Dünnfilm 2 vorliegt. D. h., dass der Zustand A erzeugt wird, in dem Information, z. B. "0" aufgezeichnet ist.
  • Im anderen Fall wird die Heiztemperatur T auf die zweite Aufheiztemperatur T2 über der oben genannten Temperatur T1 gebracht, die dazu ausreicht, die Magnetisierung im zweiten magnetischen Dünnfilm 2 mittels des angelegten externen Magnetfelds Hex umzukehren. Durch Ausführen eines solchen Aufheizvorgangs wird ein Zustand D erreicht, in dem der erste magneti sche Dünnfilm 1 seine Magnetisierung verloren hat und die Magnetisierung im zweiten magnetischen Dünnfilm 2 umgekehrt ist. Wenn jedoch der Aufheizvorgang beendet wird und der aus den magnetischen Dünnfilmen 1 und 2 bestehende Film unter die Temperatur TC1 abgekühlt wird, wird der erste magnetische Dünnfilm 1 der Austauschkopplungskraft vom zweiten magnetischen Dünnfilm 2 unterworfen, wodurch ein Zustand E, d. h. ein dem ursprünglichen Initialisierungszustand entgegengesetzter Magnetisierungszustand erzeugt ist, wobei jedoch aufgrund eines extern angelegten Hilfsmagnetfelds Hsub in der Nähe der Raumtemperatur TR die Richtung im zweiten magnetischen Dünnfilm 2 umgekehrt wird, wodurch ein Magnetisierungszustand B erreicht wird, in dem magnetische Domänenwände 3 zwischen den beiden magnetischen Dünnfilmen 1 und 2 erzeugt sind, wobei sich der Zustand B nur dadurch vom Magnetisierungszustand A unterscheidet, dass die Magnetisierung im ersten magnetischen Dünnfilm 1 umgekehrt ist, wodurch das Aufzeichnen von Information, z. B. "1", erzielt ist.
  • Das Aufzeichnen von Information gemäß "0" und "1" wird dadurch erzielt, dass der Zustand A und der Zustand B erhalten werden, wie oben beschrieben. In diesem Fall ist Überschreiben mit Lichtintensitätsmodulation auf die beiden Zustände A und B anwendbar. Genauer gesagt, kann, wenn eine beliebige Position von denen im Zustand A und im Zustand B auf die Temperatur T1 oder T2 über dem Zustand C erwärmt wird, was mittels der ausgewählten Temperaturen T1 und T2 erfolgt, wie oben beschrieben, ein Überschreiben des Zustands A oder des Zustands B, entsprechend der Information "0" oder "1" unabhängig davon erzielt werden, ob der ursprüngliche Zustand der Zustand A oder der Zustand B war.
  • Bei einem magnetischen Aufzeichnungsträger mit dem beschriebenen Aufbau unterliegt die Fläche zwischen den den Film bildenden magnetischen Dünnfilmen 1 und 2 dem Einfluss einer Austauschenergie, wodurch im ersten Zustand B die magnetischen Domänenwände 3 erzeugt werden. Die Domänenwandenergie σw ist wie folgt ausgedrückt:
    Figure 00040001
    (A1 und A2, K1 und K2 sind Austauschkonstanten und Konstanten zur vertikalen magnetischen Anisotropie des ersten und zweiten magnetischen Dünnfilms 1 und 2).
  • Als Bedingungen, wie sie erforderlich sind, um einen Überschreibvorgang auszuführen, ist die Bedingung, gemäß der ein Übergang vom Zustand B in den Zustand A bei Raumtemperatur (–20°C bis 60°C) nicht stattfindet, wie folgt gegeben: HC1 > HW1 = σw/2MS1h1 (2)
  • Auch ist der Zustand, gemäß dem kein Übergang vom Zustand B in den Zustand E erfolgt, wie folgt gegeben: HC2 > HW2 = σw/2MS2h2 (3)
  • Ferner muss die folgende Bedingung erfüllt sein, damit im Zustand e die Magnetisierung im ersten magnetischen Dünnfilm 1 nicht durch das externe Hilfsmagnetfeld Hsub umgekehrt wird: HC1 ± HW1 > Hsub (41) wobei das Vorzeichen +/– auf der linken Seite den Wert "0" einnimmt, wenn der erste magnetische Dünnfilm 1 ein an Seltenerdmetall reicher Film ist und der zweite magnetische Dünnfilm 2 ein an Übergangsmetall reicher Film ist, wohingegen es den Wert "-" einnimmt, wenn sowohl der erste als auch der zweite magnetische Dünnfilm 1 und 2 reich an Übergangsmetall sind.
  • Außerdem muss die Bedingung HC2 + HW2 < Hsub (42) erfüllt sein, damit ein Übergang vom Zustand E in den Zustand B stattfindet.
  • Ferner muss, wenn die Aufheiztemperatur in der Nähe der Curietemperatur TC1 des ersten magnetischen Dünnfilms 1 liegt, die Bedingung HW1 > HC1 + Hex (5) erfüllt sein, damit ein Übergang vom Zustand C in den Zustand A auftritt, d. h., damit die Magnetisierungsrichtung im ersten magnetischen Dünnfilm 1 in Übereinstimmung mit der Magnetisierungsrichtung im zweiten magnetischen Dünnfilm 2 gebracht wird. Außerdem muss die Bedingung HC2 – HW2 > Hex (6) erfüllt sein, damit kein Übergang vom Zustand B in den Zustand E stattfindet.
  • In den obigen Ausdrücken sind HW1 und HW2 Größen, die durch die Ausdrücke (2) und (3) definiert sind, und HC1 und HC2, MS1 und MS2 sowie H1 und H2 sind die Koerzitivfeldstärken, die Sättigungsmagnetisierungen bzw. die Dicken des ersten und zweiten magnetischen Dünnfilms.
  • Wie es hieraus ersichtlich ist, ist es, um den Ausdrücken (2) und (3) zu genügen, bevorzugt, dass die Domänenwandenergie σw bei Raumtemperatur so klein wie möglich ist, wobei jedoch
    σw ≈ 3,6 erg/cm2 erhalten wird, wenn folgende Werte angenommen werden: K = 4 × 106 erg/cm3, A = 2 × 10–6 erg/cm.
  • Indessen ergeben tatsächliche Messungen an der Hystereseschleife des zweischichtigen Films σw = 3 bis 6 erg/cm2. Wenn nun angenommen wird, dass σw = 5 erg/cm2 gilt und HcMs = 0,45 × 106 erg/cm2 und Hex = 2 kOe verwendet werden, werden h2 = 1100 Å, HC2 = 4 kOe und HW2 ≤ 2 kOe als Näherungswerte zum Erfüllen der Bedingung des Ausdrucks (6) bei Raumtemperatur TR, d. h. zum Genügen der Bedingung HC2 – HW2 > 2 kOe erhalten. Demgemäß entsteht das Problem, dass die Dicke h2 des zweiten magnetischen Dünnfilms 2 groß wird und das externe Hilfsmagnetfeld Hsub gemäß dem Ausdruck (42) groß wird. nungsträgers mit drei oder vier magnetischen Dünnfilmen.
  • Das Dokument EP-A-0 258 978 aus dem Stand der Technik beschreibt z. B. mittels der 10 das Überschreiben mit zwei verschiedenen Schreiblichtintensitäten, und es beschreibt auf der Seite 18, Zeilen 36–38, dass die magnetische Wandenergie zwischen einem ersten und einem zweiten magnetischen Dünnfilm durch einen geeigneten dritten magnetischen Dünnfilm zwischen diesen beiden reguliert werden kann.
  • AUFGABEN DER ERFINDUNG
  • Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes thermomagnetisches Aufzeichnungsverfahren zu schaffen, mit dem geringere Störsignale sowohl beim Aufzeichnen als auch Abspielen erzielt werden können.
  • Um diese Aufgabe zu lösen, ist durch die Erfindung ein Verfahren geschaffen, wie es im Anspruch 1 spezifiziert ist. Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist im Anspruch 2 beschrieben.
  • Durch die Erfindung ist ein verbessertes thermomagnetisches Aufzeichnungsverfahren geschaffen, mit dem Überschreiben in Echtzeit möglich ist, ein aufgezeichnetes Bit stabilisiert wird, ein an ein thermomagnetisches Aufzeichnungsmedium angelegtes externes Magnetfeld zum Initialisieren desselben verringert ist und beim Abspielen ein hoher Kerr-Rotationswinkel erzielt wird.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist ein schematisches Diagramm, das Magnetisierungszustände in einem thermomagnetischen Aufzeichnungsträger zeigt, wie er bei einem bereits von der Anmelderin angemeldeten thermomagnetischen Aufzeichnungsverfahren verwendet wird;
  • 2, 7, 8, 21, 22, 23, 28 und 34 sind jeweils eine Schnittansicht eines bei der Erfindung verwendeten thermomagnetischen Aufzeichnungsträgers;
  • 3, 24 und 26 sind jeweils ein schematisches Diagramm, das Magnetisierungszustände in einem thermomagnetischen Aufzeichnungsträger zeigt, wie er bei einem erfindungsgemäßen thermomagnetischen Aufzeichnungsverfahren verwendet wird;
  • 4, 5, 9 und 10 sind jeweils Kurvenbilder, die Eigenschaftsänderungen eines erfindungsgemäßen thermomagnetischen Aufzeichnungsträgers von der Dicke eines dritten magnetischen Films zeigen;
  • 6, 11 und 13 sind jeweils ein Kurvenbild, das die Abhängigkeit der magnetischen Domänenwandenergie σw in einem erfindungsgemäßen thermomagnetischen Aufzeichnungsträger von der Dicke eines dritten magnetischen Films zeigt;
  • 12 ist ein Kurvenbild, das eine Magnetisierung-Temperatur-Charakteristik für ein Beispiel eines dritten magnetischen Films zeigt;
  • 14 ist ein Kurvenbild, das die Temperaturabhängigkeit der Sättigungsmagnetisierung zeigt;
  • 15 ist ein Kurvenbild, das die Temperaturabhängigkeit der effektiven Konstante für vertikale Anisotropie zeigt;
  • 16 ist eine Zeichnung, die für ein Beispiel eines dritten magnetischen Dünnfilms Kerr-Schleifen zeigt, die sich temperaturabhängig ändern;
  • 17 ist eine erläuternde Zeichnung zu einem Magnetisierungszustand bei einem Vergleichsbeispiel;
  • 18, 23 und 25 sind Temperaturcharakteristiken zur Magnetdomänenwandenergie und zur der Koerzitivfeldstärke entsprechenden Energie;
  • 19 ist ein schematisches Diagramm eines thermomagnetischen Aufzeichnungsträgers gemäß einem Bezugsbeispiel;
  • 20 ist eine erläuternde Zeichnung zu einem Magnetisierungszustand im vorstehenden Träger;
  • 27 zeigt die Abhängigkeit des T/R-Werts von einem externen Magnetfeld Hex beim Überschreiben;
  • 29 zeigt eine Temperaturcharakteristik der Koerzitivfeldstärke in Komponentenfilmen eines zweiten magnetischen Dünnfilms zur Verwendung bei der Erfindung;
  • 30 und 31 sind Kurvenbilder zur Abhängigkeit des T/R-Werts vom externen Magnetfeld Hex;
  • 32 ist ein schematisches Diagramm, das Muster aufgezeichneter Domänen zeigt; und
  • 33 zeigt die Temperaturcharakteristik der Koerzitivfeldstärke in Komponentenfilmen eines zweiten, bei einem Bezugsbeispiel verwendeten magnetischen Dünnfilms.
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
  • Bei der Erfindung ist die Ausbildung dergestalt, dass die oben genannte Domänenwandenergie σw bei Raumtemperatur klein ist und die Temperaturcharakteristik von σw, die dem obigen Ausdruck (5) genügt, verbessert ist, um dadurch die Filmdicke des zweiten magnetischen Dünnfilms 2 zu verringern und das externe Hilfsmagnetfeld Hsub zu verkleinern.
  • Genauer gesagt, wird bei der Erfindung ein thermomagnetischer Aufzeichnungsträger 10, wie er in 2 dargestellt ist, bereitgestellt. Dieser thermomagnetische Aufzeichnungsträger 10 trägt einen Laminatfilm 14, der aus einem ersten und einem zweiten magnetischen Dünnfilm 11 und 12 mit vertikaler magnetischer Anisotropie und einem dazwischen eingebetteten dritten magnetischen Dünnfilm 13 mit horizontaler magnetischer Anisotropie oder einem kleinen Ausmaß an vertikaler magnetischer Anisotropie besteht, wobei diese Filme der Reihe nach magnetisch mit den benachbarten gekoppelt und auf diese auflaminiert sind. Es ist bevorzugt, dass der dritte magnetische Dünnfilm 13, selbst wenn er vertikale magnetische Anisotropie aufweist, ausreichend kleine vertikale magnetische Anisotropie gegenüber der jeweiligen vertikalen magnetischen Anisotropie des ersten und zweiten magnetischen Dünnfilms 11 und 12 aufweist, mit z. B. dem kleinen Wert von 1 × 106 erg/cm3 der Konstante für vertikale magnetische Anisotropie.
  • Bei der vorliegenden Erfindung wird das Aufzeichnen von Information auf dem Aufzeichnungsträger 10, wie in 3 dargestellt, auf dieselbe Weise, wie es unter Bezugnahme auf 1 beschrieben wurde, dadurch ausgeführt, dass der Film durch Bestrahlung mit einem Laserstrahl auf die erste und zweite Temperatur T1 und T2 erwärmt wird. Genauer gesagt, werden ein erster Aufheizzustand zum Erhöhen der Temperatur auf eine erste Temperatur T1 geringfügig über der Curietemperatur TC1 des ersten magnetischen Dünnfilms 11, um keine Umkehrung des magnetischen Moments im zweiten magnetischen Dünnfilm 12 hervorzurufen, und ein zweiter Aufheizzustand zum Erhöhen der Temperatur auf eine zweite Temperatur T2 über der Curietemperatur TC1 des Zustands zum Erhöhen der Temperatur auf eine zweite Temperatur T2 über der Curietemperatur TC1 des ersten magnetischen Dünnfilms 11, die dazu ausreicht, das magnetische Moment im zweiten magnetischen Dünnfilm 12 umzukehren, abhängig von aufzuzeichnenden Informationssignalen moduliert, und die aufgeheizten Positionen auf dem Träger werden abgekühlt, wodurch hier die oben genannten Zustände A und B erhalten werden.
  • Gemäß der Erfindung, wie sie vorstehend beschrieben ist, wird das Aufzeichnen von Information dadurch erzielt, dass bestimmte Magnetisierungszustände im ersten und zweiten magnetischen Dünnfilm 11 und 12 herbeigeführt werden. Dadurch, dass der dritte magnetische Dünnfilm 13 zwischen die zwei Filme eingebettet ist, kann jedoch die Domänenwandenergie σw zwischen dem ersten und zweiten magnetischen Dünnfilm 11 und 12 eingestellt werden, wodurch es einfacher ist, die oben genannten Ausdrücke (2), (3) und (42) zu erfüllen.
  • Genauer gesagt, werden gemäß der Erfindung die Zustände A und B über die Zustände A–E, wie in 3 dargestellt, auf dieselbe Weise, wie für 1 beschrieben, herbeigeführt. D. h., dass das Aufzeichnen von Information mittels des Zustands A, in dem der erste und der zweite magnetische Dünnfilm 11 und 12 in derselben Richtung magnetisiert sind, und des Zu stands B, in dem sie in umgekehrten Richtungen magnetisiert sind, ausgeführt wird und dabei, dank der Existenz des dritten magnetischen Dünnfilms 13, der Erzeugungszustand der Grenzflächendomänenwände stabilisiert wird, wodurch die Toleranz beim Konzipieren der Eigenschaften der magnetischen Dünnfilme erweitert ist, die Domänenwandenergie verringert ist und das zum Übergang vom Zustand E in den Zustand B erforderliche externe Hilfsmagnetfeld verkleinert werden kann.
  • Der bei der Erfindung verwendete thermomagnetische Aufzeichnungsträger 10 besteht, wie in 2 dargestellt, aus einem lichtdurchlässigen Substrat 15 in Form einer Glasplatte, einer Acrylplatte oder dergleichen, das mit einem auf einer seiner Flächen abgeschiedenen Film 14 über einen transparenten, dielektrischen Film 16 hinweg versehen ist, der als Schutzfilm oder Interferenzfilm dient, was z. B. durch kontinuierliches Aufsputtern des ersten magnetischen Dünnfilms 11, des dritten magnetischen Dünnfilms 13 und des zweiten magnetischen Dünnfilms 12 der Reihe nach erfolgt, wobei der Film mit einem Schutzfilm 17 in Form eines unmagnetischen Metallfilms oder eines dielektrischen Films bedeckt ist. Beim thermomagnetischen Aufzeichnungsträger 10 können jedoch der dielektrische Film 16 und der Schutzfilm 17 weggelassen werden.
  • Ausführungsbeispiel 1
  • Ein Laminatfilm 14 wird in Form eines ersten magnetischen Dünnfilms 11 in Form eines an Seltenerdmetall reichen Films, z. B. Tb(Fe0,95Co0,05) mit einer Dicke h1 = 600 Å und MS1 = 60 emu/cm3, einem dritten magnetischen Dünnfilm 13 aus Fe0,95Co0,05 mit MS3 = 1600 emu/cm3 und einem zweiten magnetischen Dünnfilm 12 aus einem an Übergangsmetall reichen Film aus Tb(Fe0,95Co0,05) mit einer Dicke h2 = 600 Å und MS2 = 200 emu/cm3 hergestellt, die durch kontinuierliches Sputtern jeweils auf den benachbarten Film aufeinanderlaminiert werden. Hierbei ist es bevorzugt, dass der dritte magnetische Film 13 die Eigenschaft starker horizontaler Anisotropie aufweist, wobei seine Dicke so ausgebildet ist, dass er dünn ist, wenn die horizontale Anisotropie (k3 < 0) stark ist, während er dick ist, wenn diese schwach ist, so dass der Wert |K3h3| praktisch K1h1, K2h2 wird. Die Abhängigkeit von HW2 = σW2/2MS2h2, wie aus einer Faradayhystereseschleife für den wie oben beschrieben aufgebauten Film 14 bei einer Dicke h3 des dritten magnetischen Dünnfilms 13 erhalten, ist in 4 dargestellt.
  • Gemäß der Figur sind eine Kurve 31 ( ), eine Kurve 32 ( ) und eine Kurve 33 ( ) jeweils Ergebnisse aus tatsächlichen Messungen von (HC1 + HW1), (HC2 + HW2) bzw. (HC2 – HW2), während eine Kurve 34 ( ) un eine Kurve 35 (o) Ergebnisse sind, wie sie aus den Messergebnissen berechnet wurden. Ferner zeigen die 5 und 6 eine Abhängigkeit, wie sie durch Computersimulation für die Dicke h3 des dritten magnetischen Dünnfilms 13 erhalten wurde, d. h., dass in 5 die Kurve 42 die Abhängigkeit von (HC2 + HW2) angibt, die Kurve 43 diejenige von (HC2 – HW2), die Kurve 44 diejenige von HC2 und die Kurve 45 diejenige von HW2 von h3, während die Kurve 50 in 6 die Abhängigkeit von σw von h3 angibt. In diesem Fall sind die Dicken h1 und h2 des ersten und zweiten magnetischen Dünnfilms 1 und 2 so beschaffen, dass sie 600 Å betragen, und charakteristische Werte des ersten bis dritten magnetischen Dünnfilms 1–3 sind so beschaffen, dass sie die in der Tabelle 1 angegebenen Werte aufweisen.
  • Figure 00100001
    Tabelle 1
  • Hierbei zeigt das Minuszeichen bei MS, dass der erste magnetische Dünnfilm 11 ein an Seltenerdmetall reicher Film ist.
  • Die in den 5 und 6 dargestellten Ergebnisse aus einer Computersimulation stehen in guter Übereinstimmung mit den Ergebnissen tatsächlicher Messungen gemäß 4, und es ergibt sich, dass σw und demgemäß HW2 mittels des dritten magnetischen Dünnfilms h3 eingestellt werden können. Wenn die Dicke des dritten magnetischen Dünnfilms so ausgewählt wird, dass sie ungefähr h3 = 15 Å beträgt, wobei HW2 minimiert ist, da HW2 bei Raumtemperatur klein ist, wird es einfacher, dem Ausdruck (42) zu genügen. Wenn die Temperatur erhöht wird, nachdem Hsub kleingemacht wurde, verlässt der Arbeitspunkt den Minimalpunkt, und σw wird relativ größer und es wird einfacher, dem Ausdruck (5) zu genügen.
  • Wenn die Zusammensetzung so gewählt wird, dass sie der Position entspricht, an der HW2 und demgemäß σw in der Charakteristik von 4 einen Einschnitt bei Raumtemperatur bilden (Punkt a), kann erwartet werden, dass die Temperaturcharakteristik der vertikalen anisotropen Magnetisierung und andere Eigenschaften abhängig von einem Temperaturanstieg für den ersten bis dritten magnetischen Dünnfilm 11–13 verschieden sind, σw vom Minimal punkt hinsichtlich der Filmdicke h3 abweicht und zum Punkt b oder zum Punkt c in 4 läuft und der Anstieg von σw oder zumindest der Abfall von σw abhängig von einem Temperaturanstieg geringfügig wird. Demgemäß wird es bei der Temperatur T ≈ TC1 – δ, die nahe bei TC1 liegt, einfacher, HW1 – HC1 > Hex zu erzielen.
  • Ausführungsform 2
  • Bei dieser Ausführungsform wird, um zu vermeiden, dass der Ausdruck (5) durch ein Absinken von σW bei Raumtemperatur nicht erfüllbar wird, der erste magnetische Dünnfilm 11, wie es in der 7 dargestellt ist, aus zwei Schichten magnetischer Dünnfilme, nämlich einem ersten und einem zweiten Komponentenfilm 111 und 112 , hergestellt. In diesem Fall wird der erste Komponentenfilm 111 aus einem magnetischen Dünnfilm, z. B. aus einem magnetischen TbFe-Dünnfilm, hergestellt, dessen Curietemperatur TC11 130°C beträgt, und der zweite Komponentenfilm 112 , d. h. die darunter liegende Schicht, wird aus Tb(Fe0,95Co0,05) hergestellt, dessen Curietemperatur TC12 ungefähr 160°C beträgt. Ferner wird der dritte magnetische Dünnfilm 13 aus z. B. FeCo hergestellt, während der zweite magnetische Dünnfilm 12 als magnetischer Dünnfilm aus GdTbFeCo hergestellt wird, dessen Curietemperatur TC2 ungefähr 220°C beträgt. Mit der beschriebenen Struktur wird der obige Ausdruck (5) durch Folgendes ersetzt: σw/2MS1·h12 = H W1 > HC1 + Hext (5a) D. h., dass in diesem Fall die Filmdicke der ersten Schicht von H1 auf H12 scheinbar dünner wird, wodurch der Ausdruck (5a) leichter als der Ausdruck (5) erfüllt werden kann.
  • Ausführungsbeispiel 3
  • Auf einem transparenten Glassubstrat 15, das durch das gut bekannte sogenannte 2P-Verfahren (Fotopolymerisation) mit Führungsgräben versehen wurde, wird ein transparenter, dielektrischer Film 16 aus Si3N4 abgeschieden, wie es in der 8 dargestellt ist. Auf diesem werden ein erster und ein zweiter Komponentenfilm 111 und 112 , die einen ersten magnetischen Dünnfilm 11 bilden, ein dritter magnetischer Dünnfilm 13 sowie ein erster und ein zweiter Komponentenfilm 121 und 122 , die einen zweiten magnetischen Dünnfilm 12 bilden, der Reihe nach abgeschieden. Die Zusammensetzungen und Eigenschaften dieser magnetischen Dünnfilme sind in der Tabelle 2 angegeben.
  • Figure 00120001
    Tabelle 2
  • Es wird davon ausgegangen, dass beim thermomagnetischen Aufzeichnungsmedium 10 mit der oben beschriebenen Struktur bei Raumtemperatur in der Nähe des dritten magnetischen Dünnfilms 13 Domänenwände ausgebildet werden. Durch Anbringen des dritten magnetischen Dünnfilms 13 wird die Grenzschicht-Domänenwandenergie σW an der Grenzfläche zwischen dem zweiten Komponentenfilm 112 des ersten magnetischen Dünnfilms 11 und dem ersten Komponentenfilm 121 des zweiten magnetischen Dünnfilms 12 zu 1,5 erg/cm2, und das externe Hilfsmagnetfeld Hsub, das dazu erforderlich ist, die Magnetisierung im dritten magnetischen Dünnfilm 13 und im ersten Komponentenfilm 121 des zweiten magnetischen Dünnfilms 12 bei Raumtemperatur umzukehren, wird 2,5 kOe. Die magnetische Anisotropiekonstante K3 = –1,0 × 106 erg/cm3 zeigt an, dass es sich um horizontale Anisotropie handelt. Ohne die Verwendung des dritten magnetischen Dünnfilms 13 wird σW zu 2,8 erg/cm2 und die Bedingung zum Ermöglichen von Überschreiben kann nicht erfüllt werden, solange nicht der erste Komponentenfilm 121 des zweiten magnetischen Dünnfilms 12 mit einer Dicke von 1000 Å ausgebildet wird. Außerdem muss selbst dann, wenn eine solche Dicke für den Film ausgewählt wird, das externe Hilfsmagnetfeld Hsub den hohen Wert von 3,5 kOe aufweisen, woraus sich ergibt, dass durch das Ausführungsbeispiel 3 eine Verringerung des externen Hilfsmagnetfelds erzielt werden kann.
  • Es wurden die Aufzeichnungseigenschaften einer Platte A, die dadurch hergestellt wurde, dass das entsprechend dem Ausführungsbeispiel 3 hergestellte thermomagnetische Aufzeichnungsmedium verwendet wurde, ausgewertet, und diese Eigenschaften sind in der Tabelle 3 dargestellt. Die Messergebnisse sind diejenigen, wie sie von einem Aufzeichnungsvorgang erhalten wurden, der mit einer Lineargeschwindigkeit von 10 m/s ausgeführt wurde, und T/R kennzeichnet den Wert beim Überschreiben. In der Tabelle 3 ist auch eine Platte B angegeben, bei der kein dritter magnetischer Dünnfilm 13, wie in der obigen Tabelle 2 angegeben, verwendet ist, und wobei ein zweiter magnetischer Dünnfilm aus dem Material des ersten Komponentenfilms 121 in einer Einzelschicht mit einer Dicke von 1000 Å verwendet ist, sowie eine Platte C, bei der der erste magnetische Dünnfilm nicht aus dem ersten und zweiten Komponentenfilm 111 und 112 besteht, sondern er aus einer Einzelschicht mit einer Dicke von 550 Å besteht, die aus dem Material des ersten Komponentenfilms 111 besteht.
  • Figure 00130001
    Tabelle 3
  • Wie es aus der Tabelle 3 ersichtlich ist, kann das externe Hilfsmagnetfeld Hsub dadurch verkleinert werden, dass der dritte magnetische Dünnfilm 13 angebracht wird, und die Temperatur zum Aufrechterhalten der Aufzeichnung kann erhöht werden. Ferner ergibt es sich, dass der T/R-Wert verbessert werden kann, wobei das externe Hilfsmagnetfeld Hsub und die Aufzeichnungsleistung konstant bleiben, wenn der erste magnetische Dünnfilm 13 als Zweischichtstruktur ausgebildet wird, wobei die zwei Schichten desselben über verschiedene Curiepunkte verfügen. D. h., dass T/R aufgrund der Tatsache verbessert ist, dass der Bedingungsausdruck (5a) vollständig erfüllt ist, und der Bereich der Umgebungstemperatur für stabiles Aufrechterhalten der Aufzeichnung kann aufgrund der Tatsache erweitert werden, dass die oben beschriebenen Ausdrücke (2) und (3) leichter erfüllt werden.
  • Ausführungsbeispiel 4
  • Auf einem transparenten Substrat 15 in Form eines Glassubstrats werden ein erster magnetischer Dünnfilm 11 in Form eines an Seltenerdmetall reichen Films aus Tb(Fe0,95Co0,05) mit einer Dicke von h1 = 600 Å und einer Sättigungsmagnetisierung MS1 = 60 emu/cm3, ein dritter magnetischer Dünn film 13, der in ähnlicher Weise aus an Seltenerdmetall reichem Tb(Fe0,95Co0,05) mit einer Sättigungsmagnetisierung MS3 = 200 emu/cm3 besteht, und ein zweiter magnetischer Dünnfilm 12 in Form eines an Übergangsmetall reichen Films aus Tb(Fe0,95Co0,05) mit einer Dicke h2 = 600 Å und einer Sättigungsmagnetisierung MS2 = 200 emu/cm3 aufeinanderfolgend durch Sputtern abgeschieden, und das so hergestellte thermomagnetische Aufzeichnungsmedium 10 wird benutzt. Messergebnisse zur Abhängigkeit von HW2 = σw/2MS2h2 von der Dicke h3 des dritten magnetischen Dünnfilms 13 sind für
    Figure 00140001
    nisse. Die 10 und 11 zeigen die Abhängigkeit von der Dicke h3 des dritten magnetischen Dünnfilms 13, wie durch Computersimulation erhalten, d. h., dass in 10 eine Kurve 92 die Abhängigkeit von ((HC2 + HW2) von h3 zeigt, die Kurve 93 diejenige von (HC2 – HW2) zeigt, die Kurve 94 diejenige von HC2 zeigt und die Kurve 95 diejenige von HW2 zeigt. Die Computersimulation wurde mit einem Messwert von K3 = –1,0 × 106 erg/cm3 ausgeführt. In 11 zeigen die Kurven 100 und 101 die Abhängigkeit von σw von h3, wenn die Anisotropiekonstante K3 des dritten magnetischen Dünnfilms 13 auf K3 = 0,2 × 10–6 (emu/cm3) bzw. K3 = –1 × 10–6 (emu/cm3) eingestellt war. In diesem Fall waren die Dicken h1 und h2 des ersten und zweiten magnetischen Dünnfilms 11 und 12 auf 600 Å eingestellt, und Eigenschaften des ersten bis dritten magnetischen Dünnfilms 11 bis 13 waren so eingestellt, wie es in der Tabelle 4 dargestellt ist.
  • Figure 00140002
    Tabelle 4
  • Aus den obigen Ergebnissen ist es ersichtlich, dass σw und damit HW2 selbst dann eingestellt werden können, wenn der dritte magnetische Dünnfilm 13 ein solcher mit schwacher vertikaler Anisotropie ist.
  • Ferner kann als dritter magnetischer Dünnfilm 13 ein solcher verwendet werden, der bei Raumtemperatur eine große Sättigungsmagnetisierung MS und bei einer Temperatur T in der Nähe von TC1 einen kleinen Wert MS aufweist, d. h. ein magnetischer Dünnfilm mit einer Kompensationstemperaturcharakteristik die ähnlich der in 12 dargestellten ist. Da K = Ku – 2πMs 2, σw = 4√AK gilt, wobei Ku die uniaxiale Anisotropiekonstante ist, wird σw klein, wenn Ms groß ist, und σw wird groß, wenn Ms klein ist.
  • Dann wird es möglich, einen Aufzeichnungsträger zu erzeugen, bei dem die Temperaturcharakteristik bei Raumtemperatur für σw einen kleinen Wert aufweist, der bei der Temperatur T in der Nähe von TC1 relativ größer wird.
  • Bei der vorliegenden Erfindung ist zwischen einen ersten magnetischen Dünnfilm 11 und einen zweiten magnetischen Dünnfilm 12 ein dritter magnetischer Dünnfilm 13 mit horizontaler Anisotropie oder schwacher vertikaler Anisotropie eingefügt, wodurch eine Stabilisierung von Magnetdomänenwänden erzielt ist. Dadurch können stabile und sichere Aufzeichnungs-und Wiedergabevorgänge mit hohem T/R-Wert ausgeführt werden.
  • Durch die erzielte Verringerung der Magnetdomänenwandenergie σw bei Raumtemperatur wird eine Verringerung des externen Hilfsmagnetfelds Hsub und demgemäß eine Vereinfachung der Vorrichtung erzielt.
  • Ferner kann durch Verringern von σw der Bereich erweitert werden, in dem die obigen Ausdrücke (3) und (6) erfüllt sind. Ferner wird, wenn der erste magnetische Dünnfilm als oben beschriebene Zweischichtstruktur hergestellt wird, der Bedingungsausdruck (5) durch den Ausdruck (5a) ersetzt, und dadurch kann der Bereich, in dem die Bedingung erfüllt ist, erweitert werden, und die Designtoleranz kann erweitert werden.
  • Während beim vorstehend angegebenen Beispiel ein Absenken des Hilfsmagnetfelds dadurch erzielt ist, dass Eigenschaften bei Raumtemperatur verbessert sind, d. h. durch Stabilisieren von Magnetdomänenwänden und durch Verringern der Domänenwandenergie bei Raumtemperatur, wird nun ein Beispiel beschrieben, das zum obigen Verfahren eine Funktion hinzufügt, gemäß der für ausreichende Domänenwandenergie in der Nähe der Curietemperatur TC1 des ersten magnetischen Dünnfilms gesorgt wird, so dass der Prozess des Magnetisierens des Übergangsmetalls im ersten magnetischen Dünnfilm 1 für Ausrichtung mit der Magnetisierung des Übergangsmetalls im zweiten magnetischen Dünnfilm 2, wie hinsichtlich 1 beschrieben, d. h. der Übergang vom Zustand C in den Zustand A, oder der Übergang vom Zustand D in den Zustand E sicher ausgeführt werden kann.
  • Beim folgenden Beispiel ist ein thermomagnetischer Aufzeichnungsträger 10, wie in 2 dargestellt, verwendet, jedoch besteht der dritte magne tische Dünnfilm 13 aus einem magnetischen Dünnfilm in Form eines an Seltenerdmetall reichen Films mit einer effektiven magnetischen Anisotropiekonstante K, die eine nach oben konvexe oder lineare Temperaturcharakteristik zeigt, wobei seine Sättigungsmagnetisierung MS bei Raumtemperatur 0 bis 450 emu/cm3 beträgt.
  • Ein Aufzeichnungsvorgang für Information wird beim in der 3 dargestellten Aufzeichnungsträger 10 auf dieselbe Weise wie unter Bezugnahme auf 1 beschrieben, dadurch ausgeführt, dass der Laminatfilm durch Einstrahlen eines Laserstrahls auf die erste und zweite Temperatur T1 und T2 erwärmt wird. Genauer gesagt, werden ein erster Aufheizzustand mit Erhöhung der Temperatur auf eine erste Temperatur T1 geringfügig über der Curietemperatur TC1 des ersten magnetischen Dünnfilms 11, wodurch keine Umkehr des magnetischen Moments des zweiten magnetischen Dünnfilms 12 bewirkt ist, und ein zweiter Aufheizzustand mit Erhöhung der Temperatur auf eine zweite Temperatur T2 über der Curietemperatur TC1 des ersten magnetischen Dünnfilms 12, ausreichend für eine Umkehr des magnetischen Moments im zweiten magnetischen Dünnfilm 12, entsprechend aufzuzeichnenden Informationssignalen moduliert, und die erwärmten Positionen auf dem Träger werden abgekühlt, wodurch dort Aufzeichnungsstellen mittels Magnetisierung erhalten sind.
  • Bei der beschriebenen Anordnung wird das Aufzeichnen von Information dadurch erzielt, dass im ersten und zweiten magnetischen Dünnfilm 11 und 12 bestimmte Magnetisierungszustände herbeigeführt werden. Wenn jedoch der dritte magnetische Dünnfilm 13 zwischen die zwei Filme eingebettet ist, kann die Domänenwandenergie σw zwischen dem ersten und zweiten magnetischen Dünnfilm 11 und 12 kontrolliert werden, wodurch es vereinfacht ist, den oben genannten Ausdrücken (5) und (6) zu genügen.
  • Genauer gesagt, werden beim vorliegenden Beispiel die Zustände A und B über die Zustände A–E, wie in 3 dargestellt, auf dieselbe Weise herbeigeführt, wie es für 1 beschrieben wurde. D. h., dass das Aufzeichnen von Information durch den Zustand A, in dem der erste und der zweite magnetische Dünnfilm 11 und 12 in derselben Richtung magnetisiert sind, und den Zustand B, in dem sie in umgekehrten Richtungen magnetisiert sind, ausgeführt wird, wodurch dank des Vorliegens des dritten magnetischen Dünnfilms 13 hierbei der Erzeugungszustand der Grenzdomänenwände in der Nähe der Raumtemperatur stabilisiert werden kann, wobei die Toleranz beim Konzipieren der Eigenschaften der magnetischen Dünnfilme erweitert ist, die Domänenwandenergie verringert ist und das für den Übergang vom Zustand E auf den Zustand B erforderliche externe Hilfsmagnetfeld verringert werden kann.
  • Ferner ist die Ausbildung dergestalt, dass in der Nähe der Curietemperatur TC1, d. h. bei hoher Temperatur, ausreichende Domänenwandenergie vorliegt, so dass der Prozess korrekt ausgeführt wird, gemäß dem die Magnetisierung des Übergangsmetalls im ersten magnetischen Dünnfilm 11 mit der Magnetisierung im zweiten magnetischen Dünnfilm 12 ausgerichtet wird, d. h. der Übergang vom Zustand C in den Zustand A oder der Übergang vom Zustand D in den Zustand E in 3 erfolgt.
  • Der dritte magnetische Dünnfilm 13 kann so ausgewählt werden, dass es z. B. ein Dünnfilm aus einer Zusammensetzung innerhalb der GdFeCo-Gruppe ist, deren Sättigungsmagnetisierung MS bei Raumtemperatur 0 ≤ MS ≤ 450 emu/cm3 beträgt, wobei, genauer gesagt, der Film so ausgewählt wird, dass er die Zusammensetzung Gdx(Fe1–yCoy)1–x, mit 0,25 ≤ x ≤ 0,40, 0 ≤ y ≤ 1,0 (x, y sind Atomverhältnisse) aufweist. In diesem Fall können zu der als GdFeCo verwendeten Grundzusammensetzung andere Seltenerdelemente wie Dy, Tb, Nd hinzugefügt werden.
  • Als erstes wird die Beziehung zwischen der effektiven magnetischen Anisotropiekonstante K des dritten magnetischen Dünnfilms und der Domänenwandenergie σw beschrieben.
  • In 13 sind mittels Δ und o Messergebnisse zur Beziehung zwischen der Filmdicke h3 des Zwischenfilms und der Domänenwandenergie σw von sowohl Fe0,95Co0,05 als auch Gd(FE0,95Co0,05) aufgezeichnet, wobei die effektive magnetische Anisotropiekonstante K beim ersteren Material (K = –1,8 × 107 erg/cm3) relativ größer als die beim letzteren (K = –1,0 × 105 erg/cm3) ist. Wie es aus einem Vergleich der so erhaltenen Kurven 131 und 132 ersichtlich ist, ist mit zunehmender Filmdicke h3 die horizontale Anisotropie umso größer, die Domänenwandenergie σw ist umso kleiner und ihre Abnahme ist umso größer. Daraus folgt, dass die Domänenwandenergie σw, wenn ein Film einen großen Wert der horizontalen Anisotropie bei Raumtemperatur aufweist, er aber bei hohen Temperaturen (in der Nähe der Curietemperatur TC1) einen kleinen Wert der horizontalen Anisotropie oder einen Wert der vertikalen Anisotropie aufweist, bei Raumtemperatur klein wird und in der Nähe von TC1 groß wird. Hierbei ist es ideal, wenn die horizontale Anisotropie bei Raumtemperatur groß ist, wie oben beschrieben, jedoch kann selbst dann, wenn ein Film bei Raumtemperatur vertikale Anisotropie aufweist, die Domänenwandenergie σw auf kleinem Wert gehalten werden, wenn die vertikale Anisotropie einen kleinen Wert aufweist.
  • Die effektive magnetische Anisotropiekonstante K ist wie folgt bestimmt: K = KU – 2πMS 2 (7) (KU ist die uniaxiale Anisotropiekonstante), wobei die Temperaturcharakteristik von den Temperaturcharakteristiken von KU und MS abhängt, von denen die Temperaturcharakteristik von KU monoton abnimmt.
  • In 14 sind Messergebnisse zur Temperaturcharakteristik der Sättigungsmagnetisierung MS gemessen, wie unter Verwendung eines Schwingungsprobenmagnetometers (VSM = Vibrating Sample Magnetometer) erfasst. In der Figur ist die mit aufgetragene Kurve das Messergebnis von |MS| eines an Seltenerdmetall reichen Films (nachfolgend als "SE-reicher Film" bezeichnet) mit der Zusammensetzung Gd0,38(Fe0,95 Co0,05)0,62 und die mitaufgetragene Kurve ist die für einen an Übergangsmetall reichen Film (nachfolgend als "ÜM-reicher Film" bezeichnet) mit der Zusammensetzung Gd0,22(Fe0,95 Co0,05)0,78.
  • Aus den die Messergebnisse repräsentierenden Kurven 141 und 142 ist es ersichtlich, dass im Fall der Kurve 142 für ÜM-Reichheit bei Temperaturen bis in die Nähe der Curietemperatur TC ein Wert MS auf demselben Niveau wie bei Raumtemperatur erhalten wird. Daraus folgt, dass eine Zusammensetzung mit großer horizontaler Anisotropie bei Raumtemperatur sogar bei höheren Temperaturen, d. h. in der Nähe der Curietemperatur TC1 des ersten magnetischen Dünnfilms 11, große horizontale Anisotropie aufweist. Indessen nimmt, im Fall der Kurve 141 für SE-Reichheit, der Wert |MS| mit zunehmender Temperatur ab, weswegen selbst dann, wenn eine Zusammensetzung bei Raumtemperatur horizontale Anisotropie aufweist, sie in der Nähe von TC1 einen ausreichend kleinen Wert der horizontalen Anisotropie oder der vertikalen Anisotropie aufweist.
  • Ferner zeigt 15 Messergebnisse für die Temperaturabhängigkeit der effektiven magnetischen Anisotropiekonstante K für Gd(Fe0,95Co0,05), wie unter Verwendung eines Magnetdrehmomentmessers erhalten. In dieser Figur repräsentiert eine Kurve 151 ( ) Gd0,38(Fe0,95Co0,05)0,62 dessen Wert MS bei Raumtemperatur ungefähr 440 emu/cm3 beträgt, eine Kurve 152 ( ) repräsentiert Gd0,32(Fe0,95Co0,05)0,68 dessen Wert MS bei Raumtemperatur ungefähr 280 emu/cm3 beträgt, eine Kurve 153 (o) repräsentiert Gd0,28(Fe0,95Co0,05)0,72 dessen Wert MS bei Raumtemperatur 100 emu/cm3 beträgt, und eine Kurve 154 ( ) repräsentiert Gd0,22(Fe0,95Co0,05)0,78 dessen Wert MS bei Raumtemperatur 100 emu/cm3 beträgt. Hierbei sind die durch aufgetragenen Werte von K das 10-fache der Werte, wie sie entlang der Ordinate in 15 aufgetragen sind. Wie es aus den aus den Messergebnissen erhaltenen Temperaturcharakteristiken 151–154 für K ersichtlich ist, zeigt ein durch die Kurve 152 repräsentierter, SE-reicher Film die bevorzugtesten Eigenschaften mit horizontaler magnetischer Anisotropie bei Raumtemperatur, der jedoch in der Nähe der Curietemperatur vertikale magne tische Anisotropie zeigt. Die Kurve 151 zeigt bei Raumtemperatur ausreichend große horizontale magnetische Anisotropie, und sie zeigt in der Nähe der Curietemperatur kleine horizontale magnetische Anisotropie, was ebenfalls eine bevorzugte Charakteristik ist. Ferner zeigt die Kurve 153 bei Raumtemperatur vertikale magnetische Anisotropie, jedoch ist diese in der Nähe der Curietemperatur von kleinerem Wert, d. h., sie zeigt dort kleinere vertikale magnetische Anisotropie, jedoch kann diese Zusammensetzung dann manchmal verwendet werden, wenn die fragliche Charakteristik bei Raumtemperatur dadurch kompensiert wird, dass die Materialien und Dicken des ersten und zweiten magnetischen Dünnfilms 11 und 12 oder dergleichen entsprechend ausgewählt werden. Hinsichtlich der Kurve 154 zeigt diese jedoch eine Charakteristik, die nicht nur bei Raumtemperatur vertikale magnetische Anisotropie zeigt, sondern die auch in der Nähe der Curietemperatur horizontale magnetische Anisotropie zeigt, was eine umgekehrt zur gewünschten ausgebildete Charakteristik ist.
  • In 16 sind Messergebnisse zur Kerrschleife (Winkel entsprechend der Kerr-Rotation ⊝ – Kurve für das Magnetfeld H) für den magnetischen Dünnfilm, der die Charakteristik der Kurve 152 in 15 zeigt, bei verschiedenen Temperaturen dargestellt.
  • Angesichts der oben beschriebenen Messergebnisse ist die gewünschte Zusammensetzung des dritten magnetischen Dünnfilms 13 durch z. B. Gdx(Fe1–y Co)1–x mit 0,25 ≤ x ≤ 0,40, 0 ≤ y ≤ 1,0 gegeben, und der Wert von MS beträgt wünschenswerterweise 0 ≤ MS ≤ 450 emu/cm3.
  • Ausführungsbeispiel 5
  • Eine Platte wurde aus einem Polycarbonatsubstrat mit einem ersten magnetischen Dünnfilm 11 aus TbFeCo mit einer Dicke von 400 Å, einem dritten magnetischen Dünnfilm 13 aus Gd(Fe0,95Co0,05) mit einer Dicke von 150 Å und einer Sättigungsmagnetisierung MS = 280 emu/cm3 bei Raumtemperatur sowie einem zweiten magnetischen Dünnfilm 12 aus (GdTb)(FeCo) mit einer Dicke von 650 Å hergestellt, die darauf durch Sputtern abgeschieden wurden. Unter Verwendung dieser Platte, d. h. des thermomagnetischen Aufzeichnungsträgers, wurden thermomagnetisches Aufzeichnen mittels eines Halbleiterlaserstrahls auf die unter Bezugnahme auf 3 beschriebene Weise sowie ein Lesen der Aufzeichnung mit einem ähnlichen Laserstrahl mittels des Kerreffekts ausgeführt.
  • Dabei war die Leistung PL zum Schreiben von z. B. "0" durch Erreichen des Zustands A über den Zustand C auf 3,5 mW eingestellt, die Leistung PH zum Schreiben z. B. von "1" durch Erhalten des Zustands B über den Zustand D war auf 11 mW eingestellt und die Leistung PRead zum Lesen war auf 1,5 mW eingestellt. Ferner war dabei das externe Magnetfeld Hex auf 400 Oe eingestellt, das externe Hilfsmagnetfeld Hsub war auf ungefähr 3,5 kOe eingestellt, die Lineargeschwindigkeit auf ungefähr 10 m/s und die Bitlänge auf ungefähr 2,5 μm.
  • Bei den vorstehend genannten Bedingungen wurde ein Signal von 2 MHz über einer Aufzeichnung eines zuvor erfolgten Signals von 3 MHz aufgezeichnet. Im Ergebnis war der Pegel des vorigen Signals von 3 MHz praktisch auf den Störsignalen herabgesetzt und Überschreiben wurde mit einem T/R-Verhältnis von ungefähr 47 dB erzielt. Dabei hatte das externe Hilfsmagnetfeld Hsub wie es für den Träger erforderlich war, den niedrigen Wert von gerade über 3,5 kOe. Ferner konnte die Gesamtdicke des Laminatfilms aus dem ersten bis dritten magnetischen Dünnfilm 11 bis 13 auf den kleinen Wert von 1200 Å eingestellt werden.
  • Bezugsbeispiel 1
  • Ein Aufzeichnungsträger wurde dadurch hergestellt, dass zunächst ein dielektrischer Film aus Si3N4 auf einem Polycarbonatsubstrat abgeschieden wurde und dann darauf ein erster magnetischer Dünnfilm 11 aus TbFeCo mit einer Dicke von 400 Å, ein dritter magnetischer Dünnfilm 13 in Form eines SE-reichen Films (MS = 600 emu/cm3) aus Gd(Fe0,95Co0,05) mit einer Dicke von 50 Å sowie ein zweiter magnetischer Dünnfilm 12 aus (Gd0,8Tb0,2)(Fe0,8Co0,2) mit einer Dicke von 650 Å aufeinanderfolgend abgeschieden wurden. Als erstes wurde in ihm ein Signal von 3 MHz aufgezeichnet, und dann wurde mit einem Signal von 3,5 MHz überschrieben. Die Beziehungen, wie sie dabei zwischen den Signalpegeln und dem Aufzeichnungsmagnetfeld (externes Magnetfeld Hex) verwendet wurden, sind in der Tabelle 5 dargestellt.
  • Figure 00200001
    Tabelle 5
  • Obwohl es hierbei erwünscht ist, dass das Signal von 3,5 MHz groß wird und das Signal von 3 MHz klein wird, zeigte dieses Medium für keines der Signale gute Werte.
  • Ferner stieg das Signal von 3,0 MHz mit ansteigendem Feld Hex an. Hinsichtlich des Grunds hierfür kann die folgende Überlegung angestellt werden. In 17 sind die Gesamtmagnetisierung und die Übergangsmetallmagnetisierung für den ersten und zweiten magnetischen Dünnfilm 11 und 12 in der Nähe der Curietemperatur TC1 des ersten magnetischen Dünnfilms sowie das externe Magnetfeld (Aufzeichnungsfeld) Hex dargestellt, wie durch weiße bzw. schwarze Pfeile gekennzeichnet, die innerhalb der magnetischen Dünnfilme 11 und 12 eingezeichnet sind, und mit einem weißen Pfeil, der rechts von den magnetischen Dünnfilmen 11 und 12 dargestellt ist. Da dabei das Aufzeichnungsfeld in derjenigen Richtung angelegt wird, die verhindert, dass die Magnetisierung im ersten magnetischen Dünnfilm 11 umgedreht wird, erfolgt eine Umkehr im ersten magnetischen Dünnfilm 11 so lange nicht, solange die Austauschkraft bei dieser Temperatur ausreicht, d. h. solange dem oben genannten Ausdruck (5), HW1 > HC1 + Hex, genügt ist. Unter diesen Bedingungen wird dem Bedingungsausdruck (5) einfacher genügt, wenn Hex niedrig ist, und dabei das Signal von 3 MHz verringert ist, das jedoch erhöht ist, wenn Hex hoch ist. Wenn ein extrem SE-reicher Film als magnetischer Zwischendünnfilm, d. h. als dritter magnetischer Dünnfilm 13 verwendet wird, wird in der Nähe der Curietemperatur TC1 des ersten magnetischen Dünnfilms 11 keine ausreichende Austauschkraft erhalten, so dass eine derartige Anordnung für Überschreibvorgänge mit Lichtintensitätsmodulation ungeeignet ist.
  • Demgemäß nimmt der Freiheitsgrad bei der Auswahl der Eigenschaften dadurch zu, dass der dritte magnetische Dünnfilm 13 zwischen dem ersten und zweiten magnetischen Dünnfilm 11 und 12 eingefügt ist. Insbesondere weil er so ausgebildet ist, dass der Effekt einer Abnahme der Domänenenergie in der Nähe der Raumtemperatur sowie einer Zunahme in der Nähe des Curiepunkts erzielt werden kann, wird eine Stabilisierung der Magnetdomänenwände bei Raumtemperatur erhalten, wodurch eine Verringerung des externen Hilfsmagnetfelds Hsub und demgemäß eine Vereinfachung der Vorrichtung erzielt werden kann. Dadurch, dass die erzielbare Domänenwandenergie in der Nähe des Curiepunkts groß gemacht wird, ist es ermöglicht, ein Einschreiben in einen Bereich unter Zerstörung der dort zuvor aufgezeichneten Information, d. h. ein Überschreiben, genau auszuführen.
  • Selbst bei der Dreischichtstruktur des ersten bis dritten magnetischen Dünnfilms 11 bis 13 ist es zum Erzielen eines lichtintensitätsmodulierten Überschreibvorgangs dadurch, dass das Medium Temperaturen T1 und T2 unterworfen wird, zumindest erforderlich, dass die folgenden Ausdrücke (8) und (9) erfüllt sind. Genauer gesagt, ist es erforderlich, damit eine Übertra gung des Magnetisierungszustands des zweiten magnetischen Dünnfilms 12 auf den ersten magnetischen Dünnfilm 11, d. h. ein Übergang vom Zustand C auf den Zustand A oder vom Zustand D auf den Zustand E bei einer Temperatur unmittelbar unter der Curietemperatur TC1 des ersten magnetischen Dünnfilms 11, d. h. bei einer hohen Temperatur unter und in der Nähe von TC1 stattfindet, dass der folgende Ausdruck erfüllt ist, der dem oben angegebenen. Ausdruck (5) entspricht: σwa > 2MS1h1HC1 (8), während es andererseits erforderlich ist, damit die aufgezeichneten Domänen im ersten magnetischen Dünnfilm 11 bei Raumtemperatur oder bei der Wiedergabe aufrechterhalten bleiben, dass der folgende Ausdruck erfüllt ist: σwa < 2MS1h1HC1 (9), wobei σwa die Energie der zwischen dem ersten und zweiten magnetischen Dünnfilm 11 und 12 existierenden Domänenwand ist, d. h. die praktisch an der Position liegt, an der der dritte magnetische Dünnfilm 13 vorliegt, wobei sie dem oben genannten Wert σw entspricht. Bei diesen Bedingungsausdrücken (8) und (9) ist das externe Magnetfeld vernachlässigt, da es niedrig ist und z. B. 200 bis 300 Oe gegenüber der Koerzitivfeldstärke HC1 beträgt, die 1 kOe bis 2 kOe beträgt.
  • Demgemäß ist es erforderlich, dass sich die relative Größe von σwa von 2MS1h1HC1 bei Raumtemperatur bei der hohen Temperatur unmittelbar unter der Curietemperatur TC1 des ersten magnetischen Dünnfilms 11 umkehrt. D. h., dass, wie es in 18 dargestellt ist, in der die Beziehungen hinsichtlich der Temperaturcharakteristik von EHC1 = 2MS1h1HC1 und Ewa = σwa durch eine Kurve 231 mit durchgezogener Linie bzw. eine Kurve 232 mit gestrichelter Linie aufgetragen sind, die relative Größe zwischen diesen Energiegrößen sich bei einer speziellen Temperatur T1 umkehren muss. In diesem Fall entspricht die Temperatur T1, bei der σwa und 2MS1h1HC1 praktisch gleich werden, der Temperatur, bei der die Magnetisierung im ersten magnetischen Dünnfilm 11 in dieselbe Richtung wie die Magnetisierung im zweiten magnetischen Dünnfilm 12 gerichtet ist, d. h. der Löschtemperatur.
  • Im praktischen Gebrauch ist jedoch die bloße Befriedigung der Ausdrücke (8) und (9) keine ausreichende Bedingung. Es ist ferner erwünscht, dass die Größe σwa – 2MS1h1HC1 bei der Temperatur unmittelbar unter der Curietemperatur TC1 des ersten magnetischen Dünnfilms 11 so groß wie möglich ist, wobei aufgezeichnete Bits oder magnetische Domänen umso stabiler aufrechterhalten werden können, je größer der wert 2MS1h1HC1 ist. Während es bei der Massenherstellung erforderlich ist, dass die Temperatur T1 auf einen stabilen Wert kontrolliert wird, da in der Praxis von der oben genannten Dreischichtstruktur keine große Differenz zwischen Ewa und EHC1 erhalten werden kann, erleidet die Temperatur T1 große Änderungen, wenn Ewa oder EHC1 variiert.
  • Wenn man sich nun vorstellt, dass eine Wiedergabeschicht mit großem Kerr-Rotationswinkel ⊝K zum Erhöhen des oben genannten Wiedergabeausgangssignals für einen thermomagnetischen Aufzeichnungsträger mit der oben genannten Dreischichtstruktur zu schaffen ist, wird eine Wiedergabeschicht, d. h. eine Wiedergabeschicht 222, die aus einem vertikal magnetisierbaren Film mit hoher Curietemperatur TC1 und damit großem Kerr-Rotationswinkel ⊝K hergestellt wird, auf einem Substrat 15 abgeschieden, wie es schematisch in 19 dargestellt ist, und ferner werden der erste magnetische Dünnfilm 11, der dritte magnetische Dünnfilm 13 und der zweite magnetische Dünnfilm 12, wie in der 3 angegeben, darauf nacheinander abgeschieden, wodurch der Träger hergestellt wird. Wenn bei einer derartigen Anordnung der zuvor aufgezeichnete Zustand dergestalt ist, wie es in 20 dargestellt ist, in der die Spinrichtungen im Übergangsmetall, z. B. in Eisen Fe, durch Pfeile in den jeweiligen magnetischen Filmen dargestellt ist, dass die Spinrichtungen in der Wiedergabeschicht 222 und dem zweiten magnetischen Dünnfilm 12 zueinander umgekehrt ist, und wenn dann der Träger der Temperatur T1 unterworfen wird, um einen Überschreibvorgang auszuführen, geschieht es manchmal, dass die Magnetisierungsrichtung im ersten magnetischen Dünnfilm 11 durch die Auswirkungen des Spins aus sowohl der Wiedergabeschicht 222 als auch dem zweiten magnetischen Dünnfilm 22 instabil wird, wodurch es schwierig wird, dass der Effekt, gemäß dem die Magnetisierung im ersten magnetischen Dünnfilm 11 mit der im zweiten magnetischen Dünnfilm 12 übereinstimmt, d. h. die Übertragung der letzteren auf die erstere auftritt, wodurch es schwierig ist, den Zustand A, wie z. B. in 3 angegeben, glatt zu erreichen. Damit die Übertragung glatt ausgeführt wird, muss die folgende Bedingung gelten: σwa > 2MS1h1HC1 + 2MSRhRHCR (10), wobei MSR, hR und HCR die Sättigungsmagnetisierung, die Filmdicke und die Koerzitivfeldstärke der Wiedergabeschicht 222 sind. Für diesen Fall sei angenommen, dass die Grenzflächendomänenwandenergie zwischen der Wiedergabeschicht 222 und dem ersten magnetischen Dünnfilm 11 ausreichend größer als 2MSRhRHCR ist. Durch Bereitstellen der Wiedergabeschicht 222 in der oben beschriebenen Weise wird die rechte Seite des Ausdrucks (10) größer, und daher sollte als Maßnahme, die es erleichtert, den Ausdruck (10) zu erfüllen, die Filmdicke hR der Wiedergabeschicht 222 dünn gemacht werden. Dann entsteht das Problem, dass die Wiedergabeschicht 222 beim Ausführen ihrer Funktion als Wiedergabeschicht weniger wirkungsvoll wird. Um nicht die Dicke der Wiedergabeschicht zu opfern, wird es erforderlich, σwa zu erhöhen. Dies widerspricht dem Anbringen des dritten magnetischen Dünnfilms 13 mit horizontaler magnetischer Anisotropie oder kleiner vertikaler magnetischer Anisotropie bei Raumtemperatur.
  • Daher wird es erforderlich, während als Grundaufbau die Dreischicht struktur aus dem ersten und zweiten magnetischen Dünnfilm und dem zwischen sie eingefügten dritten magnetischen Dünnfilm verwendet wird, eine Maßnahme zu ergreifen, die gewährleistet, dass die obigen Ausdrücke (8) und (9) beide bei einer Temperatur unmittelbar unter der Curietemperatur TC1 des ersten magnetischen Dünnfilms 11 und auch bei Raumtemperatur erfüllt sind, und ferner, dass die oben genannte Löschtemperatur T1 stabil eingesetzt ist.
  • Ferner ist es erforderlich, das Instabilitätsproblem zu überwinden, wie es auftritt, wenn eine Wiedergabeschicht, d. h. ein magnetooptisches Wiedergabemedium, mit großem Kerr-Rotationswinkel für die oben beschriebene dreischichtige Grundstruktur vorliegt.
  • Um dem oben genannten Erfordernis zu genügen, wird ein thermomagnetisches Aufzeichnungsmedium S1 verwendet, das, wie es in der schematischen Schnittansicht der 21 dargestellt ist, über einen Laminatfilm aus einem ersten magnetischen Dünnfilm 11, der aus einem ersten Komponentenfilm 111 und einem zweiten Komponentenfilm 112 hergestellt ist, von denen jeder vertikale magnetische Anisotropie aufweist, einem zweiten magnetischen Dünnfilm 12 mit vertikaler magnetischer Anisotropie sowie einem dritten magnetischen Dünnfilm 13 mit horizontaler magnetischer Anisotropie oder kleiner vertikaler magnetischer Anisotropie, der zwischen dem ersten Komponentenfilm 111 des ersten magnetischen Dünnfilms 11 und den magnetischen Dünnfilm 11 eingefügt ist, mit der Reihe nach ausgebildeter Laminatstruktur mit magnetischer Kopplung an die benachbarten Filme. Die Curietemperatur TC12 des zweiten Komponentenfilms 112 ist höher als die Curietemperatur TC11 des ersten Komponentenfilms 111 des ersten magnetischen Dünnfilms 11 eingestellt. Eine erste Heizbedingung zum Erwärmen des Mediums auf eine Temperatur T1 in der Nähe der Curietemperatur TC11, die keine Umkehrung des magnetischen Moments im zweiten magnetischen Dünnfilms 12 hervorruft und ausreichend groß ist, um das magnetische Moment im zweiten Komponentenfilms 112 des ersten magnetischen Dünnfilms 11 in Übereinstimmung mit dem magnetischen Moment im zweiten magnetischen Dünnfilms 12 zu ändern, und eine zweite Heizbedingung zum Erwärmen desselben auf eine Temperatur T2 über der Curietemperatur T12, die dazu ausreicht, für eine Umkehrung des magnetischen Moments im zweiten magnetischen Dünnfilm 12 zu sorgen, werden entsprechend einem aufzuzeichnenden Informationssignal moduliert, wodurch, während das Medium von den erwärmten Zuständen aus abgekühlt wird, die Aufzeichnungsmagnetisierung auch im ersten Komponentenfilm 111 in Übereinstimmung mit der Magnetisierung im zweiten Komponentenfilm 112 des ersten magnetischen Dünnfilms 11 ausgebildet wird.
  • Ferner wird, um dem oben genannten Erfordernis zu genügen, ein thermomagnetisches Aufzeichnungsmedium S2 verwendet, das, wie es in der schematischen Schnittansicht der 22 dargestellt ist, über Folgendes verfügt: einen Laminatfilm aus einem ersten magnetischen Dünnfilm 11, der aus einem ersten Komponentenfilm 111 und einem zweiten Komponentenfilm 112 besteht, von denen jeder vertikale magnetische Anisotropie aufweist, einen zweiten magnetischen Dünnfilm 12 mit vertikaler magnetischer Anisotropie, und einen dritten magnetischen Dünnfilm 13 mit horizontaler magnetischer Anisotropie oder kleiner vertikaler magnetischer Anisotropie, der zwischen den ersten Komponentenfilm 111 des ersten magnetischen Dünnfilms 11 und den zweiten magnetischen Dünnfilm 12 eingefügt ist, die der Reihe nach als Laminatstruktur mit magnetischer Kopplung an die benachbarten Filme ausgebildet sind, und ferner mit einem magnetooptischen Wiedergabe-Dünnfilm 18, der vor dem ersten Komponentenfilm 111 des ersten magnetischen Dünnfilms 11 angeordnet ist und mit diesem magnetisch gekoppelt ist. Die Curietemperatur TC12 des zweiten Komponentenfilms 112 ist höher als die Curietemperatur TC11 des ersten Komponentenfilms 111 des ersten magnetischen Dünnfilms 11 eingestellt, und ferner ist der magnetooptische Wiedergabefilm 18 so ausgebildet, dass er Folgendes erfüllt: 2MSRhRHCR + 2MS11h11HC11 < σwa + 2MS12h12HC12 (11) (wobei MSR, MS11 und MS12; hR, h11 und h12; HCR, HC11 und HC12 die Sättigungsmagnetisierung, die Filmdicke bzw. die Koerzitivfeldstärke des magnetooptischen Wiedergabe-Dünnfilms 18 und des ersten bzw. zweiten Komponentenfilms 111 und 112 sind und σwa die Domänenwandenergie zwischen dem zweiten Komponentenfilm 112 und dem zweiten magnetischen Dünnfilm 12 ist), und er verfügt über einen größeren Kerr-Rotationswinkel ⊝K als der erste magnetischen Dünnfilm 111 . Eine erste Heizbedingung zum Erwärmen des Mediums auf eine Temperatur T1 in der Nähe der Curietemperatur TC11, die zu keiner Umkehrung des magnetischen Moments im zweiten magnetischen Dünnfilm 12 führt und ausreichend groß ist, um das magnetische Moment im zweiten Komponentenfilm 112 des ersten magnetischen Dünnfilms 11 in Übereinstimmung mit dem magnetischen Moment im zweiten magnetischen Dünnfilm 12 zu ändern, und eine zweite Heizbedingung zum Erwärmen desselben auf eine Temperatur T2 über der Curietemperatur TC12, die dazu ausreicht, für eine Umkehrung des magnetischen Moments im zweiten magnetischen Dünnfilm 12 zu sorgen, werden entsprechend einem aufzuzeichnenden Informationssignal moduliert, wodurch, während das Medium von den erwärmten Zuständen aus abgekühlt wird, die Aufzeichnungsmagnetisierung auf im ersten Komponentenfilm 111 und im magnetooptischen Wiedergabe-Dünnfilm 18 in Übereinstimmung mit der Magnetisierung im zweiten Komponentenfilm 112 des ersten magnetischen Dünnfilms 11 ausgebildet wird.
  • Bei beiden oben beschriebenen Strukturen sind die Curietemperaturen TC11 und TC12 des ersten und des zweiten Komponentenfilms 111 und 112 des ersten magnetischen Dünnfilms 11 sowie die Curietemperaturen TC2 und TC3 des zweiten und des dritten magnetischen Dünnfilms 12 und 13 so ausgewählt, dass TC11 < TC12 < TC3, TC2 gilt.
  • Das oben beschriebene erste Beispiel der 21 ist dadurch gekennzeichnet, dass der erste magnetische Dünnfilm 11 aus dem ersten und zweiten Komponentenfilm 111 und 112 besteht und dass die Curietemperaturen TC11 und TC12 der Komponentenfilme 111 und 112 so ausgewählt sind, dass die Curietemperatur T12 des zweiten Komponentenfilms 112 höher als die andere ist, d. h., dass TC11 < TC12 gilt. Gemäß diesem Beispiel ist die effektive Koerzitivfeldenergie des ersten magnetischen Dünnfilms 12 einer zweischichtigen Struktur, wie es z. B. durch die 23 dargestellt ist, durch die Gesamtsumme der Energie des ersten und des zweiten Komponentenfilms 111 und 112 mit verschiedenen Curietemperaturen gegeben, d. h. als Gesamtsumme EHC11 (=1MS11h11HC11), wie durch die Kurve 20411 repräsentiert, und EHC12 (=2MS12h12HC12), wie durch die Kurve 20412 repräsentiert, d. h. als Repräsentation durch die Kurve 241 mit einem Wendepunkt in der Nähe der Curietemperatur TC11 und mit einer steileren Temperaturcharakteristik auf der Seite unterhalb von TC11 zur Raumtemperatur hin. Indessen zeigt Ewa eine lineare Temperaturcharakteristik, wie es durch die Kurve 242 dargestellt ist, und demgemäß wird die wechselseitige Differenz bei einer Temperatur unter der Temperatur T1, bei der die aufgezeichneten Informationsbits, d. h. die Magnetdomänen, stationär aufrecht erhalten werden können, groß, und ferner kann selbst dann, wenn hinsichtlich Ewa, EHC11 und EHC12 beim Herstellprozess für die thermomagnetischen Aufzeichnungsmedien einige variationen auftreten, verhindert werden, dass die Temperatur T1 stark variiert, bei der die beiden Charakteristikkurven 242 und 241 einander schneiden. Ferner hängt bei der hohen Temperatur in der Nähe von T1 die Charakteristik des ersten magnetischen Dünnfilms 11 nur von der Charakteristik des zweiten Komponentenfilms 112 ab, so dass die effektive Dicke des ersten magnetischen Dünnfilms 11 auf die kleine Dicke h12 nur des zweiten Komponentenfilms 112 verringert ist, weswegen auch der Ausdruck (8) erfüllt werden kann.
  • Ferner ist, gemäß dem in der 22 beschriebenen Beispiel, die dort verwendete Struktur mit einem magnetooptischen Wiedergabe-Dünnfilm 18 mit großem Kerr-Rotationswinkel ⊝K, der zur oben beschriebenen Struktur hinzugefügt ist und so ausgebildet ist, dass der oben beschriebene Ausdruck (11) erfüllt ist, versehen. Demgemäß wird, beim Überschreiben, verhindert, dass der erste magnetische Dünnfilm 11 durch die Magnetisierungsrichtung im magnetooptischen Wiedergabe-Dünnfilm 18 mit hoher Curietemperatur TC1 instabil beeinflusst wird, und es wird dafür gesorgt, dass im ersten Komponentenfilm 111 die aufgezeichnete Magnetisierung in Übereinstimmung mit dem zweiten Komponentenfilm 112 in der Nähe der Curietemperatur TC11 des ersten Komponentenfilms 111 ausgebildet wird.
  • Ein thermomagnetisches Aufzeichnungsmedium S1, wie es hier verwendet wird, wird dadurch hergestellt, dass, wie es in der 21 dargestellt ist, der Reihe nach der erste und der zweite Komponentenfilm 111 und 112 , die einen ersten magnetischen Dünnfilm 11 bilden, ein dritter magnetischer Dünnfilm 13 und ein zweiter magnetischer Dünnfilm 12 über einem dielektrischen Film 16, der als Schutzfilm oder Interferenzfilm dient, auf einer Seite eines lichtdurchlässigen Substrats 15 aus einer Glasplatte, einer Acrylplatte oder dergleichen abgeschieden werden.
  • Der erste und der zweite Komponentenfilm 111 und 112 des ersten magnetischen Dünnfilms 11 sind Seltenerdmetall-Übergangsmetall-Dünnfilme aus einem Material mit ziemlich großer magnetischer Anisotropie KU, wie TbFeCo. Beide Komponentenfilme 111 und 112 können entweder an Seltenerdmetall reiche Filme oder an Übergangsmetall reiche Filme sein, jedoch müssen die folgenden Bedingungen erfüllt sein. Es muss nämlich bei einer Temperatur unmittelbar unter der Curietemperatur TC12 des zweiten Komponentenfilms 112 die Bedingung σwa > 2MS12h12HC12 + 2MS12h12Hex (12) erfüllt sein, und bei einer Temperatur unmittelbar unter TC11 muss die Bedingung σwa > 2MS11h11HC11 + 2MS11h11Hex (13) erfüllt sein (dabei ist σwb die Domänenwandenergiedichte an der Grenzfläche zwischen dem ersten Komponentenfilm 111 und dem zweiten Komponentenfilm 112 , und Hex ist das externe Magnetfeld, d. h. das externe Aufzeichnungs-Magnetfeld).
  • Ein thermomagnetisches Aufzeichnungsmedium S2 ist mit der Struktur des thermomagnetischen Aufzeichnungsmediums S2 und zusätzlich mit einem magnetooptischen Wiedergabe-Dünnfilm 18 versehen, wie es in der 22 dargestellt ist. Genauer gesagt, wird auch beim thermomagnetischen Aufzeichnungsmedium S2 ein lichtdurchlässige Substrat 15 aus einer Glasplatte, einer Acrylplatte oder dergleichen verwendet, wie es in der 22 darge stellt ist, und ein magnetooptischer Wiedergabe-Dünnfilm 18, ein erster und ein zweiter Komponentenfilm 111 und 112 , die einen ersten magnetischen Dünnfilm 11 bilden, ein dritter magnetischer Dünnfilm 13 und ein zweiter magnetischer Dünnfilm 12 werden der Reihe nach über einem als Schutzfilm oder Interferenzfilm dienenden dielektrischen Film 16 auf einer Seite des Substrats abgeschieden.
  • Das Abscheiden der Filme 16, 111 , 112 , 13 und 12 oder der Filme 16, 18, 111 , 112 , 13 und 12 der thermomagnetischen Aufzeichnungsmedien S1 und S2 erfolgt jeweils durch laminierendes Sputtern auf sukzessive oder gleichzeitige Weise unter Verwendung z. B. einer Sputtervorrichtung vom Magnetrontyp, die z. B. ein Mehrquellen-Sputtern ausführt, d. h. ein Sputtern von mehrquelligen Targets.
  • Der dritte magnetische Dünnfilm 13 jeder der thermomagnetischen Aufzeichnungsmedien S1 und S2 soll bei Raumtemperatur horizontale magnetische Anisotropie oder kleinere vertikale magnetische Anisotropie als der erste und der zweite magnetische Dünnfilm 11 und 12 aufweisen, mit dem niedrigen Wert von z. B. 1 × 106 erg/cm3, und außerdem soll er aus einem an Seltenerdmetall reichen Metallfilm mit einer solchen Temperaturcharakteristik bestehen, gemäß der die effektive magnetische Anisotropiekonstante K konvex nach oben oder linear verläuft, und die Sättigungsmagnetisierung MS bei Raumtemperatur soll 0 bis 450 emu/cm3 betragen.
  • Bei den Medien S1 und S2 kann der zweite magnetische Dünnfilm 12 aus GdTbFeCo mit großer vertikaler magnetischer Anisotropie bestehen.
  • Das thermomagnetische Aufzeichnungsmedium S1 wird als Erstes unter Angabe eines Ausführungsbeispiels desselben beschrieben.
  • Ausführungsbeispiel 6
  • Es wurde ein thermomagnetisches Aufzeichnungsmedium S1 mit der in der 21 dargestellten Struktur mit den magnetischen Dünnfilmen 111 , 112 , 13 und 12 mit den in der folgenden Tabelle 6 angegebenen Zusammensetzungen, magnetischen Eigenschaften und Filmdicken hergestellt.
  • Figure 00280001
    Tabelle 6
  • Nun wird unter Bezugnahme auf die Zeichnung der 24, die Magnetisierungszustände zeigt, die Art von Betriebsvorgängen beschrieben, wenn thermomagnetisches Aufzeichnen mit dem oben beschriebenen thermomagnetischen Aufzeichnungsmedium S1 erfolgt. In der 24 sind die Spinrichtungen des Übergangsmetalls Fe in den Filmen 111 , 112 , 13 und 12 durch Pfeile gekennzeichnet. In diesem Fall differieren die Richtungen des externen Magnetfelds Hex und des externen Hilfsmagnetfelds Hsub abhängig von der Zusammensetzung des zweiten magnetischen Dünnfilms 12, jedoch gilt der veranschaulichte Fall dafür, dass für ihn ein an Übergangsmetall reicher Film verwendet ist. Die erste Temperatur T1 wird z. B. so ausgewählt, dass sie unmittelbar unter der Curietemperatur TC11 des ersten Komponentenfilms 111 liegt, und die zweite Temperatur T2 wird oberhalb der Curietemperatur TC12 des zweiten Komponentenfilms 112 ausgewählt. Auch wird in diesem Fall auf dieselbe Weise, wie es unter Bezugnahme auf die 1 und die 3 beschrieben wurde, Information durch die Zustände A und B aufgezeichnet, d. h. durch den Zustand A, in dem der erste und der zweite magnetische Dünnfilm 11 und 12 in derselben Richtung magnetisiert ausgerichtet sind, und durch den Zustand B, in dem dieselben in den umgekehrten Richtungen magnetisiert ausgerichtet sind. In diesem Fall wird, wenn das Medium einmal durch Bestrahlung, z. B. durch einen Laserstrahl, auf die erste Temperatur T1 (die Löschtemperatur T1 in der 23) erwärmt wurde, die Spinrichtung im zweiten Komponentenfilm 112 im Prozess der Abkühlung des Mediums von dieser Temperatur in den Zustand C gebracht, in dem sie mit der im zweiten magnetischen Dünnfilm 12 in Übereinstimmung steht, unabhängig davon, ob der vorige Zustand der Zustand A oder B war, und zwar entsprechend dem oben beschriebenen Ausdruck (13) und dem Schnitt der Kurven 241 und 242 in der 23, und im Prozess des Abkühlens bis unmittelbar unter die Curietemperatur TC11 des ersten Komponentenfilms 111 wird die Spinrichtung des ersten Komponentenfilms 111 dadurch in Übereinstimmung mit der des zweiten Komponentenfilms 112 gebracht, dass die Anordnung so erfolgt, dass der Ausdruck (13) erfüllt ist. So wird unabhängig davon, ob der Zustand A oder B vorliegt, ein Überschreiben des Zustands A dadurch bewerkstelligt, dass das Medium auf die erste Temperatur T1 gebracht wird. Durch Erwärmen des Mediums auf die zweite Temperatur T2 über der Curietemperatur TC2 des zweiten magnetischen Dünnfilms 12, d. h. über der ersten und der zweiten Curietemperatur TC11 und TC12, das auf ähnliche Weise durch Bestrahlen, z. B. mit einem Laserstrahl, erfolgt, wird die Spinrichtung im zweiten magnetischen Dünnfilm 12 durch das externe Magnetfeld (Aufzeichnungsfeld) Hex umgekehrt, und im anschließenden Abkühlungsstadium wird der Zustand E herbeigeführt, bei dem die Spinrichtungen im ersten und zweiten Komponentenfilm 111 und 112 des ersten magnetischen Dünnfilms 11 mit der Spinrichtung im zweiten magnetischen Dünnfilm 12 in Übereinstimmung stehen, was entsprechend den Bedingungsausdrücken (12) und (13) der Fall ist. Außerdem wird im auf die Raumtemperatur abgekühlten Zustand der Zustand E durch das externe Hilfsmagnetfeld Hsub in den Zustand 8 geändert, in dem die Spinrichtung im zweiten magnetischen Dünnfilm 12 umgekehrt ist. Damit dieser Übergang stattfindet, wird das externe Hilfsmagnetfeld Hsub so ausgewählt, dass die folgende Bedingung erfüllt ist: Hsub > HC2 + σwa/2MS2h2 (14)
  • Bei der vorliegenden Ausführungsform wird, wozu auf die 23 Bezug genommen wird, die die Temperaturcharakterstiken der Koerzitivfeldenergie im ersten magnetischen Dünnfilm 11 und der Domänenwandenergie zwischen dem ersten und dem zweiten magnetischen Dünnfilm zeigt, die Domänenwandenergie in der Nähe der Raumtemperatur ausreichend klein gehalten, wie es durch die Kurve 242 gekennzeichnet ist, und daher kann das externe Hilfsmagnetfeld Hsub im Ausdruck (14) ausreichend klein gemacht werden.
  • Ferner muss die folgende Bedingung erfüllt sein, um den Magnetisierungszustand des ersten und des zweiten Komponentenfilms 111 und 112 des ersten magnetischen Dünnfilms 11 im Zustand B zu stabilisieren.
  • Figure 00300001
  • Bezugsbeispiel 2
  • Es wurde ein thermomagnetisches Aufzeichnungsmedium mit Dreischichtstruktur entsprechend der in der 21 dargestellten Struktur, bei dem jedoch der erste magnetische Dünnfilm als Einzelfilm ausgebildet war, verwendet. Die Zusammensetzungen, magnetischen Eigenschaften und Filmdicken der aufbauenden Filme in diesem Fall sind in der folgenden Tabelle 7 angegeben.
  • Figure 00300002
    Tabelle 7
  • Die Temperaturcharakteristiken der Domänenwandenergie Ewa (=σwa) zwischen dem ersten und dem zweiten magnetischen Dünnfilm 11 und 12 sowie der Koerzitivfeldenergie des ersten magnetischen Dünnfilms 11 sind für diesen Fall durch die Kurven 251 bzw. 252 in der 25 dargestellt.
  • Unter Bezugnahme auf die 23 und die 25 werden Variationen der Löschtemperatur T1 für das Ausführungsbeispiel 6 und das Bezugsbeispiel 2 betrachtet. Variationen der Domänenwandenergie Ewa abhängig von einer Änderung der Filmdicke h3 des dritten magnetischen Dünnfilms 13 oder dergleichen sind dergestalt, dass bei der Temperatur 20°C Ewa ≈ 2 erg/cm2 gilt, wenn die Filmdicke h3 = 125 Ä ist, und dass Ewa = 1,6 erg/cm2 gilt, wenn die Filmdicke h3 = 150 Ä ist. Für den Fall der 25 ergibt sich für das Bezugsbeispiel 2, dass σwa = 2 erg/cm2 gilt und die Temperatur, bei der EHC1 = Ewa erzielt wird, ungefähr 130°C beträgt, während für den Fall der 23 für das Ausführungsbeispiel 6 σwa = 1,6 erg/cm2 und die Temperatur T1 ≈ 165°C gelten. Da bei der Herstellung im Allgemeinen ein Fehler von ungefähr 0,2 erg/cm2 für σwa auftritt, wird nun davon ausgegangen, dass der Wert σwa = 1,8 erg/cm2 (bei 20°C) wurde. Dann ergibt sich aus der 25 T1 als T1 ≃ 148°C für den dreischichtigen Film des Bezugsbeispiels 2, während sich für das Ausführungsbeispiel 6 der 23 T1 ≃ 162°C ergibt. Demgemäß wird zwar im dreischichtigen Film bei einer Änderung von 0,2 erg/cm2 von σwa eine Änderung der Temperatur T1 von 18°C erzeugt, wohingegen beim vierschichtigen Film des Ausführungsbeispiels 6 der Erfindung die Änderung auf dem kleinen Wert von 3°C gehalten wird.
  • Demgemäß wird es durch das Ausbilden des ersten magnetischen Dünnfilms aus zwei Schichten mit verschiedenen Curiepunkten bei der Massenherstellung möglich, Variationen der Temperatur T1 abhängig von Änderungen von Ewa oder EHC zu verringern.
  • Bei der oben beschriebenen Struktur ist es bevorzugt, dass TC11– TC12 den Wert 10–70°C aufweist. Dies, da dann, wenn der Wert kleiner als 10°C ist, der für die 23 beschriebene Effekt nicht in solcher Größe erzielt wird, während wenn er 70°C überschreitet, d. h., wenn TC12 zu hoch wird, das Erfordernis auftritt, die zweite Temperatur T2 anzuheben so dass sich große Aufzeichnungsleistung ergibt.
  • Ausführungsbeispiel 7
  • Es wurden thermomagnetische Aufzeichnungsmedien S2 mit der in der 22 dargestellten Struktur mit den magnetischen Dünnfilmen 18, 111 , 112 , 13, und 12 mit den in der folgenden Tabelle 8 angegebenen Zusammensetzungen, magnetischen Eigenschaften und Filmdicken hergestellt.
  • Figure 00320001
    Tabelle 8
  • Ein thermomagnetisches Aufzeichnungsmedium S2A wurde dadurch hergestellt, dass die Dicke hR des magnetooptischen Wiedergabe-Dünnfilms 18 auf 75 Å eingestellt wurde, und ein thermomagnetisches Aufzeichnungsmedium S2B wurde dadurch hergestellt, dass die Dicke hR des magnetooptischen Wiedergabe-Dünnfilms 18 auf 150 Å eingestellt wurde. Diese Medien S2A und S2B wurden so strukturiert, dass der oben beschriebene Ausdruck (11) erfüllt war. Die Betriebsweisen für thermomagnetisches Aufzeichnen unter Verwendung dieser thermomagnetischen Aufzeichnungsmedien S2A und S2B sind in der 26 dargestellt. In der 26 sind die Spinrichtungen im Übergangsmetall Fe durch Pfeile dargestellt, die in jeden der Filme 18, 111 , 112 , 13 und 12 eingezeichnet sind. Auch in diesem Fall wurde die erste Temperatur T1 als Curietemperatur TC11 des ersten Komponentenfilms 111 ausgewählt, und die zweite Temperatur T2 wurde oberhalb der Curietemperatur TC12 des zweiten Komponentenfilms 112 ausgewählt. Auch erfolgt in diesem Fall, in Übereinstimmung mit dem, was für die 1 oder die 3 beschrieben wurde, das Aufzeichnen von Information mittels der Zustände A und B, d. h. durch den Zustand A, in dem der erste und der zweite magnetische Dünnfilm 11 und 12 in derselben Richtung magnetisiert sind, und den Zustand B, in dem sie in umgekehrten Richtungen magnetisiert sind. In jedem der Zustände ist der Wiedergabe-Dünnfilm 18 in derselben Richtung wie der erste magnetische Dünnfilm 11 magnetisiert. Wenn in diesem Fall das Medium bestrahlt wird, z. B. durch einen Laserstrahl, und wenn es z. B. auf die Temperatur T1 unmittelbar unter der Curietemperatur TC11 des ersten Komponentenfilms 111 erwärmt wird, wird die Richtung des zweiten Komponentenfilms 112 entsprechend der in der 23 dargestellten Charakteristik in Übereinstimmung mit der des zweiten magnetischen Dünnfilms 12 gebracht. Da dabei die Curietemperatur TCR des magnetooptischen Wiedergabe-Dünnfilms 18 hoch ist, wird entweder ein Zustand CA oder ein Zustand CB herbeigeführt, was davon abhängt, ob der vorige Zustand der Zustand A oder der Zustand B war. Wenn jedoch das Medium zur Raumtemperatur TR hin abgekühlt wird, ist selbst dann, wenn der Zustand CB erzeugt wurde, gewährleistet, dass während des Abkühlstadiums eine Änderung auf den Zustand A erfolgt, da für den Ausdruck (11) erfüllende Bedingungen gesorgt wurde, oder, genauer gesagt, die Gesamtsumme aus der Koerzitivfeldenergie des magnetooptischen Wiedergabe-Dünnfilms 18 und der Koerzitivfeldenergie des ersten Komponentenfilms 111 als kleinerer Wert als die Gesamtsumme der Domänenwandenergie σwa zwischen dem zweiten Komponentenfilm 112 und dem zweiten magnetischen Dünnfilm 12 und der Koerzitivfeldenergie des zweiten Komponentenfilms 112 ausgewählt wurde. Demgemäß wird ein Aufzeichnen von Information im Zustand A dadurch bewerkstelligt, dass das Medium der ersten Temperatur T1 unterworfen wird. In ähnlicher Weise wird durch Erwärmen des Mediums durch Bestrahlen, z. B. mit einem Laserstrahl, bis auf die zweite Temperatur T2 über der Curietemperatur TC2 des zweiten magnetischen Dünnfilms 12, d. h. bis über die erste und zweite Curietemperatur TC11 und TC12, die Spinrichtung im zweiten magnetischen Dünnfilm 12 unter dem Einfluss des externen Magnetfelds (Aufzeichnungsfeld) Hex umgekehrt, und im Abkühlstadium des Mediums wird der Zustand E herbeigeführt, in dem die Richtungen sowohl im ersten als auch im zweiten Komponentenfilm 111 und 112 des ersten magnetischen Dünnfilms 11 entsprechend den oben beschriebenen Ausdrücken (12) und (13) in Übereinstimmung mit der Richtung im zweiten magnetischen Dünnfilm 12 stehen. Wenn das Medium auf die Raumtemperatur abgekühlt wird, ändert sich der Zustand E durch den Einfluss des externen Hilfsmagnetfelds Hsub auf den Zustand B, in dem der Spin im zweiten magnetischen Dünnfilm 12 umgekehrt ist. Um dies zu bewerkstelligen, wurde das externe Hilfsmagnetfeld Hsub so ausgewählt, dass der oben beschriebene Ausdruck (14) erfüllt wird, und ferner kann das externe Hilfsmagnetfeld Hsub ausreichend klein gemacht werden, was dasselbe ist, wie es für das Ausführungsbeispiel 6 beschrieben wurde.
  • Bezugsbeispiel 3
  • Es wurde ein thermomagnetischer Aufzeichnungsträger mit einer zusätzlich zur in der 19 angegebenen Dreischichtstruktur auflaminierten Wiedergabeschicht 222 verwendet, und es wurden thermomagnetische Aufzeichnungsträger mit Dünnfilmen 222, 11, 13 und 12 mit Zusammensetzungen, magnetischen Eigenschaften und Filmdicken hergestellt, wie sie in der folgenden Tabelle 9 angegeben sind.
  • Figure 00340001
    Tabelle 9
  • Hierbei wurden Medien SCA und SCB hergestellt, bei denen die Wiedergabeschichten 222 verschiedene Filmdicken aufwiesen, nämlich hR = 75 Å bzw. hR = 150 Å.
  • In der 27 sind Messergebnisse für T/R dargestellt, wie sie bei Überschreibvorgängen erhalten wurden, die an den Medien S2A und S2B sowie SCA und SCB des Ausführungsbeispiels 7 und des Bezugsbeispiels 3 erhalten wurden, wozu das externe Magnetfeld Hex verwendet wurde, dessen Stärke variiert wurde. In der Figur repräsentieren die Kurven 271, 272, 273 und 274 Messergebnisse für die Medien S2A, S2B, SCA und SCB. Wie es aus einem Vergleich derselben erkennbar ist, ist beim Ausführungsbeispiel 7 der Erfindung, wie durch die Kurven 271 und 272 dargestellt, eine wesentliche Verbesserung von T/R gegenüber dem durch die Kurven 273 und 274 dargestellten Bezugsbeispiel 3 erzielt. Die Aufzeichnungsbedingungen dabei waren dergestalt, dass die relative Lineargeschwindigkeit des Laserstrahls zum Medium 11,3 m/s betrug, die Aufzeichnungsfrequenz 5 MHz betrug, die numerische Apertur NA der Objektivlinse 0,53 betrug und die Wellenlänge des Laserstrahls 780 nm betrug.
  • Wie oben beschrieben, wird durch die Erfindung eine Verbesserung hinsichtlich einer Beseitigung von Störsignalen beim Überschreiben erzielt. Demgemäß kann die erste Temperatur T1 so eingestellt werden, dass sie nicht allzu sehr variiert, d. h., es kann stabilisierter Betrieb der Vorrichtung erzielt werden, und während T/R (S/R) verbessert werden kann, kann auch durch Verringern der Domänenwandenergie σw (σa) eine Verringerung des externen Hilfsmagnetfelds erzielt werden.
  • Ferner kann durch Anbringen des magnetooptischen Wiedergabe-Dünnfilms 18 mit großem Kerr-Rotationswinkel ⊝K eine Verbesserung der Wiedergabe-Ausgabeleistung erzielt werden, und ferner kann durch Anbringen des magnetooptischen Wiedergabe-Dünnfilms 18 mit großem Kerr-Rotationswinkel ⊝K, d. h. hoher Curietemperatur TC1, eine Verbesserung hinsichtlich stabilisierten Betriebs und verringerter Störsignale erzielt werden.
  • Dem zweiten magnetischen Dünnfilm 12 ist die Rolle zugewiesen, den Zustand der aufgezeichneten magnetischen Domänen zu bestimmen, sowie die Rolle, die Stärke des Initialisierungsmagnetfelds (externes Hilfsmagnetfeld) zu bestimmen. Daher wird der Zustand der aufgezeichneten magnetischen Domänen (Form, Magnetisierungszustand) gestört, wenn ein Material mit relativ niedriger Koerzitivfeldstärke HC2 bei Raumtemperatur für den zweiten magnetischen Dünnfilm 12 verwendet wird, um das Initialisierungsmagnetfeld zu erniedrigen. Demgemäß entsteht das Problem, dass Störsignale beim Aufzeichnen zunehmen, wodurch es unmöglich ist, das S/R(T/R)-Verhältnis ausreichend hoch zu halten.
  • Bei der Erfindung wird zum Erzielen sowohl einer Abnahme des Initialisierungsmagnetfelds als auch einer Abnahme der Störsignale, wobei es sich um miteinander in Widerspruch stehende Bedingungen handelt, ein thermomagnetischer Aufzeichnungsträger S, wie in 8 dargestellt, verwendet, der zumindest aus einem ersten und einem zweiten magnetischen Dünnfilm 11 und 12 besteht, von denen jeder vertikale magnetische Anisotropie aufweist, und die aufeinander laminiert sind, wobei der zweite magnetische Dünnfilm 12 durch Laminierung aus einem ersten und zweiten Komponentenfilm 121 und 122 hergestellt ist, die Austauschkopplung zeigen.
  • Wenn die Koerzitivfeldstärken des ersten und zweiten Komponentenfilms 121 und 122 bei Raumtemperatur durch HC21R bzw. HC22R repräsentiert sind, und ihre Curietemperaturen durch TC21 und TC22 repräsentiert sind, sind ihre Beziehungen so geschaffen, wie es in den Kurven 321 und 322 in 29 dargestellt ist, um als HC21R > HC22R und TC21 < TC22 ausgedrückt zu werden. Unter Verwendung eines derartigen thermomagnetischen Aufzeichnungsträgers S3 werden der erste Aufheizzustand gemäß dem der Träger auf die erste Temperatur T2 erwärmt wird, die praktisch in der Nähe der Curietemperatur TC1 des ersten magnetischen Dünnfilms liegt und keine Umkehr des magnetischen Moments des zweiten magnetischen Dünnfilms 12 bewirkt, und die zweite Aufheizbedingung, gemäß der das Medium auf die zweite Temperatur T2 erwärmt wird, die über der Curietemperatur TC1 liegt und dazu ausreicht, eine Umkehr des magnetischen Moments im zweiten magnetischen Dünnfilm 12 hervorzurufen, entsprechend dem aufzuzeichnenden Informationssignal moduliert, und die Ausgestaltung ist derart, dass beide magnetische Momente im zweiten magnetischen Dünnfilm 12 im Verlauf der Abkühlung des Mediums vom ersten und zweiten erwärmten Zustand aus in denselben Zustand gebracht werden.
  • Wenn dieselbe Art einer Magnetisierung wie im 3 veranschaulichten Prozess ausgeführt wird, kann eine Verringerung des Initialisierungsmagnetfelds (externes Hilfsmagnetfeld) erzielt werden, ohne dass eine Zunahme der Aufzeichnungsstörsignale und ein Verringern des S/R-Verhältnisses gefördert werden.
  • Der thermomagnetische Aufzeichnungsträger 53 hat ähnlichen Aufbau wie der oben beschriebene, jedoch bestehen der erste und der zweite Komponentenfilm 121 und 122 des zweiten magnetischen Dünnfilms 12 aus einem Material mit kleiner vertikaler magnetischer Anisotropie und einem Material mit relativ großer vertikaler magnetischer Anisotropie.
  • Ausführungsbeispiel 8
  • Es wurde ein thermomagnetischer Aufzeichnungsträger S3 mit magnetischen Dünnfilmen 11, 13, 121 und 122 mit Zusammensetzungen, magnetischen Eigenschaften und Filmdicken hergestellt, wie sie in der folgenden Tabelle 10 angegeben sind, und der so aufgebaut war, wie es in 28 dargestellt ist.
  • Figure 00360001
    Tabelle 10
  • Dabei betrug das gemessene Umkehrmagnetisierungsfeld, d. h. die Koerzitivfeldstärke Hc des ersten und zweiten Komponentenfilms 121 und 122 im austauschgekoppelten, zweischichtigen Zustand 2,4 kOe. Die Probe mit dem vorstehenden Aufbau wird als Probe 1 bezeichnet.
  • Ausführungsbeispiel 9
  • Es wurde ein magnetischer Aufzeichnungsträger mit denselben Bestandteilen wie denen des Ausführungsbeispiels 4 hergestellt, wobei nur die Relativanordnung des ersten und zweiten Komponentenfilms des zweiten magnetischen Dünnfilms in 28 umgekehrt war. Diese Probe wird als Probe 2 bezeichnet.
  • Bezugsbeispiel 4
  • Bei der Anordnung von 28 wurde der zweite magnetische Dünnfilm 12 als Einzelschichtstruktur hergestellt. Es wurde eine Probe mit Zusammensetzungen, magnetischen Eigenschaften und Dicken der Filme hergestellt, die so eingestellt waren, wie dies in der folgenden Tabelle 11 angegeben ist.
  • Figure 00370001
    Tabelle 11
  • Ein thermomagnetischer Aufzeichnungsträger wurde mit der oben beschriebenen Anordnung mit einer Koerzitivfeldstärke H2 des zweiten magnetischen Dünnfilms 12 von 3,9 kOe und einer Curietemperatur TC2 von 340°C als Probe 3 hergestellt. Ein anderer thermomagnetischer Aufzeichnungsträger wurde mit derselben Anordnung wie oben angegeben mit einer Koerzitivfeldstärke HC2 von 3,1 kOe und einer Curietemperatur TC2 von 350°C als Probe 4 hergestellt. Ein anderer thermomagnetischer Aufzeichnungsträger wurde mit derselben Anordnung wie oben mit einer Koerzitivfeldstärke HC2 von 2,2 kOe und einer Curietemperatur TC2 von 360°C als Probe 5 hergestellt.
  • Die T/R-Messergebnisse zu den Proben 1 und 2 der Ausführungsbeispiele 4 und 5 der Erfindung sind durch die Kurven 331 und 332 in 30 dargestellt. Ferner sind ähnliche Messergebnisse für die Proben 3 bis 5 gemäß dem Bezugsbeispiel 3 durch Kurven 333 bis 335 in 31 dargestellt. Die Messungen der 30 und 31 wurden unter den folgenden Bedingungen ausgeführt: Lineargeschwindigkeit des eingestrahlten Laserstrahls bezogen auf den Träger 10 m/s, Aufzeichnungsfrequenz 6,5 MHz, numerische Apertur des Objektivlinsensystems N.A. = 0,53 und Wellenlänge des Laserstrahls 780 nm. Aus einem Vergleich der 30 mit 31 ist es ersichtlich, dass hervorragendes thermomagnetisches Aufzeichnen erfolgt war, das nur geringe Verringerung des T/R-Werts bei Änderungen des Aufzeichnungsmagnetfelds Hex zeigte.
  • Wenn Aufzeichnungsstörsignale betrachtet werden, ist es bekannt, dass diese von Ungleichmäßigkeiten der Formen der aufgezeichneten magnetischen Domänen und Ungleichmäßigkeiten des Zustands der unterteilten Strukturen der aufgezeichneten magnetischen Domänen von Bit zu Bit herrührt. Wenn ideal aufgezeichnete magnetische Domänen darzustellen sind, können sie die Form gleichmäßiger Kreise einnehmen, wie in 32A. Demgegenüber zeigen die 32B und 32C ungleichmäßig geformte magnetische Domänen bzw. unterteilte magnetische Domänen, die Störsignale hervorrufen. Die Art, wie aufgezeichnete magnetische Domänen bei der Erzeugung von Informationsbits, d. h. beim Aufzeichnen, erzeugt werden, hängt von verschiedenen Bedingungen ab, wie der Aufzeichnungsleistung, der Koerzitivfeldstärke HC, der Dicke h, der Magnetisierung MS und der Domänenwandenergie σB der magnetischen Dünnfilme, und vom externen Magnetfeld Hex.
  • Im Allgemeinen sind die Formen der aufgezeichneten magnetischen Domänen häufig gestört, da die Grenzlinie, entlang der Hex den Wert Hex = HC einnimmt, bei einem Material mit kleinem Wert Hc unklar ist.
  • Andererseits nehmen, wenn Hex unzureichend ist oder wenn σB nicht gleichmäßig verteilt ist, die aufgezeichneten magnetischen Domänen manchmal die Form unterteilter magnetischer Domänen ein, wie es schematisch in 23C dargestellt ist. Da in einem Material mit stabilisierten magnetischen Domänen mit großem Durchmesser, rmin = σB/2MSHC (rmin = minimaler Magnetdomänenradius) keine unterteilten magnetischen Domänen vorhanden sind, tritt ein solcher Effekt kaum auf. Z. B. werden, da das Produkt MSHC in GdFeCo klein ist, rmin groß und es werden kaum aufgezeichnete Domänen, wie sie in 32C dargestellt sind, erzeugt. Jedoch besteht, da HC in GdFeCo klein ist, die Tendenz, dass aufgezeichnete Domänen, wie sie in 32B dargestellt sind, auftreten, woraus sich ergibt, dass starke Störsignale erzeugt werden. Andererseits entstehen, da TbFeCo einen hohen Wert von HC aufweist, leicht Störsignale aus der Erzeugung magnetischer Domänen, wie sie in 32C dargestellt sind, während kaum Störsignale aus der Erzeugung magnetischer Domänen, wie sie in 32B dargestellt sind, entstehen. Daraus folgt, dass ein solches Material als Material für den zweiten magnetischen Dünnfilm 12 für lichtmoduliertes Überschreiben bevorzugt ist, das einen relativ niedrigen Wert von HC aufweist und das selbst bei kleinem Wert von Hex wenig Aufzeichnungsstörsignale zeigt. D. h., dass Hex klein sein muss, damit der bereits angegebene Ausdruck (5) leicht erfüllt ist.
  • Ferner wird der zweite magnetische Dünnfilm 12 betrachtet. Wenn dieser mit einer einzelnen Schicht hergestellt wird, ist es erforderlich, den Wert HC2 zu verringern, um Hsub abzusenken, woraus notwendigerweise folgt, dass die in 32B dargestellten aufgezeichneten Domänen leicht erzeugt werden, was Störsignale verursacht. Wenn der zweite magnetische Dünnfilm 12 als Zweischichtstruktur hergestellt wird, sind zwei Anordnungen möglich, von denen die eine sich durch das auszeichnet, was in 29 dargestellt ist, während sich die andere dadurch auszeichnet, dass HC21R > HC22R und TC21 > TC22 gelten, wie es durch die Kurven 361 und 362 in 33 dargestellt ist. Wenn der Film so ausgewählt ist, dass er sich durch das in 33 dargestellte auszeichnet, ist das Magnetfeld zum Umkehren der Magnetisierung des zweiten magnetischen Dünnfilms 12 bei Raumtemperatur TR durch den Mittelwert aus HC21 und HC22 gegeben, weswegen ein Erniedrigen des externen Hilfsmagnetfelds Hsub d. h. des Initialisierungsmagnetfelds für den zweiten magnetischen Dünnfilm 12, erzielt werden kann. Der Zustand beim Aufzeichnen ist praktisch derselbe wie dann, wenn ein Aufzeichnen auf einem einschichtigen Film 12 in Form des ersten Komponentenfilms 121 erfolgt. Demgemäß wird der effektive Wert HC beim Aufzeichnen auf dem zweiten magnetischen Dünnfilm 12 groß, so dass die Erzeugung von magnetischen Domänen, wie sie in 32B dargestellt sind, unterdrückt ist und die Erzeugung der sich ergebenden Störsignale unterdrückt ist. Demgemäß kommen Störsignale in Frage, wie sie sich aus der Erzeugung magnetischer Domänen ergeben, wie sie in 32C dargestellt sind. Demgegenüber wird, wenn die in 7 angegebene Anordnung verwendet wird, wie bei der Erfindung, da die Formen der magnetischen Domänen beim Aufzeichnungsvorgang durch den ersten Komponentenfilm 121 mit größerem HC bestimmt sind, die Erzeugung magnetischer Domänen gemäß 32B unterdrückt, wodurch die Erzeugung sich ergebender Störsignale unterdrückt ist. Ferner wird beim Aufzeichnen im zweiten Komponentenfilm 122 mit kleinerem HC zunächst umgekehrte Magnetisierung erzeugt, so dass die Entstehung magnetischer Domänen gemäß 32C unterdrückt ist und im zweiten Komponentenfilm 122 magnetische Domänen, die wenig Störsignale erzeugen, wie in 32A dargestellt, erzeugt werden, die auf den ersten Komponentenfilm 121 übertragen werden. Demgemäß kann insgesamt die Entstehung magnetischer Domänen gemäß 32B und 32C unterdrückt werden und es kann wirksame Verringerung von Störsignalen erzielt werden.
  • Ferner kann beim in der 21 beschriebenen thermomagnetischen Aufzeichnungsmedium S1 der zweite magnetische Dünnfilm 12 desselben aus einem ersten und einem zweiten Komponentenfilm 121 und 122 hergestellt werden, wie es in der 34 dargestellt ist. Bei einer derartigen Anordnung können der erste und der zweite Komponentenfilm 121 und 122 aus magnetischen Dünnfilmen hergestellt werden, die beide über vertikale magnetische Anisotropie verfügen, wobei die Temperaturcharakteristiken der Koerzitivfeldstärken HC21 und HC22 derselben dergestalt sind; wie es durch die Kurven 321 und 322 in der 29 dargestellt ist, d. h., dass die bei der Raumtemperatur geltenden Koerzitivfeldstärken HC21R und HC22R der Koerzitivfeldstärken HC21 und HC22 als HC21R > HC22R eingestellt sind und ihre Curietemperaturen T21 und T22 auf TC21 < TC22 eingestellt sind, wodurch eine Verringerung von Aufzeichnungsrauschen und eine Verbesserung von T/R (S/R) bei der Wiedergabe erzielt werden können. Die Anordnung des zweiten magnetischen Dünnfilms 12 aus einer zweischichtigen Struktur kann beim Medium S2 mit einem magnetooptischen Wiedergabe-Dünnfilm 18 angewandt werden, wie in der 22 beschrieben, und auf solche Arten können verschiedene andere Modifizierungen als die oben beschriebenen des Ausführungsbeispiels vorgenommen werden.

Claims (2)

  1. Thermomagnetisches Aufzeichnungsverfahren unter Verwendung eines thermomagnetischen Aufzeichnungsmediums, das mit einer Laminatstruktur aus einem ersten magnetischen Dünnfilm (11), einem zweiten magnetischen Dünnfilm (12), die jeweils über vertikale magnetische Anisotropie verfügen, und einem dritten magnetischen Dünnfilm (13) hergestellt ist, der über horizontale magnetische Anisotropie oder kleine vertikale magnetische Anisotropie verfügt und zwischen den ersten magnetischen Dünnfilm (11) und den zweiten magnetischen Dünnfilm (12) eingefügt ist, wobei der zweite magnetische Dünnfilm (12) aus einem ersten und einem zweiten Komponentenfilm (121 , 122 ) besteht, die aufeinander laminiert sind und durch Austauschkopplung magnetisch austauschgekoppelt sind, und wobei der erste Komponentenfilm (121 ) benachbart zum dritten magnetischen Dünnfilm (13) liegt, wobei der erste und der zweite Komponentenfilm (121 , 122 ) über die Eigenschaften HC21R > HC22R und TC21 < TC22 verfügen, wobei HC21R und HC22R Koerzitivfeldstärken des ersten und des zweiten Komponentenfilms (121 , 122 ) bei Raumtemperatur repräsentieren und TC21 und TC22 die Curietemperaturen derselben repräsentieren, mit den folgenden Schritten: – Modulieren, entsprechend einem aufzuzeichnenden Informationssignal, einer ersten Heizbedingung zum Erwärmen des Mediums auf eine erste Temperatur T1, die praktisch in der Nähe der Curietemperatur TC1 des ersten magnetischen Dünnfilms (11) liegt und keine Umkehrung des magnetischen Moments im zweiten magnetischen Dünnfilm (12) hervorruft, und einer zweiten Heizbedingung zum Erwärmen des Mediums auf eine zweite Temperatur T2 über der Curietemperatur TC1, die dazu ausreicht, für eine Umkehrung des magnetischen Moments im zweiten magnetischen Dünnfilm (12) zu sorgen; – und Anpassen des Verlaufs der Abkühlung des Mediums vom ersten auf den zweiten erwärmten Zustand in solcher Weise, dass die magnetichen Momente innerhalb des zweiten magnetischen Dünnfilms (12) in denselben Zustand gebracht werden.
  2. Thermomagnetisches Aufzeichnungsverfahren nach Anspruch 1, bei dem auch der erste magnetische Dünnfilm (11) aus einem ersten und einem zweiten Komponentenfilm (111 , 112 ) besteht, die aufeinander laminiert sind und magnetisch miteinander austauschgekoppelt sind und jeweils über vertikale magnetische Anisotropie verfügen, und bei dem der zweite Komponentenfilm (112 ) des ersten magnetischen Dünnfilms (11) benachbart zum dritten magnetischen Dünnfilm (13) liegt und die Curietemperatur TC12 des zweiten Komponentenfilms (112 ) des ersten magnetischen Dünnfilms (11) höher als die Curietemperatur TC11 des ersten Komponentenfilms (111 ) desselben ist, ferner mit den folgenden Schritten: – Modulieren, entsprechend einem aufzuzeichnenden Informationssignal, einer ersten Heizbedingung zum Erwärmen des Mediums auf eine Temperatur T1, die in der Nähe der Curietemperatur TC11 liegt und keine Umkehrung des magnetischen Moments im zweiten magnetischen Dünnfilm (12) hervorruft und dazu ausreicht, das magnetische Moment im zweiten Komponentenfilm (112 ) des ersten magnetischen Dünnfilms (11) in Übereinstimmung mit dem magnetischen Moment im zweiten magnetischen Dünnfilm (12) zu ändern, und einer zweiten Heizbedingung zum Erwärmen desselben auf eine Temperatur T2 über der Curietemperatur TC12, die dazu ausreicht, für eine Umkehrung des magnetischen Moments im zweiten magnetischen Dünnfilm (12) zu sorgen; und – Abkühlen des Mediums von den erwärmten Zuständen aus in solcher Weise, dass die Aufzeichnungsmagnetisierung in Übereinstimmung mit der Magnetisierung im zweiten Komponentenfilm (112 ) des ersten magnetischen Dünnfilms (11) auch im ersten Komponentenfilm (111 ) desselben ausgebildet wird.
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