专利名称：畴壁位移型磁光媒体及其再现方法
技术领域：
本发明涉及适于再现信息的磁光媒体，利用温度梯度造成的畴壁位移，并且也涉及一用于这一媒体的再现方法。
一般地，光记录媒体的线性记录密度依赖于再现光系统的激光波长和物镜的数值孔径NA。换句话说，束腰的直径由该再现光系统的激光波长和物镜的数值孔径NA确定。那么，可用于信号再现的记录坑的空间频率最大是2NA/λ。所以，有必要将短激光波长用于再现光系统以及增大物镜的数值孔径以在传统的光盘中实现高的记录密度。然而，从设备工作效率和产生热的问题的角度看，减小激光波长不容易。另外，随着物镜数值孔径的增大，因为浅焦深及其它原因，对设备的机械精度有更多的严格要求。
考虑到这些问题，人们开发了各种各样的所谓的超分辨技术，这些技术从记录媒体上为信号的再现提供新颖的构型，以便提高记录密度而不改变激光波长和数值孔径。
例如，日本公开专利申请第3-93058号提出一信号再现方法，该方法使用一多层膜，该膜含有一信号记录在其中的记忆层和一读出层，这两层相互磁耦合起来，并且该方法通过首先调准读出层的磁化方向，随后用激光束辐射加热读出层，能传递来自记忆层的被记录的信号，以便信号可传到读出层的被加热的区域，同时读出被传递的信号。这一方法可以减少信号再现期间符号间(inter-symbol)干扰，并以大于2NA/λ的空间频率再现信号，因为，通过用激光束加热直到该区域达到信号转换温度以从该区域取出记录信号的区域可限制成一小于信号再现激光束的斑点直径的范围。
然而，上面提出的信号再现方法有一缺点，即有效地用于信号探测和信号检索的区域小于信号再现激光束的光斑直径，由此再现的信号显示出仅仅一小的振幅和一小的输出电平。换句话说，有效地用于信号探测的区域相应于光斑直径不能过分地减小。这样，已提出的方法不能明显地提高相对于理论上由光系统的衍射所限制的记录密度。
为了解决上面的问题，日本公开专利申请第6-290496号公开了一方法，该方法通过将沿每一记录标记(磁畴)定位的畴壁沿记录媒体中产生的温度梯度移到高温侧而将以超过光学系统的分辨能力的高密度记录的信号取出而不降低再现信号的振幅。
下面将较详细地描述这一信号再现方法。
附图的图8A到8C示意说明公开在上面提到的专利文件中的磁光记录媒体和用于这种磁光记录媒体的信息再现方法。图8A是表明磁光记录媒体构型和一区域的磁化情形的示意横截面图，该区域用一信号再现光束照射，图8B是说明当用光束照射时产生在磁光记录媒体中的温度分布图，而图8C是说明畴壁位移层的畴壁能密度σ的分布图，其相应于图8B的温度分布。
如图8A所示，磁光记录媒体的磁性层有一多层结构，该多层结构通过顺次布置磁性层111 112和113形成，层111是一畴壁位移层，112是开关层，113是记忆层，其中磁性层111安排在被信号再现光束照射的一侧。在图8A中，层中的箭头114表示原子的自旋方向。每一畴壁115形成在沿两区域的界面部分，原子自旋的各自方向114在这两个区域正好相反。
在图8A中，箭头118表示记录媒体移动的方向。当记录媒体在移动方向118移动时，光束斑点116沿记录媒体的信息轨道移动。如图8B所示，当从光束移动方向看时用光束斑点116照射的区域的温度T自该斑点的前部升高以产生一温度分布，在该温度分布中，温度在位置Xc到达峰值，也要注意在位置Xa该媒体达到温度Ts，温度Ts接近磁性层112的居里(Curie)温度。
如图8C所示，磁性层111的畴壁能量密度σ的分布在位于光束斑点116的尾端附近的温度峰值附近到达最低值并朝着斑点前端方向逐渐地上升，。当畴壁能量密度σ沿可变位置X显示一梯度时，在位置X的每一层的畴壁受到力F的作用，力F由下面的公式(1)定义。F=∂σ/∂X---(1)]]>施加F使得朝较低的畴壁能量区域移动畴壁。因为磁性层111的畴壁矫顽力很小并且畴壁容易被一大范围移动，所以，当磁性层是单层结构时，畴壁115将容易地被力F移动。然而，媒体的温度低于Ts，磁性层111通过交换耦合耦合到磁性层113，层113在相对于斑点位于位置Xa前面的区域中显示一大的畴壁矫顽力，以致于畴壁115不能被位移，而严格地保持在相当于有大矫顽力的磁性层113中畴壁的位置。
借助这种磁光记录媒体，随着它在适当方向118上的移动及磁性层111的畴壁115到达位置Xa，在畴壁115处的媒体的温度上升到Ts，该温度接近磁性层112的居里温度，以打破磁性层111和113间的交换耦合。结果，磁性层111的畴壁115立即被位移向一显示较高温度和较小的畴壁能密度的区域，如断续箭头117所示。当畴壁115在光束斑点116下面穿过时，磁性层111的原子自旋被强制指向同一方向。
由于媒体的运动每次畴壁到达位置Xa，它立即在光束斑点16下面穿过，以扩大记录磁畴从位置Xa伸展到位置Xc，并强制磁性层111的原子自旋指向同一方向。然后，被取出的信号不断地显示最大可能的幅值，而不被已记录信号的畴壁间的长度(或记录痕迹的长度)所限，并且完全摆脱了波形干涉的问题，这种干涉是由光的衍射限和其它问题引起的。
然而，借助于上面描述的根据日本公开的专利申请第6-290496的信号再现方法，如图8C所示在接近Ts的温度，引起畴壁位移需要的力F不特别大。这样，畴壁位移的起始点可能波动而对取出的信号产生大的抖动，这样可能降低取出的信号的质量。
在本发明的一个方面中，提供的磁光记录媒体包括一畴壁位移层，用于移动畴壁；一记录层，用于储存信息；一开关层，该层安排在畴壁位移层和记录层之间，并且有一低于畴壁位移层和记录层的居里温度。
其中畴壁位移层，开关层和记录层在不高于开关层的居里温度的温度处，通过交换耦合耦合起来，畴壁位移层的饱和磁化和记录层的饱和磁化，在接近开关层的居里温度的温度，通过交换耦合而耦合起来的状态中相互反平行。
在本发明的另一方面中，提供一借助于上面的磁光记录媒体而使用的再现方法，包括用激光束形成预定的温度分布，该温度分布含有一超过磁光记录媒体上的开关层的居里温度的温度区；在一含有超过开关层的居里温度的温度区的区域，打断在畴壁位移层和记录层之间的交换耦合，该形成在所述畴壁位移层中的畴壁沿着该温度分布的温度梯度朝向高温侧位移；利用从媒体上反射的激光束探测储存在记录层的信息。
图1B是一曲线，说明当被信号再现光束照射时，产生在图1A中的磁光记录媒体上的温度分布。
图1C是一曲线，说明相应于图1B的温度分布的畴壁位移层的畴壁能量密度6和作用在畴壁上的力F1的分布。
图1D是一曲线，说明相应于图1B的温度分布的畴壁位移层和记录层饱和磁化分布。
图1E是一曲线，说明图1A中的静磁力分布。
图2A是一典型的被记录磁畴的示意图解说明，这些畴壁形成在记录层中。
图2B是一曲线，示意说明基于示于图1A到图1E的信息再现原理再现自磁畴的信号波形。
图2C是一曲线，示意说明通过已知的再现方法再现自磁畴的一信号波形。
图3是一记录/再现装置的光学系统示意图解说明，该装置能将数据记录在磁光记录媒体并从磁光记录媒体再现数据，该磁光记录媒体图解说明在图1A到图1E中。
图4是例1的磁光记录媒体的示意横截面图，说明它的多层结构。
图5A是比较例1的磁光记录媒体的示意横截面图，说明它的构型和当被信号再现光束照射时，磁化状态的变化。
图5B是一曲线，说明畴壁位移层的饱和磁化分布和记录层的饱和磁化分布，该分布相应于被图5A的信号再现光束照射时产生在记录层的温度分布。
图5C是一曲线，说明图5A中的静磁力分布。
图6A是例2的磁光记录媒体的示意横截面图，说明它的构型和磁化状态被信号再现光束照射时它的变化。
图6B是一曲线，说明畴壁位移层的饱和磁化分布和记录层的饱和磁化分布，该分布相应于被图6A中的信号再现光束照射时产生在记录媒体中温度分布。
图6C是一曲线，说明由图6B的饱和磁化分布产生的静磁力分布。
图7是一曲线，说明铁磁材料的补偿温度。
图8A，8B和8C示意说明一已知的磁光记录媒体和从这一记录媒体再现信息的原理。
图1A说明这一磁光记录媒体实施方案的基本构型。参考图1A，该实施方案包括一增强层9，一磁性层1，即畴壁位移层，一磁性层2，即开关层，另一磁性层3，即记录层，和一个保护层10，这些层依次布置在基片8上。磁性层1位于紧靠被信号再现光束照射的表面。信号再现光束，即激光束11，发自基片8的一侧，以便在磁性层1的表面上产生一信号再现斑点。随着媒体在图1中的箭头A方向的移动，信号再现斑点在信息磁道移动。
因为磁性层1和3通过交换耦合耦合在一起，记录的磁畴3a，3b，3c，3d等依次形成在磁性层3上，在媒体的温度不高于磁性层2的居里温度的区域中记录了信息的磁畴无改变地被传递到磁性层1上。在图1A中，由于磁性层3的记录磁畴3a的移动，产生出记录磁畴1a。在图1A中，每一白箭头4表示磁畴的饱和磁化，而每一黑箭头表示相应磁畴中的过渡金属子晶格磁化的方向。
如图1B所示，被激光束11照射的区域出现了一温度分布型式，该型式含有一相应于激光束11的移动方向的确定的温度梯度。在图1B的例子中，记录媒体的温度在位置Xa已达到磁性层2的居里温度Ts，Xa位于激光束11的信号再现光斑(在信号再现光斑的移动方向上观察)的前端的稍后(图1A的左边)，在位于位置Xa后面的区域，记录媒体的温度超过居里温度Ts以打断磁性层1和3的交换耦合。
图1C说明相应于图1B的温度分布，磁性层1的畴壁能量密度6的分布和作用在该畴壁上的力F1的分布。从图1C可看出，该分布沿可变位置X方向(或信号再现光斑的移动方向)显示一梯度，并紧靠示于图1B的温度分布的峰值位于一最小点。当畴壁能量密度6沿可变位置X显示一梯度时，在位置X的每一层的畴壁受到力F1作用，力F1由下面的公式(2)确定。F1=∂σ/∂X---(2)]]>力F1被施加使得畴壁移向低畴壁能区。由于和开关层2及记录层3的畴壁矫顽力比较，磁性层1的畴壁矫顽力很小，由此畴壁易于被位移一大的范围，畴壁6将被力F1移动。然而，媒体的温度在位于位置Xa的前面(相应于Xa右面)的区域，低于磁性层2的居里温度Ts这样，由于和具有大矫顽力的磁性层3的交换耦合，畴壁被严格地保持在相应于磁性层3的畴壁的一位置。
借助这一磁光记录媒体，当它在箭头A的方向移动并且磁性层1的畴壁6到达位置Xa时，该媒体的温度在畴壁6的位置上升到磁性层2的居里温度Ts，而打断磁性层1和3的交换耦合。结果，磁性层1的畴壁6被立即移向显示较高的温度和较小的畴壁能密度的一区域，如断续箭头7示出。这样，由于媒体的移动，畴壁6每次到达位置Xa时，畴壁在信号再现光斑下面立即穿过。
由力F1引起的该畴壁移动的原理，和公开在上面提到的日本公开专利申请第6-290496号上的磁光记录媒体的畴壁移动原理相同。然而，就这一磁光记录媒体实施方案而论，畴壁除受到上面的力F1外，也受到静磁力F2的作用，该力由磁性层1和3的饱和磁化产生。
在这一实施方案中，示于图1D中的饱和磁化相应于图1B的温度分布而出现。在图1D中，饱和磁化Ms1是产生在磁性层1的饱和磁化，而饱和磁化Ms3是产生在磁性层3的饱和磁化。在磁性层2的居里温度Ts及该温度附近，稀土子晶格磁化在磁性层1中占优势，而过渡金属子晶格磁化在磁性层3中占优势。
这样，磁性层1的记录磁畴受到静磁力F2(示于图1E中的F2b和F2c)的作用，该力和饱和磁化Ms1、Ms3成比例，饱和磁化Ms1、Ms3是由产生自磁性层3的记录磁畴的泄露磁场引起的。当磁性层1的被扩展的磁畴的饱和磁化和磁性层3的相应的记录了信息的磁畴的饱和磁化指向同一方向时，(磁性层3的相应的记录了信息的磁畴位于被扩展的磁畴经过的位置)，静磁力F2导向可靠地扩展该磁畴。借助于这一磁光记录媒体的实施方案，利用导致扩展磁畴的静磁力F2提供一移动该畴壁的辅助效应。
下面将描述来自这一磁光记录媒体实施方案的再现信息的操作。
如图1D所示出及上面的描述的，借助于这一磁光记录媒体实施方案，在磁性层2的居里温度Ts及其附近处，在磁性层1中，稀土子晶格磁化占优势，而在磁性层3中，过渡金属子晶格磁化占优势。所以，磁性层1的记录了信息的畴壁1a的饱和磁化Ms1和磁性层3的记录了信息的畴壁3a的饱和磁化Ms3，在磁性层1和3之间变成相互反平行(即指向相对)，而磁性层1和3在位置Xa及其附近通过交换耦合耦合起来，在位置Xa处媒体温度达到磁性层2的居里温度Ts。
首先，假定畴壁6通过位置Xa(在该位置媒体的温度达到磁性层2的居里温度Ts)和位置Xb(磁性层3的记录了信息的磁畴3b和3c之间的畴壁位于该位置)之间的区域。因为磁性层1的记录了信息的磁畴1a的饱和磁化Ms1和磁性层3的记录了信息的磁畴3b的饱和磁化Ms3指向同一方向，所以，在这一区域产生了如图1E所示的静磁力F2b，该力产生的效果是扩展磁畴。这样，静磁力F2b和由上面的公式(2)确定的力F1驱动畴壁6移动。由于导致磁畴扩展的静磁力F2b的作用，在达到温度Ts后驱动畴壁6的力明显地增加从而稳定该畴壁位移的起始点。
假定畴壁6通过位置Xb和位置Xc(磁性层3的记录了信息的磁畴3c和3d之间的畴壁位于该位置)之间的区域。在这一区域，因为磁性层1的记录了信息的磁畴1a的饱和磁化Ms1和磁性层3的记录了信息的磁畴3c的饱和磁化Ms3指向相反的方向，产生了示于图1E的静磁力F2c，该力所产生的效果不是扩展磁畴。然而，这一区域中媒体的温度足够地高，所以静磁力F2c很小。另外，由于由上面的公式(2)确定的力F1足够大，它独自足以驱动畴壁6移动。
从上面的描述将能理解，借助于这一磁光记录媒体的实施方案，从畴壁移动的刚开始获得用于驱动畴壁的一足够的力。图2A是一典型记录了信息的磁畴的示意图解说明，该磁畴形成在记录层中，图2B是一曲线，示意说明一信号波形，该信号通过上面描述的方法再现自图2A的记录了信息的磁畴，而图2C是一曲线，示意说明一信号波形，该信号通过一已知的再现方法再现自该记录了信息的磁畴。在图2A中，每一黑箭头表示相应的磁畴中的过渡金属子晶格的磁化。每一记录了信息的磁畴的子晶格的磁化方向，和两边的记录了信息的磁畴的子晶格磁化方向相反。通过比较图2B和图2C将理解，在这一磁光记录媒体的实施方案中，当一畴壁到达位置Xa后，它立即可靠地开始移动，并再现一显示很好形状的矩形波形的信号以抑制抖动。
上面的磁光记录媒体实施方案中，在磁性层2的居里温度和该温度附近，虽然磁性层3中过渡金属子晶格磁化占优势，作为另一选择，可这样安排该实施方案使得稀土金属子晶格磁化在磁性层3中占优势。
另外，为了用热的方法调整该实施方案成为可能，上面描述的磁光记录媒体实施方案可附加包括一Al，AlTa，AlTi，AlCr或Cu的金属层。该实施方案还可另外包括一由聚合树脂制成的保护涂层。上面的媒体可以通过粘合支撑这些分立层的基片构成，这些分立层在基片上。
在上面描述的磁光记录媒体实施方案中，磁性层1到3可由任意各种各样的磁性材料制成。例如，它们可由稀土-铁族元素非晶合金制成，该合金包含一种或多种稀土金属元素和一种或多种铁族元素，这些稀土金属元素有代表性地以10at％到40at％的比例选自Pr，Nd，Sm，Gd，Tb，Dy，Ho，这些铁族元素有代表性地以90at％到60at％的比例选自Fe，Co，Ni。为了改善磁性层的抗腐蚀效果，选自Cr，Mn，Cu，Ti，Al，Si，Pt，In的一元素可以加到一小比例。
如果使用稀土-铁族元素非晶合金，通过控制稀土元素对铁族元素的成份比例，可控制饱和磁化。而通过控制成份比例，也可控制居里温度，但使用部分地用Co代替Fe得到的铁族元素作为材料及控制替代程度的方法，可更适宜地被采用以独立地控制饱和磁化。尤其是，由于通过以1at％的比例用Co代替Fe，居里温度预计上升大约6C，使用这一关系，有可能调整添加Co的比率以得到希望得到的居里温度。通过将一种或多种诸如Cr和Ti的非磁性元素加至一少量，也有可能降低居里温度。居里温度也可通过使用两种或多于两种的稀土元素和调整它们的成份比率控制。
作为另一选择，可以使用诸如石榴石，铂族-铁族元素周期结构薄膜或铂族-铁族合金材料。
更可取地，垂直磁各向异性很低的稀土-铁族元素非晶合金，例如GdCo，GdFeCo，GdFe或NdGdFeCo或诸如石榴石的用于磁泡存储器的材料，可用作磁性层1。另一方面，更可取地，磁性层3由诸如TbFeCo，DyFeCo，TbDyFeCo的稀土-铁族元素非晶合金或一铂族-铁族元素周期结构膜制成，该合金的垂直磁各向异性很高，诸如Pt/Co或Pd/Co的铂族-铁族元素周期结构膜的垂直磁各向异性也很高，因为这些合金可稳定地保持一磁化状态。
在邻近的信息磁轨之间，在内层膜方向上，至少磁性层1的交换耦合被打破。结果，畴壁可沿信息磁轨平滑地移动。通过使信息磁轨间的磁性层退火，使用一高输出功率激光束，可以实现这一情况。
下面将简要地讨论将一数据信号记录到该磁光记录媒体实施方案的操作。
通过调节作为被记录的数据信号函数的外部磁场，同时用足够的功率将磁性层3的温度升高到高于它的居里温度，而沿着磁轨移动媒体和照射激光束，或者通过将一磁场施加在一预定的方向及调节该激光束照射磁轨的功率作为被记录数据信号的函数，一数据信号被记录下来。借助后者的技术，通过用这样的一种方式，即仅该光斑的一预定的区域被升高到接近磁性层3的居里温度的温度，来调节激光束的密度，有可能形成一小于光斑直径的被记录磁畴。
图3是一记录/再现装置的光学系统的示意说明，该装置能将数据记录在如图1A到1E所示的磁光记录媒体上，或从该媒体上再现数据。在图3中，激光束源81适宜用作记录/再现数据及发出一波长为680nm的激光束。
参考图3，准直器透镜83，束成形分离器84，物镜85根据发自激光束源81的激光束的移动方向顺序地安置。束成形分离器84这样设计，使得它以70％到80％的比例，传输发自激光束源81的激光束(680nm)的P-偏振成份，并且以100％的比例反射该激光束的S-偏振成份。物镜85被安排成和磁光记录媒体86面对面，该媒体根据含有示于图1A中的构型的发明。发自激光束源81的激光束通过物镜85聚焦在媒体86的记录了信息的表面。
尤其是，借助这一记录/再现装置，发自激光束源81的激光束(680nm)聚焦在该磁光记录媒体86的记录表面的纹槽(或纹间表面)上，以便产生一信号记录/再现束斑。通过使用该信号记录/再现束斑，典型地通过以1.5米/秒的线性速度移动该磁光记录媒体86，而再现数据。借助于这一安排，可加热该记录媒体使它显示一示于图1B中的温度梯度用于信号再现。
现在用例子且参考附图进一步描述根据本发明的磁光记录媒体。(例1)图4是例1的磁光记录媒体的示意截面图，说明该磁光记录媒体的基本多层结构。和上面参考图1A描述的磁光记录媒体一样，这一磁光记录媒体包括一底层9，一磁性层1，即畴壁位移层，另一磁性层2，即开关层，又一磁性层3，即记录层，一表面层10，这些层顺序地布置在基片8上。
基片8典型地由聚碳酸脂或玻璃制成。在这一例子中，一平区/凹槽记录型玻璃2P基片被用作基片8，该基片含有0.6μm的轨迹间距和约180nm的槽深。底层9典型地由诸如Si3N4，AlN，SiO2，SiO，ZnS或MgF2的透明介电材料制成。一类似的介电材料可用作表面层10，形成该表面层用作保护层。通过使用磁控管溅射系统，连续蒸发或其它适当的技术连续的溅射，可形成这些层。
当连续地形成磁性层1-3而未削弱薄膜形成系统的真空时，通过交换耦合磁性层1到3可耦合起来。在存在其它磁性层1和3的情况下，一稀土-铁族元素非晶合金被用于是开关层的磁性层2，事实上层2是一Tb0.19Fe0.81的垂直磁化膜，它的居里温度Ts大约是150℃并且低于其它两磁性层1和3的温度。这一磁性层2在低于居里温度Ts温度下，可和其它两磁性层1和3的每一层耦合起来。Gd0.25Fe0.60Co0.10Al0.05被用于是畴壁位移层的磁性层1，它的畴壁迁移率大于其它两磁性层2和3，它的垂直磁各向异性小于其它两磁性层2和3。磁性层1有一约为270℃的居里温度，并且在磁性层1中，在磁性层2的居里温度Ts(约150℃)温度和该温度附近，稀土子晶格磁化占优势。
在是记录层的磁性层3中可形成非常小的记录坑，并且这些坑可牢固地保持。具有大的矫顽力的Tb0.22Fe0.58Co0.20被用于磁性层3。磁性层3的居里温度是大约300℃，并且在磁性层3中，在磁性层2的居里温度Ts(大约150℃)及其附近，过渡金属子晶格磁化占优势。至于磁性膜1到3的膜厚，磁性膜1(畴壁位移层)是约30nm厚，磁性层2(开关层)是约10nm厚，而磁性层(记录层)约是80nm厚。
对于在凹槽处的信号再现，对具有上面描述的构型的磁光媒体作出评价。通过使用一记录光学系统，通过5MHz调节3000Oe(奥斯忒(CGS电磁单位制)的外部磁场，同时发出一3mw的激光功率输出级的激光束，将数据记录在磁性层3中，该光学系统具有680nm波长λ的激光束和具有0.55的数值孔径NA、1.5m/s的线性速度移动的物镜。使用具有1.5mw激光功率输出级的激光束，再现被记录的数据而获得显示完好矩形波形的信号，该波形如图2B所示，在位置Xa的后面立即上升。(比较例1)图5A到5C示意说明来自比较例1的磁光记录的再现信号的原理，比较例1和例1相比较。图5A是比较例1的磁光记录媒体的示意截面图，说明当用一信号再现光束照射时，它的构型和在磁光记录媒体磁化状态的变化。图5B是一曲线图，说明畴壁位移层的饱和磁化分布和记录层的饱和磁化分布，该分布相应于用信号再现光束照射时，产生在记录媒体中的温度分布。而图5C是一曲线，说明由图5B的饱和磁化产生的静磁力分布。虽然图5A中用参考符号1′到11′表示的组成部分基本上和图1A中的组成部分1到11相同，磁性层1′，即畴壁位移层，有不同于图1A的磁性层1的成份。
在这一比较例的磁光记录媒体中，Gd0.22Fe0.62Co0.10Al0.06用作磁性层1′，它的畴壁迁移率大于其它磁性层2′和3′的畴壁迁移率并且它的垂直磁各向异性小于其它层2′和3′的各向异性。磁性层1′有大约270C的居里温度，并且磁性层1′中，在磁性层2′的居里温度Ts(大约150C)及其附近，过渡金属子晶格磁化占优势。所以，磁性层1′的记录了信息的畴壁21a的饱和磁化Ms1和磁性层3′的记录了信息的畴壁23a的饱和磁化Ms3，在磁性层1′和3′之间变为相互平行(指向同一方向)，磁性层1′和3′在位置Xa及其附近通过交换耦合耦合起来，在位置Xa媒体的温度达到磁性层2′的居里温度Ts。
现在，假定畴壁6′穿过位置Xa和位置Xb之间的区域(磁性层3′的记录了信息的磁畴23b和23c之间的畴壁位于该区域)。因为使得磁性层1′的记录了信息的磁畴21a的饱和磁化Ms1和磁性层3′的记录了信息的磁畴23b的饱和磁化Ms3相互反平行(即指向相反)，所以，在这一区域中，产生了示于图5C中的静磁力F2b，该力的作用不是伸展磁畴。因为力F1对于启动畴壁位移太小，另外静磁力F2b的作用不是扩展该磁畴，所以，畴壁6′达到温度Ts后，难以立即移动它。这样，畴壁位移的起始点变得很不稳定。
如同像例1情况下对于信号再现，对这一比较例的磁光记录媒体作出评价。然而，发现该再现信号在位置Xa后并不立刻上升并且显示示于图2C的一圆形的信号波形。能够确定这一比较例的畴壁位移，和例1相比较在位置Xa正好之后的位置被延迟。(例2)图6A到6C示意说明从例2的磁光记录媒体再现信号的原理。图6A是例2的磁光记录媒体的示意截面图，说明它的构型和当用一再现光束照射时，在它的磁化状态的变化，图6B是一曲线，说明畴壁位移层的饱和磁化分布和记录层的饱和磁化分布，该分布相应于用再现激光束照射时，产生在记录层的温度分布，而图6C是一曲线，说明由图6B的饱和磁化分布产生的静磁力的分布。在图6A中，同于或类似于图1A的组成部分的部分分别用和图1A相同的参考符号标出。
该例的磁光记录媒体，除畴壁位移层的成份不同于例1的样品的成份外，和例1的磁光记录媒体完全相同。更特别的是，Gd0.23Fe0.61Co0.10Al0.06被用于磁性层1，它的畴壁迁移率大于其它磁性层2和3的畴壁迁移率并且它的垂直磁各向异性小于其它层2和3的畴壁迁移率，它是一畴壁位移层。磁性层1有大约260℃的居里温度，在磁性层1中在大约150℃(是开关层的磁性层2的居里温度)时，稀土子晶格磁化占优势。另外，在150℃和居里温度或磁性层1的260℃之间，发现磁性层1的补偿温度。
在这一例的磁光记录媒体中，在磁性层1和3之间，磁性层1的记录了信息的畴壁31a的饱和磁哈Ms1和磁性层3的记录了信息的畴壁33a的饱和磁化Ms3，变为相互反平行(即指向相反)，磁性层1和3在位置Xa及其附近，通过交换耦合耦合起来，在位置Xa处，该媒体的温度达到磁性层2的居里温度Ts。
首先，假定畴壁6穿过位置Xa和位置Xb(记录了信息的磁畴33b和33c间的畴壁位于该处)之间的区域。在这一区域中，因为磁性层1的记录了信息的磁畴31a的饱和磁化Ms1和磁性层3的记录了信息的磁畴33b的饱和磁化Ms3相互平行(并且指向同一方向)，所以产生了示于图6C的静磁力F2b，它的作用是扩展磁畴。这样，静磁力F2b和由上面的公式(2)确定的力F1驱动畴壁6移动。由于产生了用于扩展磁畴的静磁力F2b的作用，刚好到达起动畴壁位移的温度Ts后驱动畴壁6的力增加，从而稳定该畴壁位移的起始点。
现在，假定畴壁6穿过位置Xb和Xc之间的区域(畴壁位移以后畴壁6位于该区域，并且磁性层3的记录了信息的磁畴33c，33d之间的畴壁也位于该区域)。然而，在这一区域，和例1的样品不同，由于磁性层1的记录了信息的畴壁31a达到补偿温度，磁性层1的饱和磁化Ms1减小到零(见图6B)，由此，阻止畴壁位移的静磁力F2c变得很小(见图6C)。因为由公式(2)确定的力F1足够大，它单独一个就足以驱动畴壁6。
现在，将简要描述补偿温度。图7是一曲线图，说明铁磁性材料的补偿温度。该曲线图的纵轴代表饱和磁化，水平横轴代表温度。在图7中，白箭头表示饱和磁化而黑箭头表示过渡金属子晶格磁化，用断续线画出的箭头表示稀土子晶格磁化。如图7所示，铁磁性材料的饱和磁化随着温度的上升而减小，并且在一给定的温度它的方向倒转。饱和磁化变为倒转的温度被称为补偿温度。在补偿温度饱和磁化Ms成为零。然而，应当注意，如图7所示，当饱和磁化减小到零时子晶格仍保持磁矩。通过调节磁性层1的成份比率，可调节补偿温度。
为了得到一足够强的信号，过渡金属子晶格磁矩需要在位置Xa和位置Xb之间的一宽的区域上保持。在例1的样品的情况下，因为在过渡金属子晶格磁矩存在及由此保持泄露磁场感应的温度处，得到饱和磁化Ms，所以力F2保持在一微小的范围，该力的作用是阻止扩展磁畴。相反，借助本例的样品，即制出该样品以在位置Xa和位置Xc间显示补偿温度，如果允许过渡金属子晶格磁矩在这一区域存在，可使泄露磁场的感应很小。
如同例1，对于信号再现，对该例的磁光记录媒体作出评价，发现该媒体再现一矩形信号波形，该波形的形状好于在例1中得到的信号波形。(例3)这一例的磁光记录媒体，除畴壁位移层的成份、开关层的成份及记录层的成份和例1的样品的成份不同外，和例1的磁光记录媒体完全相同。更特别地，一Tb0.19Fe0.73Al0.08的合成物被用作开关层，以使它的居里温度Ts等于大约130℃，一Gd0.22Fe0.61Co0.10Al0.07的合成物被用作畴壁位移层，以使它的居里温度Ts等于大约260℃，并且使过渡金属子晶格磁化在开关层的居里温度Ts(130℃)及其附近成为主导，而Tb0.25Fe0.52Co0.23用作记录层，以使它的居里温度Ts等于大约320℃，并且在开关层的居里温度Ts(130℃)处及其附近稀土子晶格磁化成为主导。
如同例1对于信号再现，对这一例的磁光记录媒体作出评价，发现该媒体能再现一与例1和例2的样品比较具有更大幅度的矩形信号波形。
权利要求
1.一磁光记录媒体包括一畴壁位移层，用于移动畴壁；一记录层，用于储存信息；以及一开关层，布置在所述的畴壁位移层和所述的记录层之间，并有低于所述的畴壁位移层和所述的记录层的居里温度的居里温度，其中，所述的畴壁位移层，所述的开关层和所述的记录层，在不高于所述开关层的居里温度的温度下，通过交换耦合而耦合，所述畴壁位移层的饱和磁化和所述记录层的饱和磁化，在接近所述开关层的居里温度的温度下由交换耦合而耦合在一起的状态中，相互反平行。
2.根据权利要求1的一记录媒体，其中形成所述的畴壁位移层以使在所述的开关层的居里温度及其附近它的稀土子晶格磁化占主导地位，而形成所述的记录层，以使在所述的开关层的居里温度及其附近它的过渡金属子晶格磁化占主导地位。
3.根据权利要求2的一记录媒体，其中所述的畴壁位移层，在它自己的居里温度和所述的开关层的居里温度之间显示一补偿温度。
4.根据权利要求1的一记录媒体，其中形成所述的畴壁位移层，以使在所述的开关层的居里温度及其附近它的过渡金属子晶格磁化占主导地位，而形成所述的记录层，以使在所述的开关层的居里温度及其附近它的稀土子晶格磁化占主导地位。
5.和根据权利要求1到4的任一项的磁光记录媒体一起使用的一再现方法，所述的方法包括使用激光束在所述的磁光记录媒体上，形成预置的温度分布的步骤，该分布含有一超过所述开关层的居里温度的温度区；在超过所述开关层的居里温度的温度区的一区域，打破所述的畴壁位移层和所述的记录层之间的交换耦合，及沿着该温度分布的温度梯度向着高温侧移动形成在所述的畴壁位移层中的畴壁的步骤；利用从所述的媒体反射的激光束探测贮存在所述的记录层中的信息的步骤。
全文摘要
一磁光记录媒体包括一移动畴壁的畴壁位移层(1),存储信息的记录层(3)和一开关层(2),该开关层布置在所述的畴壁位移层和所述的记录层之间,并显示低于所述的畴壁位移层和所述的记录层的居里温度的居里温度。畴壁位移层,开关层和记录层,在不高于开关层的居里温度的温度处,由交换耦合耦合起来。畴壁位移层的饱和磁化和记录层的饱和磁化,在紧靠开关层的居里温度的温度通过交换耦合耦合起来的状态中,相互反平行。该磁光记录媒体可以再现信号,消除畴壁位移的起动点的波动并抑制抖动。
文档编号G11B11/00GK1366305SQ02101809
公开日2002年8月28日 申请日期2002年1月11日 优先权日2001年1月12日
发明者青木由香里 申请人:佳能株式会社