專利名稱：磁光記錄的方法、設(shè)備及介質(zhì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于能直接改寫的磁光記錄的方法、設(shè)備和介質(zhì)。
在磁光記錄中，已經(jīng)推出了各種直接改寫的方法來改善數(shù)據(jù)率。典型的有使用雙重涂層膜片的光調(diào)制法，該方法在日本公開的未審查的專利申請(JA PUPA)62-175948中已經(jīng)披露。
該項(xiàng)申請的內(nèi)容也由馬祖莫托等人在題為“光功率調(diào)制對雙重涂層的磁光介質(zhì)的直接改寫”(Matsumoto et al.“Direct Qoerite by Light Power Modulation on Magneto-Optical Double-Layered Media”Digest of 53rd Semina，the Magnetics Society of Japan 1987，P.87)的論文中作了報(bào)導(dǎo)。
在這種方法中所使用的記錄介質(zhì)有一層記錄層，它由二層(一層為存儲層，一層為基準(zhǔn)層)交換耦合的(exchange-coupled)層組成。利用這二層在矯頑磁力溫度特性上的差異來進(jìn)行改寫。

圖1示出了這兩層的磁特性，圖2示出了改寫過程。
如圖1所示，由于適當(dāng)?shù)目刂屏诉@兩層的組成，在室溫(Tamb1)下，基準(zhǔn)層的矯頑磁力(Hr2)比存儲層的矯頑磁力(Hr1)小，而基準(zhǔn)層的居里溫度(Tc2)卻比存儲層的居里溫度(Tc1)高。由圖2可見，這種方法的特征之一是在將數(shù)據(jù)記錄到存儲層以前要加一個(gè)初始化磁場和一個(gè)用來記錄的致偏磁場。致偏磁場和初始化磁場的方法反向平行。致偏場的值Hb設(shè)置得比較小，使得在L處理中保證基準(zhǔn)層的磁化不被反相，這在下面還要論及。另一方面，初始化場的值Hini設(shè)置成大于Hr2，但小于Hr1。結(jié)果，只使基準(zhǔn)層的磁化方向與Hini平行(圖中為朝下)，而記錄在存儲層中的數(shù)據(jù)并不受Hini的影響。
為了記錄數(shù)據(jù)，要根據(jù)所要錄取的位數(shù)據(jù)(bit data)進(jìn)行H處理或L處理。在L處理中，發(fā)射出一個(gè)低功率的激光，使得存儲層溫度TmL滿足Tcl＜TmL＜Tc2。此時(shí)，基準(zhǔn)層的磁化不會被反相。因此在冷卻過程中，由于與基準(zhǔn)層發(fā)生交換耦合，就確定了存儲層的磁化方向。這里，所謂“交換耦合”是指稀土金屬(RE)和過渡金屬(TM)原子的粒界網(wǎng)狀組織磁化會分別與那些即使不在一個(gè)層內(nèi)的類似原子的粒界網(wǎng)狀組織磁化列成直線的一種現(xiàn)象。因此，根據(jù)這二層組成成分的不同，由于一層在另一層冷卻過程中所產(chǎn)生的交換耦合的作用，使得這二層的磁化方向或者平行，或者反向平行。圖2所示是交換耦合使二層的磁化方向成為平行的情況。
在H處理時(shí)，激光源輻射出高功率的激光脈沖束，使得存儲層的溫度TmH高于Tc2。結(jié)果，在冷卻過程中，首先基準(zhǔn)層在致偏場的方向上(圖中為向下)得到磁化。也就是說，基準(zhǔn)層的磁化方向被反轉(zhuǎn)了。當(dāng)記錄層溫度降低時(shí)，由于與基準(zhǔn)層發(fā)生交換耦合，就確定了存儲層的磁化方向。因?yàn)榛鶞?zhǔn)層的磁化方向已經(jīng)與L處理時(shí)的磁化方向相反，因此存儲層的磁化方向也與L處理時(shí)的磁化方向相反。
如上所述，日本PUPA62-175948所提出的這種方法除了在記錄期間要加一個(gè)外磁場(致偏磁場)外，還需要另一個(gè)外磁場(初始化磁場)，以使在記錄(L處理或H處理)前對基準(zhǔn)層進(jìn)行初始化。這使設(shè)備較為復(fù)雜。上述方法還有一個(gè)問題，由于很強(qiáng)的初始化磁場的作用，記錄在存儲層內(nèi)的數(shù)據(jù)會有丟失。此外，這種方法對居里溫度和各層的矯頑磁力要求很嚴(yán)，使得在制備介質(zhì)的材料的選擇沒有多少余地，材料的成分也要精確加以控制。
已經(jīng)提出了一些方法可以不用初始化磁場其中付卡米等人在“四重涂層交換耦合PR-TM膜片磁光盤的新穎直接改寫技術(shù)”(TFukami and his colleagues′“Novel direct ouewtiting technology for magneto-optical disks by exchange-couped RE-TM quadrilayered films”J.Appl.pphys.67(9)，1May1990)中提出用四重涂層的膜片作為記錄介質(zhì)，使各層的居里溫度、矯頑磁力和層間交換耦合力都不相同。然而，在這種方法中介質(zhì)的涂層增加到四層，并且這些層還要滿足對于居里溫度、交換耦合力等等各種相對要求。因此，這種方法不僅沒有減輕對材料成分的種種限制，反而還增加了一些限制。為了滿足這些要求，必需對每層的成分進(jìn)行高精度的控制，從而介質(zhì)的生產(chǎn)成本就成了問題，影響到實(shí)際使用。此外，四層的總厚度達(dá)2600埃。這造成寫入效率較低，需要較高的激光能量。
因此，本發(fā)明的目的之一是提供一種能直接改寫的磁光記錄方法和設(shè)備，其中使用了一種多重涂層膜片，不需要初始化磁場，也就絕不會將原記錄的數(shù)據(jù)錯(cuò)誤地擦掉。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種對介質(zhì)材料成分要求不嚴(yán)的能直接改寫的磁光記錄方法和設(shè)備。
本發(fā)明的第三個(gè)目的是提供一種用于上述磁光記錄的介質(zhì)。
在記錄位數(shù)據(jù)的兩種處理中，JA PUPA62-175948所用的方法是，通過交換耦合使存儲層在由與基準(zhǔn)層交換耦合所決定的方向上得到磁化。因此，在記錄一種位數(shù)據(jù)的過程中必需將基準(zhǔn)層的磁化反相。這就是為什么這種方法要用一個(gè)外磁場(初始化磁場)在記錄前對基準(zhǔn)層進(jìn)行初始化的原因。
為了解決這個(gè)問題，本發(fā)明不用圖1所示的那種介質(zhì)，而用一種具有二層交換耦合的稀土金屬-過渡金屬(RE-TM)非晶層的新穎介質(zhì)。這二層的居里溫度幾乎相同，其中只有一層是沒有補(bǔ)償溫度的富RE層。這二層可以直接疊在一起，或者中間夾有一層不妨礙交換耦合的中間層。記錄前，事先將這兩層中的一層沿一個(gè)方向進(jìn)行磁化。無論哪一曾經(jīng)過磁化的RE-TM層都可以作為基準(zhǔn)層，而另一層則作為存儲層。在所有的數(shù)據(jù)寫入處理前，只需對基準(zhǔn)層進(jìn)行一次性的磁化即可。相反，對JA PUPA 62-175948而言。每當(dāng)要執(zhí)行數(shù)據(jù)寫入時(shí)(即在每次輻射激光脈沖前)都要對需寫入?yún)^(qū)的基準(zhǔn)層進(jìn)行磁化。由此可見，本發(fā)明中事先對基準(zhǔn)層的磁化與JA PUPA62-175948中所指的“初始化”是不相同的。
數(shù)據(jù)寫入的執(zhí)行情況如下(a)使介質(zhì)進(jìn)入致偏磁場，朝能源運(yùn)動，基準(zhǔn)層離能源要比存儲層遠(yuǎn)些;
(b)在記錄一種位數(shù)據(jù)時(shí)，發(fā)射出一個(gè)能使存儲層的溫度接近或高于其居里溫度而使基準(zhǔn)層的溫度保持低于其居里溫度的能量脈沖;
(c)在記錄另一種位數(shù)據(jù)時(shí)，發(fā)射出一個(gè)使這兩層的溫度都接近或高于其居里溫度的能量脈沖。
在步驟(b)，存儲層的磁化方向由與基準(zhǔn)層的交換耦合決定。在步驟(c)，存儲層的磁化方向由致偏場的方向決定。但是，無論在步驟(b)或步(c)中，基準(zhǔn)層的磁化方向乾都保持了原來的磁化方向。由于基準(zhǔn)層的磁化方向沒有反向，因此，這種介質(zhì)不需要JA PUPA 62-175948中所用的初始化磁場。
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的一些實(shí)例予以具體說明。在這些附圖中圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)中直接改寫磁光記錄介質(zhì)的矯頑磁力與溫度的關(guān)系;
圖2為說明現(xiàn)原有技術(shù)直接改寫磁光記錄方法原理的示意圖;
圖3為說明本發(fā)明的直接改寫磁光記錄介質(zhì)的矯頑磁力與溫度的關(guān)系的特性圖;
圖4示出了鋱鐵(TbFe)膜片的成分和磁特性之間的關(guān)系;
圖5示出了第一個(gè)磁光記錄介質(zhì)實(shí)例的矯頑磁力與溫度的關(guān)系;
圖6為使用圖5所示介質(zhì)進(jìn)行磁光記錄的L處理的示意圖;
圖7為使用圖5所示介質(zhì)進(jìn)行磁光記錄的H處理的示意圖;
圖8示出了第二個(gè)磁光記錄介質(zhì)實(shí)例的矯頑磁力與溫度的關(guān)系;
圖9為使用圖8所示介質(zhì)進(jìn)行磁光記錄的L處理的示意圖;
圖10為使用圖8所示介質(zhì)進(jìn)行磁光記錄的H處理的示意圖;
圖11示出了第三個(gè)磁光記錄介質(zhì)實(shí)例的矯頑磁力與溫度的關(guān)系;
圖12為使用圖11所示介質(zhì)進(jìn)行磁光記錄的L處理的示意圖;
圖13為使用圖11所示介質(zhì)進(jìn)行磁光記錄的H處理的示意圖;
圖14為長度可變的磁疇的寫入過程的示意圖;
圖15為說明本發(fā)明所推出的磁光記錄設(shè)備的組成的原理圖;
圖16為說明實(shí)驗(yàn)中所用的介質(zhì)成分的示意圖;
圖17為改寫后介質(zhì)表面的顯微照相圖。
(圖中標(biāo)記數(shù)10、20、30、56為存儲層，而12、22、32、56為基準(zhǔn)層)圖3示出了用于本發(fā)明的雙重涂層膜片的二種矯頑磁力的溫度特性。居里溫度為矯頑磁力為零處的溫度，而補(bǔ)償溫度則為矯頑磁力發(fā)散處的溫度。無論是哪種情況，均滿足下列二個(gè)要求(1)這兩層的居里溫度基本相等;
(2)只有一層是不存在補(bǔ)償溫度的富RE層。
例如，如果兩層都用典型的磁光記錄材料(TbFe膜)，由于居里溫度基本上不隨Tb和Fe的比例變化，因此就自動地滿足了要求(1)。就這方面來說，按照本發(fā)明制備介質(zhì)是比較容易的，因?yàn)楦鶕?jù)JA PUPA 62-175948所提出的方法，為了使兩層的居里溫度明顯不同，必需控制三、四種元素的混合和合成。采用TbFe膜，要求(2)也很容易滿足，只要一層的Tb成分比高于26%，而另一層的Tb成分比低于26%就行(見圖4)。
因此，本發(fā)明很大程度上減小了用制備介質(zhì)的材料的限制。在以下的說明中，以(1)一層沒有補(bǔ)償溫度的富RE層和(2)一層富TM層組成的疊層形式的介質(zhì)叫做A型介質(zhì)，而以(1)一層沒有補(bǔ)償溫度的富RE層和(2)一層有一個(gè)補(bǔ)償溫度的富RE層組成的疊層形式的介質(zhì)叫做B型介質(zhì)。在這兩種形式的介質(zhì)中，無論哪一層都可以用作存儲層。在本發(fā)明中，朝向激光源的那層起著存儲層作用。
在存儲層和基準(zhǔn)層之間可以插入一中間層，其厚度應(yīng)不以妨礙存儲層和基準(zhǔn)層之間的交換耦合為準(zhǔn)。插入一層諸如Tb或GdFe-Co的中間層來調(diào)整交換耦合的強(qiáng)度是一個(gè)成熟的技術(shù)。例如，可參見K.阿拉塔尼等人(K.Aratani et al.)的論文“通過光強(qiáng)調(diào)制對三重磁層磁光盤的改寫“(“Ouerwtiting on a magneto-optical disk with magnetic triple layers by means of the light intensity modulation method”Proc.SPIE 1078，256(1989))。
下面將對本發(fā)明中的采用的記錄方法加以說明。在位數(shù)據(jù)記錄前，先將起基準(zhǔn)層作用的一層在一個(gè)方向上磁化。從以下的說明中可見，無論存儲層事先磁化情況如何都能進(jìn)行改寫。因此，事先可以將整個(gè)介質(zhì)(包括基準(zhǔn)層)在一個(gè)方向上磁化，這樣，在發(fā)貨前，通過將介質(zhì)置于均勻的足夠強(qiáng)的磁場內(nèi)，便可對基準(zhǔn)層完成初始磁化。如果介質(zhì)在發(fā)貨前沒有磁化，則可用下面論及的磁光記錄設(shè)備進(jìn)行磁化。
在完成基準(zhǔn)層的磁化后，就可在偏磁場內(nèi)將位數(shù)據(jù)寫到介質(zhì)上。最好，用短脈沖(幾個(gè)毫微秒)寫一種位數(shù)據(jù)，而用長脈沖(幾十個(gè)毫秒以上)寫另一種位數(shù)據(jù)。正如T.Pht-suki et al.)在“用短脈沖對雙重涂層Mo介質(zhì)的直接改寫“(“Di-rect ouerwtite by short pulses on double on double-layered Mo media”，Conference Digest of Topieal Meeting on Optical Data storage，172(1990))中所披露的那樣，當(dāng)寬度為一個(gè)毫微秒量級的短脈沖從存儲層這一側(cè)投射到磁光記錄介質(zhì)上時(shí)，就在這二層中產(chǎn)生明顯的溫度梯度，從而只有存儲層的溫度上升到居里溫度以上，而基準(zhǔn)層則維持在一個(gè)低到足以保持磁化不變的低溫度上。在這種情況下，在存儲層冷卻期間，基準(zhǔn)層對存儲層施加)超過1000奧斯持的強(qiáng)交換耦合。因此，如果將致偏場的值設(shè)置成低于交換耦合，則存儲層的磁化方向就由基準(zhǔn)層的交換耦合確定。例如用一個(gè)永久磁鐵就足以提供一個(gè)大致為5000奧斯特的磁場。在本方法中，將基準(zhǔn)層保持在一個(gè)低于其居里溫度的低溫上所執(zhí)行的處理稱為L處理。
相反，當(dāng)發(fā)射寬度為幾十毫微秒或更長一些的長脈沖是，過二層都被加熱到超過它們的居里溫度，沿介質(zhì)的厚度方向不再顯著的溫度梯度。當(dāng)加熱結(jié)束，介質(zhì)已經(jīng)冷地到居里溫度(確定存儲層磁化的溫度)時(shí)，由于這兩層之間的交換耦合非常小(如果這兩層的居里溫度絕對相等，則交換耦合強(qiáng)度為O奧斯特)，因此各層的磁化方向都由致偏場的方向確定。在本方法中，包括將基準(zhǔn)層加熱到接近或超過居里溫度的高溫這一步驟的處理稱為H處理。
現(xiàn)在對H處理中確定存儲層磁化方向的階段作更為詳細(xì)的說明。如果兩層的居里溫度有所差異，則致偏場首先確定了居里溫度較高的那層(TcH層)的磁化方向。因此，在介質(zhì)進(jìn)一步冷卻到另一層(TcL層)的居里溫度的時(shí)刻，TcL層同時(shí)受到與TcL層的交換耦合和致偏場的作用。此時(shí)，這兩層的居里溫度差越大，交換耦合也就越強(qiáng)。然而，在本發(fā)明中，要求TcL層的磁化方向必須順著致偏場的方向。因此，兩層的居里溫度差必需小到使兩層之間的交換耦合強(qiáng)度不會妨礙致偏場對存儲層的磁化。如上所述，要制造一個(gè)居里溫度非常接近的雙層膜是十分容易的。
下面將說明在滿足上述要求時(shí)進(jìn)行改寫的詳細(xì)情況。首先，參照圖5至圖7以說明A型介質(zhì)的改寫過程。在室溫下，一個(gè)A型二重涂層膜片處于它那兩層的磁化方向由于交換耦合而相互反向平行的狀態(tài)是穩(wěn)定的。在以下說明中假定存儲層10是富TM層，基準(zhǔn)層12是無補(bǔ)償溫度的富RE層，基準(zhǔn)層12已預(yù)先磁化，磁化方向朝上，而致偏磁場的方向也是朝上。.;發(fā)射短脈沖時(shí)，存儲層10加熱到溫度TmL，高于它的居里溫度，而基準(zhǔn)層12則僅加熱到溫度TrL，低于它的居里溫度(見圖5)。結(jié)果，在加熱后，受熱區(qū)只有基準(zhǔn)層12不保持著加熱前的磁化(見圖6中的(A))。當(dāng)存儲層已經(jīng)冷卻時(shí)，由于與基準(zhǔn)層的交換耦合的作用，存儲層10的磁化方向朝下(見圖6中的(B))。
發(fā)射長脈沖時(shí)，存儲層10和基準(zhǔn)層12加熱到溫度TmH和TrH，均高于它們的居里溫度(見圖5)。結(jié)果，在受熱區(qū)，這兩層都失去了加熱前的磁化(見圖7中的(A))。當(dāng)介質(zhì)冷卻后，由于致偏場的作用，這兩層的磁化方向均朝上(見圖7中的(B))。無論是L處理(圖6)還是H處理(圖7)，基準(zhǔn)層12的磁化方向都是朝上，與原來狀態(tài)一樣。即使存儲層10是富RE層，而基準(zhǔn)層12是富TM層，改寫過程中的各階段情況也是一樣。
其次，參照圖8至圖10說明B型介質(zhì)改寫過程的一個(gè)例子，有補(bǔ)償溫度的介質(zhì)層的磁化方向在補(bǔ)償溫度下將被改變。因此在常溫下常溫下一個(gè)B型二重涂層膜片由處于它那兩層的磁化方向由于交換耦合而相互平行的狀態(tài)是穩(wěn)定的。而當(dāng)有補(bǔ)償溫度的層的溫度高于補(bǔ)償溫度時(shí)，則膜片處于經(jīng)那兩層的磁化方向反向平行的狀態(tài)是穩(wěn)定的。此假定存儲層20有補(bǔ)償溫度，基準(zhǔn)層22沒有補(bǔ)償溫度，基準(zhǔn)層22預(yù)先已經(jīng)磁化，磁化方向朝上，而致偏場的方向也是朝上。
發(fā)射短脈沖時(shí)，存儲層20加熱到溫度TmL，高于它的居里溫度，而基準(zhǔn)層22僅加熱到溫度TrL，低于它的居里溫度(見圖8)。因此，在受熱區(qū)只有基準(zhǔn)層22仍保持著加熱前的磁化(見圖9中的(A))。當(dāng)存儲層20冷卻到低于居里溫度時(shí)，首先由于與基準(zhǔn)層22的交換耦合的作用，存儲層20進(jìn)一步冷卻到低于它的補(bǔ)償溫度時(shí)，磁化方向改變，成為朝上，從而介質(zhì)在室溫下就穩(wěn)定在這個(gè)狀態(tài)。
發(fā)射長脈沖時(shí)，存儲層20和基準(zhǔn)層22加熱到溫度TmH和TrH，均高于它們的居里溫度(見圖8)。結(jié)果，在受熱區(qū)這兩層都失去了加熱前的磁化(見圖10中的(A))。當(dāng)介質(zhì)開始冷卻時(shí)，首先由于致偏場的作用這兩層的磁化方向均朝上(見圖10中的(B))。當(dāng)介質(zhì)進(jìn)一步冷卻，存儲層20的溫度降低到低于它的補(bǔ)償溫度時(shí)，存儲層20的磁化反相，成為朝下(見圖10中的(C))。無論在L處理(圖9)或H處理(圖10)的過程中，基準(zhǔn)層22的磁化方向保持朝上，與原來的狀態(tài)一樣。
下面參照圖11至圖13說明B型介質(zhì)改寫過程的另一個(gè)例子。在這個(gè)例子中假定存儲層30沒有補(bǔ)償溫度，而基準(zhǔn)層32有補(bǔ)償溫度;基準(zhǔn)層32預(yù)先已經(jīng)磁化，磁化方向朝上，而致偏場的方向則之朝下。
發(fā)射短脈沖時(shí)，存儲層30加熱到溫度TmL，高于它的居里溫度，而基準(zhǔn)層32僅加熱到溫度TrL，低于它的居里溫度(見圖11)。如果加熱后的溫度峰值TrL低于補(bǔ)償溫度，則在受熱區(qū)只有基準(zhǔn)層32保持著加熱前的磁化(見圖12中的(A))。因此，當(dāng)存儲層30冷卻到低于它的居里溫度時(shí)，由于與基準(zhǔn)層32的交換耦合，存儲層30的磁化方向朝上(見圖12中的(B))。在另一種情況下，如果基準(zhǔn)層32的溫度TrL超過了補(bǔ)償溫度，則在加熱后基準(zhǔn)層32的磁化方向就被反相，成為朝下(圖12中的(A′))。當(dāng)介質(zhì)冷卻時(shí)，基準(zhǔn)層32的磁化再次反相，又成為朝上。然而，無論在整個(gè)過程中基準(zhǔn)層32的磁化方向是朝下(圖12中的(B′))還是朝上(圖12中的(C′))，最高溫度TrL超過補(bǔ)償溫度時(shí)的最終狀態(tài)(圖12中的(C′))與最高溫度TrL沒超過補(bǔ)償溫度時(shí)的最終狀態(tài)(圖12中的(B))是相同的，因?yàn)榛鶞?zhǔn)層使存儲層30受到交換耦合的作用，使存儲層30的磁化方向朝上。
發(fā)射長脈沖時(shí)，存儲層30和基準(zhǔn)層32加熱到溫度TmH和TrH，均高于它們的居里溫度(見圖11)。因此，在受熱區(qū)的這兩層均失去了它們在加熱前所得到的磁化(見圖13中的(A))。當(dāng)介質(zhì)開始冷卻時(shí)，首先由于致偏場的作用，這兩層的磁化方向朝下(圖13中的(B))。當(dāng)介質(zhì)進(jìn)一步冷卻，基準(zhǔn)層32的溫度降低到補(bǔ)償溫度以下時(shí)，只有基準(zhǔn)層32的磁化被反相，磁化方向成為朝上(圖13中的(C))。L處理(圖12)和H處理(圖13)的最終狀態(tài)，基準(zhǔn)層32的磁化都保持向上，與原來的狀態(tài)一樣。
圖14為激光功率和執(zhí)行改寫所形成的磁疇的形狀的示意圖。為了記錄長度可變的數(shù)據(jù)，對于一種位數(shù)據(jù)使用一串連續(xù)括脈沖，而對于另一種位數(shù)據(jù)則使用一些持續(xù)時(shí)間不同的長脈沖。所形成的磁疇的形狀類似一些箭形凸起(arrow feather)，情況與場調(diào)制改寫方法所形成的一樣。因此，可以期望在光調(diào)制改寫方法和場調(diào)制改寫方法之間數(shù)據(jù)可以兼容。
圖15為說明本發(fā)明的一種磁光記錄設(shè)備組成的示意圖。該設(shè)備包括一個(gè)使記錄介質(zhì)40運(yùn)動的裝置42(可以是一個(gè)轉(zhuǎn)動裝置可推動記錄介質(zhì)40運(yùn)動)、一個(gè)產(chǎn)生致偏場的裝置44、一個(gè)激光源46和一個(gè)按照所要記錄的位數(shù)據(jù)調(diào)制激光脈沖的寬度和功率的裝置48。在激光46和記錄介質(zhì)40之間可以安裝一個(gè)常用的光學(xué)系統(tǒng)。產(chǎn)生致偏場的裝置可以是一個(gè)電磁鐵或一個(gè)永久磁鐵。從功耗和發(fā)熱的觀點(diǎn)來看，永久磁鐵更為可取。如果激光源46是一個(gè)半導(dǎo)體二極管，則裝置48根據(jù)所要記錄的位數(shù)據(jù)對加到該半導(dǎo)二極管上的電流脈沖的寬度和強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)制。
在記錄位數(shù)據(jù)前，如果用圖15所示的設(shè)備在致偏場內(nèi)發(fā)射五串激光束，將介質(zhì)40的兩曾加熱到高于它們的居里溫度，就可使整個(gè)介質(zhì)包括基準(zhǔn)層沿一個(gè)方向磁化。
圖16示出了一種用以改寫試驗(yàn)的介質(zhì)的結(jié)構(gòu)。在一片玻璃襯底50上用濺射方法淀積了一層富RE基準(zhǔn)層52(12000埃厚的Tb31Fe69)、一層中間層54(6埃厚的Tb)、一層富TM存儲層56(800埃厚的Tb20.5Fe79.5)和一層保護(hù)層58(700埃厚的SiN)。各層的厚度由濺射時(shí)間估計(jì)。所制得的介質(zhì)的存儲層56和基準(zhǔn)層52預(yù)先沿一個(gè)方向作了磁化。
用于該試驗(yàn)的經(jīng)過聚焦的激光光斑直徑為0.47微米(1/2最大值寬度)，激光束從介質(zhì)保護(hù)層58側(cè)射出。致偏場強(qiáng)度為480奧斯特，光學(xué)系統(tǒng)的物鏡的數(shù)值也徑為0.95。改寫的L處理(寫入)和H處理(擦除)分別示于圖6和圖7。在L處理中，激光脈沖的寬度為3.8毫微秒，功率為14.5毫瓦。在H處理中，激光脈沖的寬度為50毫微秒，功率為4.5毫瓦。
在上述條件下，通過寫處理(L處理))和擦處理(H處理)寫、擦長度可變的磁疇，寫擦后介質(zhì)移動0.3微米。具體些說，首先寫入一些長度可變的磁疇(寫1)，擦去部分磁疇，接著在擦去的區(qū)域再執(zhí)行寫入(寫2)。圖17為按照用極顯微鏡從存儲層56那側(cè)所觀察到的寫入磁疇的照相所描出的復(fù)制圖。從圖中可見，完全按照H處理和L處理可靠地實(shí)現(xiàn)了改寫。
其次，通過在保持寫入處理(L處理)的激光脈沖的寬度為3.8毫微秒的情況下改變激光功率的方法研究了允許寫入的功率范圍?？梢猿晒Φ剡M(jìn)行寫入的激光功率范圍為10毫瓦至37毫瓦。因此，在L處理中，如果發(fā)射的短脈沖是1毫微秒量級，使存儲層得玻加熱而又保持基準(zhǔn)層52處于低溫度的功率范圍比較大，當(dāng)然，容差也就大了。
在相同的條件下還做了一個(gè)實(shí)驗(yàn)，在保持寫入處理(L處理)的激光脈沖寬度為50毫微秒的情況下改變功率，來研究允許寫入的功率范圍。結(jié)果為，可以成功地進(jìn)行寫入的功率范圍為1.5毫瓦至3.1毫瓦。寫入成功的原因看來是由于有了中間層54，一個(gè)50毫微秒的脈沖在厚度方向產(chǎn)生的溫度梯度就稍小一些，并且實(shí)際上所制備的基準(zhǔn)層52和存儲層56的居里溫度也不嚴(yán)格一致。因此，即使在本發(fā)明中L處理的激光脈沖是與H處理一樣寬的長脈沖，也可以寫入一種位數(shù)據(jù)。但是，允許寫入的激光功率范圍就比用短脈沖的窄。
本發(fā)明使不用初始化磁場的直接改寫成為可能。從而避免誤抹已記錄在介質(zhì)上的數(shù)據(jù)。
此外，本發(fā)明還大大地減小了對直接改寫磁光記錄介質(zhì)材料成分的限制。因此，與原來的技術(shù)相比，材料的選擇可以有較大的余地，對材料成分的控制也不用那么精確。
權(quán)利要求
1.一種直接改寫的方法，這種方法使用了一種具有兩層溫度幾乎相同、而其中只有一層是無補(bǔ)償溫度的富RE層的交換耦合RE-TM非晶層的介質(zhì)，這兩層直接疊合，式中間夾有一層不妨礙交換耦合的中間層。所述直接改寫方法的特征是(a)事先將所述兩層中的一層沿一個(gè)方向磁化；(b)將所述介質(zhì)移入致偏場，靠近一個(gè)能源，經(jīng)磁化的那層離該能源比另一層遠(yuǎn)些；(c)在記錄一種位數(shù)據(jù)時(shí)，向所述介質(zhì)發(fā)射一個(gè)其能量能使經(jīng)磁化的那層的溫度仍保持低于它的居里溫度、而使另一層的溫度接近或高于它的居里溫度的脈沖；(d)在記錄另一種位數(shù)據(jù)時(shí)，向所述介質(zhì)發(fā)射一個(gè)其能量能使這兩層的溫度都接近或高于它們的居里溫度的脈沖。
2.一種直接改寫方法，使用如下介質(zhì)(ⅰ)這種介質(zhì)具有的層居里溫度幾乎相同，而其中只有一怪是無補(bǔ)償溫度的富RE層的交換耦合RE-TM非晶層，這兩層直接疊合，或中間夾有一層不妨礙交換耦合的中間層，(ⅱ)所述兩層中的一層預(yù)先已沿一個(gè)方向磁化，這種直接改寫方法的特征是(a)將所述介質(zhì)移入致偏場，靠近一個(gè)能源，經(jīng)磁化的那層離該能源比另一層遠(yuǎn)些;(b)在記錄一種位數(shù)據(jù)時(shí)，向所述介質(zhì)發(fā)射一個(gè)其能量能使經(jīng)磁化的那層的溫度仍保持低于它的居里溫度、而使另一層的溫度接近或高于它的居里溫度的脈沖;(c)在記錄另一咱位數(shù)據(jù)時(shí)，向所述介質(zhì)發(fā)射一個(gè)其能量能使這兩層的溫度都接近或高于它們的居里溫度的脈沖。
3.一種按權(quán)利要求1或2所提出的方法，其特征是所述的兩層中，一層是富TM層，而另一層是無補(bǔ)償溫度的富RE層。
4.一種按權(quán)利要求1或2所提出的方法，其特征是所述的兩層中，一層是有一個(gè)補(bǔ)償溫度的富RE層，而另一層是無補(bǔ)償溫度的富RE層。
5.一種按權(quán)利要求1或2所提出的方法，其特征是所述能源是一個(gè)激光源。
6.一種按權(quán)利要求1或2所提出的方法，其特征是在所述記錄一種位數(shù)據(jù)的那一步驟中，發(fā)射的是一個(gè)能在所述兩層中產(chǎn)生顯著溫度梯度的短脈沖。
7.一種按權(quán)利要求1或2所提出的方法，其特征是在所述記錄另一種位數(shù)據(jù)的那一步驟中，發(fā)射的是一個(gè)能在所述兩層中不產(chǎn)生顯著溫度梯度的長脈沖。
8.一種能在一種介質(zhì)上直接改寫數(shù)據(jù)的磁光設(shè)備，這種介質(zhì)具有兩層居里溫度幾乎相同、而其中只有一層是無補(bǔ)償溫度的富RE層的交換耦合RE-TM非晶層，這兩層直接疊合，或者中間夾有一層不妨礙交換耦合的中間層，所述磁光設(shè)備的特征是該設(shè)備包括(a)將所述兩層中的一層預(yù)先沿一個(gè)方向磁化的裝置;(b)一個(gè)能發(fā)射能量脈沖的能源;(c)產(chǎn)生致偏磁場的裝置;(d)使所述介質(zhì)進(jìn)入偏磁場，朝所述能源運(yùn)動的裝置，經(jīng)磁化的那層離該能源比另一層遠(yuǎn)些;(e)根據(jù)位數(shù)信號切換從所述能源發(fā)射的能量脈沖的裝置，使得該脈沖或是一個(gè)能使經(jīng)磁化那層的溫度仍保持低于它的居里溫度、而使另一層的溫度接近或高于它的居里溫度的第一脈沖，或是一個(gè)能使這兩層的溫度都接近或高于它們的居里溫度的第二脈沖。
9.一種能在如下介質(zhì)上直接改寫數(shù)據(jù)的磁光設(shè)備(ⅰ)這種介質(zhì)具有的居里溫度幾乎相同，而其中只有一怪是無補(bǔ)償溫度的富RE層的交換耦合RE-TM非晶層，這兩層直接疊合，或中間夾有一層不妨礙交換耦合的中間層，(ⅱ)所述兩層中的一層預(yù)先已沿一個(gè)方向磁化，這種直接改寫方法的特征是(ⅰ)(a)一個(gè)能發(fā)射能量脈沖的能源;(b)產(chǎn)生致偏磁場的裝置;(c)使所述介質(zhì)進(jìn)入致偏磁場，朝所述能源運(yùn)動的裝置，經(jīng)磁化的那層離該能源比另一層遠(yuǎn)些;(d)根據(jù)位數(shù)據(jù)信號切換從所述能源發(fā)射的能量脈沖的裝置，使得該脈沖或是一個(gè)能使經(jīng)磁化那層的溫度仍保持低于它的居里溫度、而使另一層的溫度接近或高于它的居里溫度的第一脈沖，劃是一個(gè)能使這兩層的溫度都接近或高于它們的居里溫度的第二脈沖。
10.一種按權(quán)利要求8或9所提出的設(shè)備，其特征是所述的兩層中，一層是富TM層，而另一層是無補(bǔ)償溫度的富RE層。
11.一種按權(quán)利要求8或9所提出的設(shè)備，其特征是所述的兩層中，一層是有一個(gè)補(bǔ)償溫度的富RE層，而另一層是無補(bǔ)償溫度的富RE層。
12.一種按權(quán)利要求8或9所提出的設(shè)備，其特征是所述能源是一個(gè)激光源。
13.一種按權(quán)利要求8或9所提出的設(shè)備，其特征是所述第一脈沖為能在所述兩層中產(chǎn)生顯著溫度梯度的短脈沖，而所述第二脈沖為能在所述兩層中不產(chǎn)生顯著溫度梯度的長脈沖。
14.一種直接改寫的磁光介質(zhì)，其特征是這種介質(zhì)具有兩層居里溫度幾乎相同、而其中只有一曾是無補(bǔ)償溫度的富RE層的交換耦合RE-TH非晶層，這兩層直接疊合，或者中間夾有一層不妨礙交換耦合的中間層。
15.一種按權(quán)利要求14所提出的直接改寫的磁光介質(zhì)，其特征是所述兩層中的一層已預(yù)先沿一個(gè)方向磁化。
16.一種按權(quán)利要求14或15所提出的直接改寫磁光介質(zhì)，其特征是所述的兩層中，層是富TM層，而另一層是無補(bǔ)償溫度的富RE層。
17.一種按權(quán)利要求14或15所提出的直接改寫磁光介質(zhì)，其特征是所述的兩層中，一層為具有一個(gè)補(bǔ)償溫度的富RE層，而另一層為無補(bǔ)償溫度的富RE層。
全文摘要
本發(fā)明推出了在直接改寫的磁光記錄中不需要初始化磁場、對介質(zhì)材料成分的限制較少的磁光記錄的方法、設(shè)備和介質(zhì)。這種介質(zhì)有兩層交換耦合的RE—TM非晶層(存儲層和基準(zhǔn)層)，這兩層的居里溫度幾乎相同，而其中只有一層是無補(bǔ)償溫度的富RE層。這兩層直接疊合，或中間夾有一層不妨礙交換耦合的中間層。在記錄前，先將基準(zhǔn)層沿一個(gè)方向磁化。能量脈沖從存儲層側(cè)射入，使得基準(zhǔn)層的溫度在記錄一種位數(shù)據(jù)時(shí)仍保持低于它的居里溫度，而在記錄另一種位數(shù)據(jù)時(shí)達(dá)到它的居里溫度。
文檔編號G11B11/10GK1063573SQ91111738
公開日1992年8月12日 申請日期1991年12月20日 優(yōu)先權(quán)日1991年1月23日
發(fā)明者大朋子 申請人:國際商業(yè)機(jī)器公司