Магнитооптический носитель информации Советский патент 1993 года по МПК G11B13/04 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для создания запоминающих устройств с повышенной информационной емкостью,.

Известен ряд магнитооптических материалов на основе MnBi для термомагнитооптической записи. Недостатками этих материалов являются низкая магнитооптическая добротность, затрудняющая процесс считывания информации, и метастабиль- ность, вызванная фазовым превращением низкотемпературной фазы в высокотемпературную фазу.

Известен также магнитооптический носитель информации на основе аморфного материала состава GdbyFe, нанесенного на стеклянную подложку в виде тонкой пленки толщиной 100 нм способом катодного распыления. Недостатком этого носителя информации является низкая стабильность магнитных свойств используемого в нем материала, связанная с процессами старения в аморфных пленках составов редкая земля - переходной металл, которые обусловлены высокой подверженностью гадолиния к окислению и метастабильностью атомного расположения, допускающей возможность атомной перестройки. Ухудшение свойств происходит сначала за счет уменьшения константы анизотропии неокисленного слоя, которое связано со структурной релаксацией, а затем за счет расширения окисленной зоны, которая имеет очень низкую константу анизотропии.

В основу изобретения положена задача выполнения магнитооптической пленки носителя информации из такого соединения оксидов и с таким соотношением компонентов, чтобы было обеспечено повышение надежности и стабильности носителя к процессам окисления и старения при термомагнитной записи и хранении информации.

ю

ы

4, О

«я

Поставленная задача решается тем, что в магнитооптическом носителе информации, содержащем прозрачную основу с последовательно нанесенными на нее адгезионным слоем и магнитооптической пленкой толщиной 100 нм с одноосной анизотропией, перпендикулярной поверхности пленки, согласно изобретению магнитооптическая пленка выполнена из соединения оксида железа, оксида кобальта, оксида висмута и оксида индия при следующем соотношении компонентов, мае. %:

Оксид железа46,15-46,21 Оксид кобальта 27,02-27,08 Оксид висмута 16,72-16,80 Оксид индия 9,99-10,05 Преимущество предлагаемого носителя информации заключается в том, что магнитооптическая пленка из соединения оксидов металлов обладает как известными свойствами термомагнитооптической записи на аморфных материалах системы редкая земля - переходной металл, так и в отличие от данных материалов не подвержена процессам окисления и старения с изменением магнитооптических параметров. При этом одноосная анизотропия достигается введением двухвалентного кобальта, обеспечение керровского вращения - введением трёхвалентного висмута, а стабильность состава к возможности диффузии и окисления - введением трехвалентного индия. Присутствие оксидов исключает окисление носителя, а процентное соотношение компонентов состава обеспечивает стабильность материала магнитооптической пленки.

На фиг. 1 показана структура магнито-. оптического носителя информации в виде диска; на фиг. 2 - зависимость намагниченности насыщения (4 л Ms) от температуры; на фиг. 3 - зависимость угла керровского вращения $к от температуры.

Магнитооптический носитель информации выполнен в виде диска, структура которого содержит прозрачную основу (подложку) 1, например, из стекла, адгези- онный слой 2 из кремния толщиной 35,..45 нм и магнитооптическую пленку 3 из соединения C6(BlFeln)204.толщиной 100 нм с одноосной анизотропией, перпендикулярной поверхности пленки.

Способ изготовления магнитооптической пленки 3 для носителя информации включает изготовление мишени и осаждение пленки 3 на прозрачную основу 1 носителяинформации способом ВЧ-распыления. Способ изготовления мишени является стандартным и включает многократный обжиг, спекание соответствующих компонентов (чистотой 99,99%) и последующее прессование. Вхождение в состав мишени исходных компонентов в массовых процентах принято следующим;

Со27,02...27,08;| BiaOs 16,72...16.80; РеОз 46,15...46,21; |п20з 9,99...10,05. Указанные окислы перемешивают сухим способом, добавляют пластификатор связи (1% поливинилового спирта) и затем смесь подвергают

0 холодному прессованию при давлении (Р), равном 90 МПа. Затем заготовку подвергают предварительному спеканию в течение 2 ч при температуре 500...700°С, горячему прессованию при температуре (tnpecc)

5 1200°С с дальнейшей выдержкой в течение 3 ч при температуре tnpecc и постепенным снижением давления от 50 МПа до 0. Размеры полученной керамической мишени составляют; диаметр 50 мм, толщина 10 мм.

0 Распыление материала пленки проводят на модернизированной установке УВН73-1.5- 4М способом ВЧ-распыления. В качестве подложки применяют стеклянную основу 1 с нанесенным на нее адгезионным слоем 2

5 из кремния толщиной 35,..45 нм. Режим напыления магнитооптической пленки следующий; рабочий газ - 50%-ная смесь аргона с кислородом, давление газа 4 Па, прикладываемое напряжение к основе, ус0 тановленной в зоне потока напыляемых атомов, составляет от 0 до 200 В относительно корпуса камеры, прикладываемое к мишени электрическое напряжение составляет 1 кВ относительно корпуса камеры, скорость

5 распыления материала равна 10 нм/мин. Материал магнитооптической пленки имеет мелкокристаллическую структуру.

При м е р 1. Образец материала магнитооптической пленки носителя информа0 ции получают путем изготовления мишени и осаждения магнитооптической пленки на стеклянную подложку носителя информации способом ВЧ-распыления, Способ изготовления мишени является стандартным и

5 включает многократный отжиг, спекание соответствующих компонентов (чистотой 99,99%) и последующее прессование. Состав мишени принят следующим: смесь оксидов Ре20з, 1паОз. СоО, . Указанные

0 окислы перемешивают сухим способом, добавляют пластификатор связи (1 % поливинилового спирта) и затем смесь подвергают холодному прессованию при давлении (Р) 90 МПа. Затем заготовку подвергают предва5 рительному спеканию в течение 2 ч при температуре 500...700°С,горячему прессованию при температуре (tnpecc) 1200°С с дальнейшей выдержкой в течение Зч при температуре tnpecc и постепенным снижением давления от 50 МПа до 0. Размеры полученной керамической мишени составляют: диаметр 50 мм, толщина 10 мм. Распыление материала пленки проводят на модернизированной установке УВН 75- 1,5-4М способом ВЧ-распыления, В качестве подложки применяют стеклянную основу с нанесенным на нее адгезионным слоем из кремния толщиной 44 нм. Режим напыления магнитооптической пленки следующий: рабочий газ - 50%-ная смесь аргона с кислородом, давление газа 4 Па, прикладываемое напряжение к основе, установленной в зоне потока напыляемых атомов, составляет от 0 до 200 В относительно корпуса камеры, прикладываемое к мишени электрическое напряжение составляет 1 кВ относительно корпуса камеры, скорость распыливания материала равна 10 нм/мин. Структурный анализ материала пленки проводят на установке ДРОН-5, Результаты анализа показывают, что материал пленки имеет структуру шпинели.

Материал магнитооптической пленки представляет собой мелкокристаллическую структуру и имеет следующий состав, мае.

%:

Ре20з46,15 СоО 27,02 Bi203 16,72 InaOs 9,99 Состав пленки измеряют методом полуколичественного оже-анализатора при энергии зонда Е, равной 3 кэВ. Магнитные характеристики полученного образца определяют следующим образом, Намагниченность насыщения (4 л Ms) и коэрцитивную силу (Нс) определяют по магнитооптической петле гистерезиса, поле одноосной анизотропии (Н0) - при помощи вибрационного магнитометра, диаметр ЦМД (d) определяют с помощью магнитооптического эффекта Керра; температуру Кюри (Тс) - по изменению петли гистерезиса от температуры, угол вращения Керра ( в ) - по эффекту Керра. Точка Кюри (Тс) пленки равна 190°С, коэрцитивная сила (Нс) находится в пределах 0,8-1 кЭ, намагниченность насыщения (4 л Ms) - 1260 Гс, угол вращения Керра ( к) равен 0,52 град., поле одноосной анизотФормула изобретения Магнитооптический носитель информации, содержащий прозрачную основу с последовательно нанесенными -на нее адгезионным и слоем и магнитооптической пленкой толщиной 100 нм с одноосной анизотропией, перпендикулярной поверхности пленки, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и стабильноропии (Но) равно 2420 Э, коэффициент по глощения (а) для А 820 нм составляет 0,98 105 см 1, при этом диаметр (d) ЦМД равен 1,4 мкм,

П р и м е р 2. Магнитооптический носитель информации получен по методике, описанной в примере 1. Образец имеет следующий состав, мае. %:

РеаОз46.21 СоО 27.08 В12Оз 15,80 1паОз 10,05 Показатели магнитных свойств образца определяют по методике, приведенной в примере 1. Точка Кюри (Тс) пленки равна 210°С, коэрцитивная сила (Нс) находится в пределах 1...1.5 кЭ, намагниченность насыщения (4 л: Ms) - 1380 Гс, угол вращения Керра ( в к} равен 0,87 град., диаметр ЦМД (d) равен 1,1 мкм.

Примеры 3-4 аналогичны примеру 1, При этом в примере 3 приведен оптимальный состав пленки, мае. %:

РеаОз46,17 СоО . 27,05 16,77 InaOa 10,01 Точка Кюри (Тс) пленки равна 222°С, коэрцитивная сила (Нс) находится в преде- лах 1,5...2 кЭ, намагниченность насыщения (4л: Ms) - 1450 Гс, угол вращения Керра (вк ) равен 0,69 град,, диаметр (d) ЦМД равен 0,9 мкм.

Состав полученных образцов, их магнитные свойства, измеренные при температуре 20°С, приведены в табл. 1 и 2 соответственно. Как видно из представленных результатов, предлагаемый носитель

информации позволяет увеличить угол вращения Керра в 1,5 раза по сравнению с известным носителем информации. Предло- женный носитель информации имеет в 3...5 раз большую стабильность при использова

нии оксидов металлов в составе магнитооптической пленки. В результате повышаются надежность и стабильность магнитооптического носителя информации к процессам окисления и старения.

- . .

сти носителя к процессам окисления и старения при термомагнитной записи и хранении информации, магнитооптическая пленка выполнена из соединения оксидов

железа, кобальта, висмута и индия при следующем соотношении компонентов, мае. %

Оксид железа Оксид кобальта

46,15-46,21 27,02-27,08

Оксид висмута . 16,72-16,80 Оксид индия 9,99-10,05

Использование: в области накопления информации, в частности при термомагнитооптической записи и хранении информации. Сущность изобретения: носитель содержит прозрачную основу и последовательно нанесенные на нее адгезионный слой и магнитооптическую пленку толщиной 100 нм с одноосной анизотропией, перпендикулярной ее поверхности, выполненную из соединения оксида железа, оксида кобальта, оксида висмута и оксида индия при следующем соотношении компонентов, мае. %: оксид железа 46,15-46,21; оксид Кобальта 27,02-27,08; оксид висмута 16,72- 16,80; оксид индия 9,99-10,05. 2 табл., 3 ил.

)))))

/// //////

Таблица 1

Таблица 2

Т

J-/

ЈS 50 75 100 125 150 175 200 Т/С 9иг.2

;

,о

0,9 0,8 0,7 Q6

0,5 О ПЗ П2

0,1

t г-н I . . i«

Я 50 15 100 125 150 175 Ш Т,°С

Г 1