本发明涉及一种用激光光束记录信息的磁光记录介质，它特别涉及一种在短光波长下具有高磁光效应並适合于高密度记录的磁光介质。 磁光记录通过可重新写入的光记录法已投入实际应用。到目前为止，一直使用在垂直于膜层表面具有很强的磁性异向的单层非晶稀土-过渡-金属（rare-earth-transition-metal）作磁光记录膜。尤其是，现已研究出TbFeCo合金系非晶膜並已把它开发用于实际。现在在磁光记录中有一种向高记录密度发展的趋势，並且现已在研究使用较短波长的读/写光的一种可能的方法。为此，发展具有较高磁光效应的材料（克尔旋转及法拉第旋转）是今后实现较高密度磁光记录的主要内容。
然而在普通的TbFeCo合金系非晶膜中，随着激光波长的变短，其磁光效应单调地减弱。这样，不能在短波长方面获得足够大的克尔旋转角或法拉第旋转角，因此存在着用激光读的输出大大减小的问题。近来提出了在膜层间具有磁交换耦合作用的双层膜作为新型磁光膜（例如，参阅日本公布的未审查专利申请NO60-17165）。但是这些膜实质上也是TbFe合金系层叠膜，所以克尔旋转角在短波方面仍然减小，它们不适合用于短波长方面的读/写膜。
另外，现已知道主要由Nd或Pr组成地稀土-过渡-金属非晶膜（如参阅T.R.Mc Guire等人的文章，“Nd-Co及Nd-Fe合金的磁光性质”，日本应用物理61（1987）PP3352-3354）。虽然这些膜在短波方面具有较高磁光效应的特性，但是它不是在垂直于膜表面方向上有很强的磁各向异性的垂直磁化膜，而是一种只在平行于膜表面方向上具有很强磁各向异性的平面内磁化膜。因此得不到高密度记录。
本发明的目的是提供即使短波长方面也有足够高的磁光效应並且在垂直于膜表面的方向上具有很强的磁各向异性以及可以高密度记录的磁光记录介质。
所提出的磁光记录介质在第二磁性膜层上叠上了第一磁性膜层，（Nd，Pr）-过渡-金属非晶合金系的第一磁性膜层在短波方面具有高磁光效应，而垂直方向上的各向异性弱，並且（Tb，Dy）-过渡-金属非晶合金系的第二磁性膜层在短波方向具有低磁光效应，而垂直方向的各向异性强。通过把该两膜层间的磁交换耦合作用在第一膜层上使在膜中诱导出很强的垂直方向上的各向异性，从而得到在垂直方向磁化的磁光记录介质，这种介质即使在短波长也具有很高的磁光效应。
所提出的磁光记录介质的第一磁性膜层是稀土-过渡-金属的非晶膜，其组成用通式（A1-aBa）I（Feb（O1-b）mTn表示，其中A至少是一种从由含Nd及Pr的一组轻稀土元素中选出的元素，B至少是一种从一组重稀土元素选出的元素，T至少是一种从一组过渡-金属元素中选出的元素用来增加抗腐蚀性，0≤a≤0.5，0≤b≤1，並且在原子百分比方面10≤I≤50，5a≤m≤90，0≤n≤15，以及I+m+n＝100。
Nd及Pr被特定选为轻的稀土元素A，因为它们具有在短波方面使克尔旋转高的效应。请注意，第一磁性膜层主要由这些轻的稀土元素组成。把重的稀土元素加到第一磁性膜层的轻的稀土元素Nd及Pr里促进了第一膜层及第二膜层之间的磁交换耦合作用，这样容易得到在垂直方向磁化的膜，並使被写的磁畴的形状均匀以便实现减少由磁畴形状引起的介质噪声第二目的。用于该目的的重稀土元素可从常用的重稀土元素如Tb、Dy、Gd、Ho及Er中选取。另外重稀土元素可能很缺乏，可以具有特性T的并且已知具有增加抗腐蚀性的过渡族金属元素如Ti、Zr、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Pd、Pt或Al等作为T。
另外，第二磁性膜层是稀土-过渡-金属非晶膜，其组成以一般式RxMyUz表示，其中R至少是从由Tb及Dy组成的一组元素中选取的一种元素，M至少是从由Fe及Co组成的一组元素中选取的一种元素，U至少是从增加抗腐蚀性的一组过渡-金属元素中选取的一种元素，在原子百分比方面，15≤X≤35，65≤Y≤85，0≤Z≤15，以及X+Y+Z＝100。为了获得较强的磁各向异性，较高的抗腐蚀性以及较高的记录和写入性能，较好的组成是20≤X≤30，70≤Y≤80，0≤Z≤10，或在过渡-金属多的方面，其过渡-金属的次晶格磁化为主，其居里温度Tc在150°到250℃，或在稀土元素多的方面，其稀土元素的次晶格磁化为主，其居里温度Tc与上述一样，补偿温度在50℃到150℃。
可以选取与上述T一样的过渡-金属作为U。
为了通过交替地层叠上第一磁性膜层及第二磁性膜层来利用磁交换耦合而获得适用于磁光记录的性质类似于垂直方向磁化的整个膜的矫顽力等于或大于1千奥斯特的膜，最好让第一磁性膜层的总厚度（t1）与第二磁性膜的总厚度（t2）的比等于或小于0.5，最好在0.001到0.2范围内，这样可以在整个第一磁性膜层内进行磁交换耦合。
把由具有高导热率的材料如金属、合金或陶瓷作的热扩散膜直接或通过透明介质保护膜置于所提出的多层磁性膜上可得到一种具有高性能的适合高速写入的光记录介质。
图1是磁光记录介质实施例的剖面图;
图2是Nd20Co80单层膜的克尔回线图;
图3是Tb25Fe35单层膜的克尔回线图;
图4是Nd20Co80/Tb25Fe75层叠膜的克尔回线图;
图5是表示Nd20Co80/Tb25Fe75层叠膜的激光波长与克尔旋光角之间的关系图。
图6是表示Nd20Co80/Tb25Fe75层叠膜的温度与矫顽力之间的关系图;
图7是表示Nd20Co80/Tb25Fe75层叠膜的温度与克尔旋光角之间的关系图;
图8是表示本发明实施例的矫顽力比Hc0/Hc2与膜厚度比（t1/t2）之间的关系以及克尔旋光角与膜厚比（t1/t2）之间的关系的图，其中t1是第一磁性膜层的厚度，t2是第二磁性膜层的厚度，Hc2是单独第二磁性膜层的矫顽力，Hc0是整个层叠膜的矫顽力。
参照各图将本发明的实施例说明如下：
实施例1
图1表示本发明实施例的层叠膜的断面结构。用已知的溅射过程或真空沉积法在由玻璃或塑料作的基质3下凝积上一层厚为100埃的平面内磁化的Nd20Co80膜1作为第一磁化化膜层，並且在该层的上面再沉积上一层厚为1000埃的垂直方向磁化的膜2Tb25Fe75作为第二磁性膜层。
图2到图4分别表示测出的单层膜Nd20Co80，单层膜Tb25Fe75以及本发明实施例层叠膜的克尔磁滞回线。用波长为630mm的氦激光测量这些磁滞回线。如图2所示，对于Nd20Co80单层膜所得克尔旋转角大，而垂直方向的各向异性弱，后者的这一性质可从矫顽力弱且回线总是倾斜的这一事实看出。如图3所示，对于Tb25Fe75单层膜所得克尔旋光角小，但垂直方向的各向异性强。后者的这一性质可从矫顽力及回线几乎以直角与H轴相交即从很好的垂直性看出。
相反，图4表示本实施例中因在矫力2千奥斯特处垂直性好及克尔旋转角大而得到的适合磁光记录的垂直磁化的膜。这些性质被认为产生于两层间的磁交换耦合作用。在这方面，有些文章曾报导过磁交换耦合作用，但是至今尚无报道过在不改变第一层膜的磁光效应大小的情况下通过与第二层膜的磁交换耦合作用来补偿第一层膜的垂直方向各向异性弱的情况。例如，在日本公开未经审查的专利申请NO60-171652中仅仅说明了企图通过组成两层记录膜使凹痕（Pits）稳定。
图5把本发明的多层膜的克尔旋转角θk与波长的关系和普通材料Tb22Fe68Co10非晶膜的克尔旋转角与波长的关系作了比较。从图显而易见，该多层膜的克尔旋转角比普通材料的大得多，即使在波长500nm也如此，因此用短波长的激光进行高密度记录产生出高的读输出。图6及图7表示双层膜的矫顽力Hc及克尔旋转角θk与温度的关系。如图7所示，就是在高温下也能得到大的克尔旋转角。即使在读的时候因激光束使膜的温度升高，输出下降也很小，结果产生大的C/N比值。图中以某波长Xnm的克尔旋转角表示出的值就是用同一波长Xnm的激光记录之后用波长为Xnm的激光读出所得到的克尔旋转角的值。在实验中让激光的波长连续变化，而采集该数据。
实施例2
如在实施例1中那样，在聚碳酸酯基片上形成由厚400埃的氮化硅膜，厚为200埃的Nd20（Fe0.8Co0.2）80非晶膜，厚为2000埃的Tb22Fe68Co10非晶膜，厚为1000埃的氮化硅膜以及厚为1000埃的铝膜组成的层叠膜以提供有很好垂直性的垂直方向磁化的膜。就是在波长500nm时，克尔旋光性也不变差，並且从Pc基片一面测出的克尔旋转角为0.75度。矫顽力大到10千奥斯特，这种材料适合用于实际的磁光记录。
实施例3
如实施例1那样，在玻璃基片上形成由厚为450埃的氮化硅膜、厚为20埃的Nd40（Co015Fe0.5）55Cr5非晶膜，厚为2000埃的Tb22Fe60Co10Pt8非晶膜以及厚为1000埃的氮化铝膜组成的层叠膜以提供在矫顽力Hc4千奥斯特处有很好垂直性的垂直方向磁化的膜。即使在波长400nm处，克尔旋光也不变差，从Pc基片一侧测出克尔旋转角为0.60度。
实施例4
如在实施例1那样，在聚碳酸酯薄膜上形成由厚为200埃的Nd10Pr15Co72Cr3非晶膜、厚为2000埃的Tb18Fe65Co12Cr5非晶膜以及厚为1000埃的ZrO2膜组成的层叠膜以提供在矫顽力Hc4千奥斯特处具有很好垂直性的垂直方向磁化的膜。即使在波长400nm处，克尔旋转也不变差，所得值大到0.5度也无干扰膜。
实施例5
如实施例1那样，在玻璃基片上交替地层叠上厚为20埃的Pr23Co74Ta3非晶膜及厚为100埃的Tb18Fe65Co12Cr15非晶膜，其总厚度约为1000埃。实验结果保证得到在矫顽力Hc为5千奥斯特处有很好垂直性的垂直方向磁化的膜在波长500nm处，克尔旋转角为0.45度。
实施例6
在玻璃基片上连续地层叠上厚为200埃的Pr30Tb10（Fe0.7Co0.3）60非晶膜，厚为1000埃的Dy20（Fe0.8Co0.2）76Nb4非晶膜以及厚为100埃的SiN膜。如实施例1那样，它形成一种在矫顽力Hc为5千奥斯特处有很好垂直性的垂直方向磁化的膜。在波长500nm处克尔旋光角大到0.55度而无干扰膜。
实施例7
在玻璃基片上形成第一层厚为1000埃的Tb22Fe68Co10非晶膜，然后在其上叠上一层厚度不同的Nd18Tb22（Fe0.7CO0.3）80非晶膜以形成九种不同的双层膜。根据由双层膜得到的数据，图8示出剩余克尔旋光角θk及双层膜的矫顽力与单独第二层膜的矫顽力的比Hc0/Hc2为第一层膜的厚度与第二层膜的厚度比（t1/t2）的函数。这里用波长为822nm的激光测量共剩余克尔旋转角。矫顽力的比表面垂直性很好。即它表明整个双层膜继续保持着第二层膜具有的那样良好性质的矫顽力（因而也有良好的垂直性）。如从图可见，剩余克尔旋转角θk在膜厚比为0.001到0.2范围内有最大值，而在比值超过0.5时将急骤下降，当膜的厚度比超过0.5时，矫顽力比值Hc0/Hc2显著地下降。因此，为了得到适合于高密度记录的垂直方向磁化的膜，膜厚比（t1/t2）应设定在等于或小于0.5，较好值应在0.001到0.2范围内。
提供了一种磁光记录介质，这种介质即使在短波长光下也有很高的磁光效应，它在垂直于膜表面的方向上各向异性强，並且这种介质可进行高密度记录。