Магнитооптический носитель информации

Авторы патента:

G11B13/04 - с помощью магнитных и оптических средств (G11B 13/08 имеет преимущество)

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.

COIO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 11 В 13/04

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

47 Ег!146

- к (21) 4930749/10 (22) 24,04.91 (46) 07.02.93, Бюл. М 5 . (71) Научно-исследовательский технологический институт функциональной микроэлектроники (72) П.Н. Богатов; А,П. Гресько, О,Е. Красов, О.O. Коновалов и О.Н, Малышев (56) Балбашов А.M. и др. Магнитные матери- . алы для микроэлектроники, М.: 1979, с. 132вЂ”

133, Патент США N- 4467383, кл. G 01 В

13/04, 1983. (54) МАГНИТООПТИЧЕСКИЙ НОСИТЕЛЬ

ИНФОРМАЦИИ

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 метастабильность, вызванная фазовым превращением низкотемпературной фазы в высокотемпературную фазу.

Известен также магнитооптический носитель информации на основе аморфного материала состава GdDyFe, 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 ма.... Ж„, 1793466 А1 (57) 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, мас. %: оксид железа 46,15-46,21; оксид кобальта 27,02 вЂ” 27,08; оксид висмута 16,7216,80; оксид индия 9,99 вЂ” 10,05. 2 табл., 3 ип, териала, связанная с процессами старения в аморфных пленках составов редкая земля вЂ” 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 йнформации из такого соединения оксидов и с таким соотношением компонен.тов, чтобы было обеспечено повышение надежности и стабильности носителя к процессам окисления и старения при термомагнитной записи и хранении информации.

1793466

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, мас. %:

Оксид железа 46,15 вЂ” 46,21

Оксид кобальта 27,02 вЂ” 27,08

Оксид висмута 16,72 вЂ” 16,80

Оксид индия 9,99-10,05

Преимущество предлагаемого носителя ийформации заключается в том, что магнитооптическая пленка из соединения оксидов металлов обладает как известными свойствами термомагнитооптической записи на аморфных материалах системы редкая земля вЂ” переходной металл, так и в отличие от данных материалов не подвержена процессам окисления и старения с изменением магнитооптических параметров. При этом одноосная аниэотропия достигается введением двухвалентного кобальта, обеспечение керровского вращения вЂ” введением трехвалентного висмута, а стабильность состава к возможности диффузии и окисления вЂ” введением трехвалентного индия, Присутствие оксидов йсключает окисление носителя. а процентное соотношение компонентов состава обеспечивает стабильность материала магнитооптической пленки.

На фиг. 1 показана структура магнитооптического носителя информации в виде диска; на фиг, 2 вЂ” зависимость намагниченности насыщения (4 л Ms) от температуры; на фиг. 3 вЂ” зависимость угла керровского вращения О к от температуры.

Магнитооптический носитель информации выполнен в виде диска. структура которого содержит прозрачную основу (подложку) 1, например, из стекла, адгеэионный слой 2 иэ кремния толщиной 35„,45 нм и магнитооптическую пленку 3 из соединения Со(В!Ре!п)г04 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 носителя информации способом

ВЧ-распыления. Способ изготовления мишени является стандартным и включает многократный обжиг. спекание соответствующих хомпонентов (чистотой 99,99%) и последующее прессование. Вхождение в состав мишени исходных компонентов в массовых процентах принято следующим:

5 Со 27,02...27,08;, В1гОз 16,72...16.80; РеОз

46,15„,46,21; !пгОз 9,99...10,05. Указанные окислы перемешивают сухим способом, добавляют пластификатор связи (1% поливинилового спирта) и затем смесь подвергают 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)

1200 С с дальнейшей выдержкой в течение

3 ч при температуре 1пресс и постепенным снижением давления от 50 МПа до О. Размеры полученной керамической мишени составляют; диаметр 50 мм, толщина 10 мм, 20 Распыление материала пленки проводят на модернизированной установке УВН73-1,54М способом ВЧ-распыления. В качестве подложки поименяют стеклянную основу 1 с нанесенным на нее адгезионным слоем 2

25 из кремния толщиной 35...45 нм. Режим напыления магнитооптической пленки следующий; рабочий газ вЂ” 50%-ная смесь аргона с кислородом, давление газа 4 10 Па, -1 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 распыления материала равна 10 нм/мин.

Материал магнитооптической пленки имеет мелкокристаллическую структуру, Пример 1, Образец материала магнитооптической пленки носителя информа40 ции получают путем изготовления мишени и осаждения магнитооптической пленки на стеклянную подложку носителя информации способом ВЧ-распыления. Способ изготовления мишени является стандартным и

45 включает многократный отжиг, спекание соответствующих компонентов (чистотой

99,99%) и последующее прессование. Состав мишени принят следующим: смесь оксидов РегОз, !пгОз. СоО, В!гОз. Указанные

50 окислы перемешивают сухим способом, добавляют пластификатор связи (1% поливинилового спирта) и затем смесь подвергают холодному прессованию при давлении (P) 90

МПа. Затем заготовку подвергают предварительному спеканию в течение 2 ч при температуре 500...700 С, горячему прессованию при температуре (Inpecc)

1200 С с дальнейшей выдержкой в течение

3 ч при температуре пресс и постепенным снижением давления от 50 МПа до О, Разме1793466

15 (4 к Ms) вЂ” 1260 Гс, угол вращения Керра ( к) равен 0,52 град., поле одноосной анизот50

Оксид железа Оксид кобальта

46,15 вЂ” 46,21

27,02 вЂ” 27,08 ры полученной керамической мишени со. ставляют: диаметр 50 мм, толщина 10 мм.

Распыление материала пленки проводят на модернизированной установке УВН 751,5-4М способом ВЧ-распыления, В качестве подложки применяют стеклянную основу с нанесенным на нее адгеэионным слоем из кремния толщиной 44 нм. Режим напыления магнитооптической пленки следующий: рабочий газ вЂ” 50 -ная смесь аргона с кислородом, давление газа 4 10 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, мас.

Oj .

FezOa 46,15

СоО 27,02

Bi20g 16,72

Inz0g 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 (Ho) вЂ” при помощи вибрационного магнитометра, диаметр ЦМД (d) определяют с помощью магнитооптического эффекта

Керра; температуру Кюри (Т,) вЂ” по изменению петли гистерезиса от температуры, угол вращения Keppa (О, ) вЂ” по эффекту

Керра. Точка Кюри (Тс) пленки равна 190 С, коэрцитивная сила (Н ) находится в пределах 0,8 вЂ” 1 кЭ, намагниченность насыщения

Формула изобретения

Магнитооптический носитель информации, содержащий прозрачную основу с последовательно нанесенными на нее адгеэионным и слоем и магнитооптической пленкой толщиной 100 нм с одноосной анизотропией, перпендикулярной поверхности пленки, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и стабильно20

40 ропии (Н,) равно 2420 Э, коэффициент поглощения (а) для Л= 820 нм составляет

0,98 10 см, при этом диаметр (d) ЦМД равен 1,4 мкм.

Пример 2, Магнитооптический носитель информации получен по методике, описанной в примере 1, Образец имеет следующий состав, мас, %:

Fez Oa 46,21

Со0 27,08

В!20з 15,80 ! п20з 10,05

Показатели магнитных свойств образца определяют rro методике, приведенной в примере 1. Точка Кюри (Т,} пленки равна

210 С, коэрцитивная сила (Нс) находится в пределах 1„,1,5 кЭ, намагниченность насыщения (4к Ms) вЂ” 1380 Гс, угол вращения

Керра (О, ) равен 0,87 град., диаметр ЦМД (d) равен 1,1 мкм.

Пример ы 3 вЂ” 4 аналогичны примеру 1.

При этом в примере 3 приведен оптимальный состав пленки, мас, :

Ре20з 46,17

СоО 27,05

В IzOa 16,77 ! п20з 10,01

Точка Кюри (Тс) пленки равна 222 С, коэрцитивная сила (Нс) находится в пределах 1,5„.2 кЭ, намагниченность насыщения (4 тг Ms) вЂ” 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. Предложенный носитель информации имеет в 3...5 раз большую стабильность при использовании 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, мас.

Оксид аисмута

16,72-16,80

1793466

Оксид индия

9,99-10,05

Таблица 1

Таблица 2

1793466

Рю. 2

Составитель fl,áîãàòîâ

Техред M.Ìîðãåíòàë!

Корректор О.Густи