攻m毅正尊師弘昭学ψ究間欄辮獣バ鍵大教教ス船生イ醐再授授デ段拡学学能M区大大 )此度東東知y磁北北程聡密課脱高士超幸英 (、19 博h(良裕鴛曲朧齢 31学田町添授授日項研加就 1第工f瓠川教教月条院01c学学む)94学画授大大す学年第大㎝つ教北北す奨工8則学.mto学東東卦讃躾羅駄査い今博平学東MM東主名位日規称目員員月難題委学年根攻文教査与の専与授与,論導審位蝶位文氏授学学研学指論論文内容要旨 Thisthesisdescribesbo七htheoreticalan往expe血mentalstudiesonthemechanismof ultra五ighdensityMagneticAmph取ingMagneto-OpticalSystems(MAMMOS)。Since thereproducedsign飢amplitudeinvolvedislarge,MAMMOSmediaareconsideredto bepromising皿agneto℃ptic段1recordingmediatoachieveultra撮glldensityrecording・ Themechanismofthe㎜OSreadouthasbeenhltensivelystudied.Inad〔1itionto theMAMMOSmedia,thermallyassistedmagneticrecordingmediahavealsobeen studiedtheoretica■yasanotherrecor{1血gmediawithgrea七potentiaLInthisthesis, thefb■owingmattersarementioned、 } InChapter1,recordingmediawi七htemperature・dependentmagne七icproperties &ssum血glaserj函radiationaredescribedtoprovide土ntroduction.]㎜OSand 七hermallyassiste(lmagneticrecordingmediaarementione{1.Forbackgl℃undof ㎜OS,tren(isincapacities丘)ropticaldisks,recor(iingan(lreadoutprhlciplesof conventionalmagneto・opticaldisks,andtheMAMMOSreadoutprincipleare mentioned.For七hethermallyassisted皿agneticrecord圭Rgmedia,ba.ckgroundis provided.Inaddition,theoutH皿eofthisthesisissta七ed血C五apter1,A1七houghthe actualcolorofthewavelength4050r413nm工aserisblueviolet,七heterm`bluelaser'is usedhlthisむhesis. InChapter2,thethermalchar段cteristicsoftheMAMMOSmedi段withbluelaser irradiationwerestudiedusingthedomaincopy士ngphenomena,Thedomaincopying phenomenaassume1&ser士rradiationontotheMAMMOSmediawithoutanextem瓠 magneticfield.Ourexperime且tsut血zeda413nmKrlaserandanobjectivelenswitha numericalaperture(NA)ofO.9.Tbobtain回brma.tiononthethermalcharacte血stics, thetemperature-dependentKerrrotationandthebeamintensitywereinvestigated. Withregardtothetemperature一(iependentKerrrotation,emp辻icald歌tawereutihzed. Thereproducedsignalampli七udewasshnulatedus士ngtheproductsofthe telnperature・depen廿entKerrro七ationandbeamintensi呼0皿simulationindica.tes 一236一一『『一姻■一曲■■■ sJ:nooo 8uTICdoo ulleluop 'O. O Z Jo eJngl ledul:e4 o l;oeds le puoAeq l q4 ueln leaJ: uolSl nbe s<qsnH 'Peull qo s0 sTJ:eSoleJleqo 1lem :eq eq 8u}sn '8 J:e4dleqo ul Slel{ pelnx :uoo e A 'uo S13rpleJ:I J:aslel enlq q4TAA 4nopl3eJ SOVｦV VI I eq4 0 peHddl sleA& u pJ:ooeJ: (V :IrD uoTSlelnpovｦ X suesul Jesl rl J:oJ peJJ:nooo uolsul dre lr!:1 luop ue o :ns pule AITB01 eJoeq 'suel eAI40e qo 6'0=yN ul3 pul uoI E pleJJ:1 J:esl 1 9nlq eqs q4TA& ueAa ol euSlelcu 1leuJe xe ul pule luuo Jo snrpleil ulleurop pepr:ooeJ: 1 Su D:nssY CIllesu9mlledx9 'pe lelnolleo eJte A } p J: u JCJleA O e;leA ulpuodse;t,roo spl9 : o 4eu 13ul: I ao eq 'eO OOZ JO ple : pl3J: ulJ T13A o 8urpuodsoJ:J:oo L Alo,leoo pul uo 13zT euSlem Jo s40npond eq 'OSIY Jo s anpoJ:d ell4 pule sple : 014eu leln ll os eseq Jo su od ulssoJ:o eql 'pe lelnul s eq4 Jo uo sul dxe uTleluop uo uol 1 ln:roJul sep Aor:d JCSIA}oJlaoo pule uoT4l z 4eu T3lu 'suol eAI40e qo 6'0=YN ul3 pule Jeslel urugOV qqi ueleA A& q J)A Ierpem SOV IV VV : SOVqlAIVV : eq :roJ su014113lnm s uoT4lenbe (OTD J:eql :O zsTI{sg :rl: nlE:pule[1 ' Jle4dl qo ul ueosoJ:o 9 le314seAul 0 4no pelJl:tl D eJeA& uoTS1 TP13JJl; J:eslel enlq eq II IA& nopseJ 4ueoseJo esel{4 JloJ 4ue og :ns 40u s qoleoxddle 8 JesdleqO ol{ eouTS 'su 1elnop olSeu l lcu sl ul:nrpeln SO lA Pesl lnolleo 9qJ] 'pemJ:oJ19d 9JeA& su014lelnmls oTr 'su leurop oDodPO Ie pule (Inug) J:eJClel oT eu8le -uou 1 '(mu08) JeL1 l ooed:qJ Ie u le uoo o polnnssle oql LIeAI oedseJ sJteAlel snoplee pu : o leTpenlJ:e uT u p!rooeJ eq sl3: (uruoz) J0L1el B J:e J:1el sesl JeueS uol lelpleJ:Jl; J:esl 1 enlq Jo el9:oJd JCSJ:euo 11leA& u europ J:edrleqs eJnsleJ:edule4 J:edJleqs eqJ] 'u0 4leTPl JJl; J:eslel peJ: Jo leq4 o peJledmoD eoJ:oJ upl:u II{s J:eLlel ooedP{) el{ uT uoTsul3dre uT13luop 4ue o :ns ueAeJ:d Xleln Jesl l enlq eq Jo el oJd 0 4eu le u po leelonu ell S13qs urpu : ol{S PeuTl sqo O A 'eoJIOJ Supl:u}zqs eq4 0 enp Jeslel pOJ ueqA& o pe:1:13duloo 'pesn s uol lelpleJ!l Jc9slel anlq ueqJ J:esuop sl 1l sJ:9AeJ J:es I enlq el{ I{ IA& ueAe 4leq4 '!loAaA&oq 'pe40u eq plnol s 1 'pesn sl uolSlelpl JJ : pepJooeJ: el{s uleq Je Jlel s} :tedClel ooedPO eqs u uo} aJ: pepul dre el{ 'uoT413rpl JJT su!:1 urop ueoseJo 0 9lql 0 ddl3 sl snopleeJ: SOV luvl l eII Sl l{ slrBoul: sll{J] 'Ir!:1 tuop 1laslel enlq 1 uTsn el{S uoJ poqq9ul pleeJ Sses eq4 uTuJeouoo suolneAoJdur!: IleoTSoleJd euo sle ' J:esdlello ul Y 'PedoleAep sleA& pol{sem pseJ: 4se4 SOVｦI rv pe4lsodep-sle ul 'lerp9ul SOIAl: Vｦ 13 lsp sse peuTul:Jte ep-eJ:d uTprooe:t seJl:nbeJ: LIllensn qolzoJ:ddle pse:1: se P3uo ueAuoo 'p9Jl;nbeJ eur!:4 sFq e 1emutFle o 'emT4 sellmsuoo s q4 pul 'ul:nlpollt SOI D IVy : eqa osuo snoq41A "9' '1erpem SOVll lyl l: Pe }sodep-sl slq4 1 q suleeLu s}q J '1e peln eq4 o uo uTsn seqoleoJ:ddle pseJ: ses porpn s eA& Isp sse peu uxJ:e 9p-eJ:d 91 4 u ps:ooeJ JloJ pe:l nbeJ eullS oq eonpoJ ICleAT40eg :e uleo poq4em pleeJ: 4seS SOVｦI Vｦ Pe4 sodap-sle 0 uo lep sse peu ulJ9Sep-e,Id uTpJ009J Jo uoT leuFlt}Ie el{4 0 enp poq eul pleeJ: 4s9S eq4 eq4 s poq eln pl3eJ so SO l lyV : po4lsodep-sl slqS JOJ SuTod Le eqJ] 'le pem eq4 SOIAlylV pe4lsodep-sl ulsn lousuoo iteA od 4nopseJ 9q J:oJ uorJe ilo poo Jo urplrg: eq4 sesl30rpul: anlleA YIAl:P slql 'anlleA VVｦP oq4 peu:leu eAlel e A qo qA& 'snopl eJ uo:ceg p oAA eq ueeA 4eq eou9Jleg l:p eqS Jo enlleA e nlosqle eqs Jo enlleA pe 1 lnm:noole - L - i { moving averages. Our experiments show that the dMA value is a fairly good criterion for the optimization of the readout laser power because of good correlation between the readout laser power dependence of the dMA and that of the carrier to noise ratio (C/N). In Chapter 6, to investigate magneto-optical recording or thermally assisted magnetic recording, a theoretical model for magnetization reversal beyond the Curie temperature was developed considering the Curie-Weiss law. This theoretical model assumes that the magnetization reversal beyond Tc minimizes magnetic energy locally in the vicinity of a T=Tc isotherm region. Considering fluctuation of the magnetic energy, the criterion using the derivative of the magnetic energy was proposed. We considered the potential energies corresponding to the transitions of magnetization. We assume that the magnetization reversal beyond Tc minimizes this potential energie locally in the vicinity of a T llc isotherln region. We considered that fluctuation of the il potential energy exists because all the magnetization, anisotropy, and exchange stifiness constant fluctuate in a practical ferrimagnetic system even in the vicinity of a T=Tc isotherm. Turo cases of potential energies without fluctuations corresponding to the magnetization reversal assuming T llc were considered. One case assumes a steep } gradient of magnetic energy at the energy minimum while the other case assumes a not so steep gradient. In the case of the steep gradient, the position of the energy minimum without fluctuation is almost the same as that of the energy minimum with fluctuation. Consequently, the steep gradient of the magnetic energies introduces a trapping effect which prevents transition from the local energy minimum to those energy levels which generate undesirable jagged domain shapes, in the vicinity of the T=Tc isotherm region. In the case of the not so steep gradient, on the other hand, the position of the energy minimum without fluctuation is sometimes different from that of the energy minimum with fluctuation because this trapping effect is weak. To provide a good criterion for the stable shape magnetization reversal quantitatively, we proposed the dedg' value in the vicinity of the T l]c. The smaller this dedge value is, the smoother the jaggedness of the recorded domain is. This is because the smaller dedge value corresponds to the steeper gradient with the trapping effect towards preventing transition from the local energy minimum to those energy levels which generate undesirable jagged domain shapes, in the vicinity of the T=Tc isotherm region_ To obtain information regarding the jaggedness of magnetization reversal, we experimentally investigated the recording field dependence of the noise levels with recording laser powers of 7.5 mW and 9.0 mW. The experiments were carried out using an NA=0.9 objective lens, a 405 nm wavelength laser, and Laser Pumped-Magnetic Field Modulation (LP-MFM) recording with a duty of 30 olo. The recording field dependence of the noise levels from the experiments related well to the recording field dependence of the dedg' value. This means that our theoretical model provided a - 238 - 'OLL PuoJCeq 1l sJ:oAeJ: uo Slezl4eu leln elqle s JOJ qol cuddl eAT4leSlsul nb J:oJ sel :oJ:d '8urplooe:: 014eu leln pe4slssl3 Xnl ul :eqs e leS SseAu o 'L Je4dleqo ul A Tsuop q8TI{ IeJ4ln ensmd o ' lep l o Jl dme u sn po l lnolBo eJeA& seISJ:edoJ:d 0140u lem L14ueoeJ sl u pJ:ooeJ: 0 4eu l ol pe sTssl AHlem:toq 'zqou /S TqleJ:a , fuTurooleAo uTproooJ: oAI40eg ;e el{4 Jo saTg:oJd el{4 ':19 dleqo sJq4 ul 'o l3p}puleo uoJ4s JCxeA Ie eq o po oadre eqJ] 'poSleoTPu eJle sel ;oJd oJ:n leledine snoeue 011101lul 9q4 uTln:nssl3 pleg: 0 40u 13Tn snoeue 0moqu eq4 u mssY 'sol :oJd eseq4 e l STSseAul: os ST :le dlel{o sTq4 Jo esod md ple : eAT oegg:e eq4 Jo uouodlno:) !rBlnorpuedred eII 1eq4 punoJ eJ 's9l :oJd emsl3J:edme 'ple : oTSeu 1 lu IBuJ:04xe eq4 Jo l q4 o poJleduroo 91 :oJ:d pe leoHdmoo eJ:oul qonul 13 sl?q sseugg;1 s e uleqox9 suepuodop-eJ:ngleJ:edme eq4 uo uo I InJoJul ulle qo o '8 J:esdlel{o ul uTonpoJ:4u 'lerpem JoAleI lnm pdloo J:oJ pedoloAep sl A& Ieporn lleOT eJ:oeq Ie 'suleSsuoo JOJ Ierpeln J:aL1 I 4lmu pd/oo eq4 9zFl!;sn o ' (JHA) 90leJlesul lleng;l A Jo deouoo el{4 'seT4JedoJd oTSou 13ln u9puedap eJ:ngl Jledule ' 1lxpJooeJ: o eu leln peas ssl LIll utJ:eq q noqSIY 'F3 A eJ:le 'sul3 suoo sseu gl: s eSuleqoxe Jo uo lezl$euSleLu uolSle!m 1 s sl qons ssollg TSs e8ul qoxe eqS 'AI11 uelnlJ:edxe poJnsl oul eq ul o uo} 1 z eu 1 m uor le:m les eqq uo uol 13lnJ:ogul u l qo oO] 'Ir!:13 qo o lnoH rp suT131lteJ J:eAleI lnut pdloO eqS Jo ul suoo J:no ulA eq4 q , lepom lleoT eJoeq I pedoleAop eJ '4ull3 suoo sseng :TSs e ul31{oxe eqS eAI40eg :e oq Ill:oJg: p9ul 3 qo o SleJ 1{4 ueJ s uoT40leJ:e ul eq4 sJep suoo 19poul ll o qeJccel{S ple : ul 0111 erl q4 J u0 4lelnEuJoJ eq L 'Fe o lre Aq posodoJ:d lepoIII u0 4013J:esul; pule H eq4 uo pesleq suol lelnolleo os J:l l}m}S ulA 9q4 8uTurnssl3 peqsHql3Sso sleA& uo}413lnoP 0 9p}AO:Id uleo lopolu F30l eJ:oeqS Jno 'slleT!le leut snoqdJ:olnle J:oJ Arooll Ple : uleeln ep Ao;Id sul:ds e leJ:9Al : po J:eAuoo eseq4 eoulS ulA Pul oO J:oJ su ds e lf J:oAle po JeAuoo ell4 ' ul 4suoo sselg :as 98uleqoxe pul F uolS13zl eu 13m uo leJm4les el 'Iopoul lleoT eJoaq4 Jno Lq pouTl qo eq uleo sel4J:edoJ:d olseuSlelll uepuedep-eJ:n4le:19dme4 esleo oO eJ:nd soulll uB 's:te elnl Jlled pule lepom 1130 eJ:oeq mo Jo L PHl A eq4 oel 1:o OLL I{4TAA eA& 9S nb soeJ: le ule4suoo ssellg :4s e ulel{oxe p9 lmll s JmO 'po le seAu sleA& eA& 'seldrul x9 IleoT4013Jd eq4 Jo euo sle SleqS J:e V '9ln leJ9 H eq uro:g: Ie lep TB uolulJedxe ol{ Jo eouepuodep esln41 Jedme eqJL 'J:eLleT!:4lnul: gT[(mu8'O)Pd/(muz'O)oO] eq PeJ:epTsuoo J:oJ dTqsuo Sl IeJl Jl euTI alout eA13q o punoJ s A& ule suoo ssorg 4s e uleqoxa eq4 po l 14seAul 9J 'OSIY 'uoT4lezlseu lem uoT'Iemsles Jo lel{ os pe:tl duroo 'eJ:n4leJ:edme4 ssel T4s e uleqoxe pule uol l zl4eu lem u0141 xngl s el{ uo c,eg :9 uol nq J STP P Je 131 u ds ol{s uT134qo 0 polllJ:oJ:ted eJ:e A suoT4l lnol 30 soldlou Jd 4slg: 'uo Srpps ul 'sul34suoo :relnoTPuedj:ed 1 qsTA& JeJCl I Slnm pdIOO Pez IIIlsdo eqs JOJ uoTsnqIJSSrp uo lez it lod 'uru0'1 Jo pop:ed - 6 - i 論文審査結果の要旨す本論文では,磁区拡大再生可能な超高密度光磁気記録媒体であるMAMMOS(MagneticAmpli餌ng Magneto・OpticalSystems)媒体の再生機構が論じられている。さらに,局所的温度上昇による磁気特i 性の変化を利用する鰻共通点から・局所加熱を利用した磁気記録躰いわゆる熱アシスト磁気記4 録媒体も,理論的な検討がなされている。i 第1章では,光記録媒体の高密度化等の背景,光磁気記録媒体の記録・再生原理,磁区拡大再生の原理,熱アシスト磁気記録の背景,本論文全体の構成が述べられている。第2章では,波長4・3nm錆色レーザーを照射した際の㎜[M・S媒体の熱特性に関し、磁区転写1 現象を利用した検討という新規な手法が開発されている。磁区転写現象による実験結果を利用し,Kerr1 回転角の温度依存性と光量を考慮した検討を行い,熱的特性に関して得た知見が述べられている。第3章では,第2章にて得た熱的特性を利用して,青色レーザ」照射時のMAMMOS媒体の再生機構がHuthの式により検討され、半径50nmの円形磁区が磁区拡大再生可能であることが理論的に示さi れてレ、る.i 第4章では,LandauLif馳i七zG丑bert(LLG)方程式により,矢羽状磁区に関する青色レーザー照射時のMAMMOS再生が検討されている。青色レーザー照射時は,赤色レーザー照射時より再生の際の磁 ≠ 化反転が稠密であると見出したことが述べられている。第5章では,初期化せずにas・depositedの状態のMAMMOS媒体に,試し読みを行うための手法を開発したことが述べられている。第6章では,Curie温度よりも高い温度による記録を,Curie-W6issの法則を利用したモデルを構築し,実験結果と良好な一致を得たことが述べられている。1 第7章に抽ては熱アシスト磁気識こ関して燦騨を利用して渦所温度変イヒを考慮した磁気1 特性の分布を算出したことが述べられている。第8章では,熱アシスト磁気記録の材料候補であるCo/Pd多層膜に関し,仮想界面という考えを導入し,磁気特性の温度変化について理論モデルが構築されている。この理論モデルは,wangらの配位子相互作用モデルに対応した結合強さを考慮しており,交換スティッフネス定数が飽和磁化の温度特性に比較して線形に近い挙動と見出したことが述べられている。第9章では,本論文の結論が述べられている。以上をまとめるに,本論文では超高密度磁区拡大再生の機構を実験と理論より検討したこ,とに加え, 熱アシスト磁気記録媒体に関する理論的な検討も行い,局所的温度上昇による磁気特性の変化の利用という工学的発展に大いに寄与したと言える。よって,本論文は博士(工学)の学位論文として合格と認める。一240一 r-T'