JP5570270B2 - 熱アシスト磁気記録媒体及び磁気記憶装置 - Google Patents
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Description
本発明は熱アシスト磁気記録媒体、及びそれを用いた磁気記憶装置に関する。
媒体に近接場光等を照射して表面を局所的に加熱し、媒体の保磁力を低下させて書き込みを行う熱アシスト記録は、１Ｔｂｉｔ／ｉｎｃｈ２クラスの面記録密度を実現できる次世代記録方式として注目されている。熱アシスト記録を用いた場合、室温における保磁力が数十ｋＯｅ（１Ｏｅは約７９Ａ／ｍ）の記録媒体でも、現状ヘッドの記録磁界により容易に書き込みを行うことができる。このため、記録層に１０６Ｊ／ｍ３台の高い結晶磁気異方性Ｋｕを有する材料を使用することが可能となり、熱安定性を維持したまま、磁性粒径を６ｎｍ以下まで微細化できる。このような高Ｋｕ材料としては、Ｌ１０型結晶構造を有するＦｅＰｔ合金（Ｋｕ〜７×１０６Ｊ／ｍ３）や、ＣｏＰｔ合金（Ｋｕ〜５×１０６Ｊ／ｍ３）等が知られている。
磁性層に、Ｌ１０型結晶構造を有するＦｅＰｔ合金を用いる場合、該ＦｅＰｔ合金は（００１）配向をとっているのが望ましい。磁性層中のＦｅＰｔ合金の配向性は、下地層によって制御できる。例えば、特許文献１には、（１００）配向したＭｇＯ下地層上に、Ｃｒ下地層を介してＦｅＰｔ磁性層を形成することにより、該ＦｅＰｔ磁性層が（００１）配向をとることが記載されている。また、非特許文献１には、（１００）配向したＣｒＲｕ合金下地層上に形成したＦｅＰｔが（００１）配向を示すことが記載されている。更に、非特許文献２には、Ｂ２構造を有するＲｕＡｌ下地層上にＰｔ下地層を介してＦｅＰｔ磁性層を形成することにより、該ＦｅＰｔ磁性層が（００１）配向を示すことが記載されている。
Ａｐｐｌ． Ｐｈｙｓ． Ｌｅｔｔ． ８０， ３３２５ （２００２）
Ｊ． Ａｐｐｌ． Ｐｈｙｓ． ９７， １０Ｈ３０１ （２００５）
熱アシスト記録媒体の磁性層には、高いＫｕを有するＬ１０構造のＦｅＰｔ合金等を用いるのが望ましい。熱アシスト記録媒体において、媒体ノイズを低減するには、磁性結晶粒を微細化するのが望ましい。但し、磁性粒子間の交換結合が強いと、隣接磁性粒子が結合して大きな磁気クラスターを形成するため、媒体ノイズが増大する。媒体ノイズを低減するには、磁性結晶粒を微細化すると同時に、磁性粒子間の交換結合を低減してクラスターサイズを低減する必要がある。
クラスターサイズを低減するには、磁性層にＳｉＯ２等の酸化物や、Ｃを粒界偏析材料として添加し、磁性粒子を分離することが望ましい。但し、粒界偏析材料の添加量が一定の場合、磁性粒径の微細化に伴って粒界幅が減少する。粒界幅が減少すると、隣接磁性粒子間の距離が短くなるため、局所的に強く交換結合した粒子対、もしくは粒子群が発生し、大きな磁気クラスターを形成する。これを防ぐには、粒界偏析材料の添加量を増大させる必要があるが、粒界偏析材料を過剰に添加するとＬ１０構造を有する磁性結晶粒の規則度の低下を招く。よって、粒界偏析材料を過剰に添加することなく、磁気クラスターサイズを効果的に低減する必要がある。
上記の課題は以下の手段により解決することができる。
（１）基板と、該基板上に形成された複数の下地層と、Ｌ１０構造を有する合金を主成分とする磁性層からなる磁気記録媒体において、該下地層の少なくとも一つが、ＭｇＯを主成分とし、かつ、１０００℃における酸化自由エネルギーが酸素１モルあたり、−１２０ｋｃａｌ／ｍｏｌ Ｏ２以下の元素を含有していることを特徴とする熱アシスト磁気記録媒体。
（２）１０００℃における酸化自由エネルギーが酸素１モルあたり、−１２０ｋｃａｌ／ｍｏｌ Ｏ２以下の元素が、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｚｒ、Ｂから選択される少なくとも一種類の元素である（１）に記載の熱アシスト磁気記録媒体。
（３）１０００℃における酸化自由エネルギーが酸素１モルあたり、−１２０ｋｃａｌ／ｍｏｌ Ｏ２以下の元素の含有量が、２ａｔ％以上、４０ａｔ％以下であることを特徴とする（１）または（２）に記載の熱アシスト磁気記録媒体。
（４）ＭｇＯを主成分とする下地層が、Ｃｒ、もしくはＣｒを主成分とするＢＣＣ構造を有する第２下地層上に形成されていることを特徴とする（１）乃至（３）の何れか１項に記載の熱アシスト磁気記録媒体。
（５）ＭｇＯを主成分とする下地層が、Ｔａ第２下地層上に形成されていることを特徴とする（１）乃至（４）の何れか１項に記載の熱アシスト磁気記録媒体。
（６）磁性層がＬ１０構造を有するＦｅＰｔ、もしくはＣｏＰｔ合金を主成分とし、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５、ＺｒＯ２、Ｙ２Ｏ３、ＣｅＯ２、ＭｎＯ、ＴｉＯ、ＺｎＯ、Ｃから選択される少なくとも一種類の酸化物または元素を含有していることを特徴とする（１）乃至（５）の何れか１項に記載の熱アシスト磁気記録媒体。
（７）磁性層の上に、Ｆｅ、Ｎｉ、もしくはＣｏを主成分とし、磁性層に用いるＬ１０構造を有する合金よりも結晶磁気異方性が低い合金からなるキャップ層が形成されていることを特徴とする（１）乃至（６）の何れか１項に記載の熱アシスト磁気記録媒体。
（８）磁気記録媒体と、該磁気記録媒体を回転させるための駆動部と、該磁気記録媒体を加熱するためのレーザー発生部と、該レーザー発生部から発生したレーザー光をヘッド先端まで導く導波路と、ヘッド先端に取り付けられた近接場光発生部を備えた磁気ヘッドと、該磁気ヘッドを移動させるための駆動部と、記録再生信号処理系から構成さる磁気記憶装置において、該磁気記録媒体が（１）乃至（７）に記載の熱アシスト媒体であることを特徴とする磁気記憶装置。
（２）１０００℃における酸化自由エネルギーが酸素１モルあたり、−１２０ｋｃａｌ／ｍｏｌ Ｏ２以下の元素が、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｚｒ、Ｂから選択される少なくとも一種類の元素である（１）に記載の熱アシスト磁気記録媒体。
（３）１０００℃における酸化自由エネルギーが酸素１モルあたり、−１２０ｋｃａｌ／ｍｏｌ Ｏ２以下の元素の含有量が、２ａｔ％以上、４０ａｔ％以下であることを特徴とする（１）または（２）に記載の熱アシスト磁気記録媒体。
（４）ＭｇＯを主成分とする下地層が、Ｃｒ、もしくはＣｒを主成分とするＢＣＣ構造を有する第２下地層上に形成されていることを特徴とする（１）乃至（３）の何れか１項に記載の熱アシスト磁気記録媒体。
（５）ＭｇＯを主成分とする下地層が、Ｔａ第２下地層上に形成されていることを特徴とする（１）乃至（４）の何れか１項に記載の熱アシスト磁気記録媒体。
（６）磁性層がＬ１０構造を有するＦｅＰｔ、もしくはＣｏＰｔ合金を主成分とし、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５、ＺｒＯ２、Ｙ２Ｏ３、ＣｅＯ２、ＭｎＯ、ＴｉＯ、ＺｎＯ、Ｃから選択される少なくとも一種類の酸化物または元素を含有していることを特徴とする（１）乃至（５）の何れか１項に記載の熱アシスト磁気記録媒体。
（７）磁性層の上に、Ｆｅ、Ｎｉ、もしくはＣｏを主成分とし、磁性層に用いるＬ１０構造を有する合金よりも結晶磁気異方性が低い合金からなるキャップ層が形成されていることを特徴とする（１）乃至（６）の何れか１項に記載の熱アシスト磁気記録媒体。
（８）磁気記録媒体と、該磁気記録媒体を回転させるための駆動部と、該磁気記録媒体を加熱するためのレーザー発生部と、該レーザー発生部から発生したレーザー光をヘッド先端まで導く導波路と、ヘッド先端に取り付けられた近接場光発生部を備えた磁気ヘッドと、該磁気ヘッドを移動させるための駆動部と、記録再生信号処理系から構成さる磁気記憶装置において、該磁気記録媒体が（１）乃至（７）に記載の熱アシスト媒体であることを特徴とする磁気記憶装置。
本発明により、磁性結晶粒が均一で、かつ、磁性粒子間の交換結合が十分に弱い熱アシスト記録媒体と、これを用いた磁気記憶装置を提供することができる。
本願発明の熱アシスト磁気記録媒体は、基板と、該基板上に形成された複数の下地層と、Ｌ１０構造を有する合金を主成分とする磁性層からなる磁気記録媒体において、該下地層の少なくとも一つが、ＭｇＯを主成分とし、かつ、１０００℃における酸化自由エネルギーが酸素１モルあたり、−１２０ｋｃａｌ／ｍｏｌ Ｏ２以下の元素を含有していることを特徴とする。
上述のように、熱アシスト記録媒体の磁性層には、高いＫｕを有するＬ１０構造のＦｅＰｔ合金等を用いるのが望ましい。更に、基板面垂直方向に高い磁気異方性を示す必要があるため、上記ＦｅＰｔ合金は（００１）配向をとっていることが望ましい。ＦｅＰｔ合金の（００１）配向は、該ＦｅＰｔ合金を、（１００）配向したＭｇＯ下地層上に形成することによって実現できる。ＭｇＯ下地層に（１００）配向をとらせるには、例えば、ガラス基板上にＴａ、もしくはＴａを主成分とする第２下地層を形成し、該Ｔａ第２下地層の上にＭｇＯ下地層を形成すればよい。また、加熱したガラス基板上にＣｒ、もしくはＣｒを主成分とするＢＣＣ構造の合金層を形成した場合、該Ｃｒ、もしくはＣｒ合金層は（１００）配向を示す。これを第２下地層としてこの上にＭｇＯ下地層を形成することによっても、該ＭｇＯ下地層に（１００）配向をとらせることができる。
ＭｇＯ下地層の結晶粒が例えば１０ｎｍ以上と大きい場合、一つのＭｇＯ結晶粒上に複数の磁性結晶粒が成長する。同じＭｇＯ結晶粒上に成長した磁性粒子間の粒界幅は狭くなる傾向があるため、隣接粒子間の交換結合は十分に低減されない。このため、同じＭｇＯ結晶粒上に成長した磁性粒子は互いに磁気的に結合して、大きな磁気クラスターを形成する。一方、ＭｇＯ下地層の結晶粒が１０ｎｍより小さい場合、一つのＭｇＯ結晶粒に概ね一つの磁性結晶粒が成長する。この場合、隣接する磁性結晶粒は互いに異なるＭｇＯ下地結晶上に成長しているため、十分に広い粒界が形成される。よって、磁性粒子間の交換結合が十分に低減され、クラスターサイズを小さくすることができる。一つの下地結晶粒上に一つの磁性結晶粒が成長する成長モードは、“Ｏｎｅ ｂｙ ｏｎｅ 成長”とも呼ばれる。
Ｏｎｅ ｂｙ ｏｎｅ 成長の頻度を高くした場合、クラスターサイズを低減できると同時に、磁性結晶粒を均一化できる。Ｏｎｅ ｂｙ ｏｎｅ 成長を促進するには、ＭｇＯ下地層の粒径を微細化することが望ましい。ＭｇＯ下地層の粒径は、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｚｒ、Ｂ等、酸化物の生成自由エネルギーが室温において−１２０ｃａｌ／ｍｏｌ％ Ｏ２以下の元素を添加することによって微細化できる。
１Ｔｂｉｔ／ｉｎｃｈ２以上の面記録密度を実現するには、磁性粒径を６ｎｍ以下に微細化する必要がある。よって、ＭｇＯ下地層の粒径も６ｎｍ以下とすることが望ましい。但し、ＭｇＯ結晶の粒径が概ね１０ｎｍ以下であれば、磁性結晶粒の分離を促進する効果が得られるため、特に問題はない。ＭｇＯへの添加元素の添加量は、ＭｇＯ下地層のＮａＣｌ構造と、（１００）配向を大幅に劣化させない範囲内であれば特に制限はないが、概ね２ａｔ％（原子％）以上、４０ａｔ％以下が望ましい。２ａｔ％を下回ると、ＭｇＯ結晶粒の微細化が不十分であり、４０ａｔ％を超えるとＮａＣｌ構造が劣化するため望ましくない。
Ｌ１０構造を有するＦｅＰｔに（００１）配向をとらせるため、ＭｇＯ下地層は、（１００）配向をとっていることが好ましい。ＭｇＯ下地層に（１００）配向をとらせるには、例えば、ガラス基板上にＴａ第２下地層を形成し、該Ｔａ第２下地層の上にＭｇＯ下地層を形成すればよい。また、加熱したガラス基板上にＣｒ、もしくはＣｒを主成分とするＢＣＣ構造の合金層を形成した場合、該Ｃｒ、もしくはＣｒ合金層は（１００）配向を示す。これを第２下地層としてこの上にＭｇＯ下地層を形成することによっても、該ＭｇＯ下地層に（１００）配向をとらせることができる。
磁性層には、Ｌ１０構造を有するＦｅＰｔ合金、もしくはＣｏＰｔ合金を用いることができる。また、粒界偏析材料として、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５、ＺｒＯ２、Ｙ２Ｏ３、ＣｅＯ２、ＭｎＯ、ＴｉＯ、ＺｎＯ、Ｃ、もしくはこれらの混合物を含有していてもよい。
磁性層の上に、キャップ層を形成してもよい。キャップ層を形成することにより、書き込み特性を改善できる。キャップ層には、Ｆｅ、Ｎｉ、もしくはＣｏも主成分とし、磁性層に用いるＬ１０構造を有するＦｅＰｔ合金、もしくはＣｏＰｔ合金よりも結晶磁気異方性が低い材料を用いるのが望ましい。
上記配向制御層以外にも、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｌ、もしくはこれらを主成分とする熱伝導率の高い合金材料をヒートシンク層として形成してもよい。また、書き込み特性を改善するため、ＣｏＦｅＴａＺｒ、ＣｏＦｅＴａＳｉ、ＣｏＦｅＺｒＳｉ、ＦｅＴａＣ、ＦｅＡｌＳｉ、ＮｉＦｅ合金等からなる軟磁性下地層を設けてもよい。更に、基板との密着性を改善するための密着層を形成することもできる。
（実施例１−１〜１−８、比較例１）
図１に本実施例で作製した磁気記録媒体の層構成の一例を示す。耐熱ガラス基板１０１上に３０ｎｍのＣｏ−５０ａｔ％Ｔｉ合金下地層１０２、２５ｎｍのＦｅ−２０ａｔ％Ａｌ−５ａｔ％Ｓｉ合金からなる軟磁性下地層１０３を形成し、２５０℃まで加熱したのち、１０ｎｍのＣｒ−２０ａｔ％Ｖ層１０４を形成した。その後、ＭｇＯを主成分とする下地層１０５を５ｎｍ形成し、基板を４２０℃まで加熱した後、６ｎｍの（Ｆｅ−５５ａｔ％Ｐｔ）−１４ｍｏｌ％ＴｉＯ２磁性層１０６、２ｎｍのＣｏ−１０ａｔ％Ｔａ−５ａｔ％Ｂキャップ層１０７、３ｎｍのダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）保護膜１０８を形成した。ＭｇＯを主成分とする下地層には、ＭｇＯ−１２ａｔ％Ａｌ（実施例１−１）、 ＭｇＯ−８ａｔ％Ｓｉ（実施例１−２）、ＭｇＯ−２０ａｔ％Ｔｉ（実施例１−３）、ＭｇＯ−１５ａｔ％Ｖ（実施例１−４）、ＭｇＯ−６ａｔ％Ｃｒ（実施例１−５）、ＭｇＯ−９ａｔ％Ｍｎ（実施例１−６）、ＭｇＯ−１６ａｔ％Ｚｒ（実施例１−７）、ＭｇＯ−９ａｔ％Ｂ（実施例１−８）を使用した。また、比較例１として、酸化物を添加しないＭｇＯ下地層を使用した媒体を作製した。
図１に本実施例で作製した磁気記録媒体の層構成の一例を示す。耐熱ガラス基板１０１上に３０ｎｍのＣｏ−５０ａｔ％Ｔｉ合金下地層１０２、２５ｎｍのＦｅ−２０ａｔ％Ａｌ−５ａｔ％Ｓｉ合金からなる軟磁性下地層１０３を形成し、２５０℃まで加熱したのち、１０ｎｍのＣｒ−２０ａｔ％Ｖ層１０４を形成した。その後、ＭｇＯを主成分とする下地層１０５を５ｎｍ形成し、基板を４２０℃まで加熱した後、６ｎｍの（Ｆｅ−５５ａｔ％Ｐｔ）−１４ｍｏｌ％ＴｉＯ２磁性層１０６、２ｎｍのＣｏ−１０ａｔ％Ｔａ−５ａｔ％Ｂキャップ層１０７、３ｎｍのダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）保護膜１０８を形成した。ＭｇＯを主成分とする下地層には、ＭｇＯ−１２ａｔ％Ａｌ（実施例１−１）、 ＭｇＯ−８ａｔ％Ｓｉ（実施例１−２）、ＭｇＯ−２０ａｔ％Ｔｉ（実施例１−３）、ＭｇＯ−１５ａｔ％Ｖ（実施例１−４）、ＭｇＯ−６ａｔ％Ｃｒ（実施例１−５）、ＭｇＯ−９ａｔ％Ｍｎ（実施例１−６）、ＭｇＯ−１６ａｔ％Ｚｒ（実施例１−７）、ＭｇＯ−９ａｔ％Ｂ（実施例１−８）を使用した。また、比較例１として、酸化物を添加しないＭｇＯ下地層を使用した媒体を作製した。
本実施例媒体のＸ線回折測定を行ったところ、何れの媒体においても、ＣｒＶ下地層からの強いＢＣＣ（２００）ピークが観測された。また、磁性層からは強いＬ１ｏ−ＦｅＰｔ（００１）回折ピーク及び、Ｌ１ｏ−ＦｅＰｔ（００２）ピークとＦＣＣ−Ｆｅ（２００）ピークの混合ピークが観測された。後者のピークに対する前者のピークの積分強度比は１．６〜１．８で、規則度の高いＬ１ｏ型ＦｅＰｔ合金結晶が形成されていることがわかった。
ＭａＯ下地層の粒径を測定するため、磁性層とキャップ層を形成しないサンプルを作製し、ＴＥＭ観察を行ったところ、本実施例で用いたＭｇＯ−１２ａｔ％Ａｌ（実施例１−１）、ＭｇＯ−８ａｔ％Ｓｉ（実施例１−２）、ＭｇＯ−２０ａｔ％Ｔｉ（実施例１−３）、ＭｇＯ−１５ａｔ％Ｖ（実施例１−４）、ＭｇＯ−６ａｔ％Ｃｒ（実施例１−５）、ＭｇＯ−９ａｔ％Ｍｎ（実施例１−６）、ＭｇＯ−１６ａｔ％Ｚｒ（実施例１−７）、ＭｇＯ−９ａｔ％Ｂ（実施例１−８）下地層の平均粒径は全て１０ｎｍ以下であった。一方、元素添加しないＭｇＯ下地層（比較例１）の平均粒径は、３０ｎｍ以上であった。
表１に本実施例媒体、及び比較例媒体の磁性層の平均粒径＜Ｄ＞、平均粒径で規格化した標準偏差σ／＜Ｄ＞、保磁力Ｈｃをダイナミック保磁力Ｈｃで規格化した値Ｈｃ／Ｈｃ０を示す。ここで、Ｈｃ０は、磁界印加速度を変化させたときのＨｃの変化を、Ｓｈａｒｒｏｃｋの式でフィッティングすることにより算出した。一般にＨｃ／Ｈｃ０は磁性粒子間の交換結合に反比例し、Ｈｃ／Ｈｃ０が高いほど、交換結合が弱いことを示している。本実施例媒体の平均粒径は、いずれも６−７ｎｍ程度であり、σ／＜Ｄ＞は０．２以下であった。一方、比較例媒体の磁性層の平均粒径は、実施例とほぼ同程度であるが、σ／＜Ｄ＞は０．２７と著しく大きかった。このことは、実施例媒体に比べて比較例媒体の粒径分散が大きいことを示している。また、本実施例媒体のＨｃ／Ｈｃ０は、いずれも０．３以上であったのに対し、比較例媒体のＨｃ／Ｈｃ０は０．２２と実施例媒体に比べて著しく低かった。以上より、ＭｇＯ下地層に元素を添加することにより、磁性粒径を均一化できると同時に、磁性粒子間の交換結合を低減できることが明らかになった。これは、上述のように比較例媒体に比べて実施例媒体の方がＭｇＯ下地層の粒径が微細化されており、多くの磁性結晶粒が、ＭｇＯ下地結晶粒上にｏｎｅ−ｂｙ−ｏｎｅ成長しているためと考えられる。
（実施例２−１〜２−１０、比較例２）
図２に本実施例で作製した磁気記録媒体の層構成の一例を示す。非磁性基板２０１上に１００ｎｍのＡｇヒートシンク層２０２、１００ｎｍのＦｅ−１０ａｔ％Ｔａ−１２ａｔ％Ｃ軟磁性層２０３、１０ｎｍのＴａ下地層２０４、を順次形成した。その後、ＭｇＯを主成分とする下地層２０５を３ｎｍ形成し、基板を４２０℃まで加熱した後、１０ｎｍの（Ｆｅ−５０ａｔ％Ｐｔ）−４５ａｔ％Ｃ磁性層２０６、２ｎｍのＣｏ−１０ａｔ％Ｔａ−５ａｔ％Ｚｒキャップ層２０７、３ｎｍのＤＬＣ保護膜２０８を形成した。ＭｇＯを主成分とする下地層には、ＭｇＯ−６ａｔ％Ａｌ−３ａｔ％Ｓｉ（実施例２−１）、ＭｇＯ−１０ａｔ％Ｓｉ−５ａｔ％Ｃｒ（実施例２−２）、ＭｇＯ−５ａｔ％Ｓｉ−５ａｔ％Ｚｒ（実施例２−３）、ＭｇＯ−１２ａｔ％Ｔｉ−２ａｔ％Ｃｒ（実施例２−４）、ＭｇＯ−２０ａｔ％Ｔｉ−２ａｔ％Ｚｒ（実施例２−５）、ＭｇＯ−１５ａｔ％Ｖ−２ａｔ％Ｃｒ（実施例２−６）、ＭｇＯ−５ａｔ％Ｃｒ−２ａｔ％Ｍｎ（実施例２−７）、ＭｇＯ−８ａｔ％Ｃｒ−５ａｔ％Ｚｒ（実施例２−８）、ＭｇＯ−２０ａｔ％Ｚｒ−２ａｔ％Ｓｉ（実施例２−９）、ＭｇＯ−６ａｔ％Ｂ−３ａｔ％Ｓｉ（実施例２−１０）を使用した。また、比較例２として、元素添加なしのＭｇＯ下地層を使用した媒体を作製した。
図２に本実施例で作製した磁気記録媒体の層構成の一例を示す。非磁性基板２０１上に１００ｎｍのＡｇヒートシンク層２０２、１００ｎｍのＦｅ−１０ａｔ％Ｔａ−１２ａｔ％Ｃ軟磁性層２０３、１０ｎｍのＴａ下地層２０４、を順次形成した。その後、ＭｇＯを主成分とする下地層２０５を３ｎｍ形成し、基板を４２０℃まで加熱した後、１０ｎｍの（Ｆｅ−５０ａｔ％Ｐｔ）−４５ａｔ％Ｃ磁性層２０６、２ｎｍのＣｏ−１０ａｔ％Ｔａ−５ａｔ％Ｚｒキャップ層２０７、３ｎｍのＤＬＣ保護膜２０８を形成した。ＭｇＯを主成分とする下地層には、ＭｇＯ−６ａｔ％Ａｌ−３ａｔ％Ｓｉ（実施例２−１）、ＭｇＯ−１０ａｔ％Ｓｉ−５ａｔ％Ｃｒ（実施例２−２）、ＭｇＯ−５ａｔ％Ｓｉ−５ａｔ％Ｚｒ（実施例２−３）、ＭｇＯ−１２ａｔ％Ｔｉ−２ａｔ％Ｃｒ（実施例２−４）、ＭｇＯ−２０ａｔ％Ｔｉ−２ａｔ％Ｚｒ（実施例２−５）、ＭｇＯ−１５ａｔ％Ｖ−２ａｔ％Ｃｒ（実施例２−６）、ＭｇＯ−５ａｔ％Ｃｒ−２ａｔ％Ｍｎ（実施例２−７）、ＭｇＯ−８ａｔ％Ｃｒ−５ａｔ％Ｚｒ（実施例２−８）、ＭｇＯ−２０ａｔ％Ｚｒ−２ａｔ％Ｓｉ（実施例２−９）、ＭｇＯ−６ａｔ％Ｂ−３ａｔ％Ｓｉ（実施例２−１０）を使用した。また、比較例２として、元素添加なしのＭｇＯ下地層を使用した媒体を作製した。
表２に本実施例媒体、及び比較例媒体の、磁性結晶粒の平均粒径＜Ｄ＞、平均粒径で規格化した標準偏差σ／＜Ｄ＞、及び、クラスターサイズＤｎの値を示す。ここで磁性粒径の平均粒径は、磁性層の平面ＴＥＭ像より見積もった。また、クラスターサイズは、ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ． Ｍａｇｎ．， ｖｏｌ． ２７， ｐｐ４９７５−４９７７， １９９１に記載の方法を用いて室温で測定した。具体的には、マイナーループ解析から見積もった反磁界係数Ｎｄと磁性膜ｔｍａｇを用いて、Ｄｎ＝ｔｍａｇ×√Ｎｄとしてクラスターサイズを見積もった。
磁性粒径の平均粒径は、実施例媒体、比較例媒体共に概ね５−６ｎｍ程度であった。但し、σ／＜Ｄ＞の値は、本実施例媒体がいずれも０．２以下であったのに対し、比較例媒体は０．３２と著しく高かった。また、本実施例媒体のクラスターは、４０−６０ｎｍであったのに対し、比較例媒体のクラスターサイズは、８８ｎｍと実施例媒体に比べて著しく大きい。以上より、ＭｇＯ下地層にＡｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｚｒから選択される少なくとも一種類の元素を添加することにより、磁性粒径が均一化されると同時に、クラスターサイズが低減されることがわかった。
（実施例３）
上記実施例１、実施例２で示した媒体にパーフルオルポリエーテル系の潤滑剤を塗布したのち、図３に示した磁気記憶装置に組み込んだ。本磁気記憶装置は、磁気記録媒体３０１と、磁気記録媒体を回転させるための駆動部３０２と、磁気ヘッド３０３と、ヘッドを移動させるための駆動部３０４と、記録再生信号処理系３０５から構成される。
上記実施例１、実施例２で示した媒体にパーフルオルポリエーテル系の潤滑剤を塗布したのち、図３に示した磁気記憶装置に組み込んだ。本磁気記憶装置は、磁気記録媒体３０１と、磁気記録媒体を回転させるための駆動部３０２と、磁気ヘッド３０３と、ヘッドを移動させるための駆動部３０４と、記録再生信号処理系３０５から構成される。
図４に磁気ヘッドの構成を示す。記録用ヘッド４０１は、上部磁極４０２、下部磁極４０３、及び両者の間に挟まれたＰＳＩＭ（Ｐｌａｎａｒ Ｓｏｌｉｄ Ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ Ｍｉｒｒｏｒ）４０４から構成される。ＰＳＩＭは、例えばＪｐｎ．， Ｊ． Ａｐｐｌ． Ｐｈｙｓ．， Ｖｏｌ４５， ｎｏ．２Ｂ， ｐｐ１３１４−１３２０ （２００６） に記載されているような構造のものを用いることができる。ＰＳＩＭの先端部には、近接場光発生部４０５が形成されている。ＰＳＩＭのＧｒａｔｉｎｇ部４０６にレーザーダイオード８０７から波長６５０ｎｍ半導体レーザー４０８を照射し、ＰＳＩＭ先端部の近接場光発生部にレーザー光を集光させ、近接場光発生部から発生した近接場光４０９により媒体４１０を加熱できる。再生ヘッドは４１１、上部シールド４１２と下部シールド４１３で挟まれたＴＭＲ素子４１４で構成されている。
上記ヘッドで、本実施例媒体を加熱し、線記録密度１２００ｋＦＣＩ（ｋｉｌｏ Ｆｌｕｘ Ｃｈａｎｇｅｓ ｐｅｒ Ｉｎｃｈ）で記録し、電磁変換特性を測定したところ、何れの媒体も１５ｄＢ以上の高い媒体ＳＮ比と良好な重ね書き特性が得られた。
上記ヘッドで、加熱用のＰＳＩＭ、及びその先端部に設けられた近接場光発生部は、主磁極のＬｅａｄｉｎｇ側に配置されているが、Ｔｒａｉｌｉｎｇ側に配置されていてもよい。
（実施例４）
実施例２−１で示した媒体と同一層構成で、ＭｇＯを主成分とする下地層に、Ｓｉ含有量を１ａｔ％から５０ａｔ％まで変化させたＭｇＯ−Ｓｉを用いた媒体を作製した。図５にＭｇＯ−Ｓｉ下地層中のＳｉ濃度と媒体ＳＮ比の関係を示す。尚、媒体ＳＮ比は、実施例３で示したヘッドを用いて評価した。
実施例２−１で示した媒体と同一層構成で、ＭｇＯを主成分とする下地層に、Ｓｉ含有量を１ａｔ％から５０ａｔ％まで変化させたＭｇＯ−Ｓｉを用いた媒体を作製した。図５にＭｇＯ−Ｓｉ下地層中のＳｉ濃度と媒体ＳＮ比の関係を示す。尚、媒体ＳＮ比は、実施例３で示したヘッドを用いて評価した。
Ｓｉ濃度が１ａｔ％のときは、媒体ＳＮ比は１０ｄＢ以下と低かったが、２．５ａｔ％添加することにより１４．５ｄＢまで増加した。また、Ｓｉ濃度が１ａｔ％の媒体のクラスターサイズは９２ｎｍと大きかった。媒体ＳＮ比が低かったのは、このためと考えられる。Ｓｉ濃度を２．５ａｔ％から更に増加させると、媒体ＳＮ比はＳｉ濃度が１１ａｔ％付近で最大値をとったのち、緩やかに減少するが、Ｓｉ濃度が４０ａｔ％以下のときは１４ｄＢ以上の高い値を維持している。但し、Ｓｉ濃度が４０ａｔ％を超えると、媒体ＳＮ比は急激に低下する。これは、ＭｇＯ下地層のＮａＣｌ構造が劣化するためと考えられる。以上より、ＭｇＯに添加するＳｉの含有量を２ａｔ％以上、４０ａｔ％以下とすることにより、高い媒体ＳＮ比を有する熱アシスト媒体が得られることがわかった。尚、Ｓｉの含有量が５ａｔ％以上、２５ａｔ％以下のときに、媒体ＳＮ比は１６ｄＢ以上の極めて高い値を示している。よって、Ｓｉの含有量を５ａｔ％以上、２５ａｔ％以下とすることにより、特に高い媒体ＳＮ比を有する熱アシスト媒体が得られることがわかった。
１０１…ガラス基板
１０２…ＣｏＴｉ下地層
１０３…軟磁性下地層
１０４…ＣｒＶ下地層
１０５…ＭｇＯを主成分とする下地層
１０６…磁性層
１０７…キャップ層
１０８…ＤＬＣ保護膜
２０１…非磁性基板
２０２…ヒートシンク層
２０３…軟磁性下地層
２０４…Ｔａ下地層
２０５…ＭｇＯを主成分とする下地層
２０６…磁性層
２０７…キャップ層
２０８…ＤＬＣ保護膜
３０１…磁気記録媒体
３０２…媒体駆動部
３０３…磁気ヘッド
３０４…ヘッド駆動部
３０５…記録再生信号処理系
４０１…記録ヘッド
４０２…上部磁極
４０３…下部磁極
４０４…ＰＳＩＭ（Ｐｌａｎａｒ Ｓｏｌｉｄ Ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ Ｍｉｒｒｏｒ）
４０５…近接場光発生部
４０６…Ｇｒａｔｉｎｇ部
４０７…レーザー光源
４０８…半導体レーザー
４０９…近接場光
４１０…媒体
４１１…再生ヘッド
４１２…上部シールド
４１３…下部シールド
４１４…ＴＭＲ素子
１０２…ＣｏＴｉ下地層
１０３…軟磁性下地層
１０４…ＣｒＶ下地層
１０５…ＭｇＯを主成分とする下地層
１０６…磁性層
１０７…キャップ層
１０８…ＤＬＣ保護膜
２０１…非磁性基板
２０２…ヒートシンク層
２０３…軟磁性下地層
２０４…Ｔａ下地層
２０５…ＭｇＯを主成分とする下地層
２０６…磁性層
２０７…キャップ層
２０８…ＤＬＣ保護膜
３０１…磁気記録媒体
３０２…媒体駆動部
３０３…磁気ヘッド
３０４…ヘッド駆動部
３０５…記録再生信号処理系
４０１…記録ヘッド
４０２…上部磁極
４０３…下部磁極
４０４…ＰＳＩＭ（Ｐｌａｎａｒ Ｓｏｌｉｄ Ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ Ｍｉｒｒｏｒ）
４０５…近接場光発生部
４０６…Ｇｒａｔｉｎｇ部
４０７…レーザー光源
４０８…半導体レーザー
４０９…近接場光
４１０…媒体
４１１…再生ヘッド
４１２…上部シールド
４１３…下部シールド
４１４…ＴＭＲ素子
Claims (6)
- 基板と、該基板上に形成された複数の下地層と、Ｌ１０構造を有する合金を主成分とする磁性層からなる磁気記録媒体において、該下地層の少なくとも一つが、ＭｇＯを主成分とし、かつ、１０００℃における酸化自由エネルギーが酸素１モルあたり、−１２０ｋｃａｌ／ｍｏｌ Ｏ２以下の元素として、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｚｒ、Ｂから選択される少なくとも一種類の元素を、該元素の酸化物を除いて２ａｔ％以上、４０ａｔ％以下で含有していることを特徴とする熱アシスト磁気記録媒体。
- ＭｇＯを主成分とする下地層が、Ｃｒ、もしくはＣｒを主成分とするＢＣＣ構造を有する第２下地層上に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の熱アシスト磁気記録媒体。
- ＭｇＯを主成分とする下地層が、Ｔａ、もしくはＴａを主成分とする第２下地層上に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の熱アシスト磁気記録媒体。
- 磁性層がＬ１０構造を有するＦｅＰｔ、もしくはＣｏＰｔ合金を主成分とし、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５、ＺｒＯ２、Ｙ２Ｏ３、ＣｅＯ２、ＭｎＯ、ＴｉＯ、ＺｎＯ、Ｃから選択される少なくとも一種類の酸化物または元素を含有していることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の熱アシスト磁気記録媒体。
- 磁性層の上に、Ｆｅ、Ｎｉ、もしくはＣｏを主成分とし、磁性層に用いるＬ１０構造を有する合金よりも結晶磁気異方性が低い合金からなるキャップ層が形成されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の熱アシスト磁気記録媒体。
- 磁気記録媒体と、該磁気記録媒体を回転させるための駆動部と、該磁気記録媒体を加熱するためのレーザー発生部と、該レーザー発生部から発生したレーザー光をヘッド先端まで導く導波路と、ヘッド先端に取り付けられた近接場光発生部を備えた磁気ヘッドと、該磁気ヘッドを移動させるための駆動部と、記録再生信号処理系から構成さる磁気記憶装置において、該磁気記録媒体が請求項１乃至５の何れか１項に記載の熱アシスト媒体であることを特徴とする磁気記憶装置。
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