CN100395821C - 纳米孔、磁记录介质及它们的制造以及磁记录装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种纳米孔结构，包括：金属矩阵；以及纳米孔，规则排列在该金属矩阵中，其中，所述纳米孔以行为单位隔开特定间隔，以构成纳米孔行。纳米孔行优选同心或螺旋排列。在相邻纳米孔行中的纳米孔优选沿径向设置。每个纳米孔行的宽度优选沿其纵向以特定间隔改变。一种磁记录介质，包括：衬底；以及在该衬底上面或上方的多孔层。该多孔层包括纳米孔，每个纳米孔在基本上垂直于衬底平面的方向上延伸，其中包含至少一种磁性材料，并且该多孔层为上述纳米孔结构。

Description

纳米孔、磁记录介质及它们的制造以及磁记录装置及方法

相关申请的交叉参考

本申请基于并要求2004年3月26日递交的在先日本专利申请No.2004-092155和2005年3月4日递交的在先日本专利申请No.2005-061664的优先权，它们的全部内容通过参考合并在此。

技术领域

本发明涉及一种可用于磁记录介质中的纳米孔结构，以及以低成本高效率制造该纳米孔结构的方法；适用于制造该纳米孔结构并能够高效制造该纳米孔结构的压模，以及制造该压模的方法；具有大容量且能够高速记录的磁记录介质，可用于作为计算机、消费导向型视频记录器的外部存储器而广泛使用的硬盘设备中，以及以低成本高效率制造该磁记录介质的方法；以及使用该磁记录介质进行垂直磁记录的装置和方法。

背景技术

随着信息技术工业的技术革新，需要提供具有大容量、可以高速记录，并且能够以低成本获得的磁记录介质，并且由此增加这种磁记录介质中的记录密度。人们试图通过在介质中连续磁性膜上水平地记录信息来增加磁记录介质的记录密度。然而，这种技术几乎达到其极限。如果构成连续磁性膜的磁性粒子的晶粒具有大尺寸，则会形成复杂的磁畴结构，由此增加噪声。相反，如果为避免增加噪声，磁性粒子的晶粒具有小尺寸，则由于热波动，磁化随着时间减少，因此引起误差。另外，用于记录的消磁场随着磁记录介质的记录密度增加而相应地增加。因此，磁记录介质必须具有提高的矫顽力，并且由于记录头不充分的写入能力而不具有足够的重写性能。

近来，对可以替代水平记录系统的新型记录系统进行了集中研发。其中之一是使用图案化磁记录介质的记录系统，其中，介质中的磁性膜不是连续膜而是例如纳米级的点、条或柱的图案，并且由此构成单畴结构(singledomain structure)而不是复杂的磁畴结构(例如，S.Y.Chou Proc.IEEE85(4)，652(1997))。另一种是垂直记录系统，其中，记录消磁场更小，并且能够以比水平记录系统中更高的密度来记录信息，记录层可具有略大的厚度，并且记录磁化强度耐热波动(例如，日本专利申请公开(JP-A)No.06-180834)。在垂直记录系统上，JP-A No.52-134706提出了软磁膜和垂直磁化膜的结合使用。然而，这项技术在使用单极头(single pole head)时写能力不够。为避这一问题，JP-A No.2001-283419提出了进一步包括软磁底层的磁记录介质。图1示出了按照垂直记录系统在磁记录介质上进行的这种磁记录。垂直记录系统的读-写头(单极头)100具有面向该磁记录介质的记录层30的主极102。该磁记录介质包括依次设置的衬底、软磁层10、中间层(非磁层)20以及记录层(垂直磁化膜)30。读-写头(单极头)100的主极102提供朝向记录层(垂直磁化膜)30的高磁通密度的记录磁场。记录磁场从记录层(垂直磁化膜)30经由软磁层10流向读-写头100的后半部分104，以形成磁路。后半部分104具有面向记录层(垂直磁化膜)30且具有较大尺寸的部分，并且因此其磁化不会影响记录层(垂直磁化膜)30。磁记录介质中的软磁层10也具有与读-写头(单极头)100相同的功能。

然而，软磁层10不仅聚焦读-写头(单极头)100提供的记录磁场，而且聚焦从环境泄漏到记录层(垂直磁化膜)30的悬浮磁场(floating magneticfield)，从而将其磁化，由此引起记录时噪声增加。图案化磁性膜需要复杂的图案化工艺，由此成本很高。在具有软磁底层的磁记录介质中，在磁记录时必须将软磁底层设置距离单极头很近的距离处。否则，从读-写头(单极头)100延伸到软磁底层40的磁通量随两个元件之间的距离增加而发散，从而在软磁层10(图2A)上设置的记录层(垂直磁化膜)30下部中，在变宽的磁场中以更多位数记录信息。在这种情况下，读-写头(单极头)100必须提供增加的写电流。另外，如果在记录多位(large bit)之后记录少位(small bit)，则多位的大部分仍未被擦除，由此使重写性能恶化。

例如，在JP-A No.2002-175621中提出了根据垂直记录系统和使用图案化介质的记录系统的一种磁记录介质。这种类型的磁记录介质包括充入阳极氧化铝孔的磁性金属，根据使用图案化磁记录介质的垂直磁记录系统将信息记录在其上。更具体地，该磁记录介质包括依次设置的衬底110、下电极层(underlying electrode layer)120和阳极氧化铝孔层130(氧化铝层)(图3)。阳极氧化铝孔层130(氧化铝层)包括规则排列的多个氧化铝孔，并且所述氧化铝孔填充有铁磁金属以形成铁磁层140。

然而，阳极氧化铝孔层130(氧化铝层)必须具有超过500nm的厚度，以在其中形成规则排列的氧化铝孔，并且其中即使提供软磁底层，也不能高密度记录信息。为解决这个问题，尝试了抛光阳极氧化铝孔层130(氧化铝层)以减少其厚度。然而，抛光较困难并需要很长时间进行，因此，引起更高的成本并使产品质量恶化。事实上，要想在1500kBPI的线性记录密度磁性记录信息以实现1Tb/in2的记录密度，单极头和软磁底层之间的距离必须减少至约25nm，并且阳极氧化铝孔层130(氧化铝层)的厚度必须减少至约20nm。将阳极氧化铝孔层130(铝层)抛光至这个厚度需要花费很多时间和精力。

在包括填充有磁性材料的阳极氧化铝孔的磁记录介质中，阳极氧化孔以高深宽比，沿垂直于露出表面的方向上延伸。这种介质在垂直方向上易被磁化，且关于磁性材料在尺寸上为各向异性，并且耐热波动。该阳极氧化铝孔一般以自组织(self-orgnaizing)方式生长，以形成六角密堆积的蜂窝状网格，并能够以比用光刻技术一个接一个形成这种孔更低的成本来生产。

然而，该阳极氧化铝孔典型以六角密堆积网格二维伸展，且相邻行的位排列紧密，而没有间隔或空隙。这是磁记录中的严重缺陷。具体地讲，在图案化介质中，在一个点中记录一位是理想的。然而，这些点不仅在线性方向(圆周方向)而且在径向上均以相同的间隔排列，因此引起相邻轨道中的互写(crosswrite)和互扰(crosstalk)。参见图4A和图4B，几个到几十个或更多个点61应构成图4B中的一位63，但即使在这种情况下，仍会发生互写和互扰(61：点；62：氧化铝；63：一位区域；64：下电极层；65：底层；66：衬底)。因此需要提供一种包括阳极氧化铝孔的磁记录介质，该阳极氧化铝孔填充有磁性材料，并被非磁性区域以行为单位隔开。

一种图案化介质包括：衬底，在衬底上突出和凹入部分；其中图案沿着凹入部分(凹槽)形成(JP-A No.2003-109333以及JP-A No.2003-157503)。在这些介质中，成块共聚物(block copolymer)或微小粒子以自组织方式二维伸展，并且利用二维图案在该凹槽中充入或埋入磁性材料。然而，这项技术仍不能实现在一条轨道中排列成行的孔。该出版物也参考一种技术，该技术是在凹入部分形成铝制成的带状结构并且阳极氧化带状结构，从而以自组织方式形成微纳米孔阵列。然而，此技术仍然未能提供在一条轨道中排列成行的阳极氧化铝孔。

例如，在JP-A No.2002-298448提出了这种图案化介质，其中通过电子束光刻或近场光刻在直线上形成磁性材料的图案。在理论上，按照此技术使用图案校准器可以在一条轨道中沿一条直线排列点。然而，此技术要求后续工序如蚀刻和离子研磨(ion milling)，以在形成图案后形成磁性点。另外，可使用的磁性材料由于其为了垂直记录必须在垂直方向上呈现出各向异性而受到限制，因此又引起额外的工序如热处理并且增加了成本。当图案是纳米级的小尺寸时，在整个介质上形成点图案需要花费很长时间，由此降低产量，导致成本增加。在这种花费很长时间的图案化步骤中，电子束或近场光的强度和焦点不能充分维持稳定。这种不稳定性导致一些缺陷，由此降低产量并增加了成本。

因而，本发明的目的是解决传统技术的上述问题，并提供一种在磁记录介质、DNA芯片、催化剂载流子以及其他应用中有用的纳米孔结构，以及以低成本高效率制造该纳米孔结构的方法。本发明的另一目的是提供一种适用于制造该纳米孔结构并允许高效率制造该纳米孔结构的压模，以及制造该压模的方法。本发明的又一目的是提供磁记录介质，可用于作为计算机、消费导向型视频记录器的外部存储器而广泛使用的硬盘设备中，以及能够以高密度及高速度记录信息，且具有高存储容量，而不会增加磁头的写入电流，呈现出令人满意且均匀的特性例如重写特性，并且可以避免互相干扰及互写，并具有非常高的质量。本发明的又一目的是提供以低成本高效率地制造该磁记录介质的方法。此外，本发明进一步的目的是提供使用该磁记录介质进行垂直磁记录的装置和方法。

发明内容

具体地，在第一方案中，本发明提供一种纳米孔结构，包括：金属矩阵；以及纳米孔，规则排列在该金属矩阵中，其中，该纳米孔以行为单位隔开特定间隔，以构成纳米孔行，所述纳米孔行的排列方式为以下四种方式的至少其中之一，即同心、螺旋、径向、和相邻纳米孔行之间的间隔与纳米孔行的宽度之比为从1.1到1.9；其中，所述金属矩阵上形成有用于形成纳米孔行的凹入部分行，且所述纳米孔行通过阳极氧化所述金属矩阵形成在所述凹入部分行上。通过充入至少一种磁性材料到该纳米孔中，该纳米孔结构可以用作例如硬盘设备中使用的磁记录介质；通过充入DNA到该纳米孔中，该纳米孔结构可以用作DNA芯片；通过充入抗体到该纳米孔中，该纳米孔结构可以用作蛋白质检测设备或诊断设备；通过充入典型地用于形成碳纳米管的催化剂金属到该纳米孔中，该纳米孔结构可以用作形成碳纳米管管或场发射器件的衬底。

在第二个方案中，本发明也提供一种制造根据本发明的第一方案的纳米孔结构的方法，包括：在金属矩阵上形成用于形成纳米孔行的凹入部分行，以及对该金属矩阵进行阳极氧化以在所述凹入部分行上形成纳米孔行，其中，该凹入部分以行为单位隔开特定间隔，以构成凹入部分行。

在制造这种纳米孔结构的方法中，当多孔层包括纳米孔时，在基本上与该金属矩阵垂直的方向上延伸的每个纳米孔形成在该金属矩阵上，以具有40nm厚或更厚，然后去除该多孔层，在去除之后，该纳米孔作为该多孔层的迹线保留在金属矩阵上。由于纳米孔以相对于金属矩阵的凹入部分形式存在，可以得到包括规则排列的凹入部分的该多孔层的迹线，其中，该凹入部分以行为单位隔开特定间隔，以构成凹入部分行。接下来，当该凹入部分用作形成纳米孔的开始处或开始点时(其起到形成纳米孔的开始处或开始点的作用)，以及当在包括凹入部分的多孔层迹线上再次形成多孔层时，可以很容易和高效率地制造包括规则排列的纳米孔的纳米孔结构，其中，纳米孔以行为单位隔开特定间隔，以构成纳米孔行。

在第三方案中，本发明进一步提供一种磁记录介质，包括：衬底；以及多孔层，设置在该衬底上并包括纳米孔，在该多孔层与该衬底之间插入或不插入一个或多个层，每个纳米孔在基本上垂直于衬底平面的方向上延伸并且其中包含至少一种磁性材料，其中，该多孔层是根据本发明第一方案的纳米孔结构。在此磁记录介质中，纳米孔行隔开特定间隔，且每个纳米孔行包括填充有磁性材料并规则排列的多个纳米孔。因此，该磁记录介质能够以高密度及高速度记录信息，且具有高存储容量，而不会增加磁头的写入电流，呈现出令人满意且均匀的特性例如重写特性，并且可以避免互相干扰及互写，并具有非常高的质量。该磁记录介质可用于例如硬盘设备中，其被广泛用作计算机和消费导向视频记录器的外部存储器。

在磁记录介质中，优选每个纳米孔包含从衬底起依次设置的软磁层和铁磁层，并且该铁磁层的厚度等于或小于该软磁层的厚度。在该磁记录介质中，铁磁层被设置在多孔层中纳米孔内部的软磁层上面或上方，并其厚度小于多孔层的厚度。当在磁记录介质上使用单极头进行磁记录时，在单极头与软磁层之间的距离小于多孔层的厚度，并基本上等于铁磁层的厚度。因此，通过控制铁磁层的厚度，而不需考虑多孔层的厚度，就能够控制来自单极头的磁通量的会聚、以一定记录密度进行磁记录和复制的优选特性。如图2B和5所示，来自单极头(读-写头)100的磁通量会聚在铁磁层(垂直磁化膜)30。因此，与传统类似物相比，磁记录介质呈现出显著增加的写入效率，需要减少的写入电流，并具有显著改善的重2写特性。

在第四方案中，本发明还提供一种制造根据本发明第三方案的磁记录介质的方法，包括：形成纳米孔结构的步骤；形成纳米孔结构的步骤包括：在衬底上形成金属层；以及处理该金属层，由此形成在基本上垂直于该衬底平面的方向上延伸的纳米孔，以由此形成作为多孔层的纳米孔结构，以及充入至少一种磁性材料到该纳米孔中。充入磁性材料的步骤优选包括以下步骤：在纳米孔中形成软磁层；以及在该软磁层上面或上方形成铁磁层。

根据这种制造磁记录介质的方法，在衬底上形成金属层，然后对其进行纳米孔形成处理，由此在形成纳米孔结构的步骤中形成在基本上垂直于该衬底平面的方向上延伸的多个纳米孔。在充入磁性材料的步骤中，磁性材料被充入到该纳米孔中。因此，可以以低成本高效率制造根据本发明第三方案的磁记录介质。当充入该磁性材料的步骤包括在纳米孔中形成软磁层以及在该软磁层上面或上方形成铁磁层的步骤时，在形成软磁层的步骤中，软磁层形成在纳米孔中。在形成铁磁层步骤中，铁磁层形成在该软磁层上面或上方。

在第五方案中，本发明进一步提供一种磁记录装置，包括根据本发明第三方案的磁记录介质和垂直磁记录头。在此磁记录装置中，使用垂直磁记录头将信息记录在此磁记录介质上。该磁记录装置能够以高密度及高速度记录信息，且具有高存储容量，而不会增加磁头的写入电流，呈现出令人满意且均匀的特性例如重写特性，并且可以避免互相干扰及互写，并具有非常高的质量。

在第五方案中，本发明额外并方便地提供一种磁记录方法，其包括使用垂直磁记录头在根据本发明第三方案的磁记录介质上记录信息的步骤。根据这种磁记录方法，使用垂直磁记录头将信息记录在磁记录介质上。因此，该磁记录方法能够以高密度及高速度记录信息，且具有高存储容量，而不会增加磁头的写入电流，呈现出令人满意且均匀的特性例如重写特性，并且可以避免互相干扰及互写。当磁记录介质是包括纳米孔的磁记录介质时，各纳米孔包含从衬底起依次设置的软磁层和铁磁层，并且铁磁层的厚度等于或小于软磁层的厚度，使用垂直磁记录头例如单极头在磁记录介质上进行磁记录，且在垂直磁记录头与软磁层之间的距离小于多孔层的厚度，而基本上等于铁磁层的厚度。因此，通过控制铁磁层的厚度，，而不需考虑多孔层的厚度，就能够控制来自垂直磁记录头的磁通量的会聚以及以一定记录密度进行磁记录和复制的优选特性。如图2B和5所示，来自垂直磁记录头(单极头)100的磁通量会聚在铁磁层(垂直磁化膜)30。结果，与传统类似物相比，磁记录介质呈现出显著增加的写入效率，需要减少的写入电流，并具有显著改善的重写特性。

本发明的其他目的、特征和优点从以下参照附图对优选实施例的描述将变得更为明显。

附图说明

图1为按照垂直磁记录系统的磁记录的示意图。

图2A为在垂直磁记录中磁通量的发散的示意图。

图2B为在垂直磁记录中磁通量的会聚的示意图。

图3为磁记录介质的示意图，该磁记录介质是图案化介质，在阳极氧化铝孔中包括磁性金属，并允许垂直记录。

图4A和4B分别为磁记录介质的示意图及其沿线B-B’的截面图，该磁记录介质包括充入二维伸展的阳极氧化铝孔的磁性金属。

图5为使用单极头在磁记录介质上进行垂直磁记录的局部截面图。

图6A为在从模具压印转移后的铝层表面的扫描电子显微图。

图6B为在阳极氧化以形成纳米孔行之后图6A的铝层表面的扫描电子显微图。

图7为通过刻划铝层并阳极氧化刻划后的铝层所形成的纳米孔行的扫描电子显微图。

图8为通过刻划铝层然后阳极氧化刻划后的铝层所形成的纳米孔行的另一扫描电子显微图。

图9A至9F为制造作为本发明实施例的磁记录介质的方法的示意图

图10为作为本发明实施例的磁记录介质的示意图

图11为在该磁记录介质中纳米孔行的示意图

图12A和12B分别为在形成纳米孔行(它们以特定间隔分离或隔开)之前和之后的磁记录介质的示意图。

图13A和13B分别为在形成纳米孔行(每个以特定间隔变化的宽度)之前和之后的磁记录介质的示意图。

图14为借助频谱分析仪读取波形的频率分析的曲线图。

图15为由在读取时脱轨(off-tracking)所确定的信号振幅的曲线图。

图16为根据本发明的磁记录介质和传统的磁记录介质的信噪比和重写特性的曲线图。

图17A为根据本发明纳米孔结构的制造步骤的视图(No.1)。

图17B为根据本发明纳米孔结构的制造步骤的视图(No.2)。

图17C为在模具的压印转移(imprint transfer)后的铝层表面的实例的示意图。

图17D为根据本发明纳米孔结构的制造步骤的视图(No.3)。

图17E为在阳极氧化后的铝层表面的实例的示意图。

图18A为根据本发明纳米孔结构的制造步骤的视图(No.4)。

图18B为去除多孔层后铝层表面的实例的示意图。

图18C为根据本发明纳米孔结构的制造步骤的视图(No5)。

图18D为根据本发明纳米孔结构(排列的纳米孔结构)表面的排列的纳米孔实例的示意图。

图19A为通过直接印刷进行的迹线转移步骤的实例的示意图。

图19B为通过热压印进行的迹线转移步骤的实例的示意图。

图19C为通过光压印进行的迹线转移步骤的实例的示意图。

图19D为在热压印和光压印中剥去聚合层的步骤的示意图。

图19E为在热压印和光压印中残余物处理的示意图。

图19F在热压印和光压印中蚀刻处理的示意图。

图20A为在阳极氧化后铝层表面附近的实例的截面图片。

图20B为图20A所示的图片的X部分的放大图片。

图21A为在阳极氧化后铝层表面上排列的纳米孔实例的图片。

图21B为在阳极氧化后从铝膜表面起200nm深处排列的纳米孔的实例的图片。

图22为本发明纳米孔结构(排列的纳米孔结构)表面的排列的纳米孔实例的示意图。

图23A为制造本发明的磁记录介质的方法的纳米孔结构形成步骤的实例的示意图。

图23B为由纳米孔结构形成步骤得到的纳米孔结构表面的排列的纳米孔实例的示意图。

图23C为制造本发明的磁记录介质的方法的磁性材料充入步骤的实例的示意图。

图23D为制造本发明的磁记录介质的方法的抛光步骤的实例的示意图。

图23E为在抛光步骤后纳米孔结构表面的实例的示意图。

图24A为在抛光步骤前纳米孔结构表面的实例的示意图。

图24B为在抛光步骤后纳米孔结构表面的实例的示意图。

图25A为本发明磁记录介质(磁盘测试样品J)结构的示意图。

图25B为图25A所示的磁记录介质的排列的纳米孔结构表面的实例的示意图。

图26为本发明磁记录介质(磁盘测试样品J和A)的磁通量强度变化的曲线图。

图27A为本发明压模的制造步骤的视图(No.1)。

图27B为本发明压模的制造步骤的视图(No.2)。

图27C为本发明压模的制造步骤的视图(No.3)(示出本发明的光敏聚合物实例的示意图)。

图27D为本发明压模的制造步骤的视图(No.4)。

图27E为本发明压模的制造步骤的视图(No.5)。

图27F为本发明压模的制造步骤的视图(No.6)。

图27G为本发明压模的制造步骤的视图(No.7)。

具体实施方式

纳米孔结构

根据本发明的纳米孔结构不受具体限制，只要它包括金属矩阵和在该金属矩阵中规则排列的多个纳米孔，其中所述纳米孔以行为单位隔开特定间隔，以构成纳米孔行，并且根据目的选择其材料、形状、结构、尺寸以及其他参数。

用于金属矩阵的材料可以是符合目的所选择的任何适当材料，例如元素金属以及氧化物、氮化物以及这些金属的合金。在这些材料中，优选氧化铝(铝氧化物)、铝、玻璃和硅。

纳米孔结构可以是符合目的所选择的任何适当的形状，其中，优选为平板或圆盘形。优选的，当纳米孔结构用在磁记录介质如硬盘时，典型为圆盘形。

当纳米孔结构为平板形或圆盘形时，纳米孔(微小孔)排列为在基本上垂直于平板或圆盘的自由表面(平面)的方向上延伸。

纳米孔可以是穿透纳米孔结构的通孔或者不穿透纳米孔结构的坑或凹入部分。例如，当在磁记录介质中使用纳米孔结构时，纳米孔优选是穿透纳米孔结构的通孔。

纳米孔结构可以是符合目的任何适当的结构并且可以是例如单层结构或多层结构。

纳米孔结构可以是符合目的所设定的任何适当的尺寸。例如，当其用于磁记录介质例如硬盘时，其优选具有对应于常规硬盘尺寸的尺寸。当其用作DNA芯片时，其优选具有对应于常规DNA芯片的尺寸。当其用作用于场发射器件的催化剂衬底例如碳纳米管时，其优选具有对应于场发射器件的尺寸。

纳米孔行可以排列成符合目的的任何适当的阵列。例如，当纳米孔结构用作DNA芯片时，其优选平行排列，以在一个方向上延伸。当纳米孔结构用于磁记录介质例如硬盘或视频盘中时，其优选同心或螺旋排列。更具体地，在用于硬盘时，优选同心排列，而在用于视频盘时，优选螺旋排列。

在纳米孔结构用于磁记录介质例如硬盘的情况下，相邻纳米孔行中的纳米孔优选沿径向排列。所得到的磁记录介质能够以高密度及高速度记录信息，且具有高存储容量，而不会增加磁头的写入电流，呈现出令人满意且均匀的特性例如重写特性，并且可以避免互扰及互写，并具有高质量。

相邻纳米孔行之间的间隔可以为任何适当的间隔。当纳米孔结构用于磁记录介质例如硬盘时，该间隔优选为从5nm到500nm，更优选为从10nm到200nm。

如果间隔小于5nm，则很难形成纳米孔。如果超过500nm，很难规则排列纳米孔。

相邻纳米孔行之间的间隔与纳米孔行的宽度之比可以是任何适当的比，并且优选为从1.1到1.9，更优选为从1.2到1.8。

小于0.1的比(间隔/宽度)可能引起相邻纳米孔熔合而不能提供分离的纳米孔。超过1.9的比则可能引起除阳极氧化的凹入部分行之外的额外部分中形成纳米孔。

纳米孔行各具有任何适当的宽度。当纳米孔结构用于磁记录介质如硬盘时，宽度优选为从5nm到450nm，更优选为从8nm到200nm。

如果纳米孔行宽度小于5nm，则将很难形成纳米孔。如果其超过450nm，则很难规则排列纳米孔。

各纳米孔行的宽度可以是常数，或者可以在纳米孔行的纵向方向上在特定周期内以特定间隔变化。在后一种情况下，在具有更大宽度的纳米孔行部分中可以容易地形成纳米孔(图13A和图13B)。

纳米孔可以具有任何适当的开口直径。当纳米孔结构用于磁记录介质如硬盘时，开口直径优选为使铁磁层变为单畴结构，并且开口直径优选为200nm或更少，更优选为5到100nm。

如果纳米孔具有直径超过200nm的开口，就不能得到具有单畴结构的磁记录介质。

纳米孔可以具有任何适当的深宽比，即开口的深度与直径的比。对于空间上更高的各向异性和磁记录介质更高的矫顽力，优选为高深宽比。当纳米孔结构用于磁记录介质如硬盘时，深宽比优选为2或更大，更优选为3到15。

小于2的深宽比可能引起磁记录介质的矫顽力不够。

相邻纳米孔之间间隔的变化系数可以是任何适当值。优选较小的变化系数。当纳米孔结构用于磁记录介质如硬盘时，变化系数优选为10％或更小，更优选为5％或更小，尤其是0％。

如果变化系数超过10％，则来自每个孤立磁性材料的磁信号脉冲的周期减少，引起信噪比的恶化。

变化系数代表测量值不同于平均值的程度。例如，通过测量纳米孔行中相邻纳米孔开口的中心到中心距离并根据以下公式计算，可以得到变化系数：

CV(％)＝σ/<X>×100

其中，CV是变化系数；σ是标准偏差，以及<X>是平均值。

纳米孔结构可以具有符合目的的任何适当的厚度。当纳米孔结构用于磁记录介质如硬盘时，该厚度优选为500nm或更小，更优选为300nm或更小，典型优选为从20到200nm。

如果具有超过500nm厚的纳米孔结构用于磁记录介质如硬盘时，即使磁记录介质进一步包括软磁底层，也不能以高密度在其上记录信息。因此，必须抛光纳米孔结构以减少其厚度，从而磁记录介质的制造需要花很长时间，引起更高的成本并导致质量恶化。

可以通过符合传统工艺的任何适当方法制备纳米孔结构。例如，通过溅射或气相沉积形成一层金属材料并阳极氧化金属层形成纳米孔，来制备纳米孔结构，但优选通过下文提到的根据本发明制造纳米孔结构的方法来制备纳米孔结构。

在阳极氧化前，优选在金属矩阵上形成用于形成纳米孔行的凹入部分行。因此，作为阳极氧化的结果，可以在凹入部分行上有效地形成纳米孔。

凹入部分行在垂直于纵向的方向上可以具有任何适当的截面形状，如矩形，V-形或半圆形。

凹入部分行可以通过符合目的的任何适当方法形成。这些方法实例是：方法(1)，模具(模板)被压印并转移到例如由氧化铝或铝制成的金属层，其中模具表面上具有包括凸出部分行(line)的行-间距(line and space)图案，从而形成包括以特定间隔交替排列的凹入部分行和间距的行-间距图案，其中，当纳米孔结构用于磁记录介质时，该凸出部分优选同心或螺旋排列；方法(2)在金属层上形成树脂层或光致抗蚀剂层，然后通过常规感光(photo)步骤并使用模具的压印方法将树脂层或光致抗蚀剂层图案化，再进行蚀刻以在金属层表面上形成凹入部分行；以及方法(3)，在金属层上直接形成凹槽(凹入部分行)。

例如，通过改变模具中凸出部分行的宽度或改变凹入部分行(在其纵向上以特定间隔形成于光致抗蚀剂层中)图案的宽度，各纳米孔行的宽度可以在其纵向方向上以特定间隔(规则间隔)改变。因此，使用该纳米孔结构的磁记录介质允许高密度记录并减少抖动(jitter)。

模具可以是符合目的的任何一种模具，但从半导体领域中被最广泛用作制造微小结构的材料的观点来看，优选是硅、二氧化硅膜及其组合，并优选金刚砂衬底以及Ni压模，其被用于光盘成型中，以在连续使用中具有高耐用性。模具可以多次使用。压印转移可以是按照符合目的的任何传统工艺来进行。用于光致抗蚀剂层的抗蚀材料不仅包括光致抗蚀剂材料，而且包括电子束抗蚀材料。用在这里的光致抗蚀剂材料可以是半导体领域中公知的任何适当材料，如对近紫外线或近场光敏感的材料。

阳极氧化可以任何适当的电压进行，但是优选以满足以下公式的电压进行：V＝I/A，其中V是阳极氧化的电压，I是相邻纳米孔行之间的间隔(nm)；以及A是1.0到4.0的常数(nm/V)。

当以满足上述公式的电压进行阳极氧化时，有利于在凹入部分行中纳米孔排列成行并被隔开。

阳极氧化可以在任何适当的条件下进行，这些条件包括电解液的类型、浓度和温度，以及阳极氧化的时间周期，上述条件是根据目标纳米孔的数目、尺寸、深宽比而设置的。例如，电解液在相邻纳米孔行的间隔(间距)为150nm到500nm时优选为稀释磷酸溶液，在80nm到200nm的间距时优选为稀释草酸溶液；在10nm到150nm的间距时优选为稀释硫酸溶液。在任何情况下，通过将阳极氧化的金属层浸入例如磷酸溶液以增加纳米孔例如氧化铝孔的直径，来控制纳米孔的深宽比。

根据本发明的纳米孔结构可用于磁记录介质例如硬盘，其被广泛用作计算机、消费导向型视频记录器的外部存储器，以及可用于DNA芯片和催化剂衬底中。

制造纳米孔结构的方法

本发明制造纳米孔结构的方法是制造本发明的纳米孔结构的方法，包括：多孔层形成步骤和多孔层去除步骤，按这样的顺序：多孔层形成步骤(以下称为“第一多孔层形成步骤”)，多孔层去除步骤和多孔层形成步骤(以下称为“第二多孔层形成步骤”)，并且如果需要还可包括一个或多个其他步骤。

多孔层形成步骤

多孔层形成步骤是用于在金属矩阵(其中形成有多个孔，这些孔沿基本垂直于金属矩阵的方向延伸)上形成多孔层的步骤，且包括：第一多孔层形成步骤，其中，形成40nm或更厚的多孔层；和第一多孔层形成步骤，其中，在下文提到的多孔层去除步骤后，在所得到的多孔层的迹线上形成多孔层。

金属矩阵、纳米孔等的细节已经在上文中描述。

在第一多孔层形成步骤中，要求纳米孔具有40nm厚或更厚，优选40nm到1μm厚，而在第二多孔层形成步骤中，该厚度可以是符合目的的任何厚度，例如优选为500nm或更小，更优选为从5到200nm。

在第一多孔层形成步骤中，如果纳米孔具有40nm厚或更厚，则在后面提到的多孔层去除步骤中，可以得到规则排列的多孔层凹入部分的迹线，在这里，凹入部分以行为单位以特定间隔形成，而构成凹入部分行。在该多孔层中，在该多孔层形成开始时，纳米孔(氧化铝孔)以杂乱状态排列，但在多孔层形成步骤时，纳米孔(氧化铝孔)以规则状态排列。因此，在多孔层表面附近产生多余的氧化铝孔(从最上表面起小于40nm)，导致排列的氧化铝孔的不规则间隔，而在从多孔层最上表面起40nm深或更深处，不产生多余的氧化铝孔，而氧化铝孔规则排列且以行为单位以特定间隔隔开而构成氧化铝孔行。因此，该迹线(通过形成40nm厚或更厚的多孔层，然后去除该多孔层得到)具有规则排列的微小凹入部分。通过使用该迹线(其起到形成纳米孔的起始处或起始点的作用)作为形成纳米孔的起始处或起始点进行第二多孔层形成步骤，形成包括规则排列的纳米孔的纳米孔结构，其中，纳米孔以行为单位以特定间隔形成，而构成纳米孔行(以下称为“排列的纳米孔结构)。

另一方面，如果纳米孔具有1μm厚或更厚，则六角密堆积结构重新排列出现，而得不到理想的纳米孔阵列。

在第二多孔层形成步骤中，如果多孔层的厚度超过500nm，会导致某些问题。例如，当纳米孔结构用于磁记录介质如硬盘时，这会阻碍将磁性材料令人满意地充入到纳米孔中。

多孔层可以通过符合目的的任何适当方法形成。优选在通过溅射或气相沉积形成一层金属材料之后，通过阳极氧化形成该多孔层。

在阳极氧化前，优选在金属矩阵上形成用于形成纳米孔行的凹入部分行。因此，作为阳极氧化的结果，可以在凹入部分行上高效形成纳米孔。

另外，凹入部分行优选沿纵向以特定间隔划分。因此，使用纳米孔结构的磁记录介质能够高密度记录，并减少抖动。

阳极氧化的方法、形成凹入部分的方法等已经在上述对纳米孔结构的描述中详细说明。

多孔层去除步骤

多孔层去除步骤是去除由第一多孔层形成步骤形成的多孔层的步骤。通过进行多孔层去除步骤，在金属矩阵上得到多孔层的迹线。

多孔层的迹线至少包括在去除所形成的40nm厚或更厚的多孔层后保留在金属矩阵上的纳米孔。由于在多孔层的迹线上，纳米孔规则排列并作为相对于金属矩阵的凹入部分存在，因此微小的凹入部分规则排列并以行为单位以特定间隔存在，而构成凹入部分行。以此方式，多孔层的迹线包括规则排列的微小凹入部分，该迹线可以适当地用作形成纳米孔的起始处或起始点(其起到形成纳米孔的起始处或起始点的作用)。

多孔层可以用符合目的的任何适当方法去除，且优选为使用包含铬和磷酸的溶液的蚀刻处理。在此情况下，当铝被用作金属矩阵时，仅选择去除由第一多孔层形成步骤所形成的多孔层(耐酸铝孔)。

这里，将参照附图描述根据本发明制造纳米孔结构的方法。如图17A所示，开始，在用于磁盘的衬底200上形成软磁底层(未示出)，且形成40nm厚或更厚的铝膜，该衬底具有例如由溅射形成的平面。如图17B所示，以10000到50000N/cm²(1到5吨/cm²)的压强挤压由高硬度材料例如Ni和SiC制成的纳米图案模具204，并将其转移到铝膜202，以形成如图17C所示的凸出和凹入图案。随后，如图17D所示，通过阳极氧化，形成40nm厚或更厚至100nm厚或更薄的多孔层(耐酸铝孔)206，该多孔层206包括在基本垂直于衬底200的方向上延伸的多个纳米孔(氧化铝孔)。此时，如图17E所示，在多孔层206表面上分散着多余的纳米孔(多余的氧化铝孔)207，引起排列的氧化铝孔205的一些不规则间隔。这对应于第一多孔层形成步骤。

接下来，如图18A所示，使用包含铬和磷酸的溶液进行的蚀刻处理，且通过选择性单独去除多孔层206，形成包括多个微小凸出部分的多孔层208的迹线。此时，如图18B所示，在多孔层208的迹线中，作为微小凸出部分的纳米孔规则排列，且以行为单位以特定间隔形成，而构成纳米孔行。这对应于多孔层去除步骤。

使用多孔层208的迹线的微小凸出部分(氧化铝孔)205作为形成纳米孔的起始处或点，通过阳极氧化，如图18C所示，在2到500nm厚的多孔层208的迹线上形成纳米孔结构(多孔层或耐酸铝孔)210。如图18D所示，所得到的纳米孔结构210是包括被规则排列的纳米孔(氧化铝孔)205)的排列的纳米孔结构，其中，所述纳米孔以行为单位以特定间隔形成而构成纳米孔行。这对应于第二多孔层形成步骤。

根据本发明制造纳米孔的方法，可以低成本高效率制造本发明的纳米孔结构。

压模及其制造方法

通过本发明制造压模的方法获得本发明的压模。

本发明制造压模的方法包括多孔层形成步骤、多孔层去除步骤和迹线转移步骤，并且根据需要还可以包括适当选择的一个或更多其他步骤。

在下文中，通过描述本发明制造压模的方法，可清楚本发明的压模的详细内容。

在本发明制造压模的方法中，多孔层形成步骤和多孔层去除步骤分别对应于本发明制造纳米孔结构的方法中的第一多孔层形成步骤和多孔层去除步骤，并且上文中已经对其细节进行了描述。

迹线转移步骤

迹线转移步骤是将由多孔层去除步骤得到的多孔层的迹线转移到压模形成材料的步骤。

该迹线是由多孔层去除步骤得到的多孔层的迹线，且包括规则排列的凹入部分，所述凹入部分以行为单位以特定间隔形成，而构成凹入部分行。由于该迹线包括规则排列的微小凸出部分，该迹线可适当地用作形成纳米孔的起始处或点(其起到形成纳米孔的起始处或点的作用)。

该压模形成材料不受特殊限制且可以根据目的适当选择。其实例包括感光(photo-setting)聚合物、Ni、SiC、SiO₂等。这些材料可以单独使用，或者结合使用两种或更多中。从具有用于连续使用的高耐用性角度来看优选Ni，并且使用厚板从一个原版(master)可容易地制造多个复版。

感光聚合物不受特殊限制且可以根据目的适当选择，只要其在曝光时能被硬化即可。其实例包括丙烯酸感光树脂(acrylic photo-setting resin)、环氧感光树脂(epoxy photo-setting resin)等。在这些材料中，丙烯酸感光树脂因其优秀的转移性和流动性而为优选。

优选根据在金属矩阵上形成用于形成纳米孔的起始处或点的方法方法，来选择压模形成材料。例如，使用本发明的压模通过直接印刷、热压印、光压印等，可形成用于形成纳米孔的起始处或点。在下文中，将参考附图描述这些方法的实例。

通过直接印刷形成用于形成纳米孔的起始处或点的方法以如下方式进行。如图19A所示，以大约1到5吨/cm²的高压将本发明的压模510直接压在金属矩阵(例如铝)500上，以形成凹入部分。在此情况下，压模形成材料优选为具有高硬度的材料。其中，特别优选容易复制的金属。

通过热压印形成用于形成纳米孔的起始处或点的方法以如下方式进行。如图19B所示，热塑性聚合物层520例如光致抗蚀剂(resist)和PMMA被设置在金属矩阵(例如铝)500上，并且在等于或高于该聚合体软化点(约100℃到约200℃)的温度下并以中度压强(50kg/cm²到1吨/cm²)，将本发明的压模510压在热塑性聚合物层520上，以形成凹入部分。在此情况下，压模形成材料优选为具有高硬度或中硬度并具有耐热性的材料。例如，优选使用金属、Si、SiC、SiO₂等。其中，特别优选容易复制的金属。

通过光压印形成用于形成纳米孔的起始地或点的方法以如下方式进行。如图19C所示，光敏聚合物层530设置在金属矩阵500上，该光敏聚合物530经本发明的压模510暴露在紫外线光450下，并使用压模510作为掩膜图案化，以形成凹入部分。在此情况下，压模形成材料优选为透明材料，因为其需要传输紫外线光。例如，优选使用SiO₂，聚合物等。其中，特别优选容易复制的聚合物。

在使用热压印和光压印的方法中，如图19D所示，剥去压模510，如图19E所示，通过O₂等离子体灰化(ashing)等进行残余物处理，然后，如图19F所示，使用氯气干燥系统或氯气加湿系统进行蚀刻，以在金属矩阵500上形成凹入部分。

转移多孔层的迹线的方法不受特别限制且可以根据目的适当选择。例如，当压模形成材料是感光聚合物时，迹线转移如下。具体地讲，例如，通过涂覆感光聚合物于金属矩阵上的迹线上来形成感光聚合物之后，将透明玻璃板置于其上，该感光聚合物层经由透明玻璃板暴露于紫外线光下，然后金属矩阵被剥去。因此，在多孔层的迹线中规则排列的微小凸出部分被转移到硬化的感光聚合物，并形成能够啮合于凹入部分且规则排列的微小凸出部分。然后，将约0.2nm厚或更薄的模具释放剂涂覆在感光聚合物层上，通过相同工艺进行到感光聚合物层的再次转移，因此，实现凸面和凹面的颠倒。模具释放剂不受特别限制且可以根据目的适当选择。其实例包括氟模具释放剂和硅模具释放剂，但是氟模具释放剂因其优秀的释放特性为优选的。包括微小凸出部分且在层上涂覆有模具释放剂的感光聚合物层可以用作本发明的光敏聚合物压模。

接下来，金属被气相沉积在感光聚合物层的表面上(在这里，作为凸面和凹面的颠倒的结果，迹线被转移)，以形成用作电镀电极的10到50nm厚的膜。由于此金属电极也作为模具挤压时的接触表面，需要其具有低阻抗且及高硬度。例如，使用高硬度金属例如Ni、Ti和Cr。其中，Cr因其具有高硬度是优选的。

此外，当在感光聚合物表面上(其上，迹线被转移)进行厚金属电镀并气相沉积约200到10000μm厚的电极之后，该感光聚合物层被剥去，由此制备本发明由金属制成的压模。作为金属，适当使用容易通过电镀制造且具有高硬度的金属例如Ni、Cr等，但从容易厚电镀的观点看，Ni是特别优选的。

通过本发明制造压模的方法得到的本发明的压模优选包括规则排列的圆形凸出部分，它们以行为单位隔开特定间隔，且其材料、形状、结构、尺寸和其他参数根据目的选择。

凸出部分可具有任何适当的高度。当由压模形成的纳米孔结构用在磁记录介质例如硬盘中时，优选高度为10nm或更高，更优选为20nm到100nm。如果凸出部分高度少于10nm，在转移到铝膜表面时，不能充分地限制纳米孔的起始点，引起得到的纳米孔不规则。相反，如果凸出部分的高度与凸出部分之间的间隔的比率(深宽比)太高，在转移时模具的凸出部分很容易变形和破裂。因此，优选深宽比为1.2或更少，即，当纳米孔的间距为10到50nm时，凸出部分优选为20到100nm高。

相邻凸出部分之间间隔的变化系数不受特别限制且可以根据目的适当选择。变化系数越小越适合。当使用压模制成的纳米孔结构被用在磁记录介质例如硬盘中时，变化系数优选为10％或更少，更优选为5％或更少，尤其优选为0％。

如果变化系数超过10％，来自每个孤立磁性材料的磁信号脉冲的周期减少，引起信噪比的恶化。

变化系数代表测量值与平均值的差异。测量方法例如为通过测量在一行中排列的相邻凸出部分的中心到中心距离，并根据以下公式通过计算可以得到变化系数：

CV(％)＝σ/<X>×100

其中，CV是变化系数；σ是标准偏差，以及<X>是平均值。

本发明的压模包括规则排列的圆形凸出部分，这些圆形凸出部分以行为单位隔开特定间隔。因此，当使用本发明的压模形成纳米孔结构时，可以容易并有效地制造包括理想纳米孔阵列的纳米孔结构，且本发明的压模可以适当用于本发明制造纳米孔结构的方法中。

磁记录介质

根据本发明的磁记录介质包括衬底和多孔层，还可包括根据需要选择的任何其他层。

多孔层优选包括多个纳米孔，所述纳米孔沿基本上与衬底平面垂直的方向上延伸，并且多孔层优选是上述纳米孔结构。上文已描述了纳米孔结构的细节。

多孔层的厚度可以是根据目的设定的任何合适的厚度，例如优选是500nm或更少，更优选是从5nm到200nm。

多孔层的厚度超过500nm将会阻碍将磁性材料令人满意地充入到纳米孔中。

多孔层中的纳米孔(纳米孔结构)可以是穿透多孔层的通孔或不穿透多孔层的坑(凹陷部分)。在磁性材料被充入纳米孔以形成磁层并且在前一磁层下还形成另一磁层的情况下，纳米孔优选为通孔。

纳米孔优选填充有至少一种磁性材料，以在其中形成至少一个磁层。

磁层可以是符合目的的任何适当的磁层，且可以例如是铁磁层和软磁层。优选软磁层和铁磁层从衬底起依次在纳米孔中设置。必要时，在铁磁层和软磁层之间可形成非磁层(中间层)。

衬底可以根据目的具有的任何适当的形状、结构和尺寸并包括任何适当的材料。当磁记录介质是磁盘例如硬盘时，衬底优选为圆盘形。它可以具有单层结构或多层结构。材料可以从公知的用于磁记录介质衬底的材料中选择，且可以是例如铝、玻璃、硅、石英或SiO₂/Si，其包括硅上的热氧化物膜。这些材料的每一种均可以单独或结合使用。

衬底可以适当地制备，或者作为商品获得。

铁磁层起到磁记录介质中记录层的功能，且与软磁层一起构成磁层。

铁磁层可以由符合目的的任何适当的材料形成，例如，Fe、Co、Ni、FeCo、FeNi、CoNi、CoNiP、FePt、CoPt和NiPt。这些材料可以单独或结合使用。

铁磁层可以是由作为垂直磁化膜的材料形成的任何适当的层。其适当的实例为具有L1₀有序结构且具有垂直于衬底平面的方向取向的C轴的层，以及具有fcc结构或bcc结构且沿垂直于衬底平面的方向取向的C轴的层。

铁磁层可以具有不违背本发明优点的任何适当的厚度，且可以依据例如线性记录密度来设置。优选的厚度是：(1)等于或小于软磁层的厚度；(2)由线性记录密度决定的最小位长的三分之一到三倍；或(3)等于或小于软磁层和软磁底层的总厚度。一般优选为从约5到约100nm，更优选从约5到50nm。在1Tb/in²目标密度、1500kBPI线性记录密度的磁记录中，优选为50nm或更小(约20nm)。

当铁磁层包括多个连续层或多个分离层时，例如，在铁磁层被一个或多个中间层例如非磁层划分且构成不连续的分离铁磁层的情况时，“铁磁层”的厚度表示各个铁磁层的总和。当软磁层包括多个连续层或多个分离层时，例如，在软磁层被一个或多个中间层例如非磁层划分且构成不连续的软磁层的情况下，“软磁层”的厚度表示各个软磁层的总厚度。当至少软磁层和软磁底层其中之一包括多个连续层或多个分离层时，例如，在软磁层或软磁底层被一个或多个中间层例如非磁层划分且构成不连续的软磁(衬)层的情况时，“软磁层和软磁底层的总厚度”表示各个软磁层和软磁底层的总和。

按照本发明的磁记录介质，在磁记录中单极头与软磁层之间的距离可以小于多孔层的厚度，且基本上等于铁磁层的厚度。因此，仅通过控制铁磁层的厚度，而不需考虑多孔层的厚度，就能够控制来自单极头的磁通量的会聚，以及实际以一定记录密度进行磁记录和复制的优选特性。与传统类似物相比，该磁记录介质呈现出显著增加的写入效率，需要减少的写入电流，并具有显著改善的重写特性。

铁磁层可以根据任何适当的工艺如电极沉积来形成。

软磁层可以由符合目的的任何适当的材料形成，例如，NiFe、FeSiAl、FeC、FeCoB、FeCoNiB和CoZrNb。这些材料可以单独或结合使用。

软磁层可以具有不违背本发明优点的任何适当厚度，且可以依据多孔层中纳米孔的深度和铁磁层的厚度进行选择。例如：(1)软磁层的厚度或(2)软磁层与软磁底层的总厚度可以大于铁磁层的厚度。

软磁层有利于将磁记录中来自磁头的磁通量有效会聚到铁磁层，以增加磁头磁场的垂直分量。软磁层和软磁底层优选构成磁头提供的记录磁场的磁路。

软磁层优选具有在基本上垂直于衬底平面的方向上的易磁化轴。因此，在使用垂直磁记录头的磁记录中，可以控制来自垂直磁记录头的磁通量的会聚，以及实际以一定记录密度进行磁记录和复制的优选特性，并且磁通量会聚到铁磁层。结果，与传统类似物相比，磁记录介质呈现出显著增加的写入效率，需要减少的写入电流，并具有显著改善的重写特性。

软磁层可以根据任何适当的工艺如电极沉积来形成。

多孔层中的纳米孔还可包括铁磁层和软磁层之间的非磁层(中间层)。该非磁层(中间层)用来减少铁磁层和软磁层之间的交换耦合力，以将磁记录中的复制特性控制并调整到期望水平。

非磁层的材料可以是从传统材料选择的任何适当的材料，例如，Cu、Al、Cr、Pt、W、Nb、Ru、Ta和Ti。这些材料可以单独或结合使用。

非磁层可以具有符合目的的任何适当厚度。

非磁层可以根据任何适当的工艺如电极沉积来形成。

磁记录介质还可包括衬底与多孔层之间的软磁底层。

软磁底层可以由任何适当的材料形成，例如那些举例作为软磁层的材料。这些材料的每一种均可以单独或结合使用。软磁底层的材料可以与软磁层的材料相同或不同。

软磁底层优选具有沿衬底平面内方向的易磁化轴。因此，为有效记录，来自磁头的磁通量靠拢而形成磁路，由此增加磁头磁场的垂直分量。在以100nm或更小的位尺寸(纳米孔开口直径)在单畴中记录时，使用软磁底层也是有效的。

软磁底层可根据任何适当的工艺来形成，如电极沉积或非电解镀层(electroless plating)。

磁记录介质还可根据目的包括一个或多个其他层，例如电极层或保护层。

电极层用作典型通过电极沉积形成磁层中(包括铁磁层和软磁层)的电极，且一般设置在衬底与铁磁层之间。为通过电极沉积形成磁层，电极层以及软磁底层或另一个层可以用作电极。

电极层可以根据目的由任何适当的材料形成，例如Cr、Co、Pt、Cu、Ir、Rh及其合金。这些材料的每一种均可以单独或结合使用。除了前述材料外，电极层还可包括任何其他物质例如W、Nb、Ti、Ta、Si和O。

电极层可以具有符合目的的任何适当厚度。磁记录介质可包括一个或多个这种电极层。

电极层可以按照任何适当的工艺形成，例如溅射或气相沉积。

保护层用于保护铁磁层，并在铁磁层上或上方设置。磁记录介质可以包括一个或多个这种保护层，其具有单层或多层结构。

保护层可以根据目的由任何适当的材料形成，例如钻石类碳(DLC)。

保护层可以具有符合目的的任何适当厚度。

保护层可以按照任何适当的工艺形成，例如等离子体CVD或涂覆。

磁记录介质可以用在使用磁头的各种磁记录系统中，可用于使用单极头的磁记录中，典型用于根据下文提到的本发明的磁记录装置和磁记录方法中。

该磁记录介质能够以高密度及高速度记录信息，并具有高存储容量，而不会增加磁头的写入电流，呈现出令人满意且均匀的特性例如重写特性，并且具有高质量。因此，它们能被设计并用作磁盘，例如广泛用作计算机及消费导向型视频记录器的外部存储器的硬盘设备中的硬盘。

磁记录介质可以由任何适当的方法制造，并优选由根据下文提到的本发明制造磁记录介质的方法制造。

制造磁记录介质的方法

根据本发明的制造磁记录介质的方法是制造本发明的磁记录介质的方法。该方法包括：纳米孔结构形成步骤(多孔层形成步骤)，磁性材料充入步骤和优选的抛光步骤，以及还可包括一个或多个其他步骤，例如软磁底层形成步骤，电极层形成步骤，非磁层形成步骤，以及保护层形成步骤。

软磁底层形成步骤是根据需要进行的，其中，软磁底层形成在衬底上或上方。

衬底可以是上述任何衬底。

软磁底层可以按照传统工艺形成，例如溅射、气相沉积或另一真空膜形成步骤，以及电极沉积或非电解镀层。

根据软磁底层形成步骤，在衬底上或上方形成具有期望厚度的软磁底层。

在电极层形成步骤中，在纳米孔结构和软磁底层之间形成电极层。

电极层可以在符合目的任何适当条件下，按照传统工艺例如溅射或气相沉积形成。

软磁层、非磁层及铁磁层中至少一个在通过电极沉积的形成中，由电极层形成步骤形成的电极层用作电极。

纳米孔结构形成步骤(多孔层形成步骤)包括在衬底或软磁底层上或上方形成金属材料制成的金属层；如果形成该金属层，则对该金属层进行纳米孔形成处理例如阳极氧化，以形成基本上垂直于衬底平面的方向上延伸的多个纳米孔，进而形成纳米孔结构(多孔层)。

金属材料可以是任何适当的材料，例如上述金属材料。在它们中间，优选氧化铝(铝的氧化物)和铝，其中典型优选铝。

金属层可以在符合目的任何适当的条件下，按照任何适当的传统工艺例如溅射或气相沉积形成。溅射可以使用金属材料制成的靶进行。这里使用的靶优选具有高纯度，且当金属材料是铝时，优选具有99.990％或更高的纯度。

纳米孔形成处理可以是符合目的的任何适当处理，例如阳极氧化或蚀刻。在它们之中，典型优选阳极氧化，以在金属层中已基本上相同的间隔形成多个均匀纳米孔，这些纳米孔各在基本上垂直于衬底平面的方向上延伸。

阳极氧化可以通过在硫酸、磷酸或草酸的水溶液中，使用金属层上或上方的电极作为阳极，电解并蚀刻金属层来进行。在形成金属层之前已经形成的软磁底层或电极层可用作电极。

如上所述，优选在阳极氧化之前，在金属层表面上形成用于形成纳米孔行的凹入部分行。因此，作为阳极氧化的结果，仅在凹入部分行上纳米孔被有效形成并隔开特定间隔。

凹入部分行在垂直于纵向方向的方向上可以具有任何适当的截面形状，如矩形，V-形或半圆形。

凹入部分行可以通过符合目的的任何适当方法形成。这些方法的实例是：方法(1)，表面上具有包括凸出部分行的行-间距图案的模具被压印，然后该图案被转移到例如由氧化铝或铝制成的金属层，以形成包括以特定间隔交替排列的凹入部分行和间距的行-间距图案，其中，当纳米孔结构用于磁记录介质时，该凸出部分优选同心或螺旋设置；方法(2)在金属层上形成树脂层或光致抗蚀剂层，然后对其进行图案化和蚀刻，由此在金属层的表面上形成凹入部分行；以及方法(3)，在金属层表明上直接形成凹槽(凹入部分行)。

例如，通过周期性改变模具中凸出部分的线宽或凹入部分行(在其纵向方向上以特定间隔在光致抗蚀剂层中形成)图案的宽度，纳米孔行的宽度可以在该行的纵向方向上以特定间隔改变。因此，使用该纳米孔结构的磁记录介质能够进行高密度记录，且减少抖动。另外，凹入部分行优选以特定间隔在纵向方向上划分。因此，纳米孔能够以基本上规则的间隔在凹入部分行中于划分后的部分形成。

模具可以是符合目的的任何一种，但为在连续使用的具有高耐用性优选为金刚砂衬底以及Ni压模，其用于光盘注塑。模具可以多次使用。压印转移可以按照任何符合目的传统工艺来进行。用于光致抗蚀剂层的抗蚀材料不仅包括光致抗蚀剂材料，而且包括电子束抗蚀材料。用在这里的光致抗蚀剂材料可以是半导体领域中公知的任何适当材料，如对近紫外线或近场光敏感的材料。

阳极氧化可以任何适当电压进行，但是优选在满足以下公式的电压进行：V＝I/A，其中V是阳极氧化的电压，I是相邻纳米孔行之间的间隔(nm)；以及A是1.0到4.0的常数(nm/V)。

当在满足上述公式的电压下进行阳极氧化时，有利于纳米孔排列在凹入部分行中。

根据目标纳米孔的数目、尺寸及深宽比，阳极氧化可以在任何适当条件下进行，这些条件包括电解液的类型、浓度和温度，以及阳极氧化的时间周期。例如，电解液在相邻纳米孔行的间隔(间距)为150nm到500nm时优选为稀释磷酸溶液，在80nm到200nm的间距时优选为稀释草酸溶液；在10nm到150nm的间距时优选为稀释硫酸溶液。在任何情况下，通过将阳极氧化的金属层浸入磷酸溶液，由此增加纳米孔例如氧化铝孔的直径，可以控制纳米孔的纵横比。

当通过阳极氧化进行纳米孔结构形成步骤(多孔层形成步骤)时，可在金属层中形成多个纳米孔。然而，在某些情况下，在纳米孔底部可能会形成屏障层。该屏障层可以使用传统蚀刻剂例如磷酸，按照传统蚀刻很容易地去除。因此，在金属层中可以形成多个纳米孔，以使其在基本上垂直于衬底平面的方向上延伸，且从其底部露出软磁底层或衬底。

纳米孔结构形成步骤(多孔层形成步骤)在衬底或软磁底层上或上方形成纳米孔结构(多孔层)。

磁性材料充入步骤是用于将至少一种磁性材料充入到纳米孔结构(多孔层)中的纳米孔中的步骤，且可以包括例如将铁磁材料充入到纳米孔中的铁磁层形成步骤，和/或用于将软磁材料充入到纳米孔中的软磁层形成步骤。

根据软磁层形成步骤，在纳米孔内部形成软磁层。

软磁层可以例如由典型通过电极沉积将用于软磁层的材料沉积或充入到纳米孔内部来形成。

电极沉积可以在符合目的任何适当条件下，按照任何适当的工艺形成。优选通过将电压施加至包含一种或更多种用于软磁层的材料的溶液，使用软磁底层或电极层作为电极并将该材料沉淀或沉积在电极上来进行。

作为软磁层形成步骤的结果，在多孔层中纳米孔内部的衬底、软磁底层或电极层上或上方形成软磁层。

铁磁层形成步骤是用于在软磁层或非磁层上或上方形成铁磁层的步骤，如果所述层被形成。

铁磁层可以例如由典型通过电极沉积将用于铁磁层的材料沉积或充入到纳米孔内部的软磁层或非磁层上或上方来形成。

电极沉积可以在符合目的任何适当条件下，按照任何适当的工艺形成。优选通过将电压施加至包含一种或更多种用于铁磁层的材料的溶液，使用软磁底层或电极层(籽层)作为电极，并将材料沉淀或沉积到纳米孔内部来进行。

作为铁磁层形成步骤的结果，在多孔层中纳米孔内部的软磁层或非磁层上面或上方形成铁磁层。

非磁层形成步骤是用于在软磁层上面或上方形成非磁层的步骤。

非磁层可以例如由典型通过电极沉积将用于非磁层的材料沉积或充入到纳米孔内部的软磁层上或上方来形成。

电极沉积可以在符合目的任何适当条件下，按照任何适当的工艺形成。优选的通过将电压施加至包含一种或更多种用于非磁层的材料的溶液，使用软磁底层或电极层作为电极并将该材料沉淀或沉积到纳米孔内部来进行。

作为非磁层形成步骤的结果，非磁层形成为典型与多孔层中纳米孔内部的软磁层相邻。

抛光步骤是用于抛光和平坦化纳米孔结构(多孔层)表面的步骤。通过在抛光步骤中将纳米孔结构表面去掉一定厚度，可确保高密度记录和高速记录，且通过在抛光步骤中平坦化磁记录介质的表面，磁头例如垂直磁记录头可以稳定地浮置在接近该介质上方处，以实现高可靠性的高密度记录。

优选在包括铁磁层形成步骤和软磁层形成步骤的金属层形成步骤之后，进行抛光步骤。当在磁层形成步骤之前进行抛光步骤时，纳米孔结构将会被损害，且残渣、碎片等被排放到纳米孔结构内部，引起电镀失败。

抛光步骤的抛光量从纳米孔结构(多孔层)的最上表面起优选为15nm厚或更厚，更优选为40nm或更厚。

如果抛光量为15nm或更多，则可以除去包括存在于纳米孔结构表面附近的多余孔(氧化铝孔)及氧化铝孔以不规则间隔排列的的层，且抛光后纳米孔结构的表面上，纳米孔可以规则排列并以行为单位以特定间隔形成，而构成纳米孔行。

在抛光步骤中，可以按照任何适当的工艺抛光纳米孔结构表面。其适当的实例包括CMP和离子研磨。

根据本发明的方法，能够以低成本高效率制造本发明的磁记录介质。

磁记录装置和方法

根据本发明的磁记录装置包括本发明的磁记录介质和垂直磁记录头，并且还可根据需要包括一个或更多其他装置或构件。

根据本发明的磁记录方法包括使用垂直磁记录头将信息记录在本发明的磁记录介质的步骤，并且还可根据需要包括一个或更多其他处理或步骤。优选使用本发明的磁记录装置进行该磁记录方法。其他处理或步骤可以使用其他装置或构件进行。下面将说明该磁记录装置和该磁记录方法。

垂直磁记录头可以是根据目的选择的任何适当的垂直磁记录头，且优选为单极头。该垂直磁记录头可以是只写头或者是与读取头例如大型磁阻(GMR)头集成的读/写头。

在该磁记录装置或磁记录方法中，本发明的磁记录介质用于磁记录。因此，在垂直磁记录头与磁记录介质中的软磁层之间的距离少于多孔层的厚度，并基本上等于铁磁层的厚度。因此，通过控制铁磁层的厚度，而不需考虑多孔层的厚度，就能够控制来自垂直磁记录头的磁通量的会聚，以及实际以一定记录密度进行磁记录和复制的优选特性。如图2B所示，来自垂直磁记录头(读-写头)100的主磁极的磁通量会聚在铁磁层(垂直磁化膜)30。结果，与传统类似物相比，磁记录装置(方法)呈现出显著提高的写入效率，需要减少的写入电流，并具有显著改善的重写特性。

磁记录介质优选还包括用于更高记录密度的软磁底层，因为垂直磁记录头和软磁底层构成磁路。

根据本发明的磁记录装置或磁记录方法，来自垂直磁记录头的磁通量不会发散，而是会聚到磁记录介质中的铁磁层，即使在其底部即在与软磁层或非磁层的界面处。因此，能够以较少位来记录信息。

只要在不会有损本发明的优点的范围内，磁通量能够以任何适当的会聚度(发散度)会聚到铁磁层。

下面，将参照几个实例进一步详细说明本发明，但是这并不是意图限制本发明的范围。在以下的实例中，通过本发明的方法制造包括纳米孔的磁记录介质，并且使用本发明的磁记录装置将信息记录于其上，以实施本发明的磁记录方法。

制备纳米孔结构的测试实例

具有150nm间距的行-间距图案的模具被挤压在铝层上，由此压印并转移包括行(凹入部分或凹槽)和间距(凸出部分或凸区(land))的图案到铝层上。因此，形成包括以特定间隔排列的凹入部分行的线性凸出与凹入图案(图6A)。然后，在稀释草酸溶液中以60V电压阳极氧化铝层，由此仅在凹入部分行中形成纳米孔(氧化铝孔)，这些纳米孔以自组织方式(图6B)沿其纵向方向上排列。即，形成了纳米孔行。

个别地，代替行-间距图案的压印转移，刻划另一片铝层表面，以在其上以40到90nm的间隔形成刻痕。在0.3mol/l的稀释硫酸溶液中在16℃下以25V电压阳极氧化具有刻痕的此铝层，由此沿刻痕形成纳米孔(氧化铝孔)(图7)。即，形成纳米孔行。典型以60nm的间隔沿刻痕形成纳米孔行。

为减少纳米孔行之间的间隔进行了尝试。具体地讲，间隔为20nm的行在另一片铝层上形成；且在稀释硫酸溶液中以8V电压阳极氧化该铝层，由此形成约20nm间隔的纳米孔行，其中纳米孔(氧化铝孔)以行为单位隔开(图8)。这些结果表明：纳米孔行的间隔(间距)与阳极氧化中的电压成比例，且可以减少到约20nm。

实例1

纳米孔结构的制备

通过图9A到9D所示的步骤来制备纳米孔。首先，通过旋转涂法在玻璃衬底上形成40nm厚的光致抗蚀剂层40。使用深UV校准器(波长：257nm)在该光致抗蚀剂层上沿圆周方向形成螺旋(螺旋状)线图案，由此形成表1所示的各个凸出和凹入图案。每个凸出和凹入图案在凹入部分行之间间隔(间距)为1mm，而凹入部分行的深度为40nm。然后，通过溅射在每个凸出和凹入图案表面上形成Ni层，将镍层作为电极在硫酸镍电解槽中电铸成0.3mm的镍层，并且衬底的背面被抛光，从而产生一系列Ni压模模具51(图9A；模具制备步骤)。

接下来，上述制备的各个Ni压模模具被挤压到铝衬底53，由此将Ni压模模具上的每个凸出和凹入图案压印并转移到铝衬底53的表面(图9B和图9C；压印步骤)。铝衬底53具有5个9的纯度，且作为电解抛光的结果具有平坦化表面。压印转移中的压强设定为3000kg/cm²。

在稀释磷酸电解槽中，压印转移后的铝衬底被阳极氧化(图9D，阳极氧化步骤)。阳极氧化中的电压如表1所示变化。通过扫描电子显微镜对所形成的纳米孔(氧化铝孔)55进行观察。该结果如表1所示。

表1

其中，在表1中，“良好”、“合理”、“失败”各表示以下情况：

良好：包括以行为单位隔开的纳米孔(氧化铝孔)的纳米孔行形成在凹入部分中。

合理：一些凸出部分断裂，且纳米孔(氧化铝孔)与相邻凹入部分中的纳米孔融合。

失败：纳米孔(氧化铝孔)不仅形成在凹入部分中而且形成在凸出部分中。

表1中的结果表明：对于仅在凹入部分中规则形成的纳米孔行，阳极氧化中的电压(V)优选满足公式：V＝I/A，其中，V是电压，I是纳米孔行之间的间隔或间距(nm)；A是约2.5的常数(nm/V)；凹入部分行之间的间隔(间距)优选为500nm或更少；以及凸出部分的宽度与凹入部分的宽度的比率优选为0.2到0.8。换句话说，凹入部分的间隔与宽度的比率优选为从1.2到1.8。

实例2

除了使用电子束(EB)校准器代替深UV校准器并用于形成行之间的间隔为100nm的凹入部分行的60nm宽的螺旋图案，通过实例1的工艺制备模具。个别地，通过溅射在硅制成的磁盘衬底上形成100nm厚的铝层。以上制备的模具被挤压在该铝层，从而将该图案压印并转移到该铝层。然后，在稀释硫酸溶液中以40V电压阳极氧化该铝层，由此在凹入部分行上形成纳米孔行，在所述纳米孔行中纳米孔(氧化铝孔)以行为单位隔开特定间隔。然后，通过电极沉积，将钴(Co)56充入纳米孔行中的各个纳米孔中(图9E；磁粉电极沉积步骤)。通过扫描电子显微镜观察产物，而发现其具有如图11所示的结构。填充有钴(Co)的纳米孔(氧化铝孔)沿凹入部分行以行为单位隔开，如在图6B的情况中，但是在它们的阵列中观察到一些不规则。

实例3

除了行凹入部分行的图案在其纵向方向上以500nm长度划分(图12A；模具)之外，重复图2的工艺。结果，在行凹入部分行的每个500nm长的划分区域中，以基本相同的间隔形成五个纳米孔(氧化铝孔)(图12B；在Co电极沉积之后)。这个结果表明：与凹入部分行的连续图案相比，通过以特定间隔划分凹入部分行的图案，能够以特定的数目在更规则的阵列中形成纳米孔(氧化铝孔)。

实例4

重复实例2的工艺，除了通过在电子束应用中于圆周方向周期性调节暴光功率(exposure power)，制备模具，该模具的凹入部分行具有在其圆周方向上以100nm的间隔而改变的宽度(图13A；模具)。通过扫墓电子显微镜观察通过实例2的工艺所得到的纳米孔结构，而发现其具有如图13B所示的结构(在Co电极沉积之后)，在该结构中，在凹入部分行中具有较宽宽度的部分处规则地形成填充有钴(Co)的纳米孔(氧化铝孔)。

实例5

制备具有纳米孔结构的磁记录介质(磁盘)，且该磁盘的特性以如下方式被确定。

软磁底层形成步骤

通过非电解镀层在玻璃衬底上形成FeCoNiB层，以形成500nm厚的软磁底层。

纳米孔结构形成步骤(多孔层形成步骤)

以如下方式形成纳米孔结构。5nm厚的Nb膜和150nm厚的铝膜-这样的顺序通过溅射分别形成在该软磁底层上，以形成三层多层衬底。按照实例2至4制备的具有沿径向以100nm间距的凸出-凹入行的各个模具，被挤压在该衬底的铝(Al)层表面，由此压印并转移凹入部分行。

在20℃的电解槽温度下于0.3mol/l的草酸溶液中以40V电压对压印-转移后的三个样品的每个进行阳极氧化，以形成纳米孔(氧化铝孔)。在阳极氧化后，在30℃的电解槽温度下将每个样品浸入磷酸溶液占5％重量的电解槽中，以将纳米孔(氧化铝孔)的开口直径增加至40nm，由此控制深宽比。从而，完成纳米孔结构形成步骤。

磁性材料充入步骤

通过在35℃的电解槽温度下，使用包含5％重量的硫酸铜溶液和2％重量的硼酸溶液的电镀电解槽，在纳米孔内部进行电极沉积，来进行磁性材料充入步骤，由此将钴(Co)充入到纳米孔中，以在其中形成铁磁层。因此，制造了一系列的磁盘。

抛光步骤

以如下方式进行抛光步骤(图9F)。使用抛光带(lapping tap)抛光磁盘表面，以悬浮磁头。更具体地，使用粒子尺寸为3μm的氧化铝带，来大致抛光从纳米孔开口露出的凹入部分中的氧化铝，然后，使用粒子尺寸为0.3μm的氧化铝带来精细抛光上述氧化铝。在该抛光步骤后的多孔层(氧化铝层)约有100nm厚，且填充有钴(Co)的纳米孔具有约2.5的深宽比。

接下来，通过浸泡将全氟聚合物(AM3001，从比利时苏威(SolvaySolexis)公司处可获得)膜应用在抛光后的磁盘表面，以形成一系列磁盘测试样品。

将按照实例2、3和4使用模具制备的具有图10所示结构的磁盘测试样品作为样品盘A、B和C。个别地，除了不进行使用模具进行压印转移之外，通过以上工艺制造比较磁盘，由此产生样品盘D。在样品盘D中，纳米孔(氧化铝孔)并不以行为单位隔开，而是以图4A所示的六角密堆积网格的形式二维伸展。

通过使用下面提到的合并型磁头(包括用于垂直记录的单极写入头和GMR读出头)来确定样品盘A、B、C和D的磁性。该磁头的参数如下：

写入磁心宽度：60nm

写入磁极长度：50nm

读取磁心宽度：50nm

读取间隙长度：60nm

首先，使用永久磁铁在垂直于衬底平面的方向上磁化每个样品盘A、B、C和D。然后，当以7m/s的周速转动每个盘时，悬浮磁头，从而观察到读取波形。图14示出借助频谱分析仪对该读取波形的频率分析。

每个样品盘A、B、C和D显示具有71MHz波峰的频谱，该波峰对应于100nm周期和7m/s周速。更具体地，具有对应于图13B的结构的样品盘C呈现突出的波峰，表明纳米孔(氧化铝孔)以行为单位隔开规则的间隔。具有对应于图12B的结构的样品盘B呈现相对突出的波峰。具有对应于图11的结构的样品盘A由于纳米孔(氧化铝孔)之间有些不规则的间隔，而呈现相对宽的频谱分布。

相反，具有对应于图4A的二维伸展的纳米孔的样品盘D，因为检测到50nm的周期结构以及100nm的周期结构，呈现延伸到约150MHz的宽频谱分布。

这些结果表明：在对应于图12B和13B的纳米孔(氧化铝孔)阵列中，纳米孔(氧化铝孔)即磁点以行为单位在圆周方向上非常规则地隔开特定间隔。

为证实通过非磁性区域划分各包括多个磁点的纳米孔行的优点，确定在读取脱轨(off-tracking)时样品盘C和D的信号幅度。这些结果在图15中示出。

图15示出样品盘C，其中多个磁点在一条轨道中以行隔开，且轨道通过非磁性区域而彼此分离，样品盘C在脱轨时呈现出快速减少的信号幅度，这表示相邻轨道上的信号几乎完美地被分开了。

相反，样品盘D(其中磁点二维伸展)显示即使在脱轨时，信号也基本上没有减少，这表示相邻轨道的信号没有被分开。

这些结果表明：根据本发明的磁记录介质(磁盘)使高密度轨道能够完全分开地读取圆周方向上的磁点，允许记录和复制一个磁点中一位，因此能够高密度记录。

实例6

以如下方式制造根据本发明的磁记录介质。首先，通过溅射，在作为衬底的硅衬底上形成作为软磁底层材料的CoZrNb膜，以形成500nm厚的软磁底层。该步骤是根据本发明制造磁记录介质的方法中的软磁底层形成步骤。

接下来，通过使用99.995％纯度的铝(Al)作为靶进行溅射，在软磁底层上形成铝层，以形成500nm厚的金属层。除了使用软磁底层(CoZrNb)作为电极，通过实例5的工艺阳极氧化该金属层，由此在金属层(铝层)中形成纳米孔(氧化铝孔)。该纳米孔(氧化铝孔)具有40nm直径的开口、12.5的深宽比，并以特定间隔同心地隔开，以形成纳米孔行。

多孔层(纳米孔结构)中的氧化铝孔在其底部具有屏障层，且通过使用磷酸进行蚀刻来去除该屏障层，以露出软磁底层(CoZrNb)，由此将纳米孔转换为通孔。该步骤是制造磁记录介质方法中的纳米孔结构形成步骤。

接下来，在施加负电压的情况下，使用软磁底层(CoZrNb)作为电极，在容纳包含硫酸镍和硫酸铁的溶液的电解槽中，通过电极沉积在多孔层(纳米孔结构)中的纳米孔(氧化铝孔)内部形成250nm厚的NiFe层，作为软磁层。在该溶液中硫酸镍和硫酸铁的成分是镍铁导磁合金成分(Ni80％-Fe20％)。该步骤是根据本发明制造磁记录介质的方法中的软磁层形成步骤。

随后，使用包含FeCo的溶液代替上述包含硫酸镍和硫酸铁的溶液，通过电镀，在多孔层中被阳极氧化的铝孔内部的软磁层上形成FeCo层，作为铁磁层。该步骤是制造磁记录介质方法中的铁磁层形成步骤。

在抛光多孔层表面之后，通过溅射于其上形成SiO₂膜作为保护层。此外，对该物进行磨亮及润滑，以生产出样品盘E，作为根据本发明的磁记录介质。样品盘E中的铁磁层具有250nm厚。

作为比较盘，以与样品盘E相同的方式制造样品盘F，除了不形成软磁层以及在多孔层(纳米孔结构)中的纳米孔内部仅形成铁磁层，其厚度等于样品盘E中铁磁层和软磁层的总厚度。

作为另一比较盘，以与样品盘E相同的方式制造样品盘G，除了不形成软磁层以及将多孔层(纳米孔结构)被抛光至250nm厚，并且之后在纳米孔内部仅形成铁磁层，其厚度等于样品盘E中铁磁层和软磁层的总厚度)。

在以上制造的各个样品盘E、F和G上进行磁记录并确定记录-复制特性。具体地，使用具有作为写入磁头的单极头和作为读取磁头的GMR头的磁记录装置，用单极头将信号写入到盘上，而用GMR头读取该信号。

结果如图16所示。图16的上部(a)是示出对应于60nm间距的400kBPI写入电流与所复制信号的信噪比S/N之间的关系曲线。图16的横坐标下面下部(b)是示出作为写入电流的函数的重写特性的曲线，其中写入具有多位的200kBPI信号，然后重写具有少位的400kBPI信号，并确定未被擦除的200kBPI信号(未被擦除的多位)的程度。

图16示出：样品盘E比比较样品盘F具有更加令人满意的S/N比和重写特性。样品盘G示出在盘的一圈中有欠缺的输出包(envelop)，因此未能提供精确的数据。这可能因为由于较大抛光量所导致的不规则的盘厚。

实例7

以如下方式制造根据本发明的磁记录介质。首先，通过溅射在作为衬底的硅衬底上形成NiFe(Ni80％-Fe20％)膜作为软磁底层的材料，由此形成500nm厚的软磁底层。这是制造磁记录介质方法中的软磁底层形成步骤。

接下来，通过使用99.995％纯度的铝(Al)作为靶进行溅射，在软磁底层上形成铝层，由此形成500nm厚的金属层。除了使用软磁底层(NiFe)作为电极之外，通过实例5的工艺阳极氧化该金属层，以在金属层(铝层)中形成纳米孔(氧化铝孔)。因此，形成多孔层(纳米孔结构)。该纳米孔(氧化铝孔)具有13nm的开口直径、38.5的深宽比，并以特定间隔(间距)同心地隔开，以形成纳米孔行。

多孔层(纳米孔结构)中阳极氧化的铝孔在其底部具有屏障层，且通过使用磷酸进行蚀刻，去除该屏障层，以露出软磁底层(NiFe)，由此将纳米孔转换为通孔。该步骤是根据本发明制造磁记录介质的方法中的纳米孔结构形成步骤。

接下来，在施加负电压的情况下，使用软磁底层(NiFe)作为电极，在容纳包含硫酸镍和硫酸铁的溶液的电解槽中，通过电极沉积在多孔层(纳米孔结构)中的纳米孔(氧化铝孔)内部形成470nm厚的NiFe层，作为软磁层。在该溶液中硫酸镍和硫酸铁的成分是镍铁导磁合金成分(Ni80％-Fe20％)。该步骤是制造磁记录介质方法中的软磁层形成步骤。

接下来，在容纳包含硫酸铜的溶液的电解槽中，在施加负电压的情况下，使用软磁底层(NiFe)作为电极，通过电极沉积在多孔层(纳米孔结构)中的纳米孔内部于软磁层上形成5nm厚的Cu层，作为非磁层。该步骤是制造磁记录介质方法中的非磁层形成步骤。

除了在电解槽中使用包含硫酸钴和六氯铂(hexachloroplatinic)酸的溶液代替上述溶液之外，通过以上工艺进行电极沉积，在多孔层中的纳米孔内部于非磁层上形成CoPt层，作为铁磁层。这个步骤是制造磁记录介质方法中的铁磁层形成步骤。

在抛光多孔层表面之后，通过溅射于其上形成SiO₂膜，以形成3nm厚的保护层。此外，对该物进行磨亮和润滑，由此生产出样品盘H，作为根据本发明的磁记录介质。样品盘H中的铁磁层具有20nm厚。

作为比较盘，以与样品盘H相同的方式制造样品盘I，除了不形成多孔层和软磁层以及在软磁底层(NiFe(Ni80％-Fe20％))上形成非磁层(Cu)铁磁层(CoPt)，以具有与样品盘H中相同的成分和厚度。

除了使用具有单极头的磁记录装置(磁极尺寸：20nm)作为写入磁头之外在通过实例6的工艺在以上制造的样品盘H和I上通过磁记录写入信号。在此工艺中，单极头被悬浮在该介质上方5nm处。

使用磁力显微镜观察样品盘H和I中所记录的部分。结果，在样品盘H中，观察到在所记录部分中有对应于磁化方向的最小尺寸为20nm的亮部分和暗部分，这表明每个填充有磁性材料的纳米孔(氧化铝孔)构成单个畴。相反，在样品盘I中，在与样品盘H相同的写入电流(写入条件)下，没有观察到对应于记录频率的磁化图案，且在写入电流是在样品盘H中的1.5倍或更多时，观察到具有30nm或更大的记录位长的记录图案。此磁化图案具有不规则的尺寸。这些结果表明根据本发明的样品盘H能够以1.6Tb/in²的记录密度在各个尺寸为20nm的位中进行记录。

纳米孔结构的制造

如图17A所示，起初，通过溅射，在用作硬盘(HDD)磁记录介质200的衬底上，形成1500nm厚的铝膜202。如图17B所示，将具有60nm间距的行-间距图案的纳米图案模具204挤压到铝膜202上，由此将包括行(凹入部分或凹槽)和间距(凸出部分或凸区)的图案压印并转移到铝膜202上。在压印转移中压强设为40000N/cm²，且形成包括以特定间隔排列的凹入部分行的线性凸出-凹入图案(图17C)。在压印转移后，如图17D所示，在稀释硫酸溶液中以25V电压进行阳极氧化，且形成1000nm厚的的多孔层(耐酸铝孔)206，该多孔层包括在基本垂直于衬底200的方向上延伸的多个纳米孔(氧化铝孔)。如图17E所示，在多孔层206表面上，散布着多余的纳米孔(多余氧化铝孔)207，且以不规则间隔排列着氧化铝孔205。此步骤对应于根据本发明制造纳米孔结构的方法中的第一多孔层形成步骤。

通过扫描电子显微镜(SEM)观察所得到的多孔层206。图20A和图20B分别示出多孔层206的横截面SEM图和多孔层206表面附近X部分的放大图。从这些SEM图片中，从多孔层206的最上表面到小于40nm的深度，观察到在纳米孔中纳米孔205之间有些不规则的间隔。相反，在40nm深或更深时，观察到纳米孔205被排列成行并发现可得到理想的排列。此外，图21A和图21B分别示出多孔层206最上表面SEM图片和从表面起200nm深的SEM图片。从图21A中发现在多孔层206的最上表面处存在多余的纳米孔(多余的氧化铝孔)，但从图21B中发现在从多孔层206的最上表面处起200nm深处不存在多余的纳米孔，且纳米孔规则地排列。

接下来，如图18A所示，使用包含催化剂和磷酸的蚀刻溶液进行蚀刻处理，由此选择性单独去除多孔层206。在去除多孔层206后，在铝膜202中形成多孔层208的迹线，且在迹线208中，如图18B所示，在凹入部分行上，微小凹入部分(氧化铝孔)205隔开特定间隔，以构成纳米孔行。此步骤对应于根据本发明制造纳米孔结构的方法中的多孔层去除步骤。

使用所得到的多孔层迹线中的微小凹入部分(氧化铝孔)205，如图18C所示，在稀释硫酸溶液中以25V电压进行阳极氧化，并形成100nm厚的纳米孔结构(多孔层)，从而得到包括规则排列的纳米孔205的排列的纳米孔结构210(图18D)。纳米孔的平均开口直径是30nm。此步骤对应于根据木发明制造纳米孔结构的方法中的第二多孔层形成步骤。

通过SEM观察所得到的排列的纳米孔结构210。该SEM图如图22所示。图22表明：在排列的纳米孔结构210中未观察到多余的纳米孔，且纳米孔规则排列，且以特定间隔形成行，以构成纳米孔行。在图22所示的SEM图片，选择某一行，且对于该行中排列的纳米孔，通过如下方法测量相邻纳米孔之间的间隔变化系数。这些结果如表格2所示。

变化系数的测量

对于图22所示在一行中排列的22个纳米孔，测量相邻纳米孔的中心到中心距离，根据以下公式计算平均值<X>及其标准偏差σ，并得到变化系数：

CV(％)＝σ/<X>×100

其中，CV是变化系数；σ是标准偏差；以及<X>是平均值。

表2

纳米孔测量位置	纳米孔中心到中心距离(nm)
		1-2	65.09
2-3	72.09
		3-4	58.82
4-5	59.69
		5-6	67.46
6-7	60.55
		7-8	74.21
8-9	58.82
		9-10	70.62

10-11	57.63
		11-12	64.69
12-13	57.33
		13-14	54.92
14-15	61.74
		15-16	58.96
16-17	60.71
		17-18	62.02
18-19	60.28
		19-20	53.91
20-21	60.28
		21-22	69.20
平均值<X>(nm)	62.33
		标准偏差σ(nm)	5.58
变化系数％	8.95

从表2的结果发现相邻纳米孔之间的间隔变化系数是8.95％，且在通过本发明制造纳米孔结构的方法所得到的排列的纳米孔结构中，纳米孔没有变化的规则排列。

实例9

以如下方式制造根据本发明的磁记录介质(磁盘)。具体地，通过非电解镀层在作为衬底的玻璃衬底上形成FeCoNiB层，以形成(层叠)500nm厚的软磁底层。此步骤是根据本发明制造磁记录介质的方法中的软磁底层形成步骤。

接下来，通过溅射，在软磁底层上分别形成5nm厚的Nb膜和150nm厚的Al膜。将具有60nm间距的行-间距图案的模具挤压到铝膜的层叠衬底上，由此将包括行(凹入部分或凹槽)和间距(凸出部分或凸区)的图案压印并转移到铝膜的表面上(图17A到17C)。

接下来，在20℃的电解槽温度下在0.3mol/l的草酸溶液中以25V电压对压印-转移后的样品进行阳极氧化，从而形成包括纳米孔(氧化铝孔)的200nm厚的纳米孔结构(图23A)。此步骤为制造磁记录介质方法中的纳米孔结构形成步骤。

在所得到的纳米孔结构表面上散布着多余的纳米孔(多余氧化铝孔)207，并且观察到在纳米孔阵列中纳米孔(氧化铝孔)205之间有些不规则的间隔(图23B)。

通过在35℃的电解槽温度下，使用包含5％重量的硫酸铜溶液和2％重量的硼酸溶液的电镀电解槽，在纳米孔内部进行电极沉积，来充入钴(Co)250到该纳米孔205中，以在其中形成铁磁层(图23C)。此步骤为根据本发明制造磁记录介质的方法中的磁性材料充入步骤。

接下来，使用CMP抛光充有磁性材料的纳米孔结构表面。将此次抛光量设置为从最上表面起100nm厚度(图23D)。抛光后，在纳米孔结构表面纳米孔规则排列，这些纳米孔以行为单位隔开特定间隔以构成纳米孔行(图23E)。此外，使用抛光带抛光磁盘表面，以悬浮磁头。更具体地，使用粒子尺寸为3μm的氧化铝带作为抛光带，来大致抛光纳米孔开口表面(平面)的氧化铝凸出部分，然后使用粒子尺寸为0.3μm的氧化铝带来精细抛光。在该抛光步骤后，该多孔层(氧化铝层)具有约100nm厚，且填充有钴(Co)的纳米孔(氧化铝孔)具有约3的深宽比。

这里，图24A和24B分别示出在抛光步骤之前和之后纳米孔结构表面的SEM图。如图24A所示，在抛光步骤前多余的纳米孔(多余的氧化铝孔)散布在纳米孔结构表面上，且观察到纳米孔的有些不规则排列。相反，如图24B所示，在抛光步骤中去除100nm厚之后，纳米孔规则排列在纳米孔结构的表面上。

在图24A和24B所示的SEM图中，选择某一行，并且对于在该行中排列的纳米孔，以与实例8相同的方式测量相邻纳米孔之间的间隔变化系数。这些结果如表3所示。

表23

从表3所示的结果，在抛光前相邻纳米孔之间间隔变化系数是24.95％，而抛光后变化系数是6.27％，这表明在抛光前相邻纳米孔间隔的变化。因此，发现通过抛光步骤来去除纳米孔结构表面附近存在多余纳米孔的区域，可以得到包括没有变化规则排列的纳米孔的纳米孔结构。

随后，通过溅射形成SiO₂膜作为保护膜，进一步，通过浸泡应用全氟聚合物(AM3001，从比利时苏威(Solvay Solexis)公司可获得)作为润滑剂，由此形成图25A所示的磁盘测试样品J。磁盘测试样品J依次包括：衬底200、软磁底层201、氧化停止层180、包括充有磁性材料250的纳米孔的排列的纳米孔结构210、保护层260。排列后的纳米孔结构210表面的SEM图片如图25B所示。从图25B发现具有约10nm开口直径的纳米孔规则排列。此外，比较样品盘J与实例1中的样品盘A，该样品盘A除了在抛光步骤中不抛光从纳米孔结构起100nm厚之外，而只使用层叠带进行抛光，以与样品盘J相同的方式制造。

使用永久磁铁将样品盘J和A沿与衬底平面垂直的方向上磁化。然后，使用MFM沿行方向测量磁通量强度。磁通量强度变化如图26所示。图26上部分的曲线示出磁性样品盘J的强度变化，而下部分曲线示出磁性样品盘A的强度变化。从图26发现在磁性样品盘J中，由于相邻纳米孔之间的间隔变化非常小，来自磁性样品盘J的信号具有几乎恒定的脉冲间隔和强度。根据本发明的样品盘J被认为能够在一点中记录一位，其脉冲间隔没有变化且可避免互扰。

实例10

以如下方式制造根据本发明的压模。具体地，进行与实例8中制造纳米孔结构中的第一多孔层形成步骤和多孔层去除步骤相同的步骤，以得到多孔层208的迹线，其中，微小凹入部分(氧化铝孔)205排列在凹入部分行上且以特定间隔隔开，以构成凹入部分行(氧化铝孔行)。

接下来，如图27A所示，通过旋涂法将感光聚合物应用在铝膜202的多孔层208的迹线上，以形成感光聚合物层300。将透明玻璃板310置于感光聚合物层300上，且使用深UV校准器(波长257nm)将感光聚合物层300经透明玻璃平板310暴露在紫外光450下。然后，剥去铝膜202。因此，如图27B所示，在多孔层208的迹线中规则排列的微小凹入部分205的形状被转移到感光聚合物层300，且形成微小凸出部分320，其能够与凹入部分205相啮合并且被规则排列。如图27C所示，0.2nm厚的氟模具释放剂330被应用到包括凸出部分的感光聚合物层300表面上。这里，包括凸出部分320的感光聚合物层300可用作本发明的光敏聚合物压模340，其中在该层上涂覆有模具释放剂330。

如图27D所示，使用所得到的光敏聚合物340，凸出部分320的形状被再次转移到感光聚合物层300，凸状和凹状被倒置，从而形成微小凹入部分205。接下来，如图27E所示，20nm厚的Cr膜350被气相沉积在感光聚合物层300表面上，其中多孔层208的迹线被转移到该表面(凸出部分320所处的一侧)。如图27F所示，使用气相沉积的Cr350表面作为电极，在硫酸电解槽中进行Ni的厚电镀，由此形成300μm厚的Ni镀层400。硫酸电解槽的浓度是600g/l，pH是4，以及电流密度是2A/cm²。在电镀后，如图27G所示，剥去感光聚合物层300，从而得到本发明的Ni压模410，其包括以行为单位隔开特定间隔的圆形凸出部分。

测量所得到的Ni压模的凸出部分的宽度和高度。该凸出部分的宽度和高度分别是20nm和20nm。

另外，以与实例8相同的方式测量相邻纳米孔之间间隔的变化系数，而得到6.27％。发现在相邻凸出部分之间的间隔不变，且凸出部分被规则排列。

因而，本发明可解决传统技术中的问题，并提供：一种纳米孔结构，其可用于磁记录介质、DNA芯片、催化剂载流子以及其他应用中；以低成本高效率制造该纳米孔结构的方法；一种压模，适用于制造该纳米孔结构并能够高效率制造该纳米孔结构：制造该压模的方法；一种磁记录介质，其可用于例如广泛用作计算机、消费导向视频记录器的外部存储器的硬盘设备中，以及能够以高密度及高速度记录信息，且具有高存储容量，而不会增加磁头的写入电流，呈现出令人满意且均匀的特性例如重写特性，并且可以避免互相干扰及互写，并具有非常高的质量；一种以低成本高效率制造该磁记录介质的方法；一种使用该磁记录介质按照垂直磁记录系统用于磁记录的装置和方法，其能够进行高密度记录。

根据本发明的纳米孔结构可用于磁记录介质，例如可用于广泛用作计算机、消费导向型视频记录器的外部存储器的硬盘设备以及DNA芯片、诊断装置、检测传感器、催化剂衬底、电子场发射显示器和其他应用中。

本发明制造纳米孔结构的方法可适用于本发明的纳米孔结构的制造中。

根据本发明的压模可适用于纳米孔结构的制造中，并允许高效率制造本发明的纳米孔结构。

本发明制造压模的方法可适用于本发明的磁记录介质的制造中。

根据本发明的磁记录介质可适用于例如广泛用作计算机、消费导向型视频记录器的典型外部存储器的硬盘设备中。

本发明制造磁记录介质的方法可适用于本发明的磁记录介质的制造中。

根据本发明的磁记录装置可适用于例如广泛用作计算机、消费导向型视频记录器的典型外部存储器的硬盘设备。

根据本发明的磁记录方法能够以高密度及高速度记录信息，且具有高存储容量，而不会增加磁头的写入电流，呈现出令人满意且均匀的特性例如重写特性，并且可以避免互相干扰及互写，并具有非常高的质量；

参照目前来看优选实施例描述了本发明，应理解本发明不限于所公开的实施例。相反，本发明意图覆盖在所附权利要求的精神和范围内的各种改形和等同设置。所附权利要求的范围应按照最宽解释，以包括所有这种改型和等同的结构及功能。

Claims (19)

1.一种纳米孔结构，包括：

金属矩阵；以及

纳米孔，规则排列在该金属矩阵中，

其中，所述纳米孔以行为单位隔开特定间隔，以构成纳米孔行，所述纳米孔行的排列方式为以下四种方式的至少其中之一，即同心、螺旋、径向、和相邻纳米孔行之间的间隔与纳米孔行的宽度之比为从1.1到1.9；

其中，所述金属矩阵上形成有用于形成纳米孔行的凹入部分行，且所述纳米孔行通过阳极氧化所述金属矩阵形成在所述凹入部分行上。

2.如权利要求1所述的纳米孔结构，其中，相邻纳米孔行以5到500nm的间隔隔开。

3.如权利要求1所述的纳米孔结构，其中，每个纳米孔行的宽度沿所述纳米孔行的纵向以特定间隔改变。

4.如权利要求1所述的纳米孔结构，其中，相邻纳米孔之间的间隔变化系数是10％或更少。

5.一种制造纳米孔结构的方法，包括如下步骤：

在金属矩阵上形成用于形成纳米孔行的凹入部分行，以及

对该金属矩阵进行阳极氧化以在所述凹入部分行上形成纳米孔行，

其中，所述凹入部分以行为单位隔开特定间隔，以构成凹入部分行，以及

其中，所述纳米孔结构包括：

该金属矩阵；以及

纳米孔，规则排列在该金属矩阵中，

其中，所述纳米孔以行为单位隔开特定间隔，以构成所述纳米孔行。

6.根据权利要求5所述的制造纳米孔结构的方法，包括：

在金属矩阵上形成第一多孔层，以使其具有40nm厚或更厚；

去除该第一多孔层，由此形成该第一多孔层的迹线；以及

在该第一多孔层的迹线上形成第二多孔层，

其中，该第一多孔层和该第二多孔层均包括纳米孔，每个纳米孔在基本上与该金属矩阵垂直的方向上延伸，以及

其中，该第一多孔层的迹线包括规则排列的凹入部分。

7.如权利要求6所述的制造纳米孔结构的方法，其中，在形成该第一多孔层之前，在该金属矩阵上形成凹入部分行。

8.一种磁记录介质，包括：

衬底；以及

多孔层，设置在该衬底上并包括纳米孔，在该多孔层与该衬底之间插入或不插入一个或多个层，每个纳米孔在基本上垂直于衬底平面的方向上延伸并且其中包含至少一种磁性材料，

其中，该多孔层为纳米孔结构，以及

其中，该纳米孔结构包括：

金属矩阵；以及

纳米孔，规则排列在该金属矩阵中，

其中，该纳米孔以行为单位隔开特定间隔，以构成纳米孔行，所述纳米孔行的排列方式为以下四种方式的至少其中之一，即同心、螺旋、径向、和相邻纳米孔行之间的间隔与纳米孔行的宽度之比为从1.1到1.9；

其中，所述金属矩阵上形成有用于形成纳米孔行的凹入部分行，且所述纳米孔行通过阳极氧化所述金属矩阵形成在所述凹入部分行上。

9.如权利要求8所述的磁记录介质，其中，每个纳米孔从衬底起依次包含软磁层和铁磁层，并且其中该铁磁层的厚度等于或小于该软磁层的厚度。

10.一种磁记录介质，包括：

衬底；以及

多孔层，设置在该衬底上并包括纳米孔，在该多孔层与该衬底之间插入或不插入一个或多个层，每个纳米孔在基本上垂直于衬底平面的方向上延伸并且其中包含至少一种磁性材料，以及每个纳米孔从衬底起依次包含软磁层和铁磁层，每个纳米孔还包括在该衬底与该多孔层之间的软磁底层，

其中，该铁磁层的厚度等于或小于该软磁层和该软磁底层的总厚度；

其中，该多孔层为纳米孔结构，以及

其中，该纳米孔结构包括：

金属矩阵；以及

纳米孔，规则排列在该金属矩阵中，

其中，该纳米孔以行为单位隔开特定间隔，以构成纳米孔行，所述纳米孔行的排列方式为以下四种方式的至少其中之一，即同心、螺旋、径向、和相邻纳米孔行之间的间隔与纳米孔行的宽度之比为从1.1到1.9；

其中，所述金属矩阵上形成有用于形成纳米孔行的凹入部分行，且所述纳米孔行通过阳极氧化所述金属矩阵形成在所述凹入部分行上。

11.如权利要求9所述的磁记录介质，进一步包括在该铁磁层与该软磁层之间的非磁层。

12.一种制造磁记录介质的方法，包括以下步骤：

形成纳米孔结构；以及

将至少一种磁性材料充入纳米孔中，

其中，形成纳米孔结构的步骤包括：

在衬底上形成金属层；以及

处理该金属层，由此形成在基本上垂直于该衬底平面的方向上延伸的纳米孔，从而形成作为多孔层的纳米孔结构，以及

其中，该磁记录介质包括：

衬底；以及

多孔层，设置在该衬底上并包括纳米孔，在该多孔层与该衬底之间插入或不插入一个或多个层，每个纳米孔在基本上垂直于衬底平面的方向上延伸并且其中包含至少一种磁性材料，

其中，该多孔层为纳米孔结构，以及

其中，该纳米孔结构包括：

金属矩阵；以及

纳米孔，规则排列在该金属矩阵中，

其中，该纳米孔以行为单位隔开特定间隔，以构成纳米孔行，所述纳米孔行的排列方式为以下四种方式的至少其中之一，即同心、螺旋、径向、和相邻纳米孔行之间的间隔与纳米孔行的宽度之比为从1.1到1.9；

其中，所述金属矩阵上形成有用于形成纳米孔行的凹入部分行，且所述纳米孔行通过阳极氧化所述金属矩阵形成在所述凹入部分行上。

13.如权利要求12所述的制造磁记录介质的方法，其中，充入磁性材料的步骤包括以下步骤：

在所述纳米孔中形成软磁层；以及

在该软磁层上面或上方形成铁磁层。

14.如权利要求12所述的制造磁记录介质的方法，其中，进一步包括抛光纳米孔结构表面的步骤，其中，抛光步骤中的抛光量从该纳米孔结构的最上表面起为15nm或更厚。

15.如权利要求12所述的制造磁记录介质的方法，其中，进一步包括抛光纳米孔结构表面的步骤，其中，抛光步骤中的抛光量从该纳米孔结构的最上表面起为40nm或更厚。

16.一种磁记录装置，包括：

磁记录介质；以及

垂直磁记录头，

其中，该磁记录介质包括：

衬底；以及

多孔层，设置在该衬底上并包括纳米孔，在该多孔层与该衬底之间插入或不插入一个或多个层，每个纳米孔在基本上垂直于衬底平面的方向上延伸并且其中包含至少一种磁性材料，

其中，该多孔层为纳米孔结构，以及

其中，该纳米孔结构包括：

金属矩阵；以及

纳米孔，规则排列在该金属矩阵中，

其中，所述纳米孔以行为单位隔开特定间隔，以构成纳米孔行，所述纳米孔行的排列方式为以下四种方式的至少其中之一，即同心、螺旋、径向、和相邻纳米孔行之间的间隔与纳米孔行的宽度之比为从1.1到1.9；

其中，所述金属矩阵上形成有用于形成纳米孔行的凹入部分行，且所述纳米孔行通过阳极氧化所述金属矩阵形成在所述凹入部分行上。

17.如权利要求16所述的磁记录装置，其中，该垂直磁记录头是单极头。

18.一种磁记录方法，包括使用垂直磁记录头将信息记录在磁记录介质上的步骤，

其中，该磁记录介质包括：

衬底；以及

多孔层，设置在该衬底上并包括纳米孔，并且在该多孔层与该衬底之间插入或不插入一个或多个层，每个纳米孔在基本上垂直于衬底平面的方向上延伸并且其中包含至少一种磁性材料，

其中，该多孔层为纳米孔结构，以及

其中，该纳米孔结构包括：

金属矩阵；以及

纳米孔，规则排列在该金属矩阵中，

其中，该纳米孔以行为单位隔开特定间隔，以构成纳米孔行，所述纳米孔行的排列方式为以下四种方式的至少其中之一，即同心、螺旋、径向、和相邻纳米孔行之间的间隔与纳米孔行的宽度之比为从1.1到1.9；

其中，所述金属矩阵上形成有用于形成纳米孔行的凹入部分行，且所述纳米孔行通过阳极氧化所述金属矩阵形成在所述凹入部分行上。

19.如权利要求18所述的磁记录方法，其中，该磁记录介质包括软磁底层，并且其中该软磁底层与该垂直磁记录头构成磁路。

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