CN101192419A - 垂直磁记录介质和磁记录/再现设备 - Google Patents

垂直磁记录介质和磁记录/再现设备 Download PDF

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CN101192419A CNA2007101963374A CN200710196337A CN101192419A CN 101192419 A CN101192419 A CN 101192419A CN A2007101963374 A CNA2007101963374 A CN A2007101963374A CN 200710196337 A CN200710196337 A CN 200710196337A CN 101192419 A CN101192419 A CN 101192419A
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Abstract

公开了一种垂直磁记录介质(10)和磁记录/再现设备，其中磁记录层(4)具有层叠结构，包括硬磁性记录层(4－1)和软磁性记录层(4－2)，其中每一层都具有磁性晶粒和晶界区域；在所述硬磁性记录层(4－1)中的磁性晶粒包含钴和铂，具有hcp结构，且取向于(001)平面中；当施加垂直于所述基底表面的磁场时，在磁化曲线上，所述磁记录层具有不超过0.95的剩余矩形比和不超过0 Oe的不可逆反转磁场。

Description

垂直磁记录介质和磁记录/再现设备
技术领域
本发明涉及用于例如使用磁记录技术的硬盘驱动器中的垂直磁记录介质和磁记录/再现设备。
背景技术
主要用于在计算机中记录和再现信息的磁存储装置(HDD)近来正开始被用在各种应用中，因为它们容量大，价格低，数据存取速度高，数据存储可靠性高等等，并且它们目前已经被应用在诸如家用录像机、音频设备和汽车导航系统的各个领域中。近几年，随着HDD的应用范围持续扩大，对大容量的需求增加，并且高密度HDD被越来越多地开发。
目前市场上可得到的磁记录/再现设备使用纵向磁记录方法。在该方法中，形成用于记录信息的垂直磁记录层的磁性晶粒(magnetic crystalgrain)具有平行于基底的易磁化轴。易磁化轴是指磁化易于指向在其方向上的轴。在钴基合金的情形下，易磁化轴是指平行于钴的六角密堆积(hcp)结构的(0001)平面的法线的方向。当纵向磁记录介质的记录位的尺寸被减小以便增加记录密度时，磁记录层的磁化反转单元(magnetizationreversal unit)直径可能变得太小，热擦除磁记录层中的信息的热衰减效应可能使记录/再现特性变差。此外，随着密度的增加，在记录位之间的边界区域中产生的退磁场的影响常常会增大介质中产生的噪声。
作为比较，在垂直磁记录层中的易磁化轴近似垂直于所述基底的所谓垂直磁记录方法中，在所述记录位之间的退磁场的影响较小，因而即使密度增加介质也上静磁稳定的。因此，作为代替纵向记录方法的一种技术，垂直磁记录方法近来备受关注。垂直磁记录介质一般包括基底，使垂直磁记录层中的磁性晶粒的取向在(0001)平面中并且还降低取向弥散的取向控制衬层，包含硬磁材料(hard magnetic material)的垂直磁记录层，和保护垂直磁记录层的表面的保护层。此外，在基底和取向控制衬层之间形成用于会聚由磁头产生的磁通量的软磁性衬层。
即使要增加垂直磁记录介质的记录密度，也必须降低噪声同时保持热稳定性。通常用作噪声降低法的一种方法是通过使磁性晶粒之间磁性隔离以降低在记录层中的磁性晶粒之间的磁交互作用，和同时缩小磁性晶粒本身的尺寸。例如，日本专利申请公报第2002-83411号公开了一种形成具有所谓的颗粒结构的垂直磁记录层的方法，它将二氧化硅(SiO2)等添加到记录层中，以便用主要包含这些添加剂的晶界区域包围磁性晶粒。
另一方面，当使用上述方法降低噪声时，不可避免的是为了保热证稳定性则必须增加磁性晶粒的磁各向异性能。可是，如果磁性晶粒的磁各向异性能增加，各向异性磁场、饱和磁场、和矫顽力也都增加。由于这也会使用于数据写入的磁化反转所必需的记录磁场增加，所以记录头的可写性降低。结果，记录/再现特性变差。
发明内容
本发明是考虑到上述情况而完成的，其目的是提供热稳定性高、记录/再现特性好、并且能够高密度记录的垂直磁记录介质，和使用这种介质的磁记录设备。
本发明的垂直磁记录介质包括：
基底；
形成在所述基底上的软磁性衬层；
形成在所述软磁性衬层上的非磁性衬层；和
形成在所述非磁性衬层上的磁记录层，它包括硬磁性记录层和软磁性记录层，
其中每个所述硬磁性记录层和软磁性记录层都具有磁性晶粒和包围所述磁性晶粒的晶界区域，
所述硬磁性记录层中的磁性晶粒包含钴(Co)和铂(Pt)，具有六角密堆积(hcp)结构，取向于(0001)平面中，以及
当施加垂直于所述基底表面的磁场时，所述磁记录层具有不超过0.95的剩余矩形比(residual squareness ratio)和在磁化曲线上不超过0 Oe(奥斯特)的不可逆反转磁场(irreversible reversal magnetic field)。
本发明的磁记录/再现设备包括：
垂直磁记录介质，它包括
基底，
形成在所述基底上的软磁性衬层，
形成在所述软磁性衬层上的非磁性衬层，和
形成在所述非磁性衬层上的磁记录层，它包括硬磁性记录层和软磁性记录层，
其中所述硬磁性记录层和软磁性记录层的每一个都具有磁性晶粒和包围所述磁性晶粒的晶界区域，
所述硬磁性记录层中的磁性晶粒包含钴(Co)和铂(Pt)，具有六角密堆积(hcp)结构，取向于(0001)平面中，以及
当施加垂直于所述基底表面的磁场时，在磁化曲线上，所述磁记录层具有不超过0.95的剩余矩形比和不超过0 Oe的不可逆反转磁场；和
记录/再现磁头。
本发明的其它目的和优点将在以下的描述中列出，一部分根据所述描述将显而易见，或者一部分从发明的实用中可以了解到。本发明的这些目的和优点可以借助于在下文特别指出的手段或者其组合实现和得到。
附图说明
引入说明书中并构成说明书的一部分的附图部分，图示了本发明的实施方式，并与上文给出的一般说明和下文给出的详细说明一起解释本发明的原理。
图1示出的是根据本发明的垂直磁记录介质的一个实例的剖面图；
图2示出的是垂直磁记录介质的一个比较例的磁化曲线图；
图3示出的是根据本发明的垂直磁记录介质的一个实例的磁化曲线图；
图4示出是在用于解释本发明中所使用的术语的一种定义的示意性磁化曲线图；
图5示出的是根据本发明的垂直磁记录介质的另一个实例的剖面图；
图6示出的是本发明的磁记录/再现设备的一个实例的部分分解透视图；
图7示出的是根据实例1的垂直磁记录介质的示意性截面图；
图8示出的是根据实例1的垂直磁记录介质的软磁性记录层的薄膜厚度与剩余矩形比Rs之间的关系图；
图9示出的是根据实例1的垂直磁记录介质的软磁性记录层的薄膜厚度与不可逆反转磁场Hi之间的关系图；
图10示出的是根据实例1的垂直磁记录介质的软磁性记录层的薄膜厚度与矫顽力Hc之间的关系图；
图11示出的是根据实例1的垂直磁记录介质的软磁性记录层的薄膜厚度与SNR之间的关系图；
图12示出的是根据实例1的垂直磁记录介质的软磁性记录层的薄膜厚度与OW之间的关系图；
图13示出的是根据实例1的垂直磁记录介质的软磁性记录层的薄膜厚度与V1000/V0之间的关系图；
图14示出的是CoNi-SiO2软磁性记录层的Co成份与介质SNR之间的关系图；
图15示出的是CoNi-SiO2软磁性记录层的Co成份与OW之间的关系图；
图16示出的是CoNi-SiO2软磁性记录层的Co成份与抗热衰减性之间的关系图；
图17示出的是Pd中间层的薄膜厚度与剩余矩形比Rs之间的关系图；
图18示出的是Pd中间层的薄膜厚度与不可逆反转磁场Hi之间的关系图；
图19示出的是Pd中间层的薄膜厚度与矫顽力Hc之间的关系图；
图20示出的是Pd中间层的薄膜厚度与介质SNR之间的关系图；
图21示出的是Pd中间层的薄膜厚度与OW之间的关系图；
图22示出的是Pd中间层的薄膜厚度与抗热衰减性之间的关系图；
具体实施方式
本发明的垂直磁记录介质主要包括基底，和顺序层叠在所述基底上的软磁性衬层，非磁性衬层，和磁记录层。这个磁记录层是具有硬磁性记录层和软磁性记录层的叠层结构的多层磁记录层。另外，所述硬磁性记录层和软磁性记录层的每一层都具有磁性晶粒和包围所述磁性晶粒的晶界区域。此外，所述硬磁性记录层中的磁性晶粒包含钴(Co)和铂(Pt)，具有hcp结构，取向于(0001)平面中。而且，当施加垂直于所述基底表面的磁场时，在磁化曲线上，该磁记录层具有0.95或更小的剩余矩形比和0 Oe或更低的不可逆反转磁场。
本发明的磁记录/再现设备是本发明的垂直磁记录介质可适用的磁记录/再现设备，具有所述垂直磁记录介质和记录/再现磁头。
本发明提供一种垂直磁记录介质，它具有高的介质SNR，好的重写(OW)特性，和高的抗热衰减性，并且使得能够进行高密度记录。
本发明使用软磁性记录层和硬磁性记录层作为记录层，其中每一层都具有磁性晶粒和晶界区域。所述软磁性记录层具有较弱的矫顽力和较小的饱和磁场，而所述硬磁性记录层具有较高的抗热衰减性。本发明还使用层叠的软磁性记录层结构。当施加垂直于所述基底表面的磁场时，剩余矩形比为0.95或者更小，不可逆反转磁场为0 Oe或者更低。这使得其可以降低介质噪声，提高可写性，同时增强抗热衰减性。
可以认为这是由于当在软磁性记录层中的磁性晶粒和硬磁性记录层中的磁性晶粒之间适度施加交换耦合力(exchange coupling force)时，这两个层不完全相干地反转磁化(reverse magnetization)；在硬磁性记录层中磁化反转之前，软磁性记录层可能在所施加的磁场达到硬磁性记录层中的反转磁场之前开始可逆磁化旋转。
图1示出的是根据本发明的垂直磁记录介质的一个实例的剖面图。
如图1所示，垂直磁记录介质10具有这样的结构，即在基底1上顺序层叠了软磁性衬层2，非磁性衬层3，和垂直磁记录层4。垂直磁记录层4有两个层，即硬磁性记录层4-1和软磁性记录层4-2。
在本发明的垂直磁记录介质的磁记录层中，硬磁性记录层可以是单层，或者是两个或多个层的层叠结构。软磁性记录层也可以是单层，或者是两个或者多个层的层叠结构。
本发明的垂直磁记录介质的硬磁性记录层具有颗粒(granular)结构，其中非磁性晶界区域包围磁性晶粒。
关于在硬磁性记录层中所用的磁性晶粒，可以使用实际取向在(0001)平面中、包含Co和Pt、以及具有hcp结构的合金材料。当具有hcp结构的Co合金晶粒取向在(0001)平面中时，易磁化轴很容易地指向在垂直于所述基底表面的方向中。也可以使用例如Co-Pt-基合金材料或者Co-Pt-Cr-基合金材料。这些合金具有较高的晶体磁各向异性能，因此增加了磁记录介质的抗热衰减性。为提高磁性特性，如果需要，可以将选自Ta，Cu，B，和Nd中的至少一种添加元素添加到这些合金材料中。
磁记录层是否具有颗粒结构可以通过使用例如透射电子显微镜(TEM)观看磁记录层表面进行确认。当同时使用能量色散X射线分析(EDX)时，还可以确定在磁性晶粒和晶界区域中的元素，和评价这些元素的组成。
在每层中的磁性晶粒的取向平面可以使用例如常规的X射线衍射设备(XRD)、用θ-2θ方法进行评价。
在本发明中所使用的软磁性记录层具有与上述硬磁性记录层相似的颗粒结构。
在磁记录层中，使用具有颗粒结构的软磁性记录层和硬磁性记录层以形成围绕在磁性晶粒的周围的非磁性晶界区域，由此降低在磁性晶粒之间的交换相互作用。这使其可以降低记录/再现特性的转变(transition)噪声。
在本发明中，用作软磁性记录层的层可以是其饱和磁化量大于硬磁性记录层的饱和磁化量并且其垂直于薄膜表面的磁各向异性能低于硬磁性记录层的磁各向异性能的层。更具体地，可以使用饱和磁化量为700～1700emu/cc、垂直于薄膜表面的磁各向异性能为2×106erg/cc或者更小的层。关于满足所述条件的软磁性记录层的磁性晶粒的材料，可以使用Fe，Co，或者含35％或更高Fe或Co的合金。例如有Fe-Co，Fe-Ni，和Co-Ni合金。从抗氧化性方面看，Co-Ni合金是更适合的。在这种情况下，在Co-Ni合金中的Co成份可以是45～80原子％。
化合物，比如氧化物、氮化物、或碳化物，可以用作形成硬磁性记录层和软磁性记录层的晶界区域的材料。这些化合物易于沉积，因为它们很难与上述磁性晶粒材料形成任何固溶体。实际例如有SiOx，TiOx，CrOx，AlOx，MgOx，TaOx，YOx，TiNx，CrNx，SiNx，AlNx，TaNx，SiCx，TiCx，和TaCx。X是大于0的数。
形成晶界区域的材料既可以是晶体，也可以是非晶体。
必要时，硬磁性记录层和软磁性记录层的层叠次序也可以与图1中所示的那样相反。
图2示出的是垂直磁记录介质的一个比较例的典型磁化曲线，其中该垂直磁记录介质只有一个硬磁性记录层，即不包含软磁性记录层，且具有的剩余矩形比为1。
这个例子所使用的垂直磁记录介质是通过在非磁性玻璃基底上层叠100-nm厚的Co90Zr5Nb5薄膜作为软磁性衬层，20-nm厚的Ru薄膜作为非磁性衬层，和20-nm厚的(Co76-Cr6-Pt18)-8mol％SiO2薄膜作为硬磁性记录层而形成的。
图3示出的是本发明的垂直磁记录介质的一个实例的垂直磁记录层的磁化曲线图。
这个例子所使用的垂直磁记录介质是通过在非磁性玻璃基底上层叠100-nm厚的Co90Zr5Nb5薄膜作为软磁性衬层，20-nm厚的Ru薄膜作为非磁性衬层，20-nm厚的(Co76-Cr6-Pt18)-8mol％SiO2薄膜作为硬磁性记录层，和4-nm厚的Co50Ni50-8mol％SiO2薄膜作为软磁性记录层而形成的。
在图2和图3中，参考符号Ms和Mr分别代表饱和磁化量和残余磁化量，参考符号Hc，Hs，和Hn分别代表矫顽力，饱和磁场，和成核磁场。
本发明的垂直磁记录介质的磁记录层具有磁性特性，因此通过在磁记录层中施加足够大的垂直于薄膜表面的磁场以至达到饱和磁化，并测量所施加的磁场和磁化量之间的关系得到磁滞回路曲线，该磁滞回路曲线的剩余矩形比为0.95或更小并且不可逆反转磁场为0 Oe或更低。剩余矩形比Rs是指饱和磁化量Ms与残余磁化量Mr之比Mr/Ms。不可逆反转磁场是指这样的磁场的大小，在该磁场中不仅相对所施加的磁场可逆的磁化旋转机制，而且相对所施加的磁场不可逆的磁化反转机制也开始引起在磁滞回路上的磁化过程。
不可逆反转磁场的幅度可以用与在磁滞回路测量中相同的方式通过施加足够大的磁场、在磁场扫描(sweeping)时使扫描方向反转来使该回路折回、和测量小的回路(minor loop)而得到。
图4示出的是用于解释本发明中所使用的术语的定义的示意性磁化曲线图。
当可逆磁化旋转机制单独引起在磁滞回路上的磁化过程时，如在图4中示意性示出的，在通过路径a→b→a得到的最小回路中，折叠的磁化曲线精确地沿着最初的磁滞回路(主回路，major loop)而到达点a。相比之下，当在磁滞回路上的磁化过程包括不可逆磁化反转机制时，在类似地通过路径a→c→a得到的小回路中，折叠的磁化曲线并不沿着大回路，由此磁滞发生，如图4中所示。如果在一个磁场中，小回路与主回路不相互重叠从而磁滞开始发生，该磁场被定义为不可逆反转磁场Hi。
如果磁记录层是由单个硬磁性记录层形成或者通过交互耦合而坚固地耦合的两个或多个硬磁性记录层形成，则磁记录层几乎相干地旋转和/或在薄膜厚度的方向反转磁化。在这种情况下，在图2中示出的磁滞回路上，不可逆反转磁场Hi匹配成核磁场Hn。
为了在垂直磁记录介质中得到高的抗热衰减性，通常可以将不可逆反转磁场设置为0或更小。在具有上述结构的磁记录层中，这相当于将Hn设置为0或更小，而这必然会使其可以将剩余矩形比Rs设置为1。另一方面，为提高可写性，通常希望降低矫顽力Hc和/或饱和磁场Hs。
可以通过降低磁性晶粒的晶体磁各向异性能，或者增大在薄膜表面中的磁性晶粒之间的磁相互作用来降低矫顽力Hc和/或饱和磁场Hs。可是，如果磁性晶粒的晶体磁各向异性能降低的话，抗热衰减性会减弱，如果磁性晶粒之间的磁相互作用增加的话，介质噪声会增加。在由单个硬磁性记录层或者通过交互耦合而强耦合的两个或多个硬磁性记录层形成的磁记录层中，必须使用两种方法来降低介质噪声和记录磁场，并增强抗热衰减性，这两种方法是，减少磁性晶粒的晶体磁各向异性能的方法，和增加磁性晶粒之间的磁相互作用的方法。可是，利用这些方法实现记录密度的增加已经达到了它的极限。
相比之下，本发明的垂直磁记录介质使用具有较弱矫顽力和较小饱和磁场的软磁性记录层和具有高的抗热衰减性的硬磁性记录层一起作为垂直磁记录层。此外，垂直磁记录层的磁性特性可以加以调整以使在垂直于薄膜表面的磁滞回路上，剩余矩形比为0.95或更小，不可逆反转磁场为0 Oe或更小。可以使用该垂直磁记录层来降低介质噪声，提高可写性，以及同时增强抗热衰减性。
本发明实现磁性特性，由此使不可逆反转磁场为0 Oe或更小，尽管残余矩形比小于1。这样大概是因为当在软磁性记录层中的磁性晶粒和硬磁性记录层中的磁性晶粒之间“适度”施加交换耦合力时，这两个层不完全相干地反转磁化；在硬磁性记录层中磁化反转之前，软磁性记录层可能在所施加的磁场达到硬磁性记录层中的反转磁场之前开始可逆磁化旋转。
该磁化反转机制将用作为例子的图4中示出的磁滞回路来解释。在从点a到点b的磁化过程中，只有具有较弱矫顽力的软磁性记录层开始可逆磁化旋转。然后，在点c之后(不可逆反转磁场)，通过在旋转期间或者旋转之后接收在硬磁性记录层和软磁性记录层之间起作用的交互磁场的帮助，具有较强矫顽力的硬磁性记录层开始磁化反转。由于上述“适当”的交互耦合力，软磁性记录层按照所施加的磁场可逆地将磁化旋转。因此，在所施加的磁场去除以后的剩余状态(相当于记录后的状态)，在软磁性记录层中的磁化强度可以回到在饱和状态时一样的值。因此，即使在磁滞回路上的剩余矩形比小于1，不可逆反转磁场也为0或更小，所以既不会对抗热衰减性有不利影响，也不会使再现输出减少。再者，当使磁化反转时，除所施加的磁场和其本身的退磁(demagnetizing)场之外，硬磁性记录层还接收在硬磁性记录层和软磁性记录层之间的交互磁场作用的帮助。因此，当与只使用硬磁性记录层的情形相比时，施加较低的磁场时磁化反转也容易发生，且可写性显著提高。
如上所述，当使用具有硬磁性记录层和软磁性记录层的磁记录层时，反转磁场可以降低，但不会降低磁性晶粒之间的晶体磁各向异性能和增加在薄膜表面中的磁性晶粒之间的磁相互作用，这不同于使用只由硬磁性记录层形成的磁记录层的情况。这使得可以提高可写性，降低介质噪声，以及同时增强抗热衰减性。
软磁性记录层独自可引起可逆磁化旋转，首先可能因为交互耦合力在硬磁性记录层晶粒和软磁性记录层晶粒之间适当地起作用。如果交互耦合力太大，软磁性记录层和硬磁性记录层相干地引起磁化反转。这使得无法如在只使用硬磁性记录层的情况下那样同时增强抗热衰减性和降低噪声。另一方面，如果交互耦合力太弱，软磁性记录层引起不可逆磁场反转，这使其无法同时增强抗热衰减性和提高可写性。如上所述的磁性特性和磁化处理机制可以通过对硬磁性记录层和软磁性记录层的材料、薄膜厚度、薄膜形成方法等等的大量研究、且找出最佳条件组合来实现。
即使使用具有层叠在硬磁性记录层上的软磁性记录层的磁记录层，如果在磁滞回路上的剩余矩形比为1，则强交互耦合力作用在硬磁晶粒和软磁晶粒之间。因此，正如前文所述，硬磁层和软磁层中的磁化相干地作用在薄膜厚度方向上。这使其无法如本发明的垂直磁记录介质那样得到降低介质噪声和记录磁场、同时增强抗热衰减性的效果。
另外，如果在硬磁性记录层中的磁性晶粒和软磁性记录层中的磁性晶粒之间没有交互耦合力作用，软磁性记录层和硬磁性记录层引起彼此完全不相干的磁化反转。如果作为这个现象的结果，如上所述，软磁性记录层引起不可逆磁场反转，则不可逆反转磁场不可能是0 Oe或更小，并且抗热衰减性减弱。此外，软磁性记录层中的磁化在残余状态(即记录后的状态)自由变化(behave)，由此增加介质噪声和降低SNR。这使得无法得到如上所述的本发明的垂直磁记录介质那样的效果。
磁记录层的矫顽力可以设置在2.5～7kOe的范围内，优选为3～5.5kOe。如果矫顽力小于2.5kOe，SNR常常会降低。如果矫顽力超过7 kOe，可写性常常会变差。
本发明的垂直磁记录介质的垂直磁记录层的剩余矩形比可以设置在0.7～0.9的范围内，优选为0.8～0.9。如果剩余矩形比小于0.7，可写性常常会变差。如果剩余矩形比超过0.9，SNR常常会降低。
不可逆反转磁场可以设置在-3.5～-0.5kOe的范围内，优选为-3～-1kOe。如果不可逆反转磁场小于-0.5kOe，抗热衰减性常常会减弱。如果不可逆反转磁场超过-3.5kOe，可写性常常会变差。
图5示出的是根据本发明的垂直磁记录介质的另一个实例的剖面图。
如图5所示，垂直磁记录介质20具有层叠结构，其中在基底1上顺序层叠软磁性衬层2，非磁性衬层3，和垂直磁记录层4。垂直磁记录层4具有三个顺序层叠的层，即硬磁性记录层4-1，非磁性中间层4-3，和软磁性记录层4-2。
在硬磁性记录层和软磁性记录层之间的交互耦合力可以通过在它们之间形成薄非磁性中间层，进一步加以优化调整。
非磁性中间层的薄膜厚度可以是0.3～1.5nm，优选为0.5～1nm。如果非磁性中间层的薄膜厚度小于0.3nm，则很难形成连续膜和得到控制磁性特性的显著效应。如果非磁性中间层的薄膜厚度超过2nm，交互耦合明显变弱，且软磁性记录层常常会产生不可逆磁化反转。
非磁性中间层的薄膜厚度可以用例如剖面TEM观察来评估。
作为非磁性中间层的材料，可以使用金属或者含Pd，Pt，Cu，Ti，Ru，Re，Ir，和Cr中至少一种的合金。
当非磁性中间层具有颗粒结构时，硬磁性记录层或者层叠在非磁性中间层上的软磁性记录层的磁性隔离得以加强，所以SNR可以进一步增加。作为形成非磁性中间层的晶界区域的材料，可以使用化合物比如氧化物、氮化物、或碳化物。这些化合物易于沉积，因为它们很难与上述非磁性晶粒材料形成任何固溶体。形成非磁性中间层的晶界区域的材料的实际例子有SiOx，TiOx，CrOx，AlOx，MgOx，TaOx，YOx，TiNx，CrNx，SiNx，AlNx，TaNx，SiCx，TiCx，和TaCx。
形成晶界区域的材料既可以是晶体，也可以是非晶体。
作为本发明的垂直磁记录介质的非磁性衬层，可以使用金属或者含Ru，Ti，Pt，和Re中至少一种的合金。例如，该材料可以选自Ru，Ti，Re，和Pt-Cr合金。这些材料与先前所述的硬磁性记录层中的磁性晶粒之间具有很高的晶格匹配，并且能够提高磁性晶粒的(0001)取向。
为提高非磁性衬层的晶体取向，可以在软磁性衬层和非磁性衬层之间形成一个籽晶层。实际的例子有Pd，Pt，Ta，Ni-Ta，Ni-Nb，Ni-Zr，Ni-Fe-Cr，和Ni-Fe。
所谓的垂直双层介质是通过在非磁性衬层和基底之间形成具有高磁导率的软磁性衬层而得到的。在该垂直双层介质中，软磁性衬层是纵向取向的。软磁性衬层水平穿过来自磁头例如单极磁头的用于磁化垂直磁记录层的记录磁场，并使磁场返回到磁头。即，软磁性衬层执行磁头的部分功能。软磁性衬层能够施加陡直的、充分的垂直磁场到磁记录层，由此提高记录/再现效率。
如上所述的软磁性衬层的例子有CoZrNb，CoB，CoTaZr，FeSiAl，FeTaC，CoTaC，NiFe，Fe，FeCoB，FeCoN，FeTaN，和CoIr。
软磁性衬层也可以是具有两层或多层的多层薄膜。在这种情形下，各个层的材料、成份和薄膜厚度都可以是不同的。它也可以通过将两个软磁性衬层与夹在两个软磁性衬层之间的一个薄Ru层的层叠来形成一个三层的结构。
再者，可以在软磁性衬层和基底之间形成偏置施加层(bias applicationlayer)，比如纵向硬磁薄膜或者反铁磁薄膜。软磁层很容易形成磁畴，这个磁畴产生尖锐的噪声。因此，通过沿偏置施加层的径向的一个方向上施加磁场，可以在形成在偏置施加层上的软磁层上施加一个偏置磁场，从而防止产生磁壁。还可以通过使偏置施加层具有层叠结构很更好地弥散各向异性，从而防止易于形成大的磁畴。偏置施加层的材料例如有CoCrPt，CoCrPtB，CoCrPtTa，CoCrPtTaNd，CoSm，CoPt，FePt，CoPtO，CoPtCrO，CoPt-SiO2，CoCrPt-SiO2，CoCrPtO-SiO2，FeMn，IrMn，和PtMn。
作为非磁性基底，可以使用例如玻璃基底，Al-基合金基底，具有氧化表面的Si单晶基底，陶瓷，或者塑料。即使这些非磁性基底的任意一个的表面被镀上NiP合金等也能期望到同样的效果。可以在磁记录层上形成一个保护层。保护层的例子有C，类金刚石碳(DLC)，SiNx，SiOx，和CNx。
关于形成各个层的方法，可以使用真空气相沉积法，各种溅射法，分子束外延法，离子束气相沉积法，激光刻蚀法，化学相沉沉积法。
图6示出的是本发明的磁记录/再现设备的一个实例的部分分解透视图。
在磁记录/再现设备70中，根据本发明的用于记录信息的硬磁盘61被安装在主轴62上，并被主轴电机(未示出)以指定的转速旋转。在滑块63上安装有用于通过访问磁盘61来记录信息的记录磁头和用于再现信息的MR头，滑块63被固定到由薄的板簧制成的悬架64的远端部。悬架64被连接到臂65的一端，臂65具有例如支持驱动线圈(未示出)用的线轴。
作为一种线性电机的音圈电机66被形成在臂65的另一端。音圈电机66包括缠绕在臂65的线轴上的驱动线圈(未示出)，和包括永久磁铁和反磁轭(counter yoke)的磁性电路，该永久磁铁和反磁轭彼此相对设置以便将驱动线圈夹在中间。
形成在固定轴67的上、下部分的球轴承(未示出)支持着臂65，音圈电机66与臂65转动通过枢轴连接。也就是说，音圈电机66控制滑块63在磁盘61上的位置。注意，图6中标记68表示盖子。
实施例
下面将结合实施例更详细地解释本发明。
实例1
将2.5英寸的硬盘型非磁性玻璃基底(由OHARA制造的TS-10SX)放置在由ANELVA制造的C-3010溅射设备的真空室中。
在溅射设备的真空室被抽真空至1×10-5Pa或更小之后，依次形成100-nm厚的Co90Zr5Nb5薄膜作为软磁性衬层，20-nm厚的Ru薄膜作为非磁性衬层，20-nm厚的(Co76-Cr6-Pt18)-8mol％SiO2薄膜作为硬磁性记录层，Co35Ni65-8mol％SiO2薄膜作为软磁性记录层，和5-nm厚的C薄膜作为保护层。软磁性记录层的薄膜厚度可以在1～20nm的范围内变化。在薄膜形成之后，用13-埃米厚的全氟聚醚(PFPE)润滑剂通过浸渍法涂敷保护层的表面，从而得到垂直磁记录介质。
图7示出的是根据实例1的垂直磁记录介质的剖面示意图。
如图7所示，该垂直磁记录介质具有在图5中所示的相同结构，除了在软磁性记录层4-2上形成保护层5之外。
当形成Co90Zr5Nb5、Ru、(Co76-Cr6-Pt18)-8mol％SiO2、Co35Ni65-8mol％SiO2、和C薄膜时，氩(Ar)气压分别为0.7、5、5、0.7、和0.7帕(Pa)，所使用的靶分别为Co90Zr5Nb5、Ru、(Co76-Cr6-Pt18)-8mol％SiO2、Co35Ni65-8mol％SiO2、和C靶，每个靶的直径为164 mm，各薄膜通过DC溅射法形成。给每个靶的输入功率是1,000W。靶与基底之间的距离是50mm，所有薄膜都是在室温下形成的。
比较例1
作为比较例，传统垂直磁记录介质是按照实例1中相同的工序制成的，除了没有形成软磁性记录层之外。
比较例2
作为比较例，一种垂直磁记录介质，该垂直磁记录介质中的软磁性记录层没有颗粒结构，该垂直磁记录介质按照如下方法制造。
即，该垂直磁记录介质是按照与实例1相同的工序制成的，除了软磁性记录层是由Co35ZNi65形成且其薄膜厚度固定为4nm之外。
比较例3
作为比较例，一种垂直磁记录介质，该垂直磁记录介质中的软磁性记录层通过交互耦合而坚固地耦合在硬磁性记录层上且在磁滞回路上的剩余矩形比为1，该垂直磁记录介质按照如下方法制造。
将2.5英寸硬盘型非磁性玻璃基底(由OHARA制造的TS-10SX)放置在由ANELVA制造的C-3010溅射设备的真空室中。
在溅射设备的真空室被抽真空至1×10-5Pa或更小之后，在100℃的基底温度下形成100nm厚的Co89Zr4Nb7薄膜作为软磁性衬层。之后，在200℃的基底温度下，再在软磁性衬层上顺序形成8-nm厚的Ni50-Al50薄膜作为非磁性衬层1，20-nm厚的Ru薄膜作为非磁性衬层2，30-nm厚的Co62-Cr20-Pt14-B4薄膜作为硬磁性记录层，2-nm厚的Co89Zr4Nb7薄膜作为软磁性记录层，和5-nm厚的C薄膜作为保护层。在所述薄膜形成之后，通过浸渍法在保护层的表面涂敷13-埃米厚的全氟聚醚(PFPE)润滑剂，从而得到垂直磁记录介质。
当形成Co89Zr4Nb7、Ni50-Al50、Ru、Co62-Cr20-Pt14-B4、Co89Zr4Nb7、和C薄膜时，氩气压均为0.5帕(Pa)，所使用的靶分别为Co89Zr4Nb7、Ni50-Al50、Ru、Co62-Cr20-Pt14-B4、Co89Zr4Nb7、和C靶，每个靶的直径为164mm，各薄膜用DC溅射法形成。给所有靶的输入功率都是1,000W。靶与基底之间的距离是50mm。
比较例4
作为比较例的垂直磁记录介质，在该垂直磁记录介质中在硬磁性记录层和软磁性记录层之间没有交互耦合且不可逆反转磁场不为0 Oe或更小，该垂直磁记录介质按照如下方法制造。
即，在按照比较例3中相同的工序顺序形成各薄膜直到形成了硬磁性记录层之后，在该硬磁性记录层上形成一个10-nm厚的Ru薄膜作为非磁性中间层，这是为了避免交互耦合。在那之后，再按照比较例3中相同的工序顺序层叠软磁性记录层、保护层、和润滑剂，从而得到垂直磁记录介质。
每个所得到的垂直磁记录介质的微观结构都可以使用具有400 kV加速电压的TEM来评估。
垂直于每个垂直磁记录介质的垂直磁记录层的薄膜表面的磁滞回路和小回路由刻尔效应评价设备利用波长为300nm的激光源，在最大施加磁场为20kOe和磁场扫描速度为133Oe/sec的条件下进行评价。
通过使用由菲利浦制造的X’pert-MRD X-射线衍射设备，在加速电压为45kV和灯丝电流为400毫安(mA)的条件下，使每个垂直磁记录介质产生Cu-Kα-射线，以及用θ-2θ法评估晶体结构和晶体平面取向。
每个垂直磁记录介质的R/W特性使用自旋台(spin stand)进行评估。关于磁头，使用具有0.3微米(um)的记录磁道宽度的单极磁头和具有0.2微米的再现磁道宽度的MR磁头的组合。
通过以4,200rpm的速度旋转磁盘，在20mm的径向位置，即在一个固定位置处进行测量。
关于介质SNR，是通过差分电路得到的差分波长的信噪比(SNRm)值(S是指在119kfci线性记录密度时的输出，Nm是指在716kfci时的rms(均方根)值)。
介质OW特性是通过记录119-kfci信号、重写250-kfci信号和测量在重写前后119-kfci信号的再现输出比(衰减比)进行评估的。
介质抗热衰减性是在温度为70℃的环境下，通过记录100-kfci的信号，并测量100-kfci信号在刚刚被记录之后的再现输出与该信号被置留1000秒之后的再现输出之比V1000/V0进行评估的。
XRD评估结果表明在任一个垂直磁记录介质的硬磁性记录层中的磁性晶粒都具有hcp结构，且取向在(0001)平面中。
二维TEM观察的结果显示任一个垂直磁记录介质的硬磁性记录层都具有颗粒结构，其中晶界区域包围着磁性晶粒。在实例1和比较例1与2中的磁性晶粒的平均晶粒大小为7.8nm。另外，用TEM-EDX的成份分析的结果显示在实例1和比较例1与2中的磁性晶粒含有Co，Pt，和Cr。
再者，实例1的垂直磁记录介质的软磁性记录层具有颗粒结构，其中晶界区域包围着磁性晶粒，与硬磁性记录层相似。磁性晶粒的平均晶粒大小为7.1nm。另一方面，比较例2，3，和4的垂直磁记录介质的软磁性记录层是连续薄膜，没有颗粒结构。
图8，9和10分别示出的是根据实例1的垂直磁记录介质的软磁性记录层薄膜厚度与剩余矩形比Rs，不可逆反转磁场Hi，矫顽力Hc之间的关系曲线101，102和103。
参照图8至10，软磁性记录层薄膜厚度为0的那一点表示比较例1的垂直磁记录介质的值。为了区别，用符号■，△，和×分别代表比较例2，3和4。
图8至10展示了随着软磁性记录层薄膜厚度的增加，Rs和Hc单调减少，而Hi单调增加。
图11，12和13分别示出的是实例1的由曲线101，102和103表示的垂直磁记录介质的软磁性记录层薄膜厚度与SNR，OW，和V1000/V0之间的关系图。参照图11至13，软磁性记录层薄膜厚度为0nm的那一点表示比较例1的垂直磁记录介质的值。为了区别，用符号■，△，和×分别代表比较例2，3和4。
将图8与图11比较表明，当Rs为0.95或更小时，实例1的SNR明显增加。
将图9与图12比较表明，当Hi为0Oe或更小时，抗热衰减性很高。
将图10与图12比较表明，当Hc为7kOe或更小时，OW特性显著提高。另外，图10与图11比较表示，当Hc为2.5kOe或更大时，SNR明显增加。
将图8与图11比较证明，当Rs为0.9或更小时，SNR的增加更加明显。将图8与图12比较表明，当Rs为0.7或更大时，OW特性良好的。
将图9与图12比较表明，当Hi为-3.5kOe或更大时，OW特性明显提高。另一方面，将图9与图13比较显示，当Hi为-0.5kOe或更小时，抗热衰减性进一步增强。
图8示出比较例3的垂直磁记录介质的Rs为1。这表明硬磁性记录层和软磁性记录层通过交互耦合彼此很强地耦合，并相干地反转磁化。另外，比较例4的垂直磁记录介质的Hi大于0 Oe。
图8，9，11和12展示了，Rs为0.95或更小、且Hi为0 Oe或更小的实例1的垂直磁记录介质在SNR和OW特性方面优于比较例1的垂直磁记录介质。
图8，9和11表明，Rs为0.95或更小、且Hi为0 Oe或更小的实例1的垂直磁记录介质的SNR高于比较例2的垂直磁记录介质。
图8，9，11和12显示，Rs为0.95或更小、且Hi为0 Oe或更小的实例1的垂直磁记录介质在SNR和OW特性方面优于比较例3的垂直磁记录介质。
图8，9，11和12表明，Rs为0.95或更小、且Hi为0 Oe或更小的实例1的垂直磁记录介质在SNR、OW特性、和抗热衰减性方面优于比较例4的垂直磁记录介质。
实例2
除了代替20-nm厚的(Co76-Cr6-Pt18)-8mol％SiO2薄膜而使用Fe-Ni-8mol％SiO2、Co-Ni-8mol％SiO2、和Fe-Co-8mol％SiO2中任意一种作为软磁性记录层之外，该垂直磁记录介质是按照实例1中相同的工序制成的，这些Fe-Ni、Co-Ni和Fe-Co合金的成份比率是可变的。软磁性记录层的薄膜厚度固定为4nm。
每种合金成份通过调整靶合金成份而改变。
XRD评估结果显示在任一垂直磁记录介质的硬磁性记录层中的磁性晶粒都具有hcp结构，且取向在(0001)平面。
二维TEM观察的结果显示任一垂直磁记录介质的硬磁性记录层都具有颗粒结构，其中晶界区域包围着磁性晶粒。另外，用TEM-EDX进行的成份分析的结果显示磁性晶粒含有Co，Pt，和Cr。
再者，与硬磁性记录层相似，任一个垂直磁记录介质的软磁性记录层都具有颗粒结构，其中晶界区域包围着磁性晶粒。
下表1示出当软磁性记录层由Fe35-Ni65-8mol％SiO2、Co35-Ni65-8mol％SiO2、Co65-Fe35-8mol％SiO2、Fe-SiO2和Co-SiO2形成时的介质SNR、OW和抗热衰减性的值。
表1
 软磁性记录层  Rs   Hi[kOe]   Hc[kOe]   SNR[db]   OW[db]   V1000/V0
 无  1.0   -4.0   8.1   12.0   23   0.998
 Co35Ni65-8％SiO2  0.95   -3.5   7.0   16.8   38   0.997
 Fe35Ni65-8％SiO2  0.91   -2.8   5.4   16.6   40   0.996
 Fe50Co50-8％SiO2  0.87   -2.1   4.8   16.5   43   0.995
 Fe-8％SiO2  0.84   -1.7   4.2   16.5   46   0.992
 Co-8％SiO2  0.89   -2.3   5.0   16.6   42   0.996
表1显示当Fe、Co和Fe-Ni，Co-Ni及Fe-Co合金中的任一种被用作软磁性记录层中的磁性晶粒时，即使软磁性记录层薄膜厚度小到4 nm，介质SNR和OW也明显提高，且抗热衰减性也增强了。
图14，15和16分别示出的是当软磁性记录层由CoNi-SiO2形成时，介质SNR、OW、和抗热衰减性相对Co成份的变化曲线图，如曲线107，108和109所示。图14至16展示了，当Co含量为45％至80％时，SNR显著增加。
实例3
除了硬磁性记录层是由(Co76-Cr8-Pt16)-8mol％TiO或者(Co76-Cr8-Pt16)-8mol％Cr2O3形成，软磁性记录层是由Co50-Ni50-8mol％TiO，Co50Ni50-8mol％Cr2O3，Co50Ni50-8mol％Y2O3，Co50Ni50-8mol％MgO，Co50Ni50-8mol％Al2O3，和Co50Ni50-8mol％Ta2O5中任一种形成，且软磁性记录层的薄膜厚度固定为4nm之外，该垂直磁记录介质是按照实例1中相同的工序制成的。
由(Co76-Cr8-Pt16)-8mol％TiO，(Co76-Cr8-Pt16)-8mol％Cr2O3，Co50-Ni50-8mol％TiO，Co50Ni50-8mol％Cr2O3，Co50Ni50-8mol％Y2O3，Co50Ni50-8mol％MgO，Co50Ni50-8mol％Ar2O3，和Co50Ni50-8mol％Ta2O5构成的各层是分别通过使用靶(Co76-Cr8-Pt16)-8mol％TiO，(Co76-Cr8-Pt16)-8mol％Cr2O3，Co50-Ni50-8mol％TiO，Co50Ni50-8mol％Cr2O3，Co50Ni50-8mol％Y2O3，Co50Ni50-8mol％MgO，Co50Ni50-8mol％Al2O3，和Co50Ni50-8mol％Ta2O5形成的，每个靶的直径为164mm。
XRD评估结果显示在任一个垂直磁记录介质的硬磁性记录层中的磁性晶粒都具有hcp结构，且取向在(0001)平面中。
二维TEM观察的结果显示任一垂直磁记录介质的硬磁性记录层都具有颗粒结构，其中晶界区域包围着磁性晶粒。另外，用TEM-EDX进行的成份分析的结果显示磁性晶粒含有Co，Pt，和Cr。
再者，与硬磁性记录层相似，任一垂直磁记录介质的软磁性记录层都具有颗粒结构，其中晶界区域包围着磁性晶粒。
下表2示出每个垂直磁记录介质的剩余矩形比Rs，不可逆反转磁场Hi，矫顽力Hc，介质SNR，OW，和抗热衰减性。
表2
    硬磁性记录层     软磁性记录层     Rs     Hi[kOe]     Hc[kOe]     SNR[db]     OW[db]     V1000/V0
    CoCrPt-SiO2     无     1.0     -4.0     8.1     12.0     23     0.998
    CoCrPt-SiO2     CoNi-SiO2     0.82     -2.5     6.1     18.6     41     0.997
    CoCrPt-SiO2     CoNi-TiO     0.85     -2.6     6.0     18.9     41     0.998
    CoCrPt-SiO2     CoNi-Cr2O3     0.86     -2.4     6.1     18.5     42     0.999
    CoCrPt-SiO2     CoNi-MgO     0.86     -2.4     6.2     18.4     43     0.999
    CoCrPt-SiO2     CoNi-Y2O3     0.88     -2.7     6.0     18.3     42     0.999
    CoCrPt-SiO2     CoNi-Al2O3     0.87     -2.7     6.1     18.3     43     0.999
    CoCrPt-SiO2     CoNi-Ta2O5     0.86     -2.8     6.1     18.4     43     0.997
    CoCrPt-TiO     无     1.0     -4.1     7.9     12.2     23     0.999
    CoCrPt-TiO     CoNi-SiO2     0.82     -2.6     5.9     18.8     42     0.997
    CoCrPt-TiO     CoNi-TiO     0.83     2.6     5.9     19.0     41     0.997
    CoCrPt-TiO     CoNi-Cr2O3     0.86     -2.6     6.0     18.7     43     0.998
    CoCrPt-TiO     CoNi-MgO     0.87     -2.5     5.7     18.8     43     0.997
    CoCrPt-TiO     CoNi-Y2O3     0.84     -2.4     5.7     18.6     44     0.999
    CoCrPt-TiO     CoNi-Al2O3     0.84     --2.4     5.6     18.7     44     0.998
    CoCrPt-TiO     CoNi-Ta2O5     0.88     -2.7     5.7     18.7     43     0.999
    CoCrPt-Cr2O3     无     1.0     -3.8     7.7     12.0     23     0.998
    CoCrPt-Cr2O3     CoNi-SiO2     0.84     -2.2     5.7     18.5     45     0.996
    CoCrPt-Cr2O3     CoNi-TiO     0.86     -2.4     5.6     18.6     44     0.996
    CoCrPt-Cr2O3     CoNi-Cr2O3     0.86     -2.3     5.6     18.4     46     0.997
    CoCrPt-Cr2O3     CoNi-MgO     0.85     -2.3     5.7     18.3     47     0.999
    CoCrPt-Cr2O3     CoNi-Y2O3     0.88     -2.5     5.6     18.3     47     0.999
    CoCrPt-Cr2O3     CoNi-Al2O3     0.87     -2.4     5.7     18.3     47     0.998
    CoCrPt-Cr2O3     CoNi-Ta2O5     0.87     -2.4     5.9     18.4     46     0.999
表2显示每种介质都具有高的SNR，好的OW特性，和高的抗热衰减性。
实例4
该垂直磁记录介质是按照与实例1基本相同的工序制成的，不同之处在于在硬磁性记录层和软磁性记录层之间形成具有0.1～3nm厚的Pd薄膜作为非磁性中间层，形成4-nm厚的Co50Ni50-8mol％SiO2薄膜作为软磁性记录层。Pd中间层是通过DC溅射法、使用直径为164nm的Pt、Cu、Ti、Ru、Re、Ir和Cr靶、在0.7帕的氩气压和100W的输入功率下形成的。
XRD评估结果显示在任一垂直磁记录介质的硬磁性记录层中的磁性晶粒都具有hcp结构，且取向在(0001)平面中。
二维TEM观察的结果显示任一垂直磁记录介质的硬磁性记录层都具有颗粒结构，其中晶界区域包围着磁性晶粒。另外，用TEM-EDX进行的成份分析的结果显示磁性晶粒含有Co，Pt和Cr。
再者，与硬磁性记录层相似，每个垂直磁记录介质的软磁性记录层都具有颗粒结构，其中晶界区域包围着磁性晶粒。另一方面，非磁性中间层都不具有颗粒结构。
图17，18，19，20，21和22分别示出的是剩余矩形比Rs、不可逆反转磁场Hi、矫顽力Hc、介质SNR、OW和抗热衰减性相对Pd中间层薄膜厚度的变化曲线图，如曲线110、111、112、113、114和115所示。
当Pd中间层薄膜厚度为0.5～1.5nm时，SNR和OW明显改善，抗热衰减性也很高。另一方面，当Pd薄膜厚度超过2nm时，不可逆反转磁场Hi超过0，抗热衰减性减弱。
实例5
该垂直磁记录介质是按照与实例4中基本相同的工序制成的，不同之处在于代替Pd，在硬磁性记录层和软磁性记录层之间形成0.8-nm厚的Pt，Cu，Ti，Ru，Re，Ir，和Cr中任一种薄膜作为非磁性中间层。Pt，Cu，Ti，Ru，Re，Ir，和Cr中间层是通过DC溅射法、使用直径为164mm的Pt靶、在0.7帕的氩气压和100W的输入功率下形成的。
XRD评估结果显示在任一垂直磁记录介质的硬磁性记录层中的磁性晶粒都具有hcp结构，且取向在(0001)平面中。
二维TEM观察的结果显示任一垂直磁记录介质的硬磁性记录层都具有颗粒结构，其中晶界区域包围着磁性晶粒。另外，用TEM-EDX进行的成份分析的结果显示磁性晶粒含有Co，Pt，和Cr。
再者，任一个垂直磁记录介质的软磁性记录层都具有颗粒结构，其中晶界区域包围着磁性晶粒，与硬磁性记录层相似。另一方面，非磁性中间层都不是颗粒结构。
下表3示出每个垂直磁记录介质的剩余矩形比Rs，不可逆反转磁场Hi，矫顽力Hc，介质SNR，OW，和抗热衰减性。
表3
    非磁性中间层 Rs Hi[kOe] Hc[kOe] SNR[db] OW[db] V1000/V0
    无  0.82   -2.5   6.1   18.6   41   0.997
    Pd  0.83   -2.8   5.4   20.3   54   0.998
    Pt  0.82   -2.9   5.3   20.5   53   0.998
    Cu  0.84   -2.6   5.3   20.6   51   0.997
    Ti  0.84   -2.8   5.5   20.5   51   0.997
    Re  0.82   -2.6   5.5   20.1   57   0.997
    Ru  0.88   -2.6   5.2   20.0   57   0.999
    Ir  0.82   -2.6   5.5   20.0   57   0.997
    Cr  0.84   -2.8   5.5   20.1   56   0.998
即使中间层变成Pt，Cu，Ti，Ru，Re，Ir和Cr，SNR和OW也明显提高，抗热衰减性也很高。
实例6
该垂直磁记录介质是按照与实例4基本相同的工序制成的，不同之处在于代替Pd，形成0.8-nm厚的Pd-8mol％SiO2，Pd-8mol％TiO，Pd-8mol％Cr2O3，Pd-Y2O3，Pd-MgO，Pd-Al2O3，和Pd-Ta2O5薄膜中的任意一种作为非磁性中间层。Pd-8mol％SiO2，Pd-8mol％TiO，Pd-8mol％Cr2O3，Pd-Y2O3，Pd-MgO，Pd-Al2O3，和Pd-Ta2O5中间层是通过DC溅射法、分别使用直径为164mm的Pd-8mol％SiO2，Pd-8mol％TiO，Pd-8mol％Cr2O3，Pd-Y2O3，Pd-MgO，Pd-Al2O3，和Pd-Ta2O5靶、在0.7帕的氩气压和100W的输入功率下形成的。
XRD评估结果显示在任一垂直磁记录介质的硬磁性记录层中的磁性晶粒都具有hcp结构，且取向在(0001)平面中。
二维TEM观察的结果显示任一垂直磁记录介质的硬磁性记录层都具有颗粒结构，其中晶界区域包围着磁性晶粒。另外，用TEM-EDX进行的成份分析的结果显示所述磁性晶粒含有Co，Pt，和Cr。
再者，任一垂直磁记录介质的软磁性记录层都具有颗粒结构，其中晶界区域包围着磁性晶粒，与硬磁性记录层相似。
此外，任一个垂直磁记录介质的非磁性中间层都具有颗粒结构，其中晶界区域包围着磁性晶粒，与硬磁性记录层相似。
下表4示出每个垂直磁记录介质的剩余矩形比Rs、不可逆反转磁场Hi、矫顽力Hc、介质SNR、OW和抗热衰减性。
表4
 非磁性中间层 Rs Hi[kOe] Hc[kOe] SNR[db] OW[db] V1000/V0
 Pd  0.83   -2.8   5.4   20.3   54   0.998
 Pd-SiO2  0.79   -2.5   5.6   20.9   52   0.999
 Pd-TiO  0.78   -2.4   5.6   21.1   51   0.998
 Pd-Cr2O3  0.8   -2.6   5.5   20.8   53   0.997
 Pd-MgO  0.81   -2.6   5.6   20.8   52   0.998
 Pd-Y2O3  0.81   -2.7   5.5   20.7   51   0.997
 Pd-Al2O3  0.8   -2.6   5.6   20.8   51   0.998
 Pd-Ta2O5  0.79   -2.7   5.5   20.7   53   0.997
与实例4比较显示，当非磁性中间层具有颗粒结构时，SNR增加的更加明显。
实例7
该垂直磁记录介质是按照与实例4基本相同的工序制成的，不同之处在于代替Ru，使用Ti，Re和Pt50Cr50中任一个作为非磁性衬层，并使用4-nm厚的Co50Ni50-8mol％SiO2薄膜作为软磁性记录层。Ti，Re和Pt50Cr50衬层是分别通过DC溅射法、使用直径为164mm的Ti，Re和PtCr靶、在5帕的氩气压和1000W的输入功率下形成的。
XRD评估结果显示在任一垂直磁记录介质的硬磁性记录层中的磁性晶粒都具有hcp结构，且取向在(0001)平面中。
二维TEM观察的结果显示任一垂直磁记录介质的硬磁性记录层都具有颗粒结构，其中晶界区域包围着磁性晶粒。另外，通过TEM-EDX的成份分析的结果显示所述磁性晶粒含有Co，Pt和Cr。
再者，任一垂直磁记录介质的软磁性记录层都具有颗粒结构，其中晶界区域包围着磁性晶粒，与硬磁性记录层相似。
下表5示出每个垂直磁记录介质的剩余矩形比Rs，不可逆反转磁场Hi，矫顽力Hc，介质SNR，OW和抗热衰减性。
表5
    非磁性衬层 Rs Hi[kOe] Hc[kOe] SNR[db]
    Ru     0.82     -2.5     6.1     18.6
    Ti     0.81     -2.2     5.7     18.4
    Re     0.8     -2.1     5.6     18.2
    PtCr     0.84     -2.6     6.3     18.8
即使非磁性衬层是由Re、Ti或Pt50Cr50形成，也可以得到高的SNR和好的OW特性。
实例8
该垂直磁记录介质是按照与实例4基本相同的工序制成的，不同之处在于层叠的硬磁性记录层和软磁性记录层的位置互换，和非磁性中间层薄膜厚度固定为0.8nm。
XRD评估结果显示在所制造的垂直磁记录介质的硬磁性记录层中的磁性晶粒具有hcp结构，且取向在(0001)平面中。
二维TEM观察的结果显示所制造的垂直磁记录介质的硬磁性记录层具有颗粒结构，其中晶界区域包围着磁性晶粒。另外，通过TEM-EDX的成份分析的结果显示所述磁性晶粒含有Co，Pt，和Cr。
再者，所制造的垂直磁记录介质的软磁性记录层具有颗粒结构，其中晶界区域包围着磁性晶粒，与硬磁性记录层相似。
下表6示出所述垂直磁记录介质的剩余矩形比Rs，不可逆反转磁场Hi，矫顽力Hc，介质SNR，OW，和抗热衰减性。
表6
 Rs   Hi[kOe]   Hc[kOe]   SNR[db]   OW[db]   V1000/V0
    实例4  0.83   -2.8   5.4   20.3   54   0.998
    实例6  0.82   -2.7   5.5   20.4   53   0.998
与实例4比较显示，即使硬磁性记录层和软磁性记录层的层叠位置互换，也可以得到高的SNR和好的OW特性。
实例9
一种垂直磁记录介质，其中软磁性衬层、非磁性中间层、硬磁性记录层和软磁性记录层是具有两个或多个层的多层结构，该垂直磁记录介质的制造方法如下。
将2.5寸硬盘型非磁性玻璃基底(由OHARA制造的TS-10SX)放置在由ANELVA制造的C-3010溅射设备的真空室中。
在溅射设备的真空室被抽真空至1×10-5Pa或更小之后，顺序层叠50-nm厚的Co90Zr5Nb5薄膜作为软磁性衬层1，0.8-nm厚的Ru层，和50-nm厚的Co90Zr5Nb5薄膜作为软磁性衬层2。在软磁性衬层2上，再顺序层叠3-nm厚的Pt薄膜作为非磁性衬层1(籽晶层)和20-nm厚的Ru薄膜作为非磁性衬层2。
在非磁性衬层2上，再顺序层叠10-nm厚的(Co76-Cr6-Pt18)-8mol％SiO2薄膜作为硬磁性记录层1和(Co76-Cr6-Pt18)-8mol％TiO薄膜作为硬磁性记录层2。
在硬磁性记录层2上层叠1-nm厚的Pd薄膜作为非磁性中间层之后，再顺序形成2-nm厚的Co35Ni65-8mol％SiO2薄膜作为软磁性记录层1，2-nm厚的Fe-8mol％SiO2薄膜作为软磁性记录层2，5-nm厚的C薄膜作为保护层。在薄膜形成之后，通过浸渍法在保护层的表面涂敷13-埃厚的全氟聚醚(PFPE)润滑剂，从而得到垂直磁记录介质。
当形成Co90Zr5Nb5、Pt、Ru、(Co76-Cr6-Pt18)-8mol％SiO2、(Co76-Cr6-Pt18)-8mol％TiO、Pd、Co35Ni65-8mol％SiO2、Fe-8mol％SiO2、和C薄膜时，氩气压分别为0.7、0.7、5、5、5、0.7、0.7、0.7和0.7帕(Pa)，所使用的靶分别为Co90Zr5Nb5、Pt、Ru、(Co76-Cr6-Pt18)-8mol％SiO2、(Co76-Cr6-Pt18)-8mol％TiO、Pd、Co35Ni65-8mol％SiO2、Fe-8mol％SiO2、和C靶，每个靶的直径为164mm，所述各薄膜通过DC溅射法形成。给每个靶的输入功率是1,000W。靶与基底之间的距离是50mm，所有薄膜都是在室温下形成的。
XRD评估结果显示在任一垂直磁记录介质的硬磁性记录层中的磁性晶粒都具有hcp结构，且取向在(0001)平面中。
二维TEM观察的结果显示任一垂直磁记录介质的硬磁性记录层都具有颗粒结构，其中晶界区域包围着磁性晶粒。另外，通过TEM-EDX的成份分析的结果显示所述磁性晶粒含有Co，Pt和Cr。
再者，任一个垂直磁记录介质的软磁性记录层都具有颗粒结构，其中晶界区域包围着磁性晶粒，与硬磁性记录层相似。
下表7示出每个垂直磁记录介质的介质SNR，OW和抗热衰减性。
表7
样本   软磁性衬层1   软磁性衬层2   非磁性衬层1   非磁性衬层2   硬磁性记录层1     硬磁性记录层2   软磁性记录层1   SNR[db]     OW[db] V1000/V0
10-1   CoZrNb(100nm) 无   Ru(20nm) 无   CoCrPt-SiO2(20nm) 无   CoNi-SiO2(4nm) 20.3 54 0.998
10-2   CoZrNb(50nm)   CoZrNb(50nm)   Ru(20nm) 无   CoCrPt-SiO2(20nm) 无   CoNi-SiO2(4nm) 20.6 58 0.998
10-3   CoZrNb(50nm)   CoZrNb(50nm)   Pt(6nm)   Ru(20nm)   CoCrPt-SiO2(20nm) 无   CoNi-SiO2(4nm) 20.9 55 0.998
10-4   CoZrNb(50nm)   CoZrNb(50nm)   Pt(6nm)   Ru(20nm)   CoCrPt-SiO2(10nm)     CoCrPt-TiO(10nm)   CoNi-SiO2(4nm) 21.2 54 0.997
10-5   CoZrNb(50nm)   CoZrNb(50nm)   Pt(6nm)   Ru(20nm)   CoCrPt-SiO2(10nm)     CoCrPt-TiO(10nm)   CoNi-SiO2(2nm) 21.5 59 0.998
表7证明当各个软磁性衬层、非磁性衬层、硬磁性记录层和软磁性记录层是多层时，SNR和OW特性提高。
对本领域的技术人员来说很容易发现其它优点和改型。所以，本发明在其更宽方面并不局限于在此示出和描述的具体内容和有代表性的实施方式。因此，可以进行各种各样的变型，而不脱离由所附权利要求和它们的等价描述所限定的一般发明思想的精神和范围。

Claims (24)

1.一种垂直磁记录介质，其特征在于包括：
基底；
形成在所述基底上的软磁性衬层；
形成在所述软磁性衬层上的非磁性衬层；和
形成在所述非磁性衬层上的磁记录层，它包括硬磁性记录层和软磁性记录层，
其中所述硬磁性记录层和软磁性记录层的每一层都具有磁性晶粒和包围所述磁性晶粒的晶界区域，
在所述硬磁性记录层中的所述磁性晶粒包含钴和铂，具有hcp结构，并取向于(0001)平面中，以及
当施加垂直于所述基底表面的磁场时，在磁化曲线上，所述磁记录层具有不超过0.95的剩余矩形比和不超过0 Oe的不可逆反转磁场。
2.根据权利要求1所述的介质，其特征在于在所述磁化曲线上的所述剩余矩形比为0.7到0.9之间，包括0.7和0.9。
3.根据权利要求1所述的介质，其特征在于在所述磁化曲线上的所述不可逆反转磁场为-3.5到-0.5 kOe。
4.根据权利要求1所述的介质，其特征在于在所述软磁性记录层中的磁性晶粒是由含有不少于35at％的铁和/或钴的金属成分形成的。
5.根据权利要求4所述的介质，其特征在于所述金属成分包括钴镍合金，该钴镍合金含有45～80at％的钴。
6.根据权利要求1所述的介质，其特征在于在所述硬磁性记录层中的晶界区域含有选自氧化物、氮化物和碳化物的化合物，并且所述化合物包含选自硅、钛、铬、铝、镁、钽和钇中的至少一种元素。
7.根据权利要求1所述的介质，其特征在于在所述软磁性记录层中的晶界区域含有选自氧化物、氮化物和碳化物的化合物，并且所述化合物包含选自硅、钛、铬、铝、镁、钽和钇中的至少一种元素。
8.根据权利要求1所述的介质，其特征在于还包括形成在所述硬磁性记录层和软磁性记录层之间的非磁性中间层。
9.根据权利要求8所述的介质，其特征在于所述非磁性中间层的厚度为0.3～1.5nm。
10.根据权利要求8所述的介质，其特征在于所述非磁性中间层包含金属成分，该金属成分含有选自钯、铂、铜、钛、钌、铼、铱和铬中的至少一种元素。
11.根据权利要求8所述的介质，其特征在于所述非磁性中间层具有非磁性晶粒和包围着所述非磁性晶粒的晶界区域，所述晶界区域是由硅、钛、铬、铝、镁、钽和钇中的至少一种所形成的氧化物、氮化物和碳化物之一形成的。
12.根据权利要求1所述的介质，其特征在于所述非磁性衬层包含选自钌、钛和铂中的至少一种金属成分。
13.一种磁记录/再现设备，其特征在于包括：
垂直磁记录介质，其包括
基底，
形成在所述基底上的软磁性衬层，
形成在所述软磁性衬层上的非磁性衬层，和
形成在所述非磁性衬层上的磁记录层，它包括硬磁性记录层和软磁性记录层，并且
其中所述硬磁性记录层和软磁性记录层的每一层都具有磁性晶粒和包围所述磁性晶粒的晶界区域，
在所述硬磁性记录层中的磁性晶粒包含钴和铂，具有hcp结构，取向于(0001)平面中，以及
当施加垂直于所述基底表面的磁场时，在磁化曲线上，所述磁记录层具有不超过0.95的剩余矩形比和不超过0 Oe的不可逆反转磁场；和
记录/再现磁头。
14.根据权利要求13所述的设备，其特征在于在所述磁化曲线上的所述剩余矩形比为0.7至0.9之间，包括0.7和0.9。
15.根据权利要求13所述的设备，其特征在于在所述磁化曲线上的所述不可逆反转磁场为-3.5～-0.5kOe。
16.根据权利要求13所述的设备，其特征在于在所述软磁性记录层中的磁性晶粒是由金属成分形成的，该金属成分含有不少于35at％的铁和/或钴。
17.根据权利要求16所述的设备，其特征在于所述金属成分包括钴镍合金，该钴镍合金含有45～80at％的钴。
18.根据权利要求13所述的设备，其特征在于在所述硬磁性记录层中的晶界区域含有选自氧化物、氮化物和碳化物的化合物，并且所述化合物包含选自硅、钛、铬、铝、镁、钽和钇中的至少一种元素。
19.根据权利要求13所述的设备，其特征在于在所述软磁性记录层中的晶界区域含有选自氧化物、氮化物和碳化物的化合物，并且所述化合物包含选自硅、钛、铬、铝、镁、钽和钇中的至少一种元素。
20.根据权利要求13所述的设备，其特征在于还包括形成在所述硬磁性记录层和软磁性记录层之间的非磁性中间层。
21.根据权利要求20所述的设备，其特征在于所述非磁性中间层的厚度为0.3～1.5nm。
22.根据权利要求20所述的设备，其特征在于所述非磁性中间层包含金属成分，该金属成分含有选自钯、铂、铜、钛、钌、铼、铱和铬中的至少一种元素。
23.根据权利要求20所述的设备，其特征在于所述非磁性中间层具有非磁性晶粒和包围着所述非磁性晶粒的晶界区域，所述晶界区域是由硅、钛、铬、铝、镁、钽和钇中的至少一种所形成的氧化物、氮化物和碳化物之一形成的。
24.根据权利要求13所述的设备，其特征在于所述非磁性衬层包含选自钌、钛和铂中至少一种的金属成分。
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