CN101312048A - 磁记录介质和磁存储设备 - Google Patents

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菊池晓
贝津功刚
稻村良作
佐藤贤治
佐藤伸也
高星英明
远藤敦
柴田寿人
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Abstract

本发明提供一种磁记录介质和磁存储设备，所述磁记录介质具有基板、形成在所述基板上的非磁性颗粒层和形成在所述非磁性颗粒层上的记录层。所述非磁性颗粒层由具有hcp或fcc晶体结构的CoCr合金制成，其中非磁性材料偏析于基本柱状的磁性颗粒周围。所述磁记录介质和使用所述介质的磁存储设备具有改进的读/写性能。

Description

磁记录介质和磁存储设备
技术领域
本发明涉及磁记录介质和磁存储设备，更具体而言涉及用于高密度记录的磁记录介质和磁存储设备。
背景技术
伴随着信息处理技术的发展，对用作计算机外部记录设备的磁存储设备存在诸如大容量化和高速传送化等高性能化的要求。为此，近来已经开发了垂直记录技术以实现具有高记录密度的磁记录。
对于垂直磁记录介质来说，减小由其记录层(或磁性层)所产生的噪音以实现纵向磁记录层的高记录密度也是有益的。在传统方式中，噪音已经通过增强记录层的矫顽力(coercitivity)或者将构成磁性层的磁性颗粒微细化而减小。
为增强记录层的矫顽力或者将记录层的磁性颗粒微细化，相对有效的是：将记录层构造为双层结构；将记录层构造在颗粒层中；并且在记录层的下方形成Ru中间层。双层结构和颗粒层已经在例如日本特开2006-309919号公报中记载。通过构造粒状记录层，氧化物偏析于磁性颗粒周围，由此使磁性颗粒彼此更好的磁分离。形成Ru中间层使得记录层中的磁性颗粒易于分离。
然而，构造双层记录结构或粒状记录层，或者在记录层的下方形成Ru中间层仍然存在关于进一步改进读/写性能的问题。这被认为是归因于记录层中的磁性颗粒的磁分离不够充分。所述读/写性能可以由信噪比(SNR)表示，VMM2L是出错率和有效磁道宽度WCW的指标。
在磁记录介质上沿磁道宽度方向移动磁头，由读/写数据得到曲线图(profile)，由该曲线图测定磁头的写入宽度，由此确定的磁道的有效宽度即为该有效磁道宽度WCW。
发明内容
根据一个实施方式的一个方面，磁记录介质具有基板、形成在所述基板上方的非磁性颗粒层和形成在所述非磁性颗粒层上的记录层。所述非磁性颗粒层由具有hcp或fcc晶体结构的CoCr合金制成，其中非磁性材料偏析于基本柱状的磁性颗粒周围。
因此，本发明的目的是提供其读/写性能得到进一步改进的磁记录介质和磁存储设备。
附图说明
下面将参考附图解释本发明。
图1是描述本发明的第一实施方式中的磁记录介质的一部分的剖面图。
图2是描述本发明的第二实施方式中的磁记录介质的一部分的剖面图。
图3显示了第一实施方式和第二实施方式中的磁记录介质的读/写性能。
图4是描述本发明的第三实施方式中的磁记录介质的一部分的剖面图。
图5显示了在使中间层与非磁性颗粒层的总厚度一定时调节非磁性颗粒层的厚度的情况中，记录层的矫顽力。
图6显示了在使中间层与非磁性颗粒层的总厚度一定时调节非磁性颗粒层的厚度的情况中，记录层的下侧颗粒层中的磁性颗粒的磁分离程度。
图7显示了第三实施方式中的磁记录介质的读/写性能。
图8显示了第三实施方式中的磁记录介质的读/写性能。
图9显示了在中间层上形成下侧颗粒层的比较例。
图10显示了在中间层和下侧粒状磁性层之间形成非磁性颗粒层的第三实施方式。
图11是描述使用本发明的实施方式之一的磁存储设备的一部分的剖面图。
图12是描述图11的磁存储设备的一部分的平面图。
具体实施方式
以下参考附图详细说明本发明的实施方式。
在该实施方式中，在磁记录介质的非磁性颗粒层上形成记录层。形成非磁性颗粒层改进了磁记录介质的读/写性能。据认为非磁性颗粒层有助于改进记录层中的磁性颗粒的磁分离。作为选择，非磁性颗粒层也可以形成在中间层上。当在中间层上形成非磁性颗粒层时，记录层中的磁性颗粒的磁分离得到进一步的改进。
图1是描述本发明的第一实施方式中的磁记录介质的一部分的剖面图。在该实施方式中，本发明适用于垂直磁记录介质。
图1所示的磁记录介质1-1具有由玻璃基板11上的由Co合金制成的APS-SUL(反平行结构-软磁性底层)12、由Ni合金制成的底层13、非磁性颗粒层15、记录层16和保护层17构造的结构。保护层17可由例如DLC(类金刚石碳)制成，并可以在其上形成润滑剂层(未示出)。
APS-SUL 12和底层13的厚度此处分别大约为50nm和5nm。保护层17的厚度此处大约为6nm～10nm。形成记录介质的下方部分，如基板11、APS-SUL 12、底层13的部件的材质和结构并不限于如后述的实施方式中所示的那样。例如，底层13不一定由Ni合金制成，而可以由诸如Ta、Ti或Co合金等具有fcc晶体结构并可控制上层取向的其他合金制成。
非磁性颗粒层15由具有hcp晶体结构或fcc晶体结构的CoCr合金制成，从而使基本柱状的磁性颗粒的周围偏析有非磁性材料。非磁性颗粒层15的厚度此处大约为1nm～8nm。CoCr合金由CoCrX1合金构成，X1包括选自Pt、Ta和Ru中的一种或多种元素。所述非磁性材料含有选自氧化物(如SiO2、TiO2、Cr-OX、Ta2O5和ZrO2)和氮化物(如SiN、TiN、CrN、TaN和ZrN)中的至少一种物质。非磁性颗粒层15用于使在其表面上沉积的记录层16的磁性颗粒定向。
记录层16由具有hcp晶体结构的Co合金制成，使得基本柱状的磁性颗粒的周围偏析有非磁性材料，其厚度此处大约为8nm～12nm。Co合金由CoFe、CoCr、CoCrPt和CoCrPtB构成。所述非磁性材料含有选自氧化物(如SiO2、TiO2、Cr-OX、Ta2O5和ZrO2)和氮化物(如SiN、TiN、CrN、TaN和ZrN)中的至少一种物质。记录层16可具有单层结构或多层结构。
图2是本发明的第二实施方式中的磁记录介质的一部分的剖面图。在该实施方式中，本发明适用于垂直磁记录介质。图2中，与图1中所示的剖面图相同的部分以相同的附图标记表示，并省略对它们的描述。
图2所示的磁记录介质1-2具有由在玻璃基板11上的由Co合金制成的APS-SUL 12、由Ni合金制成的底层13、中间层14、非磁性颗粒层15、记录层16和保护层17构造的结构。在保护层17上，可以形成润滑剂层(未示出)。中间层14由具有hcp结构的Ru或RuX2合金制成。中间层14的厚度大约为15nm～21nm。X2是选自Co、Cr、W和Re中的至少一种元素。
图3显示了磁记录介质1-1和1-2的读/写性能。图3中，纵轴显示了代表出错率的VMM2L，横轴显示有效磁道宽度WCW。图3显示了利用具有200Gbp能力的磁头的读/写测定仪测定样品SMP1、SMP2和SMP3所得到的实测值。除了存在/不存在非磁性颗粒层15和Ru中间层之外，诸如各样品SMP1、SMP2和SMP3的组成和厚度等条件均相同。样品SMP1是传统磁记录介质，其中图1所示的非磁性颗粒层15用Ru中间层替换。样品SMP2是图1所示的磁记录介质1-1。样品SMP3是图2所示的磁记录介质1-2。基板、APS-SUL、底层、中间层、非磁性颗粒层、记录层和保护层分别由玻璃、Co合金、Ni合金、Ru、CoCr-SiO2、CoCrPt-TiO2和DLC制成。此处由CoCr-SiO2制成的非磁性颗粒层含有40原子％以下的Cr和8摩尔％以下的SiO2，其厚度为4nm。图3中，白色的X标记(黑色方框中)表示样品SMP1的数据，白色的+标记(黑色方框中)表示样品SMP2的数据，圆圈表示样品SMP3的数据。
对于样品SMP2，与样品1相比已确认其有效磁道宽度WCW可以收窄大约8nm。对于样品3，相比于样品1，在有效磁道宽度WCW相同的情况下，VMM2L可减少0.2，而如果VMM2相同，则有效磁道宽度WCW可以收窄大约13nm。此外，将具有由CoCrX1-SiO2构成的非磁性颗粒层的样品SMP2’和样品SMP3’与样品SMP1进行比较，即使在X1包括选自Pt、Ta和Ru中的一种以上元素的情况中，也可以看到相同的改进效果。根据形成磁性颗粒层15改进了读/写性能这一事实判断，非磁性颗粒层15显然促进了记录层16中的磁性颗粒的磁分离。而且，在中间层14上形成非磁性颗粒层15时，记录层中的磁性颗粒的磁分离可得到进一步促进。
图4是描述本发明的第三实施方式中的磁记录介质的一部分的剖面图。本发明适用于垂直磁记录介质。
图4中的记录介质1-3具有由在玻璃基板21上的晶种层22、软磁性底层23、取向控制层(或底层)24、中间层25、非磁性颗粒层26、记录层27和保护层28构造的结构。在保护层28上可形成润滑剂层(未示出)。在该实施方式中，记录层27具有多层结构。
晶种层22由大约2nm～10nm厚的CrTi构成。软磁性底层23由例如下述层构成：由大约5nm～30nm厚的CoFeZrTa制成的下侧底层23-1、由大约0.4nm～3nm厚的Ru制成的磁畴控制层23-2和由CoFeZrTa制成的上侧底层23-3。CoFeZrTa上侧底层23-3大约5nm～30nm厚，含有40原子％～50原子％Fe、4原子％～9原子％Zr和2原子％～10原子％Ta。取向控制层24由例如大约2nm～15nm厚的NiCr构造。中间层25由例如以大约3nm～15nm厚的Ru制成的下侧非磁性层25-1和以大约3nm～10nm厚的Ru制成的上侧非磁性层25-2构成。非磁性颗粒层26由例如大约0.5nm～5nm厚的CoCr-SiO2构成，含有30原子％～50原子％Cr和4摩尔％～12摩尔％SiO2。记录层27由例如以CoCrPt-TiO2制成的用作主记录层的下侧粒状磁性层27-1和以CoCrPtB制成的用作记录辅助层的上侧磁性层27-2构成。CoCrPtB上侧磁性层27-2例如大约3nm～12nm厚，含有5原子％～25原子％Co、5原子％～25原子％Pt和1原子％～15原子％B。保护层17由大约4nm厚的DLC构成。
下面描述图4所示的磁记录介质1-3的制造方法。
首先，通过化学处理提高由诸如玻璃等非磁性材料制成的基板21的表面的刚性，然后在0.3Pa～0.8Pa的溅射压力下利用溅射技术使CrTi合金生长至大约3nm的厚度以形成晶种层22。晶种层22的生长速率不作具体限制，不过，在该实施方式中，所述生长速率为2nm/秒。由于具有晶种层22，基板21的表面状态不致影响在后续的处理中层积在其上的各层。此外，晶种层用作使所述各层与基板21粘合的粘合层。如果在不形成晶种层22时也不会出现有关在后续处理中层积的各层的结晶性的问题，则不一定形成该层。
基板21的材料不限于玻璃。在磁记录介质1-3是诸如硬盘等固体介质时，也可以使用塑料基板、镀有NiP的Al合金基板或硅基板作为基板21。磁记录介质1-3是柔软带状介质时，也可以使用PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)基板、PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)基板或聚酰亚胺基板作为基板21。
然后，在晶种层22上，通过在0.3Pa～0.8Pa的溅射压力和5nm/秒的生长速率下进行溅射使软磁性的非晶态FeCoZrTa生长至大约20nm的厚度以形成下侧底层23-1。构成下侧底层的软磁性的非晶态材料不限于FeCoZrTa。也可以使用含有Fe或Co的任一种和一种以上的添加剂元素的合金作为下侧底层23-1。
利用上述的溅射方法，通过在下侧底层23-1上生长大约0.4nm～3nm厚的Ru以形成磁畴控制层23-2。构成磁畴控制层23-2的材料并不限于Ru，也可以是Rh、Ir和Cu。
之后，在与用于形成下侧底层23-1相同的条件下利用溅射技术在磁畴控制层23-2上生长软磁性的非晶态FeCoZrTa至大约20nm厚以形成上侧底层23-3。构成上侧底层23-3的非晶态材料不限于FeCoZrTa，也可以是其他的非晶态材料，例如含有Fe或Co的任一种和一种以上的添加剂元素的合金。
在晶种层22上，形成具有下侧底层23-1、磁畴控制层23-2和上侧底层23-3的软磁性底层23。对于具有该结构的软磁性底层23，磁畴控制层23-2以反铁磁性方式与下侧底层23-1和上侧底层23-3耦合。因此，层23-1和23-3的磁化以互易反平行的状态稳定。即使上侧底层23-3(或下层底层23-1)的相邻磁化在膜面内彼此反向的指向对方，换言之，“在面对面的方向”，由此流出的磁通量将回流至软磁性底层23中，因为上侧底层23-3的磁化和下层底层23-1的磁化处于反平行的状态。因此，源于磁畴壁的磁通量不太可能流至软磁性底层23的上方，从而磁头不会受到磁通量的影响。因而，将减少归因于磁通量的读出时生成的尖峰噪音。
另外，为减少尖峰噪音，还有在反铁磁性层上形成单层软磁性底层的另一种结构。在该情况中，所述反铁磁性层由例如IrMn或FeMn构成。
然后，在0.3Pa～0.8Pa的溅射压力和2nm/秒的溅射速率下利用溅射技术在软磁性底层23上生长例如软磁性的Ni90Cr10至大约5nm的厚度以形成取向控制层24。构成取向控制层24的NiCr层可通过使用用于上侧底层23-3的FeCo合金非晶态材料而具有fcc晶体结构。具有该fcc晶体结构的取向控制层24可通过使用NiCr，或NiFeCr、Pt、Pd、NiFe、NiFeSi、Al、Cu或In中的任一种，或这样的合金而实现。
构成诸如NiFe等软磁性材料的取向控制层24以使取向控制层24用作上侧底层23-3，其产生了与缩短磁头至上侧底层23-3的实际距离相同的效果，允许磁头以良好的灵敏度读取在磁记录介质1-3上写入的信息。
接着，在4Pa～10Pa的溅射压力和2nm/秒～5nm/秒的溅射速率下利用溅射技术在取向控制层24上生长Ru至大于10nm的厚度以形成下侧非磁性层25-1。之后，在4Pa～10Pa的溅射压力和0.5nm/秒的溅射速率(低于用于下侧非磁性层25-1的溅射速率)下利用溅射技术在下侧非磁性层25-1上生长Ru至大于5nm的厚度以形成上侧非磁性层25-2。下侧非磁性层25-1和上侧非磁性层25-2形成中间层25。
构成非磁性层25-1和25-2的Ru层具有hcp晶体结构，该晶体结构与取向控制层24的软磁性层的fcc晶体结构具有良好的晶格匹配性。由于取向控制层24的该机制，可以生长具有在一个方向取向的良好的结晶性的非磁性层25-1和25-2。
构成中间层25的非磁性层25-1和25-2可由具有hcp晶体结构的Ru制成，也可以由具有hcp晶体结构的RuX2合金制成。在该情况中，X2是选自Co、Cr、W或Re中的元素。
然后，在0.5Pa～7Pa的溅射压力和相对较低的溅射速率(0.5nm/秒)下利用溅射技术生长(Co60Cr40)94-(SiO2)6至大约2nm的厚度以形成非磁性颗粒层26。非磁性颗粒层26处于这样的状态，即由CoCr构成的基本柱状的磁性颗粒从非磁性材料偏析，所述非磁性材料含有选自氧化物(如SiO2、TiO2、Cr-OX、Ta2O5和ZrO2)和氮化物(如SiN、TiN、CrN、TaN和ZrN)中的至少一种物质。
然后，将混合有微量O2(例如流量比为0.2％～2％的O2)的Ar气导入溅射室中作为溅射气体以在相对较高的压力(大约3Pa～7Pa)下稳定压力。基板的温度保持在相对较低的约10℃～80℃。在该状态下，通过在目标与其上具有非磁性颗粒层26的基板21之间施加大约400W～1000W的高频电流以溅射Co66Cr14Pt20和TiO2。此处高频电流的频率可以为13.56MHz。也可以使用量级为400W～1000W的直流电代替高频电流以在溅射室中进行放电。
如上所述，利用具有相对高压(大约3Pa～7Pa)和相对低温(大约10℃～80℃)的溅射技术，与以相对低压和相对高温形成层的情况相比可形成低密度的层。因此，在非磁性颗粒层26上，目标材料，Co66Cr14Pt20和TiO2不相互混合。然后形成主记录层，即，下侧粒状磁性层27-1，其具有的颗粒结构为其中由TiO2构成的非磁性材料偏析于由Co66Cr14Pt20构成的磁性颗粒的周围。对于该下侧粒状磁性层27-1，非磁性材料的含有率优选为约5摩尔％～12摩尔％。在该实施方式中，含有大约8摩尔％非磁性材料的(Co66Cr14Pt20)92(TiO2)8形成为下侧粒状磁性层27-1。下侧粒状磁性层27-1的厚度不做特别限定。不过，在该实施方式中，在3nm/秒的溅射速率下所述下侧粒状磁性层27-1的厚度确定为大约12nm。
在形成于下侧粒状磁性层27-1下方的中间层25中，具有hcp晶体结构的上侧非磁性层25-2用于在与其表面垂直的方向上使下侧粒状磁性层27-1中的磁性颗粒定向。因此，下侧粒状磁性层27-1的磁性颗粒具有hcp晶体结构，其构造了如同上侧非磁性层25-2的情况一样的垂直方向，hcp晶结构中的六角柱的高度方向与易磁化轴的方向平行。因此，下侧粒状磁性层27-1显示出垂直的磁各向异性。
对于由具有该颗粒结构的下侧粒状磁性层27-1构成的主记录层，磁性颗粒相互退耦，并且它们的易磁化轴为垂直的。因此，可以减少由主记录层产生的噪音。
而且，对于下侧粒状磁性层27-1的磁性颗粒，当其Pt含有量为25原子％以上时，磁各向异性常数Ku减小。因而，磁性颗粒中含有的Pt优选小于25原子％。
此外，使用混有微量(0.2％～2％的流量比)O2的Ar气作为溅射气促进了下侧粒状磁性层27-1中的磁性颗粒的磁分离，改进了电磁转换特性。
下侧粒状磁性层27-1中的磁性颗粒的磁分离，即，磁性颗粒之间的间隔的扩大可通过相对增加在下侧粒状磁性层27-1的下方的上侧非磁性层25-2的表面粗糙度的程度而实现。为增大上侧非磁性层25-2的表面粗糙度的程度，上侧非磁性层25-2中的Ru在低溅射速率(0.5nm/秒)下溅射。
用于下侧粒状磁性层27-1的非磁性材料不限于TiO2，也可以为其他的氧化物(例如SiO2、Cr-OX、Ta2O5和ZrO2)，或者其他的氮化物(例如SiN、TiN、CrN、TaN、ZrN)。作为选择，用于下侧粒状磁性层27-1的磁性颗粒可以为CoFe或CoFe合金。当所述磁性颗粒由CoFe合金构成时，通过进行热处理而使所述磁性颗粒优选被构造为HCT(蜂窝状链式三角形)结构。此外，可以将Cu或Ag添加至CoFe合金中。
下面，使用Ar气作为溅射气进行溅射，通过生长含有Co和Cr的合金(CoCr合金)(例如Co67Cr19Pt10B4)至大约6nm厚从而在下侧粒状磁性层27-1上形成用作记录辅助层的CoCrPtB上侧磁性层27-2。CoCrPtB上侧磁性层27-2的溅射条件不受特别限制。不过，在该实施方式中，溅射压力和溅射速率分别限定为0.3Pa～0.8Pa和2nm/秒。
用作记录辅助层的CoCrPtB上侧磁性层27-2具有与形成在该CoCrPtB上侧磁性层27-2下方的、用作主记录层的下侧粒状磁性层27-1相同的hcp晶体结构。因此，CoCrPtB上侧磁性层27-2的磁性颗粒与下侧粒状磁性层27-1的晶格匹配性很高，从而CoCrPtB上侧磁性层27-2可以以良好的结晶性在下侧粒状磁性层27-1上生长。
之后，使用C2H2作为反应气通过RF-CVD(射频化学气相沉积)在记录层27(下侧粒状磁性层27-1和CoCrPtB上侧磁性层27-2)上将由DLC构成的保护层28沉积至4nm厚。用于沉积保护层28的沉积条件例如是，约4Pa的沉积压力、1000W的高频电流、在具有其CoCrPtB上侧磁性层27-2的基板21与室内的喷射头之间施加的200V的偏压电流。
以这种方式，制造具有图4所示的结构的磁记录介质1-3。
图5～图8显示图4中所示的磁记录介质1-3的特性。
图5显示了记录层27的矫顽力HC，其中，改变CoCr-SiO2非磁性颗粒层26的厚度以将Ru中间层25与CoCr-SiO2非磁性颗粒层26的总厚度固定为8nm。图5显示了利用极向克尔(polar Kerr)通过磁化测定设备测得的实测值。图5中，纵轴表示矫顽力HC的实测值，横轴表示CoCr-SiO2非磁性颗粒层26的厚度。
图6显示记录层27中的下侧粒状磁性层27-1的磁性颗粒的磁分离程度α’，其中，改变CoCr-SiO2非磁性颗粒层26的厚度以将Ru中间层25与CoCr-SiO2非磁性颗粒层26的总厚度固定为8nm。图6显示了利用极向克尔(polar Kerr)通过磁化测定设备测得的实测值。图6中，纵轴表示磁性颗粒的磁分离程度α’的实测值，横轴表示CoCr-SiO2非磁性颗粒层26的厚度。磁性颗粒的磁分离程度越高，α’值越小，通常，α’表示磁化回路在HC附近的梯度，其中，磁场由Oe定义，磁化由高斯定义。α’值表示磁化回路在HC附近的梯度，其中将记录层的饱和磁化限定为500emu/cc。
如图5所示，矫顽力HC在CoCr-SiO2非磁性颗粒层26的厚度为大约2nm处达到最大，并如图6所示，α’在所述厚度为大约3nm处达到最小。
图7和图8显示磁记录介质1-3的读/写性能。图7和图8中，纵轴显示代表出错率的VMM2L，横轴显示有效磁道宽度WCW。
图7显示了利用具有200Gbp能力的磁头的读/写测定仪测定样品SMP4和SMP5所得到的实测值。除了存在/不存在非磁性颗粒层26之外，在相同的条件(组成和厚度)下测定样品SMP4和SMP5。样品SMP4是不具有依据图4的非磁性颗粒层26的常用磁记录介质。样品SMP5是图4中所示的磁记录介质1-3。至于由CoCr-SiO2构成的非磁性颗粒层，基于图5和6的实测值，Cr的含有量设定为40原子％以下，SiO2的含有率设定为6摩尔％或8摩尔％以下，厚度设定为2nm～4nm。图7中，白色的X标记(黑色方框中)表示样品SMP4的数据，白色圆圈表示关于含有6摩尔％SiO2的样品SMP4的数据，而白色三角形表示含有8摩尔％SiO2的样品SMP4的数据。图7中的x＝2、3和4分别表示由CoCr-SiO2构成的非磁性颗粒层的2nm、3nm和4nm的厚度。
对于样品SMP5，与样品SMP4相比，有效磁道宽度WCW收窄大约10nm。对于样品SMP5，与样品SMP4相比，VMM2L减少大约0.15。根据形成非磁性颗粒层26改进了读/写性能这一事实判断，非磁性颗粒层26显然促进了记录层27中的磁性颗粒的磁分离。在中间层25上形成非磁性颗粒层26进一步改进了磁性颗粒的磁分离。
图8显示了利用具有200Gbp能力的磁头的读/写测定仪测定样品SMP6、SMP7、SMP8和SMP9的实测值。除了存在/不存在非磁性颗粒层26之外，在相同的条件(组成和厚度)下测定样品SMP6、SMP7、SMP8和SMP9。样品SMP6是不具有依据图4的非磁性颗粒层26的常用磁记录介质。样品SMP7、SMP8和SMP9是图4中所示的磁记录介质1-3。至于由CoCr-SiO2构成的非磁性颗粒层，Cr的含有量设定为40原子％以下，TiO2或SiO2的含有量设定为6摩尔％以下，其厚度设定为2nm。样品SMP7的非磁性颗粒层由CoCrRu-TiO2构成，样品SMP8的非磁性颗粒层由CoCrRu-SiO2构成。样品SMP9的非磁性颗粒层由CoCr-SiO2构成。图8中，白色的X标记(黑色方框中)、白色三角形、黑色的X(白色方框中)和黑色圆圈分别表示样品SMP6的数据、样品SMP7的数据、样品SMP8的数据和样品SMP9的数据。
对于样品SMP7～SMP9，与样品SMP6相比，有效磁道宽度WCW收窄。另外，在样品SMP7～SMP9中，与样品SMP6相比，VMM2L也得到改进。因此，使用CoCrRu作为非磁性材料可以获得与使用CoCr相同的改进效果。同样，使用诸如TiN等氮化物作为非磁性材料中的添加剂可获得与诸如SiO2等氧化物相同的改进效果。根据形成非磁性颗粒层26明显改进了读/写性能这一事实判断，非磁性颗粒层26促进了记录层27中的磁性颗粒的磁分离。在中间层25上形成非磁性颗粒层26进一步改进了磁性颗粒的磁分离。
图9显示了在由Ru构成的中间层25(上侧非磁性层25-2)上直接形成由CoCrPt合金构成的下侧粒状磁性层27-1的比较例。由于Co具有比Ru更好的润湿性，当在Ru层上生长其中非磁性材料(诸如氧化物或氮化物)偏析于基本柱状的磁性颗粒(CoCrPt合金)周围的粒状磁性层时，粒状磁性层在初期生长阶段中如图9所示在横向(CL)上生长。可以推定，在以虚线包围的区域MA处，磁性颗粒相互作用。因此，磁性颗粒未完全磁分离，导致由介质产生噪音。
图10显示了第三实施方式，其中在中间层25和由CoCrPt合金构成的下侧粒状磁性层27-1之间形成由CoPt合金制成的非磁性颗粒层26。在第三实施方式中，初期生长阶段制成的部分由非磁性材料(这里，考虑到Ru和CoCrPt合金的晶体生长使用CoCr合金)构成。结果，当非磁性颗粒层在初期生长阶段中如图10所示在横向上连接时，粒状磁性层部分(NMA：由虚线包围)中的磁性颗粒彼此没有相互作用。因此，磁性颗粒充分磁分离，由此减少了由介质产生的噪音。
下面，参考图11和图12，描述本发明的磁存储设备的实施方式。
如图11和图12所示，磁存储设备具有固定在外壳113中的电动机114、轮毂(hub)115、多个磁记录介质116、多个写入/读取头117、多个臂状物119和致动装置210。磁记录介质116安装在通过电动机114旋转的轮毂115上。每一个写入/读取头117具有读取头和写入头。各写入/读取头117经由悬挂物118与相应臂状物119的一端连接。臂状物119通过致动装置210操作。由于所述磁记录存储设备的基本结构是公知的，因而在该文献中省略其详细说明。
在该实施方式中，每一个磁记录介质116具有根据图1、图2或图4中任一个所描述的结构。磁记录介质116的数目不限于3个。它可以是2个或4个，或者更多个。
磁记录存储设备的基本结构不限于图11和图12中所示的结构。此外，用于本发明的磁记录介质不限于磁盘，也可以是其他的磁记录介质，例如磁带或磁卡。而且，磁记录介质不一定固定在磁存储设备的外壳113内。它们可以是安装在外壳113中或从外壳113中取出的移动式介质。
在上述的实施方式中，本发明适用于垂直磁记录介质。不过，本发明也适用于水平磁记录介质。同样，对于水平磁记录介质，正如在本发明中所提出的通过在记录层的下方形成非磁性颗粒层来增强记录层中的磁性颗粒的磁分离，由此改进读/写性能。
根据本发明，可以获得具有改进的读/写性能的磁记录介质和磁存储设备。

Claims (20)

1.一种磁记录介质，所述磁记录介质包括：
基板；
形成在所述基板上的非磁性颗粒层；和
形成在所述非磁性颗粒层上的记录层，
其中，所述非磁性颗粒层由具有hcp或fcc晶体结构的CoCr合金制成，其中非磁性材料偏析于基本柱状的磁性颗粒周围。
2.如权利要求1所述的磁记录介质，其中：
所述CoCr合金由CoCrX1合金构成；
X1是选自Pt、Ta和Ru中的元素；并且
所述非磁性材料含有选自SiO2、TiO2、Cr-OX、Ta2O5、ZrO2、SiN、TiN、CrN、TaN和ZrN中的至少一种材料。
3.如权利要求1所述的磁记录介质，其中：
所述记录层由具有hcp结构的Co合金制成，其中非磁性材料偏析于基本柱状的磁性颗粒周围。
4.如权利要求2所述的磁记录介质，其中：
所述记录层由具有hcp结构的Co合金制成，其中非磁性材料偏析于基本柱状的磁性颗粒周围。
5.如权利要求3所述的磁记录介质，其中：
构成所述记录层的Co合金是选自CoFe、CoCr、CoCrPt和CoCrPtB中的材料；并且
构成所述记录层的所述非磁性材料含有选自SiO2、TiO2、Cr-OX、Ta2O5、ZrO2、SiN、TiN、CrN、TaN和ZrN中的至少一种材料。
6.如权利要求4所述的磁记录介质，其中；
构成所述记录层的Co合金是选自CoFe、CoCr、CoCrPt和CoCrPtB中的材料；并且
构成所述记录层的所述非磁性材料含有选自SiO2、TiO2、Cr-OX、Ta2O5、ZrO2、SiN、TiN、CrN、TaN和ZrN中的至少一种材料。
7.如权利要求1所述的磁记录介质，其中；
所述记录层是单层。
8.如权利要求1所述的磁记录介质，其中：
所述记录层由下侧粒状磁性层和上侧磁性层构成，
所述下侧粒状磁性层由其中非磁性材料偏析于基本柱状的磁性颗粒周围的具有hcp晶体结构的Co合金制成并用作主记录层，并且
在所述下侧粒状磁性层上形成由Co合金制成的所述上侧磁性层，所述上侧磁性层用作记录辅助层。
9.如权利要求2所述的磁记录介质，其中：
所述记录层由下侧粒状磁性层和上侧磁性层构成，
所述下侧粒状磁性层由其中非磁性材料偏析于基本柱状的磁性颗粒周围的具有hcp晶体结构的Co合金制成并用作主记录层，并且
在所述下侧粒状磁性层上形成由Co合金制成的所述上侧磁性层，所述上侧磁性层用作记录辅助层。
10.如权利要求8所述的磁记录介质，其中：
构成所述下侧粒状磁性层的Co合金是选自CoFe、CoCr、CoCrPt和CoCrPtB中的材料；并且
构成所述下侧粒状磁性层的所述非磁性材料含有选自SiO2、TiO2、Cr-OX、Ta2O5、ZrO2、SiN、TiN、CrN、TaN和ZrN中的至少一种材料。
11.如权利要求9所述的磁记录介质，其中：
构成所述下侧粒状磁性层的Co合金是选自CoFe、CoCr、CoCrPt和CoCrPtB中的材料；并且
构成所述下侧粒状磁性层的所述非磁性材料含有选自SiO2、TiO2、Cr-OX、Ta2O5、ZrO2、SiN、TiN、CrN、TaN和ZrN中的至少一种材料。
12.如权利要求1所述的磁记录介质，所述磁记录介质还包括：
非磁性中间层，
其中在所述非磁性中间层上形成所述非磁性颗粒层。
13.如权利要求12所述的磁记录介质，其中：
所述中间层由具有hcp晶体结构的Ru或RuX2合金制成，X2包括选自Co、Cr、W和Re中的至少一种元素。
14.如权利要求12所述的磁记录介质，所述磁记录介质还包括：
形成在所述基板上的软磁性底层；
形成在所述软磁性底层上的取向控制层，其中
在所述取向控制层上形成所述非磁性中间层。
15.如权利要求14所述的磁记录层介质，其中：
所述取向控制层由NiCr制成。
16.如权利要求14所述的磁记录介质，其中：
所述软磁性底层由下侧底层、形成在所述下侧底层上的磁畴控制层和形成在所述磁畴控制层上的上侧底层构成，
所述下侧底层由Co合金制成，
所述磁畴控制层由Ru制成，并且所述上侧底层由Co合金制成。
17.如权利要求14所述的磁记录介质，其中：
所述软磁性底层是由Co合金制成的反平行结构-软磁性底层。
18.如权利要求14所述的磁记录介质，所述磁记录介质还包括：
形成在所述基板上的晶种层，
其中在所述晶种层上形成所述软磁性底层。
19.如权利要求18所述的磁记录介质，其中：
所述晶种层由CrTi合金制成。
20.如权利要求1所述的磁记录介质，其中：
所述基板是选自玻璃基板、碳基板、塑料基板、镀有NiP的Al合金基板、硅基板、聚对苯二甲酸乙二醇酯基板、聚萘二甲酸乙二醇酯基板和聚酰亚胺基板中的基板。
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