CN101794584A - 位元图案化介质的磁层分层 - Google Patents

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Abstract

一种磁记录介质的垂直磁记录层包括多个位元图案化磁岛，其中该多个岛各自覆盖软磁衬层。磁岛各自包括毗邻第二磁性子层的第一磁性子层，其中第一子层具有高于第二子层的磁各向异性的相对较高的磁各向异性。该磁记录介质还包括第三子层，该第三子层延伸以连接多个岛中的每一个。第三子层的磁各向异性可低于各个磁岛的第二子层的磁各向异性，和/或第三子层可用作在第一子层与记录介质的软磁衬层之间延伸的夹层，而且具有有助于产生更高各向异性的第一磁性子层的结构。

Description

位元图案化介质的磁层分层
背景技术
近年来，通过缩小每个磁位的尺寸实现了磁位元图案化(bit-patterned)记录介质的存储容量的显著增大，从而提高了其密度。越小的磁岛由越少的磁颗粒组成，从而更容易遭受随机的热或冲击引起的取向变化。提高每个尺寸减小的磁位或磁岛的稳定性的一种方法是采用相对较高各向异性的磁材料。然而，较高的各向异性会导致在每个位中写入或记录信息所需的能量增加。研究者已经注意到渐变各向异性介质作为使稳定性和写入效率平衡的手段。本公开内容涉及磁位元图案化记录介质的磁记录层的替代设计，该设计采用渐变各向异性以在不损害热稳定性的情况下提高写入效率。
发明内容
磁记录介质的磁记录层包括多个位元图案化磁岛，其中该多个岛各自覆盖软磁性衬层。磁岛各自包括毗邻第二磁性子层的第一磁性子层，而磁记录层还包括连续的第三子层，该第三子层在多个岛之间延伸并连接多个岛中的每一个。根据某些实施例，磁记录层的连续的第三子层是磁性的，而且其磁各向异性比磁记录层的每个磁岛的第二子层的磁各向异性低；而每个磁岛的第一子层的磁各向异性比第二子层的磁各向异性高。根据某些替代实施例，第一磁性子层覆盖磁记录层的连续第三子层，而该第三子层覆盖记录介质的软磁衬层，从而形成具有有助于产生第一磁性子层的更高各向异性的结构的夹层。
附图说明
以下附图示出本公开内容的具体实施例，从而不限制本发明的范围。附图未按比例(除非指明如此)绘制，而且旨在与以下详细描述中的说明结合使用。以下将结合附图描述本公开内容的实施例，其中相同的标记表示相同元件。
图1是根据本公开内容的某些实施例的包括磁记录介质的数据存储系统的平面图。
图2是根据某些实施例的穿过图1中示出的系统的一部分的截面示意图。
图3是根据某些替代实施例的穿过磁记录介质的截面示意图。
图4是根据某些附加实施例的穿过磁记录介质的截面示意图。
图5是根据另外的实施例的穿过磁记录介质的截面示意图。
具体实施方式
以下详细说明本质上是示例性，而且不旨在以任何方式限制本发明的范围、应用性或配置。相反，以下描述提供用于实现示例性实施例的实际说明。
图1是数据存储系统10的平面图，该系统包括根据本公开内容的某些实施例的磁记录介质100。图1示出系统10还包括磁读/写头120，例如本领域技术人员所知，该磁读/写头包括图2所示的产生记录用磁场H的感应写元件12。
图2是根据某些实施例的通过系统10的一部分的截面示意图。图2示出覆盖介质100的记录层的介质100的非磁性保护层26(例如碳、Ru、Cr)，该记录层包括覆盖介质100的软磁衬层24的多个位元图案化磁岛110(即位)；每个磁岛110包括第一磁性子层201和第二磁性子层202，而且记录层还包括连续的第三子层203，该子层203延伸以连接岛110。图2还示出了在软磁衬层24与非磁性衬底20(例如玻璃)之间延伸的可任选的粘接层22(例如Ta、Cr、CrTa、Ti)。
根据某些实施例，第一磁性子层201的磁各向异性比第二磁性子层202高，而且第三子层203在第一磁性子层201与软磁衬层24之间形成夹层，该夹层具有有助于使第一子层201的磁性各向异性更高的结构。作为夹层的连续子层203的厚度可能在约0.3nm与约30nm之间。如果第一磁性子层201由六方紧密堆积(hcp)的CoPt、稀土Co5或多层Co/(Pt，Pd)面心立方(fcc)构成，则作为夹层的第三子层203可以是以下中的至少之一：fccNi合金、hcp Co合金、hcp Ti合金、hcp Ru合金、fcc Cu、fcc Ag、fcc Pt、fcc Au以及fcc Pd。其中fcc Ni合金构成第三子层203的实施例优选由Ni和以下中的至少之一形成：Cr(最高达25％原子百分比)、Mo(最高达12％原子百分比)、W(最高达12％原子百分比)、Ir(最高达100％原子百分比)、Ru(最高达30％原子百分比)、Re(最高达15％原子百分比)、Fe(最高达15％原子百分比)以及Co(最高达100％原子百分比)。其中hcpCo合金构成第三子层203的实施例优选由Co和以下中的至少之一形成：Pt、Pd、Ru、Re、Cr、Ta、Ni以及Ir。其中hcp Ti合金构成第三子层203的实施例优选由Ti和以下中的至少之一形成：Co、Ru、Re、Ir以及Cr。其中hcp Ru合金形成第三子层203的实施例优选由Ru和以下中的至少之一形成：Cr(最高达50％原子百分比)、Re(最高达100％原子百分比)以及Ir(最高达100％原子百分比)。如果第一磁性子层201是L10(Co，Fe)(Pt，Pd)基的，则作为夹层的第三子层203可以是以下中的至少之一：MgO、CoO、FeO、NiO、RuAl以及CrRu。软磁衬层24可以是非晶或晶体，而且可由单层、多个反铁磁耦合磁性子层、或反铁磁性子层与铁磁性子层的组合形成。
根据某些实施例，连续第三子层203是磁性的，并连接介质100的所有磁岛110，而且其磁各向异性低于每个岛110的第二子层202的磁各向异性，以减小去磁场；而且对于图3中所示的岛210同样如此。图3是根据某些替代实施例的通过磁记录介质200的截面示意图。图3示出介质200的包括磁岛210的记录层，其中其磁各向异性高于各个第二子层202的各个第一子层201覆盖相应的第二子层202，而第二子层202覆盖连续的第三子层203。应当注意的是，通过这些详细描述，对于各个实施例而言，应当认为第一磁性子层201的磁各向异性比第二磁性子层202的磁各向异性高。
图4是根据某些附加实施例的穿过磁记录介质400的截面示意图。图4示出介质400的记录层的每个磁岛410，这些磁岛被配置成使各个第一磁性子层201覆盖夹层204，夹层204可与结合图2描述的第三子层203的夹层实施例中的任一个相似地形成。图4还示出作为前一段落中描述的磁性实施例的连续第三子层203，该第三子层203覆盖各个第二磁性子层202，，从而连接各个岛410并减小去磁场。根据替代实施例，可交换子层201和202的排列，从而第二子层202与夹层204形成界面。进一步参照图4，应当注意，在岛410之间插入了例如与形成保护层26的非磁性材料类似的非磁性材料26′。
图5是根据另外的实施例的穿过磁记录介质500的截面示意图。图5示出介质500的记录层的每个磁岛510，这些磁岛被配置成使各个第一磁性子层201覆盖夹层204，如图4所示。图5还示出了连续第三磁性子层203既覆盖各个第二磁性子层202，又沿各个岛510的侧面延伸从而在岛之间的位置处与夹层形成界面。根据替代实施例，可交换子层201和202的排列，从而使第二子层202与夹层204形成界面。
根据以上结合图1-5描述的配置中的任一种的某些优选实施例，第一子层201的较高的磁各向异性是恒定的，而第二子层202的较低的磁各向异性横跨其厚度从与第一子层201形成界面的一侧处的最大值向另一侧处的最小值变化，或反之。应当注意，子层202的随厚度变化的各向异性的最大磁各向异性始终低于第一子层201的磁各向异性。根据以上结合图1-5描述的配置中的任一种的另外的实施例，子层201、202的磁各向异性在其厚度上是恒定的，而第一子层201的饱和磁化强度小于第二子层202的饱和磁化强度。
在上述详细描述中，已经描述了本公开内容的实施例。这些实现以及其它实现在所附权利要求的范围内。

Claims (24)

1.一种磁记录介质，包括：
非磁性衬底；
覆盖所述衬底的软磁衬层；以及
包括多个位元图案化磁岛的磁记录层，所述多个磁岛各自覆盖所述软磁衬层，而且各个岛包括毗邻第二磁性子层的第一磁性子层，所述记录层还包括连续的第三磁性子层，所述第三磁性子层延伸以连接所述多个岛中的每一个；
其中所述磁记录层的各个所述磁岛的所述第一子层的磁各向异性高于各个所述磁岛的所述第二子层的磁各向异性；以及
各个所述磁岛的所述第二子层的所述磁各向异性高于所述磁记录层的所述连续的第三子层的磁各向异性。
2.如权利要求1所述的介质，其特征在于，所述磁记录层的各个所述磁岛的所述第一子层覆盖各个所述磁岛的相应的第二子层。
3.如权利要求2所述的介质，其特征在于，所述磁记录层的所述连续的第三子层在所述磁记录层的各个所述磁岛的第二子层与所述软磁衬层之间延伸。
4.如权利要求2所述的介质，其特征在于，所述磁记录层的所述连续的第三子层覆盖所述磁记录层的各个所述磁岛的所述第一子层。
5.如权利要求1所述的介质，其特征在于，所述磁记录层的各个所述磁岛的所述第一子层的饱和磁化强度小于各个所述磁岛的所述第二子层的饱和磁化强度。
6.如权利要求1所述的介质，其特征在于，所述磁记录层的所述多个磁岛中的每一个的所述第二子层的磁各向异性在所述第二子层的厚度上变化。
7.如权利要求6所述的介质，其特征在于，所述多个磁岛中的每一个的所述第二子层的随厚度变化的磁各向异性至少在与各个所述磁岛的相应的第一子层的界面处为最大。
8.如权利要求6所述的介质，其特征在于，所述多个磁岛中的每一个的所述第二子层的随厚度变化的磁各向异性至少在与各个所述磁岛的相应的第一子层的界面处为最小。
9.如权利要求1所述的介质，其特征在于，所述磁记录层的各个所述磁岛的所述第二子层覆盖各个所述磁岛的相应的第一子层。
10.如权利要求9所述的介质，其特征在于：
所述磁记录层的所述连续的第三子层覆盖所述磁记录层的各个所述磁岛的所述第二子层；以及
所述记录层还包括在所述磁记录层的各个所述磁岛的所述第一子层与所述软磁衬层之间延伸的连续夹层。
11.如权利要求10所述的介质，其特征在于，所述连续夹层具有在约0.3nm与30nm之间的厚度。
12.如权利要求10所述的介质，其特征在于，所述连续夹层包括以下中的至少之一：面心立方Ni合金、六方紧密堆积Co合金、六方紧密堆积Ti合金、六方紧密堆积Ru合金、面心立方Cu、面心立方Ag、面心立方Pt、面心立方Au以及面心立方Pd。
13.如权利要求10所述的介质，其特征在于，所述连续夹层包括以下中的至少之一：MgO、CoO、FeO、NiO、RuAl以及CrRu。
14.一种磁记录介质，包括：
非磁性衬底；
覆盖所述衬底的软磁衬层；以及
包括多个位元图案化磁岛的磁记录层，所述多个岛中的每个岛覆盖所述软磁衬层，而且各自包括毗邻第二磁性子层的第一磁性子层，所述记录层还包括连续的第三子层，所述第三子层延伸以连接所述多个岛中的每一个；
其中各个所述磁岛的所述第二子层覆盖各个所述磁岛的相应的第一子层，而且各个所述磁岛的所述第一子层覆盖所述记录层的所述连续的第三子层，且所述第一子层的磁各向异性高于各个所述磁岛的所述第二子层的磁各向异性；以及
所述连续第三子层覆盖所述软磁衬层，以形成具有有助于产生更高的磁各向异性的第一磁性子层的结构的夹层。
15.如权利要求14所述的介质，其特征在于，所述连续的第三子层具有在约0.3nm与30nm之间的厚度。
16.如权利要求14所述的介质，其特征在于，所述连续的第三子层包括以下中的至少之一：面心立方Ni合金、六方紧密堆积Co合金、六方紧密堆积Ti合金、六方紧密堆积Ru合金、面心立方Cu、面心立方Ag、面心立方Pt、面心立方Au以及面心立方Pd。
17.如权利要求14所述的介质，其特征在于，所述连续夹层包括以下中的至少之一：MgO、CoO、FeO、NiO、RuAl以及CrRu。
18.如权利要求14所述的介质，其特征在于，所述磁记录层的各个所述磁岛的所述第一子层的饱和磁化强度小于各个所述磁岛的所述第二子层的饱和磁化强度。
19.如权利要求14所述的介质，其特征在于，所述磁记录层的各个所述多个磁岛的所述第二子层的磁各向异性在所述第二子层的厚度上变化。
20.如权利要求19所述的介质，其特征在于，各个所述磁岛的所述第二子层的随厚度变化的磁各向异性在与各个所述磁岛的相应的第一子层的界面处为最大。
21.如权利要求19所述的介质，其特征在于，各个所述磁岛的所述第二子层的随厚度变化的磁各向异性在与各个所述磁岛的相应的第一子层的界面处为最小。
22.一种磁记录介质，包括：
非磁性衬底；
覆盖所述衬底的软磁衬层；以及
包括多个位元图案化磁岛的磁记录层，所述多个岛各自覆盖所述软磁衬层，而且每个岛包括被第二磁性子层覆盖的第一磁性子层，所述记录层还包括在各个所述磁岛的所述第一子层之间延伸的连续夹层、以及延伸以连接所述多个岛中的每一个并覆盖各个所述磁岛的所述第二子层的连续第三磁性子层；
其中所述磁记录层中的各个所述磁岛的所述第一子层的磁各向异性高于各个所述磁岛的所述第二子层的磁各向异性；以及
所述磁记录层的各个所述磁岛的所述第二子层中的磁各向异性在所述第二子层的厚度上变化，而且始终高于所述磁记录层的所述连续第三子层的磁各向异性。
23.如权利要求22所述的介质，其特征在于，所述多个磁岛中的每一个的所述第二子层的随厚度变化的磁各向异性至少在与各个所述磁岛的相应的第一子层的界面处为最大。
24.如权利要求22所述的介质，其特征在于，所述多个磁岛中的每一个的所述第二子层的随厚度变化的磁各向异性至少在与各个所述磁岛的相应的第一子层的界面处为最小。
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