CN104718574B - 垂直磁记录介质 - Google Patents

垂直磁记录介质 Download PDF

Info

Publication number
CN104718574B
CN104718574B CN201380051719.1A CN201380051719A CN104718574B CN 104718574 B CN104718574 B CN 104718574B CN 201380051719 A CN201380051719 A CN 201380051719A CN 104718574 B CN104718574 B CN 104718574B
Authority
CN
China
Prior art keywords
magnetic
magnetic recording
layer
crystal grain
fept
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201380051719.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104718574A (zh
Inventor
小野拓也
岛津武仁
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Publication of CN104718574A publication Critical patent/CN104718574A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104718574B publication Critical patent/CN104718574B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/62—Record carriers characterised by the selection of the material
    • G11B5/64—Record carriers characterised by the selection of the material comprising only the magnetic material without bonding agent
    • G11B5/66—Record carriers characterised by the selection of the material comprising only the magnetic material without bonding agent the record carriers consisting of several layers
    • G11B5/672—Record carriers characterised by the selection of the material comprising only the magnetic material without bonding agent the record carriers consisting of several layers having different compositions in a plurality of magnetic layers, e.g. layer compositions having differing elemental components or differing proportions of elements

Landscapes

  • Magnetic Record Carriers (AREA)

Abstract

本发明提供一种垂直磁记录介质，其磁性晶粒被充分有序化且晶粒分离、并且具有较高的磁各向异性常数。提供一种具有较高矫顽力的垂直磁记录介质。垂直磁记录介质包括非磁性基板和磁记录层。特征在于：上述磁记录层具有包括磁性晶粒和包围上述磁性晶粒的非磁性晶界的粒状结构，上述磁性晶粒含有有序合金，上述非磁性晶界含有Ge氧化物。

Description

垂直磁记录介质
技术领域
本发明涉及垂直磁记录介质，特别涉及含有Ge氧化物的垂直磁记录介质。
背景技术
现有技术中，作为磁记录装置的记录方式，使用对磁记录介质的磁记录层(磁化膜)的表面垂直地磁化的垂直磁记录方式。垂直磁记录方式中使用的磁记录介质(以下称为垂直磁记录介质)包括非磁性基板和用磁性材料形成的磁记录层等。
为了提高垂直磁记录介质的记录密度，其特性的变更和改良在持续地进行。主要在于构成磁记录层的磁性晶粒的尺寸的逐渐缩小。结果，当前的磁性晶粒的尺寸正逐渐接近因为周围的热影响而不能够稳定保持磁化的称为超顺磁极限的物性极限。
垂直磁记录介质的热稳定性能够通过使用具有较强的磁各向异性的材料作为磁记录层而改良。该垂直磁记录介质的热稳定性指数，在设磁各向异性常数为Ku、磁性晶粒的体积为V、玻尔兹曼常数为kb、绝对温度为T时，用KuV/kbT表达。为了使记录信息保持10年稳定，估算KuV/kbT需要在60以上。作为克服上述超顺磁极限的问题的方案，要求使用具有较高的磁各向异性常数Ku的材料。
进而，作为用于使磁记录层高密度化的一个方式，提出了使用用氧化物和氮化物这样的非磁性晶界包围磁性晶粒的周围的粒状结构的方法。
专利文献1中记载了在合金的晶粒之间隔着非磁性物质而使磁性薄膜成为粒状膜的结构。作为用于形成该粒状膜的非磁性物质，可以列举SiO2、Cr2O3、ZrO2和Al2O3等。这些非磁性物质使Co-Pt-C系合金的晶粒磁分离的可能性较高。
专利文献2中记载了具有粒状结构的磁性薄膜。该粒状结构由以具有L11型的原子的有序结构的Co-M-Pt合金(上述M表示单一或多种Co、Pt以外的金属元素)为主成分的强磁性晶粒和包围它的非磁性晶界构成。上述合金是具有粒状结构的CoFePt等三元有序合金。
在具有这样的粒状结构的磁记录层中，非磁性晶界使磁性晶粒物理地分离，使磁性晶粒之间的磁相互作用降低。磁相互作用的降低抑制记录单位的过渡区域中产生的锯齿状磁壁的形成，能够实现低噪声特性。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2010-135610号公报
专利文献2：日本特开2010-34182号公报
非专利文献
非专利文献1：R.F.Penoyer：Rev.Sci.Instr.30(1959)711
非专利文献2：強磁性体の物理(下)近角聰信＿裳華房(强磁体的物理(下)近角聪信＿裳华房)p10-21
发明内容
发明要解决的课题
形成具有粒状结构的磁记录层的情况下，以往使用的非磁性非金属物质不能满足垂直磁记录介质的磁各向异性常数和矫顽力。例如，以往SiO2、TiO2等材料用于使FePt等有序合金粒状化。但是，这些材料对该合金的有序化和晶粒分离不充分，磁各向异性降低，矫顽力减小。因此，要求具有特别高的磁特性的新的垂直磁记录介质。
此外，使FePt有序合金粒状化的垂直磁记录层中存在各种课题。例如，矫顽力高、进行热辅助记录的温度升高，并且在高温下记录时颠倒磁场梯度减小。
本发明鉴于上述问题，目的在于提供一种磁性晶粒被充分有序化且晶粒分离、并且具有较高的磁各向异性常数的垂直磁记录介质。
本发明的另一目的在于提供一种在保存记录的常温区间中具有较高的矫顽力的垂直磁记录介质。
本发明的另一目的在于提供一种在进行记录的高温区间中能够降低颠倒磁场的垂直磁记录介质。
本发明的另一目的在于提供一种在进行记录的高温区间中能够增大颠倒磁场的温度梯度的垂直磁记录介质。
用于解决课题的技术方案
用于解决本发明的课题的技术方案的一例，是一种包括非磁性基板和磁记录层的垂直磁记录介质，其特征在于：所述磁记录层具有包括磁性晶粒和包围所述磁性晶粒的非磁性晶界的粒状结构，所述磁性晶粒含有有序合金，所述非磁性晶界含有Ge氧化物。
此处，所述非磁性晶界也可以还含有从由Mn氧化物、Si氧化物、Al氧化物、Zn氧化物、B氧化物和Ti氧化物构成的组中选择的至少一者。此外，优选所述磁性晶粒含有L10型有序合金。进而，优选所述L10型有序合金含有Fe和Pt。此外，所述L10型有序合金也可以还含有从由Ni、Mn、Cr、Cu、Ag和Au构成的组中选择的至少一者。
用于解决本发明的课题的技术方案的其他例子，是一种依次包括非磁性基板、第一磁记录层和第二磁记录层的垂直磁记录介质，其特征在于：所述第一磁记录层具有包括第一磁性晶粒和包围所述第一磁性晶粒的第一非磁性晶界的粒状结构，所述第一磁性晶粒含有有序合金，所述第一非磁性晶粒含有C，所述第二磁记录层具有包括第二磁性晶粒和包围所述第二磁性晶粒的第二非磁性晶界的粒状结构，所述第二磁性晶粒含有有序合金，所述第二非磁性晶界含有Ge氧化物。
此处，所述第二非磁性晶界也可以含有从由Mn氧化物、Si氧化物、Al氧化物、Zn氧化物、B氧化物和Ti氧化物构成的组中选择的至少一者。此外，所述第一磁性晶粒和所述第二磁性晶粒中的至少一者含有L10型有序合金。进而，优选所述L10型有序合金含有Fe和Pt。此外，所述L10型有序合金也可以还含有从由Ni、Mn、Cr、Cu、Ag和Au构成的组中选择的至少一者。
发明效果
根据本发明，能够提供一种磁性晶粒微细化且被充分有序化并且晶粒分离的垂直磁记录介质。根据本发明，能够提供一种具有较高的磁各向异性常数Ku的垂直磁记录介质。根据本发明，能够提供一种具有较高的矫顽力Hc的垂直磁记录介质。
进而，本发明中，特别是采用具有添加了Mn的磁性晶粒和含有Ge氧化物的非磁性晶界的磁记录层时，能够通过居里温度的降低而使颠倒(反转)磁场降低，热辅助记录变得容易。
此外，通过形成含有以C(碳)为主的晶界材料的粒状层和该层上的含有主要含Ge的氧化物的粒状层，对这些层的磁性晶粒添加不同的添加材料，而能够降低热辅助记录温度并且减小颠倒磁场。此外，能够增大颠倒磁场梯度。
附图说明
图1是表示本发明的垂直磁记录介质的结构例的概略截面图。
图2是表示本发明的垂直磁记录介质中的磁记录层的结构例的概略平面图。
图3是表示本发明的垂直磁记录介质的另一个结构例的概略截面图。
图4表示实施例4(虚线)和实施例5(实线)的颠倒磁场的温度依赖性。
具体实施方式
图1是表示本发明的垂直磁记录介质的结构例的概略截面图。
垂直磁记录介质10在非磁性基板11上依次包括密合层12、衬底层13、晶种层(SeedLayer)14、磁记录层15和保护层16。其中，本发明中，密合层12、衬底层13、晶种层14和保护层16是任意选择地形成的层。
非磁性基板(基体)11能够使用表面平滑的各种基板。例如，能够使用磁记录介质中一般使用的材料(实施了镀NiP的Al合金、强化玻璃、晶化玻璃等)形成非磁性基板11。此外，以下所示的实施例中，用作非磁性基板11的基板都是玻璃基板。但是，以下所示的实施例并不限定本发明的非磁性基板的材料。
密合层12是用于确保插入密合层的2层之间的密合性的层。图1的结构例中，在非磁性基板11与衬底层13之间插入。用于形成密合层12的材料能够从Ta、Ni、W、Cr、Ru等金属、含有上述金属的合金中选择。密合层可以由单一层形成，也可以具有多层的叠层结构。
也可以在密合层12上任意选择地设置软磁性衬垫层(未图示)。软磁性衬垫层控制来自磁头的磁通，提高垂直磁记录介质的记录/再现特性。用于形成软磁性衬垫层的材料包括NiFe合金、山达斯特(Sendust)(FeSiAl)合金、CoFe合金等晶质材料、FeTaC、CoFeNi、CoNiP等微晶质材料、含有CoZrNb、CoTaZr等Co合金的非晶质材料。软磁性衬垫层的膜厚的最佳值依赖于用于磁记录的磁头的结构和特性。与其他层连续成膜而形成软磁性衬垫层的情况下，为了兼顾生产效率，优选软磁性衬垫层具有10nm～500nm范围内(包括两端)的膜厚。
衬底层13是为了控制上方成膜的磁记录层15的结晶性或结晶轴方位的目的而形成的层。衬底层13可以是单层也可以是多层。衬底层13优选是由Cr或者对主成分Cr添加了Mo、W、Ti、V和Mn中的至少1种以上而成的合金或者其混合物形成的非磁性膜。此外，构成衬底层13的材料，优选具有与磁记录层15的晶格间隔接近的晶格间隔。优选根据磁记录层15的组成适当选择衬底层13的构成材料。衬底层13能够通过DC磁控溅射法、电子束蒸镀法等惯用的方法形成。
晶种层14是确保衬底层13与磁记录层15之间的密合性、控制上层即磁记录层15的磁性晶粒15a的粒径和结晶取向的层。优选晶种层14是非磁性的。晶种层14的材料根据磁性晶粒15a的材料适当选择。例如，磁性晶粒15a用FePt、CoPt等L10型有序合金形成的情况下，晶种层14能够由MgO、TiN、NiW、Cr、SrTiO3、MgAl2O4或者它们的混合物形成。晶种层14能够用包括DC磁控溅射法、RF磁控溅射等的溅射法、真空蒸镀法等该技术中已知的任意方法形成。
图2是表示本发明的垂直磁记录介质中的磁记录层的结构例的概略平面图。磁记录层15具有用非磁性晶界15b包围磁性晶粒15a的粒状结构。
磁性晶粒15a优选由强磁性材料形成。作为磁性晶粒15a，优选是含有从Fe和Co中选择的至少一种元素和从Pt和Pd中选择的至少一种元素的有序合金。例如，能够使用FePt、FePd、CoPt等L10型有序合金。为了磁性晶粒15a的特性调整的目的，也可以对磁性晶粒15a添加Ni、Mn、Cr、Cu、Ag、Au等金属。通过添加Ni、Mn、Cr，能够降低磁相互作用而改变磁各向异性和居里温度等磁特性，所以能够调整为所要求的磁特性。此外，通过添加Cu、Ag、Au，能够降低有序化温度，得到提高磁各向异性的效果。
磁性晶粒也可以不是所有原子都具有有序结构。表示有序结构的程度的有序度S在规定值以上即可。有序度S用XRD对磁记录介质测定，通过测定值与完全有序化时的理论值的比而计算。例如L10型有序合金的情况下，使用源于有序合金的(001)和(002)峰的积分强度计算。能够对测定出的相对于(001)峰积分强度的(002)峰积分强度的比值，除以完全有序化时的理论上计算出的相对于(001)峰积分强度的(002)峰积分强度的比，从而得到有序度S。如果这样得到的有序度S在0.5以上，则具有作为磁记录介质实用的磁各向异性常数Ku。
作为非磁性晶界15b使用Ge氧化物。Ge氧化物是用Ge(M1、M2、……)Ox表达的氧化物。M1、M2、……例如是Si、Al。典型的Ge氧化物例如是GeO2、GeSiO2、GeAlO2。优选Ge氧化物是主要含Ge的氧化物，这表示Ge、M1、M2、……中Ge为50％以上。优选磁性晶粒15a和非磁性晶界15b的组成比是磁性晶粒15a：非磁性晶界15b＝80：20～50：50。磁性晶粒15a的比率是50vol％以上并且非磁性晶界15b的比率是50vol％以下时因为具有较高的磁各向异性所以优选。磁性晶粒15a的比率是80vol％以下并且非磁性晶界15b的比率是20vol％以上时因为磁性晶粒的分离充分进行所以优选。此外，采用比特图案化介质(BPM)的结构而优先降低记录比特之间的磁相互作用的情况下，也能够使磁性晶粒15a的比率不足50vol％。
因为Ge电负性高，所以Ge氧化物、适当的主要含Ge的氧化物与现有的粒状材料相比共价键合性更高。因此，能够减少氧对构成有序合金的例如Fe和Pt的影响。Ge氧化物不会阻碍有序合金的有序化，因此能够用低温成膜有序化。进而，Ge氧化物熔点低，表面能较小，所以Ge氧化物在磁性晶粒的晶界形成，能够使磁性晶粒充分地分离。
非磁性晶界15b也可以还含有从由Mn氧化物、Si氧化物、Al氧化物、Zn氧化物、B氧化物和Ti氧化物构成的组中选择的至少1者。通过含有这些氧化物，能够调整共价键合性和表面能，所以能够进一步提高磁各向异性，和/或进一步提高磁性晶粒的分离性。
此处，特别是采用具有添加了Mn的磁性晶粒和含有Ge氧化物的非磁性晶界的磁记录层时，能够通过居里温度降低而使颠倒磁场降低，热辅助记录变得容易。即，对磁性晶粒添加Mn并与含有Ge氧化物的非磁性晶界组合时，颠倒磁场Hsw的温度依赖性在居里温度附近较大地变化，在磁头产生的记录磁场以下，与以往相比能够在大幅降低的温度下进行热辅助记录。此外，该温度区间中颠倒磁场的温度梯度增大，能够提高热辅助记录时的记录分辨率。
磁记录层15的膜厚优选为4～16nm，典型为10nm。磁记录层15的膜厚在4nm以上时因为能够确保信号再现所需的磁矩所以优选。磁记录层15的膜厚在16nm以下时因为可以使磁化同时颠倒所以优选。特别是磁记录层15由单层形成时因为可以保持磁性晶粒的连续性所以优选。
保护层(保护膜)16能够用磁记录介质领域中通常使用的以碳为主体的材料等形成。此外，保护层16可以是单层，也可以具有叠层结构。叠层结构例如可以是特性不同的2种碳类材料的叠层结构、金属与碳类材料的叠层结构、或者金属氧化物膜与碳类材料的叠层结构。保护层16能够用CVD法、溅射法(包括DC磁控溅射法等)、真空蒸镀法等该技术中已知的任意方法形成。
此外，本发明的垂直磁记录介质也可以任意选择地还包括在保护层16上设置的液体润滑剂层(未图示)。液体润滑剂层能够用垂直磁记录介质领域中通常使用的材料(例如全氟聚醚类的润滑剂等)形成。液体润滑剂层例如能够用浸渍涂布法、旋涂法等涂布法形成。
图3是表示本发明的垂直磁记录介质的另一个结构例的概略截面图。
垂直磁记录介质20在非磁性基板11上依次具有密合层12、衬底层13、晶种层14、第一磁记录层25、第二磁记录层35和保护层16。其中，在图3中对于与图1的层使用相同材料的层附加相同的符号，省略其说明。
第一磁记录层25具有包括第一磁性晶粒25a和包围第一磁性晶粒25a的第一非磁性晶界25b的粒状结构。第一磁性晶粒25a含有有序合金，第一非磁性晶界25b含有C。
作为第一磁性晶粒25a，优选是含有从Fe和Co中选择的至少一种元素和从Pt和Pd中选择的至少一种元素的有序合金。例如，能够使用FePt、FePd、CoPt等L10型有序合金。第一磁性晶粒25a优选由强磁性材料形成。也可以对第一磁性晶粒25a添加Ni、Mn、Cr、Cu、Ag、Au等金属。通过添加这些金属而得到的效果，与第一磁性晶粒15a的情况相同。
作为第一非磁性晶界25b使用含有C(碳)的材料。优选第一磁性晶粒25a和第一非磁性晶界25b的组成比，是第一磁性晶粒25a：第一非磁性晶粒25b＝80：20～50：50。第一磁性晶粒25a的比率是50vol％以上并且第一非磁性晶界25b的比率是50vol％以下时因为具有较高的磁各向异性所以优选。第一磁性晶粒25a的比率是80vol％以下并且第一非磁性晶粒25b的比率是20vol％以上时因为磁性晶粒的分离充分进行所以优选。此外，采用比特图案化介质(BPM)的结构而优选降低记录比特之间的磁相互作用的情况下，也能够使第一磁性晶粒25a的比率不足50vol％。
第一磁记录层25的膜厚优选为1～4nm，典型为2nm。第一磁记录层25的膜厚在1nm以上时因为磁性晶粒的有序化充分进行所以优选。第一磁记录层25的膜厚在4nm以下时因为不会发生磁性晶粒的再生长所以优选。特别是第一非磁性晶界25b由C构成的第一磁记录层25因为对于其上方的含有Ge氧化物的第二磁记录层35磁性晶粒的生长连续地进行所以优选。
第二磁记录层35具有包括第二磁性晶粒35a和包围第二磁性晶粒35a的第二非磁性晶界35b的粒状结构。第二磁性晶粒35a含有有序合金，第二非磁性晶界35b含有Ge氧化物。第二磁记录层35、第二磁性晶粒35a和第二非磁性晶界35b，分别能够采用与磁记录层15、磁性晶粒15a和非磁性晶界15b同样的结构，所以省略其说明。此外，关于第二磁记录层35的膜厚，考虑形成第一磁记录层25，优选设定为与单层形成第二磁记录层35的情况相比较薄。
第一磁性晶粒25a和第二磁性晶粒35a能够采用不同的材料。例如，通过使用不同的材料而使居里温度Tc在上下层中是不同的温度，能够在保持叠层磁记录层整体的粒状结构和磁特性的同时，降低热辅助记录温度，并且减小记录时的颠倒磁场。此外，能够增大颠倒磁场的梯度。例如，能够使第一磁性晶粒25a是由CoPt构成的L10型有序合金，使第二磁性晶粒35a是由FePt构成的L10型有序合金。或者，能够使对各磁性晶粒添加的Ni、Mn、Cr、Cu、Ag、Au等金属在各磁性晶粒中是不同的材料。例如，用由FePt、为了控制FePt的居里温度Tc的目的而添加的材料Y、和以C(碳)为主的晶界材料构成的FePt粒状层形成第一磁记录层25。进而，用由FePt、为了控制FePt的居里温度Tc的目的而添加的材料X、和主要含有Ge的氧化物构成的FePt粒状层形成第二磁记录层35。该情况下，使添加材料X和添加材料Y为不同材料，能够使居里温度Tc的控制效果在上下层中不同。
此处，特别是对第二磁记录层添加Mn时，能够通过居里温度的降低而使颠倒磁场降低，热辅助记录变得容易。即，对磁性晶粒添加Mn并与含有Ge氧化物的非磁性晶界组合时，颠倒磁场Hsw的温度依赖性在居里温度附近较大地变化，在磁头发生的记录磁场以下，与以往相比能够在大幅降低的温度下进行热辅助记录。此外，该温度区间中颠倒磁场的温度梯度增大，能够提高热辅助记录时的记录分辨率。
通过对上述磁记录层15、第一磁记录层25、第二磁记录层35附加地配置其他磁性层，能够进一步提高磁记录介质的性能。以下，将由磁记录层15、第一磁记录层25、第二磁记录层35构成的层单纯地总称为磁记录层。
通过进一步配置具有与磁记录层不同的居里温度Tc的Tc控制磁性层，设定与两者的Tc相应的记录温度，能够降低记录时所需的磁记录介质整体的颠倒磁场。例如，能够将Tc控制磁性层的居里温度设定为低于磁记录层的居里温度。如果将记录温度设定在两者的居里温度的中间，则在记录时Tc控制磁性层的磁化消失，使记录颠倒所需的磁场降低。这样，能够降低对磁记录头要求的记录时的发生磁场，发挥良好的磁记录性能。
Tc控制磁性层的配置可以在磁记录层的上下任意一方。Tc控制磁性层优选是粒状结构。特别优选使磁记录层和Tc控制磁性层的磁性晶粒配置在大致相同的位置。通过配置在大致相同的位置，能够提高信噪比(SNR)等性能。
构成Tc控制磁性层的磁性晶粒优选采用至少含有Co、Fe中的任意一种的材料，进而优选含有Pt、Pd、Ni、Mn、Cr、Cu、Ag、Au中的至少一种。例如，能够使用CoCr系合金、CoCrPt系合金、FePt系合金、FePd系合金等。磁性晶粒的晶体结构能够是L10型、L11型、L12型等有序结构、hcp结构(六方最密堆积结构)、fcc结构(面心立方结构)等。
作为构成Tc控制磁性层的非磁性晶界的材料，能够使用上述的Ge氧化物、或者SiO2、TiO2等氧化物、SiN、TiN等氮化物、C、B等。
作为Tc控制磁性层，也可以使用与磁记录层相同材料、不同组成的层。例如可以采用变更了磁记录层中的Ge氧化物的比率的层、变更了对非磁性晶界添加的Mn氧化物等材料的层、变更了对有序合金添加的Ni等元素的层等。
为了调整磁记录层与Tc控制磁性层之间的磁交换耦合，优选在磁记录层与Tc控制磁性层之间配置交换耦合控制层。通过调整记录温度下的磁交换耦合，能够调整颠倒磁场。交换耦合控制层能够与要求的交换耦合相应地选择具有磁性的层、非磁性的层。为了提高记录温度下的颠倒磁场的降低效果，优选使用非磁性层。
通过配置具有与磁记录层不同的单轴晶体磁各向异性常数Ku的Ku控制磁性层，在两者之间设定适当的磁交换耦合，能够提高记录保存时所需的磁记录介质整体的热稳定性。
Ku控制磁性层的配置可以在磁记录层的上下任意一方。Ku控制磁性层优选是粒状结构。特别优选使磁记录层和Ku控制磁性层的磁性晶粒配置在大致相同的位置，通过配置在大致相同的位置，能够提高信噪比(SNR)等性能。
构成Ku控制磁性层的磁性晶粒优选采用至少含有Co、Fe中的任意一种的材料，进而优选含有Pt、Pd、Ni、Mn、Cr、Cu、Ag、Au中的至少一种。例如，能够使用CoCr系合金、CoCrPt系合金、FePt系合金、FePd系合金等。磁性晶粒的晶体结构能够是L10型、L11型、L12型等有序结构、hcp结构(六方最密堆积结构)、fcc结构(面心立方结构)等。
作为构成Ku控制磁性层的非磁性晶界的材料，能够使用上述的Ge氧化物、或者SiO2、TiO2等氧化物、SiN、TiN等氮化物、C、B等。
作为Ku控制磁性层，也可以使用与磁记录层相同材料、不同组成的层。例如可以采用变更了磁记录层中的Ge氧化物的比率的层、变更了对非磁性晶界添加的Mn氧化物等材料的层、变更了对有序合金添加的Ni等元素的层等。
为了调整磁记录层与Ku控制磁性层之间的磁交换耦合，优选在磁记录层与Ku控制磁性层之间配置交换耦合控制层。通过调整记录保存时的磁交换耦合，能够调整热稳定性。交换耦合控制层能够与要求的交换耦合相应地选择具有磁性的层、非磁性的层。为了提高记录保存温度下的热稳定性的提高效果，优选使用非磁性层。
作为其他磁性层，也可以配置间隙层。在磁记录层的上方或下方，能够配置在磁性层的层内磁连续的层。通过配置该连续磁性层，能够调整磁记录介质的磁化颠倒。
构成连续磁性层的材料优选采用至少含有Co、Fe中的任意一种的材料，进而优选含有Pt、Pd、Ni、Mn、Cr、Cu、Ag、Au、稀土元素中的至少一种。例如，能够使用CoCr系合金、CoCrPt系合金、FePt系合金、FePd系合金、CoSm系合金等。连续磁性层也可以用多晶体或非晶质中的任意一种构成。用多晶体构成的情况下的晶体结构，能够是L10型、L11型、L12型等有序结构、hcp结构(六方最密堆积结构)、fcc结构(面心立方结构)等。
上述各磁性层具有在保存记录的温度下与磁记录层协作地保持与要记录的信息(例如0、1的信息)对应的磁化的作用，和/或具有在记录的温度下与磁记录层协作地使记录变得容易的作用。为了有助于该目的，能够附加上述Tc控制磁性层、Ku控制磁性层、连续磁性层以外的磁性层。例如，也可以附加控制颠倒磁场的磁性层、控制矫顽力Hc的磁性层、控制饱和磁化Ms的磁性层等控制磁特性的磁性层、面向微波辅助磁记录的控制强磁性共振频率的磁性层等。此外，附加的磁性层可以是单层，也可以是使具有不同组成等不同的层叠层的结构。
实施例
按照以下流程形成具有非磁性基板、在其上方依次设置的Ta密合层、Cr衬底层、MgO晶种层、有序合金型FePt系磁记录层和C保护膜的垂直磁记录介质。
[实施例1]
非磁性基板使用化学强化玻璃基板(HOYA公司制造的N-10玻璃基板)。从Ta密合层到C保护膜的成膜，使用无大气开放的直列式的成膜装置进行。在Ar气氛中使用纯Ta靶通过DC磁控溅射法使膜厚5nm的Ta密合层成膜。进而，在Ar气氛中使用纯Cr靶通过DC磁控溅射法使膜厚20nm的Cr衬底层成膜。接着，在将基板加热至300℃的状态下，使用MgO靶通过RF溅射法使膜厚5nm的MgO晶种层成膜。在使MgO层成膜时，Ar气气氛的压强是0.02Pa，RF投入电力是200W。接着，如下所述地使FePt-GeO2层成膜作为磁记录层。具体而言，先将基板加热至450℃，再使用含有FePt和GeO2的靶通过DC磁控溅射法使膜厚10nm的FePt-GeO2层成膜。含有FePt和GeO2的靶，调整为成膜时的组成是75vol％FePt-25vol％GeO2。此处，FePt成膜时的组成是50at.％Fe-50at.％Pt，其中vol％表示体积百分比，at.％表示原子数百分比。只要没有特别明示，则以下也相同。使FePt-GeO2层成膜时，Ar气气氛的压强是1.0Pa，DC投入电力是25W。最后，用溅射法使膜厚3nm的C保护膜成膜。
[实施例2]
如下所述地使FePt-C层成膜作为第一磁记录层。具体而言，先将基板加热至450℃，再使用含有FePt和C的靶通过DC磁控溅射法使膜厚2nm的FePt-C层成膜。含有FePt和C的靶，调整为成膜时的组成是60vol％FePt-40vol％C。使FePt-C层成膜时，Ar气气氛的压强是1.0Pa，DC投入电力是25W。接着，如下所述地使FePt-GeO2层成膜作为第二磁记录层。具体而言，先将基板加热至450℃，再使用含有FePt和GeO2的靶通过DC磁控溅射法使膜厚7nm的FePt-GeO2层成膜。含有FePt和GeO2的靶，调整为成膜时的组成是75vol％FePt-25vol％GeO2。使FePt-GeO2成膜时，Ar气气氛的压强是1.0Pa，DC投入电力是25W。上述以外采用与实施例1同样的方法。
[实施例3]
除实施例2的FePt-GeO2层具有膜厚3nm以外采用与实施例2同样的方法。
[比较例1]
如下所述地使FePt-SiO2层成膜代替实施例1的FePt-GeO2层。具体而言，先将基板加热至450℃，再使用含有FePt和SiO2的靶通过DC磁控溅射法使膜厚10nm的FePt-SiO2层成膜。含有FePt和SiO2的靶，调整为成膜时的组成是77vol％FePt-23vol％SiO2。上述以外采用与实施例1同样的方法。
[比较例2]
如下所述地使FePt-TiO2层成膜代替实施例1的FePt-GeO2层。具体而言，先将基板加热至450℃，再使用含有FePt和TiO2的靶通过DC磁控溅射法使膜厚10nm的FePt-TiO2层成膜。含有FePt和TiO2的靶，调整为成膜时的组成是77vol％FePt-23vol％TiO2。上述以外采用与实施例1同样的方法。
在第1表中示出了实施例1～3和比较例1、2的实验条件。对于磁各向异性常数Ku，使用PPMS装置(Quantum Design公司制造，Physical Property Measurement System(物理性能测量系统))，评价自发磁化的磁场施加角度依赖性，基于非专利文献1、2计算。第1表中，MO2代表GeO2、SiO2、或者TiO2。FePt-GeO2/FePt-C的描述，代表FePt-GeO2层是上层，FePt-C层是下层。此外，对于实施例1～3和比较例1、2的磁记录层具有目标的L10有序结构，通过有无X射线衍射(XRD)的超晶格线(001)进行确认。
[表1]
实施例1中，与比较例1、2的情况相比磁各向异性常数Ku是1.0×107erg/cm3(＝1.0×106J/cm3)，较高。此外，矫顽力Hc也增大，这是因为促进了磁性晶粒的细微化和有序化。这样，使用Ge氧化物作为非磁性晶界时，磁各向异性常数Ku和矫顽力Hc双方都表现出了较高的值。这样的Ge氧化物的效果，是与其他氧化物相比更优良的效果，用其他文献难以预测。实施例2中，在FePt-C层上形成了FePt-GeO2层，结果磁各向异性常数Ku是2.2×107erg/cm3，进一步提高，进而矫顽力Hc增大，细微化进一步被促进。实施例3中，通过使FePt-GeO2层的膜厚变薄，磁各向异性常数Ku成为2.1×107erg/cm3，与实施例2同等，矫顽力Hc也增大。这是因为磁性晶粒的分离进一步被促进。这样，在FePt-C层上形成FePt-GeO2层时，磁各向异性常数Ku和矫顽力Hc双方都表现出显著高的值。这样含有C的磁记录层和其上方的含有Ge氧化物的磁记录层的效果，是与其他氧化物相比非常优良的效果，用其他文献难以预测。
[比较例3]
比较例3是在作为第一磁记录层的FePt-C模板层上形成了作为第二磁记录层的FePt-氧化物层的例子。构成氧化物层的氧化物是SiO2、TiO2、Ta2O5、Al2O3、NiO或者MnO。关于层结构，上层是膜厚3nm的75vol％FePt-25vol％氧化物层，下层是膜厚2nm的60vol％FePt-40vol％C。比较例3中，除使膜厚3nm的FePt-氧化物层成膜作为第二磁记录层以外采用与实施例3同样的方法。
[表2]
比较例3中，与实施例3相比，都只能得到更低的磁各向异性常数Ku，这是证实使用Ge氧化物的效果的结果。
[实施例4]
如下所述地使FePtMn-C层成膜作为第一磁记录层。具体而言，先将基板加热至450℃，再使用含有FePtMn和C的靶通过DC磁控溅射法使膜厚2nm的FePtMn-C层成膜。含有FePtMn和C的靶，调整为成膜时的组成是60vol％FePtMn(35at.％Fe-50at.％Pt-15at.％Mn)-40vol％C。使FePtMn-C层成膜时，Ar气气氛的压强是1.0Pa，DC投入电力是25W。接着，如下所述地使FePt-GeO2层成膜作为第二磁记录层。具体而言，先将基板加热至450℃，再使用含有FePt和GeO2的靶通过DC磁控溅射法使膜厚7nm的FePt-GeO2层成膜。含有FePt和GeO2的靶，调整为成膜时的组成是75vol％FePt(50at.％Fe-50at.％Pt)-25vol％GeO2。使FePt-GeO2层成膜时，Ar气气氛的压强是1.0Pa，DC投入电力是25W。上述以外采用与实施例1同样的方法。
[实施例5]
如下所述地使FePt-C层成膜作为第一磁记录层。具体而言，先将基板加热至450℃，再使用含有FePt和C的靶通过DC磁控溅射法使膜厚2nm的FePt-C层成膜。含有FePt和C的靶，调整为成膜时的组成是60vol％FePt(50at.％Fe-50at.％Pt)-40vol％C。使FePt-C层成膜时，Ar气气氛的压强是1.0Pa，DC投入电力是25W。进行完成的膜的FePt的组成分析，得出组成比是50.5at.％Fe-49.5at.％Pt。接着，如下所述地使FePtMn-GeO2层成膜作为第二磁记录层。具体而言，先将基板加热至450℃，再使用含有FePtMn和GeO2的靶通过DC磁控溅射法使膜厚7nm的FePtMn-GeO2层成膜。含有FePtMn和GeO2的靶，调整为成膜时的组成是80vol％FePtMn(35at.％Fe-50at.％Pt-15at.％Mn)-20vol％GeO2。使FePtMn-GeO2层成膜时，Ar气气氛的压强是1.0Pa，DC投入电力是25W。进行完成的膜的FePtMn的组成分析，得出组成比是36.9at.％Fe-50.4at.％Pt-12.7at.％Mn。上述以外采用与实施例1同样的方法。
在第3表中示出磁特性的测定结果。在图4中示出颠倒磁场的温度依赖性的测定结果。
[表3]
实施例5的矫顽力Hc与实施例4大致相等，表示FePt粒状结构和磁特性没有出现较大不同。实施例4的颠倒磁场Hsw的温度依赖性，表示为了进行热辅助记录优选350℃以上。其中，颠倒磁场Hsw(kOe)各值，能够通过对该各值乘以1/4π而计算×106A/m的值。实施例4中，高温时的颠倒磁场的温度变化较小，所以热梯度引起的颠倒磁场梯度较小。另一方面，实施例5的颠倒磁场Hsw的温度依赖性在FePtMn的居里温度(280℃)附近表现出较大变化，在磁头发生的记录磁场(12kOe)以下。从而，能够在280℃以下进行热辅助记录。此外，颠倒磁场的温度变化剧烈，所以温度梯度引起的颠倒磁场梯度较大。
由实施例5可知，通过对FePt-GeO2层添加Mn，能够使磁记录层的颠倒磁场的温度变化使磁头的记录变得容易。另一方面，实施例4中，关于FePt-C层的颠倒磁场的温度变化，虽然存在Mn添加效果，但是添加了Mn的第一磁记录层的膜厚是2nm，较薄，所以对于整体的磁记录层的温度变化，Mn添加的效果较少。通过对增加了膜厚的FePt-C层添加Mn，对于温度特性的效果变得显著。
符号说明
10，20 垂直磁记录介质
11 非磁性基板
12 密合层
13 衬底层
14 晶种层
15 磁记录层
15a 磁性晶粒
15b 非磁性晶界
16 保护层
25 第一磁记录层
25a 第一磁性晶粒
25b 第一非磁性晶界
35 第二磁记录层
35a第二磁性晶粒
36b 第二非磁性晶界。

Claims (4)

1.一种依次包括非磁性基板、第一磁记录层和第二磁记录层的垂直磁记录介质，其特征在于：
所述第一磁记录层具有包括第一磁性晶粒和包围所述第一磁性晶粒的第一非磁性晶界的粒状结构，所述第一磁性晶粒含有有序合金，所述第一非磁性晶粒由C构成，
所述第二磁记录层具有包括第二磁性晶粒和包围所述第二磁性晶粒的第二非磁性晶界的粒状结构，所述第二磁性晶粒含有有序合金，所述第二非磁性晶界由GeO2构成。
2.如权利要求1所述的垂直磁记录介质，其特征在于：
所述第一磁性晶粒和所述第二磁性晶粒中的至少一者含有L10型有序合金。
3.如权利要求2所述的垂直磁记录介质，其特征在于：
所述L10型有序合金含有Fe和Pt。
4.如权利要求3所述的垂直磁记录介质，其特征在于：
所述L10型有序合金还含有从由Ni、Mn、Cr、Cu、Ag和Au构成的组中选择的至少一者。
CN201380051719.1A 2012-12-06 2013-12-06 垂直磁记录介质 Active CN104718574B (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012267589 2012-12-06
JP2012-267589 2012-12-06
JP2013-098390 2013-05-08
JP2013098390 2013-05-08
PCT/JP2013/007199 WO2014087665A1 (ja) 2012-12-06 2013-12-06 垂直磁気記録媒体

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104718574A CN104718574A (zh) 2015-06-17
CN104718574B true CN104718574B (zh) 2018-03-30

Family

ID=50883105

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201380051719.1A Active CN104718574B (zh) 2012-12-06 2013-12-06 垂直磁记录介质

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9940961B2 (zh)
JP (1) JP6168066B2 (zh)
CN (1) CN104718574B (zh)
MY (1) MY171751A (zh)
SG (1) SG11201502575TA (zh)
WO (1) WO2014087665A1 (zh)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104718574B (zh) * 2012-12-06 2018-03-30 富士电机株式会社 垂直磁记录介质
JP5954376B2 (ja) * 2014-08-12 2016-07-20 富士電機株式会社 磁気記録媒体の製造方法
US9558777B2 (en) * 2014-11-26 2017-01-31 HGST Netherlands B.V. Heat assisted magnetic recording (HAMR) media having a highly ordered crystalline structure
MY166441A (en) 2015-07-02 2018-06-27 Fuji Electric Co Ltd Magnetic recording medium
CN107533852B (zh) * 2015-09-17 2019-10-01 富士电机株式会社 垂直磁记录介质
JP2017224371A (ja) * 2016-06-15 2017-12-21 昭和電工株式会社 磁気記録媒体及び磁気記憶装置
US10643648B2 (en) * 2016-06-30 2020-05-05 Seagate Technology Llc Anti-reflection data storage medium
JP6692724B2 (ja) * 2016-09-02 2020-05-13 Ｊｘ金属株式会社 非磁性材料分散型Ｆｅ−Ｐｔ系スパッタリングターゲット
JP7011477B2 (ja) * 2017-03-07 2022-01-26 昭和電工株式会社 アシスト磁気記録媒体及び磁気記憶装置
CN111971745B (zh) * 2018-03-28 2022-05-10 Ｊｘ金属株式会社 垂直磁记录介质
TWI702294B (zh) * 2018-07-31 2020-08-21 日商田中貴金屬工業股份有限公司 磁氣記錄媒體用濺鍍靶
JP7375676B2 (ja) 2020-05-21 2023-11-08 株式会社レゾナック 磁気記録媒体および磁気記憶装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1841512A (zh) * 2005-03-30 2006-10-04 富士通株式会社 垂直磁记录介质及其制造方法和磁存储装置
CN102385871A (zh) * 2010-08-26 2012-03-21 株式会社日立制作所 垂直磁记录介质及其制造方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001351217A (ja) * 2000-06-08 2001-12-21 Fujitsu Ltd 磁気記録媒体
AU2003221365A1 (en) 2002-03-15 2003-09-29 Canon Kabushiki Kaisha Porous material and process for producing the same
JP4035457B2 (ja) * 2002-03-15 2008-01-23 キヤノン株式会社 機能デバイスの製造方法
JP4642705B2 (ja) * 2005-06-10 2011-03-02 キヤノン株式会社 磁気記録媒体の製造方法
US7901737B2 (en) * 2005-06-10 2011-03-08 Canon Kabushiki Kaisha Process for producing magnetic recording medium
JP5067739B2 (ja) 2008-07-28 2012-11-07 国立大学法人東北大学 磁性薄膜とその成膜方法並びに磁性薄膜の応用デバイス
JP5530673B2 (ja) * 2008-09-29 2014-06-25 ダブリュディ・メディア・シンガポール・プライベートリミテッド 垂直磁気記録媒体
JP5550007B2 (ja) 2008-12-05 2014-07-16 国立大学法人東北大学 磁性薄膜及びその製造方法、並びにこのような磁性薄膜を用いた各種応用デバイス
JP5646865B2 (ja) * 2009-03-31 2014-12-24 ダブリュディ・メディア・シンガポール・プライベートリミテッド 垂直磁気記録媒体および垂直磁気記録媒体の製造方法
JP5670638B2 (ja) * 2010-01-26 2015-02-18 昭和電工株式会社 熱アシスト磁気記録媒体及び磁気記録再生装置
CN104718574B (zh) * 2012-12-06 2018-03-30 富士电机株式会社 垂直磁记录介质

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1841512A (zh) * 2005-03-30 2006-10-04 富士通株式会社 垂直磁记录介质及其制造方法和磁存储装置
CN102385871A (zh) * 2010-08-26 2012-03-21 株式会社日立制作所 垂直磁记录介质及其制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN104718574A (zh) 2015-06-17
SG11201502575TA (en) 2015-05-28
MY171751A (en) 2019-10-27
JPWO2014087665A1 (ja) 2017-01-05
WO2014087665A1 (ja) 2014-06-12
JP6168066B2 (ja) 2017-07-26
US20150213821A1 (en) 2015-07-30
US9940961B2 (en) 2018-04-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104718574B (zh) 垂直磁记录介质
JP6274305B2 (ja) 磁気記録媒体
CN105745707B (zh) 垂直磁记录介质
US7781079B2 (en) Perpendicular magnetic recording medium, its manufacturing method, and a magnetic storage apparatus
JP2008176858A (ja) 垂直磁気記録媒体、及びそれを用いたハードディスクドライブ
CN104303230B (zh) 磁记录介质和磁记录再生装置
CN104364846B (zh) 垂直磁记录介质
CN104685566B (zh) 磁记录介质
JP2006309919A (ja) 垂直磁気記録媒体、その製造方法および磁気記憶装置
US9734857B2 (en) Stack including a magnetic zero layer
JP2009059433A (ja) 垂直磁気記録媒体、その製造方法および磁気記録再生装置
CN107533852B (zh) 垂直磁记录介质
CN105874536B (zh) 磁记录介质
CN107430872A (zh) 磁记录介质的制造方法
JP4623594B2 (ja) 垂直磁気記録媒体
CN104240728A (zh) 磁记录介质
JP6594633B2 (ja) 磁気記録媒体
JP6260742B2 (ja) 磁気記録媒体
JP2007164941A (ja) 垂直磁気記録媒体
JP6358640B2 (ja) 磁気記録媒体
JP2006286106A (ja) 垂直磁気記録媒体および磁気記憶装置
JP6327357B2 (ja) 磁気記録媒体
JP2008108395A (ja) 垂直磁気記録媒体及びその製造方法
JP2014081973A (ja) 磁気記録媒体の製造方法
JP6089995B2 (ja) 磁気記録媒体

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant