CN108352170A

CN108352170A - 磁记录介质

Info

Publication number: CN108352170A
Application number: CN201680065922.8A
Authority: CN
Inventors: 立花淳; 立花淳一; 远藤哲雄; 尾崎知惠; 相泽隆嗣
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2015-11-17
Filing date: 2016-11-16
Publication date: 2018-07-31
Anticipated expiration: 2036-11-16
Also published as: US20190080712A1; US10789979B2; CN108352170B; WO2017085931A1; DE112016005258T5; JPWO2017085931A1; JP6825573B2

Abstract

一种磁记录介质，包括：具有柔性的长形基板；第一层，所述第一层设置在所述基板上，包含Cr、Ni和Fe，具有面心立方晶格结构，并且所述面心立方晶格结构的(111)平面以平行于所述基板的表面的方式择优取向；第二层，所述第二层设置在所述第一层上，包含Co和O，O的平均原子浓度与Co的平均原子浓度之比为1以上，且具有平均粒径为3nm以上13nm以下的柱状结构；第三层，所述第三层设置在所述第二层上，并且包含Ru；和垂直记录层，所述垂直记录层设置在所述第三层上。

Description

磁记录介质

技术领域

本技术涉及磁记录介质。更详细地说，本技术涉及设置有垂直记录层的磁记录介质。

背景技术

近年来，由于信息技术(IT)社会的发展、图书馆和档案馆等等的数字化、以及商业文档的长期保存，对增大用于数据存储的磁记录介质的容量的需求增加。为了满足这种需求，提出了一种设置有垂直记录层的磁记录介质。

举例而言，在专利文献1中，公开了一种磁记录介质作为上述磁记录介质，其中

在非磁性支撑件上依次至少形成非晶形层(amorphous layer)、籽晶层、基础层、磁性层和保护层。此外，专利文献2公开了一种包括软磁性底层的垂直磁记录介质。

专利文献列表

专利文献

专利文献1：日本专利未审公开号2005-196885。

发明内容

本发明要解决的问题

本技术的目的是提供一种具有高信噪比(SNR)的磁记录介质。

问题的解决方案

为了解决上述问题，本技术提供了一种磁记录介质，包括：具有柔性的长形基板；第一层，所述第一层设置在所述基板上，包含Cr、Ni和Fe，具有面心立方晶格结构，并且所述面心立方晶格结构的(111)平面以平行于所述基板的表面的方式择优取向；第二层，所述第二层设置在所述第一层上，包含Co和O，O的平均原子浓度与Co的平均原子浓度之比为1以上，且具有平均粒径为3nm以上13nm以下的柱状结构；第三层，所述第三层设置在所述第二层上，并且包含Ru；和垂直记录层，所述垂直记录层设置在所述第三层上。

本发明的效果

如上所述，根据本技术，能够提供具有高SNR的磁记录介质。

附图说明

图1是示意性地示出根据本技术一个实施方式的磁记录介质的构造的一个示例的剖视图。

图2是示意性地示出用于生产根据本技术一个实施方式的磁记录介质的溅射装置的构造的一个示例的示意图。

图3A是示意性地示出根据本技术一个实施方式的变形例1的磁记录介质的构造的一个示例的剖视图。图3B是示意性地示出根据本技术一个实施方式的变形例2的磁记录介质的构造的一个示例的剖视图。图3B是示意性地示出根据本技术一个实施方式的变形例3的磁记录介质的构造的一个示例的剖视图。

具体实施方式

参照附图，将按以下顺序描述本技术的实施方式。应当注意，在以下实施方式的所有附图中，相同或相应的部件由相同的参考标记标示。

将按以下顺序描述本技术的实施方式。

1磁记录介质的组成

2溅射装置的构造

3磁记录介质的制造方法

4效果

5变形例

[磁记录介质的组成]

根据本技术一个实施方式的磁记录介质10是所谓的长形单层垂直磁记录介质，如图1中所示，磁记录介质10设置有基板11、设置在基板11的一侧的主表面(下文中，亦称为“表面”)上的籽晶层(第一层)12、设置在籽晶层12的基础层(第二层)13、设置在基础层13上的中间层14、和设置在中间层14上的记录层15。根据需要，磁记录介质10可进一步包括设置在记录层15上的保护层16、设置在保护层16上的润滑层17、和设置在基板11的另一侧的主表面(下文中，亦称为“背面”)上的背面涂层18。

应注意，在本说明书中，不具有软磁性底层(以下称为“SUL”)的磁记录介质被称作“单层垂直磁记录介质”，具有SUL的磁记录介质被称作“双层垂直磁记录介质”。

根据一个实施方式的磁记录介质10适合用作预计在未来会有越来越多需求的用于数据归档的存储介质。例如，利用磁记录介质10，可实现目前用于存储的涂覆型磁记录介质的10倍以上的表面记录密度的，即可实现50Gb/in²的表面记录密度。在使用具有上述表面记录密度的磁记录介质10构成通用线性记录系统的盒式数据磁带的情形中，可以为盒式数据磁带的每一卷实现50TB以上的大容量记录。磁记录介质10适合用在使用环形记录磁头和巨型磁阻(GMR)型再现磁头的记录/再现装置中。

(基板)

充当支撑件的基板11是具有柔性的长形非磁性基板。非磁性基板是膜，所述膜的厚度例如为3μm以上且为8μm以下。作为基板11的材料，例如，可使用用于通用磁记录介质的柔性聚合物树脂材料。如上所述的聚合物材料的具体实例包括聚酯、聚烯烃、纤维素衍生物、乙烯基树脂、聚酰亚胺、聚酰胺和聚碳酸酯。

(籽晶层)

籽晶层12包含Cr、Ni和Fe，并且具有面心立方晶格(fcc)结构，所述面心立方晶格结构的(111)平面以平行于基板11的表面的方式择优取向。在此，表述“择优取向”是指在X射线衍射法的θ-2θ扫描中，从面心立方晶格结构的(111)平面的衍射峰强度大于从其他晶面的衍射峰的状态，或者是指在X射线衍射法的θ-2θ扫描中，仅观察到从面心立方晶格结构的(111)平面的衍射峰强度的状态。

从改善SNR的角度考虑，籽晶层12的X射线衍射强度比优选地为60cps/nm以上，更优选地为70cps/nm以上，且进一步优选地为80cps/nm以上。在此，籽晶层12的X射线衍射强度比是通过将籽晶层12的X射线衍射强度I(CPS)除以籽晶层12的厚度D(nm)得到的值(I/D(cps/nm))。

籽晶层12中包含的Cr、Ni和Fe优选地具有由下式(A)表示的平均组成。

Cr_X(Ni_YFe_100-Y)_100-X…(A)

(其中X的范围为10≤X≤45，Y的范围为60≤Y≤90。)

当X超出上述范围时，Cr、Ni和Fe的面心立方晶格结构的(111)取向减少，SNR趋向于劣化。类似地，当Y超出上述范围时，Cr、Ni和Fe的面心立方晶格结构的(111)取向减少，SNR趋向于劣化。

籽晶层12的厚度优选地为5nm以上且为40nm以下。当籽晶层12的厚度超出上述范围时，Cr、Ni和Fe的面心立方晶格结构的(111)取向减少，SNR趋向于劣化。

(基础层)

基础层13包含具有面心立方晶格结构的Co和O，且基础层13具有柱状(柱状晶)结构。在包含Co和O的基础层13中，获得与包含Ru的中间层14实质类似的效果(功能)。O的平均原子浓度与Co的平均原子浓度的浓度比((O的平均原子浓度)/(Co的平均原子浓度))为1以上。当浓度比小于1时，设置基础层13的效果下降，且SNR趋于降低。此外，基础层13可以是具有面心立方晶格结构的包含Co和O的柱状(柱状晶)结构的一层。

从改善SNR的角度考虑，柱状结构优选是倾斜的。倾斜的方向优选为长形磁记录介质10的纵向。如上所述纵向为优选的原因如下。根据本发明的磁记录介质10是所谓的用于线性记录的磁记录介质，且记录轨道平行于磁记录介质10的纵向。此外，根据本发明的磁记录介质10也是所谓的垂直磁记录介质，从记录特性的角度考虑，记录层15的晶体取向轴优选地沿垂直方向，然而，由于基础层13的柱状结构的倾斜的影响，可能存在记录层15的晶体取向轴倾斜的情况。在用于线性记录的磁记录介质10中，结合在记录过程中与磁头磁场的关系，相较于其中记录层15的晶体取向轴沿磁记录介质10的宽度方向倾斜的结构，其中记录层15的晶体取向轴沿磁记录介质10的纵向倾斜的结构中的晶体取向轴的倾斜导致的对记录特性的影响可进一步减小。为了使记录层15的晶体取向轴沿磁记录介质10的纵向倾斜，基础层13的柱状结构的倾斜方向优选地沿磁记录介质10的纵向，如上所述。

柱状结构的倾斜角优选地大于0°且为60°以下。当倾斜角在大于0°且为60°以下的范围内时，包括在基础层13中的柱尖的形状大大改变且实质上变成三角形，因此，粒状结构的效果增强，噪声降低，SNR趋于得到改善。另一方面，当倾斜角超过60°时，包括在基础层13中的柱尖的形状发生较小改变且几乎不能变成实质上三角形，因此，低噪声效果趋于降低。

柱状结构的平均粒径为3nm以上且为13nm以下。当平均粒径小于3nm时，包括在记录层15中的柱状结构的平均粒径变小，因此，利用目前的磁性材料保留记录的能力往往会显著降低。另一方面，当平均粒径超过13nm时，噪音增加，SNR趋于降低。

基础层13的厚度优选地为10nm以上且为150nm以下。当基础层13的厚度小于10nm时，基础层13的面心立方晶格结构的(111)取向趋于下降。另一方面，当基础层13的厚度超过150nm时，柱的粒径变大，噪声增加，因此，SNR趋于降低。

(中间层)

中间层14优选地具有类似于记录层15的晶体结构。在记录层15包含Co系合金的情形中，中间层14包含具有与Co系合金的结构类似的六方密堆积(hcp)结构的材料，且该结构的c轴优选地沿垂直于层表面(即，厚度方向)的方向取向。这是因为记录层15的取向可得到增强，且中间层14和记录层15之间的晶格常数的匹配可相对有利。作为具有六方密堆积结构的材料，优选地使用包含Ru的材料，具体而言，优选地单独使用Ru，或使用Ru合金。作为Ru合金，可提及诸如Ru-SiO₂、Ru-TiO₂、或Ru-ZrO₂之类的Ru合金氧化物。

中间层14的厚度可比通用磁记录介质中的中间层的厚度薄，例如可为1nm以上且为5nm以下。由于具有上述构造的籽晶层12和基础层13分别设置在中间层14下方，因此即使中间层14的厚度如上所述较薄，也可获得良好的SNR。

(记录层)

记录层15是所谓的垂直磁记录层，且从提高记录密度的角度来讲，优选的是包含Co系合金的粒状磁性层。这种粒状磁性层由包含Co系合金的铁磁性晶体颗粒和包围该铁磁性晶体颗粒的非磁性颗粒边界(非磁性材料)构成。更具体地说，这种粒状磁性层包括：包含Co系合金的柱体(柱状晶体)、包围所述柱体以将各个柱体相互磁性分隔的非磁性颗粒边界(例如，诸如SiO₂之类的氧化物)。通过该结构，可以构成具有其中各个柱体相互磁性分隔的结构的磁记录层15。

Co系合金具有六方密堆积(hcp)结构，其c轴沿垂直于层表面(厚度方向)的方向取向。作为Co系合金，优选地使用至少包含Co、Cr和Pt的CoCrPt系合金。CoCrPt系合金并不特别受限，CoCrPt系合金可以进一步包含额外的元素。作为额外的元素，例如可提及选自由Ni、Ta和类似元素构成的组中的一种或多种元素。

包围铁磁性晶体颗粒的非磁性颗粒边界包含非磁性金属材料。此处，金属包含半金属。作为非磁性金属材料，例如可以使用金属氧化物和金属氮化物之中的至少之一，从更稳定地保持粒状结构的角度来讲，优选使用金属氧化物。作为金属氧化物，可提及包含从由Si、Cr、Co、Al、Ti、Ta、Zr、Ce、Y、Hf和类似元素构成的组中选出来的至少一种或多种元素的金属氧化物。优选的是至少包含Si氧化物(即SiO₂)的金属氧化物。作为具体实例，可提及SiO₂、Cr₂O₃、CoO、Al₂O₃、TiO₂、Ta₂O₅、ZrO₂、HfO₂或类似物。作为金属氮化物，可提及包含从由Si、Cr、Co、Al、Ti、Ta、Zr、Ce、Y、Hf和类似元素构成的组中选择的出来的至少一种或多种元素的金属氮化物。作为具体实例，可提及SiN、TiN、AlN或类似物。

优选的是，铁磁性晶体颗粒中包含的CoCrPt系合金以及非磁性颗粒边界中包含的Si氧化物具有以下式(B)中示出的平均组成。这是因为，可以抑制退磁场的影响，并且可以实现能够确保足够的再现输出的饱和磁化量Ms，由此能够进一步改善记录和再现特性。

(Co_xPt_yCr_100-x-y)_100-z-(SiO₂)_z…(B)

(其中在式(B)中，x、y、z分别是符合以下各范围内的值：69≤X≤75，10≤y≤16，且9≤Z≤12。)

此外，上述组成可以如下确定。从磁记录介质10的保护层16侧离子铣削时，通过俄歇电子能谱(以下称为“AES”)对记录层15的深度方向进行分析(深度剖面测量)，并确定在厚度方向上的Co、Pt、Cr、Si、和O的平均组成(平均原子比)。

(保护层)

保护层16例如包含碳材料或者二氧化硅(SiO₂)，从保护层16的层强度的角度来讲，保护层16优选地包含碳材料。所述碳材料的实例包括石墨、类金刚石碳(DLC)和金刚石。

(润滑层)

润滑层17包含至少一种润滑剂。根据需要，润滑层17可以进一步包含各种添加剂，比如防腐剂。润滑剂具有至少两个羧基和一个酯键，并且包含至少一种由下面的通式(1)表示的羧酸基化合物。润滑剂可以进一步包含除由下面的通式(1)表示的羧酸基化合物以外的种类的润滑剂。

通式(1)：

[化学式1]

(其中Rf是取代或者未取代的、以及饱和的或者不饱和的含氟烃基或者烃基，Es是酯键，R可以省略或者可以是取代或未取代的、以及饱和的或者不饱和的烃基。)

上述羧酸基化合物优选的是由下面的通式(2)或者(3)表示的一种羧酸基化合物。

通式(2)：

[化学式2]

(其中Rf是取代的或未取代的、以及饱和的或不饱和的含氟烃基或者烃基。)

通式(3)：

[化学式3]

润滑剂优选地包含由上述通式(2)和(3)表示的羧酸基化合物之一或两者。

当将包含由通式(1)表示的羧酸基化合物的润滑剂涂覆到磁记录层15、保护层16或类似者上时，通过作为疏水基的含氟烃基或者烃基的Rf之间的凝聚力来呈现润滑效果。在Rf基是含氟烃基的情形中，总碳数是6至50，氟化烃基的总碳数优选的是4至20。Rf基可以是饱和或者不饱和的，直链或支链、或者环状的，特别优选的是所述Rf基是饱和直链。

例如，在Rf基是烃基的情形中，Rf基理想的是由下面的通式(4)表示的基团。

通式(4)：

[化学式4]

(在通式(4)中，1是从8至30的范围内选出的整数，更理想的是从12至20的范围内选出的整数。)

此外，在Rf基是含氟烃基的情形中，Rf基理想的是由下面的通式(5)表示的基团。

通式(5)：

[化学式5]

(在通式(5)中，m和n分别是从以下各个范围内选出的整数：m＝2至20，且n＝3至18，更理想的是，m＝4至13，且n＝3至10。)

氟化烃基可以如上所述集中在一处，或者也可以如下面的通式(6)那样分散，或者不仅可以是-CF₃和-CF₂-，而且也可以是-CHF₂、-CHF-或类似基团。

通式(6)：

[化学式6]

(在通式(6)中，n1+n2＝n，m1+m2＝m。)

在通式(4)、(5)和(6)中如上所述限定碳数的一个原因在于：当构成烷基或者含氟烷基的碳数(1，或者m和n之和)等于或大于上文所述的下限时，其长度具有合适的长度，并且有效地发挥疏水基之间的凝聚力，呈现出色的润滑效果，且提高了对于摩擦/摩损耐久性；此外，另一原因在于：当所述碳数等于或者小于上文所述的上限时，可以良好地确保包括上述羧酸基化合物在内的润滑剂在溶剂中的溶解性。

具体而言，当Rf基包含氟原子时，可获得减少摩擦系数以及改善行进性能等等的效果。然而，优选的是，通过在含氟烃基和酯键之间提供烃基、并且将含氟烃基与酯键分隔开，可确保酯键的稳定性以防止水解。

此外，Rf基可以是具有氟烷醚(fluoroalkyl ether)基或者全氟聚醚(perfluoropolyether)基的基团。

虽然可以不包含R基，但是当存在R基时，R基优选的是具有相对较小碳数的烃链。

此外，Rf基或者R基包含诸如氮、氧、硫、磷或卤素之类的元素作为组成元素，并且除了上文所述的官能团之外可以进一步包括羟基、羧基、羰基、氨基、酯键或类似者。

具体地说，由通式(1)表示的羧酸基化合物优选地是以下示出的化合物之中的至少一种。换言之，优选的是，润滑剂优选地包含以下示出的化合物之中的至少一种。

CF₃(CF₂)₇(CH₂)₁₀COOCH(COOH)CH₂COOH

CF₃(CF₂)₃(CH₂)₁₀COOCH(COOH)CH₂COOH

C₁₇H₃₅COOCH(COOH)CH₂COOH

CF₃(CF₂)₇(CH₂)₂OCOCH₂CH(C₁₈H₃₇)COOCH(COOH)CH₂COOH

CF₃(CF₂)₇COOCH(COOH)CH₂COOH

CHF₂(CF₂)₇COOCH(COOH)CH₂COOH

CF₃(CF₂)₇(CH₂)₂OCOCH₂CH(COOH)CH₂COOH

CF₃(CF₂)₇(CH₂)₆OCOCH₂CH(COOH)CH₂COOH

CF₃(CF₂)₇(CH₂)₁₁OCOCH₂CH(COOH)CH₂COOH

CF₃(CF₂)₃(CH₂)₆OCOCH₂CH(COOH)CH₂COOH

C₁₈H₃₇OCOCH₂CH(COOH)CH₂COOH

CF₃(CF₂)₇(CH₂)₄COOCH(COOH)CH₂COOH

CF₃(CF₂)₃(CH₂)₄COOCH(COOH)CH₂COOH

CF₃(CF₂)₃(CH₂)₇COOCH(COOH)CH₂COOH

CF₃(CF₂)₉(CH₂)₁₀COOCH(COOH)CH₂COOH

CF₃(CF₂)₇(CH₂)₁₂COOCH(COOH)CH₂COOH

CF₃(CF₂)₅(CH₂)₁₀COOCH(COOH)CH₂COOH

CF₃(CF₂)₇CH(C₉H₁₉)CH₂CH＝CH(CH₂)₇COOCH(COOH)CH₂COOH

CF₃(CF₂)₇CH(C₆H₁₃)(CH₂)₇COOCH(COOH)CH₂COOH

CH₃(CH₂)₃(CH₂CH₂CH(CH₂CH₂(CF₂)₉CF₃))₂(CH₂)₇COOCH(COOH)CH₂COOH

由通式(1)表示的羧酸基化合物可溶于对环境负荷小的无氟溶剂，并且具有如下优点：可通过使用诸如烃类溶剂、酮类溶剂、醇类溶剂和酯类溶剂之类的通用溶剂，执行诸如涂覆、浸渍和喷涂之类的工艺。具体来讲，可提及诸如己烷、庚烷、辛烷、癸烷、十二烷、苯、甲苯、二甲苯、环己烷、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、甲醇、乙醇、异丙醇、二乙醚、四氢呋喃、二氧六环、或环己酮之类的溶剂。

在保护层16包含碳材料的情形中，当保护层16涂覆有上述羧酸基化合物作为润滑剂时，作为润滑剂分子的极性基团部分的两个羧基以及至少一个酯键基被吸附到保护层16上，并且可以通过疏水基之间的凝聚力形成具有极佳耐用性的润滑层17。

在这点上，如上所述，润滑剂不仅可以被保持作为磁记录介质10的表面上的润滑层17，而且可以被包含和保持在构成磁记录介质10的诸如磁记录层15和保护层16之类的层中。

(背面涂层)

背面涂层18例如包含粘合剂、无机颗粒和润滑剂。根据需要，背面涂层18还可以包含各种添加剂，诸如固化剂和抗静电剂。

[2溅射装置的构造]

在下文中，将参考图2描述用于生产根据本技术一个实施方式的磁记录介质10的溅射装置20的构造的一个示例。溅射装置20是连续卷绕式溅射装置，用于形成籽晶层12、基础层13、中间层14和记录层15，如图2中所示，溅射装置20设置有成膜室21、作为金属罐(旋转体)的卷盘(drum)22、阴极23a至23d、供带卷轴(supply reel)24、接收轴(take-up reel)25、多个导向辊27a至27c和28a至28c。溅射装置20例如是采用直流(DC)磁控溅射系统的装置，然而，本文锁采用的溅射系统并不局限于DC磁控溅射系统。

成膜室21经由排出口26连接到真空泵(未示出)，并且通过该真空泵将成膜室21内的气氛设置为预定真空度。在成膜室21内，布置具有可旋转构造的卷盘22、供带卷轴24和接收轴25。在成膜室21内，提供用于引导在供带卷轴24和卷盘22之间输送基板11的多个导向辊27a至27c，并且还提供用于引导在卷盘22和接收轴25之间输送基板11的多个导向辊28a至28c。在溅射期间，通过接收轴25将从供带卷轴24上卷出的基板11卷绕经过导向辊27a至27c、卷盘22和导向辊28a至28c。卷盘22具有圆柱形状，并沿着卷盘22的圆柱状的圆周表面传送具有细长的基板11。在卷盘22中，设有冷却机构(未示出)，并且在溅射期间进行冷却至例如大约-20℃。在成膜室21内，多个阴极23a至23d被布置成与卷盘22的圆周表面相对。这些阴极23a至23d分别设置有靶。具体来讲，阴极23a至23d分别设置有用于形成籽晶层12、基础层13、中间层14和记录层15的靶。通过这些阴极23a至23d，可同时地形成多种层，也就是籽晶层12、基础层13、中间层14和记录层15。

在具有上述构造的溅射装置20中，可通过卷到卷法连续地形成籽晶层12、基础层13、中间层14和记录层15。

[3磁记录介质的制造方法]

举例而言，根据本技术一个实施方式的磁记录介质10可按以下方式制造。

首先，通过使用图2中示出的溅射装置20，在基板11的表面上形成籽晶层12、基础层13、中间层14和记录层15。具体来讲，如下所述形成各层。首先，将成膜室21抽真空至内部压力达到预定压力。然后，在将诸如Ar气之类的工艺气体引入成膜室21的同时，对阴极23a至23d中设置的靶进行溅射。以这种方式，在行进中的基板11的表面上顺序地形成籽晶层12、基础层13、中间层14和记录层15。

在溅射期间，成膜室21内的气氛例如被设定为大约1×10^-5Pa至5×10^-5Pa。可通过调整基板11被卷绕的带线速度、在溅射期间待引入的诸如Ar气之类的工艺气体的压力(溅射气体压力)、输入功率和类似者来控制籽晶层12、基础层13、中间层14和记录层15的厚度和特性(例如，磁特性)。

接下来，在记录层15的表面上形成保护层16。作为保护层16的形成方法，例如可以使用化学气相沉积(CVD)方法或者物理气相沉积(PVD)方法。

接下来，将粘合剂、无机颗粒、润滑剂和类似物揉捏并分散在溶剂中以制备用于形成背面涂层的涂覆材料。随后，将用于形成背面涂层的涂覆材料涂覆在基板11的背面上，并进行干燥以在基板11的背面上形成背面涂层18。

接下来，例如，将润滑剂涂覆在保护层16上以形成润滑层17。作为用于涂覆润滑剂的方法，例如可使用诸如凹版涂布和浸渍涂布之类的各种涂覆方法。随后，根据需要，将磁记录介质10切割成具有预定宽度。由此，获得图1中示出的磁记录介质10。

[4效果]

根据如上所述的一个实施方式的磁记录介质10设置有位于基板11和中间层14之间的籽晶层12和基础层13。籽晶层12包含Cr、Ni和Fe，并且具有面心立方晶格结构，且所述面心立方晶格结构的(111)平面以平行于基板11的表面的方式择优取向。基础层13包含Co和O，O的平均原子浓度与Co的平均原子浓度之比为1以上，且具有平均粒径为3nm以上且13nm以下的柱状结构。以这种方式，中间层14的厚度减小，尽可能地不使用作为昂贵材料的Ru，可获得具有良好的晶体取向且具有高矫顽力的记录层15。因此，可提供具有高SNR的磁记录介质10。

包含在中间层14中的Ru具有与作为记录层15的主要组分的Co类似的六方密堆积晶格结构。因此，Ru具有改善记录层15中的晶体取向和提升粒度的效果。此外，为了进一步改善包含在中间层14中的Ru的晶体取向，在下方中间层14设置基础层13和籽晶层12。在根据一个实施方式的磁记录介质10中，利用包含具有面心立方晶格结构的廉价的CoO的基础层13实现与包含Ru的中间层14实质类似的效果(功能)。因此，中间层14的厚度可制造得较薄。此外，为了改善基础层13的晶体取向，设置包含Cr、Ni和Fe的籽晶层12。

[5变形例]

(变形例1)

如图3中所示，磁记录介质10可在基础层13上设置有具有双层结构的中间层31。中间层31具有设置在基础层13上的第一中间层31a和设置在第一中间层31a上的第二中间层31b。第一中间层31a例如包含NiW、NiWZr、NiWAl、或Ta。第二中间层31b类似于如上所述的一个实施方式中的中间层14。

(变形例2)

磁记录介质10是所谓的双层垂直磁记录介质，且可进一步设置有位于基板11和籽晶层12之间的单层的SUL 32，如图3B中所示。磁记录介质10适合用在使用单磁极型(SPT)记录磁头和隧道磁阻(TMR)型再现磁头的记录和再现设备中。

SUL 13的厚度优选为40nm以上，更优选的是40nm以上且为140nm以下。SUL 13包含处于非晶态的软磁性材料。作为软磁性材料，例如可使用Co系材料、Fe系材料或类似材料。作为Co系材料，例如可提及CoZrNb、CoZrTa、CoZrTaNb或类似材料。作为Fe系材料，例如可提及FeCoB、FeCoZr、FeCoTa或类似材料。

在根据变形例2的磁记录介质10中，通过在作为垂直磁层的记录层15下方提供SUL19，可以增加记录磁头的磁场强度。因此，可实现适合高密度记录的磁记录介质10。

(变形例3)

如图3C中所示，磁记录介质10可设置有位于基板11和籽晶层12之间的反向平行耦合SUL(以下称为“APC-SUL”，antiparallel coupled SUL)33。

APC-SUL 33具有如下结构：以中间介有薄的中间层33b的方式层叠两个软磁性层33a和33c，并且两个软磁性层33a和33c利用交换与二者之间的中间层33b正向耦合，使得磁化方向为反向平行。软磁性层33a和33c优选地具有基本上相同的厚度。软磁性层33a和33c的总膜厚度优选为40nm以上，更优选为40nm以上且为140nm以下。当总厚度为40nm以上时，可以获得更出色的记录和再现特性。另一方面，当总厚度为140nm以下时，可以避免APC-SUL33的层形成时间延长并避免引起生产率降低。软磁性层33a和33c优选地是相同的材料，并且作为该材料，可以使用与变形例2中的SUL 32相似的材料。中间层33b的厚度例如为0.8nm以上且为1.4nm以下，优选地为0.9nm以上且为1.3nm以下，更优选地为大约1.1nm。通过选择中间层33b的厚度为0.9nm以上且为1.3nm以下，可以获得更出色的记录和再现特性。作为中间层33b的材料，可提及V、Cr、Mo、Cu、Ru、Rh和Re，特别优选的是包含Ru的材料。

在根据变形例3的磁记录介质10中，由于使用APC-SUL 33，作为上层部分的软磁性层33a和作为下层部分的软磁性层33c反向平行地交换耦合，并且在残余磁化状态下上下层的总磁化量成为零。结果，可以防止在APC-SUL213内的磁畴移动的情形中产生类似尖钉的噪声。因此，可以进一步改善记录和再现特性。

(变形例4)

在如上所述的一个实施方式中，已经描述了通过溅射法形成籽晶层12、基础层13、中间层14和记录层15，然而，这些层中的至少一个层(例如基础层13)可通过气相沉积法形成。此外，上述变形例1至3中的中间层31、SUL32和APC-SUL 33可通过溅射法形成或者通过气相沉积法形成。

实施例

下文中，将通过实施例具体地描述本技术，然而，本技术并不仅仅局限于这些实施例。

在这些实施例中，籽晶层、基础层、中间层、记录层和保护层每一者的厚度要求如下。首先，在层截面方向上薄加工磁带以制备样件。接下来，利用透射电子显微镜(以下称为“TEM”)观察样件，并从TEM图像测量各个层的厚度。

此外，在这些实施例中，籽晶层的组成要求如下。首先，将磁带进行离子铣削，并通过AES沿籽晶层的深度方向分析经离子铣削的磁带(深度剖面测量)，接下来，从所获得的深度剖面确定Cr、Ni、和Fe在厚度方向上的平均组成(平均原子比)。

(实施例1)

(籽晶层的形成步骤)

首先，在以下层形成条件下，在作为非磁性基板的长聚合物膜上形成厚度为10nm的包括Cr_X(Ni_YFe_100-Y)_100-X(其中X＝40，且Y＝81)在内的籽晶层。

层形成系统：DC磁控溅射系统

靶：CrNiFe靶

气体类型：Ar

气体压力：0.25Pa

输入功率：1.75W/mm²

(基础层的形成步骤)

接下来，在以下层形成条件下，在籽晶层上形成厚度为50nm的包括CoO在内的基础层。

层形成系统：RF磁控溅射系统

靶：CoO靶

气体类型：Ar

气体压力：1Pa

输入功率：0.75W/mm²

掩模：无

(中间层的形成步骤)

接下来，在以下层形成条件下，在基础层上形成厚度为2nm的包括Ru在内的中间层。

层形成系统：DC磁控溅射系统

靶：Ru靶

气体类型：Ar

气体压力：0.5Pa

(记录层的形成步骤)

接下来，在以下层形成条件下，在中间层上形成厚度为14nm的包括(CoCrPt)-(SiO₂)在内的磁记录层。

层形成系统：DC磁控溅射系统

靶：(CoCrPt)-(SiO₂)靶

气体类型：Ar

气体压力：1.5Pa

(保护层的形成步骤)

接下来，在以下层形成条件下，在记录层上形成厚度为5nm的包括碳在内的保护层。

层形成系统：DC磁控溅射系统

靶：碳靶

气体类型：Ar

气体压力：1.0Pa

(润滑层的形成步骤)

接下来，将润滑剂涂覆在保护层上以形成润滑层。

(背面涂层的形成步骤)

接下来，将用于形成背面涂层的涂覆材料涂覆在聚合物膜的背面上，并进行干燥以形成背面涂层。由此，获得了期望的磁带。

(实施例2和3)

除了在籽晶层的形成步骤中，将籽晶层的厚度分别变为5nm和40nm之外，以类似于实施例1的方式获得磁带。

(实施例4、5和6)

除了在籽晶层的形成步骤中，将籽晶层的组成分别变为Cr_X(Ni_YFe_100-Y)_100-X(其中X＝40，且Y＝60、70和90)之外，以类似于实施例1的方式获得磁带。

(实施例7和8)

除了在籽晶层的形成步骤中，将籽晶层的组成分别变为Cr_X(Ni_YFe_100-Y)_100-X(其中X＝10和45，且Y＝81)之外，以类似于实施例1的方式获得磁带。

(实施例9)

在基础层的形成步骤中，在以下层形成条件下，在籽晶层上形成厚度为50nm的包括CoO在内的基础层。

层形成系统：气相沉积系统

入射角：90°(假设入射角是以聚合物膜表面作为参照物(0°)的气相沉积材料的入射角)

氧引入量：1000sccm

(实施例10和11)

除了在基础层的形成步骤中，将基础层的厚度分别变为100nm和150nm之外，以类似于实施例1的方式获得磁带。

(实施例12)

除了在基础层的形成步骤中，将输入功率变为1.25W/mm²之外，以类似于实施例1的方式获得磁带。

(实施例13和14)

除了在基础层的形成步骤中，将入射角分别变为60°和70°之外，以类似于实施例9的方式获得磁带。

(实施例15和16)

除了在基础层的形成步骤中，使用掩模并分别将掩模角设定为60°和70°之外，以类似于实施例1的方式获得磁带。此外，通过分别将掩模角调整为60°和70°，溅射原子在聚合物膜表面上入射的角度被分别设定为大约60°和70°。应注意，入射角是以聚合物膜表面作为参照物(0°)的角度。

(实施例17)

除了在中间层的形成步骤和磁记录层的形成步骤之间进一步提供以下中间层的形成步骤之外，以类似于实施例1的方式获得磁带。

(中间层的形成步骤)

在以下层形成条件下，在基础层上形成厚度为10nm的包括NiW在内的中间层。

层形成系统：DC磁控溅射系统

靶：NiW靶

气体类型：Ar

气体压力：0.5Pa

(实施例18)

除了在籽晶层的形成步骤之前进一步提供以下具有单层结构的SUL的形成步骤之外，以类似于实施例1的方式获得磁带。

(具有单层结构的SUL的形成步骤)

在以下层形成条件下，在长聚合物膜的表面上形成厚度为20nm的包括CoZrNb在内的具有单层结构的SUL。

层形成系统：DC磁控溅射系统

靶：CoZrNb靶

气体类型：Ar

气体压力：0.1Pa

(实施例19)

除了代替具有单层结构的SUL的形成步骤，提供以下APC-SUL的形成步骤之外，以类似于实施例18的方式获得磁带。

(APC-SUL的形成步骤)

首先，在以下层形成条件下，在长聚合物膜的表面上形成厚度为50nm的包括CoZrNb在内的第一软磁性层。

层形成系统：DC磁控溅射系统

靶：CoZrNb靶

气体类型：Ar

气体压力：0.1Pa

接下来，在以下层形成条件下，在第一软磁性层上形成厚度为1.0nm的包括Ru在内的中间层。

层形成系统：DC磁控溅射系统

靶：Ru靶

气体类型：Ar

气体压力：0.3Pa

接下来，在以下层形成条件下，在中间层上形成厚度为50nm的包括CoZrNb在内的第二软磁性层。

层形成系统：DC磁控溅射系统

靶：CoZrNb靶

气体类型：Ar

气体压力：0.1Pa

(比较例1、2、3和4)

除了在籽晶层的形成步骤中，将籽晶层的厚度分别变为2nm、4nm、45nm和50nm之外，以类似于实施例1的方式获得磁带。

(比较例5)

除了在籽晶层的形成步骤中，将气体压力变为1Pa之外，以类似于实施例1的方式获得磁带。

(比较例6和7)

除了在籽晶层的形成步骤中，将籽晶层的组成分别变为Cr_X(Ni_YFe_100-Y)_100-X(其中X＝5和50，且Y＝81)之外，以类似于实施例1的方式获得磁带。

(比较例8和9)

除了在籽晶层的形成步骤中，将籽晶层的组成分别变为Cr_X(Ni_YFe_100-Y)_100-X(其中X＝40，且Y＝55和95)之外，以类似于实施例1的方式获得磁带。

(比较例10、11和12)

除了在基础层的形成步骤中，将氧引入量分别变为500sccm、700sccm和900sccm之外，以类似于实施例9的方式获得磁带。

(比较例13)

除了在基础层的形成步骤中，将基础层的厚度变为160nm之外，以类似于实施例1的方式获得磁带。

(比较例14)

除了在基础层的形成步骤中，将气体压力变为0.5Pa之外，以类似于实施例1的方式获得磁带。

(比较例15)

除了在基础层的形成步骤中，将输入功率变为1.5W/mm²之外，以类似于实施例1的方式获得磁带。

(特性)

对如上所述实施例1至19和比较例1至15中获得的磁带进行以下评估。

(O与Co的原子浓度比)

首先，将磁带进行离子铣削，通过AES沿基础层的深度方向分析经离子铣削的磁带，并确定在深度方向上Co原子和O原子每一者的平均原子浓度(原子％)。接下来，确定O原子的平均原子浓度与Co原子的平均原子浓度的浓度比((Co原子的平均原子浓度)/(O原子的平均原子浓度))。

(平均粒径)

首先，将磁带进行离子铣削以除去从表面至中间层的部分，进一步对磁带进行离子铣削以除去从背面侧至籽晶层的部分。随后，通过TEM对剩余的层片进行观察，从TEM图像中随机选取100个颗粒，获得每个颗粒的面积S。接下来，假定颗粒的截面形状为圆形，由以下方程式确定每个颗粒的粒径R。

R＝2×(S/π)^1/2

随后，将所确定的100个颗粒的粒径简单地平均(算术平均)以确定柱体的平均粒径。

(柱体的倾斜角)

首先，在层截面方向上薄加工磁带以制备样件。接下来，利用TEM观察样件，并从TEM图像测量基础层中的柱体的倾斜角。在此，倾斜角是以基础层的籽晶层一侧上的表面(界面)作为参照物(0°)测得的角度。

(X射线衍射强度比)

首先，在磁带的层斜面内测定(θ-2θ)特性。由此，在2θ：44°(Ni fcc(111平面))处观察到峰值，且发现Ni的面心立方晶格(fcc)结构的(111)平面择优取向以平行于聚合物膜表面。接下来，将2θ：44°(Ni fcc(111平面))处的峰值强度I除以籽晶层的厚度D得到的值(I/D)确定为X射线衍射强度比。应注意，如上所述，籽晶层的厚度是通过TEM观察所制备的样件确定的。

X射线衍射强度的测量条件如表1中所示。

[表1]

应注意，作为数据处理软件，使用所附的峰值搜索软件和XRD分析处理软件JADE。

(磁特性)

对于磁带，利用振动样品磁强计(VSM)测量垂直矫顽力Hc和垂直矩形比Rs。

(记录和再现特性)

[在不具有SUL的磁带的情形中]

记录和再现特性评估如下。首先，利用所谓的拖动测试器(drag tester)执行测量，其中通过使用环形记录磁头和巨型磁阻(GMR)型再现磁头，利用压电工作台使这些磁头往复振动以执行记录和再现。这里，再现磁头的读取轨道宽度被设置为120nm。接下来，将记录波长设置为250kFCI(每英寸磁通量千变化，kilo flux changes per inch)，并通过按照以下比率进行计算来确定SNR，所述比率是再现波形的零到峰值电压与通过在0kFCI至500kFCI的带域上积分噪声谱所获得的值而确定的电压的比率。

一般来讲，在通过如上所述的用于评估记录和再现特性的测量方法(所谓的宽带SNR)获得的值的情形中，建立记录和再现系统所需要的最小SNR据称大约为17dB。此外，考虑到由磁带和磁头之间的滑动导致的输出减少或例如磁带变形之类的实际使用中的特性下降，理想的是进一步设置SNR裕度。考虑到所述裕度，认为SNR优选的是被设置为20dB以上。

[在具有SUL的磁带的情形中]

记录和再现特性评估如下。首先，利用所谓的拖动测试器执行测量，其中通过使用单极型记录磁头和隧道磁阻(TMR)型再现磁头，利用压电工作台使这些磁头往复振动以执行记录和再现。在超过100Gb/in²的高记录密度记录领域中，即使在垂直磁记录介质中也主要由于记录问题而难以实现充分的记录和再现特性，需要将能够产生在垂直方向上陡峭的磁场的单极型(SPT)磁头与包括软磁性背衬层(SUL)的双层垂直磁记录介质相结合。此外，认为使用隧道磁阻(TMR)型再现磁头也是必要的，其中隧道磁阻(TMR)型再现磁头具有比巨大磁阻磁头更大的磁阻变化率和更高的再现灵敏度。由于这种原因，这里使用SPT记录磁头和TMR再现磁头进行评估。在此，再现磁头的读取轨道宽度被设置为75nm。接下来，将记录波长设置为300kFCI(每英寸磁通量千变化)，并通过按照以下比率进行计算来获得SNR，所述比率是再现波形的零到峰值电压与通过在0kFCI至600kFCI的带域上积分噪声谱所获得的值而确定的电压的比率。

此外，利用本实施例中的磁带，线记录密度是600kBPI(每英寸位数)，假定轨道间距为再现磁头的轨道宽度的两倍并且考虑到轨道密度是169kTPI(每英寸轨道数)，可以实现600kBPI×169kTPI＝101Gb/in²的表面记录密度。

表2A示出了实施例1至19的磁带的构成。

表2B示出了实施例1至19的磁带的构成。

表2C示出了实施例1至19的磁带的评估结果。

表3A示出了比较例1至15的磁带的构成。

表3B示出了比较例1至15的磁带的构成。

表3C示出了比较例1至15的磁带的评估结果。

从上述评估结果，可理解到以下内容。

在实施例1至19中，(1)籽晶层包含Cr、Ni和Fe，且面心立方晶格结构的(111)平面择优取向以与作为基板的聚合物膜的表面平行，X射线衍射强度比为60cps/nm以上。此外，(2)基础层包含Co和O，O的平均原子浓度与Co的平均原子浓度之比为1以上，并且具有平均粒径为3nm以上且为13nm以下的柱状结构。基于此原因，可同时获得良好的垂直矫顽力Hc和良好的垂直矩形比Rs，从而获得良好的SNR。

在比较例1至9中，(1)X射线衍射强度比小于60cps/nm。基于此原因，不能同时获得良好的垂直矫顽力Hc和良好的垂直矩形比Rs，由此不能获得良好的SNR。

在比较例10至12中，(2)O的平均原子浓度与Co的平均原子浓度之比小于1。基于此原因，不能同时获得良好的垂直矫顽力Hc和良好的垂直矩形比Rs，由此不能获得良好的SNR。

在比较例10至12中，(2)柱状结构的平均粒径超出3nm以上且13nm以下的范围。基于此原因，不能同时获得良好的垂直矫顽力Hc和良好的垂直矩形比Rs，由此不能获得良好的SNR。

上面已经具体描述了本技术的实施方式及其变形例和实施例，但是本技术不局限于上述实施方式及其变形例和实施例，并且基于本技术的技术构思的各种修改是可接受的。

例如，上述实施方式及其变形例和实施例中描述的构造、方法、工序、形状、材料、数值和类似者，仅仅是示例，并且根据需要，可使用不同的构造、方法、工序、形状、材料、数值和类似者。

此外，在上述实施方式及其变形例和实施例中的构造、方法、工序、形状、材料、数值和类似者可以相互结合，只要它们不脱离本技术的要旨即可。

此外，本技术可以采用如下构造。

(1)

一种磁记录介质，包括：

具有柔性的长形基板；

第一层，所述第一层设置在所述基板上，包含Cr、Ni和Fe，具有面心立方晶格结构，并且所述面心立方晶格结构的(111)平面以平行于所述基板的表面的方式择优取向；

第二层，所述第二层设置在所述第一层上，包含Co和O，O的平均原子浓度与Co的平均原子浓度之比为1以上，且具有平均粒径为3nm以上13nm以下的柱状结构；

第三层，所述第三层设置在所述第二层上，并且包含Ru；和

垂直记录层，所述垂直记录层设置在所述第三层上。

(2)

根据(1)所述的磁记录介质，其中

所述第一层中的X射线衍射强度比为60cps/nm以上。

(3)

根据(1)或(2)所述的磁记录介质，其中

包含在所述第一层中的Cr、Ni和Fe具有由下式(A)表示的平均组成：

Cr_X(Ni_YFe_100-Y)_100-X…(A)

(其中X的范围为10≤X≤45，且Y的范围为60≤Y≤90)。

(4)

根据(1)至(3)中任一项所述的磁记录介质，其中

所述第一层的厚度为5nm以上40nm以下。

(5)

根据(1)至(4)中任一项所述的磁记录介质，其中

所述第二层的厚度为10nm以上150nm以下。

(6)

根据(1)至(5)中任一项所述的磁记录介质，其中

所述柱状结构的倾斜角为60°以上90°以下。

(7)

根据(1)至(6)中任一项所述的磁记录介质，进一步包括

设置在所述基板和所述第一层之间的软磁性层。

(8)

根据(7)所述的磁记录介质，其中

所述软磁性层具有第一软磁性层、中间层和第二软磁性层。

(9)

根据(1)至(8)中任一项所述的磁记录介质，其中

所述垂直记录层具有由氧化物将包含Co、Pt和Cr的颗粒加以分隔开的粒状结构。

(10)

根据(1)至(9)中任一项所述的磁记录介质，进一步包括

润滑层，所述润滑层包含由下述通式(1)表示的羧酸类化合物的至少一种，

通式(1)：

[化学式1]

(其中：Rf是取代或未取代的、或者饱和或不饱和的含氟烃基或烃基，Es是酯键，R既能够省略，也能够是取代或未取代的、或者饱和或不饱和的烃基)。

(11)

根据(1)至(9)中任一项所述的磁记录介质，进一步包括

润滑层，所述润滑层包含由下述通式(2)和通式(3)表示的羧酸类化合物之一或两者，

通式(2)：

[化学式2]

(其中：Rf是取代或未取代的、或者饱和或不饱和的含氟烃基或烃基)，

通式(3)：

[化学式3]

(其中：Rf是取代或未取代的、或者饱和或不饱和的含氟烃基或烃基)。

(12)

根据(11)所述的磁记录介质，其中

Rf是总碳原子为6至50，且氟化烃基的总碳原子数为4至20的饱和或不饱和的含氟烃基。

附图标记列表

10磁记录介质

11基板

12籽晶层

13基础层

14、31中间层

15记录层

16保护层

17润滑层

18背面涂层

20溅射装置

21成膜室

22卷盘

23a、23b、23c阴极

24供带卷轴

25接收轴

31a第一中间层

31b第二中间层

32SUL

33APC-SUL

33a、33c软磁性层

33b中间层。

Claims

1.一种磁记录介质，包括：

具有柔性的长形基板；

第三层，所述第三层设置在所述第二层上，并且包含Ru；和

垂直记录层，所述垂直记录层设置在所述第三层上。

2.根据权利要求1所述的磁记录介质，其中

所述第一层中的X射线衍射强度比为60cps/nm以上。

3.根据权利要求1所述的磁记录介质，其中

Cr_X(Ni_YFe_100-Y)_100-X…(A)

(其中：X的范围为10≤X≤45，Y的范围为60≤Y≤90)。

4.根据权利要求1所述的磁记录介质，其中

所述第一层的厚度为5nm以上40nm以下。

5.根据权利要求1所述的磁记录介质，其中

所述第二层的厚度为10nm以上150nm以下。

6.根据权利要求1所述的磁记录介质，其中

所述柱状结构的倾斜角为60°以下。

7.根据权利要求1所述的磁记录介质，进一步包括

设置在所述基板和所述第一层之间的软磁性层。

8.根据权利要求7所述的磁记录介质，其中

所述软磁性层具有第一软磁性层、中间层和第二软磁性层。

9.根据权利要求1所述的磁记录介质，其中

10.根据权利要求1所述的磁记录介质，进一步包括

通式(1)：

[化学式1]

11.根据权利要求1所述的磁记录介质，进一步包括

通式(2)：

[化学式2]

通式(3)：

[化学式3]

12.根据权利要求11所述的磁记录介质，其中