CN110634509A - 热辅助磁记录介质和磁存储装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种热辅助磁记录介质，具有：基板、底层、及包含具有L10结构的合金的磁性层。其中，所述底层从所述基板侧开始依次包括：包含具有b c c结构的物质的b c c底层、与所述b c c底层接触的第一氧化物层、及与所述磁性层接触的第二氧化物层。所述第一氧化物层和所述第二氧化物层包含氧化镁。所述第二氧化物层还包含从由氧化钒、氮化钒、及碳化钒所组成的组中选出的一种以上的化合物。

Description

热辅助磁记录介质和磁存储装置
技术领域
本发明涉及热辅助磁记录介质和磁存储装置。
背景技术
将近场光等照射至磁记录介质以对其表面进行局部加热，从而使 磁记录介质的顽磁力(coercivity)降低并进行写入的热辅助记录方 式，是一种可实现1Tbit/inch2左右的面记录密度的记录方 式，作为下一代的记录方式受到了广泛的关注。采用热辅助记录方式 时，即使是室温下的顽磁力为数十kOe的磁记录介质，藉由磁头的 记录磁场，也可容易地对其进行写入。为此，磁性层可使用磁晶各向 异性常数Ku为106J/m3左右的高Ku材料，这样，不仅可维持 磁性层的热稳定性，而且还可将磁性颗粒的粒径微细化至6nm以下。 作为高Ku材料，熟知具有L10结构的FePt合金(Ku～7×1 06J/m3)、CoPt合金(Ku～5×106J/m3)等。
为了提高热辅助磁记录介质的面记录密度，需要提高磁性层的结 晶取向性(orientation)，对磁性颗粒进行微细化，并降低磁性颗粒 间的交换耦合，由此来提高热辅助磁记录介质的电磁变换特性。
在磁性层使用具有L10结构的FePt合金的情况下，为了提高 磁性层的结晶取向性，磁性层需要进行(001)取向。为此，底层 最好使用进行了(100)取向的MgO。这里，MgO的(100) 面可与具有L10结构的FePt合金的(001)面进行晶格匹配 (lattice matching)。
此外，还公开了这样一种技术，即：为了对磁性颗粒进行微细化， 并使磁性颗粒间的交换耦合降低，形成以MgO为主成分，且含有从 SiO2、TiO2、Cr2O3、Al2O3、Ta2O5、ZrO2、Y2 O3、CeO2、MnO、TiO、及ZnO中选出的至少一种氧化物 的底层(例如，参照专利文献1)。
[现有技术文献]
[专利文献]
[专利文献1](日本)特开2011－165232号公报
发明内容
[要解决的技术问题]
然而，还希望进一步提高热辅助磁记录介质的面记录密度，即， 进一步提高热辅助磁记录介质的电磁变换特性。
本发明的一个侧面的目的在于，提供一种电磁变换特性较优的热 辅助磁记录介质。
[技术方案]
为了实现上述目的，根据本发明的一个侧面，提供一种热辅助磁 记录介质，其具备基板、底层、及包含具有L10结构的合金的磁性层。 其中，所述底层是从所述基板侧开始依次对包含具有bcc结构的物 质的bcc底层、与所述bcc底层接触的第一氧化物层、及与所述 磁性层接触的第二氧化物层进行了层叠的层。所述第一氧化物层和所 述第二氧化物层包含氧化镁。所述第二氧化物层还包含从由氧化钒、 氮化钒、及碳化钒所组成的组中选出的一种以上的化合物。
[有益效果]
根据本发明的一个侧面，可提供一种电磁变换特性较优的热辅助 磁记录介质。
附图说明
[图1]本实施方式的热辅助磁记录介质的层结构的一例的截面示 意图。
[图2]本实施方式的磁存储装置的一例的斜视图。
[图3]图2的磁头的一例的示意图。
[符号说明]
1 基板
2 底层
21 bcc底层
22 第一氧化物层
23 第二氧化物层
3 磁性层
100 磁记录介质
101 磁记录介质驱动部
102 磁头
103 磁头驱动部
104 记录和再生信号处理系统
201 主磁极
202 辅助磁极
203 线圈
204 激光二级管(LD)
205 激光
206 近场(near field)光生成元件
207 波导路
208 记录磁头
209 护罩(shield)
210 再生元件
211 再生磁头
具体实施方式
以下参照附图对用于实施本发明的方式进行说明。需要说明的是， 就下述说明中所使用的附图而言，为了容易地对特征进行理解，也存 在对作为特征的部分进行扩大表示的情况，所以各构成要素的尺寸比 例等并不一定完全相同。
[热辅助磁记录介质]
图1示出了本实施方式的热辅助磁记录介质的层结构的一例。
热辅助磁记录介质100具备基板1、底层2、及包含具有L10结构的合金的磁性层3。这里，就底层2而言，其为从基板1的一侧 开始依次对包含具有bcc结构的物质的bcc底层21、与bcc 底层21接触的第一氧化物层22、及与磁性层3接触的第二氧化物 层23进行了层叠(积层)的层。此外，第一氧化物层22和第二氧 化物层23包含氧化镁(MgO)，第二氧化物层23还包含从由氧化 钒(V2O3)、氮化钒(VN)、及碳化钒(VC)所组成的组中选出 的一种以上的化合物(以下称钒化合物)。
热辅助磁记录介质100通过具有如上所述的结构，可提高包含 具有L10结构的合金的磁性层3的(001)取向性。此外，热辅助 磁记录介质100的磁性层3中所含的磁性颗粒还可被进行微细化， 由此可降低磁性颗粒间的交换耦合。据此可提高热辅助磁记录介质1 00的电磁变换特性。
这里，包含具有bcc结构的物质的bcc底层21进行了(1 00)取向，所以可使包含具有NaCl型结构的氧化镁的第一氧化 物层22进行(100)取向。此外，第一氧化物层22进行了(1 00)取向，所以可使包含具有NaCl型结构的氧化镁的第二氧化 物层23也进行(100)取向。其结果为，就第二氧化物层23的 (100)面而言，可与包含具有L10结构的合金的磁性层3的(0 01)面进行晶格匹配，由此可提高磁性层3的(001)取向性。
另一方面，第二氧化物层23中所含的钒化合物可对第二氧化物 层23中所含的氧化镁颗粒进行微细化。另外，还可促进在一个氧化 镁晶粒之上进行用于构成磁性层3的一个磁性晶粒的成长的“One byone成长”。据此，不仅可对磁性层3中所含的磁性颗粒进行 微细化，而且还可促进磁性颗粒间的分离，从而可降低磁性颗粒间的 交换耦合。
需要说明的是，如果取代钒化合物而使用金属状态存在的钒，则 当与磁性颗粒接触时，金属状态存在的钒的至少一部分会扩散至磁性 颗粒内，从而引起磁性颗粒的磁性下降。
第一氧化物层22中的氧化镁的含量优选为85mol％以上， 较佳为90mol％以上。如果第一氧化物层22中的氧化镁的含量 为90mol％以上，则可提高第一氧化物层22的(100)取向 性。
第二氧化物层23中的氧化镁的含量优选为50mol％以上， 较佳为70mol％以上。如果第二氧化物层23中的氧化镁的含量 为60mol％以上，则可提高第二氧化物层23的(100)取向 性。
第二氧化物层23中的钒化合物的总含量优选位于2mol％～ 40mol％的范围内，较佳位于2.5mol％～15mol％的 范围内。如果第二氧化物层23中的钒化合物的总含量为2mol％ 以上，则可进一步对第二氧化物层23中所含的氧化镁颗粒进行微细 化，如果为40mol％以下，则可进一步提高第二氧化物层23的(100)取向性。
第二氧化物层23的厚度优选位于0.2nm～2nm的范围内， 较佳位于0.5nm～1.2nm的范围内。如果第二氧化物层23 的厚度为0.2nm以上，则可进一步对第二氧化物层23中所含的 氧化镁颗粒进行微细化，如果为2nm以下，则可进一步提高对热辅 助磁记录介质100进行写入时的散热性。
第一氧化物层22优选包括从由氧化钨(WO3)、氧化铌(Nb2 O5)、氧化钼(MoO3)、氧化钽(Ta2O5)、氮化钨(WN)、氮 化铌(NbN)、氮化钼(MoN)、氮化钽(TaN)、碳化钨(WC)、 碳化钼(MoC)、碳化铌(NbC)、及碳化钽(TaC)所组成的 组中选出的一种以上的化合物。据此可提高第一氧化物层22的与b cc底层21的密着性(密接性)，并可使bcc底层21中所含的具 有bcc结构的物质上的第一氧化物层22中所含的氧化镁的异质磊 晶(heteroepitaxial)成长容易进行。
第一氧化物层22中的上述化合物的总含量优选位于1mol％ ～10mol％的范围内，较佳位于2mol％～5mol％的范围 内。如果第一氧化物层22中的上述化合物的总含量为1mol％以 上，则可进一步提高第一氧化物层22的与bcc底层21的密着性， 如果为10mol％以下，则可进一步提高第一氧化物层22的(1 00)取向性。
bcc底层21中所含的具有bcc结构的物质优选为Cr或C r合金。
作为Cr合金，例如可列举出Cr－Mn合金、Cr－Mo合金、 Cr－W合金、Cr－V合金、Cr－Ti合金、Cr－Ru合金等。
bcc底层21中的具有bcc结构的物质的含量优选为75m ol％以上，较佳为90mol％。如果bcc底层21中的具有b cc结构的物质的含量为90mol％以上，则可提高bcc底层2 1的(100)取向性。
磁性层3中所含的具有L10结构的合金优选为FePt磁性合 金或CoPt磁性合金。
磁性层3优选包含磁性颗粒的晶界(grain boundary)偏析 (segregation)材料。据此，磁性层3可成为具有L10结构的磁性 颗粒被晶界偏析材料进行了分断(divide)的粒状(granular)结构。
作为磁性颗粒的晶界偏析材料，可列举出二氧化硅(SiO2)、 二氧化钛(TiO2)、氧化铬(Cr2O3)、氧化铝(Al2O3)、氧 化钽(Ta2O5)、氧化锆(ZrO2)、氧化钇(Y2O3)、氧化铈(C eO2)、氧化锰(MnO)、一氧化钛(TiO)、氧化锌(ZnO) 等的氧化物、碳(C)、碳化钒(VC)等的碳化物、氮化钒(VN)、 氮化硼(BN)、氮化钛(TiN)等的氮化物等，也可同时使用其中 的二种以上。
就磁性层3而言，在与第二氧化物层23的界面处的磁性颗粒的 晶界部分优选包含氮元素、氧元素、或碳元素。据此，磁性层3和第 二氧化物层23的界面处的晶界之间的亲和性较佳，可使第二氧化物 层23中所含的氧化镁颗粒上的磁性层3中所含的磁性颗粒的异质磊 晶成长容易进行，其结果为，可促进“Onebyone成长”。
热辅助磁记录介质100优选在磁性层3上形成保护层。
作为保护层的形成方法，对其并无特别限定，例如可列举出藉由 高频等离子体使由碳化氢组成的原料气体分解从而进行成膜的RF－ CVD(RadioFrequency－ChemicalVaporDeposition)法、藉由从灯丝(filament)释放出 的电子使原料气体离子化(ionization)从而进行成膜的IBD(I onBeamDeposition)法、不使用原料气体而是使 用固体碳靶来进行成膜的FCVA(FilteredCathod icVacuumArc)法等
保护层的厚度优选为1nm以上且6nm以下。如果保护层的厚 度为1nm以上，则磁头的浮上(浮起)特性较佳，如果为6nm以 下，则磁间距(magnetic spacing)较小，从而可提高热辅助磁记录 介质100的SNR。
热辅助磁记录介质100的保护层上还可形成包含全氟聚醚(perfluoropolyether)系润滑剂的润滑剂层。
[磁存储装置]
本实施方式的磁存储装置只要具有本实施方式的热辅助磁记录介 质即可，对其并无特别限定。
本实施方式的磁存储装置例如具有用于使热辅助磁记录介质旋转 的磁记录介质驱动部、前端设置有近场光生成元件的磁头、用于使磁 头移动的磁头驱动部、及记录和再生信号处理系统。
此外，磁头例如具有用于对热辅助磁记录介质进行加热的激光生 成部、及用于将由激光生成部生成的激光导引至近场光生成元件的波 导路。
图2示出了本实施方式的磁存储装置的一例。
图2的磁存储装置具有热辅助磁记录介质100、用于使热辅助 磁记录介质100旋转的磁记录介质驱动部101、磁头102、用 于使磁头移动的磁头驱动部103、及记录和再生信号处理系统10 4。
图3示出了磁头102的一例。
磁头102具有记录磁头208和再生磁头211。
记录磁头208具有主磁极201、辅助磁极202、用于生成 磁场的线圈203、作为激光生成部的激光二级管(LD)204、 及用于将由LD204生成的激光205传播至近场光生成元件206的波导路207。
再生磁头211具有由护罩209夹着的再生元件210。
[实施例]
以下对本发明的实施例进行说明。需要说明的是，本发明并不限 定于下述实施例，在不改变其主旨的范围内，还可对其进行适当的变 更等。
(实施例1～30和比较例1～3)
在耐热玻璃基板上依次形成厚度为50nm的Cr－50at％ Ti(Cr的含量为50at％，Ti的含量为50at％)合金层 (底层)和厚度为25nm的Co－20at％Ta－5at％B合 金层(软磁性底层)，接着，加热至250℃后，再形成厚度为10n m的Cr层(bcc底层)。之后，依次形成第一氧化物层和第二氧化 物层，接着，加热至520℃后，再形成厚度为6nm的磁性层和厚 度为3nm的碳层(保护层)。这里需要说明的是，在比较例2中没有 形成第一氧化物层，在比较例3中没有形成第二氧化物层。最后，在 保护层上涂敷全氟聚醚系润滑剂以形成润滑剂层，由此获得了热辅助 磁记录介质。
这里，就构成第一氧化物层、第二氧化物层的材料、厚度、构成 磁性层的材料而言，都示于表1。
例如，MgO－3mol％V2O3的意思为：MgO的含量为9 7mol％，V2O3的含量为3mol％。
(电磁变换特性)
在图2的磁存储装置上安放了热辅助磁记录介质后，使用图3的磁 头对热辅助磁记录介质进行加热，并进行线记录密度为1600kF CI(kilo Flux changesper Inch)的信号的记录，由此对SN比(SNR)进行了测定。此外，进行了80 0kFCI的信号的写入后，再进行107kFCI的信号的覆盖 (overwrite)，并对800kFCI的信号的残留成分进行了评价， 由此进行了覆盖特性(OW)的测定。
表1示出了热辅助磁记录介质的电磁变换特性的测定结果。
[表1]
Figure BDA0002091702480000111
从表1可知，实施例1～30的热辅助磁记录介质的电磁变换特 性较高。
然而，就比较例1、4的热辅助磁记录介质而言，由于第二氧化 物层不含有钒化合物，所以电磁变换特性较低。
就比较例2的热辅助磁记录介质而言，由于没有形成第一氧化物 层，所以电磁变换特性较低。
另外，就比较例3的热辅助磁记录介质而言，由于没有形成第二 氧化物层，所以电磁变换特性也较低。
基于上述，可提供一种热辅助磁记录介质，具有：
基板、底层、及包含具有L10结构的合金的磁性层，
其中，所述底层为从所述基板侧开始依次对包含具有bcc结构 的物质的bcc底层、与所述bcc底层接触的第一氧化物层、及与 所述磁性层接触的第二氧化物层进行了层叠的层，
所述第一氧化物层和所述第二氧化物层包含氧化镁，
所述第二氧化物层还包含从由氧化钒、氮化钒、及碳化钒所组成 的组中选出的一种以上的化合物。
所述热辅助磁记录介质中，所述第二氧化物层中的氧化钒、氮化 钒、及碳化钒的总含量位于2mol％～40mol％的范围内。
所述热辅助磁记录介质中，所述第二氧化物层的厚度位于0.2 nm～2nm的范围内。
所述热辅助磁记录介质中，所述第一氧化物层包含从由氧化钨、 氧化铌、氧化钼、氧化钽、氮化钨、氮化铌、氮化钼、氮化钽、碳化 钨、碳化钼、碳化铌、及碳化钽所组成的组中选出的一种以上的化合 物，该化合物的总含量位于1mol％～10mol％的范围内。
所述热辅助磁记录介质中，就所述磁性层而言，其与所述第二氧 化物层之间的界面处的磁性颗粒的晶界部分包含氮元素、氧元素、或 碳元素。
另外，还可提供一种磁存储装置，其包括所述热辅助磁记录介质。
以上对本发明的实施方式进行了说明，但是上述内容并不是对本 发明的内容进行限定的内容。

Claims (6)

1.一种热辅助磁记录介质，具有：
基板、底层、及包含具有L10结构的合金的磁性层，
其中，所述底层从所述基板侧开始依次包括：包含具有bcc结构的物质的bcc底层、与所述bcc底层接触的第一氧化物层、及与所述磁性层接触的第二氧化物层，
所述第一氧化物层和所述第二氧化物层包含氧化镁，
所述第二氧化物层还包含从由氧化钒、氮化钒、及碳化钒所组成的组中选出的一种以上的化合物。
2.如权利要求1所述的热辅助磁记录介质，其中，
所述第二氧化物层中的氧化钒、氮化钒、及碳化钒的总含量位于2mol％～40mol％的范围内。
3.如权利要求1或2所述的热辅助磁记录介质，其中，
所述第二氧化物层的厚度位于0.2nm～2nm的范围内。
4.如权利要求1或2所述的热辅助磁记录介质，其中，
所述第一氧化物层包含从由氧化钨、氧化铌、氧化钼、氧化钽、氮化钨、氮化铌、氮化钼、氮化钽、碳化钨、碳化钼、碳化铌、及碳化钽所组成的组中选出的一种以上的化合物，该化合物的总含量位于1mol％～10mol％的范围内。
5.如权利要求1或2所述的热辅助磁记录介质，其中，
所述磁性层的与所述第二氧化物层之间的界面处的磁性颗粒的晶界部分包含氮元素、氧元素、或碳元素。
6.一种磁存储装置，具有如权利要求1至5中的任一项所述的热辅助磁记录介质。
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