CN110875063B - 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，依次具有基板、底层、及包含具有L10结构的合金的磁性层。磁性层从基板侧开始具有第一磁性层和第二磁性层。第一磁性层和第二磁性层分别具有粒状结构，晶界部处包含C、SiO2、及BN。第一磁性层和第二磁性层的晶界部的体积分数分别位于25体积％～45体积％的范围内。第一磁性层的C的体积分数位于5体积％～22体积％的范围内。第一磁性层和第二磁性层的SiO2相对于BN的体积比分别位于0.25～3.5的范围内。第二磁性层的SiO2的体积分数比第一磁性层的SiO2的体积分数大5体积％以上。第二磁性层的BN的体积分数比第一磁性层的BN的体积分数小2体积％以上。

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
近年，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)下降并进行记录的热辅助记录方式，是一种可实现2Tbit/inch2左右的较高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记录。为此，磁性层可使用磁晶各向异性常数(Ku)较高的材料、即高Ku材料，这样，不仅可维持热稳定性，而且还可对磁性颗粒的粒径进行微细化。作为高Ku材料，熟知有FePt合金(Ku～7×106J/m3)、CoPt合金(Ku～约5×106J/m3)等的具有L10结构的合金。
专利文献1的实施例15、18中，作为包含具有L10结构的合金的磁性膜，公开了27Fe－27Pt－6Ge－10BN－30C(at％)和27Fe－27Pt－6Ge－6SiO2－34C(at％)。
[现有技术文献]
[专利文献]
[专利文献1](日本)特开2016－194147号公报
发明内容
[要解决的技术问题]
这里，为了提高热辅助磁记录介质的面记录密度，需要提高热辅助磁记录介质的电磁转换特性。
然而，当形成包含具有L10结构的合金的磁性膜时，需要将基板加热至300～650℃。为此，如果晶界偏析材料的含量较小，则无法对磁性颗粒进行微细化，导致热辅助磁记录介质的算术平均粗糙度变大，热辅助磁记录介质的电磁转换特性变低。另一方面，如果晶界偏析材料的含量较大，则晶界偏析材料会扩散至磁性颗粒的内部，导致热辅助磁记录介质的顽磁力下降，热辅助磁记录介质的电磁转换特性变低。
此外，就包含具有L10结构的合金的磁性膜而言，当向热辅助磁记录介质进行记录时，表面需被进行局部加热。为此，如果包含具有L10结构的合金的磁性膜的散热性较低，则热辅助磁记录介质的电磁转换特性变低。
本发明的一个目的在于，提供一种电磁转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，提供一种热辅助磁记录介质，其依次具有基板、底层、及包含具有L10结构的合金的磁性层，其中，所述磁性层从所述基板侧开始具有第一磁性层和第二磁性层，所述第一磁性层和所述第二磁性层分别具有粒状结构，晶界部处包含C、SiO2、及BN，所述第一磁性层和所述第二磁性层的所述晶界部的体积分数分别位于25体积％～45体积％的范围内，所述第一磁性层的所述C的体积分数位于5体积％～22体积％的范围内，所述第一磁性层和所述第二磁性层的所述SiO2相对于所述BN的体积比位于0.25～3.5的范围内，所述第二磁性层的所述SiO2的体积分数比所述第一磁性层的所述SiO2的体积分数大5体积％以上，所述第二磁性层的所述BN的体积分数比所述第一磁性层的所述BN的体积分数小2体积％以上。
[有益效果]
根据本发明的一个形态，能够提供一种电磁转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个例子的剖面图。
[图2]本实施方式的磁存储装置的一个例子的斜视图。
[图3]图2的磁头的一个例子的示意图。
[符号说明]
1 基板
2 底层
3 磁性层
4 第1磁性层
5 第2磁性层
100 热辅助磁记录介质
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 激光二极管(LD)
205 激光
206 近场光生成元件
207 波导路
208 记录磁头
209 护罩
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，本发明并不限定于下述实施方式，只要不超出本发明的范围，还可对下述实施方式进行各种各样的变形和置换。
[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个例子。
热辅助磁记录介质100依次具有基板1、底层2、及包含具有L10结构的合金的磁性层3。磁性层3从基板1侧开始具有第一磁性层4和第二磁性层5。这里，第一磁性层4和第二磁性层5分别具有粒状结构，晶界部处包含C、SiO2、及BN。
第一磁性层4和第二磁性层5的晶界部的体积分数(volume fraction)分别位于25体积％～45体积％的范围内，优选位于33体积％～45体积％的范围内。如果第一磁性层4和第二磁性层5的晶界部的体积分数分别小于25体积％，则不能对磁性颗粒进行微细化，导致热辅助磁记录介质100的算术平均粗糙度变大，热辅助磁记录介质100的电磁转换特性变低。另一方面，如果第一磁性层4和第二磁性层5的晶界部的体积分数分别超过45体积％，则构成晶界部的物质会扩散至磁性颗粒的内部，导致热辅助磁记录介质100的顽磁力下降，热辅助磁记录介质100的电磁转换特性变低。
第一磁性层4的C的体积分数位于5体积％～22体积％的范围内，优选位于8体积％～15体积％的范围内。如果第一磁性层4的C的体积分数小于5体积％未满，则晶界偏析材料会扩散至磁性颗粒的内部，导致热辅助磁记录介质100的顽磁力下降，或者，无法对磁性颗粒进行微细化，导致热辅助磁记录介质100的算术平均粗糙度变大，热辅助磁记录介质100的电磁转换特性变低。另一方面，如果第一磁性层4的C的体积分数超过22体积％，则不能对磁性颗粒进行微细化，导致热辅助磁记录介质100的算术平均粗糙度变大，热辅助磁记录介质100的电磁转换特性变低。
第一磁性层4和第二磁性层5的SiO2相对于BN的体积比分别位于0.25～3.5的范围内，优选位于0.3～1的范围内。如果第一磁性层4和第二磁性层5的SiO2相对于BN的体积比分别小于0.25或超过3.5，则无法对磁性颗粒进行微细化，导致热辅助磁记录介质100的算术平均粗糙度变大，热辅助磁记录介质100的电磁转换特性变低。
第二磁性层5的SiO2的体积分数比第一磁性层4的SiO2的体积分数大5体积％以上，优选大8体积％以上。如果第二磁性层5的SiO2的体积分数不比第一磁性层4的SiO2的体积分数大5体积％以上，则磁性层3的散热性下降，热辅助磁记录介质100的电磁转换特性变低。其原因在于，SiO2的热传导率较低。
第二磁性层5的BN的体积分数比第一磁性层4的BN的体积分数小2体积％以上，优选小5体积％以上。如果第二磁性层5的BN的体积分数不比第一磁性层4的BN的体积分数小2体积％以上，则磁性层3的散热性下降，热辅助磁记录介质100的电磁转换特性变低。其原因在于，BN的热传导率较高。
第一磁性层4和第二磁性层5的厚度分别优选为2nm以上，较佳为3nm以上。如果第一磁性层4和第二磁性层5的厚度分别为2nm以上，则可提高热辅助磁记录介质100的再生输出。需要说明的是，对第一磁性层4和第二磁性层5的厚度的上限并无特别限定，但通常为20nm。
第二磁性层5的厚度优选小于第一磁性层4的厚度。据此，可提高磁性层3的散热性，还可提高热辅助磁记录介质100的电磁转换特性。
就磁性层3中所含的具有L10结构的合金而言，包含从由Rh、Ru、Ir、及Cu组成的群组中选出的一种以上的金属，优选以位于2mol％～10mol％的范围内的方式对该金属进行包含，较佳以位于2.5mol％～7.5mol％的范围内的方式对该金属进行包含。如果磁性层3中所含的具有L10结构的合金以位于2mol％以上且10mol％以下的范围内的方式包含从由Rh、Ru、Ir、及Cu组成的群组中选出的一种以上的金属，则可提高具有L10结构的合金的有序性，还可提高热辅助磁记录介质100的电磁转换特性。
作为基板1，可使用公知的基板。
这里，当制造热辅助磁记录介质100时，存在需要将基板1加热至500℃以上的温度的情况。为此，作为基板1，例如优选使用软化温度为500℃以上(较佳为600℃以上)的耐热玻璃基板。
作为构成底层2的材料，只要可使具有L10结构的磁性层3进行(001)取向即可，对其并无特别限定，但例如可列举出W、MgO等的进行了(100)取向的物质。
此外，底层2也可具有多层结构。此时，构成具有多层结构的底层的多个层之间的晶格错配(lattice misfit)优选为10％以下。
作为具有多层结构的底层，例如可列举出对W层和MgO层进行了积层(层叠)的底层。
此外，为了使底层2进行(100)取向，基板1和底层2之间还可形成Cr层、包含Cr且具有BCC结构的合金层、或具有B2结构的合金层。
这里，作为包含Cr且具有BCC结构的合金，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。
另外，作为具有B2结构的合金，例如可列举出Ru－Al合金、Ni－Al合金等。
作为磁性层3中所含的具有L10结构的合金，例如可列举出Fe－Pt系磁性合金、Co－Pt系磁性合金。
就热辅助磁记录介质100而言，磁性层3上优选形成有保护层。
作为保护层，例如可列举出硬质碳膜。
作为保护层的形成方法，对其并无特别限定，但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(Radio Frequency－ChemicalVapor Deposition)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(Ion Beam Deposition)法、不使用原料气体而是使用固体碳靶来进行成膜的FCVA(Filtered Cathodic VacuumArc)法等。
保护层的厚度优选为1nm～6nm。如果保护层的厚度为1nm以上，则磁头的浮起特性良好，如果为6nm以下，则磁间距(magnetic spacing)较小，可提高热辅助磁记录介质100的SNR(信噪比)。
另外，热辅助磁记录介质100的保护层上还可形成有润滑剂层。
作为湿润剂(润滑剂)，例如可列举出全氟聚醚(perfluoropolyether)系氟树脂。
热辅助磁记录介质100中，第一磁性层4和底层2之间还可设置其它磁性层。据此，可进一步改善第一磁性层4的L10结构。作为可在第一磁性层4和底层2之间设置的其它磁性层，可列举出包含具有L10结构的Fe－Pt系磁性合金、Co－Pt系磁性合金，另外，该层中，还可添加50体积％以下范围内的C、SiO2、BN。
[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、前端部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个例子。
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104。
图3示出了图2中的磁头102的一个例子。
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极管(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)
在玻璃基板上依次形成厚度为100nm的Cr－50at％Ti合金层(底层)和厚度为30nm的Co－27at％Fe－5at％Zr－5at％B合金层(软磁性底层)。接着，将玻璃基板加热至250℃后，依次形成厚度为10nm的Cr层(底层)和厚度为5nm的MgO层(底层)。接下来，将玻璃基板加热至450℃后，依次形成厚度为0.5nm的(Fe－55at％Pt)－35体积％C合金层(磁性层)、厚度为4.5nm的(Fe－49at％Pt)－6.8体积％C－20.8体积％SiO2－13.3体积％BN合金层(第一磁性层)、厚度为3nm的(Fe－49at％Pt)－1.0体积％C－30.0体积％SiO2－10.0体积％BN合金层(第二磁性层)、及厚度为3nm的碳(C)层(保护层)，由此制作了热辅助磁记录介质。
(实施例2～31和比较例1～26)
除了如表1、2所示对第一磁性层和第二磁性层的组成成分进行了变更之外，与实施例1同样地制作了热辅助磁记录介质。
(算术平均粗糙度Ra)
使用AFM对热辅助磁记录介质的Ra进行了测定。
(顽磁力Hc)
使用Kerr磁气测定装置(Neoark公司制)，对形成保护层之前的热辅助磁记录介质的Hc进行了测定。
(电磁转换特性SNR)
使用图3的磁头进行了线记录密度为1600kFCI(kilo Flux changes per Inch)的信号的记录，然后对热辅助磁记录介质的SNR进行了测定。
表1、2示出了Hc、Ra、及SNR的测定结果。需要说明的是，SiO2/BN表示SiO2相对于BN的体积比。
【表1】
Figure BDA0002144901100000111
【表2】
Figure BDA0002144901100000121
由表1、2可知，实施例1～31的热辅助磁记录介质的SNR较优。
然而，就比较例1、7的热辅助磁记录介质而言，由于第一磁性层的晶界部的体积分数为49.2～54.9体积％，所以Hc小于25kOe，SNR较差。
就比较例2、3的热辅助磁记录介质而言，第一磁性层的晶界部的体积分数为46.9～50.3体积％，并且第一磁性层的C的体积分数为2.8～3.7体积％，所以Hc小于25kOe，SNR较差。
就比较例4～6的热辅助磁记录介质而言，由于第一磁性层的C的体积分数为0～4.7体积％，所以Hc小于25kOe，SNR较差。
就比较例8的热辅助磁记录介质而言，第一磁性层的C的体积分数为24.3体积％，所以Ra为0.97nm，无法测定SNR。
就比较例9的热辅助磁记录介质而言，由于第一磁性层不含C，所以Ra大于0.5nm，SNR较差。
就比较例10的热辅助磁记录介质而言，第一磁性层的C的体积分数为29.4体积％，并且第一磁性层的SiO2相对于BN的体积比为0.1，所以Ra为1.01nm，不能对SNR进行测定。
就比较例11的热辅助磁记录介质而言，由于第一磁性层的SiO2相对于BN的体积比为0.2，所以Ra大于0.5nm，SNR较差。
就比较例12、13的热辅助磁记录介质而言，第一磁性层的SiO2相对于BN的体积比为0.2，并且第一磁性层不含C，所以Ra大于0.5nm，SNR较差。
就比较例14～23的热辅助磁记录介质而言，由于第一磁性层的SiO2相对于BN的体积比为4.0～21.0，所以Ra为1.00～1.39nm，无法测定SNR。
就比较例24、26的热辅助磁记录介质而言，第二磁性层的SiO2的体积分数为第一磁性层的SiO2的体积分数以下，并且第二磁性层的BN的体积分数为第一磁性层的BN的体积分数以上，所以散热性下降，SNR较差。
就比较例25的热辅助磁记录介质而言，由于第二磁性层的SiO2的体积分数为第一磁性层的SiO2的体积分数以下，所以散热性变低，SNR较差。
基于上述，可提供一种热辅助磁记录介质，其依次具有基板、底层、及包含具有L10结构的合金的磁性层，其中，所述磁性层从所述基板侧开始具有第一磁性层和第二磁性层，所述第一磁性层和所述第二磁性层分别具有粒状结构，晶界部处包含C、SiO2、及BN，所述第一磁性层和所述第二磁性层的所述晶界部的体积分数分别位于25体积％～45体积％的范围内，所述第一磁性层的所述C的体积分数位于5体积％～22体积％的范围内，所述第一磁性层和所述第二磁性层的所述SiO2相对于所述BN的体积比分别位于0.25～3.5的范围内，所述第二磁性层的所述SiO2的体积分数比所述第一磁性层的所述SiO2的体积分数大5体积％以上，所述第二磁性层的所述BN的体积分数比所述第一磁性层的所述BN的体积分数小2体积％以上。
所述第一磁性层和所述第二磁性层的厚度分别为2nm以上，所述第二磁性层的厚度小于所述第一磁性层的厚度。
所述具有L10结构的合金包含从由Rh、Ru、Ir、及Cu组成的群组中选出的一种以上的金属，该金属位于2mol％～10mol％的范围内。
另外，还可提供一种磁存储装置，其具有上述的热辅助磁记录介质。
以上尽管对本发明的实施方式等进行了说明，但上述内容并不是对本发明进行限定的内容。

Claims (4)

1.一种热辅助磁记录介质，依次具有基板、底层、及包含具有L10结构的合金的磁性层，其中，
所述磁性层从所述基板侧开始具有第一磁性层和第二磁性层，
所述第一磁性层和所述第二磁性层分别具有粒状结构，晶界部处包含C、SiO2、及BN，
所述第一磁性层和所述第二磁性层的所述晶界部的体积分数分别位于25体积％～45体积％的范围内，
所述第一磁性层的所述C的体积分数位于5体积％～22体积％的范围内，
所述第一磁性层和所述第二磁性层的所述SiO2相对于所述BN的体积比分别位于0.25～3.5的范围内，
所述第二磁性层的所述SiO2的体积分数比所述第一磁性层的所述SiO2的体积分数大5体积％以上，
所述第二磁性层的所述BN的体积分数比所述第一磁性层的所述BN的体积分数小2体积％以上。
2.如权利要求1所述的热辅助磁记录介质，其中，
所述第一磁性层和所述第二磁性层的厚度分别为2nm以上，
所述第二磁性层的厚度小于所述第一磁性层的厚度。
3.如权利要求1或2所述的热辅助磁记录介质，其中，
所述具有L10结构的合金包含从由Rh、Ru、Ir、及Cu组成的群组中选出的一种以上的金属，该金属位于所述具有L10结构的合金的2mol％～10mol％的范围内。
4.一种具有如权利要求1至3中的任一项所述的热辅助磁记录介质的磁存储装置。
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