CN116259336A - 磁记录介质及磁存储装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种顽磁力高，磁性层所包含的磁性粒子的粒径小，各向异性高的磁记录介质及磁存储装置。磁记录介质100依次具有基板1、基底层2以及磁性层3。磁性层3具有粒状结构，所述粒状结构包含具有L10结构的磁性粒子，以及晶界部，晶界部的含量在25体积％～50体积％的范围内。晶界部包含硫属元素化物系层状物质。

Description

磁记录介质及磁存储装置
本申请是申请日为2021年5月19日，申请号为202110544113.8的标题为“磁记录介质及磁存储装置”的中国专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及磁记录介质以及磁存储装置。
背景技术
近年来，通过对于磁记录介质，照射近场光或微波以局部地加热，从而使顽磁力降低并进行记录的热辅助记录方式或微波辅助记录方式作为能够实现2Tbit/英寸2左右的高面记录密度的下一代记录方式而受到关注。如果使用这样的辅助记录方式的磁头，则能够容易记录于室温下的顽磁力为数十kOe的磁记录介质。因此，作为磁性层所包含的磁性粒子，能够使用结晶磁各向异性常数(Ku)高的磁性粒子，其结果是能够在维持热稳定性的状态下，将磁性粒子进行微细化。
作为结晶磁各向异性常数(Ku)高的磁性粒子，已知Fe-Pt合金粒子(Ku～7×106J/m3)、Co-Pt合金粒子(Ku～5×106J/m3)等具有L10结构的磁性粒子。
另一方面，作为构成具有粒状结构的磁性层所包含的晶界部的材料，已知各种非磁性材料(例如，参照专利文献1～3、非专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2016-26368号公报
专利文献2：日本特开2017-182861号公报
专利文献3：日本特开2015-130223号公报
非专利文献
非专利文献1：APPLIED PHYSICS LETTERS 104，192404(2014)
发明内容
发明所要解决的课题
然而，期望进一步提高磁记录介质的面记录密度。
为了进一步提高磁记录介质的面记录密度，考虑使磁性层所包含的磁性粒子的粒径进一步变小，使磁性层所包含的磁性粒子的各向异性进一步提高，使磁记录介质的顽磁力进一步提高。
本发明的一方式的目的在于，提供一种顽磁力高，磁性层所包含的磁性粒子的粒径小，各向异性高的磁记录介质。
用于解决课题的方法
(1)一种磁记录介质，其依次具有基板、基底层以及磁性层，上述磁性层具有粒状结构，所述粒状结构包含具有L10结构的磁性粒子，以及晶界部，上述晶界部的含量在25体积％～50体积％的范围内，上述晶界部包含硫属元素化物系层状物质。
(2)根据(1)所述的磁记录介质，上述硫属元素化物系层状物质为TiS2、ZrS2、HfS2、VS2、NbS2、TaS2、MoS2、WS2、GaS、GeS或SnS2。
(3)根据(1)或(2)所述的磁记录介质，上述基底层与上述磁性层之间进一步具有包含硼的磁性层。
(4)一种磁存储装置，其具有(1)～(3)中任一项所述的磁记录介质。
发明的效果
根据本发明的一方式，能够提供顽磁力高，磁性层所包含的磁性粒子的粒径小，各向异性高的磁记录介质。
附图说明
图1为示出本实施方式的磁记录介质的层构成的一例的截面图。
图2为示出本实施方式的磁存储装置的一例的立体图。
图3为示出图2的磁头的示意图。
具体实施方式
以下，对于本具体实施方式，参照附图进行说明。另外，以下说明中所使用的附图为了易于理解特征，有时为了方便，将作为特征的部分放大来表示，并不限定于各构成要素的尺寸比率等相同。
[磁记录介质]
图1示出本实施方式的磁记录介质的层构成的一例。
磁记录介质100依次具有基板1、基底层2以及磁性层3。
这里，磁性层3具有粒状结构，所述粒状结构包含具有L10结构的磁性粒子，以及晶界部，晶界部包含硫属元素化物系层状物质。
所谓硫属元素化物系层状物质，为具有通过与第16族元素(氧族元素)的强的结合(例如，共价键、离子键)而形成的单元层介由弱的结合(例如，范德华力)，进行了层叠的层状结构的物质。
作为硫属元素化物系层状物质，可举出例如，TiS2、ZrS2、HfS2、VS2、NbS2、TaS2、MoS2、WS2、TiSe2、ZrSe2、HfSe2、VSe2、NbSe2、TaSe2、MoSe2、WSe2、TiTe2、ZrTe2、HfTe2、VTe2、NbTe2、TaTe2、MoTe2、WTe2、GaS、GaSe、GaTe、InSe、GeS、SnS2、SnSe2、PbO、Bi2Se3、Bi2Te3等。这些之中，由于阴离子的原子量小，流动性(mobility)比较高，因此优选为TiS2、ZrS2、HfS2、VS2、NbS2、TaS2、MoS2、WS2、GaS、GeS、SnS2。
硫属元素化物系层状物质为(001)面平行地重叠而成的六方晶系，由于易于取得层状结构，因此在使磁性层3生长时，能够在粒径小的磁性粒子之间，形成晶界部。此外，硫属元素化物系层状物质与具有L10结构的磁性粒子的反应性低，因此没有损害磁性粒子的规则化。而且，通过使磁性层3中的晶界部的含量在25体积％～50体积％的范围内，从而在使磁性层3生长时，能够减小磁性粒子的粒径，并且提高生长面中的磁性粒子的面积分率，其结果是能够提高磁性粒子的各向异性，并且提高磁记录介质100的顽磁力。
作为具有L10结构的磁性粒子，可举出例如，Fe-Pt合金粒子、Co-Pt合金粒子等。
磁性层3中的晶界部的含量在25体积％～50体积％的范围内，优选在35体积％～45体积％的范围内。在磁性层3中的晶界部的含量小于25体积％的情况下，或者超过50体积％的情况下，磁记录介质100的顽磁力和磁性层3所包含的磁性粒子的各向异性降低。
磁性层3所包含的磁性粒子优选相对于基板1，使其c轴取向，即，使其(001)面取向。
作为使磁性层3所包含的磁性粒子相对于基板1，c轴取向的方法，可举出例如，使用基底层2，使磁性层3在c轴向上外延生长的方法等。
这里，晶界部可以进一步包含碳化物、氮化物、氧化物、硼化物等硫属元素化物系层状物质以外的成分。
作为硫属元素化物系层状物质以外的成分，可举出例如，BN、B4C、C、MoO3、GeO2等。
磁记录介质100可以进一步具有磁性层3以外的磁性层。特别优选磁记录介质100在基底层2与磁性层3之间，进一步具有包含硼的磁性层。由此，如果减小包含硼的磁性层所包含的磁性粒子的粒径，则能够减小磁性层3所包含的具有L10结构的磁性粒子的粒径。
作为构成基底层2的材料，只要能够使磁性层3所包含的具有L10结构的磁性粒子进行(001)面取向，就没有特别限定。
另外，基底层2可以具有多层结构。
基底层2优选包含NaCl型化合物。
作为NaCl型化合物，可举出例如，MgO、TiO、NiO、TiN、TaN、HfN、NbN、ZrC、HfC、TaC、NbC、TiC等，可以并用二种以上。
在制造磁记录介质100时，有时将基板1加热至500℃以上的温度，因此作为基板1，例如，优选使用软化温度为500℃以上，优选为600℃以上的耐热玻璃基板。
磁记录介质100优选在磁性层3上，进一步具有保护层。
作为保护层，可举出例如，硬质碳膜等。
作为保护层的形成方法，可举出例如，将碳氢化合物气体(原料气体)利用高频等离子体进行分解并成膜的RF-CVD(Radio Frequency-Chemical Vapor Deposition)法、利用从丝状阴极(filament)放出的电子将原料气体离子化并成膜的IBD(Ion BeamDeposition)法、不使用原料气体，使用固体碳靶标并成膜的FCVA(Filtered CathodicVacuum Arc)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，则磁头的上浮特性变得良好，如果为6nm以下，则磁间隙变小，磁记录介质100的SNR提高。
磁记录介质100可以在保护层上，进一步具有润滑剂层。
作为湿润剂，可举出例如，全氟聚醚等氟树脂。
[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磁记录介质，就没有特别限定。
本实施方式的磁存储装置例如，具有：驱动磁记录介质，使其旋转的磁记录介质驱动部、前端部设置有近场光产生元件的热辅助记录方式的磁头、驱动磁头，使其移动的磁头驱动部以及记录再生信号处理系统。
热辅助记录方式的磁头例如，具有：产生激光，将磁记录介质进行加热的激光产生部、以及将从激光产生部产生的激光传导直至近场光产生元件的波导。
图2示出本实施方式的磁存储装置的一例。
图2的磁存储装置具有磁记录介质100、磁记录介质驱动部101、热辅助记录方式的磁头102、磁头驱动部103以及记录再生信号处理系统104。
图3示出磁头102。
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、产生磁场的线圈203、产生激光的激光二极管(LD)204、以及将由LD204产生的激光205传导直至近场光产生元件206的波导207。
再生磁头211具有被屏蔽件209夹持的再生元件210。
另外，可以代替热辅助记录方式的磁头，而使用微波辅助记录方式的磁头。
实施例
以下，说明本发明的实施例。另外，本发明并不限定于以下实施例，在不变更其主旨的范围内，能够适当变更。
(实施例1)
在玻璃基板上，作为基底层，依次形成厚度100nm的Cr-50at％Ti合金层和厚度30nm的Co-27at％Fe-5at％Zr-5at％B合金层。接下来，将玻璃基板加热直至250℃之后，依次形成厚度10nm的Cr层和厚度5nm的MgO层。接下来，将玻璃基板加热直至450℃之后，依次形成厚度2nm的(Fe-48at％Pt―5at％B)-40体积％C合金层(第1磁性层)和厚度13nm的(Fe-49at％Pt)-40体积％MoS2合金层(第2磁性层)。接下来，作为保护层，形成厚度3nm的碳膜，制作出磁记录介质。
(实施例2～16、比较例1、2)
将构成第2磁性层的材料如表1所示那样进行了变更，除此以外，与实施例1同样地制作出磁记录介质。
接下来，评价磁记录介质的顽磁力、第2磁性层所包含的磁性粒子的粒径、高度。
(顽磁力)
使用Kerr磁测定装置(Neoark公司制)，测定磁记录介质的顽磁力。
(第2磁性层所包含的磁性粒子的粒径、高度)
使用透射型电子显微镜(Hitachi High-Tech公司制)，求出第2磁性层所包含的磁性粒子的粒径和高度。这里，所谓磁性粒子的高度，设为在构成第1磁性层的磁性粒子上，外延生长的第2磁性层的磁性粒子不能外延生长，直至二次粒子开始产生的高度，设为包含第1磁性层的磁性粒子的高度。
表1表示磁记录介质的顽磁力、第2磁性层所包含的磁性粒子的粒径、高度的评价结果。
[表1]
Figure BDA0004135163960000061
由表1可知，实施例1～16的磁记录介质的顽磁力高，第2磁性层所包含的磁性粒子的粒径小，各向异性高。
与此相对，比较例1、2的磁记录介质由于第2磁性层的晶界部不含硫属元素化物系层状物质，因此顽磁力低，第2磁性层所包含的磁性粒子的粒径大，各向异性低。
符号的说明
1基板
2基底层
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近场光产生元件
207波导
208记录磁头
209屏蔽件
210再生元件
211再生磁头。

Claims (4)

1.一种磁记录介质，其依次具有基板、基底层以及磁性层，
所述磁性层具有粒状结构，所述粒状结构包含具有L10结构的磁性粒子，以及晶界部，所述晶界部的含量在25体积％～50体积％的范围内，
所述晶界部包含硫属元素化物系层状物质。
2.根据权利要求1所述的磁记录介质，所述硫属元素化物系层状物质为TiS2、ZrS2、HfS2、VS2、NbS2、TaS2、MoS2、WS2、GaS、GeS或SnS2。
3.根据权利要求1或2所述的磁记录介质，所述基底层与所述磁性层之间进一步具有包含硼的磁性层。
4.一种磁存储装置，其具有权利要求1～3中任一项所述的磁记录介质。
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