CN1267054A - 磁记录装置和磁记录方法 - Google Patents

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Abstract

一种磁记录装置,具有磁记录介质(10),该磁记录介质(10)具有在衬底(11)上形成的记录层(13);加热单元(40);和磁记录单元(30)。磁记录介质(10)、加热单元(40)和磁记录单元(30)构成为满足下面的关系:T/RKu(T)< 11200/(ln(t)+20.72)。其中,Ku(T)是记录层(13)在温度为T时的磁各向异性能量密度,并且Ku(Ta)是记录层在环境温度下的磁各向异性能密度,RKu(T)表示比值Ku(T)/Ku(Ta),t表示在磁场施加完成后所经过的时间。

Description

磁记录装置和磁记录方法
本发明涉及一种磁记录和重放信息的磁记录装置，以及一种磁记录方法。
近年来随着计算机处理速度的提高，需要一种用来记录和重放信息的磁记录装置(如硬磁盘驱动器(HDD))以不断提高记录速度和密度。然而，在提高记录密度时存在物理限制。
为了使用磁记录装置执行高密度记录，需要制造记录在记录层中的小磁畴。为了识别小的记录磁畴，则要求磁畴边缘光滑。为了满足上述要求，则需要减小组成记录层的磁微粒大小。还需要减小用于高密度记录的记录层厚度，这也使得磁微粒减小。然而，在减小磁微粒的时候，磁微粒的磁各向异性能量(即磁各向异性能量密度Ku与磁微粒体积的乘积)可能将小于热起伏能量。如果磁微粒的磁各向异性能量小于热起伏能量，那么所记录磁畴的磁化会再一次反转，因而使其不能再保留记录的信息。这种现象称作热起伏限制或超磁(superparamagnetic)限制。为防止热起伏引起的磁化反转，可提高磁微粒的Ku。然而，当磁微粒的Ku变得更大时，磁微粒的矫顽力与Ku成比例增加。因而，不可能使用普通记录头产生的磁场来反转磁化。
本发明目的在于提供一种磁记录装置和一种磁记录方法，它们可以超过热起伏限制执行这种高密度记录。
根据本发明提供了一种磁记录装置，它包括磁记录介质，该磁记录介质具有在衬底上形成的记录层该记录层由磁微粒和磁微粒间形成的非磁性材料组成；还包括加热记录层的加热单元以及把磁场施加到记录层上的磁记录单元，其中该磁记录介质、该加热单元和该磁记录单元构成为满足下面的关系：
T/RKu(T)＜11200/(ln(t)+20.72)
其中，定义Ku(T)为记录层在温度为T时的磁各向异性能量密度，并且Ku(Ta)是记录层在环境温度下的磁各向异性能量密度，RKu(T)表示比值Ku(T)/Ku(Ta)，而t表示在完成磁场施加后所经过的时间。
在本发明的磁记录装置中，记录层在环境温度下最好具有4kOe或更大的矫顽力。
根据本发明提供了一种用于磁记录介质的磁记录法，该磁记录介质包括在衬底上形成并且由磁微粒和在磁微粒间形成的非磁性材料组成的记录层，该方法包括下列步骤：加热记录层；以及把磁场施加到记录层，由此执行记录，其中这些步骤满足下面的关系：
T/RKu(T)＜11200/(ln(t)+20.72)
其中，定义Ku(T)是记录层在温度为T时的磁各向异性能量密度，并且Ku(Ta)是记录层在环境温度下的磁各向异性能量密度，RKu(T)表示比值Ku(T)/Ku(Ta)，而t表示在完成磁场施加后所经过的时间。
在本发明中可使用的一种方法是，其记录层在加热步骤被加热，使得在最高温度Tmax下的TKu(Tmax)变成0.01或更小，并且在记录步骤中，记录操作在记录层达到最高温度后的1ns到50ns之内完成。
在本发明中可使用的另一种方法是，其记录层在加热步骤被加热，使得在记录层达到最高温度之前RKu(T)变为0，并且在记录步骤中，记录操作在记录层达到最高温度后的20ns到100ns之内完成。
本发明的其它目的和优点将在下面的描述中提出，并且通过该描述部分地显现出来，或者可通过本发明的实施来认识到。本发明的目的和优点可通过随后特别指出的装置和组合来实现和获得。
构成说明书一部分的附图表示本发明所提出的最佳实施例，并且与上面的一般描述以及下面的对最佳实施例的详细描述一起，用来解释本发明的原理。
图1所示为根据本发明的磁记录装置的实施例示意图；
图2示出了Ku、RKu、T/Ku和T/RKu及温度T之间的关系曲线图；
图3示出了根据本发明的磁记录介质中，记录后所经过的时间t的对数ln(t)与温度T的倒数1/T之间的关系曲线图；
图4示出了根据本发明的磁记录介质中的RKu/T和ln(t)之间的关系曲线图；
图5示出了根据本发明的磁记录介质中的T/RKu和记录后所经过的时间t之间的关系曲线图；
图6示出了根据本发明的磁记录介质中的RKu/T和ln(t)之间的关系曲线图；以及
图7示出了根据本发明的磁记录介质中的T/RKu和记录后所经过的时间t之间的关系曲线图。
根据本发明的磁记录装置，包括磁记录介质、加热单元和磁记录单元。在本发明的装置中，通过用加热单元加热磁记录介质的记录层，随后通过用磁记录单元把磁场施加到记录层，来执行记录。这种方法称作热辅助记录。当磁层温度升高时，其矫顽力降低，因此磁层的磁化可通过施加磁场来反转，这样就能够进行磁记录。本发明的磁记录装置甚至可以对在环境温度下具有4k0e或更大矫顽力的磁性材料执行磁记录。
本发明的磁记录介质具有这样一种结构，其中由磁微粒和磁微粒间所形成的非磁性材料组成的记录层在衬底上形成。底基层(underlayer)可置于衬底和记录层之间。而且保护层可在记录层上形成。
村底用于支撑记录层，可由金属、玻璃、陶瓷等形成。
记录层是由磁微粒和在磁微粒间所形成的非磁性材料组成的所谓的颗粒层。具有这种结构的记录层可如下所述而形成。例如，当磁性材料通过溅射置于衬底上时，正如形成普通硬盘的记录层一样，生长柱状磁晶体，并同时使用非磁性元素在磁晶体周围隔离，从而在磁微粒间形成非磁性材料(晶界)。
也可以，将非晶磁性材料的连续膜置于衬底上，接着通过处理该连续膜以形成柱状磁微粒。把非磁性材料置于衬底的整个表面上，并且抛光，这个表面，可形成在磁微粒间形成非磁性材料的结构。而且，仅在衬底的整个表面上涂上润滑剂就可形成在磁微粒间形成非磁性材料的结构。
作为用于形成记录层的物质，呈现高饱和磁化Is和高磁各向异性的磁性材料是适宜的。可采用从包括Co、Pt、Sm、Fe、Ni、Cr、Mn、Bi、Al和这些金属的合金的组中所选的至少一种磁性金属材料作为这种磁性材料。在这些磁性金属材料中，最好是具有高晶体磁各向异性的Co基合金，特别是CoPt基合金、SmCo基合金和CoCr基合金。磁性金属材料的具体实例如Co-Cr、Co-Pt、Co-Cr-Ta、Co-Cr-Pt、Co-Cr-Ta-Pt、Co和Fe。
可采用诸如Tb-Fe、Tb-Fe-Co、Tb-Co、Gd-Fe-Co、Gd-Dy-Fe-Co、Nd-Fe-Co、Nd-Tb-Fe-Co的非晶稀土过渡金属合金、诸如PtMnSb和FePt的有序合金、诸如Co铁氧体和Ba铁氧体的磁性氧化物作为磁性材料。
为了控制诸如饱和磁化和矫顽力的磁性能，可将从Fe和Ni中所选的至少一种元素添加到上面的磁性材料中。而且，为了提高磁性能，可将诸如Cr、Nb、V、Ta、Ti、W、Hf、Cr、V、In、Si、B的一种元素、或这些元素与从氧、氮、碳和氢中所选的至少一种元素所组成的一种化合物添加到上面的磁性材料中。
记录层可以象硬盘记录层一样呈现平面内(in-plane)磁各向异性，或者如磁光盘记录层一样呈现垂直磁各向异性。
底基层可由磁性材料或非磁性材料组成。由磁性时料组成的底基层通过交换耦合相互作用或静磁耦合相互作用与记录层中的磁畴磁性耦合。当高矫顽力的磁性底基层置于记录层之下并与记录层中的磁畴交换耦合时，磁畴可被稳定。而且，当高磁化的磁性底基层置于记录层之下并且与记录层中的磁畴交换耦合时，输出信号可被加强。
可配置由非磁性材料组成的底基层，以用于控制记录层的结晶性，或者用于防止来源于村底或来源于混合的记录层的杂质。例如，当配置具有与记录层晶格常数相近的晶格常数的底基层时，可以控制记录层的结晶性。这种底基层的一个实例是Cr层。通过使用非晶体底基层，记录层通常可被制成非晶体。为了防止来源于衬底或来源混合的记录层的杂质，最好采用具有小晶格常数的薄膜或致密薄膜作为底基层。
而且，磁性底基层还可具有上述的非磁性底基层的功能。例如，磁性底基层可用于控制记录层的结晶性。在这种情况下，既可以得到提高读出/写入特性的效果又可以得到提高结晶性的效果。这种底基层的一个实例是非晶体CoZrNb底基层。
应当注意的是，该底基层可由改进的衬底表面层构成。改进的表面层可通过离子涂覆、气态元素的掺杂、中子束辐射等获得。在这种情况下，可忽略沉积底基层的步骤。
可采用碳、SiN、SiO2、Au或这些金属的堆叠(stack)作为保护层。
可设计加热单元以加热记录介质的整个表面或者局部加热记录介质的表面。当高密度磁记录介质被加热时，它通常会遭受到热起伏的影响，从而损害数据存储性能。因而希望能够执行局部加热以使大部分记录介质保持在环境温度下。然而，在磁性记录装置的记录介质即使完全加热时其数据存储特性也不可能损害的情况下，从降低成本考虑最好采用全部加热。
作为能够高速局部加热的加热单元实例，希望采用如光盘中使用的激光器加热，或者感应加热，或使用电热线加热探针的方式加热。为了执行更局部化的加热，还可采用一种激光束通过透镜聚焦到记录介质表面的加热系统，一种通过使用连接到探针尖端的微小(fine)天线来执行感应加热的加热系统，或者一种通过使用其面对介质的尖端尽可能尖的加热探针或使用其尖端尽可能靠近介质的加热探针来执行加热的加热系统。这些加热装置可位于记录面的一边或位于记录介质记录面的反面。
可采用普通磁记录头作为一种磁记录单元。该记录头形成由磁极和感应线圈组成的磁路。还可以采用一种永磁体作为磁记录单元。当采用永磁体时，该永磁体以能够改变与记录介质的距离的方式放置，或者该永磁体被细化处理，从而高速施加一个高分辨率的磁场。还可采用堆积在记录层上的附加磁层作为用于施加磁场的装置。当通过使用加热或光照射在附加磁层产生温度分布的时候，磁化分布在该层产生，通过它可把磁场施加到该记录层。从该磁层产生的漏磁场可作为记录磁场施加到记录层。
参考图1解释根据本发明的磁记录装置的一个实施例。在图1中，磁记录介质10具有底基层12、记录层13和保护层14连续堆积在盘衬底11上的结构。磁记录装置10以图1中箭头A所示的方向旋转。
在磁记录介质10的上方配置了一个滑动触头20，其端面上安装了一个读出/写入元件30。读出/写入元件30中的记录部分用作磁记录单元(用于施加磁场的装置)。滑动触头20具有光波导40以传输激光束，这样，激光束从波导40的末端部分发射到介质10上。当磁记录介质10旋转的时候，滑动触头20在其上滑动。波导40和读出/写入元件30是以激光束首先从波导40的末端部分41发射到记录层13以用于加热，随后磁场通过该记录元件施加到记录层13的这种方式来安排的。
根据本发明的磁记录装置，以满足下列记录层温度和磁性能与完成磁场施加到记录层之后(即记录后)所经过的时间t的关系式(1)的方式进行记录。
T/RKu(T)＜11200/(ln(t)+20.72)    (1)
其中，T为记录层的温度。另外，假设Ku(T)是记录层在温度为T时的磁各向异性能量密度值，而且Ku(Ta)是记录层在环境温度下的磁各向异性能量密度值，RKu(T)表示这两个值之间的比，即Ku(T)/Ku(Ta)。只要记录层满足公式(1)，就可以在记录层形成均匀且不同(distinct)的磁畴，即使记录层是由小尺寸且高矫顽力的磁微粒组成。因而就可以执行超出热起伏限制的高密度磁记录。
下面将更详细地描述公式(1)的关系。
在与记录层磁化反转相关的物理性能中，磁各向异性能量密度Ku随温度变化很大。磁各向异性能量密度Ku随温度T的升高而单调下降。由于矫顽力Hc随Ku的变化而约成比例变化，所以它也随温度T的升高而下降。反之，公式(1)中的数值T/RKu(T)随温度T的升高而单调增加。图2示出了这些函数之间的数量关系。
首先，本发明通过把激光束射到介质上来模拟具有图1示出的薄膜堆积结构的记录介质的温度响应。结果可以看出，在记录介质温度T的倒数1/T和磁场施加完成后所经过的时间t的对数ln(t)之间有一个简单的关系。图3示出了记录介质温度T的倒数1/T和磁场施加完成后所经过的时间t的对数ln(t)之间的关系实例。从图3可以看出，在记录介质冷却过程的初始阶段以及后面的阶段中，1/T与ln(t)约成比例，这样，它们之间的关系可近似为两条直线(图3中的虚线)。因此，本发明人希望通过记录层中温度响应的各种情况的读出/写入实验来研究与ln(t)相关的记录状态，从而可找出能够实现完全记录状态的情况，即使磁化反转在记录介质的冷却过程中发生时它可能会不清晰。
如上所述，与记录层磁化反转密切相关的磁各向异性能量密度Ku的变化随温度T而单调变化。然而，由于在记录层冷却过程中T和Ku一起变化，所以难以把这些变量与记录状态单独联系起来。因而本发明人发现，随温度下降的函数Ku/T或通过使用环境温度下的Ku值来校正Ku/T而获得的函数RKu/T将用于与ln(t)相联系。
基于这种判断，读出/写入实验如下执行。
所采用的是图1示出的磁记录介质10，它通过把作为底基层12的70nm厚的Cr层，作为记录层13的20nm厚的CoPtCr合金层和作为保护层14的10nm厚的碳层堆积到2.5英寸厚的玻璃盘衬底11上而构成。CoPtCr合金层形成的记录层13在环境温度下具有8×106erg/cc的Ku和4kOe的矫顽力。
磁记录介质10以箭头A所示的方向并且以4,500rpm的速度旋转，并且滑头触点的滑动高度设定为80nm。波长为650nm且功率为3mW的激光束通过光波导40的末端部分41连续发射到记录介质10上，而且磁场通过记录元件施加到记录介质10，由此在200kfci的记录频率上执行记录。记录介质表面的射束点半宽度设定为2μm。记录轨迹宽是2μm。通过使用磁力显微镜(MFM)观察磁畴来确定记录介质的记录状态。
使用这个装置不可能在没有激光束发射到记录介质上时形成不同的磁畴。然而，当在上述情况下激光束发射到记录介质上时，则肯定形成磁畴。
而且，为了研究形成磁畴的情况，记录实验是通过使用记录介质的各种旋转速度以及激光束的加热情况来执行的。之后，使用MFM观察记录介质以检查是否形成均匀且不同的磁畴。
在这种情况下，记录介质的Ku(T)值通过测量来确定，而RKu(T)由计算得出。记录介质的温度根据模拟来确定。
实验结果用RKu(T)和ln(t)的坐标系统描述。图4中的空心圆表示磁畴在此处形成，而实心圆表示此处不形成磁畴。可以看出在此图所示直线的上边区域内的情况下可执行记录。这个关系可由下面的公式表示。
RKu(T)/T＞(ln(t)+20.72)/11200    (2)
为了易于理解温度T随所经过时间t而降低的关系，该实验结果以图5示出的记录后所经过时间t和T/RKu的坐标系统来描述。图5中的空心圆也表示磁畴在此处形成，而实心圆表示此处不形成磁畴。图5表示在曲线下边区域内的情况下可执行记录。图5中的关系通过交换公式(2)的分母和分子得到，它由下面的公式表示。
T/RKu(T)＜11200/(ln(t)+20.72)    (1)
只要满足上面的公式(1)，就可在记录层形成磁畴。
为了跟踪记录后经过的每个时间的RKu/T的变化，加热并磁记录到记录介质是以同上所述的方式在四种情况下执行的。四种情况从靠近图5中的边界选定。该实验结果以图6中的RKu(T)和ln(t)的坐标系统表示。图6中的四种标记分别对应于四种状态。图6中的空心圆也表示磁畴在此处形成，而实心圆表示此处不形成磁畴。图6中直线的上边区域通过上述公式(2)表示。图6表示如果在记录后存在不满足公式(2)的时刻，即使是暂时的，那种情况下也不可能在记录层形成磁畴。
为了易于理解温度T随所经过时间t而下降的关系，该实验结果以图7示出的记录后所经过时间t和T/RKu的坐标系统来描述。图7中的标记与图6中的标记具有相同含义。在图7中，曲线下边的区域由上面提到的公式(1)表示。图7表示如果在记录后存在不满足公式(1)的时刻，即使是暂时的，那种情况下也不可能在记录层形成磁畴。因此可以断定需要公式(1)所表示的情况以满足记录后的冷却过程中的任意时间。
根据本发明的磁记录装置，磁记录介质、加热单元和磁记录单元构成为执行记录操作可以满足上面提到的公式(1)。接着，下面将解释为了满足公式(1)而考虑的因素。
记录层温度改变方式可做如下控制。例如，可采用一种热沉层具有高导热性的记录介质，或者采用在光记录介质中所采用的包括低导热性介电材料的热绝缘层置于记录层附近的记录介质。当提供热沉层的时候，相对于时间t的记录层温度T的变化的比dT/dt增加，因而可获得温度突变。可采用诸如Ag的导热材料作为用于热沉层的材料。另一方面，当提供热绝缘层的时候，(dT/dt)变小，因而可获得适中的温度变化。可使用诸如SiO2的介电材料作为用于热绝缘层的材料。
另外，当既提供热沉层又提供介质层的时候，可在记录层设计一个希望的温度变化。这种记录介质可应用到使用激光器加热或感应加热的系统。在使用激光器加热的系统中，记录介质的dT/dt可通过提供其吸收和厚度适度可调的光吸收层来控制。
Ku与温度的关系以及记录层的RKu(T)可通过选择用于记录层的适当材料来控制。为了允许通过加热的方式记录到包括细磁微粒的记录层上，从而在环境温度下保存记录的数据，在本发明中记录层的矫顽力Hc最好是4kOe或更大。
当记录层由铁磁体CoPt制成时，由于Pt含量升高时居里温度降低，所以可在环境温度附近增加dKu/dt。与此相同的效果还可在CoPtCr记录层中通过增加Cr的含量而获得。一般说来，提高记录层中非磁性元素的含量可增加环境温度附近的dKu/dt。另一方面，当用于提高居里温度的元素添加到记录层时，可获得与上述相反的效果。
当在磁光记录介质中采用的记录层是由铁磁体TbFeCo组成的时候，降低Co含量可降低居里温度，因此可增加环境温度附近的dKu/dT。而且，如果记录层是通过使用具有居里温度高于通过加热所获得的记录层最高温度的铁磁材料而形成的，那么记录可在矫顽力Hc下降而RKu保持固定值的情况下执行。由于在这种情况T/RKu和T之间存在比例关系，所以就设计磁记录介质而言，这是一个优势。
调整组成记录层的磁微粒大小也可控制记录层的RKu。如上所述，为了不产生交换耦合作用，在硬盘中所采用的CoCrPtTa组成的记录层由彼此分开的细磁晶粒构成。当记录层以使磁晶粒的尺寸更小的方式形成时，热能的影响将变得相对较大，这样可增加dKu/dT的值。另外，通过使用高Ku的材料可将这种影响减至最小。通过选择具有适当Ku值的材料可控制记录层的RKu。还可以在不改变记录层材料的情况下，通过在记录层平面把磁化反转的易磁化轴由不规则排列为单一方向来增加记录层的Ku值。
为了满足上面提到的公式(1)的情况，激光器加热能够以下面所解释的各种方式调整。
(1)可调整激光器功率。激光器功率越大，记录层的最高温度也就最大。
(2)可调整激光束发射方式。例如，当激光束连续发射的时候，热流将从激光束已经经过的区域发生。结果，记录层的温度变化将变得适中。
(3)与激光器相关的记录介质的线速度可调。特别是，盘的旋转速度可调。由于提高记录介质的移动速度可缩短激光束发射到记录区域的时间，所以可以抑制记录层的温度上升，同时其温度变化将变得剧烈。
(4)激光器能够以脉冲方式操作，并且同时脉冲宽度可调。由于脉冲宽度变窄，所以可抑制记录层温度的升高，并且其温度变化将变得剧烈。
(5)除了上面的方法(4)之外，可调节每个脉冲的激光器功率。例如，预先发射较低能量的短脉冲以用于预先初步加热，随后发射较高能量的脉冲以用于主加热。通过使用该方法，温度上升可变得适中。在这种情况下，可以想象这几乎是不确定的脉冲串的脉冲宽度、调制和功率的组合。因而，优化组合的脉冲串应当以满足公式(1)的情况的这种方式来确定，其中公式(1)的情况用于呈现给定RKu(T)特性的记录层。
(6)可改变激光射束点的形状。当射束点的形状变成其长轴沿介质的移动方向放置的椭圆时，记录层的温度变化因为与在上面的项(2)中提到的相同影响而变得更为适中。在这种情况下，用于激光器的光学系统可使用压电元件或微机驱动以改变射束点的形状。通过使用这种方法，激光束的形状能够以符合呈现各种RKu(T)特性、记录介质的线速度和旋转半径的记录介质的类型来调整。
(7)用于施加磁场的记录元件和激光器之间的距离可调。记录元件和激光器之间的距离越大，记录期间记录层的温度变化就越适中。在这种情况下，激光束发射尖端的位置可使用压电元件或微机来驱动。通过使用这种方法，能够以符合呈现各种RKu(T)特性、记录介质线速度和旋转半径的记录介质的类型的方式来调节上述的距离。
上述的方法(1)至(7)彼此可适当组合。在采用其它加热单元而不是激光器的情况下，可应用上述的方法。
下面将解释在磁记录介质上执行记录的实施例，其中该磁记录介质具有包括非晶体稀土过渡金属合金的记录层。所采用的是磁记录介质10，它是通过把作为底基层12的110nm厚的SiN层，作为记录层13的20nm厚的GdFbFeCo合金层和作为保护层14的40nm厚的SiN和25nm厚的Au层堆积到2.5英寸厚的玻璃盘衬底11上构成的。
将GdTbFeCo记录层13用于磁光介质，而且GdTbFeCo记录层13是呈现垂直磁各向异性的铁磁性材料。其在环境温度下的Ku是108erg/cc并且矫顽力高达8kOe。记录层13的Ku在温度T接近居里温度时几乎线性下降。通过调整6dTb和FeCo之间的组成比例可大大降低矫顽力Hc，而不需要随着温度的上升而显著降低Ku。这是铁磁材料的特性。
记录介质以8m/s的线速度旋转。通过使用光盘的拾取装置，650nm波长的激光束从玻璃衬底侧11发射。执行聚焦以把记录个质表面的激光射束点的大小设定为0.7μm。通过使用安装在图1示出的滑动触点10上的读出/写入部分30，记录操作以100nm的滑动高度执行。当连续发射3mW的激光束时，磁记录在200kfci的记录频率执行。该记录轨迹的宽度是2μm。重放是通过使用包括GMR部分的重放头来执行的。
当记录层13加热到最高温度时，RKu变成0.9，但矫顽力Hc的值从环境温度下的8kOe下降到0.9kOe。如果矫顽力在这个值附近，那么普通记录头可形成磁畴。从这个实验中的T/RKu与时间的关系的判断可以看出，由于RKu的值大，所以公式(1)的情况被充分满足。
然而，当GdTbFeCo记录层作为非晶连续膜形成时，会不可避免地形成畴壁，因而难以形成细磁畴。
所以，在形成GdTbFeCo的连续膜之后，该膜经过电子束光刻法而形成一种具有阵列柱状磁微粒且每个磁微粒直径为10nm并且间隔为10nm的结构。之后，该介质的记录实验以与上面所解释的相同方式执行，而且使用MFM观察磁畴。因此可确定能够形成没有畴壁的记录的磁畴，其中每个磁畴均包括一个单磁畴(single-domain)微粒。这意味着可以在一个单磁畴大小的单元中实现高密度记录。从上面的解释能够看出，可获得更高密度的磁记录介质可以通过处理记录层来制造。
接着进行用于研究在激光束发射后把磁场施加到记录层的适当定时的实验。在这些实验中，采用的是具有CoPtCr记录层的磁记录介质。
(A)该介质的结构、激光器功率和盘的旋转速度以可在磁记录介质的最高温度时获得RKu≥0.01的情况的这种方式调整。以把从介质达到最高温度的时间到记录完成时间的这个时区分别设定为1，2，5，10，20，50，100ns的方式，执行记录实验。在记录操作后，使用MFM观察记录层以检查磁畴是否形成。结果发现，稳定的磁畴可以在除了时区为100ns的情况之外的所有情况下形成。可以这样理解这些结果，即由于矫顽力Hc随着记录层达到最高温度后所经过的时间而增加，所以难以执行稳定的记录。而且，为了把介质温度保持到足够高以能够进行约100ns周期的充分记录，介质的最高温度必须增加。结果，周围的磁畴将变得不稳定，从而使这些磁畴反转。
(B)介质的结构、激光器功率和盘的旋转速度以记录层的最高温度超过其居里温度的这种方式调整。在这种情况下，记录介质失去磁化并且RKu因此在记录层达到最高温度前变为0。记录实验以把介质达到最高温度的时间到记录完成时间的这个周期分别设定为1，2，5，10，20，50，100ns的这种方式来执行。在记录操作后，使用MFM观察记录层以检查磁畴是否形成。结果可以发现，与上面的(A)相反，稳定的磁畴只在上述周期设定为20ns或更多的时候才能形成。可以这样解释这些结果，即由于所记录磁畴在RKu＝0的附近非常不稳定，所以如果在记录层达到最高温度后的短时间内完成记录，那么磁畴将反转。另外，如果与这种情况相同，在完成记录之前需要一个长时间，那么从提高记录密度和传输率的观点来看这并不是所希望的。然而，由于在这种情况下可采用在环境温度下具有相当高的矫顽力Hc的记录介质，所以可把介质应用到低速磁记录系统，它的数据库存储器(archival)性能非常优秀。
本发明的其它优点和改进对于本领域的普通技术人员来说将是容易实现的。因此，在其更广范围内的本发明不局限于这里描述并示出的特定细节和代表实施例。从而，在不背离附属权利要求及其等价物所定义的发明构思的宗旨和范围的情况下，可进行各种改进。

Claims (14)

1.一种磁记录装置，包括：
磁记录介质(10)，其具有在衬底(11)上形成的记录层(13)，所述记录层(13)由磁微粒和在磁微粒间形成的非磁性材料组成；
加热单元，用来加热记录层(13)；以及
磁记录单元(30)，用来把磁场施加到记录层(13)上；
其特征在于，将所述磁记录介质(10)、所述加热单元和所述磁记录单元(30)构成为满足下面的关系：
T/RKu(T)＜11200/(ln(t)+20.72)
其中，Ku(T)是记录层(13)在温度T时的磁各向异性能量密度，并且Ku(Ta)是记录层在环境温度下的磁各向异性能量密度，RKu(T)表示比值Ku(T)/Ku(Ta)，而t表示在完成磁场施加后所经过的时间。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，记录层(13)的矫顽力在环境温度下是4kOe或更大。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述记录层(13)由Co基合金形成。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述记录层(13)由稀土过渡金属合金形成。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述加热单元是激光器。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述磁记录单元(30)是磁记录头。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述加热单元和所述磁记录单元(30)是整体提供的。
8.一种用于磁记录介质(10)的磁记录方法，其中磁记录介质(10)包括在衬底(11)上形成的记录层(13)，并且记录层(13)由磁微粒和在磁微粒间形成的非磁性材料组成，所述方法包括下列步骤：
加热所述记录层(13)；以及
把磁场施加到所述记录层(13)，由此来执行记录；
其特征在于，这些步骤满足下面的关系：
T/RKu(T)＜11200/(ln(t)+20.72)
其中，Ku(T)是记录层(13)在温度T时的磁各向异性能量密度，而Ku(Ta)是记录层在环境温度下的磁各向异性能量密度，RKu(T)表示比值Ku(T)/Ku(Ta)，而t表示在完成磁场施加后所经过的时间。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，记录层(13)的矫顽力在环境温度下是4kOe或更大。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，
执行所述加热步骤，使得记录层(13)在最高温度Tmax下的RKu(Tmax)变成0.01或更小；且
执行所述记录步骤，使得记录操作在记录层(13)达到最高温度后的1ns到50ns之内完成。
11.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，
执行所述加热步骤，使得记录层(13)的RKu(T)在记录层(13)达到最高温度之前变为0，且
执行所述记录步骤，使得记录操作在记录层(13)达到最高温度后的20ns到100ns之内完成。
12.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述加热单元是激光器。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，从所述激光器发射到记录层(13)上的激光束的功率和所述记录介质(10)的旋转速度是可调的。
14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，使用脉冲激光束照射所述记录层(13)，该脉冲激光束具有可调节的脉冲宽度。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101145351B (zh) * 2006-09-13 2011-04-13 富士电机电子技术株式会社 垂直磁性记录介质

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001076331A (ja) * 1999-09-02 2001-03-23 Toshiba Corp 磁気記録媒体及び磁気記録再生装置
US6741524B2 (en) * 1999-12-28 2004-05-25 Kabushiki Kaisha Toshiba Thermally-assisted magnetic recording and reproducing device having an electron beam thermal source
JP3677423B2 (ja) * 1999-12-28 2005-08-03 株式会社東芝 熱アシスト磁気記録方法及び熱アシスト磁気記録装置
US6649254B1 (en) * 2000-02-04 2003-11-18 Seagate Technology Llc Compensated crystalline superlattice ferrimagnets
CN1222947C (zh) * 2000-06-06 2005-10-12 皇家菲利浦电子有限公司 在盘形记录介质上即写或即读文件的方法
JP2002358616A (ja) * 2000-06-12 2002-12-13 Toshiba Corp 磁気記録媒体および磁気記録装置
KR100443027B1 (ko) * 2000-09-28 2004-08-07 가부시끼가이샤 도시바 자기 기록 장치 및 그 설계 방법
WO2003060882A1 (en) * 2002-01-08 2003-07-24 Seagate Technology Llc Heat assisted magnetic recording head with hybrid write pole
KR100446295B1 (ko) * 2002-02-14 2004-09-01 삼성전자주식회사 저온에서 위크 라이트를 방지하는 거대자기저항 헤드
AU2003234686A1 (en) * 2003-05-29 2005-01-21 Seagate Technology Llc Patterned media for heat assisted magnetic recording
US8345374B2 (en) * 2003-05-29 2013-01-01 Seagate Technology, Llc Patterned media for heat assisted magnetic recording
US6999277B2 (en) 2003-07-30 2006-02-14 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands, B.V. Magnetic head having thermally assisted write head with heater element, and protective sacrificial layer
US7158346B2 (en) * 2003-12-23 2007-01-02 Seagate Technology Llc Heat assisted magnetic recording film including superparamagnetic nanoparticles dispersed in an antiferromagnetic or ferrimagnetic matrix
JP2005332474A (ja) * 2004-05-19 2005-12-02 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands Bv 熱アシスト磁気記録装置
KR100771880B1 (ko) * 2006-08-17 2007-11-01 삼성전자주식회사 데이터 저장매체의 보자력 분포를 이용한 데이터 기록 방법
JP5138558B2 (ja) * 2008-11-21 2013-02-06 エイチジーエスティーネザーランドビーブイ 磁気記録装置及びその磁気記録方法
US20100189886A1 (en) * 2009-01-27 2010-07-29 Seagate Technology Llc Method For Making Data Storage Media
US7961417B2 (en) * 2009-02-17 2011-06-14 Seagate Technology Llc Heat assisted magnetic recording apparatus having a plurality of near-field transducers in a recording media
US8503125B2 (en) 2011-05-27 2013-08-06 HGST Netherlands B.V. Channel-source laser-pulsing system architecture for thermal-assisted recording
JP5799035B2 (ja) * 2013-02-05 2015-10-21 富士フイルム株式会社 塗布型磁気記録媒体、磁気記録装置、および磁気記録方法
US10210895B2 (en) * 2015-03-19 2019-02-19 Western Digital Technologies, Inc. Anti-corrosion insulation layer for magnetic recording medium
JP2022173700A (ja) * 2021-05-10 2022-11-22 昭和電工株式会社 磁気記録媒体、磁気記録媒体の製造方法及び磁気記憶装置

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3582570A (en) 1967-09-05 1971-06-01 Magnovox Co The Themomagnetic transducing system
US3562760A (en) 1968-06-13 1971-02-09 Magnavox Co Thermomagnetic recording method and system
JPS5778652A (en) * 1980-11-01 1982-05-17 Daido Steel Co Ltd Thermal magnetic recording carrier and thermal magnetic recording system
US5652054A (en) * 1994-07-11 1997-07-29 Kabushiki Kaisha Toshiba Magnetic recording media having a magnetic thin film made of magnetic metals grains and nonmagnetic matrix
US5583727A (en) * 1995-05-15 1996-12-10 International Business Machines Corporation Multiple data layer magnetic recording data storage system with digital magnetoresistive read sensor
JPH1040527A (ja) * 1996-07-22 1998-02-13 Toshiba Corp 磁気記録媒体
US5981054A (en) * 1996-07-22 1999-11-09 Kabushiki Kaisha Toshiba Magnetic recording medium and method for manufacturing the same
JPH10269502A (ja) * 1997-03-26 1998-10-09 Fujitsu Ltd 磁気記録方法および磁気ディスク装置
JP3429972B2 (ja) * 1997-03-28 2003-07-28 株式会社日立製作所 磁気記録媒体およびそれを用いた磁気記憶装置
JPH10289434A (ja) * 1997-04-16 1998-10-27 Hitachi Ltd 磁気ディスクおよびこれを利用した磁気記録装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101145351B (zh) * 2006-09-13 2011-04-13 富士电机电子技术株式会社 垂直磁性记录介质

Also Published As

Publication number Publication date
EP1037198A2 (en) 2000-09-20
EP1037198B1 (en) 2006-05-03
KR100371453B1 (ko) 2003-02-06
CN1201317C (zh) 2005-05-11
DE60027629D1 (de) 2006-06-08
EP1037198A3 (en) 2002-04-10
US6493164B1 (en) 2002-12-10
DE60027629T2 (de) 2006-09-14
KR20000071441A (ko) 2000-11-25

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