CN1815567A - 垂直磁性记录介质和磁性记录设备 - Google Patents
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Abstract
本发明目的是提供一种垂直磁性记录介质和安装这种介质的磁性记录设备，其中，颗粒磁记录层中的铁磁晶粒以柱形和保持不变的粒径生长。在颗粒磁记录层中，非磁性颗粒边界由至少两种氧化物组成。构成铁磁晶粒的铁磁元素的氧化中每1摩尔氧分子形成的标准Gibbs自由能最大绝对值G1，对构成非磁性颗粒边界的元素的氧化中每1摩尔氧分子形成的标准Gibbs自由能的最小绝对值G2和次最小绝对值G3满足下面不等式G1＜G2＜G3和(G2－G1)＞(G3－G2)。所述氧化物可以被氮化物替代。G3－G2较好小于200kJ/mol。非磁性颗粒边界较好由选自Cr、Si、Al、Ti、Ta、Hf、Zr、Y、o和B的元素至少两种氧化物或氮化物组成。
Description
相关申请交叉引用
本申请基于并要求于2004年12月9日提交的日本申请2004-356239的优先权，其内容参考结合于本文中。
技术领域
本发明涉及一种安装在磁性记录设备中的垂直磁性记录介质以及使用这种垂直磁性记录介质的磁性记录设备，特别涉及安装在硬盘驱动器(HDD)中的垂直磁性记录介质以及使用这种垂直磁性记录介质的硬盘驱动器。
背景技术
目前，在获得高密度磁性记录的技术中，对于垂直磁性记录系统作为常规纵向磁性记录系统的替代的研究正积极进行中。在垂直磁性记录系统中，记录磁化是垂直于基片表面。用于垂直磁性记录系统的垂直磁性记录介质(也简称为垂直介质)主要由硬磁性材料的磁记录层、用来在磁记录层中在垂直取向上对准记录磁化的下层(underlayer)、用来保护磁记录层表面的保护层、以及将用于记录的磁头产生的磁通量集中在记录层上的软磁材料背衬层。在垂直介质中，如在纵向磁记录介质，高记录密度需要低噪声和高热稳定性之间的相容性。
用微小和均匀的铁磁晶粒以及铁磁晶粒之间小的磁互作用能获得低噪声。所谓磁簇尺寸(magnetic cluster)是诸多包括对铁磁晶粒粒度的影响并代表晶粒内相互作用的量级的之一指数。磁簇由许多铁磁晶粒组成，减小的磁簇尺寸对降低噪声有效。
已经提出各种方法来减小磁簇尺寸。在使用CoCr-基合金磁记录层的情况下(这种磁记录层也可用于纵向磁性记录介质)，想要通过增加颗粒边界的非磁性铬浓度来降低晶粒内的相互作用(例如专利文献1)。由于在铬与颗粒边界分离上的限制，磁记录层通常称为颗粒磁记录层，近来作为铁磁晶粒之间更好的隔离和降低颗粒间的相互作用的方法而引起注意。通过由氧化物或氮化物构成铁磁晶粒之间的颗粒边界，来确保颗粒磁记录层中铁磁晶粒之间的磁隔离特性。在垂直介质中，后者即颗粒磁记录层与以前使用铬隔离磁记录层(例如非专利文献1)相比能使颗粒间相互作用降低，同时还保持高程度的晶体的磁性各向异性。虽然几乎不会使固体溶液成为铁磁晶粒的氧化物和氮化物天生能很好隔离铁磁晶粒，为了进一步促进隔离，还提出一种方法，在该方法中对氧化物或氮化物的Gibbs自由能进行调节(例如专利文献2)。这种方法主要针对在氧化反应或氮化反应中形成的标准Gibbs自由能(ΔG)，且铁磁晶粒中元素的ΔG不同于颗粒边界元素的ΔG。在颗粒边界中使用ΔG绝对值大于构成铁磁晶粒元素的ΔG的元素，以促进选择氧化反应或氮化反应。因此，只形成用来构成颗粒边界的元素的氧化物或氮化物，并促进与颗粒边界的隔离，从而确保隔离铁磁晶粒。
为减小磁簇尺寸，还要有效减小铁磁晶粒。已经提出一些方法来设计对此目的的下层(例如专利文献3)。直接在磁记录层下面的下层主要用于垂直对准铁磁晶粒。具有隔离结构和受控制粒度的下层还能控制在在该下层上形成的磁记录层的粒度。
[专利文献1]日本专利申请公开No.2002-358615
[专利文献2]日本专利申请公开No.2002-197633
[专利文献3]日本专利申请公开No.2001-134928
[非专利文献1]T.Oikawa等：“Microstructure and Magnetic Properties ofCoPtCr-SiO2 perpendicular Recording Media”，IEEE Transactions on Magnetics(USA)，38卷，No.5，p.1976-1978，2002年9月。
根据上述方法，如宏观观察，磁记录层具有平均最小化的粒度，并显示平均地促进铁磁晶粒的隔离。但是，在精确分析中，仍存在微观问题，且磁性记录介质相对劣化，正如本发明人在研究中所发现的。
包含铁磁晶粒的颗粒磁记录层通过晶体生长而增加其厚度。在这一生长过程中，粒度变化并出现分支，使性能劣化。随着生长和膜厚度增加，在平行于基片横截面上的粒径增加，并可能发生相邻铁磁晶粒间的结合作用。或者有时，单个铁磁晶粒生长并在生长过程中分支形成次级颗粒。即使不发生相邻铁磁晶粒间的结合作用，而是当晶粒间距离减小时，颗粒间相互作用也会增加。当形成次级颗粒并且粒度变得小于4nm时，所述颗粒丧失铁磁性质，并且不再对磁性能产生作用。
发明内容
鉴于上述问题做出了本发明，本发明的一个目的是提供一种垂直磁性记录介质和磁性记录设备，通过在颗粒磁记录层中生长保持恒定直径和柱形的铁磁晶粒而显示出提高了的磁记录性能。
本发明中，在构成颗粒磁记录层的颗粒边界使用了许多氧化物或氮化物，适当控制这些化合物形成的标准Gibbs自由能，从而达到铁磁晶粒的适当生长。
本发明的垂直磁性记录介质包含在非磁性基片上的磁记录层，该磁记录层包含铁磁晶粒和包围该晶粒的非磁性颗粒边界。颗粒边界由至少两种氧化物构成。构成铁磁晶粒的铁磁元素的氧化中每1摩尔氧分子形成的标准Gibbs自由能的最大绝对值G1、和构成非磁性颗粒边界的元素的氧化中每1摩尔氧分子形成的标准Gibbs自由能的最小绝对值G2和次最小绝对值G3满足下面不等式
G1＜G2＜G3和(G2-G1)＞(G3-G2)。
或者，颗粒边界由至少两种氮化物组成。构成铁磁晶粒的铁磁元素的氮化中每1摩尔氮分子形成的标准Gibbs自由能的最大绝对值G11，和构成非磁性颗粒边界的元素的氮化中每1摩尔氮分子形成的标准Gibbs自由能的最小绝对值G12和次最小绝对值G13满足下面不等式
G11＜G12＜G13和(G12-G11)＞(G13-G12)。
G3-G2较好小于200kJ/mol。
G13-G12较好小于200kJ/mol。
非磁性颗粒边界较好由选自Cr、Si、Al、Ti、Ta、Hf、Zr、Y、Ce和B的元素的至少两种类型氧化物或氮化物构成。
铁磁晶粒较好含有钴和铂。
较好地，在非磁性基片和磁记录层之间提供一下层。该下层宜由选自Ru、Rh、Os、Ir和Pt的元素、或含至少50原子％选自Ru、Rh、Os、Ir和Pt的元素的合金组成。
较好地，晶种层直接在下层的下面。
由安装这样的垂直磁性记录介质的磁性记录设备，能提供具有优良磁记录性能的磁性记录设备。
在具有上述结构的垂直磁性记录介质中，即使有厚的磁记录层，非磁性颗粒边界能在生长的最初阶段到最后阶段保持厚度不变，并且铁磁晶粒以大至恒定的粒径生长，这意味着抑制了相邻铁磁晶粒之间的结合以及抑制次级晶粒的出现。结果是，铁磁晶粒粒径分布的离差减少，使粒径更一致，并减小了粒径。颗粒边界宽度均匀性的改进减少了非磁性颗粒边界组分的需要量，并提高每单位面积的铁磁晶粒的堆积因素。结果是，信噪比(SNR)上升，同时提高了对热波动的阻力，提供提高了记录密度的垂直磁性记录介质和磁性记录设备。
下面参照附图来说明本发明的一些优选实施方式。
附图简要描述
图1是说明本发明实施方式的垂直磁性记录介质结构的示意性剖面图。
符号说明
1 非磁性基片
2 软磁性背衬层
3 晶种层
4 下层
5 磁记录层
6 保护层
7 润滑剂层
具体实施方式
图1所示是本发明垂直磁性记录介质结构的实施例。
实施例的介质是具有软磁性背衬层的所谓双层垂直介质。该垂直磁性记录介质包含在非磁性基片1上依序形成的软磁性背衬层2、晶种层3、下层4、磁记录层5和保护层6。在保护层6上形成润滑剂层7。
本发明垂直磁性记录介质的非磁性基片1(非磁性基材片)可以由镀Ni-P铝合金、化学增强玻璃或在普通磁性记录介质中使用的结晶玻璃构成。当基片的加热温度不超过100℃时，基片可以是由树脂如聚碳酸酯、聚烯烃等构成的塑料基片。此外，还可以使用硅基片。
较好为形成软磁性背衬层2，以通过控制用于磁记录的磁头产生的磁通量来提高读-写性能(尽管可以省略软磁性背衬层)。软磁性背衬层可以由选自NiFe合金、Sendust(FeSiAl)合金、CoFe合金等的结晶物、或由选自FeTaC、CoFeNi、CoNiP等的无定形物构成。对软磁性背衬层优选大饱和度磁化，以提高记录容量。在使用NiFe合金或CoFe合金结晶物质的情况下，为此目的，铁含量至少为20原子％。通过使用无定形钴合金例如CoNbZr或CoTaZr可获得优良的电磁转换特性。为获得大饱和度磁化，钴含量宜为至少80原子％。软磁性背衬层的最佳厚度取决于用于磁记录的磁头的结构和特性。在逐次沉积过程中形成其它层的情况中，从综合生产率考虑，所需厚度在10-500nm范围。然而，当采用镀覆方法预先在非磁性基片上沉积软磁性背衬层时，例如在沉积其它层之前，其厚度不限于此范围，而可以形成数百nm至数μm的厚膜。
为了提高下层中的对准并使粒径最小，晶种层3宜直接形成在下层的下方。可以省略晶种层3。晶种层3可用非磁性材料或软磁材料形成。从记录能力来看，要求磁头和软磁性层间的距离最小。结果是软磁材料优选用于晶种层3，起到和软磁背衬层等效的功能。在使用非磁性材料的情况下，要求晶种层尽可能薄。用于显示软磁性质晶种层3的材料可选自Ni-基合金，如NiFe、NiFeNb、NiFeSi、NiFeB和NiFeCr。可用于晶种层3的软磁材料还包括单一元素钴、钴-基合金如CoB、CoSi、CoNi、CoFe、以及CoNiFe和CoNiFeSi。优选的晶体结构是hcp或fcc。在一种含铁材料中，铁含量较好的最高为20原子％，因为铁含量高会形成bcc结构。显示非磁性性质的晶种层3的材料可以选自镍-基合金如NiP、钴-基合金如CoCr、和钽和钛。
为了适当控制结晶对准、晶体粒径、粒径分布以及颗粒边界隔离，下层4宜直接形成在磁记录层5的下方。下层较好具有hcp或fcc结构，因为磁记录层5中的晶粒主要由钴形成，并具有hcp或fcc结构。下层4的优选材料包括Ru、Rh、Os、Ir和Pt以及含至少50原子％Ru、Rh、Os、Ir或Pt的合金。
磁记录层具有柱形结构，其中铁磁晶粒被非磁性颗粒边界包围。在此，“包围”指，在平行于非磁性基片横截面上观察磁记录层，相邻铁磁晶粒彼此不接触，并被由非磁性物质构成的颗粒边界隔离。这种结构可以是铁磁晶粒直接从磁记录层下面的层例如下层生长的构型；这种结构并不是必须存在于铁磁晶粒和构成磁记录层的非磁性颗粒边界的非磁性物质的下层之间。类似的关系在铁磁晶粒与直接形成在磁记录层上的层之间是有效的。这种结构能防止铁磁晶粒相互接触情况的可能性很大。
非磁性颗粒边界包含至少两种氧化物或至少两种氮化物。在颗粒边界含氧化物的情况下，比较构成铁磁晶粒的各铁磁元素的每1摩尔氧分子的(ΔG)，G1由(ΔG)绝对值中的最大值限定。用来构成非磁性颗粒边界的元素显示每1摩尔氧分子的ΔG绝对值大于G1。至少两种元素被用于非颗粒边界，选择这些元素，以满足不等式(G2-G1)＞(G3-G2)，式中G2和G3分别是元素(ΔG)绝对值中的最小值和次最小值。较好地，G3-G2＜200kJ/mol。
在颗粒边界由含氮化物构成时，比较构成铁磁晶粒的各铁磁元素的每1摩尔氮分子的(ΔG)，G11由(ΔG)绝对值中的最大值限定。用来构成非磁性颗粒边界的元素显示每1摩尔氮分子的ΔG绝对值大于G11。至少两种元素用于非颗粒边界，选择这些元素，以满足不等式(G12-G11)＞(G13-G12)，式中G12和G13分别是元素(ΔG)绝对值中的最小值和次最小值。较好地，G13-G12＜200kJ/mol。
通过使构成铁磁晶粒的元素的ΔG与构成非磁性颗粒边界的元素的ΔG间差别加大，可以增强铁磁晶粒和非颗粒边界间的分离。但是，只用这种方式不能达到稳定形成非颗粒边界的目的。如果形成非磁性颗粒边界的组分只有一种类型，非磁性物质尽管一旦沉淀到颗粒边界仍能保持相对高能量，却容易通过表面迁移而运动。结果是颗粒边界的宽度几乎不能保持一致。另一方面，形成非磁性颗粒边界的组分是两种或更多种类型，氧原子容易在非磁性颗粒边界的组分之间转移，使沉积过程获得的迁移能失去。最终形成的氧化物几乎不会离开颗粒边界。因此，颗粒边界宽度保持一致。当颗粒边界组分的(ΔG)之间的差别小于200kJ/mol时，这种作用更显著。虽然上述说明是针对氧化物进行的，同样的理由可应用于氮化物的情况。
较好地，在非磁性颗粒边界使用至少两种选自Cr、Si、Al、Ti、Ta、Hf、Zr、Y、Ce和B的元素。表1列出了对这些元素的每1摩尔氧分子的(ΔG)值。基于下面参考文献获得这些值：“Kagaku Binran------Kiso II(in Japanese)”(ChemicalData Handbook------volume Basic Data II)，修订后的第3版，由The ChemicalSociety of Japan编辑，第305-313页。(例如，该参考文献给出Cr2O3形成的标准Gibbs自由能为-1058kJ/mol。由此值，可获得每1摩尔氧分子的ΔG是-705kJ/mol，这是对Cr2O3乘以2/3的上述值(-1058kJ/mol)。)该铁磁晶粒宜至少含有钴和铂。
表1
| 元素 | 氧化反应的ΔG(kJ/mol) |
| Cr | -705 |
| Si | -857至-855 |
| Al | -1055 |
| Ti | -990至-885 |
| Ta | -1274 |
| Hf | -1027 |
| Zr | -1043 |
| Y | -1151 |
| Ce | -1137至-1025 |
| B | -796 |
| Co | -428 |
本发明中的保护层6可以是常用的保护层，并且可以是主要由碳组成的保护层。润滑剂层7也可以由常用的材料例如全氟聚醚的液体润滑剂构成。保护层和润滑剂层的厚度和其它条件可以按普通磁性记录介质常用的条件设定。
下面说明本发明的垂直磁性记录介质的一些特定的实施方式。但是，这些实施例仅用来适当说明本发明的垂直磁性记录介质，本发明不受这些实施例的限制。
实施例1
所使用的基片是具有光滑表面的化学增强玻璃基片(N-5玻璃基片，由HOYA公司制造)。清洁后，将基片放入溅射设备，在5毫乇氩气压力下，用Co5Zr6Nb靶(各数字代表后面的元素的原子％含量，即，5原子％Zr，6原子％Nb，其余为Co；同样的表示法可应用于下面的描述)，形成具有150nm厚的无定形CoZrNb的软磁背衬层2。随后，在30毫乇氩气压力下，用Co30Ni5Fe5Si靶，形成10nm厚的软磁CoNiFeSi晶种层3。然后，在30毫乇氩气压力下，用钌沉积出10nm厚的钌下层4。之后，在60毫乇氩气压力下，用93mol％(Co18Pt)-5mol％(SiO2)-2mol％(Cr2O3)的靶，沉积出15nm厚度的CoPt-SiO2-Cr2O3的磁记录层5。最后，用碳靶，沉积出4nm厚的保护层6，然后从真空室取出有这些层的基片。之后，采用蘸涂方法形成2nm厚的全氟聚醚液体润滑剂层7。除了润滑剂层外，所有这些层都采用DC磁控管溅射法进行沉积。不进行基片热处理。
实施例2
按照和实施例1相同的方式制造实施例2的垂直介质，不同之处是用95mol％(Co17.2Pt4.2Cr)-5mol％(SiO2)靶和氩和4重量％氧气的混合气体沉积磁记录层5。
比较例1
按照和实施例1相同的方式制造比较例1的垂直介质，不同之处是用93mol％(Co18Pt)-7mol％(SiO2)靶沉积磁记录层5。
比较例2
按照和实施例1相同的方式制造比较例2的垂直介质，不同之处是用93mol％(Co18Pt)-7mol％(Cr2O3)靶沉积磁记录层5。
首先说明对实施例和比较例的磁性记录介质微观结构的评估结果。对实施例和比较例的每一种垂直介质，用TEM(透射型电子显微镜)进行表面观察和横截面观察，并用XPS(X-射线光电子光谱仪)和TEM-EDX(能量色散X-射线分析)进行组成分析。
<磁记录层的横截面结构>
用TEM观察横截面，可以确定在实施例1和2中颗粒边界宽度接近恒定，且形成柱形铁磁晶粒。另一方面，在比较例1和2中，颗粒边界宽度趋于改变。按下面方式，用TEM的横截面图像来评价磁记录层厚度方向上颗粒边界宽度的变化。对基片表面的五个位置进行观察，并在各位置上沿基片表面约1.0μm范围进行观察。由此，随机提取总数80-100个颗粒边界。然后，对每个颗粒边界，计算颗粒边界宽度的变化率。对一个颗粒边界的颗粒边界宽度变化率计算方法如下。以1nm的间距将颗粒边界划分成15个部分。颗粒边界的颗粒边界宽度定义为在这15个点的颗粒边界宽度的平均值。颗粒边界的最小变化率和最大变化率定义为在这15个点的最小宽度或最大宽度分别与颗粒边界平均宽度的差分比。对在提取的80-100个颗粒边界上获得的最小变化率和最大变化率进行平均。由此获得的颗粒边界宽度变化列于表2。在实施例1和2中，颗粒边界宽度变化在±5％的很小值范围内，表明以恒定宽度生长。相反，在比较例1和2中，颗粒边界宽度的变化为-21％至+25％的较大值。
表2
| 颗粒边界宽度变化(最小变化率/最大变化率)(％) | |
| 实施例1 | -5/+4 |
| 实施例2 | -3/+5 |
| 比较例1 | -22/+24 |
| 比较例2 | -21/+25 |
<磁记录层的晶粒直径，颗粒边界宽度，粒径离差>
由磁晶粒层的平面TEM图像可计算出平均粒径d、颗粒边界宽度t、粒径离差σ/d(σ粒径分布的标准偏差)、以及单位面积上的颗粒数。更具体地，用在0.1×0.1μm区域的平面TEM图像，通过平均该区域中晶粒面积，获得平均粒径d以及单位面积内的颗粒数T。由平面TEM图像，通过描绘颗粒边界并用图像分析设备获得颗粒边界宽度；颗粒边界宽度t定义如下：
t＝((颗粒边界面积/测定的晶粒数)/晶粒的平均周长)×2。
结果列于表3。实施例和比较例中，平均粒径大约相等，但是平均颗粒边界宽度、粒径离差以及单位面积中颗粒数有差异。实施例1和2的平均颗粒边界宽度比比较例1和2的约小20％。实施例1和2的单位面积中晶粒数是比较例1和2的1.4-1.6倍。实施例1和2的粒径离差值为0.16-0.18的较小值，而在比较例1和2为0.32-0.35的较大值，有关粒径离差，考虑到上述横截面观察，由于比较例1和2中颗粒边界宽度的变化较大，发生相邻晶粒间的结合以及产生次级-晶粒，导致非常大的粒径离差。由于对钴、铬和硅的每1摩尔氧分子的(ΔG)分别为ΔGCo＝-428kJ/mol，ΔGCr＝-705kJ/mol，ΔGSi＝-857to-855kJ/mol，氧结合到这些元素的容易程度的顺序是Si＞Cr＞＞Co。结果，在比较例1和2，硅或铬与钴相比具有非常大的ΔG绝对值，能在沉积过程中立刻结合到氧上并沉淀到颗粒边界。然而，沉淀出的物质仍保持相对高的能量，容易通过表面迁移而运动。因此，颗粒边界宽度几乎不能保持不变。另一方面，在两种颗粒边界组分的情况，硅和铬，非磁性颗粒边界组分之间的ΔG差异约为150kJ/mol，比相对于钴的大于270kJ/mol的较大差异要小。结果，氧原子转移主要发生在非磁性颗粒边界组分之间，失去能量。因此，最终形成的氧化物几乎不会从颗粒边界运动。因此，颗粒边界宽度保持恒定。
表3
| 平均粒径d[nm] | 平均颗粒边界宽度t[nm] | 粒径离差σ/d | 单位面积上颗粒数T[颗粒/英寸2] | |
| 实施例1 | 6.74 | 0.95 | 0.18 | 16.2 |
| 实施例2 | 6.69 | 0.93 | 0.16 | 15.8 |
| 比较例1 | 6.72 | 1.12 | 0.32 | 11.3 |
| 比较例2 | 6.70 | 1.14 | 0.35 | 10.9 |
<磁记录层的组成分析>
为确定颗粒边界存在的物质，具体地，用XPS和TEM-EDX进行分析。首先，通过XPS表面分析(点直径：10μm)确定实施例1和2的情况存在氧化硅和氧化铬。另一方面，比较例1中只存在氧化硅，而比较例2只存在氧化铬。接下来，比较晶粒组成和颗粒边界组成，用TEM-EDX(点直径：1nm)进行对Co、Pt、Si和Cr的元素分析。用点分析进行测定，具体地，从晶粒提取20个点并从颗粒边界提取20个点，在每个点重复测定5次，平均这些数据获得测定值。已发现，在实施例1中，硅和铬在颗粒边界的存在量是它们在晶粒中量的3-4倍。实施例2中，硅在颗粒边界的存在量是其在晶粒量中量的3-4倍，而铬在颗粒边界的存在量与其在晶粒中的量相等。比较例1中，在颗粒边界检测到的硅量是其在晶粒中量的约5倍。比较例2中，在颗粒边界检测到的铬量是其在晶粒中量的约5倍。由于TEM-EDX的点的直径接近颗粒边界的宽度，可能落在晶粒的一部分上，因此几乎不能确定精确的组成。然而，可以认为在实施例1和2中，氧化硅和氧化铬都被隔离到颗粒边界，而在比较例1，氧化硅被隔离到颗粒边界中，比较例2中氧化铬被隔离到颗粒边界中。
<磁性记录介质性能评价>
下面，研究前面所述的磁记录层的结构对磁簇尺寸以及磁性记录介质的电磁转换性能的作用。假设磁簇为圆柱形，其尺寸是从用磁力显微镜(MFM)观察脱磁化后的介质表面可以获得的图像中推导出来的。图像中一个磁化转换单位接近盘形，将该盘直径取作磁簇尺寸。使用安装有单磁极/GMR磁头的旋转立式测试仪(spinning stand tester)测定SNR，作为对电磁转换性能的评价。通过测定在10,000秒中以100kFCI(千通量/英寸)的线性记录密度书写的输出信号的时间衰退，获得信号下降率。
表4列出了实施例和比较例的磁簇尺寸以及SNR的数据。表4中的SNR数据是以600kFCI的线性记录密度测定的例子。已经确定相对优良的SNR并不会因记录密度变化而改变。
实施例1和2中的磁簇尺寸是较小值，约为比较例1和2的值的2/3。考虑到由前面所述TEM观察获得的横截面和平面的微观结构，实施例1和2中由于颗粒边界宽度沿厚度方向不变，铁磁晶粒相互保持很好隔离，铁磁晶粒间的磁相互作用较小。相反，比较例1和2中，由于颗粒边界宽度沿厚度方向变化，晶粒间相互作用由于晶粒间窄距离部分的强烈影响而增加，形成比实施例1和2大的磁簇尺寸。实施例1和2中的SNR较比较例1和2高2.5dB。这是因为实施例1和2的介质噪声与比较例1和2相比下降，显示磁簇尺寸减小的作用。发现在实施例1和2和比较例1和2中信号下降都为零，表明对热波动的充分阻力。在实施例1和2中，尽管具有相对较小的磁簇尺寸，对热稳定性阻力却是良好的。这是因为单位面积上晶粒数较大且具有降低了的粒径离差，这意味着不能显示铁磁性质的极细小晶粒数量很少，而颗粒的充分堆积因素较大。
如上面所述，已经证实本发明的效果。
表4
| 磁簇尺寸[nm] | SNR[dB] | |
| 实施例1 | 23.4 | 15.9 |
| 实施例2 | 24.6 | 15.6 |
| 比较例1 | 36.1 | 13.0 |
| 比较例2 | 37.9 | 12.5 |
虽然在上述实施例中颗粒边界组分是氧化硅和氧化铬的组合，但由选自Cr、Si、Al、Ti、Ta、Hf、Zr、Y、Ce和B元素的至少两种氧化物或氮化物的组合也能获得同样效果。由不同比例的两种或更多种颗粒边界组分能获得同样的效果。由CoPtB、CoPtCrB或CoPtCrSi、以及CoPt和CoPtCr构成的铁磁晶粒也能获得同样效果。此外，晶种层和软磁背衬层的变化也在本发明之内。
Claims (9)
1.一种垂直磁性记录介质，它包含在非磁性基片上的磁记录层，该磁记录层包含铁磁晶粒和包围该铁磁晶粒的非磁性颗粒边界，所述颗粒边界基本上由至少两种氧化物构成；其中
构成铁磁晶粒的铁磁元素在氧化作用中每1摩尔氧分子形成的标准Gibbs自由能的最大绝对值G1、构成非磁性颗粒边界的元素在氧化作用中每1摩尔氧分子形成的标准Gibbs自由能的最小绝对值G2和次最小绝对值G3满足不等式
G1＜G2＜G3和(G2-G1)＞(G3-G2)。
2.一种垂直磁性记录介质，它包含在非磁性基片上的磁记录层，该磁记录层包含铁磁晶粒和包围该铁磁晶粒的非磁性颗粒边界，所述颗粒边界基本上由至少两种氮化物构成；其中
构成铁磁晶粒的铁磁元素在氮化作用中每1摩尔氮分子形成的标准Gibbs自由能的最大绝对值G11、构成非磁性颗粒边界的元素在氮化作用中每1摩尔氮分子形成的标准Gibbs自由能的最小绝对值G12和次最小绝对值G13满足不等式
G11＜G12＜G13和(G12-G11)＞(G13-G12)。
3.如权利要求1所述的垂直磁性记录介质，其特征在于，G3-G2＜200kJ/mol。
4.如权利要求2所述的垂直磁性记录介质，其特征在于，G13-G12＜200kJ/mol。
5.如权利要求1-4中任一项所述的垂直磁性记录介质，其特征在于，
所述非磁性颗粒边界基本上由选自Cr、Si、Al、Ti、Ta、Hf、Zr、Y、Ce和B的元素的至少两种氧化物或至少两种氮化物构成。
6.如权利要求1-5中任一项所述的垂直磁性记录介质，其特征在于，
所述铁磁晶粒含有钴和铂。
7.如权利要求1-6中任一项所述的垂直磁性记录介质，其特征在于，所述介质还包括在所述非磁性基片和所述磁记录层之间的下层，该下层基本上由选自Ru、Rh、Os、Ir和Pt的元素、或含至少50原子％选自Ru、Rh、Os、Ir和Pt元素的合金构成。
8.如权利要求7所述的垂直磁性记录介质，其特征在于，所述介质还包括直接位于下层下方的晶种层。
9.一种磁性记录设备，它包括权利要求1-8中任一项所述的垂直磁性记录介质。
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