CN1920961A - 热助磁记录介质以及磁记录再现装置 - Google Patents

热助磁记录介质以及磁记录再现装置 Download PDF

Info

Publication number
CN1920961A
CN1920961A CNA2006101218502A CN200610121850A CN1920961A CN 1920961 A CN1920961 A CN 1920961A CN A2006101218502 A CNA2006101218502 A CN A2006101218502A CN 200610121850 A CN200610121850 A CN 200610121850A CN 1920961 A CN1920961 A CN 1920961A
Authority
CN
China
Prior art keywords
film
upper strata
value
magnetic
middle layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA2006101218502A
Other languages
English (en)
Other versions
CN100419860C (zh
Inventor
添谷进
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
HGST Netherlands BV
Original Assignee
Hitachi Global Storage Technologies Netherlands BV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Global Storage Technologies Netherlands BV filed Critical Hitachi Global Storage Technologies Netherlands BV
Publication of CN1920961A publication Critical patent/CN1920961A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100419860C publication Critical patent/CN100419860C/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/62—Record carriers characterised by the selection of the material
    • G11B5/64—Record carriers characterised by the selection of the material comprising only the magnetic material without bonding agent
    • G11B5/66—Record carriers characterised by the selection of the material comprising only the magnetic material without bonding agent the record carriers consisting of several layers
    • G11B5/676—Record carriers characterised by the selection of the material comprising only the magnetic material without bonding agent the record carriers consisting of several layers having magnetic layers separated by a nonmagnetic layer, e.g. antiferromagnetic layer, Cu layer or coupling layer
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/012—Recording on, or reproducing or erasing from, magnetic disks
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/62—Record carriers characterised by the selection of the material
    • G11B5/68—Record carriers characterised by the selection of the material comprising one or more layers of magnetisable material homogeneously mixed with a bonding agent
    • G11B5/70—Record carriers characterised by the selection of the material comprising one or more layers of magnetisable material homogeneously mixed with a bonding agent on a base layer
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B2005/0002—Special dispositions or recording techniques
    • G11B2005/0005—Arrangements, methods or circuits
    • G11B2005/0021—Thermally assisted recording using an auxiliary energy source for heating the recording layer locally to assist the magnetization reversal
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10S428/90—Magnetic feature

Landscapes

  • Magnetic Record Carriers (AREA)
  • Recording Or Reproducing By Magnetic Means (AREA)
  • Thin Magnetic Films (AREA)

Abstract

本发明提供一种热助磁记录介质，其能够克服在RT下的热波动抗力问题和写入能力问题，在刚刚低于记录温度的温度下获得矫顽磁力随温度变化的急剧改变量，并且可以在低温下形成。该介质具有由在基底上形成的满足TW＜TC的高KF铁磁性(F)下层301、满足TB＜TW的低KAF反铁磁(AF)中间层401以及满足TW＜TC的用于记录再现的铁磁性(F)上层501构成的膜层结构，其中TW是记录温度，TC为居里点，TN为里尔点，TB为截止温度，KF为铁磁性磁晶各向异性常数，KAF为反铁磁磁晶各向异性常数。

Description

热助磁记录介质以及磁记录再现装置
技术领域
本发明涉及一种热助磁记录介质，以及使用该介质的磁记录再现装置(HDD)。
背景技术
近年来随着计算机处理速度的提高，人们总是要求磁记录再现装置(如HDD)能高速和高密度地记录再现信息与数据。然而，目前使用的CoCrPt族介质的密度存在着物理限制。
在HDD装置中，记录信息的磁记录介质具有含磁性微粒聚集体的磁性层。为了执行高密度记录，有必要使记录在磁性层上的磁畴较小。为了区分小的记录磁畴，要求磁畴边界光滑，并使磁性层中所含的磁性颗粒尺寸缩小。此外，如果对相邻的磁性颗粒实施一系列的磁化反转的话，磁畴边界将会变动。因此，需要用非磁性材料来磁分隔磁性颗粒(这一般称作“晶粒分离”技术)。此外，从磁头和介质之间磁交互作用的角度来看，为了进行高密度记录，也有必要使得磁性层的厚度较薄。
因此，为了进行高密度记录，磁性层中反向磁化单元的体积(几乎与磁性颗粒相等)需要被减得更小。然而，当反向磁化单元缩小时，其各向异性能[磁晶各向异性能常数(KF)×磁性颗粒的体积VF，KFVF，F是铁磁性的缩略符号]变得小于热波动能[波耳兹曼常数(KB)×温度(T)]，从而不能维持磁畴。这种现象被称作热波动，其为记录密度的物理限制的主要因素(也称作热波动限制)。
为了防止热波动造成的磁化反转，可以增加磁晶各向异性能常数KF。然而，HDD介质中，在高速磁化反转过程中的矫顽磁力HC几乎与KF成正比，在记录磁头可能进行记录的磁场(最大10kOe)将不能进行记录。另一方面，可以增加VF，以阻止热波动造成的磁化反转。然而，如果通过增加介质表面上的磁性颗粒尺寸来增加VF的话，是不能获得高密度记录的。同时，如果通过增加记录层的厚度来增加VF，磁头磁场不够到达记录层的底部，结果是将不发生磁化反转，使得不可能进行高密度记录。
为了解决上述问题，人们提出了一种被称作热助磁记录的思路。其通过加热由大KF和局部减小的KF(即HC)的材料制得的记录层来进行磁记录。通过这种方法，即使记录层的KF在介质操作环境(通常为室温(RT))下较大，用现有磁头产生的记录区域中磁化反转也变得可能了。
然而，由于在记录时相邻磁道多少有点被加热，可能发生相邻磁道促进热波动、记录磁畴被消除的现象(交叉消磁)。此外，由于即使在磁头磁场在记录之后立即丧失时，介质在某种程度上仍然是温热的，热波动被加速，已形成的磁畴仍然可能消失。为了解决这些问题，有必要使用对在记录温度附近KF(即HC)温度变化高度敏感的配合组分。然而，由于CoCrPt族介质的KF(即HC)温度变化一般近乎线性，因此不能满足上述条件。
为了解决上述问题，日本专利申请公开号为2002-358616的文献公开了一种由“功能层(底层)/转换层(中间层)/记录层(上层)”构成的介质结构。根据该公开文献，其功能层含有由非晶质稀土(RE.)-过渡金属(TM.)合金如TbFe形成的亚铁磁(F)层(由于亚铁磁物质属于铁磁物质，因此亚铁磁物质也缩写为(F))，其记录层由现有的CoCrPt族铁磁(F)层形成，而转换层由RE.-TM.合金的亚铁磁(F)层形成，其中该亚铁磁F层具有正好低于记录温度(TW)的居里点(TC)。在该具有“功能层/转换层/记录层”结构的介质中，在RT下形成“F/F/F”交互作用。由于此，在RT下KF(即HC)值能够增至较大值，这样就可能增强对热波动的抗力。如上所述，由于“F/F/F”交互作用在中间层的TC下消失，并变成“F/Para./F”(Para.是顺磁性的缩写)磁性状态，记录层的KF(即HC)值在中间层的TC温度下迅速降至单记录层的值。因此，在中间层的TC温度附近得到KF(即HC)的快速温度变化量[KF(即HC)的温度变化量、对于温度T的dKF/dT或dHC/dT被定义为“KF的温度梯度”或“HC的温度梯度”，这些表述也将在整个说明书中得到沿用]。由于KF(即HC)值在TW温度下迅速降至单记录层的值，因此在小的记录磁场下能够在记录层上执行写操作。
此外，Appl.Phys.Lett.，Vol.82，pp.2859-2861(2003)公开了一种由“FeRh(底层)/FePt(上层)”构成的磁性膜。FeRh族材料是在约100℃下经历从反铁磁性(AF)到铁磁性(F)相转变的唯一的一种材料。根据该文献，在RT下，FePt的HC能够由于“AF/F”的交互作用而得到增强。同样，当相转变从AF→F时，“AF/F”的交互作用消失，取而代之产生“F/F”交互作用。由于底层FeRh中的F具有软磁性能，在FeRh的AF→F相转换温度(约100℃)附近，将得到HC随温度变化的急剧改变量。
专利文献1：JP-A 358616/2000
非专利文献1：Appl.Phys.Lett.，Vol.82，pp.2859-2861(2003)
发明内容
为了实现超过表面记录密度terabit/in2的HDD，需要无热波动限制的热助磁记录介质。为了实现支持非常高密度记录的热助磁记录介质，有必要开发一种以在RT下抵抗热波动、在高温下具有写入能力为特征的介质，并且其能够使得HC在刚刚低于TW下具有随温度变化的急剧改变量。同时，该介质应能够在低温下形成。然而，不幸的是没有能够满足所有这些要求的介质。
上述日本专利申请公开号为2002-358616的文献提供了一种通过用中间层的TC来导致HC在刚刚低于TW下具有随温度变化的急剧改变量的方法。尽管该方法有利于克服在RT下的热波动抗力和写入能力的问题，然而由于下列原因，HC在刚刚低于TW下的温度梯度很难陡峭。
中间层中的SF在其TC下具有急剧的热波动，<SF>消失，因此具有JF<SF><SF>的F旋转排列也消失(S：旋转，<>：热平均，J：交互整合作用(exchange integration))。因此，“功能层/转换层(中间层)/记录层”的“F/F/F”交互作用膜中记录层的KF(即HC)的温度依赖性从很低于中间层的TC的温度开始就受到中间层的<SF>的温度依赖性的严重影响(一种根据布里渊作用、温度增加时<SF>下降、而当温度接近于TC时d<SF>/dT增加的现象)，因此HC的温度梯度必然下降。由此，上述问题诸如对相邻磁道的不利影响和交叉消磁不能得到解决。
另一方面，如Appl.Phys.Lett.，Vol.82，pp.2859-2861(2003)中记载的那样，在由“FeRh/FePt”构成、且具有大的JF<SF><SF>的F旋转排列的磁性膜中，在刚好高于AF→F相转变温度时，在FeRh膜中存在大的<SF>。因此，HC有可能产生随温度变化的急剧改变量，并避免诸如对相邻磁道的不利影响或交叉消磁等问题。然而，由于FeRh是一种有序合金，相转变(无序→有序的相转变)的热处理温度要求高达550℃，因此适于投入实际使用。
因此，本发明的一个目的是提供一种热助磁记录介质，其能够(1)克服RT下的热波动抗力问题、并在高温下具有写入能力；(2)在刚刚低于TW的温度下HC获得随温度变化的急剧改变量；(3)在低温下形成。
通过提供一种热助磁记录介质来达成上述目的，该介质具有由满足TW＜TC的高KF铁磁物质或满足TW＜TN的高KAF反铁磁物质制成的底层、满足TB＜TW的低KAF反铁磁中间层、和满足TW＜TC的铁磁物质或亚铁磁物质制成的用作记录再现层的上层构成的膜层结构，其中TW是记录温度，TC为居里点，TN为里尔(Neel)点，TB为截止(blocking)温度，KF为铁磁性磁晶各向异性常数，KAF为反铁磁磁晶各向异性常数；并且该介质能够获得HC随温度变化的急剧改变量，即通过利用低KAF反铁磁中间层的TB满足TB＜＜TN的特性的记录再现层的HC随温度的变化。
采用本发明的磁记录介质，就有可能提供一种热助磁记录介质，该介质能够(1)克服RT下的热波动抗力问题、并在高温下具有写入能力；(2)在刚刚低于TW的温度下HC获得随温度变化的急剧改变量；(3)在低温下形成。这样，垂直磁存储介质如现有的CoCrPt-SiO2所面临的记录密度限制(热波动限制)就能够被克服了。此外，由于该磁记录再现层能够在从RT到截止温度(刚刚低于记录温度)的温度范围内维持相当大的热波动抗力和高矫顽磁力，因此，尽管在基底温度增加的热助记录时相邻磁道也可能在某种程度上被加热，该相邻磁道也不会受到不利影响，交叉消磁也能够被避免。因此，能够提供具有超过terabit/in2的记录介质的热助介质和HDD装置。
此外，如果使用CoCrPt-SiO2或CoCrPt-Cr膜作为磁记录再现层，该磁记录再现层将需要晶粒分离技术和形成反向磁化单元，可以使用现有(或传统)的技术。同时，在使用非晶质TbFeCo族膜作为磁记录再现层的情况下，不需要晶粒分离技术，因此也不需要再去开发这样的技术。
附图说明
图1是根据本发明的由铁磁性下层/反铁磁性中间层/用于记录再现的铁磁性上层形成的用于热助磁记录的交互作用三膜层磁介质的横截面放大视图；
图2表示了图1中用于热助磁记录的交互作用三膜层磁介质中铁磁性上层的矫顽磁力与温度的依存关系；
图3表示了在图1中用于热助磁记录的交互作用三膜层磁介质上进行热助磁记录时的旋转排列；
图4是根据本发明的由铁磁性下层/反铁磁性中间层/用于记录再现的亚铁磁性上层形成的用于热助磁记录的交互作用三膜层磁介质的横截面放大视图；
图5表示了图4中用于热助磁记录的交互作用三膜层磁介质中亚铁磁性上层的矫顽磁力与温度的依存关系；
图6表示了在图4中用于热助磁记录的交互作用三膜层磁介质上进行热助磁记录时的旋转排列；
图7是根据本发明的由反铁磁性下层/反铁磁性中间层/用于记录再现的铁磁性上层形成的用于热助磁记录的交互作用三膜层磁介质的横截面放大视图；
图8表示了图7中用于热助磁记录的交互作用三膜层磁介质中铁磁性上层的矫顽磁力与温度的依存关系；
图9表示了在图7中用于热助磁记录的交互作用三膜层磁介质上进行热助磁记录时的旋转排列；
图10是根据本发明的由反铁磁性下层/反铁磁性中间层/用于记录再现的亚铁磁性上层形成的用于热助磁记录的交互作用三膜层磁介质的横截面放大视图；
图11表示了图10中用于热助磁记录的交互作用三膜层磁介质中亚铁磁性上层的矫顽磁力与温度的依存关系；
图12表示了在图10中用于热助磁记录的交互作用三膜层磁介质上进行热助磁记录时的旋转排列；
图13列示了在记录温度、居里点、里尔点和截止温度之间存在的反向温度关系所带来的问题；
图14列示了根据本发明的各种用于记录再现的铁磁性膜层及其磁物理性能值；
图15列示了根据本发明的各种反铁磁性中间层及其磁物理性能值；
图16列示了根据本发明的各种铁磁性下层和反铁磁性下层及其磁物理性能值；
图17表示了经由反铁磁中间层的铁磁性下层或反铁磁性下层和铁磁性上层或亚铁磁上层之间的交互作用的主要组份、由交互作用带给该铁磁性上层或亚铁磁性上层的RT下热波动抗力值、以及其矫顽磁力的结合；
图18表示了一种使用根据本发明的热助磁记录介质的磁盘装置；
图19示例了一种磁头。
具体实施方式
下面将参照附图来说明本发明的优选实施例。
实施例1
图1表示根据本发明的用于热助磁记录的交互作用三膜层磁介质。该介质具有由位于基底100上的底层200、满足TW＜TC的高KF铁磁(F)下层301，满足TB＜TW的低KAF反铁磁(AF)中间层401，满足TW＜TC的用于记录再现的铁磁(F)上层501，以及保护层600，其中TW是记录温度，TC为居里点，TN为里尔点，TB为截止温度，KF为铁磁性磁晶各向异性常数，KAF为反铁磁磁晶各向异性常数。基底100由玻璃制成，底层200由Ru膜形成，F下层301由L10-FePt膜形成，AF中间层401由γ-FeMn膜形成，F上层501由CoCrPt-SiO2(或CoCrPt-Cr膜)形成，保护层600由C膜形成。在热助磁记录介质在低温下形成的情况下，能够获得Ru(001)/L10-FePt(111)/γ-FeMn(111)/CoCrPt-SiO2(001)(或CoCrPt-Cr(001))每层表面紧密堆积的晶粒排列，因此形成垂直磁化膜。一般地，底层200的厚度为20nm，F下层301的厚度为10nm，AF中间层401的厚度为10nm，F上层501的厚度为10nm，保护层600的厚度为3nm。这里，CoCrPt-SiO2中的SiO2和CoCrPt-Cr膜中的部分Cr从晶粒析出到晶界，参与晶粒分离，并形成反向磁化单元。本说明书的下文中，将使用“CoCrPt-SiO2膜”和“CoCrPt-Cr膜”。
图2表示了用于热助磁记录的交互作用三膜层磁介质中F上层的矫顽磁力(HC)与温度(T)的依存关系。尤其是，该图表示了在F下层301由10nm厚的L10-FePt膜形成、AF中间层401由10nm厚的γ-FeMn膜形成、且F上层501由10nm厚的CoCrPt-SiO2膜或CoCrPt-Cr膜形成的情况下HC和T之间的关系。由于KF∝HC，KF对温度的依存关系与图2中HC对温度的依存关系表现出相似的特征。由于“F下层301/AF中间层401/F上层501”三膜层的交互作用，在RT下F上层501的HC值非常大。如图17中总结的那样，在F上层501由CoCrPt-SiO2膜形成的情况下，其HC值约为46-56kOe，而在F上层501由CoCrPt-Cr膜形成的情况下，其HC值约为36-54kOe。
使用加权平均值来粗略计算HC值。用图14中所示的F上层501的KF值和HC值、以及图16中所示的F下层301的KF值，用下式来计算HC值：
[(F下层301的KFxVF+F上层501的KFxVF)/(F下层301的VF值+F上层501的VF值)]×[1/(RT下单层F上层501的KF值)×(RT下单层F上层501的HC值)]。这里，VF表示铁磁物质晶粒的体积，而VAF表示反铁磁物质晶粒的体积。如图15中总结的那样，由于AF中间层的KAF小，因此AF中间层401的KAFVAF乘积被忽略不计。
图14列示了不同种类的用于磁记录再现的F上层501和502以及它们的物理性能值，图15列示了不同种类的AF中间层401以及它们的物理性能值，图16列示了不同种类的F下层301和AF下层302以及它们的物理性能值，而图17列示了F下层301或AF下层302和F上层501或502之间(通过AF中间层401)交互作用主要组分、以及该交互作用带给F上层501和502的热波动有效抗力即(KV)eff/kBT值(RT)和HC值(RT)((KV)eff：有效(KV)乘积，kB：波耳兹曼常数)的结合。这里，(KV)eff/kBT值的获得是基于假设F下层301的KFVF乘积或AF下层302的KAFVAF乘积被通过AF中间层401的F上层501和502的KFVF乘积完全覆盖，而用加权平均值来获得HC值之一是基于假设F下层301的KFVF乘积或AF下层302的KAFVAF乘积被通过AF中间层401的F上层501和502的KFVF乘积完全覆盖。
既然在RT下CoCrPt-SiO2单层的HC值为约5-6kOe，而RT下CoCrPt-Cr单层的HC值为约2-3kOe(图14)，因此通过“F/AF/F”交互作用其能增加到很高的值，实际上其远远超过了记录磁头的最大磁场10kOe。此外，通过根据布里渊作用的加热，F上层501在RT下的最大HC值逐渐下降，在当AF中间层401的TB为约155℃且TW≈200℃(即“F/AF/F”交互作用消失的温度)时迅速下降，随后取决于单层F上层501的HC与温度之间的关系。当TW≈200℃时，如果F上层501由CoCrPt-SiO2膜形成，则HC值为约2-3kOe，而如果F上层501由CoCrPt-Cr膜形成，则HC值为约1-1.5kOe。图2特别表示了在TB值附近或刚好低于TW的温度下获得了HC值随温度变化的急剧改变量(呈台阶或梯阶状)。选择TW≈200℃的原因如下。如果TW太高，介质会因为反复的热扫描而遭到破坏。相反，如果TW太低，将不能得到理想的HC温度梯度。这就是TW≈200℃被认为是理想温度的原因。
此外，图17列示了在RT下交互作用三膜层磁介质的F上层501的(KV)eff/kBT值。这里，用式[(F下层301的KFVF乘积)+(F上层501的KFVF乘积)/(kBT)]来计算(KV)eff/kBT值。如图15所示，由于AF中间层401的KAF小，因此AF中间层401的KAFVAF小乘积被忽略不计。在RT下，如果F上层501由CoCrPt-SiO2膜形成，则F上层501的(KV)eff/kBT值为约1417，而如果F上层501由CoCrPt-Cr膜形成，则该值为约1378。由于单层CoCrPt-SiO2膜的(KV)eff/kBT值在RT下为约77，且单层CoCrPt-Cr膜的(KV)eff/kBT值为约38(图14)，通过“F/AF/F”交互作用，RT下F上层501的(KV)eff/kBT值可被增加到非常高的值。图2中，当TW≈200℃时，如果F上层501由CoCrPt-SiO2膜形成，则HC值为约2-3kOe，而如果F上层501由CoCrPt-Cr膜形成，则HC值为约1-1.5kOe。考虑到现有的磁头的最大记录磁场为约10kOe，当TW≈200℃时HC值被降至约2-3kOe(CoCrPt-SiO2膜)或约1-1.5kOe(CoCrPt-Cr膜)，从而可以在F上层501上轻松地进行写入(记录)操作。此外，由于底层200、下层301、AF中间层401、F上层501和保护层600可以由紧密堆积的晶体板构成，其成形过程可以在RT下进行。尽管为了获得由L10-FePt膜构成的F下层301需要进行加热处理，其加热温度等于或低于350℃，这几乎等同于现有介质的最高加热温度。因此，将该实施例付诸实际应用不存在问题。
从以上可得出结论：通过三层膜“F/AF/F”(即“F下层301/AF中间层401/F上层501”)交互作用，在RT至TB的温度范围内可以获得非常高的热波动抗力和高的HC值。同样，高温下写入能力的问题也被克服，在TB值附近或刚好低于TW的温度下获得了HC值随温度变化的急剧改变量(即大的HC温度梯度)。此外，已证实可以在低温下形成介质。这样，通过使用由“F/AF/F”(即“F下层301/AF中间层401/F上层501”)交互作用形成的三层膜介质，就有可能得到一种热助磁记录介质，其能够(1)克服RT下的热波动抗力问题、并在高温下具有写入能力；(2)在刚刚低于TW的温度下HC获得随温度变化的急剧改变量；(3)在低温下形成。
下面将说明由F下层301/AF中间层401/F上层501形成的交互作用三层膜介质的热助磁记录过程。图3表示了由“F下层的一个晶粒3010/AF中间层的一个晶粒4010/F上层的一个晶粒5010”形成的一个“F/AF/F”交互作用晶粒在热助磁记录时的旋转排列。尽管该图表示的是一个晶粒的形状，反向磁化单元也会呈现同样的形状。在该情况下，假定F下层301和该F下层的晶粒3010由L10-FePt形成，AF中间层401和该AF中间层401的晶粒4010由γ-FeMn形成，而F上层501和该F上层的晶粒5010由CoCrPt-SiO2(或CoCrPt-Cr)形成。此外，L10-FePt的TC为约470℃(图16)，γ-FeMn的里尔点(TN)为约217℃(图15)，CoCrPt-SiO2的TC为约600℃，而CoCrPt-Cr的TC为约427℃(图14)。由于理想的TW为约200℃，下面的说明将以TW≈200℃为基础。
如图3(a)所示，假设在热助磁记录过程中热场和记录磁场10000在T＝TW下从介质的顶表面向下照射和施加。由于L10-FePt的TC为约470℃，γ-FeMn的TN为约217℃，CoCrPt-SiO2的TC为约600℃(或CoCrPt-Cr的TC为约427℃)，都比TW≈200℃高，由“F下层的晶粒3010/AF中间层的晶粒4010/F上层的晶粒5010”构成的一个晶粒中的磁性状态在T＝TW下为“F/AF/F”。然而，由于γ-FeMn的TB *为约155℃，其更精确的磁性状态为“F/Para.(界面)/AF/Para.(界面)/F”(Para.是顺磁性的缩写)。因此，在T＝TW下，由于CoCrPt-SiO2的低HC(或CoCrPt-Cr的低HC)，F上层的一个晶粒5010中的磁化矢量很容易转向朝下方向。然而，由于还没有形成交互作用，AF中间层的一个晶粒4010中AF旋转排列的方向是任意的。类似地，F下层的一个晶粒3010中F旋转排列的方向也是任意的。这是因为单层L10-FePt层的HC值非常大，并位于最低层，其不受记录磁场的影响。但是，考虑到去磁场的影响，图中F下层的一个晶粒3010的磁化矢量方向向上。
(*截止温度TB被定义为铁磁性/反铁磁性交互作用消失的温度。其取决于反铁磁材料，与铁磁性材料的关系不大。值得强调的是大部分的反铁磁材料具有“TB＜＜TN”的特性。在反铁磁性/反铁磁性交互作用的情况下，TB取决于具有低TN的反铁磁材料，且该TB值几乎等同于铁磁性/反铁磁性交互作用消失的TB值。因此，在说明书中，使用“反铁磁性膜层的TB或γ-FeMn的TB”的表述方式。
如图3(b)所示，当T＝TB时，发生交互作用。因此，“F下层的一个晶粒3010/AF中间层的一个晶粒4010/F上层的一个晶粒5010”构成的一个晶粒的磁性状态被从“F/Para.(界面)/AF/Para.(界面)/F”转变成“F/AF/F”。为了使F上层的一个晶粒5010中的旋转面向下方，设置每层膜的旋转、每个界面并使之区域冷却到冻结状态(field-cooledIn frozen state)。交互作用产生的内部磁场约为几百kOe。根据该数量级，AF中间层的一个晶粒4010中的AF旋转和F下层的一个晶粒3010中的F旋转的排列如图3(b)所示。
由于“TB＜＜TN”，在T＝TB下，AF中间层的一个晶粒4010具有相当大的<SAF>，因此AF旋转排列具有相当大的JAF<SAF><SAF>(S：旋转，<>：热平均，J：交互整合作用)。在T＝TB下，“F/AF/F”交互作用突然产生，伴随着大的<SAF>和JAF<SAF><SAF>，因此在T＝TB下HC迅速增加(呈阶梯形状)。这就是在T＝TB下获得HC随温度变化的急剧改变量的原因，并且也是基于“TB＜＜TN”的特定性能所获得的物理现象。也就是说，这种物理现象在日本专利申请公开号为2002-358616的文献中公开的采用中间层的TC的情况下是不能获得的。
如图3(c)所示，当RT＜T＜TB时，每个膜层的磁化矢量增加，并且持续增加直到如图3(d)所示的T＝RT时停止。到此为止，我们已经解释了热助磁记录的过程。上述的记录过程只是磁化矢量的相反过程。
本发明的F下层301也可以由L10-CoPt膜或L10-FePtNi膜形成。如图17的总结可见，(a)即使在F下层301由L10-CoPt膜形成、且F上层501由CoCrPt-SiO2膜形成的情况下，在RT下，F上层501的(KV)eff/kBT值也为约613，且其HC值也为约20-24kOe；(b)即使在F下层301由L10-CoPt膜形成、且F上层501由CoCrPt-Cr膜形成的情况下，在RT下，F上层501的(KV)eff/kBT值也为约574，且其HC值也为约15-23kOe；(c)即使在F下层301由L10-FePtNi膜形成、且F上层501由CoCrPt-SiO2膜形成的情况下，在RT下，F上层501的(KV)eff/kBT值也为约842，且其HC值也为约28-33kOe；(d)即使在F下层301由L10-FePtNi膜形成、且F上层501由CoCrPt-Cr膜形成的情况下，在RT下，F上层501的(KV)eff/kBT值也为约803，且其HC值也为约21-32kOe。尽管为了得到L10-CoPt膜或L10-FePtNi膜需要进行热处理，由于该处理可以在至多350℃下进行，因此实际应用上没有问题。
如图15中的总结可见，根据本发明该实施方案的AF中间层401可以由γ-MnIr膜、γ-MnRh膜、γ-MnNi膜、γ-MnRu膜、γ-MnPt膜、γ-MnPd膜、γ-Mn(PtRh)膜和γ-Mn(RuRh)膜之一形成。同样，为了使TB低于200℃，Ir组分、Rh组分、Ru组分、Ni组分、Pt组分、Pd组分、(PtRh)组分和(RuRh)组分应分别少于20原子％。如图15所示，AF层的KAF值与γ-FeMn膜的相同，AF层的TB值与γ-FeMn膜的相同，并且，AF层具有“TB＜＜TN”的特性。
同样，如图15可见，在γ-MnIr膜、γ-MnRh膜和γ-MnRu膜的情况下，TB和TN之间相差很大。因此，通过使用它们形成AF层，可以更有效地使“TB＜＜TN”。即，在热助磁记录过程中，在T＝TB下，“F/AF/F”交互作用将突然发生，并具有较大的<SAF>和JAF<SAF><SAF>，因此，将有可能在T＝TB下增加HC的温度梯度。
此外，γ-MnIr膜、γ-MnRh膜和γ-MnRu膜表面(111)的密堆六边形晶格点阵一边的长度几乎等于构成F下层301的L10-FePt膜、L10-CoPt和L10-FePtNi膜的表面(111)中密堆六边形晶格点阵一边的长度，也几乎等于构成F上层501的CoCrPt-SiO2膜的表面(001)(或CoCrPt-Cr膜的表面(001))中密堆六边形晶格点阵一边的长度。因此，用γ-MnIr膜、γ-MnRh膜和γ-MnRu膜形成AF中间层401，可以避免晶格点阵不匹配的问题。由此，可能获得接近于理论值(即图17所示的计算结果)的HC值或(KV)eff/kBT值，并且F上层501的各向异性分散也能保持较小。
此外，在TW增加到高于200℃的情况下，最好使用具有分别高于20原子％的Ir组分、Rh组分和Ru组分的γ-MnIr膜、γ-MnRh膜和γ-MnRu膜来作为AF中间层401。得到的AF层具有约为240-300℃的TB值，并且通过Ir组分、Rh组分和Ru组分可以调整TB值到一个令人满意的值，即，刚好低于TW。
然而，γ-MnIr膜、γ-MnRh膜和γ-MnRu膜增加了成本。因此，当使用由这些膜制成的AF膜层时，有必要在磁物理性能值和成本问题之间达成平衡。
至此，已经解释了在交互作用三膜层磁介质中具有垂直各向异性的磁记录。然而，也有可能开发出具有平面各向异性的磁记录和具有倾斜各向异性的磁记录。
实施例2
图4表示了根据本发明的用于热助磁记录的交互作用三膜层磁介质。该介质具有由位于基底100上的底层200、满足TW＜TC的高KF铁磁(F)下层301，满足TB＜TW的低KAF反铁磁(AF)中间层401，满足TW＜TC的用于记录再现的亚铁磁(F)上层502，以及保护层600。基底100由玻璃制成，底层200由Ru膜形成，F下层301由L10-FePt膜形成，AF中间层401由γ-FeMn膜形成，F上层502由磁化补偿点TComp.≤0℃的非晶质TbFeCo膜形成，保护层600由C膜形成。在热助磁记录介质在低温下形成的情况下，能够获得Ru(001)/L10-FePt(111)/γ-FeMn(111)/非晶质TbFeCo每层表面紧密堆积的晶粒排列，因此形成垂直磁化膜。一般地，底层200的厚度为20nm，F下层301的厚度为10nm，AF中间层401的厚度为10nm，F上层502的厚度为10nm，保护层600的厚度为3nm。
图5表示了用于热助磁记录的交互作用三膜层磁介质中F上层的矫顽磁力(HC)与温度(T)的依存关系。尤其是，该图表示了在F下层301由10nm厚的L10-FePt膜形成、AF中间层401由10nm厚的γ-FeMn膜形成、且F上层502由10nm厚的TbFeCo膜形成的情况下HC和T之间的关系。由于“F下层301/AF中间层401/F上层502”三膜层的交互作用，在RT下F上层502的HC值非常大。如图17中总结的那样，在F上层502由TbFeCo膜形成的情况下，其HC值约为704-937kOe。
使用加权平均值来粗略计算HC值。用图14中所示的F上层502的KF值和HC值、以及图16中所示的F下层301的KF值，用下式来计算HC值：
[(F下层301的KFxVF+F上层502的KFxVF)/(F下层301的VF值+F上层502的VF值)]×[1/(RT下单层F上层502的KF值)×(RT下单层F上层502的HC值)]。如图15中总结的那样，由于AF中间层401的KAF小，因此AF中间层401的KAFVAF乘积被忽略不计。
既然在RT下TbFeCo单层的HC值为约8kOe(图14)，因此通过“F/AF/F”交互作用其能增加到很高的值，实际上其远远超过了记录磁头的最大磁场10kOe。此外，通过根据布里渊作用的加热，F上层502在RT下的最大HC值逐渐下降，在当AF中间层401的TB为约155℃且TW≈200℃(即“F/AF/F”交互作用消失的温度)时迅速下降，随后取决于单层F上层502的HC与温度之间的关系。当TW≈200℃时，如果F上层502由TbFeCo膜形成，则HC值为约1kOe。图5特别表示了在TB值附近或刚好低于TW的温度下获得了HC值随温度变化的急剧改变量(呈台阶或梯阶状)。
此外，图17列示了在RT下交互作用三膜层磁介质的F上层502的(KV)eff/kBT值。这里，用式[(F下层301的KFVF乘积)+(F上层502的KFVF乘积)/(kBT)]来计算(KV)eff/kBT值。如图15所示，由于AF中间层401的KAF小，因此AF中间层401的KAFVAF小乘积被忽略不计。
在RT下，如果F上层502由TbFeCo膜形成，则F上层502的(KV)eff/kBT值为约1347。由于单层TbFeCo膜的(KV)eff/kBT值在RT下为约5.8-7.7(图14)，通过“F/AF/F”交互作用，RT下F上层502的(KV)eff/kBT值可被增加到非常高的值。图5中，当TW≈200℃时，如果F上层502由TbFeCo膜形成，则HC值为约1kOe。考虑到现有的磁头的最大记录磁场为约10kOe，当TW≈200℃时HC值被降至约1kOe，从而可以在F上层502上轻松地进行写入(记录)操作。此外，由于底层200、下层301、AF中间层401、F上层502和保护层600可以由紧密堆积的晶体板构成，其成形过程可以在RT下进行。尽管为了获得由L10-FePt膜构成的F下层301需要进行加热处理，其加热温度等于或低于350℃，这几乎等同于现有介质的最高加热温度。因此，将该实施例付诸实际应用不存在问题。
从以上可得出结论：通过三层膜“F/AF/F”(即“F下层301/AF中间层401/F上层502”)交互作用，在RT至TB的温度范围内可以获得非常高的热波动抗力和高的HC值。同样，高温下写入能力的问题也被克服，在TB值附近或刚好低于TW的温度下获得了HC值随温度变化的急剧改变量(即大的HC温度梯度)。此外，已证实可以在低温下形成介质。这样，通过使用由“F/AF/F”(即“F下层301/AF中间层401/F上层502”)交互作用形成的三层膜介质，就有可能得到一种热助磁记录介质，其能够(1)克服RT下的热波动抗力问题、并在高温下具有写入能力；(2)在刚刚低于TW的温度下HC获得随温度变化的急剧改变量；(3)在低温下形成。
下面将说明由F下层301/AF中间层401/F上层502形成的交互作用三层膜介质的热助磁记录过程。图6表示了由“F下层的一个晶粒3010/AF中间层的一个晶粒4010/F上层的一个晶粒5020”形成的一个“F/AF/F”交互作用晶粒在热助磁记录时的旋转排列。尽管该图表示的是一个晶粒的形状，反向磁化单元也会呈现同样的形状。图中，TM.表示过渡金属，RE.表示稀土。这里，假定F下层301和该F下层的晶粒3010由L10-FePt形成，AF中间层401和该AF中间层401的晶粒4010由γ-FeMn形成，而F上层502和该F上层的晶粒5020由TbFeCo形成。此外，L10-FePt的TC为约470℃(图16)，γ-FeMn的里尔点(TN)为约217℃(图15)，TbFeCo的TC为约270℃(图14)。由于理想的TW为约200℃，下面的说明将以TW≈200℃为基础。
如图6(a)所示，假设在热助磁记录过程中热场和记录磁场10000在T＝TW下从介质的顶表面向下照射和施加。由于L10-FePt的TC为约470℃，γ-FeMn的TN为约217℃，TbFeCo的TC为约270℃，都比TW≈200℃高，由“F下层的晶粒3010/AF中间层的晶粒4010/F上层的晶粒5020”构成的一个晶粒中的磁性状态在T＝TW下为“F/AF/F”。然而，由于γ-FeMn的TB为约155℃，其更精确的磁性状态为“F/Para.(界面)/AF/Para.(界面)/F”(Para.是顺磁性的缩写)。因此，在T＝TW下，由于TbFeCo的低HC，F上层的一个晶粒5020中的磁化矢量很容易转向朝下方向。然而，由于还没有形成交互作用，AF中间层的一个晶粒4010中AF旋转排列的方向是任意的。类似地，F下层的一个晶粒3010中F旋转排列的方向也是任意的。这是因为单层L10-FePt层的HC值非常大，并位于最低层，其不受记录磁场的影响。但是，考虑到去磁场的影响，图中F下层的一个晶粒3010的磁化矢量方向向上。
如图6(b)所示，当T＝TB时，发生交互作用。因此，“F下层的一个晶粒3010/AF中间层的一个晶粒4010/F上层的一个晶粒5020”构成的一个晶粒的磁性状态被从“F/Para.(界面)/AF/Para.(界面)/F”转变成“F/AF/F”。为了使F上层的一个晶粒5020中的旋转面向下方，设置每层膜的旋转、每个界面并使之区域冷却到冻结状态。交互作用产生的内部磁场约为几百kOe。根据该数量级，AF中间层的一个晶粒4010中的AF旋转和F下层的一个晶粒3010中的F旋转的排列如图6(b)所示。
由于“TB＜＜TN”，在T＝TB下，AF中间层的一个晶粒4010具有相当大的<SAF>，因此AF旋转排列具有相当大的JAF<SAF><SAF>。在T＝TB下，“F/AF/F”交互作用突然产生，伴随着大的<SAF>和JAF<SAF><SAF>，因此在T＝TB下HC迅速增加。这就是在T＝TB下获得HC随温度变化的急剧改变量的原因，并且也是基于“TB＜＜TN”的特定性能所获得的物理现象。
如图6(c)所示，当RT＜T＜TB时，每个膜层的磁化矢量增加，并且持续增加直到如图6(d)所示的T＝RT时停止。在F上层的一个晶粒5020中，由于RE.旋转的温度下降造成的旋转尺寸增加比由于TM.旋转的温度下降造成的旋转尺寸的增加更大。因此，RE.旋转和TM.旋转增加。当T＝RT时，RE.旋转尺寸和TM.旋转尺寸之差变小，降至Ms≈50emu/cm3。如果Ms低造成再现敏感度缺乏，则可以在RT下在F上层502上形成具有约300emu/cm3的Ms值的再现专用层如非晶质DyTbFeCo膜。到此为止，我们已经解释了热助磁记录的过程。上述的记录过程只是磁化矢量的相反过程。
本发明的F下层301也可以由L10-CoPt膜或L10-FePtNi膜形成。如图17的总结可见，(a)即使在F下层301由L10-CoPt膜形成、且F上层502由TbFeCo膜形成的情况下，在RT下，F上层502的(KV)eff/kBT值也为约543，且其HC值也为约284-377kOe；(b)即使在F下层301由L10-CoPt膜形成、且F上层502由TbFeCo膜形成的情况下，在RT下，F上层502的(KV)eff/kBT值也为约772，且其HC值也为约404-537kOe。尽管为了得到L10-CoPt膜或L10-FePtNi膜需要进行热处理，由于该处理可以在至多350℃下进行，因此实际应用上没有问题。
如图15中的总结可见，根据本发明该实施方案的AF中间层401可以由γ-MnIr膜、γ-MnRh膜、γ-MnNi膜、γ-MnRu膜、γ-MnPt膜、γ-MnPd膜、γ-Mn(PtRh)膜和γ-Mn(RuRh)膜之一形成。同样，为了使TB低于200℃，Ir组分、Rh组分、Ru组分、Ni组分、Pt组分、Pd组分、(PtRh)组分和(RuRh)组分应分别少于20原子％。
如图15所示，AF层的KAF值与γ-FeMn膜的相同，AF层的TB值与γ-FeMn膜的相同，并且，AF层具有“TB＜＜TN”的特性。
同样，如图15可见，在γ-MnIr膜、γ-MnRh膜和γ-MnRu膜的情况下，TB和TN之间相差很大。因此，通过使用它们形成AF层，可以更有效地使“TB＜＜TN”。即，在热助磁记录过程中，在T＝TB下，“F/AF/F”交互作用将突然发生，并具有较大的<SAF>和JAF<SAF><SAF>，因此，将有可能在T＝TB下增加HC的温度梯度。
此外，γ-MnIr膜、γ-MnRh膜和γ-MnRu膜表面(111)的密堆六边形晶格点阵一边的长度几乎等于构成F下层301的L10-FePt膜、L10-CoPt和L10-FePtNi膜的表面(111)中密堆六边形晶格点阵一边的长度。因此，用γ-MnIr膜、γ-MnRh膜和γ-MnRu膜形成AF中间层401，可以避免晶格点阵不匹配的问题。由此，可能获得接近于理论值(即图17所示的计算结果)的HC值或(KV)eff/kBT值，并且F上层502的各向异性分散也能保持较小。
此外，在TW增加到高于200℃的情况下，最好使用具有分别高于20原子％的Ir组分、Rh组分和Ru组分的γ-MnIr膜、γ-MnRh膜和γ-MnRu膜来作为AF中间层401。得到的AF层具有约为240-300℃的TB值，并且通过Ir组分、Rh组分和Ru组分可以调整TB值到一个令人满意的值，即，刚好低于TW。
然而，γ-MnIr膜、γ-MnRh膜和γ-MnRu膜增加了成本。因此，当使用由这些膜制成的AF膜层时，有必要在磁物理性能值和成本问题之间达成平衡。
至此，已经解释了在交互作用三膜层磁介质中具有垂直各向异性的磁记录。然而，也有可能开发出具有平面各向异性的磁记录和具有倾斜各向异性的磁记录。
实施例3
图7表示根据本发明的用于热助磁记录的交互作用三膜层磁介质。
该介质具有由位于基底100上的底层200、满足TW＜TN的高KAF反铁磁(AF)下层302，满足TB＜TW的低KAF反铁磁(AF)中问层401，满足TW＜TC的亚铁磁(F)上层501，以及保护层600。基底100由玻璃制成，底层200由Ru膜形成，AF下层302由L10-PtMn膜形成，AF中间层401由γ-FeMn膜形成，F上层501由CoCrPt-SiO2(或CoCrPt-Cr膜)膜形成，保护层600由C膜形成。在热助磁记录介质在低温下形成的情况下，能够获得Ru(001)/L10-PtMn(111)/γ-FeMn(111)/CoCrPt-SiO2(001)(或CoCrPt-Cr(001))每层表面紧密堆积的晶粒排列，因此形成垂直磁化膜。一般地，底层200的厚度为20nm，AF下层302的厚度为10nm，AF中间层401的厚度为10nm，F上层501的厚度为10nm，保护层600的厚度为3nm。
图8表示了用于热助磁记录的交互作用三膜层磁介质中F上层的矫顽磁力(HC)与温度(T)的依存关系。尤其是，该图表示了在AF下层302由10nm厚的L10-PtMn膜形成、AF中间层401由10nm厚的γ-FeMn膜形成、且F上层501由10nm厚的CoCrPt-SiO2膜或CoCrPt-Cr膜形成的情况下HC和T之间的关系。由于“AF下层302/AF中间层401/F上层501”三膜层的交互作用，在RT下F上层501的HC值非常大。如图17中总结的那样，在F上层501由CoCrPt-SiO2膜形成的情况下，其HC值约为11kOe；而在F上层501由CoCrPt-Cr膜形成的情况下，其HC值约为10kOe。
使用加权平均值来粗略计算HC值。使用图14中所示的F上层501的KF值和HC值、以及图16中所示的AF下层302的KAF值，用下式来计算HC值：
[(AF下层302的KAFVAF+F上层501的KFVF)/(AF下层302的VAF值+F上层501的VF值)]×[1/(RT下单层F上层501的KF值)×(RT下单层F上层501的HC值)]。如图15中总结的那样，由于AF中间层401的KAF小，因此AF中间层401的KAFVAF乘积被忽略不计。
既然在RT下CoCrPt-SiO2单层的HC值为约5-6kOe，而在RT下CoCrPt-Cr单层的HC值为约2-3kOe(图14)，通过“AF/AF/F”交互作用HC值能增加到很高的值。此外，通过根据布里渊作用的加热，F上层501在RT下的最大HC值逐渐下降，在当AF中间层401的TB为约155℃且TW≈200℃(即“AF/AF/F”交互作用消失的温度)时迅速下降，随后取决于单层F上层501的HC与温度之间的关系。当TW≈200℃时，如果F上层501由CoCrPt-SiO2膜形成，则HC值为约2-3kOe；而如果F上层501由CoCrPt-Cr膜形成，则HC值为约1-1.5kOe。图8特别表示了在TB值附近或刚好低于TW的温度下获得了HC值随温度变化的急剧改变量(呈台阶或梯阶状)。
此外，图17列示了在RT下交互作用三膜层磁介质的F上层501的(KV)eff/kBT值。这里，用式[(AF下层302的KAFVAF乘积)+(F上层501的KFVF乘积)/(kBT)]来计算(KV)eff/kBT值。如图15所示，由于AF中间层401的KAF小，因此AF中间层401的KAFVAF乘积被忽略不计。在RT下，如果F上层501由CoCrPt-SiO2膜形成，则F上层501的(KV)eff/kBT值为约268，而如果F上层501由CoCrPt-Cr膜形成，则F上层501的(KV)eff/kBT值为约229。由于单层CoCrPt-SiO2膜的(KV)eff/kBT值在RT下为约77，而单层CoCrPt-Cr膜的(KV)eff/kBT值在RT下为约38(图14)，通过“AF/AF/F”交互作用，RT下F上层501的(KV)eff/kBT值可被增加到非常高的值。图8中，当TW≈200℃时，如果F上层501由CoCrPt-SiO2膜形成，则HC值为约2-3kOe，而如果F上层501由CoCrPt-Cr膜形成，则HC值为约1-1.5kOe。考虑到现有的磁头的最大记录磁场为约10kOe，当TW≈200℃时HC值被降至约2-3kOe(CoCrPt-SiO2膜)或约1-1.5kOe(CoCrPt-Cr膜)，从而可以在F上层501上轻松地进行写入(记录)操作。此外，由于底层200、AF下层302、AF中间层401、F上层501和保护层600可以由紧密堆积的晶体板构成，因此其成形过程可以在RT下进行。尽管为了获得由L10-PtMn膜构成的AF下层302需要进行加热处理，其加热温度也为约250℃。因此，将该实施例付诸实际应用不存在问题。
从以上可得出结论：通过三层膜“AF/AF/F”(即“AF下层302/AF中间层401/F上层501”)交互作用，在RT至TB的温度范围内可以获得非常高的热波动抗力和高的HC值。同样，高温下写入能力的问题也被克服，在TB值附近或刚好低于TW的温度下获得了HC值随温度变化的急剧改变量(即大的HC温度梯度)。此外，已证实可以在低温下形成介质。这样，通过使用由“AF/AF/F”(即“AF下层302/AF中间层401/F上层501”)交互作用形成的三层膜介质，就有可能得到一种热助磁记录介质，其能够(1)克服RT下的热波动抗力问题、并在高温下具有写入能力；(2)在刚刚低于TW的温度下HC获得随温度变化的急剧改变量；(3)在低温下形成。
下面将说明由AF下层302/AF中间层401/F上层501形成的交互作用三层膜介质的热助磁记录过程。图9表示了由“AF下层的一个晶粒3020/AF中间层的一个晶粒4010/F上层的一个晶粒5010”形成的一个“AF/AF/F”交互作用晶粒在热助磁记录时的旋转排列。尽管该图表示的是一个晶粒的形状，反向磁化单元也会呈现同样的形状。这里，假定AF下层302和该AF下层的晶粒3020由L10-PtMn形成，AF中间层401和该AF中间层401的晶粒4010由γ-FeMn形成，而F上层501和该F上层的晶粒5010由CoCrPt-SiO2(或CoCrPt-Cr)形成。此外，L10-PtMn的TN为约700℃(图16)，γ-FeMn的里尔点(TN)为约217℃(图15)，CoCrPt-SiO2的TC为约600℃，而CoCrPt-Cr的TC为约427℃(图14)。由于理想的TW为约200℃，因此下面的说明将以TW≈200℃为基础。
如图9(a)所示，假设在热助磁记录过程中热场和记录磁场10000在T＝TW下从介质的顶表面向下照射和施加。由于L10-PtMn的TN为约700℃，γ-FeMn的TN为约217℃，CoCrPt-SiO2的TC为约600℃(或CoCrPt-Cr的TC为约427℃)，都比TW≈200℃高，由“AF下层的晶粒3020/AF中间层的晶粒4010/F上层的晶粒5010”构成的一个晶粒中的磁性状态在T＝TW下为“AF/AF/F”。然而，由于γ-FeMn的TB为约155℃，其更精确的磁性状态为“AF/Para.(界面)/AF/Para.(界面)/F”。因此，在T＝TW下，由于CoCrPt-SiO2的低HC(或CoCrPt-SiO2的低HC)，F上层的一个晶粒5010中的磁化矢量很容易转向朝下方向。然而，由于还没有形成交互作用，AF中间层的一个晶粒4010中AF旋转排列的方向是任意的。类似地，AF下层的一个晶粒3020中AF旋转排列的方向也是任意的。
如图9(b)所示，当T＝TB时，发生交互作用。因此，“AF下层的一个晶粒3020/AF中间层的一个晶粒4010/F上层的一个晶粒5010”构成的一个晶粒的磁性状态被从“AF/Para.(界面)/AF/Para.(界面)/F”转变成“AF/AF/F”。为了使F上层的一个晶粒5010中的旋转面向下方，设置每层膜的旋转、每个界面并使之区域冷却到冻结状态。交互作用产生的内部磁场约为几百kOe。根据该数量级，AF中间层的一个晶粒4010中的AF旋转和AF下层的一个晶粒3020中的AF旋转的排列如图9(b)所示。
由于“TB＜＜TN”，在T＝TB下，AF中间层的一个晶粒4010具有相当大的<SAF>，因此AF旋转排列具有相当大的JAF<SAF><SAF>。在T＝TB下，“AF/AF/F”交互作用突然产生，伴随着大的<SAF>和JAF<SAF><SAF>，因此在T＝TB下HC迅速增加。这就是在T＝TB下获得HC随温度变化的急剧改变量的原因，并且也是基于“TB＜＜TN”的特定性能所获得的物理现象。
如图9(c)所示，当RT＜T＜TB时，每个膜层的磁化矢量增加，并且持续增加直到如图9(d)所示的T＝RT时停止。到此为止，我们已经解释了热助磁记录的过程。上述的记录过程只是磁化矢量的相反过程。
本发明的AF下层302也可以由L10-(PtPd)Mn膜形成。如图17的总结可见，(a)即使在AF下层302由L10-(PtPd)Mn膜形成、且F上层501由CoCrPt-SiO2膜形成的情况下，在RT下，F上层501的(KV)eff/kBT值也为约268，且其HC值也为约11kOe；(b)即使在AF下层302由L10-(PtPd)Mn膜形成、且F上层501由CoCrPt-Cr膜形成的情况下，在RT下，F上层501的(KV)eff/kBT值也为约229，且其HC值也为约10kOe。尽管为了得到L10-(PtPd)Mn膜需要进行热处理，由于该处理可以在至多250℃下进行，因此实际应用上没有问题。
如图15中的总结可见，根据本发明该实施方案的AF中间层401可以由γ-MnIr膜、γ-MnRh膜、γ-MnNi膜、γ-MnRu膜、γ-MnPt膜、γ-MnPd膜、γ-Mn(PtRh)膜和γ-Mn(RuRh)膜之一形成。同样，为了使TB低于200℃，Ir组分、Rh组分、Ru组分、Ni组分、Pt组分、Pd组分、(PtRh)组分和(RuRh)组分应分别少于20原子％。
如图15所示，AF层的KAF值与γ-FeMn膜的相同，AF层的TB值与γ-FeMn膜的相同，并且，AF层具有“TB＜＜TN”的特性。
同样，如图15可见，在γ-MnIr膜、γ-MnRh膜和γ-MnRu膜的情况下，TB和TN之间相差很大。因此，通过使用它们形成AF层，可以更有效地使“TB＜＜TN”。即，在热助磁记录过程中，在T＝TB下，“AF/AF/F”交互作用将突然发生，并具有较大的<SAF>和JAF<SAF><SAF>，因此，将有可能在T＝TB下增加HC的温度梯度。
此外，γ-MnIr膜、γ-MnRh膜和γ-MnRu膜表面(111)的密堆六边形晶格点阵一边的长度几乎等于构成AF下层302的L10-PtMn膜或L10-(PtPd)Mn膜的表面(111)中密堆六边形晶格点阵一边的长度，也几乎等于构成F上层501的CoCrPt-SiO2膜的表面(001)(或CoCrPt-Cr膜的表面(001))中密堆六边形晶格点阵一边的长度。因此，用γ-MnIr膜、γ-MnRh膜和γ-MnRu膜形成AF中间层401，可以避免晶格点阵不匹配的问题。由此，可能获得接近于理论值(即图17所示的计算结果)的HC值或(KV)eff/kBT值，并且F上层501的各向异性分散也能保持较小。
此外，在TW增加到高于200℃的情况下，最好使用具有分别高于20原子％的Ir组分、Rh组分和Ru组分的γ-MnIr膜、γ-MnRh膜和γ-MnRu膜来作为AF中间层401。得到的AF层具有约为240-300℃的TB值，并且通过Ir组分、Rh组分和Ru组分可以调整TB值到一个令人满意的值，即，刚好低于TW。
然而，γ-MnIr膜、γ-MnRh膜和γ-MnRu膜增加了成本。因此，当使用由这些膜制成的AF膜层时，有必要在磁物理性能值和成本问题之间达成平衡。
至此，已经解释了在交互作用三膜层磁介质中具有垂直各向异性的磁记录。然而，也有可能开发出具有平面各向异性的磁记录和具有倾斜各向异性的磁记录。
实施例4
图10表示根据本发明的用于热助磁记录的交互作用三膜层磁介质。该介质具有由位于基底100上的底层200、满足TW＜TN的高KAF反铁磁(AF)下层302，满足TB＜TW的低KAF反铁磁(AF)中间层401，满足TW＜TC的用于记录再现的铁磁(F)上层502，以及保护层600。基底100由玻璃制成，底层200由Ru膜形成，AF下层302由L10-PtMn膜形成，AF中间层401由γ-FeMn膜形成，F上层502由磁化补偿点TComp.≤0℃的非晶质TbFeCo膜形成，保护层600由C膜形成。在热助磁记录介质在低温下形成的情况下，能够获得Ru(001)/L10-PtMn(111)/γ-FeMn(111)/非晶质TbFeCo每层表面紧密堆积的晶粒排列，因此形成垂直磁化膜。一般地，底层200的厚度为20nm，AF下层302的厚度为10nm，AF中间层401的厚度为10nm，F上层502的厚度为10nm，保护层600的厚度为3nm。
图11表示了用于热助磁记录的交互作用三膜层磁介质中F上层502的矫顽磁力(HC)与温度(T)的依存关系。尤其是，该图表示了在AF下层302由10nm厚的L10-PtMn膜形成、AF中间层401由10nm厚的γ-FeMn膜形成、且F上层502由10nm厚的TbFeCo膜形成的情况下HC和T之间的关系。由于“AF下层302/AF中间层401/F上层502”三膜层的“AF/AF/F”交互作用，在RT下F上层502的HC值非常大。如图17中总结的那样，在F上层502由TbFeCo膜形成的情况下，其HC值约为137kOe。
使用加权平均值来粗略计算HC值。使用图14中所示的F上层502的KF值和HC值、以及图16中所示的AF下层302的KAF值，用下式来计算HC值：
[(AF下层302的KAFxVAF+F上层502的KFxVF)/(AF下层302的VAF值+F上层502的VF值)]×[1/(RT下单层F上层502的KF值)×(RT下单层F上层502的HC值)]。如图15中总结的那样，由于AF中间层401的KAF小，因此AF中间层401的KAFVAF乘积被忽略不计。
既然在RT下TbFeCo单层的HC值为约8kOe(图14)，通过“AF/AF/F”交互作用，HC值能增加到很高的值，并且实际上其远远超过了记录磁头的最大磁场10kOe。此外，通过根据布里渊作用的加热，F上层502在RT下的最大HC值逐渐下降，在当AF中间层401的TB为约155℃且TW≈200℃(即“AF/AF/F”交互作用消失的温度)时迅速下降，随后取决于单层F上层502的HC与温度之间的关系。当TW≈200℃时，如果F上层502由TbFeCo膜形成，则HC值为约1kOe。图11特别表示了在TB值附近或刚好低于TW的温度下获得了HC值随温度变化的急剧改变量(呈台阶或梯阶状)。
此外，图17列示了在RT下交互作用三膜层磁介质的F上层502的(KV)eff/kBT值。这里，用式[(AF下层302的KAFVAF乘积)+(F上层502的KFVF乘积)/(kBT)]来计算(KV)eff/kBT值。如图15所示，由于AF中间层401的KAF小，因此AF中间层401的KAFVAF乘积被忽略不计。
在RT下，如果F上层502由TbFeCo膜形成，则F上层502的(KV)eff/kBT值为约198。由于单层TbFeCo膜的(KV)eff/kBT值在RT下为约5.8-7.7(图14)，通过“AF/AF/F”交互作用，RT下F上层502的(KV)eff/kBT值可被增加到非常高的值。图11中，当TW≈200℃时，如果F上层502由TbFeCo膜形成，则HC值为约1kOe。考虑到现有的磁头的最大记录磁场为约10kOe，当TW≈200℃时HC值被降至约1kOe，从而可以在F上层502上轻松地进行写入(记录)操作。此外，由于底层200、AF下层302、AF中间层401、F上层502和保护层600可以由紧密堆积的晶体板构成，因此其成形过程可以在RT下进行。尽管为了获得由L10-PtMn膜构成的AF下层302需要进行加热处理，其加热温度也等于或低于250℃。因此，将该实施例付诸实际应用不存在问题。
从以上可得出结论：通过三层膜“AF/AF/F”(即“AF下层302/AF中间层401/F上层502”)交互作用，在RT至TB的温度范围内可以获得非常高的热波动抗力和高的HC值。同样，高温下写入能力的问题也被克服，在TB值附近或刚好低于TW的温度下获得了HC值随温度变化的急剧改变量(即大的HC温度梯度)。此外，已证实可以在低温下形成介质。这样，通过使用由“AF/AF/F”(即“AF下层302/AF中间层401/F上层502”)交互作用形成的三层膜介质，就有可能得到一种热助磁记录介质，其能够(1)克服RT下的热波动抗力问题、并在高温下具有写入能力；(2)在刚刚低于TW的温度下HC获得随温度变化的急剧改变量；(3)在低温下形成。
下面将说明由AF下层302/AF中间层401/F上层502形成的交互作用三层膜介质的热助磁记录过程。图12表示了由“AF下层的一个晶粒3020/AF中间层的一个晶粒4010/F上层的一个晶粒5020”形成的一个“AF/AF/F”交互作用晶粒在热助磁记录时的旋转排列。尽管该图表示的是一个晶粒的形状，反向磁化单元也会呈现同样的形状。图中，TM.表示过渡金属，RE.表示稀土。这里，假定AF下层302和该AF下层的晶粒3020由L10-PtMn形成，AF中间层401和该AF中间层401的晶粒4010由γ-FeMn形成，而F上层502和该F上层的晶粒5020由TbFeCo形成。此外，L10-PtMn的TN为约700℃(图16)，γ-FeMn的里尔点(TN)为约217℃(图15)，TbFeCo的TC为约270℃(图14)。由于理想的TW为约200℃，因此下面的说明将以TW≈200℃为基础。
如图12(a)所示，假设在热助磁记录过程中热场和记录磁场10000在T＝TW下从介质的顶表面向下照射和施加。由于L10-PtMn的TN为约700℃，γ-FeMn的TN为约217℃，TbFeCo的TC为约270℃，都比TW≈200℃高，由“AF下层的晶粒3020/AF中间层的晶粒4010/F上层的晶粒5020”构成的一个晶粒中的磁性状态在T＝TW下为“AF/AF/F”。然而，由于γ-FeMn的TB为约155℃，其更精确的磁性状态为“AF/Para.(界面)/AF/Para.(界面)/F”。因此，在T＝TW下，由于TbFeCo的低HC，F上层的一个晶粒5020中的磁化矢量很容易转向朝下方向。然而，由于还没有形成交互作用，AF中间层的一个晶粒4010中AF旋转排列的方向是任意的。类似地，AF下层的一个晶粒3020中AF旋转排列的方向也是任意的。
如图12(b)所示，当T＝TB时，发生交互作用。因此，“AF下层的一个晶粒3020/AF中间层的一个晶粒4010/F上层的一个晶粒5020”构成的一个晶粒的磁性状态被从“AF/Para.(界面)/AF/Para.(界面)/F”转变成“AF/AF/F”。为了使F上层的一个晶粒5020中的旋转(总的旋转)面向下方，设置每层膜的旋转、每个界面并使之区域冷却到冻结状态。交互作用产生的内部磁场约为几百kOe。根据该数量级，AF中间层的一个晶粒4010中的AF旋转和AF下层的一个晶粒3020中的AF旋转的排列如图12(b)所示。
由于“TB＜＜TN”，在T＝TB下，AF中间层的一个晶粒4010具有相当大的<SAF>，因此AF旋转排列具有相当大的JAF<SAF><SAF>。在T＝TB下，“AF/AF/F”交互作用突然产生，伴随着大的<SAF>和JAF<SAF><SAF>，因此在T＝TB下HC迅速增加。这就是在T＝TB下获得HC随温度变化的急剧改变量的原因，并且也是基于“TB＜＜TN”的特定性能所获得的物理现象。
如图12(c)所示，当RT＜T＜TB时，每个膜层的磁化矢量增加，并且持续增加直到如图12(d)所示的T＝RT时停止。在F上层的一个晶粒5020中，由于RE.旋转的温度下降造成的旋转尺寸增加比由于TM.旋转的温度下降造成的旋转尺寸的增加更大。因此，RE.旋转和TM.旋转增加。当T＝RT时，RE.旋转尺寸和TM.旋转尺寸之差变小，降至Ms≈50emu/cm3。如果Ms低造成再现敏感度缺乏，则可以在RT下在F上层502上形成具有约300emu/cm3的Ms值的再现专用层如非晶质DyTbFeCo膜。到此为止，我们已经解释了热助磁记录的过程。上述的记录过程只是磁化矢量的相反过程。
本发明的AF下层302也可以由L10-(PtPd)Mn膜、L10-NiMn膜或有序相Mn3Ir膜形成。如图17的总结可见，(a)即使在AF下层302由L10-(PtPd)Mn膜形成、且F上层502由TbFeCo膜形成的情况下，在RT下，F上层502的(KV)eff/kBT值也为约198，且其HC值也为约137kOe；(b)即使在AF下层302由L10-NiMn膜形成、且F上层502由TbFeCo膜形成的情况下，在RT下，F上层502的(KV)eff/kBT值也为约27，且其HC值也为约17kOe；(c)即使在AF下层302由有序相Mn3Ir膜形成、且F上层502由TbFeCo膜形成的情况下，在RT下，F上层502的(KV)eff/kBT值也为约47，且其HC值也为约31kOe。尽管为了得到L10-(PtPd)Mn膜、L10-NiMn膜或有序相Mn3Ir膜需要进行热处理，由于该处理可以在至多250℃下进行，因此实际应用上没有问题。
如图15中的总结可见，根据本发明该实施方案的AF中间层401可以由γ-MnIr膜、γ-MnRh膜、γ-MnNi膜、γ-MnRu膜、γ-MnPt膜、γ-MnPd膜、γ-Mn(PtRh)膜和γ-Mn(RuRh)膜之一形成。同样，为了使TB低于200℃，Ir组分、Rh组分、Ru组分、Ni组分、Pt组分、Pd组分、(PtRh)组分和(RuRh)组分应分别少于20原子％。如图15所示，AF层的KAF值与γ-FeMn膜的相同，AF层的TB值与γ-FeMn膜的相同，并且，AF层具有“TB＜＜TN”的特性。
同样，如图15可见，在γ-MnIr膜、γ-MnRh膜和γ-MnRu膜的情况下，TB和TN之间相差很大。因此，通过使用它们形成AF层，可以更有效地使“TB＜＜TN”。即，在热助磁记录过程中，在T＝TB下，“AF/AF/F”交互作用将突然发生，并具有较大的<SAF>和JAF<SAF><SAF>，因此，将有可能在T＝TB下增加HC的温度梯度。
此外，γ-MnIr膜、γ-MnRh膜和γ-MnRu膜表面(111)的密堆六边形晶格点阵一边的长度几乎等于构成AF下层302的L10-PtMn膜、L10-(PtPd)Mn膜、L10-NiMn膜和有序相Mn3Ir膜的表面(111)中密堆六边形晶格点阵一边的长度。因此，用γ-MnIr膜、γ-MnRh膜和γ-MnRu膜形成AF中间层401，可以避免晶格点阵不匹配的问题。由此，可能获得接近于理论值(即图17所示的计算结果)的HC值或(KV)eff/kBT值，并且F上层502的各向异性分散也能保持较小。
此外，在TW增加到高于200℃的情况下，最好使用具有分别高于20原子％的Ir组分、Rh组分和Ru组分的γ-MnIr膜、γ-MnRh膜和γ-MnRu膜来作为AF中间层401。得到的AF层具有约为240-300℃的TB值，并且通过Ir组分、Rh组分和Ru组分可以调整TB值到一个令人满意的值，即，刚好低于TW。
然而，γ-MnIr膜、γ-MnRh膜和γ-MnRu膜增加了成本。因此，当使用由这些膜制成的AF膜层时，有必要在磁物理性能值和成本问题之间达成平衡。
至此，已经解释了在交互作用三膜层磁介质中具有垂直各向异性的磁记录。然而，也有可能开发出具有平面各向异性的磁记录和具有倾斜各向异性的磁记录。
图13分别总结了F上层501和502的TW和TC之间、AF中间层401的TB和TW之间、F下层301的TW和TC之间、以及AF下层302的TW和TN之间的反向温度关系。如图13所示，如果上述温度关系中只有一个是反向的，实施例1至4中说明的用于获得HC随温度变化的急剧改变量的热助磁记录介质是不能实现的。
此外，由于交互作用理论还没有建立，因此使用加权平均值来粗略计算图17中的HC值。不必说，该HC值的获得是基于理想的“F/AF/F”交互作用或“AF/AF/F”交互作用。详细地说，使用加权平均值来获得HC值是基于这样的假定，即假定：F下层301的KFVF乘积或AF下层302的KAFVAF乘积被通过AF中间层401的F上层501或502的KFVF乘积完全覆盖。这样，由于晶格点阵不匹配的问题或界面上含有杂质，因此实际的HC值要低于图17所示的HC值。然而，本发明人通过另一个领域的其它试验发现，通过F硬磁性层和AF层之间的交互作用，F硬磁性层的HC值能够增加到单层的HC值的几倍～几十倍。此外，尽管即使在Appl.Phys.Lett.，Vol.82，pp.2859-2861(2003)中公开的由“FeRh(下层)/FePt(上层)”形成的磁性层结构中晶格点阵也严重不匹配，单层F上层的HC值也能通过“AF/F”交互作用而从约1kOe增加到约8kOe。这样，从该试验来看，F上层501和502的HC值可以增加到单层的HC值的几倍～几十倍，并且很容易期待在图17中大部分没有标记“x”的组合中至少能够得到HC＞10kOe(记录磁头的最大磁场)。
此外，当F层如F下层301不具有高的KF且AF层如AF下层302不具有高的KAF时，用于记录再现的F上层501和502不能得到高的(KV)eff/kBT值和高的HC值。具有低KF的F层或具有低KAF的AF层没有任何效果。图17中标记“x”的AF下层302和F上层501的组合是其典型的实施例，因为其KAF低。
此外，没有AF中间层401的AF下层302和用于记录再现的F上层501或502之间的“AF/F”双层交互作用，不能实现实施例1至4中所述的热助磁记录介质。这是因为具有约150-200℃的TB值和高KAF的AF层几乎不起作用。即，具有高KAF的AF层的TN总是很高(图16)，因此TB值比TW≈200℃高得多。然而，如果TB值为约150-200℃，并且AF层具有高的KAF，这在理论上是可能的。
此外，形成F下层301的L10-FePt、L10-CoPt或L10-FePtNi的磁化产生偏磁场，该偏磁场可能施加到用于记录再现的F上层501和502上，从而对记录操作产生不利的影响。然而，通过增加AF中间层401的厚度可以解决该问题。同样，也可以在底层200之下再设置多层膜(Fe/Cr)，并可以安置吸收来自偏磁场的泄漏磁通量的装置。在底层由AF层形成的情况下，偏磁场为0。因此，不会产生上述问题。
实施例5
图18表示了使用根据本发明的热助磁记录介质的磁盘装置的一个例子。本发明的热助磁记录介质被应用在磁盘装置上，该磁盘装置是磁记录装置的一种。然而，本发明的热助磁记录介质也可以应用在如磁带设备和光磁盘装置等的磁记录装置上。
具体地，图中表示的磁盘装置被用于在被称作磁轨的记录区域中以同心圆形状来记录数据，该装置包括作为根据本发明的盘状热助磁记录介质的磁盘10、用于加热读取或写入数据的热助磁记录介质的近场光线和激光发射设备、磁头18、用于支撑并将磁头18移动到磁盘10上的预定位置的致动装置、以及控制磁头18读取或写入的数据发送/接收以及传动装置的动作的控制装置26。
下面将介绍这些元件的结构和操作。至少有一个可旋转磁盘10被旋转轴12支撑，并由驱动电机14驱动而旋转。在磁盘10上安装了至少一个浮动块16，该浮动块16支撑了至少一个用于读取和写入数据的磁头18。
当磁盘10旋转时，浮动块16同时在磁盘表面上移动，并到达记录所需数据的预定位置。浮动块16通过万向节20安装在臂杆22上。万向节20具有一点能够使浮动块16紧密贴近磁盘10的弹性。臂杆22安装在致动器24上。图18也表示了万向节支撑的浮动块16的放大视图。
可以使用音圈电机作为致动器24。该音圈电机包括可移动式地安装在固定磁场中的线圈，该线圈的移动方向和移动速度受控制装置26经由线路30发出的电信号控制。因此，该实施方案的传动装置包括浮动块16、万向节20、臂杆22、致动器24和线路30。
在磁盘的操作过程中，磁盘10的旋转导致浮动块16和磁盘表面之间的气流产生空气支承，使得浮动块16从磁盘10的表面抬起。因此，该空气支承使得浮动块16从磁盘10上抬起，与万向节20的弹力相平衡，与磁盘10保持一个固定的距离，而不与磁盘表面接触。
一般地，控制装置26包括逻辑电路、存储器和微处理器。控制装置26通过每条线路传输并接收控制信号，并控制磁盘装置的各个元件。例如，电机14受通过线路28传输的发动机驱动信号的控制。致动器24受通过线路30传输的磁头位置控制信号和定位控制信号的控制，使得所选的浮动块16移动或定位到相关磁盘10上所需的数据磁轨上。
控制装置26通过线路32接收磁头18读自磁盘10的数据的电信号，并将该信号转换并解码。此外，控制装置26通过线路32向磁头18传输向磁盘10上写入数据的电信号(包括近场光线和激光照射信号)。即，控制装置26控制磁头18读取或写入的数据的传输/接收。
同样，读取信号和写入信号也可以直接从磁头18传送。控制信号的其它例子包括访问控制信号、时钟信号等。此外，磁盘装置包括多个磁盘或一个致动器，而该致动器可以包括多个磁头。
下面参照图19来说明磁头18的一个例子。该磁头18包括热助记录磁头181和再现头182。
热助记录磁头181包括下磁芯1810、线圈1811、安装在线圈1811和上磁芯1813之间用于传输激光1814的波导管1812，以及上磁芯1813。在记录磁头181的空气支承表面1830的一侧，安装了由Au细波段构成的纳米级光源1815，激光1814照射到该纳米级光源1815的背面(相对侧)。该纳米级光源1815由细波段形成，并被激光1814加热到高温，从而光源中电子的非弹性散射变得活跃，且激发了等离子体。纳米级光源1815的前端部具有几十纳米宽的突顶形状，致使热(等离子体)能在该前端部集中聚积，从而在此产生近场光线1816(光点尺寸等于或小于几十纳米)。近场光线1816将热助磁记录介质10局部加热到所需温度，同时从热助记录磁头181向热助磁记录介质10施加记录磁场，以执行热助磁记录操作。一个再现头182至少包括下护罩1821、高灵敏度再现传感器1822如GMR磁头或TMR磁头，和上护罩1823。
至此，我们已经说明了热助磁记录介质和磁盘装置。具体地，该热助磁记录介质的底层200可以由Cu膜、Cr膜、CrRu膜、NiFeCr膜、Rh膜、Pd膜、Ag膜、Pt膜、MgO膜或Au膜形成，而L10-FePt膜、L10-CoPt膜、L10-FePtNi膜、L10-PtMn膜、L10-(PtPd)Mn膜、L10-NiMn膜或有序相Mn3Ir膜可被用作F下层301或AF下层302。
关于F下层301，可以使用通过向L10-FePt膜中添加Co从而得到的L10-FePtCo膜，或者使用通过向L10-CoPt膜中添加Ni从而得到的L10-CoPtNi膜。同样，也可以使用具有高KF的膜层如L10-FePd膜、有序相Co3Pt膜、无序相CoPt膜、SmCo膜或NdFeB膜。至于AF下层302，可以使用有序相AuMn膜或无序相CrMnM膜。可以使用Pt、Rh、Pd、Cu或其混合物作为第三元素(M)。
可以使用具有高KAF的AF层来作为AF中间层401。然而，极少有具有高KAF且满足条件TB＜TW(TW≈200℃)的AF膜。通过用旋转玻璃或具混磁性的磁性膜来形成AF中间层401，可以得到同样的效果。此外，当人们开发出来将作为AF中间层401的FeRh族材料的有序化温度降低到低于350℃的技术时，可以使用在约100℃下进行从AF→F的相变的FeRh族材料。
F上层501中可以含有CoCr合金、CoPt合金、CoCrTa合金或CoCrPtTa合金。同样，该膜层也可以由(Co/Pt)多层膜或(Co/Pd)多层膜形成。同样，为了使其HC值在RT下满足HC＜＜10kOe，F上层501中可以含有L10-FePtM合金、L10-CoPtM合金、L10-FePtNiM合金、L10-FePtCoM合金或L10-CoPtNiM合金(M：第三元素)。这里，第三元素M选自由Cu、Ru、Rh、Pd、Ag、Au、Sn、Sb、Ir、Pb、B和其混合物构成的元素组。这些元素中，添加Ag、Sn、Sb、Ir、Pb和B元素时，由于无序/有序转变的缘故(因为这些元素在无序相中被迫可溶，而在有序相中变得自由不可溶)，可以获得晶粒偏析效应。
此外，F上层502可以由RE.-TM.合金膜形成，这些膜例如有非晶质TbFe膜、非晶质GdFe膜、非晶质TbCo膜、非晶质GdTbFeCo膜、非晶质GdDyFeCo膜、非晶质NdFeCo膜或非晶质NdTbFeCo膜。
保护层600中可以含有Cu、Cr、Ta、Ru、Pd、Ag、Pt或Au。可以使用任何能够对在其下的包括F上层501和502在内的膜层提供抗腐蚀保护的膜层来作为保护层600。
此外，可以在AF下层302和AF中间层401之间再插入F膜层如Co膜层。同样，也可以在其间插入(Co/Pt)多层膜或(Co/Pd)多层膜。还可以在底层200之下形成相应于由具有高导热性的Au或Cu制成的吸热层或SUL层( Soft  under layer，柔性底层)。
利用AF中间层401的TB，从而在合适的温度下获得HC温度梯度的本发明的基本概念在MRAM(磁性随机存储器)中可以得到发展。

Claims (10)

1.一种热助磁记录介质，其特征在于该介质具有由满足TW＜TC的高KF铁磁物质或满足TW＜TN的高KAF反铁磁物质制成的底层、满足TB＜TW的低KAF反铁磁中间层、和满足TW＜TC的铁磁物质或亚铁磁物质制成的用作记录再现层的上层构成的膜层结构，其中TW是记录温度，TC为居里点，TN为里尔点，TB为截止温度，KF为铁磁性磁晶各向异性常数，KAF为反铁磁磁晶各向异性常数。
2.根据权利要求1的介质，其中由铁磁物质制成的底层由L10-FePt族膜形成，由反铁磁物质制成的中间层为γ-FeMn族膜，而由铁磁物质制成的上层为CoCrPt-SiO2族膜或CoCrPt-Cr族膜。
3.根据权利要求1的介质，其中由铁磁物质制成的底层由L10-FePt族膜形成，由反铁磁物质制成的中间层由γ-FeMn族膜形成，而含有亚铁磁物质的上层由非晶质TeFeCo族膜形成。
4.根据权利要求1的介质，其中含有反铁磁物质的底层由L10-PtMn族膜形成，由反铁磁物质制成的中间层由γ-FeMn族膜形成，而由铁磁物质制成的上层由CoCrPt-SiO2族膜或CoCrPt-Cr族膜形成。
5.根据权利要求1的介质，其中含有反铁磁物质的底层由L10-PtMn族膜形成，由反铁磁物质制成的中间层由γ-FeMn族膜形成，而含有亚铁磁物质的上层由非晶质TbFeCo族膜形成。
6.根据权利要求1的介质，其中含有铁磁物质的底层由L10-CoPt或L10-FePtNi制成。
7.根据权利要求1的介质，其中含有反铁磁物质的底层由L10-(PtPd)Mn制成。
8.根据权利要求1的介质，其中含有反铁磁物质的底层由L10-(PtPd)Mn、L10-NiMn或有序相Mn3Ir制成。
9.根据权利要求1的介质，其中由反铁磁物质制成的中间层含有γ-MnIr、γ-MnRh、γ-MnRu、γ-MnNi、γ-MnPt、γ-MnPd、γ-Mn(PtRh)或γ-Mn(RuRh)。
10.一种磁记录介质装置，特征在于其包括：
热助磁记录介质；
驱动所述热助磁记录介质的介质驱动元件；
与具有介质加热装置的记录磁头和记录磁场施加装置以及再现头安装在一起的磁头；以及
将磁头定位在热助磁记录介质上所需位置的磁头驱动元件，
其中所述热助磁记录介质具有由满足TW＜TC的高KF铁磁物质或满足TW＜TN的高KAF反铁磁物质制成的底层、满足TB＜TW的低KAF反铁磁中间层、和满足TW＜TC的铁磁物质或亚铁磁物质制成的用作记录再现层的上层构成的膜层结构，其中TW是记录温度，TC为居里点，TN为里尔点，TB为截止温度，KF为铁磁性磁晶各向异性常数，KAF为反铁磁磁晶各向异性常数。
CNB2006101218502A 2005-08-25 2006-08-25 热助磁记录介质以及磁记录再现装置 Expired - Fee Related CN100419860C (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005-244842 2005-08-25
JP2005244842 2005-08-25
JP2005244842A JP2007059008A (ja) 2005-08-25 2005-08-25 熱アシスト磁気記録媒体、及び磁気記録再生装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1920961A true CN1920961A (zh) 2007-02-28
CN100419860C CN100419860C (zh) 2008-09-17

Family

ID=36950795

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB2006101218502A Expired - Fee Related CN100419860C (zh) 2005-08-25 2006-08-25 热助磁记录介质以及磁记录再现装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US8084149B2 (zh)
EP (1) EP1760698A1 (zh)
JP (1) JP2007059008A (zh)
KR (1) KR20070024350A (zh)
CN (1) CN100419860C (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102915744A (zh) * 2012-09-28 2013-02-06 山推楚天工程机械有限公司 铁磁性金属工件的物料代码磁记录读取装置及方法

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007250093A (ja) * 2006-03-16 2007-09-27 Fujitsu Ltd 磁気記録媒体及び磁気記録装置
JP2008052869A (ja) * 2006-08-28 2008-03-06 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands Bv 熱アシスト磁気記録媒体、及び磁気記録再生装置
US8576515B2 (en) 2007-02-16 2013-11-05 Seagate Technology Llc Thin film structure with controlled lateral thermal spreading in the thin film
US7869162B2 (en) * 2007-02-16 2011-01-11 Seagate Technology Llc Thin film structure with controlled lateral thermal spreading in the thin film
KR101344407B1 (ko) * 2007-09-21 2013-12-26 후지 덴키 가부시키가이샤 자기기록매체
US20090226764A1 (en) * 2008-03-06 2009-09-10 Agency For Science, Technology & Research Magnetic Recording Medium with Iridum-Manganese Based Intermediate Layer and Method of Manufacturing Same
JP4940417B2 (ja) * 2008-08-28 2012-05-30 株式会社東芝 磁気記憶装置及び磁気記憶媒体
JP2010061763A (ja) * 2008-09-05 2010-03-18 Fujifilm Corp 磁気記録媒体およびその製造方法
US20100073813A1 (en) * 2008-09-19 2010-03-25 Qing Dai PERPENDICULAR MAGNETIC RECORDING MEDIA HAVING A CAP LAYER FORMED FROM A CoPtCr ALLOY
JP5015901B2 (ja) 2008-12-01 2012-09-05 昭和電工株式会社 熱アシスト磁気記録媒体及び磁気記録再生装置
TWI382408B (zh) * 2008-12-22 2013-01-11 Nat Univ Tsing Hua 垂直記錄媒體
US7964013B2 (en) * 2009-06-18 2011-06-21 University Of Louisiana At Lafayette FeRh-FePt core shell nanostructure for ultra-high density storage media
WO2011078776A1 (en) * 2009-12-22 2011-06-30 Vnk Innovation Ab Memory element with magneto-thermo-electronic control
JP5561766B2 (ja) * 2010-02-04 2014-07-30 昭和電工株式会社 熱アシスト磁気記録媒体及び磁気記憶装置
CN102163433B (zh) * 2010-02-23 2013-12-25 昭和电工株式会社 热辅助磁记录介质和磁存储装置
JP5938224B2 (ja) * 2012-02-14 2016-06-22 昭和電工株式会社 磁気記録媒体及び磁気記録再生装置
US8630060B2 (en) 2012-03-09 2014-01-14 HGST Netherlands B.V. Thermally enabled exchange coupled media for magnetic data recording
US9245549B2 (en) * 2013-05-13 2016-01-26 HGST Netherlands B.V. Thermally stable low random telegraph noise sensor
US9558777B2 (en) 2014-11-26 2017-01-31 HGST Netherlands B.V. Heat assisted magnetic recording (HAMR) media having a highly ordered crystalline structure
US9218850B1 (en) 2014-12-23 2015-12-22 WD Media, LLC Exchange break layer for heat-assisted magnetic recording media
US11074934B1 (en) 2015-09-25 2021-07-27 Western Digital Technologies, Inc. Heat assisted magnetic recording (HAMR) media with Curie temperature reduction layer
US10249335B2 (en) * 2016-09-22 2019-04-02 Seagate Technology Llc Composite HAMR media structure for high areal density
US9984709B1 (en) * 2017-03-22 2018-05-29 Seagate Technology Llc Heat assisted magnetic recording (HAMR) media with thermal exchange control layer of lower curie temperature
US20180286441A1 (en) * 2017-03-28 2018-10-04 Seagate Technology Llc Heat assisted magnetic recording (hamr) media with exchange tuning layer
US9984713B1 (en) 2017-06-06 2018-05-29 Seagate Technology Llc Heat assisted magnetic recording media with enhanced tuning exchange coupling
US10269381B1 (en) 2017-10-25 2019-04-23 Seagate Technology Llc Heat assisted magnetic recording with exchange coupling control layer
US11120856B2 (en) * 2018-04-23 2021-09-14 Regents Of The University Of Minnesota Spin-orbit torque devices
CN114156042B (zh) * 2021-11-30 2023-09-12 杭州电子科技大学 一种基于倾斜垂直磁各向异性TbCo薄膜及制备方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3277245B2 (ja) 1995-03-27 2002-04-22 富士通株式会社 光磁気記録媒体及びその再生方法
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
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
US20020192506A1 (en) 2001-06-04 2002-12-19 International Business Machines Corporation `Thermal Spring' magnetic recording media for writing using magnetic and thermal gradients
JP2003016620A (ja) 2001-06-29 2003-01-17 Toshiba Corp 磁気記録媒体、磁気記録装置および磁気記録方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102915744A (zh) * 2012-09-28 2013-02-06 山推楚天工程机械有限公司 铁磁性金属工件的物料代码磁记录读取装置及方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP1760698A1 (en) 2007-03-07
JP2007059008A (ja) 2007-03-08
KR20070024350A (ko) 2007-03-02
US8084149B2 (en) 2011-12-27
CN100419860C (zh) 2008-09-17
US20070048552A1 (en) 2007-03-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1920961A (zh) 热助磁记录介质以及磁记录再现装置
US7768731B2 (en) Magnetic recording medium, magnetic storage and method for reproducing information from magnetic recording medium
CN100343903C (zh) 垂直磁记录媒体和磁记录/再现设备
CN1294561C (zh) 磁记录介质和磁记录/再现设备
CN101046981A (zh) 垂直磁记录介质与磁存储装置
CN1201317C (zh) 用于设计使用在热辅助磁记录装置中的磁记录介质的方法
CN101038753A (zh) 磁记录介质及其制造方法、以及磁记录设备
WO2011021652A1 (ja) 熱アシスト磁気記録媒体及び磁気記憶装置
CN1591585A (zh) 磁记录介质、磁存储装置和记录方法
CN1320527C (zh) 磁性记录介质和磁性存储装置
JP2009059461A (ja) 熱アシスト磁気記録用の積層型交換結合付着（ｌｅｃａ）媒体
CN1750129A (zh) 磁记录介质和磁记录再现装置
CN1182262A (zh) 磁阻效应元件
CN101079269A (zh) 磁记录介质和磁存储单元
JP2010108571A (ja) 熱アシスト磁気記録媒体及び磁気記録装置
CN100342429C (zh) 垂直磁记录介质及其制造方法和磁存储装置
CN1645497A (zh) 热磁复制型磁记录方法和磁盘装置
CN1856823A (zh) 垂直磁记录介质和磁记录/再现装置
CN1577505A (zh) 磁记录介质、磁存储装置和记录方法
CN101046979A (zh) 磁记录介质及磁记录装置
CN1725297A (zh) 磁记录再现装置
JP3730906B2 (ja) 磁気記録媒体及びその製造方法並びに磁気記録装置
CN1773609A (zh) 磁记录介质和磁存储装置
CN1815566A (zh) 垂直磁性记录介质
CN1505006A (zh) 垂直磁记录介质、其制造方法以及磁记录-再现装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20080917

Termination date: 20170825