DE102015014996A1

DE102015014996A1 - Wärme-unterstützte Magnetaufzeichnungs(HAMR)-Medien mit höchst geordneter Kristallstruktur

Info

Publication number: DE102015014996A1
Application number: DE102015014996.2A
Authority: DE
Inventors: Olav Hellwig; Shikha Jain; Oleksandr Mosendz; Hans J. Richter; Dieter K. Weller
Original assignee: HGST Netherlands BV
Current assignee: Western Digital Technologies Inc
Priority date: 2014-11-26
Filing date: 2015-11-19
Publication date: 2016-06-02
Also published as: GB2534649A; GB2534649B; IE20150413A1; CN106024027A; US9558777B2; US20160148632A1; GB201520061D0

Abstract

Gemäß einer Ausführungsform umfasst ein Magnetaufzeichnungsmedium: ein Substrat, eine Keimlingsschicht, die oberhalb des Substrats angeordnet ist, und eine Magnetaufzeichnungsschichtstruktur, die oberhalb der Keimlingsschicht angeordnet ist. Die Magnetaufzeichnungsschichtstruktur umfasst: eine erste Magnetaufzeichnungsschicht, die eine Vielzahl von FePtCu-Magnetkörnern und ein erstes Segregat umfasst, und eine zweite Magnetaufzeichnungsschicht, die oberhalb der ersten Magnetaufzeichnungsschicht angeordnet ist, wobei die zweite Magnetaufzeichnungsschicht eine Vielzahl von FePt-Magnetkörnern und ein zweites Segregat aufweist, wobei eine Curie-Temperatur der ersten Magnetaufzeichnungsschicht niedriger als eine Curie-Temperatur der zweiten Magnetaufzeichnungsschicht ist.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft Datenspeicherungssysteme, und insbesondere betrifft diese Erfindung Magnetaufzeichnungsmedien mit einer höchst geordneten Kristallstruktur.
HINTERGRUND
Das Herzstück eines Computers ist ein magnetisches Festplattenlaufwerk (HDD), das typischerweise eine sich drehende Magnetplatte, einen Gleiter, der Lese- und Schreibköpfe aufweist, einen Aufhängungsarm über der sich drehenden Platte und einen Aktorarm umfasst, der den Aufhängungsarm schwenkt, um die Lese- und/oder Schreibköpfe über ausgewählten kreisförmigen Spuren auf der sich drehenden Platte zu platzieren. Der Aufhängungsarm spannt den Gleiter in Kontakt mit der Oberfläche der Platte vor, wenn die Platte sich nicht dreht, wenn sich jedoch die Platte dreht, wird durch die einer Luftvolumenoberfläche (ABS) des Gleiters benachbarte sich drehende Platte Luft aufgewirbelt, wodurch der Gleiter auf einem Luftvolumen in kleinem Abstand von der Oberfläche der sich drehenden Platte aufliegt. Wenn der Gleiter auf dem Luftvolumen aufliegt, werden die Schreib- und Leseköpfe zum Einschreiben von Magneteinprägungen in die und Lesen von Magnetsignalfeldern aus der sich drehenden Platte eingesetzt. Die Lese- und Schreibköpfe sind mit einer Verarbeitungsschaltungsanordnung verbunden, die gemäß einem Computerprogramm arbeitet, um die Schreib- und Lesefunktionen zu implementieren.
Die Menge an Informationsverarbeitung im Informationszeitalter steigt rapide. Insbesondere ist erstrebenswert, dass HDDs in der Lage sind, mehr Informationen in ihrer begrenzten Fläche und ihrem begrenzten Volumen zu speichern. Ein technischer Lösungsansatz an dieses Bestreben besteht darin, die Kapazität durch Erhöhung der Aufzeichnungsdichte der HDD zu erhöhen. Um eine höhere Aufzeichnungsdichte zu erreichen, ist die weitere Miniaturisierung von Aufzeichnungsbits effektiv, was wiederum typischerweise das Designen immer kleinerer Komponenten erfordert.
Die weitere Miniaturisierung der verschiedenen Komponenten, insbesondere der Größe und/oder des gegenseitigen Abstands von Magnetkörnern, hat jedoch ihre ganz eigenen Herausforderungen und Hürden bei herkömmlichen Produkten. Das Rauschverhalten und die räumliche Auflösung sind wesentliche Parameter in Magnetaufzeichnungsmedien und sind beständige Herausforderungen bei der Verbesserung der erzielbaren Flächendichte von Medien. Die dominierende Medienrauschquelle ist heute Übergangsinstabilität. Bei Sputtermedien spiegelt sie die finite Größe, zufällige Anordnung und Verteilungen in Größe, Ausrichtung und magnetischen Eigenschaften der feinen Körner, die das Medium ausmachen, wider.
HAMR, auch thermisch unterstützte Magnetaufzeichnung genannt, hat sich zu einem vielversprechenden Magnetaufzeichnungsverfahren entwickelt, um die Korngröße und Übergangsinstabilität zu bewältigen. Da die Koerzitivkraft des ferromagnetischen Aufzeichnungsmaterials temperaturabhängig ist, verwendet HAMR Wärme, um die effektive Koerzitivkraft eines lokal begrenzten Bereichs des magnetischen Mediums zu senken und Daten in ihn hineinzuschreiben. Der Datenzustand wird gespeichert oder „fixiert”, wenn das magnetische Medium auf Umgebungstemperaturen (d. h. übliche Betriebstemperaturen, die typischerweise im Bereich zwischen etwa 15°C und 60°C liegen) abgekühlt wird. Das Erwärmen des magnetischen Mediums kann durch eine Anzahl an Verfahren erfolgen, wie etwa das Richten elektromagnetischer Strahlung (z. B. sichtbar, Infrarot-, Ultraviolettlicht etc.) auf die Oberfläche des magnetischen Mediums über fokussierte Laserstrahlen oder Nahfeldoptikquellen. HAMR-Verfahren können auf Aufzeichnungssysteme zur Längs- und/oder Senkrechtaufzeichnung angewandt werden, obwohl die Systeme mit der höchsten Speicherdichte eher Aufzeichnungssysteme zur Senkrechtaufzeichnung sind.
HAMR ermöglicht daher die Verwendung magnetischer Aufzeichnungsmaterialien mit wesentlich höherer magnetischer Anisotropie und kleineren thermisch stabilen Körnern im Vergleich zu herkömmlichen Magnetaufzeichnungsverfahren. Um die Flächendichte von Magnetaufzeichnungsmedien weiter zu erhöhen, können zudem granulare Magnetaufzeichnungsmaterialien verwendet werden. Granulare Magnetaufzeichnungsmaterialien umfassen typischerweise eine Vielzahl von Magnetkörnern, die durch ein oder mehrere Segregate getrennt sind, die dazu beitragen, die laterale Austauschwechselwirkung zwischen den Magnetkörnern einzuschränken. Diese Segregate können die magnetischen Eigenschaften, die Größe und Form der Magnetkörner, die Stärke der Austauschwechselwirkung zwischen den Magnetkörnern, die Korngrenzenbreite etc. beeinflussen.
ZUSAMMENFASSUNG
Gemäß einer Ausführungsform umfasst ein Magnetaufzeichnungsmedium: ein Substrat, eine Keimlingsschicht, die oberhalb des Substrats angeordnet ist, und eine Magnetaufzeichnungsschichtstruktur, die oberhalb der Keimlingsschicht angeordnet ist. Die Magnetaufzeichnungsschichtstruktur umfasst: eine erste Magnetaufzeichnungsschicht, die eine Vielzahl von FePtCu-Magnetkörnern und ein erstes Segregat aufweist, und eine zweite Magnetaufzeichnungsschicht, die oberhalb der ersten Magnetaufzeichnungsschicht angeordnet ist, wobei die zweite Magnetaufzeichnungsschicht eine Vielzahl von FePt-Magnetkörnern und ein zweites Segregat aufweist, wobei eine Curie-Temperatur der ersten Magnetaufzeichnungsschicht niedriger als eine Curie-Temperatur der zweiten Magnetaufzeichnungsschicht ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst ein Magnetaufzeichnungsmedium: ein Substrat, eine Wärmebarriereschicht, die oberhalb des Substrats angeordnet ist, eine Keimlingsschicht, die oberhalb der Wärmebarriereschicht angeordnet ist, und eine Magnetaufzeichnungsschichtstruktur, die direkt oberhalb der und auf der Keimlingsschicht angeordnet ist. Die Magnetaufzeichnungsschichtstruktur umfasst: eine erste Magnetaufzeichnungsschicht, die eine Vielzahl von L1₀FePt-X-Magnetkörnern und ein erstes Segregat aufweist, wobei X ausgewählt ist aus einer Gruppe bestehend aus: Ag, Cu, Au, Ni, Mn und Kombinationen davon, und eine zweite Magnetaufzeichnungsschicht, die oberhalb der ersten Magnetaufzeichnungsschicht angeordnet ist, wobei die zweite Magnetaufzeichnungsschicht eine Vielzahl von L1₀ FePt-Magnetkörnern und ein zweites Segregat aufweist, wobei eine Curie-Temperatur der ersten Magnetaufzeichnungsschicht niedriger als eine Curie-Temperatur der zweiten Magnetaufzeichnungsschicht ist und wobei eine Menge an X in den FePt-X-Magnetkörnern in der ersten Magnetaufzeichnungsschicht zwischen etwa 5 At.-% und 20 At.-% liegt.
Jede dieser Ausführungsformen kann in einem Magnetdatenspeicherungssystem implementiert sein, wie etwa einem Plattenlaufwerksystem, das einen Magnetkopf, einen Antriebsmechanismus zum Bewegen eines Magnetmediums (z. B. einer Festplatte) über den Magnetkopf und eine Steuerung, die mit dem Magnetkopf elektrisch gekoppelt ist, umfassen kann.
Weitere Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung hervor, die in Verbindung mit den Zeichnungen herangezogen die Grundlagen der Erfindung beispielhaft veranschaulicht.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Zum umfassenderen Verständnis der Beschaffenheit und der Vorteile der vorliegenden Erfindung sowie des bevorzugten Anwendungsmodus sollte auf die nachstehende detaillierte Beschreibung, gelesen in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen, zurückgegriffen werden.
1 ist eine vereinfachte Zeichnung eines Magnetaufzeichnungs-Plattenlaufwerksystems gemäß einer Ausführungsform.
2A ist eine Querschnittsansicht eines Senkrechtmagnetkopfs mit schraubenförmigen Spulen gemäß einer Ausführungsform.
2B ist eine Querschnittsansicht eines Huckepackmagnetkopfs mit schraubenförmigen Spulen gemäß einer Ausführungsform.
3A ist eine Querschnittsansicht eines Senkrechtmagnetkopfs mit Schleifenspulen gemäß einer Ausführungsform.
3B ist eine Querschnittsansicht eines Huckepackmagnetkopfs mit Schleifenspulen gemäß einer Ausführungsform.
4A ist eine schematische Darstellung eines Abschnitts eines Aufzeichnungssystems zur Längsaufzeichnung gemäß einer Ausführungsform.
4B ist eine schematische Darstellung eines Magnetaufzeichnungskopfs und des Mediums zur Längsaufzeichnung von 4A gemäß einer Ausführungsform.
5A ist eine schematische Darstellung eines Mediums zur Senkrechtaufzeichnung gemäß einer Ausführungsform.
5B ist eine schematische Darstellung eines Aufzeichnungskopfs und des Mediums zur Senkrechtaufzeichnung von 5A gemäß einer Ausführungsform.
6 ist eine vereinfachte Darstellung von kristallografischen FePt- und MgO-Elementarzellen und der Fehlanpassung der Kristallgitter zwischen ihnen.
7 ist eine vereinfachte Darstellung von kristallografischen FePtCu- und MgO-Elementarzellen und der Fehlanpassung der Kristallgitter zwischen ihnen.
8A ist ein Diagramm, das die Veränderung im a-Richtungs-Gitterparameter von L1₀FePtCuO-Magnetkörnern als eine Funktion von Cu-Gehalt veranschaulicht.
8B ist ein Diagramm, das die Veränderung im c-Richtungs-Gitterparameter von L1₀FePtCu-Magnetkörnern als eine Funktion von Cu-Gehalt veranschaulicht.
9A ist ein Diagramm, das die a-Richtungs-Fehlanpassung von L1₀FePtCu-Magnetkörnern mit einer MgO-Keimlingsschicht als eine Funktion von Cu-Gehalt veranschaulicht.
9B ist ein Diagramm, das die Veränderung in der c-Richtungs-Fehlanpassung von L1₀FePtCu-Magnetkörnern mit einer MgO-Keimlingsschicht als eine Funktion von Cu-Gehalt veranschaulicht.
10 ist ein Diagramm, das die Differenz zwischen der a-Richtungs-Fehlanpassung und der c-Richtungs-Fehlanpassung von L1₀FePtCu-Magnetkörnern mit einer MgO-Keimlingsschicht als eine Funktion von Cu-Gehalt veranschaulicht.
11 sind Röntgenbeugungsscans von L1₀FePtCu-Magnetkörnern und L1₀FePt-Magnetkörnern.
12 veranschaulicht Vorzugsrichtungs-Hystereseschleifen für verschiedene L1₀FePtCu-Magnetaufzeichnungsschichten, von denen jede einen unterschiedlichen Cu-Gehalt/Menge aufweist.
13 ist ein Diagramm der Remanenz-Magnetisierung entlang der Hartrichtung für eine L1₀FePtCu-Magnetaufzeichnungsschicht als Funktion von Cu-Gehalt.
14 veranschaulicht Hartrichtungs-Hystereseschleifen für verschiedene L1₀FePtCu-Magnetaufzeichnungsschichten, von denen jede einen unterschiedlichen Cu-Gehalt/Menge aufweist.
15 ist ein Diagramm der Remanenz-Magnetisierung entlang der Vorzugsrichtung für eine L1₀FePtCu-Magnetaufzeichnungsschicht als Funktion von Cu-Gehalt.
16 ist ein Diagramm der Koerzitivkraft einer L1₀FePtCu-Magnetaufzeichnungsschicht als eine Funktion von Cu-Gehalt.
17 ist ein Diagramm der Anisotropie einer L1₀FePtCu-Magnetaufzeichnungsschicht als eine Funktion Cu-Gehalt.
18 ist ein Diagramm der intrinsischen Schaltfeldverteilung (iSFD) für eine L1₀FePt-Magnetaufzeichnungsschicht.
19 ist ein Diagramm der SFD für eine L1₀FePtCu-Magnetaufzeichnungsschicht.
20 ist ein Diagramm, das die Curie-Temperatur (Tc) einer L1₀FePtCu-Magnetaufzeichnungsschicht als eine Funktion von Cu-Gehalt veranschaulicht.
21 ist eine schematische Darstellung eines vereinfachten Magnetaufzeichnungsmediums umfassend eine Magnetaufzeichnungsdoppelschichtstruktur gemäß einer Ausführungsform.
22 veranschaulicht Vorzugsrichtungs-Hystereseschleifen für verschiedene Magnetdoppelschichtaufzeichnungsschichtstrukturen, von denen jede einen unterschiedlichen Cu-Gehalt/Menge darin aufweist. Jede der Magnetaufzeichnungsschichtstrukturen in 22 umfasst L1₀FePtCu-Magnetkörner, wobei Cu durch die gesamte Struktur hindurch legiert ist.
23 veranschaulicht Hartrichtungs-Hystereseschleifen für verschiedene Magnetdoppelschichtaufzeichnungsschichtstrukturen, von denen jede einen unterschiedlichen Cu-Gehalt/Menge darin aufweist. Jede der Magnetaufzeichnungsschichtstrukturen in 23 umfasst L1₀FePtCu-Magnetkörner, wobei Cu durch die gesamte Struktur hindurch legiert ist.
24 veranschaulicht Vorzugsrichtungs-Hystereseschleifen für verschiedene Magnetdoppelschichtaufzeichnungsschichtstrukturen, von denen jede einen unterschiedlichen Cu-Gehalt/Menge darin aufweist. Jede der Magnetaufzeichnungsschichtstrukturen in 24 umfasst eine erste L1₀FePtCu-Magnetaufzeichnungsschicht und eine zweite L1₀FePt-Magnetaufzeichnungsschicht, die darüber angeordnet ist.
25 veranschaulicht Hartrichtungs-Hystereseschleifen für verschiedene Magnetdoppelschichtaufzeichnungsschichtstrukturen, von denen jede einen unterschiedlichen Cu-Gehalt/Menge darin aufweist. Jede der Magnetaufzeichnungsschichtstrukturen in 25 umfasst eine erste L1₀FePtCu-Magnetaufzeichnungsschicht und eine zweite L1₀FePt-Magnetaufzeichnungsschicht, die darüber angeordnet ist.
26 ist ein Diagramm der Remanenz-Magnetisierung entlang der Hartrichtung als eine Funktion von Cu-Gehalt für eine Magnetaufzeichnungsschichtstruktur umfassend eine erste L1₀FePtCu-Magnetaufzeichnungsschicht und eine zweite L1₀FePt-Magnetaufzeichnungsschicht, die darüber angeordnet ist.
27 ist ein Diagramm der Aufzeichnungsbreite (Magnetschreibbreite MWW) über dem Laserstrom, der während des Aufzeichnens auf eine Magnetaufzeichnungsdoppelschichtstruktur angelegt wird, die Cu nur in der gesamten ersten Magnetaufzeichnungsschicht aufweist, und eine Magnetaufzeichnungsdoppelschichtstruktur, die kein Cu aufweist.
28 ist ein Diagramm des Signal-Rausch-Verhältnisses (SNR) über dem MWW für eine Magnetaufzeichnungsdoppelschichtstruktur, die Cu nur in der gesamten ersten Magnetaufzeichnungsschicht aufweist, und eine Magnetaufzeichnungsdoppelschicht, die kein Cu aufweist.
29 ist ein schematisches Diagramm des vereinfachten Magnetaufzeichnungsmediums von 21, umfassend zumindest drei Magnetaufzeichnungsschichten, gemäß einer Ausführungsform.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die folgende Beschreibung wird zum Zwecke der Veranschaulichung der allgemeinen Prinzipien der vorliegenden Erfindung gegeben und soll die hierin beanspruchten Konzepte der Erfindung nicht einschränken. Ferner können bestimmte hierin beschriebene Merkmale in Kombination mit weiteren beschriebenen Merkmalen in jeder der verschiedenen möglichen Kombinationen und Permutationen verwendet werden.
Wenn nicht hierin spezifisch anders definiert, ist allen Begriffen eine möglichst umfassende Interpretation zu geben, einschließlich Bedeutungen, die aus der Beschreibung impliziert sind, sowie Fachleuten auf dem Gebiet der Erfindung bekannte Bedeutungen und/oder Bedeutungen, die in Wörterbüchern, Abhandlungen etc. angeführt sind.
Es ist ebenfalls darauf hinzuweisen, dass die Singularformen „ein”, „eine” und „der/die/das”, wie sie in der Beschreibung und den angehängten Ansprüchen verwendet werden, Pluralbezüge umfassen, wenn nicht anders angegeben.
Die folgende Beschreibung offenbart verschiedene bevorzugte Ausführungsformen von Magnetaufzeichnungsspeicherungssystemen und/oder damit zusammenhängenden Systemen und Verfahren sowie Betriebs- und/oder Komponententeile davon. Zum Beispiel betreffen verschiedene hierin offenbarte Ausführungsformen Magnetaufzeichnungs-Mehrschichtstrukturen, die zwei FePt-Magnetaufzeichnungsschichten umfassen, wobei zumindest die unterste Magnetaufzeichnungsschicht (d. h. die Magnetaufzeichnungsschicht, die sich am weitesten von der oberen Oberfläche des Films entfernt befindet) ein oder mehrere Legierungsbestandteile (z. B. Cu, Ag, Au, Ni, Mn etc.) umfasst, um die Curie-Temperatur der besagten Schicht zu senken und/oder die Kristallausrichtung der besagten Schicht und die darüber abgeschiedene Magnetaufzeichnungsschicht zu verbessern. In zusätzlichen Lösungsansätzen können die hierin offenbarten Magnetaufzeichnungs-Mehrschichtstrukturen zumindest drei FePt-Magnetschichten umfassen, wobei die mittlere Magnetaufzeichnungsschicht keine der oben genannten Legierungsbestandteile in den Magnetkörnern davon umfasst, im Gegensatz zu der obersten und untersten FePt-Magnetaufzeichnungsschicht, die eine oder mehrere der genannten Legierungsbestandteile umfassen können. Überraschenderweise und unerwarteterweise wurde festgestellt, dass die Aufnahme von Cu in die Gesamtheit der hierin offenbarten Magnetaufzeichnungs-Mehrschichtstrukturen oder in nur einen Teil derselben die Kristallausrichtung, das Gleichstrom-Signal-Rausch(SNR)-Leistungsverhalten und die magnetischen Eigenschaften von FePT-basierten Medien verbessert.
In einer allgemeinen Ausführungsform umfasst ein Magnetaufzeichnungsmedium: ein Substrat, eine Keimlingsschicht, die oberhalb des Substrats angeordnet ist, und eine Magnetaufzeichnungsschichtstruktur, die oberhalb der Keimlingsschicht angeordnet ist. Die Magnetaufzeichnungsschichtstruktur umfasst: eine erste Magnetaufzeichnungsschicht, die eine Vielzahl von FePtCu-Magnetkörnern und ein erstes Segregat aufweist, und eine zweite Magnetaufzeichnungsschicht, die oberhalb der ersten Magnetaufzeichnungsschicht angeordnet ist, wobei die zweite Magnetaufzeichnungsschicht eine Vielzahl von FePt-Magnetkörnern und ein zweites Segregat aufweist, wobei eine Curie-Temperatur der ersten Magnetaufzeichnungsschicht niedriger als eine Curie-Temperatur der zweiten Magnetaufzeichnungsschicht ist.
In einer weiteren allgemeinen Ausführungsform umfasst ein Magnetaufzeichnungsmedium: ein Substrat, eine Wärmebarriereschicht, die oberhalb des Substrats angeordnet ist, eine Keimlingsschicht, die oberhalb der Wärmebarriereschicht angeordnet ist, und eine Magnetaufzeichnungsschichtstruktur, die direkt oberhalb und auf der Keimlingsschicht angeordnet ist. Die Magnetaufzeichnungsschichtstruktur umfasst: eine erste Magnetaufzeichnungsschicht, die eine Vielzahl von L1₀FePt-X-Magnetkörnern und ein erstes Segregat aufweist, wobei X ausgewählt ist aus einer Gruppe bestehend aus: Ag, Cu, Au, Ni, Mn und Kombinationen davon, und eine zweite Magnetaufzeichnungsschicht, die oberhalb der ersten Magnetaufzeichnungsschicht angeordnet ist, wobei die zweite Magnetaufzeichnungsschicht eine Vielzahl von L1₀FePt-Magnetkörnern und ein zweites Segregat aufweist, wobei eine Curie-Temperatur der ersten Magnetaufzeichnungsschicht niedriger als eine Curie-Temperatur der zweiten Magnetaufzeichnungsschicht ist und wobei eine Menge an X in den FePt-X-Magnetkörnern in der ersten Magnetaufzeichnungsschicht zwischen etwa 5 At.-% und 20 At.-% liegt.
Unter nunmehriger Bezugnahme auf 1 ist ein Plattenlaufwerk 100 gemäß einer Ausführungsform dargestellt. Als eine Option kann das Plattenlaufwerk 100 in Verbindung mit Merkmalen von jeder anderen hierin aufgeführten Ausführungsform implementiert sein, wie etwa den unter Bezugnahme auf die anderen Figuren beschriebenen. Natürlich können das Plattenlaufwerk 100 sowie andere hierin dargelegte in verschiedenen Anwendungen und/oder in Permutationen verwendet werden, die in den hierin aufgeführten veranschaulichenden Ausführungsformen spezifisch beschrieben sein können oder nicht.
Wie in 1 gezeigt, ist zumindest ein drehbares Magnetmedium (z. B. Magnetplatte) 112 auf einer Spindel 114 gelagert und wird durch einen Antriebsmechanismus gedreht, der einen Plattenantriebsmotor 118 umfassen kann. Die Magnetaufzeichnung auf jeder Platte weist typischerweise die Form eines ringförmigen Musters von konzentrischen Datenspuren (nicht gezeigt) auf der Platte 112 auf. Daher bewegt der Plattenantriebsmotor 118 vorzugsweise die Magnetplatte 112 über die Magnet-Lese-/Schreibabschnitt 121, die unmittelbar weiter unten beschrieben sind.
Zumindest ein Gleiter 113 ist nahe der Platte 112 angeordnet, wobei jeder Gleiter 113 einen oder mehrere Magnet-Lese-/Schreibabschnitte 121 lagert, z. B. eines Magnetkopfs gemäß einer der hierin beschriebenen und/oder vorgeschlagenen Lösungsansätzen. Wenn sich die Platte dreht, wird der Gleiter 113 radial nach innen und außen über eine Plattenoberfläche 122 bewegt, sodass die Teile 121 auf verschiedene Spuren der Platte zugreifen können, auf denen gewünschte Daten aufgezeichnet werden und/oder zu schreiben sind. Jeder Gleiter 113 ist mittels einer Aufhängung 115 an einem Aktorarm 119 befestigt. Die Aufhängung 115 stellt eine leichte Federkraft bereit, die den Gleiter 113 gegen die Plattenoberfläche 122 vorspannt. Jeder Aktorarm 119 ist an einem Aktor 127 befestigt. Der Aktor 127, wie in 1 gezeigt, kann ein Schwingspulenmotor (VCM) sein. Der VCM umfasst eine innerhalb eines festgelegten Magnetfelds bewegliche Spule, wobei die Richtung und Geschwindigkeit der Spulenbewegungen durch die Motorstromsignale gesteuert werden, die durch die Steuerung 129 bereitgestellt sind.
Während des Betriebs des Plattenspeicherungssystems erzeugt die Rotation der Platte 112 ein Luftvolumen zwischen dem Gleiter 113 und der Plattenoberfläche 122, das eine Aufwärtskraft oder einen Auftrieb auf den Gleiter ausübt. Das Luftvolumen gleicht daher die leichte Federkraft der Aufhängung 115 aus und lagert den Gleiter 113 während des Normalbetriebs nahe und leicht oberhalb der Plattenoberfläche durch einen kleinen, im Wesentlichen konstanten Abstand ab. Es ist darauf hinzuweisen, dass in manchen Ausführungsformen der Gleiter 113 entlang der Plattenoberfläche 122 dahingleiten kann.
Die verschiedenen Komponenten des Plattenspeicherungssystems werden im Betrieb durch Steuersignale gesteuert, die von der Steuerung 129 erzeugt werden, wie etwa Zugangssteuersignale und innere Taktsignale. Typischerweise umfasst die Steuereinheit 129 Logiksteuerschaltungen, Speicherung (z. B. Speicher) und einen Mikroprozessor. In einem bevorzugten Lösungsansatz ist die Steuereinheit 129 (z. B. über einen Draht, ein Kabel, ein Leitung etc.) mit dem einen oder mehreren Magnet-Lese-/Schreibabschnitten 121 elektrisch gekoppelt, um deren Betrieb zu steuern. Die Steuereinheit 129 erzeugt Steuersignale, um verschiedene Systembetriebe zu steuern, wie etwa Antriebsmotorsteuersignale auf Leitung 123 und Kopfpositions- und Suchsteuersignale auf Leitung 128. Die Steuersignale auf Leitung 128 stellen die gewünschten Stromprofile bereit, um den Gleiter 113 optimal zu der gewünschten Datenspur auf Platte 112 zu bewegen und zu positionieren. Lese- und Schreibsignale werden zu und von den Lese-/Schreibabschnitt 121 mittels des Aufzeichnungskanals 125 übertragen.
Die obige Beschreibung eines typischen Magnetplattenspeicherungssystems und die beiliegende Veranschaulichung von 1 dienen lediglich Darstellungszwecken. Es versteht sich, dass Plattenspeicherungssysteme eine große Anzahl an Platten und Aktoren enthalten können und jeder Aktor eine Reihe von Gleitern unterstützen kann.
Es kann auch eine Schnittstelle bereitgestellt sein, und zwar zur Kommunikation zwischen dem Plattenlaufwerk und einem Host (eingebaut oder extern), um die Daten zu senden und zu empfangen, und zum Steuern des Betriebs des Plattenlaufwerks und Kommunizieren des Status des Plattenlaufwerks zum Host, wobei sich dies alles unter Fachleuten auf dem Gebiet der Erfindung versteht.
Bei einem typischen Kopf umfasst ein induktiver Schreibabschnitt eine in einer oder mehreren Isolationsschichten eingebettete Spulenschicht (einen Isolationsstapel), wobei der Isolationsstapel zwischen der ersten und zweiten Polstückschicht angeordnet ist. Zwischen der ersten und der zweiten Polstückschicht wird durch eine Spaltschicht bei einer Luftvolumenoberfläche (ABS) des Schreibabschnitts ein Spalt gebildet. Die Polstückschichten können an einem hinteren Spalt verbunden sein. Ströme werden durch die Spulenschicht geleitet, die in den Polstücken Magnetfelder erzeugen. Die Magnetfelder streuen über den Spalt hinweg an der ABS, um Bits von Magnetfeldinformationen in Spuren auf dem sich bewegenden Medium zu schreiben, wie etwa in kreisförmige Spuren auf einer sich drehenden Magnetplatte.
Die zweite Polstückschicht weist einen Polendteil auf, der sich von der ABS zu einem Aufweitungspunkt und einem Jochteil erstreckt, der sich vom Aufweitungspunkt zum hinteren Spalt erstreckt. Der Aufweitungspunkt ist dort, wo das zweite Polstück beginnt, sich zu weiten (aufzuweiten), um das Joch zu bilden. Die Platzierung des Aufweitungspunkts beeinflusst direkt die Stärke des Magnetfelds, das erzeugt wird, um Informationen auf das Aufzeichnungsmedium zu schreiben.
Die 2A und 2B stellen gemäß verschiedenen Ausführungsformen Querschnittsansichten eines Magnetkopfs 200 und eines Huckepackmagnetkopfs 201 bereit. Als eine Option können die Magnetköpfe 200, 201 in Verbindung mit Merkmalen von jeder anderen hierin aufgeführten Ausführungsform implementiert sein, wie etwa jene, die unter Bezugnahme auf die anderen Figuren beschrieben sind. Natürlich können die Magnetköpfe 200, 201 und andere hierin dargelegte in verschiedenen Anwendungen und/oder Permutationen verwendet werden, die in den hierin aufgeführten veranschaulichenden Ausführungsformen spezifisch beschrieben sein können oder nicht.
Wie im Magnetkopf 200 von 2A gezeigt, werden die schraubenförmigen Spulen 210 und 212 verwendet, um einen Magnetfluss im Stichpol 208 zu erzeugen, der diesen Fluss dann dem Hauptpol 206 zuführt. Die Spulen 210 bezeichnen Spulen, die sich aus dem Zeichnungsblatt heraus erstrecken, während die Spulen 212 Spulen bezeichnen, die sich in das Zeichnungsblatt hinein erstrecken. Der Stichpol 208 kann in die ABS 218 vertieft sein. Die Isolierung 216 umgibt die Spulen und kann Lagerung für manche der Elemente bereitstellen. Die Richtung der Medienbewegung, wie durch den Pfeil auf der rechten Seite der Struktur angezeigt, bewegt das Medium zuerst am unteren Rückpol 214 vorbei, dann am Stichpol 208, Hauptpol 206, einer hinteren Abschirmung 204 vorbei, der mit der Umwicklungsabschirmung (nicht gezeigt) verbunden sein kann, um schließlich am oberen Rückpol 202 vorbei. Jede dieser Komponenten kann einen Teil aufweisen, der in Kontakt mit der ABS 218 ist. Die ABS 218 ist über die rechte Seite der Struktur hinweg angezeigt.
Senkrechtschreiben wird erreicht, indem der Fluss durch den Stichpol 208 in den Hauptpol 206 und dann zur Oberfläche der Platte getrieben wird, die zur ABS 218 hin angeordnet ist.
In verschiedenen optionalen Lösungsansätzen kann der Magnetkopf 200 für HAMR konfiguriert sein. Dementsprechend kann der Magnetkopf 200 für den HAMR-Betrieb einen Erwärmungsmechanismus jeder bekannten Art umfassen, um das Magnetmedium (nicht gezeigt) zu erwärmen. Zum Beispiel kann der Magnetkopf 200, wie in 2A gemäß einem bestimmten Lösungsansatz gezeigt, eine Lichtquelle 230 (z. B. einen Laser) umfassen, der einen Nahfeldwandler 232 bekannter Art über einen Wellenleiter 234 beleuchtet.
2B veranschaulicht eine Ausführungsform eines Huckepackmagnetkopfs 201, der ähnliche Merkmale wie der Kopf 200 von 2A aufweist. Wie in 2B gezeigt, flankieren zwei Abschirmungen 204, 214 den Stichpol 208 und Hauptpol 206. Es werden auch Sensorabschirmungen 222, 224 gezeigt. Der Sensor 226 ist typischerweise zwischen den Sensorabschirmungen 222, 224 angeordnet.
Eine optionale Erwärmungsvorrichtung ist in 2B nahe der Nicht-ABS-Seite des Huckepackmagnetkopfs 201 gezeigt. Es kann auch eine Erwärmungsvorrichtung (Erwärmungsvorrichtung) im Magnetkopf 200 von 2A enthalten sein. Die Position dieser Erwärmungsvorrichtung kann variieren, basierend auf den Konstruktionsparametern wie etwa jenem, wo das Hervorstehen erwünscht ist, den Koeffizienten der Wärmeausdehnung der umliegenden Schichten etc.
Darüber hinaus kann der Huckepackmagnetkopf 201 in verschiedenen optionalen Lösungsansätzen auch für Wärme-unterstützte Magnetaufzeichnung (HMAR) konfiguriert sein. Daher kann der Magnetkopf 200 für den HAMR-Betrieb zusätzlich eine Lichtquelle 230 (z. B. einen Laser) umfassen, die einen Nahfeldwandler 232 bekannter Art über einen Wellenleiter 234 beleuchtet.
Unter nunmehriger Bezugnahme auf 3A ist eine teilweise Querschnittsansicht eines Systems 300 gezeigt, das eine Dünnfilm-Senkrechtschreibkopfkonstruktion aufweist, die eine integrierte Durchlassnahfeldoptikquelle (z. B. für HAMR-Betrieb) enthält, gemäß einer Ausführungsform gezeigt. Als eine Option kann das System 300 in Verbindung mit Merkmalen jeder anderen hierin aufgeführten Ausführungsform implementiert sein, wie etwa den unter Bezugnahme auf die anderen Figuren beschriebenen. Natürlich kann ein solches System 300 und andere hierin dargelegte in verschiedenen Anwendungen und/oder Permutationen verwendet werden, die in den hierin aufgeführten veranschaulichenden Ausführungsformen spezifisch beschrieben sein können oder nicht. Um die allgemeine Struktur und Konfiguration des Systems 300 zu vereinfachen und zu verdeutlichen, können darüber hinaus Abstandsschichten, Isolationsschichten und Schreibspulschichten in 3 weggelassen werden.
Wien 3A gezeigt, weist der Schreibkopf eine untere Rückpolschicht 302, Rückspaltschicht(en) 304, obere Rückpolschicht 306 und obere Polendschicht 308 auf. In einem Lösungsansatz kann die untere Rückpolschicht 302 auch ein unteres Polende (nicht gezeigt) bei der ABS aufweisen. Die Schicht 310 ist ein optischer Wellenleiterkern, der während der Durchführung von HAMR verwendet werden kann, z. B. um Licht von einer Lichtquelle zu leiten, um ein Medium (nicht gezeigt) an der ABS zu erwärmen, wenn das System 300 darauf schreibt. Gemäß einem bevorzugten Lösungsansatz ist der optische Wellenleiterkern von Ummantelungsschichten 312 umgeben. Darüber hinaus können sich die Schichten 310 und 312 durch zumindest einen Teil von Rückspaltschicht(en) 304 erstrecken. Die Komponenten innerhalb des Kreises 3B sind in einer erweiterten Ansicht in 3B gezeigt, die unten noch detaillierter erläutert wird.
Die Schicht 310 kann aus einem geeigneten lichtübertragenden Material bestehen, wie unter Fachleuten mit angemessener Kenntnis des Gebiets der Erfindung bekannt ist. Beispielhafte Materialien umfassen Ta₂O₅, und/oder TiO₂. Wie dargestellt, weist die Kernschicht 310 einen in etwa einheitlichen Querschnitt entlang ihrer Länge auf. Wie auf dem Gebiet der Erfindung bekannt, kann der optische Wellenleiter eine Anzahl anderer möglicher Konstruktionen aufweisen, einschließlich eines planaren Festkörperimmersionsspiegels oder einer planaren Festkörperimmersionslinse, die einen nicht einheitlichen Kernquerschnitt entlang der Länge des Wellenleiters aufweisen.
In verschiedenen Lösungsansätzen könnten Spulenschichten (nicht gezeigt) und verschiedene Isolier- und Abstandsschichten (nicht gezeigt) in der von der ABS begrenzten Vertiefung, im/in den Rückspalt(en) 304, im unteren Rückpol 302 und/oder in den oberen Grenzschichten 306, 308 und 312 enthalten sein, wie unter Fachleuten auf dem Gebiet der Erfindung anerkannt. Die Schichten 302, 304, 306 und 308 können aus einer geeigneten Metalllegierung oder -material bestehen, wie unter Fachleuten mit angemessener Kenntnis auf dem Gebiet der Erfindung bekannt ist. Beispielhafte Materialien umfassen Co, Fe, Ni, Cr und Kombinationen davon.
Wie oben beschrieben, ist 3B eine erweiterte Ansicht eines teilweisen Querschnitts des Details 3B in 3A gemäß einer Ausführungsform. Polkante 316 ist mit der oberen Polkantenschicht 308 und der optionalen Magnetstufenschicht 314 magnetisch gekoppelt. Der Durchlass 318 (auch bekannt als Furchendurchlass), die Umgebungsmetallschicht 320 und Polkante 316 umfassen die Nahfelddurchlass-Optikquelle (oder Nahfeldwandler), der optische Energie über den optischen Wellenleiterkern 310 zugeführt wird. Die Polkante 316 und die optionale Magnetstufenschicht 314 können aus einer geeigneten Magnetlegierung wie etwa Co, Fe, Ni, Cr und/oder Kombinationen daraus bestehen. Die Metallschicht 320 kann aus Cu, Au, Ag und/oder Legierungen davon etc. bestehen.
Unter fortgesetzter Bezugnahme auf 3B kann die Dicke der Ummantelungsschicht 312 nominal etwa 300 nm betragen, sie kann jedoch auch dicker oder dünner sein, abhängig von den Abmessungen der anderen Schichten in der Struktur. Die optionale Magnetstufenschicht 314 kann eine nominale Dicke (die Abmessung zwischen den Schichten 308 und 310) von etwa 300 nm und eine nominale Tiefe (gemessen von der Schicht 316 zur Schicht 312) von etwa 180 nm aufweisen. Die Polkante 316 kann eine nominale Tiefe (gemessen von der ABS) aufweisen, die in etwa gleich jener der Schicht 320 ist, wobei der Wert von der Leistung und den Eigenschaften der Nahfeldoptikquelle bestimmt wird (siehe Beispiele unten). Die Dicke der Polkante 316 kann von etwa 150 nm (bei der optionalen Magnetstufenschicht 314) bis etwa 1 μm variieren, vorzugsweise zwischen etwa 250 nm und etwa 350 nm. Die Dicke der optischen Wellenleiterkernschicht 310 kann nominal zwischen etwa 200 nm und etwa 400 nm betragen, ausreichend, um die Dicke des Durchlasses 318 zu decken. In der in 3B gezeigten Struktur erstreckt sich die Schicht 308 zur ABS. In manchen bevorzugten Ausführungsformen kann die Schicht 308 in die ABS vertieft sein, während sie magnetische Kopplung mit den Schichten 314 und 316 beibehält.
4A stellt eine schematische Darstellung eines Mediums zur Längsaufzeichnung 400 bereit, das typischerweise bei Magnetplattenaufzeichnungssystemen wie etwa dem in 1 gezeigten verwendet wird. Dieses Medium zur Längsaufzeichnung 400 wird zum Aufzeichnen magnetischer Impulse in die (oder parallel zur) Ebene des Mediums selbst verwendet. Dieses Medium zur Längsaufzeichnung 400, das eine Aufzeichnungsplatte in verschiedenen Lösungsansätzen sein kann, umfasst zumindest ein Trägersubstrat 402 aus einem geeigneten nichtmagnetischen Material wie etwa Glas und eine Magnetaufzeichnungsschicht 404, die oberhalb des Substrats angeordnet ist.
4B zeigt die Wirkbeziehung zwischen einem Aufzeichnungs-/Wiedergabekopf 406, der vorzugsweise ein dünner Filmkopf und/oder anderer geeigneter Kopf sein kann, wie von Fachleuten auf dem Gebiet der Erfindung bei der Lektüre der vorliegenden Offenbarung anerkannt wird, und dem Medium zur Längsaufzeichnung 400 von 4A. Wie in 4B gezeigt, schleift der Magnetfluss 408, der sich zwischen dem Hauptpol 410 und dem Rückpol 412 des Aufzeichnungs-/Wiedergabekopfs 406 erstreckt, in die und aus der Magnetaufzeichnungsschicht 404.
In verschiedenen optionalen Lösungsansätzen kann der Aufzeichnungs-/Wiedergabekopf 406 zusätzlich für Wärme-unterstützte Magnetaufzeichnung (HAMR) konfiguriert sein. Dementsprechend kann der Aufzeichnungs-/Wiedergabekopf 406 für den HAMR-Betrieb einen Erwärmungsmechanismus jeder bekannten Art umfassen, um einen lokal begrenzten Bereich auf der Oberfläche des Magnetmediums 400 in der Umgebung des Hauptpols 410 zu erwärmen und so die effektive Koerzitivkraft dieses lokal begrenzten Bereichs zu senken. Wie in 4B gezeigt, beleuchtet zum Beispiel eine Lichtquelle 414 wie etwa ein Laser einen Nahfeldwandler 416 bekannter Art über einen Wellenleiter 418.
Verbesserungen bei Medien zur Längsaufzeichnung waren aufgrund von Problemen im Zusammenhang mit der Wärmestabilität und Aufzeichnungsfeldstärke eingeschränkt. Dementsprechend wurden infolge des aktuellen Vorstoßes, die Flächenaufzeichnungsdichte von Aufzeichnungsmedien zu erhöhen, Senkrechtaufzeichnungsmedien (PMR) entwickelt und für Medien zur Längsaufzeichnung überlegen befunden. 5A stellt eine schematische Darstellung eines vereinfachten Mediums zur Senkrechtaufzeichnung 500 bereit, das auch mit Magnetplattenaufzeichnungssystemen, wie etwa dem in 1 gezeigten, verwendet werden kann. Wie in 5A gezeigt, umfasst das Medium zur Senkrechtaufzeichnung 500, das eine Aufzeichnungsplatte in verschiedenen Lösungsansätzen sein kann, zumindest ein Trägersubstrat 502 aus einem geeigneten nichtmagnetischen Material (z. B. Glas, Aluminium etc.) und eine weiche Magnetunterschicht 504 aus einem Material, das eine hohe magnetische Permeabilität aufweist, und die oberhalb des Substrats 502 angeordnet ist. Das Medium zur Senkrechtaufzeichnung 500 umfasst auch eine Magnetaufzeichnungsschicht 506, die oberhalb der weichen Magnetunterschicht 504 angeordnet ist, wobei die Magnetaufzeichnungsschicht 506 vorzugsweise eine hohe Koerzitivkraft im Vergleich zu der weichen Magnetunterschicht 504 aufweist. Es können mehrere zusätzliche Schichten vorhanden sein, wie etwa eine „Austausch-Unterbrechungs”-Schicht oder eine „Zwischenschicht” (nicht gezeigt) zwischen der weichen Magnetunterschicht 504 und der Magnetaufzeichnungsschicht 506.
Die Ausrichtung magnetischer Impulse in der Magnetaufzeichnungsschicht 506 ist im Wesentlichen senkrecht zur Oberfläche der Aufzeichnungsschicht. Die Magnetisierung der weichen Magnetunterschicht 504 ist in die (oder parallel zur) Ebene der weichen Magnetunterschicht 504 ausgerichtet. Wie besonders in 5A gezeigt, kann die In-Ebenen-Magnetisierung der weichen Magnetunterschicht 504 durch einen Pfeil dargestellt sein, der sich ins Papier hinein erstreckt.
5B veranschaulicht die Wirkbeziehung zwischen einem Senkrechtkopf 508 und dem Medium zur Senkrechtaufzeichnung 500 von 5A. Wie in 5B gezeigt, schleift der Magnetfluss 510, der sich zwischen dem Hauptpol 512 und dem Rückpol 514 des Senkrechtkopfs 508 erstreckt, in die und aus der Magnetaufzeichnungsschicht 506 und weiche Magnetunterschicht 504. Die weiche Magnetunterschicht 504 trägt dazu bei, den Magnetfluss 510 vom Senkrechtkopf 508 in die Magnetaufzeichnungsschicht 506 in eine Richtung zu fokussieren, die im Allgemeinen senkrecht zur Oberfläche des Magnetmediums 500 verläuft. Dementsprechend ermöglicht das zwischen dem Senkrechtkopf 508 und der weichen Magnetunterschicht 504 erzeugte intensive Magnetfeld, dass Informationen in der Magnetaufzeichnungsschicht 506 aufgezeichnet werden. Der Magnetfluss wird ferner durch die weiche Magnetunterschicht 504 zurück zum Rückpol 514 des Kopfs 508 kanalisiert.
Wie oben ausgeführt, ist die Magnetisierung der weichen Magnetunterschicht 504 in die (oder parallel zur) Ebene der weichen Magnetunterschicht 504 ausgerichtet und kann durch einen Pfeil dargestellt sein, der sich ins Papier hinein erstreckt. Wie in 5B gezeigt, kann sich diese In-Ebenen-Magnetisierung der weichen Magnetunterschicht 504 jedoch in Bereiche drehen, die dem Magnetfluss 510 ausgesetzt sind.
Es ist erneut darauf hinzuweisen, dass in verschiedenen Lösungsansätzen der Senkrechtkopf 508 für Wärme-unterstützte Magnetaufzeichnung (HAMR) konfiguriert sein kann. Dementsprechend kann der Senkrechtkopf 508 für den HAMR-Betrieb einen Erwärmungsmechanismus jeder bekannten Art umfassen, um einen lokal begrenzten Bereich auf der Oberfläche des Magnetmediums in der Umgebung des Hauptpols 518 zu erwärmen und so die effektive Koerzitivkraft dieses lokal begrenzten Bereichs zu senken. Zum Beispiel beleuchtet, wie in 5B gezeigt, eine Lichtquelle 516 wie etwa ein Laser einen Nahfeldwandler 518 jeder bekannten Art über einen Wellenleiter 520.
Außer wenn hierin unter Bezugnahme auf die verschiedenen erfindungsgemäßen Ausführungsformen anders beschrieben, können die verschiedenen Komponenten der Strukturen der 1–5B und anderer hierin beschriebener Ausführungsformen aus herkömmlichen Materialien und Konstruktionen bestehen, und unter Verwendung herkömmlicher Verfahren hergestellt werden, wie sich Fachleuten auf dem Gebiet der Erfindung bei der Lektüre der vorliegenden Offenbarung erschließen wird.
Wie bereits ausgeführt, ermöglicht HAMR es, in der Magnetaufzeichnungstechnologie Materialien mit wesentlich größerer magnetischer Anisotropie (z. B. sind kleine thermisch stabile Körner möglich) und koerzitivem Feld zu verwenden, und zwar durch lokal begrenztes Erwärmen der Magnetschicht über ihre Curie-Temperatur, wobei die Anisotropie verringert wird. Ein Beispiel für ein Magnetaufzeichnungsmaterial mit einer besonders hohen magnetischen Anisotropiekonstante, das daher besonders geeignet für HAMR-Zwecke ist, ist eine chemisch geordnete L1₀FePt-Legierung. Chemische Ordnung in einer FePt-Legierung wird durch Abscheidung derselben bei erhöhten Temperaturen (etwa 450 bis etwa 700°C) erreicht, was zur Bildung der flächenzentrierten tetragonalen (fct) L1₀FePt-Phase anstatt der flächenzentrierten kubischen (fcc) A1-Phase führt. Eine chemisch geordnete L1₀FePt-Legierung weist daher Atomschichten von Fe und Pt auf, die entlang der [001]-Richtung alternieren.
In verschiedenen Ausführungsformen kann ein körniger L1₀FePt-Dünnfilm bei erhöhten Temperaturen auf einer oder mehreren Keimlingsschichten abgeschieden werden, die konfiguriert sind, um das FePt-Kristallwachstum zu fördern. In einem bestimmten Lösungsansatz kann die direkt unter dem L1₀FePt-Dünnfilm gelegene Keimlingsschicht eine MgO(001)-Oberfläche umfassen. In einem solchen Lösungsansatz streckt der größere Gitterparameter von MgO die a-Richtung von FePt, was induzierte Spannung an der FePt/MgO-Grenzfläche hervorruft, was in Kombination mit der tetragonalen Struktur von L1₀FePt in einer gewünschten Konfiguration mit der harten magnetischen a-Richtung, die in Ebenenrichtung ausgerichtet ist, und der magnetischen Vorzugs-c-Richtung, die in Richtung aus der Ebene ausgerichtet ist, resultiert, wie in 6 gezeigt.
Röntgenbeugungs(XRD)-Scans zeigen jedoch, dass eine MgO-Keimlingsschicht, die direkt unterhalb eines körnigen L1₀FePt-Dünnfilms angeordnet ist, unzureichend sein kann, um alle darin befindlichen Magnetkörner in die richtige Richtung auszurichten. Zum Beispiel zeigen XRD-Scans, dass etwa 90% der L1₀FePt-Magnetkörner korrekt ausgerichtet sein können, wenn die c-Richtung aufgrund der tetragonalen Gitterstruktur des FePt in Richtung aus der Ebene des Films ausgerichtet ist und die Fehlanpassung der a-Richtung mit der MgO-Keimlingsschicht etwa 3,5% weniger als die Fehlanpassung der c-Richtung mit der MgO-Keimlingsschicht beträgt. Leider zeigten die XRD-Ebenen-Scans auch die Fehlausrichtung der verbleibenden L1₀FePt-Magnetkörner, bei denen die magnetische Vorzugs-c-Richtung in Ebenenrichtung ausgerichtet ist, was sich als etwa 10% Remanenz in Hartrichtungsmagnetmessungen manifestiert. Drehstandsmessungen bestätigen, dass solche Kristallgitterdefekte, z. B. die fehlausgerichteten L1₀FePt-Magnetkörner, schließlich in einem wesentlichen Anstieg des Gleichstrom-Medienrauschens resultieren. Insbesondere kann ein L1₀FePt-Film, von dem etwa 10% der Magnetkörner mit der magnetischen Vorzugs-c-Richtung in Ebenenrichtung ausgerichtet sind, etwa 10–12 dB zusätzliches Gleichstrom-Rauschen im Vergleich zu einem defektlosen Film aufweisen.
In manchen Ausführungsformen kann eine Modifikation der einen oder mehreren unterhalb des L1₀FePt-Films angeordneten Keimlingsschichten durchgeführt werden, um die c-Richtungs-Ausrichtung der L1₀FePt-Magnetkörner zu verbessern. Zum Beispiel können in einem Lösungsansatz die oben genannten MgO-Keimlingsschicht(en) mit TiN-Keimlingsschicht(en) oder anderen auf dem Gebiet der Erfindung bekannten Keimlingsschichten ersetzt werden. Während XRD-Messungen einige Verbesserung der c-Richtungs-Ausrichtung der the L1₀FePt-Magnetkörner durch Modifizieren der chemischen Zusammensetzung dieser einen oder mehreren der Keimlingsschichten zeigen, zeigten die magnetischen Eigenschaften des the L1₀FePt-Films einen ungewollten Anstieg der Kopplungsmenge und eine Verringerung der Anisotropie. Darüber hinaus wurde die Mikrostruktur des the L1₀FePt-Films aufgrund der Kornverschmelzung und der Bildung einer ausgeprägteren zweiten Schicht von Kornbildung nachteilig beeinflusst.
Dementsprechend beseitigen verschiedene hierin offenbarte Ausführungsformen die oben genannten Nachteile, indem sie ein oder mehrere zusätzliche Legierungsbestandteile in die L1₀FePt-Magnetkörner einführen, um die Gitterparameter zu modifizieren und ihre c-Richtungs-Ausrichtung zu verbessern. In manchen Lösungsansätzen umfasst zumindest eine Magnetaufzeichnungsschicht L1₀FePtX mit einem oder mehreren Segregatmaterialien, die dazwischen angeordnet sind, wobei X aus einer Gruppe ausgewählt sein kann bestehend aus: Ag, Cu, Au, Ni, Mn und Kombinationen davon. In solchen Lösungsansätzen kann der a-Richtungs-Gitterparameter der ternären L1₀FePtX-Legierung besser an den a-Richtungs-Gitterparameter einer Keimlingsschicht angepasst sein, die direkt darunter angeordnet ist, was die gewünschte Kristallausrichtung aus der Ebene (d. h. Ausrichtung senkrecht zur Filmebene) der FePtX-Vorzugs-Magnetrichtung verbessern kann. In verschiedenen Lösungsansätzen, bei denen ein Magnetmedium eine einzelne Magnetaufzeichnungsschicht umfasst, kann eine Verbesserung der c-Richtungs-Ausrichtung der Magnetkörner erreicht werden, indem X in der gesamten Magnetaufzeichnungsschicht oder spezifischen Teilen davon legiert wird. In weiteren Lösungsansätzen, bei denen ein Magnetmedium eine Magnetaufzeichnungsschichtstruktur mit zumindest zwei Magnetaufzeichnungsschichten umfasst, kann zudem eine Verbesserung der c-Richtungs-Ausrichtung der Magnetkörner erreicht werden, indem X in der gesamten Magnetaufzeichnungsschichtstruktur oder ausgewählten Magnetaufzeichnungsschichten darin legiert wird. Die verbesserte Kristallstruktur der L1₀FePtX-Magnetkörner reduziert Medienrauschen, während gutes Übergangsrauschen aufrechterhalten wird und so das Gesamtleistungsverhalten des Magnetmediums verbessert wird.
In einem bevorzugten Lösungsansatz kann eine Magnetaufzeichnungsschicht direkt auf einer oberen Oberfläche einer MgO-Keimlingsschicht abgeschieden werden, wobei die Magnetaufzeichnungsschicht L1₀FePtCu-Magnetkörner und vorzugsweise ein oder mehrere dazwischen angeordnete Segregatmaterialien umfasst. Eine vereinfachte Veranschaulichung des Kristallwachstums einer L1₀FePtCu-Kristallgitter-Elementarzelle auf einer MgO-Kristallgitter-Elementarzelle ist in 7 gezeigt. Die Einführung des Cu-Dotanden in die L1₀FePt-Magnetkörner verändert deren a-Richtungs- und c-Richtungs-Gitterparameter in eine gewünschte Richtung und verbessert die a-Richtungs- und c-Richtungs-Fehlanpassung der Magnetkörner mit der MgO-Keimlingsschicht. Zum Beispiel veranschaulichen 8A und 8B jeweils die Veränderung des a-Richtungs-Gitterparameters und c-Richtungs-Parameters der L1₀FePtCu-Magnetkörner als eine Funktion der CuPt-Leistung in Watt, die der Menge von Cu in den FePtCu-Magnetkörnern direkt entspricht. Zusätzlich dazu veranschaulichen die 9A und 9B jeweils die Veränderung der a-Richtungs-Fehlanpassung und der c-Richtungs-Fehlanpassung der FePtCu-Magnetkörner mit der MgO-Keimlingsschicht als eine Funktion der CuPt-Leistung. Die Entsprechung zwischen CuPt-Leistung und dem Atomprozentsatz von Cu in den FePtCu-Magnetkörnern ist in Tabelle 1 unten bereitgestellt.

CuPt-Leistung (W) At.-% von Cu

40 20,83

35 17,34

30 16,51

25 14,41

20 11,44

15 10,85

10 7,18

Tabelle 1
In Bezug auf Tabelle 1 ist es wichtig darauf hinzuweisen, dass die Menge an Cu relativ zur Menge an Fe variiert, während die Menge an Pt vorzugsweise bei etwa 50 At.-% festgelegt ist. Zum Beispiel können die relativen Mengen von Fe, Cu und Pt in den FePtCu-Magnetkörnern ausgedrückt werden als: Fe(50 – n At.-%)Cu(n At.-%)Pt(50 At.-%).
10 veranschaulicht die Differenz zwischen der a-Richtungs-Fehlanpassung und der c-Richtungs-Fehlanpassung (y-Richtungs-Werte = [c-Richtungs-Richtungs-Fehlanpassung] – [a-Richtungs-Fehlanpassung]) der FePtCu-Magnetkörner mit der MgO-Keimlingsschicht als eine Funktion der CuPt-Leistung (d. h. variierender Cu-Gehalt in den Magnetkörnern). Wie aus 10 klar ersichtlich ist, stieg die Differenz zwischen der a-Richtungs- und c-Richtungs-Fehlanpassung mit steigender Cu-Menge. Diese gestiegene Differenz zwischen der a-Richtungs-Fehlanpassung und der c-Richtungs-Fehlanpassung verringert nicht nur das Gleichstrom-Medienrauschen, sondern verbessert auch die magnetischen Eigenschaften des Mediums, wie etwa eine Abnahme des remanenten Magnetmoments um einen Faktor von etwa 2.
Ein Vergleich der FePt-Magnetkörner mit den FePtCu-Magnetkörnern unter Verwendung von XRD-Messungen zeigt auch, dass die Aufnahme des Cu-Legierungsbestandteils in die Magnetkörner die gewünschte Ausrichtung aus der Ebene der Vorzugs-Magnetrichtung verbessert. Wie in den XRD-Scans von 11 gezeigt, besteht zum Beispiel eine signifikante Verringerung der c-Richtungs-in-Ebene-Variante für FePtCu-Magnetkörner gegenüber FePt-Magnetkörnern.
Die 12–19 veranschaulichen die überraschende und unerwartete Verbesserung der magnetischen Eigenschaften, die einer Magnetaufzeichnungsschicht umfassend L1₀FePtCu-Magnetkörner zugeordnet sind. Zum Beispiel veranschaulicht 12 verschiedene Vorzugsrichtungs-Hystereseschleifen von L1₀FePtCu-Magnetaufzeichnungsschichten, die verschiedene Cu-Gehalte/-Mengen aufweisen, und 13 stellt ein Diagramm der remanenten Hartrichtungsmagnetisierung einer L1₀FePtCu-Magnetaufzeichnungsschicht als Funktion von Cu-Gehalt bereit. Das Erhöhen des Cu-Gehalts in den Magnetkörnern verringert und/oder eliminiert Körner, die unerwünschte Magnetisierungen in Ebenenausrichtung aufweisen, was die remanente Magnetisierung entlang der Hartrichtung verringert. Eine Verbesserung der remanenten Magnetisierung entlang der Vorzugsrichtung ist aus 14 ersichtlich, die verschiedene Hartrichtungs-Hystereseschleifen von L1₀FePtCu-Magnetaufzeichnungsschichten mit variierenden Cu-Gehalten/-Mengen veranschaulicht, und aus 15, die ein Diagramm der remanenten Vorzugsrichtungsmagnetisierung einer L1₀FePtCu-Magnetaufzeichnungsschicht als eine Funktion von Cu-Gehalt bereitstellt. Eine solche Verbesserung der remanenten Magnetisierung entlang der Vorzugsrichtung ist noch ein weiterer Hinweis auf eine verbesserte Angleichung der Magnetkörner entlang der c-Richtung.
Die 16 und 17 veranschaulichen jeweils die Koerzitivkraft (He) und Anisotropie (Ku) als eine Funktion des Cu-Gehalts für eine L1₀FePtCu-Magnetaufzeichnungsschicht. Wie insbesondere in 16 gezeigt, nimmt die Koerzitivkraft mit steigendem Cu-Gehalt ab. Während eine solche Verringerung der Koerzitivkraft die Schreibfähigkeit des Magnetmediums verbessern kann, zeigt es auch eine Verringerung der Anisotropie an, was die thermische Stabilität des besagten Mediums nachteilig beeinflussen kann. Wie in 17 gezeigt, weist jedoch eine L1₀FePtCu-Magnetaufzeichnungsschicht umfassend Cu in einem Bereich von größer als 0 At.-% bis weniger oder gleich etwa 20 At.-% geeignete Anisotropiewerte für Zwecke der Wärme-unterstützten Magnetaufzeichnung auf.
Zugabe des Cu-Legierungsbestandteils in FePt-Magnetkörner der Magnetaufzeichnungsschicht verbessert auch die Schaltfeldverteilung. Das Phänomen der Magnetisierungsschaltung tritt als eine Aggregation der innerhalb der Magnetaufzeichnungsschicht vorhandenen magnetisierungsgeschalteten Magnetkristallkörner auf. Im Allgemeinen schaltet nicht jedes dieser Magnetkristallkörner bei exakt demselben Schaltfeld von einem Magnetisierungszustand in einen anderen. Diese Variation im Schaltfeld wird als Schaltfeldverteilung (SFD) bezeichnet. Eine große SFD ist bekannt dafür, dass sie einen unerwünschten Effekt auf die Aufzeichnungs-/Wiedergabecharakteristika eines Magnetaufzeichnungsmediums hat. Die SFDs für eine Magnetaufzeichnungsschicht, die FePt-Magnetkörner und FePtCu-Magnetkörner aufgrund intrinsicher Parameter umfasst, sind jeweils in den 18 und 19 gezeigt. Ein Vergleich der 18 und 19 zeigt, dass eine FePtCu-basierte Magnetaufzeichnungsschicht eine iSFD von 7,8 kOe aufweist, was signifikant niedriger als die mit einer FePt-basierten Magnetaufzeichnungsschicht verbundene SFD von 14,1 kOe ist.
Es ist wichtig darauf hinzuweisen, dass die Verbesserung der magnetischen Eigenschaften mit Zugabe von Cu in L1₀FePt-Magnetkörner sowohl überraschend als auch unerwartet war. Insbesondere würden durchschnittliche Fachleute auf dem Gebiet der Erfindung erwarten, dass die Zugabe eines Legierungsbestandteils, wie etwa Cu, in L1₀FePt-Magnetkörner die remanente Magnetisierung entlang der Vorzugs- und Hartrichtung nachteilig beeinflussen oder zumindest keinen Effekt darauf haben würde. Im Gegensatz dazu, was aufgrund des aktuellen Wissensstands auf dem Gebiet der Erfindung erwartet wurde, entdeckten die Erfinder überraschenderweise, dass L1₀FePtCu-Magnetkörner mit einem Cu-Gehalt im Bereich von größer als 0 At.-% bis weniger oder gleich etwa 20 At.-% nicht nur reduziertes Gleichstrom-Medienrauschen, sondern auch eine Verbesserung der verschiedenen magnetischen Eigenschaften aufwiesen. Darüber hinaus ist es auch wichtig darauf hinzuweisen, dass, während die 12 bis 19 die überraschenden und unerwarteten Verbesserungen der magnetischen Eigenschaften, die L1₀FePtCu-Magnetkörnern zugeordnet sind, veranschaulichen, solche Verbesserungen auch für L1₀FePtX-Magnetkörner beobachtet wurden, wobei X zumindest eines von Ag, Au, Ni und Mn ist.
Ein weiterer Vorteil in Verbindung mit der Aufnahme von Cu in eine FePt-Magnetaufzeichnungsschicht ist die Verringerung der Curie-Temperatur. Wie oben ausgeführt, ermöglicht HAMR die Verwendung von Magnetaufzeichnungsmaterialien mit höherer magnetischer Anisotropie und daher kleineren thermisch stabilen Körnern im Vergleich zu herkömmlichen Magnetaufzeichnungsverfahren. Die Verwendung derselben ist mit HAMR möglich aufgrund der lokal begrenzten Erwärmung der Magnetmaterialien. Typischerweise werden diese Magnetmaterialien auf eine Temperatur nahe oder über ihrem Curie-Punkt erwärmt, die Temperatur, bei der die spontane Magnetisierung eines ferromagnetischen Materials verschwindet. Allerdings kann das Erreichen solcher Temperaturen nicht nur thermischen Schaden an den Magnetkopfkomponenten verursachen, sondern kann auch die Beschichtungsmaterialien beschädigen (z. B. verschlechtern) und oberhalb der Magnetaufzeichnungsschicht(en) vorhandene Schmiermittel vermindern. Wie in 20 gezeigt, senkt die Aufnahme von etwa 7 At.-% Cu in die FePt-Magnetkörner einer Magnetaufzeichnungsschicht die Curie-Temperatur um etwa 100 K im Vergleich zu Magnetkörnern ohne Cu-Gehalt. Wie ebenfalls in 20 gezeigt, führt steigender Cu-Gehalt in den FePt-Magnetkörnern zu weiteren Abnahmen der Curie-Temperatur. Diese Abnahme der Curie-Temperatur kann dazu beitragen, die Menge an Hitze (und daher die Menge an Nahfeldwandler(NFT)-Leistung), die während HAMR benötigt wird, zu senken, wodurch mögliche Schäden am Magnetaufzeichnungskopf und Magnetaufzeichnungsmedium verringert und/oder eliminiert werden. Dementsprechend kann diese erwünschte Abnahme der Curie-Temperatur schließlich die langfristigen Eigenschaften der Kopf-Platte-Schnittstelle (HDI) verbessern.
Unter nunmehriger Bezugnahme auf 21 kann ein Magnetaufzeichnungsmedium 2100 gemäß weiteren Ausführungsformen eine Magnetaufzeichnungsdoppelschichtstruktur 2102 umfassen. Als eine Option kann das Magnetaufzeichnungsmedium 2100 in Verbindung mit Merkmalen jeder anderen hierin aufgeführten Ausführungsform implementiert sein, wie etwa den unter Bezugnahme auf die anderen Figuren beschriebenen. Natürlich kann das Magnetaufzeichnungsmedium 2100 und andere hierin dargelegte in verschiedenen Anwendungen und/oder Permutationen verwendet werden, die in den hierin aufgeführten veranschaulichenden Ausführungsformen spezifisch beschrieben sein können oder nicht. Zum Beispiel können verschiedene Ausführungsformen des Magnetaufzeichnungsmediums 2100 mehr oder weniger Schichten als die in 21 gezeigten umfassen. Wenn nicht anders angegeben, kann darüber hinaus die Bildung einer oder mehrerer in 21 gezeigter Schichten über Atomlagenabscheidung (ALD), chemische Abscheidung aus der Gasphase (CVD), Verdampfung, Elektronenstrahlverdampfung, Ionenstrahlabscheidung, Sputtern oder ein anderes Verfahren erreicht werden, wie sich Fachleuten auf dem Gebiet der Erfindung bei der Lektüre der vorliegenden Offenbarung erschließen wird. Ferner können das Magnetaufzeichnungsmedium 2100 und andere hierin dargelegte in jeder gewünschten Umgebung verwendet werden.
Wie in 21 gezeigt, umfasst das Magnetaufzeichnungsmedium 2100 ein Substrat 2104 umfassend ein Material von hoher Steifigkeit, wie etwa Glas, Al, Al₂O₃, MgO, Si oder ein anderes geeignetes Substratmaterial, wie Fachleuten auf dem Gebiet der Erfindung bei der Lektüre der vorliegenden Offenbarung erschließen wird. In bevorzugten Lösungsansätzen umfasst das Substrat 2104 ein Material, das Medienabscheidung bei erhöhten Temperaturen, z. B. bei etwa 600–800°C, ermöglicht.
Das Magnetaufzeichnungsmedium 2100 umfasst auch eine Haftungsschicht 2106, die oberhalb des Substrats 2104 angeordnet ist. In verschiedenen Lösungsansätzen kann die Haftungsschicht 2106 Ni, Ta, Ti und/oder Legierungen davon umfassen. In bevorzugten Lösungsansätzen kann die Haftungsschicht ein amorphes Material umfassen, das die Kristallausrichtung der darauf abgeschiedenen Schichten nicht beeinflusst. Darüber hinaus kann die Haftungsschicht 2106 in manchen Lösungsansätzen eine Dicke im Bereich von etwa 5 nm bis etwa 300 nm aufweisen.
Das Magnetaufzeichnungsmedium 2100 umfasst zusätzlich dazu eine Wärmeableitungs(Wärmesenken)-Schicht 2108, die oberhalb der Haftungsschicht 2106 angeordnet ist. Die Wärmesenkenschicht 2108, die ein Material mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit (z. B. höher 30 W/m – K, vorzugsweise höher als 100 W/m – K) umfassen kann, kann für HAMR-Zwecke besonders nützlich sein. Zum Beispiel ist die Wärmesenkenschicht 2108 konfiguriert, um es Wärme, die in einer oder mehreren darüber angeordneten Magnetschichten abgeschieden wird, zu ermöglichen, schnell abgeleitet zu werden, und beschränkt den lateralen Wärmestrom in besagter Magnetschicht(en), wodurch ein direktionaler vertikaler Wärmestrom eingeführt wird, was einen kleinen Wärmepunkt und einen hohen Temperaturgradienten während der Aufzeichnung ermöglicht. In verschiedenen Lösungsansätzen kann diese Wärmesenkenschicht 2108 eine Plasmonschicht sein. Geeignete Materialien für die Wärmesenkenschicht 2108 können umfassen, sind aber nicht beschränkt auf Ta, Ti, Cr, Fe, Cu, Ag, Pt, Au, Cr, Mo, W, Rh, Ru etc. und Legierungen davon (z. B. CrTiB, CrWSi etc.). In manchen Lösungsansätzen kann die Wärmesenkenschicht 2108 eine Dicke in einem Bereich von etwa 10 nm bis etwa 100 nm aufweisen.
Wie ebenfalls in 21 gezeigt, umfasst die Magnetaufzeichnungsschicht eine optionale Wärmebarriereschicht 2130, die oberhalb der Wärmesenkenschicht 2108 angeordnet ist. In manchen Lösungsansätzen kann die Wärmebarriereschicht 2130 eine Dicke in einem Bereich von etwa 2 bis etwa 50 nm aufweisen. In weiteren Lösungsansätzen kann die Wärmebarriereschicht 2130 optisch transparent oder absorbierend sein, abhängig von dem für HAMR verwendeten spezifischen NFT-Kopftyp. Für nichtabsorbierende Wärmebarriereschichten können Legierungen wie etwa NiTa und/oder weitere SUL-ähnliche Materialien mit reduzierter Co- oder Fe-Menge verwendet werden, sodass sie für den Fall absorbierender Barriereschichten in bestimmten Lösungsansätzen nichtmagnetisch werden.
In noch weiteren Lösungsansätzen kann die Wärmebarriereschicht 2130 ein Material umfassen, das eine geringe Wärmeleitfähigkeit (z. B. vorzugsweise in einem Bereich von 0,5 bis 10 W/m – K) aufweist. Für die Verwendung in der Wärmebarriereschicht 2130 geeignete Materialien können umfassen, sind aber nicht beschränkt auf Oxide wie etwa SiO₂, Ta-Oxide und weitere geeignete Oxide mit geringer Wärmeleitfähigkeit, wie sich Fachleuten auf dem Gebiet der Erfindung bei der Lektüre der vorliegenden Offenbarung erschließen wird. Für HAMR-Zwecke kann es für das Magnetaufzeichnungsmedium 2100 besonders vorteilhaft sein, eine Wärmesenkenschicht 2108 mit hoher Wärmeleitfähigkeit und eine darüber angeordnete Wärmebarriereschicht 2130 mit geringer Wärmeleitfähigkeit zu umfassen, um einen hohen lateralen Temperaturgradienten in der Magnetaufzeichnungsschicht(en) zu erreichen, ohne übermäßig hohe Laserleistung verwenden zu müssen, um die Tc in der Magnetaufzeichnungsschicht(en) zu erreichen. Das Vermeiden der Verwendung von übermäßig hoher Laserleistung zum Erreichen der Tc in der Magnetaufzeichnungsschicht(en) kann die Lebensdauer und Betriebssicherheit des Kopfs verlängern.
Das Magnetaufzeichnungsmedium 2100 umfasst ferner eine oberhalb der Wärmebarriereschicht 2130 angeordnete Keimlingsschicht 2110. Die Keimlingsschicht 2110 kann als Textur-definierende Schicht fungieren, die z. B. konfiguriert ist, um das Epitaxialwachstum der darüber ausgebildeten Magnetaufzeichnungsschichten 2112, 2114 zu beeinflussen. In manchen Lösungsansätzen kann die Keimlingsschicht 2110 MgO, TiN, MgTiO_x, MgO-SiO_x, SrTiO_x, TiC, MgFeOx etc. oder geeignete Keimlingsschichtmaterialien umfassen, wie sich Fachleuten auf dem Gebiet der Erfindung bei der Lektüre der vorliegenden Offenbarung erschließen wird. In weiteren Lösungsansätzen kann die Keimlingsschicht 2110 eine Doppelschichtstruktur aufweisen, z. B. mit einer unteren CrRu-Schicht und einer oberen Pt-Schicht auf der CrRu-Schicht. In noch weiteren Lösungsansätzen kann die Keimlingsschicht 2110 eine Dicke in einem Bereich von etwa 2 nm bis etwa 20 nm in manchen Lösungsansätzen umfassen.
Obwohl in 21 nicht gezeigt, kann eine optionale weiche Magnetunterschicht zwischen der Haftungsschicht 2106 und der Keimlingsschicht 2110 angeordnet sein. Diese weiche Magnetunterschicht kann konfiguriert sein, um die Datenaufzeichnung in den Magnetaufzeichnungsschichten 2112, 2114 zu fördern. Dementsprechend kann diese weiche Magnetunterschicht in bevorzugten Lösungsansätzen ein Material umfassen, das eine hohe magnetische Permeabilität aufweist. Für die weiche Magnetunterschicht geeignete Materialien können umfassen, sind aber nicht beschränkt auf Fe, FeNi, FeCo, eine Fe-basierte Legierung, eine FeNi-basierte Legierung, eine FeCo-basierte Legierung, Co-basierte ferromagnetische Legierungen und Kombinationen davon. In manchen Lösungsansätzen kann diese weiche Magnetunterschicht eine Einzelschichtstruktur oder eine Mehrschichtstruktur umfassen. Zum Beispiel kann ein Beispiel für eine weiche Mehrschicht-Magnetunterschichtstruktur eine Kopplungsschicht (die z. B. Ru umfasst) umfassen, die sandwichartig zwischen einer oder mehreren weichen Magnetunterschichten angeordnet ist, wobei die Kopplungsschicht konfiguriert ist, um eine antiferromagnetische Kopplung zwischen einer oder mehreren weichen Magnetunterschichten zu induzieren. In manchen Lösungsansätzen kann die weiche Magnetunterschicht eine laminierte oder mehrschichtige weiche Magnetunterschichtstruktur sein, die mehrere weiche Magnetfilme umfasst, die durch nichtmagnetische Filme getrennt sind, wie etwa elektrisch leitfähige Filme von Al oder CoCr. In weiteren Lösungsansätzen kann die weiche Magnetunterschicht auch eine laminierte oder mehrschichtige weiche Magnetunterschichtstruktur sein, die mehrere weiche Magnetfilme umfasst, die durch Zwischenschichtfilme getrennt sind, die eine antiferromagnetische Kopplung mitteln, wie etwa Ru, Ir oder Cr oder Legierungen davon.
Es ist wichtig darauf hinzuweisen, dass in manchen Lösungsansätzen das Magnetaufzeichnungsmedium 2100 die Wärmesenkenschicht 2108 und eine weiche Magnetunterschicht umfassen kann, wobei beide zwischen der Haftungsschicht 2106 und der Keimlingsschicht 2110 angeordnet sein können. In Lösungsansätzen, bei denen sowohl eine weiche Magnetunterschicht als auch eine Wärmesenkenschicht 2108 vorhanden ist, kann die weiche Magnetunterschicht oberhalb oder unterhalb der Wärmesenkenschicht 2108 angeordnet sein, da äquivalente Effekte bereitgestellt sein können, und zwar ungeachtet der Position der weichen Magnetunterschicht im Verhältnis zur Wärmesenkenschicht 2108.
Obwohl in 21 nicht gezeigt, kann eine optionale Anfangsschicht oberhalb der Keimlingsschicht 2110 und unterhalb der Magnetaufzeichnungsdoppelschichtstruktur 2102 angeordnet sein. in verschiedenen Lösungsansätzen kann diese optionale Anfangsschicht konfiguriert sein, um die Bildung der darüber abgeschiedenen Magnetaufzeichnungsschichten 2112, 2114 zu fördern. In bestimmten Lösungsansätzen kann die optionale Anfangsschicht FePt umfassen.
Das Magnetaufzeichnungsmedium 2100 umfasst die Magnetaufzeichnungsdoppelschichtstruktur 2102, die oberhalb der Keimlingsschicht 2110 vorhanden ist, wie in 21 gezeigt. Die Magnetaufzeichnungsdoppelschichtstruktur 2102 umfasst eine erste Magnetaufzeichnungsschicht 2112 und eine zweite Magnetaufzeichnungsschicht 2114, die oberhalb der ersten Magnetaufzeichnungsschicht 2112 angeordnet ist. Die erste Magnetaufzeichnungsschicht 2112 umfasst eine Vielzahl von Magnetkörnern 2116, die durch ein erstes Segregat 2118 getrennt sind. In ähnlicher Weise umfasst die zweite Magnetaufzeichnungsschicht 2114 eine Vielzahl von Magnetkörnern 2120, die durch ein zweites Segregat 2122 getrennt sind. In bevorzugten Lösungsansätzen kann die Vielzahl von Magnetkörnern 2116, 2120 in der ersten und zweiten Magnetaufzeichnungsschicht 2112, 2114 eine säulenartige Form aufweisen.
Jede der Magnetaufzeichnungsschichten 2112, 2114 kann unter Verwendung eines Sputterverfahrens gebildet werden. Zum Beispiel kann die Bildung einer Magnetaufzeichnungsschicht das Sputtern der Magnetkornmaterial(ien) und der Segregatmaterial(ein) vom selben Target in einem Lösungsansatz involvieren; allerdings können in einem weiteren Lösungsansatz die Magnetkornmaterial(ein) und/oder Segregatkomponente(n) von verschiedenen jeweiligen Targets gesputtert werden. Zudem involviert die Bildung einer Magnetaufzeichnungsschicht vorzugsweise die gleichzeitige Abscheidung der Magnetkornmaterial(ien) und Segregatmaterial(ien) auf das Magnetaufzeichnungsmedium 2100 in einer erwärmten Umgebung, z. B. von etwa 400 Grad bis etwa 800°C.
Um ein konformes Wachstum der ersten und zweiten Magnetaufzeichnungsschicht 2112, 2114 zu erleichtern, wird vorzugsweise (aber nicht notwendigerweise) ein Ätzschritt auf jeder der jeweiligen Magnetschichten durchgeführt, nachdem diese ausgebildet sind. So kann ein Ätzschritt verwendet werden, um die obere Oberfläche jeder der Magnetschichten zu definieren und das Material der Magnetschicht freizulegen, z. B. bevor eine zusätzliche Schicht darauf gebildet wird. Gemäß verschiedenen Lösungsansätzen kann der Ätzschritt einen Ätzschritt induktiv gekoppelten Plasmas (ICP) etc. oder jedes andere Ätzverfahren umfassen, das sich Fachleuten auf dem Gebiet der Erfindung bei der Lektüre der vorliegenden Offenbarung erschließen wird.
Dementsprechend können die Magnetkörner 2120 der zweiten Magnetaufzeichnungsschicht 2114 physikalisch durch Wachstum direkt auf den Magnetkörnern 2116 der ersten Magnetaufzeichnungsschicht 2112 gekennzeichnet sein, was hauptsächlich auf den oben angeführten Ätzschritt zurückzuführen sein kann. Daher kann jedes der Magnetkörner 2120 der zweiten Magnetaufzeichnungsschicht 2114, die direkt oberhalb der Magnetkörner 2116 der ersten Magnetaufzeichnungsschicht 2112 ausgebildet sind, ein größeres zusammengesetztes Magnetkorn 2124 bilden, das sich entlang der Gesamtdicke t der Magnetaufzeichnungsdoppelschichtstruktur 2102 erstreckt.
In manchen Lösungsansätzen kann die Gesamtdicke t der Magnetaufzeichnungsdoppelschichtstruktur 2102 zwischen etwa 2 nm und etwa 20 nm liegen. In weiteren Lösungsansätzen kann jede der zwei Magnetaufzeichnungsschichten 2112, 2114 eine jeweilige Dicke t₁, t₂ in einem Bereich von größer als 0 nm bis weniger oder gleich etwa 15 nm aufweisen. Darüber hinaus können die Dicken t₁ und t₂ in verschiedenen Lösungsansätzen gleich oder unterschiedlich sein. In bevorzugten Lösungsansätzen kann die Dicke t₁ der ersten Magnetaufzeichnungsschicht 2112 in einem Bereich von größer als 0 nm bis kleiner als oder gleich etwa 3 nm sein. In noch weiteren bevorzugten Lösungsansätzen kann die Dicke t₂ der zweiten Magnetaufzeichnungsschicht 2114 in einem Bereich von größer als etwa 3 nm bis etwa 15 nm sein.
In verschiedenen Lösungsansätzen kann ein durchschnittlicher gegenseitiger Abstand P (Mitte-zu-Mitte-Abstand) der Magnetkörner 2116, 2120 in der ersten und/oder zweiten Magnetaufzeichnungsschicht 2112, 2114 in einem Bereich von etwa 3 nm bis etwa 11 nm liegen, könnte jedoch abhängig von der gewünschten Anwendung auch höher oder niedriger sein. Ferner kann ein durchschnittlicher Durchmesser d der Magnetkörner 2116, 2120 in der ersten und/oder zweiten Magnetaufzeichnungsschicht 2112, 2114 vorzugsweise in einem Bereich von etwa 2 nm bis etwa 10 nm liegen, könnte jedoch abhängig von der gewünschten Anwendung auch höher oder niedriger sein.
In bevorzugten Lösungsansätzen können die zusammengesetzten Magnetkörner 2124 (von denen jedes z. B. aus einem Magnetkorn 2120 der zweiten Magnetaufzeichnungsschicht 2114 besteht, das direkt oberhalb eines Magnetkorns 2116 der ersten Magnetaufzeichnungsschicht 2112 angeordnet ist) ein durchschnittliches Aspektverhältnis (d. h. von der Gesamtdicke t zum Durchmesser d) von etwa 1,5 aufweisen, könnte jedoch abhängig von der gewünschten Anwendung auch höher oder niedriger sein.
In manchen Lösungsansätzen können die Magnetkörner 2116 der ersten Magnetaufzeichnungsschicht 2112 chemisch geordnetes L1₀FePtX umfassen, wobei X eines oder mehrere von Ag, Cu, Au, Ni, Mn, Pd etc. umfassen kann. In besonderen Lösungsansätzen, bei denen die Magnetkörner 2116 der ersten Magnetaufzeichnungsschicht 2112 FePtX umfassen, kann die darin enthaltene Menge an X in einem Bereich von etwa 5 At.-% bis etwa 20 At.-% liegen. In weiteren Lösungsansätzen, bei denen die Magnetkörner 2116 der ersten Magnetaufzeichnungsschicht 2112 FePtX umfassen, kann die darin enthaltene Menge an Pt bei 50 At.-% und die kombinierte Menge von Fe und X bei 50 At.-% liegen (d. h. Fe(50 – n At.-%)X(n At.-%)Pt(50 At.-%)).
In bevorzugten Lösungsansätzen können die Magnetkörner 2116 der ersten Magnetaufzeichnungsschicht 2112 chemisch geordnetes L1₀FePtCu umfassen. In zusätzlichen Lösungsansätzen können die Magnetkörner 2116 der ersten Magnetaufzeichnungsschicht 2112 ein oder mehrere Materialien umfassen, die gleich oder unterschiedlich zu den Materialien sein können, die die Magnetkörner 2120 der zweiten Magnetaufzeichnungsschicht 2114 enthalten.
In verschiedenen Lösungsansätzen können die Magnetkörner 2120 der zweiten Magnetaufzeichnungsschicht 2114 chemisch geordnetes L1₀FePt umfassen. In einem bestimmten Lösungsansatz können die Magnetkörner 2120 der zweiten Magnetaufzeichnungsschicht 2114 chemisch geordnetes L1₀FePt aufweisen, in das kein Cu inkorporiert ist. In einem weiteren bestimmten Lösungsansatz können die Magnetkörner 2120 der zweiten Magnetaufzeichnungsschicht 2114 chemisch geordnetes L1₀FePtCu umfassen.
In noch weiteren Lösungsansätzen können die Magnetkörner 2120 der zweiten Magnetaufzeichnungsschicht 2114 chemisch geordnetes L1₀FePtY umfassen, wobei Y eines oder mehrere von Ag, Cu, Au, Ni, Mn, Pd etc. umfassen kann. In manchen Lösungsansätzen, bei denen die Magnetkörner 2120 der zweiten Magnetaufzeichnungsschicht 2114 FePtY umfassen, kann die darin enthaltene Menge an Y in einem Bereich von etwa 5 At.-% bis etwa 20 At.-% liegen. In weiteren Lösungsansätzen, bei denen die Magnetkörner 2120 der zweiten Magnetaufzeichnungsschicht 2114 FePtY umfassen, kann die darin enthaltene Menge an Pt 50 At.-% sein, und die kombinierte Menge von Fe und Y kann 50 At.-% sein (d. h. Fe(50 – n At.-%)Y(n At.-%)Pt(50 At.-%)).
In manchen Lösungsansätzen, bei denen die Magnetkörner 2116 der ersten Magnetaufzeichnungsschicht L1₀FePtX umfassen und die Magnetkörner 2120 der zweiten Magnetaufzeichnungsschicht 2114 L1₀FePtY umfassen, kann die Menge an Y in der zweiten Magnetaufzeichnungsschicht 2114 dieselbe wie die Menge an X in der ersten Magnetaufzeichnungsschicht 2112 sein. Zum Beispiel kann in einem bestimmten Lösungsansatz jedes der Magnetkörner 2116, 2120 der ersten und der zweiten Magnetaufzeichnungsschicht 2112, 2114 FePtCu mit derselben darin enthaltenen Menge an Cu umfassen.
In weiteren bevorzugten Lösungsansätzen, bei denen die Magnetkörner 2116 der ersten Magnetaufzeichnungsschicht L1₀FePtX umfassen und die Magnetkörner 2120 der zweiten Magnetaufzeichnungsschicht 2114 L1₀FePtY umfassen, kann die Menge an Y in der zweiten Magnetaufzeichnungsschicht 2114 vorzugsweise geringer als die Menge an X in der ersten Magnetaufzeichnungsschicht 2112 sein. Zum Beispiel kann in einem bestimmten Lösungsansatz jedes der Magnetkörner 2116, 2120 der ersten und zweiten Magnetaufzeichnungsschicht 2112, 2114 FePtCu umfassen, wobei die Menge an Cu in den Magnetkörnern 2120 der zweiten Magnetaufzeichnungsschicht 2114 vorzugsweise geringer als die Menge an Cu in den Magnetkörnern 2116 der ersten Magnetaufzeichnungsschicht 2112 ist.
In bestimmten Lösungsansätzen kann die zweite Magnetaufzeichnungsschicht 2114 eine höhere Curie-Temperatur aufweisen als die erste Magnetaufzeichnungsschicht 2112. Dies kann typischer in Lösungsansätzen erreicht werden: (1) bei denen die erste Magnetaufzeichnungsschicht 2112 FePtX umfasst und die zweite Magnetaufzeichnungsschicht 2114 FePt umfasst (mit keinem zusätzlichen Legierungsbestandteil); oder bei denen die erste Magnetaufzeichnungsschicht 2112 FePtX umfasst und die zweite Magnetaufzeichnungsschicht 2114 FePtY umfasst, wobei die Menge an Y in der zweiten Magnetaufzeichnungsschicht niedriger als die Menge an X in der ersten Magnetaufzeichnungsschicht ist. In manchen Lösungsansätzen kann die zweite Magnetaufzeichnungsschicht 2114 eine Curie-Temperatur aufweisen, die zumindest 40–60 Kelvin höher als die der ersten Magnetaufzeichnungsschicht 2112 ist.
Wie oben ausgeführt, kann in einem beispielhaften Lösungsansatz der Legierungsbestandteil Cu in der gesamten Magnetaufzeichnungsdoppelschichtstruktur 2102 inkorporiert sein (z. B. kann jedes der Magnetkörner 2116, 2120 der ersten und zweiten Magnetaufzeichnungsschicht 2112, 2114 FePtCu mit derselben darin enthaltenen Menge an Cu umfassen). In diesem beispielhaften Lösungsansatz kann die Magnetaufzeichnungsdoppelschichtstruktur 2102 effektiv als eine Struktur angesehen werden, die eine einzelne Magnetaufzeichnungsschicht umfassend FePtCu-Magnetkörner aufweist. Die magnetischen Eigenschaften dieser beispielhaften Magnetaufzeichnungsdoppelschichtstruktur 2102 sind in den 22–23 veranschaulicht. Im Besonderen veranschaulichen die 22 und 23 jeweils die Vorzugsrichtungs- und Hartrichtungs-Hystereseschleifen für diese beispielhafte Magnetaufzeichnungsdoppelschichtstruktur 2102. Wie zuvor ausgeführt, führt die Verbesserung der c-Richtungsausrichtung der Magnetkörner in der Magnetaufzeichnungsdoppelschichtstruktur 2102 mit steigendem Cu-Gehalt zu einer deutlichen Verbesserung der remanenten Magnetisierung entlang der Hartrichtung.
Während die Aufnahme von Cu in der gesamten Magnetaufzeichnungsdoppelschichtstruktur 2102 in verbesserten magnetischen Eigenschaften resultieren kann, wie in den 22–23 veranschaulicht, kann eine solche Konfiguration in manchen Fällen auch in verbessertem Übergangsrauschen (Instabilität) resultieren. Obwohl nicht gewünscht ist, sich an eine bestimmte Theorie zu binden, wird davon ausgegangen, dass ein solcher Anstieg der Instabilität aus einem oder allen der folgenden Gründe auftritt: (1) Verringerung der Anisotropie kann zu einem geringeren dHk/dt-Wert und daher einem geringeren Schreibfeldgradienten führen; und (2) Verringerung der maximalen Höchsttemperatur kann in einem verringerten Wärmegradienten und daher einem geringeren Schreibfeldgradienten resultieren.
Dementsprechend kann der Legierungsbestandteil Cu in einem weiteren beispielhaften Lösungsansatz nur in der gesamten ersten Magnetaufzeichnungsschicht 2112 der Magnetaufzeichnungsdoppelschichtstruktur 2102 inkorporiert sein (z. B. umfassen die Magnetkörner 2116 der ersten Magnetaufzeichnungsschicht 2112 FePtCu, während die Magnetkörner 2120 der zweiten Magnetaufzeichnungsschicht 2114 FePt, aber kein Cu umfassen). Die Cu-reichen Magnetkörner 2116 in der ersten Magnetaufzeichnungsschicht 2112 können dazu beitragen, die richtige Kristallgitterausrichtung der FePt-Magnetkörner 2120 in der zweiten Magnetaufzeichnungsschicht 2114 zu lenken. Darüber hinaus kann die Magnetaufzeichnungsdoppelschichtstruktur 2102 mit einer Cu-reichen ersten Magnetaufzeichnungsschicht 2112 und einer Cu-freien zweiten Magnetaufzeichnungsschicht 2114 verbesserte magnetische Eigenschaften im Verhältnis zu einer ansonsten identischen Magnetdoppelschichtstruktur aufweisen, die in der gesamten Struktur kein Cu aufweist, oder alternativ dazu zu einer ansonsten identischen Magnetdoppelschichtstruktur, die in der gesamten Struktur Cu aufweist, aufweisen.
Die magnetischen Eigenschaften der Magnetaufzeichnungsdoppelschichtstruktur 2102, die Cu nur in den Magnetkörnern 2116 der ersten Magnetaufzeichnungsschicht 2112 aufweist, sind in den 24–26 veranschaulicht. Im Besonderen veranschaulichen die 24 und 25 jeweils die Vorzugsrichtungs- und Hartrichtungs-Hystereseschleifen für diese bestimmte Zusammensetzung der Magnetaufzeichnungsdoppelschichtstruktur 2102, und 26 stellt ein Diagramm der remanenten Hartrichtungsmagnetisierung als eine Funktion von Cu bereit. Die Verbesserung der remanenten Magnetisierung entlang der Hartrichtung mit steigendem Cu-Gehalt, wie in 26 zeigt, deutet wieder auf die verbesserte c-Richtungsausrichtung der Magnetkörner hin.
Drehstandsmessungen zeigen ferner, dass eine Magnetaufzeichnungsdoppelschichtstruktur, die Cu nur in einem Teil der Struktur aufweist, anstatt kein Cu in der gesamten Struktur aufzuweisen, eine verbesserte Schreibfähigkeit, verbessertes Gleichstrom-SNR-Leistungsverhalten aufweist und ein gutes Übergangsrauschen beibehält. Zum Beispiel zeigt 27 ein Diagramm der Aufzeichnungsbreite (Magnetschreibbreite MWW) über dem Laserstrom, der während des Aufzeichnens auf zwei Magnetaufzeichnungsdoppelschichtstrukturen angelegt wird: einer Struktur 2702, die Cu nur in der gesamten ersten Magnetaufzeichnungsschicht aufweist, und einer Struktur 2704, die kein Cu aufweist. Wie aus 27 ersichtlich, ist 25% weniger Laserleistung erforderlich, um auf die Struktur 2702 zu schreiben, die Cu nur in der ersten Magnetaufzeichnungsschicht im Gegensatz zur Cu-freien Struktur aufweist. 28 veranschaulicht ein Diagramm des Signal-Rausch-Verhältnisses (SNR) über MWW für zwei Magnetaufzeichnungsdoppelschichtstrukturen: eine Struktur 2802, die Cu nur in der gesamten ersten Magnetaufzeichnungsschicht aufweist, und eine Struktur 2804, die kein Cu aufweist. Wie in 28 gezeigt, weisen die zwei Strukturen 2802, 2804 ein vergleichbares SNR-Leistungsverhalten auf.
Unter fortgesetzter Bezugnahme auf 21 kann in zusätzlichen Lösungsansätzen ein gradueller Gradient in der Cu-Menge bestehen, der sich durch die zusammengesetzten Magnetkörner 2124 in einer Dickerichtung (z. B. eine Richtung, die parallel zur Substratnormalen ausgerichtet ist) derart erstreckt, dass die untersten Teile jedes zusammengesetzten Korns 2124 (z. B. die Teile, die am nächsten zum Substrat 2104 angeordnet sind) eine größere Menge an Cu enthalten als die obersten Teile davon (z. B. die Teile, die am nächsten zu den Verkappungsschicht(en) 2126 angeordnet sind).
Wie ferner in 21 gezeigt, können die erste und zweite Magnetaufzeichnungsschicht 2112, 2114 jeweils ein oder mehrere Segregatmaterialien umfassen. Zum Beispiel können das erste Segregat 2118 der ersten Magnetaufzeichnungsschicht 2112 und/oder das zweite Segregat 2122 der zweiten Magnetaufzeichnungsschicht 2114 jeweils individuell umfassen: C, SiO₂, TiO_x, AlN, TaN, W, Ti, TiC, TiN, BC, BN, SiN, SiC, TiO₂, CrO_x, CrN, AlO_x, Al₂O₃, MgO, Ta₂O₅, B₂O₃, etc. und Kombinationen davon in verschiedenen Lösungsansätzen. Es ist wichtig darauf hinzuweisen, dass das erste Segregat 2118 ein oder mehrere Materialien umfassen kann, die gleich oder anders als jene sind, die das zweite Segregat 2122 enthalten.
Wie zusätzlich in 21 gezeigt, umfasst das Magnetaufzeichnungsmedium 2100 ein oder mehrere Verkappungsschichten 2126, die oberhalb der Magnetaufzeichnungsdoppelschichtstruktur 2102 ausgebildet sind. Die eine oder mehreren Verkappungsschichten 2126 können konfiguriert sein, um die intergranulare Kopplung der Magnetkörner, die in den Magnetaufzeichnungsschicht(en) vorhanden sind, zu mitteln. In manchen Lösungsansätzen können die eine oder mehreren Verkappungsschichten 2126 zum Beispiel eine Legierung auf Co-, CoCr-, CoPtCr- und/oder CoPtCrB-Basis oder ein anderes Material, das zur Verwendung in einer Verkappungsschicht geeignet ist, umfassen, wie von Fachleuten auf dem Gebiet der Erfindung bei der Lektüre der vorliegenden Erfindung anerkannt wird. In weiteren Lösungsansätzen können die eine oder mehreren Verkappungsschichten 2126 durchgängige Magnetverkappungsschichten (d. h. Schichten ohne darin enthaltene Segregatmaterialien), granulare Magnetverkappungsschichten (d. h. Schichten mit darin enthaltenen Segregatmaterialien) und/oder Kombinationen davon umfassen. In Lösungsansätzen, bei denen zumindest eine der einen oder mehreren Verkappungsschichten 2126 eine granulare Magnetverkappungsschicht umfasst, kann jedes der hierin offenbarten Segregate in der besagten Schicht enthalten sein.
Obwohl in 21 nicht gezeigt, kann das Magnetaufzeichnungsmedium 2100 ferner einen Schutzmantelschicht umfassen, die oberhalb der einen oder mehreren Verkappungsschichten 2126 angeordnet ist. Die Schutzmantelschicht kann konfiguriert sein, um die unterliegenden Schichten vor Abnützung, Korrosion etc. zu schützen. Diese Schutzmantelschicht kann zum Beispiel aus diamantähnlichem Kohlenstoff, Kohlenstoffnitrid, Si-Nitrid, BN oder B4C etc. oder aus Materialien hergestellt sein, die für eine Schutzmantelschicht geeignet sind, wie sich Fachleuten auf dem Gebiet der Erfindung bei der Lektüre der vorliegenden Offenbarung erschließt. Zusätzlich dazu kann das Magnetaufzeichnungsmedium 2100 auch eine optionale Schmiermittelschicht umfassen, die oberhalb der Schutzmantelschicht, falls vorhanden, angeordnet ist. Das Material der Schmiermittelschicht kann umfassen, ist aber nicht beschränkt auf Perfluorpolyether, fluorierten Alkohol, fluorierte Carbonsäuren etc. oder weitere auf dem Gebiet der Erfindung bekannte geeignete Schmiermaterialien.
Es ist wichtig darauf hinzuweisen, dass das Magnetaufzeichnungsmedium 2100 von 21 in verschiedenen Lösungsansätzen mehr als zwei Magnetaufzeichnungsschichten umfassen kann. 29 stellt eine solche beispielhafte Ausführungsform eines Magnetaufzeichnungsmediums 2900 bereit, bei der das besagte Magnetaufzeichnungsmedium zumindest drei Magnetaufzeichnungsschichten umfasst.
Da 29 eine beispielhafte Variation des Magnetaufzeichnungsmediums 2100 von 21 darstellt, haben die Komponenten von 29 eine gemeinsame Nummerierung mit jenen von 21.
Wie in 29 gezeigt, umfasst das Magnetaufzeichnungsmedium 2900 eine Magnetaufzeichnungsmehrschichtstruktur 2902, die eine optionale dritte Magnetaufzeichnungsschicht 2904 aufweist, die oberhalb der zweiten Magnetaufzeichnungsschicht 2114 angeordnet ist. Diese dritte Magnetaufzeichnungsschicht 2904 umfasst eine Vielzahl von Magnetkörnern 2906, die durch ein drittes Segregat 2908 getrennt werden. In bevorzugten Lösungsansätzen kann die Vielzahl von Magnetkörnern 2116, 2120, 2906 in der ersten, zweiten und dritten Magnetaufzeichnungsschicht 2112, 2114, 2904 eine säulenartige Form aufweisen.
Ähnlich der ersten und zweiten Magnetaufzeichnungsschicht 2112, 2114 kann die dritte Magnetaufzeichnungsschicht 2904 unter Verwendung eines Sputterverfahrens gebildet werden. Zum Beispiel kann die Bildung der dritten Magnetaufzeichnungsschicht 2904 in einem Lösungsansatz das Sputtern der Magnetkornmaterial(ien) und der Segregatmaterial(ien) von demselben Target involvieren; in einem anderen Lösungsansatz jedoch können die Magnetkornmaterial(ien) und/oder Segregatkomponente(n) von verschiedenen jeweiligen Targets gesputtert werden. Darüber hinaus involviert die Bildung der dritten Magnetaufzeichnungsschicht 2904 vorzugsweise die gleichzeitige Abscheidung der Magnetkornmaterial(ien) und Segregatmaterial(ien) auf dem Magnetaufzeichnungsmedium 2900 in einer erwärmten Umgebung, z. B. von etwa 400 Grad bis etwa 800°C.
Um ein konformes Wachstum der ersten, zweiten und dritten Magnetaufzeichnungsschicht 2112, 2114, 2904 zu erleichtern, wird vorzugsweise (aber nicht notwendigerweise) ein Ätzschritt auf jeder der jeweiligen Magnetschichten durchgeführt, nachdem sie ausgebildet sind. So kann ein Ätzschritt verwendet werden, um die obere Oberfläche jeder der Magnetschichten zu definieren und das Material der Magnetschicht freizulegen, z. B. bevor eine zusätzliche Schicht darüber gebildet wird. Gemäß verschiedenen Lösungsansätzen kann der Ätzschritt einen Ätzschritt induktiv gekoppelten Plasmas (ICP) etc. oder jedes andere Ätzverfahren umfassen, das sich Fachleuten auf dem Gebiet der Erfindung bei der Lektüre der vorliegenden Offenbarung erschließt.
Dementsprechend können die Magnetkörner 2906 der dritten Magnetaufzeichnungsschicht 2904 physikalisch durch Wachstum direkt auf den Magnetkörnern 2120 der zweiten Magnetaufzeichnungsschicht 2114 gekennzeichnet sein, die wiederum physikalisch durch Wachstum direkt auf den Magnetkörnern 2116 der ersten Magnetaufzeichnungsschicht 2112 gekennzeichnet sein können. Daher kann jedes der Magnetkörner 2906 der dritten Magnetaufzeichnungsschicht 2904, die direkt oberhalb der Magnetkörner 2120, 2116 der zweiten und ersten Magnetaufzeichnungsschicht 2114, 2112 ausgebildet sind, ein größeres zusammengesetztes Magnetkorn 2910 bilden, das sich entlang der Gesamtdicke t_x der Magnetaufzeichnungsstruktur 2102 erstreckt.
In manchen Lösungsansätzen kann die Gesamtdicke t_x der Magnetaufzeichnungsmehrschichtstruktur 2902 zwischen etwa 3 nm bis etwa 20 nm liegen. In weiteren Lösungsansätzen kann jede der drei Magnetaufzeichnungsschichten 2112, 2114, 2904 eine jeweilige Dicke t₁, t₂, t₃ in einem Bereich von größer als 0 nm bis weniger als oder gleich etwa 15 nm aufweisen. Darüber hinaus können eine, zwei oder alle der Dicken t₁, t₂ und t₃ in verschiedenen Lösungsansätzen gleich oder unterschiedlich sein.
In zahlreichen Lösungsansätzen kann ein durchschnittlicher gegenseitiger Abstand P (Mitte-zu-Mitte-Abstand) der Magnetkörner 2120, 2124, 2906 in der ersten, zweiten und/oder dritten Magnetaufzeichnungsschicht 2112, 2114, 2904 in einem Bereich von etwa 2 nm bis etwa 11 nm liegen, könnte jedoch abhängig von der gewünschten Anwendung auch höher oder niedriger sein. Ferner kann ein durchschnittlicher Durchmesser d der Magnetkörner 2120, 2124, 2906 in der ersten, zweiten und/oder dritten Magnetaufzeichnungsschicht 2112, 2114, 2904 vorzugsweise in einem Bereich von etwa 2 nm bis etwa 10 nm liegen, könnte jedoch abhängig von der gewünschten Anwendung auch höher oder niedriger sein.
In bevorzugten Lösungsansätzen können die zusammengesetzten Magnetkörner 2910 (von denen z. B. jedes aus einem Magnetkorn 2906 der dritten Magnetaufzeichnungsschicht 2904 besteht, das direkt oberhalb eines Magnetkorns 2120 der zweiten Magnetaufzeichnungsschicht 2114 angeordnet ist, das wiederum direkt oberhalb eines Magnetkorns 2116 der ersten Magnetaufzeichnungsschicht 2112 angeordnet ist) ein durchschnittliches Aspektverhältnis (d. h. Gesamtdicke t zu Durchmesser d) von etwa 1,5 oder höher aufweisen.
Wie oben angemerkt, können die Magnetkörner 2116 der ersten Magnetaufzeichnungsschicht 2112 in manchen Lösungsansätzen chemisch geordnetes L1₀FePtX umfassen, wobei X eines oder mehrere von Ag, Cu, Au, Ni, Mn, Pd etc. umfassen kann. In zahlreichen Lösungsansätzen, bei denen die Magnetkörner 2116 der ersten Magnetaufzeichnungsschicht 2112 FePtX umfassen, kann die darin enthaltene Menge an X in weiteren Lösungsansätzen in einem Bereich von etwa 5 At.-% bis etwa 20 At.-% liegen. In weiteren Lösungsansätzen, bei denen die Magnetkörner 2116 der ersten Magnetaufzeichnungsschicht 2112 FePtX umfassen, kann die darin enthaltene Menge an Pt 50 At.-% sein und die kombinierte Menge von Fe und X kann 50 At.-% sein (d. h. Fe(50 – n At.-%)X(n At.-%)Pt(50 At.-%)).
In bevorzugten Lösungsansätzen können die Magnetkörner 2116 der ersten Magnetaufzeichnungsschicht 2112 chemisch geordnetes L1₀FePtCu umfassen. In zusätzlichen Lösungsansätzen können die Magnetkörner 2116 der ersten Magnetaufzeichnungsschicht 2112 ein oder mehrere Materialien umfassen, die gleich oder anders sind als die Materialien, die die Magnetkörner 2120 der zweiten Magnetaufzeichnungsschicht 2114 und/oder die Magnetkörner 2906 der dritten Magnetaufzeichnungsschicht 2904 enthalten.
Wie ebenfalls oben angemerkt, können die Magnetkörner 2120 der zweiten Magnetaufzeichnungsschicht 2114 in verschiedenen Lösungsansätzen chemisch geordnetes L1₀FePt umfassen. In weiteren Vorgehensweisen können die Magnetkörner 2120 der zweiten Magnetaufzeichnungsschicht 2114 chemisch geordnetes L1₀FePt umfassen, das kein Cu enthält. In noch weiteren Lösungsansätzen können die Magnetkörner 2120 der zweiten Magnetaufzeichnungsschicht 2114 chemisch geordnetes L1₀FePtY umfassen, wobei Y eines oder mehrere von Ag, Cu, Au, Ni, Mn, Pd etc. umfassen kann. In manchen Lösungsansätzen, bei denen die Magnetkörner 2120 der zweiten Magnetaufzeichnungsschicht 2114 FePtY umfassen, kann die darin enthaltene Menge an Y in einem Bereich von etwa 5 At.-% bis etwa 20 At.-% liegen. In weiteren Lösungsansätzen, bei denen die Magnetkörner 2120 der zweiten Magnetaufzeichnungsschicht 2114 FePtY umfassen, kann die darin enthaltene Menge an Pt 50 At.-% sein und die kombinierte Menge von Fe und Y kann 50 At.-% sein (d. h. Fe(50 – n at.-%)Y(n at.-%)Pt(50 at.-%)).
In Bezug auf die dritte Magnetaufzeichnungsschicht 2904 können die darin enthaltenen Magnetkörner 2906 in manchen Lösungsansätzen chemisch geordnetes L1₀FePt umfassen. In weiteren Lösungsansätzen können die Magnetkörner 2906 der dritten Magnetaufzeichnungsschicht 2904 chemisch geordnetes L1₀FePt umfassen, das kein Cu enthält.
In noch weiteren Lösungsansätzen können die Magnetkörner 2906 der dritten Magnetaufzeichnungsschicht 2904 chemisch geordnetes L1₀FePtZ umfassen, wobei Z eines oder mehrere von Ag, Cu, Au, Ni, Mn, Pd etc. umfassen kann. In manchen Lösungsansätzen, bei denen die Magnetkörner 2906 der dritten Magnetaufzeichnungsschicht 2904 FePtZ umfassen, kann die darin enthaltene Menge an Z in einem Bereich von etwa 5 At.-% bis etwa 20 At.-% liegen. In weiteren Lösungsansätzen, bei denen die Magnetkörner 2906 der dritten Magnetaufzeichnungsschicht 2904 FePtZ umfassen, kann die darin enthaltene Menge an Pt 50 At.-% sein und die kombinierte Menge von Fe und Z kann 50 At.-% sein (d. h. Fe(50 – n At.-%)Z(n At.-%)Pt(50 At.-%)).
In verschiedenen Lösungsansätzen, bei denen die Magnetkörner 2116 der ersten Magnetaufzeichnungsschicht 2112 L1₀FePtX umfassen, die Magnetkörner 2120 der zweiten Magnetaufzeichnungsschicht 2114 L1₀FePtY umfassen und die Magnetkörner 2906 der dritten Magnetaufzeichnungsschicht 2904 L1₀FePtZ umfassen, können die Mengen an X, Y und Z in ihren jeweiligen Schichten im Verhältnis zueinander gleich sein. Zum Beispiel kann in einem bestimmten Lösungsansatz jedes der Magnetkörner 2116, 2120, 2906 der ersten, zweiten und dritten Magnetaufzeichnungsschicht 2112, 2114, 2904 FePtCu mit derselben darin enthaltenen Menge an Cu umfassen.
In verschiedenen Lösungsansätzen, bei denen die Magnetkörner 2116 der ersten Magnetaufzeichnungsschicht 2112 L1₀FePtX umfassen, die Magnetkörner 2120 der zweiten Magnetaufzeichnungsschicht 2114 L1₀FePtY umfassen und die Magnetkörner 2906 der dritten Magnetaufzeichnungsschicht 2904 L1₀FePtZ umfassen, kann die Menge an Y in der zweiten Magnetaufzeichnungsschicht 2114 geringer als die X-Menge und/oder die Z-Menge jeweils in der ersten und dritten Magnetaufzeichnungsschicht 2112, 2904 sein. Zum Beispiel kann in einem bestimmten Lösungsansatz jedes der Magnetkörner 2116, 2120, 2906 der ersten, zweiten und dritten Magnetaufzeichnungsschicht 2112, 2114, 2904 FePtCu umfassen, wobei die Menge an Cu in den Magnetkörnern 2120 der zweiten Magnetaufzeichnungsschicht 2114 vorzugsweise geringer als die Menge an Cu in den Magnetkörnern 2116 der ersten Magnetaufzeichnungsschicht 2112 und/oder der Magnetkörner 2906 der dritten Magnetaufzeichnungsschicht 2904 ist. Dadurch wird das Vorhandensein einer Cu-reichen zweiten Magnetaufzeichnungsschicht 2114 vermieden, die sandwichartig zwischen der ersten und dritten Magnetaufzeichnungsschicht 2112, 2904 angeordnet ist.
In noch weiteren Lösungsansätzen können die Magnetkörner 2116 der ersten Magnetaufzeichnungsschicht 2112 L1₀FePtX umfassen, die Magnetkörner 2120 der zweiten Magnetaufzeichnungsschicht 2114 können L1₀FePt umfassen und die Magnetkörner 2906 der dritten Magnetaufzeichnungsschicht 2904 können L1₀FePtZ umfassen, wobei die X- und Z-Mengen jeweils individuell in einem Bereich zwischen etwa 5 At.-% bis etwa 20 At.-% liegen können. In einer solchen Konfiguration kann die erste L1₀FePtX-Magnetaufzeichnungsschicht 2112 dazu beitragen, die Kristallgitterausrichtung der darüber abgeschiedenen Schicht zu verbessern; die zweite L1₀FePt-Magnetaufzeichnungsschicht 2114 kann die Medienanisotropie und die magnetischen Eigenschaften verbessern; und die dritte L1₀FePtZ-Magnetaufzeichnungsschicht 2904 kann die Tc (Curie-Temperatur) des Mediums verringern und Spannungsrelaxation in den Magnetkörnern bereitstellen. In einem bestimmten Lösungsansatz können die Magnetkörner 2116 der ersten Magnetaufzeichnungsschicht 2112 L1₀FePtCu umfassen, die Magnetkörner 2120 der zweiten Magnetaufzeichnungsschicht 2114 können L1₀FePt umfassen und die Magnetkörner 2906 der dritten Magnetaufzeichnungsschicht 2904 können L1₀FePtCu umfassen, wobei die Cu-Mengen gleich oder anders als in der ersten und dritten Magnetaufzeichnungsschicht 2112, 2904 sein können.
In weiteren Lösungsansätzen kann ein gradueller Gradient in der Cu-Menge bestehen, der sich durch die zusammengesetzten Magnetkörner 2910 in einer Dickerichtung (z. B. einer Richtung, die parallel zur Substratnormalen ausgerichtet ist) derart erstreckt, dass die untersten Teil jedes zusammengesetzten Korns 2910 (z. B. die Teile, die am nächsten am Substrat 2104 angeordnet sind) eine größere Menge an Cu enthalten als die obersten Teile davon (z. B. die Teile, die am nächsten der Verkappungsschicht(en) 2126 angeordnet sind).
Verschiedene nichteinschränkende Beispiele für die Zusammensetzung der Magnetaufzeichnungsmehrschichtstruktur 2902 sind unten in Tabelle 2 bereitgestellt.
Tabelle 2
Wie zusätzlich in 21 gezeigt, kann die dritte Magnetaufzeichnungsschicht 2904 ein oder mehrere Segregatmaterialien 2908 umfassen. Zum Beispiel kann das dritte Segregat 2908 der dritten Magnetaufzeichnungsschicht 2904 in verschiedenen Lösungsansätzen C, SiO₂, TiO_x, AlN, TaN, W, Ti, TiC, TiN, BC, BN, SiN, SiC, TiO₂, CrO_x, CrN, AlO_x, Al₂O₃, MgO, Ta₂O₅, B₂O₃ etc. und Kombinationen davon umfassen. Es ist wichtig darauf hinzuweisen, dass das dritte Segregat 2908 ein oder mehrere Materialien umfassen kann, die gleich oder anders als die sind, die das zweite Segregat 2122 und/oder das erste Segregat 2118 umfassen.
Schließlich ist es auch wichtig darauf hinzuweisen, dass die Magnetaufzeichnungsmehrschichtstruktur 2902 von 29 in verschiedenen Lösungsansätzen auch mehr als drei Magnetaufzeichnungsschichten umfassen kann. Obwohl in 29 nicht gezeigt, können zum Beispiel eine oder mehrere zusätzliche Magnetaufzeichnungsschichten oberhalb der dritten Magnetaufzeichnungsschicht 2904 angeordnet sein. Zumindest eine dieser einen oder mehreren zusätzlichen Schichten kann eine Vielzahl von Magnetkörnern enthalten, die durch ein Segregat getrennt werden, wobei die Zusammensetzung der Magnetkörner und das Segregat jedes der jeweiligen hierin offenbarten Materialien umfassen kann. in Lösungsansätzen, bei denen drei oder mehr Magnetaufzeichnungsschichten vorhanden sind, wird es jedoch bevorzugt, dass die Curie-Temperatur, die den mittleren Magnetaufzeichnungsschicht(en) zugeordnet ist, die Curie-Temperaturen, die der obersten Magnetaufzeichnungsschicht (der Schicht, die der einen oder mehreren Verkappungsschichten am nächsten ist) und/oder der untersten Magnetaufzeichnungsschicht (der Schicht, die dem Substrat am nächsten ist) zugeordnet sind, nicht überschreitet. Dies kann in Lösungsansätzen erreicht werden, bei denen die Menge jeglichen Legierungsbestandteils (z. B. Ag, Cu, Au, Ni, Mn oder Kombinationen davon) in den Magnetkörnern der mittleren Magnetaufzeichnungsschicht(en) die Menge des besagten Legierungsbestandteils in der obersten Magnetaufzeichnungsschicht und/oder der untersten Magnetaufzeichnungsschicht nicht überschreitet. Wenn der Legierungsbestandteil Cu ist, wird durch eine solche Konfiguration eine Magnetaufzeichnungsmehrschichtstruktur mit einem Cu-reichen mittleren Abschnitt vermieden, da es bevorzugt wird, dass die oberste und/oder unterste Magnetaufzeichnungsschicht die Cu-reichen Schichten sind.
Die hierin offenbarten erfindungsgemäßen Konzepte wurden beispielhaft dargelegt, um deren unzählige Merkmale in einer Vielzahl von veranschaulichenden Szenarios, Ausführungsformen und/oder Umsetzungen zu veranschaulichen. Es versteht sich, dass die allgemein offenbarten Konzepte als modular anzusehen sind und in jeder Kombination, Permutation oder Synthese davon implementiert sein können. Zusätzlich dazu ist jede Modifikation, Veränderung oder Entsprechung der hierin offenbarten Merkmale, Funktionen und Konzepte, die von Fachleuten auf dem Gebiet der Erfindung bei der Lektüre der vorliegenden Beschreibungen anerkannt werden, auch als im Schutzumfang dieser Offenbarung enthalten anzusehen.
Ebenso ist darauf hinzuweisen, dass die hierin dargelegte Methodik für zumindest manche der verschiedenen Ausführungsformen gänzlich oder teilweise in Computerhardware, -software, von Hand, unter Verwendung von Spezialausrüstung etc. und Kombinationen davon implementiert werden kann.
Darüber hinaus kann jegliche der Strukturen und/oder Schritte unter Verwendung bekannter Materialien und/oder Verfahren implementiert werden, wie sich Fachleuten auf dem Gebiet der Erfindung bei der Lektüre der vorliegenden Beschreibung erschließt.
Obwohl oben verschiedene Ausführungsformen beschrieben wurden, versteht es sich, dass sie lediglich beispielhaft und nicht als Einschränkung dargelegt wurden. Daher sollten die Breite und der Schutzumfang einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nicht durch jedwede der oben beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen eingeschränkt werden, sondern sollten nur gemäß den folgenden Ansprüchen und ihren Entsprechungen definiert werden.

Claims

Magnetaufzeichnungsmedium, umfassend: ein Substrat; eine Keimlingsschicht, die oberhalb des Substrats angeordnet ist; und eine Magnetaufzeichnungsschichtstruktur, die oberhalb der Keimlingsschicht angeordnet ist, wobei die Magnetaufzeichnungsschichtstruktur umfasst: eine erste Magnetaufzeichnungsschicht mit einer Vielzahl von FePtCu-Magnetkörnern und einem ersten Segregat; und eine zweite Magnetaufzeichnungsschicht, die oberhalb der ersten Magnetaufzeichnungsschicht angeordnet ist, wobei die zweite Magnetaufzeichnungsschicht eine Vielzahl von FePt-Magnetkörnern und ein zweites Segregat aufweist; worin eine Curie-Temperatur der ersten Magnetaufzeichnungsschicht niedriger als eine Curie-Temperatur der zweiten Magnetaufzeichnungsschicht ist.
Magnetaufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, worin das erste Segregat und das zweite Segregat unabhängig aus einer Gruppe bestehend aus C, SiO₂, TiO₂, TaO_x, SiC, SiN, TiC, TiN, BN, BC, Cr-Oxid, Cr-Nitrid, MgO, B und Kombinationen davon ausgewählt sind.
Magnetaufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, worin eine Dicke der ersten Magnetaufzeichnungsschicht in einem Bereich von größer als 0 nm bis weniger als oder gleich etwa 3 nm liegt.
Magnetaufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, worin ein Durchmesser der FePtCu-Magnetkörner in der ersten Magnetaufzeichnungsschicht in einem Bereich von etwa 2 bis 10 nm liegt.
Magnetaufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, worin ein gegenseitiger Abstand zwischen den FePtCu-Magnetkörnern in der ersten Magnetaufzeichnungsschicht in einem Bereich von etwa 3 nm bis 11 nm liegt.
Magnetaufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, worin eine Menge an Cu in den FePtCu-Magnetkörnen in der ersten Magnetaufzeichnungsschicht in einem Bereich von etwa 5 At.-% bis 20 At.-% liegt.
Magnetaufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, worin die FePtCu-Magnetkörner in der ersten Magnetaufzeichnungsschicht ferner zumindest eines von: Ag, Au, Ni und Mn umfassen.
Magnetaufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, worin die FePt-Magnetkörner in der zweiten Magnetaufzeichnungsschicht ferner Cu umfassen, worin eine Menge an Cu in der zweiten Magnetaufzeichnungsschicht geringer als eine Menge an Cu in der ersten Magnetaufzeichnungsschicht ist.
Magnetaufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, worin eine Dicke der zweiten Magnetaufzeichnungsschicht in einem Bereich von etwa 3 nm bis 15 nm liegt.
Magnetaufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, worin ein Durchmesser der FePt-Magnetkörner in der zweiten Magnetaufzeichnungsschicht in einem Bereich von etwa 2 bis 10 nm liegt.
Magnetaufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, worin ein gegenseitiger Abstand zwischen den FePt-Magnetkörnern in der zweiten Magnetaufzeichnungsschicht in einem Bereich von etwa 3 nm bis 11 nm liegt.
Magnetaufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, worin die zweite Magnetaufzeichnungsschicht kein Cu umfasst.
Magnetaufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, worin die Magnetkörner der zweiten Magnetschicht physikalisch durch Wachstum direkt auf den Magnetkörnern der ersten Magnetaufzeichnungsschicht gekennzeichnet sind.
Magnetaufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, worin Magnetkörner der ersten und zweiten Magnetaufzeichnungsschicht zusammengesetzte Magnetkörner bilden, die sich durch die Magnetaufzeichnungsschichtstruktur erstrecken, worin eine Gesamtdicke der Magnetaufzeichnungsschichtstruktur zumindest 6 nm beträgt und worin die zusammengesetzten Magnetkörner ein Aspektverhältnis von zumindest 1,5 aufweisen.
Magnetaufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, worin die Keimlingsschicht MgO umfasst.
Magnetaufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Wärmebarriereschicht, die oberhalb des Substrats und unterhalb der Keimlingsschicht angeordnet ist.
Magnetaufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, worin die Magnetaufzeichnungsschichtstruktur ferner eine dritte Magnetaufzeichnungsschicht umfasst, die oberhalb der zweiten Magnetaufzeichnungsschicht angeordnet ist, wobei die dritte Magnetschicht eine Vielzahl von FePt-Magnetkörnern und ein drittes Segregat aufweist.
Magnetaufzeichnungsmedium nach Anspruch 17, worin die FePt-Magnetkörner der dritten Magnetaufzeichnungsschicht ferner Cu umfassen.
Magnetaufzeichnungsmedium nach Anspruch 17, worin die dritte Magnetaufzeichnungsschicht eine Dicke in einem Bereich von größer als 0 nm und weniger als oder gleich etwa 3 nm aufweist.
Magnetdatenspeicherungssystem, umfassend: zumindest einen Magnetkopf; ein Magnetaufzeichnungsmedium nach Anspruch 1; einen Antriebsmechanismus zum Bewegen des Magnetmediums über den zumindest einen Magnetkopf; und eine Steuerung, die mit dem zumindest einen Magnetkopf elektrisch gekoppelt ist, um den Betrieb des zumindest einen Magnetkopfs zu steuern.
Magnetaufzeichnungsmedium, umfassend: ein Substrat; eine Wärmebarriereschicht, die oberhalb des Substrats angeordnet ist; eine Keimlingsschicht, die oberhalb der Wärmebarriereschicht angeordnet ist; und eine Magnetaufzeichnungsschichtstruktur, die direkt oberhalb und auf der Keimlingsschicht angeordnet ist, wobei die Magnetaufzeichnungsschichtstruktur umfasst: eine erste Magnetaufzeichnungsschicht, die eine Vielzahl von L1₀FePt-X-Magnetkörnern und ein erstes Segregat aufweist, wobei X ausgewählt ist aus einer Gruppe bestehend aus: Ag, Cu, Au, Ni, Mn und Kombinationen davon; und eine zweite Magnetaufzeichnungsschicht, die oberhalb der ersten Magnetaufzeichnungsschicht angeordnet ist, wobei die zweite Magnetaufzeichnungsschicht eine Vielzahl von L1₀FePt-Magnetkörnern und ein zweites Segregat aufweist; worin eine Curie-Temperatur der ersten Magnetaufzeichnungsschicht niedriger als eine Curie-Temperatur der zweiten Magnetaufzeichnungsschicht ist, worin eine Menge an X in den FePt-X-Magnetkörnern in der ersten Magnetaufzeichnungsschicht zwischen etwa 5 At.-% und 20 At.-% liegt.
Magnetaufzeichnungsmedium nach Anspruch 21, worin das erste Segregat und das zweite Segregat unabhängig ausgewählt sind aus einer Gruppe bestehend aus: C, SiO₂, TiO₂, TaO_x, SiC, SiN, TiC, TiN, BN, BC, Cr-Oxid, Cr-Nitrid, MgO, B und Kombinationen davon.
Magnetaufzeichnungsmedium nach Anspruch 21, worin eine Dicke der FePt-X-Magnetkörner in der ersten Magnetaufzeichnungsschicht in einem Bereich von größer als 0 nm bis weniger als oder gleich etwa 3 nm liegt, worin eine Dicke der FePt-Magnetkörner in der zweiten Magnetaufzeichnungsschicht in einem Bereich von etwa 3 nm bis etwa 15 nm liegt.
Magnetaufzeichnungsmedium nach Anspruch 21, worin die Keimlingsschicht MgO umfasst.
Magnetaufzeichnungsmedium nach Anspruch 21, worin die Magnetaufzeichnungsschichtstruktur ferner eine dritte Magnetaufzeichnungsschicht umfasst, die oberhalb der zweiten Magnetaufzeichnungsschicht angeordnet ist, worin die dritte Magnetschicht eine Vielzahl von FePt-Magnetkörnern und ein drittes Segregat aufweist, worin die FePt-Magnetkörner der dritten Magnetaufzeichnungsschicht gegebenenfalls einen zusätzlichen Bestandteil umfassen, der ausgewählt ist aus einer Gruppe bestehend aus: Ag, Cu, Au, Ni, Mn und Kombinationen davon.