DE112022002269T5 - Wärmeunterstütztes magnetisches aufzeichnungsmedium (hamr-medium) mit optisch koppelnder mehrfachschicht zwischen der aufzeichnungsschicht und der wärmesenkeschicht - Google Patents

Wärmeunterstütztes magnetisches aufzeichnungsmedium (hamr-medium) mit optisch koppelnder mehrfachschicht zwischen der aufzeichnungsschicht und der wärmesenkeschicht Download PDF

Info

Publication number
DE112022002269T5
DE112022002269T5 DE112022002269.8T DE112022002269T DE112022002269T5 DE 112022002269 T5 DE112022002269 T5 DE 112022002269T5 DE 112022002269 T DE112022002269 T DE 112022002269T DE 112022002269 T5 DE112022002269 T5 DE 112022002269T5
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
layer
multilayer
alloy
medium
heat
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE112022002269.8T
Other languages
English (en)
Inventor
Pierre-Olivier Jubert
Paul Christopher Dorsey
Hoan Cong Ho
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Western Digital Technologies Inc
Original Assignee
Western Digital Technologies Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Western Digital Technologies Inc filed Critical Western Digital Technologies Inc
Publication of DE112022002269T5 publication Critical patent/DE112022002269T5/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/62Record carriers characterised by the selection of the material
    • G11B5/68Record carriers characterised by the selection of the material comprising one or more layers of magnetisable material homogeneously mixed with a bonding agent
    • G11B5/70Record carriers characterised by the selection of the material comprising one or more layers of magnetisable material homogeneously mixed with a bonding agent on a base layer
    • G11B5/706Record carriers characterised by the selection of the material comprising one or more layers of magnetisable material homogeneously mixed with a bonding agent on a base layer characterised by the composition of the magnetic material
    • G11B5/70605Record carriers characterised by the selection of the material comprising one or more layers of magnetisable material homogeneously mixed with a bonding agent on a base layer characterised by the composition of the magnetic material metals or alloys
    • G11B5/70621Record carriers characterised by the selection of the material comprising one or more layers of magnetisable material homogeneously mixed with a bonding agent on a base layer characterised by the composition of the magnetic material metals or alloys containing Co metal or alloys
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/62Record carriers characterised by the selection of the material
    • G11B5/64Record carriers characterised by the selection of the material comprising only the magnetic material without bonding agent
    • G11B5/65Record carriers characterised by the selection of the material comprising only the magnetic material without bonding agent characterised by its composition
    • G11B5/653Record carriers characterised by the selection of the material comprising only the magnetic material without bonding agent characterised by its composition containing Fe or Ni
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/127Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
    • G11B5/1278Structure or manufacture of heads, e.g. inductive specially adapted for magnetisations perpendicular to the surface of the record carrier
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/62Record carriers characterised by the selection of the material
    • G11B5/64Record carriers characterised by the selection of the material comprising only the magnetic material without bonding agent
    • G11B5/66Record carriers characterised by the selection of the material comprising only the magnetic material without bonding agent the record carriers consisting of several layers
    • G11B5/672Record carriers characterised by the selection of the material comprising only the magnetic material without bonding agent the record carriers consisting of several layers having different compositions in a plurality of magnetic layers, e.g. layer compositions having differing elemental components or differing proportions of elements
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/62Record carriers characterised by the selection of the material
    • G11B5/73Base layers, i.e. all non-magnetic layers lying under a lowermost magnetic recording layer, e.g. including any non-magnetic layer in between a first magnetic recording layer and either an underlying substrate or a soft magnetic underlayer
    • G11B5/7368Non-polymeric layer under the lowermost magnetic recording layer
    • G11B5/7369Two or more non-magnetic underlayers, e.g. seed layers or barrier layers
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/62Record carriers characterised by the selection of the material
    • G11B5/73Base layers, i.e. all non-magnetic layers lying under a lowermost magnetic recording layer, e.g. including any non-magnetic layer in between a first magnetic recording layer and either an underlying substrate or a soft magnetic underlayer
    • G11B5/7368Non-polymeric layer under the lowermost magnetic recording layer
    • G11B5/7375Non-polymeric layer under the lowermost magnetic recording layer for heat-assisted or thermally-assisted magnetic recording [HAMR, TAMR]
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/74Record carriers characterised by the form, e.g. sheet shaped to wrap around a drum
    • G11B5/82Disk carriers
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/135Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
    • G11B7/1387Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector using the near-field effect
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B2005/0002Special dispositions or recording techniques
    • G11B2005/0005Arrangements, methods or circuits
    • G11B2005/0021Thermally assisted recording using an auxiliary energy source for heating the recording layer locally to assist the magnetization reversal

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Magnetic Record Carriers (AREA)

Abstract

Eine wärmeunterstützte magnetische Aufzeichnungsplatte (HAMR-Platte) weist eine magnetische Aufzeichnungsschicht (üblicherweise eine chemisch geordnete FePt-Legierung), eine Keim-Wärmesperrschicht (üblicherweise MgO) unterhalb der Aufzeichnungsschicht, eine Wärmesenkeschicht und eine optisch koppelnde Mehrfachschicht aus abwechselnden plasmonischen und nicht-plasmonischen Materialien zwischen der Wärmesenkeschicht und der Keim-Wärmesperrschicht auf. Im Gegensatz zu einer Wärmesenkeschicht weist die Mehrfachschicht eine sehr niedrige thermische Leitfähigkeit in der Ebene und außerhalb der Ebene auf und fungiert somit nicht als Wärmesenkeschicht. Die geringe Wärmeleitfähigkeit der Mehrfachschicht ermöglicht es der Mehrfachschicht, auch als thermische Barriere zu fungieren. Aufgrund der plasmonischen Materialien in der Mehrfachschicht stellt sie eine hervorragende optische Kopplung mit dem Nahfeldwandler (NFT) des HAMR-Plattenlaufwerks bereit.

Description

  • QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG(EN)
  • Diese Anmeldung beansprucht den Vorteil der nichtvorläufigen US-Anmeldung Nr. 17/395,820 , eingereicht am 6. August 2021 und mit dem Titel „HEAT-ASSISTED MAGNETIC RECORDING (HAMR) MEDIUM WITH OPTICAL-COUPLING MULTILAYER BETWEEN THE RECORDING LAYER AND HEAT-SINK LAYER“, und nimmt ihren gesamten Inhalt hiermit für alle Zwecke durch Bezugnahme auf.
  • HINTERGRUND
  • Gebiet der Erfindung
  • Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf ein senkrechtes magnetisches Aufzeichnungsmedium zur Verwendung als wärmeunterstütztes magnetisches Aufzeichnungsmedium (HAMR-Medium) und insbesondere auf ein HAMR-Medium mit verbesserten optischen und thermischen Eigenschaften.
  • Beschreibung des Stands der Technik
  • Bei herkömmlichen kontinuierlichen granularen magnetischen Aufzeichnungsmedien ist die magnetische Aufzeichnungsschicht eine kontinuierliche Schicht aus granularem magnetischem Material über die gesamte Oberfläche der Platte. In magnetischen Aufzeichnungsplattenlaufwerken wird das magnetische Material (oder Medium) für die Aufzeichnungsschicht auf der Platte so gewählt, dass es eine ausreichende Koerzitivkraft aufweist, sodass die magnetisierten Datenbereiche, die Daten-„bits“ definieren, präzise geschrieben und in ihrem Magnetisierungszustand beibehalten werden, bis sie durch neue Datenbits überschrieben werden. Wenn die Flächendatendichte (die Anzahl der Bits, die auf einer Einheitsoberflächenregion der Platte aufgezeichnet werden kann) zunimmt, können die magnetischen Körner, die die Datenbits ausmachen, so klein sein, dass sie einfach durch thermische Instabilität oder Bewegung innerhalb des magnetisierten Bits entmagnetisiert werden können (der so genannte „superparamagnetische“ Effekt). Um thermische Instabilitäten der gespeicherten Magnetisierung zu vermeiden, sind Medien mit hoher magnetokristalliner Anisotropie (Ku) erforderlich. Die thermische Stabilität eines Magnetkorns wird weitgehend durch KuV bestimmt, wobei V das Volumen des Magnetkorns ist. Somit ist eine Aufzeichnungsschicht mit einem hohen Ku für thermische Stabilität wichtig. Jedoch erhöht die Erhöhung von Ku auch die Koerzitivkraft des Mediums, was die Schreibfeldfähigkeit des Schreibkopfes überschreiten kann.
  • Da bekannt ist, dass die Koerzitivkraft des magnetischen Materials der Aufzeichnungsschicht temperaturabhängig ist, ist eine vorgeschlagene Lösung des Problems der thermischen Stabilität die wärmeunterstützte Magnetaufzeichnung (HAMR), wobei das magnetische Aufzeichnungsmaterial lokal beim Schreiben erwärmt wird, um die Koerzitivkraft ausreichend herabzusetzen, sodass ein Schreiben erfolgt, wobei aber die Koerzitivkraft/Anisotropie bei Umgebungstemperatur des Laufwerks (d. h. der normalen Betriebstemperatur von etwa 15-60 °C) hoch genug für die thermische Stabilität der aufgezeichneten Bits ist. Bei einigen der vorgeschlagenen HAMR-Systeme wird das magnetische Aufzeichnungsmaterial bis nahe zu oder oberhalb seiner Curie-Temperatur erwärmt. Die aufgezeichneten Daten werden dann bei Umgebungstemperatur durch einen herkömmlichen magnetoresistiven Lesekopf zurückgelesen.
  • Der häufigste Typ des vorgeschlagenen HAMR-Plattenlaufwerks verwendet eine Laserquelle und einen Lichtwellenleiter mit einem Nahfeldwandler (NFT). Ein „Nahfeld“-Wandler bezieht sich auf „Nahfeldoptik“, wobei der Durchtritt von Licht durch ein Element mit Subwellenlängeneigenschaften erfolgt und das Licht mit einem zweiten Element gekoppelt ist, wie einem Substrat wie beispielsweise einem magnetischen Aufzeichnungsmedium, das sich in einem Subwellenlängenabstand von dem ersten Element befindet. Der NFT befindet sich üblicherweise an der gastgelagerten Oberfläche (GBS) des gasgelagerten Gleitstücks, das auch den Lese-/Schreibkopf trägt und über der Plattenoberfläche fährt oder „fliegt“.
  • Eine Art von vorgeschlagenen HAMR-Medien mit hohem Ku mit senkrechter magnetischer Anisotropie ist eine Legierung aus FePt (oder CoPt), die in der L10-Phase chemisch geordnet ist. Die chemisch-geordnete FePt-Legierung ist in ihrer Massenform als flächenzentriertes tetragonales (FCT) L10 -geordnetes Phasenmaterial (auch CuAu-Material genannt) bekannt. Die c-Achse der L10-Phase ist die einfache Magnetisierungsachse und ist senkrecht zu dem Plattensubstrat ausgerichtet. Um die gewünschte chemische Ordnung der L10-Phase zu erhalten, muss die FePt-Legierung nach Ablagern geglüht oder abgelagert werden, während das Substrat auf hohen Temperaturen gehalten wird (z. B. etwa 500 bis 700 °C).
  • Die FePt-Legierungs-Magnetschicht schließt üblicherweise auch ein Trennmittel wie C, SiO2, TiO2, TaOx, ZrO2, SiC, SiN, TiC, TiN, B, BC oder BN ein, das sich zwischen den FePt-Körnern bildet und die Korngröße reduziert. Bei HAMR-Medien wird eine Keim-Wärmesperrschicht wie MgO verwendet, um die wünschenswerte (001) Textur in den FePt-Magnetkörnern zu induzieren und ihre geometrische Mikrostruktur zu beeinflussen und auch als Wärmesperrschicht zu wirken, sodass Wärme aus dem NFT nicht zu schnell von der FePt-Aufzeichnungsschicht abgeführt wird. Eine Wärmesenkeschicht befindet sich unterhalb der Keim-Wärmesperrschicht, um Wärme seitlich (in der Ebene) und dann vertikal (d. h. in der Richtung außerhalb der Ebene der Aufzeichnungsschicht) nach unten zum Substrat zu bewegen, sodass es seitlich in der Aufzeichnungsschicht weniger Wärmeausbreitung gibt.
  • KURZDARSTELLUNG
  • Wärmesenkeschichten, die aus Au, Ag und Cu ausgewählt sind, stellen gute thermische und optische Eigenschaften für HAMR-Medien bereit. Die hohe laterale Wärmeleitfähigkeit (in der Ebene) von Au, Ag und Cu ermöglicht es, dass die Wärme sehr schnell seitlich und dann vertikal nach unten zum Substrat bewegt wird. Außerdem sind Au, Ag und Cu plasmonische Materialien. Eine Definition eines plasmonischen Materials ist ein Metall oder eine Metalllegierung, die einen Extinktionskoeffizienten k aufweist, der bei der relevanten Wellenlänge mindestens doppelt so groß wie der Brechungsindex n ist. Daher bieten plasmonische Materialien auch eine hervorragende optische Kopplung mit dem NFT, was zu einer eingegrenzten Wärmequelle in der Aufzeichnungsschicht führt.
  • Die Aufnahme einer dicken plasmonischen Au-, Ag-, Cu-Schicht unmittelbar unterhalb der Keim-Wärmesperrschicht (üblicherweise MgO) ist jedoch schwierig. Die Aufzeichnungsschicht muss die richtige granulare Struktur und kristallographische Ausrichtung aufweisen, um die gewünschten magnetischen Eigenschaften zu erreichen. Die Aufzeichnungsschicht ist aus FePt L10-Körnern hergestellt, die üblicherweise durch dünne Oxid/Nitrid-Trennmaterialien getrennt sind und erfordert einen Hochtemperaturabscheidungsprozess. Die Aufzeichnungsschicht muss auch eine gleichmäßige Dicke aufweisen und sehr glatt sein, sodass das Gleitstück nur wenige Nanometer über der Plattenoberfläche gehalten werden kann. Allerdings rauen Au-, Ag- und Cu-Filme bei hohen Temperaturen deutlich auf und sind bei Erwärmung auch anfällig für Interdiffusion. Aus diesem Grund ist eine Zwischenschicht zwischen der Au-, Ag- oder Cu-Wärmesenkeschicht und der Keim-Wärmesperrschicht erforderlich. Das Trennen der Wärmesenke- und Aufzeichnungsschichten durch einen zu großen Abstand ist jedoch nachteilig für die thermische und optische Leistung des Mediums. Zum Beispiel gehen die optischen Vorteile von plasmonischem Au, Ag, Cu verloren, wenn sie unter einer 10 bis 25 nm dicken Zwischenschicht verwendet werden.
  • In Ausführungsformen dieser Erfindung befindet sich eine optisch koppelnde Mehrfachschicht aus abwechselnden plasmonischen und nicht-plasmonischen Materialien zwischen der Keim-Wärmesperrschicht und der Wärmesenkeschicht, ohne dass eine Zwischenschicht erforderlich ist. Alternativ kann sich die Mehrfachschicht innerhalb der Keim-Wärmesperrschicht befinden. Im Gegensatz zu einer Wärmesenkeschicht weist die Mehrfachschicht eine sehr niedrige thermische Leitfähigkeit in der Ebene und außerhalb der Ebene auf und fungiert somit nicht als Wärmesenkeschicht. Aus diesem Grund ist eine separate Schicht aus Wärmesenkematerial unter der Mehrfachschicht erforderlich. Die geringe Wärmeleitfähigkeit der Mehrfachschicht ermöglicht es der Mehrfachschicht, auch als thermische Barriere zu fungieren. Aufgrund der plasmonischen Materialien in der Mehrfachschicht stellt sie eine hervorragende optische Kopplung mit dem NFT bereit. Aufgrund der Laminierung stellt die Mehrfachschicht beim Glühen eine gute Stabilität bereit.
  • Wichtig ist, dass das HAMR-Medium in der Aufzeichnungsschicht einen hohen thermischen Gradienten (TG) aufweist, was bedeutet, dass ein starker Abfall der Temperatur an den Kanten der Bits aufgezeichnet wird. In ähnlicher Weise sollte die erforderliche Laserleistung (LP) zum Erreichen eines akzeptablen thermischen Gradienten, der weitgehend durch die optischen und thermischen Eigenschaften der Schichten unterhalb der Aufzeichnungsschicht bestimmt wird, minimiert werden, um die Lebensdauer des NFT zu verlängern. Die optisch koppelnde Mehrfachschicht in Ausführungsformen dieser Erfindung verbessert das Verhältnis von TG/LP gegenüber HAMR-Medien ohne eine einzelne plasmonische Schicht.
  • Für ein besseres Verständnis der Natur und Vorteile der vorliegenden Erfindung, soll auf die folgende detaillierte Beschreibung zusammen mit den begleitenden Figuren Bezug genommen werden.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
    • 1 ist eine Draufsicht auf ein wärmeunterstütztes Magnetaufzeichnungs-Laufwerk (HAMR-Laufwerk) gemäß dem Stand der Technik.
    • 2 zeigt eine Schnittansicht eines gasgelagerten Gleitstücks zur Verwendung in einem HAMR-Laufwerk und eines Abschnitts einer HAMR-Platte nach dem Stand der Technik, die aufgrund der Schwierigkeit, die sehr kleinen Merkmale zu zeigen, nicht maßstabsgetreu gezeichnet ist.
    • 3 ist eine Schnittansicht, die eine HAMR-Platte mit einer einzigen plasmonischen Wärmesenkeschicht aus Au, Ag oder Cu gemäß dem Stand der Technik zeigt.
    • 4 ist eine Schnittansicht, die eine HAMR-Platte gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt.
    • 5 ist eine Schnittansicht, die eine HAMR-Platte gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung zeigt.
    • 6 ist eine Tabelle der gemessenen Wärmeleitfähigkeit in der Ebene (TCIP) für RuAI/Au- und RuAI/Rh-Mehrfachschichten verschiedener Dicken und der Anzahl von Wiederholungen der abwechselnden Schichten, die auf einem Glassubstrat mit einer 2 nm dünnen Au- oder Rh-Kappe ausgebildet sind, um die Oxidation der Mehrfachschicht zu verhindern.
    • 7 zeigt grafische Daten für Thermogradient/Laserleistung (TG/LP) aus Computermodellierung für RuAl (1 nm)/Au (1 nm) Mehrfachschichten verschiedener Dicken im Vergleich zu einer einzelnen plasmonischen Au-Schicht verschiedener Dicken.
    • 8 zeigt grafische Daten für TG/LP aus Computermodellierung für RuAl (1 nm)/Rh (1 nm) Mehrfachschichten verschiedener Dicken im Vergleich zu einer einzelnen plasmonischen Au-Schicht verschiedener Dicken.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • 1 ist eine Draufsicht auf ein wärmeunterstütztes Magnetaufzeichnungs-Laufwerk (HAMR-Laufwerk) 100 gemäß dem Stand der Technik. In 1 ist das HAMR-Laufwerk 100 mit einer Platte 200 mit einer kontinuierlichen magnetischen Aufzeichnungsschicht 31 mit konzentrischen kreisförmigen Datenspuren 118 dargestellt. Nur ein Teil von einigen repräsentativen Spuren 118 in der Nähe des Innen- und Außendurchmessers der Platte 200 sind gezeigt.
  • Das Laufwerk 100 weist ein Gehäuse oder eine Basis 112 auf, das bzw. die ein Stellglied 130 und einen Antriebsmotor zum Drehen der magnetischen Aufzeichnungsplatte 200 trägt. Das Stellglied 130 kann ein Schwingspulenmotor-Drehstellglied (VCM-Drehstellglied) sein, das einen starren Arm 131 aufweist und sich um das Drehgelenk 132 dreht, wie durch den Pfeil 133 gezeigt. Eine Kopfaufhängungsbaugruppe schließt eine Aufhängung 135 ein, deren eines Ende an dem Ende des Stellgliedarms 131 angebracht ist, und einen Kopfträger, wie ein gasgelagertes Gleitstück 120, das an dem anderen Ende der Aufhängung 135 angebracht ist. Die Aufhängung 135 ermöglicht, dass das Gleitstück 120 sehr nahe an der Oberfläche der Platte 200 gehalten werden kann, und ermöglicht dem Gleitstück, auf dem Gaslager (üblicherweise Luft oder Helium), das durch die Platte 200 beim Drehen in Richtung des Pfeils 20 erzeugt wird, zu „nicken“ und zu „rollen“. Das Gleitstück 120 trägt den HAMR-Kopf (nicht gezeigt), der einen magnetoresistiven Lesekopf, einen induktiven Schreibkopf, den Nahfeldwandler (NFT) und den Lichtwellenleiter einschließt. Ein Halbleiterlaser 90, zum Beispiel mit einer Wellenlänge von 780 bis 980 nm, kann als die HAMR-Lichtquelle verwendet werden und ist als auf der Oberseite des Gleitstücks 120 gelagert dargestellt. Alternativ kann der Laser auf der Aufhängung 135 angeordnet und mit dem Gleitstück 120 durch einen optischen Kanal gekoppelt sein. Beim Drehen der Platte 200 in Richtung des Pfeils 20 ermöglicht die Bewegung des Stellglieds 130 dem HAMR-Kopf an dem Gleitstück 120, auf unterschiedliche Datenspuren 118 auf der Platte 200 zuzugreifen. Das Gleitstück 120 ist typischerweise aus einem Verbundmaterial, wie beispielsweise einem Verbundwerkstoff aus Aluminiumoxid/Titancarbid (Al2O3/TiC) hergestellt. In 1 ist nur eine Plattenoberfläche mit zugeordneten Gleitstück und Lese-/Schreibkopf gezeigt, es sind jedoch typischerweise mehrere Platten auf einer Nabe gestapelt, die durch einen Spindelmotor gedreht wird, wobei jeder Plattenoberfläche ein separates Gleitstück und ein separater HAMR-Kopf zugeordnet ist.
  • In den folgenden Zeichnungen, bezeichnet die X-Richtung eine Richtung senkrecht zu der Gaslagerfläche (GBS) des Gleitstücks, die Y-Richtung bezeichnet eine Spurbreite bzw. Richtung quer zur Spur, und die Z-Richtung bezeichnet eine Richtung entlang der Spur. 2 ist eine schematische Querschnittsansicht, die ein Beispiel eines HAMR-Kopfes gemäß dem Stand der Technik darstellt, der auch in der Lage ist, als HAMR-Kopf in Ausführungsformen dieser Erfindung zu fungieren. In 2 ist die Platte 200 als eine herkömmliche Platte dargestellt, wobei die HAMR-Aufzeichnungsschicht 31 eine kontinuierliche, nicht strukturierte magnetische Aufzeichnungsschicht aus magnetisierbarem Material mit magnetisierten Bereichen oder „Bits“ 34 ist. Die Bits 34 sind räumlich benachbart und die Grenzen benachbarter Bits werden als magnetische Übergänge 37 bezeichnet. Die Bits werden in einzelnen Datensektoren aufgezeichnet. Die Aufzeichnungsschicht 31 ist üblicherweise aus einer im Wesentlichen chemisch geordneten FePt-Legierung (oder CoPt-Legierung) mit hoher Anisotropie (Ku) mit senkrechter magnetischer Anisotropie gebildet. Die Platte schließt einen Überzug 36, der typischerweise aus amorphem diamantartigem Kohlenstoff (DLC) gebildet ist, und eine flüssige Schmiermittelschicht 38, typischerweise einem gebundenem Perfluorpolyether (PFPE), ein.
  • Das gasgelagerte Gleitstück 120 wird durch die Aufhängung 135 getragen. Das Gleitstück 120 weist eine zur Aufzeichnungsschicht zeigende Oberfläche 122 auf, auf der ein Überzug 124 abgeschieden ist. Der Überzug 124 ist typischerweise ein DLC-Überzug mit einer Dicke im Bereich von etwa 10 bis 30 Å, dessen Außenseite die GBS des Gleitstücks 120 bildet. Ein optionaler Haftfilm oder -unterschicht (nicht gezeigt), wie ein 1 bis 5 Å Siliciumnitrid- (SiNx-) Film, kann vor dem Aufbringen des Überzugs 124 auf der Fläche 122 aufgebracht werden. Das Gleitstück 120 stützt den Magnetschreibkopf 50, magnetoresistiven (MR) Lesekopf 60 und magnetisch durchlässige Lesekopf-Abschirmungen S1 und S2. Ein Aufzeichnungsmagnetfeld wird durch den Schreibkopf 50 erzeugt, der aus einer Spule 56, einem Hauptmagnetpol 53 zum Übertragen von durch die Spule 56 erzeugtem Fluss, einem Schreibpol 55 mit Ende oder Spitze 52 und einem Rückführpol 54 besteht. Ein Magnetfeld, das durch die Spule 56 erzeugt wird, wird durch den Magnetpol 53 an das Schreibpolende 52 übertragen, das in der Nähe eines optischen Nahfeldwandlers (NFT) 74 angeordnet ist. Der Schreibkopf 50 ist typischerweise in der Lage, mit unterschiedlichen Taktraten zu arbeiten, um Daten mit unterschiedlichen Frequenzen schreiben zu können. Der NFT 74, auch als plasmonische Antenne bekannt, verwendet üblicherweise ein verlustarmes Metall (z. B. Au, Ag, AI oder Cu), das in derartig geformt ist, dass beim Einfallen von Licht aus dem Wellenleiter 73 eine Oberflächenladungsbewegung an einer Spitze an der Gleitstück-GBS konzentriert wird. Eine oszillierende Spitzenladung erzeugt ein intensives Nahfeldmuster, wobei die Aufzeichnungsschicht 31 erwärmt wird. Die Metallstruktur des NFT 74 kann eine resonante Ladungsbewegung (Oberflächenplasmonen) erzeugen, um die Intensität und Erwärmung der Aufzeichnungsschicht 31 weiter zu erhöhen. Zum Zeitpunkt der Aufzeichnung wird die Aufzeichnungsschicht 31 der Platte 200 durch das durch den NFT 74 erzeugte optische Nahfeld erwärmt und gleichzeitig wird ein Bereich oder ein „Bit“ 34 durch Anlegen eines durch das Schreibpolende 52 erzeugten Aufzeichnungsmagnetfelds magnetisiert und somit auf die Aufzeichnungsschicht 31 geschrieben.
  • Ein Halbleiterlaser 90 ist an der Oberseite des Gleitstücks 120 montiert. Ein Lichtwellenleiter 73 zum Führen von Licht von dem Laser 90 zu dem NFT 74 ist innerhalb des Gleitstücks 120 ausgebildet. Der Laser 90 ist typischerweise für den Betrieb bei unterschiedlichen Leistungsstufen geeignet. Materialien, die sicherstellen, dass ein Brechungsindex des Kernmaterials des Wellenleiters 73 größer als ein Brechungsindex des Mantelmaterials ist, können für den Wellenleiter 73 verwendet werden. Zum Beispiel kann Al2O3 als das Hüllmaterial und TiO2, Ta2O5 und SiOxNy als das Kernmaterial verwendet werden. Alternativ kann SiO2 als das Hüllmaterial und Ta2O5, TiO2, SiOxNy oder Ge-dotiertes SiO2 als das Kernmaterial verwendet werden. Der Wellenleiter 73, der dem NFT 74 Licht zuführt, ist vorzugsweise ein Einmoden-Wellenleiter.
  • 3 ist eine Schnittansicht, die HAMR-Platte 200 mit einer kontinuierlichen granularen Aufzeichnungsschicht (RL) 31 gemäß dem Stand der Technik zeigt. Die Aufzeichnungsschicht 31 kann aus einer im Wesentlichen chemisch geordneten FePt-Legierung (oder CoPt-Legierung) mit oder ohne Trennmittel bestehen, wie im Stand der Technik vorgeschlagen. Die Platte 200 ist ein Substrat 201 mit einer allgemein ebenen Oberfläche, auf der die repräsentativen Schichten nacheinander abgeschieden sind, üblicherweise durch Zerstäuben. Das Festplattensubstrat 201 kann ein beliebiges handelsübliches Hochtemperatur-Glassubstrat sein, kann aber auch ein alternatives Substrat wie Silicium oder Siliciumcarbid sein. Eine Haftschicht 202, üblicherweise etwa 10-200 nm eines amorphen Haftschichtmaterials, wie eine CrTa- oder NiTa-Legierung, wird auf dem Substrat 201 abgeschieden.
  • Eine optionale weiche Unterschicht (SUL) 204 aus magnetisch permeablem Material, die als Flussrückführungspfad für den magnetischen Fluss von dem Schreibkopf dient, kann auf der Haftschicht 202 ausgebildet sein. Die SUL 204 kann aus magnetisch permeablen Materialien gebildet sein, die auch mit dem Hochtemperatur-Abscheidungsprozess für FePt kompatibel sind, wie bestimmte Legierungen von CoFeZr und CoZr. Die SUL 204 kann auch eine laminierte oder mehrschichtige SUL sein, die aus mehreren weichen Magnetfilmen gebildet ist, die durch nichtmagnetische Filme getrennt sind, wie elektrisch leitfähige Schichten aus AI oder CoCr. Die SUL 204 kann auch eine laminierte oder mehrschichtige SUL sein, die aus mehreren weichen Magnetfilmen gebildet ist, die durch Zwischenschichtfilme getrennt sind, die eine antiferromagnetische Kopplung vermitteln, wie Ru, Ir oder Cr oder Legierungen davon. Die SUL 204 kann eine Dicke im Bereich von 5 bis 100 nm aufweisen.
  • Eine Keimschicht 205, zum Beispiel eine Schicht aus RuAl oder NiAl, wird auf SUL 204 oder auf der Haftschicht 202 abgeschieden, wenn keine SUL verwendet wird. Eine Wärmesenkeschicht 206 wird dann auf der Keimschicht 205 abgeschieden. Die Wärmesenkeschicht 206 erleichtert die Übertragung von Wärme weg von der RL, um eine Ausbreitung von Wärme an Regionen der RL angrenzend daran, wo Daten geschrieben werden sollen, zu verhindern, wodurch ein Überschreiben von Daten in benachbarten Datenspuren verhindert wird. Die Wärmesenkeschicht 206 kann aus plasmonischen Materialien Au, Ag oder Cu gebildet sein, die eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweisen und eine hervorragende Kopplung mit dem NFT ermöglichen, was zur Bildung einer eingegrenzten Wärmequelle führt. Allerdings rauen Au, Ag und Cu beträchtlich auf, wenn bei hoher Temperatur geglüht wird. Aus diesem Grund kann die Keim-Wärmesperrschicht 210 für die RL nicht direkt auf der Wärmesenkeschicht 206 gebildet werden. Somit ist eine Zwischenschicht (IL) 207 zwischen der Au-, Ag- oder Cu-Wärmesenkeschicht 206 und der Keim-Wärmesperrschicht 210 erforderlich. Die Keim-Wärmesperrschicht 210 wird auf der IL 207 gebildet und wirkt sowohl als die Keimschicht für die RL 31 als auch als eine Wärmesperrschicht. Die Keim-Wärmesperrschicht 210 ist üblicherweise MgO, aber andere Materialien wurden vorgeschlagen, einschließlich CrRu, CrMo, TiN und eine Mischung aus MgO und TiO2 (MTO) wie (Mg0,2Ti0,8)O. Die IL 207 erhöht jedoch den Abstand zwischen der RL 31 und der Wärmesenkeschicht 206, was die optische und thermische Leistung der Wärmesenkeschicht 206 reduziert. US 8,605,555 B1 , die dem gleichen Anmelder dieser Anmeldung zugeordnet ist, beschreibt ein HAMR-Medium mit einer amorphen IL wie CrTi, CrTa oder NiTa, zwischen der Wärmesenkeschicht und dem FePt-RL, um die durch die Wärmesenkeschicht verursachte Rauheit zu reduzieren. US 9,558,777 B2 , die dem gleichen Anmelder dieser Anmeldung zugeordnet ist, beschreibt ein HAMR-Medium mit einer Wärmesenkeschicht, die aus einer langen Liste von Metallen und Legierungen gebildet werden kann, einschließlich plasmonischem Au, Ag, Cu und Rh, aber eine IL, wie amorphes NiTa, zwischen der Wärmesenkeschicht und der MgO-Keimschicht erfordert. Es wurden Wärmesenkeschichten vorgeschlagen, die, anstelle von Au, Ag oderCu, aus nicht-plasmonischen Materialien Cr, W, Mo und Ru ausgewählt sind, , da diese beim Glühen nicht aufrauen und somit möglicherweise keine Zwischenschicht erfordern. Diese Materialien bieten jedoch suboptimale optische und thermische Eigenschaften.
  • Die senkrechten Medien, die die RL 31 bilden, ist eine im Wesentlichen chemisch geordneten FePt-Legierung (oder CoPt-Legierung) mit hoher Anisotropie (Ku) mit senkrechter magnetischer Anisotropie. Im Wesentlichen chemisch geordnet bedeutet, dass die FePt-Legierung eine Zusammensetzung der Form Fe(y)Pt(100-y) aufweist, wobei y zwischen etwa 45 und 55 Atomprozent liegt. Solche Legierungen von FePt (und CoPt), die in L10 geordnet sind, sind für ihre hochmagnetokristalline Anisotropie und Magnetisierung bekannt, Eigenschaften, die für magnetische Aufzeichnungsmaterialien mit hoher Dichte wünschenswert sind. Die im Wesentlichen chemisch-geordnete FePt-Legierung ist in ihrer Massenform als flächenzentriertes tetragonales (FCT) L10 -geordnetes Phasenmaterial (auch CuAu-Material genannt) bekannt. Die c-Achse der L10-Phase ist die einfache Magnetisierungsachse und ist senkrecht zu dem Plattensubstrat ausgerichtet. Die im Wesentlichen chemisch geordnete FePt-Legierung kann auch eine pseudobinäre Legierung sein, die auf der FePt L10-Phase basiert, z. B. (Fe(y)Pt(100-y))-X, wobei y zwischen etwa 45 und 55 Atomprozent liegt und das Element X eines oder mehrere von Ni, Au, Cu, Pd, Mn und Ag sein kann und im Bereich zwischen etwa 0 % bis etwa 20 % Atomprozent vorhanden sein kann. Während die pseudobinäre Legierung im Allgemeinen eine ähnliche hohe Anisotropie wie die binäre Legierung FePt aufweist, ermöglicht es eine zusätzliche Kontrolle über die magnetischen und anderen Eigenschaften der RL. Zum Beispiel verbessert Ag die Bildung der L10-Phase und Cu reduziert die Curie-Temperatur. Während die HAMR-Medien gemäß Ausführungsformen der Erfindung mit einer FePt-RL beschrieben werden, sind Ausführungsformen der Erfindung auch vollständig auf Medien mit einer CoPt- (oder einer pseudobinären CoPt-X-Legierung basierend auf der CoPt-L10-Phase) RL anwendbar.
  • Auf L10-Phasen basierte körnige dünne FePt-Filme weisen eine starke senkrechte Anisotropie auf, die möglicherweise zu kleinen thermisch stabilen Körnern für Ultrahochdichte-Magnetaufzeichnung führt. Zur Herstellung von kleinkörnigem FePt-L10-Medien kann als integraler Teil der magnetischen Aufzeichnungsschicht eine Form von Trennmittel zum Trennen von Körnern verwendet werden. Somit schließt in den HAMR-Medien die RL 31 üblicherweise auch ein Trennmittel wie eines oder mehrere von C, SiO2, TiO2, TaOx, ZrO2, SiC, SiN, TiC, TiN, B, BC oder BN ein, das sich zwischen den FePt-Körnern bildet und die Korngröße reduziert. Während 3 die RL 31 als eine einzelne Magnetschicht darstellt, kann die Aufzeichnungsschicht eine Mehrfachschicht sein, zum Beispiel mehrere gestapelte FePt-Teilschichten, jeweils mit einem anderen Trennmittel, wie in US 9,406,329 B1 beschrieben, das dem gleichen Anmelder wie diese Anmeldung zugeordnet ist.
  • Die FePt-RL wird aufgespritzt, üblicherweise auf eine Dicke zwischen etwa 4 bis 15 nm, während das Plattensubstrat 201 bei einer erhöhten Temperatur, zum Beispiel zwischen etwa 500 und 700 °C, gehalten wird. Die FePt-RL kann von einem einzelnen Verbundziel mit im Allgemeinen gleichen Atommengen von Fe und Pt und mit den gewünschten Mengen an X-Additiven und Trennmittel aufgespritzt oder von separaten Zielen zusammen aufgespritzt werden.
  • Eine optionale Deckschicht 212, wie ein dünner Film von Co, kann auf der RL 31 ausgebildet sein. Ein schützender Überzug (OC) 36 wird auf der RL 31 (oder auf der optionalen Deckschicht 212) abgeschieden, üblicherweise mit einer Dicke zwischen etwa 1-5 nm. OC 36 ist vorzugsweise eine Schicht aus amorphem diamantähnlichem Kohlenstoff (DLC). Der DLC kann auch hydriert und/oder stickstoffhaltig sein, wie im Stand der Technik bekannt ist. Die fertiggestellten Platte wird mit flüssigem Schmiermittel 38 wie ein Perfluorpolyether (PFPE) auf dem OC 36 beschichtet.
  • 4 ist eine Schnittansicht einer HAMR-Platte nach einer Ausführungsform der Erfindung, die die optisch koppelnde Mehrfachschicht 300 zwischen der Keim-Wärmesperrschicht 210 und der Wärmesenkeschicht 206 zeigt. In 4 ist die optionale SUL-Schicht weggelassen. Die Keim-Wärmesperrschicht 210 ist vorzugsweise MgO oder MTO. Die Mehrfachschicht 300 umfasst abwechselnde Schichten eines nicht plasmonischen Materials 302 und eines plasmonischen Materials 304. Jede Schicht 302, 304 weist eine Dicke im Bereich von 0,5-2 nm auf und die Gesamtdicke der Mehrfachschicht 300 liegt vorzugsweise im Bereich von 3-20 nm.
  • 5 ist eine Schnittansicht einer HAMR-Platte nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung, die die optisch koppelnde Mehrfachschicht 300 einer ersten Keim-Wärmesperrschicht 220 und einer zweiten Keim-Wärmesperrschicht 230 zeigt. Jeder der Filme 220, 230 kann aus MgO oder MTO gebildet sein.
  • Tabelle 1 unten listet verschiedene Metalle und Metalllegierungen auf, die für die Schichten 302 und 304 mit ihren entsprechenden Werten n und k bei einer Wellenlänge von 830 nm verwendet werden können. Außerdem können verschiedene Metallnitride wie CrN, VN, WN, MoN als nicht plasmonische Materialien geeignet sein, da sie eine Gitterkonstante wie Au und Ag aufweisen und eine thermische Massen-Leitfähigkeit aufweisen. Tabelle 1
    Plasmonisch n k
    Au 0,1 5,3
    Ag 0,1 5,0
    Cu 0,3 5,3
    Rh 2,8 7,0
    Nicht-plasmonisch
    RU50Al50 4,3 4,4
    Ni50Ta50 3,9 4,0
    Cr50Ta50 4,3 4,4
  • Die Mehrfachschicht 300 besteht aus abwechselnden dünnen plasmonischen Schichten, die durch dünnes nicht-plasmonisches Material getrennt sind. Die Dicke jeder einzelnen Schicht ist klein im Verhältnis zur mittleren freien Weglänge der Elektronen jedes Materials, was ihre Wärmeleitfähigkeit erheblich senkt. Infolgedessen weist die Mehrfachschicht 300 eine niedrige Wärmeleitfähigkeit in der Ebene (TCIP) auf, vorzugsweise von weniger als etwa 20 W/mK, und fungiert somit nicht als Wärmesenkeschicht. Aus diesem Grund ist die Wärmesenkeschicht 206 unter der Mehrfachschicht 300 erforderlich und kann aus einem der bekannten Wärmesenkematerialien gebildet werden, einschließlich Cr, W, Mo, Ru, Rh, Au, Ag oder Cu und deren Legierungen. Cr, W und Mo und deren Legierungen sind jedoch bevorzugt, da sie beim Glühen nicht aufrauen. 6 ist eine Tabelle, die die gemessene TCIP für RuAI/Au- und RuAI/Rh-Mehrfachschichten verschiedener Dicken und die Anzahl von Wiederholungen der abwechselnden Schichten aufführt, die auf einem Glassubstrat mit einer 2 nm dünnen Au- oder Rh-Kappe ausgebildet sind, um die Oxidation der Mehrfachschicht zu verhindern. Die RuAI/Au-Mehrfachschichten weisen eine TCIP um 20 W/mK auf. Die RuAI/Rh-Mehrfachschichten weisen eine TCIP um 10 W/mK auf. Die Mehrfachschicht 300 weist auch anisotrope Wärmeleitfähigkeiten auf, d. h. die Wärmeleitfähigkeit außerhalb der Ebene (TCOP) ist niedriger als die TCIP. Dies entsteht, wenn Wärmeträger, Elektronen und/oder Phononen, auf viele Grenzflächen in der Richtung außerhalb der Ebene treffen, was zu einer erhöhten Streuung und verringerter Leitfähigkeit führt. Die Grenzflächen-Wärmeleitfähigkeit zwischen Metallen liegt üblicherweise im Bereich von 500 MW/m2K bis 4000 MW/m2K, je nach den Materialien und der Qualität der Grenzflächen. Dies führt dazu, dass Mehrfachschichten eine TCOP im Bereich von 0,5 bis 10 W/mK haben, abhängig von der Wärmeleitfähigkeit und Schichtdicken der Grenzflächen. Basierend auf TCIP-Messungen wird TCOP auf etwa 10 W/mK für die RuAI/Au-Mehrfachschichten und auf zwischen 5 und 10 W/mK für die RuAI/Rh-Mehrfachschichten geschätzt. Im Vergleich dazu weist ein herkömmliches Wärmesenkematerial wie Cr eine TCIP von etwa 40-45 W/mK und eine TCOP von etwa 40-45 W/mK auf.
  • Die optische Leistung des HAMR-Mediumstapels kann durch das Verhältnis des thermischen Gradienten TG (Temperaturänderung in der Richtung entlang der Spur) zur erforderlichen Laserleistung (LP), um eine 48-nm-breite Spur zu schreiben, modelliert werden. Je höher das Verhältnis, desto besser ist die optische Effizienz des Mediums. 7 zeigt grafische TG/LP-Daten aus Computermodellierung für RuAl (1 nm)/Au (1 nm) Mehrfachschichten verschiedener Dicken mit TCIP=20 W/mK und TCOP = 10 W/mK im Vergleich zu einer einzelnen plasmonischen Au-Schicht verschiedener Dicken. Die Referenz (TG/LP=1) ist für einen Stapel ohne plasmonische Schicht unterhalb der Keim-Wärmesperrschicht. Die 3 nm dicke Mehrfachschicht ist RuAl (1 nm)/Au (1 nm)/RuAI (1 nm)wobei RuAl direkt auf der Wärmesenkeschicht und direkt unter der Keim-Wärmesperrschicht liegt. Die 9 nm dicke Mehrfachschicht ist 4 Wiederholungen der 3 nm dicken Mehrfachschicht. 8 zeigt die gleichen grafischen TG/LP-Daten aus der Computermodellierung wie 7, aber für RuAl (1 nm)/Rh (1 nm) Mehrfachschicht für zwei Fälle, einer, bei dem TCIP=10 W/mK und TCOP=5 W/mK ist, und einer, bei dem TCIP=10 W/mK TCOP=10 W/mK ist.
  • Die modellierten Daten für sowohl 7 als auch 8 zeigen die durch den Mehrfachschicht bereitgestellte optische Kopplung, nämlich eine Verbesserung von TG/LP gegenüber der Referenz, wobei die Verbesserung mit der Mehrschichtendicke zunimmt (erhöhte Anzahl an wiederholten Laminierungen). Ähnliche Verbesserungen von TG/LP wurden auch für modellierte Daten für RuAl (2 nm)/Au (2 nm) und RuAl (2 nm)/Au (2 nm) Mehrfachschichten verschiedener Dicken gezeigt. Wie in 7 und 8 gezeigt, nimmt TG/LP mit zunehmender Mehrschichtdicke zu, wobei der bevorzugte Dickenbereich zwischen etwa 3-20 nm liegt.
  • Während die vorliegende Erfindung besonders unter Bezugnahme auf die bevorzugten Ausführungsformen gezeigt und beschrieben wurde, versteht es sich für den Fachmann, dass verschiedene Änderungen in Form und Detail vorgenommen werden können, ohne vom Geist und Umfang der Erfindung abzuweichen. Dementsprechend ist die offenbarte Erfindung lediglich als veranschaulichend und im Schutzumfang nur wie in den beiliegenden Ansprüchen angegeben eingeschränkt.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 17/395820 [0001]
    • US 8605555 B1 [0020]
    • US 9558777 B2 [0020]

Claims (20)

  1. Wärmeunterstütztes magnetisches Aufzeichnungsmedium, umfassend: ein Substrat; eine Wärmesenkeschicht auf dem Substrat; eine magnetische Aufzeichnungsschicht, die eine chemisch geordnete Legierung umfasst, die aus einer FePt-Legierung und einer CoPt-Legierung ausgewählt ist; eine Keim-Wärmesperrschicht für die Aufzeichnungsschicht, wobei die Aufzeichnungsschicht auf und in Kontakt mit der Keim-Wärmesperrschicht ist; und eine Mehrfachschicht, die abwechselnde Schichten eines plasmonischen Materials und eines nicht plasmonischen Materials umfasst, wobei sich die Mehrfachschicht zwischen der Wärmesenkeschicht und der Keim-Wärmesperrschicht befindet.
  2. Medium nach Anspruch 1, wobei das plasmonische Material aus Au, Ag, Cu und Rh ausgewählt ist.
  3. Medium nach Anspruch 1, wobei das nicht plasmonische Material aus einer RuAI-Legierung, einer NiTa-Legierung, einer CrTa-Legierung und einem Nitrid von Cr, V, W oder Mo ausgewählt ist.
  4. Medium nach Anspruch 1, wobei jede der Schichten aus plasmonischem und nicht-plasmonischem Material eine Dicke von mehr als oder gleich 0,5 nm und weniger als oder gleich 2 nm aufweist.
  5. Medium nach Anspruch 1, wobei die Mehrfachschicht eine Dicke von mehr als oder gleich 3 nm und weniger als oder gleich 20 nm aufweist.
  6. Medium nach Anspruch 1, wobei die Wärmesenkeschicht aus Material gebildet ist, das aus Cr, W, Mo und deren Legierungen ausgewählt ist.
  7. Medium nach Anspruch 1, wobei die Keim-Wärmesperrschicht aus MgO und MTO ausgewählt ist.
  8. Medium nach Anspruch 1, wobei eine Schicht aus nicht-plasmonischem Material in der Mehrfachschicht auf und in Kontakt mit der Wärmesenkeschicht ist.
  9. Medium nach Anspruch 1, wobei die magnetische Aufzeichnungsschicht ferner eine im Wesentlichen chemisch geordnete Legierung, umfassend Pt und ein Element, das aus Fe und Co ausgewählt ist, und ein Trennmittel umfasst, das aus einem oder mehreren von C, SiO2, TiO2, TaOx, ZrO2, SiC, SiN, TiC, TiN, B, BC und BN ausgewählt ist.
  10. Medium nach Anspruch 1, wobei die Mehrfachschicht auf und in Kontakt mit der Wärmesenkeschicht ist und die Keim-Wärmesperrschicht auf und in Kontakt mit der Mehrfachschicht ist.
  11. Medium nach Anspruch 1, wobei die Keim-Wärmesperrschicht erste und zweite Filme umfasst, wobei die Mehrfachschicht zwischen dem ersten und zweiten Film liegt, wobei der erste Film auf und in Kontakt mit der Wärmesenkeschicht ist, wobei der zweite Film auf und in Kontakt mit der Mehrfachschicht ist und die Aufzeichnungsschicht auf und in Kontakt mit dem zweiten Film ist.
  12. Medium nach Anspruch 11, wobei jeder des ersten und zweiten Keim-Wärmesperrschichtfilms aus MgO und MTO ausgewählt ist.
  13. Medium nach Anspruch 11, wobei das plasmonische Material aus Au, Ag, Cu und Rh ausgewählt ist und das nicht plasmonische Material aus einer RuAI-Legierung, einer NiTa-Legierung, einer CrTa-Legierung und einem Nitrid von Cr, V, W oder Mo ausgewählt ist.
  14. Wärmeunterstütztes magnetisches Aufzeichnungs-Laufinierk (HAMR-Laufwerk), umfassend: das Medium nach Anspruch 1, wobei das Medium eine drehbare HAMR-Platte ist; und einen Träger, der in der Nähe der magnetischen Aufzeichnungsschicht der Platte gehalten wird und einen Nahfeldwandler trägt.
  15. Wärmeunterstützte magnetische Aufzeichnungsplatte (HAMR-Platte), umfassend: ein Plattensubstrat; eine Wärmesenkeschicht auf dem Substrat; eine Mehrfachschicht, umfassend abwechselnde Schichten aus einem plasmonischen Material und einem nicht plasmonischen Material auf der Wärmesenkeschicht, wobei das plasmonische Material aus Au, Ag, Cu und Rh ausgewählt ist und das nicht plasmonische Material aus einer RuAI-Legierung, einer NiTa-Legierung, einer CrTa-Legierung und einem Nitrid von Cr, V, W oder Mo ausgewählt ist; eine Keim-Wärmesperrschicht, ausgewählt aus MgO und MTO, die auf und in Kontakt mit der Mehrfachschicht liegt; und eine magnetische Aufzeichnungsschicht, die eine chemisch geordnete Legierung umfasst, die aus einer FePt-Legierung und einer CoPt-Legierung ausgewählt ist und auf und in Kontakt mit der Keim-Wärmesperrschicht liegt.
  16. Platte nach Anspruch 15, wobei jede der Schichten aus plasmonischem und nicht-plasmonischem Material eine Dicke von mehr als oder gleich 0,5 nm und weniger als oder gleich 2 nm aufweist und wobei die Mehrfachschicht eine Dicke von mehr als oder gleich 3 nm und weniger als oder gleich 20 nm aufweist.
  17. Wärmeunterstütztes magnetisches Aufzeichnungs-Laufwerk (HAMR-Laufwerk), umfassend: die Platte nach Anspruch 15; und ein gasgelagertes Gleitstück, das in der Nähe der magnetischen Aufzeichnungsschicht der Platte gehalten wird und einen Nahfeldwandler trägt.
  18. Wärmeunterstützte magnetische Aufzeichnungsplatte (HAMR-Platte), umfassend: ein Plattensubstrat; eine Wärmesenkeschicht auf dem Substrat; einen ersten Keim-Wärmesperrfilm, der aus MgO und MTO ausgewählt ist, auf der Wärmesenkeschicht; eine Mehrfachschicht, umfassend abwechselnde Schichten aus einem plasmonischen Material und einem nicht plasmonischen Material auf dem ersten Keim-Wärmefilm, wobei das plasmonische Material aus Au, Ag, Cu und Rh ausgewählt ist und das nicht plasmonische Material aus einer RuAI-Legierung, einer NiTa-Legierung, einer CrTa-Legierung und einem Nitrid von Cr, V, W oder Mo ausgewählt ist; einen zweiten Keim-Wärmesperrfilm, ausgewählt aus MgO und MTO, auf und in Kontakt mit der Mehrfachschicht; und eine magnetische Aufzeichnungsschicht, die eine chemisch geordnete Legierung umfasst, die aus einer FePt-Legierung und einer CoPt-Legierung ausgewählt ist, auf und in Kontakt mit dem zweiten Keim-Wärmesperrfilm.
  19. Platte nach Anspruch 18, wobei jede der Schichten aus plasmonischem und nicht-plasmonischem Material eine Dicke von mehr als oder gleich 0,5 nm und weniger als oder gleich 2 nm aufweist und wobei die Mehrfachschicht eine Dicke von mehr als oder gleich 3 nm und weniger als oder gleich 15 nm aufweist.
  20. Wärmeunterstütztes magnetisches Aufzeichnungs-Laufwerk (HAMR-Laufwerk), umfassend: die Platte nach Anspruch 18 und ein gasgelagertes Gleitstück, das in der Nähe der magnetischen Aufzeichnungsschicht der Platte gehalten wird und einen Nahfeldwandler trägt.
DE112022002269.8T 2021-08-06 2022-05-04 Wärmeunterstütztes magnetisches aufzeichnungsmedium (hamr-medium) mit optisch koppelnder mehrfachschicht zwischen der aufzeichnungsschicht und der wärmesenkeschicht Pending DE112022002269T5 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US17/395,820 2021-08-06
US17/395,820 US11437064B1 (en) 2021-08-06 2021-08-06 Heat-assisted magnetic recording (HAMR) medium with optical-coupling multilayer between the recording layer and heat-sink layer
PCT/US2022/027543 WO2023014415A1 (en) 2021-08-06 2022-05-04 Heat-assisted magnetic recording (hamr) medium with optical-coupling multilayer between the recording layer and heat-sink layer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE112022002269T5 true DE112022002269T5 (de) 2024-04-04

Family

ID=83149850

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE112022002269.8T Pending DE112022002269T5 (de) 2021-08-06 2022-05-04 Wärmeunterstütztes magnetisches aufzeichnungsmedium (hamr-medium) mit optisch koppelnder mehrfachschicht zwischen der aufzeichnungsschicht und der wärmesenkeschicht

Country Status (4)

Country Link
US (2) US11437064B1 (de)
CN (1) CN117678019A (de)
DE (1) DE112022002269T5 (de)
WO (1) WO2023014415A1 (de)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11735217B2 (en) * 2020-06-29 2023-08-22 Western Digital Technologies, Inc. Heat assisted magnetic recording media with amorphous magnetic grain boundary material
US11437064B1 (en) * 2021-08-06 2022-09-06 Western Digital Technologies, Inc. Heat-assisted magnetic recording (HAMR) medium with optical-coupling multilayer between the recording layer and heat-sink layer

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8605555B1 (en) 2012-04-19 2013-12-10 WD Media, LLC Recording media with multiple bi-layers of heatsink layer and amorphous layer for energy assisted magnetic recording system and methods for fabricating the same
US9558777B2 (en) 2014-11-26 2017-01-31 HGST Netherlands B.V. Heat assisted magnetic recording (HAMR) media having a highly ordered crystalline structure

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6579590B2 (en) * 2001-11-16 2003-06-17 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. Thermally-assisted magnetic recording disk with multilayered thermal barrier
US8339740B2 (en) * 2010-02-23 2012-12-25 Seagate Technology Llc Recording head for heat assisted magnetic recording with diffusion barrier surrounding a near field transducer
US8576672B1 (en) 2012-05-25 2013-11-05 Seagate Technology Llc Heat sink layer
US8765273B1 (en) 2012-08-21 2014-07-01 Seagate Technology Llc Tuned heatsink layers
US9443545B2 (en) 2013-12-24 2016-09-13 HGST Netherlands B.V. Thermally stable Au alloys as a heat diffusion and plasmonic underlayer for heat-assisted magnetic recording (HAMR) media
US9940962B2 (en) * 2014-08-29 2018-04-10 Seagate Technology Llc Low power thermally assisted data recording media
US9822441B2 (en) 2015-03-31 2017-11-21 WD Media, LLC Iridium underlayer for heat assisted magnetic recording media
US9916868B1 (en) * 2015-05-22 2018-03-13 Seagate Technology Llc Heat-assisted rotating disk magnetometer for ultra-high anisotropy magnetic measurements
US9779771B1 (en) * 2015-07-28 2017-10-03 Seagate Technology Llc Capping layer for magnetic recording stack
US10236026B1 (en) * 2015-11-06 2019-03-19 WD Media, LLC Thermal barrier layers and seed layers for control of thermal and structural properties of HAMR media
US9530445B1 (en) * 2016-01-21 2016-12-27 HGST Netherlands B.V. Perpendicular heat-assisted magnetic recording (HAMR) medium with a perovskite oxide intermediate layer
US9697859B1 (en) * 2016-04-01 2017-07-04 WD Media, LLC Heat-assisted magnetic recording (HAMR) medium including a bi-layer that enables use of lower laser current in write operations
US10276199B1 (en) * 2016-06-29 2019-04-30 WD Media, LLC High thermal gradient heatsink for heat assisted magnetic recording media
US9940953B1 (en) * 2016-10-25 2018-04-10 Seagate Technology Llc Si-based overcoat for heat assisted magnetic recording media
US10650854B1 (en) * 2017-04-17 2020-05-12 Western Digital Technologies, Inc. Heat-assisted magnetic recording (HAMR) medium with improved corrosion resistance
US9824710B1 (en) * 2017-05-01 2017-11-21 Western Digital Technologies, Inc. Heat-assisted magnetic recording (HAMR) medium with thermal barrier layer in multilayered heat-sink structure
US10109309B1 (en) * 2017-09-01 2018-10-23 Western Digital Technologies, Inc. Heat-assisted magnetic recording (HAMR) medium with heat-sink layer having anisotropic thermal conductivity
US10276202B1 (en) * 2018-04-23 2019-04-30 Western Digital Technologies, Inc. Heat-assisted magnetic recording (HAMR) medium with rhodium or rhodium-based alloy heat-sink layer
US11437064B1 (en) * 2021-08-06 2022-09-06 Western Digital Technologies, Inc. Heat-assisted magnetic recording (HAMR) medium with optical-coupling multilayer between the recording layer and heat-sink layer

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8605555B1 (en) 2012-04-19 2013-12-10 WD Media, LLC Recording media with multiple bi-layers of heatsink layer and amorphous layer for energy assisted magnetic recording system and methods for fabricating the same
US9558777B2 (en) 2014-11-26 2017-01-31 HGST Netherlands B.V. Heat assisted magnetic recording (HAMR) media having a highly ordered crystalline structure

Also Published As

Publication number Publication date
WO2023014415A1 (en) 2023-02-09
US11869556B2 (en) 2024-01-09
US11437064B1 (en) 2022-09-06
CN117678019A (zh) 2024-03-08
US20230048634A1 (en) 2023-02-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102015014996A1 (de) Wärme-unterstützte Magnetaufzeichnungs(HAMR)-Medien mit höchst geordneter Kristallstruktur
US9530445B1 (en) Perpendicular heat-assisted magnetic recording (HAMR) medium with a perovskite oxide intermediate layer
DE102015004885A1 (de) Wärmegestützter Magnetaufzeichnungs-(HAMR)-Schreibkopf mit Schutzfolie für Nahfeldwandler
DE112018003329T5 (de) Magnetisches aufzeichnungsmedium
DE112022002269T5 (de) Wärmeunterstütztes magnetisches aufzeichnungsmedium (hamr-medium) mit optisch koppelnder mehrfachschicht zwischen der aufzeichnungsschicht und der wärmesenkeschicht
US10276202B1 (en) Heat-assisted magnetic recording (HAMR) medium with rhodium or rhodium-based alloy heat-sink layer
DE10304865A1 (de) Magnetische Medien mit verbesserter Austauschkopplung
US8268461B1 (en) Patterned perpendicular magnetic recording medium with ultrathin oxide film and reduced switching field distribution
JP5242109B2 (ja) 垂直磁気記録媒体及びその製造方法、並びに磁気記録装置
US9824710B1 (en) Heat-assisted magnetic recording (HAMR) medium with thermal barrier layer in multilayered heat-sink structure
DE102016007220A1 (de) Nahfeld-Wandler mit daran gekoppelter Haftschicht
US9595282B2 (en) Magnetic recording medium having a L10-type ordered alloy
CN108346437B (zh) 磁记录介质和磁存储装置
US6403241B1 (en) CoCrPtB medium with a 1010 crystallographic orientation
US8320232B1 (en) Patterned perpendicular magnetic recording medium with multiple magnetic layers and interlayers
DE102019133558A1 (de) Wärmeunterstützter magnetaufzeichnungs-(hamr)-lese-/schreibkopf mit umgekehrtem lesekopf und schreibkopf
CN108573715A (zh) 辅助磁记录介质和磁存储装置
US11521648B2 (en) Heat-assisted magnetic recording (HAMR) medium with multilayered underlayer for the recording layer
US8147996B2 (en) Perpendicular media with dual soft magnetic layers
US10650854B1 (en) Heat-assisted magnetic recording (HAMR) medium with improved corrosion resistance
DE60037079T2 (de) Magnetaufzeichnungsmedium und dessen Herstellungsverfahren
US7060376B1 (en) Amorphous soft underlayers for perpendicular recording media
JP3648450B2 (ja) 垂直磁気記録媒体および磁気記憶装置
US9183865B1 (en) Patterned perpendicular magnetic recording medium with ultrathin noble metal interlayer
CN108305645A (zh) 磁记录介质和磁存储装置

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R082 Change of representative

Representative=s name: MURGITROYD GERMANY PATENTANWALTSGESELLSCHAFT M, DE