JP2001155321A - 磁気記録媒体 - Google Patents
磁気記録媒体Info
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- JP2001155321A JP2001155321A JP34048599A JP34048599A JP2001155321A JP 2001155321 A JP2001155321 A JP 2001155321A JP 34048599 A JP34048599 A JP 34048599A JP 34048599 A JP34048599 A JP 34048599A JP 2001155321 A JP2001155321 A JP 2001155321A
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Abstract
減磁や消磁を防止する。 【解決手段】 膜面内方向に磁界を印加し、飽和磁化状
態から逆向きの飽和状態に磁化を反転させたときの磁化
曲線の微分値が、2つのピークを有するか、あるいは複
数の軟磁性層間に各々非磁性中間層を配置した多層構造
をなし、一定の大きさ以下の外部磁界を印加したとき該
非磁性中間層を介して隣接する軟磁性層が互いに反強磁
性的に結合し、一定の大きさ以上の外部磁界を印加した
とき該非磁性中間層を介して隣接する軟磁性層の磁化の
向きが平行になる軟磁性裏打ち層を使用する。
Description
用される磁気記録媒体に関する。
板面に対して垂直異方性を有する磁気記録層を積層した
垂直二層媒体において、軟磁性裏打ち層は、磁気記録層
を磁化した磁気ヘッドからの記録磁界を水平方向に通し
て磁気ヘッド側へ還流させる磁気ヘッドの機能の一部を
担っており、記録再生効率を向上させる役目を果たして
いる。
主にスピンドルモータやボイスコイルモータから漏洩す
る浮遊磁界が発生しており、磁気ヘッドによる記録磁界
と比較して極めて微弱ではあるものの、浮遊磁界が磁気
ディスク内の軟磁性裏打ち層に吸収されて、磁気ヘッド
の主磁極先端に集中することなどにより、垂直記録層の
記録磁化を減磁あるいは消磁してしまうという問題があ
った。
磁を防止するために、媒体外部からの浮遊磁界の影響を
受けにくいような軟磁性裏打ち層の透磁率や膜厚などの
条件が提案されている。
性を改善する目的で、軟磁性裏打ち層の磁化容易軸を半
径方向もしくは円周方向などに揃えるために、硬磁性層
や反強磁性層を軟磁性裏打ち層の下部に設けた場合や多
層構造の中間層として用いた場合には、磁壁の移動に制
限が加わることから減磁や消磁を抑制する効果もあるこ
とが考えられる。
膜厚などの条件を限定することは、記録再生特性をも制
限することになるという問題があり、しかも、そのよう
な条件は材料や成膜条件に大きく依存し易いことから、
実用上扱いにくいことが考えられる。また、軟磁性裏打
ち層の磁化容易軸を揃えた場合でも、磁化容易方向では
軟磁性層の透磁率が高いために、僅かな外部磁界で磁化
状態が変動し、減磁や消磁を抑制する効果に関しては十
分ではないという問題があった。
鑑みてなされたもので、外部浮遊磁界による磁気記録層
の記録磁化の減磁や消磁が抑制された磁気記録媒体を提
供することを目的とする。
性基板上に、軟磁性裏打ち層、及び該非磁性基板の面に
対し垂直異方性を有する磁気記録層を積層した磁気記録
媒体において、前記軟磁性裏打ち層は、その膜面内方向
に磁界を印加し、飽和磁化状態から逆向きの飽和状態に
磁化を反転させたときの磁化曲線の微分値が、2つのピ
ークを有することを特徴とする磁気記録媒体を提供す
る。
裏打ち層、及び該非磁性基板の面に対し垂直異方性を有
する磁気記録層を積層した磁気記録媒体において、前記
軟磁性裏打ち層は、複数の軟磁性層間に各々非磁性中間
層を配置した多層構造をなし、外部磁界一定の大きさ以
下のとき該非磁性中間層を介して隣接する軟磁性層が互
いに反強磁性的に結合し、一定の大きさ以上の外部磁界
を印加したとき該非磁性中間層を介して隣接する軟磁性
層の磁化の向きが平行になることを特徴とする磁気記録
媒体を提供する。
は、非磁性基板上に、軟磁性裏打ち層、及び該非磁性基
板の面に対し垂直異方性を有する磁気記録層の積層を有
し、この軟磁性裏打ち層は、膜面内方向に磁界を印加
し、飽和磁化状態から逆向きの飽和状態に磁化を反転さ
せたときの磁化曲線の微分値が2つのピークを有すると
いう特性を有する。
第1の発明に係る磁気記録媒体の構成の一例を示すもの
で、非磁性基板上に、軟磁性裏打ち層、及び該非磁性基
板の面に対し垂直異方性を有する磁気記録層の積層を有
し、軟磁性裏打ち層は、複数の軟磁性層間に各々非磁性
中間層を配置した多層構造をなし、一定の大きさ以下の
外部磁界では該非磁性中間層を介して隣接する軟磁性層
が互いに反強磁性的に結合し、一定の大きさ以上の外部
磁界では隣接する軟磁性層の磁化の向きが平行になると
いう特性を有する。
たときの磁化曲線の微分値が2つのピークを持つような
軟磁性裏打ち層を用いることにより、本来、透磁率が高
く僅かな浮遊磁界に対しても磁化状態が大きく変動しや
すい裏打ち層において、2つのピーク間の外部磁界が0
となる近傍のみの磁界に対する磁化状態の変化を小さく
抑えることができる。これにより、外部浮遊磁界による
垂直記録層の記録磁化の減磁や消磁を防止することがで
きる。
囲を記録磁界未満とすることにより裏打ち層が磁束を還
流することを可能にする。また、好ましくは、この2つ
のピークが現れる範囲をおおよそ浮遊磁界程度の外部磁
界になるよう調整することにより、軟磁性層の磁化状態
の変化を抑制して外部浮遊磁界による垂直記録層の記録
磁化の減磁や消磁を防止することができる。
層を非磁性中間層との多層構造として一定の大きさ以下
の外部磁界では隣接する軟磁性層を互いに反強磁性的に
結合させることにより、その飽和磁化状態から逆向きの
飽和状態にさせたときの磁化曲線の微分値が2つのピー
クを持つような軟磁性裏打ち層が得られる。これによ
り、外部浮遊磁界による垂直記録層の記録磁化の減磁や
消磁を防止することができる。
録磁界未満であり、おおよそ浮遊磁界程度の外部磁界に
なるよう調整すると、隣接する軟磁性層を、記録磁界を
印加した場合には、互いに磁化の向きが平行になり、記
録磁界未満の浮遊磁界程度では、反強磁的に結合させる
ことができるので、記録に支障なく、外部浮遊磁界によ
る影響を防ぐことができる。このように軟磁性裏打ち層
の磁化状態の変化を抑制することにより外部浮遊磁界に
よる垂直記録層の記録磁化の減磁や消磁を防止すること
ができる。
ーメントはほぼ同一であることが好ましく、軟磁性層の
磁気モーメントが異なると、磁化曲線の対象性が崩れ、
残留磁化の値が大きくなり、軟磁性裏打ち層全体として
の漏れ磁束が生じやすくなる。
一例の構成を表す図を示す。
ガラス基板1上に、軟磁性裏打ち層2及び磁気記録層3
を積層した構造を有する。
媒体の一例の構成を表す図を示す。
ガラス基板1上に、第1の軟磁性裏打ち層12、非磁性
中間層13、及び第2の軟磁性裏打ち層14、磁気記録
層15を積層をした構造を有する。
強磁性遷移金属と非磁性金属を多層化した薄膜において
は、非磁性中間層厚は0.5.nm以上1.5nm未満
が好ましい。
的結合が周期的に現れることが見出されており、多くの
多層膜((Fe,Co)/(V,Cr,Cu,Mo,R
u,Rh,Re))において、隣接する強磁性層が互い
に反強磁性的(または強磁性的)に結合する周期は約1
nmであることが知られている(A. Heinlich and J.A.
C. Bland, Ultrathin Magnetic Structures II, Sprin
ger-Verlag(1994))。また、このような反強磁性結合す
なわち隣接する強磁性層の磁化が反平行となる状態が最
初に現れる非磁性層厚は、おおよそ1nm以下付近であ
り、その後、約1nm間隔での非磁性層厚の増加に伴っ
て、反強磁性結合は弱くなっていくことから、非磁性層
を適当な厚さにすることで結合の強さを選ぶことができ
る。したがって、ヘッドから印加する記録磁界程度の外
部磁界に対しては磁化が平行となるように非磁性層厚を
選ぶことにより、記録時にヘッドから磁界を印加した場
合には、優れた軟磁性裏打ち層として機能する一方で、
記録時以外の浮遊磁界に対しては、磁化状態の変化が抑
制されることから、記録に支障なく外部浮遊磁界による
磁気記録層の記録磁化の減磁や消磁を防止することがで
きる。
裏打ち層の磁化容易軸を円周方向または半径方向に揃え
るため、非磁性基板と軟磁性裏打ち層の間にFeMnな
どの反強磁性層やCoSmなどの硬磁性層を形成しても
良い。
Ru、Ti、非磁性CoCr合金などの非磁性下地層を
形成しても良い。
eSi合金、FeCo合金や、パーマロイなどのNiF
e合金、CoZrNbなどのCoZr合金などの高透磁
率を有する軟磁性合金を使用することができる。なお、
軟磁性裏打ち層を多層化する上では、軟磁性層の材料
は、非磁性中間層と結晶構造が類似しており、格子定数
も近いものや、非晶質材料が好ましいと考えられる。
Mo,Ru,Rh,及びReを使用することが好まし
く、さらに好ましくはRuである。
しては、センダストやFeSi及びFeCo合金に対し
ては、V,Cr,Mo,及びNiFe合金に対してはC
u,Ru,Rh,及びReが好ましいと考えられ、Co
ZrNb等の非晶質材料は、どのような非磁性中間層材
料に対しても好ましいと考えられる。
る磁性材料としては、CoCrPt、CoCrTaなど
のCoCr合金の他、CoPtOやCoPtBなどのC
oPt合金などがあげられる。
軟磁性裏打ち層上に、直接または非磁性下地層を介して
基板に対して垂直異方性を有する磁気記録層が積層され
る。
性について調べた。
クの標準仕様を満たすガラス基板を用い、各層の作製は
すべてDCマグネトロンスパッタリングにより行った。
として厚さ27nm程度のセンダストを形成した。
のRu層を形成した。
7nm程度のセンダストを積層した。この3層構造の軟
磁性裏打ち層上に、保護層として10nmのCを形成し
た。
Ru層の厚さを1.5nm程度とした以外は同様にして
積層を行った。
料型磁力計(VSM)による膜面内方向に磁界を印加し
たときの磁化曲線と、磁化曲線を磁界について微分した
結果を表すグラフ図をそれぞれ図3および図4に示す。
また、図5および図6はそれぞれRu層の厚さを1.5
nm程度とした場合の磁化曲線と微分値である。なお、
図4及び図6中、実線は印加磁界を負から正へ、点線は
磁界を正から負へ変化させた場合に対応している。
磁性裏打ち層の磁化曲線は、非磁性中間層を適当な厚さ
に設定することにより上下軟磁性層が反強磁性的に結合
することを示しており、磁界0近傍において上下軟磁性
層の磁化が共に磁界と同じ向きに揃おうとする変化が抑
制されることから、主に磁界0近傍のみの磁界に対する
磁化の変化が小さく抑えられていることが分かる。
値が小さく抑えられ、磁化曲線がおおよそ原点について
対象となっているのは、非磁性中間層上下の軟磁性の単
位面積あたりの飽和磁化と等しく、すなわち磁気モーメ
ントが等しいためであり、上下の軟磁性層の磁気モーメ
ントが異なると、磁化曲線の対象性が崩れ、残留磁化の
値が大きくなり、軟磁性裏打ち層全体としての漏れ磁束
が生じやすくなることから、上下軟磁性層の磁気モーメ
ントはほぼ同一であることが望ましい。
に、Ru層の厚さを1.5nm程度とした場合の軟磁性
裏打ち層の磁化曲線は、非磁性中間層厚が上下の軟磁性
層を反強磁性的に結合させるのに適当な厚さではないた
めに、基本的には一般的な軟磁性層のそれと同様であ
り、透磁率が高いことから20Oe程度の外部磁界を印
加しただけでも磁化状態が大きく変動することが分か
る。
5nmとした場合には、非磁性中間層上下の軟磁性層は
強磁性的に結合しているものと考えられる。このRu層
厚よりも薄いときに強磁性的に結合する層厚は、その周
期性から0.5nm程度と予想され、これより薄いRu
層厚では、反強磁性的な結合が現れるRu層厚は0.5
nm以上1.5nm未満の範囲内であり、外部浮遊磁界
に対する磁化状態の変化を最も効果的に抑制できるRu
中間層厚はこの範囲内にあると考えられる。
変化の違いは、微分後の曲線においてはピークの数の違
いとして見ることができる。すなわち、印加磁界を負か
ら正または正から負へと変化させて磁化を反転させたと
き、比較例においては図6に示すようにピークは一つで
あるのに対し、実施例においては図4に示すように二つ
のピークを見ることができる。ピークの位置は実線と点
線では20Oe程度異なっているが、おおよそこれらの
ピークをとる磁界の大きさを閾値とすると、実施例にお
いては磁界が0から閾値までの間に磁化状態の変化を抑
制した領域が存在するのに対し、比較例においてはその
ような領域は存在していないことが分かる。
ロンスパッタリング法により、非磁性下地層として厚さ
20nmのRu層を形成した。
性層を形成した。
形成した。
ルツユイルにより発生させた外部磁界中で磁気抵抗効果
を利用したヘッドにより再生信号出力の安定性の評価を
行った。
場合に、比較例においては再生出力の減少や再生波形の
変動が観察されたのに対し、実施例においては、そのよ
うな変化は観察されなかった。このような20Oeの外
部磁界に対する変化の違いは上述の磁化曲線と良く対応
している。
例として挙げたような軟磁性裏打ち層上に、直接または
非磁性下地層を介して垂直記録層を積層した構成を有す
る。
は、上述の閥値を磁気ヘッドによる記録磁界より小さ
く、かつ磁気ディスク装置内の浮遊磁界程度に設定する
ことにより、記録磁界を磁気ヘッド側へ還流させる機能
を果たしながら、浮遊磁界に対して磁化状態の変動を十
分に抑制したものとなる。また、軟磁性裏打ち層を実施
例のような多層構造とすることにより、透磁率や膜厚な
どの設計の自由度を損ねることなく、外部浮遊磁界によ
る垂直記録層の記録磁化の減磁や消磁を十分に防止した
垂直磁気記録媒体を得ることができる。
板としてガラス基板を用いているが、Al系の合金基板
あるいは表面が酸化したSi単結晶基板、セラミック
ス、プラスチックなども使用することができる。さら
に、それら非磁性基板表面にNiP合金などのメッキが
施されている場合でも同様の効果が期待される。また、
軟磁性裏打ち層の成膜法としてスパッタリング法のみを
取り上げたが、真空蒸着法などでも同様の効果を得るこ
とができる。
遊磁界による影響を受けにくいため、磁気記録層の記録
磁化の減磁や消磁を防止することができる。
略図
略図
化曲線を表すグラフ図
グラフ図
Claims (6)
- 【請求項1】 非磁性基板上に、軟磁性裏打ち層、及び
該非磁性基板の面に対し垂直異方性を有する磁気記録層
を積層した磁気記録媒体において、前記軟磁性裏打ち層
は、その膜面内方向に磁界を印加し、飽和磁化状態から
逆向きの飽和状態に磁化を反転させたときの磁化曲線の
微分値が、2つのピークを有することを特徴とする磁気
記録媒体。 - 【請求項2】 非磁性基板上に、軟磁性裏打ち層、及び
該非磁性基板の面に対し垂直異方性を有する磁気記録層
を積層した磁気記録媒体において、前記軟磁性裏打ち層
は、複数の軟磁性層間に各々非磁性中間層を配置した多
層構造をなし、外部磁界が一定の大きさ以下のとき該非
磁性中間層を介して隣接する軟磁性層が互いに反強磁性
的に結合し、一定の大きさ以上の外部磁界を印加したと
き該非磁性中間層を介して隣接する軟磁性層の磁化の向
きが平行になることを特徴とする磁気記録媒体。 - 【請求項3】 前記非磁性中間層を介して隣接する軟磁
性層の磁気モーメントがほぼ同一であることを特徴とす
る請求項2に記載の磁気記録媒体。 - 【請求項4】 前記非磁性中間層はRuからなることを
特徴とする請求項2または3に記載の磁気記録媒体。 - 【請求項5】 前記非磁性中間層は0.5nm以上1.
5nm未満であることを特徴とする請求項2ないし4の
いずれか一項に記載の磁気記録媒体。 - 【請求項6】 前記軟磁性裏打ち層がFeを主成分とす
ることを特徴とする請求項2ないし5のいずれか一項に
記載の磁気記録媒体。
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JP34048599A JP4034485B2 (ja) | 1999-11-30 | 1999-11-30 | 磁気記録媒体 |
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