JP2001522504A

JP2001522504A - 磁気記録媒体用マンガン含有層

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Publication number: JP2001522504A
Application number: JP54626198A
Authority: JP
Inventors: ランベス，デーヴィッド・エヌ; リー，リ−リェン; ローリン，デーヴィッド・イー
Original assignee: Carnegie Mellon University
Current assignee: Carnegie Mellon University
Priority date: 1997-04-22
Filing date: 1998-04-22
Publication date: 2001-11-13
Also published as: US5993956A; EP0978121A1; KR20010020160A; CN1260899A; WO1998048413A1

Abstract

(57)【要約】本発明は、増大させた保磁力および低ノイズを有する媒体を提供するために、基体と磁気層との間にＭｎ含有層を取り込む磁気記録媒体を提供する。Ｍｎ含有層は、他の用途の他に、磁気データを記録および読み取る磁気変換ヘッドと結合して働く回転、並進、もしくは静置記録媒体に取り込まれ得る。本発明の磁気記録媒体は、磁気層におけるエピタキシアル結晶性構造を促進するために、好ましくはＣｏもしくはＣｏ合金膜磁気層、ならびに好ましくはＶＭｎ、ＴｉＭｎ、ＭｎＺｎ、ＣｒＭｎＭｏ、ＣｒＭｎＷ、ＣｒＭｎＶおよびＣｒＭｎＴｉ、もっとも好ましくはＣｒＭｎ合金を含んでなるＭｎ含有層とを、基体と磁気層との間に配置させて含む。媒体は、さらに種層、好ましくは縦媒体のための多結晶ＭｇＯ、下層および中間層を含むことができる。下層および中間層は、種層と磁気層との間に配置される、Ａ２構造もしくはＢ２規則結晶構造を有する物質を含んでなる。Ａ２構造を有する物質は、好ましくはＣｒＶ、ＣｒＭｏ、ＣｒＷおよびＣｒＴｉなどのＣｒもしくはＣｒ合金である。Ｃｒの格子定数に実質的に匹敵する格子定数を有するＢ２規則構造を有する物質は、好ましくはＮｉＡｌ、ＡｌＣｏ、ＦｅＡｌ、ＦｅＴｉ、ＣｏＦｅ、ＣｏＴｉ、ＣｏＨｆ、ＣｏＺｒ、ＮｉＴｉ、ＣｕＢｅ、ＣｕＺｎ、ＡｌＭｎ、ＡｌＲｅ、ＡｇＭｇおよびＡｌ₂ＦｅＭｎ₂からなる群から選ばれるもので、もっとも好ましくは、ＦｅＡｌもしくはＮｉＡｌである。

Description

【発明の詳細な説明】磁気記録媒体用マンガン含有層発明の背景本発明は、一般に磁気記録媒体および媒体を取り込む装置に関し、より具体的には、磁気記録媒体の形成において、コバルトもしくはコバルト合金系磁気層とともに使用するマンガン（Ｍｎ）含有層に関する。高貯蔵能力、低ノイズおよび低コストの磁気記録媒体に対する需要は、ますます増加している。この需要に合わせて、記録媒体関連ノイズを低下させながら実質的に増大した貯蔵能力を有する、増大した記録密度およびさらに明確な結晶粒構造を有する記録媒体が開発されてきた。しかし、過去２０年間におけるパーソナルコンピュータの繁栄と結びついた記録密度の急速な増大は、単により低ノイズおよびコストのより高い貯蔵能力の記録媒体に対する需要をあおり立てる役目を果たしたにすぎない。磁気ディスクおよびディスクドライブは、普通莫大な量の貯蔵された情報へのす早い接近を提供するために使用される。フレキシブル(フロッピー)および剛性 (ハード)ディスクの両方が、入手可能である。データは、ディスク上の分割した円形トラック中の磁気ビットに貯蔵される。ディスタドライブは、典型的に中央軸上で回転する１つ以上のディスクを用いる。磁気ヘッドもしくはスライダーが、貯蔵された情報に接近もしくは追加のためにディスタ表面に配置される。ディスクドライブ用ヘッドが、ヘッドを種々のトラックおよびセグメント上のディスクに非常に接近して運ぶ可動腕の上に搭載される。典型的な薄膜ディスクの構造は、多層式で、下層に覆われるベースでの基体、磁気層および、任意に、上面の上層を含む。上層を、保護被膜および有機潤滑剤でコートしてもよい。磁気層は、磁気ビットが記録される本体である。非磁気基体に付着されるクロムもしくはクロム合金系下層を有するコバルトもしくはコバルト合金系磁気膜を含んでなる記録媒体は、工業標準になっている。保磁力(Ｈ_c)、残留磁化（Ｍ_r）および保磁正方形（Ｓ^*）などの磁気特性は、Ｃｏ合金薄膜の記録性能に重要である。磁気特性は、主に固定組成物の膜の微細構造にかかっている。薄膜縦磁気記録媒体に関しては、ＣｏおよびＣｏ合金の所望の結晶構造もしくは集合組織は、一軸結晶性異方性および膜の平面(すなわち、平面内)で優勢であるｃ軸に沿った磁化容易方向を有する最密六方晶（ＨＣＰ）である。普通、平面内ｃ軸結晶集合組織が良好であるほど、縦方向記録に使用されるＣｏ合金薄膜の保磁力は高い。高い保磁力は、高い残留を達成するために必要である。同様に、垂直磁気記録媒体に関して、Ｃｏ合金の所望の結晶構造は、一軸異方性および膜平面に垂直な結晶性ｃ軸を有する最密六方晶（ＨＣＰ）である。なぜなら、非常に小さな結晶粒の保磁力は、結晶粒の大きさが増大するのに伴って増加するからである。しかし、大きな粒子は、大きなノイズを生じる。大きな粒子に関連するノイズの増大なしで、高い保磁力を達成する必要がある。低ノイズ磁気媒体を達成するためには、Ｃｏ合金薄膜は、近隣の粒子を磁気的に単離できる粒界を有する均一の小さな結晶粒を有するべきである。この種の微細構造および結晶集合組織は、普通付着工程を操作するか、基体表面に溝をつけるか、コバルト合金組成物を変化させるか、もしくは下層の適宜の使用により達成される。純コバルトに対してコバルト系合金は、普通種々の理由で縦および垂直磁気媒体に使用される。例えば、Ｃｒなどの非磁気元素が、普通磁化を低下させるために磁気膜中にバルクドープされる。これは、磁化が媒体膜平面に垂直に配向されるためには、合金の磁気モーメントと関連する減磁エネルギーがマグネト−結晶性異方性エネルギーよりも小さくなければならない垂直媒体において特に重要である。同じ技術が束転移減磁エネルギーを低下させるために縦磁気媒体で使用され、短い束転移長さ、したがって、高い記録密度を生じる。しかし、さらに重要なことは、非磁気元素は、コバルト粒子間の磁気交換カップリングを限定するために、Ｃｏ合金に導入される。膜成長中のＣｒ、Ｔａ、Ｐ、ＢもしくはＳｉなどの元素の結晶粒のバルクから粒界への優先拡散が、結晶粒間の磁気交換カップリングを減少させることにより個々の粒子を単離させるのを助長すると信じられている。ついでこれは、かなり低い媒体ノイズを生じさせる。例えば、Ｄｅｎｇ等は、少量のＴａをＣｏＣｒ合金に添加すると、粒界への増大したＣｒ拡散を生じることを発見した。ＹｏｕｐｉｎｇＤｅｎｇ、ＤａｖｉｄＮ．Ｌａｍｂｅｔｈ、およびＤａｖｉｄＥ．Ｌａｕｇｌｉｎの“ＳｔｒｕｃｔｕｒａｌＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆＢｉａｓＳｐｕｔｔｅｒｅｄＣｏＣｒＴａ／ＣｒＦｉｌｍｓ”、ＩＥＥＥＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｎＭａｇｎｅｔｉｃｓ、第２９巻、第５号、１９９３年９月、３６７６〜３６７８ページを参照。下層は、結晶方位、結晶粒度、およびここで討議されたように、Ｃｏ合金粒界での化学的偏析に大きな影響力がある。文献に報告された下層には、Ｃｒ、追加合金元素Ｘ（Ｘ＝Ｃ、Ｍｇ，Ａｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｎｄ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｅｒ、ＴａおよびＷ）を有するＣｒ、Ｔｉ、Ｗ、Ｍｏ、ＮｉＰ、ならびにＮｉＡｌおよびＦｅＡｌなどのＢ２規則格子構造が含まれる。日本抄録６２−１６４２０５は、基体と磁気層との間にＭｎ、Ｍｏ、またはＶのベース層を使用することを記載している。多くの下層物質があるようだが、実際には、ほんの２，３のものが工業の要求に合うに十分な働きをするにすぎない。その中で、もっともよく使用され、もっとも成功をおさめる下層は、純Ｃｒである。米国特許第５１１８５６４号明細書は、純Ｃｒの下層を首尾よく使用することを記載していて、下層を形成するのにＣｒ−Ｍｏ、Ｃｒ−Ｖ、およびＣｒ−ＭｎのようなＣｒ合金を使用する可能性を示唆している。高密度縦記録については、平面内配向は、これまでＨＣＰＣｏ合金薄膜の体心立方晶（ＢＣＣ）Ｃｒ下層への結晶粒から結晶粒へのエピタキシアル成長により達成されてきた。多結晶Ｃｏ系合金薄膜は、そのｃ軸、［０００２］軸で、膜平面に平行に、もしくは膜平面のｃ軸の大きな成分とともに付着される。ＢＣＣＣｒ下層が、これらの下層に付着されるＨＣＰＣｏ合金薄膜の結晶粒から結晶粒へのエピタキシアル成長を促進することが、Ｋ．Ｋｏｎｏ、Ｂ．ＷｏｎｇおよびＤ．Ｅ．Ｌａｕｇｈｌｉｎによる“ＣｒｙｓｔａｌｌｏｇｒａｐｈｙｏｆＣｏ／Ｃｒｂｉｌａｙｅｒｍａｇｎｅｔｉｃｔｈｉｎｆｉｌｍｓ”、ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｐｐｌｉｅｄＰｈｙｓｉｃｓ６８（９）４７３４ページ（１９９０）に示されている。［０００２］_co軸を膜平面の下に、もしくは近くに運ぶＣｒとＣｏとの間のヘテロエピタキシアル関係は、（００２）_Cr／／（１１０）_Co、（１１０）_Cr／／（１０１）_Co、（１１０）_Cr／／（１００）_Co および（１１２）_Cr／／（１００）_Coである。異なるＣｏ／Ｃｒエピタキシアル関係は、異なる析出工程に効果がある。ＨＣＰ構造の生成を促進する良好なＢＣＣ構造を得るためには、Ｃｒ下層が約５０Åよりも厚くなければならない。同様に、垂直高密度記録媒体を達成するためには、膜平面に関するＣｏのｃ軸の垂直配向は、普通ＨＣＰＣｏ合金薄膜の、（０００２）結晶集合組織の配向ＨＣＰ下層もしくは（１１１）結晶集合組織の面心立方（ＦＣＣ）結晶下層への、結晶粒から結晶粒へのエピタキシアル成長により得られてきた。ＴｉおよびＴｉ₉₀Ｃｒ_10%は、しばしばこの目的のためには最良の種層として引用されてきたが、Ｐｔ、ＣｏＯ／Ｐｔおよび非磁気ＣｏＣｒ_35%などの他の種層もこの構造を誘発するために使用されてきた。“ＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆＨｉｇｈＲｅｓｏｌｕｔｉｏｎａｎｄＬｏｗＮｏｉｓｅＳｉｎｇｉｅ−ｌａｙｅｒｅｄＰｅｒｐｅｎｄｉｃｕｌａｒＲｅｃｏｒｄｉｎｇＭｅｄｉａｆｏｒＨｉｇｈＤｅｎｓｉｔｙＲｅｃｏｒｄｉｎｇ”、ＩＥＥＥＴｒａｎｓ．Ｍａｇｎ.、第３３巻、第１号、９９６〜１００１ページ(１９９７年１月) ；“ＣｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎａｌｓｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆＣｏＣｒＰｔ／ＣｒｆｉｌｍｓｆｏｒｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌｒｅｃｏｒｄｉｎｇａｎｄＣｏＣｒ／Ｔｉｆｉｌｍｓｆｏｒｐｅｒｐｅｎｄｉｃｕｌａｒｒｅｃｏｒｄｉｎｇ”ＩＥＥＥＴｒａｎｓ．Ｍａｇｎ.、第２７巻、第６号、第２部、４７１８〜４７２０ページ(１９９１)；“ＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＣｏＣｒＴａＰｅｒｐｅｎｄｉｃｕｌａｒｆｉｌｍｓｐｒｅｐａｒｅｄｂｙｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇｏｎＰｔｕｎｄｅｒｌａｙｅｒ”、Ｊ．ＭＭＭ、第１５５巻、第１〜３号、２０６〜２０８ページ(１９９６)；ＩＥＥＥＴｒａｎｓＭａｇｎ.、第３２巻、第５号、３８４０〜３８４２ページ(１９９６年９月)；ＩＥＥＥＴｒａｎｓ．Ｍａｇｎ.、第３０巻、第６号、４０２０〜４０２２ページ(１９９４年１１月);および“ＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆＨｉｇｈＲｅｓｏｌｕｔｉｏｎａｎｄＬｏｗＮｏｉｓｅＳｉｎｇｌｅ −ｌａｙｅｒｅｄＰｅｒｐｅｎｄｉｃｕｌａｒＲｅｃｏｒｄｉｎｇＭｅｄｉａｆｏｒＨｉｇｈＤｅｎｓｉｔｙＲｅｃｏｒｄｉｎｇ”、ＩＥＥＥＴｒａｎｓ．Ｍａｇｎ．第３３巻、第２号、９９６〜１００１ページ、(１９９７年１月)を参照。米国特許第４，６５２，４４９号は、縦磁気媒体の下層を、バナジウム（Ｖ）をＣｒに添加してその格子定数を変え、それによりＣｏＰｔもしくはＣｏＰｔＣｒなどのＨＣＰＣｏ合金とＢＣＣＣｒＶ下層との間によりよい格子整合を促進することにより改善する試みを開示している。さらに、その内容がすべて本明細書に取り込まれる米国シリアル第０８／３１５，０９６号は、ＮｉＡｌおよびＦｅＡｌなどのＢ２規則結晶性構造を有する物質を含む新しい下層群を開示している。磁気層の構造における追加の改善は、下層と磁気層との間に中間層を取り込んだときに発見された。また、種層を下層と基体との間に取り込んで下層の構造を追加的に制御し、基体の汚染物による下層の汚染を防ぐことができる。種層、下層および中間層は、本明細書ではまとめて下層構造として言及される。さらに、Ｃｒ内層により分離されてもされなくてもよい多重磁気層が、得られる膜の磁気特性に変化をもたらすために、ときには用いられる。磁気層および介在する内層は、本明細書ではまとめて磁気層構造として言及される。多層下層および磁気層構造の使用は、粒度に対する増大した制御、後の層の結晶粒から結晶粒へのエピタキシアル成長、および磁気層の表面荒さを与えることができる。しかし、追加層の使用も、製造工程の総合コストおよび煩雑さを増加させ得る。より軽く、より小さく、より良好な性能で、より費用がかからず、より大きな貯蔵密度を有するコンピュータは、ハードディスタドライブで使用する高密度記録媒体、他の磁気貯蔵装置、および他の適用を要求する。これらの要求を高保磁力および低ノイズを有する磁気記録媒体で満たすことが、本発明の１つの目的である。発明の要約本発明は、増大させた保磁力および低媒体ノイズを有する磁気記録媒体を提供するために、基体と磁気層との間の、もしくは磁気層と接触させた、Ｍｎ含有層の使用に関する。Ｍｎ含有層は、下層構造、磁気層構造、もしくは上層に取り込まれて、高保磁力および低ノイズを有する記録媒体を提供することができる。記録媒体は、他の用途の他に、磁気データの記録および読み取りのための磁気変換ヘッドと結合して使用するために、回転、並進、もしくは静置データ貯蔵装置に取り込むことができる。本発明の磁器記録媒体は、好ましくはＣｏもしくはＣｏ合金磁気層、およびＭｎ、ＶＭｎ、ＴｉＭｎ、ＭｎＺｎ、ＣｒＭｎＭｏ、ＣｒＭｎＷ、ＣｒＭｎＶもしくはＣｒＭｎＴｉ、もっとも好ましくはＣｒＭｎから形成されるＭｎ含有層とを、基体と磁気層との間に配置させて含む。ＣｏもしくはＣｏ合金磁気層は、ＨＣＰ構造を有し、縦媒体に関しては磁気層の平面に対して実質的に平行で、垂直媒体に関しては磁気層の平面に対して実質的に垂直な、そのｃ軸、磁化容易軸（容易に磁化される方向）を有して析出される。媒体は、さらに下層構造中に、種層、下層および中間層などの追加層を含むことができる。多結晶ＭｇＯは、縦媒体の好ましい種層である。Ｍｎ含有層の他に使用される下層および／または中間層は、一般に種層と磁気層との間に配置されるＡ２構造もしくはＢ２規則結晶構造のいずれかを有する物質を含む。Ａ２構造を有する物質は、好ましくはＣｒ、あるいはＣｒＶ、ＣｒＭｏ、ＣｒＷもしくはＣｒＴｉなどのＣｒ合金である。Ｃｒの格子定数に実質的に匹敵する格子定数を有するＢ２規則構造を有する物質は、好ましくはＮｉＡｌ、ＡｌＣｏ、ＦｅＡｌ、ＦｅＴｉ、ＣｏＦｅ、ＣｏＴｉ、ＣｏＨｆ、ＣｏＺｒ、ＮｉＴｉ、ＣｕＢｅ、ＣｕＺｎ、ＡｌＭｎ、ＡｌＲｅ、ＡｇＭｇおよびＡｌ₂ＦｅＭｎ₂からなる群から選ばれるもので、もっとも好ましくは、ＦｅＡｌもしくはＮｉＡｌである。中間Ｍｎ含有層は、好ましくは下層と磁気層との間に配置される。さらに、下層は、各層が前記の物質の異なる１つである多層に形成することが可能である。２つ以上の磁気層を媒体に取り込むことができ、磁気層の間に配置される１つ以上の内層を含むことができる。内層は、典型的には約１０〜４０Å厚さで、Ｃｒを含んでなるが、本発明のＭｎ含有層でもあり得る。磁気層は、上層で覆われていてもよく、上層は、今度は保護被膜で覆われていてもよい。好ましくは、媒体の摩擦磨耗を減少させるために、有機潤滑剤が保護被膜の上に添加される。上層は、ＭｎもしくはＭｎ含有合金を含んでなり得る。したがって、本発明は、ハードディスクドライブおよび他の用途に使用される、高保磁力ならびに低ノイズおよびコストを有する、磁気記録媒体および記録媒体を取り込むデータ貯蔵装置を提供する。これらおよび他の利点は、下記の詳細な記載から明らかになるだろう。図面の簡単な説明本発明の利点は、下記の図面を参照することにより、よりよく理解できる：図１（ａ）〜（ｃ）は、本発明の薄膜ディスクの多層構造のいくつかの実施態様の模式図である；図２ａは、Ｃｒ−Ｍｎ平衡状態図を示す；図２ｂは、Ｖ−Ｍｎ平衡状態図を示す；図２ｃは、Ｍｏ−Ｍｎ平衡状態図を示す；図２ｄは、Ｔｉ−Ｍｎ平衡状態図を示す；図２ｅは、Ｃｏ−Ｍｎ平衡状態図を示す；図３は、ＣｕＫα Ｘ線を使用した、酸化Ｓｉ基体上の４ミクロン厚さＣｒＭｎ膜のＸ線回折スキャンを示す；図４は、未加熱平滑ガラス基体上の種々の厚さのＣｒＭｎおよびＣｒ下層上の４０ｎｍ厚さＣｏＣｒＰｔ膜の平面内保磁力を示す；図５は、２５０℃で予熱した平滑ガラス基体上の種々の厚さのＣｒＭｎおよびＣｒ下層上の４０ｎｍ厚さＣｏＣｒＰｔ膜の平面内保磁力を示す；図６は、２５０℃で予熱した平滑ガラス基体上の種々の厚さのＣｒ下層上の４０ｎｍ厚さＣｏＣｒＰｔ膜のＸ線回折スペクトルを示す；図７は、２５０℃で予熱した平滑ガラス基体上の種々の厚さのＣｒＭｎ下層上の４０ｎｍ厚さＣｏＣｒＰｔ膜のＸ線回折スペクトルを示す；図８は、未加熱平滑ガラス基体上に調製されたＭｇＯ種層上のＣｏＣｒＰｔ（４０ｎｍ）／ＣｒＭｎ（１００ｎｍ）膜のＸ線回折を示す；図９は、２５０℃で平滑ガラス基体上に付着させた１００ｎｍ厚さＣｒ膜のＴＥＭ鮮明場顕微鏡写真を示す；図１０は、２５０℃で平滑ガラス基体上に付着させた１００ｎｍ厚さＣｒＭｎ膜のＴＥＭ鮮明場顕微鏡写真を示す；図１１は、２５０℃で予熱した平滑ガラス基体上の２０ｎｍ厚さＣｒＭｎおよびＣｒ下層上の種々の厚さのＣｏＣｒＴａ膜の平面内保磁力を示す；図１２は、２５０℃で予熱した平滑ガラス基体上の種々の厚さのＣｒＭｎおよびＣｒ下層上の１５ｎｍ厚さＣｏＣｒＴａ膜の平面内保磁力を示す；そして図１３は、種々の厚さのＣｒおよびＣｒＭｎ−１１（Ｍｎ１１％）下層上の４０ｎｍ厚さＣｏＣｒＰｔ膜の平面内保磁力の比較を示す。発明の詳細な説明本発明の記録媒体は、ディスクドライブ（図示せず）に取り込まれた剛性磁気ディスクなどの回転、並進、もしくは静置データ貯蔵装置に具体化できる。典型的には、ディスクドライブには、ディスク表面上でヘッドを移動させるために使用されるサスペンションアセンブリー中の可動腕上に支持される、磁気変換ヘッドもしくはスライダーが含まれる。変換ヘッドは、通常の操作の間、ディスク表面に対して密に間隔をとった平行な関係に維持される。ヘッドとディスクとの間の典型的な間隔は、１０μｉｎ以下である。その関連の開示が本明細書に取り込まれるＭｅｅ，Ｃ．Ｄ．およびＤａｎｉｅｌ，Ｅ．Ｄ.、ＭＡＧＮＥＴＩＣＲＥＣＯＲＤＩＮＧ、第Ｉ〜ＩＩＩ巻(ＭｃＧｒａｗ−Ｈｉｌｌ、１９８７年発行) ；Ｆ．Ｊｏｒｇｅｎｓｏｎ、ＴｈｅＣｏｍｐｌｅｔｅＨａｎｄｂｏｏｋｏｆＭａｇｎｅｔｉｃＲｅｃｏｒｄｉｎｇ、第１６章(第３版、１９８８年)、および米国特許第５，０６２，０２１号を参照。本発明の磁気記録媒体は、既知のフレキシブル基体を使用するフレキシブル磁気ディスク、フロッピーディスク、もしくはテープとともに使用できる。図１（ａ）を参照すると、本発明の磁気記録媒体１０は、基体１２、Ｍｎ含有層１４および磁気層１６を含んでなる。さらに、図１（ｂ）に示されるように、種層１８を、下層２０同様、基体１２に配置できる。中間層２２も、Ｍｎ含有層１４および磁気層１６との間に配置できる。磁気層１６を、上層２４を用いて、ついで保護被膜２６および有機潤滑剤２８で被覆できる。図１（ｃ）に示される別の実施態様において、第一磁気層および第二磁気層、１６'および１６"、があり、第一磁気層１６'と第二磁気層１６"との間には１つ以上の内層３０が配置される。好ましい実施態様において、Ｍｎ含有層１４は、ゼロ磁気モーメントを有し、ＣｏもしくはＣｏ合金磁気層１６と接触する。しかし、Ｍｎ含有層を、その中間層としての使用の他に、あるいはその代わりに、種層、下層、内層もしくは上層として媒体１０中に含むことができることを理解すべきである。高保磁力は、Ｍｎ含有層１４と磁気層１６との間に中間層２２を取り込む実施態様に対して、Ｍｎ含有層１４および磁気層１６が接触しているときに、結果として得られる媒体１０に得られている。効果的な量のＭｎが、磁気層１６にエピタキシアル結晶構造を生成するのに十分な厚さのＭｎ含有層を製造するために、かつ所望の磁気特性を有する磁気媒体１０を生じる磁気層１６の微結晶の粒界に拡散するに十分な量のＭｎを与えるために、使用される。例えば、保磁力が、Ｍｎ含有層不在で製造されたものにまさるか、あるいは先行技術のものに匹敵もしくはまさることが望ましい。ＣｒＭｎ合金をＭｎ含有層として用いる現在の実施態様において、所望の磁気特性は、ＣｒＭｎ層が好ましくは少なくとも３ｎｍ厚さ、もっとも好ましくは１０ｎｍ厚さより大きいときに達成できる。熟練した技術者は、本明細書に与えられた教示に基づいて、３ｎｍよりも薄いＭｎ含有層も所望の磁気特性を作り出すのに有効であることを理解されよう。しかし、強化された磁気特性が観察されない磁気媒体構造に添加できる、最低限Ｍｎ有効量があり得る。室温でのＭｎ含有層のスパッター付着は、Ｍｎ含有層の代わりにＣｒ層を用いる磁気媒体に匹敵する磁気特性を有する磁気媒体を提供する。室温工程で、純Ｃｒの代わりにＣｒＭｎを使用する動機は、ＭｎがＣｒよりも安価なことである。Ｃｒターゲットのほとんどが粉末冶金法で製造されるので、粉末圧縮ＣｒＭｎターゲットは、Ｃｒターゲットよりも安価であろう。好ましい実施態様において、Ｍｎ含有層１４および磁気層１６は、２５０℃などの高温に予熱された基体１２にスパッター付着される。Ｍｎ含有層１４を含む結果として得られる媒体１０は、基体１２を予熱せずに製造した媒体１０よりも高い保磁力を有する。磁気層１６を付着させるために選ばれる高温は、付着速度の機能であり、加熱は、磁気層１６の製造中もしくは後で実施できることが予想される。例えば、商業的付着速度は、実質的に高く、したがって、低付着速度で観察される増大した磁気特性を達成するためには、温度を２５０℃より高くすることが必要かもしれない。付着温度を上げることによる保磁力の増大は、ＭｎのＣｒＭｎ磁気層界面を超える増大した拡散から生じ得る。適宜の加工時間と温度で、物質の好ましい拡散は、結晶粒のバルクとは反対の粒界に対してである。ＤａｖｉｄＡ．ＰｏｒｔｅｒおよびＫｅｎｎｅｔｈＥ．Ｅａｓｔｅｒｉｎｇ著“ＰｈａｓｅＴｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｓｉｎＭｅｔａｌｓａｎｄＡ１ｌｏｙｓ”、発行者：ＶａｎＮｏｓｔｒａｎｄＲｅｉｈｏｌｄＣｏｍｐａｎｙ、９８〜１０２ページ；ならびにＲ．Ｗ．ＣａｈｎおよびＰ．Ｈａａｓｅｎ編“ＰｈｙｓｉｃａｌＭｅｔａｌｌｕｒｇｙ，Ｐａｒｔ１”、発行者：Ｎｏｒｔｈ−ＨｏｌｌａｎＰｈｙｓｉｃｓＰｕｂｌｉｓｈｉｎｇを参照。他の合金元素の中間層拡散は、さらにその内容がすべて本明細書に取り込まれる“ＩｎｔｅｒｄｉｆｆｕｓｉｏｎａｎｄＧｒａｉｎＩｓｏｌａｔｉｏｎｉｎＣｏ／ＣｒＴｈｉｎＦｉｌｍｓ”、Ｙ．Ｃ．Ｆｅｎｇ、Ｄ．Ｅ．ＬａｕｇｈｌｉｎおよびＤ．Ｎ．Ｌａｍｂｅｔｈ、ＩＥＥＥＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｎＭａｇｎｅｔｉｃｓ、第３０巻、第６号、（１９９４年１１月）に記載される。当業者なら、Ｃｏ合金に加えてＭｎ含有層が媒体１０に配置される温度が、一連の磁気特性を有する媒体を製造するために可変であることを理解されよう。事実、上記Ｆｅｎｇの引例で討議したように、当業者は、遅い焼鈍もしくは速い熱焼鈍（ＲＴＡ）などの熱後処理は、Ｍｎ含有層からＣｏ合金磁気層の粒界へのＭｎ拡散を促進するために使用できることを理解されよう。本発明の固溶体Ｍｎ合金は、好ましくはＶＭｎ、ＴｉＭｎ、ＭｎＺｎ、ＣｒＭｎＭｏ、ＣｒＭｎＷ、ＣｒＭｎＶもしくはＣｒＭｎＴｉで、もっとも好ましくはＣｒに溶解されたＭｎの置換固溶体ＣｒＭｎ合金である。図２ａに示されるように、バルクＣｒは、大量のＭｎを溶解して置換固溶体を生成できる。ＭｎのＣｒへの溶解度は、図２ａに基づいて、室温で２５％よりも大きいと見積もられる。好ましくは、ＣｒＭｎ合金は、現在好まれる媒体調製法を用いて製造される組成物では、少なくとも１０％のＭｎ、もっとも好ましくは、少なくとも２０％のＭｎを含む。図２ａ〜２ｅに示される二成分合金に関する多くの特定の相転移温度の説明を含む状態図は、“ＢｉｎａｒｙＡｌｌｏｙＰｈａｓｅＤｉａｇｒａｍｓ”、第２版プラス最新情報、ＡＳＭＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ（１９９６）に見出され、その該当部分は本明細書に取り込まれる。Ｍｎ（０．０１２２４ｎｍ³／原子）の原子容は、Ｃｒ（０．０１２００ｎｍ³ ／原子）のそれよりほんのわずか大きいにすぎないので、Ｃｒの格子パラメーターは、実質的に２５％ＭｎＣｒＭｎ合金については変化しない。これは、バナジウムがＣｒに添加されて、磁気層の格子定数によりよく合うようにＣｒ層の格子定数を変化させるＣｒＶなどの他のＣｒ合金とは異なる。同様に、図２ｂは、置換量のＭｎは、固溶体中にＶとともに置かれ得ることを示す。同様に、ＶおよびＭｎの両方もＣｒと結合できる。Ｖの原子格子サイズはＣｒのそれより大きいので、それはＣｏ合金のエピタキシアル成長に格子整合をするために、かつそれを誘発するために固溶体原子間隔を調整するために使用できる。同様に、図２ｃは、限定量のＭｎが、Ｍｏとともに置換固溶体中に置くことができることを示す。Ｍｏ（３．１４Å）の原予格子間隔は、Ｃｒ（２．２８Å）に比較して大きいが、限定量のＭｏは、ＣｒＭｎの固溶体に置かれてＣｒＭｎＭｏ合金を形成できる。図２ｄは、ＴｉＭｎの状態図を示す。高温で、置換量のＭｎは、β−Ｔｉ（ｂｃｃ）とともに固溶体中に置くことができる。中間層としてのこの結晶構造の形成は、磁気層のエピタキシアル成長を促進するために選ばれた下層上でエピタキシアル成長したときは、低温でも好都合である。同様に、限定量のＴｉは、固溶体原子格子間隔を調整するために、ＣｒＭｎ中に置くことができる。Ｍｎ含有層は、磁気層のエピタキシアル成長のための型板を与えるか、もしくは下層により形成された型板を伝搬することにより、磁気層のエピタキシアル成長を与えることができる。好ましい実施態様において、磁気Ｃｏ合金のエピタキシアル成長のための型板を与え、かつＣｏ合金磁気層の粒界への拡散のためのＭｎ源を与える固溶体Ｍｎ合金が、Ｍｎ含有層１４として使用される。当業者は、Ｍｎ含有層で使用されるＭｎの最適パーセントは、ある程度、Ｍｎ含有層を調製するために使用される、温度および付着速度を含む方法にかかっていることを理解すべきである。Ｍｎ含有層が内層として使用されるときは、下層(単数または複数)はＭｎを含んでも含まなくてもよい。下層が磁気層のエピタキシアル結晶性成長のための型板を与えるために選ばれたら、Ｍｎ含有中間層が、下層により形成された磁気層のエピタキシアル成長のための型板を伝搬することが必要である。好ましい実施態様において、基体１２は、ガラス、シリコンもしくはＮｉＰで被覆されたアルミニウム合金などの非磁気物質から形成されている。ガラスセラミック、セラミックもしくはＳｉＣなどの代わりのハードディスク基体も使用できる。縦媒体に関して、磁気層１６、１６'および１６"は、そのような磁気層の平面に実質的に平行なその縦磁気容易軸とともに付着される。縦媒体の磁気層１６は、好ましくはＣｏもしくはＣｏＣｒ、ＣｏＳｍ、ＣｏＰｒ、ＣｏＰ、ＣｏＮｉ、ＣｏＰｔ、ＣｏＮｉＣｒ、ＣｏＮｉＺｒ、ＣｏＰｔＮｉ、ＣｏＣｒＴａ、ＣｏＣｒＰｔ、ＣｏＣｒＰ、ＣｏＣｒＴａＳｉ、ＣｏＣｒＰｔＳｉ、ＣｏＣｒＰｔＢ、ＣｏＣｒＰｔＴａ、ＣｏＣｒＰｔＴａＢ、ＣｏＣｒＰｔＴａＮｂなどのＣｏ合金膜、あるいは他の既知のＣｏ合金磁気膜で、それぞれは約２．５〜６０ｎｍ（２５〜６００Å）厚さである。種層１８は、Ｃｒ、Ｃｒ合金もしくは（００２）集合組織を有するＢ１規則結晶性構造であり得る。種層１８を用いる実施態様の好ましい種層は、（００２）集合組織を有するＣｒもしくはＭｇＯの薄膜である。多結晶ＭｇＯは、その内容がすべて本明細書に取り込まれる米国特許出願第０８／５５３，８９３号に記載されるように、基体１２にＭｇＯをスパッター付着させることにより、この集合組織を有して製造できる。種層は、５０ｎｍ厚さまで、好ましくは２０ｎｍ厚さまで、実質的に連続した層を形成する。好ましい実施態様において、種層は、約１．０ｎｍ〜５０ｎｍ（１０〜５００Å）厚さであり、好ましくは約１．０ｎｍ〜２０ｎｍ（１０〜２００Å）厚さであり、もっとも好ましくは約２．５ｎｍ〜２０ｎｍ（２５〜１００Å）厚さであり、もっとも好ましくは約２．５ｎｍ〜１０ｎｍ（２５〜１００Å）厚さである。下層２０は、一般に磁気層１６のエピタキシアル成長を生成するのに適する物質を含んでなる。磁気層１６のエピタキシアル成長は、結晶構造および好ましくは磁気層の原子間隔に匹敵する原子間隔、もしくは磁気層の多重原子間隔を有する下層２０を用いて促進される。例えば、物質を、磁気層の整数（ｍ）原子間隔に匹敵する整数（ｎ）原子間隔を有する下層のために選ぶことができる(ここでは、ｍおよびｎは、一般に１〜５の範囲である)。磁気層１６のエピタキシアル成長を誘発するのに適するＡ２およびＢ２規則結晶構造ならびに格子定数を有する物質が、本発明で使用できる。適切な物質には、ＣｒおよびＣｒＶ、ＣｒＴｉ、ＣｒＭｏおよびＣｒＷなどのＡ２構造を有するＣｒ合金、ならびにＮｉＡｌおよびＦｅＡｌなどのＢ２規則構造物質が含まれる。Ｂ２規則構造、ならびにＮｉＡｌ(ａ＝０．２８８７ｎｍ)、ＦｅＡｌ（ａ＝０．２９１ｎｍ）およびＣｒ（ａ＝０．２８８４ｎｍ）のそれに匹敵する格子定数を有する他の相も、本発明の下層には立派な候補者とみなされる。物質は、ＡｌＣｏ(ａ＝０．２８６ｎｍ)、ＦｅＴｉ(ａ＝０．２９８ｎｍ)、ＣｏＦｅ(ａ＝０．２８５ｎｍ)、ＣｏＴｉ(ａ＝０．２９９ｎｍ)、ＣｏＨｆ(ａ＝０．３１６ｎｍ )、ＣｏＺｒ(ａ＝０．３１９ｎｍ)、ＮｉＴｉ(ａ＝０．３０１ｎｍ)、ＣｕＢｅ( ａ＝０．２７０ｎｍ)、ＣｕＺｎ(ａ＝０．２９５ｎｍ)、ＡｌＭｎ(ａ＝０．２９７ｎｍ)、ＡｌＲｅ(ａ＝０．２８８ｎｍ)、ＡｇＭｇ(ａ＝０．３２８ｎｍ)およびＡｌ₂ＦｅＭｎ₂（ａ＝０．２９６ｎｍ）である。下層１４は、好ましくは約１０〜２００ｎｍ（１００〜２０００Å）厚さのＣｒもしくはＮｉＡｌである。下層２０は、また前記リスト内の異なる物質の２つ以上の層を含んでなることも可能である。ＮｉＡｌの第一層およびＣｒ、Ｃｒ合金、ＦｅＡｌ、ＡｌＣｏ、ＦｅＴｉ、ＣｏＦｅ、ＣｏＴｉ、ＣｏＨｆ、ＣｏＺｒ、ＮｉＴｉ、ＣｕＢｅ、ＣｕＺｎ、ＡｌＭｎ、ＡｌＲｅ、ＡｇＭｇもしくはＡｌ₂ＦｅＭｎ₂の第二層を有する多層が使用できると、信じられている。種々の物質の組合せが、多層を製造するために使用でき、そこでは各層が、前記下層物質の１つである。中間層２２および内層３０は、下層２０に使用される物質の同じ群から選ばれる物質を含んでなることができる。現在の好ましい実施態様において、中間層２２は使用されず、ＣｒＭｎ層１４が磁気層１６と接触している。また、たった１つの磁気層１６が使用され、したがって、現在の実施態様においては、内層３０は使用されない。上層２４を、磁気層１６もしくは１６"と隣接させて、好ましくは接触させて、与えることができる。上層２４は、好ましくは１〜１０ｎｍ（１０〜１００Å ）厚さであり、Ｗ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｙ、Ｐｔ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｍｎ合金もしくはこれらの組合せから作ることができる。図１（ｂ）および（ｃ）に示されるように、保護被膜２６を、上層２４が磁気層１６もしくは１６"と保護被膜２６との間に配置されるように、上層２４の外側に与えることができる。保護被膜２６は、機械的磨耗層を与え、２．５〜３０ｎｍ（２５〜３００Å）厚さである。それは、好ましくはセラミック物質あるいはＳｉＯ₂、ＳｉＣ、ＣＨｘもしくはＣＮ_x(ここではｘ＜１)、ＺｒＯ₂もしくはＣなどのダイヤモンド状炭素から作られる。有機潤滑剤２８を、保護被膜２６の上に配置することができる。潤滑剤２８は１〜１０ｎｍ（１０〜１００Å）厚さで、好ましくはフルオロクロロカーボンもしくはペルフルオロエーテルである。例にはＣＣｌ₂ＦＣＣｌＦ₂、ＣＦ₃ （ＣＦ₂）₄ＣＦ₃、ＣＦ₃（ＣＦ₂）₅ＣＦ₃、ＣＦ₃（ＣＦ₂）₁₀ＣＦ₃、およびＣＦ₃（ＣＦ₂）₁₆ＣＦ₃が含まれる。ＣｒＭｎ合金層を取り込む多くの磁気膜を評価するために、試験が実施された。すべての膜が、無線周波（ＲＦ）ダイオードスパッタリングにより調製されたが、ＲＦもしくは直流（ＤＣ）マグネトロンスパッタリングによっても容易に調製できたであろう。次に、多層膜を、室を換気せずに付着させた。ＲＦダイオード付着工程の典型的な条件は、スパッタリングが５ｘ１０^-7Ｔｏｒｒ以上、かつアルゴンガスのスパッタリング圧が１０ｍＴｏｒｒになる前の基本圧だった。スパッタリングは、１００ワット（２．３Ｗ／ｃｍ²）の固定ＡＣ力で実施された。他に記載がない限り、平滑（非組織化）Ｃｏｒｎｉｎｇ７５００、ガラス、Ｎｉｐ−アルミニウム、酸化（１１１）Ｓｉ基体が、すべての膜を調製するために使用された。基体を、アセトン、２−プロパノールおよび脱イオン水の３つの分かれた超音波浴のそれぞれで、２回洗浄した。ＣｏＣｏＰｔターゲットは、結合Ｐｔチップを有するＣｏＣｒ合金ターゲットであり、ＣｒＭｎターゲットは、結合Ｍｎチップを有する純Ｃｒターゲットだった。Ｃｒターゲットは、９９％純だった。ＣｏＣｒＰｔ膜を、−１００Ｖ基体バイアスでスパッターし、Ｃｏ合金膜の誘導カップリングプラズマ（ＩＣＰ）分析は、７８．５％Ｃｏおよび１２．５％Ｐｔの組成物を示した。すべての他の膜を、基体バイヤスなしでスパッターした。基体加熱は、基体が位置するプラットホームを加熱することにより適用された。付着は、基体およびプラットホームの温度が約６０分以内で平衡に達した後に、なされた。典型的な付着速度は、ＣｏＣｒＰｔが１３．３ｎｍ／分；Ｃｒが１３ｎｍ／分；ＣｒＭｎが１０ｎｍ／分；ＭｇＯが４ｎｍ／分だった。ＴｅｎｃｏｒＡｌｐｈａＳｔｅｐＰｒｏｆｉｌｏｍｅｔｅｒを使用して膜厚を測定し、薄膜付着速度を測定した。膜の微細構造は、伝送電子鏡検法(ＴＥＭ)、原子力鏡検法(ＡＥＭ)、およびＣｕＫα照射での対称Ｘ線回折測定θ−２θスキャンにより研究した。ＴＥＭ試験片を、機械的ラッピング、ディンプリング、ついでイオン混練により調製した。薄膜の平面内嵩磁気特性を、試料磁気測定器を振動させて( ＶＳＭ)、９ｍｍｘ９ｍｍの正方形の試験片上で測定した。磁化を飽和させるに十分大きい１０ＫＯｅまでの磁場を、薄膜内に当てた。結合Ｍｎチップを有する純Ｃｒターゲットを使用して、ＣｒＭｎ膜をスパッター付着させた。ＩＣＰ分光分析法により測定したＣｒＭｎ薄膜の組成は、ＴＥＭを用いて２２％Ｍｎとわかった。基体上のスパッターＣｒＭｎ膜のＸ線回折θ− ２θスキャンは、それが純Ｃｒ膜とほとんど同じ格子定数を有することを示した。図３は、約４ミクロン厚さのＣｒＭｎ膜のＸ線θ−２θスキャンを示す。図３のＸ線スキャンから計算した格子定数は、約０．２８８ｎｍで、基本的に純Ｃｒ（０．２８８４ｎｍ）の格子定数と同等である。別の一連の試験において、ＣｒおよびＣｒＭｎ下層上のＣｏＣｒＰｔの薄膜が、室温（ＲＴ）で基体上に付着された。Ｘ線回折測定研究が実施され、それによりＣｒおよびＣｒＭｎ下層に付着されたＣｏＣｒＰｔ膜の薄膜集合組織には、実質的になんら相違がないことが示された。膜の平面内磁気特性を、比較した。図４に示されるように、ＣｏＣｒＰｔ／ＣｒＭｎ膜は、ＶＳＭを用いて測定して、実験誤差内で全膜厚についてＣｏＣｒＰｔ／Ｃｒ膜に等しい保磁力値を有していた。実験誤差内で、Ｓ^*およびＭ_rｔなどの他のＶＳＭ測定特性の相違も、無視し得るものだった。追加実験が実施され、そこではＣｒもしくはＣｒＭｎ下層を有するＣｏＣｒＰｔ膜が、スパッタリング前に２５０℃に予熱された基体にスパッター付着された。図５は、固定厚（４０ｎｍ）ＣｏＣｒＰｔ膜の下層厚に対する平面内保磁力Ｈ_cのプロットである。種々の厚さのＣｒＭｎおよびＣｒ下層上の４０ｎｍ厚ＣｏＣｒＰｔ膜の平面内磁気特性は、表１および２にそれぞれ示され、そこではｔは、磁気層の厚さである。ＣｏＣｒＰｔ／ＣｒＭｎ膜の保磁力は、すべてＣｏＣｒＰｔ／Ｃｒ膜のそれよりも高く、下層厚さが増加すると、差が増加する。４２８０Ｏｅの保磁力を、５０ｎｍ厚ＣｒＭｎ下層上のＣｏＣｒＰｔについて測定したが、それは類似のＣｏＣｒＰｔ／Ｃｒ膜について測定した３２０２Ｏｅよりも実質的に高い。たった３ｎｍ厚さのＣｒＭｎ下層が、ＣｏＣｒＰｔがＣｒ下層で得られた最高値よりも高い３６９０Ｏｅの保磁力に達するのに必要である。一般に高いＨ_c値の他に、やや高いＳ^*およびＭ_r／Ｍ、値ならびに低いＭ_rｔ値は、ＣｏＣｒＰｔ／Ｃｒ膜よりもＣｏＣｒＰｔ／ＣｒＭｎ膜に観察される。表１および２から選ばれる２、３の膜の結晶集合組織を比較した。図６および７は、１０、２０、５０および１００ｎｍのＣｒおよびＣｒＭｎ下層上の４０ｎｍのＣｏＣｒＰｔ膜のＸ線回折スキャンを示す。基体加熱は、膜が増粘すると、ＣｒおよびＣｒＭｎ膜の両方に（００２）集合組織を誘発し、それが今度は、（１１２０）ＣｏＣｒＰｔ集合組織のエピタキシアル成長を誘発する。ＣｒＭｎ下層上のＣｏＣｒＰｔ膜の高保磁力は、ある程度、膜の強い（１１２０）集合組織に起因する。しかし、図７における薄いＣｒＭｎ下層上のＣｏＣｒＰｔ膜は、強い（１１２０）ピークを有さないが、ＣｏＣｒＰｔ／Ｃｒ膜よりも有意に高い保磁力を有する。ＣｒＭｎ膜に強い（００２）集合組織を得るもう１つの方法は、ＭｇＯ種層を用いることによる。ＣｏＣｒＰｔ（４０ｎｍ）／ＣｒＭｎ（１００ｎｍ）膜を、室温で、故意の加熱なしで、ガラス基体上の１２ｎｍ厚さのＭｇＯ種層の上に付着させ、強い（００２）集合組織化ＣｒＭｎ下層がＣｏＣｒＰｔ膜の保磁力を高めるか調べた。図８は、ガラス基体上のＣｏＣｒＰｔ（４０ｎｍ）／ＣｒＭｎ（１００ｎｍ）／ＭｇＯ（１２ｎｍ）膜のＸ線回折スキャン、および該当する保磁力を示す。図８に見られるように、強い（１１２０）ＣｏＣｒＰｔピークが２５０℃で付着させた匹敵する膜のようには観察されなかったが、はるかに強い（００２）集合組織化ＣｒＭｎ下層が、種層を用いて得られた。膜の保磁力２８８４Ｏｅは、室温で付着させたＣｒＭｎもしくはＣｒ下層の保磁力よりも実質的に大きい。ＣｏＣｒＰｔ／ＣｒＭｎ／ＭｇＯ膜は強い（００２）集合組織を有したが、膜の保磁力は、種層なしで、２５０℃で予熱された基体に付着されたＣｏＣｒＰｔ／ＣｒＭｎ膜のすべてよりも小さかった。磁気特性における相対的向上は、ＣｒＭｎ合金下層が使用されるときは、集合組織および温度の両方が、高保磁力および他の磁気特性を有する膜を製造するために別々に制御できる重要な変数であることを示す。ＣｒＭｎおよびCｒ下層を有する膜の磁気特性に対する中間層の影響を調べるために、追加の試験が実施された。膜を、ＣｒおよびCｒＭｎの薄い（２．５ｎｍ）層を、基体を２５０℃で予熱して、磁気層とＣｏＣｒＰｔ／ＣｒＭｎおよびＣｏＣｒＰｔ／Ｃｒそれぞれとの間に挿入して製造した。表３に示されるように、ＣｏＣｒＰｔ／ＣｒＭｎ膜の保磁力は、Ｃｒ層の挿入のために４３１５Ｏｅから３８９９Ｏｅに減少し、他方ＣｏＣｒＰｔ／Ｃｒ膜の保磁力は、ＣｒＭｎ層の挿入のために２９６１Ｏｅから３３９３Ｏｅに高められた。磁気層とＣｒＭｎ下層との間へのＣｒ中間層の導入は、ＣｒＭｎ下層だけの膜に比べて、保磁力に増大をもたらした。しかし、ＣｒＭｎ下層およびＣｒ中間層を有する膜は、下層としてＣｒのみを使用する膜よりも実質的に高い保磁力を有していた。これに対し、Ｃｒ下層とともに中間層としてのＣｒＭｎの使用は、Ｃｒ下層のみ有する膜に比べて、保磁力を増大させた。これらの結果から、Ｍｎ含有層は、下層、中間層、および、造り出される特別な膜および膜の所望の磁気特性により、たぶん内層もしくは保護被膜として、有効に配備できることが理解されよう。付着されたＣｒおよびＣｒＭｎ中間層が薄かったので、ＣｏＣｒＰｔ／ＣｒＭｎおよびＣｏＣｒＰｔ／Ｃｒ膜の結晶構造および格予定数は、中間層によりかなり変えるべきではなかった。したがって、媒体における磁気特性変化は、実質的に磁気層と接触している界面層の組成の変化にもっとも起因すると思われる。さらに、同じ膜が、異なる温度で付着されると、膜の集合組織には実質的な変化はないようだが、異なる磁気特性を示すことが上で注目された。磁気特性における観察された変化は、膜における元素の内層拡散が、磁気層界面で起こっていることを示す。これに関し、当業者は、非常に薄い非Ｍｎ含有層が、Ｍｎ含有層と磁気層との間に配置されて拡散調節バリヤー層として働き、Ｍｎ含有層からのＭｎの磁気層粒界への拡散速度を限定および制御することを認めるだろう。図２ｅは、ＣｏとＭｎとの間の二元状態図を示す。ＨＣＰＣｏＭｎ（ε−Ｃｏ）の相対的に小さな領域、およびＭｎ含量に関するＨＣＰＣｏＭｎとＦＣＣＣｏＭｎ（α−Ｃｏ）との間の相境界の負のスロープは、温度およびＭｎ濃度が増大すると、拡散Ｍｎの大きな画分が、エピタキシアル成長ＨＣＰＣｏ合金粒子の粒界に留まることを欲するという概念を支持する。一般に、層間拡散は、高温および少拡散長で増大し、低温および大拡散長で減少する。磁気特性における変化は、実質的にＣｏＣｒＰｔ層と接触している層からのＭｎが、粒界もしくはＣｏ合金層の粒子に拡散していることを暗示する。磁気層へのＭｎ拡散は、膜の保磁力における増大を生じるＣｏ合金粒子をさらに分離する働きをし得る。これに対し、現在まで観察された変化は、下層から磁気層へのＣｒの層間拡散が、膜の磁気特性を強く制御しているとは暗示していない。上記結果に基づいて、磁気特性における類似の改善が、Ｍｎが直接磁気層に取り込まれても生み出されるものか調べるために、試験が実施された。膜を、約５％のＭｎを含むＣｏＣｒＰｔ磁気下層をＣｒ下層にスパッター付着させることにより、製造した。スパッタリングは、ＭｎチップをＣｏＣｒＰｔターゲットに添加することにより、実施した。結果として得られる膜の保磁力は、加熱（２５０ ℃）平滑ガラス基体の上にスパッターされたＣｏＣｒＰｔＭｎ／Ｃｒ膜については、約５０％減少し、他方保磁力は、未加熱ガラス基体の上に付着された膜については、約１５％落ちた。ＣｏＣｒＰｔＭｎ／Ｃｒ膜とＣｏＣｒＰｔ／ＣｒＭｎ膜との間の相違は、２つの膜におけるＭｎの変化する分布ゆえに予想されるだろう。例えば、Ｍｎは、２２％ＭｎのＣｒＭｎ層からＣｏＣｒＰｔ層へよりも、５％ＭｎのＣｏＣｒＰｔＭｎ層からＣｒ層への拡散のときに、実質的に異なる拡散特性を有しているように思われる。膜におけるＭｎの相対的立体分布が異なるので、結果として得られる膜の磁気特性は、異なると予想される。Ｍｎの層間拡散が、磁気層における粒子をさらに分離し、かつ整列させる働きをする層の界面構造に均質化効果を与えていることもあり得る。予熱基体にスパッターされたＣｒＭｎおよびＣｒ膜の微細構造を、ＴＥＭを用いて比較した。図８および９は、２５０℃で予熱した平滑ガラス基体上にそれぞれ付着させた１００ｎｍ厚さのＣｒおよびCｒＭｎ膜のＴＥＭ鮮明場顕微鏡写真である。膜は両方とも、約５０ｎｍよりも大きい類似平均サイズを有する粒子を示す。ＣｒＭｎ膜は、Ｃｒ膜よりもやや明確な結晶粒を有する。ＣｏＣｒＴａ合金も、普通磁気媒体に使用される。したがって、Ｍｎ含有層のＣｏ合金への一般的な適用性を評価するために、追加試験が実施された。ＣｒＭｎ下層上の一連のＣｏＣｒ₁₂Ｔａ₂膜を、研究した。前記ＣｏＣｒＰｔ膜からの経験により、全ＣｏＣｒＴａ／ＣｒＭｎ膜を、２５０℃で予熱した基体上にスパッター付着させた。図１１は、種々の厚さのＣｏＣｒＴａ膜の、固定厚さ（２０ｎｍ）のＣｒおよびＣｒＭｎ下層への平面内保磁力のプロットを示す。ＣｏＣｒＰｔ／ＣｒＭｎ膜における場合と類似のＨ_cの改善が、少ない程度ではあるが、観察された。ＣｒＭｎ下層上のＣｏＣｒＴａ膜の保磁力は、Ｃｒ下層上のＣｏＣｒＴａ膜のそれよりも常に高かった。最大の保磁力の改善が、ＣｒＭｎ下層上の約１０ｎｍ厚さのＣｏＣｒＴａ磁気層で観察された。図１２は、予熱した平滑ガラス基体上にスパッター付着させた種々の厚さのＣｒおよびＣｒＭｎ下層上の１５ｎｍ厚さＣｏＣｒＴａ膜を比較している。再び、高保磁力が、Ｃｒ下層を有する膜よりもＣｒＭｎ下層を有する膜に発見された。保磁力の改善は、下層厚さが増大すると、増大する。例えば、ＣｏＣｒＴａ（４０ｎｍ）／ＣｒＭｎ（２０ｎｍ）膜の保磁力は、類似のＣｏＣｒＴａ／Ｃｒ膜のそれより約７００Ｏｅ高い。ＣｒＭｎ下層のＭｎ含量も変化させて、その組成的効果を調べた。Ｃｒターゲット上のＭｎチップを調整して、ＣｒＭｎ−１１と表示される、約１１％Ｍｎの概算組成を有するスパッター膜を製造した。一連のＣｏＣｒＰｔ／ＣｒＭｎ−１１膜を、２５０℃に予熱した平滑ガラス基体上に付着させた。ＣｏＣｒＰｔ膜保磁力対ＣｒＭｎ−１１下層厚さを、Ｃｒ下層上の類似の膜と比較して図１３にプロットする。ＣｒＭｎ−１１下層を有する膜は、すべてＣｒ下層を有する膜よりも高い保磁力を有していることがわかった。下層の厚さが１０ｎｍよりも高いと、ＣｏＣｒＰｔ／ＣｒＭｎ−１１膜の保磁力は、ＣｏＣｒＰｔ／Ｃｒ膜のそれより５００Ｏｅ高い。膜の保磁力における増大は、約２２％のＭｎを有するＣｏＣｒＰｔ／ＣｒＭｎ膜よりも、ＣｏＣｒＰｔ／ＣｒＭｎ−１１膜の方が少ない。ＣｒＭｎ−２８と表示される、約２８％Ｍｎ含量を有する別のスパッター付着ＣｒＭｎ膜を調製した。ＣｒＭｎ−２８下層を有するすべての膜が、相当するＣｏＣｒＰｔ／Ｃｒ、ＣｏＣｒＰｔ／ＣｒＭｎおよびCｏＣｒＰｔ／ＣｒＭｎ−１１膜よりも低い保磁力を示した。２５０℃に予熱した平滑ガラス基体上に付着させたＣｏＣｒＰｔ（４０ｎｍ）／ＣｒＭｎ−２８（５０ｎｍ）膜の保磁力は、２６５０Ｏｅとわかったが、それは類似のＣｏＣｒＰｔ／ＣｒＭｎ膜（４２８０Ｏｅの保磁力を有する）のそれより３８％低い。ガラス基体上の厚いＣｒＭｎ −２８膜のＸ線回折θ−２θスキャンは、２θ＝３９．１８°で生じる超ピークを示した。単一の回折ピークは、相を完全に同定するに十分な情報を提供できないが、このピークは、状態図に基づく体心正方晶α"相の（００２）回折ピークであり得る。この第二相の外観は、Ｃｏ合金のエピタキシーを低下させるように見える。当業者は、多くの改良および変形が、本発明の範囲から逸脱することなしで、本発明の方法および装置の具体的な態様に対してなされ得ることを理解されよう。そのような改良および変形は、前記明細書および下記特許請求の範囲に包含されることが意図されている。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ローリン，デーヴィッド・イーアメリカ合衆国ペンシルバニア州15235― 2737，ピッツバーグ，マクネイリー・ブルヴァード 2357

Claims

【特許請求の範囲】１．下記を含んでなる磁気記録媒体：基体；磁気記録層を形成するＣｏもしくはＣｏ合金膜；および前記磁気層にエピタキシアル結晶構造を与えるために、前期基体と前記磁気層との間に配置されるＭｎもしくは固溶体Ｍｎ合金を含んでなるＭｎ含有層。２．前記磁気層が、前記磁気層に実質的に平行に配向された磁気ｃ軸を有する、請求項１に記載の記録媒体。３．前記Ｍｎ含有層が、Ｍｎの拡散を前記磁気層に与えるのに有効な量で配置される、請求項１に記載の記録媒体。４．前記磁気層が、粒界を有する結晶粒を含み；かつ前記Ｍｎ含有層が、Ｍｎの拡散を前記磁気層の粒界に与えるのに有効な量で配置される、請求項３に記載の記録媒体。５．前記固溶体Ｍｎ合金が、ＣｒＭｎ、ＶＭｎ、ＴｉＭｎ、ＭｎＺｎ、ＣｒＭｎＭｏ、ＣｒＭｎＷ、ＣｒＭｎＶおよびＣｒＭｎＴｉからなる群から選ばれる物質を含んでなる、請求項１に記載の記録媒体。６．前記固溶体Ｍｎ合金が、ＣｒＭｎを含んでなる、請求項１に記載の記録媒体。７．前記ＣｒＭｎ合金が、２８％未満のＭｎを含んでなる、請求項６に記載の記録媒体。８．前記ＣｒＭｎ層が、少なくとも３ｎｍの厚さである、請求項６に記載の記録媒体。９．前記ＣｒＭｎ層が、１０〜２５％のＭｎを含んでなる、請求項６に記載の記録媒体。１０．前記ＣｒＭｎ層が、３〜１００ｎｍの厚さである、請求項９に記載の記録媒体。１１．前記Ｍｎ含有層が、少なくとも３ｎｍの厚さである、請求項１に記載の記録媒体。１２．前記磁気層が、ＣｏＣｒＰｔ合金およびＣｏＣｒＴａ合金からなる群から選ばれる物質を含んでなる、請求項１に記載の記録媒体。１３．さらに前記基体上に配置される種層を含んでなる、請求項１に記載の記録媒体。１４．前記種層が、（００２）構造を有するＭｇＯ、ＣｒおよびＣｒＴｉからなる群から選ばれる物質を含んでなる、請求項１３に記載の記録媒体。１５．前記種層が、Ｔｉ、ＴｉＣｒおよびｐｔからなる群から選ばれる物質を含んでなる、請求項１３に記載の記録媒体。１６．前記磁気層にエピタキシアル結晶構造を促進するために、さらに前記基体と選ばれた物質を含んでなる前記Ｍｎ含有層との間に配置される下層を含んでなる、請求項１に記載の記録媒体。１７．前記下層が、Ｃｒ、Ｃｒ合金、ならびにＢ２規則構造およびＣｒに実質的に匹敵する格子定数を有する物質からなる群から選ばれる物質を含んでなる、請求項１６に記載の記録媒体。１８．前記下層が、Ｃｒ、ＣｒＶ、ＣｒＭｏ、ＣｒＷ、ＣｒＴｉ、ＮｉＡｌ、ＡｌＣｏ、ＦｅＡｌ、ＦｅＴｉ、ＣｏＦｅ、ＣｏＴｉ、ＣｏＨｆ、ＣｏＺｒ、ＮｉＴｉ、ＣｕＢｅ、ＣｕＺｎ、ＡｌＭｎ、ＡｌＲｅ、ＡｇＭｇおよびＡｌ₂ＦｅＭｎ₂からなる群から選ばれる物質を含んでなる、請求項１６に記載の記録媒体。１９．前記物質の１種以上を含んでなる複数の下層を含んでなる、請求項１６に記載の記録媒体。２０．前記磁気層にエピタキシアル結晶構造を促進するために、さらに前記基体と選ばれた物質を含んでなる前記Ｍｎ含有層との間に配置される中間層を含んでなる、請求項１に記載の記録媒体。２１．前記中間層が、Ｃｒ、Ｃｒ合金、ならびにＢ２規則構造およびＣｒに実質的に匹敵する格子定数を有する物質からなる群から選ばれる物質を含んでなる、請求項２０に記載の記録媒体。２２．前記中間層が、ｃｒ、ｃｒｖ、ＣｒＭｏ、ＣｒＷ、ＣｒＴｉ、ＮｉＡｌ、ＡｌＣｏ、ＦｅＡｌ、ＦｅＴｉ、ＣｏＦｅ、ＣｏＴｉ、ＣｏＨｆ、ＣｏＺｒ、ＮｉＴｉ、ＣｕＢｅ、ＣｕＺｎ、ＡｌＭｎ、ＡｌＲｅ、ＡｇＭｇおよびＡｌ₂ＦｅＭｎ₂からなる群から選ばれる物質を含んでなる、請求項２０に記載の記録媒体。２３．さらに第二磁気層を含んでなり、前記磁気層が、前記第二磁気層と前記基体との間にある、請求項１に記載の記録媒体。２４．さらに前記磁気層と前記第二磁気層との間に配置されるＭｎ含有内層を含んでなる、請求項２３に記載の記録媒体。２５．下記を含んでなる磁気記録媒体：基体；エピタキシアル結晶構造を有する磁気記録層を形成するＣｏもしくはＣｏ合金膜；および前記磁気層と接触するＭｎもしくはＭｎ合金を含んでなるＭｎ含有層(前記磁気層は、前記基体と前記Ｍｎ含有層との間にある)。２６．下記を含んでなるデータ貯蔵用装置：基体；磁気記録層を形成するＣｏもしくはＣｏ合金膜；前記磁気層にエピタキシアル成長を与えるために、前記磁気層と前記基体との間に配置されるＭｎもしくは固溶体Ｍｎ合金を含んでなるＭｎ含有層；およびデータを前記媒体に記録し、それから読み取るために、前記媒体に密に接近して配置される磁気変換器。２７．前記媒体が、前記磁気層のエピタキシアル成長を促進するために、さらに前記Ｍｎ含有層と前記基体との間に置かれる下層を含んでなる、請求項２６に記載の装置。２８．前記下層が、Ｃｒ、ＣｒＶ、ＣｒＭｏ、ＣｒＷ、ＣｒＴｉ、ＮｉＡｌ、ＡｌＣｏ、ＦｅＡｌ、ＦｅＴｉ、ＣｏＦｅ、ＣｏＴｉ、ＣｏＨｆ、ＣｏＺｒ、ＮｉＴｉ，ＣｕＢｅ、ＣｕＺｎ、ＡｌＭｎ、ＡｌＲｅ、ＡｇＭｇおよびＡｌ₂ＦｅＭｎ₂からなる群から選ばれる物質である、請求項２７に記載の装置。２９．前記Ｍｎ含有層が、ＣｒＭｎ合金を含んでなる、請求項２６に記載の装置。３０．前記媒体が、前記変換器に対して回転できる、請求項２６に記載の装置。３１．前記磁気層が、前記Ｍｎ含有層から成長したエピタキシアル結晶構造を有する、請求項２６に記載の装置。３２．前記記録媒体の前記磁気層が、粒界を有する結晶粒を含み；かつ前記Ｍｎ含有層が、Ｍｎの拡散を前記磁気層の粒界に与えるのに有効な量で配置される、請求項２６に記載の装置。３３．下記を含んでなる、エピタキシアル結晶性ＣｏもしくはＣｏ合金磁気層を記録基体上に生成する方法：ＣｏもしくはＣｏ合金磁気層のエピタキシアル成長を与えるために、Ｍｎもしくは固溶体Ｍｎ合金を含んでなるＭｎ含有層を基体上に配置し；かつ前記Ｍｎ含有層にＣｏもしくはＣｏ合金磁気層を生成する。３４．さらにＭｎ含有層からのＭｎの磁気層への層間拡散を促進する工程を含んでなる、請求項３３に記載の方法。３５．前記促進工程が、Ｍｎ含有層からのＭｎの磁気層への層間拡散を促進するために、Ｍｎ含有層を加熱することを含んでなる、請求項３４に記載の方法。３６．前記加熱工程が、前記磁気層生成工程中に実施される、請求項３５に記載の方法。３７．前記配置工程が、さらにＭｎ含有層上に生成された磁気層にエピタキシアル結晶構造を促進するのに有効な量でＭｎ含有層を配置することを含んでなる、請求項３３に記載の方法。３８．前記配置工程が、さらにＣｒＭｎ合金を含んでなるＭｎ含有層を基体上に配置することを含んでなる、請求項３３に記載の方法。３９．前記配置工程が、さらに少なくとも３ｎｍ厚さのＣｒＭｎ合金層を基体上に配置することを含んでなる、請求項３８に記載の方法。４０．前記生成工程が、さらにＭｎ含有層からのＭｎの磁気層部分への層間拡散を生成するのに十分な温度で磁気層を付着させることを含んでなる、請求項３３に記載の方法。４１．前記付着工程が、さらに磁気層を少なくとも２５０℃の温度でスパッター付着させることを含んでなる、請求項３９に記載の方法。４２．さらにＭｎ含有層と磁気層との間に中間層を置く工程を含んでなる、請求項３３に記載の方法。４３．さらに前記基体上に種層を配置する工程を含んでなる、請求項３３に記載の方法。４４．さらに前記Ｍｎ含有層と前記基体との間に下層を供給する工程を含んでなる、請求項３３に記載の方法。４５．前記供給工程が、Ｃｒ、Ｃｒ合金、ならびにＢ２規則構造およびＣｒに実質的に匹敵する格子定数を有する物質からなる群から選ばれる物質を含んでなる下層を供給することを含んでなる、請求項４４に記載の方法。