JP2002183926A - 磁気記録媒体 - Google Patents

磁気記録媒体

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JP2002183926A
JP2002183926A JP2000374993A JP2000374993A JP2002183926A JP 2002183926 A JP2002183926 A JP 2002183926A JP 2000374993 A JP2000374993 A JP 2000374993A JP 2000374993 A JP2000374993 A JP 2000374993A JP 2002183926 A JP2002183926 A JP 2002183926A
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magnetic
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magnetic layers
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JP2000374993A
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English (en)
Inventor
Yoshifumi Ajishi
善史 安宍
Satoru Ikegami
哲 池上
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 反強磁性結合を利用し、高記録密度でかつ耐
熱揺らぎ性に優れた磁気記録媒体構造を提供することで
ある。 【解決手段】 非磁性基板と、上記基板上に形成される
非磁性金属下地層と、複数の磁性層と、磁性層間に挿入
される非磁性金属からなる少なくとも1つのスペーサ層
と、磁性層を保護するための保護層とを具える長手記録
用の磁気記録媒体において、スペーサ層膜厚が0.5n
m以上1.5nm以下であり、スペーサ層で分離されて
いる複数の磁性層のうち基板から最も離れた単層または
互いに直接接した複数層の磁性層が有する保磁力が他の
磁性層の保磁力よりも大きく、スペーサ層を挟んだ上下
の磁性層が反強磁性結合していることを特徴とする長手
記録用の磁気記録媒体。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、情報処理機器のデ
ータ記録装置に使用される磁気記録媒体に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の磁気記録媒体として、以下のよう
なものが知られている。
【0003】図1にその層構造を示す磁気記録媒体は、
基板と、CrまたはCr合金からなる下地層と、下地層
上に成膜されたCoをベースとした磁性層と、磁性層保
護を目的とした保護層とから成り、それぞれスパッタ
法、CVD法などにより成膜されている。かかる磁気記
録媒体の高記録密度化達成への課題の一つに記録信号読
み出し時の信号対雑音(ノイズ)比(SNR)の向上が
挙げられる。微細な記録ビットを形成し高記録密度化を
行いながら低雑音化を行うために、磁性層を形成する磁
性粒子サイズの減少が進められている。そのための手法
として従来から下地層及び磁性層の組成選定、各層スパ
ッタ時の成膜条件制御、下地・磁性層の多層化・薄膜化
などが提案されている。
【0004】また、特開平6−231958号公報に示
されている磁気記録媒体では、磁気層を合金フィルムの
磁性層および非磁性スペーサフィルムを交互に積層した
積層型とし、非磁性スペーサフィルムとしてRuを使用
しており、それによって飽和保磁力を増大させている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】磁気記録媒体の高度化
のためには高記録密度化とともに、磁化の熱揺らぎによ
る記録信号の減衰をいかに防止するかが重要となる。し
かしながら、前記特開平6−231958号公報に記載
の磁気記録媒体においては、この点が十分でなかった。
【0006】磁化の熱揺らぎはKuV/kBTという指
標により評価される。ここではKuは異方性定数、Vは
磁性粒子体積、kBはボルツマン定数、Tは温度であ
る。前述のように記録密度を高めるためには磁性粒子体
積Vを減少させる必要があるが、このことはKuV/k
BTを減少させてしまうため耐熱揺らぎ性が減少してし
まう。すなわち高記録密度化と耐熱揺らぎ性の確保を両
立することは困難であった。
【0007】そこで本発明の課題は、スペーサ層を挟ん
だ上下の磁性層間の反強磁性結合を利用することによっ
て、高記録密度であってかつ耐熱揺らぎ性に優れた磁気
記録媒体構造を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明を概説すれば、反
強磁性結合を利用した、高記録密度でかつ耐熱揺らぎ性
に優れた磁気記録媒体構造に関する発明である。
【0009】本発明では上記課題を解決するために、基
板、基板上に形成される下地膜、複数の磁性層、および
その磁性層間に挿入された非磁性金属からなる少なくと
も1つのスペーサ層を具えた長手記録用磁気記録媒体に
おいて、スペーサ層膜厚を最適化することによりスペー
サ層上下の磁性層間に反強磁性結合を生じさせ、その結
果高記録密度性を高めながら耐熱揺らぎ性を確保してい
る。
【0010】また、スペーサ層を挟んだ磁性層間の結晶
学的な整合性を維持するため、スペーサ層材料には磁性
層と似通った結晶格子間隔を持つ六方晶構造の材料が適
しており、Ru、Re、Osあるいはこれらを含む合金
およびCoに非磁性金属を添加した非磁性合金が好まし
い。
【0011】
【発明の実施の形態】本発明は前述のように、基板と、
基板上に形成される下地膜と、複数の磁性層およびその
磁性層間に挿入された非磁性金属からなる少なくとも1
つのスペーサ層を具えた長手記録用磁気記録媒体におい
て、スペーサ層膜厚が0.5nm以上1.5nm以下で
あり、スペーサ層で分離されている複数の磁性層のうち
基板から最も離れた単層または互いに直接接した複数層
の磁性層が有する保磁力が他の磁性層の保磁力よりも大
きく、スペーサ層を挟んだ上下の磁性層が反強磁性結合
していることを特徴とする長手記録用の磁気記録媒体で
ある。
【0012】磁性層間に適切な膜厚のスペーサ層を挿入
することにより、スペーサ層で分断された上下磁性層間
で反強磁性結合が生じる。反強磁性結合はRKKY相互
作用(Ruderman−Kittel、Kasuy
a、Yoshida interaction)により
起こると言われ、この相互作用の大きさはスペーサ膜厚
に対して減衰振動する関数で表される。そのため、反強
磁性結合もある限られたスペーサ膜厚のときにのみ生じ
る。スペーサ層を挟んで結合が起こっている部分の残留
磁化は互いに反方向を向くことにより巨視的には観察さ
れなくなる。そのためSNRなど磁気記録特性に関わる
磁化は反強磁性結合していない部分の磁化のみが担うこ
とになり、本発明では実質スペーサ層で分断された複数
の磁性層のうち基板から最も離れた磁性層の一部のみが
信号の記録再生に関与する。
【0013】一方、熱揺らぎの強さを示すKuV/kB
T値のパラメータである体積Vは、結合が起こっている
全磁性層体積の総和で考えることができ、結果的にKu
V/kBT値は大きくなり、熱的に安定な磁気記録媒体
が得られる。そのため従来媒体では熱揺らぎ問題のため
に実現できなかった磁性層の微細化が可能となり、記録
密度の向上と耐熱安定性を両立することができる。
【0014】またスペーサ層を挟んだ磁性層間の結晶学
的な整合性を維持するため、スペーサ層材料には磁性層
と似通った結晶格子間隔を持つ六方晶構造の材料が適し
ているため、本発明は、上記スペーサ層材料がコバルト
(Co)、ルテニウム(Ru)、レニウム(Re)及び
オスミウム(Os)またはこれらの少なくとも1種類を
含む合金であり、その結晶構造が六方晶構造であること
を特徴とする長手記録用の磁気記録媒体であってもよ
い。
【0015】さらに本発明は、上記磁性層材料がコバル
ト(Co)を主とし適宜クロム(Cr)、タンタル(T
a)、白金(Pt)、ボロン(B)、銅(Cu)のうち
の少なくとも1種類が添加された合金であることを特徴
とする長手記録用の磁気記録媒体であってもよい。
【0016】
【実施例】図2に本発明の構造を有する媒体の層構造を
示す。表面に平均粗さ約0.8nmの凹凸処理を施した
外形95mmのNiPメッキ付アルミ基板上にDCスパ
ッタリングによりCr−20Mo原子%合金下地層、C
o−24Cr−10Pt−4B合金磁性層、純Ruスペ
ーサ層およびCo−24Cr−10Pt−4B合金磁性
層を順次成膜した。その後カーボン保護膜を成膜し、保
護膜上に液体潤滑剤を塗布する事により媒体を作製し
た。Cr合金下地層成膜直前の基板温度が約220℃に
なるように、成膜前に加熱処理を施している。
【0017】図3(a)にRuスペーサ層を用いない通
常構造媒体のヒステリシス(M−H)ループ、(b)に
本発明による反強磁性結合を利用した媒体のヒステリシ
スループを示す。測定はVSMを用いた。スペーサ層と
してRuを用いた媒体のヒステリシスループは、図3
(b)に示されるようにスペーサ層の存在により外部磁
場が0(Oe)近傍での磁化の落ち込みが認められ、従
来技術を用いた媒体図(a)のヒステリシスループには
ない特徴を有する。この磁化の落ち込みが、媒体内部の
反強磁性結合の存在を示している。この磁化の落ち込み
量は、上下磁性層の膜厚や飽和磁化により異なる。
【0018】図4に残留磁化のスペーサ層膜厚依存性を
示す。測定は非破壊残留磁化計測計を用いた。同図よ
り、スペーサ層膜厚が0〜0.2nm程度までは残留磁
化(Mrt)の変化は見られないが、0.5nm以上で
大きな減少が見られる。残留磁化は0.7〜1.5nm
程度ではほぼ一定の値を示し、それ以上の膜厚では徐々
に増加する傾向が見られる。これより、反強磁性結合は
ある限られたスペーサ層膜厚範囲でのみ起こり、その範
囲外では結合が弱いことが分かる。本実施例からスペー
サ層膜厚は0.5nm以上1.5nm以下であることが
好ましい。
【0019】図5に残留磁化のスペーサ層下磁性層膜厚
依存性を示す。測定は非破壊残留磁化計測計を用いた。
同図より、スペーサ層下磁性層膜厚が大きくなるに従
い、残留磁化の減少が見られる。しかし、ある膜厚以上
では残留磁化は増加する。これより、反強磁性結合によ
る残留磁化の減少量は膜厚の増加と共に増加するが、あ
る膜厚以上では結合が弱まり、残留磁化の減少量は小さ
くなるといえる。本実験例ではスペーサ層下磁性層膜厚
6.8nmのときに残留磁化の減少が最も大きかった
が、これはスペーサ層下磁性層および上磁性層の組成や
膜厚により変化するものであり、本発明の実施において
特に限定されるものではない。
【0020】表1に本発明により得られた磁気記録媒体
のKuV/kBT値を示す。サンプルAは従来構造を有
する磁気記録媒体を、サンプルBは本発明を用いた磁気
記録媒体を示す。MrtおよびHcrは非破壊残留磁化
計測計、KuV/kBTはスピンスタンドを用いて測定
を行った。通常媒体であるサンプルAに比べ本発明によ
るサンプルBはKuV/kBT値が大きく、熱揺らぎに
対し安定な媒体であることが分かる。すなわち更に結晶
粒径を微細化する余地が生じ、高記録密度化が可能であ
る。
【0021】
【表1】
【0022】本実施例ではスペーサ層を1層のみ使用し
たが、磁性層間に反強磁性結合が生じる限りCo合金/
スペーサ層の対を更に複数追加することも可能である。
また下地層とこれに接する磁性層との間に結晶学的な整
合性を高めるためにCoCr系合金などの中間層を挿入
することも可能である。
【0023】
【発明の効果】以上の様に磁気記録媒体の複数の磁性層
間に六方晶非磁性金属スペーサ層を挿入し、スペーサ層
膜厚を最適化することでスペーサ層を挟む磁性層間に反
強磁性結合を生じせしめることにより、耐熱揺らぎ特性
を高めながら記録密度を高めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来使用されている磁気記録媒体の層構造を示
した図である。
【図2】本発明の構造を有する磁気記録媒体の層構造を
示した図である。
【図3】(a)は、通常構造媒体のヒステリシスループ
を示す図であり、これに対し(b)は、本発明の反強磁
性結合を利用した媒体のヒステリシスループを示す図で
ある。
【図4】残留磁化のスペーサ層膜厚依存性を示した図で
ある。
【図5】残留磁化のスペーサ層下磁性層膜厚依存性を示
した図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5D006 BB01 BB07 BB08 CA01 CA05 CA06 5E049 AA04 AA09 AC05 BA06 DB12 GC01

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 非磁性基板と、該基板上に形成される非
    磁性金属下地層と、複数の磁性層と、磁性層間に挿入さ
    れる非磁性金属からなる少なくとも1つのスペーサ層
    と、磁性層を保護するための保護層とを具える長手記録
    用の磁気記録媒体において、前記スペーサ層膜厚が0.
    5nm以上1.5nm以下であり、スペーサ層で分離さ
    れている複数の磁性層のうち基板から最も離れた単層ま
    たは互いに直接接した複数層の磁性層が有する保磁力が
    他の磁性層の保磁力よりも大きく、スペーサ層を挟んだ
    上下の磁性層が反強磁性結合していることを特徴とする
    長手記録用の磁気記録媒体。
  2. 【請求項2】 前記スペーサ層材料がコバルト(C
    o)、ルテニウム(Ru)、レニウム(Re)及びオス
    ミウム(Os)またはこれらの少なくとも1種類を含む
    合金であり、その結晶構造が六方晶構造であることを特
    徴とする、請求項1に記載の磁気記録媒体。
  3. 【請求項3】 前記磁性層がコバルト(Co)を主とし
    適宜クロム(Cr)、タンタル(Ta)、白金(P
    t)、ボロン(B)、銅(Cu)のうちの少なくとも1
    種類以上が添加された合金であることを特徴とする、請
    求項1および2に記載の磁気記録媒体。
JP2000374993A 2000-12-08 2000-12-08 磁気記録媒体 Pending JP2002183926A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7470475B2 (en) 2003-05-15 2008-12-30 Fujitsu Limited Magnetic recording medium and magnetic storage apparatus

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