JP2003085702A - Magnetic recording device - Google Patents

Magnetic recording device

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JP2003085702A
JP2003085702A JP2001279858A JP2001279858A JP2003085702A JP 2003085702 A JP2003085702 A JP 2003085702A JP 2001279858 A JP2001279858 A JP 2001279858A JP 2001279858 A JP2001279858 A JP 2001279858A JP 2003085702 A JP2003085702 A JP 2003085702A
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哲 喜々津
Tadashi Kai
正 甲斐
Toshihiko Nagase
俊彦 永瀬
Tomoyuki Maeda
知幸 前田
Junichi Akiyama
純一 秋山
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a thermal assist magnetic recording device wherein the limit of thermal fluctuation is overcome, and there are no magnetization losses due to the acceleration of thermal fluctuation. SOLUTION: This magnetic recording device is provided with a nonmagnetic substrate, a function layer made of a magnetic material having Curie temperature Tc FL and a magnetic anisotropic energy density Ku FL, a recording layer made of magnetic particles having Curie temperature Tc RL higher than the Curie temperature Tc FL and a recording temperature Tw and a magnetic anisotropic energy density Ku RL of 5×10<6> erg/cc or higher, and a nonmagnetic material formed therebetween, a heating means for heating the function layer and the recording layer to the recording temperature Tw, and a magnetic recording means for recording signal magnetization by applying a magnetic field to the recording layer.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気記録装置に関
する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a magnetic recording device.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年のコンピュータの処理速度向上に伴
って、情報の記憶機能及び再生機能を担う磁気記憶装置
(HDD)は、さらなる高速化及び高密度化が要求され
続けている。しかしながら高密度化には物理的な限界が
あると言われており、この要求を満たし続けていけるか
どうか問題視されている。
2. Description of the Related Art With the recent increase in processing speed of computers, magnetic storage devices (HDDs) that have information storage and reproduction functions are required to have higher speeds and higher densities. However, it is said that there is a physical limit to high density, and it is being questioned whether or not it is possible to continue to meet this requirement.

【0003】HDDのうち情報が実質的に記録される磁
気記録媒体は、微細な磁性粒子の集合体からなる磁性体
層を記録層として具備している。この磁気記録媒体に高
密度記録を行うためには磁性体層に記録される磁区をで
きるだけ微小化する必要がある。
A magnetic recording medium in which information is substantially recorded in an HDD has a magnetic layer composed of an aggregate of fine magnetic particles as a recording layer. In order to perform high density recording on this magnetic recording medium, it is necessary to make the magnetic domains recorded in the magnetic layer as small as possible.

【0004】また、小さな磁区を分別できるようにする
ためには磁区の境界が滑らかであることが必要であり、
そのためには磁性粒子をできるだけ微小化する必要があ
る。また、隣接する磁性粒子同士で磁化反転が連鎖する
と磁区の境界の乱れとなるので、磁性粒子間には交換結
合相互作用が働かないように非磁性体によって磁気的に
分断する必要がある。
Further, in order to be able to separate small magnetic domains, it is necessary that the boundaries of the magnetic domains are smooth.
For that purpose, it is necessary to make the magnetic particles as small as possible. Further, when magnetization reversal is chained between adjacent magnetic particles, the boundaries of magnetic domains are disturbed, so it is necessary to magnetically separate the magnetic particles by a non-magnetic material so that exchange coupling interaction does not work.

【0005】また、HDDのうち磁気ヘッドは、磁気記
録媒体に記録された磁気情報を読み取るために、磁気記
録媒体の磁性体層との間で相互作用を高くする必要があ
る。このためには、磁気記録媒体の磁性体層の膜厚も小
さくする必要がある。
Further, in the magnetic head of the HDD, in order to read the magnetic information recorded on the magnetic recording medium, it is necessary to enhance the interaction with the magnetic layer of the magnetic recording medium. For this purpose, it is necessary to reduce the film thickness of the magnetic layer of the magnetic recording medium.

【0006】以上の要請から、磁気記録媒体の磁性体層
を構成する磁性体の磁化反転の積層構造(磁性粒子とほ
ぼ等しい)の体積はどんどん小さくしていかなければな
らない。
From the above requirements, the volume of the laminated structure of magnetic reversal of the magnetic material constituting the magnetic layer of the magnetic recording medium (substantially equal to the magnetic particles) must be made smaller and smaller.

【0007】ところが、磁化反転積層構造を微小化する
と、その積層構造が持つ磁気異方性エネルギー(磁気異
方性エネルギー密度K×磁化反転のユニットの体積
V)が熱揺らぎエネルギーよりも小さくなり、もはや磁
区を保持することができなくなってしまう。これが熱揺
らぎ現象であり、この熱揺らぎ現象が主因となる記録密
度の物理限界は、熱揺らぎ限界と呼ばれている。
However, when the magnetization reversal laminated structure is miniaturized, the magnetic anisotropy energy (magnetic anisotropy energy density K u × volume reversal unit volume V) of the laminated structure becomes smaller than the thermal fluctuation energy. , I can no longer hold the magnetic domain. This is the thermal fluctuation phenomenon, and the physical limit of the recording density, which is mainly caused by this thermal fluctuation phenomenon, is called the thermal fluctuation limit.

【0008】熱揺らぎによる磁化の反転を防ぐための一
つの方法として、磁性体層の磁気異方性エネルギーを熱
揺らぎエネルギーよりも大きくすることが考えられる。
しかしながら、磁性体層の磁気異方性エネルギーを大き
くすると、磁性体層に反転磁区を形成する(記録する)
ときの保磁力は、磁気異方性エネルギーにほぼ比例する
ために大きくなりすぎ高々12kOe程度の磁界を発生
するパーマロイ、Fe或いはFe合金で形成される現状
の記録ヘッドが発生しうる磁界では記録ができなくなっ
てしまうという問題が発生する。
As one method for preventing the reversal of magnetization due to thermal fluctuation, it is conceivable to make the magnetic anisotropy energy of the magnetic layer larger than the thermal fluctuation energy.
However, if the magnetic anisotropy energy of the magnetic layer is increased, an inverted magnetic domain is formed (recorded) in the magnetic layer.
Since the coercive force at this time is almost proportional to the magnetic anisotropy energy, the coercive force becomes too large and a magnetic field of about 12 kOe at most is generated. There is a problem that you can not do it.

【0009】以上の問題である磁性体層の磁気異方性エ
ネルギーを大きくしても現状の記録ヘッドで記録可能と
するために熱アシスト磁気記録が提案されている。
Thermally assisted magnetic recording has been proposed in order to enable recording with the current recording head even if the magnetic anisotropy energy of the magnetic layer, which is the above problem, is increased.

【0010】熱アシスト磁気記録は、記録時に磁性体層
を局所的に加熱して、記録領域の磁気異方性エネルギー
を小さくして記録を行うものである。熱アシスト記録
は、室温における磁性体層の磁気異方性エネルギーが大
きくても、記録領域のみ局所的に加熱してこの領域の磁
気異方性エネルギーを小さくすることで現状のヘッドで
記録が可能になる。
In heat-assisted magnetic recording, the magnetic layer is locally heated at the time of recording to reduce the magnetic anisotropy energy in the recording area for recording. In heat-assisted recording, even if the magnetic anisotropy energy of the magnetic layer at room temperature is large, it is possible to record with the current head by locally heating only the recording area to reduce the magnetic anisotropy energy in this area. become.

【0011】しかしながら熱アシスト磁気記録は、記録
時には隣接トラック部が多少なりとも加熱されるため
に、そこでは熱揺らぎが加速されて記録磁区が消去され
る現象(クロスイレーズ)が起こる。
However, in the thermally assisted magnetic recording, the adjacent track portion is heated to some extent during recording, so that the thermal fluctuation is accelerated and the recorded magnetic domain is erased (cross erase).

【0012】また、記録直後に記録ヘッドからの磁界が
なくなった時点でも磁性体層はある程度加熱されている
ことから、同様に熱揺らぎが加速されて、一度形成した
磁区が消失してしまうという問題がある。
Further, since the magnetic layer is heated to some extent even when the magnetic field from the recording head disappears immediately after recording, the thermal fluctuation is similarly accelerated and the magnetic domain once formed disappears. There is.

【0013】これらの問題を解決するには、磁気異方性
エネルギー密度Kの温度に対する変化が記録温度近傍
でできるだけ急峻な材料を用いる必要がある。すなわち
記録時には温度上昇に伴って急激に磁気異方性エネルギ
ー密度Kが減少し記録できる値まで達し、記録後は熱
が拡散するに伴って急激に磁気異方性エネルギー密度K
が上昇して熱揺らぎを防ぐようにする必要がある。
In order to solve these problems, it is necessary to use a material whose change in magnetic anisotropy energy density K u with temperature is as steep as possible near the recording temperature. That is, during recording, the magnetic anisotropy energy density K u sharply decreases with increasing temperature and reaches a recordable value, and after the recording, the magnetic anisotropy energy density K u rapidly increases with heat diffusion.
It is necessary to increase u so as to prevent heat fluctuation.

【0014】しかしながら、保磁力が高い材料として現
在開発が進んでいるCoCr系磁性薄膜或いはCoPt
系磁性薄膜の磁気異方性エネルギー密度Kの温度変化
は概ねリニアであるので熱の拡散速度に対して磁気異方
性エネルギー密度Kがそれほど速くもとの値に戻らな
い。したがって現状の熱アシスト磁気記録では、記録後
の記録磁化の消失或いはクロスイレーズの問題を解消す
ることができない。
However, a CoCr-based magnetic thin film or CoPt currently being developed as a material having a high coercive force.
Since the temperature change of the magnetic anisotropy energy density K u of the system magnetic thin film is almost linear, the magnetic anisotropy energy density K u does not return to the original value so fast with respect to the diffusion rate of heat. Therefore, the present heat-assisted magnetic recording cannot solve the problem of loss of recording magnetization or cross erase after recording.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
熱アシスト磁気記録では磁気記録媒体に用いる磁性材料
の磁気異方性エネルギー密度Kの温度変化が緩慢なた
めに、記録後もすぐに磁気異方性エネルギー密度K
もとに戻らず熱揺らぎによる記録磁化の消失或いはクロ
スイレーズが発生するという問題がある。
As described above, in the conventional thermally assisted magnetic recording, the temperature change of the magnetic anisotropy energy density K u of the magnetic material used for the magnetic recording medium is slow, so that the magnetic recording medium is immediately recorded. However, there is a problem in that the magnetic anisotropy energy density K u does not return to the original value and the recording magnetization disappears or cross erase occurs due to thermal fluctuation.

【0016】本発明は、上記問題点に鑑みて成されたも
ので、熱アシスト磁気記録を行う際に熱揺らぎ加速によ
り発生する、記録直後の記録磁化の消失やクロスイレー
ズ現象を起こさない磁気記録装置を提供することを目的
とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and does not cause the disappearance of the recording magnetization immediately after recording or the cross erase phenomenon, which is caused by the acceleration of thermal fluctuation during the thermally assisted magnetic recording. The purpose is to provide a device.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、非磁性基板と、前記非磁性基板上に形成
され、キュリー温度T FL及び磁気異方性エネルギー
密度K FLを有する磁性体からなる機能層と、前記機
能層上に前記機能層と反強磁性交換結合相互作用を及ぼ
すように積層された前記キュリー温度T FL及び記録
温度Twのいずれよりも高いキュリー温度T RL及び
5×10erg/cc以上の磁気異方性エネルギー密
度K を有する磁性粒子と前記磁性粒子間に形成さ
れた非磁性体とからなる記録層と、前記機能層及び前記
記録層を前記記録温度Twに加熱する加熱手段と、前記
記録層に磁界を印加することによって信号磁化を記録す
る磁気記録手段とを具備することを特徴とする磁気記録
装置を提供する。
In order to achieve the above object, the present invention provides a non-magnetic substrate and a Curie temperature T c FL and a magnetic anisotropy energy density K u FL formed on the non-magnetic substrate. And a Curie temperature higher than both the Curie temperature T c FL and the recording temperature Tw which are laminated on the functional layer so as to exert antiferromagnetic exchange coupling interaction with the functional layer. a recording layer made of a nonmagnetic material formed between the magnetic particles and the magnetic particles having a T c RL and 5 × 10 6 erg / cc or more magnetic anisotropy energy density K u R L, the functional layer and A magnetic recording device comprising: a heating unit that heats the recording layer to the recording temperature Tw; and a magnetic recording unit that records signal magnetization by applying a magnetic field to the recording layer. To.

【0018】このとき、前記磁気異方性エネルギー密度
FLが前記磁気異方性エネルギー密度K RL以下
であることが好ましい。
At this time, it is preferable that the magnetic anisotropy energy density K u FL is less than or equal to the magnetic anisotropy energy density K u RL .

【0019】また、前記磁気異方性エネルギー密度K
FL>前記磁気異方性エネルギー密度K RL×0.1
であることが好ましい。
The magnetic anisotropy energy density K u
FL > the magnetic anisotropy energy density K u RL × 0.1
Is preferred.

【0020】また、前記記録温度Twにおける前記磁気
異方性エネルギー密度K RLが室温における前記異方
性エネルギー密度K RLの1/4よりも大きいことが
好ましい。
The magnetic anisotropy energy density K u RL at the recording temperature Tw is preferably larger than ¼ of the anisotropy energy density K u RL at room temperature.

【0021】また、前記キュリー温度T FLにおける
前記磁気異方性エネルギー密度K RLが室温における
磁気異方性エネルギー密度K RLの1/4よりも大き
いことが好ましい。
The Curie temperature Tc FLIn
The magnetic anisotropy energy density Ku RLAt room temperature
Magnetic anisotropy energy density Ku RLGreater than 1/4 of
It is preferable that

【0022】また、前記記録層と前記機能層との間に厚
さ5nm以下の非磁性中間層を有することが好ましい。
Further, it is preferable to have a nonmagnetic intermediate layer having a thickness of 5 nm or less between the recording layer and the functional layer.

【0023】また、前記非磁性中間層が少なくともR
u、Re、Rh、Ir、Tc、Au、Ag、Cu、S
i、Fe、Ni、Pt、Pd、Cr、Mn、Al、半導
体及び磁性体がドープされた半導体から選ばれる材料か
らなることが好ましい。
The non-magnetic intermediate layer has at least R
u, Re, Rh, Ir, Tc, Au, Ag, Cu, S
It is preferably made of a material selected from i, Fe, Ni, Pt, Pd, Cr, Mn, Al, a semiconductor, and a semiconductor doped with a magnetic material.

【0024】また、本発明は、非磁性基板と、前記非磁
性基板上に形成され、室温における磁化量が記録温度T
wにおける磁化量よりも大きいフェリ磁性体からなる機
能層と、前記機能層上に前記機能層と室温で強磁性交換
結合相互作用を及ぼすように積層された磁性粒子と前記
磁性粒子間に形成された非磁性体とからなる記録層と、
前記機能層及び前記記録層を前記記録温度Twに加熱す
る加熱手段と、前記記録層に磁界を印加することによっ
て信号磁化を記録する磁気記録手段とを具備することを
特徴とする磁気記録装置を提供する。
Further, according to the present invention, a nonmagnetic substrate is formed on the nonmagnetic substrate, and the amount of magnetization at room temperature is the recording temperature T.
a functional layer made of a ferrimagnetic material having a magnetization amount larger than that of w, magnetic particles laminated on the functional layer so as to exert a ferromagnetic exchange coupling interaction with the functional layer at room temperature, and formed between the magnetic particles. A recording layer made of a non-magnetic material,
A magnetic recording device comprising: heating means for heating the functional layer and the recording layer to the recording temperature Tw; and magnetic recording means for recording signal magnetization by applying a magnetic field to the recording layer. provide.

【0025】このとき、前記機能層が希土類及び遷移金
属合金からなることが好ましい。
At this time, it is preferable that the functional layer is made of a rare earth element and a transition metal alloy.

【0026】また、前記機能層が、第1磁性体層及び前
記第1磁性体層と反強磁性交換結合する第2磁性体層と
を具備する積層構造が複数回積層され、前記第1磁性体
層と前記第2磁性体層とはキュリー温度が異なることが
好ましい。
In addition, a laminated structure in which the functional layer includes a first magnetic layer and a second magnetic layer that is antiferromagnetically exchange-coupled with the first magnetic layer is laminated a plurality of times to form the first magnetic layer. It is preferable that the body layer and the second magnetic layer have different Curie temperatures.

【0027】また、前記機能層と前記記録層とを具備す
る積層構造が複数回積層されていることが好ましい。
Further, it is preferable that the laminated structure including the functional layer and the recording layer is laminated plural times.

【0028】[0028]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を、図面
を参照して詳細に説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

【0029】(実施形態1)図1は、ロータリーアクチ
ュエータを用いた磁気ディスク装置の概略を示したもの
である。
(Embodiment 1) FIG. 1 shows an outline of a magnetic disk device using a rotary actuator.

【0030】図1に示すように、磁気記憶媒体であるデ
ィスク101は、スピンドル110に装着され、所定の
回転数で回転される。ディスク101上を浮上若しくは
接触した状態で情報の記録再生を行う磁気記録再生素子
及び加熱手段を搭載した記録ヘッド1が設けられてい
る。この記録ヘッド1は、薄板状のサスペンション50
の先端に取り付けられている。ここで磁気記録発生素子
としては、パーマロイやFe或いはFe合金からなるも
のを用いることができる。磁界としては5kOeから6
kOe程度であれば十分である。
As shown in FIG. 1, a disk 101, which is a magnetic storage medium, is mounted on a spindle 110 and rotated at a predetermined rotation speed. A recording head 1 equipped with a magnetic recording / reproducing element and a heating means for recording / reproducing information while floating or in contact with the disk 101 is provided. The recording head 1 includes a thin plate suspension 50.
It is attached to the tip of. Here, as the magnetic recording generating element, one made of permalloy, Fe or Fe alloy can be used. The magnetic field is 5 kOe to 6
It is sufficient if it is about kOe.

【0031】サスペンション50は、図示しない駆動コ
イルを保持するボビン部等を有するアクチュエータアー
ム102の一端に接続されている。一方、アクチュエー
タアーム102の他端には、リニアモータの一種である
ボイスコイルモータ120が設けられている。
The suspension 50 is connected to one end of an actuator arm 102 having a bobbin portion for holding a drive coil (not shown). On the other hand, the other end of the actuator arm 102 is provided with a voice coil motor 120 which is a kind of linear motor.

【0032】ボイスコイルモータ120は、アクチュエ
ータアーム102のボビン部に巻き上げられた図示しな
い駆動コイルと、このコイルを挟むように対向して配置
された永久磁石及び対向ヨークからなる磁気回路とから
構成されている。
The voice coil motor 120 is composed of a drive coil (not shown) wound around the bobbin of the actuator arm 102, and a magnetic circuit composed of a permanent magnet and a facing yoke which are arranged so as to face each other so as to sandwich the coil. ing.

【0033】アクチュエータアーム102は、固定軸1
30に設けられた図示しないボールベアリングによって
保持され、ボイスコイルモータ120により回転揺動が
自在にできるようになっている。これらの構成は筐体1
00中に配置されている。
The actuator arm 102 has a fixed shaft 1
It is held by a ball bearing (not shown) provided at 30, and can be freely rotated and rocked by the voice coil motor 120. These configurations are the case 1
It is located in 00.

【0034】図2には、図1に示した記録ヘッド1及び
磁気記録媒体であるディスク101を拡大したときの断
面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the recording head 1 and the disk 101 which is the magnetic recording medium shown in FIG. 1 when enlarged.

【0035】図2に示すように、磁気記録媒体であるデ
ィスク101は、非磁性基板13と、この上に形成され
た機能層12と、この上に形成された記録層11と、こ
の上に形成された保護層14とを具備している。
As shown in FIG. 2, a disk 101, which is a magnetic recording medium, has a non-magnetic substrate 13, a functional layer 12 formed thereon, a recording layer 11 formed thereon, and a recording layer 11 formed thereon. The formed protective layer 14 is provided.

【0036】非磁性基板13としては、円形の硬質の基
板を用いることができる。基板13の材料は、金属、ガ
ラス或いはセラミクスなどの非磁性体を用いることがで
きる。
A circular hard substrate can be used as the non-magnetic substrate 13. As the material of the substrate 13, a non-magnetic material such as metal, glass or ceramics can be used.

【0037】記録層11中には磁性粒子とこれらの間に
形成された非磁性体とを具備する。記録層11中に存在
する磁性粒子の材料としては、飽和磁化Isが大きく、
かつ磁気異方性が大きいものが適している。この観点か
ら磁気粒子の磁性金属材料としては例えばCo、Pt、
Sm、Fe、Ni、Cr、Mn、Bi及びAlならびに
これらの金属の合金からなる群より選択される少なくと
も一種を用いることが好ましい。
The recording layer 11 contains magnetic particles and a non-magnetic material formed between them. As the material of the magnetic particles present in the recording layer 11, the saturation magnetization Is is large,
In addition, those having large magnetic anisotropy are suitable. From this viewpoint, examples of the magnetic metal material of the magnetic particles include Co, Pt,
It is preferable to use at least one selected from the group consisting of Sm, Fe, Ni, Cr, Mn, Bi and Al, and alloys of these metals.

【0038】これらのうちでは、結晶磁気異方性の大き
いCo基合金、特にCoPt、SmCo、CoCrをベ
ースとしたものやFePt、CoPt等の規則合金がよ
り好ましい。具体的にはCoCr、CoPt、CoCr
Ta、CoCrPt、CoCrTaPt、Fe60Pt
60、Fe60Pd60、CoPt等が挙げられ
る。これらの他にも、TbFe、TbFeCo、TbC
o、GdTbFeCo、GdDyFeCo、NdFeC
o、NdTbFeCo等の希土類と遷移金属の合金が挙
げられる。
Among these, Co-based alloys having a large crystal magnetic anisotropy, particularly those based on CoPt, SmCo and CoCr, and ordered alloys such as FePt and CoPt are more preferable. Specifically, CoCr, CoPt, CoCr
Ta, CoCrPt, CoCrTaPt, Fe 60 Pt
60, Fe 60 Pd 60, Co 3 Pt 1 , and the like. In addition to these, TbFe, TbFeCo, TbC
o, GdTbFeCo, GdDyFeCo, NdFeC
Examples thereof include alloys of rare earth elements such as o and NdTbFeCo and transition metals.

【0039】また、記録層11として、磁性層と貴金属
層の多層膜(Co/Pt、Co/Pd等)が挙げられ
る。また、記録層11として、PtMnSb等の半金属
が挙げられる。また、記録層11として、Coフェライ
ト、Baフェライト等の磁性酸化物などから幅広く選択
することができる。
The recording layer 11 may be a multilayer film (Co / Pt, Co / Pd, etc.) of a magnetic layer and a noble metal layer. Further, as the recording layer 11, a semimetal such as PtMnSb can be used. The recording layer 11 can be widely selected from magnetic oxides such as Co ferrite and Ba ferrite.

【0040】記録層11に含まれる磁性微粒子の磁気特
性を制御する目的で、上記の磁性体にさらにFe、Ni
から選ばれる少なくとも1つ以上の元素と合金化させて
もよい。また、これらの金属または合金に、磁気特性を
向上させるための添加物、例えばCr、Nb、V、T
a、Ti、W、Hf、Cr、In、Si或いはB等の元
素或いはこれらの元素と酸素、窒素、炭素、水素の中か
ら選ばれる少なくとも一つの元素との化合物を加えても
良い。
For the purpose of controlling the magnetic characteristics of the magnetic fine particles contained in the recording layer 11, the above magnetic material is further supplemented with Fe and Ni.
It may be alloyed with at least one or more elements selected from In addition, additives such as Cr, Nb, V and T for improving magnetic properties are added to these metals or alloys.
An element such as a, Ti, W, Hf, Cr, In, Si, or B, or a compound of these elements and at least one element selected from oxygen, nitrogen, carbon, and hydrogen may be added.

【0041】記録層11の磁気異方性に関しては、垂直
磁気異方性、面内磁気異方性或いはそれらの混合であっ
ても構わない。
The magnetic anisotropy of the recording layer 11 may be perpendicular magnetic anisotropy, in-plane magnetic anisotropy or a mixture thereof.

【0042】記録層11の厚さについて特に制限はない
が、高密度記録を実現するためには100nm以下が好
ましく、50nm以下がより好ましく、20nm以下が
更に好ましい。0.5nm以下になると薄膜を構成する
のが困難になるので好ましくない。
The thickness of the recording layer 11 is not particularly limited, but in order to realize high density recording, it is preferably 100 nm or less, more preferably 50 nm or less, further preferably 20 nm or less. When the thickness is 0.5 nm or less, it is difficult to form a thin film, which is not preferable.

【0043】記録層11に含まれる磁性粒子間に非磁性
体を形成して分断化する方法としては、CrやTaやB
等の非磁性元素或いはSiOに代表される酸化物、S
等に代表される窒化物等の非磁性体を添加して
粒間に析出させる方法がある。
As a method of forming a non-magnetic material between the magnetic particles contained in the recording layer 11 to divide it, Cr, Ta and B are used.
Non-magnetic element such as S, oxide represented by SiO 2 , S
There is a method of adding a non-magnetic material such as a nitride typified by i 2 N 3 or the like to cause precipitation between grains.

【0044】また、半導体で使われるリソグラフィー等
の技術を利用した人工的な加工によって、磁性粒子間に
非磁性体を形成しても良い。また、自己組織化するPS
−PMMA等のジブロックコポリマーをマスクとした自
己組織化加工によって磁性粒子間に非磁性体を形成して
も良い。また、粒子線照射等による加工によって磁性粒
子間に非磁性体を形成しても良い。
Further, a non-magnetic material may be formed between the magnetic particles by artificial processing using a technique such as lithography used for semiconductors. In addition, PS that self-organizes
A non-magnetic material may be formed between the magnetic particles by a self-assembly process using a diblock copolymer such as PMMA as a mask. Further, a non-magnetic material may be formed between the magnetic particles by processing such as particle beam irradiation.

【0045】機能層12としては磁性体であればなんで
も良い。磁気異方性は垂直磁気異方性、面内磁気異方性
或いはそれらの混合であっても良い。
The functional layer 12 may be made of any magnetic material. The magnetic anisotropy may be perpendicular magnetic anisotropy, in-plane magnetic anisotropy or a mixture thereof.

【0046】機能層12の厚さも特に制限はないが、1
000nm以上は作成に時間がかかり、また膜応力によ
る特性劣化や剥離が発生しやすくなるので好ましくな
い。0.1nm以下になると実質的に薄膜を構成できな
いので好ましくない。磁性体として機能層が満たすべき
要件は記録層と同じである。
The thickness of the functional layer 12 is also not particularly limited, but 1
It is not preferable that the thickness is 000 nm or more because it takes time to form and characteristics deterioration and peeling easily occur due to film stress. If the thickness is 0.1 nm or less, a thin film cannot be substantially formed, which is not preferable. The requirements that the functional layer must satisfy as a magnetic substance are the same as those of the recording layer.

【0047】機能層12と記録層11との間の交換結合
相互作用は、スパッタ法等による一般的な媒体製造工程
において、機能層12を成膜し、真空を破らずに引き続
き記録層11を成膜することで実現できる。ただしこの
とき機能層12と記録層11のスピンの向きが反平行で
ある場合に最もエネルギーが低くなるようにする必要が
ある。これは反強磁性交換結合相互作用である。
The exchange coupling interaction between the functional layer 12 and the recording layer 11 is caused by forming the functional layer 12 in a general medium manufacturing process by a sputtering method or the like, and continuously forming the recording layer 11 without breaking the vacuum. It can be realized by forming a film. However, at this time, when the spin directions of the functional layer 12 and the recording layer 11 are antiparallel, it is necessary to set the energy to the lowest. This is an antiferromagnetic exchange coupling interaction.

【0048】反強磁性交換結合相互作用を発現する構成
は記録層11と機能層12の界面の状態を制御すること
によって実現することができる。例えば部分的に磁性が
変化した領域を有する、表面改質層或いは物理/化学吸
着層ができている、界面の結合状態がミクロな部分によ
って異なる、といった例が挙げられる。
The structure exhibiting the antiferromagnetic exchange coupling interaction can be realized by controlling the state of the interface between the recording layer 11 and the functional layer 12. For example, examples thereof include a region having a partially changed magnetism, a surface modification layer or a physical / chemical adsorption layer formed, and the bonding state of the interface being different depending on the micro portion.

【0049】いずれにしろ記録層11と機能層12との
間隙は理論的には数nm程度離れていても反強磁性交換
結合相互作用が及ぶので、反強磁性交換結合相互作用が
作用するのであれば機能層12と記録層11の間に非磁
性の層があっても構わない。
In any case, even if the gap between the recording layer 11 and the functional layer 12 is theoretically several nm apart, the antiferromagnetic exchange coupling interaction extends, and therefore the antiferromagnetic exchange coupling interaction acts. A non-magnetic layer may be provided between the functional layer 12 and the recording layer 11 as long as it is present.

【0050】また、機能層12と記録層11の間に別の
磁性膜を入れることによっても反強磁性交換結合力を制
御できるので、本発明による作用を損なわない限り、機
能層と記録層の間に複数の磁性層が存在しても構わな
い。
The antiferromagnetic exchange coupling force can also be controlled by inserting another magnetic film between the functional layer 12 and the recording layer 11. Therefore, unless the action of the present invention is impaired, the functional layer and the recording layer are not affected. A plurality of magnetic layers may be present between them.

【0051】また、機能層12及び記録層11の積層構
造で、本発明の磁気記録媒体の効果を奏することは可能
であるが、必要に応じて記録層11上に保護層14を形
成してもよい。保護層14としては、CやSiO等か
らなる薄膜を用いることができる。
Although the laminated structure of the functional layer 12 and the recording layer 11 can achieve the effect of the magnetic recording medium of the present invention, the protective layer 14 is formed on the recording layer 11 if necessary. Good. As the protective layer 14, a thin film made of C, SiO 2 or the like can be used.

【0052】また、基板13と機能層12との間に下地
層を用いることができる。下地層を用いることによって
機能層12や記録層11の種々の特性の制御性を向上さ
せることが可能となる。下地層は、磁性体であっても非
磁性体であってもよい。下地層の厚さは特に限定されな
いが、500nmよりも厚いと製造コストが増加するの
で好ましくない。
An underlayer can be used between the substrate 13 and the functional layer 12. By using the underlayer, controllability of various characteristics of the functional layer 12 and the recording layer 11 can be improved. The underlayer may be magnetic or non-magnetic. The thickness of the underlayer is not particularly limited, but if it is thicker than 500 nm, the manufacturing cost increases, which is not preferable.

【0053】下地層を磁性体とし、記録層11の磁性体
中の磁区や記録ヘッド1と交換相互作用或いは静磁気相
互作用を介して磁気的に結合させることによって、磁性
薄膜に効率的な記録及び再生を行うことができる。例え
ば記録層11を垂直磁化膜とする場合、軟磁性膜を下地
層とし、単磁極ヘッドで記録を行うことで高密度の記録
ができる。この場合記録ヘッドの磁界がより小さくても
記録媒体101に記録させることができる。
Efficient recording on a magnetic thin film by magnetically coupling the underlying layer with a magnetic domain in the magnetic material of the recording layer 11 or the recording head 1 through exchange interaction or magnetostatic interaction. And replay can be performed. For example, when the recording layer 11 is a perpendicular magnetization film, high density recording can be performed by using a soft magnetic film as an underlayer and recording with a single magnetic pole head. In this case, recording can be performed on the recording medium 101 even if the magnetic field of the recording head is smaller.

【0054】また、記録層11が面内磁化膜の場合、軟
磁性層を記録層11の上或いは下に設け、再生時に軟磁
性層を飽和させる強度の磁界を印加することによって、
高密度の記録ができ、また、熱揺らぎ耐性も向上する。
When the recording layer 11 is an in-plane magnetized film, a soft magnetic layer is provided above or below the recording layer 11 and a magnetic field having a strength that saturates the soft magnetic layer is applied during reproduction,
High-density recording is possible, and thermal fluctuation resistance is also improved.

【0055】また、下地層を非磁性体とすることで、磁
性部や非磁性部の結晶構造を制御することができる。ま
た、基板13からの不純物が機能層12や記録層11へ
混入することを防ぐことができる。このとき、格子間隔
の小さい或いはは緻密な薄膜を下地層として用いればよ
い。
By using a nonmagnetic material for the underlayer, it is possible to control the crystal structure of the magnetic portion and the nonmagnetic portion. Further, it is possible to prevent impurities from the substrate 13 from mixing into the functional layer 12 and the recording layer 11. At this time, a thin film having a small or small lattice spacing may be used as the base layer.

【0056】また、磁性部の結晶配向の格子間隔に近い
格子間隔を持つ下地層を用いれば磁性部の結晶状態を制
御することが可能である。
Further, by using an underlayer having a lattice spacing close to the lattice spacing of the crystal orientation of the magnetic portion, it is possible to control the crystalline state of the magnetic portion.

【0057】また、例えば、ある表面エネルギーを持っ
たアモルファス下地を用いることにより、磁性部或いは
非磁性部の結晶性或いはアモルファス性を制御する場合
もある。
Further, for example, the crystallinity or amorphousness of the magnetic portion or the non-magnetic portion may be controlled by using an amorphous underlayer having a certain surface energy.

【0058】また、下地層の下にさらに下地層を設けて
も構わない。その場合には、機能を分担させられるので
効果が増加する。例えば、記録層11の結晶粒を小さく
する目的で粒径の小さなシード層を基板13上に設け、
その上に記録層11の結晶性を制御する下地層を設ける
ことができる。
Further, an underlayer may be provided below the underlayer. In that case, since the functions can be shared, the effect increases. For example, a seed layer having a small grain size is provided on the substrate 13 for the purpose of reducing the crystal grains of the recording layer 11,
A base layer for controlling the crystallinity of the recording layer 11 can be provided thereon.

【0059】上記の磁性体、非磁性体の下地層は、その
機能を共通に持っていても構わない。即ち、磁性部の結
晶性を制御する磁性下地層等があっても構わない。この
場合には、記録或いは再生特性上の効果と結晶性上の効
果とが相乗されるので各々の場合よりも好ましい。
The magnetic and nonmagnetic underlayers may have the same function. That is, there may be a magnetic underlayer that controls the crystallinity of the magnetic part. In this case, the effect on the recording or reproducing characteristics and the effect on the crystallinity are synergistic, so that it is preferable to each case.

【0060】また、下地層は、イオンプレーティング、
雰囲気ガス中でのドープ、中性子線照射等によって行う
基板13の表面改質層であっても構わない。この場合、
薄膜を堆積するプロセスを介さなくて済むので、磁気記
録媒体を作成する上で好ましい。
The base layer is an ion plating,
It may be a surface modification layer of the substrate 13 which is formed by doping in an atmosphere gas, neutron irradiation or the like. in this case,
It is preferable for making a magnetic recording medium because it does not require a process of depositing a thin film.

【0061】記録ヘッド1は、その直下に局所的な磁界
を印加するとともに局所的に加熱ができるようになって
いる。そして局所的な磁界を印加することにより微細な
磁化反転部分を記録層11に作成することができる。
The recording head 1 is adapted to be able to apply a local magnetic field directly below it and locally heat it. Then, by applying a local magnetic field, a fine magnetization reversal portion can be formed in the recording layer 11.

【0062】加熱する手段は、記録温度に達する部分が
局所的であれば、磁気記録媒体であるディスク101全
面を加熱するもの或いは局部のみ加熱するものどちらで
もよい。一般に、記録保持特性(アーカイブ特性)や使用
電力を考えると局所的に加熱して、媒体の大部分は室
温、或いは室温以下の温度に保つ方が好ましい。
The means for heating may be either one that heats the entire surface of the magnetic recording medium disk 101, or one that heats only the local portion, as long as the portion reaching the recording temperature is local. In general, it is preferable to locally heat the medium so that most of the medium is kept at room temperature or at a temperature of room temperature or lower in consideration of recording retention characteristics (archiving characteristics) and power consumption.

【0063】高速かつ局所的な加熱を行うためには、光
ディスクに用いられているようなレーザを用いるもの或
いは誘導加熱を行うもの或いは電熱線等で加熱されたプ
ローブを近づけたり遠ざけたりするもの或いは電子線を
放出するもの等が考えられる。
In order to perform high-speed and local heating, a laser such as that used in an optical disk is used, induction heating is performed, or a probe heated by a heating wire or the like is brought closer to or farther from it, or A device that emits an electron beam can be considered.

【0064】また、より局所的な加熱を行うためには、
レーザ光をレンズ等を用いて媒体面上で絞りこむような
方式或いはレーザ光を微小開口やソリッドイマルジョン
レンズを用いて近接場光とする方式或いはプローブ先端
に微細なアンテナを作製してそこから誘導加熱を行う方
式或いは加熱プローブの媒体対向部の形状をできる限り
先鋭化したり近づける距離をより短くしたりする方法或
いは電子線放出プローブの媒体対向部の形状をできる限
り先鋭化する方法等が挙げられる。これらの手法を用い
た加熱装置は媒体の記録面側にあってもいいし、その反
対面側にあっても構わない。
In order to perform more localized heating,
A method of narrowing the laser light on the medium surface using a lens or the like, a method of making the laser light a near-field light by using a minute aperture or a solid immersion lens, or producing a fine antenna at the probe tip. A method of performing induction heating, a method of sharpening the shape of the medium facing portion of the heating probe as much as possible or a method of further shortening the approaching distance, a method of sharpening the shape of the medium facing portion of the electron beam emitting probe as much as possible, etc. Can be mentioned. The heating device using these methods may be on the recording surface side of the medium or on the opposite surface side.

【0065】記録ヘッド1中に存在する磁界を印加する
手段は、通常のHDDで用いられているような浮上スラ
イダーの端面に誘導コイルと磁極からなる磁気回路を有
するものを用いることができる。また、永久磁石を設置
してもよいし、磁気記録媒体に磁性体層をさらに追加
し、温度分布或いは光照射による磁化分布で瞬間的かつ
局所的な磁界を発生させてもよい。また、情報の記録を
行う磁性体層自身から発生する漏洩磁界を利用してもよ
い。
The means for applying the magnetic field existing in the recording head 1 may be one having a magnetic circuit consisting of an induction coil and a magnetic pole on the end face of a flying slider as used in a normal HDD. Further, a permanent magnet may be installed, or a magnetic layer may be further added to the magnetic recording medium to generate an instantaneous and local magnetic field by the temperature distribution or the magnetization distribution by light irradiation. Alternatively, a leakage magnetic field generated from the magnetic layer itself that records information may be used.

【0066】永久磁石を記録ヘッドとして用いる場合に
は、それと媒体との距離を可変にし、磁石を近づければ
記録でき、遠ざけると記録されない。一度記録したもの
をオーバーライトするときは磁石を逆向きにして同様に
すればよい。また、磁石を微細化することによって高密
度記録が可能となる。また、圧電素子等で高速に動かす
ことによって高速化できる。
When a permanent magnet is used as the recording head, the distance between the permanent magnet and the medium is made variable, and recording can be performed by moving the magnet closer, and recording is not performed when the distance is increased. When overwriting what has been recorded once, the magnet may be reversed and the same operation may be performed. Further, by making the magnet fine, high density recording becomes possible. Further, the speed can be increased by moving the piezoelectric element or the like at high speed.

【0067】本発明において、保持された磁気記録情報
の読み取りは従来の磁気記録装置と同様の方式を用いる
ことができる。すなわち磁気記録媒体101からの漏洩
磁界を、巨大磁気抵抗効果を用いた磁気再生ヘッド1な
どで検知して行う。すなわち、記録情報の読み取り時に
は、光照射することなしに行えることから、従来どおり
の読み取りシステムとの互換性が確保される。
In the present invention, the same method as that of the conventional magnetic recording apparatus can be used to read the retained magnetic recording information. That is, the leakage magnetic field from the magnetic recording medium 101 is detected by the magnetic reproducing head 1 using the giant magnetoresistive effect. That is, since the recorded information can be read without light irradiation, compatibility with the conventional reading system is ensured.

【0068】記録層11及び機能層12の磁性体のキュ
リー温度Tcは磁化M或いは保磁力Hcの温度依存性に
よって調べることができる。VSM等によって磁気特性
を測定する場合には10分ほどは加熱状態を保つ必要が
あり、また昇温速度も短くはできないので、試料は概ね
1時間程度その温度に保持されることになる。
The Curie temperature Tc of the magnetic material of the recording layer 11 and the functional layer 12 can be examined by the temperature dependence of the magnetization M or the coercive force Hc. When the magnetic characteristics are measured by VSM or the like, it is necessary to keep the heating state for about 10 minutes, and the rate of temperature rise cannot be shortened, so the sample is kept at that temperature for about 1 hour.

【0069】磁性体薄膜の場合、この長時間にわたる高
温保持によって非可逆な微細構造変化が起こり、正確な
磁気特性評価ができない可能性がある。光磁気記録媒体
として使われているアモルファス希土類及び遷移金属合
金の場合には、そのような変化は比較的起こりにくい
が、HDD媒体として用いられているCoCrPt系媒
体などは、微細構造の変化が200℃程度で起こる場合
もある。
In the case of a magnetic thin film, there is a possibility that irreversible fine structure change may occur due to this high temperature holding, and accurate magnetic property evaluation may not be possible. In the case of amorphous rare earths and transition metal alloys used as magneto-optical recording media, such changes are relatively unlikely to occur, but CoCrPt-based media used as HDD media, etc. It may occur at about ℃.

【0070】そのような場合でもキュリー温度Tcの推
定は可能である。すなわち、室温或いはそれ以下の温度
から構造変化が起こる温度までの磁気特性の変化を高温
側に外挿すれば良い。
Even in such a case, the Curie temperature Tc can be estimated. That is, the change in the magnetic properties from room temperature or lower to the temperature at which the structural change occurs may be extrapolated to the high temperature side.

【0071】また、本発明による磁気記録装置における
キュリー温度Tcの要請は、実質的に磁気異方性エネル
ギー密度Kが小さくなっている温度であれば良く、そ
の温度で例えば磁化Mや保磁力Hcの値が室温の値の1
/20程度が推定できれば充分である。
Further, the Curie temperature Tc in the magnetic recording apparatus according to the present invention is required to be a temperature at which the magnetic anisotropy energy density K u becomes substantially small. Hc value is 1 at room temperature
It is enough if the estimation can be about / 20.

【0072】また、記録層11の磁気異方性エネルギー
密度K RLは5×10erg/cc以上である必要
がある。これよりも小さい場合には、熱アシスト磁気記
録のメリットが出せないからである。
Further, the magnetic anisotropy energy density K u RL of the recording layer 11 must be 5 × 10 6 erg / cc or more. If it is smaller than this, the merit of the thermally assisted magnetic recording cannot be obtained.

【0073】図3に、記録層11の磁気異方性エネルギ
ー密度K RL、機能層12の磁気異方性エネルギー密
度K FL、磁気記録媒体全体の反転磁界H
total、記録ヘッド1から印加される記録磁界H
の温度に対する変化を模式的に示す。
FIG. 3 shows the magnetic anisotropy energy density K u RL of the recording layer 11, the magnetic anisotropy energy density K u FL of the functional layer 12, and the reversal magnetic field H c of the entire magnetic recording medium.
total , the recording magnetic field H w applied from the recording head 1
The change with temperature is schematically shown.

【0074】図3に示すように、機能層12のキュリー
温度T FLは、記録層11のキュリー温度T RL
りも低い。また、機能層12の磁気異方性エネルギー密
度K FLは、記録層11の磁気異方性エネルギー密度
RLよりも小さく、温度変化に対してより急峻に変
化している。
As shown in FIG. 3, the Curie of the functional layer 12 is
Temperature Tc FLIs the Curie temperature T of the recording layer 11.c RLYo
It is low. Further, the magnetic anisotropy energy density of the functional layer 12 is
Degree K u FLIs the magnetic anisotropy energy density of the recording layer 11.
Ku RLSmaller than that, and changes more rapidly with temperature changes.
It has become.

【0075】機能層12と記録層11とは反強磁性交換
結合している。したがってその合成された磁化を反転さ
せる反転磁界H totalは、機能層12のキュリー
温度T FL以下の温度範囲では、記録層11の磁気異
方性密度K RLと比例せず、温度変化に対して急峻に
変化し十分に大きな値を持つ。この温度範囲では、熱揺
らぎ現象による反転の問題はない。
The functional layer 12 and the recording layer 11 are antiferromagnetically exchange-coupled. Therefore, the reversal magnetic field H c total for reversing the synthesized magnetization is not proportional to the magnetic anisotropy density K u RL of the recording layer 11 in the temperature range equal to or lower than the Curie temperature T c FL of the functional layer 12, and changes in temperature. It changes sharply and has a sufficiently large value. In this temperature range, there is no problem of inversion due to the thermal fluctuation phenomenon.

【0076】機能層12のキュリー温度T FLよりも
媒体温度が上昇すると機能層12の磁気異方性密度K
FLは0となり、記録層11の磁気異方性密度K RL
によってのみ反転磁界H totalが決定される。し
たがって記録温度Twを機能層12のキュリー温度T
FLよりも大きくすることで記録ヘッド1の記録磁界H
wによっても反転可能となる。
When the medium temperature rises above the Curie temperature T c FL of the functional layer 12, the magnetic anisotropy density K u of the functional layer 12 is increased.
FL becomes 0, and the magnetic anisotropy density K u RL of the recording layer 11
The switching field H c total is determined only by Therefore, the recording temperature Tw is set to the Curie temperature T c of the functional layer 12.
The recording magnetic field H of the recording head 1 is made larger than FL.
It can also be inverted by w.

【0077】こうすることで、熱拡散が緩やかでも磁気
異方性エネルギー密度Kuの温度変化を急峻にすること
なく、記録直後の記録磁化消失やクロスイレーズの問題
を解決することができる。
By doing so, it is possible to solve the problem of loss of recording magnetization and cross erase immediately after recording without making the temperature change of the magnetic anisotropy energy density Ku steep even if the thermal diffusion is gentle.

【0078】この特性を利用した熱アシスト磁気記録に
ついて詳しく説明する。
Thermally assisted magnetic recording utilizing this characteristic will be described in detail.

【0079】図4は、磁気記録媒体の断面構造で、記録
層11と機能層12における磁化の反転の様子を模式的
に示したものである。符号31は磁性粒子でその中の矢
印は磁化の向きを表す。矢印の長さは磁化或いは反転磁
界の大きさを表わす。符号32は磁性粒子31間の非磁
性体である。機能層12も記録層11と同様な磁性粒子
とそれを分断する非磁性体からなる構造になっている。
この構造の他に、例えば連続膜や(3次元)グラニュラー
構造等の形態をとっても構わない。ここでは、簡単のた
め、垂直磁気記録媒体の場合を例にとって説明するが、
ここで行う説明は面内媒体或いは両者の混合の場合にも
そのまま適用できる。
FIG. 4 is a cross-sectional structure of the magnetic recording medium, schematically showing the state of magnetization reversal in the recording layer 11 and the functional layer 12. Reference numeral 31 is a magnetic particle, and the arrow therein indicates the direction of magnetization. The length of the arrow represents the magnitude of the magnetization or switching field. Reference numeral 32 is a non-magnetic material between the magnetic particles 31. The functional layer 12 also has the same structure as the recording layer 11 and is composed of magnetic particles and a non-magnetic material that divides the magnetic particles.
In addition to this structure, for example, a continuous film or a (three-dimensional) granular structure may be used. Here, for simplicity, a case of a perpendicular magnetic recording medium will be described as an example.
The description given here can be applied as it is to the case of the in-plane medium or the mixture of both.

【0080】機能層12は記録層11と反強磁性交換結
合しているのでその磁化は記録層11の磁化と逆向きで
ある。このため、記録媒体の合計の磁化量は記録層11
単独の場合の磁化量よりも減り、そのために反転磁界は
大きくなる。ある磁気異方性エネルギー密度Kに対し
て、反転磁界すなわち異方性磁界Hは、H=2K
/Msで表される。Msは飽和磁化である。
The functional layer 12 and the recording layer 11 are antiferromagnetic exchange coupled.
Their magnetization is opposite to that of the recording layer 11.
is there. Therefore, the total amount of magnetization of the recording medium is
The amount of magnetization is smaller than that of a single magnetic field.
growing. Magnetic anisotropy energy density KuAgainst
Reversal magnetic field, that is, anisotropic magnetic field HkIs Hk= 2K u
/ Ms. Ms is saturation magnetization.

【0081】先ず、図4(a)に示すように、初期状態
として記録層11の全ての磁化を下向きに設定する。こ
の状態は熱印加及び磁界印加前の室温Taの状態であ
る。記録層11との反強磁性交換結合相互作用により機
能層12は上向きの磁化が発現され、記録層11の磁化
と反強磁性交換結合しており、その保磁力は大きい。
First, as shown in FIG. 4A, all the magnetizations of the recording layer 11 are set downward in the initial state. This state is the state at room temperature Ta before application of heat and application of a magnetic field. Upward magnetization is developed in the functional layer 12 by antiferromagnetic exchange coupling interaction with the recording layer 11, and antiferromagnetic exchange coupling is performed with the magnetization of the recording layer 11, and the coercive force thereof is large.

【0082】この状態では加熱していないので熱揺らぎ
による磁化の消失はない。この状態は図3中室温Taの
状態である。このときの反転磁界H totalは機能
層12の磁気異方性エネルギー密度K FLと記録層1
1の磁気異方性エネルギー密度K RLとを合成したと
きの値に比例する。
In this state, since the heating is not performed, the magnetization does not disappear due to thermal fluctuation. This state is the state at room temperature Ta in FIG. The reversal magnetic field H c total at this time is determined by the magnetic anisotropy energy density K u FL of the functional layer 12 and the recording layer 1.
It is proportional to the value when the magnetic anisotropy energy density K u RL of 1 is synthesized.

【0083】次に、図4(b)に示すように、記録ヘッ
ド(図2中、符号1)に内蔵された熱印加手段により矢
印34で図示された範囲のみが加熱される。図3に示す
ように、熱が印加されることによって室温Taから記録
温度Twに基板温度が上昇するにつれて急激に反転磁界
totalが低下する。これは機能層12のキュリ
ー温度T FLが記録層12より低く磁気異方性エネル
ギー密度K FLが急激に下するためである。こうして
記録が行われる直前の状態になる。
Next, as shown in FIG. 4B, only the area shown by the arrow 34 is heated by the heat applying means incorporated in the recording head (reference numeral 1 in FIG. 2). As shown in FIG. 3, as the substrate temperature rises from the room temperature Ta to the recording temperature Tw by applying heat, the reversal magnetic field H c total sharply decreases. This is because the Curie temperature T c FL of the functional layer 12 is lower than that of the recording layer 12, and the magnetic anisotropy energy density K u FL drops sharply. In this way, the state immediately before recording is performed.

【0084】次に、図4(c)に示すように、記録ヘッ
ド(図2中、符号1)より下向きの磁界を印加して、下
向きスピンを持つ記録磁区を形成する。記録層11と機
能層12のスピンの関係はそのままにまわりとは逆向き
に反転する。図3に示すように記録温度Twでは、反転
磁界H totalは記録ヘッド1の記録磁界Hより
も低くなるため容易にスピンを反転させることができ
る。ここで記録温度Twが機能層12のキュリー温度T
FLより高くなって機能層12の磁化が消失していて
もかまわない。
Next, as shown in FIG. 4C, a downward magnetic field from the recording head (reference numeral 1 in FIG. 2) is applied to form a recording magnetic domain having a downward spin. The spin relationship between the recording layer 11 and the functional layer 12 is reversed in the opposite direction to the surroundings while keeping the same spin relationship. As shown in FIG. 3, at the recording temperature Tw, the reversal magnetic field H c total becomes lower than the recording magnetic field H w of the recording head 1, so that the spin can be easily reversed. Here, the recording temperature Tw is the Curie temperature T of the functional layer 12.
It may be higher than c FL and the magnetization of the functional layer 12 may disappear.

【0085】次に、図4(d)に示すように、下向きス
ピンの記録磁区形成後、熱印加をやめる。こうすること
で図3に示すように温度が室温Taに戻ると、急激に機
能層12の磁化が大きくなる。これによって反転磁界H
totalは急激に大きくなる。
Next, as shown in FIG. 4D, the heat application is stopped after the recording domain with the downward spin is formed. By doing so, when the temperature returns to room temperature Ta as shown in FIG. 3, the magnetization of the functional layer 12 rapidly increases. This causes the reversal magnetic field H
c total rapidly increases.

【0086】以上のように、本発明によれば、室温では
記録が行えないような大きい磁気異方性エネルギー密度
Kuを持つ記録層に磁気記録できる。
As described above, according to the present invention, magnetic recording can be performed on a recording layer having a large magnetic anisotropy energy density Ku which cannot be recorded at room temperature.

【0087】また、本発明によれば、記録が行えるよう
になる状況を、キュリー温度が低い機能層の磁気特性の
変化によってもたらすために、記録層自体の磁性は室温
から記録温度まであまり変化せず、従って従来の熱アシ
スト磁気記録の課題である熱揺らぎの加速が起こりにく
くなる。
Further, according to the present invention, since the situation in which recording can be performed is brought about by the change in the magnetic characteristics of the functional layer having a low Curie temperature, the magnetism of the recording layer itself does not change much from room temperature to the recording temperature. Therefore, acceleration of thermal fluctuation, which is a problem of conventional heat-assisted magnetic recording, is less likely to occur.

【0088】本発明において、記録層11の磁気異方性
エネルギー密度K RLと機能層12の磁気異方性エネ
ルギー密度K FLの室温における大小関係は基本的に
は任意である。しかしより高密度の磁気記録装置を実現
するには、室温における機能層12の磁気異方性エネル
ギーK FLは、記録層11の磁気異方性エネルギー密
度K RL以下であった方がよい。また、記録層11と
機能層12とが同じ磁気異方性エネルギー密度であって
も構わない。
In the present invention, the magnitude relationship between the magnetic anisotropy energy density K u RL of the recording layer 11 and the magnetic anisotropy energy density K u FL of the functional layer 12 at room temperature is basically arbitrary. However, in order to realize a higher density magnetic recording device, the magnetic anisotropy energy K u FL of the functional layer 12 at room temperature should be equal to or lower than the magnetic anisotropy energy density K u RL of the recording layer 11. . Further, the recording layer 11 and the functional layer 12 may have the same magnetic anisotropic energy density.

【0089】また、本発明において、機能層12の磁気
異方性エネルギー密度K FL>記録層11の磁気異方
性エネルギー密度K RL×0.1という関係であるこ
とが好ましい。前述したように機能層12の磁気異方性
エネルギー密度K FLは記録層11の磁気異方性エネ
ルギー密度K RL以下であった方がよい。しかしなが
ら機能層12の磁気異方性エネルギー密度K FLはい
くら小さくても良いというわけではない。
In the present invention, it is preferable that the magnetic anisotropy energy density K u FL of the functional layer 12> the magnetic anisotropy energy density K u RL of the recording layer 11 × 0.1. As described above, the magnetic anisotropy energy density K u FL of the functional layer 12 is preferably equal to or less than the magnetic anisotropy energy density K u RL of the recording layer 11. However, the magnetic anisotropy energy density K u FL of the functional layer 12 does not have to be small.

【0090】本発明者らは、強磁性交換結合及び反強磁
性交換結合した多層膜の実効的な磁気異方性エネルギー
密度Kがどのような特性を示すか調べた結果、下記の
知見を見出した。
The present inventors investigated the characteristics of the effective magnetic anisotropy energy density K u of the multilayer film with ferromagnetic exchange coupling and antiferromagnetic exchange coupling, and as a result, the following findings were obtained. I found it.

【0091】すなわち、第1の層と第2の層とが交換結
合エネルギー面密度σで結合している場合、全体の熱揺
らぎ耐性としての磁気異方性エネルギー密度は、 σ/(2tu2)<1の場合、tu1+σ−σ
/(4tu2) σ/(2tu2)>1の場合、tu1+t
u2 となる。
That is, when the first layer and the second layer are bound with the exchange coupling energy areal density σ, the magnetic anisotropy energy density as the overall thermal fluctuation resistance is σ / (2t 2 K u2) <in the case of 1, t 1 K u1 + σ
If 2 / (4t 2 K u2 ) σ / (2t 2 K u2 )> 1, then t 1 K u1 + t 2 K
u2 .

【0092】ここでt、tはそれぞれ第1の層及び
第2の層の膜厚、Ku1、Ku2はそれぞれ第1の層及
び第2の層の磁気異方性エネルギー密度である。
Here, t 1 and t 2 are the film thicknesses of the first layer and the second layer, respectively, and K u1 and K u2 are the magnetic anisotropy energy densities of the first layer and the second layer, respectively. .

【0093】いずれの場合にも全体としての熱揺らぎ耐
性tKは増加している。しかし、膜全体の平均は、
(t+t)で割ってみると分かるように、Ku2
けK よりは小さくなり、実効的な磁気異方性エネル
ギー密度としては減少してしまうことになる。
In all cases, the thermal fluctuation resistance tK u as a whole is increasing. However, the average across the membrane is
As can be seen by dividing by (t 1 + t 2 ), K u2 is smaller than K u 1 and the effective magnetic anisotropy energy density is reduced.

【0094】高密度化のためには、媒体を薄膜化しなけ
ればならないので、単純にKu1の材料を同じ厚さにし
た場合と比べてこのことは不利となる。
Since the medium must be thinned for higher density, this is disadvantageous as compared with the case where the material of Ku1 has the same thickness.

【0095】従って機能層12の磁気異方性エネルギー
密度K FLは記録層11の磁気異方性エネルギー密度
RLよりも小さい範囲でできるだけ大きい方が好ま
しい。詳細な実験及び検討の結果、具体的には機能層1
2の磁気異方性エネルギー密度K FL>記録層11の
磁気異方性エネルギー密度K RL×0.1という関係
であればよいことが分かった。
Therefore, the magnetic anisotropy energy density K u FL of the functional layer 12 is preferably as large as possible within a range smaller than the magnetic anisotropy energy density K u RL of the recording layer 11. As a result of detailed experiments and examinations, specifically, functional layer 1
It was found that the relationship of the magnetic anisotropy energy density K u FL of 2 > the magnetic anisotropy energy density K u RL × 0.1 of the recording layer 11 is sufficient.

【0096】また、本発明において、記録温度Twにお
ける記録層11の磁気異方性エネルギー密度K RL
室温における記録層11の磁気異方性エネルギー密度K
の1/4よりも大きければよい。
In the present invention, the magnetic anisotropy energy density K u RL of the recording layer 11 at the recording temperature Tw is the magnetic anisotropy energy density K of the recording layer 11 at room temperature.
be larger than 1/4 of u R L.

【0097】本発明による磁気記録装置の最大の特徴
は、熱揺らぎ加速現象の抑制にある。具体的には機能層
12の磁気特性の変化による全体の反転磁界の変化を利
用して記録層11の熱揺らぎが加速される前に記録を行
う。すなわち、記録層11のキュリー温度よりも十分低
い温度で記録するところにある。
The greatest feature of the magnetic recording apparatus according to the present invention is the suppression of the thermal fluctuation acceleration phenomenon. Specifically, recording is performed before the thermal fluctuation of the recording layer 11 is accelerated by utilizing the change of the entire switching magnetic field due to the change of the magnetic characteristic of the functional layer 12. That is, the recording is performed at a temperature sufficiently lower than the Curie temperature of the recording layer 11.

【0098】発明者らは独自に研究を進めた結果、通常
の単層膜に熱アシスト磁気記録を行う場合、熱揺らぎ加
速現象を避け得るのは、室温における磁気異方性エネル
ギー密度が概ね半分になる温度までであるという知見を
得た。しかしながら、この結論には簡単のための仮定が
入っており、熱揺らぎ加速の過大評価を与えることがわ
かっている。実際には、媒体上のナノメータ領域での温
度の変化とそれに伴う磁気特性の空間分布が絡む複雑な
現象が起こっているので、第一原理シミュレーションを
用いない限りは精度の良い解析はできない。これらのこ
とを勘案して詳細な実験を行った結果、発明者らは、室
温における記録層11の磁気異方性エネルギー密度K
RLの1/4に磁気異方性エネルギー密度の値になるま
で加熱する場合であれば、温度レスポンスを良くする等
の施策により、熱揺らぎ加速現象の影響を抑えることが
できることを発見した。
As a result of the inventors' own research, when thermally assisted magnetic recording is performed on a normal single-layer film, the thermal fluctuation acceleration phenomenon can be avoided when the magnetic anisotropy energy density at room temperature is about half. It was found that the temperature was up to. However, this conclusion contains assumptions for simplicity and is found to give an overestimation of thermal fluctuation acceleration. Actually, since a complicated phenomenon involving a change in temperature in the nanometer region on the medium and a spatial distribution of magnetic characteristics accompanying it occurs, accurate analysis cannot be performed unless first-principles simulation is used. As a result of performing a detailed experiment in consideration of these things, the inventors have found that the magnetic anisotropy energy density K u of the recording layer 11 at room temperature.
It has been discovered that the effect of the thermal fluctuation acceleration phenomenon can be suppressed by measures such as improving the temperature response if heating is performed to a value of the magnetic anisotropy energy density to 1/4 of the RL .

【0099】すなわち記録温度Twにおける記録層11
の磁気異方性エネルギー密度K が室温における値
の1/4よりも大きい場合には熱揺らぎ加速を抑えた熱
アシスト磁気記録ができる。このときには記録直後の劣
化がなく、また、隣接トラックでは熱揺らぎ加速が起こ
らない条件であるのでクロスイレーズも起こらない。さ
らに、記録ヘッドの磁界印加領域(概ね記録磁極のAB
S面の領域)よりも広い領域の反転磁界を記録磁界以下
にすることができるので、記録した磁区は等温線の影響
を受けない矩形にすることができるという利点をも有す
る。
That is, the recording layer 11 at the recording temperature Tw
If the magnetic anisotropy energy density K u R L is greater than 1/4 of the value at room temperature of can heat-assisted magnetic recording with reduced thermal fluctuation acceleration. At this time, there is no deterioration immediately after recording, and the cross-erase does not occur because the thermal fluctuation acceleration does not occur in the adjacent tracks. Further, the magnetic field application area of the recording head (AB of the recording magnetic pole is approximately
Since the reversal magnetic field in a region wider than the (S-plane region) can be set to be equal to or less than the recording magnetic field, there is also an advantage that the recorded magnetic domain can be a rectangle that is not affected by the isotherm.

【0100】この条件はあくまでも熱揺らぎ加速を抑え
るための条件であり、ある程度の劣化が許容されるシス
テム或いは記録直後の補助磁界印加を採用しているシス
テム、超急冷媒体構造により温度レスポンスが極端に早
いシステム等には用いる必要はない。
This condition is only for suppressing thermal fluctuation acceleration, and the temperature response is extremely high due to the system which allows a certain degree of deterioration or the system which employs the auxiliary magnetic field application immediately after recording, and the super-quick refrigerant structure. It is not necessary to use it for fast systems.

【0101】また、より低温で記録ができるようにする
には、記録層11自体が高い磁気異方性エネルギー密度
RLを持ちかつ低い保磁力を持つ材料であると良
い。そうするには記録層11の飽和磁化Msが大きいと
良い。しかし、基本的に磁気異方性エネルギー密度K
RLや飽和磁化Msは材料固有の値であり、それほど制
御できるものではない。
In order to enable recording at a lower temperature, it is preferable that the recording layer 11 itself is a material having a high magnetic anisotropic energy density K u RL and a low coercive force. To do so, the saturation magnetization Ms of the recording layer 11 should be large. However, basically, the magnetic anisotropy energy density K u
The RL and the saturation magnetization Ms are values specific to the material and cannot be controlled so much.

【0102】そこで別の層を記録層11に強磁性交換結
合させることにより実現することができる。すなわち、
別の高い磁気異方性エネルギー密度を有する材料からな
る第2の記録層を記録層11に交換結合させることで、
記録層11と第2の記録層を一体と見なした場合の飽和
磁化Msを大きくすることができ、結果として高い磁気
異方性エネルギー密度K RL及び低い保磁力を実現で
きる。この場合第2の記録層の磁気異方性エネルギー密
度は記録層11の磁気異方性エネルギー密度K RL
ど高くある必要はない。
Therefore, another layer is ferromagnetically exchange-coupled to the recording layer 11.
It can be realized by combining them. That is,
Another material with a high magnetic anisotropy energy density
By exchanging and coupling the second recording layer to the recording layer 11,
Saturation when the recording layer 11 and the second recording layer are regarded as one body
The magnetization Ms can be increased, resulting in high magnetism.
Anisotropy energy density Ku RLAnd low coercive force
Wear. In this case, the magnetic anisotropy energy density of the second recording layer
The degree is the magnetic anisotropy energy density K of the recording layer 11. u RLHo
It doesn't have to be expensive.

【0103】このような材料系としては、例えば、垂直
磁気記録媒体の場合、厚さ1nm前後のCo層とPt層
やPd層とを交互に積層したいわゆる人工格子媒体を用
いることができる。この媒体は、Co層が薄いほど磁気
異方性エネルギー密度が大きくできるので、例えばCo
層を厚さ0.25nm、Pt層を0.5nmとした構成
で10erg/ccの磁気異方性エネルギー密度で5
00emu/cc程度のMsを得ることができる。
As such a material system, for example, in the case of a perpendicular magnetic recording medium, a so-called artificial lattice medium in which Co layers having a thickness of about 1 nm and Pt layers and Pd layers are alternately laminated can be used. In this medium, the thinner the Co layer is, the higher the magnetic anisotropy energy density can be.
When the layer has a thickness of 0.25 nm and the Pt layer has a thickness of 0.5 nm, the magnetic anisotropy energy density of 10 7 erg / cc is 5
Ms of about 00 emu / cc can be obtained.

【0104】また、本発明において、機能層11のキュ
リー温度T FLにおける記録層11の磁気異方性エネ
ルギー密度K RLが、室温における記録層11の磁気
異方性エネルギー密度K RLの1/4よりも大きいこ
とが好ましい。
[0104] In the present invention, the magnetic anisotropy energy density K u RL of the recording layer 11 in the Curie temperature T c FL of the functional layer 11, the magnetic anisotropy energy density K u RL of the recording layer 11 at room temperature It is preferably larger than 1/4.

【0105】記録層11が本来持っているのよりも大き
な保磁力Hcの温度変化(低下)が得られるのは機能層1
2が磁性を持っている温度領域においてである。すなわ
ち、最も大きな室温からの保磁力Hcの低下(飽和磁化
Msの相対的な増加)が得られるのは、機能層11のキ
ュリー温度T FL以下の温度においてである。
The temperature change (reduction) of the coercive force Hc larger than the recording layer 11 originally has is obtained in the functional layer 1.
2 is in the temperature range having magnetism. That is, the largest decrease in coercive force Hc from room temperature (relative increase in saturation magnetization Ms) is obtained at a temperature equal to or lower than the Curie temperature T c FL of the functional layer 11.

【0106】室温の保磁力の大きさは、室温における磁
化の少なさを意味し、反磁界を少なくする効果が大きい
ことを意味する。従って、記録動作を機能層12のキュ
リー温度T FL近傍で行うと、反磁界低減効果を大き
くすることができて好ましい。上述の議論より、熱揺ら
ぎ加速現象を抑えるには、記録温度を記録層11の磁気
異方性エネルギー密度K RLが室温の値の1/4にな
るところにすればよいので、両者の効果を併せ持つシス
テムを得るには、記録層12のキュリー温度T FL
おける記録層11の磁気異方性エネルギー密度K RL
が室温における記録層11の磁気異方性エネルギー密度
RLの1/4よりも大きいことが好ましい。
The magnitude of the coercive force at room temperature depends on the magnetism at room temperature.
Meaning less demagnetization, and has a great effect on reducing the demagnetizing field
Means that. Therefore, the recording operation is performed by the function layer 12 queue.
Lee temperature Tc FLIf it is done in the vicinity, the demagnetizing field reducing effect will be great.
This is preferable because it can be reduced. From the above discussion, heat fluctuates
In order to suppress the acceleration phenomenon, the recording temperature is set to the magnetic value of the recording layer 11.
Anisotropy energy density Ku RLBecomes 1/4 of the room temperature value
System that has both effects.
To obtain the system, the Curie temperature T of the recording layer 12 c FLTo
Magnetic anisotropy energy density K of the recording layer 11 in theu RL
Is the magnetic anisotropy energy density of the recording layer 11 at room temperature
Ku RLIt is preferably larger than 1/4 of the above.

【0107】この条件はあくまでも熱揺らぎ加速を抑え
かつ反磁界の影響を小さくするための条件であり、それ
を必要とはしないシステム等には用いる必要はない。こ
の条件を採用するかどうかは用いるシステムの設計によ
って異なる。
This condition is a condition for suppressing thermal fluctuation acceleration and reducing the influence of the demagnetizing field, and it is not necessary to use it for a system that does not require it. Whether to adopt this condition depends on the design of the system used.

【0108】また、本発明による磁気記録装置は、記録
層11と機能層12との間に5nm以下の非磁性中間層
を形成してもよい。
In the magnetic recording device according to the present invention, a nonmagnetic intermediate layer having a thickness of 5 nm or less may be formed between the recording layer 11 and the functional layer 12.

【0109】また、本発明において、反強磁性交換結合
は記録層11と機能層12の界面を制御することにより
実現できるが、別の方法として、記録層11と機能層1
2の間に5nm以下の非磁性中間層を形成することでも
実現できることが、発明者らの実験によって明らかにな
った。記録層11と機能層12との交換結合は5nmを
越えない範囲の距離で作用をおよぼし、その距離で交換
結合力を制御できることを見出した。この距離は、用い
る材料、界面の磁気的・機械的・化学的状態、成膜方
法、成膜条件等で変化し、ここで一意に規定できない。
In the present invention, antiferromagnetic exchange coupling can be realized by controlling the interface between the recording layer 11 and the functional layer 12, but as another method, the recording layer 11 and the functional layer 1 can be used.
It was revealed by the experiments of the inventors that it can be realized by forming a non-magnetic intermediate layer having a thickness of 5 nm or less between the two. It has been found that the exchange coupling between the recording layer 11 and the functional layer 12 acts at a distance within a range not exceeding 5 nm, and the exchange coupling force can be controlled at that distance. This distance varies depending on the material used, the magnetic / mechanical / chemical state of the interface, the film forming method, the film forming conditions, etc., and cannot be uniquely defined here.

【0110】また、本発明において、記録層11と機能
層12との距離を制御良く保つにはその間に非磁性体か
らなる中間層を挿入すればよい。
Further, in the present invention, in order to keep the distance between the recording layer 11 and the functional layer 12 under control, an intermediate layer made of a non-magnetic material may be inserted therebetween.

【0111】また、発明者らは、この非磁性中間層が少
なくともRu、Re、Rh、Ir、Tc、Au、Ag、
Cu、Si、Fe、Ni、Pt、Pd、Cr、Mn、A
lから選ばれる材料からなる場合、大きな交換結合エネ
ルギーが得られることを見出した。
The inventors have found that the non-magnetic intermediate layer contains at least Ru, Re, Rh, Ir, Tc, Au, Ag,
Cu, Si, Fe, Ni, Pt, Pd, Cr, Mn, A
It has been found that a large exchange coupling energy can be obtained when the material is selected from l.

【0112】本発明による磁気記録装置の場合、必要な
条件は記録温度において熱揺らぎ加速が小さく、反転磁
界が小さくなっていることである。それを実現する条件
は種々あるが、そのうちの一つに交換結合エネルギーが
大きいということが挙げられる。これは、機能層12の
磁気異方性エネルギー密度を大きくできる、より大きな
磁気異方性エネルギー密度を有する記録層が使える利点
を有している。ただし、交換結合エネルギーが大きいこ
とは必須の条件ではなく、別のパラメータでも制御でき
るし、システムによっては小さいものでも良い。その場
合には、中間層材料の選択の幅が増えて好ましい。
In the case of the magnetic recording apparatus according to the present invention, the necessary condition is that the thermal fluctuation acceleration is small and the reversal magnetic field is small at the recording temperature. There are various conditions for realizing this, and one of them is that the exchange coupling energy is large. This has an advantage that a recording layer having a larger magnetic anisotropy energy density, which can increase the magnetic anisotropy energy density of the functional layer 12, can be used. However, it is not an essential condition that the exchange coupling energy is large, it can be controlled by another parameter, and it may be small depending on the system. In that case, the range of selection of the intermediate layer material is increased, which is preferable.

【0113】また、発明者らは、上記の非磁性中間層
が、半導体、および半導体中に磁性体をドープした材料
から選ばれることにより、大きな交換結合エネルギーと
急峻な反転磁界の温度変化が得られることを見出した。
大きな交換結合エネルギーが得られる理由は良くわから
ない。急峻な反転磁界の温度変化に関しては、中間層が
半導体である場合、電子(キャリア)の数が記録層11と
機能層12との交換結合相互作用を担うと考えられる
が、その数が温度ともに増加したことによって温度に対
する交換結合エネルギーの減少が小さくなったためと思
われる。半導体中に磁性体がドープされると、交換結合
エネルギーが大きくなる効果もさらに得られる。もちろ
ん、反磁界の影響がそもそも小さいシステムに対して
は、これらの半導体中間層を用いる必要性は必ずしもな
い。
Further, the inventors have obtained a large exchange coupling energy and a sharp temperature change of the switching field by selecting the nonmagnetic intermediate layer from a semiconductor and a material obtained by doping a semiconductor with a magnetic material. I found that
The reason why a large exchange coupling energy is obtained is not clear. Regarding the abrupt temperature change of the switching field, when the intermediate layer is a semiconductor, the number of electrons (carriers) is considered to be responsible for the exchange coupling interaction between the recording layer 11 and the functional layer 12. This is probably because the decrease in the exchange coupling energy with respect to temperature decreased due to the increase. When a semiconductor is doped with a magnetic material, the effect of increasing the exchange coupling energy is further obtained. Of course, it is not always necessary to use these semiconductor intermediate layers for a system where the influence of the demagnetizing field is small in the first place.

【0114】次に、図2に模式的に示した断面構造の磁
気記録装置を作製した例を示す。
Next, an example in which a magnetic recording device having the cross-sectional structure shown in FIG. 2 is manufactured will be shown.

【0115】先ず、2.5インチのガラス基板13上
に、Tiシード層(図示せず)を厚さ10nm、Pt下
地層(図示せず)を厚さ20nmスパッタ法にて形成す
る。次に、この上に厚さ0.32nmのCo層及び厚さ
0.78nmのPt層からなる積層構造を5層形成した
機能層12をスパッタ法にて積層する。
First, a Ti seed layer (not shown) having a thickness of 10 nm and a Pt underlayer (not shown) having a thickness of 20 nm are formed on a 2.5-inch glass substrate 13 by a sputtering method. Next, a functional layer 12 having five stacked layers of a Co layer having a thickness of 0.32 nm and a Pt layer having a thickness of 0.78 nm is formed thereon by a sputtering method.

【0116】次に、この機能層12上に磁性体として
(Co80Pt20)Ta及びこの間に非磁性体とし
てSiOを具備する記録層11を厚さ10nmスパッ
タ法にて形成する。次に、この記録層12上にCからな
る保護層14を厚さ3nmスパッタ法にて積層し、その
後潤滑剤を塗布する。
Next, a recording layer 11 having (Co 80 Pt 20 ) Ta 6 as a magnetic substance and SiO 2 as a non-magnetic substance between them is formed on the functional layer 12 by a sputtering method with a thickness of 10 nm. Next, a protective layer 14 made of C is laminated on the recording layer 12 by a sputtering method with a thickness of 3 nm, and then a lubricant is applied.

【0117】機能層12は厚さ0.32nmのCo層及
び厚さ0.78nmのPt層からなる積層構造として、
この積層構造が5回繰り返された、いわゆる人工格子で
ある。機能層12と記録層11の間には、0.5Paの
Ar及びN雰囲気中でRF100Wのスパッタエッチ
ング処理を施してある。
The functional layer 12 has a laminated structure composed of a Co layer having a thickness of 0.32 nm and a Pt layer having a thickness of 0.78 nm.
This is a so-called artificial lattice in which this laminated structure is repeated 5 times. Between the functional layer 12 and the recording layer 11, RF 100 W sputter etching treatment is performed in an atmosphere of Ar and N 2 of 0.5 Pa.

【0118】次に、記録層11の微細構造を、TEMを
用いて分析したところ、主にCoPtからなる柱状の磁
性結晶粒子(直径約9nm)がアモルファスSiOから
なる非磁性体で分断されている構造となっていた。この
分析ではTaの分析はできなかった。
Next, when the fine structure of the recording layer 11 was analyzed by using a TEM, columnar magnetic crystal grains (diameter of about 9 nm) mainly made of CoPt were separated by a non-magnetic substance made of amorphous SiO 2. It had a structure. Ta could not be analyzed by this analysis.

【0119】また、記録層11単独の磁気特性は、垂直
方向に主たる磁化容易軸を有し、VSM測定及び磁気ト
ルク測定より磁気異方性エネルギー密度K RL=8×
10 erg/ccであると推定された。また、そのキ
ュリー温度T RLは約800Kと推定された。
The magnetic characteristics of the recording layer 11 alone are perpendicular to each other.
Has a main easy axis in the direction, VSM measurement and magnetic
Magnetic anisotropy energy density K from Luk measurementu RL= 8 x
10 6It was estimated to be erg / cc. Also, the key
Curie temperature Tc RLWas estimated to be about 800K.

【0120】同様に機能層12単独の磁気特性は磁気異
方性エネルギー密度K FL=3×10erg/c
c、キュリー温度T FL=500Kと推定された。
Similarly, the magnetic characteristics of the functional layer 12 alone are such that the magnetic anisotropy energy density K u FL = 3 × 10 7 erg / c.
c, Curie temperature was estimated to be T c FL = 500K.

【0121】図5に、機能層12と記録層11が積層さ
れた状態でのヒステリシスループを模式的に示す。
FIG. 5 schematically shows a hysteresis loop when the functional layer 12 and the recording layer 11 are laminated.

【0122】図5に示すように、マイナス側の飽和状態
から磁界強度の絶対値を小さくして行くと、HとH
の二回、磁化の急激な変化が現れた。これは機能層12
と記録層11が反強磁性交換結合相互作用を及ぼしあっ
ていることを意味する。
As shown in FIG. 5, when the absolute value of the magnetic field strength is reduced from the saturation state on the minus side, H 2 and H 1
Twice, a sudden change in magnetization appeared. This is the functional layer 12
Means that the recording layer 11 exerts antiferromagnetic exchange coupling interaction with each other.

【0123】マイナス側から磁界強度の絶対値を小さく
していくと、先ず、Hにおいて機能層12が反転し、
記録層11と機能層12のスピンの向きが反平行になる
状態になる。この状態はエネルギー的に安定であるので
ゼロ磁界下でもそのまま保たれる。
When the absolute value of the magnetic field strength is reduced from the minus side, first, the functional layer 12 is inverted in H 2 ,
The spin directions of the recording layer 11 and the functional layer 12 become antiparallel. Since this state is energetically stable, it can be maintained even under a zero magnetic field.

【0124】次に、プラス側に磁界強度が大きくなると
外部磁界の力によって強制的に記録層11の磁化が反転
させられる。これがHにおける変化となる。
Next, when the magnetic field strength increases toward the plus side, the magnetization of the recording layer 11 is forcibly reversed by the force of the external magnetic field. This is the change in H 1 .

【0125】このヒステリシスループ測定を、温度を変
えて行い、Hの温度変化を調べたところ、図3に模式
的に示したH totalのような特性をもつことが分
かった。この特性は、機能層12と記録層11の反強磁
性交換結合相互作用によってもたらされるものである。
When this hysteresis loop measurement was carried out while changing the temperature and the temperature change of H 1 was examined, it was found that it had characteristics such as H c total shown schematically in FIG. This characteristic is brought about by the antiferromagnetic exchange coupling interaction between the functional layer 12 and the recording layer 11.

【0126】上記の磁気記録媒体の動特性をHDDの記
録/再生評価装置にて評価した。回転数は4500rp
mで、記録ギャップは200nm、GMR素子を用いた
再生ヘッドはギャップが110nmであった。浮上量と
潤滑剤の厚さから磁気スペーシングは30nmと推定さ
れた。局所加熱には波長633nmのレーザを用いた。
レーザは基板裏面より外部低浮上レンズを介して機能層
12及び記録層11の界面部分へ照射された。外部低浮
上レンズと基板の両方でSILレンズとなるように設計
を行い、焦点が機能層12及び記録層11の界面部分で
結ぶようにした。レーザスポットの直径はFWHMで約
500nmである。精密なピエゾ素子によるヘッドの駆
動で、光の照射位置と記録ヘッドのギャップ位置とを一
致させた。
The dynamic characteristics of the above magnetic recording medium were evaluated by a HDD recording / reproducing evaluation device. Rotation speed is 4500 rp
m, the recording gap was 200 nm, and the reproducing head using the GMR element had a gap of 110 nm. The magnetic spacing was estimated to be 30 nm from the flying height and the thickness of the lubricant. A laser with a wavelength of 633 nm was used for local heating.
The laser was applied to the interface between the functional layer 12 and the recording layer 11 from the back surface of the substrate through the external low flying lens. The external low-flying lens and the substrate were designed to be SIL lenses, and the focal point was set at the interface between the functional layer 12 and the recording layer 11. The diameter of the laser spot is about 500 nm in FWHM. By driving the head with a precise piezo element, the irradiation position of light and the gap position of the recording head were matched.

【0127】先ず、レーザを照射しないで磁気記録を試
みた。再生信号はノイズがほとんどであり、十分な記録
ができていないことが分かった。このことは記録層11
の保磁力と記録ヘッドの記録能力から勘案して当然の結
果である。
First, magnetic recording was tried without laser irradiation. It was found that the reproduced signal had almost no noise, and sufficient recording could not be performed. This means that the recording layer 11
This is a natural result in consideration of the coercive force and the recording ability of the recording head.

【0128】次に、レーザを照射しながら記録を行っ
た。別の実験とシミュレーションにより、あらかじめレ
ーザの照射パワーと磁気記録媒体の温度上昇の関係をつ
かんでおき、照射するレーザパワーを変化させて、記録
温度Twと再生信号のCN比(CNR)の関係を調べ
た。400kfciの単一周波数記録をおこなった結
果、記録温度Tw=350K以上の領域で再生信号が得
られるようになり、記録温度Tw=450K〜550K
あたりで最大の信号強度となり、記録温度Tw=800
Kあたりで再び信号が得られなくなった。
Next, recording was performed while irradiating the laser. By another experiment and simulation, the relationship between the laser irradiation power and the temperature rise of the magnetic recording medium is grasped in advance, and the irradiation laser power is changed to determine the relationship between the recording temperature Tw and the CN ratio (CNR) of the reproduction signal. Examined. As a result of performing the single frequency recording of 400 kfci, the reproduction signal can be obtained in the region of the recording temperature Tw = 350 K or more, and the recording temperature Tw = 450 K to 550 K
The maximum signal intensity is around, and the recording temperature Tw = 800
The signal disappeared again around K.

【0129】このような再生信号強度の媒体温度依存性
は、上述の熱アシスト磁気記録方式の作用から考えて妥
当である。
The medium temperature dependence of the reproduction signal intensity as described above is appropriate in view of the operation of the above-mentioned heat-assisted magnetic recording system.

【0130】次に、機能層12を成膜後、RFスパッタ
エッチングを行う代わりに1PaのAr及びO雰囲気
中に1分間暴露する処理を行い、その後上述したものと
同じ方法で記録層11と保護層14を成膜した試料を作
成した。
Next, after forming the functional layer 12, instead of performing RF sputter etching, a treatment of exposing it to an atmosphere of 1 Pa of Ar and O 2 for 1 minute is performed, and then the recording layer 11 is formed by the same method as described above. A sample having the protective layer 14 formed thereon was prepared.

【0131】断面TEM観察の結果、機能層12と記録
層11との間に厚さ1nmのCoO層ができていること
がわかった。
As a result of cross-sectional TEM observation, it was found that a CoO layer having a thickness of 1 nm was formed between the functional layer 12 and the recording layer 11.

【0132】この試料のヒステリシスカーブを測定した
ところ、図5に示したものと同様のものが得られた。こ
の結果を元に、機能層12と記録層11との間に中間層
として厚さ0.8nmのSiO層、厚さ1nmのTi
層、3nmのTi層及び厚さ5nmのTiPt層を挿入
した試料を作成した。
When the hysteresis curve of this sample was measured, the same one as shown in FIG. 5 was obtained. Based on this result, an SiO 2 layer having a thickness of 0.8 nm and a Ti layer having a thickness of 1 nm are provided as an intermediate layer between the functional layer 12 and the recording layer 11.
A sample was made in which a layer, a 3 nm Ti layer and a 5 nm thick TiPt layer were inserted.

【0133】いずれの場合も図6と同様の特性が得ら
れ、反強磁性結合が得られていることがわかった。中で
も厚さ1nmのTi層を中間層として挿入した場合にH
とH との差がもっとも大きくなり、交換結合エネル
ギーが最も大きくなっていることが推定された。中間層
の厚さが5nmを越える場合には交換結合は得られなか
った。
In any case, the same characteristics as in FIG. 6 are obtained.
It was found that antiferromagnetic coupling was obtained. Inside
When a Ti layer with a thickness of 1 nm is inserted as an intermediate layer, H
1And H TwoAnd the exchange coupling energy
It was estimated that Gee was the largest. Middle class
The exchange coupling cannot be obtained if the thickness exceeds 5 nm
It was.

【0134】次に、実施形態1にかかる別の実施例につ
いて説明する。
Next, another example of the first embodiment will be described.

【0135】先ず、2.5インチのガラス基板13上
に、NiAlシード層(図示せず)を厚さ5nm、V下
地層(図示せず)を厚さ10nmスパッタ法にて形成す
る。次に、この上に(Co16Pt24)Cr−O機
能層12を厚さ10nm、Ru中間層(図示せず)を厚
さ0.8nm、(Fe63Pt41)Cu12−SiO
記録層11を厚さ12nm、C保護層14を厚さ3n
m順次スパッタ法にて積層し、その後潤滑剤を塗布し
た。
First, on the glass substrate 13 of 2.5 inches
A NiAl seed layer (not shown) with a thickness of 5 nm and under V
A formation (not shown) is formed by a 10 nm-thickness sputtering method.
It Then add (Co16Pt24) Cr1-O machine
The thickness of the functional layer 12 is 10 nm, and the thickness of the Ru intermediate layer (not shown) is thick.
0.8 nm, (Fe63Pt41) Cu12-SiO
TwoThe recording layer 11 has a thickness of 12 nm, and the C protective layer 14 has a thickness of 3 n.
m Sequentially stack by sputtering method, then apply lubricant
It was

【0136】次に、こうして形成された磁気記録媒体の
記録層11の微細構造を、TEMを用いて調べたとこ
ろ、主にFePtからなる柱状の磁性結晶粒子(直径約
5nm)がアモルファスSiOからなる非磁性体で分
断されている構造となっていた。Cuは膜中に概ね均一
に分布していた。
Next, when the fine structure of the recording layer 11 of the magnetic recording medium thus formed was examined by using a TEM, columnar magnetic crystal grains (diameter about 5 nm) mainly made of FePt were formed from amorphous SiO 2. The structure was divided by a non-magnetic material. Cu was distributed almost uniformly in the film.

【0137】記録層11単独の磁気特性は、面内方向に
主たる磁化容易軸を有し、VSM測定及び磁気トルク測
定より磁気異方性エネルギー密度K RLが8×10
erg/ccであると推定された。記録層11のキュ
リー温度T RLは約700Kと推定された。
The magnetic characteristics of the recording layer 11 alone have a major axis of easy magnetization in the in-plane direction, and the magnetic anisotropy energy density K u RL is 8 × 10 7 according to VSM measurement and magnetic torque measurement.
It was estimated to be erg / cc. The Curie temperature T c RL of the recording layer 11 was estimated to be about 700K.

【0138】機能層12単独の磁気特性は磁気異方性エ
ネルギー密度K FL=1×10erg/cc、キュ
リー温度T FL=450Kと推定された。
The magnetic properties of the functional layer 12 were estimated to be magnetic anisotropy energy density K u FL = 1 × 10 7 erg / cc and Curie temperature T c FL = 450K.

【0139】機能層12及び記録層11が積層された状
態でのヒステリシスループは図5に模式的に示すような
ものになり、反強磁性結合が得られた。
The hysteresis loop in the state where the functional layer 12 and the recording layer 11 are laminated is as schematically shown in FIG. 5, and antiferromagnetic coupling is obtained.

【0140】これを上記と同様の磁気記録実験に供し
た。その結果、最大の再生信号強度が記録温度Tw=4
30K〜560Kで得られた点以外はほぼ同様の結果が
得られた。この記録層12は磁性体の結晶粒径が5nm
と小さいため、1200kfciという非常に高い周波
数でも再生信号の存在が確認された。このことは、この
媒体は超高密度磁気記録ができることを意味している。
This was subjected to the same magnetic recording experiment as above. As a result, the maximum reproduction signal strength is the recording temperature Tw = 4.
Almost similar results were obtained except for the points obtained at 30K to 560K. The recording layer 12 has a crystal grain size of the magnetic substance of 5 nm.
Since it is small, it was confirmed that there is a reproduced signal even at a very high frequency of 1200 kfci. This means that this medium is capable of ultra high density magnetic recording.

【0141】同様の試料を、中間層材料及びその厚さを
変えて作成した。試みた中間層材料はRu、Re、R
h、Ir、Tc、Au、Ag、Cu、Si、Fe、N
i、Pt、Pd、Cr、Mn、Alである。これら全て
において反強磁性結合を示す膜厚が5nm以下の膜厚領
域で確認された。
Similar samples were prepared by changing the material of the intermediate layer and its thickness. The intermediate layer materials tried were Ru, Re, R
h, Ir, Tc, Au, Ag, Cu, Si, Fe, N
i, Pt, Pd, Cr, Mn, and Al. In all of these, it was confirmed that the film thickness showing antiferromagnetic coupling was in the film thickness region of 5 nm or less.

【0142】また、いずれの場合も酸化物層、Si
、Ti合金層の場合に比べて大きな交換結合エネル
ギーを示唆するヒステリシスループが得られた。特にR
u、Re、Rh、Irについて詳細に検討したところ、
交換結合エネルギー面密度が1erg/cm〜5er
g/cmと推定されることがわかった。
In any case, the oxide layer, Si
A hysteresis loop indicating a larger exchange coupling energy than that of the O 2 and Ti alloy layers was obtained. Especially R
Detailed examination of u, Re, Rh, and Ir revealed that
Exchange coupling energy areal density of 1 erg / cm 2 to 5 er
It was found to be estimated to be g / cm 2 .

【0143】また、同様に半導体、及び半導体中に磁性
体をドープした材料を中間層とした場合にも反強磁性交
換結合となることを見出した。ここで試みたのは、半導
体がSi、Ge、Sn、Te、AlP、GaN、Ga
P、GaAs、InSb、ZnO、ZnS、ZnTe
で、磁性体がCo、Fe、Ni、Mn、Crである。
Similarly, it has been found that antiferromagnetic exchange coupling also occurs when the semiconductor and the material obtained by doping the semiconductor with a magnetic material are used as the intermediate layer. Here, we tried semiconductors such as Si, Ge, Sn, Te, AlP, GaN, and Ga.
P, GaAs, InSb, ZnO, ZnS, ZnTe
The magnetic substance is Co, Fe, Ni, Mn, or Cr.

【0144】反強磁性結合が誘起される理由はよくわか
らないが、おそらく半導体中の少数キャリアとドープし
た磁性材料との超交換相互作用によるものと想定され
る。従って、ドープする母材は少数キャリを生成できる
半導体であれば何でも良く、また、磁性体の材料も上記
のものに限定されない。
The reason why the antiferromagnetic coupling is induced is not clear, but it is presumed that it is probably due to the superexchange interaction between the minority carriers in the semiconductor and the doped magnetic material. Therefore, the base material to be doped may be any semiconductor as long as it can generate a small number of carriers, and the material of the magnetic material is not limited to the above.

【0145】次に、実施形態1にかかる別の実施例につ
いて説明する。
Next, another example according to the first embodiment will be described.

【0146】先ず、2.5インチのガラス基板13上
に、FeTaC軟磁性からなる下地層(図示せず)を厚
さ30nm、Ti遮断層(図示せず)を厚さ5nm、P
t下地層(図示せず)を厚さ10nm、[Co層(厚さ
0.23nm)/Pt層(厚さ0.87nm)]10
能層12、Rh中間層(図示せず)を厚さ0.8nm、
[Co層(厚さ0.35nm)/Pt層(厚さ0.43
nm)]記録層11、C保護層14を厚さ3nm順次
スパッタ法にて積層し、その後潤滑剤を塗布した。
First, on a 2.5 inch glass substrate 13, an underlayer (not shown) made of FeTaC soft magnetic having a thickness of 30 nm, a Ti blocking layer (not shown) having a thickness of 5 nm, and P were formed.
t Underlayer (not shown) has a thickness of 10 nm, [Co layer (thickness 0.23 nm) / Pt layer (thickness 0.87 nm)] 10 Functional layer 12, Rh intermediate layer (not shown) has a thickness 0.8 nm,
[Co layer (thickness 0.35 nm) / Pt layer (thickness 0.43
6 ) The recording layer 11 and the C protective layer 14 were sequentially laminated with a thickness of 3 nm by a sputtering method, and then a lubricant was applied.

【0147】機能層12は、厚さ0.23nmのCo層
及び厚さ0.87nmのPt層からなる積層構造を10
回積層したものである。また、記録層11は、厚さ0.
35nmのCo層及び厚さ0.43nmのPt層からな
る積層構造を6回積層したものである。
The functional layer 12 has a laminated structure of a Co layer having a thickness of 0.23 nm and a Pt layer having a thickness of 0.87 nm.
It is a layered product. The recording layer 11 has a thickness of 0.
The laminated structure is composed of a Co layer having a thickness of 35 nm and a Pt layer having a thickness of 0.43 nm and is laminated six times.

【0148】このようにして形成された磁気記録媒体の
記録層11の微細構造を、TEMを用いて調べたとこ
ろ、主にCoとPtの多層膜からなる柱状の磁性結晶粒
子(直径約7nm)が物理的に分断された微細構造が観
察された。粒間物質は同定できなかったが、構成材料か
らアモルファスCo−Oであることが想定される。
The fine structure of the recording layer 11 of the magnetic recording medium thus formed was examined by using a TEM. As a result, columnar magnetic crystal grains (diameter about 7 nm) mainly composed of a multilayer film of Co and Pt were found. A microstructure was observed in which the was physically separated. The intergranular substance could not be identified, but it is assumed from the constituent materials that it is amorphous Co—O.

【0149】また、記録層11及び機能層12単独の磁
気特性は、垂直方向に主たる磁化容易軸を有し、VSM
測定及び磁気トルク測定より磁気異方性エネルギー密度
Kuはともに1×10erg/ccであると推定され
た。キュリー温度Tcは記録層11が約900K、機能
層12が約520Kと推定された。
The magnetic characteristics of the recording layer 11 and the functional layer 12 alone have a main easy axis in the perpendicular direction,
From the measurement and the magnetic torque measurement, the magnetic anisotropy energy density Ku was estimated to be 1 × 10 7 erg / cc. The Curie temperature Tc was estimated to be about 900K for the recording layer 11 and about 520K for the functional layer 12.

【0150】機能層12及び記録層11が積層された状
態でのヒステリシスループは図5に模式的に示すような
ものになり、反強磁性結合が得られた。
The hysteresis loop in the state where the functional layer 12 and the recording layer 11 were laminated was as shown schematically in FIG. 5, and antiferromagnetic coupling was obtained.

【0151】これを上記と同様の磁気記録実験に供し
た。その結果、最大の再生信号強度が記録温度Tw=4
00K〜600Kと広い範囲で得られた点以外はほぼ同
様の結果が得られた。この磁気記録媒体は記録層11及
び機能層12の磁気異方性エネルギー密度Kuの差が小
さいために、加熱部の熱揺らぎ加速現象が抑えられ、結
果として広い温度マージンをもたらしたものと想像され
る。
This was subjected to the same magnetic recording experiment as above. As a result, the maximum reproduction signal strength is the recording temperature Tw = 4.
Almost the same result was obtained except that it was obtained in a wide range of 00K to 600K. Since this magnetic recording medium has a small difference in magnetic anisotropy energy density Ku between the recording layer 11 and the functional layer 12, it is conceivable that the thermal fluctuation acceleration phenomenon in the heating portion is suppressed, resulting in a wide temperature margin. It

【0152】次に、この磁気記録媒体の中間層をアモル
ファスZnSeとした試料を作成した。反強磁性交換結
合が得られた。
Next, a sample was prepared in which the intermediate layer of this magnetic recording medium was amorphous ZnSe. Antiferromagnetic exchange coupling was obtained.

【0153】図6に、このようにして形成された磁気記
録媒体の反転磁界H totalの温度依存性を示す。
FIG. 6 shows the temperature dependence of the reversal magnetic field H c total of the magnetic recording medium thus formed.

【0154】図6に示すように、反転磁界H
totalは室温Taから機能層12のキュリー温度T
FLまで上に凸の曲線を描くように急激に減少してい
る。
As shown in FIG. 6, the reversal magnetic field H c
total is from room temperature Ta to Curie temperature T of the functional layer 12.
It sharply decreases to a curved line up to c FL .

【0155】これは、交換結合エネルギーの温度依存性
が機能層11のキュリー温度T に向かってほぼリ
ニアに減少していく図3に示す例と異なり、機能層11
のキュリー温度T FLまでほぼ一定であることによる
もので、半導体を中間層としたことによって得られた効
果である。
[0155] This is different from the example shown in FIG. 3 that the temperature dependency of the exchange coupling energy decreases towards the Curie temperature T c F L of the functional layer 11 approximately linear, functional layer 11
This is because the Curie temperature T c FL is substantially constant up to the Curie temperature T c FL, which is an effect obtained by using the semiconductor as the intermediate layer.

【0156】同じような効果は、中間層として用いる半
導体をSi、Te、Ge、ZnO、ZnTeとした場合
にも起こることが確認された。また、この中間層にCo
をドープすると交換結合エネルギーが増加する傾向が得
られた。
It has been confirmed that the same effect occurs when the semiconductor used as the intermediate layer is Si, Te, Ge, ZnO or ZnTe. In addition, Co
It was found that the doping energy of Al tends to increase the exchange coupling energy.

【0157】このうち中間層としてZnSe層を用いた
磁気記録媒体を上述と同様の磁気記録実験に供した。そ
の結果、温度マージンが高温側に50K広がり、記録層
11のキュリー温度T RLになるレベルのレーザを照
射した場合においてもクロスイレーズがほとんど起こら
ないことがわかった。
Of these, the magnetic recording medium using the ZnSe layer as the intermediate layer was subjected to the same magnetic recording experiment as described above. As a result, it was found that the cross-erase hardly occurs even when the laser is irradiated at a level where the temperature margin spreads to the high temperature side by 50 K and the Curie temperature of the recording layer 11 becomes T c RL .

【0158】次に、上記と同様の構造の磁気記録媒体を
作製した。ただし、機能層12を[Co層(厚さxn
m)/Pt層(厚さ0.9nm)]とし、[Co層(厚
さ0.28nm)/Pt層(厚さ0.43nm)]10
記録層11に対し、種々のx(機能層12の磁気異方性
エネルギー密度K FLが異なることに対応する)での
熱アシスト磁気記録の成否について調べた。
Next, a magnetic recording medium having the same structure as described above was produced. However, the functional layer 12 is a [Co layer (thickness xn
m) / Pt layer (thickness 0.9 nm)] 6, and [Co layer (thickness 0.28 nm) / Pt layer (thickness 0.43 nm)] 10
For the recording layer 11, the success or failure of the thermally assisted magnetic recording at various x values (corresponding to the difference in the magnetic anisotropy energy density K u FL of the functional layer 12) was examined.

【0159】この磁気記録媒体の記録層11の微細構造
は上記と同様であった。また、記録層11と機能層12
とが反強磁性結合をしている試料のみを選んで記録再生
試験に供した。媒体加熱温度Twは機能層12のキュリ
ー温度T FL近傍となるように設定した。
The fine structure of the recording layer 11 of this magnetic recording medium was the same as above. In addition, the recording layer 11 and the functional layer 12
Only samples in which and had antiferromagnetic coupling were selected and subjected to a recording / reproducing test. The medium heating temperature Tw was set to be near the Curie temperature T c FL of the functional layer 12.

【0160】図7に、この記録再生試験の結果を示す。FIG. 7 shows the result of this recording / reproducing test.

【0161】図7は600kfciで記録した単一周波
数信号を再生した場合のキャリア−ノイズ比(CNR)
である。CNRは最大で50dBm程度しかないが、こ
れは記録/再生系、特に加熱タイミングと記録磁界印加
時間との関係が最適化されていないためであると思われ
る。しかしながら、このレベルにおいても熱アシスト磁
気記録の適否の判定は充分に行える。
FIG. 7 shows the carrier-noise ratio (CNR) when a single frequency signal recorded at 600 kfci is reproduced.
Is. The CNR is only about 50 dBm at maximum, but it is considered that this is because the relationship between the recording / reproducing system, particularly the heating timing and the recording magnetic field application time, is not optimized. However, even at this level, the suitability of heat-assisted magnetic recording can be sufficiently determined.

【0162】図7より明らかなように、K FL/K
RLが0.1以上で充分に大きな信号が得られた。この
ような特性が得られた理由は機能層11の磁気異方性エ
ネルギー密度K FLが小さすぎると磁気記録媒体全体
の磁気異方性エネルギー密度Kuが低下するために、熱
揺らぎ耐性が低下し、記録温度程度の加熱でも致命的な
熱揺らぎ劣化が起こるためと考えられる。もちろん記録
温度をTwよりも小さく設定すれば熱揺らぎ劣化が抑え
られるので、K FL/K RLが0.1未満でも熱ア
シスト記録はでき、実際にこの系においても30dBm
を越えるCNRが得られることを確認した。
As is clear from FIG. 7, K u FL / K u
A sufficiently large signal was obtained when RL was 0.1 or more. For magnetic anisotropic energy density K u FL is too small magnetic recording medium overall magnetic anisotropy energy density Ku this reason the property was obtained functional layer 11 is decreased, lowering the resistance to thermal fluctuation However, it is considered that fatal thermal fluctuation deterioration occurs even when heated to about the recording temperature. Of course, if the recording temperature is set lower than Tw, thermal fluctuation deterioration can be suppressed. Therefore, even if K u FL / K u RL is less than 0.1, heat assisted recording is possible, and even in this system, it is actually 30 dBm.
It was confirmed that a CNR exceeding 10 was obtained.

【0163】次に、上記と同様の構造の磁気記録媒体を
作製した。ただし、機能層12を[Co層(厚さxn
m)/Pt層(厚さ0.9nm)]、記録層11を[C
o層(厚さ0.28nm)/Pt層(厚さynm)]
10においてx、yを変化させた(それぞれ機能層12
の磁気異方性エネルギー密度K FLと記録層11のキ
ュリー温度T RLが異なることに対応する)磁気記録
媒体を作成した。記録層11の微細構造は上記と同様で
あり、記録層11と機能層12とが反強磁性結合をして
いる試料のみを選んで記録再生試験に供した。
Next, a magnetic recording medium having the same structure as described above was produced. However, the functional layer 12 is a [Co layer (thickness xn
m) / Pt layer (thickness 0.9 nm)] 6 , the recording layer 11 is [C
o layer (thickness 0.28 nm) / Pt layer (thickness ynm)]
X and y were changed in 10 (each of the functional layers 12
Of the magnetic anisotropy energy density K u FL and the Curie temperature T c RL of the recording layer 11) were prepared. The fine structure of the recording layer 11 is the same as above, and only the sample in which the recording layer 11 and the functional layer 12 are antiferromagnetically coupled was selected and subjected to the recording / reproducing test.

【0164】このようにして作成された磁気記録媒体に
対し、上記と同様の熱アシスト磁気記録を、照射レーザ
パワーを変化させて行った。各パワーに対する媒体温度
は、熱伝導解析シミュレーションで推定した。
Thermally assisted magnetic recording similar to that described above was performed on the magnetic recording medium thus prepared, while changing the irradiation laser power. The medium temperature for each power was estimated by heat conduction analysis simulation.

【0165】その結果を図8に示す。横軸は媒体加熱温
度、縦軸はCNRである。
The results are shown in FIG. The horizontal axis represents the medium heating temperature, and the vertical axis represents the CNR.

【0166】図8に示すように、横軸を温度でプロット
すると相関が見られなかったが、記録層11のキュリー
温度T RLで規格化した値としたところ、強い相関が
見られた。この結果から、記録温度はTw/T RL
0.75よりも小さい領域で充分な再生信号が得られる
ことがわかった。この領域での信号強度にばらつきがあ
るのは、記録パワーが必ずしも最適値でないことに対応
するが、Tw/T が0.75よりも大きい領域の
信号強度はあきらかに低温領域のそれと比べて小さい値
である。
As shown in FIG. 8, when the horizontal axis was plotted with temperature, no correlation was found, but when the value was normalized by the Curie temperature T c RL of the recording layer 11, a strong correlation was found. From this result, it was found that a sufficient reproduced signal can be obtained in the recording temperature region where Tw / T c RL is smaller than 0.75. There are variations in the signal strength in this area, but corresponds to the recording power is not always optimum, the signal strength of the Tw / T c R L is greater than 0.75 area therewith a clearly lower temperature region This is a small value.

【0167】記録層11単独の磁気異方性エネルギー密
度K RLは、そのキュリー温度T RLLに向かって
リニアに減少するので、Tw/T RLが0.75より
も大きい領域は磁気異方性エネルギー密度K RLが室
温の値の1/4未満になっている領域である。
Magnetic anisotropy energy density of the recording layer 11 alone
Degree Ku RLIs its Curie temperature T c RLLTowards
Since it decreases linearly, Tw / Tc RLIs from 0.75
The larger area is the magnetic anisotropy energy density Ku RLIs a room
It is an area where the temperature is less than 1/4 of the value.

【0168】この領域で信号強度が極端に小さくなった
理由は、前述のように、記録層11単独の磁気異方性エ
ネルギー密度K RLが下がったことによる熱揺らぎ加
速のためであると思われる。
The reason why the signal intensity becomes extremely small in this region is considered to be due to the acceleration of thermal fluctuation due to the decrease in the magnetic anisotropy energy density K u RL of the recording layer 11 alone, as described above. Be done.

【0169】図8で得られた結果について、最も大きな
CNRが得られた記録温度のものを試料ごとに選び、そ
れをT FL/T RLに対してプロットしてみた。そ
の結果を図9にしめす。
Regarding the results obtained in FIG. 8, the recording temperature at which the largest CNR was obtained was selected for each sample, and it was plotted against T c FL / T c RL . The result is shown in FIG.

【0170】図9に示すように、T FL/T RL
0.75よりも小さい場合に充分な再生信号が得られる
ことがわかった。前述のように、記録層11の熱揺らぎ
劣化がないとした場合、最大のCNRが得られる条件は
記録温度が機能層12のキュリー温度T FL近傍にな
っている場合である。
As shown in FIG. 9, it was found that a sufficient reproduced signal can be obtained when T c FL / T c RL is smaller than 0.75. As described above, assuming that there is no thermal fluctuation deterioration of the recording layer 11, the maximum CNR is obtained when the recording temperature is near the Curie temperature T c FL of the functional layer 12.

【0171】記録層11単独の磁気異方性エネルギー密
度K RLは、そのキュリー温度T RLに向かってリ
ニアに減少するので、T FL/T RLが0.75よ
りも大きい領域は機能層12のキュリー温度T FL
おける磁気異方性エネルギー密度K RLが室温の値の
1/4未満になっている場合である。このとき、大きな
信号強度が期待される機能層12のキュリー温度T
FL近傍の加熱では記録層11の熱揺らぎ劣化が起こる
ためにかえって信号が小さくなってしまい、結果とし
て、もっと低温における加熱による記録しかできなかっ
たためと思われる。
Magnetic anisotropy energy density of the recording layer 11 alone
Degree Ku RLIs its Curie temperature T c RLToward
Since it decreases to near, Tc FL/ Tc RLIs 0.75
The larger region is the Curie temperature T of the functional layer 12.c FLTo
Magnetic anisotropy energy density K inu RLIs at room temperature
This is the case when it is less than 1/4. This time, big
Curie temperature T of the functional layer 12 where signal strength is expectedc
FLIn the vicinity of heating, thermal fluctuation deterioration of the recording layer 11 occurs.
As a result, the signal becomes smaller, resulting in
I can only record by heating at lower temperatures.
It seems to be a tame.

【0172】(実施形態2)次に、本発明の実施形態2
にかかる磁気記録装置について説明する。
(Embodiment 2) Next, Embodiment 2 of the present invention
The magnetic recording apparatus according to the present invention will be described.

【0173】この磁気記録装置は、非磁性基板と、非磁
性基板上に形成され、室温における磁化量が室温よりも
高温下における磁化量よりも小さいフェリ磁性体からな
る機能層と、機能層上に機能層と室温で反強磁性交換結
合相互作用を及ぼすように積層された磁性粒子と磁性粒
子間に形成された非磁性体とからなる記録層と、機能層
及び前記記録層を加熱する加熱手段と、記録層に磁界を
印加することによって信号磁化を記録する磁気記録手段
とを具備する。
This magnetic recording device comprises a non-magnetic substrate, a functional layer formed on the non-magnetic substrate and made of a ferrimagnetic material having a smaller amount of magnetization at room temperature than at room temperature and above the functional layer. A recording layer composed of magnetic particles and a non-magnetic material formed between the magnetic particles, which are laminated so as to exert an antiferromagnetic exchange coupling interaction with the functional layer at room temperature, and heating for heating the functional layer and the recording layer. And magnetic recording means for recording signal magnetization by applying a magnetic field to the recording layer.

【0174】図2に示す実施形態1にかかる磁気記録装
置とは、機能層12がフェリ磁性体であるところと、機
能層12と記録層11が強磁性交換結合している点が異
なり、その他の構成は同様である。
The magnetic recording apparatus according to the first embodiment shown in FIG. 2 is different in that the functional layer 12 is a ferrimagnetic material and that the functional layer 12 and the recording layer 11 are ferromagnetically exchange-coupled. The configuration is the same.

【0175】本発明において、記録層11から見た機能
層12の磁化が温度と共に増加することが特徴である。
一般に磁性体の磁化は温度と共に減少するので、この効
果を得るのに実施形態1では反強磁性結合を利用した。
The feature of the present invention is that the magnetization of the functional layer 12 as viewed from the recording layer 11 increases with temperature.
In general, the magnetization of the magnetic material decreases with temperature, so in order to obtain this effect, the antiferromagnetic coupling is used in the first embodiment.

【0176】これに対して実施形態2では、機能層12
自身が温度と共に磁化が増加する特性を有するフェリ磁
性体を用い、機能層12と記録層11を強磁性結合によ
って結合させる点を特徴としている。
On the other hand, in the second embodiment, the functional layer 12
It is characterized in that the functional layer 12 and the recording layer 11 are coupled by ferromagnetic coupling by using a ferrimagnetic material which has a characteristic that the magnetization increases with temperature.

【0177】フェリ磁性は一般に、二つの実効的な大き
さの異なるスピンが反強磁性結合している系において見
られる。その状態を模式的に図10に示す。
Ferrimagnetism is generally found in a system in which two spins of different effective magnitudes are antiferromagnetically coupled. The state is schematically shown in FIG.

【0178】図10に示すように、フェリ磁性体はスピ
ンUとLとが逆向きに結合していて、それぞれのキュリ
ー温度が異なっているので、磁化の温度変化は一様では
ない。特に高い飽和磁化Ms及び低いキュリー温度Tc
を持つスピンLと低い飽和磁化Ms及び高いキュリー温
度Tcを持つスピンUとの組み合わせの場合、温度と共
に磁化が増加する特性をもつ。
As shown in FIG. 10, in the ferrimagnetic material, the spins U and L are coupled in opposite directions, and the Curie temperatures are different from each other, so that the temperature change of the magnetization is not uniform. Particularly high saturation magnetization Ms and low Curie temperature Tc
In the case of the combination of the spin L having R and the saturation U having a low saturation magnetization Ms and a high Curie temperature Tc, the magnetization has a characteristic of increasing with temperature.

【0179】従って、このような温度が上昇すると磁化
が増加する特性を有するフェリ磁性体を機能層12と
し、これと強磁性交換結合する記録層11を用いること
によって、図3に示す特性と同様な効果を示す。
Therefore, by using the ferrimagnetic material having the characteristic of increasing the magnetization when the temperature rises as described above as the functional layer 12 and using the recording layer 11 which is ferromagnetically exchange-coupled with the functional layer 12, the characteristics similar to those shown in FIG. 3 are obtained. Show the effect.

【0180】図11に、このときの機能層12の飽和磁
化M FLと記録層11の磁気異方性エネルギー密度K
RL、トータルの反転磁界H totalの温度変化
を示す。
FIG. 11 shows the saturation magnetization M s FL of the functional layer 12 and the magnetic anisotropy energy density K of the recording layer 11 at this time.
u RL , the change in temperature of the total reversal magnetic field H c total is shown.

【0181】機能層12の飽和磁化M FLの増加と共
に反転磁界H totalは温度に対して記録層11が
本来持っているものよりも急峻に減少する。このことに
より実施形態1と同様に熱揺らぎ加速劣化が小さく、ま
た、反磁界の影響の小さな磁気記録媒体が得られる。
With the increase of the saturation magnetization M s FL of the functional layer 12, the reversal magnetic field H c total decreases sharply with respect to the temperature that the recording layer 11 originally has. This makes it possible to obtain a magnetic recording medium in which thermal fluctuation acceleration deterioration is small as in the first embodiment and the influence of the demagnetizing field is small.

【0182】図11に示した作用が得られる必須の条件
は機能層12の磁化量(net moment)が室温
よりも高温下で大きいことのみである。機能層12のキ
ュリー温度と記録層11のキュリー温度や記録温度との
大小関係は任意である。
The only essential condition for obtaining the action shown in FIG. 11 is that the magnetization amount (net moment) of the functional layer 12 is larger at room temperature than at room temperature. The magnitude relationship between the Curie temperature of the functional layer 12 and the Curie temperature or the recording temperature of the recording layer 11 is arbitrary.

【0183】また、本発明による磁気記録装置は、前記
機能層12が希土類及び遷移金属合金からなる。フェリ
磁性を示すものは、例えば、TbFe、TbFeCo、
TbCo、GdTbFeCo、GdDyFeCo、Nd
FeCo、NdTbFeCo等のアモルファス希土類及
び遷移金属合金薄膜や、CrPtのような規則合金な
どがあるが、特にアモルファス希土類(RE)及び遷移
金属(TM)合金薄膜は光磁気(MO)記録媒体として
実用化されており、希土類リッチ組成或いは補償組成或
いは遷移金属リッチ組成でも補償組成近傍とすること
で、容易に図10のような温度と共に磁化が増加する特
性が得られて好ましい。
In the magnetic recording device according to the present invention, the functional layer 12 is made of a rare earth metal and a transition metal alloy. Those exhibiting ferrimagnetism are, for example, TbFe, TbFeCo,
TbCo, GdTbFeCo, GdDyFeCo, Nd
There are amorphous rare earth and transition metal alloy thin films such as FeCo and NdTbFeCo, and ordered alloys such as CrPt 3. Especially, amorphous rare earth (RE) and transition metal (TM) alloy thin films are practically used as magneto-optical (MO) recording media. It is preferable to set the rare earth-rich composition, the compensation composition, or the transition metal-rich composition in the vicinity of the compensation composition because the characteristic that the magnetization increases with temperature as shown in FIG. 10 is easily obtained.

【0184】また、本発明による磁気記録装置は、前記
機能層12が磁性体である第1機能層と磁性体である第
2機能層とが反強磁性交換結合するように積層された積
層構造からなり、かつ、第1機能層と第2機能層とでキ
ュリー温度が異なり、かつ前記積層構造が1回以上繰り
返されているものである。こうすることで人工的にもフ
ェリ磁性を示す材料を得ることができる。
Further, in the magnetic recording device according to the present invention, the first functional layer in which the functional layer 12 is a magnetic substance and the second functional layer in which the functional layer 12 is a magnetic substance are laminated so as to be antiferromagnetic exchange-coupled. The Curie temperature is different between the first functional layer and the second functional layer, and the laminated structure is repeated one or more times. By doing so, a material that exhibits artificial ferrimagnetism can be obtained.

【0185】磁性体である第1機能層と(典型的にはC
o、Ni、Fe或いはこれらの合金)ともう一層の磁性
体である第2機能層とがこの順に積層された積層構造か
らなり、前記積層構造が1回以上繰り返されている多層
膜において、第一機能層と第二機能層との間に反強磁性
交換結合相互作用がはたらき、第1機能層と第2機能層
の磁気特性が図11に示すような関係がある場合、これ
は上記と同じフェリ磁性機能層として用いることができ
る。反強磁性交換結合相互作用が働くようにするには、
例えば5nm以下の非磁性体層(例えばRu、Re、R
h、Ir、Tc、Au、Ag、Cu、Mn、Si、Cr
或いはこれらの合金或いは酸化物)を第一機能層と第二
機能層との間に挿入すればよい。
A first functional layer that is a magnetic material (typically C
o, Ni, Fe or alloys thereof) and a second functional layer which is another magnetic layer are laminated in this order, and the multilayer structure is repeated one or more times. When the antiferromagnetic exchange coupling interaction works between the one functional layer and the second functional layer, and the magnetic properties of the first functional layer and the second functional layer have a relationship as shown in FIG. It can be used as the same ferrimagnetic functional layer. To make the antiferromagnetic exchange coupling interaction work,
For example, a nonmagnetic layer having a thickness of 5 nm or less (eg Ru, Re, R
h, Ir, Tc, Au, Ag, Cu, Mn, Si, Cr
Alternatively, these alloys or oxides) may be inserted between the first functional layer and the second functional layer.

【0186】また、反強磁性体と言われているものも、
温度条件や結晶方位面などの条件によってはフェリ磁性
を示す場合があり、そのような場合にはこれも機能層と
して用いることができる。
Also, what is called an antiferromagnetic material,
Ferrimagnetism may be exhibited depending on conditions such as temperature conditions and crystal orientation planes, and in such a case, this can also be used as the functional layer.

【0187】反強磁性を示すものとしては、ネール温度
が室温よりも高い反強磁性材料を薄膜化したものがあ
る。例えばFe、Cr、Coの合金で、具体的にはMn
Ni、MnPd、MnPt、CrPd、CuMn、Au
Mn、AuCr、CrMn、CrRe、CrRu、Fe
Mn、CoMn、FeNiMn、CoMnFe、IrM
nなどがあり、また、規則合金、具体的には、AuM
n、ZnMn、FeRh、FeRhIr、AuMn、
AuMn12、AuCr、NiMn、PdMn、P
tMn、PtCr、PtMn、RhMnなどがあ
り、この他にもMnPtN、CrMnPt、PdPt
Mn、NiO、CoOなどが知られている。
As the material exhibiting antiferromagnetism, there is a thin film of an antiferromagnetic material having a Neel temperature higher than room temperature. For example, an alloy of Fe, Cr, and Co, specifically Mn
Ni, MnPd, MnPt, CrPd, CuMn, Au
Mn, AuCr, CrMn, CrRe, CrRu, Fe
Mn, CoMn, FeNiMn, CoMnFe, IrM
n, etc., and an ordered alloy, specifically AuM
n, ZnMn, FeRh, FeRhIr, Au 2 Mn,
Au 5 Mn 12 , Au 4 Cr, NiMn, PdMn, P
There are tMn, PtCr, PtMn 3 , RhMn 3, and the like, and in addition to these, Mn 3 PtN, CrMnPt, PdPt.
Mn, NiO, CoO, etc. are known.

【0188】本発明による磁気記録装置は、前記機能層
12及び記録層11の積層構造が一回以上繰り返して積
層されていることを特徴とする。これまでに述べてきた
機能層12及び記録層11の対は一対である必要はな
い。例えば基板/下地/機能層/記録層/機能層/記録
層という構成でも構わない。
The magnetic recording device according to the present invention is characterized in that the laminated structure of the functional layer 12 and the recording layer 11 is repeatedly laminated one or more times. The pair of the functional layer 12 and the recording layer 11 described so far does not have to be a pair. For example, a structure of substrate / base / functional layer / recording layer / functional layer / recording layer may be used.

【0189】このような場合には、記録層あたり、ある
いは機能層あたりの界面が倍になるので、交換結合エネ
ルギーが実質倍になると言う利点がある。交換結合エネ
ルギーが大きくなることがもたらす利点については既に
述べたとおりである。
In such a case, the interface per recording layer or functional layer is doubled, which is an advantage that the exchange coupling energy is substantially doubled. The advantages brought about by the increased exchange coupling energy have already been described.

【0190】この場合には総膜厚が大きくなりがちであ
るので、積層構造を構成する機能層あるいは記録層は薄
いほうが好ましい。
In this case, since the total film thickness tends to be large, it is preferable that the functional layer or recording layer forming the laminated structure is thin.

【0191】次に、実施形態2にかかる磁気記録媒体に
ついて具体的に作成する。
Next, the magnetic recording medium according to the second embodiment will be specifically created.

【0192】先ず、2.5インチのガラス基板13上
に、SiN下地層(図示せず)を厚さ50nm、Tb
22(Fe85Co15)機能層12を厚さ15nm、
[Co層(厚さ0.28nm)/Pt層(厚さ0.43
nm)]10記録層11、C保護層14を厚さ3nm順
次スパッタ法にて積層し、その後潤滑剤を塗布した。こ
のとき機能層12と記録層11は真空を破らずに連続し
て堆積した。また、記録層11は、厚さ0.28nmの
Co層及び厚さ0.43nmのPt層からなる積層構造
を10層積層したものである。
First, a SiN underlayer (not shown) having a thickness of 50 nm and Tb was formed on a glass substrate 13 having a thickness of 2.5 inches.
22 (Fe 85 Co 15 ) functional layer 12 having a thickness of 15 nm,
[Co layer (thickness 0.28 nm) / Pt layer (thickness 0.43 nm
10 nm recording layer 11 and C protective layer 14 having a thickness of 3 nm were sequentially stacked by a sputtering method, and then a lubricant was applied. At this time, the functional layer 12 and the recording layer 11 were continuously deposited without breaking the vacuum. Further, the recording layer 11 is formed by stacking 10 layers of a layered structure including a Co layer having a thickness of 0.28 nm and a Pt layer having a thickness of 0.43 nm.

【0193】このようにして形成した磁気記録媒体の記
録層11の微細構造を、TEMを用いて調べたところ、
主にCoとPtの多層膜からなる柱状の磁性結晶粒子
(直径約7nm)が物理的に分断された微細構造が観察
された。粒間物質は同定できなかったが、構成材料から
アモルファスCo−Oであることが想定される。
When the fine structure of the recording layer 11 of the magnetic recording medium thus formed was examined by using TEM,
A fine structure in which columnar magnetic crystal grains (diameter of about 7 nm) mainly composed of a multilayer film of Co and Pt were physically separated was observed. The intergranular substance could not be identified, but it is assumed from the constituent materials that it is amorphous Co—O.

【0194】記録層11及び機能層12単独の磁気特性
は、垂直方向に主たる磁化容易軸を有し、VSM測定お
よび磁気トルク測定より磁気異方性エネルギー密度は記
録層11がK RL=1×10erg/ccと推定さ
れた。機能層12は補償組成に近いので磁気異方性エネ
ルギー密度の評価は困難であるが、過去のデータよりK
FL=6×10erg/ccであると推定された。
また、キュリー温度は記録層11がT RL=約900
K、機能層12がT FL=約600Kと推定された。
The magnetic characteristics of the recording layer 11 and the functional layer 12 alone have a main easy axis in the perpendicular direction, and the magnetic anisotropy energy density of the recording layer 11 is K u RL = 1 by VSM measurement and magnetic torque measurement. It was estimated to be × 10 7 erg / cc. Since the functional layer 12 is close to the compensating composition, it is difficult to evaluate the magnetic anisotropy energy density.
It was estimated that u FL = 6 × 10 6 erg / cc.
The Curie temperature of the recording layer 11 is T c RL = about 900.
K, the functional layer 12 was estimated to be T c FL = about 600K.

【0195】図12に、機能層12及び記録層11が積
層された状態でのヒステリシスループを示す。
FIG. 12 shows a hysteresis loop when the functional layer 12 and the recording layer 11 are laminated.

【0196】図12に示すように、このヒステリシスル
ープは、一段でプラス磁界側にシフトしたものであっ
た。これは機能層12及び記録層11が強磁性交換結合
しており、かつ、機能層11が補償組成で磁化反転しな
いことによるものである。
As shown in FIG. 12, this hysteresis loop was shifted to the positive magnetic field side by one step. This is because the functional layer 12 and the recording layer 11 are ferromagnetically exchange-coupled, and the functional layer 11 does not undergo magnetization reversal due to the compensation composition.

【0197】図12中に機能層12と記録層11のスピ
ンの向きを模式的に示した。上が記録層11、下が機能
層12である。
The spin directions of the functional layer 12 and the recording layer 11 are schematically shown in FIG. The upper part is the recording layer 11, and the lower part is the functional layer 12.

【0198】機能層12のスピンの向きは成膜時の条件
或いはその他の理由で設定されていて、補償組成である
ために測定磁界範囲(例えば20kOe)において磁化
反転しない(向きが変わらない)。磁界がマイナスに大き
い場合、機能層12及び記録層11のスピンは外部磁界
にならって下を向く。プラス方向の磁界強度が増してく
ると記録層11のスピンは上に向く力が増えてくるが、
機能層12からの強磁性交換結合力で下方向に大きな力
を受けるのでなかなか反転しない。それでも大きな磁界
下で磁化反転を起こす。
The spin direction of the functional layer 12 is set under the conditions at the time of film formation or other reasons. Since it is a compensating composition, the magnetization does not reverse (the direction does not change) in the measurement magnetic field range (for example, 20 kOe). When the magnetic field is negatively large, the spins of the functional layer 12 and the recording layer 11 follow the external magnetic field and face downward. As the magnetic field strength in the plus direction increases, the spin of the recording layer 11 increases in upward force.
The ferromagnetic exchange coupling force from the functional layer 12 receives a large force in the downward direction, so that it does not easily reverse. Still, the magnetization reversal occurs under the large magnetic field H 1 .

【0199】その状態を図12中右上部に示してある。
ここから外部磁界を減じてマイナス側にもっていくと、
記録層11のスピンを向けている外場はなくなっていく
が、記録層11の異方性エネルギーのためにゼロ磁界下
でも反転は起こらない。しかし、強磁性交換結合力によ
って常に下を向けるような力を受けているので、H
りは小さい磁界Hにおいて反転を起こす。従って、こ
のようなヒステリシスが得られたことによりこの媒体は
強磁性交換結合していることがわかる。
The state is shown in the upper right portion of FIG.
If you reduce the external magnetic field from here and move it to the negative side,
The external field that directs the spin of the recording layer 11 disappears, but the inversion does not occur even under a zero magnetic field due to the anisotropic energy of the recording layer 11. However, since it is always receiving a downward force due to the ferromagnetic exchange coupling force, reversal occurs in the magnetic field H 2 smaller than H 1 . Therefore, it is understood that this medium is ferromagnetically exchange-coupled by obtaining such hysteresis.

【0200】このヒステリシスループ測定を、温度を変
えて行い、Hの温度変化を調べたところ、図11に模
式的に示した反転磁界H totalのような特性をも
つことがわかった。
When this hysteresis loop measurement was carried out while changing the temperature and the temperature change of H 1 was examined, it was found that it had characteristics like the reversal magnetic field H c total shown schematically in FIG.

【0201】また、機能層12の飽和磁化も図11に模
式的に示したようになった。これらの特性は、機能層1
2と記録層11とが強磁性交換結合していることおよ
び、機能層12の磁化が室温から高温領域に向かって増
えていくことによってもたらされるものである。
The saturation magnetization of the functional layer 12 is also as schematically shown in FIG. These characteristics are related to the functional layer 1
2 and the recording layer 11 are ferromagnetically exchange-coupled, and the magnetization of the functional layer 12 increases from room temperature toward a high temperature region.

【0202】上記の磁気記録媒体の動特性をHDDの記
録/再生評価装置にて評価した。回転数は4500rp
mで、記録ギャップは200nm、GMR素子を用いた
再生ヘッドはギャップが110nmであった。浮上量と
潤滑剤の厚さから磁気スペーシングは30nmと推定さ
れた。局所加熱には波長633nmのレーザを用いた。
レーザは基板裏面より外部低浮上レンズを介して機能層
/スイッチング層/記録層部分へ照射された。外部低浮
上レンズと基板の両方でSILレンズとなるように設計
を行い、焦点が機能層/スイッチング層/記録層部分で
結ぶようにした。レーザスポットの直径はFWHMで約
500nmである。精密なピエゾ素子によるヘッドの駆
動で、光の照射位置と記録ヘッドのギャップ位置とを一
致させた。
The dynamic characteristics of the above magnetic recording medium were evaluated by an HDD recording / reproducing evaluation device. Rotation speed is 4500 rp
m, the recording gap was 200 nm, and the reproducing head using the GMR element had a gap of 110 nm. The magnetic spacing was estimated to be 30 nm from the flying height and the thickness of the lubricant. A laser with a wavelength of 633 nm was used for local heating.
The laser was applied to the functional layer / switching layer / recording layer portion from the back surface of the substrate through the external low flying lens. The external low-flying lens and the substrate were both designed to be SIL lenses so that the focal point would be located at the functional layer / switching layer / recording layer portion. The diameter of the laser spot is about 500 nm in FWHM. By driving the head with a precise piezo element, the irradiation position of light and the gap position of the recording head were matched.

【0203】先ず、レーザを照射しないで磁気記録を試
みた。再生信号はノイズがほとんどであり、十分な記録
ができていないことがわかった。このことは記録層11
の保磁力と記録ヘッド1の記録能力から勘案して当然の
結果である。
First, magnetic recording was tried without laser irradiation. It was found that the reproduced signal contained almost no noise, and sufficient recording could not be performed. This means that the recording layer 11
This is a natural result in consideration of the coercive force and the recording capability of the recording head 1.

【0204】次に、レーザを照射しながら記録を行っ
た。400kfciの単一周波数記録をおこなった結
果、記録温度TwがTpeakに近いところで最大のC
HRが得られた。
Next, recording was performed while irradiating the laser. As a result of recording a single frequency of 400 kfci, the maximum C at a recording temperature Tw close to T peak.
HR was obtained.

【0205】また、上記のTb組成を変化させて同様な
磁気特性評価および記録再生実験を行なった。FeCo
に比べてTb組成の多い、いわゆるREリッチ組成にお
いては、磁気特性の温度変化は図11と同様であり、調
べた全ての組成において熱アシスト磁気記録ができるこ
とを確認した。
Further, the same Tb composition was changed and the same magnetic characteristic evaluation and recording / reproducing experiment were conducted. FeCo
It was confirmed that in the so-called RE-rich composition in which the Tb composition is larger than that in (1), the change in magnetic characteristics with temperature is the same as in FIG. 11, and that heat-assisted magnetic recording can be performed with all the investigated compositions.

【0206】一方、Tb組成が少ない、いわゆるTMリ
ッチ組成では、図13と図14に示したような2つの場
合があることがわかった。
On the other hand, it was found that there are two cases as shown in FIGS. 13 and 14 in the so-called TM-rich composition having a small Tb composition.

【0207】図13はTMリッチではあるが補償組成に
近く、図14は補償組成から遠いものである。記録再生
試験の結果、作成した試料が図13のような特性を示す
もののみが熱アシスト磁気記録が可能であった。このこ
とは、磁化の温度変化が室温から高温領域に向かって増
加する場合のみが熱アシスト磁気記録が可能であること
を示している。
FIG. 13 is TM rich but close to the compensation composition, and FIG. 14 is far from the compensation composition. As a result of the recording / reproducing test, only the prepared sample showed the characteristics as shown in FIG. 13 and the thermally assisted magnetic recording was possible. This indicates that the thermally assisted magnetic recording is possible only when the temperature change of the magnetization increases from the room temperature toward the high temperature region.

【0208】その理由は、温度の上昇と共に機能層12
の磁化が増えるために、交換結合した機能層12及び記
録層11の見かけの磁化も増え、結果として保磁力が下
がり記録できるようになったためである。磁化が増えな
い機能層12を用いると、機能層12及び記録層11の
二層膜の磁化も温度と共に下がるので保磁力を記録層単
層の場合よりも急峻に減少させることはできない。
The reason is that as the temperature rises, the functional layer 12
This is because the apparent magnetization of the exchange-coupled functional layer 12 and the recording layer 11 also increases, and as a result, the coercive force decreases and recording becomes possible. When the functional layer 12 whose magnetization does not increase is used, the magnetization of the two-layer film of the functional layer 12 and the recording layer 11 also decreases with temperature, so that the coercive force cannot be reduced more rapidly than in the case of a single recording layer.

【0209】また機能層12をCrPtとした試料も
作成した。磁気特性の温度依存性は図11と同様であ
り、熱アシスト磁気記録も可能であることがわかった。
このことより、本発明による熱アシスト磁気記録が可能
となるのは、機能層12が強磁性交換結合しており、か
つその飽和磁化が温度と共に増加するという点に帰着さ
れ、用いる材料系には本質的には寄らないことがわかっ
た。
A sample in which the functional layer 12 was made of CrPt 3 was also prepared. It was found that the temperature dependence of the magnetic characteristics is the same as in FIG. 11, and that heat-assisted magnetic recording is also possible.
From this, the thermally assisted magnetic recording according to the present invention is possible because the functional layer 12 is ferromagnetically exchange-coupled and its saturation magnetization increases with temperature. It turns out that it doesn't get along essentially.

【0210】上記と同様の磁気記録媒体を作成した。た
だし機能層12は、第1機能層としてCo90Cr10
層(厚さ0.6nm)とRu層(厚さ0.75nm)及
び第2機能層としてCo層(厚さ0.25nm)とRu
層(厚さ0.75nm)を積層構造としてこれを4回積
層したものを用いた。
A magnetic recording medium similar to the above was prepared. However, the functional layer 12 is made of Co 90 Cr 10 as the first functional layer.
Layer (thickness 0.6 nm), Ru layer (thickness 0.75 nm), Co layer (thickness 0.25 nm) and Ru as the second functional layer
A layer (thickness 0.75 nm) was used as a laminated structure, which was laminated four times.

【0211】この機能層12はCoCr磁性層とCo磁
性層とが反強磁性結合している磁気構造を持っているこ
とがヒステリシスループから確認された。
It was confirmed from the hysteresis loop that the functional layer 12 has a magnetic structure in which the CoCr magnetic layer and the Co magnetic layer are antiferromagnetically coupled.

【0212】また、CoCr磁性層単独ではキュリー温
度が約500K、Co磁性層単独ではキュリー温度が1
200Kである。従って、機能層12単独の磁気特性の
温度依存性は、このキュリー温度の差のために、室温で
はCoCrドミナントであるのが高温域ではCoドミナ
ントとなって、図11に示すようなフェリ磁性を示す。
従って、上記とまったく同様に熱アシスト磁気記録媒体
に用いることができる。
The Curie temperature of the CoCr magnetic layer alone is about 500 K, and the Curie temperature of the Co magnetic layer alone is 1.
It is 200K. Therefore, the temperature dependence of the magnetic properties of the functional layer 12 alone is a CoCr dominant at room temperature but becomes a dominant Co at high temperature due to the difference in Curie temperature, and the ferrimagnetism as shown in FIG. Show.
Therefore, it can be used for a heat-assisted magnetic recording medium exactly as described above.

【0213】第1機能層の厚さと第2機能層の厚さを変
えた試料をいくつか作成し、上記と同様の記録再生実験
を行った。その結果、キュリー温度の小さい第一機能層
の室温における飽和磁化の値が第2機能層よりも大きい
試料のみ熱アシスト磁気記録が可能であることがわかっ
た。この理由は、熱アシスト磁気記録の成否が機能層1
2の磁化が温度と共に増加することに本質的に起因する
ことにある。
Several samples having different thicknesses of the first functional layer and the second functional layer were prepared and the same recording / reproducing experiment as above was conducted. As a result, it was found that the thermally assisted magnetic recording can be performed only on the sample having the saturation magnetization value at room temperature of the first functional layer having a small Curie temperature that is larger than that of the second functional layer. The reason for this is that the success or failure of the thermally assisted magnetic recording is the functional layer 1.
It is essentially due to the magnetization of 2 increasing with temperature.

【0214】[0214]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
磁気記録を熱揺らぎ加速による再磁化反転を起こすこと
なく行うことが可能となる。
As described above, according to the present invention,
It is possible to perform magnetic recording without causing remagnetization reversal due to thermal fluctuation acceleration.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明による磁気記録装置の斜視図。FIG. 1 is a perspective view of a magnetic recording device according to the present invention.

【図2】 本発明による磁気記録装置の断面図。FIG. 2 is a sectional view of a magnetic recording device according to the present invention.

【図3】 本発明の実施形態1における磁気記録装置の
記録層と機能層の磁気異方性と反転磁界の媒体温度に対
する変化を模式的に示す図。
FIG. 3 is a diagram schematically showing changes in magnetic anisotropy and reversal magnetic field of a recording layer and a functional layer of a magnetic recording device according to Embodiment 1 of the present invention with respect to a medium temperature.

【図4】 本発明の実施形態1における磁気記録装置の
記録層と機能層の磁化の熱印加に対する変化を模式的に
示す図であり、(a)は熱印加前、(b)及び(c)は
熱印加中、(d)は熱印加後である。
FIG. 4 is a diagram schematically showing changes in magnetization of a recording layer and a functional layer of a magnetic recording device according to Embodiment 1 of the present invention with respect to heat application, where (a) is before heat application, (b) and (c). () Is during heat application, (d) is after heat application.

【図5】 本発明の実施形態1における磁気記録装置の
ヒステリシスループを模式的に示す図。
FIG. 5 is a diagram schematically showing a hysteresis loop of the magnetic recording device according to the first embodiment of the invention.

【図6】 本発明の実施形態1における磁気記録装置の
別の例における記録層と機能層の磁気異方性と反転磁界
の媒体温度に対する変化を模式的に示す図。
FIG. 6 is a diagram schematically showing changes in magnetic anisotropy and reversal magnetic field of a recording layer and a functional layer with respect to a medium temperature in another example of the magnetic recording device according to the first embodiment of the present invention.

【図7】 本発明の実施形態1における磁気記録装置の
別の例におけるCNRのK FL/K RLに対する変
化を示す図。
FIG. 7 is a diagram showing changes in CNR with respect to K u FL / K u RL in another example of the magnetic recording device according to the first embodiment of the present invention.

【図8】 本発明の実施形態1における磁気記録装置の
別の例におけるCNRのTw/T RLに対する変化を
示す図。
FIG. 8 is a diagram showing changes in CNR with respect to Tw / T c RL in another example of the magnetic recording device according to the first embodiment of the present invention.

【図9】 本発明の実施形態1における磁気記録装置の
別の例におけるCNRのT FL/T RLに対する変
化を示す図。
FIG. 9 is a diagram showing changes in CNR with respect to T c FL / T c RL in another example of the magnetic recording apparatus according to the first embodiment of the present invention.

【図10】 本発明の実施形態2における磁気記録装置
の機能層の磁化と温度の関係を示す図。
FIG. 10 is a diagram showing a relationship between magnetization and temperature of a functional layer of a magnetic recording device according to a second embodiment of the present invention.

【図11】 本発明の実施形態2における磁気記録装置
の記録層と機能層の磁気異方性と反転磁界の媒体温度に
対する変化を模式的に示す図。
FIG. 11 is a diagram schematically showing changes in magnetic anisotropy and reversal magnetic field of the recording layer and the functional layer of the magnetic recording apparatus according to the second embodiment of the present invention with respect to the medium temperature.

【図12】 本発明の実施形態2における磁気記録媒体
のヒステリシスループを模式的に示す図。
FIG. 12 is a diagram schematically showing a hysteresis loop of the magnetic recording medium according to the second embodiment of the present invention.

【図13】 本発明の実施形態2における磁気記録装置
の別の例における記録層と機能層の磁気異方性と反転磁
界と磁化の媒体温度に対する変化を模式的に示す図。
FIG. 13 is a diagram schematically showing changes in magnetic anisotropy, switching magnetic field, and magnetization of a recording layer and a functional layer with respect to a medium temperature in another example of the magnetic recording device according to the second embodiment of the present invention.

【図14】 本発明の実施形態2における磁気記録装置
の比較例における記録層と機能層の磁気異方性と反転磁
界と磁化の媒体温度に対する変化を模式的に示す図。
FIG. 14 is a diagram schematically showing changes in magnetic anisotropy, switching magnetic field and magnetization of a recording layer and a functional layer with respect to a medium temperature in a comparative example of the magnetic recording device according to the second embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11・・・記録層 12・・・機能層 13・・・基板 14・・・保護層 1・・・記録ヘッド及び加熱源 31・・・磁性粒子 32・・・非磁性粒間物質 33・・・転移形成位置 34・・・加熱領域 11 ... Recording layer 12 ... Functional layer 13 ... Substrate 14 ... Protective layer 1 ... Recording head and heating source 31 ... Magnetic particles 32 ... Non-magnetic intergranular substance 33 ... Transition formation position 34 ... Heating area

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 永瀬 俊彦 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株 式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者 前田 知幸 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株 式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者 秋山 純一 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株 式会社東芝研究開発センター内 Fターム(参考) 5D006 BB07 BB08 DA00 DA03 5D075 AA10 CD06 CE20 5D091 CC30    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Toshihiko Nagase             1st Komukai Toshiba-cho, Sachi-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa             Inside the Toshiba Research and Development Center (72) Inventor Tomoyuki Maeda             1st Komukai Toshiba-cho, Sachi-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa             Inside the Toshiba Research and Development Center (72) Inventor Junichi Akiyama             1st Komukai Toshiba-cho, Sachi-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa             Inside the Toshiba Research and Development Center F-term (reference) 5D006 BB07 BB08 DA00 DA03                 5D075 AA10 CD06 CE20                 5D091 CC30

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】非磁性基板と、 前記非磁性基板上に形成され、キュリー温度T FL
び磁気異方性エネルギー密度K FLを有する磁性体か
らなる機能層と、 前記機能層上に前記機能層と反強磁性交換結合相互作用
を及ぼすように積層された前記キュリー温度T FL
び記録温度Twのいずれよりも高いキュリー温度T
RL及び5×10erg/cc以上の磁気異方性エネ
ルギー密度K を有する磁性粒子と前記磁性粒子間
に形成された非磁性体とからなる記録層と、 前記機能層及び前記記録層を前記記録温度Twに加熱す
る加熱手段と、 前記記録層に磁界を印加することによって信号磁化を記
録する磁気記録手段とを具備することを特徴とする磁気
記録装置。
1. A non-magnetic substrate, a functional layer formed on the non-magnetic substrate and comprising a magnetic material having a Curie temperature T c FL and a magnetic anisotropy energy density K u FL , and the above-mentioned functional layer having the above-mentioned functional layer. the Curie temperature T c FL and recording temperature higher Curie temperature T c than either of Tw stacked to exert anti-ferromagnetic exchange coupling interaction with the functional layer
A recording layer made of a nonmagnetic material formed between the magnetic particles and the magnetic particles having a RL and 5 × 10 6 erg / cc or more magnetic anisotropy energy density K u R L, the functional layer and the recording A magnetic recording apparatus comprising: heating means for heating a layer to the recording temperature Tw; and magnetic recording means for recording signal magnetization by applying a magnetic field to the recording layer.
【請求項2】前記磁気異方性エネルギー密度K FL
前記磁気異方性エネルギー密度K RL以下であること
を特徴とする請求項1記載の磁気記録装置。
2. The magnetic anisotropy energy density Ku FLBut
The magnetic anisotropy energy density Ku RLBe less than
The magnetic recording device according to claim 1, wherein
【請求項3】前記磁気異方性エネルギー密度K FL
前記磁気異方性エネルギー密度K RL×0.1である
ことを特徴とする請求項2記載の磁気記録装置。
3. The magnetic anisotropy energy density Ku FL>
The magnetic anisotropy energy density Ku RL× 0.1
The magnetic recording device according to claim 2, wherein
【請求項4】前記記録温度Twにおける前記磁気異方性
エネルギー密度K RLが室温における前記異方性エネ
ルギー密度K RLの1/4よりも大きいことを特徴と
する請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の磁気記録
装置。
4. The magnetic anisotropic energy density K u RL at the recording temperature Tw is larger than ¼ of the anisotropic energy density K u RL at room temperature. 3. The magnetic recording device according to any one of 3 above.
【請求項5】前記キュリー温度T FLにおける前記磁
気異方性エネルギー密度K RLが室温における磁気異
方性エネルギー密度K RLの1/4よりも大きいこと
を特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の
磁気記録装置。
5. A to claim 1, wherein the Curie temperature T c the magnetic anisotropic energy density K in FL u RL is equal to or greater than 1/4 of the magnetic anisotropy energy density K u RL at room temperature The magnetic recording device according to claim 4.
【請求項6】前記記録層と前記機能層との間に厚さ5n
m以下の非磁性中間層を有することを特徴とする請求項
1乃至請求項5のいずれかに記載の磁気記録装置。
6. A thickness of 5 n is provided between the recording layer and the functional layer.
The magnetic recording device according to claim 1, further comprising a non-magnetic intermediate layer having a thickness of m or less.
【請求項7】前記非磁性中間層が少なくともRu、R
e、Rh、Ir、Tc、Au、Ag、Cu、Si、F
e、Ni、Pt、Pd、Cr、Mn、Al、半導体及び
磁性体がドープされた半導体から選ばれる材料からなる
ことを特徴とする請求項6記載の磁気記録装置。
7. The non-magnetic intermediate layer is at least Ru, R
e, Rh, Ir, Tc, Au, Ag, Cu, Si, F
7. The magnetic recording device according to claim 6, wherein the magnetic recording device is made of a material selected from e, Ni, Pt, Pd, Cr, Mn, Al, a semiconductor, and a semiconductor in which a magnetic material is doped.
【請求項8】非磁性基板と、 前記非磁性基板上に形成され、室温における磁化量が記
録温度Twにおける磁化量よりも大きいフェリ磁性体か
らなる機能層と、 前記機能層上に前記機能層と強磁性交換結合相互作用を
及ぼすように積層された磁性粒子と前記磁性粒子間に形
成された非磁性体とからなる記録層と、 前記機能層及び前記記録層を前記記録温度Twに加熱す
る加熱手段と、 前記記録層に磁界を印加することによって信号磁化を記
録する磁気記録手段とを具備することを特徴とする磁気
記録装置。
8. A non-magnetic substrate, a functional layer formed on the non-magnetic substrate and made of a ferrimagnetic material having a magnetization amount at room temperature larger than that at a recording temperature Tw, and the functional layer on the functional layer. A recording layer composed of magnetic particles laminated so as to exert a ferromagnetic exchange coupling interaction and a non-magnetic material formed between the magnetic particles, and the functional layer and the recording layer are heated to the recording temperature Tw. A magnetic recording device comprising: heating means; and magnetic recording means for recording signal magnetization by applying a magnetic field to the recording layer.
【請求項9】前記機能層が希土類及び遷移金属合金から
なることを特徴とする請求項8記載の磁気記録装置。
9. The magnetic recording apparatus according to claim 8, wherein the functional layer is made of a rare earth metal and a transition metal alloy.
【請求項10】前記機能層が、第1磁性体層及び前記第
1磁性体層と反強磁性交換結合する第2磁性体層とを具
備する積層構造が複数回積層され、前記第1磁性体層と
前記第2磁性体層とはキュリー温度が異なることを特徴
とする請求項8記載の磁気記録装置。
10. A laminated structure in which the functional layer includes a first magnetic layer and a second magnetic layer that is antiferromagnetically exchange-coupled with the first magnetic layer, is laminated a plurality of times to form the first magnetic layer. 9. The magnetic recording device according to claim 8, wherein the body layer and the second magnetic layer have different Curie temperatures.
【請求項11】前記機能層と前記記録層とを具備する積
層構造が複数回積層されていることを特徴とする請求項
8乃至請求項10のいずれかに記載された磁気記録装
置。
11. The magnetic recording device according to claim 8, wherein a laminated structure including the functional layer and the recording layer is laminated a plurality of times.
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