JP2003132519A - 磁性ナノ粒子で形成された磁気記録媒体およびそれを用いた記録方法 - Google Patents
磁性ナノ粒子で形成された磁気記録媒体およびそれを用いた記録方法Info
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Landscapes
- Silicon Polymers (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
- Magnetic Record Carriers (AREA)
- Recording Or Reproducing By Magnetic Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】従来の磁性ナノ粒子で形成された磁気記録媒体
よりも、耐磨耗性に優れ、良好な磁気特性を示す磁性ナ
ノ粒子からなる磁気記録媒体ならびにこれらの媒体に情
報を磁気記録する方法を提供する。 【解決手段】有機化合物あるいは無機化合物によって覆
われた磁性ナノ粒子を基板上に規則性を持って配置する
ことにより形成した磁気記録膜を有する磁気記録媒体に
おいて、前記磁性ナノ粒子が少なくともＦｅ，Ｃｏ，Ｎ
ｉ，Ｍｎ，Ｓｍ，Ｐｔ，Ｐｄの元素を含み、かつ前記磁
性ナノ粒子を覆う化合物が残留シラノール基ならびにＳ
ｉ−Ｏ結合を含むことを特徴とする磁気記録媒体を用い
る。
よりも、耐磨耗性に優れ、良好な磁気特性を示す磁性ナ
ノ粒子からなる磁気記録媒体ならびにこれらの媒体に情
報を磁気記録する方法を提供する。 【解決手段】有機化合物あるいは無機化合物によって覆
われた磁性ナノ粒子を基板上に規則性を持って配置する
ことにより形成した磁気記録膜を有する磁気記録媒体に
おいて、前記磁性ナノ粒子が少なくともＦｅ，Ｃｏ，Ｎ
ｉ，Ｍｎ，Ｓｍ，Ｐｔ，Ｐｄの元素を含み、かつ前記磁
性ナノ粒子を覆う化合物が残留シラノール基ならびにＳ
ｉ−Ｏ結合を含むことを特徴とする磁気記録媒体を用い
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気ディスク装置
等に用いられる磁気記録媒体または熱ないし光磁気記録
媒体、およびこれらの磁気記録媒体に対する記録方法に
関する。
等に用いられる磁気記録媒体または熱ないし光磁気記録
媒体、およびこれらの磁気記録媒体に対する記録方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、磁気記録装置の大容量化に伴い、
磁気記録媒体の記録密度の向上が進められている。磁気
記録媒体上の記録ビットを高密度に記録するためには、
媒体ノイズを低減させることが必須となる。このために
は磁気記録膜上の磁化反転単位を小さくすることが必要
である。この目的のためには、磁気記録膜を構成する磁
性結晶粒のサイズを微細化することが有効であることが
わかっている。しかし、磁性結晶粒をあまり微細化する
と、磁気記録膜上の磁化状態が熱的に不安定となる熱減
磁現象が生じることが知られている。熱減磁現象の低減
には、磁性結晶粒のサイズ分布を均一にすることが重要
となる。つまり、高記録密度磁気記録用の媒体には、磁
性結晶粒の微細化と粒径分散度の低下の両立が必要とな
る。
磁気記録媒体の記録密度の向上が進められている。磁気
記録媒体上の記録ビットを高密度に記録するためには、
媒体ノイズを低減させることが必須となる。このために
は磁気記録膜上の磁化反転単位を小さくすることが必要
である。この目的のためには、磁気記録膜を構成する磁
性結晶粒のサイズを微細化することが有効であることが
わかっている。しかし、磁性結晶粒をあまり微細化する
と、磁気記録膜上の磁化状態が熱的に不安定となる熱減
磁現象が生じることが知られている。熱減磁現象の低減
には、磁性結晶粒のサイズ分布を均一にすることが重要
となる。つまり、高記録密度磁気記録用の媒体には、磁
性結晶粒の微細化と粒径分散度の低下の両立が必要とな
る。
【０００３】従来の磁気記録媒体は、円形のガラスまた
はアルミ基板上にシード膜、下地膜、記録層となる磁性
膜、保護膜などを順にスパッタ蒸着することにより形成
されている。スパッタ蒸着法では磁性膜を構成する磁性
結晶粒の粒径分散が大きくなる。製膜条件を制御するこ
とにより、粒径分散ならびに平均粒径は制御可能であ
る。スパッタ蒸着法においては、製膜条件をコントロー
ルすることにより磁性結晶粒のサイズを微細化すること
が可能である。しかし、粒径分散度の制御は難しく、一
般的に約２０％程度といわれている。
はアルミ基板上にシード膜、下地膜、記録層となる磁性
膜、保護膜などを順にスパッタ蒸着することにより形成
されている。スパッタ蒸着法では磁性膜を構成する磁性
結晶粒の粒径分散が大きくなる。製膜条件を制御するこ
とにより、粒径分散ならびに平均粒径は制御可能であ
る。スパッタ蒸着法においては、製膜条件をコントロー
ルすることにより磁性結晶粒のサイズを微細化すること
が可能である。しかし、粒径分散度の制御は難しく、一
般的に約２０％程度といわれている。
【０００４】上記のような磁性結晶粒の微細化ならびに
粒径分散度の狭少化の問題を解決するための方法のひと
つが特開２０００−４８３４０号公報に開示されてい
る。また、この発明に関連する文献として、サイエンス
（Ｓｃｉｅｎｃｅ）２８７巻１９８９〜１９９２頁（２
０００年３月１７日発行）が挙げられる。これらの従来
技術では、記録層を構成する磁性ナノ粒子を従来のスパ
ッタ蒸着法ではなく、化学的な合成によって作成してい
る。上記文献では、将来的な高記録密度に対応可能な潜
在ポテンシャルを持つとされるＦｅＰｔ合金（一軸異方
性定数：Ｋｕ〜７×１０６Ｊ／ｍ３）を、有機溶媒中で
鉄ペンタカルボニル化合物（Ｆｅ（ＣＯ） ５）と白金ア
セチルアセトン化合物（Ｐｔ（ａｃａｃ）２）の反応に
より合成している。上記公報ならびに文献によれば、上
述のような化学的合成手法を用いることによって、３ｎ
ｍ以上１０ｎｍ以下の任意の直径を持ち、かつ粒径分散
度が５％から１０％の範囲である磁性ナノ粒子を選択的
に作成できるとしている。
粒径分散度の狭少化の問題を解決するための方法のひと
つが特開２０００−４８３４０号公報に開示されてい
る。また、この発明に関連する文献として、サイエンス
（Ｓｃｉｅｎｃｅ）２８７巻１９８９〜１９９２頁（２
０００年３月１７日発行）が挙げられる。これらの従来
技術では、記録層を構成する磁性ナノ粒子を従来のスパ
ッタ蒸着法ではなく、化学的な合成によって作成してい
る。上記文献では、将来的な高記録密度に対応可能な潜
在ポテンシャルを持つとされるＦｅＰｔ合金（一軸異方
性定数：Ｋｕ〜７×１０６Ｊ／ｍ３）を、有機溶媒中で
鉄ペンタカルボニル化合物（Ｆｅ（ＣＯ） ５）と白金ア
セチルアセトン化合物（Ｐｔ（ａｃａｃ）２）の反応に
より合成している。上記公報ならびに文献によれば、上
述のような化学的合成手法を用いることによって、３ｎ
ｍ以上１０ｎｍ以下の任意の直径を持ち、かつ粒径分散
度が５％から１０％の範囲である磁性ナノ粒子を選択的
に作成できるとしている。
【０００５】図１は被覆膜に覆われた磁性ナノ粒子を示
した模式図である。上記の公報ならびに文献に記載され
た化学的合成方法で作成された磁性ナノ粒子は、図１中
の１で示されるような磁性金属元素単独または磁性金属
元素を少なくとも１種類含む合金からなるコアと、２で
示されるようなコアを取り囲む被覆からなる。被覆２に
よって、磁性ナノ粒子と基板表面ならびに磁性ナノ粒子
間の接着が良好となり、磁性ナノ粒子からなる単層また
は多層膜を形成した際に磁性ナノ粒子の規則的な配列を
安定に作成することができるとしている。
した模式図である。上記の公報ならびに文献に記載され
た化学的合成方法で作成された磁性ナノ粒子は、図１中
の１で示されるような磁性金属元素単独または磁性金属
元素を少なくとも１種類含む合金からなるコアと、２で
示されるようなコアを取り囲む被覆からなる。被覆２に
よって、磁性ナノ粒子と基板表面ならびに磁性ナノ粒子
間の接着が良好となり、磁性ナノ粒子からなる単層また
は多層膜を形成した際に磁性ナノ粒子の規則的な配列を
安定に作成することができるとしている。
【０００６】また、図２に磁性ナノ粒子からなる単層膜
を示した。図２（ａ）では基板３の上にコア１が被覆２
で覆われた磁性ナノ粒子の単層膜４が形成されている。
を示した。図２（ａ）では基板３の上にコア１が被覆２
で覆われた磁性ナノ粒子の単層膜４が形成されている。
【０００７】上記のような役割に加えて、被覆２は磁性
ナノ粒子のコロイド溶液の保存安定化に大きな役割を果
たしていると考えられる。また、膜を形成したときに磁
性ナノ粒子間に被覆が存在することにより、任意の粒子
とそれに隣接する粒子との間での磁気的交換相互作用が
低減されていると考えられる。これは、磁性結晶粒界に
Ｃｒ偏析層を持つＣｏＣｒＰｔ、ＣｏＣｒＴａなどのス
パッタ蒸着媒体と類似する効果と考えられる。
ナノ粒子のコロイド溶液の保存安定化に大きな役割を果
たしていると考えられる。また、膜を形成したときに磁
性ナノ粒子間に被覆が存在することにより、任意の粒子
とそれに隣接する粒子との間での磁気的交換相互作用が
低減されていると考えられる。これは、磁性結晶粒界に
Ｃｒ偏析層を持つＣｏＣｒＰｔ、ＣｏＣｒＴａなどのス
パッタ蒸着媒体と類似する効果と考えられる。
【０００８】被覆２に用いる化合物の代表例として、上
記公報では式Ｒ−Ｘで表される長鎖有機化合物を含む有
機材料を挙げている。このとき、Ｒは炭素原子数が６か
ら２２個である直鎖または分岐状のハイドロカーボン鎖
またはフルオロカーボン鎖から選択されたもの、Ｘはカ
ルボン酸、ホスホン酸、ホスフィン酸、スルホン酸、ス
ルフィン酸、チオールなどから選択されるのが望ましい
としている。具体的にはオレイン酸が被覆として望まし
いと言及している。
記公報では式Ｒ−Ｘで表される長鎖有機化合物を含む有
機材料を挙げている。このとき、Ｒは炭素原子数が６か
ら２２個である直鎖または分岐状のハイドロカーボン鎖
またはフルオロカーボン鎖から選択されたもの、Ｘはカ
ルボン酸、ホスホン酸、ホスフィン酸、スルホン酸、ス
ルフィン酸、チオールなどから選択されるのが望ましい
としている。具体的にはオレイン酸が被覆として望まし
いと言及している。
【０００９】また、上記文献では、磁性ナノ粒子からな
る記録層を形成したのちに約５６０℃の高温熱処理を施
すと、図２（ｂ）に示したように、オレイン酸などの有
機材料からなる被覆は蒸発することなく、５のように炭
化した状態となり、磁性ナノ粒子の周囲に残ると述べて
いる。このように磁性ナノ粒子間に炭化した有機物が存
在することにより、引き続き粒子間の磁気的交換相互作
用が低減されていると考えられる。また、この熱処理に
よってＦｅＰｔ磁性ナノ粒子は、化学的に合成された当
初の結晶構造ｆｃｃから規則化構造Ｌ１０に変化すると
も述べている。ＦｅＰｔの場合、ｆｃｃ構造では磁性は
発現せず、規則化構造になると強磁性を示す。なお製膜
後の熱処理では特に磁場は印加されていない。従って、
磁性ナノ粒子の磁化容易軸は様々な方向に配向している
と考えられる。
る記録層を形成したのちに約５６０℃の高温熱処理を施
すと、図２（ｂ）に示したように、オレイン酸などの有
機材料からなる被覆は蒸発することなく、５のように炭
化した状態となり、磁性ナノ粒子の周囲に残ると述べて
いる。このように磁性ナノ粒子間に炭化した有機物が存
在することにより、引き続き粒子間の磁気的交換相互作
用が低減されていると考えられる。また、この熱処理に
よってＦｅＰｔ磁性ナノ粒子は、化学的に合成された当
初の結晶構造ｆｃｃから規則化構造Ｌ１０に変化すると
も述べている。ＦｅＰｔの場合、ｆｃｃ構造では磁性は
発現せず、規則化構造になると強磁性を示す。なお製膜
後の熱処理では特に磁場は印加されていない。従って、
磁性ナノ粒子の磁化容易軸は様々な方向に配向している
と考えられる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】特開２０００−４８３
４０号公報に記載の技術では、磁性ナノ粒子の被覆は有
機材料を主とするものであるため、製膜後の高温熱処理
によって炭化する。その結果、磁性ナノ粒子は硬度の低
いグラファイト構造をとる炭素層のなかに存在すること
になる。このため、磁性層の上に耐磨耗性被覆を形成し
ても、現行のスパッタ蒸着媒体と比較した場合、摩擦に
弱く磨耗しやすい。
４０号公報に記載の技術では、磁性ナノ粒子の被覆は有
機材料を主とするものであるため、製膜後の高温熱処理
によって炭化する。その結果、磁性ナノ粒子は硬度の低
いグラファイト構造をとる炭素層のなかに存在すること
になる。このため、磁性層の上に耐磨耗性被覆を形成し
ても、現行のスパッタ蒸着媒体と比較した場合、摩擦に
弱く磨耗しやすい。
【００１１】また、特開２０００−４８３４０に記載の
技術では、記録層を構成する磁性ナノ粒子の磁化容易軸
が媒体面内方向あるいは媒体膜厚方向といった特定の方
向に配向されることが難しいため、現行の面内記録用あ
るいは垂直記録用媒体と比較して、磁気記録膜の磁気特
性が悪くなる。
技術では、記録層を構成する磁性ナノ粒子の磁化容易軸
が媒体面内方向あるいは媒体膜厚方向といった特定の方
向に配向されることが難しいため、現行の面内記録用あ
るいは垂直記録用媒体と比較して、磁気記録膜の磁気特
性が悪くなる。
【００１２】従って本発明の目的は、耐磨耗性に優れ、
良好な磁気特性を示す磁性ナノ粒子からなる磁気記録媒
体ならびにこれらの媒体に情報を磁気記録する方法を提
供することにある。
良好な磁気特性を示す磁性ナノ粒子からなる磁気記録媒
体ならびにこれらの媒体に情報を磁気記録する方法を提
供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記目的は、有機化合物
あるいは無機化合物によって覆われた磁性ナノ粒子を基
板上に規則性を持って配置することにより形成した磁気
記録膜を有する磁気記録媒体において、前記磁性ナノ粒
子が少なくともＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｍｎ，Ｓｍ，Ｐｔ，
Ｐｄの元素を含み、かつ前記磁性ナノ粒子を覆う化合物
が残留シラノール基ならびにＳｉ−Ｏ結合を含むことを
特徴とする磁気記録媒体を用いることにより達成可能で
ある。
あるいは無機化合物によって覆われた磁性ナノ粒子を基
板上に規則性を持って配置することにより形成した磁気
記録膜を有する磁気記録媒体において、前記磁性ナノ粒
子が少なくともＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｍｎ，Ｓｍ，Ｐｔ，
Ｐｄの元素を含み、かつ前記磁性ナノ粒子を覆う化合物
が残留シラノール基ならびにＳｉ−Ｏ結合を含むことを
特徴とする磁気記録媒体を用いることにより達成可能で
ある。
【００１４】上述の磁性ナノ粒子は、少なくともＦｅ，
Ｃｏ，Ｎｉ，Ｍｎ，Ｓｍ，Ｐｔ，Ｐｄなどの磁性金属元
素を含むことが可能である。また、これらの元素の金属
間化合物、２元合金、３元合金を組成とする磁性ナノ粒
子も可能である。将来の高記録密度化に備えて、一軸異
方性定数（Ｋｕ）が大きいＦｅＰｔ、あるいはＦｅＰｔ
に第３元素を加えた３元合金を組成として持つ磁性ナノ
粒子が望ましい。第３元素としてはＣｕの使用が可能で
ある。
Ｃｏ，Ｎｉ，Ｍｎ，Ｓｍ，Ｐｔ，Ｐｄなどの磁性金属元
素を含むことが可能である。また、これらの元素の金属
間化合物、２元合金、３元合金を組成とする磁性ナノ粒
子も可能である。将来の高記録密度化に備えて、一軸異
方性定数（Ｋｕ）が大きいＦｅＰｔ、あるいはＦｅＰｔ
に第３元素を加えた３元合金を組成として持つ磁性ナノ
粒子が望ましい。第３元素としてはＣｕの使用が可能で
ある。
【００１５】前述の残留シラノール基ならびにＳｉ−Ｏ
結合を含む化合物として、化学式１で示される化合物を
使用することが可能である。
結合を含む化合物として、化学式１で示される化合物を
使用することが可能である。
【００１６】
【化３】
（式中、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３はカルボン酸、ホスホン酸、
ホスフィン酸、スルホン酸、スルフィン酸、チオールな
どの官能基であり、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３は同一でも異なっ
ていてもよく、ｎは正の整数） また、残留シラノール基ならびにＳｉ−Ｏ結合を含む化
合物として、化学式２で示される化合物を使用すること
も可能である。
ホスフィン酸、スルホン酸、スルフィン酸、チオールな
どの官能基であり、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３は同一でも異なっ
ていてもよく、ｎは正の整数） また、残留シラノール基ならびにＳｉ−Ｏ結合を含む化
合物として、化学式２で示される化合物を使用すること
も可能である。
【００１７】
【化４】
（式中、Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６，Ｒ７はカルボン酸、ホスホ
ン酸、ホスフィン酸、スルホン酸、スルフィン酸、チオ
ールなどの官能基であり、Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６、Ｒ７は同
一でも異なっていてもよく、ｎは正の整数） 上記のように、残留シラノール基ならびにＳｉ−Ｏ結合
を含む化合物を磁性ナノ粒子の被覆材料として用いた場
合、基板上に磁性ナノ粒子を規則的に配位して形成され
た記録層を熱処理した際に被覆はガラス化する。ガラス
化した被覆の硬度はＳｉＯ２を主成分とするガラスの硬
度に近くなるため、耐磨耗性を向上させることが可能と
なる。
ン酸、ホスフィン酸、スルホン酸、スルフィン酸、チオ
ールなどの官能基であり、Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６、Ｒ７は同
一でも異なっていてもよく、ｎは正の整数） 上記のように、残留シラノール基ならびにＳｉ−Ｏ結合
を含む化合物を磁性ナノ粒子の被覆材料として用いた場
合、基板上に磁性ナノ粒子を規則的に配位して形成され
た記録層を熱処理した際に被覆はガラス化する。ガラス
化した被覆の硬度はＳｉＯ２を主成分とするガラスの硬
度に近くなるため、耐磨耗性を向上させることが可能と
なる。
【００１８】また、本発明では、有機化合物あるいは無
機化合物によって覆われた磁性ナノ粒子を基板上に規則
性を持って配置することにより形成した磁気記録膜を有
する磁気記録媒体において、前記磁性ナノ粒子が少なく
ともＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｍｎ，Ｓｍ，Ｐｔ，Ｐｄの元素
を含み、かつ前記磁性ナノ粒子の形状が紡錘形に代表さ
れるような長軸と短軸を有する形状であることを特徴と
する磁気記録媒体を用いることによって、良好な磁気特
性を示す磁性ナノ粒子からなる磁気記録媒体を得ること
が可能である。
機化合物によって覆われた磁性ナノ粒子を基板上に規則
性を持って配置することにより形成した磁気記録膜を有
する磁気記録媒体において、前記磁性ナノ粒子が少なく
ともＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｍｎ，Ｓｍ，Ｐｔ，Ｐｄの元素
を含み、かつ前記磁性ナノ粒子の形状が紡錘形に代表さ
れるような長軸と短軸を有する形状であることを特徴と
する磁気記録媒体を用いることによって、良好な磁気特
性を示す磁性ナノ粒子からなる磁気記録媒体を得ること
が可能である。
【００１９】図３に例として紡錘状の磁性ナノ粒子の構
造を示す。図３において６は金属コア、２は被覆を示
す。紡錘状の粒子形状の場合、図３に示されるように、
長軸７の長さは短軸８の長さの１．５倍から５倍程度が
望ましい。また、磁性ナノ粒子の形状は紡錘形に限ら
ず、円柱、正方柱、六方柱、正方両錐、六方両錐などが
可能である。このように、球形ではなく長軸を持つ形状
の磁性ナノ粒子を用いることによって形状異方性が誘起
され、粒子の磁化容易軸９を長軸方向に誘導しやすくで
きる。また、長軸を持つ磁性ナノ粒子の被覆として、上
述の化学式１ならびに化学式２で表されるような残留シ
ラノール基ならびにＳｉ−Ｏ結合を含む化合物を使用す
ることが可能である。
造を示す。図３において６は金属コア、２は被覆を示
す。紡錘状の粒子形状の場合、図３に示されるように、
長軸７の長さは短軸８の長さの１．５倍から５倍程度が
望ましい。また、磁性ナノ粒子の形状は紡錘形に限ら
ず、円柱、正方柱、六方柱、正方両錐、六方両錐などが
可能である。このように、球形ではなく長軸を持つ形状
の磁性ナノ粒子を用いることによって形状異方性が誘起
され、粒子の磁化容易軸９を長軸方向に誘導しやすくで
きる。また、長軸を持つ磁性ナノ粒子の被覆として、上
述の化学式１ならびに化学式２で表されるような残留シ
ラノール基ならびにＳｉ−Ｏ結合を含む化合物を使用す
ることが可能である。
【００２０】残留シラノール基ならびにＳｉ−Ｏ結合を
含む化合物を被覆とする磁性ナノ粒子の形状が球形であ
った場合、その直径は３ｎｍ以上２０ｎｍ以下であるこ
とが望ましい。磁性ナノ粒子の形状が球形ではなく、長
軸、短軸を持つ構造であったときは、長軸の長さが３ｎ
ｍ以上２０ｎｍ以下となることが望ましい。
含む化合物を被覆とする磁性ナノ粒子の形状が球形であ
った場合、その直径は３ｎｍ以上２０ｎｍ以下であるこ
とが望ましい。磁性ナノ粒子の形状が球形ではなく、長
軸、短軸を持つ構造であったときは、長軸の長さが３ｎ
ｍ以上２０ｎｍ以下となることが望ましい。
【００２１】磁性ナノ粒子の形状が紡錘形に代表される
ような長軸と短軸を有する形状であり、形状異方性によ
って磁化容易軸が長軸方向に誘起された場合、製膜時に
媒体膜厚方向に磁場を印加することによって、図４に示
すように、磁性ナノ粒子の長軸７を媒体膜厚方向１０に
配向させ、垂直磁気異方性を誘起し、良好な磁気特性を
持つ垂直磁化膜を得ることができる。このとき印加する
磁場の強度は１Ｔ以上であることが望ましい。このと
き、磁場印加強度ならびに時間を調節することで、膜厚
方向に平行な軸と粒子の長軸とがなす角度が５度以内で
ある磁性ナノ粒子数が、磁気記録膜を構成する全磁性ナ
ノ粒子数の９０％以上となる垂直磁化膜を得ることが可
能となる。このような垂直磁化膜は良好な磁気特性を示
すことができる。
ような長軸と短軸を有する形状であり、形状異方性によ
って磁化容易軸が長軸方向に誘起された場合、製膜時に
媒体膜厚方向に磁場を印加することによって、図４に示
すように、磁性ナノ粒子の長軸７を媒体膜厚方向１０に
配向させ、垂直磁気異方性を誘起し、良好な磁気特性を
持つ垂直磁化膜を得ることができる。このとき印加する
磁場の強度は１Ｔ以上であることが望ましい。このと
き、磁場印加強度ならびに時間を調節することで、膜厚
方向に平行な軸と粒子の長軸とがなす角度が５度以内で
ある磁性ナノ粒子数が、磁気記録膜を構成する全磁性ナ
ノ粒子数の９０％以上となる垂直磁化膜を得ることが可
能となる。このような垂直磁化膜は良好な磁気特性を示
すことができる。
【００２２】本発明の磁気記録媒体における記録膜は、
磁性ナノ粒子の単層膜または多層膜から構成することが
可能である。記録膜は、磁性ナノ粒子のコロイド溶液の
回転塗布によって形成することができる。このとき、磁
性ナノ粒子を被覆する化合物の分子量ならびに分子構造
を選択し、コロイド溶液の濃度を調節することで、最充
填され、実質的に規則的な配列を持つ磁性ナノ粒子から
なる記録膜を形成することができる。また、記録膜の形
成方法として、ラングミュア・ブロジェット（Ｌａｎｇ
ｍｕｉｒ−Ｂｌｏｄｇｅｔｔ）法を用いることも可能で
ある。これら以外の膜形成方法の使用も可能である。
磁性ナノ粒子の単層膜または多層膜から構成することが
可能である。記録膜は、磁性ナノ粒子のコロイド溶液の
回転塗布によって形成することができる。このとき、磁
性ナノ粒子を被覆する化合物の分子量ならびに分子構造
を選択し、コロイド溶液の濃度を調節することで、最充
填され、実質的に規則的な配列を持つ磁性ナノ粒子から
なる記録膜を形成することができる。また、記録膜の形
成方法として、ラングミュア・ブロジェット（Ｌａｎｇ
ｍｕｉｒ−Ｂｌｏｄｇｅｔｔ）法を用いることも可能で
ある。これら以外の膜形成方法の使用も可能である。
【００２３】上述のようにして形成した磁性ナノ粒子か
らなる磁気記録媒体に記録ビットを形成する際、媒体上
の１記録ビットに含まれる磁性ナノ粒子数が２個以上と
なるように情報を記録することが可能である。このと
き、球状磁性ナノ粒子の直径が記録ビット長の約０．５
倍とすることが望ましい。粒子の形状が球状でない場
合、短軸の長さが記録ビット長の約０．５倍となるよう
にすることが望ましい。これら以外のサイズを持つ粒子
を用いることも可能である。また、媒体上の１記録ビッ
トに含まれる磁性ナノ粒子数が１個となるように情報を
記録することも可能である。
らなる磁気記録媒体に記録ビットを形成する際、媒体上
の１記録ビットに含まれる磁性ナノ粒子数が２個以上と
なるように情報を記録することが可能である。このと
き、球状磁性ナノ粒子の直径が記録ビット長の約０．５
倍とすることが望ましい。粒子の形状が球状でない場
合、短軸の長さが記録ビット長の約０．５倍となるよう
にすることが望ましい。これら以外のサイズを持つ粒子
を用いることも可能である。また、媒体上の１記録ビッ
トに含まれる磁性ナノ粒子数が１個となるように情報を
記録することも可能である。
【００２４】上述の良好な垂直磁気異方性を示す磁性ナ
ノ粒子媒体に情報を記録する際、記録ヘッドからの漏洩
磁界の主成分が媒体膜厚方向と平行である垂直磁気記録
方式を用いることが可能である。また、媒体上の記録領
域だけに熱または光を照射しながら磁気記録を行う熱な
いし光磁気記録方式を用いることも可能である。
ノ粒子媒体に情報を記録する際、記録ヘッドからの漏洩
磁界の主成分が媒体膜厚方向と平行である垂直磁気記録
方式を用いることが可能である。また、媒体上の記録領
域だけに熱または光を照射しながら磁気記録を行う熱な
いし光磁気記録方式を用いることも可能である。
【００２５】
【発明の実施の形態】次に、本発明をさらに具体的に説
明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら限定さ
れるものではない。 （実施例１）粒径分散度が１０％以下であり、直径が３
から２０ｎｍの範囲にある球状の磁性ナノ粒子を化学的
に合成する。このとき、磁性ナノ粒子は、有機材料から
なる被覆で囲まれた磁性金属元素をコアとし、ヘキサン
溶媒中にコロイドとして分散している。
明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら限定さ
れるものではない。 （実施例１）粒径分散度が１０％以下であり、直径が３
から２０ｎｍの範囲にある球状の磁性ナノ粒子を化学的
に合成する。このとき、磁性ナノ粒子は、有機材料から
なる被覆で囲まれた磁性金属元素をコアとし、ヘキサン
溶媒中にコロイドとして分散している。
【００２６】次に、有機材料からなる被覆を、残留シラ
ノール基並びにＳｉ−Ｏ結合を含む化合物に置き換え
る。まず、前記化学式２で表される化合物を溶媒の１―
ブタノールに溶解し、約２ｍモル／リットルの溶液を得
た。この溶液を、磁性ナノ粒子のコロイド溶液に、適量
滴下することにより、被覆が化学式２で表される化合物
である磁性ナノ粒子を得ることができた。 （実施例２）実施例１において使用した化合物の代わり
に、化学式１で示される化合物を溶媒の１―ブタノール
に溶解し、約２ｍモル／リットルの溶液を得た。この溶
液を、磁性ナノ粒子のコロイド溶液に、適量滴下するこ
とにより、被覆が化学式１で表される化合物である磁性
ナノ粒子を得ることができた。
ノール基並びにＳｉ−Ｏ結合を含む化合物に置き換え
る。まず、前記化学式２で表される化合物を溶媒の１―
ブタノールに溶解し、約２ｍモル／リットルの溶液を得
た。この溶液を、磁性ナノ粒子のコロイド溶液に、適量
滴下することにより、被覆が化学式２で表される化合物
である磁性ナノ粒子を得ることができた。 （実施例２）実施例１において使用した化合物の代わり
に、化学式１で示される化合物を溶媒の１―ブタノール
に溶解し、約２ｍモル／リットルの溶液を得た。この溶
液を、磁性ナノ粒子のコロイド溶液に、適量滴下するこ
とにより、被覆が化学式１で表される化合物である磁性
ナノ粒子を得ることができた。
【００２７】次に、ガラス基板上にスパッタ蒸着によっ
て製膜された軟磁性膜のうえに、上記磁性ナノ粒子の溶
液を滴下し、回転塗布した後、８０℃で５分間プリベー
クすることにより、磁性ナノ粒子の単層膜を得た。 （実施例３）実施例１で使用した球状磁性ナノ粒子の代
わりに短軸の長さが４ｎｍ、長軸の長さが８ｎｍである
紡錘状磁性ナノ粒子を用いた。この紡錘状磁性ナノ粒子
を覆う有機材料からなる被覆を、実施例２で使用した化
合物で置換したコロイド溶液を作製し、ガラス基板上に
スパッタ蒸着によって製膜された軟磁性膜のうえに滴下
して回転塗布した。この塗布膜に対し、膜厚方向に強さ
１Ｔの磁場を印加した。その後、８０℃で５分間プリベ
ークして塗布溶媒を蒸発させた。次に、媒体膜厚方向に
５Ｔの磁場を印加しながら５６０℃で１時間熱処理を行
った。その結果、長軸が膜厚方向に配向し、その分散度
が１０％以下であり、被覆がガラス化した紡錘状磁性ナ
ノ粒子の単層膜を得ることができた。 （実施例４）実施例３で作製した磁性ナノ粒子媒体に対
し、試料振動型磁力計を用いて評価した。その結果、垂
直保持力８００ｋＡ／ｍ（１００００Ｏｅ）、保持力角
型比Ｓ＊は０．８、残留磁化２００ｅｍｕ／ｃｃの良好
な磁気特性を示す磁化曲線が得られた。 （実施例５）実施例３で作製した磁性ナノ粒子媒体と、
記録ヘッドとして垂直磁気記録用薄膜単磁極ヘッドを用
い再生ヘッドとしてＧＭＲ素子を用いた記録再生分離型
ヘッドを組合せ、出力を調べた。その結果、記録密度が
１００ｋｆｃｉのときｐｅｅｋ ｔｏ ｐｅｅｋで約１
ｍＶの出力を得ることができた。また耐磨耗性は、従来
のスパッタ蒸着媒体と同様のレベルであることがわかっ
た。記録密度を１４００ｋｆｃｉとしたとき、１記録ビ
ットの長さは約１６ｎｍとなった。紡錘形磁性ナノ粒子
の長軸が媒体膜厚方向に配向していると考えると、１記
録ビット中、媒体進行方向には紡錘形磁性ナノ粒子が２
個入っている換算になることが判明した。 （実施例６）実施例５で用いた垂直磁気記録方式の代わ
りに、記録用に光で記録領域だけを加熱する光アシスト
磁気記録ヘッドを用い、再生ヘッドとしてＧＭＲ素子を
用いて、記録再生実験を行った。その結果、記録密度が
１００ｋｆｃｉのときｐｅｅｋ ｔｏ ｐｅｅｋで約１
ｍＶの出力を得ることができた。
て製膜された軟磁性膜のうえに、上記磁性ナノ粒子の溶
液を滴下し、回転塗布した後、８０℃で５分間プリベー
クすることにより、磁性ナノ粒子の単層膜を得た。 （実施例３）実施例１で使用した球状磁性ナノ粒子の代
わりに短軸の長さが４ｎｍ、長軸の長さが８ｎｍである
紡錘状磁性ナノ粒子を用いた。この紡錘状磁性ナノ粒子
を覆う有機材料からなる被覆を、実施例２で使用した化
合物で置換したコロイド溶液を作製し、ガラス基板上に
スパッタ蒸着によって製膜された軟磁性膜のうえに滴下
して回転塗布した。この塗布膜に対し、膜厚方向に強さ
１Ｔの磁場を印加した。その後、８０℃で５分間プリベ
ークして塗布溶媒を蒸発させた。次に、媒体膜厚方向に
５Ｔの磁場を印加しながら５６０℃で１時間熱処理を行
った。その結果、長軸が膜厚方向に配向し、その分散度
が１０％以下であり、被覆がガラス化した紡錘状磁性ナ
ノ粒子の単層膜を得ることができた。 （実施例４）実施例３で作製した磁性ナノ粒子媒体に対
し、試料振動型磁力計を用いて評価した。その結果、垂
直保持力８００ｋＡ／ｍ（１００００Ｏｅ）、保持力角
型比Ｓ＊は０．８、残留磁化２００ｅｍｕ／ｃｃの良好
な磁気特性を示す磁化曲線が得られた。 （実施例５）実施例３で作製した磁性ナノ粒子媒体と、
記録ヘッドとして垂直磁気記録用薄膜単磁極ヘッドを用
い再生ヘッドとしてＧＭＲ素子を用いた記録再生分離型
ヘッドを組合せ、出力を調べた。その結果、記録密度が
１００ｋｆｃｉのときｐｅｅｋ ｔｏ ｐｅｅｋで約１
ｍＶの出力を得ることができた。また耐磨耗性は、従来
のスパッタ蒸着媒体と同様のレベルであることがわかっ
た。記録密度を１４００ｋｆｃｉとしたとき、１記録ビ
ットの長さは約１６ｎｍとなった。紡錘形磁性ナノ粒子
の長軸が媒体膜厚方向に配向していると考えると、１記
録ビット中、媒体進行方向には紡錘形磁性ナノ粒子が２
個入っている換算になることが判明した。 （実施例６）実施例５で用いた垂直磁気記録方式の代わ
りに、記録用に光で記録領域だけを加熱する光アシスト
磁気記録ヘッドを用い、再生ヘッドとしてＧＭＲ素子を
用いて、記録再生実験を行った。その結果、記録密度が
１００ｋｆｃｉのときｐｅｅｋ ｔｏ ｐｅｅｋで約１
ｍＶの出力を得ることができた。
【００２８】
【発明の効果】本発明によれば、有機化合物あるいは無
機化合物によって覆われた磁性ナノ粒子を基板上に規則
性を持って配置することにより形成した磁気記録膜を有
する磁気記録媒体において、従来の磁性ナノ粒子からな
る媒体よりも耐磨耗性に優れ、良好な磁気特性を示す磁
性ナノ粒子からなる磁気記録媒体を作成し、これらの媒
体に情報を磁気記録することができた。
機化合物によって覆われた磁性ナノ粒子を基板上に規則
性を持って配置することにより形成した磁気記録膜を有
する磁気記録媒体において、従来の磁性ナノ粒子からな
る媒体よりも耐磨耗性に優れ、良好な磁気特性を示す磁
性ナノ粒子からなる磁気記録媒体を作成し、これらの媒
体に情報を磁気記録することができた。
【図１】被覆に覆われた磁性ナノ粒子を示した断面図。
【図２】基板上に被覆を持つ磁性ナノ粒子で形成された
単層膜を示した断面図。
単層膜を示した断面図。
【図３】被覆に覆われた紡錘状の磁性ナノ粒子を示した
断面図。
断面図。
【図４】基板上に被覆を持つ紡錘状の磁性ナノ粒子で形
成された単層膜を示した断面図。
成された単層膜を示した断面図。
１…コア、２…被覆、３…基板、４…単層膜、５…炭化
した被覆、６…紡錘状磁性ナノ粒子コア、７…長軸、８
…短軸、９…磁化容易軸、１０…媒体膜厚方向。
した被覆、６…紡錘状磁性ナノ粒子コア、７…長軸、８
…短軸、９…磁化容易軸、１０…媒体膜厚方向。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｇ１１Ｂ 5/714 Ｇ１１Ｂ 5/714
Ｆターム(参考） 4J035 BA02 BA03 CA02U CA04U
CA09U CA26U CA27U EA01
LA05 LB20
4K018 BB01 BB04 BC30 BD02
5D006 BA02 BA04 BA05 BA07 BA08
DA08
5D091 CC17 HH20
Claims (12)
- 【請求項１】有機化合物あるいは無機化合物によって覆
われた磁性ナノ粒子を基板上に規則性を持って配置する
ことにより形成した磁気記録膜を有する磁気記録媒体に
おいて、前記磁性ナノ粒子が少なくともＦｅ，Ｃｏ，Ｎ
ｉ，Ｍｎ，Ｓｍ，Ｐｔ，Ｐｄの元素を含み、かつ前記磁
性ナノ粒子を覆う化合物が残留シラノール基並びにＳｉ
−Ｏ結合を含むことを特徴とする磁気記録媒体。 - 【請求項２】有機化合物あるいは無機化合物によって覆
われた磁性ナノ粒子を基板上に規則性を持って配置する
ことにより形成した磁気記録膜を有する磁気記録媒体に
おいて、前記磁性ナノ粒子が少なくともＦｅ，Ｃｏ，Ｎ
ｉ，Ｍｎ，Ｓｍ，Ｐｔ，Ｐｄの元素を含み、かつ前記磁
性ナノ粒子の形状が紡錘形に代表されるような長軸と短
軸を有する形状であることを特徴とする磁気記録媒体。 - 【請求項３】請求項２記載の磁性ナノ粒子を覆う化合物
が残留シラノール基ならびにＳｉ−Ｏ結合を含むことを
特徴とする磁気記録媒体。 - 【請求項４】請求項１または請求項３記載の磁気記録媒
体において、磁性ナノ粒子の直径または磁性ナノ粒子の
長軸の長さが、３ｎｍ以上２０ｎｍ以下であることを特
徴とする磁気記録媒体。 - 【請求項５】請求項１または請求項３記載の磁気記録媒
体において、磁性ナノ粒子を覆う化合物の前記残留シラ
ノール基ならびにＳｉ−Ｏ結合として、化学式１または
化学式２で示される化合物を使用したことを特徴とする
磁気記録媒体。 【化１】 （式中、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３はカルボン酸、ホスホン酸、
ホスフィン酸、スルホン酸、スルフィン酸、チオールな
どの官能基であり、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３は同一でも異なっ
ていてもよく、ｎは正の整数） 【化２】 （式中、Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６，Ｒ７はカルボン酸、ホスホ
ン酸、ホスフィン酸、スルホン酸、スルフィン酸、チオ
ールなどの官能基であり、Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６、Ｒ７は同
一でも異なっていてもよく、ｎは正の整数） - 【請求項６】請求項２記載の磁気記録媒体において、磁
気記録膜を構成する磁性ナノ粒子の長軸が磁化容易軸で
あり、かつ媒体の膜厚方向に略平行となるように配置さ
れたことを特徴とする磁気記録媒体。 - 【請求項７】請求項６記載の磁気記録媒体において、膜
厚方向に平行な軸と粒子の長軸とがなす角度が５度以内
である磁性ナノ粒子数が、磁気記録膜を構成する全磁性
ナノ粒子数の９０％以上であることを特徴とする磁気記
録媒体。 - 【請求項８】請求項１から７のいずれか記載の磁気記録
媒体において、磁気記録膜が磁性ナノ粒子の単層からな
ることを特徴とする磁気記録媒体。 - 【請求項９】請求項１から８のいずれか記載の磁気記録
媒体を用いて、媒体上の１記録ビットに含まれる磁性ナ
ノ粒子数が２個以上となるように情報を記録することを
特徴とする記録方法。 - 【請求項１０】請求項１から８のいずれか記載の磁気記
録媒体を用いて、媒体上の１記録ビットに含まれる磁性
ナノ粒子数が１個となるように情報を記録することを特
徴とする記録方法。 - 【請求項１１】請求項１から８のいずれか記載の磁気記
録媒体を用いて、垂直磁気記録方式により情報を記録す
ることを特徴とする記録方法。 - 【請求項１２】請求項１から８のいずれか記載の磁気記
録媒体を用いて、熱または光磁気記録方式により情報を
記録することを特徴とする記録方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001327125A JP2003132519A (ja) | 2001-10-25 | 2001-10-25 | 磁性ナノ粒子で形成された磁気記録媒体およびそれを用いた記録方法 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003132519A true JP2003132519A (ja) | 2003-05-09 |
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Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005056489A (ja) * | 2003-08-04 | 2005-03-03 | Fuji Photo Film Co Ltd | 磁気記録媒体 |
| US7189438B2 (en) | 2003-05-14 | 2007-03-13 | Fujitsu Limited | Magnetic recording medium, method of producing magnetic recording medium and magnetic storage apparatus |
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