JP2003317220A

JP2003317220A - 垂直磁気記録媒体、磁気記録再生装置及び情報処理装置

Info

Publication number: JP2003317220A
Application number: JP2002112185A
Authority: JP
Inventors: Nobuhiro Yasui; 伸浩安居; Toru Den; 透田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-04-15
Filing date: 2002-04-15
Publication date: 2003-11-07
Anticipated expiration: 2022-04-15
Also published as: JP4027145B2

Abstract

(57)【要約】【課題】多値記録が可能な垂直磁気記録媒体を提供す
る。【解決手段】基板１０と、該基板１０上に配置される
導電層１１と記録層１２を有する垂直磁気記録媒体にお
いて、該記録層１２は基板垂直方向に立っている柱状磁
性体１４と、該柱状磁性体１４が分散している非磁性材
料からなる隔壁１３を有し、かつ該柱状磁性体１４は基
板垂直方向に複数の硬磁性体１５を有し、該複数の硬磁
性体１５の各々は２値で垂直磁気記録され、その各々の
硬磁性体の組み合わせにより多値記録することができる
垂直磁気記録媒体。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、垂直磁気記録媒
体、磁気記録再生装置及び情報処理装置に関し、特に多
値化により高密度に記録可能な垂直磁気記録媒体、それ
を用いた磁気記録再生装置及び情報処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年の情報処理の飛躍的な増大に伴っ
て、磁気ディスク装置などの情報記録技術も大幅な大容
量化が求められている。特にハードディスクにおいては
現在単位面積当たりの記録情報量が年率６０％を超える
勢いで増加している。今後も情報記録量の増大が望まれ
ており、また携帯用などの記録装置としても小型化、高
密度化が望まれている。

【０００３】従来利用されてきたハードディスク用磁気
記録媒体は長手方向磁気記録方式であり、磁化はディス
ク表面に平行に記録されている。この長手方向磁気記録
方式では高密度化に伴い磁区内の反磁界を抑え、且つ磁
化状態の検出に媒体上方に磁界を出すために磁気記録層
を薄くしていく必要がある。そのため磁性微粒子１つ当
たりの体積が極度に小さくなり、超常磁性効果が発生し
やすい傾向にある。すなわち磁化方向を安定させている
エネルギーが熱エネルギーより小さくなり、記録された
磁化が時間とともに変化し、記録を消してしまうことが
起こる。このため近年では長手方向磁気記録に代わって
記録層の膜厚を大きくとれる垂直磁気記録方式へ移行す
る研究が盛んに行われている。

【０００４】垂直磁気記録方式では、基板垂直方向への
膜厚の制限が弱まり、記録領域の縮小に伴う体積の減少
が格段に抑制できることが強みである。現在、垂直磁気
記録媒体は、単層の磁気記録層を用いるタイプと高透磁
率な軟磁性層を裏打ち層としてその上に硬磁性な記録層
を用いる２層タイプが提案されている。後者の場合は垂
直磁気ヘッドからの磁界を記録層へ集中させ、磁界を軟
磁性層に水平に通してヘッド側へ戻す磁気回路を構成す
るものである。この裏打ち層を用いた２層タイプは記録
磁界を高め記録再生を向上させる効果が期待されてい
る。

【０００５】さらに、次の世代の記録技術としてパター
ンドメディアが提唱されている。これは、前記記録方式
の無数の磁性ドメインを１記録領域に含むのに対し、図
１２に示す様に、規則的に配列したパターンで微細な磁
性ドメイン１０１が存在するとき、その一つ一つに磁気
記録を行うものであり、１Ｔｂｉｔ／ｉｎ² を可能にす
る技術の一つと考えられている。従来の複数のドメイン
に対して記録する場合に比べて、一つのドメインが比較
的大きくても高密度な記録が可能であることが特徴であ
る。蜂の巣状に配列した場合には、ドメイン間隔が２７
ｎｍで１Ｔｂｉｔ／ｉｎ² が可能となる。

【０００６】しかし、上記の垂直磁気記録媒体やパター
ンドメディアを用いた媒体においても、さらなる高密度
化が進むにつれ、媒体と磁気ヘッド間のトラッキング等
の困難さ、またヘッドの微細化の困難さがますます増大
することが予想され、これ以上の高密度化に対応する方
法として多値記録が有効である。多値記録は、従来の１
記録領域に２値の状態であるものを３値以上にするもの
で、４値で記録密度が２倍となり、同様の記録面積で高
密度化が可能である。

【０００７】この多値記録としては、複数の方式が提案
されている。まず、記録層の磁気情報のみでなく磁気に
よる磁性体の形状変化をサーマルアスペリティ信号とし
て同時検出し、磁気情報と体積情報の組み合わせによっ
て多値記録を行う方式が特開２０００−２９８８９２に
示されている。しかし、サーマルアスペリティ信号は、
磁気ヘッドが磁性体の形状変化した突起に衝突して発生
するものであり、微細な記録領域内のトラッキングを困
難にし、さらに十分な媒体・磁気ヘッド寿命を確保する
ことが困難であると考えられる。

【０００８】また、単一記録層に印加磁場の強度に比例
した磁化を記録し、それに直線偏光を照射して、多段階
の偏光面回転角を多値情報にする方式が特開２０００−
５７６４９に提案されている。この方式では、単一記録
層中にある印加磁場に比例した複数の磁化状態が十分な
時間その状態を保持することは、熱減磁等の観点から困
難であると考えられる。

【０００９】さらに、従来の記録方式同様一つの記録層
に二値記録を行い、複数の記録層の二値情報の組み合わ
せにより多値記録するものが特開平６−５２５３５で提
案されている。この方式は媒体と磁気ヘッド間の接触も
なく、各層に２値情報を記録するので概念的に単独の磁
気記録領域においては熱減磁に強く、有力な方式である
が、上記提案においては、膜面内方向に続く人工格子膜
を用いており、記録領域内や境界において、磁性ドメイ
ン間の強い相互作用の影響により、磁化反転が起こり再
生時のノイズとなって現れる。しかも、多値記録では通
常の２値記録に比べて同じダイナミックレンジであれ
ば、さらにノイズの影響を受けやすいことは言うまでも
ない。

【００１０】また、図１０に示すように、現状のＣｏ−
Ｃｒ合金系の偏析による効果を利用したドメイン間の分
離を行っている場合にも、Ｃｏ組成が多いコア部３２と
Ｃｒ組成が多い偏析部（シェル部）３１の境界が基板垂
直方向に対して完全に垂直ではなく、平均的に境界は曖
昧である。また、今後の更なる高密度化には、そのＣｏ
組成が多いコア部３２の径の分布を十分に小さくしなけ
れば、必要なＳ／Ｎを得るのが困難である問題がある。

【００１１】そこで、径の分布が非常に小さく磁性と非
磁性の境界がはっきりした媒体作製には、アルミニウム
の陽極酸化で形成されるアルマイト皮膜を用いることが
有効である。図１１を用いて説明すると、Ａｌ基板４１
を硫酸、シュウ酸、りん酸などの酸性電解液中で陽極酸
化すると、図１１に示す様にポーラス型陽極酸化皮膜で
ある陽極酸化皮膜４２（アルマイト皮膜）が形成される
（たとえばＲ．Ｃ．Ｆｕｒｎｅａｕｘ，Ｗ．Ｒ．Ｒｉｇ
ｂｙ＆Ａ．Ｐ．Ｄａｖｉｄｓｏｎ“ＮＡＴＵＲＥ”Ｖｏ
ｌ．３３７、Ｐ１４７（１９８９）等参照）。このポー
ラス皮膜の特徴は、直径２ｒが数ｎｍ〜数百ｎｍの極め
て微細な円柱状細孔（アルミナナノホール４３）が、数
十ｎｍ〜数百ｎｍの間隔（２Ｒ）で平行に配列するとい
う特異的な幾何学的構造を有することにある。この円柱
状の細孔は、高いアスペクト比を有し、断面の径の一様
性にも優れている。また、ポーラス皮膜の細孔の形状、
間隔及びパターンの制御性を改善するために、スタンパ
ーを用いて細孔の形成開始点を形成する方法、すなわ
ち、複数の突起を表面に備えた基板をＡｌ板の表面に押
しつけてできる窪みを細孔の形成開始点として形成した
後に陽極酸化を行なって、より良い形状、間隔及びパタ
ーンの制御性を示す細孔を有するポーラス皮膜を作製す
る方法も提案されている（特開平１０−１２１２９２号
公報、もしくは益田“固体物理”３１，４９３（１９９
６））。また、ハニカムではなく同心円状に細孔を形成
する技術が大久保らにより特開平１１−２２４４２２号
公報で報告されている。

【００１２】しかし、上記アルミナナノホール４３の底
部には、図１１（ａ）に示す様に、厚い酸化アルミニウ
ムの絶縁層４６が形成される。この絶縁層４６があると
ナノホール内への電着が困難であり、電着できたとして
も電着磁性体４４の構造制御には限界があり、普通多結
晶体が不均一に電着される結果となる。例えば、Ｃｏを
電着させても磁化容易軸であるｃ軸が基板に垂直方向に
一様に成長させることは出来なかった（“ＩＥＥＥＴ
ｒａｎｓ．Ｍａｇ．”Ｖｏｌ．２６，１６３５（１９９
０）など参照）。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の多値記録で
は、磁性ドメイン間の相互作用を弱めるための構造を有
しておらず、かつ従来の長手記録方式の媒体では、Ｃｒ
の偏析効果を有効に利用はしたが、今後の高密度化に
は、磁性ドメインの直径分布が大きいことが問題であ
る。ドメイン間の相互作用が大きい場合には、情報の安
定的保持を困難にしていた。

【００１４】本発明の目的は、非磁性材料を隔壁として
磁性体を分離することで、隣接する磁性ドメイン間の相
互作用を弱め、且つ磁性ドメインの直径分布の小さな多
値記録が可能な垂直磁気記録媒体を提供することであ
る。また、本発明の別の目的は、アルミニウムの陽極酸
化であられるアルマイト皮膜のナノホール径の均一性と
間隔の均一性、また径と深さ方向のアスペクト比が大き
くできるという利点を利用し、前記従来技術の電着の困
難性を克服した多値記録可能な垂直記磁気記録媒体を提
供することである。

【００１５】また、本発明の別の目的は、上記垂直磁気
記録媒体を用いた磁気記録再生装置を提供することであ
る。また、本発明の別の目的は、上記磁気記録再生装置
を用いた情報処理装置を提供することである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明の第一の発
明は、基板と、該基板上に配置される導電層と記録層を
有する垂直磁気記録媒体において、該記録層は基板垂直
方向に立っている柱状磁性体と、該柱状磁性体が分散し
ている非磁性材料からなる隔壁を有し、かつ該柱状磁性
体は基板垂直方向に複数の硬磁性体を有し、該複数の硬
磁性体の各々は２値で垂直磁気記録され、その各々の硬
磁性体の組み合わせにより多値記録することができるこ
とを特徴とする垂直磁気記録媒体である。

【００１７】また、上記の記録層にあって、該柱状磁性
体が分散している隔壁の非磁性材料は酸化アルミニウム
を主成分として含有することが好ましい。また、上記の
該柱状磁性体が分散している隔壁はアルミニウムを主成
分とする金属の陽極酸化により形成される酸化アルミニ
ウムであることが好ましい。

【００１８】また、上記の該柱状磁性体における各硬磁
性体は互いに保磁力が異なることが好ましい。また、該
複数の硬磁性体間には非硬磁性材料の分離層が配置され
ていことが好ましい。また、上記の該柱状磁性体におけ
る各硬磁性体はｈｃｐ構造またはＬ１₀ 規則構造のいず
れかを有することが好ましい。また、上記の該柱状磁性
体は蜂の巣状、または正方状に規則正しく並んでいるこ
とが好ましい。

【００１９】本発明の第二の発明は、前記の垂直磁気記
録媒体を用いた磁気記録再生装置である。本発明の第三
の発明は、前記の垂直磁気記録媒体を用いた磁気記録再
生装置を使用した情報処理装置である。

【００２０】また、本発明は、基板、該基板上に配置さ
れる導電層、及び記録層を有する垂直磁気記録媒体にお
いて、該記録層は磁性材料が充填されている柱状構造体
とそれを取り囲む非磁性材料を含んで構成され、かつ該
柱状構造体は該基板の垂直方向に第１及び第２の磁性体
領域を有していることを特徴とする垂直磁気記録媒体で
ある。

【００２１】

【発明の実施の形態】即ち、本発明の垂直磁気記録媒体
は、基板と、該基板上に配置される導電層と記録層を有
する垂直磁気記録媒体において、該記録層は基板垂直方
向に立っている柱状磁性体と、該柱状磁性体が分散して
いる非磁性材料からなる隔壁を有し、かつ該柱状磁性体
は基板垂直方向に複数の硬磁性体を有し、該複数の硬磁
性体の各々は２値で垂直磁気記録され、その各々の硬磁
性体の組み合わせにより多値記録することができること
を特徴とする。

【００２２】＜磁気記録媒体の構成＞本発明の垂直磁気
記録媒体を図面に基づいて説明する。図１は本発明の磁
気記録媒体の一例の構成を示す模式図である。図１にお
いて、１０は基板、１１は導電層、１２は記録層、１３
は非磁性材料からなる隔壁、１４は柱状磁性体、１５は
硬磁性体、１６は分離層である。

【００２３】本発明では、基板１０上には導電層１１と
記録層１２が配置され、記録層１２が非磁性材料からな
る隔壁１３と柱状磁性体１４を有し、柱状磁性体１４は
導電層１１と接触しており、さらに柱状磁性体１４が複
数の硬磁性体１５とそれらを隔てる非磁性の分離層１６
を有する構成からなり、この構成により多値記録による
高密度記録や十分な信号の検出を行なうことができる。

【００２４】上記の基板１０は、表面が平坦なものであ
ればどのようなものでも使用可能であるが、特にガラ
ス、アルミニウム、カーボン、プラスティック、Ｍｇ
Ｏ、Ｓｉなどを基板として使用するのが好ましい。アル
ミニウム基板の場合は硬度を確保するためにＮｉＰ膜を
メッキ法などにより下地層として形成しておくことが望
ましい。

【００２５】上記の導電層１１は、本発明の構成中にあ
る柱状磁性体１４の形成に電着を採用した場合に、電極
としての役割を持つことが特徴である。このとき、柱状
磁性体１４の配向を制御するために、特にＣｕ，Ｐｔ，
Ｐｄ等の（１１１）面、（００１）面のように、特定の
面方位に配向した膜であることが好ましい。これは、そ
の他の元素が使用不可能であることを規定するものでは
ない。また、記録層の形成方法としては、上記電着以外
に、スパッタ、ＣＶＤなどでも可能である。

【００２６】上記の記録層１２において、非磁性材料か
らなる隔壁１３はレジスト、酸化物、Ｃｒなどが可能で
ある。特に酸化物では、アルミナが好ましく、アルミニ
ウムの陽極酸化で形成されるアルマイト皮膜であること
が好ましい。

【００２７】そのアルマイト皮膜について図２を用いて
説明する。図２はアルミニウムの陽極酸化で得られるア
ルマイト皮膜の一例を示す模式図である。図３は図２の
アルマイト皮膜のナノホールの配列を示す平面図であ
る。同図において、ナノホール直径２３としては数ｎｍ
〜数１００ｎｍの範囲が可能であり、ナノホール２６の
間隔２４としてはナノホール直径２３より若干大きい値
から約５００ｎｍまで制御が可能である。ナノホールの
アスペクト比はいくつでも作製可能であるが、垂直磁気
記録媒体を考えた場合には２〜１０程度であることが好
ましい。ナノホールの断面形状は、円形、楕円形、長方
形が利用できるが、各ナノホールの断面が均一であるこ
とが好ましい。さらに、アルミナナノホールのナノホー
ルの形状は、筒状であり導電層に対して直線的で、かつ
垂直に立っていることが望ましい。

【００２８】また、本発明のアルミニウムの陽極酸化に
おいては、陽極酸化を導電層２１に達するまで実行し、
リン酸に浸漬して孔径拡大処理を行うことにより、ナノ
ホールの底部が導電層２１に貫通する様に形成すること
ができる。また、アルミニウム層が導電層上に配置され
ることで、陽極酸化後に従来技術で困難とされていた電
着においても、ナノホールの底部で導電層が露出してい
るため低電位での電着が可能であり、結晶性を格段に向
上させることが可能である。

【００２９】また、アルミニウムの陽極酸化には各種の
酸が利用可能であるが、微細な間隔のナノホールを作製
するには硫酸浴、比較的大きな間隔のナノホールを作製
するにはりん酸浴、その間のナノホールを作製するには
蓚酸浴が好ましい。ナノホール直径２３は陽極酸化後に
りん酸などの溶液中でエッチングする方法により拡大可
能である。

【００３０】ナノホールを規則的に作製するには、前述
したようにナノホールの形成の開始点になる窪みをアル
ミニウム表面に作製しておく方法や、２段の陽極酸化法
を用いることが有効である。本発明に用いるナノホール
配列としては図３の平面図に示すようなハニカム配列や
長方配列やその特別な場合である正方配列などが好まし
い。

【００３１】上記被陽極酸化層としてはＡｌが一般的に
用いられるが、Ａｌを主成分とする膜で陽極酸化できる
ものならば、他の元素が含まれていてもかまわない。こ
のＡｌの成膜には抵抗加熱による真空蒸着法、スパッタ
リング法、ＣＶＤ法などが利用できる。但し、ある程度
平坦な表面を有する膜を形成できる方法でなければ好ま
しくない。

【００３２】上記の記録層１２において、柱状磁性体１
４の形成を電着により行う場合には、電解電位の大きい
Ｃｏイオンが含まれる電着溶液にＰｔやＣｕやＮｉなど
電解電位の小さいイオンを小さい比率で加えておき、電
解電位の小さいイオンのみを低電圧で析出させた後、高
電圧で濃度の濃いＣｏを析出させることが可能である。
つまり、複数の硬磁性体１５と非磁性の分離層１６の形
成を単一の電着液から行うことも可能である。また、Ｌ
１₀ 規則構造を有するＭＰｔ（Ｍ＝Ｃｏ，Ｆｅ，Ｎｉ）
の形成においても、ＣｏとＰｔの電着液の混合浴からパ
ルス電着で積層膜を成膜後、熱処理してもよい。

【００３３】また、各硬磁性体１５の間には、非硬磁性
体の分離層１６を挿入することが好ましく、例えばＰ
ｔ，Ｐｄ，Ｉｒ，Ｃｕ，Ａｇ，またはそれらの合金等の
多種の材料から選択することが可能である。

【００３４】また、硬磁性体１５は互いに保磁力が異な
っていることが好ましい。また、媒体表面からの漏れ磁
場を検出することから、下部の硬磁性体の方が飽和磁化
が大きい方が好ましい。

【００３５】また、柱状構造体を構成する磁性材料が複
数の磁性体領域（例えば、第１の磁性体領域と第２の磁
性体領域）を有していることも好ましい。上記第１及び
第２の磁性体領域間に別な層が介在する場合は、両者同
一の磁性材料（あるいは実質的に保磁力が等しい）であ
ってもよい。また、基板の反対側から第１及び第２の磁
性材料が充填されている場合は、第１及び第２の磁性材
料の保持力をそれぞれ第１、第２の保持力とした場合
に、第１の保磁力＞第２の保磁力、あるいは第２の保磁
力＞第１の保磁性力とすることもできる。なお、領域の
厚さに関しては、第１の磁性体領域＞第２の磁性体領
域、あるいは第２の磁性体領域＞第１の磁性体領域、あ
るいは両者の厚さを等しくすることもできる。また、上
述の別な層がある場合は、当該別な層の厚みを他の領域
より一番厚く、あるいは薄くしたり、厚い方から前記第
１の磁性体領域、別な層、前記第２の磁性体領域とした
り、その逆にすることもできる。

【００３６】また、磁気記録媒体の上部表面は、ダイヤ
モンドスラリー等を用いた精密研磨を施しており、その
媒体表面のＲｍｓ（２乗平均の平方根）は１ｎｍ以下で
ある。さらに表面には保護層を形成してもよく、ヘッド
との摩擦に対して耐磨耗性を持たせるために、カーボン
の他カーバイト、窒化物等の非磁性材料を用いることが
可能である。

【００３７】また、本発明の磁気記録媒体は多値記録可
能であり、磁気記録再生装置として用いるには、図８に
示すように、上記垂直磁気記録媒体７１と、それ以外に
読み取り書き込み磁気ヘッド７３、モーターなどの駆動
制御装置、信号処理回路、防塵ケース等を組み込むこと
が必要である。しかし、磁気記録再生装置において、垂
直磁気記録媒体の駆動は回転のみ、磁気ヘッドの駆動は
円周上のスライドのみに限定されるものではない。

【００３８】また、前記磁気記録再生装置を情報処理装
置として用いるには、図９に示す様に、磁気記録再生装
置８２と、それ以外にメモリ部８４と演算部８３と電源
８５と外部入出力部８６とそれらを接続する配線８７を
有していることが必要である。しかし、情報処理装置に
おいて、配線は有線、無線のどちらでも可能である。

【実施例】以下に実施例をあげて、本発明を説明する。

【００３９】実施例１本実施例は、媒体の構成と記録に関するものである。ま
ず、ガラス基板上にＰｔを厚さ２０ｎｍ、Ａｌを厚さ３
００ｎｍに成膜した。これを１６℃の蓚酸０．３ｍｏｌ
／ｌ水溶液中で電圧４０Ｖを印加して陽極酸化した。そ
の結果、アルミニウム部分は、アルマイト皮膜となり、
基板に垂直な微細な穴（ナノホール）が無数にあいた状
態となる。このとき、ナノホールの径は５０ｎｍで、間
隔は１００ｎｍである。

【００４０】この状態で、ナノホール中にｈｃｐ構造の
Ｃｏと、Ｌ１₀規則構造のＣｏＰｔをそれぞれ形成し
た。また、ナノホールの下部がＣｏでＰｔ５ｎｍを挟ん
で上部がＣｏＰｔである試料も作製した。形成方法は、
Ｃｏが主に硫酸コバルト水溶液、ＣｏＰｔが主に硫酸コ
バルト水溶液と塩化白金酸水溶液の混合溶液からの電着
で行った。特に、ナノホールの下部に導電層としてＰｔ
層が存在するので、低電位での電着が可能である。

【００４１】また、電着後には、溢れた充填物を研磨に
より除去した。さらに、研磨後に熱処理を行っても良
い。それぞれ形成後、ＣｏとＣｏＰｔそれぞれの基板垂
直方向のヒステリシススループを測定した。その結果、
縦軸を磁化、横軸を印加磁場として表すと、図４（ａ）
がＣｏ、図４（ｂ）がＣｏＰｔのヒステリシスループで
あり、双方で保磁力がことなり、Ｍｓも異っている。

【００４２】上記のナノホール中に同時にＣｏとＣｏＰ
ｔを形成した場合のヒステリシス曲線は、図４（ｃ）と
なり、相互作用によりややヒステリシスループの急峻性
が失われるが、磁場印加の値をコントロールすることで
点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの４点で４値の記録が可能である。こ
のとき、Ｃｏは２５０ｎｍで、Ｐｔ１０ｎｍで、ＣｏＰ
ｔ４０ｎｍである。

【００４３】実施例２本実施例は、媒体の漏れ磁場の検出に関するものであ
る。実施例１で使用したナノホールの下部がＣｏ２５０
ｎｍで、Ｐｔ５ｎｍを挟んで上部がＣｏＰｔ４０ｎｍで
ある試料を用いて、磁気力顕微鏡による観察を行った。
この試料よりもナノホール径が小さく、間隔も狭いもの
も利用可能であるが、磁気力顕微鏡の分解能を考慮して
実施例１のナノホール径５０ｎｍ、間隔１００ｎｍの試
料を用いた。

【００４４】まず、縦軸を磁化、横軸を印加磁場で表し
た図６中の３→５→３の手順のように基板垂直方向に一
時２０ｋＯｅの磁場を印加し、Ｃｏ層とＣｏＰｔ層共に
一方向に帯磁させた場合、ＭＦＭ観察の結果、図５
（ａ）のようにすべてのナノホールの上部で一方向の磁
気力を検出した。このとき、検出モードは位相検出で位
相差は１０°、探針の浮上量はおよそ１０ｎｍである。

【００４５】さらに、順次、図６の３→１→４→３の手
順、３→５→２→３の手順、３→１→３の手順で磁場を
印加した場合には、以下の表１に示す様な位相差がえら
れ、媒体表面での漏れ磁場においても、多値記録による
違いを検出できる。これで、実施例１の多値の記録のみ
でなく、本実施例により多値記録情報の読み取りが可能
であることが示される。

【００４６】また、いずれの状態にあっても３→５→３
の手順で図５の（ａ）状態になるが、（ｃ）状態からは
３→４→３の手順でもかまわない。また、いずれの状態
にあっても３→１→４→３の手順で図５の（ｂ）状態に
なるが、（ｂ）、（ｄ）状態からは３→４→３の手順で
もかまわない。また、いずれの状態にあっても３→５→
２→３の手順で図５の（ｃ）状態になるが、特に
（ａ）、（ｃ）状態からは３→２→３の手順でもかまわ
ない。また、いずれの状態にあっても３→１→３の手順
で図５の（ｄ）状態になるが、（ｂ）状態からは３→２
→３の手順でもかまわない。

【００４７】

【表１】

【００４８】実施例３本実施例は、磁気ドメインの結合に関するものである。
まず、ガラス基板上にＰｔを厚さ１０ｎｍ、Ａｌを厚さ
１００ｎｍに成膜した。これを１０℃の硫酸７ｍｏｌ／
ｌ水溶液中で電圧５Ｖを印加して陽極酸化した。その結
果、アルミニウム部分はアルマイト皮膜となり、基板に
垂直な微細な穴（ナノホール）が無数にあいた状態とな
った。ナノホールの径は１０ｎｍ程度であり、間隔は１
５ｎｍ程度である。

【００４９】このナノホール下部にｈｃｐ構造のＣｏ、
Ｐｔ５ｎｍ（厚さ）を挟んで、上部にＬ１₀規則構造の
ＣｏＰｔを形成した。このとき試料のＣｏ部分は７０ｎ
ｍあり、ＣｏＰｔ部分は２５ｎｍであった。

【００５０】同時に、比較例としてアルマイト皮膜を用
いないで面内に一様に下層からガラス基板、Ｐｔ１０ｎ
ｍ、ｈｃｐ構造のＣｏ７０ｎｍ、Ｐｔ５ｎｍ、Ｌ１₀規
則構造のＣｏＰｔ２５ｎｍとなる試料を準備した。

【００５１】コンタクトさせた磁気ヘッドで図７に示す
磁場のパルスを印加して、上記の２種の媒体に順次書き
込みをおこなった。書き込み後にＭＦＭによる観察から
本発明の磁気記録媒体では、磁場パルスの通りに記録さ
れていることが確認できた。しかし、比較例では、磁気
的にドメインが分離されていないので、１記録領域中に
も他方向に反転している領域が観察された。以上から、
記録層の磁気ドメインの結合をある程度断ち切ることが
重要であることが確認できた。

【００５２】実施例４本実施例は、柱状磁性体が規則的に配列している場合に
関するものである。まず、ガラス基板上にＰｔを厚さ１
０ｎｍ、Ａｌを厚さ３００ｎｍに成膜した。これを突起
が１００ｎｍ間隔で蜂の巣状に並んだスタンプで２．９
４×１０⁸Ｐａ（３０００ｋｇ／ｃｍ² ）の圧力でアル
ミニウム表面に窪みを形成した。これを１６℃の蓚酸
０．３ｍｏｌ／ｌ水溶液中で電圧４０Ｖを印加して陽極
酸化した。

【００５３】その結果、アルミニウム部分は、図２に示
すようなアルマイト皮膜となり、高度に規則化した基板
に垂直な微細な穴（ナノホール）が無数にあいた状態と
なった。このとき、ナノホールの径は５０ｎｍで、間隔
は１００ｎｍである。正方状、長方状のスタンプでも同
様に規則的なアルマイト皮膜が形成できているのが確認
できる。

【００５４】この蜂の巣状に規則化したナノホールに下
部からＣｏは２５０ｎｍ、非磁性の分離層Ｐｔ１０ｎ
ｍ、ＣｏＰｔ４０ｎｍを構成した。このとき、Ｃｏ、Ｃ
ｏＰｔのｃ軸は基板垂直方向に配向している。

【００５５】この試料に対して、３００（Ｏｅ）の磁場
を印加しながら、ＭＦＭ探針をある柱状磁性体上にコン
タクトさせ電流を流し加熱した。その後のＭＦＭによる
観察の結果、その単一の柱状磁性体のみＣｏ層の磁化が
反転している状態にあることが確認でき、単一の柱状磁
性体への書き込みが可能であり、ＭＦＭ探針においてで
はあるが読み取りが可能であることが確認できた。これ
は、多値記録がパターンドメディアでも使用できるとい
うことである。

【００５６】実施例５本実施例は、磁気記録再生装置に関するものである。上
記の各実施例で試みたように本発明の記録媒体は、磁場
印加により充填物の磁化方向をそろえ多値記録すること
が可能であり、情報の保持も可能である。また、読み取
りも可能である。したがって、実施例１の試料のように
ナノホール径が５０ｎｍ、間隔が１００ｎｍの場合に
は、単一のナノホールに充填されている磁性体に多値記
録することが可能である。また、ナノホールの径が１０
ｎｍ、間隔が１５ｎｍの場合には、無数のナノホールに
充填された磁性体に多値記録が可能である。

【００５７】そこで、本発明の垂直磁気記録媒体を、図
８のような磁気記録媒体駆動部７２と磁気ヘッド７３と
磁気ヘッド駆動部７４と信号処理部７５からなる装置に
組み立てることで、磁気記録装置を形成することが可能
である。ただし、本実施例により磁気記録媒体の駆動は
回転のみ、磁気ヘッドの駆動は円周上のスライドのみに
限定されるものではない。

【００５８】実施例６本実施例は、情報処理装置に関するものである。前記、
実施例５に示す磁気記録再生装置は、情報の出し入れが
可能であるため、図９に示すように、前記磁気記録再生
装置８２とメモリ部分８４と演算部８３と外部入出力部
８６と電源８５とこれらをつなぐ配線８７を格納容器８
１に収めた情報処理装置を形成することが可能である。

【００５９】

【発明の効果】以上説明した様に、本発明によれば、非
磁性材料を隔壁として磁性体を分離することで、隣接す
る磁性ドメイン間の相互作用を弱め、且つ磁性ドメイン
の直径分布の小さな多値記録が可能な垂直磁気記録媒体
を提供することができる。また、本発明は、上記垂直磁
気記録媒体を用いて多値記録が可能な磁気記録再生装
置、その磁気記録再生装置を用いた情報処理装置を提供
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の垂直磁気記録媒体の実施態様の一例を
示す模式図である。

【図２】アルミニウムの陽極酸化で得られるアルマイト
皮膜の一例を示す模式図である。

【図３】図２のアルマイト皮膜のナノホールの配列を示
す平面図である。

【図４】Ｍ−Ｈ曲線の充填物による違いの一例を示す図
である。

【図５】本発明の磁気記録媒体の磁化状態を示すための
図である。

【図６】本発明の磁気記録媒体に記録用磁場を印加する
順序を示すための図である。

【図７】磁気ヘッドによる印加磁場プロファイルを示す
図である。

【図８】本発明の垂直磁気記録媒体を用いた磁気記録再
生装置の模式図である。

【図９】本発明の磁気記録再生装置を用いた情報処理装
置の概念図である。

【図１０】Ｃｏ−Ｃｒ系媒体の一例を示す模式図であ
る。

【図１１】従来のアルマイト皮膜を示す模式図である。

【図１２】磁性ドメインの規則的な配列パターンを示す
模式図である。

【符号の説明】

１０基板１１導電層１２記録層１３非磁性材料からなる隔壁１４柱状磁性体１５硬磁性体１６分離層２０基板２１導電層２２アルマイト皮膜２３ナノホール直径２４ナノホール間隔２５アルミナ２６ナノホール３１シェル部３２コア部３３保護層３４記録層３５裏打ち層４１Ａｌ基板４２陽極酸化皮膜（アルマイト皮膜）４３アルミナナノホール４４電着磁性体４５拡張部４６絶縁層７１垂直磁気記録媒体７２磁気記録媒体駆動部７３磁気ヘッド７４磁気ヘッド駆動部７５信号処理部８１格納容器８２磁気記録再生装置８３演算部８４メモリ部８５電源８６外部入出力部８７配線１０１磁性ドメイン１０２垂直磁気記録媒体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板と、該基板上に配置される導電層と
記録層を有する垂直磁気記録媒体において、該記録層は
基板垂直方向に立っている柱状磁性体と、該柱状磁性体
が分散している非磁性材料からなる隔壁を有し、かつ該
柱状磁性体は基板垂直方向に複数の硬磁性体を有し、該
複数の硬磁性体の各々は２値で垂直磁気記録され、その
各々の硬磁性体の組み合わせにより多値記録することが
できることを特徴とする垂直磁気記録媒体。
【請求項２】該柱状磁性体が分散している隔壁の非磁
性材料は酸化アルミニウムを主成分として含有する請求
項１に記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項３】該柱状磁性体が分散している隔壁の非磁
性材料はアルミニウムを主成分とする金属の陽極酸化に
より形成される酸化アルミニウムからなる請求項１に記
載の垂直磁気記録媒体。
【請求項４】該柱状磁性体における複数の硬磁性体は
互いに保磁力が異なる請求項１乃至３のいずれかの項に
記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項５】該複数の硬磁性体間には非硬磁性材料の
分離層が設けられている請求項１乃至４のいずれかの項
に記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項６】該柱状磁性体における各硬磁性体はｈｃ
ｐ構造またはＬ１₀規則構造のいずれかを有する請求項
１乃至５のいずれかの項に記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項７】該柱状磁性体は蜂の巣状または正方状に
配列している請求項１乃至５のいずれかの項に記載の垂
直磁気記録媒体。
【請求項８】請求項１乃至７のいずれかに記載の垂直
磁気記録媒体を用いた磁気記録再生装置。
【請求項９】請求項１乃至７のいずれかに記載の垂直
磁気記録媒体を用いた磁気記録再生装置を使用した情報
処理装置。
【請求項１０】基板、該基板上に配置される導電層、
及び記録層を有する垂直磁気記録媒体において、該記録
層は磁性材料が充填されている柱状構造体とそれを取り
囲む非磁性材料を含んで構成され、かつ該柱状構造体は
該基板の垂直方向に第１及び第２の磁性体領域を有して
いることを特徴とする垂直磁気記録媒体。