JP2004079104A - High density magnetic recording medium, its manufacturing method and magnetic recording and reproducing device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は高密度磁気記録媒体、その製造方法、及び、磁気記録再生装置に関するものであり、特に、高記録密度のハードディスク装置に用いられる垂直磁気記録媒体の低ノイズ化を実現するための裏打層の構成に特徴のある高密度磁気記録媒体、その製造方法、及び、磁気記録再生装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、磁気記録再生装置の大容量化は急速に進んでおり、大容量化に伴って磁気記録媒体の記録密度を高めるために、垂直記録が注目を集めている。
【0003】
この様な垂直磁気記録媒体においては、記録層となる硬質磁性材料層の下に厚さが100〜500nmの軟磁性材料を必要としているが、従来のスパッタリング法では100〜500nmの膜厚を付けるためには時間がかかりすぎ、ターゲットの消耗が激しいため、厚膜を容易に成膜できる方法が必要となる。
【0004】
その様な要請の中で厚膜を容易に成膜できるメッキ法が検討されているので、ここで、図8を参照して、従来の垂直磁気記録媒体を説明する。
図8(a)参照
図8(a)は、従来の垂直磁気記録媒体の概略的断面図であり、まず、ガラス基板51上にメッキ法を用いてNiFe等の軟磁性体からなる厚さが100〜500nmの裏打層52を形成したのち、スパッタリング法を用いて、MgO等の中間層53、CoCrPt等の磁性層54、及び、ダイヤライクカーボン(DLC)からなる保護膜55を順次堆積させ、最後に、潤滑材56を塗布したものである。
【0005】
図8(b)参照
図8(b)は、従来の垂直磁気記録媒体の裏打層52の磁区を説明するための模式図であり、軟磁性体結晶粒子57の粒径が不規則なため磁区58ができやすく、この磁区58が低ノイズ化の妨げとなっている。
【0006】
この様な問題を解決するために、裏打層をグラニュラー粒子で構成することが提案されているので(必要ならば、特開2002−63718号公報参照)、ここで、図9を参照して説明する。
【0007】
図9参照
図9は、従来のグラニュラー構造を有する裏打層を設けた垂直磁気記録媒体の概略的断面図であり、まず、ガラス基板61上に、Co80Fe20とSiO2 の成膜後の体積組成比が60:40となるように調整したコンポジットターゲットを用いて、対向静止マグネトロンスパッタ法により、SiO2 からなる非磁性母材63中にCo80Fe20からなる粒径が10〜13nmのグラニュラー粒子63が分散した厚さが80nmの裏打層62を形成したのち、連続してCoPt20Cr16ターゲットを用いてCoPt20Cr16からなる厚さが50nmの磁性層65を形成し、最後に、厚さが8nmの保護膜66を設けたものである。
【0008】
この様に裏打層62をグラニュラー構造とすることによって、ノイズの原理となる磁区の形成を抑制することができ、また、面内磁化の軟磁性膜とすることができるので、高記録密度化が可能になる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、メッキ法の場合には、上述のように、成膜速度は速いものの、膜厚のコントロールが困難であり、また、軟磁気特性に強く影響する粒径のコントロールが難しく、磁区の発生を制御することができないという問題がある。
【0010】
一方、グラニュラー構造を用いた場合には、依然としてスパッタ法によるものであるので、100〜500nmの厚膜の形成には時間がかかりすぎるという問題があり、また、グラニュラー粒子の粒径を均一に形成することが困難であるという問題がある。
【0011】
さらに、磁気異方性制御は、ディスク径方向に磁化容易軸が向いている方が低ノイズ化のために好ましいものの、グラニュラー構造を有する裏打層においては、この様な異方性制御工程が存在しないという問題がある。
【0012】
したがって、本発明は、裏打層の厚膜化を可能にするとともに、磁区の発生を抑制し、異方性を制御するとともに、軟磁性体粒子の粒径の均一化を目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】
図1は本発明の原理的構成の説明図であり、この図1を参照して本発明における課題を解決するための手段を説明する。
図1参照
上記目的を達成するため、本発明は、非磁性基板1上に少なくとも軟磁性材料層2と硬質磁性材料層5とを設けた高密度磁気記録媒体において、前記軟磁性材料層2を粒径分散σ/平均粒径Dが10%以下のナノ粒子3によって構成したことを特徴とする。
【0014】
この様に、ナノ粒子3、特に、化学的手法によって予め形成した粒径が均一なナノ粒子3を用いて軟磁性材料層2を形成しているので、磁区の発生を再現性良く抑制することができる。
この場合のナノ粒子3を構成する元素としては、Fe、Co、Ni、Al、Ta、Ti、Zr、Hf、V、Nb、C、Bを組み合わせて用いれば良い。
また、軟磁性材料層2に設けた硬質磁性材料層5が記録層となるが、通常は、中間層4を介して設けられることになる。
【0015】
なお、この場合の平均粒径Dは、表面TEM像(200万倍)におけるナノ粒子3の縁を透明なシートに写し取り、そのシートをスキャナーで読み込んで電子ファイルにする。
次に、読み込んだ画像を画像解析ソフトによって解析し、個々の結晶粒に対して面積を求め、この面積から真円であると仮定した時の直径を求めて粒径xとする。
【0016】
得られた直径xの度数分布に対し、対数正規分布を下記の(1)式の関数を用いてフィットし、平均値xave を平均粒径Dとし、粒径分散σを見積もった。
【数1】
【0017】
この場合の軟磁性材料層2を構成するナノ粒子3の平均粒径Dは、2nm以上、好適には2〜20nmであることが望ましく、且つ、平均粒子間隔は0.2〜5nmであることが望ましい。
【0018】
また、軟磁性材料層2を構成するナノ粒子3の磁気異方性は、中心から放射方向に配向していることが望ましく、それよって、ノイズを更に低減することが可能である。
【0019】
上述の高密度磁気記録媒体を製造するには、粒径分散σ/平均粒径Dが10%以下のナノ粒子3を分散した溶液を用いて非磁性基板1上に前記軟磁性材料層2を成膜したのち、非磁性層基板1中心から放射方向の磁場を印加しながら熱処理を行えば良い。
【0020】
この様に、ナノ粒子3を分散した溶液を用いることにより、100〜500nmの厚膜の軟磁性材料層2の成膜が容易になり、且つ、粒子間隔に制御も容易になり、さらに、放射状の磁場を利用することによって放射状の磁気異方性を付与することが可能になる。
なお、磁場強度としては、100〜500〔Oe〕が望ましい。
【0021】
この場合の磁場印加手段は、非磁性基板1の中心部に設けた永久磁石の一方の極性の磁極と、非磁性基板1の周辺に配置した複数の他の永久磁石の他方の極性の磁極とにより構成しても良いし、或いは、非磁性基板1の中心部の上下に配置された一対の電磁石によって構成しても良く、さらには、非磁性基板1の中心部に設けた電磁石の磁芯の突出部と、磁芯の突出部と一体に形成された受皿状部から構成して良いものである。
【0022】
また、熱処理に際しては、N2 、He、Ne、Ar、Kr、Xe、或いは、H2 の一種類以上の非酸化性ガス或いは真空からなり、10−5〜10+6Paの圧力下で行うことが望ましく、熱処理温度としては200〜600℃、より望ましくは300℃〜500℃が好適である。
なお、200℃未満ではナノ粒子3の磁化方向の配向性が悪く、一方、600℃を越えると材料によってはキュリー点を越えて軟磁性特性が失われることがある。
【0023】
上述の高密度磁気記録媒体を搭載することによって、低ノイズで、高密度記録が可能な磁気記録再生装置を実現することができる。
【0024】
【発明の実施の形態】
ここで、図2及び図3を参照して、本発明の第1の実施の形態の垂直磁気記録媒体の製造工程を説明する。
図2(a)参照
まず、スピンコート装置のスピンドルモータ12のウェハ支持部に結晶化ガラス基板11を固着し、スピンドルモータ12によって、例えば、60rpmのゆっくりした回転数で回転させた状態で、シリンジ13からラジアル方向に0.5cm/秒の速度で移動させながらナノ粒子分散塗布溶液14を滴下したのち、1000rpmで10秒間回転させることにより、ナノ粒子分散塗布溶液14を結晶化ガラス基板11の表面全面に拡げる。
【0025】
なお、この場合のナノ粒子は、スーパーハイドライド法やポリオール法(必要ならば、Sun,J.Appl.Phys.Vol.85,p.4325,1999、或いは、Science,Vol.287,p.1989,2000参照)によって予め化学合成したNiFeナノ粒子を用いる。
【0026】
これらのナノ粒子は、製造工程で用いるオレイン酸及びオレイルアミン等の安定剤で取り囲まれており、安定して存在できるものであり、また、合成中に入れる安定剤の種類を変えることで粒径を制御することができ、ここでは、平均粒径Dが2〜20nm、例えば、10nmのナノ粒子を用いる。
【0027】
また、ナノ粒子を取り囲む安定剤を置き換えることによって、ナノ粒子間の粒子間距離を変えることができ、ここでは、0.5〜5nmになるように調整する。
【0028】
この様に化学合成されたナノ粒子をヘキサン:オクタン=1:1の非極性有機溶媒中に分散してナノ粒子分散塗布溶液14を作製するものであり、10乃至20粒子層が形成される程度塗布する。
【0029】
次いで、N2 ガスを導入して溶媒であるヘキサンとオクタンを蒸発させてナノ粒子分散塗布溶液14を乾燥させる。
この場合、結晶化ガラス基板11全面においてゆっくりと均一に蒸発が生じるので、粒子間引力で自己組織化してNiFe粒子が多層の超格子構造を示すように整然と均一な厚さで整列した状態で乾燥膜が得られる。
【0030】
次いで、結晶化ガラス基板11を裏返しにしてチャックし、上記と同様の工程で再び成膜を行うことによって、結晶化ガラス基板11の両面にNiFe粒子からなる裏打層15を形成する。
【0031】
図2(b)参照
次いで、裏打層15を形成した結晶化ガラス基板11をアニールチャンバーに搬入し、アニールチャンバー内に円筒状で上端側がN極16となっている永久磁石と、N極16に対して放射状にS極17が対向する複数の永久磁石を配置し、結晶化ガラス基板11の内径部をN極16に挿入した状態で固定・保持する。
【0032】
次いで、アニールチャンバーを一旦、3×10−5Paまで真空に引いたのち、N2 及びArを導入して10−5〜10+6Paにした圧力下で、ランプヒータ18によって、200〜600℃、例えば、500℃に加熱した温度下で、永久磁石間に100〜500〔Oe〕、例えば、200〔Oe〕の磁場を印加した状態で30分間熱処理を行う。
【0033】
なお、この場合、図示は省略しているものの、結晶化ガラス基板11の下側にもランプヒータを設けることが望ましく、また、永久磁石はAlNiCoで構成することが望ましく、それによって、アニール処理工程において磁気を失うことはない。
【0034】
図3(c)参照
図3(c)は、アニール処理後の基板の概略的断面図であり、結晶化ガラス基板11上にナノ粒子19が整然と多層に積層された裏打層15が得られる。
【0035】
図3(d)参照
図3(d)は、図3(c)におけるナノ粒子19の磁化の配列状態を示す模式図であり、矢印で示すナノ粒子19の磁化は一方向に整列し、合成された磁化方向20は磁場の印加方向に一致する。
なお、図においては、一部分を示しているので磁化は一方向に整列しているが、結晶化ガラス基板11全体ではラジアル方向に整列する。
【0036】
以降は、従来と同様に、スパッタ法を用いて厚さが、例えば、10nmのTiからなる中間層21、厚さが、例えば、20nmのCoCrPtからなる磁性層22、及び、厚さが、例えば、4nmのDLCからなる保護膜23を順次堆積させたのち、保護膜23上にパーフルオロカーボンからなる潤滑材24を設けることによって、垂直磁気記録媒体の基本構造が完成する。
【0037】
この様に、本発明の第1の実施の形態においては、予め化学合成したナノ粒子を用いているので、スパッタ法に比べて粒径を均一にすることができまた、塗布法を用いているので厚膜の形成が容易であり、且つ、粒子間距離の制御性を高めることができる。
【0038】
また、本発明の第1の実施の形態においては、ラジアル方向の磁場を印加した状態でアニール処理を行っているので、ナノ粒子の磁化方向をラジアル方向に整列されることができ、それによって、低ノイズ化が可能になる。
【0039】
次に、図4を参照して、本発明の第1の実施の形態の垂直磁気記録媒体を搭載した磁気記録再生装置を説明する。
図4参照
図4は、本発明の第1の実施の形態の垂直磁気記録媒体を搭載した磁気記録再生装置の平面図であり、スピンドルモータ33の回転軸に取り付けられるとともに、ディスククランプリング32によって固定された垂直磁気記録媒体31、先端部にサスペンション35を介して磁気センサを備えたスライダー36を取り付けたヘッドアーム34から基本構成が構成される。
【0040】
この様に、本発明の第1の実施の形態の垂直磁気記録媒体を搭載することにより、低ノイズで高密度記録が可能な磁気記録再生装置を実現することができる。
【0041】
次に、図5を参照して、本発明の第2の実施の形態の垂直磁気記録媒体の製造工程を説明するが、裏打層の成膜工程が異なるだけで、他の工程は上記の第1の実施の形態と全く同様であるので、裏打層の成膜工程のみを説明する。
【0042】
図5参照
まず、結晶化ガラス基板11を、浸漬容器41内に収容した平均粒径が、例えば、10nmのNiFeからなるナノ粒子をヘキサン:オクタン=1:1の溶媒に分散させたナノ粒子分散溶液42中に浸漬し、徐々に引き上げることによって、結晶化ガラス基板11の表裏両面に10〜20粒子層分のナノ粒子分散溶液膜を形成する。
【0043】
次いで、N2 ガス雰囲気中でヘキサン及びオクタンを蒸発させることで、ナノ粒子分散溶液膜を乾燥させたのち、上述の図2(b)以降の工程を行うことによって垂直磁気記録媒体を作製する。
【0044】
この本発明の第2の実施の形態においては、ディッピング法を用いているので、結晶化ガラス基板11の両面に一度に裏打層を形成することができ、製造工程が簡素化される。
なお、この場合の粒子層の層数は、ナノ粒子分散溶液42中に分散するナノ粒子の濃度を調整することによって制御可能である。
【0045】
次に、図6を参照して、本発明の第3の実施の形態の磁場印加方法を説明する。
図6参照
図6は、アニール処理工程の概念的構成図であり、乾燥した裏打層15を設けた結晶化ガラス基板11の中心部の上下に一対の電磁石25,26を配置したものであり、この一対の電磁石25,26からラジアル方向に広がる磁場によって裏打層15中のナノ粒子の磁化方向をラジアル方向に整列させるものである。
【0046】
この本発明の第3の実施の形態においては、磁場印加手段を一対の電磁石で構成しているので構成が簡素化される。
【0047】
次に、図7を参照して、本発明の第4の実施の形態の磁場印加方法を説明する。
図7(a)参照
図7(a)は、磁場印加装置を構成するFe等の磁性金属からなる磁芯27であり、中央に設けた円筒状と突起部28と、この突起部の他端に一体に設けられた深かめの受皿部29とからなる。
【0048】
図7(b)参照
この磁芯27の突起部28にコイル30を巻き付けることによって電磁石が形成され、突起部28の頂部をN極とすると、受皿部29の縁がS極となり、ラジアル方向の磁場が形成される。
【0049】
図7(c)参照
図7(c)は、アニール処理工程の概念的構成図であり、乾燥した裏打層15を設けた結晶化ガラス基板11の中心部に突起部28が挿入されるように結晶化ガラス基板11の全体を受皿部29内に配置する。
【0050】
この状態で、コイル30に電流を流し、100〜500〔Oe〕の磁場を発生させることによって、ナノ粒子の磁化の方向をラジアル方向に配列させることができる。
なお、この場合も図示を省略しているが、ランプヒータを用いて加熱するものである。
【0051】
このように、本発明の第4の実施の形態においては、特殊形状の磁芯を用いた電磁石によって磁場印加機構を構成しているので、周辺部においても強い磁界を発生させることができ、それによって、基板の縁近傍におけるナノ粒子の磁化方向を精度良く整列させることができる。
【0052】
以上、本発明の各実施の形態を説明したが、本発明は各実施の形態に記載した構成及び条件に限られるものではなく、各種の変更が可能である。
例えば、上記の各実施の形態においては、加熱処理工程においてランプヒータを用いているが、ランプヒータに限られるものではなく、PG/PBNヒータを用いても良いものである。
なお、このPG/PBNヒータは、PBN(Pyrolytic BoronNitride)からなる非導電性基板上にPG(Pyrolytic Graphite)からなる導電パターンを設けてヒータとしたものである。
【0053】
また、上記の各実施の形態においては、ナノ粒子をNiFeによって構成しているが、NiFeに限られるものではなく軟磁性体を構成するのであれば良く、FeAlSi、FeTaC等の、Fe、Co、Ni、Al、Ta、Ti、Zr、Hf、V、Nb、C、Bを適宜組み合わたものを用いても良いものである。
【0054】
また、上記の各実施の形態においては、有機溶媒としてヘキサン:オクタン=1:1の溶媒を用いているが、混合比は1:1に限られるものではなく、さらに、オクタンの代わりにヘプタンを用いたヘキサン+ヘプタン混合溶液を用いても良いものである。
【0055】
また、上記の各実施の形態においては、アニール処理をAr+N2 雰囲気中で行っているが、この様な雰囲気に限られるものではなく、不所望な反応の生じない非酸化性雰囲気であれば良く、N2 、He、Ne、Ar、Kr、Xe、或いは、H2 の一種類以上のガス雰囲気、或いは、真空中で行えば良い。
【0056】
また、上記の各実施の形態においては、基板として結晶化ガラス基板を用いているが、結晶化ガラス基板に限られるものではなく、非磁性基板であれば良く、例えば、強化ガラス基板、或いは、Al−Mg合金基板等を用いても良いものである。
【0057】
また、上記の各実施の形態においては、磁性層としてCoCrPtを用いているが、CoCrPtに限られるものではなく、Co/Pd、FePt、CoPt等を用いても良いものである。
【0058】
また、上記の各実施の形態においては、中間層としてTiを用いているが、Tiに限られるものではなく、TiCr、Ru、MgO等を用いても良いものである。
【0059】
ここで、再び図1を参照して、改めて本発明の詳細な特徴を説明する。
再び、図1参照
(付記1) 非磁性基板1上に少なくとも軟磁性材料層2と硬質磁性材料層5とを設けた高密度磁気記録媒体において、前記軟磁性材料層2を粒径分散σ/平均粒径Dが10%以下のナノ粒子3によって構成したことを特徴とする高密度磁気記録媒体。
(付記2) 上記軟磁性材料層2を構成するナノ粒子3の平均粒径Dが、2nm以上であり、且つ、平均粒子間隔が0.2〜5nmであることを特徴とする付記1記載の高密度磁気記録媒体。
(付記3) 上記軟磁性材料層2を構成するナノ粒子3の磁気異方性が、上記非磁性基板1の中心から放射方向に配向していることを特徴とする付記1または2に記載の高密度磁気記録媒体。
(付記4) 非磁性基板1上に少なくとも軟磁性材料層2と硬質磁性材料層5と積層する高密度磁気記録媒体の製造方法において、粒径分散σ/平均粒径Dが10%以下のナノ粒子3を分散した溶液を用いて前記非磁性基板1上に前記軟磁性材料層2を成膜したのち、前記非磁性基板1の中心から放射方向の磁場を印加しながら熱処理を行うことを特徴とする高密度磁気記録媒体の製造方法。
(付記5) 上記磁場印加手段が、上記非磁性基板1の中心部に設けた永久磁石の一方の極性の磁極と、前記非磁性基板1の周辺に配置した複数の他の永久磁石の他方の極性の磁極とにより構成されることを特徴とする付記4記載の高密度磁気記録媒体の製造方法。
(付記6) 上記磁場印加手段が、上記非磁性基板1の中心部の上下に配置された一対の電磁石からなることを特徴とする付記4記載の高密度磁気記録媒体の製造方法。
(付記7) 上記磁場印加手段が、上記非磁性基板1の中心部に設けた電磁石の磁芯の突出部と、前記磁芯の突出部と一体に形成された受皿状部からなり、前記受皿状部内に前記非磁性基板1が配置されることを特徴とする付記4記載の高密度磁気記録媒体の製造方法。
(付記8) 付記1乃至3のいずれか1に記載の高密度磁気記録媒体を搭載したことを特徴とする磁気記録再生装置。
【0060】
【発明の効果】
本発明によれば、裏打層をナノ粒子を用いて形成するとともに、アニール工程においてラジアル方向に磁場を印加しているので、厚膜で磁気異方性が均一で、且つ、磁区の発生が抑制された裏打層を構成することができ、それによって、低ノイズで高密度記録が可能な垂直磁気記録媒体を作製することができ、ひいては、高密度記録磁気記録再生装置に実現に寄与するところが大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理的構成の説明図である。
【図2】本発明の第1の実施の形態の途中までの製造工程の説明図である。
【図3】本発明の第1の実施の形態の図2以降の製造工程の説明図である。
【図4】本発明の第1の実施の形態の垂直磁気記録媒体を搭載した磁気記録再生装置の平面図である。
【図5】本発明の第2の実施の形態の製造工程の説明図である。
【図6】本発明の第3の実施の形態の磁場印加方法の説明図である。
【図7】本発明の第4の実施の形態の磁場印加方法の説明図である。
【図8】従来の垂直磁気記録媒体の説明図である。
【図9】従来のグラニュラー構造を有する裏打層を設けた垂直磁気記録媒体の説明図である。
【符号の説明】
1 非磁性基板
2 軟磁性材料層
3 ナノ粒子
4 中間層
5 硬質磁性材料層
11 結晶化ガラス基板
12 スピンドルモータ
13 シリンジ
14 ナノ粒子分散塗布溶液
15 裏打層
16 N極
17 S極
18 ランプヒータ
19 ナノ粒子
20 合成された磁化方向
21 中間層
22 磁性層
23 保護膜
24 潤滑材
25 電磁石
26 電磁石
27 磁芯
28 突起部
29 受皿部
30 コイル
31 垂直磁気記録媒体
32 ディスククランプリング
33 スピンドルモータ
34 ヘッドアーム
35 サスペンション
36 スライダー
41 浸漬容器
42 ナノ粒子分散溶液
51 基板
52 裏打層
53 中間層
54 磁性層
55 保護膜
56 潤滑材
57 軟磁性体結晶粒子
58 磁区
61 ガラス基板
62 裏打層
63 グラニュラー粒子
64 非磁性母材
65 磁性層
66 保護膜[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a high-density magnetic recording medium, a method for manufacturing the same, and a magnetic recording / reproducing apparatus, and more particularly, to a backing layer for realizing low noise of a perpendicular magnetic recording medium used in a high-recording density hard disk device The present invention relates to a high-density magnetic recording medium characterized by the above structure, a method of manufacturing the same, and a magnetic recording / reproducing apparatus.
[0002]
[Prior art]
In recent years, the capacity of a magnetic recording / reproducing apparatus has been rapidly increasing, and perpendicular recording has attracted attention in order to increase the recording density of a magnetic recording medium with the increase in capacity.
[0003]
In such a perpendicular magnetic recording medium, a soft magnetic material having a thickness of 100 to 500 nm is required under a hard magnetic material layer to be a recording layer. However, a conventional sputtering method has a thickness of 100 to 500 nm. For this purpose, it takes too much time and the target is greatly consumed, so that a method capable of easily forming a thick film is required.
[0004]
Under such a request, a plating method capable of easily forming a thick film is being studied. Here, a conventional perpendicular magnetic recording medium will be described with reference to FIG.
FIG. 8A is a schematic cross-sectional view of a conventional perpendicular magnetic recording medium. First, the thickness of a soft magnetic material such as NiFe is formed on a
[0005]
FIG. 8B is a schematic diagram for explaining magnetic domains of the
[0006]
In order to solve such a problem, it has been proposed that the backing layer be composed of granular particles (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-63718 if necessary). I do.
[0007]
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of a conventional perpendicular magnetic recording medium provided with a backing layer having a granular structure. First, after forming Co 80 Fe 20 and SiO 2 on a
[0008]
By forming the
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the case of the plating method, as described above, although the film formation rate is high, it is difficult to control the film thickness, and it is difficult to control the particle size that strongly affects the soft magnetic characteristics. There is a problem that it cannot be controlled.
[0010]
On the other hand, when a granular structure is used, since the sputtering method is still used, it takes too much time to form a thick film having a thickness of 100 to 500 nm, and the granular particles have a uniform particle size. There is a problem that it is difficult to do.
[0011]
Further, in magnetic anisotropy control, it is preferable that the axis of easy magnetization is oriented in the radial direction of the disk to reduce noise, but such an anisotropy control step exists in the underlayer having a granular structure. There is a problem not to do.
[0012]
Accordingly, an object of the present invention is to enable the thickness of the backing layer to be increased, suppress generation of magnetic domains, control anisotropy, and uniformize the particle size of soft magnetic particles.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
FIG. 1 is an explanatory diagram of the basic configuration of the present invention, and means for solving the problems in the present invention will be described with reference to FIG.
See FIG. 1. In order to achieve the above object, the present invention relates to a high-density magnetic recording medium having at least a soft
[0014]
As described above, since the soft
In this case, as an element constituting the nanoparticles 3, Fe, Co, Ni, Al, Ta, Ti, Zr, Hf, V, Nb, C, and B may be used in combination.
The hard
[0015]
In this case, the average particle diameter D is obtained by copying the edges of the nanoparticles 3 in the surface TEM image (2,000,000 times) on a transparent sheet and reading the sheet with a scanner to make an electronic file.
Next, the read image is analyzed by image analysis software, an area is obtained for each crystal grain, and a diameter assuming a perfect circle is obtained from the area to obtain a diameter x.
[0016]
A logarithmic normal distribution was fitted to the obtained frequency distribution of diameter x using the function of the following equation (1), the average value x ave was set as the average particle size D, and the particle size variance σ was estimated.
(Equation 1)
[0017]
In this case, the average particle size D of the nanoparticles 3 constituting the soft
[0018]
Further, the magnetic anisotropy of the nanoparticles 3 constituting the soft
[0019]
In order to manufacture the above-described high-density magnetic recording medium, the soft
[0020]
As described above, by using the solution in which the nanoparticles 3 are dispersed, it is easy to form the soft
Note that the magnetic field strength is desirably 100 to 500 [Oe].
[0021]
In this case, the magnetic field applying means includes a magnetic pole of one polarity of a permanent magnet provided at the center of the
[0022]
Further, when the heat treatment, N 2, He, Ne, Ar, Kr, Xe, or consists one or more of the non-oxidizing gas or vacuum H 2, be carried out under a pressure of 10 -5 to 10 +6 Pa The heat treatment temperature is preferably from 200 to 600 ° C, more preferably from 300 to 500 ° C.
When the temperature is lower than 200 ° C., the orientation of the magnetization direction of the nanoparticles 3 is poor. On the other hand, when the temperature is higher than 600 ° C., the soft magnetic properties may be lost beyond the Curie point depending on the material.
[0023]
By mounting the high-density magnetic recording medium described above, it is possible to realize a magnetic recording / reproducing apparatus capable of performing high-density recording with low noise.
[0024]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Here, a manufacturing process of the perpendicular magnetic recording medium according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
Referring to FIG. 2A, first, a crystallized
[0025]
In this case, the nanoparticles in this case are prepared by a super hydride method or a polyol method (if necessary, Sun, J. Appl. Phys. Vol. 85, p. 4325, 1999, or Science, Vol. 287, p. 1989, 2000) is used.
[0026]
These nanoparticles are surrounded by stabilizers such as oleic acid and oleylamine used in the manufacturing process, and can be stably present.In addition, the particle size can be changed by changing the type of the stabilizer used during the synthesis. In this case, nanoparticles having an average particle diameter D of 2 to 20 nm, for example, 10 nm are used.
[0027]
Also, by replacing the stabilizer surrounding the nanoparticles, the interparticle distance between the nanoparticles can be changed, and here the adjustment is made to be 0.5 to 5 nm.
[0028]
The nanoparticles chemically synthesized in this way are dispersed in a nonpolar organic solvent of hexane: octane = 1: 1 to prepare a nanoparticle-dispersed
[0029]
Then, by introducing the N 2 gas to evaporate the hexane and octane as a solvent to dry the nanoparticle
In this case, since evaporation occurs slowly and uniformly over the entire surface of the crystallized
[0030]
Next, the crystallized
[0031]
Next, the crystallized
[0032]
Next, the annealing chamber is once evacuated to 3 × 10 −5 Pa, then N 2 and Ar are introduced, and the pressure is adjusted to 10 −5 to 10 +6 Pa, and the
[0033]
In this case, although not shown, it is desirable to provide a lamp heater also below the crystallized
[0034]
FIG. 3 (c) is a schematic cross-sectional view of the substrate after the annealing treatment, and a
[0035]
FIG. 3D is a schematic view showing the arrangement of the magnetizations of the
In the figure, the magnetization is aligned in one direction since only a part is shown, but the entire crystallized
[0036]
Thereafter, in the same manner as in the related art, using a sputtering method, the thickness of the
[0037]
As described above, in the first embodiment of the present invention, since the nanoparticles chemically synthesized in advance are used, the particle diameter can be made uniform as compared with the sputtering method, and the coating method is used. Therefore, it is easy to form a thick film, and the controllability of the distance between particles can be improved.
[0038]
Further, in the first embodiment of the present invention, since the annealing is performed in a state where the magnetic field in the radial direction is applied, the magnetization direction of the nanoparticles can be aligned in the radial direction, Low noise can be achieved.
[0039]
Next, a magnetic recording / reproducing apparatus equipped with the perpendicular magnetic recording medium according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 4 is a plan view of a magnetic recording / reproducing apparatus equipped with a perpendicular magnetic recording medium according to the first embodiment of the present invention. The basic configuration is composed of a fixed perpendicular
[0040]
Thus, by mounting the perpendicular magnetic recording medium of the first embodiment of the present invention, it is possible to realize a magnetic recording / reproducing apparatus capable of performing high-density recording with low noise.
[0041]
Next, the manufacturing process of the perpendicular magnetic recording medium according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Since it is completely the same as the first embodiment, only the step of forming the backing layer will be described.
[0042]
First, referring to FIG. 5, the crystallized
[0043]
Next, the hexane and octane are evaporated in an N 2 gas atmosphere to dry the nanoparticle dispersion solution film, and then the above-described steps after FIG. 2B are performed to manufacture a perpendicular magnetic recording medium.
[0044]
In the second embodiment of the present invention, since the dipping method is used, a backing layer can be formed on both surfaces of the crystallized
In this case, the number of the particle layers can be controlled by adjusting the concentration of the nanoparticles dispersed in the
[0045]
Next, a magnetic field application method according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 6 is a conceptual configuration diagram of the annealing process, in which a pair of
[0046]
In the third embodiment of the present invention, the configuration is simplified because the magnetic field applying means is composed of a pair of electromagnets.
[0047]
Next, a magnetic field applying method according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 7A shows a
[0048]
Referring to FIG. 7 (b), an electromagnet is formed by winding the
[0049]
FIG. 7C is a conceptual configuration diagram of the annealing process, in which the
[0050]
In this state, by passing a current through the
In this case, though not shown, heating is performed using a lamp heater.
[0051]
As described above, in the fourth embodiment of the present invention, since the magnetic field applying mechanism is configured by the electromagnet using the specially shaped magnetic core, a strong magnetic field can be generated even in the peripheral portion. Thereby, the magnetization directions of the nanoparticles near the edge of the substrate can be accurately aligned.
[0052]
The embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the configurations and conditions described in the embodiments, and various changes can be made.
For example, in each of the above embodiments, a lamp heater is used in the heat treatment process. However, the present invention is not limited to the lamp heater, and a PG / PBN heater may be used.
The PG / PBN heater is a heater in which a conductive pattern made of PG (Pyrolytic Graphite) is provided on a non-conductive substrate made of PBN (Pyrolytic Boron Nitride).
[0053]
Further, in each of the above embodiments, the nanoparticles are made of NiFe. However, the nanoparticles are not limited to NiFe, but may be made of a soft magnetic material, such as FeAlSi, FeTaC, Fe, Co, and the like. Any combination of Ni, Al, Ta, Ti, Zr, Hf, V, Nb, C, and B may be used.
[0054]
Further, in each of the above embodiments, a solvent of hexane: octane = 1: 1 is used as the organic solvent, but the mixing ratio is not limited to 1: 1. Further, heptane is used instead of octane. The used hexane + heptane mixed solution may be used.
[0055]
In each of the above embodiments, the annealing is performed in an Ar + N 2 atmosphere. However, the present invention is not limited to such an atmosphere, and may be any non-oxidizing atmosphere that does not cause an undesirable reaction. , N 2 , He, Ne, Ar, Kr, Xe, or one or more gaseous atmospheres of H 2 or a vacuum.
[0056]
Further, in each of the above embodiments, a crystallized glass substrate is used as the substrate, but the substrate is not limited to the crystallized glass substrate, and may be any non-magnetic substrate, for example, a tempered glass substrate, or An Al-Mg alloy substrate or the like may be used.
[0057]
In each of the above embodiments, CoCrPt is used as the magnetic layer. However, the magnetic layer is not limited to CoCrPt, and Co / Pd, FePt, CoPt, or the like may be used.
[0058]
Further, in each of the above embodiments, Ti is used as the intermediate layer. However, the present invention is not limited to Ti, and TiCr, Ru, MgO, or the like may be used.
[0059]
Here, referring to FIG. 1 again, the detailed features of the present invention will be described again.
Referring again to FIG. 1 (Appendix 1), in a high-density magnetic recording medium in which at least a soft
(Supplementary Note 2) The
(Supplementary note 3) The
(Supplementary Note 4) In a method of manufacturing a high-density magnetic recording medium in which at least a soft
(Supplementary Note 5) The magnetic field applying means includes a magnetic pole having one polarity of a permanent magnet provided at a center portion of the
(Supplementary Note 6) The method for producing a high-density magnetic recording medium according to
(Supplementary Note 7) The magnetic field applying means includes a protrusion of a magnetic core of an electromagnet provided at a central portion of the
(Supplementary Note 8) A magnetic recording / reproducing apparatus equipped with the high-density magnetic recording medium according to any one of
[0060]
【The invention's effect】
According to the present invention, since the backing layer is formed using nanoparticles and a magnetic field is applied in the radial direction in the annealing step, the magnetic anisotropy is uniform in a thick film and the generation of magnetic domains is suppressed. A backing layer can be formed, thereby making it possible to manufacture a perpendicular magnetic recording medium capable of high-density recording with low noise, which greatly contributes to realization of a high-density recording magnetic recording / reproducing apparatus. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram of a basic configuration of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram of a manufacturing process partway through the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an explanatory view of a manufacturing process of the first embodiment of the present invention after FIG. 2;
FIG. 4 is a plan view of a magnetic recording / reproducing apparatus equipped with the perpendicular magnetic recording medium according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is an explanatory diagram of a manufacturing process according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is an explanatory diagram of a magnetic field application method according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 7 is an explanatory diagram of a magnetic field application method according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 8 is an explanatory diagram of a conventional perpendicular magnetic recording medium.
FIG. 9 is an explanatory view of a conventional perpendicular magnetic recording medium provided with a backing layer having a granular structure.
[Explanation of symbols]
REFERENCE SIGNS
Claims (5)
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100610988B1 (en) | 2004-01-05 | 2006-08-10 | 세이코 엡슨 가부시키가이샤 | Bonding struture and method for bonding members |
US8415035B2 (en) | 2006-06-22 | 2013-04-09 | Seagate Technology Llc | Perpendicular magnetic recording medium |
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2002
- 2002-08-21 JP JP2002240064A patent/JP2004079104A/en active Pending
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