JP2004362724A

JP2004362724A - 情報記録システム

Info

Publication number: JP2004362724A
Application number: JP2003163229A
Authority: JP
Inventors: Susumu Imai; 奨今井; Nobuyuki Inaba; 信幸稲葉; Hiroyuki Awano; 博之粟野
Original assignee: Hitachi Maxell Ltd
Current assignee: Maxell Holdings Ltd
Priority date: 2003-06-09
Filing date: 2003-06-09
Publication date: 2004-12-24

Abstract

【課題】近接場光を適用したハイブリッド記録方式の情報記録システムにおいて、高記録密度に最適な情報記録システムを提供する。
【解決手段】情報を記録するための磁性層１ｃを有する情報記録媒体１と、情報記録媒体１の一部に近接場光を照射する手段２と、近接場光で照射された部分に外部磁界を印加する手段３とを備えた情報記録システム１０であって、情報記録媒体１は熱拡散層１ｂを有し、熱拡散層１ｂの厚さＤｔ（ｎｍ）と、近接場光を照射する手段２の先端部２ａの開口幅Ｄｏ（ｎｍ）と、磁性層１ｃに記録される情報の最短記録磁区長ＭＬ（ｎｍ）との間に、
０．５ＭＬ＜Ｄｔ＜２０００／Ｄｏ
の関係が成立する情報記録システムを提供する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、近接場光を用いた情報記録システムに関し、さらに詳細には、磁性層を有する情報記録媒体に近接場光を照射しながら外部磁界を印加して情報を磁性層に記録する情報記録システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、数百Ｇｂｉｔｓ／ｉｎｃｈ^２を超える高記録密度の情報記録媒体の研究では、近接場光を用いた情報記録技術が注目されている。近接場光は通常のレーザー光などの伝搬光に比べて極めて微小な領域（波長以下の領域）にエネルギーを集中させることができるため、通常の伝搬光照射では困難な高密度記録が可能になる。
【０００３】
近接場光を用いた情報記録に関する技術として、近接場光プローブを用いた近接場光記録再生装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１の近接場光プローブでは、波長未満の開口幅を有する光学プローブの周囲に形成される反射体の膜厚を、記録媒体に対向する開口周囲では薄く設定し、それ以外の領域で厚く形成することにより、開口周囲の反射体の熱を後方あるいは側方に逃がすヒートシンク構造になっている。また、特許文献１では、反射体の周囲に放熱フィンあるいは熱絶縁体を設けることにより、近接場光記録の際に、プローブ開口周囲の反射体からの加熱による記録媒体表面の不必要な溶融を防止して、開口サイズ程度の記録マークを高感度且つ広いパワーマージンで形成する技術が開示されている。
【０００４】
また、近接場光を用いた情報記録媒体の別の例として、基板上に形成された記録層に近接場光を照射して情報の記録、再生及び消去、または、情報の記録及び再生を行う光情報記録媒体が開示されている（例えば、特許文献２参照）。特許文献２では、基板と記録層との間に膜厚が３０ｎｍ以下の金属層を設けるか、もしくは金属層を設けない構成とすることにより、耐摩耗性、耐衝撃性等の光情報記録媒体の強度を向上させることが開示されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−２７７３７６号公報（第５−７頁、第２図）
【特許文献２】
特開２００２−２５１７８７号公報（第４−７頁、第１図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献１及び２では、情報を近接場光で記録する光記録方式のシステムを対象としているが、光を照射しながら外部磁界を印加して情報を磁区として記録する記録方式、いわゆる、ハイブリッド記録方式（熱アシスト記録方式ともいう）に近接場光を適用した情報記録システムに関する技術は本発明者の知る限りでは開示されていない。
【０００７】
本発明の目的は、近接場光をハイブリッド記録方式に適用した情報記録システムにおいて、情報記録媒体の膜構成の最適化やシステム構成要素間の関係の最適化を図ることにより、情報記録システムを最適化して、数百Ｇｂｉｔｓ／ｉｎｃｈ^２以上の超高記録密度の情報記録システムを構築することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の態様に従えば、情報を記録するための磁性層を有する情報記録媒体と、近接場光を出射する光出射部を有し、上記情報記録媒体の一部に近接場光を照射する手段と、上記近接場光が照射された上記情報記録媒体の一部に外部磁界を印加する手段とを備えた情報記録システムであって、上記情報記録媒体は上記磁性層の近接場光照射側とは反対側の表面に熱拡散層を有し、該熱拡散層の厚さＤｔ（ｎｍ）と、上記光出射部の幅Ｄｏ（ｎｍ）と、上記磁性層に記録される情報の最短記録磁区長ＭＬ（ｎｍ）との間に、
０．５ＭＬ＜Ｄｔ＜２０００／Ｄｏ（１）
が成立することを特徴とする情報記録システムが提供される。
【０００９】
近接場光は非常に小さな領域に熱エネルギーを集中させることができるので、ハイブリッド記録方式で近接場光を情報記録媒体の一部に照射した場合、照射された部分には高密度の熱エネルギーが与えられる。それゆえ、情報記録媒体の熱拡散層の厚さＤｔ（ｎｍ）が、磁性層に記録される情報の最短記録磁区長ＭＬ（ｎｍ）の半分（０．５ＭＬ）以下の薄さになると、近接場光の照射により磁性層に与えられた熱のうち、熱拡散層の膜厚方向に拡散される熱量が小さくなり、熱拡散層で拡散しきれない熱は磁性層の面内方向に拡散する。これにより近接場光で加熱される領域が広くなる。このような状態の磁性層に外部磁界を印加して情報を記録すると、記録磁区が大きくなり高密度記録が困難になる。従って、本発明では、情報記録媒体の熱拡散層の膜厚Ｄｔは、０．５ＭＬより厚くする必要がある。
【００１０】
また、近接場光を用いて１Ｔｂｉｔｓ／ｉｎｃｈ^２程度（約２５ｎｍ×２５ｎｍの記録マーク）の超高密度記録を達成するためには、近接場光を照射する手段の光出射部の幅Ｄｏを２０ｎｍ程度にしなければならない。このような微小サイズの記録マークの記録を目的とした情報記録システムにおける情報記録媒体では、本発明者の検証によると、熱拡散層の膜厚は約１００ｎｍより小さくすることが最適であることが分かっている。従って、光出射部の幅Ｄｏと熱拡散層の膜厚の関係を一般化すると、熱拡散層の膜厚は、２０００／Ｄｏ（ｎｍ）より小さくすることが必要であると考えられる。
【００１１】
以上の理由から、本発明の情報記録システムでは、情報記録媒体の熱拡散層の厚さＤｔ（ｎｍ）を、上記式（１）を満足させる膜厚にすることにより、近接場光で加熱される情報記録媒体の磁性層の領域の大きさを、近接場光を照射する手段の情報記録媒体に面した光出射部の幅Ｄｏとほぼ同じ大きさにすることができる。すなわち、情報記録媒体の磁性層に、近接場光を照射する手段の情報記録媒体に面した光出射部の幅Ｄｏとほぼ同じサイズの微小な記録磁区を形成することができる。これにより、近接場光をハイブリッド記録方式に適用した情報記録システムで数百Ｇｂｉｔｓ／ｉｎｃｈ^２以上の超高記録密度が可能になる。
【００１２】
本発明の情報記録システムでは、近接場光を照射する手段として、光出射部が先端開口部である光プローブを用いることが好ましい。
【００１３】
本発明の情報記録システムでは、情報記録媒体の熱拡散層の熱伝導率が５０（Ｗ／［ｍ・Ｋ］）以上であることが好ましい。
【００１４】
本発明の情報記録システムでは、情報記録媒体の磁性層として、室温における保磁力が１０００Ｏｅ以上の保磁力を有する磁性層を用いることが好ましい。また、磁性層として、室温における磁気異方性エネルギーが４×１０^６ｅｒｇ／ｃｃ以上である磁性層を用いることが好ましい。
【００１５】
本発明の情報記録システムでは、情報記録媒体の磁性層として多結晶性材料を用いることが好ましく、特に、３ｄ強磁性遷移金属及び貴金属を含有することが好ましい。３ｄ強磁性遷移金属としてはＣｏ、Ｆｅ及びＮｉからなる群から選ばれる少なくとも１種の元素を含有することが好ましく、貴金属としてはＰｔ及びＰｄからなる群から選ばれる少なくとも１種の元素を含有することが好ましい。また、情報記録媒体の磁性層は、主に３ｄ強磁性遷移金属からなる層と、主に貴金属からなる層とを交互に積層させた層で形成されていても良い。また、情報記録媒体の磁性層が３ｄ強磁性遷移金属と貴金属との比が約１：１で含有されている合金から形成されていても良い。
【００１６】
また、本発明の情報記録システムでは、情報記録媒体の磁性層としてアモルファス系材料を用いることが好ましく、特に、アモルファス系材料として、３ｄ強磁性遷移金属及び４ｆ希土類金属を含有することが好ましい。３ｄ強磁性遷移金属としてはＣｏ、Ｆｅ及びＮｉからなる群から選ばれる少なくとも１種の元素を含有することが好ましく、４ｆ希土類金属としてはＴｂ、Ｇｄ及びＤｙからなる群から選ばれる少なくとも１種の元素を含有することが好ましい。
【００１７】
本発明の情報記録システムでは、情報記録媒体の熱拡散層が貴金属を含有することが好ましい。貴金属としては、特にＡｇ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ等が好ましい。また、情報記録媒体の熱拡散層には、Ａｌ、Ａｌ合金などの他の金属が含有されていても良い。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下に図を用いて本発明の情報記録システムを具体的に説明するが、本発明はこれに限定されない。
【００１９】
［具体例］
本発明の情報記録システムは、近接場光を情報記録媒体の一部に照射して、近接場光で加熱されている部分に外部磁界を印加することにより情報が記録される方式、いわゆる、ハイブリッド記録方式（熱アシスト型記録方式）により情報記録媒体に情報を記録するシステムである。本発明の情報記録システムの一例を図１に示す。
【００２０】
本発明の情報記録システムは、図１に示すように、磁性層１ｃを有する情報記録媒体１と、情報記録媒体１の磁性層１ｃに情報を記録する際に、情報が記録される所定の位置に近接場光を照射するための近接場光照射手段としての光プローブ２と、近接場光により加熱された領域に磁界を印加して情報を記録するための外部磁界印加手段としての磁気コイル３と、情報記録媒体１の磁性層１ｃに記録された磁化情報の漏洩磁界を検出して情報再生を行うための再生用磁気ヘッド４と、光プローブ２、磁気コイル３及び再生用磁気ヘッド４が設置されているスライダ５とで構成される。
【００２１】
この例の情報記録システムにおける情報記録媒体１は、図１に示すように、基板１ａ上に、熱拡散層１ｂ、磁性層１ｃ及び保護層１ｄを順次形成した構造を有する。磁性層１ｃは情報が磁化情報として記録される層であり、熱拡散層１ｂは光プローブ２から近接場光が情報記録媒体１に照射された際、磁性層１ｃに加えられた熱を拡散するための層である。熱拡散層１ｂ、磁性層１ｃ及び保護層１ｄは、スパッタリング、蒸着などの方法により形成し得る。
【００２２】
基板１ａは、ガラス、シリコン、石英、プラスチック、アルミニウムなどから形成し得る。熱拡散層１ｂは、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄなどの貴金属、並びに、Ａｌ、Ａｌ合金などのその他の金属で形成され、１０ｎｍ〜１００ｎｍの膜厚で形成される。磁性層１ｃは、ＦｅＰｔ、ＣｏＰｔ、ＣｏＣｒのような基合金等の多結晶材料、ＴｂＦｅＣｏ、ＴｂＧｄＦｅＣｏ、ＴｂＦｅＣｏＣｒ等のアモルファス材料、あるいは、Ｃｏ／Ｐｄ多層膜、Ｃｏ／Ａｕ多層膜、Ｃｏ／Ｃｕ多層膜、Ｃｏ／Ｐｔ多層膜等の多層膜で形成され得る。磁性層１ｃの膜厚は５ｎｍ〜２０ｎｍで形成され得る。保護層１ｄとしては、ダイヤモンドライクカーボン、紫外線硬化樹脂、ＳｉＮ等で形成され、３ｎｍ〜５ｎｍの膜厚で形成される。
【００２３】
光プローブ２は、内部で光が全反射して伝搬する光ファイバであり、その一端は、図１に示すように、先端部２ａに近づくに伴い開口径が小さくなるように加工されている。この例の情報記録システムでは、数百Ｇｂｉｔｓ／ｉｎｃｈ^２以上の超高記録密度を達成するために、光プローブ２の先端部２ａの開口幅Ｄｏは２０ｎｍ〜１００ｎｍ程度にし得る。また、近接場光の波長としては、可視光領域である約４０５ｎｍ〜７８０ｎｍの波長を使用し得る。光プローブ２に代えて、ＳＩＬ（ＳｏｌｉｄＩｍｍｅｒｓｉｏｎＬｅｎｓ）、ボウタイ型アンテナ、光導波路等を用い得る。
【００２４】
再生用磁気ヘッド４としては、ＧＭＲヘッド、ＴＭＲヘッド等を用い得る。
【００２５】
上記構成の情報記録システム１０において、情報記録媒体１の熱拡散層１ｂの厚さＤｔ（ｎｍ）と、光プローブ２の先端部２ａの開口幅Ｄｏ（ｎｍ）と、磁性層１ｃに記録される情報の最短記録磁区長ＭＬ（ｎｍ）との間に、
０．５ＭＬ＜Ｄｔ＜２０００／Ｄｏ
の関係が成立するような情報記録媒体を用いると、近接場光を照射して情報を記録する際、近接場光で加熱された領域の熱エネルギーが磁性層１ｃの面内方向にほとんど拡散せず、熱拡散層１ｂの厚み方向に効率良く拡散する。これにより、近接場光で加熱された領域、すなわち、記録磁区の大きさが光プローブ２の先端部２ａの開口幅Ｄｏとほぼ同じ大きさになり、２０ｎｍ程度の微小磁区を形成することができ、超高密度記録が実現される。
【００２６】
上記具体例では、光プローブ２、磁気コイル３及び再生用磁気ヘッド４が一体化している例を示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、光プローブ２、磁気コイル３及び再生用磁気ヘッド４がそれぞれ独立して設置されていても良いし、光プローブ２及び磁気コイル３だけが一体化されていても良い。また、図１の例では、スライダ５上に図面の左から光プローブ２、磁気コイル３及び再生用磁気ヘッド４の順で配置した例を示したが、本発明はこれに限定されず、情報記録システムの設計により任意の位置に配置し得る。
【００２７】
【発明の効果】
本発明によれば、近接場光を適用したハイブリッド記録方式の情報記録システムにおいて、情報記録媒体の熱拡散層の膜厚と、近接場光照射手段の情報記録媒体に面した光射出部の幅との関係を最適化することにより、情報記録媒体に情報を記録する際に、近接場光で加熱される磁性層の領域の面内方向の広がりを抑制して、情報記録媒体の磁性層に近接場光照射手段の情報記録媒体に面した光射出部の幅とほぼ同じ大きさの微小記録磁区を形成することができる。それゆえ、数百Ｇｂｉｔｓ／ｉｎｃｈ^２以上の超高記録密度が可能になり、最適なハイブリッド記録方式の情報記録システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の情報記録システムの一例を示した図である。
【符号の説明】
１情報記録媒体
１ａ基板
１ｂ熱拡散層
１ｃ磁性層
１ｄ保護層
２光プローブ
３磁気コイル
４再生用磁気ヘッド
５スライダ
１０情報記録システム

Claims

情報を記録するための磁性層を有する情報記録媒体と、
近接場光を出射する光出射部を有し、上記情報記録媒体の一部に近接場光を照射する手段と、
上記近接場光が照射された上記情報記録媒体の一部に外部磁界を印加する手段とを備えた情報記録システムであって、
上記情報記録媒体は上記磁性層の近接場光照射側とは反対側の表面に熱拡散層を有し、該熱拡散層の厚さＤｔ（ｎｍ）と、上記光出射部の幅Ｄｏ（ｎｍ）と、上記磁性層に記録される情報の最短記録磁区長ＭＬ（ｎｍ）との間に、
０．５ＭＬ＜Ｄｔ＜２０００／Ｄｏ
が成立することを特徴とする情報記録システム。
上記熱拡散層の熱伝導率が５０（Ｗ／［ｍ・Ｋ］）以上であることを特徴とする請求項１に記載の情報記録システム。
上記近接場光を照射する手段として、上記光出射部が先端開口部である光プローブを用いることを特徴とする請求項１または２に記載の情報記録システム。