JP2008034103A - 磁気記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】ヘッド磁界を高めることなく、熱揺らぎ耐性を向上させて、記録分解能及び媒体Ｓ／Ｎの良好な磁気記録媒体を得る。
【解決手段】媒体の異方性磁界Ｈｋとその飽和磁化量Ｍｓから算出されるＨｋ／４πＭｓの値が２ないし５である。
【選択図】図１

Description

本発明は、垂直磁気記録方式の磁気記録再生装置及びこれに用いられる磁気記録媒体に関する。

磁気記録の記録密度を向上させようとする場合、媒体ノイズを低減させることと、熱揺らぎ耐性を向上させるということの両立が問題であることが明らかになってきている。

この解決方法の１つは、媒体磁性膜の磁気異方性エネルギーを高めた材料を用いることである。しかし、媒体磁性膜の磁気異方性エネルギーを高めるために、磁気異方性磁界を大きくした材料を用いると、記録ヘッドで十分書き込むことができないという問題が生じ、磁気異方性磁界を大きくしないで、飽和磁化量が大きい材料を用いると、静磁気相互作用が大きくなって、低ノイズ化が難しいとの問題が生じる。

一方、従来から、磁化を垂直方向に記録する垂直磁気記録方式が検討されている。この方式では、面内記録のように磁化遷移領域に隣接ビットからの反磁界が働かず、逆に、隣接ビットからは磁化遷移領域では磁化が安定する方向に働くために、高密度な記録状態において安定であり、高密度記録に有利と考えられているからである。最近、この垂直記録は、面内記録媒体と比較して、厚い膜厚でも高分解能が維持できることから、熱揺らぎ耐性においても有利と考えられ、この点からも注目されはじめてきた。しかし、垂直記録の場合には、低密度側では、薄膜形状効果により自ビット内での反磁界の影響を強く受け、低密度でより再生出力の低下が大きいことが報告されている。従って、垂直記録についても、耐熱揺らぎ性の検討を行うことが必要になってきている。

記録層の下に比較的厚い軟磁性膜を用いた２層膜媒体についても検討されているが、外部磁界の影響が大きい欠点があることが指摘されている。垂直磁気記録媒体においても、面内媒体と同様に、磁性膜の異方性エネルギーを高めることが有効となるが、必要以上に異方性を大きくするとヘッドによる書き込みが困難となる。したがって、磁性膜粒子について、熱揺らぎ耐性を均一化することで、必要以上に異方性エネルギーを高めない工夫が必要となってくる。

本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、その第１の目的は、垂直記録方式に用いられる磁気記録媒体において、ヘッド磁界を高めることなく、熱揺らぎ耐性を向上させ、記録分解能及び媒体Ｓ／Ｎの良好な磁気記録媒体を提供することにある。

また、本発明の第２の目的はヘッド磁界を高めることなく、熱揺らぎ耐性を向上させ、記録分解能及び媒体Ｓ／Ｎの良好な磁気記録を行うことができる磁気記録再生装置を提供することにある。

本発明の磁気記録媒体は、基板と、当該基板上に設けられたＴｉ系シード層と、該Ｔｉ系シード層上に設けられたＲｕ系下地膜と、該Ｒｕ系下地膜上に設けられたＣｏＰｔＣｒＯ垂直磁性層とを有することを特徴とする。

また、本発明の磁気記録再生装置は、
磁気記録媒体と、
前記磁気記録媒体を支持及び回転駆動する駆動手段と、
前記磁気記録媒体に対して情報の記録再生を行う磁気ヘッドとを具備する磁気記録再生装置において、
前記磁気記録媒体は、基板、当該基板上に設けられたＴｉ系シード層、該Ｔｉ系シード層上に設けられたＲｕ系下地膜、及び該Ｒｕ系下地膜上に設けられたＣｏＰｔＣｒＯ垂直磁性層を有することを特徴とする。

本発明によれば、Ｈｋ／４πＭｓの値を２ないし５に規定し、磁性膜粒子の揺らぎ耐性を均一化させることで、ヘッド磁界を高めることなく、熱揺らぎ耐性を向上させ、記録分解能及び媒体Ｓ／Ｎの良好な垂直記録方式用の磁気記録媒体が得られる。

また、本発明によれば、Ｈｋ／４πＭｓの値を２ないし５に規定し、磁性膜粒子の揺らぎ耐性を均一化させることで、ヘッド磁界を高めることなく、熱揺らぎ耐性を向上させ、録分解能及び媒体Ｓ／Ｎの良好な垂直記録が可能な磁気記録再生装置が得られる。

本発明の磁気記録媒体は、基板上に垂直磁性層を有する磁気記録媒体であって、その異方性磁界Ｈｋとその磁気粒子のもつ磁化量Ｍｓから求められるＨｋ／４πＭｓの値が２ないし５であることを特徴とする。

また、本発明の磁気記録媒体は、前述の磁気記録媒体と、磁気記録媒体を支持及び回転駆動する駆動手段と、磁気記録媒体に対して情報の記録再生を行う磁気ヘッドとを具備することを特徴とする。

垂直記録方式の磁気記録媒体では、Ｍｓを大きくすると磁気異方性は大きくなるが、磁性膜内には組成のばらつき等によってＭｓ値の分散が存在し、これが、異方性エネルギーの不均一を引き起こす。しかし、このとき、Ｈｋ／４πＭｓを２ないし５に規定することで、粒子の異方性エネルギー変化が、反磁界の変化と相殺され、各粒子の熱揺らぎ耐性が均一化される。本発明によれば、上述のようにＨｋ／４πＭｓの値を規定することにより、各磁性粒子の熱ゆらぎ耐性を同程度とすることで、磁化遷移位置のバラ付きがなくなり、磁化遷移が急竣となり記録分解能が向上し、媒体ノイズが少なくなって媒体Ｓ／Ｎが向上する。

また、上記Ｈｋ／４πＭｓの値は２．５ないし４．５であることが好ましい。

さらに、磁性層は、ＣｏＰｔＣｒＯ主成分とすることが好ましい。

以下、本発明を図面を参照して詳細に説明する。

本発明に係る垂直記録用磁気記録媒体を次のように作成した。

図１に、本発明に係る磁気記録媒体の構成の一例を表す断面図を示す。

図１に示す磁気記録媒体１０は、基板１上に、シード層２、下地層３、垂直磁性膜４、保護膜５、及び潤滑層６を順に形成した構造を有する。

まず、２．５インチ径化学強化アルミノ・珪酸ガラスを基板１として用い、垂直配向を向上する目的でＴｉ系シード層２、Ｒｕ系下地膜３を形成した後、ＣｏＰｔＣｒ系ターゲットを用いて、ＣｏＰｔＣｒＯ系垂直磁性膜４をスパッタによって形成し、例えばカーボン等の保護膜５、及び例えばパーフロロポリエーテル等の潤滑層６を順に形成して磁気記録媒体１０を得た。

この磁気記録媒体の磁気的な特性を、振動試料型磁力計（ＶＳＭ）によって測定し、熱揺らぎ耐性を残留磁化Ｍｒの時間変化ΔＭｒ／Ｍｒで評価した。

この時、Ｈｋは、面内のＭＨループを測定し、＋磁化印加側と−磁化印加側を平均した曲線を求め、この曲線上で磁化層が飽和磁化Ｍｓの２／３となる点と原点とを結んだ直線が飽和磁化量となるときの磁界で定義した。

また、Ｍｒの変化は、一度、１４４０Ａ／ｍの磁界を印加後、磁界を取り去った状態でＭｒの変化を測定し、６０００秒後と９０００秒後のＭｒの変化を求めた、また、この媒体をリングタイプ記録・ＧＭＲ再生ヘッドとの組み合わせにおいて、オーバーライトモジュレーション（ＯＷＭ）と媒体Ｓ／Ｎを評価した。

膜の磁気特性は、ＣｏＰｔＣｒターゲットのＣｒ組成・製膜条件を変化させることで制御した。ＯＷＭは、１０ｋＦＣＩの出力が最大となる記録電流に対して、１００ｋＦＣＩ上に２００ＦＣＩを記録して測定した。

また、媒体Ｓ／Ｎは、得られた１０ｋＦＣＩのダイパルスのピーク・ピーク値とｒｍｓノイズ値の比として、１μｍトラック幅に換算して求めた。

また、図２に、Ｈｋを変化させた場合のＯＷＭとの関係を表すグラフ図を示す。

図示するように、記録の際に、ＯＷＭが３２ｄＢ以上は取れる条件とすると、このヘッドとこのＣｏＰｔＣｒＯ系垂直磁性層との組み合わせにおいては、Ｈｋが９６０Ｋ Ａ／ｍ程度以下で良好であることがわかった。

そこで、Ｈｋが９６０Ｋ Ａ／ｍ程度となるターゲット組成のものについて、製膜条件を変えた媒体を作製した。このときのＣｒ組成は、１６ａｔ％であり、Ｐｔは２０ａｔ％であった。また、膜中の酸素濃度は、３０ａｔ％であった。

これらについて、媒体Ｓ／Ｎｍと熱揺らぎ耐性評価として残留磁化量Ｍｒの時間変化（ΔＭｒ／Ｍｒ）を測定した。また、記録分解能を与えるＰＷ５０（ｎｍ）は孤立再生信号を微分してその半値幅から求めた。

作製した媒体のＨｋ、４πＭｓ、及びＨｋ／４πＭｓと、媒体Ｓ／Ｎ、熱揺らぎ耐性（ΔＭｒ／Ｍｒ）、Ｓ／Ｎ比、及びＰＷ５０の値を下記表１に示す。

図３に、Ｈｋ／４πＭｓとΔＭｒ／Ｍｒとの関係を表すグラフ図を示す。

図中、２０１はΔＭｒ／Ｍｒが６０００秒の場合、２０２は９０００秒の場合、２０３は１×１０⁶秒後と１×１０⁸秒後の磁化量の変化の推定値を各々表すグラフである。

図示するように、Ｈｋ／４πＭとＭｒの時間変化の関係を求めると、Ｈｋ／４πＭｓが２〜５の場合には、ほとんどＭｒの変化は無視できる程度であったが、Ｈｋ／４πＭｓが２より小さいか、または５より大きい場合にはＭｒの大きな変化が見られ、熱揺らぎ耐性が劣ることがわかった。

６０００秒と９０００秒のＭｒの変化から１×１０⁶秒後と１×１０⁸秒後の磁化量の変化を推定すると、１×１０⁶秒後では、２＜４πＭｓ＜５の場合は、磁化の変化量は１０％以内であるが、それ以外では、急激に変化量が大きくなり、１×１０⁸秒後では、２．５＜４πＭｓ＜４．５であると、磁化の変化量は、１０％以内であるが、それ以外では変化量は急激に大きくなると予想される結果が得られた。

Ｈｋ／４πＭｓが２より小さい場合、または、Ｈｋ／４πＭｓが５より大きい場合にも、Ｈｋをより大きくした場合には、磁化の変化量は小さくなったが、この場合には、図２に示す結果と同様に、０ＷＭが低下していた。

各媒体のＶＳＭで測定したＭＨループ形状では、Ｈｋ／４πＭｓが２〜５の場合には、垂直ＭＨループの肩の部分にだれが少なく、それ以外の媒体では、垂直ＭＨループの肩の部分がだれ、丸みを帯びる形状になっていた。

これに対応して、媒体Ｓ／Ｎｍについても、Ｈｋ／４πＭｓが２〜５の場合には、２５ｄＢ以上のＳ／Ｎが得られ、Ｐｗ５０（ｎｍ）についても、Ｈｋ／４πＭｓが２〜５の場合、１００ｎｍ以下と良好な値となった。

以上の結果から、垂直磁化膜の特性として、Ｈｋ／４πＭｓの値を、２＜Ｈｋ／４πＭｓ＜５、好ましくは２．５＜Ｈｋ／４πＭｓ＜４．５とすることで、熱揺らぎ耐性に優れた媒体が得られることがわかった。

上述の磁気記録媒体は、次のような磁気記録再生装置に適用することができる。

図４に、本発明にかかる磁気記録再生装置の一例を一部分解した斜視図を示す。

本発明に係る情報を記録するための剛構成の磁気ディスク１２１はスピンドル１２２に装着されており、図示しないスピンドルモータによって一定回転数で回転駆動される。磁気ディスク１２１にアクセスして情報の記録再生を行う磁気ヘッドを搭載したスライダー１２３は、薄板状の板ばねからなるサスペンション１２４の先端に取付けられている。サスペンション１２４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ーム１２５の一端側に接続されている。

アーム１２５の他端側には、リニアモータの一種であるボイスコイルモータ１２６が設けられている。ボイスコイルモータ１２６は、アーム１２５のボビン部に巻き上げられた図示しない駆動コイルと、それを挟み込むように対向して配置された永久磁石および対向ヨークにより構成される磁気回路とから構成されている。

アーム１２５は、固定軸１２７の上下２カ所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１２６によって回転揺動駆動される。すなわち、磁気ディスク１２１上におけるスライダー１２３の位置は、ボイスコイルモータ１２６によって制御される。なお、図２中、１２８は蓋体を示している。

本発明に係る磁気記録媒体の一例の構成を表す断面図 垂直記録方式用の磁気記録媒体のＨｋとＯＷＭとの関係を表すグラフ図 垂直記録方式用の磁気記録媒体のＨｋ／４πＭｓとΔＭｒ／Ｍｒとの関係を表すグラフ図 本発明に係る磁気記録再生装置の一例を表す概略図

符号の説明

２０１，２０２，２０３…Ｈｋ／４πＭｓとΔＭｒ／Ｍｒとの関係を表すグラフ

Claims (2)

1. 基板と、当該基板上に設けられたＴｉ系シード層と、該Ｔｉ系シード層上に設けられたＲｕ系下地膜と、該Ｒｕ系下地膜上に設けられたＣｏＰｔＣｒＯ垂直磁性層とを有することを特徴とする磁気記録媒体。
2. 磁気記録媒体と、
   前記磁気記録媒体を支持及び回転駆動する駆動手段と、
   前記磁気記録媒体に対して情報の記録再生を行う磁気ヘッドとを具備する磁気記録再生装置において、
   前記磁気記録媒体は、基板、当該基板上に設けられたＴｉ系シード層、該Ｔｉ系シード層上に設けられたＲｕ系下地膜、及び該Ｒｕ系下地膜上に設けられたＣｏＰｔＣｒＯ垂直磁性層を有することを特徴とする磁気記録再生装置。

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