JP2010267305A - 磁気記録媒体 - Google Patents
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Abstract
【課題】熱アシスト記録方式で情報の記録を行う磁気記録媒体において、媒体の加熱を効率的に行うことができ、レーザ光の照射径を実現できる磁気記録媒体を提供する。
【解決手段】磁気記録媒体４にレーザ光を照射して媒体を部分的に加熱し、加熱により保磁力が低下した部分に外部から磁界を印加して記録を行う熱アシスト磁気記録方式に使用する磁気記録媒体４に、磁気記録媒体４の基板４０側に設けられた放熱層４１、磁気記録媒体４の表面側に設けられた記録層４６、及び放熱層４１と記録層４６の間に設けられた熱保持層５０を少なくとも設け、熱保持層５０は、その実効屈折率が記録層４６の実効屈折率より低屈折率であり、かつ、比熱、密度、熱伝導率で決まる温度拡散率が、ガラスより高く、金属よりも低い部材で構成した。温度拡散率が高い材料はポーラス構造、グラニュラ構造を用いて低くして使用することができる。
【選択図】図７
【解決手段】磁気記録媒体４にレーザ光を照射して媒体を部分的に加熱し、加熱により保磁力が低下した部分に外部から磁界を印加して記録を行う熱アシスト磁気記録方式に使用する磁気記録媒体４に、磁気記録媒体４の基板４０側に設けられた放熱層４１、磁気記録媒体４の表面側に設けられた記録層４６、及び放熱層４１と記録層４６の間に設けられた熱保持層５０を少なくとも設け、熱保持層５０は、その実効屈折率が記録層４６の実効屈折率より低屈折率であり、かつ、比熱、密度、熱伝導率で決まる温度拡散率が、ガラスより高く、金属よりも低い部材で構成した。温度拡散率が高い材料はポーラス構造、グラニュラ構造を用いて低くして使用することができる。
【選択図】図７
Description
本出願は磁気記録媒体に関し、特に、熱アシスト記録用の磁気記録媒体の構成に関するものである。
近年、磁気記録媒体の記録容量を増大させるために、磁気記録媒体の高密度化が進んでいるが、高密度化が進むと、磁気的に記録したデータが周囲の熱の影響で消えてしまう熱揺らぎの問題が生じる。熱揺らぎの問題を回避するためには、記録媒体に用いる磁性材料の保持力を高める必要がある。ところが、磁性材料の保持力を高くしすぎると、既存の磁気ヘッドでは記録できなくなってしまう。熱アシスト記録方式は、レーザ光で記録媒体を加熱しながらデータを記録することにより、磁気記録媒体の熱揺らぎの問題を回避するものである。
熱アシスト記録方式は、記録媒体の保護層を通して記録層にレーザ光を照射し、キュリー温度近傍まで記録層を加熱して保磁力を低下させて既存の磁気ヘッドで磁気記録を行う方式である。この方式では、レーザ光の照射停止後に記録層の温度が低下すると、記録層の保磁力が回復するので、熱揺らぎ耐性を持たせることができる。図１は、熱アシスト記録方式における、記録層の温度に対する保持力の関係を示している。装置使用時の温度がＴ２であり、Ｔ１がキュリー温度である。レーザ光の照射によってキュリー温度Ｔ１と装置温度Ｔ２の間で記録層の温度が変化し、保持力が変化する。
熱アシスト記録方式で記録密度を向上させるには、ヘッドによる書き込み磁界のトラック幅方向の縮小と同時に、記録層のキュリー温度近傍に達する熱スポット径の微小化が必要である。ここで、熱スポット径を熱分布の半値全幅、光スポット径を光強度分布の半値全幅と定義すると、一般に熱スポット径は、光スポット径より大きい。これは、加熱されると同時に、熱が四方八方に拡散するためである。また熱スポット径は、熱源が記録媒体上を回転移動することによる移動速度や、構成材料の熱拡散に関する物理係数によって、サイズや形状が変動する。
このような熱アシスト記録方式は、これまでに光磁気記録等のリムーバブル光ディスクに適用されていた。この時の光スポット径及び熱スポット径は、波長程度であった。一方、記録容量が光ディスクより高い１Ｔｂ／inch2を超える高密度大容量を目指すには、記録ビットが数十ｎｍ以下でなければならない。高密度大容量を実現するために磁気ディスクに要求される熱スポット径は、波長より微小な数十ｎｍ程度以下であり、光スポット径においては更に微小なサイズが要求される。このような光ディスクを応用した熱アシスト記録用の記録媒体の構造が特許文献１に、磁気ディスク用にした記録媒体構造が特許文献２に、垂直記録用に裏打ち層も考慮した記録媒体の構造が特許文献３に示されている。
ところが、このような熱アシスト記録方式では、波長以下の微小な光スポットを発生させる光ヘッドは、光スポット径を波長以下に縮小する程記録媒体に照射する光量が減少するという問題点がある。そこで、光量の減少問題を改善するために記録媒体では、（１）記録層で効率よく熱を発生させること、及び（２）記録層で必要な温度に到達した熱分布の径を縮小することが重要である。そして、記録層で効率よく熱を発生させるためには、（１Ａ）光を効率良く熱に変換すること、及び（１Ｂ）記録層に供給する光量を増やすことが考えられる。
（１Ａ）を実現するためには、記録層の材料に複素屈折率の大きな材料を使用すれば良いことが知られている。また、（１Ｂ）を実現するためには、記録層の下方に干渉層と、干渉層の記録層と反対側に反射層を入れれば良いことが分かっている。この干渉層には一般に高屈折率材料が用いられており、反射層にはアルミニウムや金が用いられている。しかし、熱アシスト記録方式ではこの方法が使用できない。その理由は、干渉させるには、波長の１／２程度の光路差が必要である。例えば、記録装置に使用される光源では、波長が４００ｎｍの青色半導体レーザの波長が最短である。したがって光路差は、２００ｎｍとなる。しかし、磁気ディスクに適用する熱アシスト記録方式に必要な光スポット径は、波長の１／１０程度の数十ｎｍ程度以下にする必要があり、サイズが合わない。このため干渉層を入れて光量を増加できないといった課題がある。
一方、（２）を実現するには、熱が拡散しにくくする必要がある。しかし熱を拡散しにくくすると冷却が遅くなってしまう。熱アシスト記録方式では、記録媒体を急速に加熱した後に、急速に冷却しなければならないので、熱が記録トラック方向や表面の四方に広がらずに下方に逃げるような、熱の拡散に方向性を持たせる方が良い。
図２は特許文献２に示される記録媒体４の構成を示すものである。記録媒体４は、ガラス基板４０の上に、放熱層４１、下地層（中間層）４３、下層記録層４６Ｌと上層記録層４６Ｕからなる記録層４６，保護層４７及び潤滑層４８が積層されて構成されている。図３は特許文献３に示される記録媒体４の構成を示すものである。記録媒体４は、ガラス基板４０の上に、放熱層４１、軟磁性裏打ち層４２、熱障壁層４４、放熱層４５、記録層４６、及び保護層４７が積層されて構成されている。
図２に示す特許文献２や、図３に示す特許文献３では、比熱、密度、熱伝導率が変数である温度拡散率が、例えば鉄よりも数倍ほど大きいアルミニウムや銅等の放熱層４１を記録層４６の下側に配置し、横方向より下側に多くの熱を逃がすことで、記録層４６の熱スポット径縮小を図っていた。しかし記録層４６で必要な温度を得るには、放熱層４１に熱を逃がす程度によって光量を増加させる必要があった。この光量増加問題を改善する他の方法に、熱スポットの広がりを考慮しながら加熱温度を上昇させる方法がある。例えば特許文献３では、誘電体材料の例えば二酸化シリコン〔ＳｉＯ2〕等の酸化物を用いた断熱層もしくは熱障壁層４４を記録層４６と放熱層４１の間に挿入している。しかし、酸化物のような断熱効果が大きい材料を配置することは、熱が下方向に逃げず、横方向に拡散することになるため、熱スポットの縮小に反してしまう。
また、垂直磁気記録の記録媒体４は、図４に示すような構成をしている。記録媒体４は、ガラス基板４０の上に、軟磁性裏打ち層４２、中間層４３、記録層４６、保護層４７及び潤滑層４８が積層されて構成されている。図４は単純化されているが、実際の各層は多層化されている。熱アシスト記録方式に垂直磁気記録方式を適用する場合は、記録層４６の下に中間層４３や軟磁性裏打ち層４２が必要である。この裏打ち層４２は、垂直磁気記録ヘッドから発生する漏れ磁束を、媒体に効率よく引き込むものであり、記録層４６から離れるほど効果が小さくなるので、図２のような光ディスク用の記録媒体４の構造が適用できないといった課題がある。また、図３の構成では、記録層４６と裏打ち層４２の間に放熱層４５と熱障壁層４４が挿入されていることで効果が小さくなるという課題がある。
そこで本出願は、水平磁気記録並びに垂直磁気記録に係わらず、熱アシスト記録方式で情報の記録を行う磁気記録媒体において、キュリー温度に到達できる加熱を効率的に行うことができ、かつ数十ｎｍ以下の微小な熱スポット径を実現できる、磁気記録媒体を提供する。
本出願の磁気記録媒体は、磁気記録媒体にレーザ光を照射し、磁気記録媒体のレーザ光の照射部分を加熱してその保磁力を低下させ、保持力が低下した部分に外部から磁界を印加して記録を行う熱アシスト磁気記録方式に使用する磁気記録媒体であって、磁気記録媒体の基板側に設けられた放熱層、磁気記録媒体の表面側に設けられた記録層、及び放熱層と記録層の間に設けられた熱保持層を備え、熱保持層は、その実効屈折率が記録層の実効屈折率より低屈折率であり、かつ、比熱、密度、熱伝導率で決まる温度拡散率が、ガラスより高く、金属よりも低い部材で構成したことを特徴としている。
本出願によれば、水平磁気記録並びに垂直磁気記録に係わらず、熱アシスト記録方式で情報の記録を行う磁気記録媒体において、キュリー温度に到達できる加熱を効率的に行うことができ、かつ数十ｎｍ以下の微小な熱スポット径を実現でき、光ヘッドから照射される光量を低減できるという効果がある。
以下、添付図面を用いて本出願の実施の形態を、具体的な実施例に基づいて詳細に説明する。なお、磁気記録媒体の構成において、既に説明した磁気記録媒体と同じ構成部材には同じ符号を付して説明する。
図５（ａ）はディスク状の磁気記録媒体４を使用する記憶装置である、ロード／アンロード方式のＨＤＤ（ハードディスク装置）１の一実施例の構成を示すものである。また、図１（ｂ）は図１（ａ）に示されるＨＤＤ１にあるヘッドスライダ１５の位置を示すものである。磁気記録媒体４は複数枚設けられることもあり、ＨＤＤ１のベース２の上の一方の側に設けられたスピンドルモータ３によって回転する。
ＨＤＤ１のベース２の上の他方の側には、回転軸６を中心にしてスイングするスイングアーム５と、このスイングアーム５を駆動するボイスコイルモータ７、及び信号処理基板１３がある。スイングアーム５の先端部にはサスペンション１４があり、このサスペンション１４には、磁気記録媒体４にアクセスしてデータの読み書きを行うヘッドを備えるヘッドスライダ１５が取り付けられている。
また、ロード／アンロード方式のＨＤＤ１では、アンロード時にはヘッドを磁気記録媒体４の外側に退避させる。このため、ロード／アンロード方式のＨＤＤ１には、磁気記録媒体４の外周部近傍のベース２の上に、サスペンション１４の先端部を保持するランプ機構１０がある。ランプ機構１０には、サスペンション１４の先端部に設けられたリフトタブ９を保持するためのランプ１１がある。ランプ機構１０は磁気記録媒体４の外側のベース２の上に設けられる。
ヘッドスライダ１５が設けられたサスペンション１４の先端部には、スイングアーム５をランプ１１に保持させるためのリフトタブ９がある。ランプ１１のスイングアーム側の面は、スイングアーム５の回転軌跡Ｔに合わせて円周面となっている。このため、リフトタブ９は、スイングアーム５の回転によってランプ１１の上に乗り上げ、磁気記録媒体４の外部でランプ１１によって保持される。ランプ機構１０の本体１２は、ネジ８によってベース２に固定される。
図６（ａ）は、図５（ａ）、（ｂ）に示したサスペンション１４の先端部に取り付けられたヘッドスライダ１５の一実施例の構成を示す断面図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）の部分拡大断面図である。この実施例では、磁気記録媒体４を局部的に加熱する加熱手段として、レーザ光が用いられている。レーザ光の発生源については公知であるので説明を省略するが、レーザ光の発生源は、例えば図５（ａ）の信号処理基板１３等に設けられており、レーザ光の発生源から出射されたレーザ光は、光ファイバでスイングアーム５を経てサスペンション１４に導かれる。また、記録時に、磁気記録媒体４を局部加熱するために、パルス電源やパルス変調回路を信号処理基板１３に備えても良い。
図６（ａ）にはこのレーザ光を導く光ファイバ１６がサスペンション１４の下部に設置された状態が示されている。この実施例では、サスペンション１４の先端部にカップリングレンズ１７を介してヘッドスライダ１５が取り付けられており、光ファイバ１６はこのカップリングレンズ１７に接続されている。ヘッドスライダ１５にはその詳細を図６（ｂ）に示す磁気ヘッド２０が設けられており、磁気ヘッド２０の先端側にカップリングレンズ１７に接続された光導波路１８が設けられている。光導波路１８の先端部には、ＳｉとＳｉＯ2 等で積層された多層膜２９が設けられており、多層膜２９がヘッドスライダ１５の浮上面に露出している。光導波路１８を通るレーザ光は、この多層膜２９を通じて縮小された光スポットが磁気記録媒体４に向けて出射され、符号Ｈで示すように磁気記録媒体４を部分的に加熱する。レーザ光を照射する多層膜２９の部分は光ヘッドとも呼ばれる。
図６（ｂ）に示すように、磁気ヘッド２０は、記録ヘッド部２１、再生ヘッド部２５及び光ヘッド２９の３つのヘッド部から構成されている。記録ヘッド部２１は磁極励磁用コイル２２、書き込み用磁極２３、及びヨーク２４から構成されている。この図に示す太線Ｍが、記録時の磁束の流れを示している。再生ヘッド部２５は２つのシールド層２６，２７に挟まれた再生素子２８を備えている。再生素子２８には磁気抵抗効果素子（ＭＲヘッド）が使用されることが多かったが、現在は再生感度と記録密度が更に大きい巨大磁気抵抗効果素子（ＧＭＲヘッド）やトンネル磁気抵抗効果型の素子（ＴＭＲヘッド）が使用されている。光導波路１８と光ヘッド２９は、書き込み用磁極２３に隣接して設けられている。
以上のように構成された熱アシスト記録方式のＨＤＤ１においては、磁気記録媒体４として、記録層で効率よく熱を発生させる点と、記録層で必要な温度に到達した熱分布の径を縮小する点が重要である。本発明者らは、記録層の下の数十ｎｍ程度以下の距離に配置した層の屈折率（ｎ）が小さいほど、記録層内の電界強度を増加できることを計算によって見出した。そこで、屈折率の小さい材料を記録層の下に配置して、記録層に供給する光量を増加させると、記録層で効率よく熱を発生させることができた。
また、温度拡散率の小さい酸化物による断熱層で熱分布を広げず、金属のような温度拡散率の大きな放熱層で熱が逃げ過ぎて光量増加とならないように、温度拡散率が小さい酸化物と温度拡散率が大きい金属の間に位置する材料層を、記録層の下方に配置した。このように、屈折率が小さい材料と温度拡散率が中程度を同時に実現した熱保持層を、記録層の下に配置することにより、記録層に供給する光量を増加させて、記録層で効率よく熱を発生させることができた。ここで、温度拡散率が中程度とは、温度拡散率がガラスよりも高く、金属よりも低い程度のことを言う。以上に基づき、以下にこの出願における磁気記録媒体の具体的な実施例の構成を説明する。なお、以下の説明においては、水平記録用の磁気記録媒体の構成を第１の形態、垂直記録用の磁気記録媒体の構成を第２の形態とする。
図７は、本出願における第１の形態の磁気記録媒体４の構成を示すものである。第１の形態では、磁気記録媒体４の支持基板４０の上に、放熱層４１、熱保持層５０、中間層４３、記録層４６、保護層４７、及び潤滑層４８がこの順に積層されている。潤滑層４８が光ヘッド２９を搭載した磁気ヘッド２０（図６参照）に対向する面となる。光ヘッドからのレーザ光は、潤滑層４８と保護層４７を透過して記録層４６に照射される。したがって、潤滑層４８や保護層４７は、照射されるレーザ光に対して透明とすれば良いが、この実施例では潤滑層４８に有機材料系、保護層４７にＤＬＣ（ダイアモンド・ライク・カーボン）を使用しており、必ずしも透明でない。これは、潤滑層４８と保護層４７が数ｎｍ程度の厚さであるため、光の吸収が無視できるからである。なお、照射するレーザ光は、例えば、波長λ＝４００ｎｍのレーザ光である。
記録層４６には、磁気特性、複素屈折率ｎ*＝ｎr−ｎiにおけるｎr・ｎiが大きい光学特性、及び温度拡散率が小さい温度特性、の３つの特性を満足する材料を使用する。ここで、ｎrは屈折率、ｎiは減衰係数である。しかし、図７に示すような平面の連続膜構造において、この３つの特性を同時に満足する材料の選定が難しい。しかし、温度拡散率は、記録層４６の構造で向上することができる。例えば、ビットパターンド媒体のように記録ビットごとに、温度拡散率が小さい酸化物や空気層で断絶することで、マクロ的に温度拡散率を低減することができる。またビットパターン化することにより、光ヘッドからの照射光が局在化し、光スポットが縮小できることが知られている。なお、記録層４６は、複数層で構成されているのが一般的である。ここでは記録層の材料については、趣旨でないため説明を省略するが、記録層４６は、例えばコバルト〔Ｃｏ〕（ｎ*＝１．６−２．７５ｊ ＠４００ｎｍ、α＝２．７Ｅ−７）で構成することができる。ここで、ｊは複素数、＠４００ｎｍは波長４００ｎｍにおけるαの値、２．７Ｅ−７は２．７のマイナス７乗を示す。
基板４０は、磁気ディスク装置用の磁気記録媒体４では、アルミニウムやガラスが使用される。本願の磁気記録媒体４では基板４０にガラスを使用している。放熱層４１は、熱保持層５０と基板４０の間にある連続膜であり、温度拡散率αは、（放熱層４１のα＞記録層４６のα≧熱保持層５０のα）の関係となっている。温度拡散率αが大きい材料としては、アルミニウム〔Ａｌ〕（α＝９．４Ｅ−５）、銅〔Ｃｕ〕（α＝１．２Ｅ−４）、金〔Ａｕ〕（α＝１．３Ｅ−４）等の金属がある。
屈折率が小さい材料と温度拡散率が中程度を同時に実現する熱保持層５０は、記録層４６と基板４０の間に配置している。そしてこの熱保持層５０には、屈折率がｎ＜１となる材料を用いている。屈折率がｎ＜１の材料としては、インジウム〔Ｉｎ〕（ｎ*＝０．４８−３．８７８ｊ ＠ ４００ｎｍ、α＝４．８Ｅ−５）や、高温アニールした窒化ジルコニウム〔ＺｒＮ〕（０．９９−０．０１ｊ ＠ ４００ｎｍ、α＝不明）を用いることができる。
熱保持層５０に用いるＩｎや、高温アニールしたＺｒＮは特殊な材料である。これらの特殊な材料以外には、Ａｌ（ｎ*＝０．４−４．４５ｊ ＠ ４００ｎｍ α＝９．４Ｅ−５）や、Ｃｕ（ｎ*＝０．８６−１．９８ｊ ＠ ４００ｎｍ α＝１．２Ｅ−４）等の金属、もしくはこれらを含む合金を一般的に使用することができる。しかし、Ａｌ、Ｃｕ、或いはこれらを含む合金は、金属材料として温度拡散率αが大きい。
そこで、第１の実施例では、熱保持層５０を、図８に示すように、金属材料５１を、気孔５２の周辺部に形成させたポーラス構造にした。熱保持層５０のポーラス構造の作成方法は、溶融金属に直接ガスを吹き込むガスインジェクション法や、液体から固体へ変化する時の溶融金属に含むガスの溶解度差を利用して気泡を発生させる一方向凝固法等があり、これらの方法で構造を作成後、化学機械研磨法（ＣＭＰ）で平坦化し、その後に記録層の作成プロセスに移行するといった方法である。
このようにして金属材料の密度ρを低下させることにより、熱伝導率ｋと熱容量（Ｃｐ・ρ）が低下する（Ｃｐは比熱）。熱伝導率ｋは、経験的に密度変化量の１．６〜１．８乗とされる。つまり密度変化量が０．５ならば熱伝導率αは、０．３３〜０．２９＝（０．５の１．６〜１．８乗）だけ変化することになる。例えば、低屈折率であるＡｌの密度を４２％にすると、Ｃｏと同等の熱伝導率となり、Ａｌの密度を２７％にするとＣｏの半分の熱伝導率となる。このように熱容量より熱伝導率の減少が大きいので、密度を変えることにより温度拡散率も低下させることができる。すなわち、記録層４６からの温度の低下を抑制することができて、必要なキュリー温度に記録層４６を加熱できる。
このように、第１の実施例では、熱保持層５０を構成する金属材料として、屈折率は小さく（ｎ＜１）、温度拡散率αが大きいＡｌ、Ｃｕ、或いはこれらを含む合金を使用する。合金にはＡｕを含めても良い。そして、図８に示すように、これらの金属材料５１をポーラス構造にすることにより、温度拡散率αを中程度にした。この結果、屈折率が小さく、かつ温度拡散率が中程度を同時に実現した熱保持層５０を記録層４６に下に配置することができ、記録層４６に供給する光量が増加して、記録層４６で効率よく熱を発生させることができた。
この出願の第２の実施例の磁気記録媒体４の構成は図７に示した構成を備えており、以上説明した第１の実施例とは、熱保持層５０の構成のみが異なる。よって、第２の実施例では熱保持層５０の構成のみを説明する。
図９は、第２の実施例の熱保持層５０の構造を示すものである。第２の実施例では、屈折率がｎ＜１で、温度拡散率αが大きいＡｌやＣｕ等の金属材料５４を、酸化物系の酸化物材料５３で孤立させたグラニュラー構造にしている。酸化物材料５３は、ＳｉＯ2(ｎ*＝１．４７−０．０ｊ ＠ ４００ｎｍ， α＝５．８Ｅ−７）や五酸化タンタル〔Ｔａ2Ｏ5〕(ｎ*＝２．２３−０．０ｊ ＠ ４００ｎｍ α＝２．３Ｅ−６）等の誘電体材料である。ｎ＜１の金属材料５４と酸化物材料５３の比率を変えることにより、実効的な屈折率と、密度の変化による温度拡散率αを低下させている。ＡｌやＣｕを酸化物で孤立させるのは、構造による温度拡散率αを小さくするためである。
熱保持層５０のグラニュラー構造の作成方法は、例えば、以下の通りである。まず、金属膜を成膜後、電子ビーム描画装置でパターニングする。次に、ＲＩＥ（反応性イオンエッチング）やイオンミリング装置でパターニングし、その後に酸化物を成膜する。更に、化学機械研磨法（ＣＭＰ）で平坦化してから、記録層４６の作成プロセスに移行する。
このように、第２の実施例では、熱保持層５０を構成する金属材料として、屈折率がｎ＜１で、温度拡散率αが大きいＡｌやＣｕ等の金属材料５４を、酸化物系の酸化物材料５３で孤立させたグラニュラー構造にして温度拡散率αを中程度にした。この結果、屈折率が小さく、かつ温度拡散率が中程度を同時に実現した熱保持層５０を記録層４６に下に配置することができ、記録層４６に供給する光量が増加して、記録層４６で効率よく熱を発生させることができた。
この出願の第３の実施例の磁気記録媒体４の構成は図７に示した構成を備えており、以上説明した第１、第２の実施例とは、熱保持層５０の構成のみが異なる。よって、第３の実施例では熱保持層５０の構成のみを説明する。
図１０は、第３の実施例の熱保持層５０の構造を示すものである。第３の実施例では、屈折率がｎ＜１で、温度拡散率αが大きいＡｌやＣｕ等の金属材料５４に、円柱状の中空の穴５５を作ったグラニュラー構造にしている。第３の実施例では、ｎ＜１の金属材料５４の密度を中空の穴５５を設けることによって変えることにより、実効的な屈折率と、密度の変化による温度拡散率αを低下させている。
第３の実施例でも、屈折率が小さく、かつ温度拡散率が中程度を同時に実現した熱保持層５０を記録層４６に下に配置することができ、記録層４６に供給する光量が増加して、記録層４６で効率よく熱を発生させることができた。
次に、本出願における第２の形態の垂直記録用の磁気記録媒体４の構成を、図１１を用いて説明する。垂直磁気記録に適用する磁気記録媒体４は、記録層４６の下に中間層４３と軟磁性裏打ち層６０が必要である。従って、第２の形態では、磁気記録媒体４の支持基板４０の上に、放熱層４１、熱保持層（裏打ち層）６０、中間層４３、記録層４６、保護層４７、及び潤滑層４８をこの順に積層した。潤滑層４８が光導波路１８を搭載した磁気ヘッド２０（図６参照）に対向する面となる。潤滑層４８、保護層４７、記録層４６、中間層４３、放熱層４１及び基板願４０の構成は第１の形態と同じであるので、ここではこれらの説明を省略する。また、照射するレーザ光は、例えば、波長λ＝４００ｎｍのレーザ光である。
第２の形態の磁気記録媒体４における熱保持層６０は、第１の形態における熱保持層５０において必要であった、材料の屈折率が小さいという条件と、温度拡散率が中程度であるという２つの条件に加え、熱保持層６０の材料が軟磁性材料であることが必要である。そのために熱保持層６０には、屈折率は低いが温度拡散率が高い金属材料や、屈折率が中程度で温度拡散率が低い酸化物材料をそのまま成膜して使うことができない。そこで、第２の形態においても、屈折率が低く温度拡散率が高い金属材料を、ポーラス構造や、金属と酸化物を用いたグラニュラー構造にすることにより、温度拡散率を下げる。この第２の形態の熱保持層６０の構成を、以下に第４と第５の実施例として説明する。
図１２は、この出願の第４の実施例の熱保持層６０の構造を示すものである。第４の実施例では、熱保持層６０を軟磁性裏打ち層とするために、屈折率がｎ＞１である鉄〔Ｆｅ〕、ニッケル〔Ｎｉ〕等を含有する軟磁性材料、例えばニッケル鉄〔ＦｅＮｉ〕等を積層している。ここで、Ｆｅ（ｎ*＝２．８７−３．２７ｊ ＠ ４００ｎｍ, α＝２．３Ｅ−５）、Ｎｉ（ｎ*＝１．４４−２．４４ｊ ＠ ４００ｎｍ、 α＝２．３Ｅ−５）、Ｃｏ（ｎ*＝１．６−２．７５ｊ ＠ ４００ｎｍ、 α＝２．７Ｅ−７）である。
また、軟磁性裏打ち層は、スパイクノイズとよばれる磁壁に起因する大きなノイズが問題となるので、一般に単独層では使用せず、磁区制御をする、例えば数ｎｍのルテニウム〔Ｒｕ〕を複数積層して使用する。また、軟磁性裏打ち層は、１００ｎｍ以上の厚さとする。このように軟磁性裏打ち層は厚く、多層構造をしている。そこで、熱アシスト記録方式における光量増加をさせるために、軟磁性層の屈折率をｎ＜１にする。
第４の実施例では、図１２に示すように、屈折率がｎ＜１であり、磁気的には透明なＡｌやＣｕ等の金属材料５４を、軟磁性材料６１を用いて孤立させたグラニュラー構造とした。これにより金属材料５４の屈折率を実効的に低下させている。ＡｌやＣｕを孤立させるのは、ＡｌやＣｕの温度拡散率αが軟磁性材料より大きいので、軟磁性材料を孤立させると、温度拡散率が大きくなるためである。
第４の実施例でも、屈折率が小さく、かつ温度拡散率が中程度である、を同時に実現した熱保持層６０を記録層４６に下に配置することができ、記録層４６に供給する光量が増加して、記録層４６で効率よく熱を発生させることができた。
図１３と図１４は、この出願における第５の実施例の熱保持層６０の構造を示すものである。第５の実施例では、熱保持層６０のグラニュラー構造における孤立させた材料６４と、記録層４６における記録トラック６２の位置関係を規定している。第５の実施例では、磁気記録媒体４を平面視した時に、熱保持層６０において孤立させた材料６４が、熱保持層６０の上の層の記録層４６における記録トラック６２と重ならないようにしている。６３は記録トラック６２のビットである。
このように、磁気記録媒体４の厚さ方向において、記録トラック６２を横切らないように、孤立材料６４を熱保持層６０に配置したことにより、記録トラック６２方向での温度分布を軽減することができた。また、孤立材料６４を温度拡散率αが大きい材料にすることで、記録トラック６２の間（クロストラック方向）の温度上昇を低下させることができ、クロストラックイレーズを軽減することができる。
以上、本出願を特にその好ましい実施の形態を参照して詳細に説明した。本出願の容易な理解のために、本出願の具体的な形態を以下に付記する。
（付記１） 磁気記録媒体に光を照射し、前記磁気記録媒体の光の照射部分を加熱してその保磁力を低下させ、保持力が低下した部分に外部から磁界を印加して記録を行う熱アシスト磁気記録方式に使用する磁気記録媒体であって、
前記磁気記録媒体の基板側に設けられた放熱層、
前記磁気記録媒体の表面側に設けられた記録層、及び
前記放熱層と前記記録層の間に設けられた熱保持層を備え、
前記熱保持層は、その実効屈折率が前記記録層の実効屈折率より低屈折率であり、かつ、比熱、密度、熱伝導率で決まる温度拡散率が、ガラスより高く、金属よりも低い部材で構成したことを特徴とする磁気記録媒体。
（付記２） 前記熱保持層を構成する部材の温度拡散率は、この熱保持層を構成する材料間の比率や密度を変更する温度拡散率変更手段を用いて、ガラスより高く、金属よりも低くしたことを特徴とする付記１に記載の磁気記録媒体。
（付記３） 前記熱保持層を構成する部材の材料として、照射光の波長で屈折率がｎ＜１の非磁性材料を使用し、前記温度拡散率変更手段として、密度を変更可能なポーラス構造を用いたことを特徴とする付記２に記載の磁気記録媒体。
（付記４） 前記熱保持層を構成する部材の材料として、照射光の波長で屈折率がｎ＜１の非磁性材料と酸化物系の誘電体材料を使用し、前記温度拡散率変更手段として、材料間の比率を変更可能な、非磁性材料を酸化物系の誘電体材料で孤立させたグラニュラー構造を用いたことを特徴とする付記２に記載の磁気記録媒体。
（付記５） 前記熱保持層を構成する部材の材料として、照射光の波長で屈折率がｎ＜１の非磁性材料に中空の穴がある材料を使用し、前記温度拡散率変更手段として、密度を変更可能なグラニュラー構造を用いたことを特徴とする付記２に記載の磁気記録媒体。
前記磁気記録媒体の基板側に設けられた放熱層、
前記磁気記録媒体の表面側に設けられた記録層、及び
前記放熱層と前記記録層の間に設けられた熱保持層を備え、
前記熱保持層は、その実効屈折率が前記記録層の実効屈折率より低屈折率であり、かつ、比熱、密度、熱伝導率で決まる温度拡散率が、ガラスより高く、金属よりも低い部材で構成したことを特徴とする磁気記録媒体。
（付記２） 前記熱保持層を構成する部材の温度拡散率は、この熱保持層を構成する材料間の比率や密度を変更する温度拡散率変更手段を用いて、ガラスより高く、金属よりも低くしたことを特徴とする付記１に記載の磁気記録媒体。
（付記３） 前記熱保持層を構成する部材の材料として、照射光の波長で屈折率がｎ＜１の非磁性材料を使用し、前記温度拡散率変更手段として、密度を変更可能なポーラス構造を用いたことを特徴とする付記２に記載の磁気記録媒体。
（付記４） 前記熱保持層を構成する部材の材料として、照射光の波長で屈折率がｎ＜１の非磁性材料と酸化物系の誘電体材料を使用し、前記温度拡散率変更手段として、材料間の比率を変更可能な、非磁性材料を酸化物系の誘電体材料で孤立させたグラニュラー構造を用いたことを特徴とする付記２に記載の磁気記録媒体。
（付記５） 前記熱保持層を構成する部材の材料として、照射光の波長で屈折率がｎ＜１の非磁性材料に中空の穴がある材料を使用し、前記温度拡散率変更手段として、密度を変更可能なグラニュラー構造を用いたことを特徴とする付記２に記載の磁気記録媒体。
（付記６） 前記熱保持層を構成する部材の材料として、照射光の波長で屈折率がｎ＜１の非磁性材料と軟磁性材料を使用し、前記温度拡散率変更手段として、材料間の比率を変更可能な、非磁性材料を軟磁性材料で孤立させたグラニュラー構造を用いたことを特徴とする付記２に記載の磁気記録媒体。
（付記７） 前記熱保持層を構成する部材の材料として、軟磁性材料を屈折率がｎ＜１の材料と合金化した材料を使用したことを特徴とする付記２に記載の磁気記録媒体。
（付記８） 前記熱保持層を構成する部材の材料として、アニール処理により屈折率をｎ≦１にしたＺｒＮ、もしくはＩｎの連続した単層膜を使用したことを特徴とする付記２に記載の磁気記録媒体。
（付記９） 屈折率がｎ＜１の前記非磁性材料が、Ａｌ、Ｃｕ，Ａｕの少なくとも１つを含む材料であることを特徴とする付記３から６の何れかに記載の磁気記録媒体。
（付記１０） 前記グラニュラー構造において、孤立させる材料は、磁気記録媒体の記録層の記録トラックを、前記磁気記録媒体の厚さ方向において横切らない位置に配置したことを特徴とする付記４から６の何れかに記載の磁気記録媒体。
（付記７） 前記熱保持層を構成する部材の材料として、軟磁性材料を屈折率がｎ＜１の材料と合金化した材料を使用したことを特徴とする付記２に記載の磁気記録媒体。
（付記８） 前記熱保持層を構成する部材の材料として、アニール処理により屈折率をｎ≦１にしたＺｒＮ、もしくはＩｎの連続した単層膜を使用したことを特徴とする付記２に記載の磁気記録媒体。
（付記９） 屈折率がｎ＜１の前記非磁性材料が、Ａｌ、Ｃｕ，Ａｕの少なくとも１つを含む材料であることを特徴とする付記３から６の何れかに記載の磁気記録媒体。
（付記１０） 前記グラニュラー構造において、孤立させる材料は、磁気記録媒体の記録層の記録トラックを、前記磁気記録媒体の厚さ方向において横切らない位置に配置したことを特徴とする付記４から６の何れかに記載の磁気記録媒体。
（付記１１） 前記光はレーザ光であることを特徴とする付記１から１０の何れかに記載の磁気記録媒体。
（付記１２） 前記磁気記録媒体が水平記録用の磁気記録媒体であることを特徴とする付記３から５の何れかに記載の磁気記録媒体。
（付記１３） 前記磁気記録媒体が垂直記録用の磁気記録媒体であることを特徴とする付記６から８の何れかに記載の磁気記録媒体。
（付記１４） 付記１から１３の何れかの磁気記録媒体で構成した磁気ディスク。
（付記１５） 付記１４に記載の磁気ディスクを使用したハードディスク装置。
（付記１２） 前記磁気記録媒体が水平記録用の磁気記録媒体であることを特徴とする付記３から５の何れかに記載の磁気記録媒体。
（付記１３） 前記磁気記録媒体が垂直記録用の磁気記録媒体であることを特徴とする付記６から８の何れかに記載の磁気記録媒体。
（付記１４） 付記１から１３の何れかの磁気記録媒体で構成した磁気ディスク。
（付記１５） 付記１４に記載の磁気ディスクを使用したハードディスク装置。
１ ハードディスク装置
４ 磁気記録媒体
１８ 光導波路
２０ 磁気ヘッド
２９ 多層膜（光ヘッド）
４０ ディスク基板
４１ 放熱層
４２ 軟磁性裏打ち層
４６ 記録層
５０、６０ 熱保持層
５１ 金属
５２ 気孔
５３ 酸化物材料
５４ ｎ＜１の金属材料
６１ 軟磁性材料
６２ 記録トラック
６４ 孤立材料
４ 磁気記録媒体
１８ 光導波路
２０ 磁気ヘッド
２９ 多層膜（光ヘッド）
４０ ディスク基板
４１ 放熱層
４２ 軟磁性裏打ち層
４６ 記録層
５０、６０ 熱保持層
５１ 金属
５２ 気孔
５３ 酸化物材料
５４ ｎ＜１の金属材料
６１ 軟磁性材料
６２ 記録トラック
６４ 孤立材料
Claims (10)
- 磁気記録媒体に光を照射し、前記磁気記録媒体の光の照射部分を加熱してその保磁力を低下させ、保持力が低下した部分に外部から磁界を印加して記録を行う熱アシスト磁気記録方式に使用する磁気記録媒体であって、
前記磁気記録媒体の基板側に設けられた放熱層、
前記磁気記録媒体の表面側に設けられた記録層、及び
前記放熱層と前記記録層の間に設けられた熱保持層を備え、
前記熱保持層は、その実効屈折率が前記記録層の実効屈折率より低屈折率であり、かつ、比熱、密度、熱伝導率で決まる温度拡散率が、ガラスより高く、金属よりも低い部材で構成したことを特徴とする磁気記録媒体。 - 前記熱保持層を構成する部材の温度拡散率は、この熱保持層を構成する材料間の比率や密度を変更する温度拡散率変更手段を用いて、ガラスより高く、金属よりも低くしたことを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体。
- 前記熱保持層を構成する部材の材料として、照射光の波長で屈折率がｎ＜１の非磁性材料を使用し、前記温度拡散率変更手段として、密度を変更可能なポーラス構造を用いたことを特徴とする請求項２に記載の磁気記録媒体。
- 前記熱保持層を構成する部材の材料として、照射光の波長で屈折率がｎ＜１の非磁性材料と酸化物系の誘電体材料を使用し、前記温度拡散率変更手段として、材料間の比率を変更可能な、非磁性材料を酸化物系の誘電体材料で孤立させたグラニュラー構造を用いたことを特徴とする請求項２に記載の磁気記録媒体。
- 前記熱保持層を構成する部材の材料として、照射光の波長で屈折率がｎ＜１の非磁性材料に中空の穴がある材料を使用し、前記温度拡散率変更手段として、密度を変更可能なグラニュラー構造を用いたことを特徴とする請求項２に記載の磁気記録媒体。
- 前記熱保持層を構成する部材の材料として、照射光の波長で屈折率がｎ＜１の非磁性材料と軟磁性材料を使用し、前記温度拡散率変更手段として、材料間の比率を変更可能な、非磁性材料を軟磁性材料で孤立させたグラニュラー構造を用いたことを特徴とする請求項２に記載の磁気記録媒体。
- 前記熱保持層を構成する部材の材料として、軟磁性材料を屈折率がｎ＜１の材料と合金化した材料を使用したことを特徴とする請求項２に記載の磁気記録媒体。
- 前記熱保持層を構成する部材の材料として、アニール処理により屈折率をｎ≦１にしたＺｒＮ、もしくはＩｎの連続した単層膜を使用したことを特徴とする請求項２に記載の磁気記録媒体。
- 屈折率がｎ＜１の前記非磁性材料が、Ａｌ、Ｃｕ，Ａｕの少なくとも１つを含む材料であることを特徴とする請求項３から６の何れか１項に記載の磁気記録媒体。
- 前記グラニュラー構造において、孤立させる材料は、磁気記録媒体の記録層の記録トラックを、前記磁気記録媒体の厚さ方向において横切らない位置に配置したことを特徴とする請求項４から６の何れか１項に記載の磁気記録媒体。
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