JP2011119006A - Perpendicular magnetic recording medium which controls exchange interaction between ferromagnetic particles - Google Patents

Perpendicular magnetic recording medium which controls exchange interaction between ferromagnetic particles Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To increase magnetic recording density of a perpendicular magnetic recording medium and improve an S/N ratio. <P>SOLUTION: In a perpendicular magnetic recording medium, at least a soft magnetic base layer, an intermediate layer, a magnetic recording layer and a protection layer are laminated on a base board. The magnetic recording layer comprises two layers, a first magnetic recording layer 161 and a second magnetic recording layer 162, which are arranged in this order from the base board side. The first magnetic recording layer 161 and the second magnetic recording layer 162 are each composed of columnar ferromagnetic particles and grain boundary materials which surround the columnar ferromagnetic particles. The grain boundary material in the first magnetic recording layer 161 is different from the material for the grain boundary material in the second magnetic recording layer 162. The first magnetic recording layer 161 has negative exchange interaction to increase recording density and improve an S/N ratio in reproduction. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、超高密度磁気記録技術に係り、特に、垂直磁気記録媒体における記録密度の上昇、再生時のSN比の向上ための技術に関する。   The present invention relates to an ultra-high density magnetic recording technique, and more particularly to a technique for increasing a recording density in a perpendicular magnetic recording medium and improving an S / N ratio during reproduction.

情報処理技術の発達に促され、様々な分野でディジタル化が急速に進行しつつある。従来ハードウェアの代表格であったパーソナルコンピュータやサーバに加え、家電・オーディオ・医療機器などでも大量のディジタルデータを貯える必要性が高まってきた。これら膨大なデータを蓄えるため、不揮発性ファイルシステムの中核である磁気ディスク装置(HDD)はこれまでにも増して急速な大容量化を求められている。磁気ディスク装置の大容量化とは、面記録密度即ち媒体上に記録するビット密度をより高めることを意味する。   Digitization is progressing rapidly in various fields, prompted by the development of information processing technology. In addition to personal computers and servers that have traditionally represented hardware, the need to store large amounts of digital data has also increased in home appliances, audio and medical equipment. In order to store these enormous amounts of data, magnetic disk devices (HDDs), which are the core of nonvolatile file systems, are required to have a larger capacity than ever before. Increasing the capacity of the magnetic disk device means increasing the surface recording density, that is, the bit density recorded on the medium.

現在実用化されているHDDでは、面内記録・垂直記録いずれの記録方式においても強磁性多結晶薄膜からなる記録媒体が用いられている。図1は、従来の磁気記録媒体における記録状態の模式図である。従来の多結晶薄膜は高い一軸磁気異方性をもつ磁性粒子101と、それを取り囲む非磁性材料を主とする粒界材料102からなるのが一般的である。   In HDDs currently in practical use, a recording medium composed of a ferromagnetic polycrystalline thin film is used for both in-plane recording and perpendicular recording. FIG. 1 is a schematic diagram of a recording state in a conventional magnetic recording medium. A conventional polycrystalline thin film is generally composed of magnetic particles 101 having high uniaxial magnetic anisotropy and a grain boundary material 102 mainly including a nonmagnetic material surrounding the magnetic particles 101.

情報を記録するための基本操作は、記録媒体上の任意の位置に局所的な磁界を印加し、磁化極性を適当なタイミングで反転させることで磁化がほぼ180°変化する境界(磁化遷移103)を形成することであり、この磁化遷移103をディジタル情報の1に対応させている。また、この磁化遷移103付近における漏洩磁界分布の空間変化を適当な磁界センサで検出することがデータ再生に相当する。実際には、この記録再生動作の前後に符号化・復号化などの処理を経てHDDにおける情報の入出力が行われている。   The basic operation for recording information is to apply a local magnetic field to an arbitrary position on the recording medium, and to reverse the magnetization polarity at an appropriate timing to change the magnetization at approximately 180 ° (magnetization transition 103). This magnetization transition 103 is made to correspond to 1 of digital information. Moreover, detecting the spatial change of the leakage magnetic field distribution in the vicinity of the magnetization transition 103 with an appropriate magnetic field sensor corresponds to data reproduction. Actually, input / output of information in the HDD is performed through processing such as encoding / decoding before and after the recording / reproducing operation.

さて、記録密度とはすなわち磁化遷移103を単位面積内にいくつ書き込めるかであり、これを高めるには磁化遷移103の一つひとつをいかに急峻かつスムースに形成できるかが最も重要となる。この磁化遷移103は通常、図1に示したように、結晶粒界に沿ったジグザグのミクロ構造を有している。そしてこのジグザグの平均的な幅(遷移幅)が、いわば磁化遷移の急峻性を表しているということができる。   The recording density is the number of magnetization transitions 103 that can be written in a unit area, and the most important factor for increasing this is how sharply and smoothly each magnetization transition 103 can be formed. This magnetization transition 103 usually has a zigzag microstructure along the grain boundary, as shown in FIG. It can be said that the average width (transition width) of this zigzag represents the steepness of the magnetization transition.

この幅が広すぎる場合、ビットの間隔を詰められないために記録密度が増えないというだけでなく、再生信号に大きなノイズが加わるので、低いビット誤り率(BER)での安定した読み取りができないという問題がある。それゆえ現行の磁気記録システムにおいては、遷移幅が記録密度を制限する最も大きな要因のひとつとなっている。この遷移幅には上記の強磁性結晶粒自身のサイズとともに粒子間に働く磁気的な相互作用も強い影響を及ぼしていることが分かっている。   If this width is too wide, not only the recording interval does not increase because the bit interval cannot be reduced, but also a large noise is added to the reproduction signal, so that stable reading at a low bit error rate (BER) is impossible. There's a problem. Therefore, in the current magnetic recording system, the transition width is one of the biggest factors limiting the recording density. It has been found that this transition width is strongly influenced by the magnetic interaction acting between the grains as well as the size of the ferromagnetic crystal grains.

図1には磁化反転する単位のサイズが結晶粒径の数倍と大きい場合の磁化状態の模式図を示した。このような場合に磁化反転の単位を小さくして磁化遷移103の幅を狭くするには、直接的には磁性粒子101を小さくすることが考えられる。   FIG. 1 shows a schematic diagram of the magnetization state when the size of the unit for magnetization reversal is as large as several times the crystal grain size. In such a case, in order to reduce the unit of magnetization reversal and narrow the width of the magnetization transition 103, it is conceivable to directly reduce the magnetic particle 101.

しかしながら磁性粒子101を過度に微細化すると、交換相互作用とそのばらつきがかえって大きくなり、クラスタサイズおよびそのばらつきを増大させて却ってBERが増大してしまうことになる。従って結晶粒子サイズよりクラスタサイズを大きくしている原因である交換相互作用を抑制することが重要である。   However, if the magnetic particles 101 are excessively miniaturized, the exchange interaction and its variation are increased, and the BER is increased by increasing the cluster size and its variation. Therefore, it is important to suppress the exchange interaction that is the cause of the cluster size larger than the crystal grain size.

垂直磁気記録媒体の層構造が記載されているものとして「特許文献1」が挙げられる。「特許文献1」には、磁性層を構成する磁性粒子相互間の磁気的相互作用を小さくするために、六方最密構造のRuを下地層として用いることが記載されている。   “Patent Document 1” is cited as a layer structure of a perpendicular magnetic recording medium. “Patent Document 1” describes that Ru having a hexagonal close-packed structure is used as an underlayer in order to reduce the magnetic interaction between magnetic particles constituting the magnetic layer.

特開2005−71401号公報JP-A-2005-7401

垂直磁気記録においては、記録時における媒体磁化の反転単位が磁気記録層の結晶粒子サイズの数倍と大きくなって(クラスタリング)いるため、ビットに対応する磁化遷移を充分狭くすることが出来ず、これが高記録密度化の障害となっていた。このクラスタリングの原因は強磁性粒子間に働く交換相互作用によるものである。   In perpendicular magnetic recording, the unit of reversal of the magnetization of the medium at the time of recording is large (clustering) several times the crystal grain size of the magnetic recording layer, so the magnetization transition corresponding to the bit cannot be made sufficiently narrow, This has been an obstacle to higher recording density. The cause of this clustering is due to exchange interaction between ferromagnetic particles.

図2は、横軸に交換磁界(Hexch)、すなわち磁性粒子間に働く交換相互作用の絶対値をとり、縦軸に交換相互作用の頻度を、磁性粒子の平均サイズをパラメータとしてプロットしたグラフである。図1において、A、B、Cの順に磁性粒子の平均径の大きさが小さくなっている。図2に示すように、磁性粒子の平均サイズを小さくすると交換相互作用のばらつきが大きくなる。   FIG. 2 is a graph in which the horizontal axis represents the exchange magnetic field (Hexch), that is, the absolute value of the exchange interaction acting between the magnetic particles, and the vertical axis represents the frequency of the exchange interaction with the average size of the magnetic particles as a parameter. is there. In FIG. 1, the average diameter of the magnetic particles decreases in the order of A, B, and C. As shown in FIG. 2, when the average size of the magnetic particles is reduced, the variation in exchange interaction increases.

このように、反転単位を小さくしようとして結晶粒子サイズを小さくすると、交換相互作用磁界とそのばらつきが増大し、かえってクラスタサイズを増大させたり、クラスタサイズのばらつきを増大させるなどして記録性能が劣化していた。従ってクラスタサイズ低減のためには交換相互作用自体を小さくすることが必要であった。しかしながら、単一の粒間材料を用いて交換相互作用を小さくすることは非常に困難であった。   In this way, if the crystal grain size is reduced in order to reduce the inversion unit, the exchange interaction magnetic field and its variation increase, and the recording performance deteriorates by increasing the cluster size or increasing the cluster size variation. Was. Therefore, it was necessary to reduce the exchange interaction itself in order to reduce the cluster size. However, it has been very difficult to reduce the exchange interaction using a single intergranular material.

垂直記録媒体の磁気記録層は特性の異なる複数の層に分けて形成されている。このうち少なくともひとつの層に負の交換相互作用を導入すると、各層間の磁気的な結合により磁気記録層全体としてあたかも交換相互作用が極小であるようにすることができる。なお、負の交換相互作用とは、強磁性体粒子間の磁化を互いに反平行に向けようとする力である。   The magnetic recording layer of the perpendicular recording medium is divided into a plurality of layers having different characteristics. If negative exchange interaction is introduced into at least one of these layers, the exchange interaction can be minimized as a whole of the magnetic recording layer due to magnetic coupling between the layers. The negative exchange interaction is a force that attempts to direct the magnetization between the ferromagnetic particles antiparallel to each other.

磁気記録層の交換相互作用が極小になったことにより、各磁性粒子の磁化はあたかも独立しているように振舞うことができる。このため磁化遷移のジグザグの幅をほとんど磁性粒子サイズと同等にすることができるようになった。以上から1Tb/inを超える超高記録密度が実現され、小型大容量かつ転送レートの高い磁気ディスク装置を低コストで実現することが出来た。 Since the exchange interaction of the magnetic recording layer is minimized, the magnetization of each magnetic particle can behave as if it were independent. Therefore, the zigzag width of the magnetization transition can be made almost equal to the magnetic particle size. As described above, an ultra-high recording density exceeding 1 Tb / in 2 was realized, and a small-sized, large-capacity magnetic disk device with a high transfer rate could be realized at low cost.

垂直磁気記録における磁化遷移近傍の反転単位を示した模式図。The schematic diagram which showed the reversal unit of the magnetization transition vicinity in perpendicular magnetic recording. 交換磁界のばらつきを磁性粒子の径をパラメータとして表したグラフである。It is the graph which represented the dispersion | variation in the exchange magnetic field by using the diameter of the magnetic particle as a parameter. 磁気記録層における磁性粒子の状態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the state of the magnetic particle in a magnetic recording layer. 第2磁気記録層の断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram of a second magnetic recording layer. 第1磁気記録層の断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram of a 1st magnetic recording layer. 第1磁気記録層および第2磁気記録層における交換磁界の分布を示すグラフである。It is a graph which shows the distribution of the exchange magnetic field in a 1st magnetic recording layer and a 2nd magnetic recording layer. 交換相互作用エネルギーとSN比の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between exchange interaction energy and S / N ratio. 上層の磁気記録層の交換相互作用エネルギーがプラスの場合、下層の磁気記録層の交換相互作用エネルギーを変化させた場合のSN比の変化を示すグラフである。It is a graph which shows the change of S / N ratio when the exchange interaction energy of a lower magnetic recording layer is changed when the exchange interaction energy of an upper magnetic recording layer is positive. 本発明による磁気ディスクの断面構造である。1 is a cross-sectional structure of a magnetic disk according to the present invention. 図9の磁気ディスクを製造するための製造条件である。10 shows manufacturing conditions for manufacturing the magnetic disk of FIG. 磁気ディスク装置の動作を示す模式図である。It is a schematic diagram showing the operation of the magnetic disk device.

以下、本発明を適用した具体的な磁気記録媒体及び磁気ディスク装置について、実施例によって詳細に説明する。   Hereinafter, specific magnetic recording media and magnetic disk devices to which the present invention is applied will be described in detail by way of examples.

図3は、本発明による磁気ディスク(磁気記録媒体)において、磁気記録層16のみを取り出した模式図である。図3において、磁気記録層16は第1磁気記録層161、第2磁気記録層162から形成されている。第2磁気記録層162が磁気ディスクの表面側、すなわち、磁気ヘッド側に位置している。第1磁気記録層161の磁性粒子1611、第2磁気記録層162の磁性粒子1621とも円柱構造であるとして近似している。図3の例では、第1磁気記録層161、第2磁気記録層162とも厚さは例えば、10nm程度である。なお、本明細書でいる磁性粒子とは強磁性体磁性粒子である。   FIG. 3 is a schematic diagram showing only the magnetic recording layer 16 extracted from the magnetic disk (magnetic recording medium) according to the present invention. In FIG. 3, the magnetic recording layer 16 is formed of a first magnetic recording layer 161 and a second magnetic recording layer 162. The second magnetic recording layer 162 is located on the surface side of the magnetic disk, that is, on the magnetic head side. The magnetic particles 1611 of the first magnetic recording layer 161 and the magnetic particles 1621 of the second magnetic recording layer 162 are approximated as having a cylindrical structure. In the example of FIG. 3, the thickness of both the first magnetic recording layer 161 and the second magnetic recording layer 162 is, for example, about 10 nm. In addition, the magnetic particle in this specification is a ferromagnetic magnetic particle.

各磁性粒子の径が異なっていることに対応して、各円柱構造の径が異なっている。第1磁気記録層161と第2磁気記録層162の磁性粒子の径は同じである。つまり、円柱構造の直径が等しい。各層において、磁性粒子の径がばらついていることに対応して、円柱構造の直径が異なっている。以後円柱構造を磁性粒子という。   Corresponding to the different diameters of the magnetic particles, the diameters of the columnar structures are different. The diameters of the magnetic particles of the first magnetic recording layer 161 and the second magnetic recording layer 162 are the same. That is, the diameter of the columnar structure is equal. In each layer, the diameter of the columnar structure is different corresponding to the variation in the diameter of the magnetic particles. Hereinafter, the cylindrical structure is referred to as a magnetic particle.

図3において、第2磁気記録層162の磁性粒子1621と第1磁気記録層161の磁性粒子1611との間には、正の強い交換交互作用が働いている。図3において、この様子をHexch>>0として表している。正の交換交互作用は、磁気モーメントを同じ向きに向けようとする作用を有しているので、第1磁気記録層161の磁性粒子と第2磁気記録層162の磁性粒子とは、同じ向きに磁気モーメントを有している。   In FIG. 3, a strong positive exchange interaction acts between the magnetic particles 1621 of the second magnetic recording layer 162 and the magnetic particles 1611 of the first magnetic recording layer 161. In FIG. 3, this state is represented as Hexch >> 0. Since the positive exchange interaction has the effect of directing the magnetic moment in the same direction, the magnetic particles of the first magnetic recording layer 161 and the magnetic particles of the second magnetic recording layer 162 are in the same direction. Has a magnetic moment.

図4は図3に示す第2磁気記録層162の断面模式図であり、図5は第1磁気記録層161の断面模式図である。図4と図5は同じ構造であるが、材料が異なっている。図4において、第2磁気記録層162における磁性粒子1621は64Co−12Cr−14Pt−10Bの合金によって形成されている。第2磁気記録層162における磁性粒子1621間には粒界材料1622としてSiO2が充填されている。図4において、磁性粒子の径Dの平均は10nm程度であり、サイズの分散は20〜30%である。また、磁性粒子と磁性粒子の間隔dは2〜3nm程度である。   4 is a schematic cross-sectional view of the second magnetic recording layer 162 shown in FIG. 3, and FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of the first magnetic recording layer 161. 4 and 5 have the same structure but different materials. In FIG. 4, the magnetic particles 1621 in the second magnetic recording layer 162 are formed of an alloy of 64Co-12Cr-14Pt-10B. Between the magnetic particles 1621 in the second magnetic recording layer 162, SiO 2 is filled as the grain boundary material 1622. In FIG. 4, the average diameter D of the magnetic particles is about 10 nm, and the size dispersion is 20 to 30%. The distance d between the magnetic particles and the magnetic particles is about 2 to 3 nm.

図5において、第1磁気記録層161における磁性粒子1611は61Co−21Cr−18Pt−6molSiO2の合金によって形成されている。第1磁気記録層161における磁性粒子1611間には粒界材料1612としてRuが充填されている。なお、粒界材料1612としてRuの替わりにCr、Ir、Rhあるいはそれらの酸化物が充填される場合もある。図5において、磁性粒子の径Dの平均は10nm程度であり、サイズの分散は20〜30%である。また、磁性粒子と磁性粒子の間隔dは2〜3nm程度であり、図4におけるのと同等である。   In FIG. 5, the magnetic particles 1611 in the first magnetic recording layer 161 are made of an alloy of 61Co-21Cr-18Pt-6molSiO2. Between the magnetic particles 1611 in the first magnetic recording layer 161, Ru is filled as the grain boundary material 1612. Note that the grain boundary material 1612 may be filled with Cr, Ir, Rh, or their oxide instead of Ru. In FIG. 5, the average diameter D of the magnetic particles is about 10 nm, and the size dispersion is 20 to 30%. The distance d between the magnetic particles and the magnetic particles is about 2 to 3 nm, which is equivalent to that in FIG.

第2磁気記録層161における磁性粒子1611と第2磁気記録層162における磁性粒子1621とは同じ磁気モーメントを持つ必要があるので、第1磁気記録層161の磁性粒子1611と第2磁気記録層162の磁性粒子1621との間では、強い正の交換相互作用が働いている必要がある。しかし、第1磁気記録層161と第2磁気記録層162との間で、強い正の交換相互作用が働いていると、粒界材料として従来から用いられているSiO2を使用すると、第1磁気記録層161内あるいは第2磁気記録層162内における隣りあう磁性粒子間において、正の交換相互作用エネルギーが働くことになる。この様子を図3および図4において、J>0として表している。   Since the magnetic particles 1611 in the second magnetic recording layer 161 and the magnetic particles 1621 in the second magnetic recording layer 162 need to have the same magnetic moment, the magnetic particles 1611 in the first magnetic recording layer 161 and the second magnetic recording layer 162 have the same magnetic moment. It is necessary that a strong positive exchange interaction is working with the magnetic particle 1621. However, if a strong positive exchange interaction is acting between the first magnetic recording layer 161 and the second magnetic recording layer 162, the first magnetic layer can be obtained by using the conventionally used SiO 2 as the grain boundary material. Positive exchange interaction energy acts between adjacent magnetic particles in the recording layer 161 or the second magnetic recording layer 162. This state is represented as J> 0 in FIGS.

同じ層の隣り同士の磁性粒子間において、正の交換相互作用エネルギーが働くと、磁気記クラスタのサイズとばらつきを大きくする。したがって、磁化遷移の幅を大きくすることになり、記録密度増大の障害となる。つまり、記録密度を上げようとして磁性粒子のサイズを小さくしても、磁気クラスタの大きさを小さくできず、記録密度を上げることが出来ない。   When positive exchange interaction energy acts between adjacent magnetic particles in the same layer, the size and variation of the magnetic recording cluster are increased. Therefore, the width of the magnetization transition is increased, which becomes an obstacle to increase in recording density. That is, even if the size of the magnetic particles is reduced in order to increase the recording density, the size of the magnetic cluster cannot be reduced and the recording density cannot be increased.

本発明は、これを対策するために、第1磁気記録層161と第2磁気記録層162における粒界材料を異ならせている。すなわち、図4に示すように、上層の第2磁気記録層162においては、磁性粒子間の粒界材料1622を従来のようにSiO2としているのに対し、下層の第1磁気記録層161においては、磁性粒子間の粒界材料1612をRuとしている。   In the present invention, in order to cope with this, the grain boundary materials in the first magnetic recording layer 161 and the second magnetic recording layer 162 are different. That is, as shown in FIG. 4, in the upper second magnetic recording layer 162, the grain boundary material 1622 between the magnetic particles is made of SiO2 as in the prior art, whereas in the lower first magnetic recording layer 161, The grain boundary material 1612 between the magnetic particles is Ru.

第2磁気記録層162においては、隣り合った磁性粒子間では、粒界材料にSiO2を用いているので、正の交換相互作用エネルギーが働く。一方、第1磁気記録層161においては、粒界材料にRuを用いているので、隣り合った磁性粒子間では、負の交換相互作用エネルギーが働く。この様子を図3および図5において、J<0として表している。なお、Ruの替わりにIr、Cr、Rhあるいはそれらの酸化物を用いても同じ磁気記録層161における隣り合った磁性粒子1611間に負の交換相互作用エネルギーが働くようにすることが出来る。   In the second magnetic recording layer 162, between adjacent magnetic particles, SiO2 is used as the grain boundary material, so that positive exchange interaction energy works. On the other hand, in the first magnetic recording layer 161, since Ru is used as a grain boundary material, negative exchange interaction energy works between adjacent magnetic particles. This state is represented as J <0 in FIGS. Even if Ir, Cr, Rh, or an oxide thereof is used instead of Ru, negative exchange interaction energy can work between adjacent magnetic particles 1611 in the same magnetic recording layer 161.

一方、第1磁気記録層161と第2磁気記録層162における磁性粒子は、連続した同じ柱状構造をしている。このような構成にすると、第2磁気記録層162と第1磁気記録層161における磁性粒子間では、交換相互作用エネルギーが相殺されてゼロになる。この様子を図6に示す。図6において、横軸は交換磁界(Hexch)であり、縦軸は交換相互作用の頻度である。   On the other hand, the magnetic particles in the first magnetic recording layer 161 and the second magnetic recording layer 162 have the same continuous columnar structure. With such a configuration, the exchange interaction energy is canceled and becomes zero between the magnetic particles in the second magnetic recording layer 162 and the first magnetic recording layer 161. This is shown in FIG. In FIG. 6, the horizontal axis is the exchange magnetic field (Hexch), and the vertical axis is the frequency of exchange interaction.

図6において、右側、すなわち、交換磁界が正の場合は、第2磁気記録層162における交換相互作用の頻度を表し、左側、すなわち、交換磁界は負の場合は、第1磁気記録層161における交換相互作用の頻度を表している。第2磁気記録層162における磁性粒子と第1磁気記録層161における磁性粒子とは、同じ柱状構造をしているので、交換磁界に対する頻度の曲線は、y軸を挟んで鏡面対称の関係になっている。このことは、第1磁気記録層161および第2磁気記録層162において、隣りあう磁性粒子間の交換相互作用をゼロにすることが出来ることを示している。   In FIG. 6, when the exchange magnetic field is positive, that is, when the exchange magnetic field is positive, it represents the frequency of exchange interaction in the second magnetic recording layer 162, and when the exchange magnetic field is negative, that is, when the exchange magnetic field is negative, in the first magnetic recording layer 161. It represents the frequency of exchange interactions. Since the magnetic particles in the second magnetic recording layer 162 and the magnetic particles in the first magnetic recording layer 161 have the same columnar structure, the frequency curve with respect to the exchange magnetic field has a mirror-symmetrical relationship across the y axis. ing. This indicates that in the first magnetic recording layer 161 and the second magnetic recording layer 162, the exchange interaction between adjacent magnetic particles can be made zero.

このように、隣りあう磁性粒子間の交換相互作用をゼロにすることによって、磁気クラスタのサイズを小さくすることが出来る。また、遷移幅を小さくすることが出来るので、記録密度を上げるとともに、再生信号に対するノイズも減少させることが出来る。   Thus, the size of the magnetic cluster can be reduced by reducing the exchange interaction between adjacent magnetic particles to zero. Further, since the transition width can be reduced, the recording density can be increased and the noise with respect to the reproduction signal can be reduced.

図7は、横軸に交換相互作用エネルギーJをとり、縦軸に再生信号のSN比をとったものである。すなわち、図7は、同じ層内での、磁性粒子間の交換相互作用エネルギーJの値によって、再生信号のSN比がどのように変化するかをシミュレーションしたものである。なお、交換相互作用エネルギーの単位は10−13J/mである。 In FIG. 7, the horizontal axis represents the exchange interaction energy J, and the vertical axis represents the SN ratio of the reproduction signal. That is, FIG. 7 is a simulation of how the S / N ratio of the reproduction signal varies depending on the value of the exchange interaction energy J between magnetic particles in the same layer. The unit of the exchange interaction energy is 10- 13 J / m.

記録層が第1磁気記録層161と第2磁気記録層162に分かれている場合、図7の横軸は、第1磁気記録層161における磁性粒子と第2磁気記録層162における磁性粒子の合計の交換相互作用エネルギーである。交換相互作用エネルギーの合計がプラスに大きくなるにしたがって、SN比は小さくなっていく。また、交換相互作用エネルギーの合計が負の側に大きくなっていくにしたがって、SN比は小さくなっていく。交換相互作用エネルギーの合計がゼロのときにSN比が最も大きい。すなわち、交換相互作用エネルギーの絶対値が大きいほどSN比は低下する。   When the recording layer is divided into the first magnetic recording layer 161 and the second magnetic recording layer 162, the horizontal axis in FIG. 7 represents the sum of the magnetic particles in the first magnetic recording layer 161 and the magnetic particles in the second magnetic recording layer 162. Is the exchange interaction energy. As the total exchange interaction energy increases to a positive value, the S / N ratio decreases. In addition, the SN ratio decreases as the sum of exchange interaction energies increases toward the negative side. The SN ratio is the highest when the total exchange interaction energy is zero. That is, the S / N ratio decreases as the absolute value of the exchange interaction energy increases.

図8は、図3における磁気ディスクの表面側、すなわち、第2磁気記録層162の交換相互作用エネルギーの値をプラスにした場合において、下層側、すなわち、第1磁気記録層161の交換相互作用エネルギーを変化させた場合にSN比がどのように変化するかを評価したグラフである。   FIG. 8 shows the exchange interaction of the lower magnetic layer 161, that is, the first magnetic recording layer 161 when the value of the exchange interaction energy of the second magnetic recording layer 162 is positive. It is the graph which evaluated how S / N ratio changed when energy was changed.

図8において、横軸は、第1磁気記録層161の交換相互作用エネルギーであり、縦軸は再生信号のSN比である。図8からわかるように、第1磁気記録層161の交換相互作用エネルギーを正側に大きくするにしたがって、SN比は低下する。第2磁気記録層162の交換相互作用エネルギーがプラスなので、第1磁気記録層161と第2磁気記録層162の合計の交換相互作用エネルギーの絶対値が大きくなるからである。   In FIG. 8, the horizontal axis represents the exchange interaction energy of the first magnetic recording layer 161, and the vertical axis represents the SN ratio of the reproduction signal. As can be seen from FIG. 8, the S / N ratio decreases as the exchange interaction energy of the first magnetic recording layer 161 increases to the positive side. This is because since the exchange interaction energy of the second magnetic recording layer 162 is positive, the absolute value of the total exchange interaction energy of the first magnetic recording layer 161 and the second magnetic recording layer 162 becomes large.

一方、図8において、第1磁気記録層161の交換相互作用エネルギーを負の側に大きくしていくと、SN比は除々に大きくなり、交換相互作用エネルギーが−5×10−13J/mでSN比は最大となる。これは、磁気ディスクの表面側である第2磁気記録層162の交換相互作用エネルギーがプラスなので、下層の第1磁気記録層161の交換相互作用エネルギーの値が−5×10−13J/mとなった時に、第1磁気記録層161と第2磁気記録層162の交換相互作用エネルギーが相殺されてゼロになったためである。第1磁気記録層161の交換相互作用エネルギーをさらに負の側に大きくするとSN比は低下していく。つまり、第1磁気記録層161の値をさらに負の側に大きくすると交換相互作用エネルギーの合計の絶対値が大きくなるので、SN比が低下することを示している。 On the other hand, in FIG. 8, when the exchange interaction energy of the first magnetic recording layer 161 is increased to the negative side, the SN ratio gradually increases, and the exchange interaction energy becomes −5 × 10 −13 J / m. Thus, the S / N ratio becomes maximum. This is because the exchange interaction energy of the second magnetic recording layer 162 on the surface side of the magnetic disk is positive, so that the value of the exchange interaction energy of the lower first magnetic recording layer 161 is −5 × 10 −13 J / m. This is because the exchange interaction energy between the first magnetic recording layer 161 and the second magnetic recording layer 162 is canceled and becomes zero. When the exchange interaction energy of the first magnetic recording layer 161 is further increased to the negative side, the S / N ratio decreases. That is, when the value of the first magnetic recording layer 161 is further increased to the negative side, the total absolute value of the exchange interaction energy is increased, so that the SN ratio is decreased.

このように、本発明によって、第2磁気記録層162における粒界材料1622と、第1磁気記録層161における粒界材料1612とを異ならせ、第1磁気記録層161における交換相互作用エネルギーの符号と第2磁気記録層162における交換相互作用エネルギーの符号を逆にすることによって、SN比を向上させることが出来る。   As described above, according to the present invention, the grain boundary material 1622 in the second magnetic recording layer 162 and the grain boundary material 1612 in the first magnetic recording layer 161 are different, and the sign of the exchange interaction energy in the first magnetic recording layer 161 is changed. By reversing the sign of the exchange interaction energy in the second magnetic recording layer 162, the SN ratio can be improved.

具体的には、第2磁気記録層162における粒界材料1622をSiO2とすることによって第2磁気記録層162の交換相互作用エネルギーを正にする。一方、第1磁気記録層161における粒界材料1612をRuとすることによって第1磁気記録層161の交換相互作用エネルギーを負にする。第1磁気記録層161、第2磁気記録層162の膜厚等を制御することによって、最適な条件、すなわち、交換相互作用エネルギーの合計をゼロにすることが出来る。なお、第1磁気記録層161の粒界材料をCr、Ti、Ir、あるいはそれらの酸化物を用いても第1磁気記録層161の交換相互作用エネルギーの値を負にすることが出来る。   Specifically, the exchange interaction energy of the second magnetic recording layer 162 is made positive by setting the grain boundary material 1622 in the second magnetic recording layer 162 to SiO2. On the other hand, by setting the grain boundary material 1612 in the first magnetic recording layer 161 to Ru, the exchange interaction energy of the first magnetic recording layer 161 is made negative. By controlling the film thickness and the like of the first magnetic recording layer 161 and the second magnetic recording layer 162, the optimum conditions, that is, the total exchange interaction energy can be made zero. Even if Cr, Ti, Ir, or an oxide thereof is used as the grain boundary material of the first magnetic recording layer 161, the value of the exchange interaction energy of the first magnetic recording layer 161 can be made negative.

図9は、本発明による磁気ディスクの詳細断面構造の例であり、図10に示す表は、図9の磁気ディスクを製造するための製造条件である。本実施例では、図9に示す磁気ディスクの各層は全てスパッタリングによって形成される。   FIG. 9 is an example of a detailed cross-sectional structure of the magnetic disk according to the present invention, and the table shown in FIG. 10 shows manufacturing conditions for manufacturing the magnetic disk of FIG. In this embodiment, all the layers of the magnetic disk shown in FIG. 9 are formed by sputtering.

図9において、基板11にはガラス、または、NiP合金をめっきしたAl基板が使用される。基板11の上には、記録媒体の各層と基板との密着性を向上させるための密着層12が形成される。密着層12は、図10に示すように、65Ni35Taのターゲットを1Paのアルゴン雰囲気中でスパッタリングすることによって形成される。密着層の厚さは10nmである。   In FIG. 9, the substrate 11 is made of glass or an Al substrate plated with a NiP alloy. On the substrate 11, an adhesion layer 12 for improving the adhesion between each layer of the recording medium and the substrate is formed. As shown in FIG. 10, the adhesion layer 12 is formed by sputtering a 65Ni35Ta target in an argon atmosphere of 1 Pa. The thickness of the adhesion layer is 10 nm.

図9に示すように、密着層12の上には軟磁性下地層13が形成される。軟磁性下地層13は記録層に磁気信号を書き込む際、書き込みヘッドからの磁束を吸い寄せることによって、磁気記録層16における記録密度を上げる役割を有する。軟磁性下地層13は3層で形成され、下から、第1軟磁性層131、非磁性層132、第2軟磁性層133となっている。   As shown in FIG. 9, a soft magnetic underlayer 13 is formed on the adhesion layer 12. The soft magnetic underlayer 13 has a role of increasing the recording density in the magnetic recording layer 16 by attracting magnetic flux from the write head when writing a magnetic signal to the recording layer. The soft magnetic underlayer 13 is formed of three layers, which are a first soft magnetic layer 131, a nonmagnetic layer 132, and a second soft magnetic layer 133 from the bottom.

図10に示すように、第1軟磁性層131は51Fe−34−Co−10Ta−5ZrのターゲットをArガス圧が0.5Paの雰囲気中でスパッタリングすることによって形成される。第1軟磁性層131の厚さは15nmである。   As shown in FIG. 10, the first soft magnetic layer 131 is formed by sputtering a 51Fe-34-Co-10Ta-5Zr target in an atmosphere with an Ar gas pressure of 0.5 Pa. The thickness of the first soft magnetic layer 131 is 15 nm.

第1軟磁性層131の上には、非磁性層132として、RuがArガス圧1Paの下でスパッタリングによって0.4nmの厚さに形成される。非磁性層132の上には、第2軟磁性層133が、51Fe−34−Co−10Ta−5ZrのターゲットをArガス圧が0.5Paの雰囲気中でスパッタリングすることによって形成される。第2軟磁性層133の厚さは5.5nmである。第2軟磁性層133は第1軟磁性131と成分は同じであるが、厚さが異なっている。   On the first soft magnetic layer 131, as the nonmagnetic layer 132, Ru is formed to a thickness of 0.4 nm by sputtering under an Ar gas pressure of 1 Pa. A second soft magnetic layer 133 is formed on the nonmagnetic layer 132 by sputtering a 51Fe-34-Co-10Ta-5Zr target in an atmosphere with an Ar gas pressure of 0.5 Pa. The thickness of the second soft magnetic layer 133 is 5.5 nm. The second soft magnetic layer 133 has the same components as the first soft magnetic 131 but has a different thickness.

軟磁性下地層13を1層でなく、3層とすることによって軟磁性下地層13の磁化状態を安定化させている。すなわち、第1軟磁性層131と第2軟磁性層133との間に、非磁性層であるRu層132を配置し、第1軟磁性層131と第2軟磁性133との間の交換相互作用エネルギーを負にすることによって、第1軟磁性層131と第2軟磁性層133との磁化モーメントを逆方向とすることにより、軟磁性下地層13の磁化状態を安定化させている。   By making the soft magnetic underlayer 13 three layers instead of one, the magnetization state of the soft magnetic underlayer 13 is stabilized. That is, the Ru layer 132 which is a nonmagnetic layer is disposed between the first soft magnetic layer 131 and the second soft magnetic layer 133, and the exchange mutual between the first soft magnetic layer 131 and the second soft magnetic 133 is performed. By making the action energy negative, the magnetization moments of the first soft magnetic layer 131 and the second soft magnetic layer 133 are reversed, thereby stabilizing the magnetization state of the soft magnetic underlayer 13.

図9に示すように、軟磁性下地層13の上にはシード層14が形成される。シード層14は磁気記録層16における結晶配向性を向上させる役割を有する。これによって記録層の磁気異方性を高くすることが出来る。シード層14は2層から形成される。   As shown in FIG. 9, a seed layer 14 is formed on the soft magnetic underlayer 13. The seed layer 14 has a role of improving crystal orientation in the magnetic recording layer 16. This can increase the magnetic anisotropy of the recording layer. The seed layer 14 is formed of two layers.

図10に示すように、第1シード層141はArガス圧が0.5Paの雰囲気中で、85.5Co−9.5Fe−5Taのターゲットをスパッタリングすることによって形成される。第1シード層141の厚さは7nmである。第2シード層142はArガス圧が1Paの雰囲気中で、94Ni−6Wのターゲットを85.5Co−9.5Fe−5Taをスパッタリングすることによって形成される。第2シード層142の厚さは3nmである。   As shown in FIG. 10, the first seed layer 141 is formed by sputtering an 85.5Co-9.5Fe-5Ta target in an atmosphere with an Ar gas pressure of 0.5 Pa. The thickness of the first seed layer 141 is 7 nm. The second seed layer 142 is formed by sputtering 85.5Co-9.5Fe-5Ta on a 94Ni-6W target in an atmosphere with an Ar gas pressure of 1 Pa. The thickness of the second seed layer 142 is 3 nm.

図9に示すように、シード層14の上には、中間層15が形成される。中間層15は軟磁性下地層13と磁気記録層16との緩衝層としての役割と、磁気記録層16の粒径を制御する役割を有する。中間層15には、非磁性体であるRuが使用される。図10に示すように、中間層15はArガス圧が1Paの雰囲気中で、Ruのターゲットをスパッタリングすることによって、厚さ4nmに形成される。なお、仕様によって中間層を厚く形成する場合は、中間層は、Arガス圧が5Paの雰囲気中で、Ruのターゲットをスパッタリングすることによって、厚さ8nmに形成される。中間層15の材料としてはTiが使用される場合もある。   As shown in FIG. 9, the intermediate layer 15 is formed on the seed layer 14. The intermediate layer 15 has a role as a buffer layer between the soft magnetic underlayer 13 and the magnetic recording layer 16 and a role of controlling the particle size of the magnetic recording layer 16. For the intermediate layer 15, Ru which is a nonmagnetic material is used. As shown in FIG. 10, the intermediate layer 15 is formed to a thickness of 4 nm by sputtering a Ru target in an atmosphere with an Ar gas pressure of 1 Pa. When the intermediate layer is formed thick according to specifications, the intermediate layer is formed to a thickness of 8 nm by sputtering a Ru target in an atmosphere with an Ar gas pressure of 5 Pa. Ti may be used as the material of the intermediate layer 15.

図9に示すように、中間層15の上には磁気記録層16が形成される、磁気記録層16は2層構造であり、下から順に第1磁気記録層161、第2磁気記録層162となっている。図9における第1磁気記録層161と第2磁気記録層162の厚さは、図3とは異なっている。第1磁気記録層161は、磁性粒子と磁性粒子間に充填された粒界材料によって構成されている。図10に示すように、第1磁気記録層161の磁性粒子は、Arガス圧が4.5Paの雰囲気中で、61Co−21Cr−18Pt−6molSiO2のターゲットをスパッタリングすることによって形成される。   As shown in FIG. 9, the magnetic recording layer 16 is formed on the intermediate layer 15, and the magnetic recording layer 16 has a two-layer structure. The first magnetic recording layer 161 and the second magnetic recording layer 162 are sequentially arranged from the bottom. It has become. The thicknesses of the first magnetic recording layer 161 and the second magnetic recording layer 162 in FIG. 9 are different from those in FIG. The first magnetic recording layer 161 is made of a grain boundary material filled between magnetic particles. As shown in FIG. 10, the magnetic particles of the first magnetic recording layer 161 are formed by sputtering a target of 61Co-21Cr-18Pt-6molSiO2 in an atmosphere with an Ar gas pressure of 4.5 Pa.

一方、第1磁気記録層161における粒界材料は同じ雰囲気のArガス中で、Ruをスパッタリングすることによって形成される。第1磁気記録層161は、まず、61Co−21Cr−18Pt−6molSiO2によって構成される磁性粒子の核が成長し、その核を取り囲むように、Ruによる粒界材料が成長する。これによって磁性粒子間をRuによる粒界材料が充填する構造が形成される。第1磁気記録層161の厚さは13nmである。第1磁気記録層161は、粒界材料がRuであるので、交換相互作用エネルギーJは負の値をとる。   On the other hand, the grain boundary material in the first magnetic recording layer 161 is formed by sputtering Ru in Ar gas in the same atmosphere. In the first magnetic recording layer 161, first, nuclei of magnetic particles composed of 61Co-21Cr-18Pt-6molSiO2 grow, and a grain boundary material of Ru grows so as to surround the nuclei. As a result, a structure is formed in which the grain boundary material of Ru is filled between the magnetic particles. The thickness of the first magnetic recording layer 161 is 13 nm. Since the grain boundary material of the first magnetic recording layer 161 is Ru, the exchange interaction energy J takes a negative value.

図9に示すように、第1磁気記録層161の上には第2磁気記録層162が形成される。第2磁気記録層162も、磁性粒子と磁性粒子間に充填された粒界材料によって構成されている。図10に示すように、第2磁気記録層162の磁性粒子は、Arガス圧が0.6Paの雰囲気中で、64-Co−12Cr−14Pt−10Bのターゲットをスパッタリングすることによって形成される。   As shown in FIG. 9, the second magnetic recording layer 162 is formed on the first magnetic recording layer 161. The second magnetic recording layer 162 is also made of a grain boundary material filled between the magnetic particles. As shown in FIG. 10, the magnetic particles of the second magnetic recording layer 162 are formed by sputtering a 64-Co-12Cr-14Pt-10B target in an atmosphere with an Ar gas pressure of 0.6 Pa.

一方、第2磁気記録層162における粒界材料は同じ雰囲気のArガス中で、SiO2をスパッタリングすることによって形成される。第2磁気記録層162は、まず、64Co−12Cr−14Pt−10Bによって構成される磁性粒子の核が成長し、その核を取り囲むように、SiO2による粒界材料が成長する。これによって磁性粒子間をSiO2による粒界材料が充填する構造が形成される。第2磁気記録層162の厚さは3nmである。第2磁気記録層162は、粒界材料がSiO2であるので、交換相互作用エネルギーJは正の値をとる。   On the other hand, the grain boundary material in the second magnetic recording layer 162 is formed by sputtering SiO 2 in Ar gas in the same atmosphere. In the second magnetic recording layer 162, first, nuclei of magnetic particles composed of 64Co-12Cr-14Pt-10B are grown, and a grain boundary material made of SiO2 is grown so as to surround the nuclei. As a result, a structure is formed in which the grain boundary material made of SiO2 is filled between the magnetic particles. The thickness of the second magnetic recording layer 162 is 3 nm. Since the grain boundary material of the second magnetic recording layer 162 is SiO2, the exchange interaction energy J takes a positive value.

図9に示すように、磁気記録層16の上には、磁気記録層16を保護するための保護層が形成されている。図10に示すように、保護層は、Arガス圧が0.6Paの雰囲気中で、Carbonをスパッタリングすることによって形成される。保護膜の厚さは3nmである。   As shown in FIG. 9, a protective layer for protecting the magnetic recording layer 16 is formed on the magnetic recording layer 16. As shown in FIG. 10, the protective layer is formed by sputtering Carbon in an atmosphere with an Ar gas pressure of 0.6 Pa. The thickness of the protective film is 3 nm.

このようにして形成された磁気ディスクは、第1磁気記録層161の交換相互作用エネルギーと第2磁気記録層162の交換相互作用エネルギーとが逆の符号を有しているので、交換相互作用エネルギーの絶対値を小さくすることが出来、磁気クラスタのサイズを小さく抑えることが出来る。その結果、遷移幅を小さく抑え、記録密度を増大させることが出来るとともに、再生時のSN比を向上させることが出来る。   In the magnetic disk thus formed, the exchange interaction energy of the first magnetic recording layer 161 and the exchange interaction energy of the second magnetic recording layer 162 have opposite signs. The absolute value of can be reduced, and the size of the magnetic cluster can be kept small. As a result, the transition width can be kept small, the recording density can be increased, and the SN ratio during reproduction can be improved.

以上の説明では、磁気記録層16は2層で形成されているとしたが、本発明は、磁気記録層16が3層以上の複数の磁気記録層16によって形成されている場合にも適用することが出来る。磁気記録層16が3層以上の磁気記録層16で形成されている場合、少なくとも1層の磁気記録層16の交換相互作用エネルギーを負の交換相互作用エネルギーとすることによって、本発明の効果を得ることが出来る。すなわち、各層の交換相互作用エネルギーの合計の絶対値を小さくするような層配置とすることによって、本発明の効果を得ることが出来る。   In the above description, the magnetic recording layer 16 is formed of two layers, but the present invention is also applied to the case where the magnetic recording layer 16 is formed of a plurality of magnetic recording layers 16 of three or more layers. I can do it. When the magnetic recording layer 16 is formed of three or more magnetic recording layers 16, the effect of the present invention can be obtained by setting the exchange interaction energy of at least one magnetic recording layer 16 to a negative exchange interaction energy. Can be obtained. That is, the effect of the present invention can be obtained by arranging the layers so as to reduce the absolute value of the total exchange interaction energy of each layer.

図11は、磁気ディスク装置の各コンポーネント間の関係を示す概念図である。磁気ヘッド31を搭載したスライダはサスペンションアーム32により支持され、アクチュエータ33によりディスク状磁気記録媒体34上で位置決めされて所望の場所で情報の読み書きを行う。磁気記録媒体34はスピンドルモータ35により回転が制御され、その上にあるサーボ領域にはあらかじめ位置を示す信号(サーボ信号)が記録されており、ヘッドが読み取ったサーボ信号を機構制御系45で処理したうえでアクチュエータ33にフィードバックすることで閉ループ制御が行われている。   FIG. 11 is a conceptual diagram showing the relationship between the components of the magnetic disk device. The slider on which the magnetic head 31 is mounted is supported by a suspension arm 32 and is positioned on the disk-shaped magnetic recording medium 34 by an actuator 33 to read / write information at a desired location. The rotation of the magnetic recording medium 34 is controlled by a spindle motor 35, and a signal (servo signal) indicating the position is recorded in advance in a servo area above the magnetic recording medium 34, and the servo signal read by the head is processed by the mechanism control system 45. In addition, closed loop control is performed by feeding back to the actuator 33.

外部インターフェイス44を通して入力されたユーザデータは、コントローラ43及びデータ符号・復号系42で磁気記録系に好適な方法で符号化・整形されて記録再生アンプ41において記録電流波形に変換され、この電流が磁気ヘッド31の記録素子を励磁することで磁気記録媒体34のユーザデータ領域にビットが書き込まれる。逆に書き込まれたビットから出る漏洩磁界は、磁気ヘッド31の再生素子がセンスすることで電気的信号に変換され、記録再生アンプ41及びデータ符号・復号系42で磁気記録系に好適な方法で波形整形・復号化処理を経てユーザデータが再現される。   User data input through the external interface 44 is encoded and shaped by the controller 43 and the data encoding / decoding system 42 by a method suitable for the magnetic recording system, and converted into a recording current waveform by the recording / reproducing amplifier 41. Bits are written in the user data area of the magnetic recording medium 34 by exciting the recording element of the magnetic head 31. On the contrary, the magnetic field leaked from the written bit is converted into an electrical signal by sensing by the reproducing element of the magnetic head 31, and the recording / reproducing amplifier 41 and the data encoding / decoding system 42 are suitable for the magnetic recording system. User data is reproduced through the waveform shaping / decoding process.

本発明による磁気ディスクを図11に示す磁気ディスク装置に用いることにより、記録密度が大きく、かつ、SN比の大きい磁気ディスクを実現することが出来る。   By using the magnetic disk according to the present invention in the magnetic disk apparatus shown in FIG. 11, a magnetic disk having a high recording density and a high SN ratio can be realized.

11…基板、12…密着層、13…軟磁性下地層、14…シード層、15…中間層、16…記録層、17…保護層、18…非磁性層、131…第一軟磁性層、132…非磁性層、133…第二軟磁性層、141…第一シード層、142…第二シード層、143…第三シード層、31…磁気ヘッド、33…アクチュエータ、34…磁気記録媒体、35…スピンドルモータ、41…記録再生アンプ、42…データ符号・復号系、43…コントローラ、44…外部インターフェイス、45…機構制御系、101…磁性粒子、102…粒界材料、103…磁化遷移。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Substrate, 12 ... Adhesion layer, 13 ... Soft magnetic underlayer, 14 ... Seed layer, 15 ... Intermediate layer, 16 ... Recording layer, 17 ... Protective layer, 18 ... Nonmagnetic layer, 131 ... First soft magnetic layer, 132: Nonmagnetic layer, 133: Second soft magnetic layer, 141: First seed layer, 142: Second seed layer, 143: Third seed layer, 31: Magnetic head, 33: Actuator, 34: Magnetic recording medium, 35 ... spindle motor, 41 ... recording / reproducing amplifier, 42 ... data encoding / decoding system, 43 ... controller, 44 ... external interface, 45 ... mechanism control system, 101 ... magnetic particles, 102 ... grain boundary material, 103 ... magnetization transition.

Claims (7)

基板上に少なくとも軟磁性下地層、中間層、磁気記録層、保護層が積層されてなる垂直磁気記録媒体であって、前記磁気記録層は基板側から第1磁気記録層、第2磁気記録層の2層から構成され、前記第1磁気記録層、前記第2磁気記録層はそれぞれ柱状の強磁性体粒子の集合体からなり、前記第1磁気記録層における前記強磁性体粒子を取り囲む粒界材料の材料と、前記第2の磁気記録層における前記強磁性体粒子を取り囲む粒界材料は異なることを特徴とする垂直磁気記録媒体。   A perpendicular magnetic recording medium in which at least a soft magnetic underlayer, an intermediate layer, a magnetic recording layer, and a protective layer are laminated on a substrate, wherein the magnetic recording layer is a first magnetic recording layer and a second magnetic recording layer from the substrate side. The first magnetic recording layer and the second magnetic recording layer are each composed of aggregates of columnar ferromagnetic particles, and the grain boundaries surrounding the ferromagnetic particles in the first magnetic recording layer A perpendicular magnetic recording medium, wherein a material of the material and a grain boundary material surrounding the ferromagnetic particles in the second magnetic recording layer are different. 前記第1磁気記録層あるいは前記第2磁気記録層うち一層は、前記強磁性体粒子間の磁化を互いに反平行に向けようとする負の交換相互作用を有することを特徴とする請求項1記載の垂直磁気記録媒体。   2. The first magnetic recording layer or the second magnetic recording layer has a negative exchange interaction that attempts to direct magnetization between the ferromagnetic particles antiparallel to each other. Perpendicular magnetic recording media. 前記第1磁気記録層あるいは前記第2磁気記録層のうち少なくとも一層は、前記粒界材料としてRu,Cr,Ti、Irあるいはこれらの金属の酸化物を含むことを特徴とする請求項1記載の垂直磁気記録媒体。   The at least one layer of the first magnetic recording layer or the second magnetic recording layer contains Ru, Cr, Ti, Ir, or an oxide of these metals as the grain boundary material. Perpendicular magnetic recording medium. 前記第1磁気記録層は、前記粒界材料としてRu,Cr,Ti、Irあるいはこれらの金属の酸化物を含み、前記第2磁気記録層は前記粒界材料としてSiO2を含むことを特徴とする請求項1記載の垂直磁気記録媒体。   The first magnetic recording layer includes Ru, Cr, Ti, Ir, or an oxide of these metals as the grain boundary material, and the second magnetic recording layer includes SiO 2 as the grain boundary material. The perpendicular magnetic recording medium according to claim 1. 前記第1磁気記録層は負の交換相互作用を有し、前記第2磁気記録層は正の交換相互作用を有することを特徴とする請求項1に記載の垂直磁気記録媒体。   The perpendicular magnetic recording medium according to claim 1, wherein the first magnetic recording layer has a negative exchange interaction, and the second magnetic recording layer has a positive exchange interaction. 基板上に少なくとも軟磁性下地層、中間層、磁気記録層、保護層が積層されてなる垂直磁気記録媒体であって、前記磁気記録層は基板側から第1磁気記録層、第2磁気記録層を含む複数の磁気記録層から構成され、前記複数の磁気記録層はそれぞれ柱状の強磁性体粒子の集合体からなり、前記複数の磁気記録層のうち、少なくとも1層は、前記強磁性体粒子を取り囲む粒界材料の材料が、他の磁気記録層における前記強磁性体粒子を取り囲む粒界材料とは異なることを特徴とする垂直磁気記録媒体。   A perpendicular magnetic recording medium in which at least a soft magnetic underlayer, an intermediate layer, a magnetic recording layer, and a protective layer are laminated on a substrate, wherein the magnetic recording layer is a first magnetic recording layer and a second magnetic recording layer from the substrate side. Each of the plurality of magnetic recording layers is composed of an aggregate of columnar ferromagnetic particles, and at least one of the plurality of magnetic recording layers is the ferromagnetic particle. The perpendicular magnetic recording medium is characterized in that the material of the grain boundary material surrounding the magnetic material is different from the grain boundary material surrounding the ferromagnetic particles in the other magnetic recording layer. 基板上に少なくとも軟磁性下地層、中間層、磁気記録層、保護層が積層されてなる垂直磁気記録媒体であって、前記磁気記録層は基板側から第1磁気記録層、第2磁気記録層を含む複数の磁気記録層から構成され、前記複数の磁気記録層はそれぞれ柱状の強磁性体粒子と、前記強磁性体粒子を取り囲む粒界材料からなり、前記複数の磁気記録層のうち、少なくとも1層は、前記強磁性体粒子間の磁化を互いに反平行に向けようとする負の交換相互作用を有することを特徴とする垂直磁気記録媒体。   A perpendicular magnetic recording medium in which at least a soft magnetic underlayer, an intermediate layer, a magnetic recording layer, and a protective layer are laminated on a substrate, wherein the magnetic recording layer is a first magnetic recording layer and a second magnetic recording layer from the substrate side. Each of the plurality of magnetic recording layers is made of columnar ferromagnetic particles and a grain boundary material surrounding the ferromagnetic particles, and at least of the plurality of magnetic recording layers. The perpendicular magnetic recording medium according to claim 1, wherein the first layer has a negative exchange interaction for directing magnetization between the ferromagnetic particles antiparallel to each other.
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