JP2012033257A5

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Publication number: JP2012033257A5
Application number: JP2011164098A
Authority: JP
Filing date: 2011-07-27
Publication date: 2014-05-15
Anticipated expiration: 2031-07-27

Description

ＲｕまたはＣｏ_xＲｕ_1-x合金に加えて、第１の交換ブレーク層４４および／または第２の交換ブレーク層４８は非磁性酸化物、たとえばＳｉＯ₂、ＴｉＯ₂、ＣｏＯ₂，Ｃｒ₂Ｏ₃、Ｔａ₂Ｏ₅を任意に含むことができる。この非磁性酸化物は、後で行なわれる第１の交換ブレーク層４４上の粒状の第２の磁気層４６の生成、または第２の交換ブレーク層４８上の粒状の第３の磁気層５０の生成を促進させる役割を果たし得る。一部の実施の形態において、第１の交換ブレーク層４４および第２の交換ブレーク層４８は実質的に同様の組成を含むことができるが、別の実施の形態では、異なる組成を含み得る。

第１の磁気層４２、第２の磁気層４６および第３の磁気層５０に対して相対的に高い平均磁気異方性場を達成しながらＥＣＣ構造によって与えられる利点をも得る１つの方法は、Ｈ_k1およびＨ_k2の差（すなわち、Ｈ_k1−Ｈ_k2）がＨ_k2およびＨ_k3の差（すなわち、Ｈ_k２−Ｈ_k３）よりも小さいよう、第１の磁気層４２、第２の磁気層４６および第３の磁気層５０の組成を選択することである。すなわち、磁気記録層４０の個々の層４２、４６および５０の磁気異方性は、第１の磁気層４２の近くではより遅く減少、または増加し、第１の磁気層４２からの距離が大きくなるにつれより速く減少する。磁気記録層４０におけるこのような磁気異方性場の分布は、凸状磁気異方性場分布と呼ぶ。凸状磁気異方性場分布は、磁気記録層４０の磁気配向の熱的安定性および記録層４０の書込容易性を与え得る。一部の例において、凸状磁気異方性分布は、相対的に高い磁気異方性場の材料からなる磁気記録層４０のより大きい割合をもたらし得る。

実施例１
図７Ａおよび図７Ｂは、磁気層１の磁気異方性値Ｈ_A1が２０ｋＯｅであり、磁気層２の磁気異方性値Ｈ_A２が１６ｋＯｅであり、磁気層３の磁気異方性値Ｈ_A３が９ｋＯｅである例を示す。このような磁気異方性分布は、本開示に従い凸状磁気異方性勾配である。Ｈ_Ａ1−Ｈ_Ａ2は４ｋＯｅであり、これは７ｋＯｅであるＨ_Ａ2−Ｈ_Ａ3よりも小さい。さらに、Ｈ_Ａ2／Ｈ_Ａ1は０．８であり、これはＨ_Ａ3／Ｈ_Ａ2（０．５６２５）よりも大きい。実施例１において、Δ₂＝Δ₃＝０．５、κ₂＝０．４、κ₃＝０．２２５である。

実施例１の磁気配向スイッチング性能を基準コヒーレントスイッチング磁気記録層と比べると、最小正規化Ｈ_sw値（磁気記録層の有効保磁力；磁気記録層の配向が切換わった適用磁場に等しく、第１の磁気層の保磁力によって正規化される）は、基準磁気記録層のエネルギバリア（１．６２５）と実質的に等しいエネルギバリアで見出された。図７Ａおよび図７Ｂを参照すると、円８２の近似座標はχ₁₂＝０．４５およびχ₂₃＝０．４５である。図７Ａを参照すると、χ₁₂＝０．４５およびχ₂₃＝０．４５での正規化Ｈ_sw値は、円８４によって示されるように約０．７３である。これを基準膜の正規化Ｈ_sw値０．８１２５と比較すると、実施例１の磁気異方性勾配は、約１１％減少した正規Ｈ_swをもたらした。すなわち、凸状磁気異方性勾配を与えるよう選択された３つの磁気層を有する磁気記録層は、線形の磁気異方性勾配を与えるよう選択された３つの磁気層を有する磁気記録層と比べて、より容易に切換わり、匹敵する熱安定性を有する。

実施例２
図８Ａおよび図８Ｂは、磁気層１の磁気異方性値Ｈ_A1が２０ｋＯｅであり、磁気層２の磁気異方性値Ｈ_A２が１９ｋＯｅであり、磁気層３の磁気異方性値Ｈ_A３が６ｋＯｅである例を示す。このような磁気異方性分布は、本開示に従い凸状磁気異方性勾配である。Ｈ_Ａ1−Ｈ_Ａ2は１ｋＯｅであり、これは１３ｋＯｅであるＨ_Ａ2−Ｈ_Ａ3よりも小さい。さらに、Ｈ_Ａ2／Ｈ_Ａ1は０．９５であり、これはＨ_Ａ3／Ｈ_Ａ2（０．３１５８）よりも大きい。実施例１において、Δ₂＝Δ₃＝０．５、κ₂＝０．４７５、κ₃＝０．１５である。

実施例２の磁気配向スイッチング性能を基準コヒーレントスイッチング磁気記録層と比べると、最小正規化Ｈ_sw値は、基準磁気記録層のエネルギバリア（１．６２５）と実質的に等しいエネルギバリアで見出された。図８Ａおよび図８Ｂを参照すると、円８６の近似座標はχ₁₂＝０．４５およびχ₂₃＝０．４５である。図８Ａを参照すると、χ₁₂＝０．４５およびχ₂₃＝０．４５での正規化Ｈ_sw値は、円８８によって示されるように約０．６８である。これを基準膜の正規化Ｈ_sw値０．８１２５と比較すると、実施例２の磁気異方性勾配は、約２０％減少した正規Ｈ_swをもたらした。ここでも、凸状磁気異方性勾配を与えるよう選択された３つの磁気層を有する磁気記録層は、線形の磁気異方性勾配を与えるよう選択された３つの磁気層を有する磁気記録層と比べて、より容易に切換わり、匹敵する熱安定性を有する。

実施例３
図９Ａおよび図９Ｂは、磁気層１の磁気異方性値Ｈ_A1が２０ｋＯｅであり、磁気層２の磁気異方性値Ｈ_A２が２４ｋＯｅであり、磁気層３の磁気異方性値Ｈ_A３が１ｋＯｅである例を示す。このような磁気異方性分布は、本開示に従い凸状磁気異方性勾配である。Ｈ_Ａ1−Ｈ_Ａ2は−４ｋＯｅであり、これは２３ｋＯｅであるＨ_Ａ2−Ｈ_Ａ3よりも小さい。さらに、Ｈ_Ａ2／Ｈ_Ａ1は１．２であり、これはＨ_Ａ3／Ｈ_Ａ2（０．０４１７）よりも大きい。実施例３において、Δ₂＝Δ₃＝０．５、κ₂＝０．６、κ₃＝０．０２５である。

実施例４の磁気配向スイッチング性能を基準コヒーレントスイッチング磁気記録層と比べると、最小正規化Ｈ_sw値（磁気記録層の有効保磁力；磁気記録層の配向が切換わった適用磁場に等しく、第１の磁気層の保磁力によって正規化される）は、基準磁気記録層のエネルギバリア（１．６２５）と実質的に等しいエネルギバリアで見出された。図９Ａおよび図９Ｂを参照すると、円９０の近似座標はχ₁₂＝０．４５およびχ₂₃＝０．４５である。図９Ａを参照すると、χ₁₂＝０．４５およびχ₂₃＝０．４５での正規化Ｈ_sw値は、円９２によって示されるように約０．５５である。これを基準膜の正規化Ｈ_sw値０．８１２５と比較すると、実施例１の磁気異方性勾配は、約４８％減少した正規Ｈ_swをもたらした。ここでも、凸状磁気異方性勾配を与えるよう選択された３つの磁気層を有する磁気記録層は、線形の磁気異方性勾配を与えるよう選択された３つの磁気層を有する磁気記録層と比べて、より容易に切換わり、匹敵する熱安定性を有することを示す。
実施例４
図１０Ａおよび図１０Ｂは、磁気層１の磁気異方性値Ｈ_A1が２４ｋＯｅであり、磁気層２の磁気異方性値Ｈ_A２が１６ｋＯｅであり、磁気層３の磁気異方性値Ｈ_A３が１ｋＯｅである例を示す。このような磁気異方性分布は、本開示に従い凸状磁気異方性勾配である。Ｈ_Ａ1−Ｈ_Ａ2は４ｋＯｅであり、これは１５ｋＯｅであるＨ_Ａ2−Ｈ_Ａ3よりも小さい。さらに、Ｈ_Ａ2／Ｈ_Ａ1は０．６６７であり、これはＨ_Ａ3／Ｈ_Ａ2（０．０６２５）よりも大きい。実施例４において、Δ₂＝Δ₃＝０．５、κ₂＝１／３、κ₃＝１／４８である。

実施例４の磁気配向スイッチング性能を基準コヒーレントスイッチング磁気記録層と比べると、最小正規化Ｈ_sw値は、基準磁気記録層のエネルギバリア（１．３５４）と実質的に等しいエネルギバリアで見出された。図１０Ａおよび図１０Ｂを参照すると、円９４の近似座標はχ₁₂＝０．３５およびχ₂₃＝０．４である。図１０Ａを参照すると、χ₁₂＝０．３５およびχ₂₃＝０．４での正規化Ｈ_sw値は、円９６によって示されるように約０．４２である。これを基準膜の正規化Ｈ_sw値０．６７７と比較すると、実施例４の磁気異方性勾配は、約６１％減少した正規Ｈ_swをもたらした。これは、凸状磁気異方性勾配を与えるよう選択された３つの磁気層を有する磁気記録層は、線形の磁気異方性勾配を与えるよう選択された３つの磁気層を有する磁気記録層と比べて、より容易に切換わり、匹敵する熱安定性を有することを示す。

Claims

装置であって、
ｎ枚の磁気層と、
ｎ−１枚の交換ブレーク層とを備え、ｎは３以上であり、ｎ−１枚の交換ブレーク層は、装置においてｎ枚の磁気層と交互にあり、ｎ枚の磁気層は凸状磁気異方性場勾配を有するよう、それぞれ磁気異方性場を含み、
前記ｎ枚の磁気層のうちの頂部磁気層上に形成される、連続する粒状複合（ＣＧＣ）層をさらに備え、前記粒状複合層および前記頂部磁気層は、交換結合複合層構造を備え、前記交換結合複合層構造は、前記交換結合複合層構造の下のｎ−１枚の交換ブレーク層上に、厚さ重み付きの平均磁気異方性場を有する交換結合複合効果を発揮するように構成される、装置。
第１の磁気異方性場Ｈ_k1を有する第１の磁気層と、
第１の磁気層上に形成される第１の交換ブレーク層と、
第１の交換ブレーク層上に形成される第２の磁気層とを備え、第２の磁気層は第２の磁気異方性場Ｈ_k2を有し、さらに
第２の磁気層上に形成される第２の交換ブレーク層と、
第２の交換ブレーク層上に形成される第３の磁気層とを備え、第３の磁気層は第３の磁気異方性場Ｈ_k3を有し、Ｈ_k1−Ｈ_k2はＨ_k2−Ｈ_k3よりも小さい、請求項１に記載の装置。
第１の比Ｈ_k2／Ｈ_k1は第２の比Ｈ_k3／Ｈ_k2よりも大きい、請求項２に記載の装置。
第１の磁気層はあるＰｔ含有量Ｐｔ１を有し、これは約１８ａｔ．％および約２２ａｔ．％の間にあり、第２の磁気層はあるＰｔ含有量Ｐｔ２を有し、これは約１４ａｔ．％および約１８ａｔ．％の間にあり、第３の磁気層はあるＰｔ含有量Ｐｔ３を有し、これは約１４ａｔ．％未満であり、Ｐｔ１−Ｐｔ２はＰｔ２−Ｐｔ３よりも小さい、請求項２または３に記載の装置。
連続する粒状複合（ＣＧＣ）層は層磁気異方性場Ｈ_k4を有する、請求項２〜４のいずれかに記載の装置。
第１の磁気層、第２の磁気層、および第３の磁気層の少なくとも１つは、Ｃｏ合金、Ｃｏ合金およびＰｔ合金の交互に重なった層、またはＣｏ合金およびＰｄ合金の交互に重なった層の少なくとも１つを有する、請求項２〜５のいずれかに記載の装置。
ｎは４であり、第１の磁気層は第１の磁気異方性場Ｈ_k1を有し、第２の磁気層は第２の磁気異方性場Ｈ_k２を有し、第３の磁気層は第３の磁気異方性場Ｈ_k３を有し、第４の磁気層は第４の磁気異方性場Ｈ_k４を有し、Ｈ_k1−Ｈ_k2はＨ_k2−Ｈ_k3よりも小さく、Ｈ_k2−Ｈ_k3はＨ_k３−Ｈ_k４よりも小さい、請求項１〜６のいずれかに記載の装置。
第１の比Ｈ_k2／Ｈ_k1は第２の比Ｈ_k3／Ｈ_k2よりも大きく、第２の比は第３の比Ｈ_k４／Ｈ_k３よりも大きい、請求項７に記載の装置。