JP2015049926A - マイクロ波アシスト磁気記録のための高Ｈｋアシスト層を有する粒状媒体 - Google Patents
マイクロ波アシスト磁気記録のための高Ｈｋアシスト層を有する粒状媒体 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】 マイクロ波アシスト磁気記録のための高Ｈｋアシスト層を有する粒状媒体を提供する。【解決手段】 一実施形態では、磁気記憶装置は、それぞれがスピントルク発振器（ＳＴＯ）を含む少なくとも１つのマイクロ波アシスト磁気記録（ＭＡＭＲ）ヘッドと、磁気記録媒体と、少なくとも１つのＭＡＭＲヘッドの上に磁気媒体を通過させるための駆動機構と、少なくとも１つのＭＡＭＲヘッドの動作を制御するための少なくとも１つのＭＡＭＲヘッドに電気的に接続された制御装置とを含み、磁気記録媒体は、基板上に直接または間接的に配置された記録層と記録層の上に配置されたアシスト層とを含み、記録層は少なくともＣｏ、Ｐｔ、および酸化物または酸素を含み、アシスト層は少なくとも１つのＭＡＭＲヘッドのより近くに配置され、少なくともＣｏとＰｔを含み、記録層の少なくとも一部は前記アシスト層より小さな異方性磁界を有する。【選択図】図５
Description
本発明は、大量の情報の記録を可能にするためにマイクロ波アシスト磁気記録（ＭＡＭＲ：microwave-assisted magnetic recording）を利用する磁気記憶装置に関し、特に、高Ｈｋアシスト層を有する粒状媒体に関する。
コンピュータの心臓部は、回転磁気ディスクと、読み取りおよび書き込みヘッドを有するスライダと、回転ディスクの上のサスペンションアームと、読み取りおよび／または書き込みヘッドを回転ディスク上の選択された環状トラックの上に置くためにサスペンションアームを振るアクチュエータアームとを通常は含む磁気ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）である。サスペンションアームは、ディスクが回転していないときにスライダを付勢してディスクの表面と接触させるが、ディスクが回転すると、空気が、スライダの空気軸受け表面（ＡＢＳ：air bearing surface）に隣接する回転ディスクにより渦巻かれ、これによりスライダを回転ディスクの表面からわずかな距離離れた空気軸受け上に乗せる。スライダが空気軸受け上に乗ると、磁気的痕跡を回転ディスクに書き込むおよびそれから磁気信号電界を読み取るために読み取りおよび書き込みヘッドを使用する。読み取りおよび書き込みヘッドは、読み取りおよび書き込み機能を実施するためにコンピュータプログラムに従って動作する処理回路に接続される。
情報時代の情報処理の量は急激に増加している。特に、より多くの情報をＨＤＤがその限られた面積と容積内に格納できることが望まれる。この要望に対する技術的手法は、ＨＤＤの記憶密度を増加することにより容量を増加することである。より高い記憶密度を実現するために、記録ビットのさらなる微細化が効果的であるが、これはひいては、通常、ますます小さな部品の設計を必要とする。
しかし、様々な部品のさらなる微細化はそれ独自の課題と障害を生じる。記録媒体中のより微細な強磁性結晶粒と雑音低減は記憶密度を上げるための効果的なやり方である。しかし、結晶粒の大きさが低下するにつれ、記録磁化は熱的に不安定になり、熱消磁（例えば、劣化）が出力信号に発生し、磁気記憶装置の読み取り／書き込み特性が時間とともに劣化する。熱消磁を防止するための効果的な方法は強磁性結晶粒の磁気結晶異方性を増加することであるが、大きな磁気結晶異方性を有する媒体上の記録を可能にするために大きな磁界が磁気ヘッドにおいて必要とされる。
磁気ヘッドにおけるより狭いトラック幅が高記録密度を実現するために効果的である。しかし、磁気ヘッドにおけるトラック幅が狭くなるにつれて、磁気ヘッドの記録磁界は小さくなる。この現象は高記録密度の「トリレンマ（trilemma）」と呼ばれ、従来技術を使用する際に高記録密度の発展を妨げる。
マイクロ波アシスト磁気記録（ＭＡＭＲ）は高い磁気結晶異方性を有する媒体に記録することができ、このトリレンマを克服するために使用され得る。ＭＡＭＲは、マイクロ波磁界発振素子を記録ヘッドに組み込み、ヘッドの記録磁界にマイクロ波磁界を重畳することにより記録する。強磁気共鳴（ＦＭＲ：Ferro-magnetic resonance）は、マイクロ波磁界の周波数が媒体の磁化の共振周波数に一致すると発生し、回転歳差運動をさらに活性化する。このＦＭＲは、エネルギー障壁を磁化反転まで低下させることができる。非磁気層により強磁性薄膜から分離されたスピントルク発振器（ＳＴＯ：spin torque oscillator）と呼ばれる素子は、マイクロ波磁界発振素子として使用され得る。この構造は、主磁極と後縁（trailing）シールド間に配置されると、ＭＡＭＲ記録ヘッドを形成する。
ＦＭＲはＭＡＭＲにおいて使用されるので、高アシスト効果を得るためにマイクロ波磁界の周波数に対応するように媒体の磁気特性を適切に制御することが重要である。例えば、特許文献１は、主磁極と主磁極に近接して配置されたスピントルク発振器とを有し、スピン注入層と発振器層の少なくとも２つの磁気層を含む磁気記録ヘッドと、記録層とアンテナ層の２つの磁気層を含む磁気記録媒体であって、少なくとも記録層は硬質磁性材料であり、アンテナ層は記録層より磁気記録ヘッドに近い位置に形成され、アンテナ層の共振周波数ｆａは記録層の共振周波数ｆｒより低く、記録層とアンテナ層は強磁性的に結合され、アンテナ層の共振周波数は発振器層の共振周波数より高い、磁気記録媒体とを備える磁気記録装置を提案する。これはマイクロ波磁界を使用することにより高いアシスト効果を得ることができる。
しかし、ＭＡＭＲを使用し高記録密度を実現するためにマイクロ波磁界による高いアシスト効果を実現するだけでは十分ではない。媒体の磁気特性がヘッドの記録磁界に対応するように適切に制御されなければ、高いアシスト効果が得られても満足のいく記録特性は得られないことになる。
一実施形態では、磁気記録媒体は、基板上に直接または間接的に配置された少なくともＣｏ、Ｐｔ、および酸化物または酸素を含む記録層と、記録層の上に配置されたアシスト層であって、記録層より磁気ヘッドの空気軸受け表面（ＡＢＳ）近くに配置された少なくともＣｏおよびＰｔを含むアシスト層とを含み、記録層の少なくとも一部はアシスト層より小さな異方性磁界を有する。
別の実施形態では、磁気記憶装置は、それぞれがスピントルク発振器（ＳＴＯ）を含む少なくとも１つのマイクロ波アシスト磁気記録（ＭＡＭＲ）ヘッドと、磁気記録媒体と、少なくとも１つのＭＡＭＲヘッドの上に磁気媒体を通過させるための駆動機構と、少なくとも１つのＭＡＭＲヘッドの動作を制御するための少なくとも１つのＭＡＭＲヘッドに電気的に接続された制御装置とを含み、磁気記録媒体は、基板上に直接または間接的に配置された記録層と記録層の上に配置されたアシスト層を含み、記録層は少なくともＣｏ、Ｐｔ、および酸化物または酸素を含み、アシスト層は少なくとも１つのＭＡＭＲヘッドのより近くに配置され、少なくともＣｏとＰｔを含み、記録層の少なくとも一部はアシスト層より小さな異方性磁界を有する。
別の実施形態では、磁気記録媒体を形成する方法は、少なくともＣｏ、Ｐｔ、および酸化物または酸素を含む記録層を基板の上に直接または間接的に形成する工程と、少なくともＣｏおよびＰｔを含むアシスト層を記録層の上に形成する工程であって、記録層の少なくとも一部はアシスト層より小さな異方性磁界を有する、工程とを含む。
これらの実施形態のいずれも、磁気ヘッドと、磁気ヘッド上に磁気記憶媒体（例えば、ハードディスク）を通過させるための駆動機構と、ヘッドの動作を制御するためにヘッドに電気的に接続された制御装置とを含み得るディスク駆動システムなどの磁気データ記憶システムにおいて実施され得る。
本発明の他の態様および利点は、一例として本発明の原理を示す添付図面と併せ以下の詳細説明から明らかになる。
好ましい使用の態様だけでなく本発明の性質と利点をより十分に理解するためには、添付図面と併せて読まれる以下の詳細な説明を参照すべきである。
以下の説明は、本発明の一般的原理を示すためになされるのであって、本明細書において請求される発明概念を制限することを意味しない。さらに、本明細書に記載の特定の特徴は、様々な可能な組み合わせおよび置換のそれぞれにおいて他の記載された特徴と組み合わせて使用できる。
本明細書に特記ある場合を除き、すべての用語は、当業者により理解される意味および／または辞書、論文等に定義される意味だけでなく本明細書から示唆される意味も含む最も広い可能な解釈を与えられるものする。
本明細書と添付特許請求の範囲において使用されるように、単数形式の表現は特記ある場合を除き複数の参照を含むということに留意されたい。
一実施形態によると、高記録密度を可能にする満足のいく記録特性は、媒体の磁気特性を適切に制御することによりマイクロ波磁界による高いアシスト効果を得る間に実現され得る。
一般的な実施形態では、磁気記録媒体は、基板上に直接または間接的に配置された少なくともＣｏ、Ｐｔ、および酸化物または酸素を含む記録層と、記録層の上に配置されたアシスト層であって、記録層より磁気ヘッドの空気軸受け表面（ＡＢＳ）近くに配置された少なくともＣｏおよびＰｔを含むアシスト層とを含み、記録層の少なくとも一部はアシスト層より小さな異方性磁界を有する。
別の一般的な実施形態では、磁気記憶装置は、それぞれがスピントルク発振器（ＳＴＯ）を含む少なくとも１つのマイクロ波アシスト磁気記録（ＭＡＭＲ）ヘッドと、磁気記録媒体と、少なくとも１つのＭＡＭＲヘッドの上に磁気媒体を通過させるための駆動機構と、少なくとも１つのＭＡＭＲヘッドの動作を制御するための少なくとも１つのＭＡＭＲヘッドに電気的に接続された制御装置とを含み、磁気記録媒体は、基板上に直接または間接的に配置された記録層と記録層の上に配置されたアシスト層を含み、記録層は少なくともＣｏ、Ｐｔ、および酸化物または酸素を含み、アシスト層は少なくとも１つのＭＡＭＲヘッドのより近くに配置され、少なくともＣｏとＰｔを含み、記録層の少なくとも一部はアシスト層より小さな異方性磁界を有する。
別の一般的な実施形態では、磁気記録媒体を形成する方法は、少なくともＣｏ、Ｐｔ、および酸化物または酸素を含む記録層を基板の上に直接または間接的に形成する工程と、少なくともＣｏおよびＰｔを含むアシスト層を記録層の上に形成する工程であって、記録層の少なくとも一部はアシスト層より小さな異方性磁界を有する、工程とを含む。
次に図１を参照すると、本発明の一実施形態によるディスク駆動装置１００が示される。図１に示すように、少なくとも１つの回転可能磁気媒体（例えば、磁気ディスク）１１２がスピンドル１１４上に支持され、ディスク駆動モータ１１８を含み得る駆動機構により回転される。各ディスク上の磁気記録は通常、ディスク１１２上の環状パターンの同心データトラック（図示せず）の形式である。したがって、ディスク駆動モータ１１８は好適には、直ぐ後に説明するように、磁気ディスク１１２を磁気読み取り／書き込み部分１２１全体にわたって通過させる。
例えば本明細書で説明されるおよび／または示唆される手法のいずれかによる磁気ヘッドの、それぞれが１つまたは複数の磁気読み込み／書き込み部分１２１を支持する少なくとも１つのスライダ１１３がディスク１１２近傍に配置される。ディスクが回転するにつれ、スライダ１１３は、所望のデータが読み取られるおよび／または書き込まれるディスクの様々なトラックを上記部分１２１がアクセスするようにディスク面１２２の上で半径方向に出たり入ったりする。各スライダ１１３はサスペンション１１５によりアクチュエータアーム１１９に取り付けられる。サスペンション１１５は、ディスク面１２２に対してスライダ１１３を付勢するわずかなスプリング力を供給する。各アクチュエータアーム１１９はアクチュエータ１２７に取り付けられる。図１に示すようなアクチュエータ１２７はボイスコイルモータ（ＶＣＭ）であり得る。ＶＣＭは固定磁界内で移動可能なコイルを含み、コイル運動の方向と速度は制御装置１２９により供給されるモータ電流信号により制御される。
ディスク記憶システムの動作中、ディスク１１２の回転は、スライダ上に押し上げ力すなわち揚力を働かせるスライダ１１３とディスク面１２２間の空気軸受けを生成する。したがって空気軸受けはサスペンション１１５のわずかなスプリング力と釣り合い、通常動作中に、スライダ１１３を、小さくほぼ一定の間隔だけディスク面から離しディスク面の若干上に支持する。いくつかの実施形態ではスライダ１１３はディスク面１２２に沿って滑走し得るということに留意されたい。
ディスク記憶システムの様々な部品は、アクセス制御信号と内部クロック信号など制御装置１２９により生成される制御信号により動作が制御される。通常、制御装置１２９は、論理制御回路、記憶装置（例えば、メモリ）、マイクロプロセッサを含む。好適な手法では、制御装置１２９は、その動作を制御するために１つまたは複数の磁気読み取り／書き込み部分１２１へ（例えば、配線、ケーブル、線などを介し）電気的に接続される。制御装置１２９は、様々なシステム動作を制御するために、線１２３上の駆動モータ制御信号、線１２８上のヘッド位置およびシーク制御信号などの制御信号を生成する。線１２８上の制御信号は、スライダ１１３をディスク１１２上の所望のデータトラックへ最適に移動し配置するために所望の電流プロファイルを提供する。読み取りおよび書き込み信号は記録チャネル１２５を経由して読み取り／書き込み部分１２１へ伝達される。
典型的な磁気ディスク記憶システムの上記説明と図１の付随説明は代表的目的のためだけである。ディスク記憶システムが多数のディスクとアクチュエータを含み、各アクチュエータが多数のスライダを支持し得るということは明らかである。
当業者によりすべて理解されるように、データを送受信するためにディスク駆動装置とホスト（一体型または外付け）間の通信のための、そしてディスク駆動装置の動作を制御するとともにディスク駆動装置の状態をホストに伝達するためのインターフェースがまた設けられ得る。
典型的ヘッドでは、誘導性書き込み部分は、第１と第２の磁極片層（ｐｏｌｅ ｐｉｅｃｅ ｌａｙｅｒ）間に位置する１つまたは複数の絶縁層（絶縁スタック）に埋め込まれたコイル層を含む。書き込み部分のＡＢＳにおけるギャップ層によりギャップが第１と第２の磁極片層間に形成される。磁極片層同士は後方ギャップにおいて接続され得る。電流がコイル層に導通され、磁極片内に磁界を生成する。磁界は、回転磁気ディスク上の環状トラックなどの動く媒体上のトラックに磁界情報のビットを書き込む目的のために、ＡＢＳにおけるギャップを跨いで広がる。
第２の磁極片層は、ＡＢＳからフレア点まで延伸する磁極先端部と、フレア点から後方ギャップまで延伸するヨーク部とを有する。フレア点は、第２の磁極片がヨークを形成するために広がり始める場所である。フレア点の配置は、記録媒体上に情報を書き込むために生成される磁界の大きさに直接影響を与える。
図２Ａに、図１に示すような磁気ディスク記録システムと共に使用される従来の記録媒体を図式的に示す。この媒体は、媒体自体の面内にまたはそれと平行に磁気インパルスを記録するために利用される。記録媒体（この事例では記録ディスク）は基本的に、従来の磁性体層の上層被膜２０２を有するガラスなどの好適な非磁性材料の支持基板２００を含む。
図２Ｂに、好適には薄膜ヘッドであり得る従来の読み取り／書き込みヘッド２０４と図２Ａのものなどの従来の記録媒体との動作関係を示す。
図２Ｃに、図１に示すものなどの磁気ディスク記録システムと共に使用されるような記録媒体の表面にほぼ垂直な磁気インパルスの配向を図式的に示す。このような垂直磁気記録に関しては、媒体は通常、高透磁率を有する材料の下層２１２を含む。このとき下僧２１２は、下僧２１２に対し高保磁力を好適には有する磁性材料の上層被膜２１４を備える。
図２Ｄに、垂直ヘッド２１８と記録媒体との動作関係を示す。図２Ｄに示す記録媒体は、図２Ｃに関して説明した高透磁率下僧２１２と磁性材料の上層被膜２１４との両方を含む。但しこれらの層２１２と２１４の両方は好適な基板２１６に塗布されて示されている。通常、層２１２と２１４間には「交換ブレーク（exchange-break）」層または「中間層」と呼ばれる追加層（図示せず）もまた存在する。
この構造では、垂直ヘッド２１８の磁極間に延伸する磁束線は、記録媒体（軟質磁気下層）の高透磁率下層２１２を有する記録媒体の上層被膜２１４にループ状に入りそれから出る。これにより、下僧２１２に対して高い保磁力を好適には有する磁性材料の上層被膜２１４内に、磁束線を、媒体の表面にほぼ垂直方向に上層被膜２１４を通過させ、情報を媒体の表面に対しほぼ垂直な磁化の軸を有する磁気インパルスの形式で記録する。磁束は、下層２１２により導かれヘッド２１８の戻り層（Ｐ１）へ戻される。
図２Ｅに、基板２１６がその両側のそれぞれに層２１２と２１４を担持する同様の構造を示す。好適な記録ヘッド２１８が媒体の各側の磁性被膜２１４の外面に隣接して配置され、媒体の各側への記録を可能にする。
図３Ａは垂直磁気ヘッドの断面図である。図３Ａでは、ステッチ磁極（stitch pole）３０８内に磁束を生成するために螺旋コイル３１０と３１２が使用される。ステッチ磁極３０８は磁束を主磁極３０６へ供給する。コイル３１０は紙面外に延伸するコイルを示し、一方、コイル３１２は紙面内に延伸するコイルを示す。ステッチ磁極３０８はＡＢＳ３１８から窪められ得る。絶縁３１６はコイルを囲み、素子のいくつかを支持し得る。本構造の右側の矢印により示すように、媒体走行の方向は、媒体を、最初に下側戻り磁極（シールド）３１４を通過させ、次に、取り巻き（wrap around）シールド（図示せず）に接続され得るステッチ磁極３０８、主磁極３０６、後縁シールド（trailing shield）３０４を通過させ、そして最後に上側戻り磁極３０２通過させる。これらの部品のそれぞれはＡＢＳ３１８と接する部分を有し得る。ＡＢＳ３１８は構造の右側全体に示されている。
垂直書き込みは、磁束を、ステッチ磁極３０８を介し主磁極３０６中へ押し込み、そして次にＡＢＳ３１８に向けて配置されたディスクの表面へ押し出すことにより達成される。
図３Ｂに、図３Ａのヘッドと同様の特徴を有するピギーバック磁気ヘッドを示す。２つのシールド３０４、３１４はステッチ磁極３０８と主磁極３０６を挟む。また、センサシールド３２２、３２４が示される。センサ３２６は通常、センサシールド３２２、３２４間に配置される。
図４Ａは、ステッチ磁極４０８へ磁束を供給するために、時にはパンケーキ構成と呼ばれるループコイル４１０を使用する一実施形態の概略図である。ステッチ磁極はこの磁束を主磁極４０６へ供給する。この配向では、下側戻り磁極は任意選択的である。絶縁４１６はコイル４１０を囲み、ステッチ磁極４０８と主磁極４０６を支持し得る。ステッチ磁極はＡＢＳ４１８から窪められ得る。構造の右側の矢印により示すように媒体走行の方向は、媒体を、取り巻きシールド（図示せず）へ接続され得るステッチ磁極４０８、主磁極４０６、後縁シールド４０４を通過させ、そして最後に上側戻り磁極４０２（これらのすべてはＡＢＳ４１８と接する部分を有しても有しなくてもよい）を通過させる。ＡＢＳ４１８は構造の右側全体に示されている。後縁シールド４０４はいくつかの実施形態では主磁極４０６と接触し得る。
図４Ｂに、パンケーキコイルを形成するように包み込むループコイル４１０を含む図４Ａのヘッドと同様の特徴を有する別のタイプのピギーバック磁気ヘッドを示す。また、センサシールド４２２、４２４が示される。センサ４２６は通常、センサシールド４２２、４２４間に配置される。
図３Ｂと図４Ｂでは、任意選択的ヒータが磁気ヘッドの非ＡＢＳ側の近くに示される。発熱素子（ヒータ）もまた図３Ａと図４Ａに示す磁気ヘッド内に含まれ得る。ここのヒータの位置は、突起が望まれる場合などの設計パラメータ、周囲層の熱膨張率などに基づき変わり得る。
本明細書に別途記載されない限り、当業者により理解されるであろうように図３Ａ〜４Ｂの構造の様々な部品は従来の材料と設計のものであり得る。
マイクロ波磁界により高いアシスト効果を得る一方で高記録密度を可能にする満足のいく記録特性を実現するために、磁気記憶装置は、一実施形態では、磁気記録媒体とＳＴＯなどのマイクロ波磁界発振素子を備えた磁気ヘッドとを含む。磁気記録媒体は、基板上に直接的および間接的に形成された記録層と記録層より磁気ヘッドのＡＢＳの近くに配置されたアシスト層とを含む。記録層は少なくともＣｏ、Ｐｔ、およびある材料の酸化物（酸素）を含む。アシスト層は少なくともＣｏおよびＰｔを含む。記録層は、一手法では複数の磁気層から作製され得る。様々な手法では、磁気層の少なくとも１つはアシスト層より小さな異方性磁界を有し、記録層を形成する複数の磁気層の少なくとも１つはアシスト層より少ない含有量のＰｔを有する。
アシスト層の異方性磁界Ｈｋ＿ａｓｓ、アシスト層および記録層の飽和磁化の平均値Ｍｓ＿ａｖｅ、ヘッドの記録磁界Ｈｈの関係式は、より大きな記録性能を提供するために一実施形態によるとＨｋ＿ａｓｓ−４πＭｓ＿ａｖｅ−Ｈｈ＞０であり得る。
アシスト層の異方性磁界Ｈｋ＿ａｓｓ、アシスト層および記録層の飽和磁化の平均値Ｍｓ＿ａｖｅ、（記録周波数から判断される）磁界掃引時間ｔ０における磁気記録媒体の保磁力Ｈｃ（ｔ０）の関係式は、別の実施形態によるとＨｋ＿ａｓｓ−４πＭｓ＿ａｖｅ−Ｈ０（ｔ０）＞０であり得る。
別の実施形態では、記録層の膜厚はアシスト層の膜厚の約２倍以上であり得る。別の手法では、アシスト層の異方性磁界は約１４ｋＯｅ以上であり得る。また、別の手法によると、交換結合制御層は記録層を形成する複数の磁気層間およびアシスト層と記録層との間に構成され得る。
図５に、一実施形態による磁気記憶装置５００に含まれ得る磁気ヘッド５０２と磁気記録媒体５０４の断面図を示す。磁気記憶装置５００は、磁気記録媒体５０４と、磁気記録媒体５０４の上に配置される（磁気記録媒体５０４の上を飛行する）ようにされた少なくとも１つの磁気ヘッド５０２とを含む構造である。磁気記録媒体５０４は、記録層５０８の上に配置されたアシスト層５０６を含む。磁気ヘッド５０２は書き込みヘッド５１０と読み取りヘッド５１２のうちの１つまたはその両方を含む。書き込みヘッド５１０は、マイクロ波磁界を生成するようにされたＳＴＯ５１６と、記録磁界を生成しデータを磁気記録媒体５０４へ書き込むようにされた主磁極５１４と、少なくとも１つの磁気シールド５１８と、これらの部品を励起するためのコイル５２０であって、紙面に入りそれから出るように見えるように断面で示されたコイルとを含む。読み取りヘッド５１２は、読み取りセンサ５２２、後縁シールド５２４、前縁（ｌｅａｄｉｎｇ）シールド５２６を含み、磁気記録媒体５０４からデータを読み取るようにされる。
当業者により理解されるように、磁気記憶装置５００は図５に示すものよりより多いまたは少ない部品を含み得、複数の読み取りヘッド５１２、書き込みヘッド５１０、より多くのシールド、相互配線、チャネルなどが磁気記憶装置５００に含まれ得る。
次に図６を参照すると、一実施形態による磁気記録媒体５０４の層構造が示されている。基板６００の上に接着層６０２、接着層６０２の上に軟磁性下層６０４、軟磁性下層６０４の上に結晶成長制御層６０６、結晶成長制御層６０６の上に記録層５０８、記録層５０８の上にアシスト層５０６、アシスト層５０６の上にオーバーコート膜６０８、オーバーコート膜６０８の上に潤滑膜６１０が配置される。潤滑膜６１０は作製されるときに磁気記録媒体５０４上に存在しなくてもよく、その場でまたは後で付着され得る。一実施形態では、これらの層は基板６００の上に連続的に積層され得、より多いまたは少ない層が存在する可能性がある。
オーバーコート膜６０８は、炭素などの任意の好適な材料と、ダイヤモンド状炭素（ＤＬＣ：diamond-like carbon）、ＡｌＴｉＣなどの炭素ベース硬質被膜とを含み得る。
約３０ｎｍなどの約２０ｎｍ〜約４０ｎｍの厚さを有するアモルファスＮｉＴａ合金が、一手法では接着層６０２として使用され得る。この材料を使用する効果は、磁気記録媒体５０４の平面性と、接着層６０２の基板６００に対する粘着性である。
様々な実施形態では、軟磁性下層６０４は、約２０ｎｍなどの約１０ｎｍ〜約３０ｎｍの膜厚を有する軟磁性合金の層と、約０．５ｎｍなどの約０．１ｎｍ〜約２ｎｍの膜厚を有する軟磁性合金の層間に挿入されたＲｕなどの非磁性材料層と、の２層を少なくとも含む反強磁性結合軟磁性下層であり得る。軟磁性合金は一実施形態ではＦｅＣｏＴａＺｒの合金であり得る。軟磁性下層６０４は、記録磁界の磁路を形成する効果と、磁気ヘッドの記録特性を概して改善する効果とを有する。さらに、反強磁性結合配置を使用することにより雑音を抑制し得る。
様々な実施形態では、結晶成長制御層６０６は、約１２ｎｍなどの約１０ｎｍ〜約１６ｎｍの合計厚に積層されたＲｕなどの六方最密充填（ｈｃｐ：hexagonal close packed）材料層と共に、約７ｎｍなどの約５ｎｍ〜約９ｎｍの厚さに積層されたＮｉＣｒＷ合金などの面心立方（ｆｃｃ：face-centered cubic）材料層から作製され得る。この層が提供する効果は、記録層５０８とアシスト層５０６を形成する結晶粒の垂直配向が促進されることと、結晶粒径が適切に制御されることである。結晶成長制御層６０６の下の構造は、磁気記憶装置に使用される典型的または一般的構造である。他の材料と設計とを使用して同様な効果が得られれば、結晶成長制御層６０６の下に使用される材料と構造に関する何ら特定の制限も無い。
記録層５０８は積層構造または単一磁気層を含み得る。次に図７を参照すると、積層構造７００が一実施形態に従って示されおり、積層構造７００は、第１の磁気層７０２、交換結合制御層７０４、第２の磁気層７０６を連続的に積層することにより製造され得る。第１の磁気層７０２は、一実施形態では、約１９．６ｋＯｅの異方性磁界と６００ｅｍｕ／ｃｃの飽和磁化とを有するＣｏ−１１Ｃｒ−１９Ｐｔ−５ＳｉＯ２−５ＴｉＯ２−２Ｃｏ３Ｏ４合金（各元素の前に置かれた数字は、そのｍｏｌ％を示す）を含み得る。この合金は様々な実施形態では約６ｎｍなどの約４ｎｍ〜約８ｎｍの厚さに形成される。交換結合制御層７０４は、一実施形態では、約０．２ｎｍなどの約０．１ｎｍ〜約０．５ｎｍの厚さのＲｕを含み得る。また、第２の磁気層７０６は、一実施形態では、約１３．２ｋＯｅの異方性磁界と３８０ｅｍｕ／ｃｃの飽和磁化とを有するＣｏ−２１Ｃｒ−１４Ｐｔ−６ＳｉＯ２合金を含み得る。この合金は様々な実施形態では約５ｎｍなどの約３ｎｍ〜約７ｎｍの厚さに形成される。
再び図６を参照すると、アシスト層５０６は、ＣｏＣｒなどのＣｏ合金、または約１６．８ｋＯｅの異方性磁界と３９０ｅｍｕ／ｃｃの飽和磁化とを有するＣｏ−２０Ｃｒ−１６ＰｔなどのＣｏＣｒＰｔ合金の膜であり得る。アシスト層５０６の厚さは様々な実施形態では約４ｎｍなど２ｎｍ〜約６ｎｍであり得る。
様々な実施形態では、オーバーコート膜６０８の膜厚は約３ｎｍなどの約１ｎｍ〜約５ｎｍであり得、潤滑膜６１０の膜厚は約１ｎｍなどの約０．５ｎｍ〜約２ｎｍであり得る。
再び図５を参照すると、マイクロ波磁界によるアシスト効果を得るためには、アシスト層５０６の有効磁界を適切に制御することが有用である。アシスト層５０６の共振周波数は、アシスト層５０６内の有効磁界とジャイロ磁気比との積により表される。これは、有効磁界が負の場合共振周波数が負値として計算されることを意味するが、これは共振ではない。アシスト効果は共振の無い状態下で得られる。
具体的には、アシスト層５０６の有効磁界はアシスト効果を得るためには正値でなければならない。アシスト層５０６の有効磁界は記録状況に応じて異なるが、最小値はＨｋ＿ａｓｓ−４πＭｓ＿ａｖｅ−Ｈｈにより表される。ここで、アシスト層５０６の異方性磁界はＨｋ＿ａｓｓ、アシスト層５０６および記録層５０８の飽和磁化の平均値はＭｓ＿ａｖｅ、磁気ヘッド５０２の記録磁界は記録中Ｈｈである。数式の第２項４πＭｓ＿ａｖｅは反磁界の最大値である。Ｈｋ＿ａｓｓ−４πＭｓ＿ａｖｅＨｈ＞０が適用できる場合、マイクロ波磁界によるアシストは記録状態とは独立して効果的に得られる。反磁界の最大値はこの実施形態では５．９ｋＯｅであり、磁気ヘッド５０２の記録磁界は記録中８．４ｋＯｅであり、この条件が適用できる。磁気記憶装置５００が約８ｋＯｅの磁気ヘッド５０２の記録磁界を有し、アシスト層５０６および記録層５０８の飽和磁化の平均値が約５００のｅｍｕ／ｃｃであり、アシスト層５０６の異方性磁界が約１４ｋＯｅであれば、アシスト効果が得られる。
記録中の磁気ヘッド５０２の記録磁界Ｈｈは、記録周波数から判断される磁界掃引時間ｔ０における磁気記録媒体５０４の保磁力Ｈｃ（ｔ０）で置換され得る。磁化の反転は、磁気ヘッド５０２が保磁力Ｈｃ（ｔ０）と同じ値を有する記録磁界を印加するタイミングで発生する。磁気記録媒体５０４の保磁力の磁界掃引時間への依存性は、所謂シャーロック（Sharrock）方程式により以下のように表される。
Ｈｃ（ｔ）＝Ｈ０［１−ｋＴ／ＫｕＶ・ｌｎ（Ａｔ／０．６９３）１／２］
この方程式において、Ｈｃ（ｔ）はある磁界掃引時間ｔにおける保磁力、ｋはボルツマン定数、Ｔは温度、頻度係数Ａは１０９ｓ−１である。この実施形態の磁気記録媒体は、８．６ｋＯｅのＨ０と９７の熱的安定性係数ＫｕＶ／ｋＴを有する。この実施形態では、最大記録周波数は４８７ＭＨｚであり、磁界掃引時間は周期の２分の１である１．０ｎｓである。磁界掃引時間における保磁力は上記方程式から８．６ｋＯｅであると判断される。小数第１位の数字は誤差を含むので、この値は記録中の磁気ヘッド５０２の記録磁界の値と同じであり得る。特に、Ｈｋ＿ａｓｓ−４πＭｓ＿ａｖｅ−Ｈｃ（ｔ０）＞０が適用できる場合、マイクロ波磁界によるアシスト効果が効果的に得られる。
Ｈｃ（ｔ）＝Ｈ０［１−ｋＴ／ＫｕＶ・ｌｎ（Ａｔ／０．６９３）１／２］
この方程式において、Ｈｃ（ｔ）はある磁界掃引時間ｔにおける保磁力、ｋはボルツマン定数、Ｔは温度、頻度係数Ａは１０９ｓ−１である。この実施形態の磁気記録媒体は、８．６ｋＯｅのＨ０と９７の熱的安定性係数ＫｕＶ／ｋＴを有する。この実施形態では、最大記録周波数は４８７ＭＨｚであり、磁界掃引時間は周期の２分の１である１．０ｎｓである。磁界掃引時間における保磁力は上記方程式から８．６ｋＯｅであると判断される。小数第１位の数字は誤差を含むので、この値は記録中の磁気ヘッド５０２の記録磁界の値と同じであり得る。特に、Ｈｋ＿ａｓｓ−４πＭｓ＿ａｖｅ−Ｈｃ（ｔ０）＞０が適用できる場合、マイクロ波磁界によるアシスト効果が効果的に得られる。
ＳＴＯ５１６により生成されるマイクロ波磁界のうち、ＳＴＯ５１６からわずかにオフセットされた位置における主磁極５１４下の面内成分は、アシストに有効なマイクロ波磁界である。したがって、マイクロ波磁界は、磁気記録媒体５０４の表面層の近くで適切に印加されるだけであり、深さ方向に急激に低下する。したがって、記録層５０８内では、マイクロ波磁界の印加は不十分であり、効果的なアシストは望まれない。一方、磁気ヘッド５０２の記録磁界は、磁気記録媒体５０４の軟磁性下層を通過し、記録層５０８内でも適切な強度を維持する。
したがって、記録層５０８を形成する複数の磁気層内では、磁気層の少なくとも一部の異方性磁界がアシスト層５０６の異方性磁界より小さい場合、磁気ヘッド５０２の記録磁界による磁化の反転は、効果的に開始され、記録特性を改善し得る。
再び図７を参照すると、第１の実施形態では、第２の磁気層７０６の異方性磁界はアシスト層５０６の異方性磁界より小さくなり得、磁気ヘッド５０２の記録磁界による記録層５０８の磁化反転は効果的に開始され得る。ＣｏＰｔ合金中のＰｔ含有量が増加するにつれ異方性磁界は増加するので、アシスト層５０６のＰｔ含有量より小さい第２の磁気層７０６中のＰｔ含有量を有する構造が実現され得る。
第１の磁気層７０２の異方性磁界は磁気記録媒体５０４を形成する層内で最も高くなり得る。その理由は、磁気記録媒体５０４全体の異方性磁界の平均値が高レベルに保持されるからであり、熱的安定性が維持される。磁化がアシスト層５０６と第２の磁気層７０６内で反転し始めると、第１の磁気層７０２の付随磁化反転も始まるので、記録特性は第１の磁気層７０２の異方性磁界が高くても適切に維持され得る。
図７に示すように、一実施形態では、交換結合制御層７０４は第１の磁気層７０２と第２の磁気層７０６間に挿入され得る。適切な膜厚を有する交換結合制御層７０４を挿入することにより、磁気記録媒体の保磁力は熱的安定性を悪化することなく低減され得、記録特性はさらに改善され得る。
この第１の実施形態による磁気ヘッドと磁気記録媒体とを有する磁気記憶装置の読み取り／書き込み特性はスピンスタンドを使用して評価された。表１は、最大記録周波数の２分の１で記録する際の信号対雑音比（ＳＮＲ）を評価した結果を示す。
初期ＳＮＲはマイクロ波磁界を印加することなく書き込む際のＳＮＲを示す。最終ＳＮＲはマイクロ波磁界を印加しながら書き込む際のＳＮＲを示す。ＳＮＲ利得は最終ＳＮＲと初期ＳＮＲとの差異である。表１は、４つの異なる磁気ヘッドの結果を示す。ＳＮＲ値は各磁気ヘッドで異なるが、ＳＮＲ利得は、得られるアシスト効果によりマイクロ波磁界を印加することにより得られる。
磁気ヘッドの製造工程では、複数の素子が各ウェハーから切り出され、それぞれの磁気ヘッドに組み込まれる。ウェハー内の位置に依存する製造変動のために各ヘッドには性能差がある。マイクロ波磁界の周波数は各ヘッドで異なり、最小約１２ＧＨｚから最大約３０ＧＨｚの範囲である。
第２の実施形態では、第１の実施形態のアシスト層５０６がＣｏ−１９Ｃｒ−２０Ｐｔ合金に変更された磁気記録媒体５０４を製造し、読み取り／書き込み特性を第１の実施形態と同様に評価した。Ｃｏ−１９Ｃｒ−２０Ｐｔ合金の飽和磁化は３８０ｅｍｕ／ｃｃである。異方性磁界は１９．７ｋＯｅである。この実施形態の磁気記録媒体５０４のＨ０は８．８ｋＯｅ、ＫｕＶ／ｋＴは１００、Ｈｃ（ｔ０）は８．８ｋＯｅである。反磁界の最大値４πＭｓ＿ａｖｅは５．９ｋＯｅである。この比較例はＨｋ＿ａｓｓ−４πＭｓ＿ａｖｅ−Ｈｃ（ｔ０）＞０の関係式を満たす。
表２に評価結果を示す。
初期ＳＮＲは第１の実施形態に対して比較して低く、一方ＳＮＲ利得は第１の実施形態と比較して高く、最終ＳＮＲはほぼ等しかった。アシスト層５０６の異方性磁界が増加すると、共振周波数は増加し、マイクロ波磁界によるアシスト効果が強化される。したがって、この実施形態では、ＳＮＲ利得は増加した。しかし、アシスト層５０６の異方性磁界が増加すると、磁気記録媒体５０４全体の異方性磁界の平均値は増加し、磁気ヘッド５０２の記録磁界が記録媒体に不十分であるので記録性能は劣化する。したがって、この実施形態では、初期ＳＮＲは低下された。
この実施形態の初期ＳＮＲを増加するために、磁気記録媒体５０４全体の異方性磁界の平均値は、第１の磁気層７０２または第２の磁気層７０６の異方性磁界を低下させることにより低下され得る。しかし、熱的安定性は、第１または第２の磁気層７０２または７０６の異方性磁界が低減されると劣化する。記録特性とアシスト効果の両方に対処するための熱的安定性を維持することができる範囲内で第１または第２の磁気層７０２または７０６の異方性磁界を低下させる一方でアシスト層５０６の異方性磁界が増加することが有益である。
比較例として、読み取り／書き込み特性を、磁気記録媒体５０４のアシスト層５０６としてＣｏ−２１Ｃｒ−１２Ｐｔ合金を有する第１の実施形態と同様に評価した。Ｃｏ−２１Ｃｒ−１２Ｐｔ合金の飽和磁化は３７０ｅｍｕ／ｃｃである。異方性磁界は１２．２ｋＯｅである。この比較例の磁気記録媒体５０４のＨ０は８．３ｋＯｅ、ＫｕＶ／ｋＴは９２、Ｈｃ（ｔ０）は８．３ｋＯｅである。反磁界の最大値４πＭｓ＿ａｖｅは５．８ｋＯｅである。この比較例はＨｋ＿ａｓｓ−４πＭｓ＿ａｖｅ−Ｈｃ（ｔ０）＜０である。アシストを効率的に得るための条件が満たされない。
表３に評価結果を示す。
第１の実施形態と比較して、この比較例における初期ＳＮＲは少なくとも同じであり、ＳＮＲ利得は第１の実施形態におけるものより低かった。最終ＳＮＲは第１の実施形態のすべてのケースで少なくとも１１ｄＢである。対照的に、この比較例の最終ＳＮＲは１１ｄＢ未満であり、第１の実施形態と比較してすべてのケースで少なくとも０．７ｄＢだけ低い。アシスト層５０６の異方性磁界は余りに低くアシストを効率的に得られなかった。しかし、ＳＮＲ利得は零ではなく、小さいがアシストは得られた。マイクロ波磁界は記録層内で小さくなるが零ではなく、第１の磁気層７０２の異方性磁界は高く、アシストに寄与する。
第２の比較例では、読み取り／書き込み特性は、磁気記録媒体５０４の第２の磁気層７０６としてＣｏ−２０Ｃｒ−２０Ｐｔ−６ＳｉＯ２合金を有する第１の実施形態と同様に評価された。Ｃｏ−２０Ｃｒ−２０Ｐｔ−６ＳｉＯ２合金の飽和磁化は４６０ｅｍｕ／ｃｃである。異方性磁界は１９．０ｋＯｅである。この比較例の磁気記録媒体５０４のＨ０は９．２ｋＯｅ、ＫｕＶ／ｋＴは１０２、Ｈｃ（ｔ０）は９．２ｋＯｅである。消磁磁界の最大値４πＭｓ＿ａｖｅは６．２ｋＯｅである。この比較例はＨｋ＿ａｓｓ−４πＭｓ＿ａｖｅ−Ｈｃ（ｔ０）＞０の関係式を満たす。
表４に、第２の比較例の評価結果を示す。
この第２の比較例は第１の実施形態と比較して高いＳＮＲ利得を有するが、初期ＳＮＲは低下した。結果は、この第２の比較例の最終ＳＮＲが第１の実施形態と比較して少なくとも０．４ｄＢだけ低下し、最終ＳＮＲの平均値は１１ｄＢ未満であった。記録層５０８を形成する層のすべての層内の異方性磁界はアシスト層５０６の異方性磁界より高いので、記録層５０８の異方性磁界は磁気ヘッド５０４の記録磁界として余りに高かった。これは性能劣化を引き起こす。高いＳＮＲ利得は、第２の磁気層７０６の異方性磁界の増加と磁気記録媒体５０４の共振周波数の増加により引き起こされた。しかし、第２の実施形態に示すような、磁気ヘッド５０２に最も近いアシスト層５０６の異方性磁界が高い場合と比較して、この第２の比較例のアシスト効果の改善は実質的に無く、ＳＮＲ利得における改善はより小さかった。
第３の実施形態では、読み取り／書き込み特性は、第１の実施形態の磁気記録媒体５０４のアシスト層５０６の膜厚が、５．０ｎｍ、６．０ｎｍ、７．０ｎｍである各ケースの第１の実施形態と同様に評価された。表５に評価結果を示す。
第１の実施形態と比較して、５．０ｎｍの膜厚では、初期ＳＮＲはわずかに増加したがＳＮＲ利得はわずかに低下し、一方、最終ＳＮＲの平均値は１１．３ｄＢであり第１の実施形態と等しかった。６．０ｎｍと７．０ｎｍの膜厚では、初期ＳＮＲは増加したが、ＳＮＲ利得は膜厚が増加するにつれ徐々に増加した。６ｎｍの膜厚では、最終ＳＮＲの平均値は１１．１ｄＢであり第１の実施形態よりわずかに低かった。最終ＳＮＲはすべてのケースで少なくとも１１ｄＢであり良好なＳＮＲが得られた。対照的に、７ｎｍの膜厚では、最終ＳＮＲはすべてのケースで１１ｄＢ未満だった。
上述のように、ＳＴＯ５１６により生成されるマイクロ波磁界は深さ方向に急激に低下した。したがって、アシスト層５０６の膜厚が厚くなると、アシスト層５０６全体の平均マイクロ波磁界の強度は小さくなり、アシスト効果は低下する。この実施形態では、アシスト層５０６の膜厚は５．０ｎｍ（記録層５０８の１／２）であり、最終ＳＮＲは第１の実施形態と同じレベルに維持された。アシスト効果と記録特性の両方に対処するために、アシスト層５０６の膜厚を記録層５０８の２分の１以下に設定することが最も好ましい。しかし、良好なＳＮＲはアシスト層５０６の膜厚が６．０ｎｍである場合でも得られるので、アシスト層５０６の膜厚は記録層５０８の約２分の１以上であるが記録層５０８の厚さ未満であり得る。
第４の実施形態では、第１の実施形態の磁気記録媒体５０４は図８に示す構造に変更され、読み取り／書き込み特性が同じ様に評価された。基板６００、接着層６０２、軟磁性下層６０４、結晶成長制御層６０６、オーバーコート膜６０８、潤滑膜６１０は、第１の実施形態において使用されるものと同じである。記録層５０８は、６３０ｅｍｕ／ｃｃの飽和磁化と２０．４ｋＯｅの異方性磁界を有するＣｏ−１１Ｃｒ−１９Ｐｔ−３ＳｉＯ２−３ＴｉＯ２−２Ｃｏ３Ｏ４合金を含む３．６ｎｍ厚の第１の磁気層８０２と、４００ｅｍｕ／ｃｃの飽和磁化と１５．４ｋＯｅの異方性磁界を有するＣｏ−２７Ｃｒ−１４Ｐｔ−５ＳｉＯ２−３Ｃｏ３Ｏ４合金を含む２．２ｎｍ厚の第２の磁気層８０４と、Ｃｏ−４０Ｃｒ−６ＳｉＯ２−３Ｃｏ３Ｏ４合金を含む０．８ｎｍ厚の交換結合制御層８０６、４５０ｅｍｕ／ｃｃの飽和磁化と１９．２ｋＯｅの異方性磁界を有するＣｏ−２１Ｃｒ−２０Ｐｔ−３ＳｉＯ２−３ＴｉＯ２−２Ｃｏ３Ｏ４合金を含む３．８ｎｍ厚の第３の磁気層８０８とを連続的に積層することにより構築される。Ｃｏ−４０Ｃｒ−６ＳｉＯ２−３Ｃｏ３Ｏ４合金は、第３の磁気層８０８上の交換結合制御層８１０として０．４ｎｍ厚膜として堆積された。次に、５７０ｅｍｕ／ｃｃの飽和磁化と１７．２ｋＯｅの異方性磁界を有するＣｏ−１１Ｃｒ−２１Ｐｔ−７Ｂ合金の２．０ｎｍ厚膜が、アシスト層５０６としてその上に堆積された。この実施形態では、磁気記録媒体５０４のＨ０は９．０ｋＯｅ、ＫｕＶ／ｋＴは９３、Ｈｃ（ｔ０）は９．０ｋＯｅである。反磁界の最大値４πＭｓ＿ａｖｅは６．５ｋＯｅである。この第４の実施形態はＨｋ＿ａｓｓ−４πＭｓ＿ａｖｅ−Ｈｃ（ｔ０）＞０の関係式を満たす。
表６は、第４の実施形態の評価結果を示す。
第１の実施形態と比較して、この第４の実施形態はより高い初期ＳＮＲ、ほぼ同じＳＮＲ利得、より高い最終ＳＮＲを有する。第２の磁気層８０４の異方性磁界がアシスト層５０６の異方性磁界より小さいことに加えて、より多くの層が記録層５０８を形成する磁気層内に使用され、複数の交換結合制御層が使用され、このようにして媒体の記録特性はヘッドの記録磁界にとってより好ましくなるように改善された。これは、初期ＳＮＲの改善を引き起こした。
次に図９を参照すると、一実施形態による磁気記録媒体を形成する方法９００が示される。方法９００は、様々な実施形態では、特に図１〜図８に描写された環境のいずれかにおける本発明に従って行われ得る。当然、本明細書を読むと当業者により理解されるであろうように、図９に具体的に説明されたものより多いまたは少ない動作が方法９００に含まれ得る。
本明細書に記載の方法９００の層、構造、膜、他の部品のうちの任意のものを形成するため、スパッターリング、めっき、スピン塗布、化学気相蒸着（ＣＶＤ：chemical vapor deposition）、原子層成長法（ＡＬＤ：atomic layer deposition）、物理的蒸着（ＰＶＤ：physical vapor deposition）など任意の形成技術が使用され得る。
さらに、方法９００に記載された磁気層を形成するために、ＣｏとＰｔの合金、特にＣｏ−４０Ｃｒ−６ＳｉＯ２−３Ｃｏ３Ｏ４、Ｃｏ−１１Ｃｒ−２１Ｐｔ−７Ｂ、Ｃｏ−２１Ｃｒ−２０Ｐｔ−３ＳｉＯ２−３ＴｉＯ２−２Ｃｏ３Ｏ４、Ｃｏ−２７Ｃｒ−１４Ｐｔ−５ＳｉＯ２−３Ｃｏ３Ｏ４、Ｃｏ−１１Ｃｒ−１９Ｐｔ−３ＳｉＯ２−３ＴｉＯ２−２Ｃｏ３Ｏ４など、または当該技術領域で知られた任意の他の好適な材料など任意の磁性材料が使用され得る。
本方法９００は動作９０２で開始し得、ここでは、少なくともＣｏ、Ｐｔ、および酸化物または酸素を含む記録層が基板上に直接または間接的に形成される。前述の材料または当該技術領域で知られた他の材料の任意のものが使用され得る。
動作９０４では、少なくともＣｏおよびＰｔを含むアシスト層が記録層の上に形成される。アシスト層は、磁気記録媒体が磁気記憶装置において動作中に、磁気ヘッドのＡＢＳの形成後にその近くに配置される。アシスト層は当業者により知られているように形成され得る。一実施形態では、アシスト層は、Ｃｒまたは当該技術領域で知られた他の好適な材料を含み得るＣｏとＰｔの合金を含み得る。
一手法では、記録層の少なくとも一部はアシスト層より小さな異方性磁界を有する。これは、アシスト層より低いＰｔ含有量を有する記録層により引き起こされ得る。
一実施形態によると、アシスト層の異方性磁界（Ｈｋ＿ａｓｓ）、アシスト層および記録層の飽和磁化の平均値（Ｍｓ＿ａｖｅ）、磁気ヘッドの記録磁界（Ｈｈ）間の関係式は、Ｈｋ＿ａｓｓ−４πＭｓ＿ａｖｅ−Ｈｈ＞０である。
別の実施形態では、アシスト層の異方性磁界（Ｈｋ＿ａｓｓ）、アシスト層および記録層の飽和磁化の平均値（Ｍｓ＿ａｖｅ）、記録周波数から判断される磁界掃引時間（ｔ０）における磁気記録媒体の保磁力（Ｈｃ（ｔ０））間の関係式は、Ｈｋ＿ａｓｓ−４πＭｓ＿ａｖｅ−Ｈ０（ｔ０）＞０である。
本明細書に記載の実施形態によると、マイクロ波磁界により提供される高いアシスト効果を有し、高記録密度を可能にする満足のいく記録特性を有する磁気記憶装置が製造され得る。
様々な実施形態の少なくともいくつかの本明細書で提示された方法論は、全体的または部分的に、コンピュータハードウェア、ソフトウェアで、専門装置などを使用して手動で、およびその組み合わせで、実施され得るということに注意すべきである。
さらに、本明細書を読むと当業者に明白になるであろうように、構造および／または工程の任意のものは公知の材料および／または技術を使用して実施され得る。
様々な実施形態について上に説明したが、これらはほんの一例として提示したのであって制限するためではないということを理解すべきである。したがって本発明の実施形態の広さと範囲は、上記例示的実施形態のいずれによっても制限されるべきでなく、以下の特許請求範囲とそれらの等価物だけにより定義されるべきである。
１００ ディスク駆動装置
１１２ 磁気媒体
１１３ スライダ
１１４ スピンドル
１１５ サスペンション
１１８ 駆動モータ
１１９ アクチュエータアーム
１２１ 磁気読み取り／書き込み部分
１２２ ディスク面
１２３ 線
１２５ 記録チャネル
１２７ アクチュエータ
１２８ 線
１２９ 制御装置
２００ 支持基板
２０２ 上層被膜
２０４ 読み取り／書き込みヘッド
２１２ 下層
２１４ 上層被膜
２１６ 基板
２１８ 垂直ヘッド
３０２ 上側戻り磁極
３０４ 後縁シールド
３０６ 主磁極
３０８ ステッチ磁極
３１０ 螺旋コイル
３１２ 螺旋コイル
３１４ 下側戻り磁極（シールド）
３１６ 絶縁
３１８ ＡＢＳ
３２２ センサシールド
３２４ センサシールド
３２６ センサ
４０２ 上側戻り磁極
４０４ 後縁シールド
４０６ 主磁極
４０８ ステッチ磁極
４１０ コイル
４１６ 絶縁
４１８ ＡＢＳ
４２２ センサシールド
４２４ センサシールド
４２６ センサ
５００ 磁気記憶装置
５０２ 磁気ヘッド
５０４ 磁気記録媒体
５０６ アシスト層
５０８ 記録層
５１０ 書き込みヘッド
５１２ 読み取りヘッド
５１４ 主磁極
５１６ ＳＴＯ
５１８ 磁気シールド
５２０ コイル
５２２ センサ
５２４ 後縁シールド
５２６ 前縁シールド
６００ 基板
６０２ 接着層
６０４ 軟質磁気下層
６０６ 結晶成長制御層
６０８ オーバーコート膜
６１０ 潤滑膜
７００ 積層構造
７０２ 第１磁気層
７０４ 交換結合制御層
７０６ 第２磁気層
８０２ 第１磁気層
８０４ 第２磁気層
８０６ 交換結合制御層
８０８ 第３磁気層
８１０ 交換結合制御層
９００ 方法
９０２ 動作
９０４ 動作
１１２ 磁気媒体
１１３ スライダ
１１４ スピンドル
１１５ サスペンション
１１８ 駆動モータ
１１９ アクチュエータアーム
１２１ 磁気読み取り／書き込み部分
１２２ ディスク面
１２３ 線
１２５ 記録チャネル
１２７ アクチュエータ
１２８ 線
１２９ 制御装置
２００ 支持基板
２０２ 上層被膜
２０４ 読み取り／書き込みヘッド
２１２ 下層
２１４ 上層被膜
２１６ 基板
２１８ 垂直ヘッド
３０２ 上側戻り磁極
３０４ 後縁シールド
３０６ 主磁極
３０８ ステッチ磁極
３１０ 螺旋コイル
３１２ 螺旋コイル
３１４ 下側戻り磁極（シールド）
３１６ 絶縁
３１８ ＡＢＳ
３２２ センサシールド
３２４ センサシールド
３２６ センサ
４０２ 上側戻り磁極
４０４ 後縁シールド
４０６ 主磁極
４０８ ステッチ磁極
４１０ コイル
４１６ 絶縁
４１８ ＡＢＳ
４２２ センサシールド
４２４ センサシールド
４２６ センサ
５００ 磁気記憶装置
５０２ 磁気ヘッド
５０４ 磁気記録媒体
５０６ アシスト層
５０８ 記録層
５１０ 書き込みヘッド
５１２ 読み取りヘッド
５１４ 主磁極
５１６ ＳＴＯ
５１８ 磁気シールド
５２０ コイル
５２２ センサ
５２４ 後縁シールド
５２６ 前縁シールド
６００ 基板
６０２ 接着層
６０４ 軟質磁気下層
６０６ 結晶成長制御層
６０８ オーバーコート膜
６１０ 潤滑膜
７００ 積層構造
７０２ 第１磁気層
７０４ 交換結合制御層
７０６ 第２磁気層
８０２ 第１磁気層
８０４ 第２磁気層
８０６ 交換結合制御層
８０８ 第３磁気層
８１０ 交換結合制御層
９００ 方法
９０２ 動作
９０４ 動作
Claims (20)
- 基板上に直接または間接的に配置された少なくともＣｏ、Ｐｔ、および酸化物または酸素を含む記録層と、
前記記録層の上に配置されたアシスト層であって、前記記録層より磁気ヘッドの空気軸受け表面（ＡＢＳ）近くに配置された少なくともＣｏおよびＰｔを含むアシスト層と
を含む磁気記録媒体であって、
前記記録層の少なくとも一部は前記アシスト層より小さな異方性磁界を有する、磁気記録媒体。 - 前記アシスト層の異方性磁界（Ｈｋ＿ａｓｓ）、前記アシスト層および前記記録層の飽和磁化の平均値（Ｍｓ＿ａｖｅ）、前記磁気ヘッドの記録磁界（Ｈｈ）間の関係式は、Ｈｋ＿ａｓｓ−４πＭｓ＿ａｖｅ−Ｈｈ＞０であることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体。
- 前記アシスト層の前記異方性磁界は約１４ｋＯｅ以上であることを特徴とする請求項２に記載の磁気記録媒体。
- 前記アシスト層の異方性磁界（Ｈｋ＿ａｓｓ）、前記アシスト層および前記記録層の飽和磁化の平均値（Ｍｓ＿ａｖｅ）、記録周波数から判断される磁界掃引時間（ｔ０）における前記磁気記録媒体の保磁力（Ｈｃ（ｔ０））間の関係式は、Ｈｋ＿ａｓｓ−４πＭｓ＿ａｖｅ−Ｈ０（ｔ０）＞０であることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体。
- 前記アシスト層の前記異方性磁界は約１４ｋＯｅ以上であることを特徴とする請求項４に記載の磁気記録媒体。
- 前記記録層は複数の磁気層を含み、
前記磁気層の少なくとも１つは前記アシスト層より低いＰｔ含有量を含み、
前記アシスト層の前記異方性磁界より小さい異方性磁界を有する、ことを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体。 - 前記アシスト層と前記記録層との間および前記複数の磁気層のそれぞれの間に配置された交換結合制御層をさらに含む請求項６に記載の磁気記録媒体。
- 前記記録層は、
第１の磁気層と、
前記第１の磁気層の上に配置された交換結合層と、
前記交換結合層の上に配置された第２の磁気層と
を含み、
前記第２の磁気層は前記アシスト層より低いＰｔ含有量を含み、前記アシスト層の前記異方性磁界より小さい異方性磁界を有する、請求項１に記載の磁気記録媒体。 - 前記アシスト層より小さな異方性磁界を有する前記記録層の前記一部もまた、前記アシスト層より低いＰｔ含有量を有する、請求項１に記載の磁気記録媒体。
- 前記記録層の膜厚は前記アシスト層の膜厚の少なくとも２倍であることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体。
- 前記アシスト層と前記記録層との間に配置された交換結合制御層をさらに含む請求項１に記載の磁気記録媒体。
- それぞれがマイクロ波磁界発振素子を含む少なくとも１つの磁気ヘッドと、
請求項１に記載の磁気記録媒体と、
前記少なくとも１つの磁気ヘッドの上に前記磁気媒体を通過させるための駆動機構と、
前記少なくとも１つの磁気ヘッドの動作を制御するための前記少なくとも１つの磁気ヘッドに電気的に接続された制御装置と
を含む磁気記憶装置。 - それぞれがスピントルク発振器（ＳＴＯ）を含む少なくとも１つのマイクロ波アシスト磁気記録（ＭＡＭＲ）ヘッドと、
磁気記録媒体であって、
基板上に直接または間接的に配置された少なくともＣｏ、Ｐｔ、および酸化物または酸素を含む記録層と、
前記記録層の上に配置され、前記少なくとも１つのＭＡＭＲヘッドにより近い記録層の上に配置され、少なくともＣｏおよびＰｔを含むアシスト層と
を含み、前記記録層の少なくとも一部は前記アシスト層より小さな異方性磁界を有する、磁気記録媒体と、
前記少なくとも１つのＭＡＭＲヘッドの上に磁気媒体を通過させるための駆動機構と、
前記少なくとも１つのＭＡＭＲヘッドの動作を制御するための前記少なくとも１つのＭＡＭＲヘッドに電気的に接続された制御装置と
を含む磁気記憶装置。 - 前記アシスト層の異方性磁界（Ｈｋ＿ａｓｓ）、前記アシスト層および前記記録層の飽和磁化の平均値（Ｍｓ＿ａｖｅ）、前記ＭＡＭＲヘッドの記録磁界（Ｈｈ）間の関係式は、Ｈｋ＿ａｓｓ−４πＭｓ＿ａｖｅ−Ｈｈ＞０であることを特徴とする請求項１３に記載の磁気記憶装置。
- 前記アシスト層の異方性磁界（Ｈｋ＿ａｓｓ）、前記アシスト層および前記記録層の飽和磁化の平均値（Ｍｓ＿ａｖｅ）、記録周波数から判断される磁界掃引時間（ｔ０）における前記磁気記録媒体の保磁力（Ｈｃ（ｔ０））間の関係式は、Ｈｋ＿ａｓｓ−４πＭｓ＿ａｖｅ−Ｈ０（ｔ０）＞０であることを特徴とする請求項１３に記載の磁気記憶装置。
- 前記記録層は複数の磁気層を含み、前記磁気層の少なくとも１つは前記アシスト層より低いＰｔ含有量を含み、前記アシスト層の異方性磁界より小さい異方性磁界を有する、請求項１３に記載の磁気記憶装置。
- 前記記録層は、
第１の磁気層と、
前記第１の磁気層の上に配置された交換結合層と、
前記交換結合層の上に配置された第２の磁気層と
を含み、
前記第２の磁気層は前記アシスト層より低いＰｔ含有量を含み、前記アシスト層の異方性磁界より小さい異方性磁界を有することを特徴とする請求項１３に記載の磁気記憶装置。 - 磁気記録媒体を形成する方法であって、
少なくともＣｏ、Ｐｔ、および酸化物または酸素を含む記録層を基板の上に直接または間接的に形成する工程と、
少なくともＣｏおよびＰｔを含むアシスト層を前記記録層の上に形成する工程と
を含み、
前記記録層の少なくとも一部は前記アシスト層より小さな異方性磁界を有する、方法。 - 前記アシスト層の異方性磁界（Ｈｋ＿ａｓｓ）、前記アシスト層および前記記録層の飽和磁化の平均値（Ｍｓ＿ａｖｅ）、前記磁気ヘッドの記録磁界（Ｈｈ）間の関係式は、Ｈｋ＿ａｓｓ−４πＭｓ＿ａｖｅ−Ｈｈ＞０であることを特徴とする請求項１８に記載の方法。
- 前記アシスト層の異方性磁界（Ｈｋ＿ａｓｓ）、前記アシスト層および前記記録層の飽和磁化の平均値（Ｍｓ＿ａｖｅ）、記録周波数から判断される磁界掃引時間（ｔ０）における前記磁気記録媒体の保磁力（Ｈｃ（ｔ０））間の関係式は、Ｈｋ＿ａｓｓ−４πＭｓ＿ａｖｅ−Ｈ０（ｔ０）＞０であることを特徴とする請求項１８に記載の方法。
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