JP3412133B2 - 高密度な水平磁気記録媒体の下地層用合金 - Google Patents
高密度な水平磁気記録媒体の下地層用合金Info
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C19/00—Alloys based on nickel or cobalt
- C22C19/07—Alloys based on nickel or cobalt based on cobalt
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
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- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Magnetic Record Carriers (AREA)
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- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Hard Magnetic Materials (AREA)
- Manufacturing Of Magnetic Record Carriers (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は高密度な水平磁気記
録媒体の下地層用合金に関し、より詳しくはCoCr系
磁性層と同一な六方最密(hcp)の結晶構造を有しな
がらも、c軸が薄膜面に平行な特性を示すため高記録密
度を実現することができる磁気記録媒体の下地層用合金
に関する。
録媒体の下地層用合金に関し、より詳しくはCoCr系
磁性層と同一な六方最密(hcp)の結晶構造を有しな
がらも、c軸が薄膜面に平行な特性を示すため高記録密
度を実現することができる磁気記録媒体の下地層用合金
に関する。
【0002】
【従来の技術】現在、代表的な磁気記録媒体材料として
用いられているCoCr系合金は六方最密(hcp)構
造を有し、水平記録方式では磁化容易軸であるc軸を薄
膜面上に平行によく配向させることが最も基本的な問題
だと言える。
用いられているCoCr系合金は六方最密(hcp)構
造を有し、水平記録方式では磁化容易軸であるc軸を薄
膜面上に平行によく配向させることが最も基本的な問題
だと言える。
【0003】そのため、現在に至るまで主として体心立
方構造(bcc)を有する材料が下地層として用いられ
ている。しかし、たとえこれら下地層の材料がCoCr
系磁性体のc軸配向や微細構造的な側面から多くの効果
を奏しているとしても、根本的に磁性層との結晶構造が
互いに異なるため、磁性層と下地層間の不一致や初期遷
移磁性層の存在など記録特性を更に向上させるために解
決せねばならない問題はたくさんある。特に、初期遷移
層の存在は磁性層の厚さが薄くなる場合その影響が更に
増大するため、高密度な磁気記録のための低Mrt[M
rt;残留磁化(Mr)と媒体の磁性層厚さ(t)との
積]領域にてその重要性が特に大きいものと言える。
方構造(bcc)を有する材料が下地層として用いられ
ている。しかし、たとえこれら下地層の材料がCoCr
系磁性体のc軸配向や微細構造的な側面から多くの効果
を奏しているとしても、根本的に磁性層との結晶構造が
互いに異なるため、磁性層と下地層間の不一致や初期遷
移磁性層の存在など記録特性を更に向上させるために解
決せねばならない問題はたくさんある。特に、初期遷移
層の存在は磁性層の厚さが薄くなる場合その影響が更に
増大するため、高密度な磁気記録のための低Mrt[M
rt;残留磁化(Mr)と媒体の磁性層厚さ(t)との
積]領域にてその重要性が特に大きいものと言える。
【0004】hcp系列の合金を磁気記録媒体の磁性層
の直ぐ下に蒸着させる場合、既存のbcc系列の合金と
比べて層間不一致が減り、磁性層のc軸配向度が向上さ
れ、相対的に磁性特性が劣悪な初期遷移層が減少し磁性
特性が更に向上されるということが一般的な報告であ
る。
の直ぐ下に蒸着させる場合、既存のbcc系列の合金と
比べて層間不一致が減り、磁性層のc軸配向度が向上さ
れ、相対的に磁性特性が劣悪な初期遷移層が減少し磁性
特性が更に向上されるということが一般的な報告であ
る。
【0005】従って、自発的にc軸が薄膜面に配向する
hcp合金薄膜は、既存のbcc系列の下地層を用いず
とも記録メディアを作ることができるため、新たな下地
層又は根底材料として応用可能性が大きいと言える。
hcp合金薄膜は、既存のbcc系列の下地層を用いず
とも記録メディアを作ることができるため、新たな下地
層又は根底材料として応用可能性が大きいと言える。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】そのためには非磁性h
cp材料からc軸が薄膜面に平行に配向される材料を作
らねばならぬが、本発明者は、適正組成のCoCrMn
合金によりc軸が薄膜面に平行に配向される強い(1
0.0)集合組織が形成され得ることを発見し、本発明
を完成した。ここで、(10.0)とは(1010)
で、左から3番目の1の上にバーを付した結晶面を意味
する。
cp材料からc軸が薄膜面に平行に配向される材料を作
らねばならぬが、本発明者は、適正組成のCoCrMn
合金によりc軸が薄膜面に平行に配向される強い(1
0.0)集合組織が形成され得ることを発見し、本発明
を完成した。ここで、(10.0)とは(1010)
で、左から3番目の1の上にバーを付した結晶面を意味
する。
【0007】従って、本発明の目的は従来のbcc系列
下地層が有する問題点を改善するために案出されたもの
として、CoCr系磁性層と同一な六方最密(hcp)
の結晶構造を有しながらも、c軸が薄膜面に平行な特性
を示すため高記録密度を実現することができる磁気記録
媒体の下地層用合金を提供しようとするものである。
下地層が有する問題点を改善するために案出されたもの
として、CoCr系磁性層と同一な六方最密(hcp)
の結晶構造を有しながらも、c軸が薄膜面に平行な特性
を示すため高記録密度を実現することができる磁気記録
媒体の下地層用合金を提供しようとするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに本発明によると、CoCr系磁性層の下地層に用い
られる合金であって、一般式CoxCryMnzとして表
示される磁気記録媒体の下地層用合金が提供される。前
記式の内、xは原子%で55以上64以下であり、yは
原子%で26以上37以下であり、zは原子%で5以上
12以下であり、x+y+z=100である。
めに本発明によると、CoCr系磁性層の下地層に用い
られる合金であって、一般式CoxCryMnzとして表
示される磁気記録媒体の下地層用合金が提供される。前
記式の内、xは原子%で55以上64以下であり、yは
原子%で26以上37以下であり、zは原子%で5以上
12以下であり、x+y+z=100である。
【0009】前記CoCrMn合金薄膜は、SiO2の
ような非晶質基板上で基板温度を約100℃以上に維持
したままスパッタリング蒸着させると蒸着パワーやアル
ゴンガスの圧力のような他の工程変数に大きく関わらず
(10.0)集合組織を形成する。
ような非晶質基板上で基板温度を約100℃以上に維持
したままスパッタリング蒸着させると蒸着パワーやアル
ゴンガスの圧力のような他の工程変数に大きく関わらず
(10.0)集合組織を形成する。
【0010】本発明による前記の組成領域の内、強い
(10.0)集合組織が形成されるためのより望ましい
CoCrMn合金薄膜の組成領域は、前記式CoxCry
Mnzで、xは原子%で57以上63以下であり、yは
原子%で28以上34以下であり、zは原子%で7以上
11以下の値を有する領域である。
(10.0)集合組織が形成されるためのより望ましい
CoCrMn合金薄膜の組成領域は、前記式CoxCry
Mnzで、xは原子%で57以上63以下であり、yは
原子%で28以上34以下であり、zは原子%で7以上
11以下の値を有する領域である。
【0011】
【発明の実施の形態】以下に、本発明を実施例に基づい
てより具体的に説明する。
てより具体的に説明する。
【0012】(第1実施の形態)日本ANELVA社の
モデル名SPF−312H直流マグネトロンスパッタリ
ング装備を用いてCoCrMn合金薄膜を製造した。基
板はコーニング社製のコーニンク7059ガラスと表面
に約200nmの熱酸化層のあるSiO2/Si(10
0)を用いたが両基板とも同一な集合組織が観察され
た。
モデル名SPF−312H直流マグネトロンスパッタリ
ング装備を用いてCoCrMn合金薄膜を製造した。基
板はコーニング社製のコーニンク7059ガラスと表面
に約200nmの熱酸化層のあるSiO2/Si(10
0)を用いたが両基板とも同一な集合組織が観察され
た。
【0013】基板温度は200℃にし、蒸着させる時の
パワーは100W、アルゴンガスの圧力は10mTor
rであった。蒸着を始める前の初期真空度は5×10-7
orr以下に維持した。
パワーは100W、アルゴンガスの圧力は10mTor
rであった。蒸着を始める前の初期真空度は5×10-7
orr以下に維持した。
【0014】薄膜の組成は、Co73Cr17ターゲットや
Co65Cr35ターゲット上にCrとMnチップを用いて
変化させた。集合組織の分析のための薄膜試料は厚さ1
00nmに固定し、成分分析はICPとAAS、集合組
織の分析はXRDを用いて行った。
Co65Cr35ターゲット上にCrとMnチップを用いて
変化させた。集合組織の分析のための薄膜試料は厚さ1
00nmに固定し、成分分析はICPとAAS、集合組
織の分析はXRDを用いて行った。
【0015】前記の如く製造されたCoCrMn薄膜の
組成による集合組織の変化を図1に示した。図1にて分
かるように、Mnの量が段々増加するに連れて最初のC
oCrの場合[図1の(a)]で示されていたランダム
集合組織が段々とc軸が薄膜面に平行に配向する方へと
発展されることが分かる[図1の(c)図示]。
組成による集合組織の変化を図1に示した。図1にて分
かるように、Mnの量が段々増加するに連れて最初のC
oCrの場合[図1の(a)]で示されていたランダム
集合組織が段々とc軸が薄膜面に平行に配向する方へと
発展されることが分かる[図1の(c)図示]。
【0016】このようにCoCrMnの組成を体系的に
変化させながらc軸が薄膜面に平行に成長する組成領域
[強い(10.0)集合組織を示す組成領域]を図2の
Co−Cr−Mn三元系状態図上に示した。図2の状態
図上の黒い点で表示した部分が強い(10.0)集合組
織を示す領域だが比較的に狭い領域に渡っていることが
分かる。
変化させながらc軸が薄膜面に平行に成長する組成領域
[強い(10.0)集合組織を示す組成領域]を図2の
Co−Cr−Mn三元系状態図上に示した。図2の状態
図上の黒い点で表示した部分が強い(10.0)集合組
織を示す領域だが比較的に狭い領域に渡っていることが
分かる。
【0017】(第2実施の形態)蒸着条件がCoCrM
n薄膜に及ぼす影響を確かめるために、第1実施の形態
にて求めた組成の内、Co58Cr33Mn9[図1の
(c)、以下別途の言及が無い場合、CoCrMnはこ
の組成を意味する]を選択し蒸着パワーを100−30
0W、アルゴンガスの圧力を5−10mTorrに変化
させながら薄膜を製造した。薄膜の厚さは100nmに
固定し、基板の温度は200℃で蒸着させた。
n薄膜に及ぼす影響を確かめるために、第1実施の形態
にて求めた組成の内、Co58Cr33Mn9[図1の
(c)、以下別途の言及が無い場合、CoCrMnはこ
の組成を意味する]を選択し蒸着パワーを100−30
0W、アルゴンガスの圧力を5−10mTorrに変化
させながら薄膜を製造した。薄膜の厚さは100nmに
固定し、基板の温度は200℃で蒸着させた。
【0018】その結果を図3に示したが、CoCrMn
合金薄膜の集合組織は蒸着パワーやアルゴンガスの圧力
には大きな変化を受けないことが分かる。
合金薄膜の集合組織は蒸着パワーやアルゴンガスの圧力
には大きな変化を受けないことが分かる。
【0019】図4は、蒸着パワーとアルゴンガスの圧力
をそれぞれ100W、10mTorrに固定し基板温度
を上げながらCoCrMnを100nm蒸着させた結果
である。常温にて蒸着させた時には弱い(0002)ピ
ークが示されるが、基板温度が100℃以上では(1
0.0)ピークが優勢に示されることが分かる。
をそれぞれ100W、10mTorrに固定し基板温度
を上げながらCoCrMnを100nm蒸着させた結果
である。常温にて蒸着させた時には弱い(0002)ピ
ークが示されるが、基板温度が100℃以上では(1
0.0)ピークが優勢に示されることが分かる。
【0020】以上の実験結果からCoCrMnが比較的
に狭い組成範囲だけで(10.0)集合組織を示すが製
造工程には大きな影響を受けないことが分かる。このよ
うな特性は、実際記録媒体用の多層薄膜を製造する時の
製造工程上、かなりの融通性を提供するものとして応用
側面において有利に作用するものと思われる。
に狭い組成範囲だけで(10.0)集合組織を示すが製
造工程には大きな影響を受けないことが分かる。このよ
うな特性は、実際記録媒体用の多層薄膜を製造する時の
製造工程上、かなりの融通性を提供するものとして応用
側面において有利に作用するものと思われる。
【0021】(第3実施の形態)本発明にて提案された
CoCrMn薄膜の実際の応用可能性を確かめるために
水平磁気記録方式にて用いられる代表的な下地層の材料
であるCrとその特性を比較した。
CoCrMn薄膜の実際の応用可能性を確かめるために
水平磁気記録方式にて用いられる代表的な下地層の材料
であるCrとその特性を比較した。
【0022】磁性層はCoCrPtを用いて、磁性層の
厚さを30nm、下地層の厚さを10nmにした。基板
はコーニング7059ガラスを用いた。
厚さを30nm、下地層の厚さを10nmにした。基板
はコーニング7059ガラスを用いた。
【0023】製造したサンプルの磁気的特性変化を表1
に整理した。下記表1中のHcは保磁力、S*は保磁力
角形比、そしてSは角形比を意味する。
に整理した。下記表1中のHcは保磁力、S*は保磁力
角形比、そしてSは角形比を意味する。
【0024】
【表1】
表1にて示されるとおり、下地層としてCoCrMnを
用いた場合、Cr下地層と比べて保磁力が約24%程、
向上された。
用いた場合、Cr下地層と比べて保磁力が約24%程、
向上された。
【0025】図5は透過電子顕微鏡を用いて下地層によ
る微細構造の変化を確かめたものである。一般的に磁性
層の微細構造は下地層により影響を大きく受けるが、高
密度な記録のためには磁性層の結晶粒サイズが小さく均
一でなければならない。図5から、CoCrMn下地層
を用いた場合の磁性層の平均結晶粒サイズは、Cr下地
層を用いた場合と似ているが、結晶粒のサイズ分布がC
r下地層と比べて均一であることが分かる。このように
磁性層の結晶粒のサイズが均一であれば媒体のノイズ減
少に有利である。
る微細構造の変化を確かめたものである。一般的に磁性
層の微細構造は下地層により影響を大きく受けるが、高
密度な記録のためには磁性層の結晶粒サイズが小さく均
一でなければならない。図5から、CoCrMn下地層
を用いた場合の磁性層の平均結晶粒サイズは、Cr下地
層を用いた場合と似ているが、結晶粒のサイズ分布がC
r下地層と比べて均一であることが分かる。このように
磁性層の結晶粒のサイズが均一であれば媒体のノイズ減
少に有利である。
【0026】図6の(a),(b)は、それぞれCr薄
膜およびCoCrMn薄膜をCoCrPt磁性層の下地
層として用いた場合のCoCrPt磁性層と下地層間の
界面構造を示す写真である。Cr下地層の場合(図6の
(a))は、磁性層との間に薄い遷移層が存在するのと
比べて、CoCrMnの場合(図6の(b))にはCr
下地層に比べて非常にきれいな界面を示している。
膜およびCoCrMn薄膜をCoCrPt磁性層の下地
層として用いた場合のCoCrPt磁性層と下地層間の
界面構造を示す写真である。Cr下地層の場合(図6の
(a))は、磁性層との間に薄い遷移層が存在するのと
比べて、CoCrMnの場合(図6の(b))にはCr
下地層に比べて非常にきれいな界面を示している。
【0027】磁性層で遷移層の磁性特性は他の部分と比
べて相対的に劣悪なため遷移層の存在は全体的な記録特
性に悪影響を与えることになる。記録密度の向上のため
には磁性層の厚さが段々薄くならねばならないため、こ
のような遷移層の有無が実際記録媒体を製造する時かな
り重要なものとなる。
べて相対的に劣悪なため遷移層の存在は全体的な記録特
性に悪影響を与えることになる。記録密度の向上のため
には磁性層の厚さが段々薄くならねばならないため、こ
のような遷移層の有無が実際記録媒体を製造する時かな
り重要なものとなる。
【0028】
【発明の効果】本発明により製造されたCoCrMn薄
膜は、磁性層と同一なhcp構造を有しながらも、c軸
が薄膜面に平行に配列する特性とCr下地層のような既
存のbcc系列下地層と比べて磁性層の微細構造や層間
界面構造でも高記録密度を実現するのに有利な特性とを
示し、これからもその応用可能性が大きいものと思われ
る。
膜は、磁性層と同一なhcp構造を有しながらも、c軸
が薄膜面に平行に配列する特性とCr下地層のような既
存のbcc系列下地層と比べて磁性層の微細構造や層間
界面構造でも高記録密度を実現するのに有利な特性とを
示し、これからもその応用可能性が大きいものと思われ
る。
【図1】本発明によるCoCrMn合金組成物の組成変
化による集合組織の変化を示すグラフ図。
化による集合組織の変化を示すグラフ図。
【図2】基板温度200℃で蒸着させる時の強い(1
0.0)集合組織を示すCoCrMn合金組成領域を示
すグラフ図。
0.0)集合組織を示すCoCrMn合金組成領域を示
すグラフ図。
【図3】スパッタリングでCo58Cr33Mn19からなる
100nmの合金薄膜を製造する時蒸着パワーとアルゴ
ンガスの圧力変化が薄膜の集合組織に与える影響を示す
グラフ図。
100nmの合金薄膜を製造する時蒸着パワーとアルゴ
ンガスの圧力変化が薄膜の集合組織に与える影響を示す
グラフ図。
【図4】スパッタリングでCo58Cr33Mn19からなる
100nmの合金薄膜を製造する時の基板温度が薄膜の
集合組織に与える影響を示すグラフ図。
100nmの合金薄膜を製造する時の基板温度が薄膜の
集合組織に与える影響を示すグラフ図。
【図5】Cr薄膜およびCoCrMn薄膜をそれぞれC
oCrPt磁性層の下地層として用いた時のCoCrP
t磁性層の微細構造写真と結晶粒サイズ分布を示すグラ
フ図。
oCrPt磁性層の下地層として用いた時のCoCrP
t磁性層の微細構造写真と結晶粒サイズ分布を示すグラ
フ図。
【図6】Cr薄膜およびCoCrMn薄膜をそれぞれC
oCrPt磁性層の下地層として用いた場合のCoCr
Pt磁性層と下地層間の界面構造を示す写真。
oCrPt磁性層の下地層として用いた場合のCoCr
Pt磁性層と下地層間の界面構造を示す写真。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 FI
H01F 10/16 H01F 1/04 S
(72)発明者 ソーン・ジュ・クォン
大韓民国、キョンブク、ポハン−シ、ナ
ム−ク、ジゴク−ドン、プロフェッサ
ー・アパートメント 7−1303
(72)発明者 ソー・ヨル・ホン
アメリカ合衆国、カリフォルニア州
94086、サニーベール、エム111、サウ
ス・フェア・オークス・アベニュー
655
(56)参考文献 特開 昭60−228637(JP,A)
特開 平6−306583(JP,A)
特開 平6−101000(JP,A)
(58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名)
C22C 19/07
C23C 14/14
C23C 14/34
G11B 5/64
H01F 1/047
H01F 10/16
Claims (2)
- 【請求項1】 CoCr系磁性層の下地層に用いられる
合金であって、 一般式CoxCryMnzとして表示され、前記式の内、
xは原子%で55以上64以下であり、yは原子%で2
6以上37以下であり、zは原子%で5以上12以下で
あり、x+y+z=100であることを特徴とする磁気
記録媒体の下地層用合金。 - 【請求項2】 前記xは、原子%で57以上63以下で
あり、前記yは原子%で28以上34以下であり、前記
zは原子%で7以上11以下であり、x+y+z=10
0であることを特徴とする請求項1記載の磁気記録媒体
の下地層用合金。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR10-2001-0004501A KR100390391B1 (ko) | 2001-01-31 | 2001-01-31 | 고밀도 수평 자기 기록매체의 하지층용 합금 조성물 |
KR2001-4501 | 2001-01-31 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002249839A JP2002249839A (ja) | 2002-09-06 |
JP3412133B2 true JP3412133B2 (ja) | 2003-06-03 |
Family
ID=19705133
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001029888A Expired - Fee Related JP3412133B2 (ja) | 2001-01-31 | 2001-02-06 | 高密度な水平磁気記録媒体の下地層用合金 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3412133B2 (ja) |
KR (1) | KR100390391B1 (ja) |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS57155339A (en) * | 1981-03-20 | 1982-09-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Magnetic head and production thereof |
JPS60228637A (ja) * | 1984-04-25 | 1985-11-13 | Toshiba Corp | 磁気記録媒体用Co基合金 |
JP2001312814A (ja) * | 2000-04-28 | 2001-11-09 | Fuji Electric Co Ltd | 磁気記録媒体 |
-
2001
- 2001-01-31 KR KR10-2001-0004501A patent/KR100390391B1/ko not_active IP Right Cessation
- 2001-02-06 JP JP2001029888A patent/JP3412133B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2002249839A (ja) | 2002-09-06 |
KR20020063973A (ko) | 2002-08-07 |
KR100390391B1 (ko) | 2003-07-07 |
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