JP3762277B2 - 磁気記録媒体及びその製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気記録媒体及びその製造方法に関し、特に再生ノイズが少なく高密度に記録可能な垂直磁気記録媒体及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の情報処理の飛躍的な増大に伴って、磁気ディスク装置などの情報記録技術も大幅な大容量化が求められている。特にハードディスクにおいては現在単位面積当たりの記録情報量が年率６０％を超える勢いで増加している。今後も情報記録量の増大が望まれており、また携帯用などの記録装置としても小型化、高密度化が望まれている。
【０００３】
従来利用されてきたハードディスク用磁気記録媒体は水平磁気記録方式であり、磁化はディスク表面に平行に記録されている。この水平磁気記録方式では高密度化に伴い磁区内の反磁界を抑え、且つ磁化状態を検出させるため媒体上方に磁界を出すために磁気記録層を薄くしていく必要がある。そのため磁性微粒子１つ当たりの体積が極度に小さくなり、超常磁性効果が発生しやすい傾向にある。すなわち磁化方向を安定させているエネルギーが熱エネルギーより小さくなり、記録された磁化が時間とともに変化し、記録を消してしまうことが起こる。このため近年では水平磁気記録に代わって記録層の膜厚を大きくとれる垂直磁気記録方式へ移行する研究が盛んに行われている。
【０００４】
垂直磁気記録用の媒体としては、単層の磁気記録層を用いるタイプと高透磁率な軟磁性層を裏打ち層としてその上に硬磁性な記録層を用いる２層タイプが提案されている。後者の場合は垂直磁気ヘッドからの磁界を記録層へ集中させ、磁界を軟磁性層に水平に通してヘッド側へ戻す磁気回路を構成するのものである。この裏打ち層を用いた２層タイプは記録磁界を高め記録再生を向上させる効果が期待されているが、軟磁性層の磁化の反転や磁壁移動等に伴う雑音が出る問題点も指摘されている。
【０００５】
図２の従来型垂直磁気記録媒体の説明図を用いて、以下に詳しく説明する。
【０００６】
基板２１としてはガラスやアルミニウムの他、カーボン基板やプラスティック基板、Ｓｉ基板などが使用可能であり、アルミ基板の場合は硬度を確保するため図２に示すようにＮｉＰ層２２をめっき法などにより下地層として作製しておくことが多い。裏打ち層２３としては高透磁率なＮｉＦｅ合金（パーマロイ）などが数μｍ〜数１０μｍの厚みで用いられる。記録層２４としては一般にＣｏ−Ｃｒ合金が用いられており、スパッタリング法で作製すると図２（ｂ）に示す様にＣｏ組成が多いコア部２６とその周りのＣｒ組成が比較的多いシェル部２７に分離された状態で成長する。コア部２６は円柱に近い形状であり六方稠密格子構造（以下、ｈｃｐ構造という）を有する硬磁性となり、記録部分となる。シェル部２７はＣｒ組成が多く軟磁性、もしくは非磁性的な特性になり隣接するコア部同士の相互作用を弱める役割も果たす。コア部２６ではｃ軸が基板面に垂直方向を向いており、結晶磁気異方性の作用により磁化は基板面に垂直方向を向くようになる。上記記録層２４にはＣｏ−Ｃｒ以外にＴａ、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｈｆなど添加することが行われている。
【０００７】
また、図２には示さなかったが、記録層２４と裏打ち層２３の間に、記録層の結晶性を高める目的で下地層を成膜したり、記録層２４と裏打ち層２３の磁気的結合を若干弱める為に酸化物などの下地層を成膜することが行われている（特開平７−７３４２９号公報参照）。
【０００８】
表面には保護層２５を薄く成膜しておくことが一般的であり、材料としてはカーボンの他カーバイト、窒化物などが検討されている。
【０００９】
次に、本発明は微細な細孔を有する陽極酸化アルミナを用いるので、図３を用いて以下に陽極酸化皮膜、及びそれを用いたアルマイト磁性体について詳しく説明する。
【００１０】
Ａｌ基板３１を硫酸、シュウ酸、りん酸などの酸性電解液中で陽極酸化すると、図３に示す様にポーラス型陽極酸化皮膜である陽極酸化皮膜３２が形成される（たとえばＲ．Ｃ．Ｆｕｒｎｅａｕｘ，Ｗ．Ｒ．Ｒｉｇｂｙ＆Ａ．Ｐ．Ｄａｖｉｄｓｏｎ“ＮＡＴＵＲＥ”Ｖｏｌ．３３７、Ｐ１４７（１９８９）等参照）。このポーラス皮膜の特徴は、直径２ｒが数ｎｍ〜数百ｎｍの極めて微細な円柱状細孔（アルミナナノホール３３）が、数十ｎｍ〜数百ｎｍの間隔（２Ｒ）で平行に配列するという特異的な幾何学的構造を有することにある。この円柱状の細孔は、高いアスペクト比を有し、断面の径の一様性にも優れている。
【００１１】
また、ポーラス皮膜の構造を陽極酸化の条件を変えることにより、ある程度の制御が可能である。たとえば、陽極酸化電圧で細孔間隔を、陽極酸化時間で細孔の深さを、ポアワイド処理により細孔径をある程度制御可能であることが知られている。ここでポアワイド処理とはアルミナのエッチング処理であり、普通りん酸でのウェットエッチング処理を用いる。
【００１２】
またポーラス皮膜の細孔の垂直性、直線性及び独立性を改善するために、２段階の陽極酸化を行なう方法、すなわち、陽極酸化を行って形成したポーラス皮膜を一旦除去した後に再び陽極酸化を行なって、より良い垂直性、直線性、独立性を示す細孔を有するポーラス皮膜を作製する方法が提案されている（“Ｊａｐａｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｉｓｉｃｓ”，Ｖｏｌ．３５，Ｐａｒｔ２，Ｎｏ．１Ｂ，ｐｐ．Ｌ１２６−Ｌ１２９，１９９６年１月１５日）。ここで、この方法は最初の陽極酸化により形成した陽極酸化皮膜を除去するときにできるＡｌ板の表面の窪みが、２度目の陽極酸化の細孔の形成開始点となることを用いている。
【００１３】
さらにポーラス皮膜の細孔の形状、間隔及びパターンの制御性を改善するために、スタンパーを用いて細孔の形成開始点を形成する方法、すなわち、複数の突起を表面に備えた基板をＡｌ板の表面に押しつけてできる窪みを細孔の形成開始点として形成した後に陽極酸化を行なって、より良い形状、間隔及びパターンの制御性を示す細孔を有するポーラス皮膜を作製する方法も提案されている（特開平１０−１２１２９２号公報、もしくは益田“固体物理”３１，４９３（１９９６））。また、ハニカムではなく同心円状に細孔を形成する技術が大久保らにより特開平１１−２２４４２２号公報で報告されている。
【００１４】
上記アルミナナノホール３３の底部には図３（ａ）に示す様に厚い酸化アルミニウムの絶縁層が形成される。この絶縁層があるとナノホール内への電着が困難であるので、一般的には電流回復法という手法によりナノホール底部の絶縁層を薄くする方法が採用されている。電流回復法とは陽極酸化電圧を徐々に下げていき、低部絶縁層を薄くする方法である。しかしこの方法では薄い絶縁層が残り、ナノホール内への電着には１０〜５０Ｖ程度の高電圧による交流電着が必要になる。このような高電圧を用いる電着では電着内包物の構造制御には限界があり、普通多結晶体が不均一に電着される結果となる。すなわちＣｏを電着させても磁化容易軸であるｃ軸が基板に垂直方向に一様に成長させることは出来なかった（“ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．Ｍａｇ．”Ｖｏｌ．２６，１６３５（１９９０）など参照）。また、ナノホール底部の絶縁層の厚みや形状も不均一であるため、図３（ｂ）で示したように電着されない部分も発生する傾向にあった。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のスパッタリングにより成膜された記録層ではＣｏやＬ１_０規則構造を有するＭＰｔ（Ｍ＝Ｃｏ，Ｆｅ，Ｎｉ）を成分として含む微粒子の形状にばらつきが多かった。垂直磁気記録用の媒体において、主に飽和磁化と平均保磁力で規格化した保磁力のバラツキが特性を決定すると言われている。すなわち、ＣｏやＬ１_０規則構造を有するＭＰｔ（Ｍ＝Ｃｏ，Ｆｅ，Ｎｉ）微結晶のサイズの各微粒子のバラツキはそのまま微粒子の保磁力のバラツキに反映され、記録媒体としての特性を悪くする。勿論微結晶の結晶軸の方位のバラツキも特性を悪くする原因となっている。
【００１６】
また、上記アルマイト磁性体では、細孔中への磁性体の充填が困難であり、さらに磁性体の結晶方位の制御、特にｃ軸配向性の制御が出来ていなかった。また細孔中への電着量の制御も不十分なものであった。
【００１７】
本発明の目的は、陽極酸化アルミナ層への均一で結晶配向性、特にＣｏおよびＣｏ合金とＬ１_０規則構造であるＭＰｔ（Ｍ＝Ｃｏ，Ｆｅ，Ｎｉ）のｃ軸配向を有する垂直磁気記録媒体を提供することである。
【００１８】
また本発明の別の目的は、記録微粒子の形状が柱状であり、形状バラツキが小さい記録再生特性の良い垂直磁気記録媒体を提供することである。
【００１９】
また本発明の別の目的は、記録再生特性を向上させる有効な裏打ち層を提供することである。
【００２０】
また、本発明の別の目的は、上記磁気記録媒体を容易に製造する方法を提供すること、および上記磁気記録媒体を用いた磁気記録再生装置を提供することである。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明の第一の発明は、基板上に前記基板面に垂直方向に伸びる孔を有する酸化アルミニウムを含む層を有し、前記孔中に磁性体を充填した磁気記録媒体であって、前記酸化アルミニウムを含む層と前記基板との間に少なくとも一層の導電層を有し、前記導電層がｆｃｃ構造であり基板の垂直方向に、前記ｆｃｃ構造の結晶面の（１１１）面が、前記孔中に充填された前記磁性体を含む充填物と接する面まで配向しており、前記導電層の影響を受けて、前記磁性体にｈｃｐ構造でＣ軸が基板と垂直方向に配向している硬磁性体を含むことを特徴とする磁気記録媒体である。
【００２２】
また、本発明の磁気記録媒体は、基板上に前記基板面に垂直方向に伸びる孔を有する酸化アルミニウムを含む層を有し、前記孔中に磁性体を充填した磁気記録媒体であって、前記酸化アルミニウムを含む層と前記基板との間に少なくとも一層の導電層を有し、前記導電層がｆｃｃ構造であり基板の垂直方向に前記ｆｃｃ構造の結晶面の（００１）面が、前記孔中に充填された前記磁性体を含む充填物と接する面まで配向しており、前記導電層の影響を受けて、前記磁性体がＬ１０規則構造であり、そのＣ軸が基板と垂直方向に配向している硬磁性体を含むことが特徴である。
【００２３】
前記下地電極層がＣｕを主成分とする材料であるのが好ましい。
【００２４】
前記アルミナナノホール内における充填物の前記下地電極層に接する部分が、ｆｃｃ構造を有する基板垂直方向に（１１１）面が配向したＣｕを主成分とする材料であるのが好ましい。
【００２５】
前記アルミナナノホール内における充填物の前記下地電極層に接する部分が、ｆｃｃ構造を有する基板垂直方向に（１１１）面が配向したＮｉＦｅを主成分とする材料であるのが好ましい。
【００２６】
前記Ｃｏを主成分とする硬磁性体がＣｕ、Ｃｒ、Ｐ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐｄの少なくとも１つ以上の元素を含んでいるのが好ましい。
【００２７】
前記下地電極層からＣｏを主成分とする硬磁性体までエピタキシャル成長されているのが好ましい。
【００２８】
前記下地電極層の下に軟磁性体層を有するのが好ましい。
【００２９】
前記アルミナナノホールがハニカム配列もしくは長方配列しているのが好ましい。
【００３０】
また、本発明の第二の発明は、上記の磁気記録媒体を用いた磁気記録再生装置である。
【００３１】
さらに、本発明の第三の発明は、基板と、孔を有する酸化アルミニウムを含む層と、該酸化アルミニウムを含む層と該基板との間に介在する少なくとも一層の導電層と、該孔中に充填された磁性体とを備えた磁気記録媒体であって、該孔の下方にある該導電層の上面は、該基板の表面に平行な、面心立方格子の（００１）面であり、該磁性体は、そのｃ軸が該基板の垂直方向に配向しているＬ１_０規則構造の硬磁性体を含むことを特徴とする磁気記録媒体である。
【００３２】
また、本発明の第四の発明は、基板と、孔を有する酸化アルミニウムを含む層と、該酸化アルミニウムを含む層と該基板との間に介在する少なくとも一層の導電層と、該孔中に充填された磁性体とを備えた磁気記録媒体であって、該孔の下方にある該導電層の上面は、該基板の表面に平行な、Ｌ１_０またはＬ１_１またはＬ１_２規則構造の正方配列面であり、該磁性体は、そのｃ軸が該基板の垂直方向に配向しているＬ１_０規則構造の硬磁性体を含むことを特徴とする磁気記録媒体である。
【００３３】
さらに、本発明の第五の発明は、磁性体が充填された陽極酸化アルミナナノホール皮膜を有する磁気記録媒体の製造方法であって基板を用意する工程、
前記基板上にｆｃｃ構造を有し、基板垂直方向に（１１１）面が表面まで配向した導電層を形成し、その上にアルミニウム層を形成する工程、前記アルミニウム層を陽極酸化してアルミナナノホールを形成する工程、前記導電層の影響を受けて、前記アルミナナノホール中にＣｏを含むｈｃｐ構造をもつ硬磁性体層を基板垂直方向に対してｃ軸配向させながら、電着させる工程を有することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法である。
【００３４】
アルミナナノホール中にＣｏを主成分とするｈｃｐ構造をもつ硬磁性体層を基板垂直方向に対してｃ軸配向させて析出させる工程の前に、Ｃｕを主成分とするｆｃｃ構造の非磁性層を基板垂直方向に（１１１）面が配向させて電着させる工程を含むのが好ましい。
【００３５】
アルミナナノホール中にＣｏを主成分とするｈｃｐ構造をもつ硬磁性体層を基板垂直方向に対してｃ軸配向させて析出させる工程の前に、ＮｉＦｅを主成分とするｆｃｃ構造の軟磁性層を基板垂直方向に（１１１）面が配向させて電着させる工程を含むのが好ましい。
【００３６】
また、本発明の第六の発明は、基板上に、孔を有する酸化アルミニウムを含む陽極酸化層を、導電層を介して備えている磁気記録媒体の製造方法であって、面心立方格子構造をとり、その（００１）面が、該基板の表面に平行である該導電層を、該基板上に形成する工程、該陽極酸化層を、該導電層上に形成する工程、該孔中に硬磁性体を充填する工程、及び該硬磁性体が、該導電層の該（００１）面の影響を受けて、そのｃ軸が該基板の垂直方向に配向したＬ１_０規則構造になるように、該硬磁性体をアニールする工程とを有することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法である。
【００３７】
さらに、本発明の第七の発明は、基板上に、孔を有する酸化アルミニウムを含む陽極酸化層を、導電層を介して備えている磁気記録媒体の製造方法であって、Ｌ１_０またはＬ１_１またはＬ１_２規則構造をとり、その正方配列面が、該基板の表面に平行である該導電層を、該基板上に形成する工程、該陽極酸化層を、該導電層上に形成する工程、該孔中に硬磁性体を充填する工程、及び該硬磁性体が、該導電層の該正方配列面の影響を受けて、そのｃ軸が該基板の垂直方向に配向したＬ１_０規則構造になるように、該硬磁性体をアニールする工程とを有することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法である。
【００３８】
【発明の実施の形態】
＜磁気記録媒体の構成＞
本発明の磁気記録媒体を図面に基づいて説明する。図１は本発明の磁気記録媒体の構成を示す模式図である。
【００３９】
図１において、１０はナノホール（細孔）、１１はナノホール（細孔）の間隔、１２はナノホール（細孔）直径、１３は酸化アルミニウムを主成分とする層（アルミナ）、１４は充填物、１５は下地電極層（導電層）、１６は基板（酸化アルミニウムを主成分とする層１３を保持する基板）である。
【００４０】
本発明では、アルミナナノホール（細孔）１０中に柱状のＣｏまたはＬ１_０規則構造を有するＭＰｔ（Ｍ＝Ｃｏ，Ｆｅ，Ｎｉ）を主成分とする硬磁性体からなる充填物１４が充填されていることが、高密度記録や十分な信号検出の為に必要である。ナノホール直径１２としては数ｎｍ〜数１００ｎｍの範囲であり、ナノホールのアスペクト比は２〜１０程度であることが好ましい。ナノホールの断面形状は、円形、楕円形、長方形が利用できるが、各ナノホールの断面が均一であることが好ましい。さらに、アルミナナノホールのホールの形状は、筒状であり下地電極に対して直線的で、かつ垂直に立っていることが望ましい。
【００４１】
垂直磁気記録媒体に用いる陽極酸化アルミナナノホールを作製するには、アスペクト比が大きいナノホールを制御性良く作製する方法であるアルミニウムの陽極酸化法で行うことが非常に有効である。アルミニウムの陽極酸化ではナノホール直径１２は数ｎｍ〜数１００ｎｍまで制御でき、またナノホールの間隔１１もナノホール直径１２より若干大きい値から約５００ｎｍまで制御可能である。アルミニウムの陽極酸化には各種の酸が利用可能であるが、微細な間隔のナノホールを作製するには硫酸浴、比較的大きな間隔のナノホールを作製するにはりん酸浴、その間のナノホールを作製するには蓚酸浴が好ましい。ナノホール直径１２は陽極酸化後にりん酸などの溶液中でエッチングする方法により拡大可能である。
【００４２】
ナノホールを規則的に作製するには、前述したようにナノホールの形成の開始点になる窪みをアルミ表面に作製しておく方法や、２段の陽極酸化法を用いることが有効である。本発明に用いるナノホール配列としては図５に示すようなハニカム配列や長方配列やその特別な場合である正方配列などが好ましい。
【００４３】
上記被陽極酸化層としてはＡｌが一般的に用いられるが、Ａｌを主成分とする膜で陽極酸化できるものならば、他の元素が含まれていてもかまわない。このＡｌの成膜には抵抗加熱による真空蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法などが利用できる。但し、ある程度平坦な表面を有する膜を形成できる方法でなければ好ましくない。
【００４４】
上記ナノホール中に充填物を埋め込みするには真空蒸着法やスパッタリング法なども利用可能であるが、アスペクト比が大きな細孔へ埋め込むには電着法が好ましい。電着法で積層膜を作製するには電着途中で電着液を変える方法以外にも、電解電位の異なるイオンを含む溶液中でパルス電着する方法が可能である。すなわち電解電位の大きいＣｏイオンが含まれる電着溶液にＰｔやＣｕ、Ｎｉなど電解電位の小さいイオンを小さい比率で加えておき、電解電位の小さいイオンのみを低電圧で析出させた後、高電圧で濃度の濃いＣｏを析出させることが可能である。Ｌ１_０規則構造を有するＭＰｔ（Ｍ＝Ｃｏ，Ｆｅ，Ｎｉ）の形成においてもパルス電着で積層膜を成膜後、熱処理してもよい。
【００４５】
また、上記陽極酸化アルミナナノホールの下地電極層１５としては各種の金属が利用可能であるが、細孔中に電着法により積層膜を作製するには電着制御性の観点からｆｃｃ構造であるＰｔ，Ｐｄ，Ｃｕ，Ｉｒ，Ｒｈやそれらの合金が好ましい。特にナノホール中のｈｃｐ構造を有するＣｏ、及びＣｏ合金を基板垂直方向に対してｃ軸配向させて電着により作製するために、下地金属がｆｃｃ構造で基板垂直方向に（１１１）配向していることを特徴とする。また、この配向をとる範囲内であれば、主成分のＣｕ以外に、Ｗ，Ｎｂ，Ｐｔ，Ｓｉ，Ｏなどを一種類以上含んでも良い。また、下地電極が基板垂直方向に（００１）配向している場合は、この配向をとる範囲内であれば、Ｐｔ，Ｐｄ，Ｃｕ，Ｉｒ，Ｒｈ成分以外に、Ｗ，Ｎｂ，Ｔｉ，Ｓｉ，Ｏなどを一種類以上含んでも良い。
【００４６】
下地電極としては基板垂直方向に（００１）配向しているＬ１_０、またはＬ１_１、またはＬ１_２の各規則構造のいずれかを有し、その正方配列面が基板垂直方向に配向した膜を用いても良い。具体的には、ＭＰｔ（Ｍ＝Ｃｏ，Ｆｅ，Ｎｉ）、ＦｅＰｄ、ＴｉＡｌ、ＣｕＡｕを主成分とするＬ１_０、またはＣｕＰｔを主成分とするＬ１_１、またはＣｕ_３Ａｕ、Ａｌ_３Ｔｉ、ＦｅＰｄ_３、Ｎｉ_３Ｘ（Ｘ＝Ｆｅ，Ｍｎ，Ａｌ）、Ｐｔ_３Ｘ（Ｘ＝Ｃｏ，Ｆｅ，Ｍｎ，Ａｇ，Ａｌ）、ＰｔＸ_３（Ｘ＝Ａｇ，Ａｕ，Ｆｅ，Ｍｎ，Ｎｉ）を主成分とするＬ１_２等から選択することができる。正方配列面とは、例えばＬ１_０規則構造の場合は（002）となる。
【００４７】
なお、本発明において、ｈｃｐ構造とは六方稠密格子構造、ｆｃｃ構造とは面心立方格子構造（ｆａｃｅ ｃｅｎｔｅｒｅｄ ｃｕｂｉｃ）の略である。また、Ｌ１_０規則構造とは図８（ａ）に示す構造であり、Ｌ１_１規則構造とは図８（ｂ）に示す構造、Ｌ１_２規則構造とは図８（ｃ）に示す構造である。
【００４８】
また、上記の充填物１４の構成としては、上部から下地電極との接点にかけて、硬磁性体、または硬磁性体／非磁性体、または硬磁性体／軟磁性体、または硬磁性体／軟磁性体／非磁性体、または硬磁性体／非磁性体／軟磁性体という形態をとることが可能である。ここで、硬磁性体は基板垂直方向にｃ軸配向したｈｃｐ構造をもち、非磁性体及び軟磁性体は基板垂直方向に（１１１）配向したｆｃｃ構造をもつことを特徴とする。また、硬磁性体部分は、Ｃｏを主成分とし、Ｃｕ，Ｃｒ，Ｐ，Ｎｉ，Ｐｔ，Ｐｄのうち一種類以上を含んでいても良い。また、非磁性体部分は、ｆｃｃ構造でＣｕを主成分とし、基板垂直方向に（１１１）配向していることが好ましい。また、主成分のＣｕ以外に、Ｗ，Ｎｂ，Ｐｔ，Ｓｉ，Ｏなどを一種類以上含んでも良い。また、軟磁性体部分は、ＮｉｘＦｅ（１−ｘ）を主成分とし、ｘの範囲は０．６５から０．９１であることが望ましく、さらに一部Ｃｏ，Ｃｒ，Ｐ，Ｐｔ，Ｐｄなどを含んでも良い。
【００４９】
また硬磁性体としては基板垂直方向にｃ軸配向したＬ１_０規則構造をもち、非磁性体及び軟磁性体は基板垂直方向に（００１）配向したｆｃｃ構造をもつことを特徴とする。また、硬磁性体部分は、ＭＰｔ（Ｍ＝Ｃｏ，Ｆｅ，Ｎｉ）を主成分とし、Ｃｕ，Ｃｒ，Ｐ，Ａｇ，Ｐｄのうち一種類以上を含んでいても良い。また、非磁性体部分は、ｆｃｃ構造でＰｔ，Ｐｄ，Ｃｕ，Ｉｒ，Ｒｈを主成分とし、基板垂直方向に（００１）配向していることが好ましい。また、主成分のＰｔ，Ｐｄ，Ｃｕ，Ｉｒ，Ｒｈ以外に、Ｗ，Ｎｂ，Ｔｉ，Ｓｉ，Ｏなどを一種類以上含んでも良い。また、軟磁性体部分は、ＮｉｘＦｅ（１−ｘ）を主成分とし、ｘの範囲は０．６５から０．９１であることが望ましく、さらに一部Ｃｏ，Ｃｒ，Ｐ，Ｐｔ，Ａｇ，Ｐｄなどを含んでも良い。
【００５０】
さらに、上記充填物１４は、エピタキシャルに成長させたものであるが、これは、下地電極層のｆｃｃ構造の（１１１）面またはＬ１_０規則構造、またはＬ１_１規則構造、またはＬ１_２規則構造の正方配列面に影響を受けて、充填物１４がある結晶方位を保ったまま成長することを意味している。これは、単結晶でない場合、さらに導電層との格子不整合の場合等を否定するものではない。さらに、熱処理により高度に基板垂直方向にＬ１_０規則構造のｃ軸を配向させることも可能である。
【００５１】
また、アルミナナノホールとしては、ナノホールの間隔１１、ナノホール直径１２は一定で、蜂の巣状または正方状に規則的に配列していることが好ましく、特にパターンドメディアとして用いる場合に重要である。さらに、アルミナナノホールのホールの形状は、筒状であり下地電極に対して直線的で、かつ垂直に立っていることが望ましい。
【００５２】
上記の基板１６としては、ガラス、アルミニウム、カーボン、プラスティック、Ｓｉなどの使用が可能であり、アルミニウム基板の場合は硬度を確保するためにＮｉＰ膜をメッキ法などにより下地層として形成しておくことが望ましい。さらに、上記下地電極層となる材料の正方配列面を基板垂直方向に配向させる場合にはＭｇＯ基板を用いるか、前述の基板上にＭｇＯ膜を形成するのが好ましい。また、基板１６と下地電極層１５の間に軟磁性層を裏打ち層として形成することも有効である。その裏打ち層としては、ＮｉｘＦｅ（１−ｘ）を主成分とする膜が使用可能であり、ｘの範囲は０．６５から０．９１であることが望ましく、さらに一部Ｃｏ，Ｃｒ，Ｐ，Ｐｔ，Ｐｄなどを含んでも良い。また、このとき下からＭｇＯ層、軟磁性裏打ち層、導電層という順番、または軟磁性裏打ち層、ＭｇＯ層、導電層という順番でもよく、軟磁性層はＮｉｘＦｅ（１−ｘ）の場合（００１）配向していることが好ましいが、その他の軟磁性体も採用可能であるためアモルファスなど他の状態であってもよい。
【００５３】
また、磁気記録媒体の上部表面は、ダイヤモンドスラリー等を用いた精密研磨を施しており、そのＲｍｓ（２乗平均の平方根）は１ｎｍ以下である。さらに表面には保護層を形成してもよく、ヘッドとの摩擦に対して耐磨耗性を持たせるために、カーボンの他カーバイト、窒化物等の非磁性材料を用いることが可能である。本発明の磁気記録媒体は特に垂直磁気記録媒体として有効であり、磁気記録装置として用いるには、図７にあるように上記媒体以外に読み取り書き込みヘッド、モーターなどの駆動制御装置、信号処理回路、防塵ケース等を組み込むことが必要である。しかし、磁気記録再生装置において、磁気記録媒体の駆動は回転のみ、磁気ヘッドの駆動は円周上のスライドのみに限定されるものではない。
【００５４】
【実施例】
以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。
【００５５】
実施例１
本実施例においては、陽極酸化アルミナナノホール中に充填される硬磁性体の製造方法と、それぞれの形状や配向性に関するものである。
【００５６】
Ｓｉ基板上にスパッタ蒸着法によりＴｉを１０ｎｍ、Ｃｕを２０ｎｍ、Ａｌを５００ｎｍ成膜したものを、蓚酸水溶液０．３Ｍ、１６℃中にて、電圧４０Ｖを印加して陽極酸化を行った。次に、燐酸水溶液０．５ｗｔ％中で２５分間浸漬し、孔径拡大を行った。このとき、Ｃｕ膜は基板垂直方向に対して（１１１）方向に配向しており、ナノホール底部においてＣｕ面が露出して良好な導電性を持っていた。
【００５７】
以上、作成した陽極酸化アルミナナノホールに対して、硬磁性体であるＣｏをナノホール中に充填した。ここで、Ｃｏの電着には、硫酸コバルト（ＩＩ）７水和物０．２Ｍと硼酸０．３Ｍからなる水溶液を２４℃で使用した。
【００５８】
電着は、以上の溶液中にて参照極としてＡｇ／ＡｇＣｌを用いて、−２．０Ｖ、−１．５Ｖ、−１．０Ｖのそれぞれの場合について行った。
【００５９】
さらに、これらの試料を１／４μｍのダイヤモンドスラリーを用いて表面に溢れ出した電着物を研磨し取り除いた。この時、表面のＲｍｓは１ｎｍ以下であった。
【００６０】
以上の試料をＦＥ−ＳＥＭで観察するとすべてのナノホールに充填物が存在しており、断面からの観察によりナノホールの直線性も優れていることが確認できた。
【００６１】
さらに下記の表１に作製した試料のＸ線回折測定の結果を示す。試料Ｓは、粉末状の試料でＪＣＰＤＳカードから参照した。強度比は、積分強度に対して比を算出した。
【００６２】
【表１】

【００６３】
Ｃｏを充填した試料のＸ線回折測定を行った結果、印加電圧を下げることで基板垂直方向に対して（００２）回折強度が増大し、試料Ａから試料Ｃにかけてｃ軸配向に向かうことが確認できた。電圧依存性から充填物の堆積速度が緩やかな方がよいと考えられ、およそ３ｎｍ／ｓｅｃと見積もることができる。
【００６４】
以上、速度の緩やかな場合に配向性の高い充填物をナノホール中に形成することが可能である。
【００６５】
実施例２
本実施例では、実施例１の電着液に硫酸銅（ＩＩ）水溶液を混合して、ＣｏとＣｕの合金の形成に関するものである。
【００６６】
まず、実施例１と同様に、アルミナナノホールを準備した。
【００６７】
電着には、硫酸コバルト（ＩＩ）７水和物０．２Ｍと硼酸０．３Ｍからなる水溶液に硫酸銅（ＩＩ）５水和物０．０１Ｍを１：１で混合したものを２４℃で使用した。
【００６８】
電着は、Ａｇ／ＡｇＣｌ参照極に対して−１．０Ｖで行った。
【００６９】
その後、表面に溢れた電着物を研磨によって除去し、Ｘ線回折測定、磁化測定を行った。
【００７０】
Ｘ線回折の結果、ｃ軸優位に配向していることが確認できた。
【００７１】
さらに２４℃での磁化測定により、Ｃｏのみの場合よりも飽和磁化が減少し６８０（ｅｍｕ／ｃｃ）になったが、基板垂直方向に対しての磁気履歴曲線の角形比が０．９４で５％良好になった。
【００７２】
以上より、Ｃｏの合金化による効果を見出した。
【００７３】
実施例３
本実施例では、充填物の構成における非磁性体、軟磁性体部分の製造方法と配向性、さらにその結果もたらされる硬磁性体部分の配向性に関するものである。
【００７４】
まず、充填物の構成には、図４に示す様に、実施例１の硬磁性体のみ（図４（ａ））以外に、図４（ｂ）の硬磁性体／非磁性体、または図４（ｃ）の硬磁性体／軟磁性体、または図４（ｄ）硬磁性体／非磁性体／軟磁性体、または図４（ｅ）硬磁性体／軟磁性体／非磁性体、という形態をとることが可能である。
【００７５】
まず、実施例１に示すようにアルミナナノホールを準備し、非磁性体、軟磁性体をそれぞれ単独、または両方を積層する場合について電着を行った。
【００７６】
非磁性体としては、Ｃｕを採用し、硫酸銅（ＩＩ）５水和物、硫酸、チオ尿酸からなる水溶液を使用し、２４℃でＡｇ／ＡｇＣｌ参照極に対して−０．５Ｖの電圧を印加して電着した。
【００７７】
軟磁性体としては、ＮｉＦｅを採用し、硫酸ニッケル（ＩＩ）７水和物と硫酸鉄（ＩＩ）７水和物を１：１で混合し、同じく２４℃でＡｇ／ＡｇＣｌ参照極に対して−１．０Ｖの電圧を印加して電着した。
【００７８】
また、別々の浴で双方を一層づつ積層したものを、すなわち非磁性体／軟磁性体、軟磁性体／非磁性体の２種類を、上記の条件のもとに作製した。
【００７９】
また、ＣｕとＮｉＦｅの電着液を１：１０で混合した混合浴で、Ａｇ／ＡｇＣｌ参照極に対して非磁性体層のときは−０．５Ｖ、軟磁性体層のときは−１．０Ｖで電着すると電着液を変えることなく積層かが可能となる。だだし、少量は他方の成分が混入することは避けることができない。
【００８０】
以上の試料のＸ線回折による結果を表２に示す。ＣｕとＮｉＦｅが混在するときは、試料表面に近い方の回折強度比を算出した。
【００８１】
【表２】

【００８２】
ここで、ＣｕとＮｉＦｅの比較例は上記の電圧で行った場合のものであり、粉末状に近いと考えられる。
【００８３】
以上から、Ｃｕ，ＮｉＦｅともにｆｃｃ構造で基板垂直方向に対して（１１１）配向していることが確認できた。また、積層した場合、その順番にも関係なく配向の傾向は変わらず良好であった。非磁性体、軟磁性体の混合浴からの電着においても基板垂直方向に（１１１）配向していることが確認できた。配向性はＣｕのみの電着した試料において、およそ９８．５％と見積もることができる。
【００８４】
さらに、上記で得られた条件で最後の層に硬磁性体であるＣｏを追加した場合のＸ線回折による結果を表３に示す。Ｃｏの電着条件は実施例１における最もｃ軸配向した条件を用いた。
【００８５】
【表３】

【００８６】
ここで、Ｃｏ比較例は実施例１における最もｃ軸配向したものを表している。
【００８７】
以上より、充填物の構成において、非磁性体、軟磁性体層は硬磁性体層のｃ軸配向性にも大きな影響を与えることが確認できた。おそらく、下地電極層のＣｕ（１１１）表面は陽極酸化後、一部酸化していると予想され、これを同じ結晶構造をもつ材料で覆うことで後の層における配向性が向上したと考えられる。
【００８８】
実施例４
本実施例では、下地電極層下に配置される軟磁性層に関するものである。
【００８９】
まず、Ｓｉ基板上にスパッタ法によりＮｉＦｅ軟磁性層を膜厚１μｍから１０μｍにわたって成膜した。その後、表面の粗さをＡＦＭ（原子間力顕微鏡）により観察すると膜厚が薄いほうが平坦性は良好である。しかし、記録媒体の裏打ち層としての役割から２μｍから５μｍあたりが好ましい。
【００９０】
ＮｉＦｅ層成膜後、Ｃｕ下地電極を形成したがＸ線回折から基板垂直方向に（１１１）配向していることを確認した。さらに、ＮｉＦｅ層の厚さが２μｍ、３μｍ、５μｍの場合について、Ａｌ膜を成膜後、陽極酸化を蓚酸浴１６℃、印加電圧４０Ｖで行い、ＦＥ−ＳＥＭ（電界放出型走査電子顕微鏡）でその断面を観察すると、ＮｉＦｅ層がない場合と同様ナノホール底部は均一であった。
【００９１】
以上から、下地電極層下にＮｉＦｅ軟磁性体層を挿入することが可能である。
【００９２】
実施例５
本実施例では、ｈｃｐ構造をもつ硬磁性体ＣｏのＭＦＭ（磁気力顕微鏡）観察に関するものである。
【００９３】
まず、実施例３における９６．４％がｃ軸配向しているＣｏと、実施例１における均等にｃ軸が分布しているＣｏを充填したアルミナナノホールを準備した。このときのナノホール径は５０ｎｍ、ナノホール間隔は１００ｎｍで図５（ａ）の平面図のように蜂の巣状に規則的に配列している。これらのＦＥ−ＳＥＭによる平面、断面形状の観察により基板に対して垂直であり、Ｃｏからなる円柱状の充填物が均一に形成されていることを確認した。
【００９４】
以上の試料を２７℃、−５０００（Ｏｅ）から５０００（Ｏｅ）の範囲で磁化測定を行った。その結果、それぞれの基板に垂直方向に対する磁化履歴曲線の角形比（Ｍｒ／Ｍｓ）は、それぞれ０．９６と０．８３でＣｏがｃ軸配向している試料の方が良好な値を示した。
【００９５】
さらに、これらのＭＦＭによる観察をおこなった。
【００９６】
まず、一方向に３０００（Ｏｅ）の磁場を印加して磁化の向きをそろえた後に観察すると、Ｃｏがｃ軸配向した試料は、図５（ｃ）のようにすべての充填物が同一方向に磁化が向いているのを示す像が得られ、逆にｃ軸が一様に分布している試料では、図５（ｂ）のように観察領域（１０μｍ２ 領域）の１２％程度が磁化の向きが反転している像が観察された。
【００９７】
さらに、Ｃｏがｃ軸配向した試料において一方向に磁化がそろった状態に対して逆向きに磁場を間歇的に８００（Ｏｅ）印加し、高透磁率なＭＦＭ探針を一定速度で走査することで書き込みを行った。その結果、ＭＦＭ探針が走査した領域のうち磁場が印加された時間に対応する部分のみ磁化の反転が確認できた。このとき、ナノホール間隔１００ｎｍの試料では、個々のナノホールに対して記録が可能であった。また、２６℃中に１０時間放置後にも１０μｍ２ の領域において、記録パターンの変化は見られなかった。このように、個々のナノホールへの書き込みが可能であるので、パターンドメディアとしての利用が可能である。
【００９８】
最後に、ナノホール間隔が３５ｎｍである試料に前記同様書き込みを行った。その結果、ＭＦＭ探針が大きいために個々のナノホールには書き込めず、その得られた像の領域から算出しておよそ６から８個のナノホールがまとまって書き込みされていることがわかった。これにより、書き込みには、上記の個々のナノホールに対しての記録とは異なり複数のナノホールに対しての記録も可能であり、この場合必ずしもナノホールが規則化している必要がないことが確認できた。
【００９９】
以上から、Ｃｏをｃ軸配向させることにより形状のみでなく結晶磁気位方性を有効に利用でき、隣り合うナノホールの硬磁性体同士が相互作用で反転し、安定化することを抑えることが確認でき、記録保持も確認できた。
【０１００】
実施例６
本実施例においては、磁気記録再生出力におけるＳ／Ｎ特性等に関するものである。おおまかに図７にあるような構成の磁気記録装置を用いて行った。
【０１０１】
垂直磁気記録媒体に記録するのに、トラック幅１．０μｍ、主磁極厚０．１２μｍの単磁極ヘッドを用いた。信号の再生には、トラック幅０．２μｍのＭＲヘッドを用いた。また、記録再生時のヘッド浮上量はおよそ１５ｎｍとして、媒体の記録再生特性を測定した。
【０１０２】
測定には、実施例３に示したナノホール中のＣｏ硬磁性体が９６．４％ｃ軸配向しているもの（サンプルＸ）と実施例１のｃ軸が一様に分布したもの（サンプルＹ）、さらにｃ軸配向している方に下地電極下に裏打ち層６５（図６（ｂ））としてＮｉＦｅを３μｍ挿入したもの（サンプルＺ）も準備した。また、図６のようにナノホールの径は２０ｎｍで、ナノホールの間隔はおよそ３５ｎｍである。
【０１０３】
これらの試料の測定結果を表４にまとめた。Ｃ軸配向度は、粉末試料のＸ線回折強度比との比較から算出した。
【０１０４】
【表４】

【０１０５】
以上より、規則化したナノホール中のｃ軸配向した硬磁性体への記録再生においては、図６（ａ）の記録部にあたるナノホール一つ一つの硬磁性体の体積、形状、結晶位方性が均一であるため非常にノイズが小さくて、Ｓ／Ｎ相対値が良好である。また、裏打ち層の形成によりノイズレベルがわずかに増したがＳ／Ｎ相対値は良好で、記録時における周囲への書き変えの問題もないことが確認できた。このような小さなナノホール径とナノホール間隔を持った媒体は、図６のように複数のナノホールに対して一つのビットとして垂直記録することが可能であり、今後の垂直磁気記録装置としての可能性を示した。
【０１０６】
実施例７
ＭｇＯ基板上にスパッタ蒸着法によりＰｔ，Ｐｄ，Ｃｕ，Ｉｒ，Ｒｈを各１０ｎｍ別々に準備し、すべてにＡｌを５００ｎｍ成膜したものを、蓚酸水溶液０．３Ｍ、１６℃中にて、電圧４０Ｖを印加して陽極酸化を行った。次に、燐酸水溶液０．５ｗｔ％中で２５分間浸漬し、孔径拡大を行った。このとき、Ｐｔ，Ｐｄ，Ｃｕ，Ｉｒ，Ｒｈ膜は各々基板垂直方向に対して（００１）配向しており、ナノホール底部において各々Ｐｔ，Ｐｄ，Ｃｕ，Ｉｒ，Ｒｈ面が露出して良好な導電性を持っていた。
【０１０７】
以上、代表例として導電層がＰｔの試料に硬磁性体であるＣｏＰｔをナノホール中に充填した。ここで、ＣｏＰｔの電着には、塩化白金酸６水和物０．００３ｍｏｌ／ｌ、硫酸コバルト（ＩＩ）７水和物０．３ｍｏｌ／ｌ、硼酸３０ｇ／ｌ、硫酸マグネシウム７水和物５０ｇ／ｌからなる水溶液を２４℃で使用した。
【０１０８】
電着は、以上の溶液中にて参照極としてＡｇ／ＡｇＣｌを用いて、−１．５Ｖ、−０．８Ｖ、−０．６Ｖのそれぞれの場合について行った。
【０１０９】
さらに、これらの試料を１／４μｍのダイヤモンドスラリーを用いて表面に溢れ出した電着物を研磨し取り除いた。この時、表面のＲｍｓは１ｎｍ以下であった。
【０１１０】
以上の試料を電界放出型走査電子顕微鏡（ＦＥ−ＳＥＭ）で観察するとすべてのナノホールに充填物が存在しており、断面からの観察によりナノホールの直線性も優れていることが確認できた。
【０１１１】
これらのＩＣＰによる組成分析を行った結果、表５のようになった。これは、電極層のＰｔも含む組成となっている。この場合、熱処理後に拡散し、一様になるため電極層を含む組成でよい。
【０１１２】
【表５】

【０１１３】
以上から、−０．６Ｖで電着した試料はＣｏの組成が低く、また、−１．５Ｖにおいては、Ｃｏ組成が十分大きく、Ｌ１_０規則構造ＣｏＰｔの組成から大きくずれていた。−０．８Ｖにおいては、主にｆｃｃ：ＣｏＰｔ（００２）の回折が見られた。
【０１１４】
−０．８Ｖで電着した試料を還元雰囲気中６５０℃で十分アニールした後に再度Ｘ線回折測定を行った。すると、−０．８Ｖで電着した試料において、Ｌ１_０規則構造ＣｏＰｔ（００２）のピークが観察できた。これに、ＪＣＰＤＳにある粉末試料の回折強度比で校正すると全体の７８％が基板垂直方向にｃ軸が向いており、残りがその他の方向であった。また、電極層がＰｔ（１１１）面である場合は、Ｌ１_０規則構造ＣｏＰｔ（１１１）が優先的に現れることからも、電極層をＰｔ（００１）にすることで、Ｌ１_０規則構造ＣｏＰｔのｃ軸を基板垂直方向に優先的に配向させることが確認できる。
【０１１５】
実施例８
本実施例では、電極層が規則構造である場合について実施例７同様の測定を行った。
【０１１６】
まず、ＭｇＯ基板上にスパッタ装置でＬ１_０規則構造：ＣｏＰｔ１０ｎｍとＬ１_１規則構造のＣｕＰｔ１０ｎｍとＬ１_２規則構造のＣｏＰｔ_３１０ｎｍをそれそれ別々に成膜し、その後すべてにＡｌを５００ｎｍ成膜した。
【０１１７】
これら３つの試料を実施例１と同様の条件で陽極酸化した。これはＰｔ電極層の場合同様、正方配列面が基板垂直方向に配向しており、ナノホール底部においてそれぞれの導電層の面が露出して良好な導電性を持っていることを確認した。特に、Ｌ１_０規則構造の場合は、そのｃ軸が基板垂直方向に配向していることを確認した。
【０１１８】
以上、導電層がＬ１_０規則構造である場合に対して、硬磁性体であるＣｏＰｔをナノホール中に充填した。ここで、ＣｏＰｔの電着には、塩化白金酸６水和物０．００３ｍｏｌ／ｌ、硫酸コバルト（ＩＩ）７水和物０．３ｍｏｌ／ｌ、硼酸３０ｇ／ｌ、硫酸マグネシウム７水和物５０ｇ／ｌからなる水溶液を２４℃で使用した。
【０１１９】
電着は、以上の溶液中にて参照極としてＡｇ／ＡｇＣｌを用いて、−０．８Ｖで電着を行った。実施例１の場合の組成よりも電極層にＣｏが含まれる分Ｃｏ組成が増加するが、電着量に比べて十分少ないので、組成のずれは殆どなくＬ１_０規則構造ＣｏＰｔを形成する組成になっている。さらに、これらの試料を１／４μｍのダイヤモンドスラリーを用いて表面に溢れ出した電着物を研磨し取り除いた。この時、表面のＲｍｓは１ｎｍ以下であった。
【０１２０】
Ｘ線回折測定の結果、主にｆｃｃ−ＣｏＰｔ（００２）のピークを示した。これらの試料を還元雰囲気中６５０℃で十分アニールした後に再度Ｘ線回折測定を行った。すると、Ｌ１_０規則構造ＣｏＰｔ（００２）のピークが見られ、ＪＣＰＤＳにある粉末試料の回折強度比で校正すると全体の８４％が基板垂直方向にｃ軸が向いていることが確認できる。
【０１２１】
以上から、電極層としてＬ１_０規則構造ＣｏＰｔを用いた場合にも優先的にＬ１_０規則構造ＣｏＰｔのｃ軸が基板垂直方向に配向することが確認できる。
【０１２２】
実施例９
本実施例では、充填物の構成における非磁性体、軟磁性体部分の製造方法と配向性、さらにその結果もたらされる硬磁性体部分の配向性に関するものである。
【０１２３】
まず、充填物の構成には、図４に示す様に、実施例７の硬磁性体のみ（図４（ａ））以外に、図４（ｂ）の硬磁性体／非磁性体、または図４（ｃ）の硬磁性体／軟磁性体、または図４（ｄ）硬磁性体／非磁性体／軟磁性体、または図４（ｅ）硬磁性体／軟磁性体／非磁性体、という形態をとることが可能である。
【０１２４】
まず、実施例７に示すように導電層にＰｔ，Ｐｄ，Ｃｕ，Ｉｒ，Ｒｈをそれぞれ採用したアルミナナノホールを５つ準備し、非磁性体、軟磁性体をそれぞれ単独、または両方を積層する場合について電着を行った。その結果、電着後の配向は、導電層のまま保たれており、（００１）面に配向していることを確認した。
【０１２５】
本実施例では、特に導電層がＰｔの場合について詳細を述べる。
【０１２６】
まず、非磁性体としてＰｔを電着するために、塩化白金酸６水和物からなる０．０３ｍｏｌ／ｌ水溶液を使用し、２４℃でＡｇ／ＡｇＣｌ参照極に対して−０．５Ｖの電圧を印加して電着した。
【０１２７】
軟磁性体としては、ＮｉＦｅを採用し、硫酸ニッケル（ＩＩ）７水和物と硫酸鉄（ＩＩ）７水和物を１：１で混合し、同じく２４℃でＡｇ／ＡｇＣｌ参照極に対して−１．０Ｖの電圧を印加して電着した。
【０１２８】
また、別々の浴で双方を一層づつ積層したものを、すなわち非磁性体／軟磁性体、軟磁性体／非磁性体の２種類を、上記の条件のもとに作製した。
【０１２９】
また、上記のＰｔとＮｉＦｅの電着液を１：１０で混合した混合浴で、Ａｇ／ＡｇＣｌ参照極に対して非磁性体層のときは−０．５Ｖ、軟磁性体層のときは−１．０Ｖで電着すると電着液を変えることなく積層が可能となる。だだし、少量は他方の成分が混入することは避けることができない。
【０１３０】
以上の試料のＸ線回折による結果により、Ｐｔ単体の場合が最も基板垂直方向にｆｃｃ（００１）配向しており、ＪＣＰＤＳの粉末試料からの回折強度で校正すると９４％が配向していることが確認できる。また、どの組み合わせ、特に混合浴からの電着を行った試料においても全体の８０％以上が基板垂直方向にｆｃｃ（００１）配向していることが確認できる。
【０１３１】
さらに、上記で得られた条件で最後の層に硬磁性体であるＣｏＰｔを追加した場合のＸ線回折による結果を表３に示す。ＣｏＰｔの電着条件は実施例１、２における最も配向した条件−０．８Ｖを用い、その後ＲＴＡで６５０℃２ｍｉｎ加熱している。これは、非磁性または軟磁性層との相互拡散を抑えるためである。
【０１３２】
以上の結果を実施例１のＬ１_０規則構造ＣｏＰｔの（００２）配向の程度を比較例として、比較例を１としたときの比を表６に示す。
【０１３３】
【表６】

【０１３４】
以上より、充填物の構成において、非磁性体、軟磁性体層は硬磁性体層のｃ軸配向性にも影響を与えることが確認できた。おそらく、導電層のＰｔ（００１）表面は陽極酸化後、一部酸化していると予想され、これを同じ結晶構造をもつ材料で覆うことで後の層における配向性が向上したと考えられる。また、その他の導電層においても同様の効果が得られる。
【０１３５】
実施例１０
本実施例では、導電層下に配置される軟磁性層に関するものである。
【０１３６】
ＭｇＯ（００１）面上にＮｉＦｅ層成膜後、Ｐｔ電極層を形成したがＸ線回折から基板垂直方向に（００１）配向していることが確認できる。さらに、ＮｉＦｅ層の厚さを２μｍにし、Ａｌ膜を成膜後、陽極酸化を蓚酸浴１６℃、印加電圧４０Ｖで行い、ＦＥ−ＳＥＭ（電界放出型走査電子顕微鏡）でその断面を観察すると、ＮｉＦｅ層がない場合と同様ナノホール底部は均一であった。
【０１３７】
さらに、Ｐｔ電着し、Ｌ１_０規則構造のＣｏＰｔ形成後に磁気ヘッドをコンタクトさせて記録を行った。このとき、導電層の下に軟磁性層がない試料と比べると、記録に必要な磁場の強度が０．７６倍であり、軟磁性層により磁束集中が促進されることが確認できる。
【０１３８】
以上から、導電層下にＮｉＦｅ軟磁性体層を挿入することは有効である。
【０１３９】
実施例１１
本実施例では、Ｌ１_０規則構造をもつ硬磁性体ＣｏＰｔのＭＦＭ（磁気力顕微鏡）観察に関するものである。
【０１４０】
まず、実施例９においてＰｔ電着工程を実施し、比較例より１．１８倍配向しているＬ１_０規則構造ＣｏＰｔと、全方位にｃ軸が一様に分布しているＬ１_０規則構造ＣｏＰｔを充填したアルミナナノホールを準備した。このときのナノホール径は５０ｎｍ、ナノホール間隔は１００ｎｍで図５（ａ）の平面図のように蜂の巣状に規則的に配列している。これらの電界放出型走査電子顕微鏡（ＦＥ−ＳＥＭ）による平面、断面形状の観察により基板に対して垂直であり、Ｌ１_０規則構造ＣｏＰｔからなる円柱状の充填物が均一に形成されていることを確認した。
【０１４１】
以上の試料を２７℃、−２５０００（Ｏｅ）から２５０００（Ｏｅ）の範囲で磁化測定を行った。その結果、それぞれの基板に垂直方向に対する磁化履歴曲線の角形比（Ｍｒ／Ｍｓ）は、それぞれ０．９１と０．７４でＬ１_０規則構造ＣｏＰｔがｃ軸配向している試料の方が良好な値を示した。
【０１４２】
さらに、これらのＭＦＭによる観察をおこなった。
【０１４３】
まず、一方向に２５０００（Ｏｅ）の磁場を印加して十分磁化の向きをそろえた後に観察すると、Ｌ１_０規則構造ＣｏＰｔがｃ軸配向した試料は、図５（ｃ）のようにすべての充填物が同一方向に磁化が向いているのを示す像が得られ、２日後に再度観察を行った場合にもすべての充填物において磁化の方向は、保持されたままである。逆にｃ軸が一様に分布している試料では、図５（ｂ）のような磁化状態にあると考えられ、隣同士の磁化との磁気的な結合により、漏れ磁場が弱く測定が困難で磁気的コントラストは殆ど得られなかった。これは、基板面内方向にもｃ軸が向いており、膜全体で内部で磁場が閉じていると考えられる。
【０１４４】
また、逆方向に２５０００（Ｏｅ）の磁場を印加して磁化の向きを反転させた後に観察すると、先の観察像とは逆のコントラストを持つ像が得られ、Ｌ１_０規則構造ＣｏＰｔの基板垂直方向にｃ軸配向した膜において、垂直磁気媒体としての可能性を確認できる。ただし、他の元素を微量混入させることで、磁化反転に必要な磁場の大きさ低くすることも可能である。
【０１４５】
以上から、Ｌ１_０規則構造ＣｏＰｔをｃ軸配向させることにより形状のみでなく強い結晶磁気位方性を有効に利用でき、隣り合うナノホールの硬磁性体同士が相互作用で反転し、安定化することを抑えることが確認でき、記録保持も確認できた。
【０１４６】
実施例１２
本実施例においては、おおまかに図７にあるような構成の磁気記録装置が構成可能である。
【０１４７】
実施例５で試みたように本発明の記録媒体は、磁場印加により充填物の磁化方向をそろえることが可能であり、情報の保持も可能である。したがって、充填物のサイズを１０ｎｍかそれ以下に十分小さくし、無数の充填物の磁化方向によって情報を記録することも可能であるし、サイズは２５ｎｍ前後であるが、単一の充填物に情報を記録することも可能である。そこで、本発明の記録媒体を図７のような磁気記録媒体駆動部と磁気ヘッドと磁気ヘッド駆動部と信号処理部からなる装置に組み立てることで、磁気記録装置を形成することが可能である。ただし、本実施例により磁気記録媒体の駆動は回転のみ、磁気ヘッドの駆動は円周上のスライドのみに限定されるものではない。
【０１４８】
【発明の効果】
本発明により、陽極酸化アルミナナノホールに充填される硬磁性体の配向性に関して、ｃ軸配向を可能にする磁気記録媒体の製造方法を提供できた。これは、下地電極層にＣｕを採用し、基板垂直方向に対して（１１１）配向していることが影響しており、さらにＣｕ非磁性体層、ＮｉＦｅ軟磁性体層を電着することによってＣｏ硬磁性体の配向性が格段に向上することができる。また、硬磁性体にＣｕなど非磁性体を混入させることで飽和磁化を下げ、磁気履歴曲線において良好な角形比を得ることができる。また、下地電極層に導電層にＰｔ，Ｐｄ，Ｃｕ，Ｉｒ，Ｒｈのいずれかを採用した場合は、基板垂直方向に対して（００１）配向していることが影響し、さらにＰｔ，Ｐｄ，Ｃｕ，Ｉｒ，Ｒｈのいずれかの非磁性体層、ＮｉＦｅ軟磁性体層を電着することによってＬ１_０規則構造ＭＰｔ（Ｍ＝Ｃｏ，Ｆｅ，Ｎｉ）硬磁性体の配向性を格段に向上させることができる。
【０１４９】
また、本発明の製造方法により作製された磁気記録媒体は、ＭＦＭ観察により磁気記録可能で、記録保持が可能であった。さらに、ＮｉＦｅ軟磁性体層を下地電極層下に配置することで、記録再生出力向上のみならず、良好な誤り率を示した。
【０１５０】
以上のように、本発明の構成と製造方法により従来困難とされてきた磁性体の配向性を取り入れたアルミナナノホールの垂直磁気記録媒体を可能にした。また、これを用いた図７のような構成の磁気記録装置も駆動可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の磁気記録媒体の実施態様の一例を示す模式図である。
【図２】磁気記録媒体における従来技術の一例を示す模式図である。
【図３】アルミナナノホールにおける従来技術の一例を示す模式図である。
【図４】本発明における充填物に関する模式図である。
【図５】充填物の配向性の違いによる比較を示す模式図である。
【図６】磁気記録後の媒体の状態を示す模式図である。
【図７】本発明の磁気記録媒体を用いた磁気記録装置を示す模式図である。
【図８】各種規則構造の結晶構造模式図である。
【符号の説明】
１０ ナノホール（細孔）
１１ ナノホール間隔
１２ ナノホール直径
１３ アルミナ
１４ 充填物
１５ 下地電極層
１６ 基板
２１ 基板
２２ Ｎｉ−Ｐ層
２３ 裏打ち層
２４ 記録層
２５ 保護層
２６ コア部
２７ シェル部
３１ Ａｌ基板
３２ 陽極酸化皮膜
３３ アルミナナノホール
３４ 電着磁性体
３５ 拡張部
４１ 硬磁性体
４２ 下地電極層
４３ 基板
４４ 非磁性体部分
４５ 軟磁性体部分
５１ 記録部
５２ アルミナ
５３ ナノホール直径
５４ ナノホールの間隔
６１ 記録部
６２ アルミナ
６３ １ビット領域
６４ 下地電極層
６５ 裏打ち層
６６ 基板
７１ 磁気記録媒体
７２ 磁気記録媒体駆動部
７３ 磁気ヘッド
７４ 磁気ヘッド駆動部
７５ 信号処理部

Claims (14)

1. 基板と、孔を有する酸化アルミニウムを含む層と、該酸化アルミニウムを含む層と該基板との間に介在する少なくとも一層の導電層と、該孔中に充填された磁性体とを備えた磁気記録媒体であって、
   該孔の下方にある該導電層の上面は、該基板の表面に平行な、面心立方格子の（００１）面であり、
   該磁性体は、そのｃ軸が該基板の垂直方向に配向しているＬ１_０規則構造の硬磁性体を含むことを特徴とする磁気記録媒体。
2. 基板と、孔を有する酸化アルミニウムを含む層と、該酸化アルミニウムを含む層と該基板との間に介在する少なくとも一層の導電層と、該孔中に充填された磁性体とを備えた磁気記録媒体であって、
   該孔の下方にある該導電層の上面は、該基板の表面に平行な、Ｌ１_０またはＬ１_１またはＬ１_２規則構造の正方配列面であり、
   該磁性体は、そのｃ軸が該基板の垂直方向に配向しているＬ１_０規則構造の硬磁性体を含むことを特徴とする磁気記録媒体。
3. 前記硬磁性体が、ＭＰｔ（Ｍは、Ｃｏ、Ｆｅ、あるいはＮｉである。）を含む請求項１あるいは２に記載の磁気記録媒体。
4. ＭＰｔ（Ｍは、Ｃｏ、Ｆｅ、あるいはＮｉである。）を含む前記硬磁性体が、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｐ、Ａｇ、Ｐｄの少なくとも１つ以上の元素を含んでいる請求項１あるいは２に記載の磁気記録媒体。
5. 前記導電層が、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｃｕ、Ｉｒ、Ｒｈのいずれか一つを含む請求項１に記載の磁気記録媒体。
6. 前記導電層が、ＭＰｔ（Ｍは、Ｃｏ、Ｆｅ、あるいはＮｉである。）を含むＬ１_０、またはＣｕＰｔを含むＬ１_１、またはＣｏＰｔ_３を含むＬ１_２の規則構造材料のいずれか一つからなる請求項２に記載の磁気記録媒体。
7. 前記導電層から、ＭＰｔ（Ｍは、Ｃｏ、Ｆｅ、あるいはＮｉである。）を含む前記硬磁性体まで、エピタキシャル成長している請求項１から６のいずれか１項に記載の磁気記録媒体。
8. 前記導電層の下に、ＭｇＯ（００１）面が配置されている請求項１から７のいずれか１項に記載の磁気記録媒体。
9. 前記導電層の下に、軟磁性体層を有する請求項１から８のいずれか１項に記載の磁気記録媒体。
10. 前記孔がハニカム配列している請求項１から９のいずれか１項に記載の磁気記録媒体。
11. 前記孔中には、前記硬磁性体に加え、該硬磁性体と前記導電層間に、非磁性体あるいは軟磁性体の少なくとも一方が設けられていることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の磁気記録媒体。
12. 請求項１から１１のいずれか１項に記載の磁気記録媒体と、磁気ヘッドとを備えている、記録再生するための磁気記録再生装置。
13. 基板上に、孔を有する酸化アルミニウムを含む陽極酸化層を、導電層を介して備えている磁気記録媒体の製造方法であって、
    面心立方格子構造をとり、その（００１）面が、該基板の表面に平行である該導電層を、該基板上に形成する工程、
    該陽極酸化層を、該導電層上に形成する工程、
    該孔中に硬磁性体を充填する工程、及び
    該硬磁性体が、該導電層の該（００１）面の影響を受けて、そのｃ軸が該基板の垂直方向に配向したＬ１_０規則構造になるように、該硬磁性体をアニールする工程とを有することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
14. 基板上に、孔を有する酸化アルミニウムを含む陽極酸化層を、導電層を介して備えている磁気記録媒体の製造方法であって、
    Ｌ１_０またはＬ１_１またはＬ１_２規則構造をとり、その正方配列面が、該基板の表面に平行である該導電層を、該基板上に形成する工程、
    該陽極酸化層を、該導電層上に形成する工程、
    該孔中に硬磁性体を充填する工程、及び
    該硬磁性体が、該導電層の該正方配列面の影響を受けて、そのｃ軸が該基板の垂直方向に配向したＬ１_０規則構造になるように、該硬磁性体をアニールする工程とを有することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。

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