JP4668126B2 - 情報記録媒体 - Google Patents

Description

本発明は、磁気ディスクなど磁気的な作用によって、情報の記録再生を行う情報記録媒体の高密度化に主眼をおいた技術に関するものである。

近年、高度情報化社会の到来により、取り扱う情報量が膨大になり、記録装置の大容量化、高密度化が求められている。特に、ビット単価が安く、不揮発かつ大容量記録可能な磁気記録装置は大いに普及している記録装置の一つであり、高密度記録可能な磁気記録媒体の開発が強く要求されている。

磁気記録媒体の高密度化のためには、磁気記録媒体内の個々の磁性粒子サイズを微細化する必要がある。しかし、コバルト−クロム−白金合金に代表される従来の磁気記録媒体においては、隣接する磁性粒子同士が相互作用を及ぼしあい、微小化した記録ビットが単独に存在し得なくなるといった問題がある。すなわち、隣接する磁性粒子同士に働く、磁気的な交換相互作用によって、微小なビットが磁化反転を起し、記録情報が消失することや、微小なビットが磁化反転することによって、さらに大きな磁気的集団を形成するといった問題である。したがって、最小の記録ビットサイズは、この磁性粒子同士の結合の強さにより制限されてしまう。このため、磁気記録媒体内の磁性粒子を効率よく分離させ、磁気的な交換相互作用を及ぼさないようにすることが、磁気記録媒体の高密度化には必要である。

また、磁性粒子の体積を小さくすることによって、磁性粒子の磁化の向きを一定に保つために必要な磁気異方性エネルギーＫｕ・Ｖ（Ｋｕ：磁気異方性エネルギー密度、Ｖ：磁気粒子の体積）は減少し、時間とともに磁化がゆらいでしまう。これによって、記録した情報が消えてしまうため、従来の記録媒体では磁性粒子の体積の減少には限界がある。

そこで、これらの問題を解決するために考案された記録媒体が、パターン・ド媒体である。パターン・ド媒体の特徴点は、トレンチエッチング技術などにより、基板上、あるいは、下地層上に溝（トレンチ）配列を形成し、その溝形成部に、形状や大きさを人工的に揃えた単一磁区の微粒子をアレイ状に並べていることである。そして、この１微粒子を１ビットとして記録を行っている。

例えば、特許文献１に、陽極酸化法を用いたパターン・ド媒体の製造方法が記載されている。従来の連続膜中の結晶粒と異なり、パターン・ド媒体においては、個々の磁性粒子が、基板、あるいは、下地層の非磁性体によって隔てられ、独立している。したがって、各々の記録ビット間の磁気相互作用を抑制し、かつ磁性粒子の体積を増大させることができるため、記録した情報を安定して保存できる。

しかし、今後更なる高密度化が進むことによって、セルサイズが減少し、現状の記録媒体を構成する磁気粒子の体積が減少すると、パターン・ド媒体においても、個々の磁性粒子の体積が小さくなる。したがって、パターン・ド媒体においても、熱擾乱によって記録磁化の方向を長期的に保存できなくなる問題がでてくる。

熱擾乱の影響は、磁気異方性エネルギーＫｕ・Ｖと、記録状態を乱そうとする熱エネルギーＫ_Ｂ・Ｔ（Ｋ_Ｂ：ボルツマン定数、Ｔ：媒体中の温度）との相関関係によって決まる。磁気記録装置においては、記録ビットの安定指標として、（Ｋｕ・Ｖ）/（Ｋ_Ｂ・Ｔ）＞６０（〜１０年耐用）を目標としている（例えば、非特許文献１参照）。

上記の式より、高密度化を行うために、記録ビットの体積を減少させた場合、磁化情報を安定に保持するためには、Ｋｕの大きな材料を用いて記録ビットの磁気的なエネルギーを上げる必要がある。しかしながら、情報記録媒体中の保磁力ＨｃはＫｕに比例するため、Ｋｕが増大すると、Ｈｃもまた増大する。そのため、既存の記録ヘッドを使用して、記録することができなくなるという問題が新たに生じる。そこで、この問題を解決するために、熱アシスト磁気記録方式が提案されている。

熱アシスト磁気記録方式とは、Ｋｕが温度とともに減少することを利用することによって、一旦、記録媒体中の記録部分を、レーザー光などを用いて局所的に加熱する。それによって、ＫｕおよびＨｃを減少させ、既存の記録ヘッドによって磁気記録を行えるようにする手法である。

特許文献２には、パターン・ド媒体に、熱アシスト磁気記録方式を用いた場合の加熱方法および磁界を印加するタイミングなどの記録スキームが開示されている。

また、今後の１平方ｉｎｃｈ内に１Ｔｅｒａｂｙｔｅ（1Ｔｂ／ｉｎｃｈ^２）を超える高密度磁気記録においては、レーザー光の集光により形成される媒体加熱領域よりも、より微小な領域を加熱し記録を行う必要がある。この光学的な集光限界を超えた、ナノサイズ領域を加熱する熱源として、近接場光を用いる手法が注目されている（例えば、非特許文献２参照）。

特許文献２には、記録媒体の記録部材のみを局所的に加熱するための熱源として、近接場光を用いる手法についても提案されている。

この近接場光を用いて、パターン・ド媒体を加熱すると、記録媒体表面に印加された近接場光は、記録媒体表面において表面プラズモンへと変換される。近接場光から変換された表面プラズモンは、磁性粒子と非磁性体との界面を伝播しながら、磁性粒子内へと徐々に吸収される。そして、吸収された表面プラズモンが磁性粒子内において熱に変換されることによって、記録媒体の局所的な加熱を行うことができる。
庄野敬二他 「日本応用磁気学会誌」 Vol. 29, No.1, 2005, p6 宮西晋太郎他 「信学技法」 IEICE Technical Report MR2005-19 Surface Plasmons on smooth and surfaces and on gratings,Heinz Raether, Springer-Verlag, 1988 p.118-p.123 特開２００２−１７５６２１（２００２年６月２１日公開） 特開２００４−３５５７３９（２００４年１２月１６日公開）

しかし、上記情報記録媒体においては、表面プラズモンが、深さ方向へ伝播すると共に、基板面内方向へも伝播するため、基板面内方向の電場の伝播範囲が広くなる。したがって、記録媒体表面全体が加熱されてしまい、従来の記録媒体においては局所的な加熱を行うことが困難である。

また、近接場光は微弱であるため、表面プラズモンが基板面内方向、および、深さ方向に分散してしまうと、数十ｎｍほどある記録層内部へと表面プラズモンを十分に伝播することが困難となる。したがって、記録部材下部を十分に加熱することが難しいという問題が生じる。

本発明は上記課題を解決するために、近接場光を用いて熱アシスト記録を行う場合、情報記録媒体表面において、近接場光から変換された表面プラズモンが、基板面内方向に広がることを抑制し、かつ、深さ方向へと表面プラズモンを選択的に伝播させることによって、記録部材全体を効率良く加熱することができる情報記録媒体を提供することを目的としている。

また、パターン・ド媒体を、非記録材料によって記録材料が分離されている媒体と定義すると、記録部が加熱されることによって記録される材料によって構成されているならば、磁気記録材料以外の材料においても、局所的な記録が可能となる。

したがって、近接場光によって、記録部を局所的に加熱するという方法は、高密度記録において非常に有効である。

本発明に係る情報記録媒体は、上記課題を解決するために、基板と、加熱されることよって情報を記録できる、柱状の複数の記録部材と、上記複数の記録部材を互いに分離する第１の誘電体とを備え、上記複数の記録部材は、いずれも、長軸方向を上記基板の垂直方向に並行させた状態において上記基板上に配置されており、上記記録部材と上記第１の誘電体との間に、第１の金属皮膜をさらに備えていることを特徴としている。

記録媒体を加熱するために、近接場光を記録媒体表面へと印加すると、近接場光は媒体表面上において、表面プラズモンへと変換される。表面プラズモンとは金属−誘電体界面に生じる電子の疎密波の一種である。近接場光から変換された表面プラズモンは金属皮膜と誘電体との界面を伝播し、金属皮膜中に吸収され、熱へと変換される。したがって、局所的な記録部材の加熱を効率良く、かつ十分に行うことができる。

上記の構成によれば、第１の誘電体は、柱状の複数の記録部材を互いに分離しているので、記録部材と第１の誘電体との間に備えられた第１の金属皮膜は、少なくとも、記録部材の深さ方向に沿って設けられている。

このような構成において、第１の金属皮膜と第１の誘電体との界面は、記録部材と第１の誘電体との界面よりも表面プラズモンの伝播効率が良い。そのため、近接場光から変換された表面プラズモンは、第１の金属皮膜と第１の誘電体との界面を効率よく伝播することが可能である。

また、表面プラズモンは金属薄膜表面上のみに存在し、金属薄膜表面上を伝播する特徴を有している。そのため、情報記録媒体上において、近接場光から変換された表面プラズモンを第１の金属皮膜と、第１の誘電体との界面の深さ方向へと、選択的に伝播させることが可能である。

これによって、表面プラズモンが基板面内方向へと伝播することを抑制し、記録部材のみを効率良く加熱することが可能となる。したがって、情報記録媒体において、高密度記録に最適な、記録部材のみの局所的な加熱を効率良く、かつ十分に行うことができる効果を奏する。

また、本発明に係る情報記録媒体では、さらに、上記基板と、上記記録部材の基板側底面との間に、第２の誘電体をさらに備え、上記第２の誘電体と、上記記録部材の上記基板側底面との間に、第２の金属皮膜をさらに備えていることが好ましい。

第２の金属皮膜を備えることによって、第１の金属皮膜と第１の誘電体との界面を伝播した表面プラズモンは、第２の誘電体と第２の金属皮膜との界面にも伝播することが可能となる。これによって、記録部材の表面部分だけでなく、記録部材の下方部分も効率よく加熱することが可能である。

したがって、記録部材全体をより一層十分に加熱することができる効果を奏する。

また、本発明に係る情報記録媒体では、さらに、上記第１の金属皮膜が、アルミニウム、銀および金のうち少なくともいずれかによって構成されていることが好ましい。

アルミニウム、銀および金は上記表面プラズモンの伝播効率が高く、近接場光から変換された表面プラズモンが、第１の金属皮膜全体に効率よく伝播する。表面プラズモンが励起されやすい金属は、誘電率の虚部が実部に対して小さい（吸収による減衰が小さい）材料である(上記非特許文献３参照)。これらの代表例として、一般的にアルミニウム、銀および金などが挙げられる。その後、金属皮膜全体に伝播した表面プラズモンは、第１の金属皮膜中に吸収され、熱へと変換される。アルミニウム、銀、金は熱伝導率がそれぞれ２３７Ｗ／（ｍ・Ｋ）、４２９Ｗ／（ｍ・Ｋ）、３１７Ｗ／（ｍ・Ｋ）（Ｗ：電力、ｍ：長さ、Ｋ：温度）と極めて高い値を有するため、変換後の熱が、第１の金属皮膜中に広範囲に拡散される。

したがって、記録部材全体を効率良く加熱することができる効果を奏する。

また、本発明に係る情報記録媒体では、さらに、上記第１および上記第２の金属皮膜が、アルミニウム、銀および金のうち少なくともいずれかによって構成されていることが好ましい。

第２の金属皮膜においても、第１の金属皮膜と同様に、表面プラズモンの伝播効率および熱伝導率が高い金属を用いることによって、記録部材全体を効率よく加熱することが可能である。

したがって、表面プラズモンの伝播効率および熱伝導率の高い金属が用いられた、第１および第２の金属皮膜を形成することによって、記録部材全体をより一層効率よく加熱することができる効果を奏する。

また、本発明に係る情報記録媒体では、さらに、上記記録部材における上記基板側底面の形状が、上記基板に向かって突き出した曲面状となっていることが好ましい。

記録部材における基板側底面の形状を基板に向かって突き出した曲面状とすることによって、情報記録部材の側面と底面との境目への表面プラズモンの局在化を抑制することが可能である。すなわち、第１の誘電体と第１の金属皮膜との界面を伝播した表面プラズモンが、情報記録部材の側面と底面との境目において局在化することなく、第２の金属皮膜と第２の誘電体との界面まで伝播することが可能となる。

したがって、記録部材全体をより一層効率よく加熱することができる効果を奏する。

また、本発明に係る情報記録媒体は、さらに、上記記録部材が、磁性材料によって構成されていることが好ましい。

磁性材料によって記録された記録情報は、ＴＭＲ（Tunneling Magneto Resistance）素子およびＧＭＲ（Giant Magneto Resistance）素子といった再生ヘッドにより再生可能である。そのため、ＣＤ−ＲやＤＶＤ−Ｒに用いられる有機色素、およびＣＤ−ＲＷやＤＶＤ−ＲＷに用いられる相変化記録材といった、光学的手法により再生を行う情報記録媒体と比べて、より微小な記録情報を記録または再生することが可能である。

したがって、磁性材料によって構成された記録部材を備えた情報記録媒体を、近接場光による熱アシスト磁気記録へと適用した場合、局所的な記録および再生を行うことができる効果を奏する。

また、本発明に係る情報記録媒体では、さらに、上記基板と上記第２の誘電体との間に、軟磁性材料によって構成される裏打ち層をさらに備えていることが好ましい。

軟磁性材料によって構成される裏打ち層をさらに備えることによって、記録時に、磁気ヘッドから発生した、基板面内方向へ拡散しようとする記録磁界を層厚方向下方へ誘導することが可能である。

その結果、記録磁界の基板垂直方向への磁界の強度および勾配を高め、磁気ヘッドからの磁界を効率よく記録部に集中させ、印加することが可能となる効果を奏する。

また、本発明に係る情報記録媒体では、さらに、上記裏打ち層の平均膜厚が、１０ｎｍ以上３００ｎｍ以下であることが好ましい。

裏打ち層の平均膜厚は、記録に使用する磁気ヘッドの構造および特性によって最適値が変化する。しかし、裏打ち層の上記平均膜厚を１０ｎｍ以上３００ｎｍ以下とすることによって、記録媒体の性能と生産性との効果的な兼ね合いを実現できる効果を奏する。

本発明に係る情報記録媒体は、以上のように、基板と、加熱されることよって情報を記録できる、柱状の記録部材と第１の誘電体との間に、第１の金属皮膜を備えているため、
記録部材のみの局所的な加熱を効率良く、かつ十分に加熱することができる。したがって、高密度記録を可能とする効果を奏する。

〔実施形態１〕
本発明に係る一実施形態について、図１から図１１を参照して以下に説明する。なお、ここでは、本発明の情報記録媒体を磁気ディスクに適用した例について説明する。

（情報記録媒体１の構造）
まず、本実施形態に係る情報記録媒体１の構造について、図１を参照して以下に説明する。図１は、情報記録媒体１の断面を表す断面図である。この図に示すように、情報記録媒体１は、基板３、下地電極層４、記録層５、保護層６によって構成されている。

基板３は、非磁性体からなる。基板３における、下地電極層４を積層する側の表面は、凹凸の少ない平らな形状になっていることが望まれる。そのためこの表面は、逆スパッタ法などにより、あらかじめクリーニングされていることが好ましい。

基板３の材質はガラスである。また、他に、基板３の材質としては、アルミニウム、プラスチック、あるいはシリコンなどを挙げることができる。なお、基板３としては、下地電極層４、記録層５、および保護層６を積層する面が平面であり、かつ成膜された下地電極層４、記録層５、および保護層６を変形させることなく保持できる材質であれば、その材質、形状は特に規定されるものではない。

基板３の表面には、下地電極層４、記録層５、および保護層６が順に、積層されている。

下地電極層４は、非磁性体の下地層であり、その材質はアルミニウムである。記録層５は、情報が記録されている層であり、その構成については後述する。また、保護層６は磁性層を保護するための目的によって設けられている。これによって、磁気ヘッドと情報記録媒体１とが接触し、情報記録媒体１の磁性層が削れることを防いでいる。保護層６として、炭素層や窒化炭素層などの炭素系保護層が使われている。しかし、磁性層を保護できるものであれば、特に限定されるものではない。

次に、記録層５について、図１を参照にして以下に説明する。この図に示すように、記録層５は、誘電体７（第１の誘電体）、金属皮膜８（第１の金属皮膜）、記録部材９によって構成されている。複数の記録部材９が誘電体７によって互いに分離されており、また、いずれも長軸方向を基板３の垂直方向に並行させた状態において基板３上に配置されている。そして、記録部材９と誘電体７との間にはいずれも、金属皮膜８が備えられている。

誘電体７は、電気的には絶縁体として振舞う非磁性材料であり、酸化アルミニウムからなる層である。なお、誘電体材料であれば、酸化アルミニウムに限定されるものではない。金属皮膜８は、銀からなる金属薄膜である。また、記録部材９は強磁性材料であるコバルトからなる、磁化の方向が一定に保たれている磁性粒子である。

また、記録層５表面においての誘電体７、金属皮膜８、記録部材９の構成について、図２を参照にして説明する。図２は保護層６側から見た記録層５表面の構造を表した図である。この図に示すように、誘電体７中に複数の記録部材９が等間隔に整列しており、いずれの記録部材９にも誘電体７との間に金属皮膜８が設けられている。また、記録部材９および金属皮膜８の形状は円柱状である。なお、記録部材９の形状は長軸と短軸とを有した立体であれば、円柱状に限定されるものではない。

（記録層５の作製方法）
記録層５の作製方法について図３および図４を参照にして、以下に説明する。

図３（ａ）は、細孔開始点を形成する様子を示す図である。図３（ｂ）は、酸性電解溶液中において、基板３の陽極酸化の様子を示す図である。図３（ｃ）は、陽極酸化電圧においてのウエットエッチング処理の様子を示す図である。

図３（ａ）に示すように、まず、下地電極層４にスタンパ１９を押し付けることによって、細孔開始点を形成する。スタンパ１９は、表面に複数の突起を備えた基板である。図３（ｂ）に示すように、次に、下地電極層４の窪みを細孔開始点として、シュウ酸、リン酸などによる基板３の陽極酸化により、誘電体７に、細孔の形状、間隔およびパターンが制御された多孔質アルミナが形成される。誘電体７は、陽極酸化により、アルミニウム膜の細孔周辺部分が酸化アルミニウムとなったものである。図３（ｃ）に示すように、さらに、誘電体７をリン酸により、ウエットエッチング処理することによって、誘電体７に形成された細孔の深さおよび間隔を制御する。

図４（ａ）は、金属皮膜８の成膜の様子を示す図である。図４（ｂ）は、記録部材９の充填の様子を示す図である。図４（ｃ）は、媒体表面の精密研磨の様子を示す図である。

図４（ａ）に示すように、電子ビーム蒸着法によって、誘電体７に形成された細孔内部の表面に金属皮膜８が成膜する。図４（ｂ）に示すように、続いて、電着法によって、金属皮膜８が成膜された細孔内部に磁性粒子である記録部材９を充填する。こうして、記録層５は、誘電体７と記録部材９との間に金属皮膜８が備えられた構成となる。図４（ｃ）に示すように、最後に、ダイヤモンドスラリーなどにより、平均表面粗さ（Ｒａ）が１ｎｍ以下になるまで、媒体表面を精密研磨する。以上の段階を経て、記録層５が作製される。

ここで、平均表面粗さ（Ｒａ）とは、ＪＩＳ Ｂ ０６０１−１９８２の表面粗さの定義であり、微細な凹凸の振幅に関する中心線平均粗さである。

なお、IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS（VOL.21, NO.5, p1465）においては、陽極酸化法によって形成された多孔質アルミナの細孔内部に、電着法によって磁性体を充填する方法が報告されている。本発明では、上記報告に加え、図１に示すように、記録層５が誘電体７と記録部材９との間に金属皮膜８を備えている。

（金属皮膜８の作用および効果）
本実施形態は、情報記録媒体１に対して、近接場光を印加することによって、記録部材９を加熱し、記録を行う情報記録媒体である。情報記録媒体１表面に印加された近接場光は、情報記録媒体１表面において、表面プラズモンに変換される。変換された表面プラズモンは金属皮膜８と誘電体７との界面を伝播しながら、金属皮膜８中へと吸収され、熱に変換される。このようにして、金属皮膜８から熱が伝わることによって、記録部材９が加熱され、記録を行っている。

ここで、表面プラズモンとは電子の疎密波の一種であり、表面プラズモンは金属皮膜８表面のみに存在し、金属皮膜８表面上を伝播する性質を有している。したがって、情報記録媒体１に印加された近接場光のエネルギーは金属皮膜８表面上にのみ作用するため、表面プラズモンの基板３面内方向への伝播が抑制され、表面プラズモンは誘電体７と金属皮膜８との界面に沿って、情報記録媒体１の深さ方向へと選択的に伝播する。そして、情報記録媒体１の深さ方向へ選択的に伝播した表面プラズモンによって、記録部材９の表面部分だけでなく、記録部材９全体を加熱することが可能となる。

これにより、記録層５において、記録部材９のみを局所的に加熱することができるため、情報記録媒体１において、高密度記録が可能となる。

また、情報記録媒体１は記録部材９の基板３側の底面（以下、底面）と基板３との間においても誘電体７（第２の誘電体）を備え、記録部材９と誘電体７との間に金属皮膜８（第２の金属皮膜）をさらに備えている。

これにより、情報記録媒体１において、誘電体７と金属皮膜８との界面に沿って伝播した表面プラズモンは、底面側の金属皮膜８にも伝播する。したがって、記録部材９全体をより一層効率良く加熱することができる。

（記録部材９が磁性材料である場合の作用および効果）
記録部材９が磁性材料である場合、光学的手法により再生を行う情報記録媒体と比べて、より微小な情報記録を記録または再生することができる。しかし、磁性材料として一般的に用いられているコバルト（Ｃｏ）系合金および鉄（Ｆｅ）系合金は、表面プラズモンを吸収しやすい性質をもっている。また、近接場光は微弱であるため、近接場光から変換された表面プラズモンが基板３面内方向および深さ方向に分散すると、記録部材９を十分に加熱するだけの表面プラズモンの記録層５下方への伝播が困難となる。

そこで、情報記録媒体１において、金属皮膜８を備えることによって、表面プラズモンを金属皮膜８と誘電体７との間に効率良く、かつ深さ方向に選択的に伝播させることができる。したがって、記録部材９全体を十分に加熱することができる。

このように、金属皮膜８を備えることによって、局所的な記録、または再生を行うことができることから、記録部材９は磁性材料からなることが好ましい。

（記録部材９の底面形状）
記録部材９は底面形状の違いによって、表面プラズモンの伝播効率が変化する。したがって、記録部材９の加熱の効率についても変化が起きる。

記録部材９の底面形状の違いについて、図５を参照にして、以下に説明する。図５は、記録部材９の形状を変更した情報記録媒体１の断面を表す断面図である。この図に示すように、記録部材９は、その底面が基板３側に向かって、曲面状に突き出した形状９ａを有している。

IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS（VOL.41, NO.10）においては、金属膜と誘電体との間を伝播する表面プラズモンが、金属膜表面の出っ張り部分において、局在することが報告されている。

したがって、記録部材９の底面を曲面状に突き出した形状９ａにすることによって、表面プラズモンの局在化を抑制し、記録部材９の周囲全体に満遍なく伝播させることができる。これにより、記録部材９全体を効率良く、十分に加熱することが可能となる。

（金属皮膜８の材質）
なお、本実施形態では、金属皮膜８の材質として、表面プラズモンの伝播効率および熱伝導率が高い、銀を採用した。これにより、表面プラズモンを金属皮膜８に効率良く、かつ万遍なく伝播させることができる。その後、表面プラズモンから変換された熱は、銀の熱伝導率が高さから、金属皮膜８中の広範囲に拡散される。それによって、記録部材９全体を効率よく加熱することができる。したがって、本発明の効果を顕著に得ることができる。

金属皮膜８には、他の材質として、表面プラズモンの伝播効率および熱伝導率が銀と同様に高い、アルミニウムまたは金を使用してもよい。したがって、金属皮膜８はアルミニウム、銀および金の少なくともいずれかを用いて構成されていることが好ましい。

（記録部材９の材質）
本実施形態において、記録部材９の材質として、コバルトを用いた。しかし、記録ヘッドからの記録磁界により、記録部材９内部の磁化方向を反転し、反転した磁化情報を安定して保持可能なものならば、コバルトに限定されるものではない。具体的には、アモルファス媒体であり、熱安定性に優れた垂直磁気記録媒体であるテルビウム−鉄−コバルト合金、ジスプロシウム−鉄−コバルト合金およびテルビウム−ジスプロシウム−鉄−コバルト合金などの希土類金属−遷移金属合金が挙げられる。また、他にも、白金とマンガン、鉄、コバルト、ニッケルなどの少なくとも１種類以上の遷移金属によって構成される合金薄膜、白金／コバルトやパラジウム／コバルトなどの磁気多層膜、および非磁性体である二酸化ケイ素中にコバルト−クロム合金やコバルト−クロム−白金合金などの磁性体が析出しているグラニュラー磁気薄膜などが挙げられる。

また、記録部材９の代わりに、記録部が加熱されることによって情報が記録可能なものならば、他の材質を用いても良い。具体的には、ＣＤ−ＲやＤＶＤ−Ｒに用いられる記録材質である有機色素のように、記録部を化学的に状態変化させ、記録を行う材質や、ＣＤ−ＲＷやＤＶＤ−ＲＷに用いられる記録材料である相変化記録材のように、結晶状態を変化させ、記録を行う材質が挙げられる。

他にも、記録部材９は、加熱されることによって、記録材料の状態が変化し、再生可能なものであれば、上記材料に限定されるものではない。

（情報記録媒体１の記録層５における熱吸収分布）
本実施形態において、保護層６側から近接場光を印加したときの記録層５における熱吸収分布をＦＤＴＤ法（Ｆｉｎｉｔｅ−Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ Ｔｉｍｅ−Ｄｏｍａｉｎ）により算出した。算出された情報記録媒体１の記録層５における熱吸収分布について、図６および図７を参照にして以下に説明する。図６は記録層５表面近傍における熱吸収分布を示す図であり、図７は記録層５断面における熱吸収分布を示す図である。

ＦＤＴＤ法に用いられた情報記録媒体１の構造は図１および図２に示した通りである。

情報記録媒体１の記録層５において、具体的には以下の通りである。柱状情報記録部材間隔１０を２５ｎｍ、柱状情報記録部材直径１２を１０ｎｍ、柱状情報記録部材膜厚１３を４０ｎｍ、金属皮膜側面膜厚１１を３ｎｍ、金属皮膜底面膜厚１４を８ｎｍ、誘電体底面膜厚１５を２４ｎｍとした。また、上記シミュレーションでは、波長６５８ｎｍの半導体レーザーからの入射光を用い、上記情報記録媒体１から１６ｎｍ上方に配置された４０ｎｍ厚、直径６０ｎｍのＡｌからなる金属微小開口から出射された近接場光である。

なお、記録層５を構成する材料は、記録層５の製法において述べた通りである。具体的には、記録部材９としてコバルト、金属皮膜８として銀、および誘電体７として酸化アルミニウムである。

図６において、情報記録媒体１の記録層５は、近接場光の印加中心から直径７０ｎｍ程度の所まで熱吸収量が高く、加熱されていることが見てとれる。近接場光のスポット径は、約７０ｎｍであるため、ほぼスポット径と同程度の部分が加熱されている。このことは、近接場光によって、記録層５の局所的な加熱が可能であることを示している。

また、図７において、図６における熱吸収量が高い部分は深さ方向においても熱吸収量が高くなっている。このことは、記録層５の底部にまで、表面プラズモンが伝播していることを示している。

（情報記録媒体１００の構造）
ここで、情報記録媒体１の熱吸収分布との比較のために用いられた、金属皮膜８を備えていない情報記録媒体１００について、以下に説明する。

情報記録媒体１００の構造について図８および図９を参照して、以下に説明する。図８は、情報記録媒体１００の断面を表す断面図である。また、図９は記録層５の表面を保護層６側から見たときの表面を表す図である。図８および図９に示すとおり、情報記録部材１００は、記録層５において、誘電体７と記録部材９との間に金属皮膜８を備えていない。

情報記録媒体１００の記録層５において、具体的には、記録部材間隔１０を２５ｎｍ、記録部材直径１２を１６ｎｍ、記録部材膜厚１３を４８ｎｍおよび誘電体底面膜厚１５を２４ｎｍとした。なお、記録部材直径１２および記録部材膜厚１３は、情報記録媒体１の記録部材９の寸法に金属膜厚８の膜厚を加えた値とし、誘電体７の寸法を情報記録媒体１と情報記録媒体１００との間において一致させた。なお、情報記録媒体１００における記録層５の構造以外の条件は、情報記録媒体１と同様である。

（情報記録媒体１００の記録層５における熱吸収分布）
情報記録媒体１００においても、情報記録媒体１と同様の手法によって、記録層５における熱吸収分布の算出を行った。算出された情報記録媒体１００の記録層５における熱吸収分布について、図１０および図１１を参照にして以下に説明する。図１０は、記録層５表面近傍における熱吸収分布を示す図であり、図１１は記録層５断面における熱吸収分布を示す図である。

図１０においては、情報記録媒体１００の記録層５において、熱吸収量が広い範囲において高いことから、近接場光から変換された表面プラズモンが、基板３面内方向に広く伝播しており、記録層５が広範囲に加熱されていることが示されている。

また、図１１においては、情報記録媒体１００の記録層５表面から約２０ｎｍ以上深い所においては熱吸収量が低いことが示されている。このことは、表面プラズモンが記録層５の底部にまで伝播しにくいことを示している。

（金属皮膜８の有無による熱吸収分布の比較結果）
以上の結果から、情報記録媒体１および情報記録媒体１００における記録層５の熱吸収分布の比較結果を以下に示す。図６と図１０および図７と図１１との比較から、情報記録媒体１のように、誘電体７と記録部材９との間に金属皮膜８を設けることによって、表面プラズモンが、基板３面内方向へ伝播していくことを抑制することができることが示された。このことにより、表面プラズモンを誘電体７と金属皮膜８との界面の深さ方向へと選択的に伝播させることができる。

また、誘電体７と金属皮膜８との界面においては、表面プラズモンの伝播効率が高い。そのため、情報記録媒体１の深さ方向へと伝播する表面プラズモンを、記録層５の底部にまで伝播することが可能である。したがって、記録部材９全体を十分に加熱することが可能である。

このことから、誘電体７と記録部材９との間に金属皮膜８を備えた記録層５を有する情報記録部材１は、記録部材９全体を効率良く、かつ十分に加熱することができるため、高密度記録を可能とすることが示された。

（実施形態１についての補足）
なお、情報記録媒体１の記録層５の上部に保護層６を設けているが、保護層６の上部にさらに潤滑層を設けても良い。潤滑層は、情報記録再生装置において、磁気ヘッドと情報記録媒体１との接触時の摩擦を低減するためのものである。潤滑層としては、例えば、フッ素系潤滑剤、特にパーフルオロポリオキシアルカン（パーフルオロポリエーテル）系の潤滑剤など、従来、磁気ディスクなどに使用されている材料を用いることができる。

また、本発明で用いられる「近接場光」とはＮｅａｒＦｉｅｌｄの意に対応し、波長よりも小さい領域における全電磁場を含むものである。また、ＮｅａｒＦｉｅｌｄはポインティングベクトルの非振動成分からなる伝播光と、振動成分からなるエバネッセント場を含むものである。

〔実施形態２〕
本発明に係る一実施形態について、図１２を参照して以下に説明する。なお、ここでは、本発明の情報記録媒体を磁気ディスクに適用した例について説明する。

（情報記録媒体１６の構造）
本実施形態に係る情報記録媒体１６の構造について、図１２を参照して以下に説明する。図１２は、情報記録媒体１６の断面を表す断面図である。この図に示すように、情報記録媒体１６は、基板３、裏打ち層１７、下地電極層４、記録層５および保護層６によって構成されている。

基板３、下地電極層４および保護層６については実施形態１の説明に従う。

記録層５においても、作製方法は、実施形態１において、図４および図５を参照にして説明したものと同様である。ただし、情報記録部材１６において、記録部材９はコバルト−クロム−白金合金からなる。これはコバルト−クロム−白金合金が基板３面に対して垂直方向の磁化を有するためであり、これによって垂直磁気記録媒体用の記録層５を作製することが可能となる。

（裏打ち層１７の材質および作用）
裏打ち層１７は軟磁性体によって構成されている。裏打ち層１７に使用される軟磁性体は、飽和磁束密度が大きい、透磁率が高い、保磁力が小さい、基板３面内方向の磁気異方性が強いなどの特徴が挙げられる。すなわち、軟磁性体は、透磁率が高く、外部から磁界を取り込み易いため、記録ヘッドから発生した記録磁界を、裏打ち層１７の存在する層厚方向下方へと導こうとする。これにより、基板３面内方向に、広がろうとする記録磁界を、層厚方向下方へと誘導することが可能となり、基板３垂直方向の記録磁界の強度および勾配を高めることができる。

裏打ち層１７の材質としては、ニッケルと鉄との合金よりなるパーマロイ合金、アルミニウムとシリコンと鉄との合金よりなるセンダスト合金などの結晶性の材質、または、コバルト―ジルコニウム―ニオブ合金やコバルト−タンタル−ジルコニウム合金などの非晶質の材質が挙げられる。

また、裏打ち層１７の平均膜厚１８は、記録に使用する磁気ヘッドの構造や特性によって最適値が変化する。しかし、生産性との兼ね合いの観点から１０ｎｍ以上３００ｎｍ以下とすることが好ましい。

（裏打ち層１７の効果）
裏打ち層１７による効果を測定するために、情報記録媒体１６を熱アシスト磁気記録再生装置に搭載し、記録特性の評価を行った。

また、情報記録媒体１の記録部材９の材質をコバルト−クロム−白金合金とした媒体（以下、情報記録媒体Ａ）を作製し、情報記録媒体１６との記録特性の評価の比較を行った。

結果として、裏打ち層１７を備えることによって、情報記録媒体１６の記録に必要な磁場の強度が、情報記録媒体Ａの磁場の強度に比べ、０．８５倍となっていた。このことは、情報記録媒体１６が情報記録媒体Ａよりも、磁束集中が促進していることを示している。

これにより、裏打ち層１７を備えることによって、磁気ヘッドからの磁界を効率よく記録部に集中させて印加を行い、記録磁界の強度及び勾配を高めることが可能となる。したがって、本発明のパターン・ド媒体に裏打ち層１７を備えることは非常に有効である。

以上、本発明を実施形態に基づいて具体的に説明したが、本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲において種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明は局所加熱されることによって情報を記録できる記録媒体に利用できる。具体的には、ハードディスク、ＣＤ、ＤＶＤなどである。

本発明の第１の実施形態を示すものであり、情報記録媒体の断面を表す断面図である。 上記情報記録媒体の保護層側から見た記録層の表面を表す図である。 上記情報記録媒体の作製方法を示した図であり、（ａ）は、細孔開始点を形成する様子を表す図であり、（ｂ）は、酸性電解溶液中において、基板３の陽極酸化の様子を表す図であり、（ｃ）は、陽極酸化電圧においてのウエットエッチング処理の様子を表す図である。 上記情報記録媒体の作製方法を示した図であり、（ａ）は、金属皮膜の成膜の様子を表す図であり、（ｂ）は、記録部材の充填の様子を表す図であり、（ｃ）は、上記情報記録媒体表面の精密研磨の様子を表す図である。 記録部材の底面の形状を基板側に突き出した曲面状に変更した情報記録媒体の断面を表す断面図である。 図１の情報記録媒体の記録層表面近傍における熱吸収分布の計算結果を表す図である。 図１の情報記録媒体の記録層断面における熱吸収分布の計算結果を表す図である。 従来技術を示すものであり、従来の情報記録媒体の断面を表す断面図である。 従来技術を示すものであり、従来の情報記録媒体の保護層側から見た記録層の表面を表す図である。 上記従来の情報記録媒体の記録層表面近傍における熱吸収分布の計算結果を表す図である。 上記従来の情報記録媒体の記録層断面における熱吸収分布の計算結果を表す図である。 本発明の第２の実施形態を示すものであり、情報記録媒体の断面を表す断面図である。

符号の説明

１ 情報記録媒体
３ 基板
４ 下地電極層
５ 記録層
６ 保護層
７ 誘電体（第１の誘電体、第２の誘電体）
８ 金属皮膜（第１の金属皮膜、第２の金属皮膜）
９ 記録部材
９ａ 曲面状の記録部材底面
１６ 情報記録媒体
１７ 裏打ち層
１８ 裏打ち層の平均膜厚
１００ 情報記録媒体

Claims (6)

1. 基板と、
   加熱されることによって情報を記録できる、柱状の複数の記録部材と、
   上記複数の記録部材をお互いに分離する第１の誘電体と、
   上記基板と、上記記録部材の基板側底面との間に設けられた第２の誘電体と、を備え、
   上記複数の記録部材は、いずれも、長軸方向を上記基板の垂直方向に平行させた状態において上記基板上に配置されており、
   上記記録部材と上記第１の誘電体との間に設けられる第１の金属皮膜と、
   上記記録部材の上記基板側底面と上記第２の誘電体との間に設けられる第２の金属皮膜と、をさらに備えていることを特徴とする情報記録媒体。
2. 上記第１および上記第２の金属皮膜が、アルミニウム、銀および金のうち少なくともいずれかによって構成されていることを特徴とする請求項１に記載の情報記録媒体。
3. 上記記録部材における上記基板側底面の形状が、上記基板に向かって突き出した曲面状となっていることを特徴とする請求項１または２に記載の情報記録媒体。
4. 上記記録部材が、磁性材料によって構成されていることを特徴とする請求項１から３までの何れか１項に記載の情報記録媒体。
5. 上記基板と上記第２の誘電体との間に、軟磁性材料によって構成される裏打ち層をさらに備えていることを特徴とする請求項１から４までの何れか１項に記載の情報記録媒体。
6. 上記裏打ち層の平均膜厚が、１０ｎｍ以上３００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項５に記載の情報記録媒体。