JP5097613B2 - 情報記録媒体、情報記録装置、情報記録方法、および該情報記録媒体の製造方法 - Google Patents
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Description
基板の記録層形成面上に離散的に形成された、少なくとも加熱することにより情報を記録する複数の記録部と、
上記記録部の上記記録層形成面に接する面を底面としたとき、上記記録部の側面を被覆する第1の金属体、当該第1の金属体の上記記録層形成面に接する面を底面としたとき、上記第1の金属体の側面を被覆する誘電体、および上記誘電体により挟まれた空間に形成された第2の金属体を含む非記録部と、
を備えていることを特徴としている。
基板の記録層形成面を被覆するように形成された、少なくとも加熱することにより情報を記録する複数の凸部を有する記録部と、
上記凸部の側面を被覆する第1の金属体、当該第1の金属体の上記凸部に接する面とは反対側の面を被覆する誘電体、および上記誘電体により挟まれた空間に形成された第2の金属体を含む非記録部と、
を備えていることを特徴としている。
上記記録部の上記記録層形成面に接する面を底面としたとき、上記記録部の側面を被覆するように第1の金属体を形成する第1の金属体形成工程と、
上記第1の金属体の上記記録層形成面に接する面を底面としたとき、上記第1の金属体の側面を被覆するように誘電体を形成する誘電体形成工程と、
上記誘電体により挟まれた空間に第2の金属体を形成する第2の金属体形成工程と、を含む情報記録媒体の製造方法も本発明の範疇に含まれる。
上記凸部の側面を被覆するように第1の金属体を形成する第1の金属体形成工程と、
上記第1の金属体の上記記録層形成面に接する面を底面としたとき、上記第1の金属体の側面を被覆するように誘電体を形成する誘電体形成工程と、
上記誘電体により挟まれた空間に第2の金属体を形成する第2の金属体形成工程と、を含む情報記録媒体の製造方法も本発明の範疇に含まれる。
本発明に係る情報記録媒体の一実施形態について、図1から図5(a)〜(e)を参照しつつ以下に説明する。
本実施形態に係る情報記録媒体の構成について、図1および2を参照して以下に説明する。図1は、情報記録媒体1aの構成を示す概略断面図である。図2は、情報記録媒体1aの構成を示す平面図である。
基板11は、その上に形成される記録層12などを変形させることなく保持するものである。
記録層12は、情報を記録する領域を有する層であり、記録部50および非記録部51から構成されている。図1および2に示すように、記録部50は、トラック長さ方向およびトラック幅方向のいずれの方向においても非記録部51により隔てられている。すなわち、記録部50および非記録部51は、トラック長さ方向およびトラック幅方向のいずれの方向においても交互に設けられているため、記録部50の磁気的な結合が、非記録部51によって切断されている。
保護層15は、記録部50を保護するために設けられているものであり、ダイヤモンドライクカーボン(DLC)に代表されるような平滑かつ硬質の薄膜が用いられている。また、保護層15上には、記録ヘッドとの接触による情報記録媒体1aの損傷を防ぐための潤滑層を設けてもよい。
最後に、図1に示す記録ヘッド70の構成について、以下に説明する。図1に示すように、記録ヘッド70は、近接場光発生部材73、集光レンズ74、および光源75を備えている。近接場光72の生成について、以下に詳述する。
非記録部51は、金属体13a、13bおよび誘電体14から構成されている。金属体13a、13bおよび誘電体14は、情報記録媒体1aに対する光の照射により、金属体13aと誘電体14との間の界面および金属体13bと誘電体14との間の界面において、局在プラズモンを生じさせるものである。
以上説明したように、情報記録媒体1aは、記録部50の側面を被覆するように形成されている金属体13bと、金属体13bの側面を被覆するように形成されている誘電体14と、誘電体14において挟まれた空間に形成されている金属体13aとを備えた非記録部51を備えている。そのため、情報記録媒体1a表面に照射された光から生じたプラズモンは、金属体13aと誘電体14との界面および金属体13bと誘電体14との界面を選択的に伝播する。
記録部50の材質は、特に限定されるものではなく、情報記録媒体1aの種類に応じて適宜設定することができる。例えば、情報記録媒体1aが磁気記録媒体である場合には、記録部50は、磁性体からなる。また、情報記録媒体1aが光記録媒体である場合には、記録部50は光記録媒体からなる。
金属体13a、13bの材質としては、プラズモンの発生効率を高める観点から、金、銀、アルミニウム、白金、またはこれらの金属を主体とする合金を用いることが好ましい。これらの金属は、プラズモンの発生効率が高いため、誘電体14との界面においてプラズモンを効率良く発生させることができる。
誘電体14の材質としては、例えば、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化マグネシウム、フッ化マグネシウム、および窒化ガリウムに代表されるような透明誘電体材料を挙げることができる。
次に、情報記録媒体1aの製造方法について、図3(a)〜(e)を参照して以下に説明する。図3(a)〜(e)は、情報記録媒体1aの製造方法を示した図であり、(a)は、基板11上に記録部材料50aを設ける工程を示し、(b)は、記録部材料50aから記録部50を形成する工程を示し、(c)は、金属体13a、13bおよび誘電体14を形成する工程を示し、(d)は、金属体13a、13bおよび誘電体14を研磨する工程を示し、(e)は、保護層15を形成する工程を示している。
記録部50の形成について説明する。まず、図3(a)に示すように、基板11上に、記録部50となる記録部材料50aを設ける。記録部材料50aの形成には、例えば、スパッタ法、蒸着法または電鋳法などを用いることができる。
続いて、図3の(c)に示すように、金属体13b、誘電体14、金属体13aを、この順に、基板11または記録部50上に形成する。
続いて、図3の(d)に示すように、記録部50が表面に現れるまで、金属体13a、13bおよび誘電体14を研磨し、削り取る。この工程は、例えば、CMP(Chemical Mechanical Polishing)による研磨、スパッタリング装置を用いた逆スパッタ処理、またはイオンミリング処理をすることにより実現可能である。
次に、情報記録媒体1aにおける情報の記録方法について以下に説明する。本実施形態に係る情報記録媒体1aは、近接場光72を用いて記録するようにしてもよいし、近接場光発生部材73を介さずに伝播光(レーザー光71)を用いて記録するようにしてもよい。本実施形態では、近接場光72を用いることにより情報記録媒体1aに情報を記録する方法について説明する。なお、伝播光(レーザー光71)を用いる場合についても記録媒体内部で起こる現象は同じである。
情報記録媒体1aが、磁気記録媒体である場合、情報記録媒体1aに対する記録方法は、主として、情報記録媒体1aに対して近接場光72を照射することにより、記録部50を加熱する加熱工程と、情報記録媒体1aに対して磁界を印加する磁界印加工程と、を含んでいる。
近接場光72は、上述したように、レーザー光71が近接場光発生部材73を通過することによって生成される。生成された近接場光72は、情報記録媒体1aに照射される。これにより、照射された領域の記録部50が加熱される。より具体的には、近接場光72の照射の際に、金属体13aと誘電体14との界面および金属体13bと誘電体14との界面において、プラズモンが生成されることにより、強い電界の集中が引き起こされる。そして、このような電界の集中が引き起こされることにより、情報記録媒体1aの内部において熱が生成する。これにより、近接場光72を照射した領域の記録部50のみを局所的に、かつ、効率良く加熱することができる。
記録部50が加熱されることにより、記録部50における磁性体の保磁力は、キュリー温度に近づくために小さくなる。このとき、情報記録媒体1aに対して、加熱された領域の記録部50の保磁力を上回る外部磁界を印加することによって、記録部50の磁化を反転させることができる。これにより、情報記録媒体1aに対して情報を記録させることができる。
情報記録媒体1aが光情報記録媒体である場合、情報記録媒体1aに対する記録方法は、主として、情報記録媒体1aに対して近接場光72を照射することにより、記録部50を加熱する加熱工程を含む。加熱工程は、磁気記録媒体の場合と同様であるため詳細な説明は省略する。具体的には、光情報記録媒体の場合には、加熱された記録部50が相変化したり、または新たに化合物が生成したりすることにより、加熱されていない領域と異なる反射率を持つ状態に変化する。これによって、情報記録媒体1aに対して情報を記録させることができる。
本発明に係る情報記録媒体は、金属体13a、13bおよび誘電体14のいずれもが基板11に接している構成としてもよい(図示しない)。また、本発明に係る情報記録媒体は、図4に示すように、誘電体14と基板11との間に金属体13bが設けられていない構成であってもよい。すなわち、記録部50の形成されている記録層形成面において、非記録部51の形成されている非記録部形成領域は、誘電体14により被覆されている構成であってもよい。図4は、情報記録媒体1aの変形例である情報記録媒体1bの構成を示す概略断面図である。情報記録媒体1bは、図4に示すように、誘電体14は、基板11と接している。
情報記録媒体1a、1bおよび1cは、記録部50と非記録部51との接する面が基板11面に対して垂直でなくてもよい。例えば、記録部50と非記録部51との接する面が基板11面に対して傾斜していてもよい。また、記録部50のの形状は特に限定されるものではなく、例えば、記録部50の断面形状が円弧状であってもよいし、また台形状であってもよい。
本発明に係る情報記録媒体の他の実施形態について、図6〜図7(a)〜(e)を参照しつつ以下に説明する。なお、実施形態1と同様の部材に関しては、同一の符号を付し、その説明を省略する。
本実施形態に係る情報記録媒体の構成について、図6を参照して以下に説明する。図6は、情報記録媒体1dの構成を示す概略断面図である。
情報記録媒体1dのように、記録層50が複数の凸部50bを有する場合であっても、情報記録媒体1aと同様に、光源の消費電力を増大させることなく、情報を記録する記録速度を高速化することができると共に、記録密度を高密度化することができる。
情報記録媒体1dの製造方法について、図7(a)〜(e)を参照して以下に説明する。図7(a)〜(e)は、情報記録媒体1dの製造方法を示した図であり、(a)は、基板11上に記録部材料50aを設ける工程を示し、(b)は、記録部材料50aから記録部50を形成する工程を示し、(c)は、金属体13a、13cおよび誘電体14を形成する工程を示し、(d)は、金属体13a、13bおよび誘電体14を研磨する工程を示し、(e)は、保護層15を形成する工程を示している。なお、図7(b)において記録部50を形成する工程以外は、情報記録媒体1aを作製する工程と同様の工程であるため、その詳細な説明を省略する。
なお、情報記録媒体1aと同様に、情報記録媒体1dは、記録部50において凸部50bが形成されている凸部形成領域を除く非記録部形成領域を誘電体14により被覆していてもよい。
本発明に係る情報記録媒体の他の実施形態について、図8および9を参照しつつ以下に説明する。なお、実施形態1および2と同様の部材に関しては、同一の符号を付し、その説明を省略する。
本実施形態に係る情報記録媒体の構成について、図8および9を参照して以下に説明する。図8は、情報記録媒体1eの構成を示す概略断面図である。また、図9は、情報記録媒体1eの構成を示す平面図である。
図9に示すように、記録部50および非記録部51は、トラック幅方向においては、交互に設けられているが、トラック長さ方向には連続して設けられている。すなわち、非記録部51は、トラック幅方向において、記録部50を互いに隔てている。情報記録媒体1eは、いわゆるディスクリートメトラックメディアの構成となっている。
このように、非記録部51がトラック幅方向においてのみ、記録部50を互いに隔てている場合であっても、情報記録媒体1aと同様に、光源の消費電力を増大させることなく、情報を記録する記録速度を高速化することができると共に、情報を記録する記録密度を向上することができる。
情報記録媒体1eにおいて、記録部50が磁性体からなる場合には、記録部50と基板11との間に軟磁性体層(図示しない)が形成されていてもよい。
記録部50に磁性体を適用した実施形態1から3に係る情報記録媒体(すなわち、光アシスト磁気記録媒体)に対して情報を記録すると共に、上記情報記録媒体から情報を読み出す情報記録再生装置について、実施形態4として以下に説明する。なお、実施形態1〜3と同様の部材に関しては、同一の符号を付し、その説明を省略する。
情報記録再生装置500の構成について、図10を参照して以下に説明する。図10は、情報記録再生装置500の構成を示すブロック図である。
磁気記録再生ヘッド502は、スライダ501に備えられており、光アシスト記録方式により情報記録媒体に対して情報の記録および再生の少なくともいずれかを行う。すなわち、磁気記録再生ヘッド502は、レーザー光を照射するための光源と、情報記録媒体に対して磁界を印加するための磁界印加手段、および、情報記録媒体から発生する漏洩磁界を検出する磁界検出手段を備えている。
制御部509は、図10に示すように、回転駆動制御部510、信号処理部511、出力制御部512、および記録部513から構成されており、スライダ501、スピンドル506、サスペンションアーム507、およびボイスコイルモータ508の動作を制御するためのものである。
次に、情報記録再生装置500の記録、再生の動作について以下に説明する。
実施形態1〜3において説明した情報記録媒体1a〜1eの記録部50に磁性体を用いて、情報記録媒体1a〜1eを光アシスト磁気記録媒体として用いる場合には、再生時には、レーザー光を情報記録媒体1a〜1eに照射し、漏洩磁界を検出する、光アシスト再生方式を適用してもよい。
情報記録媒体1aにおける電界強度の測定方法および測定結果について、以下に説明する。電界強度は、波長680nmのレーザー光71を照射したときの情報記録媒体1aをFDTD(Finate Difference Time Domain)法を用いてシミュレーションすることによって測定した。
シミュレーションに際して、以下のような設定を行った。レーザー光71の強度分布をガウス分布とし、スポット径を700nmとした。近接場光発生部材73は、すり鉢状の微小開口(入射部直径400nm、出射部直径20nm)を有する、厚さ100nmの金薄膜とした。近接場光発生部材73と情報記録媒体1aとの距離は5nmとした。また、入射光の偏向は、円偏光とし、レーザー光の電界のピーク強度(|E|2)は1(V/m)2とした。
実施形態1に示した情報記録媒体1aにおける電界強度の測定結果を図12に示す。図12は、図1に示した断面について、情報記録媒体1aにレーザー光を照射した場合の電界強度を表した図である。なお、図12は、図1に示した概略断面図と上下が逆となっている。すなわち、図面下方向よりレーザー光が照射されている。
実施例1において、金属体13aおよび13bを用いず、金属体13aおよび13bの部分を誘電体14に置き換えた以外は、実施例1と同じ構成である情報記録媒体100aについて、実施例1と同様の方法によって電界強度を測定した。
実施例1において誘電体17を用いず、誘電体17の部分を全て金属体13cに置き換えた以外は実施例1と同じ構成である情報記録媒体100bについて、実施例1と同様の方法によって電界強度を測定した。
実施例1の構成において、記録部50を磁性体材料である鉄−白金合金から、光情報記録媒体に用いられるビスマス−ゲルマニウムに置き換えた以外は実施例1と同じ構成である情報記録媒体1aについて、実施例1と同様の方法によって電界強度を測定した。その結果、記録部50の材料変更に関わらず、図11および12に示した結果と同様の高強度の電界集中が情報記録媒体1aの内部(金属体13aと誘電体14との界面付近および金属体13bと誘電体14との界面付近)で確認され、記録部50の材料が光情報記録材料であっても高強度の電界集中が得られることが明らかとなった。
情報記録媒体1aの変形例である図4に示した情報記録媒体1bについて、実施例1と同様の方法によって電界強度を測定した。実施例1と異なるのは、基板11と誘電体14との間に金属体13bが設けられていない点だけである。
情報記録媒体1aの変形例である図6に示した情報記録媒体1dについて、実施例1と同様の方法によって電界強度を測定した。実施例1と異なるのは、記録部50が、基板命内方向において連続して形成されており、非記録部51によって分離されていない点だけである。なお、基板11と金属体13bとの間の最短距離は、5nmとして計算した。
実施形態2において示した情報記録媒体1eを用いて、実施例1と同様の方法によって電界強度を測定した。
1b 情報記録媒体
1c 情報記録媒体
1d 情報記録媒体
1e 情報記録媒体
11 基板
12 記録層
13a 金属体(第2の金属体)
13b 金属体(第1の金属体)
14 誘電体(誘電体)
15 保護層
50 記録部
51 非記録部
70 記録ヘッド
Claims (20)
- 基板の記録層形成面上に離散的に形成された、少なくとも加熱することにより情報を記録する複数の記録部と、
上記記録部の上記記録層形成面に接する面を底面としたとき、上記記録部の側面を被覆する第1の金属体、当該第1の金属体の上記記録部に接する面とは反対側の面を被覆する誘電体、および上記誘電体により挟まれた空間に形成された第2の金属体からなる非記録部と、
を備えていることを特徴とする情報記録媒体。 - 上記記録層形成面において、上記記録部が形成されている記録部形成領域を除く非記録部形成領域は、上記誘電体により被覆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。
- 上記記録層形成面において、上記記録部が形成されている記録部形成領域を除く非記録部形成領域は、上記第1の金属体により被覆されており、上記第1の金属体と上記第2の金属体との間には上記誘電体が設けら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。
- 上記非記録部は、トラック幅方向において、上記記録部を互いに隔てていることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の情報記録媒体。
- 上記非記録部は、トラック長さ方向およびトラック幅方向のいずれにおいても、上記記録部を互いに隔てていることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の情報記録媒体。
- 基板の記録層形成面を被覆するように形成された、少なくとも加熱することにより情報を記録する複数の凸部を有する記録部と、
上記凸部の側面を被覆する第1の金属体、当該第1の金属体の上記凸部に接する面とは反対側の面を被覆する誘電体、および上記誘電体により挟まれた空間に形成された第2の金属体からなる非記録部と、
を備えていることを特徴とする情報記録媒体。 - 上記記録部において上記凸部が形成されている凸部形成領域を除く非記録部形成領域は、上記誘電体により被覆されていることを特徴とする請求項6に記載の情報記録媒体。
- 上記記録部において上記凸部が形成されている凸部形成領域を除く非記録部形成領域は、上記第1の金属体により被覆されており、上記第1の金属体と上記第2の金属体との間には上記誘電体が設けられていることを特徴とする請求項6に記載の情報記録媒体。
- 上記第1の金属体および上記第2の金属体は、金、銀、アルミニウム、白金、またはこれらのうちの少なくともいずれかを含む合金からなることを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載の情報記録媒体。
- 上記記録部は、磁性体からなることを特徴とする請求項1から9のいずれか1項に記載の情報記録媒体。
- 上記記録部は、光記録材料からなることを特徴とする請求項1から9のいずれか1項に記載の情報記録媒体。
- 請求項10に記載の情報記録媒体に対して光を照射する光源と、
上記情報記録媒体に対して磁界を印加する磁界印加手段と、
上記情報記録媒体から漏洩する漏洩磁界を検出する磁界検出手段と、
を備えていることを特徴とする情報記録再生装置。 - 請求項11に記載の情報記録媒体に対して光を印加する光源と、
上記記録媒体から反射される光量を検出する光量検出手段と、
を備えていることを特徴とする情報記録再生装置。 - 上記光源と上記情報記録媒体との間であり、かつ、上記光の経路上に、近接場光生成部を備えていることを特徴とする請求項12または13に記載の情報記録再生装置。
- 請求項10に記載の情報記録媒体に対して光を照射し、上記情報記録媒体における情報記録領域を加熱する加熱工程と、
上記情報記録領域に対して磁界を印加する磁界印加工程と、
を含むことを特徴とする情報記録方法。 - 請求項11に記載の情報記録媒体に対して光を照射し、上記情報記録媒体における情報記録領域を加熱する加熱工程を含むことを特徴とする情報記録方法。
- 請求項10に記載の情報記録媒体から発生する漏洩磁界を検出する漏洩磁界検出工程を含むことを特徴とする情報再生方法。
- 請求項11に記載の情報記録媒体から反射する反射光の光量を検出する光量検出工程を含むことを特徴とする情報再生方法。
- 複数の記録部と、上記記録部の側面を被覆する第1の金属体、当該第1の金属体の上記記録部に接する面とは反対側の面を被覆する誘電体、および上記誘電体により挟まれた空間に形成された第2の金属体からなる非記録部と、を備えている情報記録媒体の製造方法であって、
基板の記録層形成面上に、少なくとも加熱することにより情報を記録する複数の記録部を離散的に形成する記録部形成工程と、
上記記録部の上記記録層形成面に接する面を底面としたとき、上記記録部の側面を被覆するように第1の金属体を形成する第1の金属体形成工程と、
上記第1の金属体の上記記録層形成面に接する面を底面としたとき、上記第1の金属体の側面を被覆するように誘電体を形成する誘電体形成工程と、
上記誘電体により挟まれた空間に第2の金属体を形成する第2の金属体形成工程と、を含むことを特徴とする情報記録媒体の製造方法。 - 複数の凸部を有する記録部と、上記凸部の側面を被覆する第1の金属体、当該第1の金属体の上記凸部に接する面とは反対側の面を被覆する誘電体、および上記誘電体により挟まれた空間に形成された第2の金属体からなる非記録部と、を備えている情報記録媒体の製造方法であって、
基板の記録層形成面を被覆するように、少なくとも加熱することにより情報を記録する複数の凸部を有する記録部を形成する記録部形成工程と、
上記凸部の側面を被覆するように第1の金属体を形成する第1の金属体形成工程と、
上記第1の金属体の上記記録層形成面に接する面を底面としたとき、上記第1の金属体の側面を被覆するように誘電体を形成する誘電体形成工程と、
上記誘電体により挟まれた空間に第2の金属体を形成する第2の金属体形成工程と、を含むことを特徴とする情報記録媒体の製造方法。
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