JP5783330B2 - 垂直磁気記録媒体 - Google Patents
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Description
前記第1磁気記録層は、基板側に近い磁気記録層であり、第1磁性結晶粒と、前記第1磁性結晶粒を取り囲む第1非磁性結晶粒界とを含むグラニュラー構造を有し、前記第1磁性結晶粒は規則合金を含み、前記第1非磁性結晶粒界は炭素からなり、
前記第2磁気記録層は、第2磁性結晶粒と、前記第2磁性結晶粒を取り囲む第2非磁性結晶粒界とを含むグラニュラー構造を有し、前記第2磁性結晶粒は規則合金を含み、前記第2非磁性結晶粒界は、炭素、ホウ素又はケイ素から選択される2つ以上の材料からなるもの、又はホウ素からなるものである。
前記第1磁気記録層は、基板側に近い磁気記録層であり、第1磁性結晶粒と、前記第1磁性結晶粒を取り囲む第1非磁性結晶粒界とを含むグラニュラー構造を有し、前記第1磁性結晶粒は規則合金を含み、前記第1非磁性結晶粒界は炭素からなり、
前記第2磁気記録層は、第2磁性結晶粒と、前記第2磁性結晶粒を取り囲む第2非磁性結晶粒界とを含むグラニュラー構造を有し、前記第2磁性結晶粒は規則合金を含み、前記第2非磁性結晶粒界は炭化物である。
(i) (実施例1〜3)
非磁性基体と、その上に順次設けられるTa密着層、Cr下地層、MgOシード層、規則合金(FePt系)磁気記録層、及びカーボン(C)保護層を有する垂直磁気記録媒体を作製した。実施例1〜3では、第1磁気記録層にFePt−Cを用い、第2磁気記録層にFePt−B4Cを用いた例を示す。
非磁性基体と、その上に順次設けられるTa密着層、Cr下地層、MgOシード層、規則合金(FePt系)磁気記録層、及びカーボン(C)保護層を有する垂直磁気記録媒体を作製した。実施例4〜6では、第1磁気記録層にFePt−Cを用い、第2磁気記録層にFePt−SiCを用いた例を示す。
非磁性基体と、その上に順次設けられるTa密着層、Cr下地層、MgOシード層、規則合金(FePt系)磁気記録層、及びカーボン(C)保護層を有する垂直磁気記録媒体を作製した。実施例7〜17では、第1磁気記録層にFePt−Cを用い、第2磁気記録層にFePt−B−Cを用いた例を示す。実施例7〜17は、第1磁気記録層の炭素(C)の含有量を40vol%又は25vol%に固定し、第2磁気記録層のホウ素(B)及び炭素(C)の含有割合を変化させて磁気特性を評価した例である。ここで、実施例7〜10は、第1磁気記録層の炭素(C)含有量を40vol%、第2磁気記録層のB−C全量を25vol%にそれぞれ固定し、第2磁気記録層のホウ素(B)及び炭素(C)の含有割合を変化させた例である。また、実施例11〜12は、第1磁気記録層の炭素(C)含有量を25vol%、第2磁気記録層のB−C全量を25vol%にそれぞれ固定し、第2磁気記録層のホウ素(B)及び炭素(C)の含有割合を変化させた例である。さらに、実施例13〜17は、第1磁気記録層のC含有量を40vol%に固定し、第2磁気記録層のB−C全量を変化させた例である。
比較例として、単層の磁気記録層を有する磁気記録媒体を作製した。磁気記録層は表4に示す組成の規則合金−非磁性材料であった。表4に示す磁気記録層を有する磁気記録媒体は、上記実施例1〜6と同様に成膜した。但し、各比較例における磁気記録層は単層であるので、それぞれの比較例の各磁気記録層は、「FePt−C層」については、実施例1〜6の第1磁気記録層の成膜条件により成膜し、「FePt−B4C層」については、実施例1〜3の第2磁気記録層の成膜条件により成膜し、「FePt−SiC層」については、実施例4〜6の第2磁気記録層の成膜条件により成膜した。
別の比較例として、2層の磁気記録層を有する磁気記録媒体を作製した。
本比較例は、2層の磁気記録媒体において、第2磁気記録層をFePt−SiO2とした例である。本比較例の成膜条件は、第2磁気記録層の成膜において、FePt(75vol%)−SiO2(25vol%)となるように調製されたFePt及びSiO2を含むターゲットを用い、第1磁気記録層及び第2磁気記録層の膜厚をそれぞれ3nm(総膜厚6nm)とした以外、上記比較例7〜8と同様である。本比較例で得られた磁気記録媒体は1.80E+07erg/cm3のKuと、0.95のMr/Ms値を有していた。
(A)実施例1〜6及び比較例1〜6の結果
磁気記録媒体の評価は、磁気異方性定数(Ku)を評価することにより行った。具体的には、PPMS装置(Physical Property Measurement System)(Quantum Design社製)を用い、自発磁化の磁場印可角度依存性を評価し、試料振動型磁力計(VSM)を用いて飽和磁化(Ms)を求め、非特許文献3及び4に基づいてKu値を算出した。
Kuの値から、FePt−C単層の磁気記録媒体は、膜厚の増加と共に、Kuが大きく低下し、磁気異方性が膜厚の増加と共に低下することが分かる。また、FePt−B4C単層の磁気記録媒体は、膜厚が4nmでもKuが小さく、磁気異方性が低いことが分かる。一方、本発明の磁気記録媒体であるFePt−C上に、FePt−B4Cを積層して磁気記録媒体としたものでは、膜厚を増加させても、Ku値の大幅な低下を防ぐことができた。また、保磁力(Hc)及びヒステリシスループのα値についても比較例に比べ、良好な結果となった。
Kuの値から、FePt−C単層の磁気記録媒体は、膜厚の増加と共に、Kuが大きく低下し、磁気異方性が膜厚の増加と共に低下することが分かる。また、FePt−SiC単層の磁気記録媒体は、膜厚が4nmでもKuが小さく、磁気異方性が低いことが分かる。一方、本発明の磁気記録媒体であるFePt−C上に、FePt−SiCを積層して磁気記録媒体としたものでは、FePt−C単層の磁気記録層を含む磁気記録媒体と比べて、厚膜を厚くしても、全体的にKu値を大きくすることができた。また、保磁力(Hc)及びヒステリシスループのα値についても比較例に比べ、良好な結果となった。
これらの実施例では、磁気異方性定数(Ku)と、残留磁化(Mr)を飽和磁化(Ms)で割ったもの(Mr/Ms)を評価した。Mrは、VSMにより測定することができる。FePt−非磁性材料の磁性材料では、上述したように、炭素含有量が多いと、規則合金の成長阻害及び二次成長が起きるが、この二次成長状態では、Mr/Msが低くなる傾向がある。このため、本実施例での評価項目とした。また、Mr/Msが低いと、磁気記録の際に印加された磁界がなくなったとき、磁化の向きを磁化された方向に保てない粒子が存在することを意味し、磁気記録ではそのような粒子は再生信号におけるノイズ源となり、好ましくない。本発明では、Mr/Msの値は0.70を越える値が好適である。
実施例7〜12と比較例7及び8を比較すると、比較例では規則金属−非磁性材料中の非磁性材料が炭素(C)のみであるため、二次成長が起こり、これによって、Ku及びMr/Msの値が実施例7〜12に比べて低下している。
本発明の磁気記録媒体と従来の磁気記録媒体を比較するため、透過型電子顕微鏡(TEM)により、実施例10と比較例9の磁気記録媒体の平面TEMを測定した。結果を図10A及び図10Bに示した。本発明の実施例10(図10A)では、膜厚が7.2nmと比較的厚いにもかかわらず、一定で均一な粒形成が得られていることがわかる。一方、比較例9(図10B)のようにFePt−SiO2を第2磁気記録層として形成した場合、膜厚が6nm程度ですでに粒形成は均一なものではなかった。
(i) (実施例18〜20)
実施例18〜20は、磁気記録層を3層以上の複数層とした例である。
本実施例における磁気記録媒体の評価は、磁気異方性定数(Ku)を評価することにより行った。評価方法は実施例1〜6と同様である。
上記実施例及び比較例の実験結果の比較から、本発明の1つの実施形態として、FePt−Cを第1磁気記録層として使用し、これと組合せて、第2磁気記録層として、上記実施例で使用した規則合金を含む磁性結晶粒−炭素含有非磁性材料のグラニュラー構造を有する磁気記録層を設けることで、高い磁気異方性を維持しながら磁気記録層全体の厚膜化を実現することが可能となった。更に、本発明の別の1つの実施形態として、FePt−C層と、規則合金を含む磁性結晶粒−炭素含有非磁性材料を交互に複数層設けることにより、高い磁気異方性を維持しながら磁気記録層全体の膜厚の更なる厚膜化を実現できた。
40、210 シード層
60 磁気記録層
62 第1磁気記録層
64 第2磁気記録層
80 保護層
100 磁気記録媒体
200 磁性結晶粒
230 規則合金の第1磁性結晶粒
250 規則合金の第2磁性結晶粒
270 非磁性結晶粒界
290、292、294 磁化容易軸
320 規則合金の添加材料(非磁性材料)の析出部分
400 磁性結晶粒(200)と非磁性材料(320)の混合領域
Claims (9)
- 非磁性基板及び磁気記録層を少なくとも含む垂直磁気記録媒体であって、
前記磁気記録層は、少なくとも第1磁気記録層及び第2磁気記録層を含む複数層からなり、
前記第1磁気記録層は、基板側に近い磁気記録層であり、第1磁性結晶粒と、前記第1磁性結晶粒を取り囲む第1非磁性結晶粒界とを含むグラニュラー構造を有し、前記第1磁性結晶粒は規則合金を含み、前記第1非磁性結晶粒界は炭素からなり、
前記第2磁気記録層は、第2磁性結晶粒と、前記第2磁性結晶粒を取り囲む第2非磁性結晶粒界とを含むグラニュラー構造を有し、前記第2磁性結晶粒は規則合金を含み、前記第2非磁性結晶粒界は、炭素、ホウ素又はケイ素から選択される2つ以上の材料からなるもの、又はホウ素からなるものであることを特徴とする垂直磁気記録媒体。 - 非磁性基板及び磁気記録層を少なくとも含む垂直磁気記録媒体であって、
前記磁気記録層は、少なくとも第1磁気記録層及び第2磁気記録層を含む複数層からなり、
前記第1磁気記録層は、基板側に近い磁気記録層であり、第1磁性結晶粒と、前記第1磁性結晶粒を取り囲む第1非磁性結晶粒界とを含むグラニュラー構造を有し、前記第1磁性結晶粒は規則合金を含み、前記第1非磁性結晶粒界は炭素からなり、
前記第2磁気記録層は、第2磁性結晶粒と、前記第2磁性結晶粒を取り囲む第2非磁性結晶粒界とを含むグラニュラー構造を有し、前記第2磁性結晶粒は規則合金を含み、前記第2非磁性結晶粒界は炭化物であることを特徴とする垂直磁気記録媒体。 - 前記炭化物は、ホウ素(B)炭化物又はケイ素(Si)炭化物であることを特徴とする請求項2に記載の垂直磁気記録媒体。
- 前記炭化物は、炭化ホウ素(B4C)又は炭化ケイ素(SiC)であることを特徴とする請求項2又は3に記載の垂直磁気記録媒体。
- 前記第2非磁性結晶粒界の材料の含有量は、20vol%から50vol%であることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の垂直磁気記録媒体。
- 前記第1磁性結晶粒及び前記第2磁性結晶粒はL10型の規則合金を含むことを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の垂直磁気記録媒体。
- 前記L10型の規則合金は、Fe及びPtを含むことを特徴とする請求項6に記載の垂直磁気記録媒体。
- 前記第1磁気記録層の膜厚は、4nm以下であることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の垂直磁気記録媒体。
- 前記第1磁気記録層又は第2磁気記録層を複数層有し、且つ、前記第1磁気記録層と第2磁気記録層が交互に積層されることを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載の垂直磁気記録媒体。
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