JP5923324B2 - 熱アシスト磁気記録媒体及び磁気記録再生装置 - Google Patents
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Description
(1) 基板と、
前記基板の上に形成された下地層と、
前記下地層の上に形成された磁性層とを備え、
前記磁性層が、L10構造を有する合金を主成分として含み、
前記下地層が、非晶質合金、若しくは微結晶構造を有する合金からなる第1の下地層と、Cr、若しくはCrを主成分とするBCC構造を有する合金からなる第2の下地層と、格子定数が2.98A以上のBCC構造を有する金属又は合金からなる第3の下地層と、MgOからなる第4の下地層とから構成され、
前記第3の下地層の格子定数が、前記第2の下地層の格子定数より大きいことを特徴とする熱アシスト磁気記録媒体。
(2) 前記第1の下地層が、非磁性、若しくは磁化が100emu/cc以下のNiTa、NiTi、CoTa、CoTi、CrTa、CrTi、CoCrZr、CoCrTa合金からなることを特徴とする前項(1)に記載の熱アシスト磁気記録媒体。
(3) 前記第2の下地層が、Crを主成分とし、Ti、V、Mo、W、Ru、Mnの中から選ばれる少なくとも1種の元素を含有する合金からなることを特徴とする前項(1)又は(2)に記載の熱アシスト磁気記録媒体。
(4) 前記第2の下地層が、Crを主成分とし、Ti、V、Mo、W、Ru、Mnの中から選ばれる少なくとも1種の元素を含有し、且つ、B、Si、Cの中から選ばれる少なくとも1種の元素を含有する合金からなることを特徴とする前項(1)〜(3)の何れか一項に記載の熱アシスト磁気記録媒体。
(5) 前記第2の下地層の格子定数が、2.98A以下であることを特徴とする前項(1)〜(4)の何れか一項に記載の熱アシスト磁気記録媒体。
(6) 前記第3の下地層が、V、Mo、W、Ta、Nbの中から選ばれる少なくとも1種の元素を含有する合金からなることを特徴とする前項(1)〜(5)の何れか一項に記載の熱アシスト磁気記録媒体。
(7) 前記第3の下地層が、V、Mo、W、Ta、Nbの中から選ばれる少なくとも1種の元素を含有し、且つ、Cr、Mn、Ru、Tiの中から選ばれる少なくとも1種の元素を含有する合金からなることを特徴とする前項(1)〜(5)の何れか一項に記載の熱アシスト磁気記録媒体。
(8) 前記第3の下地層が、Mo、若しくはWの金属からなることを特徴とする前項(1)〜(5)の何れか一項に記載の熱アシスト磁気記録媒体。
(9) Co、若しくはFeを主成分とし、Ta、B、Si、Zr、Al、Cの中から選ばれる少なくとも1種の元素を含有する軟磁性合金からなる下地層が、第1の下地層と第2の下地層との間、若しくは基板と第1の下地層との間に形成されていることを特徴とする前項(1)〜(8)の何れか一項に記載の熱アシスト磁気記録媒体。
(10) 前記磁性層が、L10構造を有するFePt又はCoPt合金を主成分とし、且つ、SiO2、TiO2、Cr2O3、Al2O3、Ta2O5、ZrO2、Y2O3、CeO2、MnO、TiO、ZnO、Cの中から選ばれる少なくとも1種の酸化物、若しくは元素を含有する合金からなることを特徴とする前項(1)〜(9)の何れか一項に記載の熱アシスト磁気記録媒体。
(11) 前記磁性層の上に形成されたキャップ層を備え、
前記キャップ層が、Co、Ni、若しくはFeを主成分とし、且つ、前記磁性層よりも磁気異方性が低い合金からなることを特徴とする前項(1)〜(10)の何れか一項に記載の熱アシスト磁気記録媒体。
(12) 前項(1)〜(11)の何れか一項に記載の熱アシスト磁気記録媒体と、
前記熱アシスト磁気記録媒体を記録方向に駆動する媒体駆動部と、
前記熱アシスト磁気記録媒体を加熱するレーザー発生部と、前記レーザー発生部から発生したレーザー光を先端部へと導く導波路とを有して、前記熱アシスト磁気記録媒体に対する記録動作と再生動作とを行う磁気ヘッドと、
前記磁気ヘッドを前記熱アシスト磁気記録媒体に対して相対移動させるヘッド移動部と、
前記磁気ヘッドへの信号入力と前記磁気ヘッドから出力信号の再生とを行うための記録再生信号処理系とを備えることを特徴とする磁気記録再生装置。
第1の実施例において作製した熱アシスト磁気記録媒体(以下、実施例媒体という。)の層構成の一例を図1に示す。
本実施例媒体を作製する際は、ガラス基板101上に、層厚100nmのNi−38at%Taからなる第1の下地層102と、層厚10nmのCr−15at%Ti−5at%Bからなる第2の下地層103と、層厚10nmのMo−40at%Cr(実施例1−1)、Mo−20at%Cr(実施例1−2)、若しくはMo(実施例1−3)からなる第3の下地層104と、層厚2nmのMgOからなる第4の下地層105と、層厚10nmの(Fe−55at%Pt)−40at%Cからなる磁性層106と、層厚3nmのカーボン(C)からなる保護層107とを順次積層して形成した。また、第1の下地層102の形成後と第4の下地層105の形成後に、2度の基板加熱を行っており、加熱温度は、それぞれ150℃と500℃である。また、比較例1として、第3の下地層104を形成せず、第2の下地層(Cr)103上に、第4の下地層(MgO)105を直接形成した熱アシスト磁気記録媒体(以下、比較例媒体という。)を作製した。
図2に示すように、第2の下地層103として用いたCrからの(200)ピークと、第3の下地層104として用いたMoCr、若しくはMoからの(200)ピークが確認できる。このことは、第1の下地層(NiTa)102上に形成された第2の下地層(Cr)103が(100)配向をとり、その上に形成される第3の下地層(CrMo若しくはMo)104がエピタキシャル成長していることを示している。また、第1の下地層(NiTa)102からは、明瞭な回折ピークが観察されなかった。したがって、第1の下地層102は、非晶質構造、若しくは微結晶構造をとっていると考えられる。
第2の実施例において作製した熱アシスト磁気記録媒体(以下、実施例媒体という。)の層構成の一例を図3に示す。
本実施例媒体を作製する際は、ガラス基板201上に、層厚5nmのCo−50at%Tiからなる第1の下地層202と、層厚100nmのCo−15at%Ta−3at%Zrからなる軟磁性下地層203と、層厚10nmのCr−20at%Ti(実施例2−1)、Cr−20at%Mo(実施例2−2)、Cr−30at%V(実施例2−3)、Cr−15at%Mn(実施例2−4)、Cr−15at%Ru(実施例2−5)、Cr−15at%W(実施例2−6)、Cr−15at%Ti−5at%B(実施例2−7)、Cr−15at%Mo−10at%B(実施例2−8)、Cr−20at%V−5at%B(実施例2−9)、Cr−16at%V−10at%C(実施例2−10)、Cr−25at%Mn−3at%B(実施例2−11)、Cr−15at%Mn−10at%C(実施例2−12)、Cr−15at%Mn−5at%Si(実施例2−13)、Cr−10at%Ru−8at%B(実施例2−14)、Cr−5at%Mn−10at%C(実施例2−15)、若しくはCr−30at%W−5at%B(実施例2−16)からなる第2の下地層204と、層厚9nmのWからなる第3の下地層205と、層厚2nmのMgOからなる第4の下地層206と、層厚10nmの(Fe−55at%Pt)−40at%TiO2からなる磁性層207と、層厚4nmのCo−20at%Nb−10at%Zrからなるキャップ層208と、層厚3nmのカーボン(C)からなる保護層209とを順次積層して形成した。また、第1の下地層202の形成後と第4の下地層206の形成後に、2度の基板加熱を行っており、加熱温度は、それぞれ180℃と450℃である。また、比較例2として、第2の下地層204を形成せず、第1の下地層(CoTaZr合金)202上に、第3の下地層(W)205を直接形成した熱アシスト磁気記録媒体(以下、比較例媒体という。)を作製した。
第3の実施例において作製した熱アシスト磁気記録媒体(以下、実施例媒体という。)の層構成の一例を図4に示す。ガラス基板301上に、層厚50nmのCo−30at%Cr−10at%Zrからなる第1の下地層302と、層厚10nmのCr−20at%Mo−5at%Bからなる第2の下地層303と、層厚10nmのV−15at%Cr(実施例3−1)、V−15at%Ti(実施例3−2)、Mo−20at%Cr(実施例3−3)、Mo−30at%V(実施例3−4)、Mo−20at%Ta(実施例3−5)、Mo−10at%Nb(実施例3−6)、Mo−20at%Ti(実施例3−7)、Mo−45at%W(実施例3−8)、W−20at%Cr(実施例3−9)、W−20at%V(実施例3−10)、W−30at%Ta(実施例3−11)、W−25at%Nb(実施例3−12)、W−30at%Ti(実施例3−13)、Ta−20at%Cr(実施例3−14)、Ta−30at%V(実施例3−15)、Ta−25at%Ti(実施例3−16)、Ta−20at%Zr(実施例3−17)、Ta−30at%Nb(実施例3−18)、Mo(実施例3−19)、若しくはW(実施例3−20)からなる第3の下地層304と、層厚1.5nmのMgOからなる第4の下地層305と、層厚6nmの(Fe−55at%Pt)−8mol%SiO2−4mol%Cr2O3からなる磁性層306と、層厚3nmのFe−15at%Al−3at%Siからなるキャップ層307と、層厚3.2nmのカーボン(C)からなる保護層308とを順次積層して形成した。また、第1の下地層302の形成後と第4の下地層305の形成後に、2度の基板加熱を行っており、加熱温度は、それぞれ180℃と450℃である。また、第1の下地層(CoCrZr合金)302を形成した後、チャンバー中に1PaのAr+1%O2ガスを導入し、第1の下地層302の表面酸化を行った。
第4の実施例では、第3の下地層304に、層厚10nmのMo−20at%W(実施例4)を使用した以外は、上記図4に示す実施例媒体と同様の構成を有する熱アシスト磁気記録媒体(以下、実施例媒体という。)を作製した。また、比較例4として、第2の下地層303を形成せず、第1の下地層302上に、層厚10nmのMo−20at%Wからなる第3の下地層304を直接形成した熱アシスト磁気記録媒体(以下、比較例媒体という。)を作製した。上記以外の各層の膜厚は、上記第3の実施例の実施例媒体と同一であるが、第4の下地層(MgO)305の膜厚のみ、1〜5nmまで変化させた。
図5に示すように、本実施例媒体(実施例4)は、比較例媒体(比較例4)の保磁力よりも高く、MgOを1nmまで薄くしても高い保磁力を維持している。これに対して、比較例媒体(比較例4)の保磁力は、MgOの膜厚が減少すると共に、保磁力が急激に低下した。第3の下地層304は、膜厚が5nmと薄いため、X線回折測定によって格子定数を見積もることは困難であった。但し、MoW合金は全率固溶系であるため、Vegard則から、Mo−20at%W合金の格子定数は、概ね3.15A程度と見積もられる。
実施例5においては、上記第1〜第4の実施例において作製した熱アシスト磁気記録媒体の表面にパーフルオルポリエーテル系の潤滑剤を塗布した後、図6に示す磁気記録再生装置に組み込んだ。この磁気記録再生装置は、熱アシスト磁気記録媒体501と、熱アシスト磁気記録媒体を回転させるための媒体駆動部502と、熱アシスト磁気記録媒体501に対して記録動作と再生動作とを行う磁気ヘッド503と、磁気ヘッド503を熱アシスト磁気記録媒体501に対して相対移動させるためのヘッド駆動部504と、磁気ヘッド503への信号入力と磁気ヘッド503から出力信号の再生とを行うための記録再生信号処理系505とから概略構成される。なお、上記磁気記録再生装置には、図6に図示されていないものの、レーザー光を発生させるレーザー発生装置と、発生したレーザー光を磁気ヘッド503まで伝達するための導波路とが配置されている。
102…第1の下地層
103…第2の下地層
104…第3の下地層
105…第4の下地層
106…磁性層
107…保護層
201…ガラス基板
202…第1の下地層
203…第2の下地層
204…第3の下地層
205…第4の下地層
206…磁性層
207…キャップ層
208…保護層
301…ガラス基板
302…第1の下地層
303…第2の下地層
304…第3の下地層
305…第4の下地層
306…磁性層
307…キャップ層
308…保護層
501…熱アシスト磁気記録媒体
502…媒体駆動部
503…磁気ヘッド
504…ヘッド駆動部
505…記録再生信号処理系
601…記録ヘッド
602…再生ヘッド
603…主磁極
604…補助磁極
605…PSIM(Planar Solid Immersion Mirror)
606…グレーティング部
607…レーザー光源
608…上部シールド
609…下部シールド
610…TMR素子
L…レーザー光
NL…近接場光
Claims (12)
- 基板と、
前記基板の上に形成された下地層と、
前記下地層の上に形成された磁性層とを備え、
前記磁性層が、L10構造を有する合金を主成分として含み、
前記下地層が、非晶質合金、若しくは微結晶構造を有する合金からなる第1の下地層と、Cr、若しくはCrを主成分とするBCC構造を有する合金からなる第2の下地層と、格子定数が2.98A以上のBCC構造を有する金属又は合金からなる第3の下地層と、MgOからなる第4の下地層とから構成され、
前記第3の下地層の格子定数が、前記第2の下地層の格子定数より大きいことを特徴とする熱アシスト磁気記録媒体。 - 前記第1の下地層が、非磁性、若しくは磁化が100emu/cc以下のNiTa、NiTi、CoTa、CoTi、CrTa、CrTi、CoCrZr、CoCrTa合金からなることを特徴とする請求項1に記載の熱アシスト磁気記録媒体。
- 前記第2の下地層が、Crを主成分とし、Ti、V、Mo、W、Ru、Mnの中から選ばれる少なくとも1種の元素を含有する合金からなることを特徴とする請求項1又は2に記載の熱アシスト磁気記録媒体。
- 前記第2の下地層が、Crを主成分とし、Ti、V、Mo、W、Ru、Mnの中から選ばれる少なくとも1種の元素を含有し、且つ、B、Si、Cの中から選ばれる少なくとも1種の元素を含有する合金からなることを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載の熱アシスト磁気記録媒体。
- 前記第2の下地層の格子定数が、2.98A以下であることを特徴とする請求項1〜4の何れか一項に記載の熱アシスト磁気記録媒体。
- 前記第3の下地層が、V、Mo、W、Ta、Nbの中から選ばれる少なくとも1種の元素を含有する合金からなることを特徴とする請求項1〜5の何れか一項に記載の熱アシスト磁気記録媒体。
- 前記第3の下地層が、V、Mo、W、Ta、Nbの中から選ばれる少なくとも1種の元素を含有し、且つ、Cr、Mn、Ru、Tiの中から選ばれる少なくとも1種の元素を含有する合金からなることを特徴とする請求項1〜5の何れか一項に記載の熱アシスト磁気記録媒体。
- 前記第3の下地層が、Mo、若しくはWの金属からなることを特徴とする請求項1〜5の何れか一項に記載の熱アシスト磁気記録媒体。
- Co、若しくはFeを主成分とし、Ta、B、Si、Zr、Al、Cの中から選ばれる少なくとも1種の元素を含有する軟磁性合金からなる下地層が、第1の下地層と第2の下地層との間、若しくは基板と第1の下地層との間に形成されていることを特徴とする請求項1〜8の何れか一項に記載の熱アシスト磁気記録媒体。
- 前記磁性層が、L10構造を有するFePt又はCoPt合金を主成分とし、且つ、SiO2、TiO2、Cr2O3、Al2O3、Ta2O5、ZrO2、Y2O3、CeO2、MnO、TiO、ZnO、Cの中から選ばれる少なくとも1種の酸化物、若しくは元素を含有する合金からなることを特徴とする請求項1〜9の何れか一項に記載の熱アシスト磁気記録媒体。
- 前記磁性層の上に形成されたキャップ層を備え、
前記キャップ層が、Co、Ni、若しくはFeを主成分とし、且つ、前記磁性層よりも磁気異方性が低い合金からなることを特徴とする請求項1〜10の何れか一項に記載の熱アシスト磁気記録媒体。 - 請求項1〜11の何れか一項に記載の熱アシスト磁気記録媒体と、
前記熱アシスト磁気記録媒体を記録方向に駆動する媒体駆動部と、
前記熱アシスト磁気記録媒体を加熱するレーザー発生部と、前記レーザー発生部から発生したレーザー光を先端部へと導く導波路とを有して、前記熱アシスト磁気記録媒体に対する記録動作と再生動作とを行う磁気ヘッドと、
前記磁気ヘッドを前記熱アシスト磁気記録媒体に対して相対移動させるヘッド移動部と、
前記磁気ヘッドへの信号入力と前記磁気ヘッドから出力信号の再生とを行うための記録再生信号処理系とを備えることを特徴とする磁気記録再生装置。
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