JP6274305B2 - 磁気記録媒体 - Google Patents

Description

本明細書に記載の発明は、磁気記録媒体に関する。詳細には、本明細書に記載の発明は、エネルギーアシスト磁気記録方式で使用される磁気記録媒体に関する。より詳細には、本明細書に記載の発明は、熱アシスト磁気記録方式で使用される磁気記録媒体に関する。

磁気記録の高密度化を実現する技術として、垂直磁気記録方式が採用されている。垂直磁気記録媒体は、非磁性基板と、硬質磁性材料から形成される磁気記録層を少なくとも含む。垂直磁気記録媒体は、任意選択的に、軟磁性材料から形成されて、磁気ヘッドが発生する磁束を磁気記録層に集中させる役割を担う軟磁性裏打ち層、磁気記録層の硬質磁性材料を目的の方向に配向させるためのシード層、磁気記録層の表面を保護する保護膜などをさらに含んでもよい。

近年、垂直磁気記録媒体の記録密度のさらなる向上を目的として、磁気記録層中の磁性結晶粒の粒径を縮小させる必要に迫られている。一方で、磁性結晶粒の粒径の縮小は、記録された磁化（信号）の熱安定性を低下させる。そのため、磁性結晶粒の粒径の縮小による熱安定性の低下を補償するために、磁性結晶粒を、より高い結晶磁気異方性を有する材料を用いて形成することが求められている。

求められる高い結晶磁気異方性を有する材料として、Ｌ１_０型規則合金が提案されている。国際公開第２０１３／１４０４６９号公報（特許文献１）は、Ｆｅ、ＣｏおよびＮｉからなる群から選択される少なくとも１種の元素と、Ｐｔ、Ｐｄ、ＡｕおよびＩｒからなる群から選択される少なくとも１種の元素とを含むＬ１_０型規則合金を記載している。代表的なＬ１_０型規則合金は、ＦｅＰｔ、ＣｏＰｔ、ＦｅＰｄ、ＣｏＰｄなどを含む。

しかしながら、高い磁気異方性を有する材料で形成された磁気記録層を有する磁気記録媒体は、大きな保磁力を有し、磁化（信号）の記録が困難である。この記録困難性を克服するために、熱アシスト記録方式、マイクロ波アシスト記録方式などのエネルギーアシスト磁気記録方式が提案されている。熱アシスト記録方式は、磁性材料における磁気異方性定数（Ｋｕ）の温度依存性、すなわち高温ほどＫｕが小さいという特性を利用したものである。この方式では、磁気記録層の加熱機能を有するヘッドを用いる。すなわち、磁気記録層を昇温させて一時的にＫｕを低下させることにより反転磁界を低減させ、その間に書き込みを行う。降温後はＫｕが元の高い値に戻るため、安定して記録信号（磁化）を保持できる。国際公開第２０１３／１４０４６９号公報は、記録時の磁気記録層の面内方向の温度勾配を大きくすることによって、熱アシスト磁気記録を容易にする方法を提案している（特許文献１参照）。

熱アシスト記録方式を用いる場合、記録に用いる磁気ヘッドに磁気記録層を加熱する手段を設けることが必要である。しかしながら、磁気ヘッドに対する種々の要求から、採用できる加熱手段には制限が存在する。この点を考慮すると、記録時の磁気記録層の加熱温度を、できる限り低くすることが望ましい。加熱温度の１つの指標として、キュリー温度Ｔｃがある。磁性材料のキュリー温度Ｔｃとは、材料の磁性が失われる温度を意味する。磁気記録層の材料のキュリー温度Ｔｃを低下させることによって、所与の温度における磁気異方性定数Ｋｕを低下させ、より低い加熱温度における記録が可能となる。

しかしながら、磁性材料のキュリー温度Ｔｃと磁気異方性定数Ｋｕとの間には強い相関が存在する。一般に、大きな磁気異方性定数Ｋｕを有する材料は、高いキュリー温度Ｔｃを有する。そのため、従来は、加熱温度の低減を優先して、磁気異方性定数Ｋｕを減少させて、キュリー温度Ｔｃを低下させることが行われてきた。この問題に関して、特開第２００９−０５９４６１号公報（特許文献２）は、複数の磁性層を設け、それぞれの磁性層において異なるＫｕおよびＴｃを設定することにより、ＫｕとＴｃとの相関を緩和する提案がなされている。具体的には、この文献は、第１のキュリー温度Ｔｃ_１を有する第１層と第２のキュリー温度Ｔｃ_２を有する第２層とを含み、Ｔｃ_１がＴｃ_２よりも高い磁気記録層を提案している。この磁気記録層においては、Ｔｃ_２以上の温度に加熱することによって、第１層と第２層との間の交換結合が消失し、第１層への磁化の記録が可能となる。

また、他の諸性能を改善する目的で、Ｌ１_０型規則合金に種々の添加元素を導入する試みがなされてきている。たとえば、特開２００３−３１３６５９号公報（特許文献３）は、Ｌ１_０型規則合金を構成する元素と、添加元素とを含み、酸素含有量が１０００ｐｐｍ以下であるスパッタ用焼結ターゲットを提案している。このターゲットを用いて形成された薄膜は、より低いアニーリング温度においてＬ１_０型規則合金の規則化が達成できると記載されている。特に、Ｃｕ、Ａｕ等を添加した場合には、Ｌ１_０型規則合金の規則化をより促進するとされている。また、特開２００３−３１３６５９号公報は、Ｌ１_０型構造の磁性結晶粒子間を非磁性体によって分離することが磁気記録密度の向上に寄与することを開示している。磁性結晶粒子間を磁気的に分離するために磁性結晶粒の周囲に配置される非磁性元素および非磁性化合物が列挙されている。そのような材料の例として、Ｒｕを含む各種の材料が記載されている。

一方、米国特許出願公開第２００３／０１６２０５５号明細書（特許文献４）は、（ＣｏＸ）_３Ｐｔまたは（ＣｏＸ）_３ＰｔＹの組成を有し、Ｌ１_０型とは異なる規則構造を有する多結晶規則合金からなる磁気記録層を提案している。ここで、添加元素Ｘは、結晶粒界に移動して磁性結晶粒間の磁気的分離を促進する効果を有し、添加材料Ｙは、得られる多結晶規則合金の磁気特性、磁性結晶粒の分布および磁気的分離の制御を容易にする効果を有する。米国特許出願公開第２００３／０１６２０５５号明細書は、添加元素Ｘの例としてＲｕを含む各種の材料を記載している。

しかしながら、規則合金に添加する材料としてのＲｕに関する研究はほとんど進んでいないのが現状である。Ｒｕを添加した場合の規則合金の磁気特性、特に、そのような規則合金における磁気異方性定数Ｋｕとキュリー温度Ｔｃとの関係についての研究はほとんど進展していない。

国際公開第２０１３／１４０４６９号公報 特開２００９−０５９４６１号公報 特開２００３−３１３６５９号公報 米国特許出願公開第２００３／０１６２０５５号明細書

本明細書に記載の発明の目的は、高い磁気異方性定数Ｋｕおよび低いキュリー温度Ｔｃを有する磁気記録層、ならびに当該磁気記録層を有する磁気記録媒体を提供することである。

本明細書に記載の第１の実施形態の磁気記録媒体は、非磁性基板と磁気記録層とを含み、前記磁気記録層は規則合金を含み、前記規則合金は、ＦｅおよびＮｉからなる群から選択される少なくとも１種の元素と、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｕ、ＲｈおよびＩｒからなる群から選択される少なくとも１種の元素と、Ｒｕとを含むことを特徴とする。ここで、規則合金は、Ｆｅと、Ｐｔと、Ｒｕとを含むＬ１_０型規則合金であってもよい。また、磁気記録層は、前記規則合金を含む磁性結晶粒と、非磁性結晶粒界とを備えたグラニュラー構造を有してもよい。グラニュラー構造の非磁性結晶粒界は、炭素、ホウ素、炭化物、酸化物および窒化物からなる群から選択される少なくとも１種の材料を含んでもよい。

本明細書に記載の第２の実施形態の磁気記録媒体は、第１の実施形態の磁気記録媒体において、磁気記録層は、複数の磁性層を含み、前記複数の磁性層の少なくとも１つが前記規則合金を含む磁性層であることを特徴とする。ここで、前記磁気記録層は、前記規則合金を含まない少なくとも１つの磁性層を含んでもよい。あるいはまた、前記磁気記録層は、磁性結晶粒と非磁性結晶粒界とを備えたグラニュラー構造を有する少なくとも１つの層を含み、前記非磁性結晶粒界は、炭素、ホウ素、炭化物、酸化物および窒化物からなる群から選択される少なくとも１種の材料を含むことを特徴とする。ここで、グラニュラー構造を有する磁性層の少なくとも１つの層の磁性結晶粒は、前記規則合金を含んでもよい。特に、本実施形態の磁気記録媒体は、第１磁性層と、前記第１磁性層の上に形成される第２磁性層とからなる磁気記録層を含んでもよい。ここで、第１磁性層は、前記規則合金を含まない磁性結晶粒と、炭素を含む非磁性結晶粒界とを備えたグラニュラー構造を有し、第２磁性層は、前記規則合金からなる磁性結晶粒と、炭素およびホウ素を含む非磁性結晶粒界とを備えたグラニュラー構造を有してもよい。あるいはまた、第１磁性層は、前記規則合金を含む磁性結晶粒と、炭素を含む非磁性結晶粒界とを備えたグラニュラー構造を有し、第２磁性層は、前記規則合金からなる磁性結晶粒と、炭素およびホウ素を含む非磁性結晶粒界とを備えたグラニュラー構造を有してもよい。

前述の構成を採用することによって、高い磁気異方性定数Ｋｕ、大きな異方性磁界Ｈｋ、および低いキュリー温度を有する磁気記録層を含む磁気記録媒体を得ることができる。本明細書に記載の発明の磁気記録媒体は、熱アシスト記録方式において、より低い加熱温度における記録を可能にする。同時に、本明細書に記載の発明の磁気記録媒体は、記録された磁化（信号）の高い熱安定性を実現することができる。また、Ｒｕを含む規則合金を含む磁性層と、別種の磁性層とを組み合わせることによって、磁気記録層全体として大きな飽和磁化Ｍｓなどの望ましい特性を実現することができる。

第１の実施形態の磁気記録媒体の１つの構成例を示す断面図である。 第２の実施形態の磁気記録媒体の１つの構成例を示す断面図である。 実施例１の磁気記録媒体におけるＲｕの添加量とキュリー温度Ｔｃとの関係を示すグラフである。 実施例１および比較例１〜３の磁気記録媒体における磁気異方性定数Ｋｕとキュリー温度Ｔｃとの関係を示すグラフである。 実施例１および比較例１〜３の磁気記録媒体における磁気異方性定数Ｋｕと飽和磁化Ｍｓとの関係を示すグラフである。 実施例１および比較例１〜３の磁気記録媒体における第３元素の添加量と規格化Ｈｋとの関係を示すグラフである。

本明細書に記載の第１の実施形態の磁気記録媒体は、非磁性基板と磁気記録層とを含み、前記磁気記録層は規則合金を含み、前記規則合金は、ＦｅおよびＮｉからなる群から選択される少なくとも１種の第１元素と、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｕ、ＲｈおよびＩｒからなる群から選択される少なくとも１種の第２元素と、第３元素としてＲｕとを含む。たとえば、図１に示す構成例では、磁気記録媒体は非磁性基板１０、磁気記録層３０、および任意選択的に設けてもよいシード層２０を含む。

非磁性基板１０は、表面が平滑である様々な基板であってもよい。たとえば、磁気記録媒体に一般的に用いられる材料（ＮｉＰメッキを施したＡｌ合金、強化ガラス、結晶化ガラス等）、あるいはＭｇＯ等を用いて、非磁性基板１０を形成することができる。

磁気記録層３０は、単一の層であってもよい。単一の層で構成される磁気記録層３０は、ＦｅおよびＮｉからなる群から選択される少なくとも１種の第１元素と、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｕ、ＲｈおよびＩｒからなる群から選択される少なくとも１種の第２元素と、第３元素としてＲｕとを含む規則合金を含む。規則合金は、Ｌ１_０型規則合金であってもよい。好ましいＬ１_０型規則合金は、ＦｅＰｔＲｕ、ＦｅＰｔＲｈＲｕ、ＦｅＰｔＩｒＲｕ、およびＦｅＰｔＰｄＲｕを含む。特に好ましいＬ１_０型規則合金は、ＦｅＰｔＲｕである。

磁気記録層３０の規則合金を、第３元素として用いるＲｕを有して構成することにより、高いＫｕを維持しながら低いＴｃを得ることができる。この理由は現時点では未だ充分に解明されておらず、また、理論に拘束されるわけではないが、以下のように考えることができる。

強磁性層間に、Ｒｕ、Ｃｕ、Ｃｒなどの非磁性遷移金属で構成される薄い結合層を挟むことで、隣接する強磁性層が反強磁性交換結合することはよく知られている。反強磁性結合エネルギーは、元素の種類、挟む層の構成などによって変化する。各元素における反強磁性交換結合エネルギーの最大値を比較すると、結合層としてＲｕを用いた時に大きくなり、Ｃｕなど他の元素を用いた場合の１０倍以上の値を取る。また、Ｒｕは、小さな膜厚においても前述の効果を発揮できることが知られている。本発明者らの実験によれば、ＦｅＰｔ等の規則合金に対してＲｕを添加することで、Ｃｕ等の他の元素を添加する場合に比べて、同じＫｕにおいて、飽和磁化Ｍｓが小さくなることが判明した。これらの点を総合して考慮すれば、添加したＲｕを介してスピンの向きが反対となるカップルが生じる反強磁性結合に類似した現象が生じているものと推察される。このようにして、規則合金の内部の一部において、第３元素として用いるＲｕを介した反強磁性的な結合が生じることにより、比較的低温で全体のスピンの乱れを生じさせやすくなり、Ｔｃを低下させているものと考えられる。

加えて、本発明者らは、Ｒｕを含む規則合金で形成した磁気記録層３０が、他の元素を含む規則合金を用いた場合に比べて、異方性磁界Ｈｋの低下量が小さいという予期しない効果を見いだした。磁性材料の技術分野において、規則合金に対する異種元素の添加は、規則化温度の低減をもたらすと同時に、異方性磁界Ｈｋのような他の特性の低下をもたらすと考えられている。しかしながら、Ｒｕの場合には、添加量を増大しても、異方性磁界ＨｋはＲｕ無添加の場合の８０％以上を維持する。それどころか、Ｒｕの添加量が小さい領域において、無添加の場合よりも異方性磁界Ｈｋが増大するという従来の知見に反する特異な効果が認められた。

本実施形態に用いられる規則合金において、第２元素に対する第１元素の比は、原子数を基準として０．７〜１．３の範囲内、好ましくは０．９〜１．１の範囲内としてもよい。この範囲内の組成比を用いることによって、大きな磁気異方性定数Ｋｕを有するＬ１_０型規則構造を得ることができる。また、本実施形態に用いられる規則合金において、第３元素であるＲｕの含有量は、規則合金全体を基準として０．５〜２０原子％（ａｔ％）、好ましくは１〜１５ａｔ％の範囲内とすることができる。この範囲内の含有量のＲｕを用いることによって、大きな磁気異方性定数Ｋｕを維持しながら、キュリー温度Ｔｃを低下させることが可能になる。本実施形態に用いられる規則合金に、１種または複数種の第４元素をさらに導入してもよい。Ｒｕの効果を阻害しない限り、各種の元素を第４元素として用いることができる。たとえば、第４元素の非制限的な例は、Ａｇ、Ｃｕ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔｓ、Ａｌ、およびＳｉを含む。

本実施形態において、規則合金は、必ずしもすべての原子が規則構造を有していなくてもよい。規則構造の程度を表わす規則度Ｓが所定の値以上であれば、本実施形態の規則合金として用いることができる。規則度Ｓは、磁気記録媒体をＸＲＤにより測定し、測定値と完全に規則化した際の理論値との比により算出される。Ｌ１₀型規則合金の場合は、規則合金由来の（００１）および（００２）ピークの積分強度を用いて算出する。測定された（００２）ピーク積分強度に対する（００１）ピーク積分強度の比の値を、完全に規則化した際に理論的に算出される（００２）ピーク積分強度に対する（００１）ピーク積分強度の比で除算し、その平方根を採ることで規則度Ｓを得ることができる。このようにして得られた規則度Ｓが０．５以上であれば、磁気記録媒体として実用的な磁気異方性定数Ｋｕを有する。

あるいはまた、単一の層で構成される磁気記録層３０は、前述の規則合金で構成される磁性結晶粒と、磁性結晶粒を取り囲む非磁性結晶粒界とで構成されるグラニュラー構造を有してもよい。非磁性結晶粒界を構成する材料は、炭素、ホウ素、炭化物、酸化物、および窒化物を含む。非磁性結晶粒界に用いることができる酸化物は、ＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２、およびＺｎＯを含む。非磁性結晶粒界に用いることができる窒化物は、ＳｉＮおよびＴｉＮを含む。あるいはまた、ホウ素（Ｂ）および炭素（Ｃ）の混合物のような２種以上の材料を用いて非磁性結晶粒界を形成してもよい。グラニュラー構造において、それぞれの磁性結晶粒は、非磁性結晶粒界によって磁気的に分離される。この磁気的分離は、磁気記録媒体のＳＮＲ向上に有効である。

磁気記録層３０は、好ましくは、基板の加熱を伴うスパッタ法にて形成される。磁気記録層３０を形成する際の基板温度は、３００〜８００℃の範囲内であることが好ましい。特に好ましくは、基板温度は４００〜５００℃の範囲内である。この範囲内の基板温度を採用することにより、磁気記録層３０中のＬ１_０型規則合金材料の規則度Ｓを向上させることができる。あるいはまた、第１元素および第２元素からなるターゲット、および第３元素からなるターゲットである２つのターゲットを用いるスパッタ法を採用してもよい。あるいはまた、第１元素からなるターゲット、第２元素からなるターゲット、および第３元素からなるターゲットである３つのターゲットを用いるスパッタ法を採用してもよい。これらの場合、それぞれのターゲットに別個に電力を供給することによって、磁気記録層３０の規則合金中の第１元素、第２元素および第３元素の比率を制御することができる。

グラニュラー構造を有する磁気記録層３０の形成の際には、磁性結晶粒を形成する材料と非磁性結晶粒界を形成する材料とを所定の比率で混合したターゲットを用いてもよい。あるいはまた、磁性結晶粒を形成する材料からなるターゲットと、非磁性結晶粒界を形成する材料からなるターゲットとを用いてもよい。前述のように、磁性結晶粒を形成するためのターゲットとして複数のターゲットを用いてもよい。この場合、それぞれのターゲットに別個に電力を供給して、磁気記録層３０中の磁性結晶粒と非磁性結晶粒界との比率を制御することができる。

本明細書に記載の第２の実施形態の磁気記録媒体は、磁気記録層が複数の磁性層から構成される点において、第１の実施形態の磁気記録媒体と相違する。本実施形態において、複数の磁性層の少なくとも１つは、第３元素としてＲｕを含む前述の規則合金を含む。本明細書において、第１の実施形態で説明した規則合金を含む磁性層を、「磁性層Ａ」と呼称する。磁性層Ａは、非グラニュラー構造を有してもよいし、グラニュラー構造を有してもよい。磁気記録層が複数の磁性層Ａを含む場合、それぞれの磁性層Ａは、独立的に、グラニュラー構造または非グラニュラー構造のいずれを有してもよい。望ましくは、磁性層Ａは、グラニュラー構造を有する。

本実施形態の磁気記録層は、前述の規則合金を含まない少なくとも１つの磁性層を含んでもよい。言い換えると、磁性層Ａ以外の複数の磁性層の少なくとも１つは、前述の規則合金を含まなくてもよい。本実施形態において、前述の規則合金を含まない磁性層を、「磁性層Ｂ」と呼称する。磁性層Ｂは、非グラニュラー構造を有してもよいし、グラニュラー構造を有してもよい。磁気記録層が複数の磁性層Ｂを含む場合、それぞれの磁性層Ｂは、独立的に、グラニュラー構造または非グラニュラー構造のいずれを有してもよい。磁性層Ｂは、たとえば、Ｆｅ、ＣｏおよびＮｉからなる群から選択される少なくとも１種の第１元素と、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｕ、ＲｈおよびＩｒからなる群から選択される少なくとも１種の第２元素とを有する規則合金を含んでもよい。言い換えると、磁性層Ｂは、Ｒｕを有する規則合金を含まない層であってもよい。規則合金は、Ｌ１_０型規則合金であってもよい。好ましいＬ１_０型規則合金は、ＦｅＰｔ、ＣｏＰｔ、ＦｅＰｄ、およびＣｏＰｄを含む。特に好ましいＬ１_０型規則合金は、ＦｅＰｔである。

たとえば、磁性層Ｂは、磁性層Ａとは異なるキュリー温度Ｔｃを有する、Ｔｃ制御を目的とした層であってもよい。Ｔｃ制御を目的とする磁性層Ｂは、グラニュラー構造を有することが望ましい。グラニュラー構造を有する磁性層Ｂの磁性結晶粒は、たとえば、Ｃｏ、Ｆｅのうちのいずれか１つを少なくとも含む磁性材料で形成することができる。また、この磁性材料は、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕのうちの少なくともいずれか１つをさらに含むことが好ましい。例えば、ＣｏＣｒ系合金、ＣｏＣｒＰｔ系合金、ＦｅＰｔ系合金、ＦｅＰｄ系合金等を用いて、Ｔｃ制御を目的とする磁性層Ｂを形成することができる。磁性材料の結晶構造は、Ｌ１_０型、Ｌ１_１型、Ｌ１_２型等の規則構造、ｈｃｐ構造、ｆｃｃ構造等とすることができる。また、非磁性結晶粒界は、炭素、ホウ素、ＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２、およびＺｎＯからなる群から選択される酸化物、またはＳｉＮおよびＴｉＮからなる群から選択される窒化物を含んでもよい。

あるいはまた、磁性層Ｂは、キャップ層であってもよい。キャップ層は、磁性層の層内で磁気的には連続な層であることができる。この連続磁性層を配置することにより、磁気記録媒体としての磁化反転を調整することができる。連続磁性層を構成する材料はＣｏ、Ｆｅのうちのいずれか１つを少なくとも含む材料とすることが好ましく、さらにＰｔ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、希土類元素のうちの少なくともいずれか１つを含むことが好ましい。例えば、ＣｏＣｒ系合金、ＣｏＣｒＰｔ系合金、ＦｅＰｔ系合金、ＦｅＰｄ系合金、ＣｏＳｍ系合金等を用いることができる。連続磁性層は多結晶あるいは非晶質のいずれで構成してもよい。多結晶で構成する場合の結晶構造は、Ｌ１_０型、Ｌ１_１型、Ｌ１_２型等の規則構造、ｈｃｐ構造（六方最密充填構造）、ｆｃｃ構造（面心立方構造）等とすることができる。

本実施形態の磁気記録層は、２つの磁性層の間の磁気的な交換結合を調整するために、当該磁性層の間に交換結合制御層を配置してもよい。記録温度における磁気的な交換結合を調整することにより、反転磁界を調整することができる。交換結合制御層は、所望する交換結合に応じて、磁性を有する層または非磁性の層のいずれであってもよい。記録温度における反転磁界の低減効果を高めるためには非磁性層を用いることが好ましい。

磁性層Ｂは、記録を保存する温度において磁性層Ａと協働して記録したい情報（例えば、０、１の情報。）に対応する磁化を保持する作用、および／または、記録する温度において磁性層Ａと協働して記録を容易にする作用を有する。この目的に資するために、上述したＴｃ制御を目的とする磁性層、キャップ層に代えて、もしくはＴｃ制御を目的とする磁性層、キャップ層に加えて、他の磁性層を付加することができる。例えば、磁気特性を制御する磁性層、マイクロ波アシスト磁気記録に向けた強磁性共鳴周波数を制御する磁性層等を付加してもよい。ここで、制御される磁気特性は、磁気異方性定数（Ｋｕ）、反転磁界、保磁力Ｈｃ、飽和磁化Ｍｓなどを含む。また、付加する磁性層は、単層でもよく、あるいは異なる組成を有するなどの異なる層を積層した構成であってもよい。また、異なる構成を有する複数の磁性層を付加してもよい。

本実施形態の磁気記録層において、複数の磁性層の少なくとも１つがグラニュラー構造を有することが望ましい。グラニュラー構造を有する層は、磁性層Ａであってもよいし、磁性層Ｂであってもよい。また、グラニュラー構造を有する２つの磁性層が隣接する場合、それらの磁性層の非磁性結晶粒界を形成する材料が異なることが望ましい。異なる材料を用いて隣接する磁性層の非磁性結晶粒界を形成することによって、磁性層中の磁性結晶粒の柱状成長を促進して、規則合金の規則度を向上させること、ならびに磁性結晶粒の磁気的分離を向上させることが可能となる。

本実施形態の磁気記録層を構成する複数の磁性層のうち、規則合金を含まない層は、スパッタ法（ＤＣマグネトロンスパッタリング法などを含む）、真空蒸着法などの当該技術において知られている任意の方法を用いて形成することができる。規則合金を含まずに、グラニュラー構造を有する層の形成においては、第１の実施形態で説明したように、磁性結晶粒を形成する材料と非磁性結晶粒界を形成する材料とを所定の比率で混合したターゲットを用いるスパッタ法を用いてもよい。あるいはまた、磁性結晶粒を形成する材料からなるターゲットと、非磁性結晶粒界を形成する材料からなるターゲットとを用いるスパッタ法によって、グラニュラー構造を有する層を形成してもよい。一方、複数の磁性層のうち規則合金を含む層は、第１の実施形態に説明したように、規則合金を含む層を、基板の加熱を伴うスパッタ法にて形成することが好ましい。

本明細書に記載の第２の実施形態の磁気記録媒体の１つの構成例は、磁気記録層が第１磁性層と第２磁性層とからなる。第２磁性層は、第１磁性層の上に形成される。たとえば、図２に示す構成例では、磁気記録媒体は非磁性基板１０、第１磁性層３１および第２磁性層３２からなる磁気記録層３０、および任意選択的に設けてもよい保護層４０を含む。

第１磁性層３１は、磁性結晶粒と、非磁性結晶粒界とを備えたグラニュラー構造を有する。第１磁性層３１の磁性結晶粒は、Ｒｕを含む第１の実施形態で説明した規則合金を含まない。具体的には、第１磁性層３１の磁性結晶粒は、Ｆｅ、ＣｏおよびＮｉからなる群から選択される少なくとも１種の第１元素と、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｕ、ＲｈおよびＩｒからなる群から選択される少なくとも１種の第２元素とからなる規則合金で形成される。規則合金は、Ｌ１_０型規則合金であってもよい。好ましいＬ１_０型規則合金は、ＦｅＰｔ、ＣｏＰｔ、ＦｅＰｄ、およびＣｏＰｄを含む。特に好ましいＬ１_０型規則合金は、ＦｅＰｔである。

また、第１磁性層３１の非磁性結晶粒界は炭素を含む。好ましくは、第１磁性層３１の非磁性結晶粒界は炭素で構成される。前述の規則合金を用いる場合、炭素は拡散性に優れた材料であり、酸化物、窒化物などと比較して磁性結晶粒の位置から非磁性部まで速やかに移動する。この結果、磁性結晶粒が炭素と良く分離して磁性結晶粒を構成する規則合金の規則度が向上する。また均質な磁性結晶粒を形成しやすい。

第１磁性層３１は、０．５〜４ｎｍ、好ましくは１〜２ｎｍの膜厚を有することが望ましい。この範囲の膜厚を用いることによって、磁性結晶粒の規則度の向上および磁気的分離の向上の両方を達成することが可能となる。また、炭素が磁性結晶粒の頂面にまで拡散することを抑制するためにも、第１磁性層３１が前述の範囲内の膜厚を有することが望ましい。

第２磁性層３２は、磁性結晶粒と、非磁性結晶粒界とを備えたグラニュラー構造を有する。第２磁性層３２の磁性結晶粒は、第１の実施形態で説明した規則合金からなる。具体的には、規則合金は、ＦｅおよびＮｉからなる群から選択される少なくとも１種の第１元素と、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｕ、ＲｈおよびＩｒからなる群から選択される少なくとも１種の第２元素と、第３元素としてＲｕとを含む規則合金を含む。規則合金は、Ｌ１_０型規則合金であってもよい。好ましいＬ１_０型規則合金は、ＦｅＰｔＲｕ、ＦｅＰｔＲｈＲｕ、ＦｅＰｔＩｒＲｕ、およびＦｅＰｔＰｄＲｕを含む。特に好ましいＬ１_０型規則合金は、ＦｅＰｔＲｕである。

また、第２磁性層３２の非磁性結晶粒界は、炭素およびホウ素の混合物、またはＳｉＯ_２を含む。好ましくは、第２磁性層３２の非磁性結晶粒界は、炭素およびホウ素の混合物、またはＳｉＯ_２で構成される。すなわち、第２磁性層３２の非磁性結晶粒界は、第１磁性層３１の非磁性結晶粒界と異なる材料で形成される。第１磁性層３１および第２磁性層３２の非磁性結晶粒界を異種の材料で形成することにより、第２磁性層３２の磁性結晶粒を、第１磁性層３１の磁性結晶粒の上で柱状成長させることが可能となる。第１磁性層３１の磁性結晶粒の上に第２磁性層３２の磁性結晶粒を形成することによって、第１磁性層３１および第２磁性層３２の膜厚を貫通する磁性結晶粒が形成される。このような磁性結晶粒の形成は、隣接する磁性結晶粒の間の交換相互作用を低減する。この効果によって、磁気記録媒体に対する高密度の磁気記録が可能となる。

第２磁性層３２は、０．５〜１０ｎｍ、好ましくは３〜７ｎｍの膜厚を有することが望ましい。この範囲の膜厚を用いることによって、磁性結晶粒の規則度の向上を達成することができる。また、この範囲の膜厚を用いることによって、第２磁性層３２の磁性結晶粒が合体して巨大な結晶粒を形成されることを抑制して、第２磁性層３２の磁性結晶粒の磁気的分離を向上させることができる。

本明細書に記載の磁気記録媒体は、非磁性基板１０と磁気記録層３０との間に、密着層、ヒートシンク層、軟磁性裏打ち層、下地層、およびシード層２０からなる群から選択される１つまたは複数の層をさらに含んでもよい。また、本明細書に記載の磁気記録媒体は、磁気記録層３０の上に保護層４０をさらに含んでもよい。さらに、本明細書に記載の磁気記録媒体は、磁気記録層３０または保護層４０の上に液体潤滑剤層をさらに含んでもよい。

任意選択的に設けてもよい密着層は、その上に形成される層とその下に形成される層（非磁性基板１０を含む）との密着性を高めるために用いられる。密着層を非磁性基板１０の上面に設ける場合、密着層は、前述の非磁性基板１０の材料との密着性が良好な材料を用いて形成することができる。そのような材料は、Ｎｉ、Ｗ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｒｕなどの金属、前述の金属を含む合金を含む。あるいはまた、非磁性基板１０以外の２つの構成層の間に密着層を形成してもよい。密着層は、単一の層であってもよいし、複数の層の積層構造を有してもよい。

任意選択的に設けてもよい軟磁性裏打ち層は、磁気ヘッドからの磁束を制御して、磁気記録媒体の記録・再生特性を向上させる。軟磁性裏打ち層を形成するための材料は、ＮｉＦｅ合金、センダスト（ＦｅＳｉＡｌ）合金、ＣｏＦｅ合金などの結晶質材料、ＦｅＴａＣ，ＣｏＦｅＮｉ，ＣｏＮｉＰなどの微結晶質材料、ＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＴａＺｒなどのＣｏ合金を含む非晶質材料を含む。軟磁性裏打ち層の膜厚の最適値は、磁気記録に用いる磁気ヘッドの構造および特性に依存する。他の層と連続成膜で軟磁性裏打ち層を形成する場合、生産性との兼ね合いから、軟磁性裏打ち層が１０ｎｍ〜５００ｎｍの範囲内（両端を含む）の膜厚を有することが好ましい。

本明細書に記載の磁気記録媒体を熱アシスト磁気記録方式において使用する場合、ヒートシンク層を設けてもよい。ヒートシンク層は、熱アシスト磁気記録時に発生する磁気記録層３０の余分な熱を効果的に吸収するための層である。ヒートシンク層は、熱伝導率および比熱容量が高い材料を用いて形成することができる。そのような材料は、Ｃｕ単体、Ａｇ単体、Ａｕ単体、またはそれらを主体とする合金材料を含む。ここで、「主体とする」とは、当該材料の含有量が５０ｗｔ％以上であることを示す。また、強度などの観点から、Ａｌ−Ｓｉ合金、Ｃｕ−Ｂ合金などを用いて、ヒートシンク層を形成することができる。さらに、センダスト（ＦｅＳｉＡｌ）合金、軟磁性のＣｏＦｅ合金などを用いてヒートシンク層を形成し、ヒートシンク層に軟磁性裏打ち層の機能（ヘッドの発生する垂直方向磁界を磁気記録層３０に集中させる機能）を付与することもできる。ヒートシンク層の膜厚の最適値は、熱アシスト磁気記録時の熱量および熱分布、ならびに磁気記録媒体の層構成および各構成層の厚さによって変化する。他の構成層との連続成膜で形成する場合などは、生産性との兼ね合いから、ヒートシンク層の膜厚は１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であることが好ましい。ヒートシンク層は、スパッタ法（ＤＣマグネトロンスパッタリング法などを含む）、真空蒸着法などの当該技術において知られている任意の方法を用いて形成することができる。通常の場合、ヒートシンク層は、スパッタ法を用いて形成される。ヒートシンク層は、磁気記録媒体に求められる特性を考慮して、非磁性基板１０と密着層との間、密着層と下地層との間などに設けることができる。

下地層は、上方に形成されるシード層２０の結晶性および／または結晶配向を制御するための層である。下地層は単層であっても多層であってもよい。下地層は、Ｃｒ金属、または主成分であるＣｒにＭｏ、Ｗ、Ｔｉ、Ｖ、Ｍｎ、Ｔａ、およびＺｒからなる群から選択される少なくとも１種の金属が添加された合金から形成される非磁性膜であることが好ましい。下地層は、スパッタ法などの当該技術において知られている任意の方法を用いて形成することができる。

シード層２０の機能は、下地層などのその下にある層と磁気記録層３０との間の密着性を確保すること、上層である磁気記録層３０の磁性結晶粒の粒径および結晶配向を制御することである。シード層２０は非磁性であることが好ましい。加えて、本明細書に記載の磁気記録媒体を熱アシスト磁気記録方式において使用する場合には、シード層２０が熱的なバリアとして磁気記録層３０の温度上昇および温度分布を制御することが好ましい。磁気記録層３０の温度上昇および温度分布を制御するために、シード層２０は、熱アシスト記録時の磁気記録層３０の加熱の際に磁気記録層５０の温度を速やかに上昇させる機能と、磁気記録層３０の面内方向の伝熱が起こる前に、深さ方向の伝熱によって磁気記録層３０の熱を下地層などの下層に導く機能とを両立することが好ましい。

上記の機能を達成するために、シード層２０の材料は、磁気記録層３０の材料に合わせて適宜選択される。より具体的には、シード層２０の材料は、磁気記録層の磁性結晶粒の材料に合わせて選択される。たとえば、磁気記録層３０の磁性結晶粒がＬ１_０型規則合金で形成される場合、Ｐｔ金属、またはＮａＣｌ型の化合物を用いてシード層を形成することが好ましい。特に好ましくは、ＭｇＯ、ＳｒＴｉＯ₃などの酸化物、あるいはＴｉＮなどの窒化物を用いてシード層２０を形成する。また、上記の材料からなる複数の層を積層して、シード層２０を形成することもできる。磁気記録層３０の磁性結晶粒の結晶性の向上、および生産性の向上の観点から、シード層２０は、１ｎｍ〜６０ｎｍ、好ましくは１ｎｍ〜２０ｎｍの膜厚を有することが好ましい。シード層２０は、スパッタ法（ＲＦマグネトロンスパッタ法、ＤＣマグネトロンスパッタリング法などを含む）、真空蒸着法などの当該技術において知られている任意の方法を用いて形成することができる。

保護層４０は、磁気記録媒体の分野で慣用的に使用されている材料を用いて形成することができる。具体的には、Ｐｔなどの非磁性金属、ダイアモンドライクカーボンなどのカーボン系材料、あるいは窒化シリコンなどのシリコン系材料を用いて、保護層４０を形成することができる。また、保護層４０は、単層であってもよく、積層構造を有してもよい。積層構造の保護層４０は、たとえば、特性の異なる２種のカーボン系材料の積層構造、金属とカーボン系材料との積層構造、または金属酸化物膜とカーボン系材料との積層構造であってもよい。保護層４０は、スパッタ法（ＤＣマグネトロンスパッタリング法などを含む）、ＣＶＤ法、真空蒸着法などの当該技術において知られている任意の方法を用いて形成することができる。

液体潤滑剤層は、磁気記録媒体の分野で慣用的に使用されている材料（たとえば、パーフルオロポリエーテル系の潤滑剤など）を用いて形成することができる。液体潤滑剤層は、たとえば、ディップコート法、スピンコート法などの塗布法を用いて形成することができる。

（実施例１）
平滑な表面を有する（００１）ＭｇＯ単結晶基板を洗浄し、非磁性基板１０を準備した。洗浄後の非磁性基板１０を、スパッタ装置内に導入した。非磁性基板１０を３５０℃に加熱した後に、圧力０．４４ＰａのＡｒガス中でＰｔターゲットを用いたＲＦマグネトロンスパッタ法により、膜厚２０ｎｍのＰｔシード層２０を形成した。

次に、シード層２０を形成した非磁性基板１０を３５０℃に加熱した後に、圧力０．６０ＰａのＡｒガス中で、ＦｅＰｔターゲットおよびＲｕターゲットを用いるＲＦマグネトロンスパッタ法により、膜厚１０ｎｍのＦｅＰｔＲｕ磁気記録層３０を形成し、図１に示す構造を有する磁気記録媒体を得た。ここで、ＦｅＰｔターゲットとして、Ｆｅ／Ｐｔ比が１．１のターゲット、Ｆｅ／Ｐｔ比が１．０のターゲット、およびＦｅ／Ｐｔ比が０．８のターゲットを用いて、磁気記録層のＦｅおよびＰｔの含有量を調整した。また、ＦｅＰｔターゲットに印加する電力を３００Ｗに固定し、Ｒｕターゲットに印加する電力を０〜２４０Ｗに変化させて、磁気記録層３０のＲｕの含有量を調整した。得られた磁気記録層３０の組成を、第１表に示す。

振動試料型磁力計（ＶＳＭ）を用いて、得られた磁気記録媒体の飽和磁化Ｍｓを測定した。また、得られた磁気記録媒体を室温（２５℃）〜４００℃に加熱して、振動試料型磁力計（ＶＳＭ）を用いて、それぞれの温度における飽和磁化Ｍｓを測定した。測定温度と飽和磁化の二乗（Ｍｓ^２）をプロットし、最小二乗法により回帰直線を得た。得られた回帰直線をＭｓ^２＝０の点まで外挿し、キュリー温度Ｔｃを求めた。さらに、異常ホール効果を用いて、得られた磁気記録層３０の磁気異方性定数Ｋｕを求めた。具体的には、室温（２５℃）において、７Ｔの外部磁場の下で、磁気トルク曲線を測定し、得られたトルク曲線のフィッティングにより磁気異方性定数Ｋｕを算出した。また、上記で得られた室温における飽和磁化Ｍｓおよび磁気異方性定数Ｋｕの値から、Ｈｋ＝２×Ｋｕ／Ｍｓの式を用いて、異方性磁界Ｈｋを求めた。なお、本明細書において、「規格化された異方性磁界」および「規格化Ｈｋ」とは、同等のＦｅ／Ｐｔ比を有し、かつ第３元素を含まない磁気記録媒体のＨｋで規格化したＨｋの値を意味する。得られた評価結果を第１表に示す。

（比較例１）
Ｒｕターゲットに代えてＣｕターゲットを使用したこと、ならびに異なるＦｅ／Ｐｔ比（約０．７、約０．９、および約１．２）を有するＦｅＰｔターゲットを使用したことを除いて実施例１の手順を繰り返して、磁気記録媒体を得た。得られた磁気記録媒体の磁気記録層の組成および評価結果を第２表に示す。なお、サンプルＣ９〜Ｃ１３については、同等のＦｅ／Ｐｔ比を有するＦｅＰｔ規則合金からなる磁気記録層を有する磁気記録媒体を作成していないため、規格化Ｈｋの評価を行っていない。

（比較例２）
Ｒｕターゲットに代えてＶターゲットを使用したこと、ならびに異なるＦｅ／Ｐｔ比（約１．０および約１．１）を有するＦｅＰｔターゲットを使用したことを除いて実施例１の手順を繰り返して、磁気記録媒体を得た。得られた磁気記録媒体の磁気記録層の組成および評価結果を第３表に示す。

（比較例３）
Ｒｕターゲットに代えてＭｎターゲットを使用したこと、ならびに異なるＦｅ／Ｐｔ比（約１．０、約１．１、および約１．２）を有するＦｅＰｔターゲットを使用したことを除いて実施例１の手順を繰り返して、磁気記録媒体を得た。得られた磁気記録媒体の磁気記録層の組成および評価結果を第４表に示す。

実施例１で得られた磁気記録層３０のＲｕ含有量とキュリー温度Ｔｃとの関係を図３に示す。図３から、同一のＦｅ／Ｐｔ比を有する磁気記録層３０において、Ｒｕ含有量の増大に伴って、キュリー温度Ｔｃが低下することが分かる。

実施例１および比較例１〜３で得られた磁気記録層３０の磁気異方性定数Ｋｕとキュリー温度Ｔｃとの関係を図４に示す。なお、図４において、Ｒｕを含まない磁気記録層３０を有する実施例１のサンプル１、１０および１９のプロット（塗りつぶしなしの正方形）と、Ｒｕを含む磁気記録層３０を有する実施例１のサンプル２〜９、１１〜１８および２０〜２３のプロット（塗りつぶされた円）とを区別した。図４に示すように、所与の磁気異方性定数Ｋｕにおいて、ＦｅＰｔＲｕで形成された磁気記録層３０は、ＦｅＰｔまたはＦｅＰｔＸ（Ｘ＝Ｃｕ、ＶまたはＭｎ）で形成された磁気記録層３０よりも低いキュリー温度Ｔｃを有する。特に、ＸとしてＶまたはＭｎを用いた場合、ＸとしてＣｕを用いた場合よりもキュリー温度Ｔｃの低下量が少ない。磁気異方性定数Ｋｕを維持しながらキュリー温度Ｔｃを低下させるという目的において、ＶおよびＭｎが有効ではないことが分かる。逆に、所与のキュリー温度Ｔｃにおいて、ＦｅＰｔＲｕで形成された磁気記録層３０は、ＦｅＰｔＸで形成された磁気記録層３０よりも大きな磁気異方性定数Ｋｕを有する。以上の結果は、ＦｅＰｔＲｕが、大きな磁気異方性定数Ｋｕを維持しながら、キュリー温度Ｔｃを低下させることを可能にすることを示す。大きな磁気異方性定数Ｋｕを有する材料は、磁化容易軸方向においてエネルギー的に安定である。磁気記録層を有する磁気記録媒体において、大きな磁気異方性定数Ｋｕを有する材料で形成された磁気記録層は、記録された磁化（信号）の高い熱安定性をもたらす。

実施例１および比較例１〜３で得られた磁気記録層３０の磁気異方性定数Ｋｕと飽和磁化Ｍｓとの関係を図５に示す。なお、図５においても、Ｒｕを含まない磁気記録層３０を有する実施例１のサンプル１、１０および１９のプロット（塗りつぶしなしの正方形）と、Ｒｕを含む磁気記録層３０を有する実施例１のサンプル２〜９、１１〜１８および２０〜２３のプロット（塗りつぶされた円）とを区別した。図５に示すように、所与の磁気異方性定数Ｋｕにおいて、ＦｅＰｔまたはＦｅＰｔＸ（Ｘ＝Ｃｕ、ＶまたはＭｎ）で形成された磁気記録層が同じような飽和磁化Ｍｓを有するのに対して、ＦｅＰｔＲｕで形成された磁気記録層３０は、小さい飽和磁化Ｍｓを有する。この結果は、ＦｅＰｔＲｕで形成された磁気記録層３０を有する磁気記録媒体において、規則合金に添加したＲｕが、Ｃｕ、ＭｎおよびＶとは全く異質の作用を発揮していることを示す。例えば、添加したＲｕを介してスピンの向きが反対となるカップルが生じる反強磁性結合に類似した現象が生じているものと推察される。

実施例１および比較例１〜３で得られた磁気記録層３０における第３元素の添加量と規格化Ｈｋとの関係を図６に示す。図６に示すように、Ｃｕ、ＭｎまたはＶを含む規則合金を用いた場合、規格化Ｈｋは、添加量の増大に伴って急激に低下する。一方、Ｒｕを含む規則合金を用いた場合、規格化Ｈｋの低下が少ない。実際、Ｒｕの添加量が２０ａｔ％以下の領域において、規格化Ｈｋは０．８以上に維持されている。加えて、Ｒｕの添加量が１０ａｔ％以下の領域において、規格化Ｈｋが１．０以上の値を示す場合がある。これは、Ｒｕの添加により異方性磁界Ｈｋが増大したことを意味する。これらの結果は、規則合金に添加したＲｕが、Ｃｕ、ＭｎおよびＶとは全く異質の作用を発揮していることを示す。

以上の結果から、ＦｅＰｔＲｕで形成された磁気記録層３０を有する磁気記録媒体は、記録時の加熱温度の低減および記録された信号の安定性の維持を可能にすることが分かる。

（実施例２）
平滑な表面を有する（００１）ＭｇＯ単結晶基板を洗浄し、非磁性基板１０を準備した。洗浄後の非磁性基板１０を、スパッタ装置内に導入した。

非磁性基板１０を４３０℃に加熱した後に、圧力１．５ＰａのＡｒガス中で、ＦｅＰｔターゲットおよびＣターゲットを用いるＤＣマグネトロンスパッタ法により、グラニュラー構造を有する膜厚２ｎｍのＦｅＰｔ−Ｃ第１磁性層３１を形成した。ＦｅＰｔターゲットに印加した電力は４０Ｗであり、Ｃターゲットに印加した電力は２３２Ｗであった。得られた第１磁性層３１の磁性結晶粒中のＦｅおよびＰｔの含有量は、磁性結晶粒の総原子数を基準として、それぞれ、４９ａｔ％および５１ａｔ％であった。また、非磁性結晶粒界を構成するＣの含有量は、第１磁性層３１の体積を基準として、４０体積％であった。

次に、第１磁性層３１を形成した非磁性基板１０を４３０℃に加熱した後に、圧力１．５ＰａのＡｒガス中で、ＦｅＰｔターゲット、Ｒｕターゲット、ＢターゲットおよびＣターゲットを用いるマグネトロンスパッタ法により、グラニュラー構造を有するＦｅＰｔＲｕ−ＢＣ第２磁性層３２を形成して、第１磁性層３１および第２磁性層３２からなる磁気記録層３０を得た。ＦｅＰｔターゲットに印加したＤＣ電力は４０Ｗであり、Ｒｕターゲットに印加したＤＣ電力は３Ｗであり、Ｂターゲットに印加したＲＦ電力は２２０Ｗであり、Ｃターゲットに印加したＤＣ電力は４７Ｗであった。得られた第２磁性層３２の磁性結晶粒中のＦｅ、ＰｔおよびＲｕの含有量は、磁性結晶粒の総原子数を基準として、それぞれ、４４ａｔ％、４５ａｔ％および１１ａｔ％であった。また、非磁性結晶粒界を構成するＢおよびＣの含有量は、第２磁性層３２の体積を基準として、それぞれ、１５体積％および５体積％であった。また、第２磁性層３２の形成時間を調整して、膜厚３ｎｍ、５ｎｍおよび７ｎｍの第２磁性層３２を形成した。

次に、磁気記録層３０を形成した非磁性基板１０を２５℃に冷却した後に、圧力０．５ＰａのＡｒガス中で、Ｐｔターゲットを用いるＤＣマグネトロンスパッタ法により、膜厚５ｎｍのＰｔ保護層４０を形成し、図２に示す構造を有する磁気記録媒体を得た。

実施例１と同様の手順によって、得られた磁気記録層３０の飽和磁化Ｍｓおよび磁気異方性定数Ｋｕを測定した。ここで、磁気異方性定数Ｋｕは、磁性結晶粒および非磁性結晶粒界の総体積あたりのエネルギー値として測定される。そこで、磁性結晶粒の正味の磁気異方性定数Ｋｕ＿ｇｒａｉｎを算出した。正味の磁気異方性定数Ｋｕ＿ｇｒａｉｎは、測定された磁気異方性定数Ｋｕを磁気記録層３０中の磁性結晶粒の体積比率で除算して得た。磁気記録層の構成および測定結果を第５表に示す。

また、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）に付属する電子エネルギー損失分光法（ＥＥＬＳ）による分析を用いて、サンプル２６の磁気記録層の粒子構造の観察および組成分析を同時に行った結果、ＦｅＰｔ粒子内にＲｕが固容し、粒界部分にはＲｕが存在しないことを確認した。

（実施例３）
第２磁性層３２形成の際に各ターゲットに印加する電力を調整してＲｕの添加量を変更したことを除いて、実施例２の手順を繰り返して、磁気記録媒体を得た。本実施例の第２磁性層３２の磁性結晶粒中のＦｅ、ＰｔおよびＲｕの含有量を、磁性結晶粒の総原子数を基準として、それぞれ、４６ａｔ％、４８ａｔ％および６ａｔ％とした。

実施例２と同様の手順によって、得られた磁気記録層の飽和磁化Ｍｓおよび磁気異方性定数Ｋｕを測定し、磁性結晶粒の正味の磁気異方性定数Ｋｕ＿ｇｒａｉｎを算出した。磁気記録層の構成および測定結果を第５表に示す。

（実施例４）
第２磁性層３２の非磁性結晶粒界の材料をＳｉＯ_２に変更したことを除いて、実施例２の手順を繰り返して、磁気記録媒体を得た。本実施例の第２磁性層３２の形成の際に、ＢターゲットおよびＣターゲットに代えて、ＳｉＯ_２ターゲットを用いた。

各ターゲットに印加した電力を調整して、第２磁性層３２の磁性結晶粒中のＦｅ、ＰｔおよびＲｕの含有量は、磁性結晶粒の総原子数を基準として、それぞれ、４６ａｔ％、４８ａｔ％および６ａｔ％とした。また、非磁性結晶粒界を構成するＳｉＯ_２の含有量は、第２磁性層３２の体積を基準として、３５体積％であった。

実施例２と同様の手順によって、得られた磁気記録層の飽和磁化Ｍｓおよび磁気異方性定数Ｋｕを測定し、磁性結晶粒の正味の磁気異方性定数Ｋｕ＿ｇｒａｉｎを算出した。磁気記録層の構成および測定結果を第５表に示す。

（比較例４）
第２磁性層３２の磁性結晶粒の第３元素をＭｎに変更したことを除いて、実施例２の手順を繰り返して、磁気記録媒体を得た。本実施例の第２磁性層３２の形成の際に、Ｒｕターゲットに代えて、Ｍｎターゲットを用いた。

第２磁性層３２形成の際に各ターゲットに印加する電力を調整して、第２磁性層３２の磁性結晶粒中のＦｅ、ＰｔおよびＭｎの含有量を、磁性結晶粒の総原子数を基準として、それぞれ、３９ａｔ％、５０ａｔ％および１１ａｔ％とした。また、非磁性結晶粒界を構成するＢおよびＣの含有量は、第２磁性層３２の体積を基準として、それぞれ、１５体積％および５体積％であった。また、第２磁性層３２の形成時間を調整して、膜厚３ｎｍ、５ｎｍおよび７ｎｍの第２磁性層３２を形成した。

実施例２と同様の手順によって、得られた磁気記録層の飽和磁化Ｍｓおよび磁気異方性定数Ｋｕを測定し、磁性結晶粒の正味の磁気異方性定数Ｋｕ＿ｇｒａｉｎを算出した。磁気記録層の構成および測定結果を第５表に示す。

第５表から、ＦｅＰｔ−Ｃからなる第１磁性層３１とＦｅＰｔＲｕ−ＢＣからなる第２磁性層３２とで構成される磁気記録層を有する実施例２および３の磁気記録媒体、ならびにＦｅＰｔ−Ｃからなる第１磁性層３１とＦｅＰｔＲｕ−ＳｉＯ_２からなる第２磁性層３２とで構成される磁気記録層を有する実施例４の磁気記録媒体は、大きな正味の磁気異方性定数Ｋｕ＿ｇｒａｉｎと、大きな飽和磁化Ｍｓを有することが分かる。一方、第３元素としてＲｕを含まないＦｅＰｔＭｎ−ＢＣからなる第２磁性層３２を含む磁気記録層を有する比較例４の磁気記録媒体においては、飽和磁化Ｍｓおよび正味の磁気異方性定数Ｋｕ＿ｇｒａｉｎの顕著な低下が認められた。このことから、本実施例の磁気記録媒体は、記録された磁化（信号）の高い熱安定性および大きな信号出力の両方を実現できることが分かる。

また、第２磁性層の膜厚が同一である場合、非磁性結晶粒界をホウ素（Ｂ）および炭素（Ｃ）の混合物で形成した実施例３の磁気記録媒体が、非磁性結晶粒界を二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）で形成した実施例４の磁気記録媒体よりも大きな飽和磁化Ｍｓおよび正味の磁気異方性定数Ｋｕ＿ｇｒａｉｎを示すことが分かる。

（実施例５）
平滑な表面を有する（００１）ＭｇＯ単結晶基板を洗浄し、非磁性基板を準備した。洗浄後の非磁性基板を、スパッタ装置内に導入した。

非磁性基板を４３０℃に加熱した後に、圧力１．５ＰａのＡｒガス中で、ＦｅＰｔターゲットおよびＣターゲットを用いるＤＣマグネトロンスパッタ法により、グラニュラー構造を有する膜厚２ｎｍのＦｅＰｔ−Ｃ第１磁性層を形成した。ＦｅＰｔターゲットに印加した電力は５０Ｗであり、Ｃターゲットに印加した電力は３４５Ｗであった。得られた第１磁性層の磁性結晶粒中のＦｅおよびＰｔの含有量は、磁性結晶粒の総原子数を基準として、それぞれ、５０ａｔ％および５０ａｔ％であった。また、非磁性結晶粒界を構成するＣの含有量は、第１磁性層の体積を基準として、４０体積％であった。

次に、第１磁性層を形成した非磁性基板を４３０℃に加熱した後に、圧力１．５ＰａのＡｒガス中で、ＦｅＰｔターゲット、Ｒｕターゲット、ＢターゲットおよびＣターゲットを用いるマグネトロンスパッタ法により、グラニュラー構造を有する膜厚７ｎｍのＦｅＰｔＲｕ−ＢＣ第２磁性層を形成して、第１磁性層および第２磁性層からなる磁気記録層を得た。ＦｅＰｔターゲットに印加したＤＣ電力は５０Ｗであり、Ｒｕターゲットに印加したＤＣ電力は１Ｗであり、Ｂターゲットに印加したＲＦ電力は３４９Ｗであり、Ｃターゲットに印加したＤＣ電力は５９Ｗであった。得られた第２磁性層の磁性結晶粒中のＦｅ、ＰｔおよびＲｕの含有量は、磁性結晶粒の総原子数を基準として、それぞれ、４７ａｔ％、４７ａｔ％および６ａｔ％であった。また、非磁性結晶粒界を構成するＢおよびＣの含有量は、第２磁性層の体積を基準として、それぞれ、１５体積％および５体積％であった。

次に、磁気記録層を形成した非磁性基板を２５℃に冷却した後に、圧力０．５ＰａのＡｒガス中で、Ｐｔターゲットを用いるＤＣマグネトロンスパッタ法により、膜厚５ｎｍのＰｔ保護層を形成し、磁気記録媒体を得た。

実施例１と同様の手順によって、得られた磁気記録層の飽和磁化Ｍｓおよび磁気異方性定数Ｋｕを測定した。ここで、磁気異方性定数Ｋｕは、磁性結晶粒および非磁性結晶粒界の総体積あたりのエネルギー値として測定される。そこで、磁性結晶粒の正味の磁気異方性定数Ｋｕ＿ｇｒａｉｎを算出した。正味の磁気異方性定数Ｋｕ＿ｇｒａｉｎは、測定された磁気異方性定数Ｋｕを磁気記録層中の磁性結晶粒の体積比率で除算して得た。測定結果を第６表に示す。

（実施例６）
実施例５と同様に非磁性基板を準備した。洗浄後の非磁性基板を、スパッタ装置内に導入した。

非磁性基板を４３０℃に加熱した後に、圧力１．５ＰａのＡｒガス中で、ＦｅＰｔターゲット、ＲｕターゲットおよびＣターゲットを用いるＤＣマグネトロンスパッタ法により、グラニュラー構造を有する膜厚２ｎｍのＦｅＰｔＲｕ−Ｃ第１磁性層３１を形成した。ＦｅＰｔターゲットに印加した電力は５０Ｗであり、Ｒｕターゲットに印加した電力は１Ｗであり、Ｃターゲットに印加した電力は３５０Ｗであった。得られた第１磁性層の磁性結晶粒中のＦｅ、ＰｔおよびＲｕの含有量は、磁性結晶粒の総原子数を基準として、それぞれ、４７ａｔ％、４７ａｔ％および６ａｔ％であった。また、非磁性結晶粒界を構成するＣの含有量は、第１磁性層の体積を基準として、４０体積％であった。

続いて、実施例５と同様の手順により、第２磁性層および保護層を形成し、磁気記録媒体を得た。得られた磁気記録媒体に関して、磁気記録層の飽和磁化Ｍｓ、磁気異方性定数Ｋｕ、および磁性結晶粒の正味の磁気異方性定数Ｋｕ＿ｇｒａｉｎを求めた。測定結果を第６表に示す。

第２磁性層のみにＲｕを含有する実施例５の磁気記録媒体は、実施例２〜４の磁気記録媒体と同様に、大きなＭｓ、ＫｕおよびＫｕ_ｇｒａｉｎを有した。一方、第１磁性層および第２磁性層の両方にＲｕを含有する実施例６の磁気記録媒体においても、若干の数値の減少が認められるものの、十分に大きなＭｓ、ＫｕおよびＫｕ_ｇｒａｉｎが得られた。特に、磁性結晶粒の正味の磁気異方性定数Ｋｕ＿ｇｒａｉｎは、１．００Ｊ／ｃｍ^３（１．００×１０^７ｅｒｇ／ｃｃ）という大きな値であった。また、実施例５および実施例６の磁気記録媒体は、良好な形状のＭ−Ｈヒステリシスループを有した。

１０ 基板
２０ シード層
３０ 磁気記録層
３１ 第１磁性層
３２ 第２磁性層
４０ 保護層

Claims (11)

1. 非磁性基板と磁気記録層とを含み、前記磁気記録層は規則合金を含み、前記規則合金は、ＦｅおよびＮｉからなる群から選択される少なくとも１種の元素と、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｕ、ＲｈおよびＩｒからなる群から選択される少なくとも１種の元素と、Ｒｕとを含み、前記Ｒｕの含有量は、前記規則合金全体を基準として０．５〜２０原子％の範囲内であることを特徴とする磁気記録媒体。
2. 前記磁気記録層は、０．８以上の規格化された異方性磁界を有することを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体。
3. 前記規則合金は、Ｆｅと、Ｐｔと、Ｒｕとを含むＬ１₀型規則合金であることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体。
4. 前記磁気記録層は、前記規則合金を含む磁性結晶粒と、非磁性結晶粒界とを備えたグラニュラー構造を有し、前記非磁性結晶粒界は、炭素、ホウ素、炭化物、酸化物および窒化物からなる群から選択される少なくとも１種の材料を含むことを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体。
5. 前記磁気記録層は、複数の磁性層を含み、前記複数の磁性層の少なくとも１つが前記規則合金を含む磁性層であることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体。
6. 前記磁気記録層は、前記規則合金を含まない少なくとも１つの磁性層を含むことを特徴とする請求項５に記載の磁気記録媒体。
7. 前記磁気記録層は、磁性結晶粒と非磁性結晶粒界とを備えたグラニュラー構造を有する少なくとも１つの磁性層を含み、前記非磁性結晶粒界は、炭素、ホウ素、炭化物、酸化物および窒化物からなる群から選択される少なくとも１種の材料を含むことを特徴とする請求項５に記載の磁気記録媒体。
8. 前記グラニュラー構造を有する磁性層の少なくとも１つの層の磁性結晶粒は、前記規則合金を含むことを特徴とする請求項７に記載の磁気記録媒体。
9. 前記磁気記録層が第１磁性層と、前記第１磁性層の上に形成される第２磁性層とからなり、前記第１磁性層は、前記規則合金を含まない磁性結晶粒と、炭素を含む非磁性結晶粒界とを備えたグラニュラー構造を有し、前記第２磁性層は、前記規則合金からなる磁性結晶粒と、炭素およびホウ素を含む非磁性結晶粒界とを備えたグラニュラー構造を有することを特徴とする請求項８に記載の磁気記録媒体。
10. 前記磁気記録層が第１磁性層と、前記第１磁性層の上に形成される第２磁性層とからなり、前記第１磁性層は、前記規則合金を含む磁性結晶粒と、炭素を含む非磁性結晶粒界とを備えたグラニュラー構造を有し、前記第２磁性層は、前記規則合金からなる磁性結晶粒と、炭素およびホウ素を含む非磁性結晶粒界とを備えたグラニュラー構造を有することを特徴とする請求項８に記載の磁気記録媒体。
11. 前記磁気記録媒体は、熱アシスト磁気記録方式で用いられることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれかに記載の磁気記録媒体。

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