JP6284126B2 - 垂直記録媒体、垂直記録再生装置 - Google Patents
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Description
前記垂直記録層は、
CoとPt、またはFeとPtを含む垂直磁性層と、
磁性と誘電性とを併せ持ち、グラニュラ構造を有する誘電磁性層と、を有し、
前記誘電磁性層は、磁性と誘電性とを併せ持つ粒子と、前記磁性と誘電性とを併せ持つ粒子の粒界に配置された粒界構成物質とを含み、
前記粒界構成物質が、酸化物、窒化物、炭素系材料から選択された1種類以上である垂直記録媒体を提供する。
[第1の実施態様]
本実施形態の垂直記録媒体の構成例について説明する。
本実施形態の垂直記録媒体に使用される非磁性基板11としては、非磁性の基板であれば特に限定されず任意の基板を用いることができる。例えば、Alを主成分としたAl−Mg合金等のAl合金基板や、通常のソーダガラス、アルミノシリケート系ガラス、アモルファスガラス類、シリコン、チタン、セラミックス、サファイア、石英、各種樹脂からなる基板など、非磁性基板であれば任意のものを用いることができる。
図1に示したように、非磁性基板11と下地層12との間に、密着層15を設けることができる。
また、下地層12を形成する前に、軟磁性裏打ち層(裏打ち層)16を形成することもできる。具体的には、本実施形態の垂直記録媒体は、非磁性基板11と下地層12との間に軟磁性裏打ち層16を有することができる。軟磁性裏打ち層16は、垂直記録層13の磁化の方向をより強固に非磁性基板11と垂直な方向に固定することで、再生信号を安定化させる働きをする。軟磁性裏打ち層16は軟磁性材料から構成されることが好ましい。例えば、軟磁性裏打ち層16の材料としてはCoFe系合金(CoFeTaZr、CoFeZrNb等)、FeCo合金(FeCo、FeCoV等)、CoZr系合金(CoZr、CoZrNb等)、CoTa系合金(CoTa、CoTaZr等)等の軟磁気特性を有する材料を使用することができる。
本実施形態の垂直記録媒体においては、下地層12を設けることができる。下地層12は非磁性基板11上に設けることができ、上述のように非磁性基板11と下地層12との間には、密着層15および/または軟磁性裏打ち層16を設けることもできる。下地層12は、少なくとも直上の膜の垂直配向性を制御することができ、例えば垂直記録層13の配向性を制御することができる。
bcc構造を有する非磁性材料としては、例えばCrやCrTi、CrMo、CrV、CrMnなどのCr系合金、AlNi、AlRuなどのAl系合金等が挙げられる。
また、Cr系合金のようなbcc構造を有する非磁性材料を(100)面が基板面に平行となるように層を形成し、その上にRuあるいはRu系合金などのhcp構造を有する非磁性材料の層を配置した構造とすることもできる。
本実施形態の垂直記録媒体においては、非磁性基板11上に、CoとPt、またはFeとPtを含む垂直磁性層131と、磁性と誘電性を併せ持ち、グラニュラ構造を有する誘電磁性層132と、を有することができる。
(垂直磁性層)
垂直磁性層131は強磁性結晶粒子を含むことができる。強磁性結晶粒子は基板面に対して垂直方向に磁気異方性を有することができる。
また、垂直磁性層131に含まれる強磁性結晶粒子は既述のように、FeとPtを含むこともでき、例えばFePt系の磁性材料を使用することもできる。以下、垂直磁性層131の強磁性結晶粒子が上述したFeとPtを含む場合について記述する。
次に誘電磁性層132について説明する。
保護層14はヘッドと垂直記録媒体との接触によるダメージから垂直記録媒体を保護するための層である。保護層14は特に限定されるものではないが、例えばカーボン膜、SiO2膜などが用いられるが、多くの場合はカーボン膜が用いられる。なお、カーボン膜はDLC膜(ダイヤモンドライクカーボン膜)を含む。
(垂直記録媒体の製造方法)
次に、本実施形態の垂直記録媒体の製造方法の構成例について説明する。
そして、垂直記録層は、CoとPt、またはFeとPtを含む垂直磁性層と、磁性と誘電性とを併せ持ち、グラニュラ構造を有する誘電磁性層と、を有することができる。
また、下地層12の表面側に酸化物等の非磁性材料を含んだグラニュラ構造の配向制御層を設けることで、誘電磁性層132の粒界構成物質が前記配向制御層の非磁性材料領域上に形成され、誘電磁性粒子の肥大化をより抑制することができる。
本実施形態では、第1の実施形態で説明した垂直記録媒体を備えた垂直記録再生装置について説明する。
本実施例では、以下の手順で垂直記録媒体を形成した。なお、以下に既述のように、本実施例の垂直記録媒体においては、軟磁性裏打ち層16を含まない点、及び保護層14の上面に潤滑膜を形成した点以外は図1に示した垂直記録媒体と同様の構成とした。
(表面粗さ)
得られた媒体の表面粗さをAFMを用いて観察したところ、表面粗さ(Ra)は0.18nmであった。
(SNR特性)
垂直記録媒体の記録媒体特性の評価を、リードライトアナライザー(米国GUZIK社製 型式:RW1632)、およびスピンスタンド(米国GUZIK社製 型式:S1701MR)を用いて測定、評価した。
(垂直記録層の粒子の成長状態の評価)
また、透過型電子顕微鏡(TEM)を用いて誘電磁性層132の微細構造を観察した。非磁性基板11と垂直な面を観察(断面TEM観察)したところ、誘電磁性層132の誘電磁性粒子の結晶粒が柱状に形成しており、隣接する柱状の結晶粒を粒界部分が分割している構造を明確に観察できた。このように誘電磁性層132の誘電磁性粒子が、基板面に対して垂直方向に柱状に成長した構造を有する場合、粒子の成長状態について、表中「柱状構造」と記載する。また、組成の定性分析結果、粒界部分からはCrとOを検出した。
[実施例2〜実施例15]
垂直磁性層131および誘電磁性層132の材料、膜厚を表1に記載の材料、膜厚に変更した他は、実施例1と同様に垂直記録媒体を作製した。
[比較例1]
誘電磁性層132を以下の手順で成膜した点以外は実施例1と同様にして、垂直記録媒体を作製した。
(表面粗さ)
実施例1と同様に、得られた垂直記録媒体の表面粗さRaをAFMを用いて観察したところ、表面粗さ(Ra)は0.33nmであった。
(SNR特性)
実施例1と同じ条件でSNR特性の評価を行った。
(垂直記録層の粒子の成長状態の評価)
また、透過型電子顕微鏡(TEM)を用いて誘電磁性層132の微細構造を観察した。非磁性基板11と垂直な面を観察(断面TEM観察)したところ、誘電磁性層132の誘電磁性粒子の結晶粒が柱状に形成しており、隣接する柱状の結晶粒を粒界部分が分割している構造を観察できた。粒界部分は、実施例1に比して明確ではなく、粒界部分の組成の定性分析結果からはBi、Ba、Fe、Mn、Oを検出した。さらに垂直磁性層131の強磁性結晶粒子上に誘電磁性層132の誘電磁性粒子が、ほぼ同じ幅で積み重なって連続した柱状構造になっていることを確認できた。すなわち、垂直磁性層131の強磁性結晶粒子と、誘電磁性層132の誘電磁性粒子とが厚み方向に連続した柱状晶を構成していることを確認できた。また、垂直磁性層131及び誘電磁性層132がグラニュラ構造を有することが確認できた。
[比較例2]
垂直記録層13を以下の手順で成膜した点以外は実施例1と同様にして、垂直記録媒体を作製した。
(表面粗さ)
実施例1と同様に、得られた垂直記録媒体の表面粗さRaをAFMを用いて観察したところ、表面粗さ(Ra)は0.83nmであった。
(SNR特性)
実施例1と同じ条件でSNR特性の評価を行った。
(垂直記録層の粒子の成長状態の評価)
また、透過型電子顕微鏡(TEM)を用いて誘電磁性層132の微細構造を観察した。非磁性基板11と垂直な面を観察(断面TEM観察)したところ、誘電磁性層132の結晶粒は形状が不規則であり結晶粒と結晶粒の境界も明確に観察できなかった。このように誘電磁性層の誘電磁性粒子が基板面に対して垂直以外の角度で成長した粒子を含む構造の場合、粒子の成長状態について、表中「不規則形状」と記載する。
[実施例16〜24]
垂直磁性層131、誘電磁性層132の材料、膜厚を表2に記載の材料、膜厚に変更した点以外は、実施例1と同様にして垂直記録媒体を作成した。
[実施例25]
非磁性基板11として、洗浄済みのガラス基板(コニカミノルタ社製、外径2.5インチ)を用意した。
(表面粗さ)
実施例1と同様に、得られた垂直記録媒体の表面粗さRaをAFMを用いて観察したところ、表面粗さ(Ra)は0.22nmであった。
(SNR特性)
実施例1と同じ条件でSNR特性の評価を行った。
(垂直記録層の粒子の成長状態の評価)
また、実施例1と同様に透過型電子顕微鏡(TEM)により垂直記録層13の微細構造を観察したところ、いずれの実施例においても垂直磁性層131の強磁性結晶粒子と、誘電磁性層132の誘電磁性粒子とが厚み方向に連続した柱状晶を構成していることを確認できた。また、垂直磁性層131及び誘電磁性層132がグラニュラ構造を有することが確認できた。誘電磁性層132の誘電磁性粒子の平均粒径は6.4nmであった。
[実施例26〜33]
垂直磁性層131、誘電磁性層132の材料、膜厚を表3に記載の材料、膜厚に変更した他は、実施例25と同様に垂直記録媒体を作成した。
[実施例34]
非磁性基板11として、洗浄済みのガラス基板(コニカミノルタ社製、外径2.5インチ)を用意した。
(表面粗さ)
実施例1と同様に、得られた垂直記録媒体の表面粗さRaをAFMを用いて観察したところ、表面粗さ(Ra)は0.18nmであった。
(SNR特性)
実施例1と同じ条件でSNR特性の評価を行った。
(垂直記録層の粒子の成長状態の評価)
また、実施例1と同様に透過型電子顕微鏡(TEM)により垂直記録層13の微細構造を観察したところ、垂直磁性層131の強磁性結晶粒子と、誘電磁性層132の誘電磁性粒子とが厚み方向に連続した柱状晶を構成していることを確認できた。また、垂直磁性層131及び誘電磁性層132がグラニュラ構造を有することが確認できた。誘電磁性層132の誘電磁性粒子の平均粒径は6.3nmであった。
[実施例35〜41]
下地層12、垂直磁性層131、誘電磁性層132の材料、誘電磁性層132の膜厚を表4に記載の材料、膜厚に変更した他は、実施例34と同様に垂直記録媒体を作成した。
[実施例42]
密着層15と下地層12の間に、裏打ち層を形成した他は、実施例1と同様にして垂直記録媒体を作成した。
(表面粗さ)
実施例1と同様に、得られた垂直記録媒体の表面粗さRaをAFMを用いて観察したところ、表面粗さ(Ra)は0.18nmであった。
(SNR特性)
実施例1と同じ条件でSNR特性の評価を行った。
(垂直記録層の粒子の成長状態の評価)
また、実施例1と同様に透過型電子顕微鏡(TEM)により垂直記録層13の微細構造を観察したところ、いずれの実施例においても垂直磁性層131の強磁性結晶粒子と、誘電磁性層132の誘電磁性粒子とが厚み方向に連続した柱状晶を構成していることを確認できた。また、垂直磁性層131及び誘電磁性層132がグラニュラ構造を有することが確認できた。誘電磁性層132の誘電磁性粒子の平均粒径は6.2nmであった。
[実施例43〜46]
誘電磁性層132の成膜時の基板温度およびBiasを表5に記載の条件に変更した他は、実施例1と同様に垂直記録媒体を作成した。
[比較例3、4]
誘電磁性層132の成膜時の基板温度およびBiasを表5に記載の条件に変更した他は、実施例1と同様に垂直記録媒体を作成した。
の結晶化温度以下で成膜する場合、Biasを印加するのが好ましいことが確認できた。おそらくBiasを印加したことで、基板表面にアルゴンイオンが入射し、基板の表面温度が上昇し、誘電磁性粒子の結晶性が増したためと思われる。
[実施例47]
非磁性基板11として、洗浄済みのガラス基板(コニカミノルタ社製、外径2.5インチ)を用意した。
ターゲットを用い、膜厚が8nm、組成が90(69Co11Cr20Pt)−10(B2O3)の第1の垂直磁性層を成膜した。
(SNR特性)
実施例1と同じ条件でSNR特性の評価を行った。
(垂直記録層の粒子の成長状態の評価)
また、実施例1と同様に透過型電子顕微鏡(TEM)により垂直記録層13の微細構造を観察したところ、第1の垂直磁性層、第2の垂直磁性層の強磁性結晶粒子と、第1の誘電磁性層、第2の誘電磁性層の誘電磁性粒子とが厚み方向に連続した柱状晶を構成していることを確認できた。また、第1の垂直磁性層、第2の垂直磁性層、第1の誘電磁性層、及び第2の誘電磁性層がグラニュラ構造を有することが確認できた。
[実施例48]
非磁性基板11として、洗浄済みのガラス基板(コニカミノルタ社製、外径2.5インチ)を用意した。
(SNR特性)
実施例1と同じ条件でSNR特性の評価を行った。
(垂直記録層の粒子の成長状態の評価)
また、実施例1と同様に透過型電子顕微鏡(TEM)により垂直記録層13の微細構造を観察したところ、第1の垂直磁性層、第2の垂直磁性層の強磁性結晶粒子と、第1の誘電磁性層、第2の誘電磁性層の誘電磁性粒子とが厚み方向に連続した柱状晶を構成していることを確認できた。また、第1の垂直磁性層、第2の垂直磁性層、第1の誘電磁性層、及び第2の誘電磁性層がグラニュラ構造を有することが確認できた。
[実施例49]
非磁性基板11として、洗浄済みのガラス基板(コニカミノルタ社製、外径2.5インチ)を用意した。
(SNR特性)
実施例1と同じ条件でSNR特性の評価を行った。
(垂直記録層の粒子の成長状態の評価)
また、実施例1と同様に透過型電子顕微鏡(TEM)により垂直記録層13の微細構造を観察したところ、第1の垂直磁性層、第2の垂直磁性層の強磁性結晶粒子と、誘電磁性層の誘電磁性粒子とが厚み方向に連続した柱状晶を構成していることを確認できた。また、第1の垂直磁性層、第2の垂直磁性層、及び誘電磁性層がグラニュラ構造を有することが確認できた。
[実施例50]
非磁性基板11として、洗浄済みのガラス基板(コニカミノルタ社製、外径2.5インチ)を用意した。
(SNR特性)
実施例1と同じ条件でSNR特性の評価を行った。
(垂直記録層の粒子の成長状態の評価)
また、実施例1と同様に透過型電子顕微鏡(TEM)により垂直記録層13の微細構造を観察したところ、第1の垂直磁性層、第2の垂直磁性層の強磁性結晶粒子と、誘電磁性層の誘電磁性粒子とが厚み方向に連続した柱状晶を構成していることを確認できた。また、第1の垂直磁性層、第2の垂直磁性層、及び誘電磁性層がグラニュラ構造を有することが確認できた。
12 下地層
13 垂直記録層
131 垂直磁性層
132 誘電磁性層
10、21 垂直記録媒体
20 垂直記録再生装置
Claims (14)
- 非磁性基板上に、下地層と垂直記録層とを有する垂直記録媒体において、
前記垂直記録層は、
CoとPt、またはFeとPtを含む垂直磁性層と、
磁性と誘電性とを併せ持ち、グラニュラ構造を有する誘電磁性層と、を有し、
前記誘電磁性層は、磁性と誘電性とを併せ持つ粒子と、前記磁性と誘電性とを併せ持つ粒子の粒界に配置された粒界構成物質とを含み、
前記粒界構成物質が、酸化物、窒化物、炭素系材料から選択された1種類以上である垂直記録媒体。 - 前記磁性と誘電性とを併せ持つ粒子が、(Bi1−aXa)(Fe1−bMb)O3 (元素XはBa、Laから選ばれた1種類以上の元素、元素MはMn、Tiから選ばれた1種類以上の元素、置換率aはa≦0.8、置換率bはb≦0.5、かつ0.01≦a+b≦1.3)を含む請求項1に記載の垂直記録媒体。
- 前記粒界構成物質が、Cr酸化物、B酸化物、Ta酸化物、W酸化物、Si窒化物、Ti窒化物、Cr窒化物、Ta窒化物、C、W炭化物、B炭化物から選ばれる1種類以上の材料である請求項1または2に記載の垂直記録媒体。
- 前記垂直磁性層が
CoとPt、またはFeとPtを含む強磁性結晶粒子と、
酸化物、窒化物、炭素系材料から選択された1種類以上の材料を含む非磁性粒界領域を含む請求項1乃至3のいずれか1項に記載の垂直記録媒体。 - 前記非磁性粒界領域を構成する物質と、前記粒界構成物質とが、同じ材料を1種類以上含む請求項4に記載の垂直記録媒体。
- 前記垂直磁性層が、前記誘電磁性層よりも前記非磁性基板側に配置された請求項1乃至5のいずれか1項に記載の垂直記録媒体。
- 前記垂直磁性層が、
CoとPt、またはFeとPtを含む強磁性結晶粒子を含み、
前記強磁性結晶粒子と、前記磁性と誘電性とを併せ持つ粒子とが、厚み方向に連続した柱状晶を構成する請求項1乃至6のいずれか1項に記載の垂直記録媒体。 - 前記非磁性基板と前記下地層との間に軟磁性裏打ち層を有する請求項1乃至7のいずれか1項に記載の垂直記録媒体。
- 非磁性基板上に、下地層と垂直記録層とを有する垂直記録媒体において、
前記垂直記録層は、
CoとPt、またはFeとPtを含む垂直磁性層と、
磁性と誘電性とを併せ持ち、グラニュラ構造を有する誘電磁性層と、を有し、
前記誘電磁性層は、磁性と誘電性とを併せ持つ粒子と、前記磁性と誘電性とを併せ持つ粒子の粒界に配置された粒界構成物質とを含み、
前記粒界構成物質が、酸化物、窒化物、炭素系材料から選択された1種類以上である垂直記録媒体の製造方法。 - 前記非磁性基板を準備する非磁性基板準備工程と、
前記非磁性基板の少なくとも一方の面側に、少なくとも一層の前記下地層を形成する下地層形成工程と、
前記非磁性基板の少なくとも一方の面側に前記垂直記録層を形成する垂直記録層形成工程と、を有し、
前記垂直記録層形成工程は、
前記垂直磁性層を形成する垂直磁性層形成工程と、
前記磁性と誘電性とを併せ持つ粒子と、前記粒界構成物質と、を有する前記誘電磁性層を形成する誘電磁性層形成工程と、
を有する請求項9に記載の垂直記録媒体の製造方法。 - 前記誘電磁性層に含まれる前記磁性と誘電性とを併せ持つ粒子の材料が結晶性を有しており、
前記誘電磁性層を、基板温度を前記誘電磁性層に含まれる前記磁性と誘電性とを併せ持つ粒子の材料の結晶化温度未満として形成する請求項9または10に記載の垂直記録媒体の製造方法。 - 前記誘電磁性層を形成する際に、前記非磁性基板に交流バイアスを印加する請求項9乃至11のいずれか一項に記載の垂直記録媒体の製造方法。
- 前記垂直磁性層が、
CoとPt、またはFeとPtを含む強磁性結晶粒子を含み、
前記垂直磁性層の前記強磁性結晶粒子と、前記誘電磁性層の前記磁性と誘電性とを併せ持つ粒子とが厚み方向に連続した柱状晶を構成している請求項9乃至12のいずれか一項に記載の垂直記録媒体の製造方法。 - 請求項1乃至8のいずれか一項に記載の垂直記録媒体を備えた垂直記録再生装置。
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