JPH1197224A - グラニュラー膜、磁気記録媒体及びその製造法 - Google Patents

グラニュラー膜、磁気記録媒体及びその製造法

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JPH1197224A
JPH1197224A JP27384497A JP27384497A JPH1197224A JP H1197224 A JPH1197224 A JP H1197224A JP 27384497 A JP27384497 A JP 27384497A JP 27384497 A JP27384497 A JP 27384497A JP H1197224 A JPH1197224 A JP H1197224A
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JP
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film
carbon
cobalt
platinum
alloy
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JP27384497A
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English (en)
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Takayoshi Hayashi
孝好 林
Doronee Jiyonjiyatsuku
ドロネー ジョンジャック
Shigeru Hirono
滋 廣野
Shigeru Umemura
茂 梅村
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y25/00Nanomagnetism, e.g. magnetoimpedance, anisotropic magnetoresistance, giant magnetoresistance or tunneling magnetoresistance
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F10/00Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure
    • H01F10/007Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure ultrathin or granular films

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Power Engineering (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
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  • Magnetic Record Carriers (AREA)
  • Manufacturing Of Magnetic Record Carriers (AREA)
  • Hard Magnetic Materials (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高密度記録が可能な磁気記録媒体を提供する
こと。 【解決手段】 カーボンと強磁性微粒子からなるグラニ
ュラー膜において、この強磁性微粒子をコバルトと白金
族元素との合金から形成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気ヘッドや磁気
記録媒体などに用いられるグラニュラー膜、高密度記録
が可能な磁気記録媒体およびその製造方法に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】近年、ハードディスク用面内磁気記録媒
体においては、記録密度の高密度化に伴い、ヘッドオン
ドメインの形成による磁気的な揺らぎによる媒体ノイズ
が媒体開発の大きな課題となっている。この磁気的な揺
らぎによる媒体ノイズを低減させるためには、保磁力の
増大、膜厚の減少、磁性粒子間の磁気的結合の低減が図
られてきている。磁性粒子間の磁気的結合の低減方法に
関しては、CoCr系合金薄膜において、Coリッチな
強磁性領域とCrリッチな非磁性領域とに分離する組成
分離現象(Y.Maeda and K.Takahashi:J. Appl.Phys.,68
(1990)p.4571-4579) を利用して、強磁性領域間の磁気
的孤立化を図る手法が開発されているが、すべての強磁
性領域間の交換相互作用を充分に弱めることは困難であ
る。強磁性領域間の交換相互作用をさらに弱める方法と
して、最近では酸化シリコン中にコバルト系合金微粒子
を分散させたグラニュラー膜媒体が提案されている(T.S
himizu,Y.Ikeda,and S.Takayama,IEEE Trans.Mag.,28(1
992)p.3102)。
【0003】−方、高密度の磁気記録状態では、媒体か
ら発生する磁界は媒体鉛直方向に急激に減少するため、
この媒体から発生する磁界を検出して再生を行う際、磁
気ヘッドと媒体間の距離(磁気ヘッドの浮上量)を著し
く低減させざるを得ない。現在、磁気ヘッドの浮上量は
100nm以下が実現されるようになってきた。この様
に、磁気ヘッドの浮上量が著しく低減された状態では、
媒体の耐久性が磁気ディスク装置の信頼性を定める決定
的な要因になっている。従来の媒体は、媒体単独では耐
久性が不十分のため、DLC(Diamond Like Carbon) 、
SiO2 などの保護膜を磁性薄膜上に形成しているのが
現状であるが、この保護膜の厚さ分だけ磁気ヘッドと媒
体間の距離を増大させることになるため、高記録密度化
の阻害要因となっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】以上述べてきた磁気記
録媒体開発における2つの大きな課題(強磁性領域間の
交換相互作用の低減と媒体の耐久性向上)を同時に解決
出来る磁気記録媒体として、耐久性に優れるカーボン中
にコバルト微粒子を分散させたグラニュラー膜媒体が提
案されている(T.Hayashi,et al.,Nature,381(1996)p.77
2-774)ならびに特願平7−243785号(特開平9−
63036号)。しかしながら、この磁性薄膜は磁気記
録媒体に適用するには保磁力が不十分であるという課題
があった。
【0005】本発明は、上記の従来技術の持つ欠点を改
善するために提案されたもので、その目的とするところ
は、高い媒体S/N比を実現するために必須な極めて微
細なグラニュラー膜構造を有し、さらに、磁気記録媒体
として適用するのに充分な保磁力を有すると同時に保護
膜を必要としないか、あるいは極めて薄い保護膜のみで
十分な耐久性が得られる、グラニュラー膜、磁気記録媒
体及びその製造法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明のグラニュラー膜
は、カーボン中に強磁性微粒子を分散させたグラニュラ
ー膜において、前記強磁性微粒子がコバルトと白金族元
素との合金から構成し、上記目的を達成している。ま
た、上記グラニュラー膜は、合金磁性微粒子中の白金族
元素の割合が15at%〜30at%であることに特徴
を有している。更に、上記グラニュラー膜は、強磁性微
粒子を分散させたグラニュラー膜中のカーボン濃度が3
0at%以上であることに特徴を有している。
【0007】また、本発明の磁気記録媒体は、強磁性微
粒子がコバルトと白金族元素との合金からなること、合
金磁性微粒子中の白金族元素の割合が15at%〜30
at%であること、強磁性微粒子を分散させたグラニュ
ラー膜中のカーボン濃度が30at%以上として構成
し、上記目的を達成している。
【0008】また、本発明のグラニュラー膜の製造法
は、温度制御された基板上にカーボンとコバルトと白金
族元素を同時スパッタまたは蒸着することにより、粒径
が制御されたカーボンとコバルト白金族元素合金の集合
体からなる薄膜を形成する工程と、それに引き続き、こ
のようにして得られた薄膜を250℃から500℃の範
囲でアニールすることにより、複合微粒子をコバルト白
金族元素合金微粒子とその微粒子を被うグラファイト層
とに相分離させる工程とからなることに特徴を有してい
る。
【0009】
【発明の実施の形態】上記課題を解決するため、本発明
では、要するに、カーボン薄膜中に、コバルト−白金族
元素合金からなる強磁性微粒子を分散させる。また、こ
のような構造の磁性薄膜媒体を製作するために、カーボ
ンとコバルトと白金族元素を同時に基板上にスパッタリ
ングまたは蒸着によりカーボンと強磁性金属の複合微粒
子からなる薄膜を形成した後、適切な温度でアニールす
ることにより金属微粒子相とカーボン相への分離する現
象を利用する。すなわち、カーボンを母材にすることに
より耐久性が向上する。また、コバルトに白金族元素を
加えて合金化することにより高い保磁力が得られるよう
にしている。
【0010】
【実施例】本発明のグラニュラー膜、磁気記録媒体及び
その製造法の実施例について以下に図面とともに説明す
る。製膜方法としてイオンビームスパッタ法を用いた。
600mm×600mmのカーボン板と600mm×6
00mmのコバルト白金合金板を隣接して配置したもの
をターゲットとして用いた。スパッタガスはアルゴンを
用いた。イオンビームの直径は約30mm、イオンのエ
ネルギーは1.5keVとした。基板にはガラス基板を
用いた。イオンビームの中心を、隣接するコバルト白金
合金ターゲットとカーボンターゲットの境界線上から合
金側、あるいはカーボン側に移動することにより、膜中
の組成をコントロ−ルした。基板温度を250℃とし、
膜厚約30nmのコバルト−カーボン複合膜を作製し
た。この膜を真空中で350℃、1時間アニールすると
グラニュラー膜構造の磁性膜が得られた。
【0011】コバルト白金合金中の白金濃度が24at
%、グラニュラー膜中のカーボンの濃度が35at%の
場合の例を図1の電子顕微鏡写真で示す。この図1か
ら、直径が10nm程度の粒子が均一に分散しているこ
とが分かる。また、各微粒子の周りには層状の縞模様が
見えるが、縞の間隔が約0.36nmであることから、
これはカーボンがアニールによりグラファイト化した層
であることが分かる。
【0012】この膜の解析結果を表1に示す。表1か
ら、コバルト−白金合金微粒子の結晶構造はhcp構造
であることが分かる。全体に格子定数がコバルト単体に
比べて広く成っていることから、原子半径がコバルトよ
りも大きい白金が一様に固溶した合金が形成されている
ことが分かる。
【0013】コバルト白金合金中の白金濃度が24at
%、カーボンの濃度が35at%の場合の例のグラニュ
ラー膜構造の磁性膜の電子回折パターンを図2に示す。
コバルトは白金と化合物を形成することが知られてる
が、図2には他の回折ピークが観測されないことから、
そのような化合物あるいはコバルト単体、白金単体も存
在しないことが確認できる。
【0014】以上で述べたように、温度を制御した基板
上へのカーボンとコバルトと白金の同時スパッタリング
と、それに引き続くアニールによって、グラファイト層
で被われることによって完全に孤立した、直径10nm
程度のコバルト白金合金微粒子を高密度に分散させた構
造をもつグラニュラー膜が実現できることが初めて明ら
かになった。なお、カーボンの濃度、スパッター時の基
板温度を制御することにより、コバルト白金合金微粒子
の粒径を制御できることを確認している。また、カーボ
ン濃度が30at%よりも低いと、コバルト白金合金粒
子間の分離が不十分になることも確認している。
【0015】この膜の耐摩耗特性をAFM(原子間力顕
微鏡)を用いて評価した。ダイヤモンドの針に一定の力
を加えながら表面を走査し、それによって生じた摩耗痕
の深さを測定した。耐久性の強い膜程摩耗痕の深さが浅
いことになる。評価結果を図3に示す。比較のためにC
oCr合金薄膜の評価結果も併せて示した。CoCr合
金の場合に比べて著しく耐久性が優れていることが分か
る。
【0016】合金中の白金濃度27at%、グラニュラ
ー膜中のカーボン濃度35at%の薄膜の磁気特性の例
を図4に示す。飽和磁化が550emu/cc、保磁力
が1800エルステッドであった。
【0017】白金濃度と保磁力の関係を図5に示す。白
金濃度が15at%〜30at%の間に高い保磁力が得
られることが分かる。
【0018】なお、上記本実施例では白金(Pt)を用
いた例を説明したが、他の白金族元素(Rh,Re,O
s,Ir等)を用いても同様の実験結果を得ている。ま
た、本発明のグラニュラー膜は、耐磨耗性が高く、良好
な磁気抵抗(MR)特性を有するため、磁気ヘッド用材
料としても良好な特性が得られる。また、製造にあた
り、スパッタリングにより強磁性金属の複合微粒子から
なる薄膜を形成した例について説明したが、蒸着によっ
ても同様の薄膜を得ることができる。
【0019】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、コバルトに白金等を加えて合金化したため、高い保
磁力を有すると同時にカーボンを母材にしているため、
保護膜を必要としないか、あるいは極めて薄い保護膜の
みで十分な耐久性を有するグラニュラー膜、磁気記録謀
体を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例におけるコバルト−白金合金が
カーボン中に分散したグラニュラー膜を示す電子顕微鏡
写真である。
【図2】本発明の実施例におけるグラニュラー膜からの
電子回折パターンを示す電子顕微鏡写真である。
【図3】本発明の実施例におけるグラニュラー膜のAF
Mによる耐久性評価結果を示す図である。
【図4】本発明の実施例におけるグラニュラー膜の磁気
特性測定例を示す図である。
【図5】本発明の実施例におけるグラニュラー膜の合金
中の白金濃度と保磁力の関係を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 梅村 茂 東京都新宿区西新宿三丁目19番2号 日本 電信電話株式会社内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 カーボン中に強磁性微粒子を分散させた
    グラニュラー膜において、 前記強磁性微粒子がコバルトと白金族元素(Pt,R
    h,Re,Os,Ir)との合金からなることを特徴と
    するグラニュラー膜。
  2. 【請求項2】 合金磁性微粒子中の白金族元素の割合が
    15at%〜30at%であることを特徴とする請求項
    1記載のグラニュラー膜。
  3. 【請求項3】 強磁性微粒子を分散させたグラニュラー
    膜中のカーボン濃度が30at%以上であることを特徴
    とする請求項1または請求項2記載のグラニュラー膜。
  4. 【請求項4】 請求項1から3のいずれか1項に記載さ
    れたグラニュラー膜を用いてなることを特徴とする磁気
    記録媒体。
  5. 【請求項5】 温度制御された基板上にカーボンとコバ
    ルトと白金族元素とを同時スパッタまたは蒸着すること
    により、粒径が制御されたカーボンとコバルト白金族元
    素合金の集合体からなる薄膜を形成する工程と、それに
    引き続き、このようにして得られた薄膜を250℃から
    500℃の範囲でアニールすることにより、複合微粒子
    をコバルト白金族元素合金微粒子とその微粒子を被うグ
    ラファイト層とに相分離させる工程とからなることを特
    徴とするグラニュラー膜の製造法。
JP27384497A 1997-09-19 1997-09-19 グラニュラー膜、磁気記録媒体及びその製造法 Pending JPH1197224A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011016365A1 (ja) * 2009-08-06 2011-02-10 Jx日鉱日石金属株式会社 無機物粒子分散型スパッタリングターゲット
JP2013101742A (ja) * 2011-11-07 2013-05-23 Hgst Netherlands B V タマネギ状の炭素保護層を有するFePt−Cベースの磁気記録媒体

Cited By (5)

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