KR102538204B1 - 기록 장치 및 기록 방법 - Google Patents

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고스케 나카가와
아스카 나마이
히로코 도코로
마코토 나카지마
마사시 시라타
겐지 나오이
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고쿠리츠다이가쿠호우진 도쿄다이가쿠
고꾸리쯔 다이가꾸 호우징 오사까 다이가꾸
후지필름 가부시키가이샤
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Abstract

높은 보자력을 갖는 자기 기록 매체여도, 용이하게 정보를 기록할 수 있는 기록 장치 및 기록 방법을 제안한다. 기록 장치 (10) 에서는, 집광 링 (12) 으로 광 L1 을 공진시킴으로써 증강 자장을 얻고, 자기 기록 매체 (1) 의 자화를 반전시킬 때에 증강 자장을 병용함으로써, 자화를 반전시킬 때에 필요로 하는 외부 자장 (H0) 을 낮출 수 있다. 따라서, 높은 보자력을 갖는 자기 기록 매체 (1) 여도, 광을 공진시킴으로써, 낮은 외부 자장 (H0) 으로 용이하게 정보를 기록할 수 있다.

Description

기록 장치 및 기록 방법
본 발명은 기록 장치 및 기록 방법에 관한 것으로서, 엡실론 산화철 입자를 사용한 자기 기록 매체 등에 적용하기에 바람직한 것이다.
자기 기록 매체에서는, 기록의 고밀도화를 위해서 자성 입자의 미소화가 요망되고 있고, 최근, 자성 입자의 미소화가 가능한 엡실론 산화철 입자를 사용한 자기 기록 매체가 주목받고 있다. 자성 입자의 미소화에 수반하여, 신호의 S/N 비를 증대시킬 수 있는 한편으로, 열에 대한 자화의 안정성은, 자기 이방성 정수와 입자 체적에 비례한다고 생각되기 때문에, 미소화에 의해서 자화의 열안정성이 손상되어 버린다.
여기에서, 자기 이방성 정수는, 자기 기록 매체의 보자력을 높임으로써, 높일 수 있다고 생각되고 있다. 따라서, 입자 체적 (입경) 이 작고 열안정성이 높은 입자를 얻기 위해서는, 보자력이 높은 물질을 자성 재료로서 사용하는 것이 유효해진다. 예를 들어, 발명자들은 특허 문헌 1 및 비특허 문헌 1 ∼ 4 에 있어서, 자화 용이 축의 배향 방향에 대해서 평행 방향의 외부 자장을 인가함으로써 측정되는 자기 히스테리시스 루프에 있어서, 20 [kOe] (1.59 × 106 [A/m]) 를 초과하는 보자력 (Hc) 이 관측된 엡실론 산화철 입자를 개시하고 있다.
일본 특허공보 제5124825호
S. Ohkoshi, A. Namai, A. Imoto, M. Yoshikiyo, W. Tarora, A. Nakagawa, M.Komine, Y. Miyamoto, T. Nasu, S. Oka, and H. Tokoro, Scientific Reports, 5, 14414/1-9 (2015). S. Sakurai, A. Namai, A. Hashimoto, and S. Ohkoshi, J. AM. CheM. Soc., 131, 18299-18303 (2009). A. Namai, S. Sakurai, M. Nakajima, T. Suemoto, A. Matsumoto, M. Goto, S. Sasaki, and S. Ohkoshi, J. AM. CheM. Soc., 131, 1170-1173 (2009). A. Namai, M. Yoshikiyo, A. Yamada, S. Sakurai, T. Goto, T. Yoshida, T Miyazaki, M. Nakajima, T. Suemoto, H. Tokoro, and S. Ohkoshi, Nature Co㎜unications, 3, 1035/1-6 (2012).
그러나, 자기 기록 매체의 보자력 (Hc) 을 높였을 경우에는, 고레벨의 포화 자속 밀도를 갖는 자기 헤드를 사용하여 높은 외부 자장을 발생시켜, 자기 기록 매체에 정보를 기록하는 것이 필요해진다. 자기 헤드의 발생 외부 자장은, 일반적으로는, 사용되는 연자성막의 포화 자속 밀도에 비례한다고도 하고, 현재, 1.5 ∼ 4.5 [kOe] (1.19 ∼ 3.58 × 105 [A/m]) 정도의 보자력 (Hc) 을 갖는 하드 디스크가 보고되어 있지만, 이들 하드 디스크의 기록 기입용의 자기 헤드에서는, 포화 자속 밀도가 2.4 T 와 같은 높은 포화 자속 밀도를 갖는 재료가 사용되고 있다.
상기 서술한 특허 문헌 1 에서 보여지는 바와 같이, 예를 들어, 20 [kOe] (1.59 × 106 [A/m]) 레벨의 거대한 보자력 (Hc) 을 갖는 엡실론 산화철 입자 등을 자기 기록 매체의 자기 기록 재료에 사용했을 경우, 현 상황보다 더욱 높은 포화 자속 밀도를 갖는 재료가 존재하지 않으면, 자기 기록 매체에 대해서 정보를 기록하는 것은 어렵다는 문제가 있었다.
그래서, 본 발명은 이상의 점을 고려하여 이루어진 것으로서, 높은 보자력을 갖는 자기 기록 매체여도, 용이하게 정보를 기록할 수 있는 기록 장치 및 기록 방법을 제안하는 것을 목적으로 한다.
이러한 과제를 해결하기 위해서, 본 발명에 의한 기록 장치는, 자기 기록 매체에 외부 자장을 인가하는 외부 자장 인가부와, 광을 조사하는 광 조사부와, 상기 광 조사부로부터의 상기 광을 공진시켜 집광하고, 상기 광의 자장을 증강시킨 증강 자장을 발생시키는 집광기를 구비하고, 상기 외부 자장과 상기 증강 자장을 상기 자기 기록 매체에 인가하여 상기 자기 기록 매체의 자화를 반전시킨다.
또, 본 발명의 기록 방법은, 광을 집광기에서 공진시켜 집광하고, 상기 광의 자장을 증강시킨 증강 자장을 발생시켜, 외부 자장 인가부로부터의 외부 자장과, 상기 증강 자장을 자기 기록 매체에 인가하여, 상기 자기 기록 매체의 자화를 반전시킨다.
본 발명에 의하면, 집광기에서 광을 공진시킴으로써 증강 자장을 얻고, 자기 기록 매체의 자화를 반전시킬 때에 외부 자장 및 증강 자장을 병용함으로써, 자화를 반전시킬 때에 필요로 하는 외부 자장을 낮출 수 있다. 따라서, 높은 보자력을 갖는 자기 기록 매체여도, 광을 공진시킴으로써, 낮은 외부 자장으로 용이하게 정보를 기록할 수 있다.
도 1 은, 본 발명에 의한 기록 장치의 전체 구성을 나타내는 개략도이다.
도 2a 는, 외부 자장을 인가한 후에, 밀리파대의 광을 조사하여 자기 기록 매체의 자화를 반전시켰을 때에 대해서 설명하기 위한 개략도이다.
도 2b 는, 밀리파대의 광을 조사한 후에, 외부 자장을 인가하여 자기 기록 매체의 자화를 반전시켰을 때에 대해서 설명하기 위한 개략도이다.
도 3a 는, 자화 반전 프로세스의 에너지 포텐셜 (광 조사 전) 을 나타내는 개략도이다.
도 3b 는, 자화 반전 프로세스의 에너지 포텐셜 (외부 자장 인가시) 을 나타내는 개략도이다.
도 3c 는, 자화 반전 프로세스의 에너지 포텐셜 (외부 자장 인가 및 광 조사시) 을 나타내는 개략도이다.
도 4 는, 외부 자장과, 광의 자장과, 보자력의 관계에 대해서 통계 열역학적 계산에 의해서 구한 결과를 나타낸 표이다.
도 5 는, 밀리파 집광 링에 조사하는 밀리파대의 광의 전계 강도를 나타낸 그래프이다.
도 6 은, 밀리파 집광 링의 구성과, 밀리파 집광 링에 대한 광의 조사에 대해서 설명하기 위한 개략도이다.
도 7 은, 밀리파 집광 링으로부터 30 [㎚] 의 거리에 있어서의 자장 분포를, 전자계 해석에 의해서 조사했을 때의 결과를 나타낸 화상이다.
도 8a 는, 220 [㎓] 나 660 [㎓] 의 광을 공진시키는 집광 링을 사용하여, 광을 공진시켰을 때의 자장 강도를, 전자계 해석에 의해서 계산했을 때의 계산 결과를 100 ∼ 900 [㎓] 의 범위에서 나타낸 그래프이다.
도 8b 는, 220 [㎓] 나 660 [㎓] 의 광을 공진시키는 집광 링을 사용하여, 광을 공진시켰을 때의 자장 강도를, 전자계 해석에 의해서 계산했을 때의 계산 결과를 100 ∼ 300 [㎓] 의 범위에서 확대 표시한 그래프이다.
도 9 는, 밀리파 집광 링에 있어서 전자계 해석을 행했을 때에 주목하는 영역을 나타낸 개략도이다.
도 10a 는, 밀리파 집광 링에 대해서 광을 0 [deg] 의 각도에서 조사했을 때의 전자계 해석의 결과를 나타낸 화상이다.
도 10b 는, 밀리파 집광 링에 대해서 광을 30 [deg] 의 각도에서 조사했을 때의 전자계 해석의 결과를 나타낸 화상이다.
도 10c 는, 밀리파 집광 링에 대해서 광을 45 [deg] 의 각도에서 조사했을 때의 전자계 해석의 결과를 나타낸 화상이다.
도 10d 는, 밀리파 집광 링에 대해서 광을 60 [deg] 의 각도에서 조사했을 때의 전자계 해석의 결과를 나타낸 화상이다.
도 11a 는, 밀리파 집광 링에 있어서 깊이 방향 z 에서의 자장 증강도를 조사한 위치를 나타내는 개략도이다.
도 11b 는, 각 위치마다 조사한 깊이 방향 z 에서의 자장 증강도를 나타낸 그래프이다.
도 11c 는, 전자계 해석 결과를 나타낸 화상이다.
도 12a 는, 밀리파 집광 링이 형성된 자성 필름의 제조 방법을 설명하기 위한 개략도이다.
도 12b 는, 밀리파 집광 링에 있어서 해석을 행하는 영역을 나타낸 개략도이다.
도 13 은, 자성 필름에 인가하는 외부 자장의 인가 방향과, 밀리파 집광 링에 조사되는 79 [㎓] 의 광의 조사 방향을 설명하기 위한 개략도이다.
도 14a 는, AFM 의 해석 결과를 나타낸 화상과, MFM 의 해석 결과를 나타낸 화상을 나열한 것이다.
도 14b 는, 전자계 해석 결과를 나타낸 화상과, MFM 의 해석 결과를 나타낸 화상을 나열한 것이다.
도 15a 는, 비자성 탐침에 의한 AFM 의 해석 결과를 나타낸 화상이다.
도 15b 는, 비자성 탐침에 의한 MFM 의 해석 결과를 나타낸 화상이다.
도 16 은, 밀리파 집광 링을 형성한 실리콘 기판과, 자성 필름을 중첩하는 모습을 나타낸 개략도이다.
도 17a 는, 레지스트가 적층된 실리콘 기판의 구성을 나타낸 개략도이다.
도 17b 는, 레지스트의 가공에 대해서 설명하기 위한 개략도이다.
도 17c 는, 패터닝된 레지스트를 나타낸 개략도이다.
도 17d 는, 도금층을 형성했을 때의 개략도이다.
도 17e 는, 패터닝된 레지스트를 제거했을 때의 개략도이다.
도 17f 는, 실리콘 기판 상에 밀리파 집광 링이 형성된 구성을 나타낸 개략도이다.
도 18 은, 실리콘 기판과 자성 필름을 중첩한 시료의 구성을 나타낸 개략도이다.
도 19 는, 자성 필름에 인가하는 외부 자장의 인가 방향과, 밀리파 집광 링에 조사되는 79 [㎓] 의 광의 조사 방향을 설명하기 위한 개략도이다.
도 20a 는, 도 19 의 시료의 확대 사진과, 당해 확대 사진 내에 형성되어 있는 밀리파 집광 링의 구성을 나타낸 개략도이다.
도 20b 는, 도 20a 의 확대 사진에 있어서 해석하는 영역을 더욱 확대한 확대 사진이다.
도 21 은, 밀리파 집광 링의 내주 코너부 부근에 있어서의 MFM 의 해석 결과를 나타낸 화상과, 전자계 해석 결과를 나타낸 화상이다.
도 22 는, 복수의 외부 자장 유닛을 일렬로 배치한 구성을 나타내는 개략도이다.
도 23a 는, 다른 실시형태에 의한 밀리파 집광 링의 구성을 나타낸 개략도이다.
도 23b 는, 비링상의 밀리파 집광기의 구성을 나타낸 개략도이다.
이하, 도면에 기초하여 본 발명의 실시형태를 상세히 서술한다.
(1) 본 발명의 기록 장치의 개략
먼저, 본 발명의 기록 장치의 구성에 대해서 아래에서 설명한다. 도 1 에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 기록 장치 (10) 는, 외부 자장 인가부 (11) 와, 집광 링 (12) 과, 광 L1 을 집광 링 (12) 에 조사하는 광 조사부 (13) 를 구비한다. 여기에서는, 먼저, 집광 링 (12) 에 조사되는 광 L1 로서, 30 ∼ 300 [㎓] 의 밀리파대 내의 광 L1 을 적용하는 경우에 대해서 아래에서 설명한다. 또, 아래의 실시형태에서는, 집광 링 (12) 을 밀리파 집광 링 (12) 이라고 칭한다.
기록 장치 (10) 는, 외부 자장 인가부 (11) 와, 밀리파 집광 링 (12) 과, 30 ∼ 300 [㎓] 의 밀리파대 내의 광 L1 을 밀리파 집광 링 (12) 에 조사하는 광 조사부 (13) 를 구비하고 있다. 본 실시형태에 있어서, 외부 자장 인가부 (11) 는, 면부 (11a) 가 자기 기록 매체 (1) 의 기록면 (1a) 에 대해서 수직으로 배치되고, 이 면부 (11a) 의 단부에 자기 헤드 (11b) 를 갖는다. 자기 헤드 (11b) 는 자기 기록 매체 (1) 의 기록면 (1a) 으로부터 200 [㎚] 이하의 간극을 형성하여 기록면 (1a) 에 대향 배치되어 있다.
여기에서, 외부 자장 인가부 (11) 는, 예를 들어, 공지된 기입 자기 헤드 모듈로서, 내부에 도시되지 않은 코일 등을 구비하고 있다. 외부 자장 인가부 (11) 는, 예를 들어, 기입 전류가 코일에 인가됨으로써, 자기 기록 매체 (1) 에 대향한 자기 헤드 (11b) 가 자화되고, 자기 헤드 (11b) 로부터 기록면 (1a) 에 외부 자장 (H0) 을 인가할 수 있다.
또한, 도 1 에서는, 자기 기록 매체 (1) 의 길이 방향을 x 로 하고, 자기 기록 매체 (1) 의 폭 방향을 y 로 하며, 이들 길이 방향 x 및 폭 방향 y 와 직교하는 방향을 자기 기록 매체 (1) 의 두께 방향 z 로 하고, 자기 헤드 (11b) 로부터 두께 방향 z 로 외부 자장 (H0) 을 발하여 기록면 (1a) 에 인가한다.
외부 자장 인가부 (11) 에는 후술하는 밀리파 집광 링 (12) 이 형성되어 있다. 밀리파 집광 링 (12) 은, 금, 백금 등의 금속 재료로 이루어지고, 갭 (14) 을 갖는 링상으로 형성되어 있다. 이 경우, 밀리파 집광 링 (12) 은, 자기 기록 매체 (1) 의 기록면 (1a) 에 대향 배치되는 변 (12a) 과, 당해 변 (12a) 과 소정 거리를 두고 대향 배치되며, 또한 갭 (14) 이 형성된 변 (12b) 과, 이들 변 (12a, 12b) 의 단부를 연결하는 측변 (12c, 12d) 을 갖고 있고, 이들 변 (12a, 12b) 및 측변 (12c, 12d) 으로 둘러싸인 중공부 (12e) 가 갭 (14) 과 연통되어 있다.
본 실시형태의 경우, 밀리파 집광 링 (12) 은, 이들 변 (12a, 12b) 및 측변 (12c, 12d) 이, 외부 자장 인가부 (11) 의 면부 (11a) 에 형성되어 있고, 외부 자장 인가부 (11) 의 자기 헤드 (11b) 와 함께, 변 (12a) 이 자기 기록 매체 (1) 의 기록면 (1a) 에 대향 배치되어 있다. 이 경우, 밀리파 집광 링 (12) 의 변 (12a) 은, 자기 기록 매체 (1) 의 기록면 (1a) 으로부터 200 [㎚] 이하의 간극을 두고 배치되어 있다.
여기에서, 밀리파 집광 링 (12) 은, 30 ∼ 300 [㎓] 의 밀리파대 내의 광 L1 을 공진시키도록, 갭 (14) 이 형성된 변 (12b) 의 단부 (14a) 로부터, 측변 (12c), 변 (12a) 및 측변 (12d) 을 개재하여, 갭 (14) 이 형성된 변 (12b) 의 다른 단부 (14b) 까지의 길이 (이하, 변 길이라고도 칭한다) 가 선정되어 있다.
이로써, 밀리파 집광 링 (12) 은, 30 ∼ 300 [㎓] 의 밀리파대 내의 광 L1 이 광 조사부 (13) 로부터 조사되면, 링이 코일, 갭이 콘덴서로서의 역할을 함으로써, 변 길이로 설정한 공진 주파수의 유도 전류가 발생되고, 그에 수반하여 링의 주위에 매우 강한 자장이 발생된다. 이로써, 밀리파 집광 링 (12) 은, 광 L1 이 갖는 자장 중 공진 주파수에서의 자장을 증강시킨 증강 자장 (이하, 이 실시형태에서는, 밀리파 자장이라고 칭한다) (HM) 을, 변 (12a) 에 발생시킨다. 밀리파 집광 링 (12) 은, 광 L1 이 갖는 자장 중 공진 주파수에서의 자장이 증강된 밀리파 자장 (HM) 을, 변 (12a) 으로부터 기록면 (1a) 에 인가한다. 또한, 밀리파 자장 (HM) 은, 밀리파 집광 링 (12) 의 변 길이에 걸쳐서 발생되는데, 여기에서는 기록면 (1a) 에 대향하는 변 (12a) 에 주목하여 아래에서 설명한다.
이와 같은 공진 주파수에서의 자장의 증강은, 밀리파 집광 링 (12) 의 변 길이를 선정함으로써 조정할 수 있다. 또한, 후술하는 검증 시험에서는, 밀리파 집광 링 (12) 에 광 L1 을 조사함으로써, 밀리파 집광 링 (12) 에 조사된 광 L1 의 자장에 대해서 공진 주파수에서의 자장이 900 배로 되는 것을 확인하였다.
이로써, 기록 장치 (10) 에서는, 예를 들어, 높은 보자력 (Hc) 을 갖는 엡실론 산화철 입자를 자기 기록 재료로서 사용한 자기 기록 매체 (1) 여도, 밀리파 집광 링 (12) 에 광 L1 을 조사함으로써, 고레벨의 포화 자속 밀도를 갖는 자기 헤드를 사용하지 않고, 낮은 외부 자장 (H0) 으로도 밀리파 자장 (HM) 의 어시스트에 의해서, 자기 기록 매체 (1) 의 자화를 반전시켜 정보를 기록할 수 있다. 또한, 기록 장치 (10) 는, 예를 들어, 자기 기록 매체 (1) 를 길이 방향 x 로 반송시킴으로써, 자기 기록 매체 (1) 에 정보의 연속적인 기록을 행할 수 있다.
또한, 광 조사부 (13) 로부터 조사되는 광 L1 은, 예를 들어 펄스광을 적용하지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
(2) 본 발명의 기록 장치에 있어서 자기 기록 재료로서 사용하는 엡실론 산화철 입자
본 발명의 기록 장치 (10) 에서는, 자기 기록 매체로서, 높은 보자력 (Hc) 을 갖는 엡실론 산화철 입자를 자기 기록 재료로서 사용하는 자기 기록 매체 (1) 를 적용하는 것이 바람직하다. 본 발명에서는, 높은 보자력 (Hc) 을 갖는 엡실론 산화철 입자를 자기 기록 재료로서 사용해도, 밀리파 집광 링 (12) 에 의해서 광 L1 을 공진시켜 얻어지는 밀리파 자장 (HM) 을 이용함으로써, 고레벨의 포화 자속 밀도를 갖는 자기 헤드를 사용하지 않고, 낮은 외부 자장으로 자화를 반전시켜 정보를 기록할 수 있다.
여기에서는, 본 실시형태에서 사용하는, 높은 보자력 (Hc) 을 갖는 엡실론 산화철 입자에 대해서 아래에서 설명한다. 엡실론 산화철 입자로는, 일반식이 ε-Fe2O3, ε-AxFe2-xO3 (A 는 Fe 를 제외한 원소, x 는 0 ＜ x ＜ 2 의 범위), ε-ByCzFe2-y-zO3 (여기에서의 B 및 C 는, A 및 Fe 를 제외한 원소이며, 또한 서로 상이한 원소, y 는 0 ＜ y ＜ 1 의 범위, z 는 0 ＜ z＜ 1 의 범위), ε-DUEVFWFe2-U-V-WO3 (여기에서의 D, E 및 F 는, A 및 Fe 를 제외한 원소이며, 또한 서로 상이한 원소, U 는 0 ＜ U ＜ 1 의 범위, V 는 0 ＜ V ＜ 1 의 범위, W 는 0 ＜ W ＜ 1 의 범위) 으로 나타내는 결정 중 어느 것인 것이 바람직하다.
ε-AxFe2-xO3 은, 결정계와 공간군이 ε-Fe2O3 과 동일하고, ε-Fe2O3 결정의 Fe 사이트의 일부가 Fe 이외의 원소 A 로 치환된 것이다. ε-Fe2O3 의 결정 구조를 안정적으로 유지하기 위해서, A 로는, 3 가의 원소를 사용하는 것이 바람직하다. 추가로 A 로는, Al, Sc, Ti, V, Cr, Ga, In, Y, Rh 에서 선택되는 1 종의 원소를 들 수 있다.
ε-ByCzFe2-y-zO3 은, 결정계와 공간군이 ε-Fe2O3 과 동일하고, ε-Fe2O3 결정의 Fe 사이트의 일부가, Fe 이외의 2 종의 원소 B, C 로 치환된 것이다. ε-Fe2O3 의 결정 구조를 안정적으로 유지하기 위해서, B 로는 4 가의 원소, C 로는 2 가의 원소를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, B 로는 Ti, C 로는 Co, Ni, Mn, Cu 및 Zn 에서 선택되는 1 종의 원소를 들 수 있다.
ε-DUEVFWFe2-U-V-WO3 은, 결정계와 공간군이 ε-Fe2O3 과 동일하고, ε-Fe2O3 결정의 Fe 사이트의 일부가, Fe 이외의 3 종의 원소 D, E, F 로 치환된 것이다. ε-Fe2O3 의 결정 구조를 안정적으로 유지하기 위해서, D 로는 3 가의 원소, E 로는 4 가의 원소, F 로는 2 가의 원소를 사용하는 것이 바람직하다. D 로는 Al, Sc, Ti, V, Cr, Ga, In, Y, Rh 에서 선택되는 1 종의 원소를 들 수 있다. 또, E 로는 Ti, F 로는 Co, Ni, Mn, Cu 및 Zn 에서 선택되는 1 종의 원소를 들 수 있다.
또한, 상기 서술한 A, B, C, D, E 및 F 에서 Fe 를 제외한 것은, ε-Fe2O3 의 Fe3＋ 이온 사이트의 일부를, 1 종류, 또는, 서로 상이한 2 종류, 3 종류의 원소로 치환하기 위해서이다. 여기에서 엡실론 산화철 입자의 입경은 특별히 한정되지 않는데, 예를 들어, TEM (투과형 전자 현미경) 사진으로부터 계측한 평균 입경이 5 ∼ 200 [㎚] 의 범위인 것이 바람직하고, 자기 기록 매체 (1) 의 기록 밀도를 높이기 위해서는, 평균 입경이 100 [㎚] 이하인 것이 보다 바람직하고, 50 [㎚] 이하인 것이 보다 바람직하며, 20 [㎚] 이하인 것이 보다 바람직하다.
이들 엡실론 산화철 입자는 공지된 것이다. Fe 사이트의 일부가 Fe 이외의 1 종의 원소 A, 2 종류의 원소 B, C, 3 종의 원소 D, E, F 로 각각 치환된 ε-AxFe2-xO3, ε-ByCzFe2-y-zO3, 또는ε-DUEVFWFe2-U-V-WO3 중 어느 결정으로 이루어지는 엡실론 산화철 입자는, 예를 들어, 역미셀법 및 졸-겔법을 조합 공정과, 소성 공정에 의해서 합성할 수 있다. 또, 일본 공개특허공보 2008-174405호에 개시되는 바와 같이, 직접 합성법 및 졸-겔법을 조합 공정과, 소성 공정에 의해서 합성할 수 있다.
또한, 보다 구체적인 제조 방법에 대해서는, 예를 들어, 공지 문헌인「Jian Jin, Shinichi Ohkoshi and Kazuhito Hashimoto, ADVANCED MATERIALS 2004, 16, No.1, January 5, p.48-51」이나,「Shin-ichi Ohkoshi, Shunsuke Sakurai, Jian Jin, Kazuhito Hashimoto, JOURNAL OF APPLIED PHYSICS, 97, 10K312 (2005) 」에 개시되어 있어, 여기에서는 그 설명은 생략한다.
(3) 엡실론 산화철 입자를 함유한 자기 기록 매체
본 실시형태의 기록 장치 (10) 에 사용하는 자기 기록 매체 (1) 는, 예를 들어 아래와 같이 하여 제조한다. 상기 서술한 엡실론 산화철 입자를 소정의 용매에 분산시켜 얻어진 분산액을, 기체 상에 형성한다. 예를 들어, 유리 기판 상에 폴리에스테르 필름을 첩부하고, 당해 필름 상에 분산액을 적하한다. 기체 상에 형성된 분산액을, 배향의 확실성을 높이는 관점에서 2 테슬러 이상의 자속 밀도 하에 두고, 분산액을 경화시킴으로써 필름상의 입자 분산체를 얻을 수 있다. 또한, 이와 같은 필름상의 입자 분산체의 상세한 제조 방법은, 일본 공개특허공보 2016-135737호에 개시되어 있어, 여기에서는 그 설명은 생략한다.
이와 같이 하여 제조되는 자기 기록 매체 (1) 는, 예를 들어, 배향도 = SQ (자화 용이 축 방향)/SQ (자화 곤란 축 방향) 으로 정의되는 자성 입자의 배향도의 값이, 0.6 을 초과하는 것이 바람직하다. 또, 엡실론 산화철 입자의 자화 용이 축을 소정 방향을 향하여 배향시킨 입자 분산체는, 실온에서의 보자력 (Hc) 이 3 [kOe] (2.39 × 105 [A/m]) 이상인 것이 바람직하다.
(4) 외부 자장의 인가와, 밀리파대의 광 조사를 조합한, 자기 기록 매체의 자화 반전 방법
여기에서, 외부 자장 (H0) 의 인가와, 밀리파대의 광 조사를 조합한, 자기 기록 매체 (1) 의 자화 반전 방법의 개요에 대해서, 아래에서 설명한다. 도 2a 에서는, 자기 기록 매체 (1) 의 자화 (3) 를 간략하게 나타낸 모식도이다. 도 2a 에서는, 외부 자장 (H0) 의 인가와, 밀리파대의 광 L2 의 조사가 되어 있지 않을 때, 자화 (3) 의 자화 방향이, 예를 들어 외부 자장 방향과 역방향 (이하, 초기 배향 방향이라고 칭한다) 으로 배향되어 있다. 또한, 여기에서, 도 2a 중에 나타내는 밀리파대의 광 L2 란, 밀리파 집광 링 (12) 에 의해서 광 L1 을 공진시켜 집광시킨 광에 상당하는 것으로서, 밀리파 자장 (HM) 을 갖는 광이다.
도 2a 에 나타내는 바와 같이, 자기 기록 매체 (1) 의 표면을 향하여 외부 자장 (H0) 이 인가되면, 자기 기록 매체 (1) 에서는, 외부 자장 (H0) 이 인가된 영역 (도 2a 중,「자장 인가」로 표기) 내의 자화 (3) 가, 외부 자장 (H0) 의 영향을 받아 경사진다. 이 때, 자기 기록 재료로서, 높은 보자력 (Hc) 을 갖고 있는 엡실론 산화철 입자를 사용하고 있을 경우, 외부 자장 (H0) 만에 의해서는 자화 (3) 를 180 도 반전시키기 어렵고, 자화 (3) 가 경사지는 것에 그쳐, 정보를 기록할 수 없다.
외부 자장 (H0) 이 인가된 상태에서, 엡실론 산화철 입자의 공명 주파수인 밀리파대의 광 L2 가 조사되면, 당해 밀리파대의 광 L2 가 조사된 영역 (도 2a 중,「밀리파 조사」로 표기) 에서는, 외부 자장 (H0) 에 의해서 경사져 있는 자화 (3) 가, 밀리파대의 광 L2 에 의해서 여기되고, 세차 운동을 시작하여, 최종적으로 자화 방향이 초기 배향 방향으로부터 180 도 반전된다. 또한, 엡실론 산화철 입자의 공명 주파수란, 30 ∼ 300 [㎓] 의 밀리파대 내에 있어서, 엡실론 산화철 입자의 전자파 흡수량이 최대가 되는 피크가 있는 주파수를 말한다.
또한, 상기 서술한 실시형태에서는, 외부 자장 (H0) 을 자기 기록 매체 (1) 에 인가한 상태에서, 엡실론 산화철 입자의 공명 주파수인 밀리파대의 광 L2 를 조사함으로써, 밀리파대의 광 L2 가 자화 반전을 어시스트하여, 자화 방향이 초기 배향 방향으로부터 180 도 반전되는 경우에 대해서 설명했지만, 도 2b 에 나타내는 바와 같이, 엡실론 산화철 입자의 공명 주파수인 밀리파대의 광 L2 를 자기 기록 매체 (1) 에 조사한 상태에서, 외부 자장 (H0) 을 인가하도록 해도 된다. 이 경우, 외부 자장 (H0) 이 자화 반전을 어시스트하여, 자화 방향이 초기 배향 방향으로부터 180 도 반전된다.
여기에서, 외부 자장 (H0) 의 인가와 밀리파대의 광 L2 의 조사에 의해서 자화 (3) 를 반전시키는 현상 (이하, 자화 반전 프로세스라고도 칭한다) 에 대해서, 도 3a, 도 3b 및 도 3c 를 이용하여 포텐셜 에너지의 관점에서 아래에서 설명한다.
도 3a 는, 외부 자장 (H0) 이 인가되어 있지 않으며, 또한 밀리파대의 광 L2 도 조사되어 있지 않을 때의 에너지 포텐셜을 나타낸다. 도 3a 에서는, 초기 배향 방향을 향하고 있는 자화 안정 위치에서의 자화 방향을 0 도로 하고, 자화 반전된 자화 안정 위치에서의 자화 방향을 180 도로 하여 가로축에 나타낸다. 이 경우, 에너지 최소부 지점이 0 도 부근과 180 도 부근에 나타나 있고, 이들 0 도와 180 도 사이에 자화 반전의 에너지 장벽이 나타난다.
0 도 부근의 자화 (3) 는 에너지 장벽에 의해서 반전할 수 없다. 그 후, 외부 자장 (H0) 이 인가되면, 도 3b 에 나타내는 바와 같이, 에너지 포텐셜이 변화되어, 0 도 부근의 에너지 포텐셜이 오름과 함께, 180 도 부근의 에너지 포텐셜이 내려가, 180 도 부근에 에너지 최소부 지점이 나타난다. 그러나, 0 도와 180 도 사이에 여전히 자화 반전의 에너지 장벽이 존재하고 있어, 0 도의 자화 방향이 유지된다.
이 상태에서, 엡실론 산화철 입자의 공명 주파수인 밀리파대의 광 L2 가 조사되면, 도 3b 에 나타내는 점선의 에너지가 부여되고, 도 3c 에 나타내는 바와 같이, 자화 반전의 에너지 장벽을 넘어, 자화 (3) 가 반전되어 180 도 부근이 자화 안정 위치가 된다.
여기에서, 도 4 는, 외부 자장 (H0) 과, 밀리파 집광 링 (12) 에서 집광되어 있지 않는 밀리파대의 광 (이하,「미집광의 밀리파대의 광」이라고도 칭한다) 의 자장 H밀리 와, 자기 기록 매체 (1) 의 보자력 (Hc) 의 관계에 대해서, 통계 열역학 계산에 의해서 구한 계산 결과를 정리한 표이다. 도 4 에 나타내는 바와 같이, 예를 들어, 3000 [Oe] 의 외부 자장 (H0) 을 인가한 상태일 때, 1100 [Oe] 의 자장 H밀리 의 밀리파대의 광을 조사함으로써, 6000 [Oe] 의 보자력 (Hc) 을 갖는 자기 기록 매체 (1) 의 자화를 반전시킬 수 있는 것을 알 수 있다.
예를 들어, 도 5 는, 미집광의 밀리파대의 광의 일례를 나타내고 있고, 전장 (電場) 의 시간 의존성을 나타낸 그래프이다. 이와 같은 미집광의 밀리파대의 광에서는, 0.11 [T] 의 자장을 실현할 수 있는 것이 확인되었지만, 이 자장의 값은, 밀리파가 갖는 넓은 주파수 대역 전체에서의 자장의 총량치이다. 그 때문에, 밀리파가 갖는 넓은 주파수 대역 전체 중에서, 엡실론 산화철 입자의 공명 주파수와 동일한 주파수에서의 자장은, 전체의 0.11 [T] 중 불과 1 ％ 정도에도 미치지 못한다. 그 때문에, 미집광의 밀리파대의 광에서는, 엡실론 산화철 입자의 공명 주파수와 동일한 주파수에서의 자장은 매우 작은 것이 되어, 예를 들어, 3000 [Oe] 의 외부 자장 (H0) 을 인가한 상태일 때, 도 5 에 나타내는 미집광의 밀리파대의 광을 조사해도, 실제로는 6000 [Oe] 의 보자력 (Hc) 을 갖는 자기 기록 매체 (1) 의 자화를 반전시키기는 어렵다.
그래서, 본 실시형태에서는, 도 6 에 나타내는 바와 같이, 밀리파 집광 링 (12) 에 밀리파대의 광 L1 을 조사하고, 자기 기록 매체 (1) 의 공명 주파수에 있어서 광 L1 을 밀리파 집광 링 (12) 에서 공진시켜, 당해 공진 주파수에서의 자장을 증강시키는 것으로 하였다. 이와 같이, 밀리파 집광 링 (12) 에서 광 L1 을 공진시킴으로써 얻어지는 밀리파 자장 (HM) 을 이용함으로써, 예를 들어, 3000 [Oe] 의 외부 자장 (H0) 을 인가해도, 6000 [Oe] 의 높은 보자력 (Hc) 을 갖는 자기 기록 매체 (1) 의 자화를 반전시킬 수 있다.
(5) 검증 시험
(5-1) FDTD 법에 의한 시뮬레이션 시험
다음으로, 220 [㎓] 및 660 [㎓] 에서 공진하는 집광 링 (여기에서는, 660 [㎓] 에서도 공진시키는 점에서 밀리파 집광 링이라고 하지 않고, 간단히, 집광 링이라고 칭한다) 을 설계하고, 시간 영역 차분법 (이하, FDTD 법 : Finite-difference time-domain method 라고 칭한다) 에 의한 시뮬레이션 시험을 행하여, 전자계 해석을 행하였다. 도 6 은, 시뮬레이션 시험에 있어서 사용한 장방 형상의 집광 링 (12) 을 나타낸다. 이 집광 링 (12) 은, 폭을 96.75 [㎛], 갭 (14) 을 21.5 [㎛], 높이를 268.75 [㎛], 선폭을 5.34 [㎛], 깊이의 두께를 100 [㎚] 로 정의하고, 220 [㎓] 나 660 [㎓] 의 광을 공진시키도록 설계하였다.
또, 시뮬레이션 시험에 사용하는 집광 링 (12) 은, 진공 중에 떠 있는 완전 도체의 금속으로 정의하였다. 그리고, FDTD 법에 의한 시뮬레이션 시험에 의해서, 이와 같은 집광 링 (12) 에, 도 5 에 나타내는 바와 같은 광 (이하, 광 L1 로 한다) 을 조사했을 때의 전자계 해석을 행하였다. 또한, 집광 링 (12) 에 조사하는 광 L1 은, 집광 링 (12) 에 대해서 수직으로 조사되는 직선 편광으로 정의하였다.
그리고, 집광 링 (12) 에 있어서, 갭 (14) 이 없는 단변인 변 (12a) 의 외측 30 [㎚] 의 위치 P1 에서 발생되는 자장의 주파수 의존성에 대해서, FDTD 법에 의한 시뮬레이션 시험을 토대로 조사하였다. 도 7 은, FDTD 법에 의한 시뮬레이션 시험의 전자계 해석 결과를 나타낸다. 또한, 도 7 은, 실제로는 컬러 화상이고, 전계 강도는, 적 ＞ 등 ＞ 황 ＞ 녹 ＞ 청 ＞ 자의 순으로 높게 나타나고, 난색계이고 자장이 큰 것을 나타내는 것이 된다.
도 7 로부터, 변 (12a) 의 외측 30 [㎚] 의 위치에 있어서, 200 [㎚] 의 굵기로 높은 자장이 발생되는 것을 확인할 수 있었다. 또, 도 7 의 결과로부터, 변 (12a) 의 외측 30 [㎚] 의 위치에서 발생되는 자장을 계산한 결과, 도 8a 에 나타내는 바와 같은 계산 결과가 얻어지고, 220 [㎓] 에서 공진할 뿐만 아니라, 밀리파대가 아닌 660 [㎓] 에서도 공진하는 것을 알 수 있었다. 도 8b 로부터, 집광 링 (12) 에 입력되는 입력 자장에 대해서, 220 [㎓] 에서 약 900 배의 자장이 되는 것을 확인할 수 있었다.
이상으로부터, 이 검증 시험에 의해서, 집광 링 (12) 에, 300 [㎓] 초과의 660 [㎓] 의 서브테라헤르츠파대 내의 광 L1 을 조사해도, 집광 링 (12) 에 의해서 광 L1 을 공진시킬 수 있는 것을 확인할 수 있었다. 따라서, 서브테라헤르츠파대 내의 광 L1 의 자장을 증강한 증강 자장이 얻어지는 것을 확인할 수 있었다. 그 때문에, 본 실시형태의 기록 장치 (10) 에서는, 30 ∼ 300 [㎓] 의 밀리파대 내의 광뿐만 아니라, 100 ∼ 1000 [㎓] 의 서브테라헤르츠파대 내의 광도 사용할 수 있다. 또한, 여기에서, 광의 주파수가 1000 [㎓] 초과가 되면, 링 사이즈가 10 [㎛] 정도로 되고, 기록 헤드에 의한 기록 폭이 작아지는 것이 추측되는 점에서, 어느 정도의 기록 폭을 확보하는 경우에는, 광 L1 의 주파수는 1000 [㎓] 이하인 것이 바람직하다.
다음으로, 79 [㎓] 나 240 [㎓] 의 광을 공진시키는 밀리파 집광 링 (12) 을 설계하여, FDTD 법에 의한 시뮬레이션 시험을 행하고, 전자계 해석을 행하였다. 도 9 는, 이 시뮬레이션 시험에 사용한 밀리파 집광 링 (12) 을 나타낸다. 이 밀리파 집광 링 (12) 은, 변 (12a) 이나 측변 (12c, 12d), 갭 (14), 선폭 등이 79 [㎓] 나 240 [㎓] 의 광에 공진하도록 설계되어 있다.
시뮬레이션 시험에 있어서, 밀리파 집광 링 (12) 에 조사하는 밀리파대의 광 L1 은, 밀리파 집광 링 (12) 에 대해서 수직으로 조사되는 직선 편광으로 정의하였다. 그리고, 밀리파 집광 링 (12) 의 정면으로부터 밀리파 집광 링 (12) 의 중심부를 향하여 조사하는 밀리파대의 광 L1 의 각도를 변경하여, FDTD 법에 의한 시뮬레이션 시험을 행하였다.
구체적으로는, 밀리파 집광 링 (12) 에 대해서 수직 (0 [deg]) 으로 밀리파대의 광 L1 을 조사했을 때의 시뮬레이션 시험과, 밀리파 집광 링 (12) 의 단변을 향하여 30 [deg] 의 각도를 형성하여 밀리파대의 광 L1 을 조사했을 때의 시뮬레이션 시험을 행하였다. 또, 동일하게, 밀리파 집광 링 (12) 의 단변을 향하여 45 [deg] 의 각도를 형성하여 밀리파대의 광 L1 을 조사했을 때의 시뮬레이션 시험과, 밀리파 집광 링 (12) 의 단변을 향하여 60 [deg] 의 각도를 형성하여 밀리파대의 광 L1 을 조사했을 때의 시뮬레이션 시험을 행하였다.
그리고, 이 FDTD 법에 의한 시뮬레이션 시험에서는, 도 9 에 나타낸 밀리파 집광 링 (12) 의 모서리부 부근의 영역 ER1 에 대해서 주목하여, 각각 전자계 해석을 행하였다. 그 결과, 도 10a ∼ 도 10d 에 나타내는 바와 같은 결과가 얻어졌다. 도 10a 는, 0 [deg] 에서 밀리파대의 광 L1 을 조사했을 때의 전자계 해석의 결과를 나타내고, 도 10b 는, 30 [deg] 에서 밀리파대의 광 L1 을 조사했을 때의 전자계 해석의 결과를 나타내고, 도 10c 는, 45 [deg] 에서 밀리파대의 광 L1 을 조사했을 때의 전자계 해석의 결과를 나타내며, 도 10d 는, 60 [deg] 에서 밀리파대의 광 L1 을 조사했을 때의 전자계 해석의 결과를 나타낸다.
도 10a ∼ 도 10d 의 결과로부터, 밀리파 집광 링 (12) 에 대해서, 밀리파대의 광 L1 의 조사 각도를 변경해도, 밀리파대의 광 L1 의 자장이 증강되어 있는 것을 확인할 수 있었다. 또, 밀리파 집광 링 (12) 에 대해서, 밀리파대의 광 L1 의 조사 각도를 크게 하는 편이, 미미하기는 하지만, 자장의 증강이 커지는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 밀리파대의 광 L1 의 조사 각도에 관계 없이, 밀리파 집광 링 (12) 의 변 (12a) 에 있어서는, 코너 부분에서 더욱 자장이 증강되어 있는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 도 10a 중에 표기된「0.289 ㎛」의 수치는, 자장의 최대치의 90 ％ 이상의 지점의 폭을 나타낸다. 도 10b ∼ 도 10d 도 동일하다.
다음으로, 이 79 [㎓] 의 광을 공진시키는 밀리파 집광 링 (12) 에 있어서, 0 [deg] 에서 밀리파대의 광 L1 을 조사한 경우에 대해서, FDTD 법에 의한 시뮬레이션 시험을 행하고, 도 11a 에 나타내는 바와 같이, 밀리파 집광 링 (12) 의 내주 코너부 부근의 3 개 지점에 있어서, 깊이 방향 z 에서의 자장 증강도를 계산하였다. 구체적으로는, 밀리파 집광 링 (12) 의 변 (12a) 으로부터 내측으로 17 [㎚] 멀어진 위치에 있어서, 측변 (12c) 으로부터의 거리가 0 [㎚], 300 [㎚] 및 600 [㎚] 에서의 각 위치에서, 각각 깊이 방향 z 에 있어서의 자장 증강도를 계산하였다.
그 결과, 도 11b 에 나타내는 바와 같은 결과가 얻어졌다. 도 11b 로부터, 밀리파 집광 링 (12) 의 측변 (12c) 으로부터 멀어짐에 따라서 자장 증강도가 낮아지기는 하지만, 측변 (12c) 으로부터 가장 멀어진 600 [㎚] 의 위치에서 깊이 방향 z 로 -1000 [㎚] 멀어진 위치여도, 높은 자장 증강도가 얻어지는 것을 확인할 수 있었다. 또, FDTD 법에 의한 시뮬레이션 시험에 의해서, 깊이 방향 z 에서의 거리가 0 [㎚] 인 위치에서 밀리파 집광 링 (12) 의 내주 코너부 부근에 대해서, 전자계 해석에 의해서 자장 분포를 조사한 결과, 도 11c 에 나타내는 바와 같은 결과가 얻어졌다. 도 11c 의 전자계 해석 결과로부터, 밀리파 집광 링 (12) 의 가장자리를 따라서 강자장이 분포되어 있고, 특히 코너부에서의 자장이 강해져 있는 것을 확인할 수 있었다.
(5-2) 자성 필름 상에 밀리파 집광 링을 부착시킨 시료를 사용한 검증 시험
다음으로, 실제로 자기 기록 매체로서 자성 필름을 제조하고, 이 자성 필름에 직접 형성한 밀리파 집광 링 (12) 에서 밀리파 자장을 발생시키고, 이 밀리파 자장과 외부 자장에 의해서, 자성 필름의 자화를 반전시킬 수 있는지의 여부에 대해서 확인하는 검증 시험을 행하였다.
(5-2-1) 밀리파 집광 링이 부착된 자성 필름의 제조
여기에서는, 먼저, 이미 알려진 방법에 의해서 합성된 ε-Ga0.22Ti0.05Co0.07Fe1.68O3 의 결정으로 이루어지는 엡실론 산화철 입자를, 수산화테트라메틸암모늄 (TMAH : tetramethyl ammonium hydroxide) 으로 이루어지는 분산액 중에 분산시키고, 원심 분리 처리에 의해서 분급을 행하여, 입경을 일정하게 한 분말 시료를 얻었다. 이 분말 시료에 대해서 투과형 전자 현미경 (TEM) 으로 관찰한 결과, 구상 입자인 것을 확인할 수 있었다. 다음으로, 이 분말 시료를 사용하여, 검증 시험에 사용하는 자성 필름을 제조하였다. 또한, 이 ε-Ga0.22Ti0.05Co0.07Fe1.68O3 의 결정으로 이루어지는 엡실론 산화철 입자는 공지된 것으로, 전자파 흡수량의 최대 피크 (즉, 자연 공명이 발생되는 공명 주파수) 가 80 [㎓] 이고, 보자력 (Hc) 이 4.3 [kOe] 인 것이 확인되었다.
자성 필름의 제조에는, 우레탄 수지와 염화비닐 수지를 혼합시킨 혼합물을 준비하고, 이 혼합물과, 분급된 분말 시료를 소정 용매 중에 분산시킨 분산액을 제조하였다. 이어서, 석영 기판에 분산액을 도포해 가고, 2 T 의 자속 밀도 하에 두어, 분산액을 건조시킴으로써, 분산액이 경화된 투명한 자성 필름을 석영 기판 상에 형성하였다. 이 때, 자성 필름은, 자속 밀도가 수직 방향으로 놓이도록 배치하였다.
다음으로, 도 12a 에 나타내는 바와 같이, 석영 기판 (17) 의 표면에 형성된 자성 필름 (18) 상에 밀리파 집광 링 (12) 을 부착시키는 프로세스를 행하였다. 도 12a 에 나타내는 바와 같이, 먼저, 실리콘 기판에 밀리파 집광 링 (12) 의 외형과 일치하는 구멍 (19a) 을 뚫은 마스크 (20a) 를 제조하였다. 다음으로, 석영 기판 (17) 의 표면에 형성된 자성 필름 (18) 상에, 제조된 마스크 (20a) 를 중첩하고, 마스크 (20a) 측으로부터 금을 스퍼터링함으로써, 자성 필름 (18) 상에, 80 [㎓] 나 240 [㎓] 의 광을 공진시키는, Au 로 이루어지는 밀리파 집광 링 (12) 을 형성하였다.
이와 같이 하여, 도 12b 에 나타내는 바와 같이, 단변이 되는 변 (12a, 12b) 이 278.0 [㎛], 갭 (14) 이 61.8 [㎛], 장변이 되는 측변 (12c, 12d) 이 772.8 [㎛], 선폭이 15.4 [㎛] 인 밀리파 집광 링 (12) 을 자성 필름 (18) 상에 형성하였다. 또한, 이 밀리파 집광 링 (12) 은, 자성 필름 (18) 상에서 80 [㎓] 나 240 [㎓] 의 광을 공진시키도록 설계한 것이다.
(5-2-2) 외부 자장 인가 및 밀리파대의 광 조사 시험
다음으로, 이와 같이 하여, 자성 필름 (18) 의 표면에 직접 형성한 밀리파 집광 링 (12) 을 사용하여, 외부 자장 인가 및 밀리파대의 광 조사 시험을 행하였다. 자성 필름 (18) 의 자화는, 먼저, 도 13 에 나타내는 바와 같이, 아래로부터 위로 배향하도록 하였다. 그리고, 영구 자석을 사용하여, 자성 필름 (18) 의 초기의 자화 방향과 역방향이 되는 위에서부터 아래로 외부 자장 (H0) 을 인가하였다. 외부 자장 (H0) 은, 2.9 [kOe] 로 하였다. 또, 도 5 에 나타낸, 펄스상의 밀리파대의 광 L1 을, 외부 자장 (H0) 과 동일하게 위에서부터 아래로 밀리파 집광 링 (12) 을 향하여 1 쇼트 조사하였다.
그리고, 도 12b 에 나타내는 바와 같이, 밀리파 집광 링 (12) 의 코너부의 영역 ER2 에 대해서, 원자간력 현미경 (AFM : Atomic Force Microscope) 에 의한 해석과, 자기력 현미경 (MFM : Magnetic Force Microscope) 에 의한 해석과, 전자계 해석을 행하였다. 도 14a 는, AFM 해석 결과와, 자성 탐침에 의한 MFM 해석 결과를 나열한 것이다.
이들 AFM 해석 결과와, 자성 탐침을 사용한 MFM 해석 결과는 동시에 측정한 측정 결과이고, AFM 해석 결과로부터, 밀리파 집광 링 (12) 의 코너부를 확인할 수 있었다. 또, 자성 탐침을 사용한 MFM 해석 결과로부터, AFM 해석 결과에서 확인한 밀리파 집광 링 (12) 의 코너부를 따라서 색미 (色味) 가 변한 것을 확인할 수 있었다. 이와 같은 자성 탐침을 사용한 MFM 해석 결과로부터, 밀리파 집광 링 (12) 의 주변에서 자성 필름 (18) 의 자화가 반전되어 있는 것을 확인할 수 있었다.
도 14b 는, 전자계 해석 결과와, 자성 탐침을 사용한 MFM 해석 결과를 나열한 것이다. 전자계 해석 결과는, 밀리파 집광 링 (12) 의 하면으로부터 94 [㎚] 하방의 평면에 있어서의 자장 강도를 조사한 것이다. 전자계 해석 결과로부터, 밀리파 집광 링 (12) 의 코너부를 따라서 자장 강도가 커져 있는 것을 확인할 수 있었다.
다음으로, 도 12b 에 나타낸 밀리파 집광 링 (12) 의 코너부의 영역 ER2 에 대해서, 비자성 탐침을 사용하여 AFM 해석과 MFM 해석을 행한 결과, 도 15a 및 도 15b 에 나타내는 바와 같은 결과가 얻어졌다. 도 15a 의 AFM 해석 결과로부터는, 밀리파 집광 링 (12) 의 코너부를 확인할 수 있었으나, 도 15b 에 나타내는, 비자성 탐침을 사용한 MFM 해석 결과로부터는, 밀리파 집광 링 (12) 의 코너부에서의 색미의 변화는 확인할 수 없었다. 이와 같이 비자성 탐침을 사용한 MFM 해석에서는 응답을 확인할 수 없었기 때문에, 도 14a 및 도 14b 에 나타낸 MFM 해석은 자기의 응답이라고 말할 수 있다.
(5-3) 실리콘 기판 상의 집광 링과 자성 필름을 중첩한 시료를 사용한 검증 시험
(5-3-1) 실리콘 기판 상의 집광 링과 자성 필름을 중첩한 시료의 제조
이 검증 시험에서는, 상기 서술한「(5-2-1) 밀리파 집광 링이 부착된 자성 필름의 제조」과 동일하게, ε-Ga0.22Ti0.05Co0.07Fe1.68O3 의 결정으로 이루어지는 엡실론 산화철 입자를 함유하는 분산액을 석영 기판 상에 도포해 가고, 2 T 의 자속 밀도 하에 두어, 분산액을 건조시킴으로써, 도 16 에 나타내는 바와 같이, 투명한 자성 필름 (18) 을 석영 기판 (17) 상에 형성하였다. 이 때, 자성 필름 (18) 은, 자속 밀도가 수직 방향으로 놓이도록 배치하였다.
또, 이와는 별도로, 27 [㎓] 나 80 [㎓] 의 광을 공진시키도록 설계한 Au 로 이루어지는 집광 링 (여기에서는, 27 [㎓] 에서도 공진시키는 점에서 밀리파 집광 링이라고 칭하지 않고, 간단히, 집광 링이라고 칭한다) (12) 을, 실리콘 기판 (25) 의 표면을 따라서 형성하였다. 또한, 실리콘 기판 (25) 상에 집광 링 (12) 을 제조하는 방법을 도 17a ∼ 도 17f 에 나타낸다. 먼저, 도 17a 에 나타내는 바와 같이, 실리콘 기판 (25) 상에 레지스트 (19) 를 형성하였다. 이어서, 도 17b 에 나타내는 바와 같이, 전자선에 의해서, 레지스트 (19) 를 패터닝해 가고, 27 [㎓] 나 80 [㎓] 의 광을 공진시키도록 설계한 집광 링의 외형과 일치하는 구멍 (19a) 을 형성하고, 도 17c 에 나타내는 바와 같이, 구멍 (19a) 의 내부에 실리콘 기판 (25) 을 노출시킨 레지스트 (20) 를 제조하였다.
이어서, 도 17d 에 나타내는 바와 같이, 패터닝된 레지스트 (20) 의 구멍 (19a) 을 매립하도록 하여, 증착에 의해서 금 (Au) 으로 이루어지는 도금층 (22) 을 형성한 후, 도 17e 에 나타내는 바와 같이, 레지스트 (20) 를 제거함으로써, 구멍 (19a) 의 위치에만 도금층 (22) 을 잔존시켰다. 이로써, 도 17f 에 나타내는 바와 같이, 실리콘 기판 (25) 상에, 27 [㎓] 나 80 [㎓] 의 광을 공진시키는, Au 로 이루어지는 집광 링 (12) 을 형성하였다. 집광 링 (12) 은, 그 변 길이 전체가 실리콘 기판 (25) 의 표면에 부착되도록 형성하였다. 그리고, 이와 같이 하여 제조된 실리콘 기판 (25) 과, 상기한 자성 필름 (18) 을 중첩하고, 자성 필름 (18) 및 실리콘 기판 (25) 사이에 집광 링 (12) 을 배치시킨 시료를 제조하였다.
도 18 은, 자성 필름 (18) 및 실리콘 기판 (25) 사이에 집광 링 (12) 을 형성한 시료 (27) 의 상면 구성과, 시료 (27) 에 있어서 1 개의 집광 링 (12) 이 형성된 영역을 확대 현미경으로 찍은 사진을 나타낸다. 또한, 이 검증 시험에서는, 복수의 집광 링 (12) 을 매트릭스상으로 배치하였다. 또, 자성 필름 (18) 의 표면에는 레이저로 마킹 (M) 이 형성되어 있고, 자성 필름 (18) 을 실리콘 기판 (25) 에 중첩했을 때, 집광 링 (12) 의 주변에 마킹 (M) 이 배치되도록 하였다. 또한, 이 마킹 (M) 은, 각 집광 링 (12) 의 각 부의 위치를 특정할 때, 기준으로 하는 것이다.
또, 도 20a 에 나타내는 바와 같이, 이 확대 현미경에 의해서 확대된 관찰 영역 내에, 80 [㎓] 의 광을 공진시키도록 설계한 집광 링 (12) 을 배치하였다. 이 경우, 집광 링 (12) 은, 단변이 298.9 [㎛], 갭이 66.4 [㎛], 장변이 830.9 [㎛], 선폭이 16.6 [㎛] 으로 형성되어 있다.
(5-3-2) 외부 자장 인가와, 밀리파대 또는 준밀리파대의 광 조사 시험
자성 필름 (18) 의 자화는, 먼저, 도 19 에 나타내는 바와 같이, 위로부터 아래로 배향하도록 하였다. 그리고, 영구 자석을 사용하여, 자성 필름 (18) 의 초기의 자화 방향과 역방향이 되는 아래로부터 위로 외부 자장 (H0) 을 인가하였다. 외부 자장 (H0) 은 3.8 [kOe] 로 하였다. 또, 도 5 에 나타낸 광 L1 을, 외부 자장 (H0) 과는 반대인 위로부터 아래로 집광 링 (12) 을 향하여 30 [sec] 조사하였다.
또한, 자성 필름 (18) 을 실리콘 기판 (25) 에 중첩할 때, 자성 필름 (18) 이나 실리콘 기판 (25) 의 표면에 존재하는 볼록부 등에 의해서, 자성 필름 (18) 과 집광 링 (12) 사이에는 수백 [㎚] 의 간극이 형성되어 있다고 생각된다.
도 20b 는, 도 20a 에 나타낸 집광 링 (12) 의 코너부의 영역 ER3 을 중심으로 확대한 사진을 나타내고 있고, 이 도 20b 에는, 집광 링 (12) 의 코너부가 찍혀 있어, 집광 링 (12) 이 형성되어 있는 것을 알 수 있다. 그리고, 자성 필름 (18) 으로부터 실리콘 기판 (25) 을 벗겨낸 후, 도 21 에 나타내는 바와 같이, 집광 링 (12) 의 내주 코너부가 배치되어 있던 부근의 자성 필름 (18) 의 영역 ER4, ER5 에 대해서, MFM 에 의한 해석과, 전자계 해석을 행한 결과, 도 21 에 나타내는 바와 같은 결과가 얻어졌다.
도 21 에서는, 집광 링 (12) 의 코너부가 배치되어 있던 부근의 자성 필름 (18) 의 영역 ER4, ER5 에 있어서의 MFM 해석 결과 (MFM 이미지) 와 전자계 해석 결과를 각각 나열한 것이다.
도 21 에 나타낸 MFM 해석 결과로부터, 집광 링 (12) 의 코너부에서의 색미가 변화된 것을 확인할 수 있었다. 이와 같은 MFM 해석 결과로부터, 자성 필름 (18) 과 집광 링 (12) 사이에 간극이 형성되어 있는 경우여도, 자성 필름 (18) 의 자화가 반전되어 있는 것을 확인할 수 있었다. 또, 도 21 에 나타낸 전자계 해석 결과로부터, 자성 필름 (18) 에서는, 집광 링 (12) 의 코너부가 배치되어 있던 부근에서, 다른 것과 비교해서 강한 자장으로 되어 있는 것을 확인할 수 있었다.
또, 이와는 별도로, 상기 서술한 순서와 동일하게,「(5-3-1) 실리콘 기판 상의 집광 링과 자성 필름을 중첩한 시료의 제조」에서 제조한 자성 필름 (18) 에 대해서, 당해 자성 필름 (18) 의 초기의 자화 방향과 역방향이 되는 아래로부터 위로 외부 자장 (H0) 을 인가하였다. 그리고, 27 [㎓] 의 준밀리파대의 광을, 외부 자장 (H0) 과는 반대인 위로부터 아래로 집광 링 (12) 을 향하여 조사하였다.
자성 필름 (18) 으로부터 실리콘 기판 (25) 을 벗겨낸 후, 집광 링 (12) 이 배치되어 있던 부근의 자성 필름 (18) 의 영역에 대해서, MFM 에 의한 해석과, 전자계 해석을 행하였다. 그 결과, 집광 링 (12) 이 배치되어 있던 부근의 자성 필름 (18) 의 영역에서의 색미가 변화된 것을 확인할 수 있었다. 이와 같은 MFM 해석 결과로부터, 30 [㎓] 미만의 27 [㎓] 의 준밀리파대 내에서 공진하는 링에 광을 조사해도, 자성 필름 (18) 의 자화가 반전되어 있는 것을 확인할 수 있었다.
이상의 검증 결과로부터, 밀리파 집광 링 (12) 으로서 사용한 집광 링 (12) 에, 30 [㎓] 미만의 27 [㎓] 의 준밀리파대 내에서 공진하는 링에 광을 조사해도, 당해 집광 링 (12) 에 의해서 광을 공진할 수 있고, 증강 자장이 얻어지는 것을 확인할 수 있었다. 그 때문에, 본 실시형태의 기록 장치 (1) 에서는, 30 ∼ 300 [㎓] 의 밀리파대 내의 광뿐만 아니라, 20 ∼ 30 [㎓] 의 준밀리파대 내의 광도 사용할 수 있다. 또한, 여기에서, 광의 주파수가 20 [㎓] 미만이 되면, 링 사이즈가 1 [㎜] 를 초과하여 기록 폭이 넓어지는 것이 추측되는 점에서, 광 L1 의 주파수는 20 [㎓] 이상인 것이 바람직하다.
(6) 작용 및 효과
이상의 구성에 있어서, 기록 장치 (10) 에서는, 광 L1 의 주파수 대역은 한정되지 않는데, 예를 들어, 20 ∼ 1000 [㎓], 바람직하게는 30 ∼ 300 [㎓] 의 대역 내의 광 L1 을 집광 링 (12) 에 조사함으로써, 광 L1 을 집광 링 (12) 에서 공진시켜 집광하고, 당해 광 L1 의 자장을 증강시킨 증강 자장을 발생시킬 수 있다. 이로써, 기록 장치 (10) 에서는, 외부 자장 인가부 (11) 로부터의 외부 자장 (H0) 과, 집광 링 (12) 으로부터 발생된 증강 자장 (HM) 을, 자기 기록 매체 (1) 에 인가하여 자기 기록 매체 (1) 의 자화를 반전시킬 수 있다.
이와 같이, 기록 장치 (10) 에서는, 집광 링 (12) 에서 광 L1 을 공진시킴으로써 증강 자장을 얻고, 자기 기록 매체 (1) 의 자화를 반전시킬 때에 증강 자장을 병용함으로써, 자화를 반전시킬 때에 필요로 하는 외부 자장 (H0) 을 낮출 수 있다. 따라서, 높은 보자력을 갖는 자기 기록 매체 (1) 여도, 광을 공진시킴으로써, 낮은 외부 자장 (H0) 으로 용이하게 정보를 기록할 수 있다.
그런데, 최근, 마이크로파를 발생시키는 스핀·토크·오실레이터 (STO : Spin-Torque Oscillator) 를 사용하여, 정보 기록시에, 외부 자장과 함께, STO 로부터 마이크로파 자계를 자기 기록 매체에 인가하고, 강자성 분말의 자화 반전을 어시스트하여 자화 패턴을 형성하는 마이크로파 어시스트 기록 방식이 알려져 있다. 이에 비해서, 본 실시형태의 기록 장치 (10) 는, 광 조사부 (13) 로부터의 광 L1 을 집광 링 (12) 에서 공진시켜 집광하고, 집광 링 (12) 에서 광의 자장을 증강시킨 증강 자장을, 외부 자장과 함께 자기 기록 매체 (1) 에 인가하고 있어, 상기 서술한 마이크로파 어시스트 기록 방식의 기록 장치와는 완전히 상이한 구성을 갖고 있다.
본 실시형태의 기록 장치 (10) 에서는, 준밀리파, 밀리파, 서브테라헤르츠파대의 강자장을 좁은 영역에 발생시킬 수 있는 것, 미립자화를 해도 자성을 잃지 않는 자기 이방성이 큰 재료의 자화 반전이 가능한 점에서, 마이크로파 어시스트 기록 방식에 비해서, 기록 밀도의 향상이라는 점에서 유리한 효과를 갖는다.
또, 기록 장치 (10) 에서는, 광 조사부 (13) 로부터의 광 L1 을, 자기 기록 매체 (1) 의 집광 링 (12) 의 변이 대향하는 영역을 향하여 조사하지 않고, 집광 링 (12) 을 향하여 조사하고 있다. 따라서, 기록 장치 (10) 에서는, 비교적 조사 범위가 넓은 집광 링 (12) 에 광을 조사하면 되기 때문에, 그 만큼, 광 조사부 (13) 의 조사 각도나 설치 위치 등, 설계의 자유도가 높은 기록 장치 (10) 를 실현할 수 있다.
(7) 다른 실시형태
또한, 본 발명은, 본 실시형태에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 요지의 범위 내에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 상기 서술한 실시형태에 있어서는, 1 개의 외부 자장 인가부 (11) 에, 1 개의 집광 링 (12) 을 형성한 구성으로 했지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 22 에 나타내는 바와 같이, 복수의 외부 자장 유닛 (30) 을 구비한 외부 자장 인가부 (31) 를, 집광 링 (12) 에 형성하도록 해도 된다.
이와 같은 기록 장치는, 예를 들어, 자기 기록 매체 (1) 에 대향 배치된 집광 링 (12) 의 변 (12a) 을 따라서 복수의 외부 자장 유닛 (30) 이 일렬로 배치된 외부 자장 인가부 (31) 를 갖는다. 각 외부 자장 유닛 (30) 은, 자기 기록 매체 (1) 의 폭 방향으로 나열되는 각 트랙 (T) 에 맞추어, 집광 링 (12) 의 변 (12a) 에 배치되어 있다. 이로써, 각 외부 자장 유닛 (30) 은, 바로 아래에 있는 트랙 (T) 에만 외부 자장 (H0) 을 인가할 수 있다.
이와 같은 구성으로 함으로써, 외부 자장 인가부 (11) 로부터의 외부 자장 (H0) 과, 집광 링 (12) 으로부터 발생된 증강 자장 (HM) 을, 자기 기록 매체 (1) 에 인가하여 자기 기록 매체 (1) 의 자화를 반전시킬 때, 필요 지점의 외부 자장 유닛 (30) 으로부터만 외부 자장 (H0) 을 인가함으로써, 각 외부 자장 유닛 (30) 마다 자기 기록 매체 (1) 의 자화를 반전시킨다.
또, 상기 서술한 실시형태에 있어서는, 집광기로서, 1 변에 갭 (14) 을 갖는 4 변 형상의 집광 링 (12) 을 적용한 경우에 대해서 서술했지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 도 23a 에 나타내는 바와 같이, 사행하는 요철변 (32a) 을 갖는 집광 링 (32) 을 적용해도 된다.
도 23a 에 나타낸 집광 링 (32) 에서는, 볼록부 (33a) 및 오목부 (33b) 로 구형파상으로 형성된 요철변 (32a) 과, 이 요철변 (32a) 과 대향하고, 갭 (14) 을 갖는 변 (32b) 과, 이들 요철변 (32a) 및 변 (32b) 의 단부를 연결하는 측변 (32c, 32d) 을 갖고 있다.
이와 같은 집광 링 (32) 에서는, 요철변 (32a) 의 볼록부 (33a) 를, 자기 기록 매체 (1) 의 폭 방향으로 나열된 각 트랙에 맞추어 배치시킴으로써, 각 볼록부 (33a) 로부터 발해지는 증강 자장 (HM) 을 바로 아래에 있는 트랙에 대해서 각각 인가할 수 있다. 특히, 상기 서술한 검증 시험으로부터, 집광 링의 코너부에서는 비교적 강한 증강 자장 (HM) 이 발생되는 것이 확인되는 점에서, 이와 같은 구성으로 함으로써, 각 볼록부 (33a) 의 코너부로부터 발하는 강한 증강 자장 (HM) 을 트랙에 인가시킬 수 있다.
또한, 상기 서술한 집광 링 (32) 은, 구형파상으로 사행하는 요철변 (32a) 으로 했지만, 예를 들어, 정현파상으로 사행하는 요철변이나, 삼각파상으로 사행하는 요철변, 톱니파상으로 사행하는 요철변 등이어도 된다.
또, 그 밖의 집광기로는, 도 23b 에 나타내는 바와 같이, 변 (34a) 과, 변 (34a) 의 단부에 형성된 측변 (34c, 34d) 의 3 변으로 이루어지는 비링상의 집광기 (34) 를 적용해도 된다. 또한, 그 밖의 것으로는, L 자상이나 U 자상 등의 집광기나, 갭을 갖는 원형상의 집광기 등이어도 된다. 이와 같은 형상으로 한 집광기여도, 변 길이를 선정함으로써, 예를 들어, 20 ∼ 1000 [㎓], 바람직하게는 30 ∼ 300 [㎓] 의 대역 내의 광을 공진시켜 집광할 수 있고, 당해 광의 자장을 증강시킨 증강 자장을 발생시킬 수 있다.
또한, 상기 서술한 도 22 에 나타낸 집광 링 (12) 으로 변경하여, 도 23a 에 나타낸 집광 링 (32) 이나, 도 23b 에 나타낸 집광기 (34) 등을 적용해도 된다. 예를 들어, 도 22 에 나타낸 집광 링 (12) 을, 도 23a 에 나타낸 집광 링 (32) 으로 변경한 경우에는, 집광 링 (32) 의 볼록부 (33a) 에 외부 자장 유닛 (30) 을 형성하도록 해도 된다.
또, 상기 서술한 실시형태에 있어서의 자기 기록 매체로는, 예를 들어, 자기테이프나, 자기 디스크 등의 다양한 자기 기록 매체를 적용해도 된다.
또, 상기 서술한 실시형태에 있어서는, 높은 보자력 (Hc) 을 갖는 자기 기록 재료로서, 엡실론 산화철 입자를 적용한 경우에 대해서 서술했지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 예를 들어, Sr 페라이트, Ba 페라이트 등의 육방정 페라이트 및 그 금속 치환체 (복수 금속 치환도 포함한다), Co 페라이트, 마그네타이트, 망간아연 페라이트, 니켈아연 페라이트, 구리아연 페라이트 등의 스피넬 페라이트 및 그 금속 치환체 (복수 금속 치환도 포함한다), 이트륨철가닛 등의 가닛 페라이트 및 그 금속 치환체 (복수 금속 치환도 포함한다), FePt, CoPt, FePd 등의 자성 합금 및 그 금속 치환체 (복수 금속 치환도 포함한다) 등을 자기 기록 재료로서 사용한 자기 기록 매체를 적용해도 된다.
또한, 상기 서술한 실시형태에 있어서는, 자기 기록 매체에 대해서, 외부 자장의 인가와, 광의 조사를 행하는 순번으로서, 외부 자장을 인가한 후에 광을 집광기에 조사하는 경우와, 광을 집광기에 조사한 후에 외부 자장을 인가하는 경우에 대해서 설명했지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 외부 자장의 인가와, 광의 조사를 동시에 행해도 된다.
상기 서술한 실시형태에 있어서는, 30 ∼ 300 [㎓] 의 밀리파대 내의 광 L1 을 조사하고, 광 L1 을 밀리파 집광 링 (12) 에서 공진시켜 집광하고, 밀리파 집광 링 (12) 에서 광의 자장을 증강시킨 밀리파 자장을, 외부 자장과 함께 자기 기록 매체 (1) 에 인가하는 경우에 대해서 주로 설명했지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 광 L1 의 주파수 대역에 대해서는 특별히 한정되지 않는다. 본 실시형태에서는, 상기 서술한 바와 같이, 광 L1 의 공진 주파수로 자장을 증강할 수 있는 크기로 집광 링 (12) 의 크기를 선정하면, 당해 광 L1 을 집광 링 (12) 에서 공진시켜 집광하고, 집광 링 (12) 에서 광의 자장을 증강시킨 증강 자장을, 외부 자장과 함께 자기 기록 매체 (1) 에 인가할 수 있다.
즉, 20 ∼ 30 [㎓] 의 준밀리파대 내의 광이어도, 당해 광을 집광 링 (12) 에서 공진시켜 집광하고, 집광 링 (12) 에서 광의 자장을 증강시킨 증강 자장 (준밀리파 자장) 을, 외부 자장과 함께 자기 기록 매체 (1) 에 인가할 수 있다. 또, 300 ∼ 1000 [㎓] 의 서브테라헤르츠파대 내의 광이어도, 당해 광을 집광 링 (12) 에서 공진시켜 집광하고, 집광 링 (12) 에서 광의 자장을 증강시킨 증강 자장 (서브테라헤르츠파 자장) 을, 외부 자장과 함께 자기 기록 매체 (1) 에 인가할 수 있다. 따라서, 이상과 같은 주파수 대역의 광을 사용해도, 상기 서술한 실시형태와 동일한 효과를 얻을 수 있다.
1 : 자기 기록 매체
10 : 기록 장치
11, 31 : 외부 자장 인가부
12, 32 : 밀리파 집광 링, 집광 링 (집광기)
13 : 광 조사부
34 : 집광기

Claims (13)

  1. 자기 기록 매체에 외부 자장을 인가하는 외부 자장 인가부와,
    주파수 20 GHz ~ 1000 GHz 의 광을 조사하는 광 조사부와,
    상기 광 조사부로부터의 상기 광을 공진시켜 집광하고, 상기 광의 자장을 증강시킨 증강 자장을 발생시키는 집광기를 구비하고,
    상기 외부 자장과 상기 증강 자장을 상기 자기 기록 매체에 인가하여 상기 자기 기록 매체의 자화를 반전시키는, 기록 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 집광기는, 상기 자기 기록 매체에서 자연 공명이 발생되는 공명 주파수에서 상기 광을 공진하고, 상기 공명 주파수에서 자장이 증강된 상기 증강 자장을 발생시키는, 기록 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 집광기는, 상기 증강 자장이 발생되는 변이, 상기 자기 기록 매체의 기록면으로부터 200 [㎚] 이내에 배치되어 있는, 기록 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 집광기는, 상기 증강 자장이 발생되는 변에 코너부가 형성되어 있고, 상기 코너부가 상기 자기 기록 매체에 대향 배치되어 있는, 기록 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 외부 자장 인가부는, 상기 자기 기록 매체의 기록면을 따라서 일렬로 배치된 복수의 외부 자장 유닛을 구비하고 있고, 각 상기 외부 자장 유닛마다 상기 자기 기록 매체의 자화를 반전시키는, 기록 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 자기 기록 매체는, 기록면에 엡실론 산화철 입자를 함유하는, 기록 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광 조사부는,
    상기 자기 기록 매체의 상기 집광기가 대향하는 영역을 향하여 상기 광을 조사하지 않고, 상기 집광기을 향하여 상기 광을 조사하는, 기록 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 집광기는, 갭을 갖고 있는 링상의 집광 링인, 기록 장치.
  9. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광 조사부는, 상기 광으로서 펄스광을 조사하는, 기록 장치.
  10. 주파수 20 GHz ~ 1000 GHz 의 광을 집광기에서 공진시켜 집광하고, 상기 광의 자장을 증강시킨 증강 자장을 발생시켜, 외부 자장 인가부로부터의 외부 자장과 상기 증강 자장을 자기 기록 매체에 인가하여, 상기 자기 기록 매체의 자화를 반전시키는, 기록 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 자기 기록 매체에 상기 외부 자장을 인가한 후, 상기 집광기에 상기 광을 조사하는, 기록 방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 집광기에 상기 광을 조사한 후, 상기 자기 기록 매체에 상기 외부 자장을 인가하는, 기록 방법.
  13. 제 10 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 자기 기록 매체는, 기록면에 엡실론 산화철 입자를 함유하는, 기록 방법.
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