KR20020044312A - Data storage device and method of producing magnetic recording media used it - Google Patents

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KR20020044312A
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Abstract

PURPOSE: Data storage media are provided to use carbon nanotubes for reducing interferences between neighboring magnetic substances, generated as bit size of magnetic media is smaller and nearer, thereby increasing data stability. CONSTITUTION: A porous material(120) is accumulated on a substrate(110). A ferromagnetic material(140) is contained in porous parts of the porous material, and causes a magnetic polarization phenomenon, to perform magnetic recording media functions. An information recorder applies a magnetic field to the ferromagnetic material, to generate magnetic polarization in the ferromagnetic material, and records information. An information reader extracts an effect of the magnetic polarization of the ferromagnetic material, and reads out an information state in accordance with a polarization direction.

Description

정보 저장 장치 및 그것에 이용되는 정보 저장 매체 제조 방법 {Data storage device and method of producing magnetic recording media used it}Information storage device and method for manufacturing information storage medium used therein {Data storage device and method of producing magnetic recording media used it}

본 발명은 정보 저장 매체(Data Storage Media)에 관한 것으로서, 특히, 나노 미터 크기의 데이터 사이즈를 가지는 수직 자기 기록 매체에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to data storage media, and more particularly to a vertical magnetic recording medium having a data size of nanometers.

정보화가 고도화됨에 따라 정보 저장 장치의 고용량, 고속화가 급속하게 진행되고 있으며, 기록/재생이 가능한 고속, 고밀도 정보 저장 장치의 요구가 높아지고 있다. 일반적으로, 정보 저장 장치는 반도체를 이용한 메모리 등의 주기억 장치와 하드 디스크, CD-ROM 또는 CD-RW 등의 보조 기억 장치로 나누어 진다. 특히, 하드 디스크는 대용량의 정보를 빠르게 기록 및 재생할 수 있으므로, 현재의 컴퓨터의 보조 기억 장치로 널리 사용되고 있다.With the advancement of information, high-capacity and high-speed information storage devices are rapidly progressing, and the demand for high-speed and high-density information storage devices capable of recording / reproducing is increasing. In general, an information storage device is divided into a main memory device such as a memory using a semiconductor and an auxiliary storage device such as a hard disk, a CD-ROM, or a CD-RW. In particular, since a hard disk can record and reproduce a large amount of information quickly, it is widely used as an auxiliary storage device of the current computer.

현재의 평면형 자기 기록 매체를 이용한 하드 디스크의 단위면적당 기록할수 있는 데이터의 양, 즉, 면기록 밀도는 수십 Gbit/in2정도이며, 매년 60% 정도씩 증가하고 있는 추세이다. 이는 자기 기록 매체의 발달보다는 거대 자기 저항(Giant Magnetoresistence) 헤드의 개발 등에 기인한다. 자기 기록은 자성 매체 위에 날아다니는 헤드의 자기장의 방향에 의해 두 가지 자기 모멘트 방향에 의해 데이터 비트, 즉 0 또는 1이 기록된다. 자기 저장 장치의 재생은 기록된 bit의 자기 모멘트 방향에 따라 헤드의 유도 전류에 의해 검출된 전류를 통해 판독된다.The amount of data that can be recorded per unit area of a hard disk using the current planar magnetic recording medium, that is, the surface recording density is about tens of Gbit / in 2 , and is increasing by about 60% every year. This is due to the development of giant magnetoresistence heads rather than the development of magnetic recording media. In magnetic recording, data bits, i.e., zero or one, are recorded in two magnetic moment directions by the direction of the magnetic field of the head flying over the magnetic medium. The regeneration of the magnetic storage device is read out through the current detected by the induced current of the head according to the magnetic moment direction of the recorded bit.

자기 기록 매체는 근본적으로 매체를 이루는 물질의 전자가 가지는 스핀의 장거리 질서(Long-Range Ordering)에 의한 강자성을 이용하고 있기 때문에, 기록 밀도가 증가함에 따라 필연적으로 자기 기록 매체의 열적인 불안정성, 즉 초상자기성 한계(Superparamagnetic Limit)에 직면하게 된다. 초반자기 한계(Superdiamagnetic Limit)보다 자기 매체의 도메인 부피가 작아지면, 열에너지에 의한 자발적인 자기 모멘트의 소멸이 일어나기 때문에 박막형의 자기 기록 매체는 약 100 Gbit/in2이상의 기록 밀도를 가질 수 없게 된다고 보고되고 있다.Since the magnetic recording medium uses ferromagneticity due to the long-range ordering of the spins of the electrons of the material, the thermal instability of the magnetic recording medium is inevitably increased as the recording density increases. You will be faced with a Superparamagnetic Limit. If the domain volume of the magnetic medium becomes smaller than the Superdiamagnetic Limit, it is reported that the thin film type magnetic recording medium cannot have a recording density of about 100 Gbit / in 2 or more because spontaneous magnetic moment disappears due to thermal energy. have.

이러한 수평 기록 방식의 한계를 뛰어넘기 위해서 수직형 자기 기록 매체를 개발하려는 노력이 현재 진행되고 있으나, 구체적인 연구 성과는 없는 실정이다.Efforts are currently being made to develop a vertical magnetic recording medium to overcome the limitations of the horizontal recording method, but there are no specific research results.

상기 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은, 나노 미터 크기의 안정된 수직 자기 기록 매체의 구조와 제작법을 제시하여 고집적/대용량을 구현하는 정보 저장 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.Disclosure of Invention The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a structure and a manufacturing method of a nanometer-sized stable vertical magnetic recording medium, and to provide an information storage device having high integration and large capacity.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 미터 크기의 다공속에 담지된 강자성체로 구현된 수직형 자기 기록 매체의 간략한 구성도이고,1 is a schematic block diagram of a vertical magnetic recording medium implemented with a ferromagnetic material supported on a nanometer-sized pore in accordance with an embodiment of the present invention.

도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 미터 크기의 다공속에 성장된 탄소 나노 튜브와 상기 탄소 나노 튜브 속에 담지된 강자성체로 구현된 수직형 자기 기록 매체의 간략한 구성도이고,FIG. 2A is a simplified block diagram of a vertical magnetic recording medium implemented with carbon nanotubes grown in nanometer-sized pores and a ferromagnetic material supported on the carbon nanotubes according to an embodiment of the present invention.

도 2b는 도 2a에 도시된 탄소 나노 튜브속에 담지된 강자성체를 확대한 도면이고,FIG. 2B is an enlarged view of the ferromagnetic material supported in the carbon nanotubes shown in FIG. 2A;

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기 기록 매체에서 비트 셀의 분포를 개념적으로 도시한 도면이고,3 is a diagram conceptually illustrating a distribution of bit cells in a magnetic recording medium according to an embodiment of the present invention;

도 4a 내지 도 4h는 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 미터 크기의 수직 자기 기록 매체를 구현하기 위한 공정을 나타낸 도면이다.4A to 4H illustrate a process for implementing a nanometer-sized vertical magnetic recording medium according to an embodiment of the present invention.

※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ※※ Explanation of code about main part of drawing ※

110 : 기판(Substrate)110: substrate

120 : 다공성 물질(Porous Materials)120: porous materials

130 : 탄소 나노 튜브 (Carbon Nanotubes)130: Carbon Nanotubes

140 : 다공속에 담지된 강자성체(Ferromagnetic Materials)140: ferromagnetic materials supported in the porous

150 : 보호막(Protecting Layer)150: protective layer

121 : 다공성 물질의 다공(Pore of Porous Materials)121: Pore of Porous Materials

131 : 흑연층(Graphitic Layer)131: Graphite Layer

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 정보 저장 장치에 있어서, 기판(Substrate) 위에 적층된 다공성 물질(Porous Material); 상기 다공성 물질의 다공 속에 담지되어 있고, 자기 분극 현상을 일으킴으로써, 자기 기록 매체 기능을 수행하는 강자성체(Ferromagnetic Material); 상기 강자성체에 자기장을 인가함으로써, 상기 강자성체에 자기 분극을 발생시켜 정보를 기록하는 정보 기록 수단; 및 상기 강자성체의 자기 분극에 의한 효과를 검출하여 분극 방향에 따른 정보 상태를 읽어내는 정보 읽기 수단을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 정보 저장 장치가 제공된다.In order to achieve the above object, the present invention provides an information storage device, comprising: a porous material stacked on a substrate; A ferromagnetic material supported in the pores of the porous material and causing a magnetic polarization phenomenon to perform a magnetic recording medium function; Information recording means for recording information by generating magnetic polarization in the ferromagnetic material by applying a magnetic field to the ferromagnetic material; And information reading means for detecting an effect due to magnetic polarization of the ferromagnetic material and reading the information state along the polarization direction.

또한, 기판(Substrate) 위에 다공성 물질(Porous Material)을 만들기 위한 박막을 증착하는 제 1 단계; 상기 박막을 전기 화학적 방법으로 다공을 형성시키는 제 2 단계; 상기 제 2 단계에서 형성시킨 다공 속에 탄소 나노 튜브(Carbon Nanotube)를 성장시키는 제 3 단계; 상기 제 3 단계에서 성장시킨 상기 탄소 나노 튜브 속에 자기 분극 현상을 일으켜 자기 기록 매체 기능을 수행하는 강자성체를 담지시키는 제 4 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 탄소 나노 튜브를 이용한 정보 저장 매체 제조 방법이 제공된다.In addition, the first step of depositing a thin film for making a porous material (Subrous material) on a substrate (Substrate); A second step of forming pores in the thin film by an electrochemical method; A third step of growing carbon nanotubes in the pores formed in the second step; And a fourth step of supporting a ferromagnetic material that performs a magnetic recording medium function by causing magnetic polarization in the carbon nanotubes grown in the third step. Is provided.

본 발명은 수직 자기 기록 방식을 채택함으로써, 기존의 박막형 자기 기록매체보다 획기적으로 기록 밀도를 높일수 있는데, 이상적으로는 수 Tbit/in2급 자기 기록 매체를 제공한다. 즉, 본 발명에서 제시하는 나노 구조의 자기 기록 매체는 초상자기성 한계(Superparamagnetic Limit)를 벗어나지 않으면서 안정된 나노 미터 크기의 비트 셀(Bit Cell)을 형성하여, 외부의 자기 헤드에서 인가되는 자기장에 의한 강자성체의 분극 반전을 이용하여 정보를 기록하고, 기록된 자기 분극과의 상호 작용 등에 의해 유도되는 헤드의 전류 변화를 감지함으로써, 기록된 정보를 읽어내는 자기 기록 장치에 이용할 수 있다.By adopting the vertical magnetic recording method, the present invention can significantly increase the recording density than the conventional thin film magnetic recording medium, and ideally provides a few Tbit / in class 2 magnetic recording medium. That is, the nano-structured magnetic recording medium of the present invention forms a stable nanometer-sized bit cell without departing from the superparamagnetic limit, and is applied to a magnetic field applied from an external magnetic head. By recording the information by using the polarization reversal of the ferromagnetic material, and detecting the change in the current of the head induced by the interaction with the recorded magnetic polarization, it can be used in the magnetic recording device for reading the recorded information.

또한, 본 발명의 자기 기록 매체는 나노 미터의 일정한 배열을 가지는 다공성 물질로서는 전기 화학적으로 플러스로 산화시킨(Anodizing) 다공성 알루미나(Al2O3)나 다공성 실리콘(Porous Silicon)을 적용하는 것이 바람직하고, 자성체로서는 Fe, Ni, Co등의 강자성 금속이나 이들의 합금, 또는 산화물계 강자성체를 모두 사용할 수 있다. 전기 화학적으로 플러스로 산화된(Anodizing) 다공성 알루미나(Al2O3)나 다공성 실리콘(Porous Silicon)의 다공의 크기는 Anodizing 조건에 의해 수 ~ 수십 나노 미터 크기로 조절이 가능하다. 특히, 수 ~ 수십 나노 미터 거리에 존재하는 이웃한 강자성체들간의 상호 작용에 의한 간섭을 줄여 주기 위해 먼저 탄소 나노 튜브를 다공성 물질의 다공 속에 성장시킨 후, 나노 튜브의 안쪽에 자성체를 담지하는 기술을 사용하는 것도 가능하다. 수 ~ 수십 나노 미터 크기의 다공성 물질의 다공(Pore) 속에 자성체를 담지시키기 위해서는 원자층 증착법(Atomic Layer Deposition) 등의 고품질 나노 박막을 제조할 수 있는 공정을적용하는 것이 바람직하다.In the magnetic recording medium of the present invention, a porous material having a constant array of nanometers is preferably electrochemically anodized porous alumina (Al 2 O 3 ) or porous silicon. As the magnetic material, any ferromagnetic metal such as Fe, Ni, Co, alloys thereof, or oxide-based ferromagnetic materials can be used. The pore size of electrochemically anodized porous alumina (Al 2 O 3 ) or porous silicon (Porous Silicon) can be adjusted to several to several tens of nanometers by anodizing conditions. In particular, in order to reduce the interference caused by the interaction between neighboring ferromagnetic materials located at several to several tens of nanometers, carbon nanotubes are first grown in the porous material of porous materials, and then a technique of supporting the magnetic material inside the nanotubes is used. It is also possible to use. In order to support the magnetic material in the pores of the porous material of several tens to several tens of nanometers, it is preferable to apply a process capable of manufacturing a high quality nano thin film such as atomic layer deposition (Atomic Layer Deposition).

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 미터 크기의 다공속에 담지된 강자성체로 구현된 수직형 자기 기록 매체의 간략한 구성도이다.FIG. 1 is a schematic block diagram of a vertical magnetic recording medium embodied by a ferromagnetic material supported on a nanometer-sized pore in accordance with an embodiment of the present invention.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에서 제시한 다공속에 담지된 강자성체로 구현된 수직형 자기 기록 매체는 기판(110) 위에 다공성 물질(120)과, 정보 저장 매체인 강자성체(140)로 이루어 진다. 매체가 산화 분위기에서 작동할 경우를 위해서는 산화를 막아주는 보호층(15)이 필요한 경우도 있다.As shown in the figure, the vertical magnetic recording medium embodied by the ferromagnetic material supported in the pore of the present invention is composed of a porous material 120 on the substrate 110, and a ferromagnetic material 140, which is an information storage medium. In some cases, when the medium is operated in an oxidizing atmosphere, a protective layer 15 to prevent oxidation may be required.

도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 미터 크기의 다공속에 성장된 탄소 나노 튜브와, 상기 탄소 나노 튜브 속에 담지된 강자성체로 구현된 수직형 자기 기록 매체의 간략한 구성도이고, 도 2b는 도 2a에 도시된 탄소 나노 튜브속에 담지된 강자성체를 확대한 도면이다.FIG. 2A is a simplified block diagram of a vertical magnetic recording medium implemented with carbon nanotubes grown in nanometer-sized pores and a ferromagnetic material supported on the carbon nanotubes according to an embodiment of the present invention, and FIG. It is an enlarged view of the ferromagnetic material supported in the carbon nanotube shown in 2a.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에서 제시한 탄소 나노 튜브 속에 담지된 강자성체로 구현된 수직형 자기 기록 매체는 기판(110) 위에 다공성 물질(120)과, 상기 다공성 물질(120)의 다공속에 성장된 단일겹(Single - Walled) 또는 다중겹(Multi - Walled) 탄소 나노 튜브(130)와, 상기 탄소 나노 튜브(130) 속에 담지된 정보 저장 매체인 강자성체(140)로 이루어진다.As shown in the figure, a vertical magnetic recording medium made of a ferromagnetic material supported in carbon nanotubes according to the present invention is grown on the porous material 120 and the porous material 120 on the substrate 110. Single-walled or multi-walled carbon nanotubes 130 and a ferromagnetic material 140 that is an information storage medium carried in the carbon nanotubes 130.

상기 탄소 나노 튜브(130)는 금속성을 가지고 있기 때문에 이웃한 자성체간의 자기장의 영향을 줄여 주는 역할을 함으로써, 데이터의 안정성을 증가시킨다. 또한, 외부의 화학 물질을 막아주고 열전도성을 좋게 하기 때문에 자기 반전의 반복에 의한 자성체의 열화를 방지하는 역할도 한다. 보호막(150)은 도 1에서와 마찬가지로 필요한 경우 적용될 수 있다.Since the carbon nanotubes 130 have metallic properties, the carbon nanotubes 130 reduce the influence of magnetic fields between neighboring magnetic bodies, thereby increasing the stability of data. In addition, since it prevents external chemical substances and improves thermal conductivity, it also serves to prevent deterioration of the magnetic body due to repeated magnetic inversion. The protective film 150 may be applied as necessary as in FIG. 1.

상기의 강자성체 매체(140)는 미리 형성된 다공의 크기를 가지는 비트 셀로 구분이 되는데, 상기 각각의 강자성체는 외부에서 인가된 자기장에 의해 발생한 자기 분극에 따라 0 또는 1 상태를 가지게 되며, 다공막으로 분리되어 있어 비트 셀 내부에서만 분극 방향이 일정하게 된다.The ferromagnetic medium 140 is divided into a bit cell having a pre-formed pore size. Each ferromagnetic material has a 0 or 1 state according to magnetic polarization generated by an externally applied magnetic field, and is separated into a porous film. The polarization direction is constant only inside the bit cell.

상기 강자성체는 외부에서 인가하는 자기장의 방향에 따라 강자성체를 구성하는 내부 원자의 스핀 상태의 변화가 일어나 특정한 방향성을 가지는 분극을 발생하고, 같은 방향으로 정렬된 자기 분극들의 모임이 바로 기록된 정보가 된다. 이를 위하여 정보를 한 비트씩 기록할 때 하나의 비트 셀에만 국소적으로 일정한 방향으로 분극이 유도되도록, 기록 수단으로서, 미세 전극 자기 헤드를(도면에 도시되지 않음) 매체의 상부에 위치시켜 외부 자기장을 가해 준다. 상기 비트 셀 내부의 분극은 보자력(coercive field) 이상의 외부 자기장이 인가되지 않는 이상 오랜 시간동안 유지된다.The ferromagnetic material changes the spin state of the internal atoms constituting the ferromagnetic material according to the direction of the magnetic field applied from the outside to generate polarization having a specific direction, and the collection of magnetic polarizations aligned in the same direction is immediately recorded information. . For this purpose, as recording means, a micro-electrode magnetic head (not shown) is placed on top of the medium so that polarization is induced locally only in one bit cell when information is recorded bit by bit. Add. The polarization inside the bit cell is maintained for a long time unless an external magnetic field above the coercive field is applied.

이러한 강자성체에 자기장을 인가하여 자기 분극을 발생시킴으로써, 정보를 기록할 수 있으며, 이는 통상적인 헤드 등의 정보 기록 수단을 사용할 수 있다. 또한, 상기 강자성체에 원하는 정보가 이미 기록이 되면, 통상적인 헤드 등의 정보읽기 수단을 사용하여 이러한 자기 분극에 의한 효과를 검출함으로써, 정보 상태를 읽을 수 있다.By applying a magnetic field to such ferromagnetic material to generate magnetic polarization, information can be recorded, which can use information recording means such as a conventional head. In addition, if desired information has already been recorded on the ferromagnetic material, the information state can be read by detecting the effect of such magnetic polarization by using information reading means such as a conventional head.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기 기록 매체에서 비트 셀의 분포를 개념적으로 도시한 도면으로서, 위의 그림은 디스크형 자기 기록 매체를 도시한 것이고, 아래 그림은 위의 그림의 사각형 부분을 확대하여 위에서 보았을 때의 비트 셀의 형태를 도시한 것이다.3 is a diagram conceptually illustrating a distribution of bit cells in a magnetic recording medium according to an embodiment of the present invention, in which the above figure shows a disc-shaped magnetic recording medium, and the figure below shows a rectangular portion of the figure. Shows the shape of the bit cell when viewed from above.

통상의 경우 다공성 물질이 형성될 때, 자발적으로 육각 구조(Hexagonal Structure) 또는 정방 구조(Cubic Structure)를 가지는데, 육각 구조의 경우가 기록 밀도가 더 높게 된다. 본 발명의 비트 셀은 수 ~ 수십 나노 미터의 크기를 가질 수 있고, 정확한 크기는 다공성 물질을 형성하는 조건에 의해 조절할 수 있다.In general, when a porous material is formed, it spontaneously has a hexagonal structure or a cubical structure, and the hexagonal structure has a higher recording density. The bit cell of the present invention may have a size of several tens to several tens of nanometers, and the exact size may be controlled by the conditions for forming the porous material.

도 4a 내지 도 4h는 본 발명의 일 실시예에 따른 나노 미터 크기의 수직 자기 기록 매체를 구현하기 위한 공정을 나타낸 도면으로서, 이를 상세히 설명하면 다음과 같다.4A to 4H illustrate a process for implementing a nanometer-sized vertical magnetic recording medium according to an embodiment of the present invention, which will be described in detail as follows.

도 4a는 기판(110)위에 다공성 물질을 만들기 위한 박막(120)을 증착시킨 후의 단면도이다. 다공성 물질을 만들기 위한 박막(120)은 통상의 물리적 증착, 또는 화학적 증착을 이용하여 박막으로 증착시키고, 그 재질로는 다공성 알루미나(Porous Alumina, Al2O3)나 다공성 실리콘(Porous Silicon)등을 사용하는것이 바람직하다.4A is a cross-sectional view after depositing a thin film 120 for making a porous material on the substrate 110. The thin film 120 for making the porous material is deposited as a thin film using conventional physical vapor deposition or chemical vapor deposition, and the material is porous alumina (Porous Alumina, Al 2 O 3 ) or porous silicon (Porous Silicon), etc. It is preferable to use.

도 4b는 상기 기판(110)과 다공성 물질을 만들기 위한 상기 박막(120)을 전기 화학적 방법으로 다공(121)을 형성하였을 때의 단면도이다. 앞서 언급하였듯이 다공의 크기는 수 ~ 수십 나노 미터의 크기를 가질 수 있고, 정확한 크기는 다공성 물질을 형성하는 조건에 의해 조절할 수 있다.4B is a cross-sectional view when the porous layer 121 is formed of the substrate 110 and the thin film 120 for making a porous material by an electrochemical method. As mentioned above, the size of the pores can range from several tens to tens of nanometers, and the exact size can be controlled by the conditions for forming the porous material.

도 4c는 상기 기판(110)과 상기 다공성 물질(120)의 다공(121)에 자성체를 담지한 후의 단면도이다. 다공의 크기가 수 ~ 수십 나노 미터 크기이므로 통상적인 물리적 증착 또는 화학적 증착으로는 균일한 자성체를 다공속에 담지할 수 없기 때문에 나노 미터 크기의 단차 피복 특성(Stack Coverage)이 우수한 원자층 증착법을 이용하는 것이바람직하다. 또한, 상기 다공성 물질(120)과 표면 장력이 큰 강자성체의 경우에는 용융 용액 형태로 만들어 모세관 현상을 이용하여 담지하는 것도 가능하다.4C is a cross-sectional view of the substrate 110 and the porous material 120 after supporting the magnetic material. Since the size of the pores is several tens to several tens of nanometers, the uniform magnetic material cannot be supported in the pores by conventional physical vapor deposition or chemical vapor deposition. Therefore, it is recommended to use the atomic layer deposition method having excellent nanometer-sized stack coverage. desirable. In addition, in the case of the porous material 120 and the ferromagnetic material having a large surface tension, the porous material 120 may be formed into a molten solution and supported by capillary action.

도 4d는 도 2a 및 도 2b에 도시된 탄소 나노 튜브에 담지된 자성체를 만들기 위한 과정을 보여 준다. 상기 기판(110)과 상기 다공성 물질(120)의 다공(121)에 탄소 나노 튜브(130)를 성장시킨 후의 단면도이다. 상기 탄소 나노 튜브(130)는 탄소를 포함하는 분자나 고분자를 화학 기상 증착법(CVD : Chemical Vapor Deposition) 또는 열 분해법등으로 성장시킬 수 있는데, 다공의 크기에 따라 단일겹 또는 다중겹 탄소 나노 튜브가 생성된다. 또한, 알루미나등을 다공 물질로 이용할 경우, 다공의 위쪽에 흑연층(131)이 형성될수 있는데, 이는 산화 분위기에서 에칭(Etching)해 낼 수 있다.Figure 4d shows a process for making a magnetic material supported on the carbon nanotubes shown in Figures 2a and 2b. The cross-sectional view after growing the carbon nanotubes 130 in the pores 121 of the substrate 110 and the porous material 120. The carbon nanotubes 130 may grow molecules or polymers containing carbon by chemical vapor deposition (CVD) or thermal decomposition. A single or multi-ply carbon nanotubes may be formed according to the pore size. Is generated. In addition, when alumina or the like is used as the porous material, the graphite layer 131 may be formed above the pores, which may be etched in an oxidizing atmosphere.

도 4e는 도 4d에서 다공의 위쪽에 있는 상기 흑연층(131)을 에칭하여 끝이 열린 탄소 나노 튜브를 형성했을 때의 단면도이다. 에칭은 산소 분위기에서 700℃이상 가열하거나 질산에 녹여 내는 방법을 사용할 수 있다.FIG. 4E is a cross-sectional view of the carbon nanotube having an open end by etching the graphite layer 131 above the pore in FIG. 4D. Etching may be performed by heating at 700 ° C. or above in an oxygen atmosphere or dissolving in nitric acid.

도 4f는 도 4e에서 생성된 끝이 열린 탄소 나노 튜브 속에 자성체를 담지했을 때의 단면도이다. 자성체를 담지하는 방법은 상술한 원자층 증착법이나 용융 용액의 모세관 현상을 이용하는 것이 바람직하다. 자성체를 담지한 후, 필요에 따라서는 탄소 나노 튜브 끝을 닫아줄 필요가 있는데, 이는 400℃ 정도에서의 열처리나 레이저 빔 조사를 통하여 이룰 수 있다.FIG. 4F is a cross-sectional view when the magnetic material is supported in the open carbon nanotube produced in FIG. 4E. FIG. It is preferable to use the above-mentioned atomic layer deposition method or the capillary phenomenon of a molten solution for the method of carrying a magnetic substance. After supporting the magnetic material, it is necessary to close the tip of the carbon nanotube as necessary, which can be achieved by heat treatment at 400 ℃ or laser beam irradiation.

도 4g 및 도 4h는 각각 도 4c와 도 4f에서 형성된 자기 기록 매체에 보호층(150)을 도포하였을 때의 단면도이다. 통상적인 하드 디스크는 진공 패키징된 박스에 매체가 들어 있기 때문에 보호층이 필요하지 않지만, 분리형 디스크의 경우 매체의 산화를 막기 위한 고분자 필름 등의 도포가 필요한 경우도 있다.4G and 4H are sectional views when the protective layer 150 is applied to the magnetic recording medium formed in FIGS. 4C and 4F, respectively. Conventional hard disks do not require a protective layer because the media is contained in a vacuum packaged box, but in the case of a detachable disk, application of a polymer film or the like to prevent oxidation of the media may be required.

이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니다.The present invention described above is capable of various substitutions, modifications, and changes without departing from the spirit of the present invention for those skilled in the art to which the present invention pertains, and the above-described embodiments and accompanying It is not limited to the drawing.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 나노 미터 크기의 수직 자기 기록 매체를 제공하여 자기 기록의 기록 밀도를 획기적으로 증가시킬 방법을 제시하였다. 또한 자기 매체의 비트 크기가 작아지고 가까와짐에 따라 발생하는 이웃한 자성체간의 간섭을 줄여 주기 위한 물질로서 탄소 나노 튜브를 이용하여 데이터의 안정성을 높일 수 있는 매체를 제공하는 효과가 있다.According to the present invention as described above, it has been proposed a method of dramatically increasing the recording density of magnetic recording by providing a nanometer-sized vertical magnetic recording medium. In addition, as a material for reducing the interference between neighboring magnetic material generated as the bit size of the magnetic medium becomes smaller and closer, there is an effect of providing a medium that can improve the stability of data using carbon nanotubes.

Claims (14)

정보 저장 장치에 있어서,In the information storage device, 기판(Substrate) 위에 적층된 다공성 물질(Porous Material);A porous material stacked on a substrate; 상기 다공성 물질의 다공 속에 담지되어 있고, 자기 분극 현상을 일으킴으로써, 자기 기록 매체 기능을 수행하는 강자성체(Ferromagnetic Material);A ferromagnetic material supported in the pores of the porous material and causing a magnetic polarization phenomenon to perform a magnetic recording medium function; 상기 강자성체에 자기장을 인가함으로써, 상기 강자성체에 자기 분극을 발생시켜 정보를 기록하는 정보 기록 수단; 및Information recording means for recording information by generating magnetic polarization in the ferromagnetic material by applying a magnetic field to the ferromagnetic material; And 상기 강자성체의 자기 분극에 의한 효과를 검출하여 분극 방향에 따른 정보 상태를 읽어내는 정보 읽기 수단을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 정보 저장 장치.And information reading means for detecting an effect due to magnetic polarization of the ferromagnetic material and reading the information state along the polarization direction. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 강자성체는,The ferromagnetic material, 상기 다공속에 담지하기 위하여 원자층 증착법 또는 용융 용액의 모세관 현상 중 어느 하나를 이용하여 제작된 것을 특징으로 하는 정보 저장 장치.The information storage device, characterized in that produced by using any one of atomic layer deposition or capillary phenomenon of the molten solution in order to support in the porous. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 강자성체는 나노 미터 크기의 탄소 나노 튜브(Carbon Nanotubes) 속에 담지되어 상기 다공성 물질의 다공 속에 형성된 것을 특징으로 하는 정보 저장 장치.The ferromagnetic material is stored in nanometer-sized carbon nanotubes (Carbon Nanotubes), characterized in that formed in the pores of the porous material. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 강자성체는,The ferromagnetic material, 상기 탄소 나노 튜브 속에 담지하기 위하여 원자층 증착법 또는 용융 용액의 모세관 현상 중 어느 하나를 이용하여 제작된 것을 특징으로 하는 정보 저장 장치.In order to support the carbon nanotubes, the information storage device, characterized in that produced using any one of atomic layer deposition or capillary phenomenon of the molten solution. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 강자성체를 담지하기 위한 다공성 물질로서, 다공성 알루미나(Porous Alumina) 또는 다공성 실리콘(Porous Silicon) 중 어느 하나를 사용하여 제조된 것을 특징으로 하는 정보 저장 장치.An porous material for supporting the ferromagnetic material, information storage device, characterized in that manufactured using any one of porous alumina (Porous Alumina) or porous silicon (Porous Silicon). 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 강자성체가 산화 분위기에서 작동하는 경우 산화를 막기 위하여 상기 강자성체 표면 위에 보호층을 적층시킨 것을 특징으로 하는 정보 저장 장치.And a protective layer laminated on the surface of the ferromagnetic material to prevent oxidation when the ferromagnetic material is operated in an oxidizing atmosphere. 기판(Substrate) 위에 다공성 물질(Porous Material)을 만들기 위한 박막을 증착하는 제 1 단계;Depositing a thin film to form a porous material on a substrate; 상기 박막을 전기 화학적 방법으로 다공을 형성시키는 제 2 단계;A second step of forming pores in the thin film by an electrochemical method; 상기 제 2 단계에서 형성시킨 다공 속에 탄소 나노 튜브(Carbon Nanotube)를 성장시키는 제 3 단계;A third step of growing carbon nanotubes in the pores formed in the second step; 상기 제 3 단계에서 성장시킨 상기 탄소 나노 튜브 속에 자기 분극 현상을 일으켜 자기 기록 매체 기능을 수행하는 강자성체를 담지시키는 제 4 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 탄소 나노 튜브를 이용한 정보 저장 매체 제조 방법.And a fourth step of supporting a ferromagnetic material that performs a magnetic recording medium function by causing magnetic polarization in the carbon nanotubes grown in the third step. 제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 다공성 물질을 만들기 위한 박막은 다공성 알루미나(Porous Alumina, Al2O3) 또는 다공성 실리콘(Porous Silicon) 중 어느 하나를 이용하여 형성시키는 것을 특징으로 하는 탄소 나노 튜브를 이용한 정보 저장 매체 제조 방법.The thin film for making the porous material is an information storage medium manufacturing method using a carbon nanotube, characterized in that formed using any one of porous alumina (Porous Alumina, Al 2 O 3 ) or porous silicon (Porous Silicon). 제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 제 3 단계는,The third step, 상기 탄소 나노 튜브는 탄소를 포함하는 분자를 화학 기상 증착법(CVD : Chemical Vapor Deposition) 또는 열분해법 중 어느 하나를 사용하여 성장시키는 것을 특징으로 하는 탄소 나노 튜브를 이용한 정보 저장 매체 제조 방법.The carbon nanotube is a method of manufacturing an information storage medium using carbon nanotubes, characterized in that the growth of the molecule containing carbon using any one of chemical vapor deposition (CVD) or pyrolysis method. 제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 제 4 단계는,The fourth step, 상기 탄소 나노 튜브 속에 상기 강자성체를 담지하기 위하여 원자층 증착법을 사용하여 담지하는 것을 특징으로 하는 탄소 나노 튜브를 이용한 정보 저장 매체 제조 방법.Method for manufacturing information storage medium using carbon nanotubes, characterized in that by using the atomic layer deposition method to support the ferromagnetic material in the carbon nanotubes. 제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 제 4 단계는,The fourth step, 상기 탄소 나노 튜브 속에 상기 강자성체를 담지하기 위하여 상기 강자성체를 용융 용액 형태로 만들어 모세관 현상을 이용하여 담지하는 것을 특징으로 하는 탄소 나노 튜브를 이용한 정보 저장 매체 제조 방법.In order to support the ferromagnetic material in the carbon nanotubes to form the ferromagnetic material in the form of a molten solution to carry the information storage medium using carbon nanotubes, characterized in that the capillary phenomenon. 제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 탄소 나노 튜브를 성장시킬 때, 상기 다공의 위쪽에 흑연이 형성되면, 상기 흑연을 에칭하는 단계를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 탄소 나노 튜브를 이용한 정보 저장 매체 제조 방법.When the carbon nanotubes are grown, if graphite is formed on the pores, the method of manufacturing the information storage medium using the carbon nanotubes further comprises etching the graphite. 제 12 항에 있어서,The method of claim 12, 상기 흑연을 에칭하여 상기 탄소 나노 튜브 끝이 열린 경우, 열처리 방법 또는 레이저 빔 조사 방법 중 어느 하나 이상을 사용하여 상기 탄소 나노 튜브 끝을 닫아주는 단계를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 탄소 나노 튜브를 이용한 정보 저장 매체 제조 방법.When the carbon nanotube ends are opened by etching the graphite, the carbon nanotubes may be closed by using one or more of a heat treatment method or a laser beam irradiation method. Information storage medium manufacturing method used. 제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 강자성체의 산화를 막기 위하여 상기 강자성체의 표면 위에 보호층을 형성시키는 단계를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 탄소 나노 튜브를 이용한 정보 저장 매체 제조 방법.And forming a protective layer on the surface of the ferromagnetic material in order to prevent oxidation of the ferromagnetic material.
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