KR20070041317A - 고-모멘트, 고내식성 연성 하부층(sul)을 갖는 수직자기 기록 시스템 및 매체 - Google Patents

고-모멘트, 고내식성 연성 하부층(sul)을 갖는 수직자기 기록 시스템 및 매체 Download PDF

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번드 헤인즈
요시히로 이케다
메리 프란스 미날디
켄타로 타카노
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히다치 글로벌 스토리지 테크놀로지스 네덜란드 비.브이.
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Abstract

본 발명의 수직 자기 기록 디스크는 고내식성 뿐만 아니라 고모멘트를 갖는 연성 하부층(SUL)을 포함한다. SUL의 재료는 Co, Fe, X, 및 Y를 함유하는 합금으로, X는 Ta 또는 Nb이고, Y는 Zr 또는 Hf이다. 또한 합금 내 X와 Y의 혼합비는 약 10 내지 20 원자 퍼센트이다. 합금 내 Co 대 Fe의 원자 비율은 약 90:10 내지 10:90이며, 바람직하게는 25:75 내지 35:65이다. SUL은 단일층의 SUL이거나, 또는 하나 또는 그 이상의 층간막에 의해 분리된 다수의 연성 자기층으로 형성된 다층의 SUL일 수 있다.
하드 디스크, 기록 디스크, 기록 매체, 수직 자기 기록, 연성 하부층, SUL

Description

고-모멘트, 고내식성 연성 하부층(SUL)을 갖는 수직 자기 기록 시스템 및 매체 {PERPENDICULAR MAGNETIC RECORDING SYSTEM AND MEDIUM WITH HIGH-MOMENT CORROSION-RESISTANT SOFT UNDERLAYER}
도 1은 수직 자기 기록 시스템의 개략도이다.
도 2는 기록 자계를 도시한 수직 자기 기록 디스크의 개략 단면도이다.
도 3은 반강자성으로 결합 적층된 SUL을 포함한 수직 자기 기록 디스크의 개략 단면도이다.
도 4는 다른 CoFeTaZr 합금들과 Co92Ta3Zr5 합금의 전기화학 분극 곡선이다.
본 발명은 일반적으로 수직 자기 기록 매체에 관한 것으로, 보다 상세하게는 “연성(soft)” 또는 상대적으로 낮은 보자력의 투자성 하부층(SUL) 상에 형성된 기록층(RL)을 포함하는 “이중층(dual-layer)” 수직 자기 기록 디스크에 관한 것이다.
기록 비트를 기록층에 수직 또는 면외(out-of-plane) 방향으로 저장하는 수 직 자기 기록은 자기 기록 하드 디스크 드라이브에 있어서 매우 높은 기록 밀도를 달성하기 위한 길을 제공한다. 수직 자기 기록 시스템의 일반적인 유형은 “이중층” 매체를 사용하는 것이다. 단일 기록 폴 타입의 기록 헤드를 갖는 이러한 유형의 시스템을 도 1에 도시하였다. 이중층 매체는 “연성(soft)” 또는 상대적으로 낮은 보자력의 투자성 하부층(SUL) 상에 형성된 수직 자기 데이터 기록층(recording layer; RL)을 포함한다. SUL은 기록 헤드의 기록 폴(write pole)로부터 복귀 폴(return pole)로의 자계에 대한 자속 복귀 경로로서의 역할을 한다. 도 1에서, RL은 화살표로 도시된 바와 같이 인접한 영역이 서로 반대 자화 방향을 갖는 수직으로 기록된 영역, 또는 자화 영역들(magnetized regions)로 도시되고 있다. 인접한 반대 방향의 자화 영역들간의 자기 전이(magnetic transitions)는 기록 비트로서 판독 성분 또는 헤드에 의해 감지될 수 있다.
도 2는 기록 자계(HW)가 기록층(RL)에 작용하는 것을 도시한 종래 기술의 수직 자기 기록 디스크의 단면 개략도이다. 디스크는 또한 하드 디스크 기판, SUL의 성장을 위한 접착 또는 개시층(onset layer; OL), SUL의 투자성 막과 RL 간의 자기 교환 결합을 방지하고 RL의 에피택셜 성장을 촉진하기 위한 비자기 교환 차단층(exchange break layer; EBL), 및 보호 오버코트층(overcoat; OC)을 포함한다. 도 2에 도시한 바와 같이, RL은 수평(longitudinal) 또는 면내(in-plane) 기록과 비교하여 현저하게 높은 기록 자계를 허용하는 “명백한(apparent)" 기록 헤드(ARH)의 갭(gap) 내부에 위치한다. ARH는 디스크 상에 실제 기록 헤드(real write head; RWH)인 기록 폴(도 1)과, RL의 아래에 유효 보조 기록 폴(secondary write pole; SWP)을 포함한다. SWP는 EBL에 의해 RL로부터 분리되는 SUL에 의해서 용이하게 형성되며, SWP가 고투자율이므로 기록 과정 중에 RWH의 자기 거울 이미지를 생성한다. 이는 효과적으로 RL을 ARH의 갭 내로 가져오게 하여, RL의 내부에서 큰 기록 자계(HW)를 허용하게 한다.
RL 재료의 한 유형으로 RL에 충분히 면외 또는 수직으로 배향된 c축을 갖는 조밀 육방(hexagonal-close-packed; HCP) 결정 구조의, CoPtCr 합금과 같은, 입상(granular) 강자성 코발트 합금이 있다. 입상 코발트 합금의 RL은, 또한 고보자력(HC)의 매체를 제조하고 높은 고유 매체 노이즈의 원인이 되는 상호-입상 교환 결합을 감소시키기 위해, 분리된 미세-결정립(fine-grain) 구조를 가져야 한다. 따라서, RL은 코발트 합금 RL에 있어서 결정립 분리를 개선하기 위해 결정립 경계로 침전하는, Si, Ta 및 Nb의 산화물과 같은, 산화물을 포함할 수 있다. SiO2를 첨가한 CoPtCr 입상 합금의 RL을 포함하는 수직 자기 기록 매체에 대해서는 2003년 7월 발간된 IEEE Transactions on Magnetics, Vol.39, No.4, pp.1914-1918에서 H.Uwazumi 등의 논문 “CoPtCr-SiO2 Granular Media for High-Density Perpendicular Recording"에서 기술되고 있다. Ta2O5를 첨가한 CoPt 입상 합금의 RL을 포함하는 수직 자기 기록 매체에 대해서는 2005년 2월 Journal of Magnetism and Magnetic Materials, Vol.287, pp.167-171에서 T.Chiba 등의 “Structure and magnetic properties of Co-Pt-Ta2O5 film for perpendicular magnetic recording media”에서 기술되고 있다.
SUL은 일반적으로 전체 두께가 약 50nm 내지 400nm의 범위인 고모멘트(MS) 재료로 이루어진다. MS와 SUL의 두께는 기록 성능을 저하시킬 SUL 포화(saturation)를 피할 수 있을 정도로 충분하여야 한다. 이를 위한 SUL의 임계 두께 t(SUL)는 하기 식을 만족하여야 한다.
t(SUL) = MS(Write Head)/2MS(SUL)× LW/(L+W)
여기서, L과 W는 각각 기록 폴(write pole)의 길이 및 너비이다. 디스크의 보다 높은 기록 밀도를 달성하기 위하여, 기록 폴은 더 작게 만들어지고, 이는 SUL의 두께를 감소시킬 것이다. 기록 성능을 감소시킬 수 있는, 기록 자계의 감퇴 및 기록-자계 경사(gradient)를 방지하기 위해서는, SUL의 높은 MS가 요구된다. 그런데, SUL 재료의 MS가 높아질수록 또한 SUL 두께 요건을 감소시킬 것이다. 일반적으로 SUL은 반응성이 매우 크고 쉽게 산화물 및 질화물을 형성하는 Co, Fe, 및/또는 Ni를 함유하는 비정질 투자성 재료로 형성되기 때문에, 이들이 공기 또는 수분에 노출될 때 SUL은 부식되기 쉽다. 따라서, SUL에 대하여, 특히 더욱 얇아지는 SUL에 대해, 높은 MS를 갖을 뿐만 아니라 부식에 대한 내성을 갖는 것은 중요하다.
CoTaZr 및 CoNbZr 합금은 SUL에 사용되는 재료로 알려져 있다. 그러나, 이러한 고-모멘트 합금은 열악한 내식성을 갖는다.
본 발명은 우수한 내식성과 높은 MS를 달성하여 매체의 기록 성능이 저하되지 않는 SUL을 포함하는 수직 자기 기록 매체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 고내식성 뿐만 아니라 고모멘트를 갖는, 단일층 또는 다층의 SUL층을 포함하는 수직 자기 기록 디스크 및 상기 디스크를 포함하는 수직 자기 기록 시스템에 관한 것이다. SUL의 재료는 Co, Fe, X, 및 Y를 함유하는 합금으로, X는 Ta 또는 Nb이고 Y는 Zr 또는 Hf이다. 또한 합금 내 X와 Y의 혼합비는 약 10 내지 20 원자 퍼센트이다. 합금 내 Co 대 Fe의 원자 비율은 약 90:10 내지 10:90이며, 바람직하게는 25:75 내지 35:65이다. SUL은 단일층의 SUL이거나, 또는 하나 또는 그 이상의 층간막에 의해 분리된 다수의 연성 자기층으로 형성된 다층의 SUL일 수 있다.
첨부한 도면과 함께 다음의 상세한 설명을 참조한다면, 본 발명의 특징 및 이점을 보다 충분히 이해할 수 있을 것이다.
종래 기술에 따른 수직 자기 기록 디스크를 도 3에 도시하였다. 디스크를 구성하는 다양한 층들이 하드 디스크 기판 상에 형성된다. 기판은 시판되어 사용가능한 어떠한 유리 기판일 수도 있으나, NiP 또는 다른 공지된 표면 코팅 처리된 종래의 알루미늄 합금일 수도 있으며, 또는 실리콘, 카나사이트(canasite), 또는 실리콘-카바이드와 같은 다른 기판일 수도 있다. SUL은 기판 상에 형성되는데, 기판 바 로 위에 형성되거나, 혹은 접착층 또는 개시층(OL) 바로 위에 형성될 수 있다. OL은 SUL의 성장을 촉진하는 역할을 하며, 이는 2 내지 5nm 정도의 두께로 이루어진 AlTi 합금 또는 유사 재료로 이루어질 수 있다.
SUL은 연성 투자성 재료로 이루어진 단일층일 수 있다. SUL은 자기적 연성 특성을 갖고 도메인 벽(domain walls)이 없는 것이 바람직하다. 이 경우에, 자기적 “연성(softness)”은 자속을 구동하는 면내 자기장에 비례하여 자속을 직접 운반하는 SUL의 특성을 의미한다. 도메인 벽이 없는 자기적 연성을 얻기 위해서는 대기 상태(quiescent state), 즉 기록 전이(recorded transitions) 및/또는 기록 자계(writing fields)가 없는 상태에서, SUL은 효과적으로 “단일 도메인 상태(single domain state)”인 것이 바람직하며, SUL 내 자화는 어디에서나 현저하게 단일 방향으로 정렬된다. SUL 내에 다중 도메인의 존재는 매체 노이즈의 원인이 되며, 이는 일부 영역에서 기록층에서의 기록 정보의 열적 소자(thermal demagnetization)의 증가를 야기할 수 있다. 이러한 문제점을 다루기 위하여, 적층형 다층 SUL이 제안되어 왔다. 도 3에 도시된 SUL은 SULa와 SULb 간의 반강자성 교환 결합을 조정하는 반강자성(antiferromagnetic; AF) 결합막으로서 작용하는 (Ru, Ir, 또는 Cr과 같은) 층간막에 의해 분리된 다수의 연성 자기층(SULa와 SULb)으로 형성된 적층 또는 다층 SUL이다. 도 3에서 SULa와 SULb에서의 화살표는 대기 상태에서 역평행(antiparallel) 자화 방향임을 나타낸다. 이러한 유형의 SUL에 대해서는 미국 특허 제6,686,070B1호와 제6,835,475B2호에 논의되었다. SUL은 또한, 탄소막 또는 SiN막이거나, Al 또는 CoCr의 전기 전도성막과 같은 비자기성막에 의해 분 리된 다수의 연성 자기막들로 형성된 적층 또는 다층 SUL일 수 있다. 단일층의 SUL과 적층 SUL에서의 각각의 연성 자기층은 일반적으로 CoTaZr 및 CoNbZr과 같은, Co, Fe, 및/또는 Ni를 함유하는 비정질 투자성 합금으로 형성된다. SUL의 두께는 일반적으로 대략 50 내지 400nm의 범위이다. 가까운 미래에, SUL은 각 제품 세대의 소형화 추세에 발맞추어 기록 폴 치수로서 두께가 50nm 이하로 감소될 것이다.
SUL의 비자기 EBL은 입상 RL의 hcp 결정 배향을 조정하기 위해 조밀 육방(HCP) 결정 구조를 갖는 비자기성 금속 또는 합금으로 이루어진다. EBL은 hcp 입상 RL의 성장을 촉진하여, 그의 c축이 실질적으로 수직으로 배향되고 그로 인해 수직 자기 이방성(anisotropy)이 생기도록 한다. EBL의 재료로서 통상 루테늄(Ru)이 사용되나, Ti, Re, 및 Os로부터 선택되는 금속, Ti, Re, Ru, 및 Os로부터 선택되는 적어도 하나의 원소를 함유하는 합금, 루테늄(Ru)-기반 합금을 포함한 합금을 포함하는 다른 재료가 사용될 수도 있다. 루테늄(Ru)이 EBL로 사용된다면, 이는 SUL 상에 형성된 시드층(seed layer; SL) 상에 직접 형성될 수 있다.
RL은 하나 또는 그 이상의 첨가 분리제의 적어도 하나의 산화물로 구성된 상호-입상 재료를 갖는 강자성 Co 합금으로 이루어진다. 바람직하게는, 상호-입상 재료의 산화물 또는 산화물들은 하나의 원소만으로 이루어진 산화물 또는 산화물들, 즉 Si 산화물, Ti 산화물, 또는 Ta 산화물이다. RL은 또한 상호-입상 재료로서 제공되는 Cr의 하나 또는 그 이상의 산화물과 같이, Cr을 포함할 수 있다. 그러므로 일반적인 RL 조성은 CoPtCr-SiO2, CoPtCr-TiO2, 및 CoPt-Ta2O5를 포함한다.
RL 상에 형성된 OC는 비정질 “다이아몬드형” 탄소막 또는 실리콘 질화물과 같은, 다른 공지된 보호 오버코트층일 수 있다.
SUL로서 사용되는 통상의 조성물인 CoTaZr 및 CoNbZr 합금은 매우 부식되기 쉽다. 이는 Co92Ta3Zr5(첨자는 원자 퍼센트를 의미함)로 형성된 SUL을 포함하는 수직 자기 기록 디스크를 광학 현미경 및 투과 전자 현미경(TEM)을 사용하여 검사함으로서 입증되었다. 차이스(Zeiss) 광학 현미경의 500X에서의 SUL 검사는 코발트 옥살레이트(cobalt oxalate) 막대가 하부 SUL를 노출시키는 막 결함(defect) 주위에 균일하게 분산되어 있음을 보여준다. 수직 자기 기록 디스크에 있어서, Co 옥살레이트(CoC2O4)는 종종 막대 또는 바늘 형태로 존재하는 부식 산물이다. 이들은 일반적으로 1 내지 2㎛ 정도의 길이와 약 0.1㎛ 이내의 직경을 갖는다. SUL의 패시베이션(passivation) 부족 및 Co 이온의 고이동도로 인해, 특히 탄소 오버코트층과 같은 많은 불활성 재료로 인한 전기적 결합(galvanic coupling)의 존재 하에, Co 이온들은 상부로 유출되고 주위 환경의 옥살산과 반응하여 막대 형상의 Co 옥살레이트를 형성한다. 게다가, 단면 TEM은 결함 중심으로부터 하부의 SUL층이 산화됨을 명확하게 보여준다. 이러한 결과들은 Co92Ta3Zr5 합금의 Ta 및 Zr 성분이 부식을 방지하기에 충분하지 않음을 나타낸다.
부식의 방지를 달성할 수 있는지를 결정하기 위해 CoTaZr SUL에서의 Ta 및 Zr의 양이 증가되었다. 부식 테스트를 통해 Co85Ta10Zr5 SUL이 충분한 내식성을 갖는 것을 알 수 있었다. 그러나, Co85Ta10Zr5 합금은 충분한 내식성을 갖는 반면에, 그의 MS가 Co92Ta3Zr5 합금의 MS보다 25% 정도가 적다. MS의 감소는 기록 자계의 감퇴 및 기록-자계 경사로 인해 기록 성능의 손실을 야기할 수 있다.
본 발명은 고내식성 뿐만 아니라 고모멘트를 갖는 단일층 또는 다층의 SUL층을 포함하는 수직 자기 기록 디스크에 관한 것이다. SUL의 재료는 Co, Fe, X, 및 Y를 함유하는 합금으로, X는 Ta 또는 Nb이고, Y는 Zr 또는 Hf이다. 또한 합금 내 X와 Y의 혼합비는 약 10 내지 20 원자 퍼센트이다. 합금 내 Co 대 Fe의 원자 비율은 약 90:10 내지 10:90이며, 바람직하게는 25:75 내지 35:65이다.
CoFeTaZr 합금의 다양한 조성을 갖는 SUL에 대해 내식성 및 모멘트 특성을 위한 테스트를 하였다. 도 4는 다수의 CoFeTaZr 합금들과 Co92Ta3Zr5 합금의 전기화학 분극 곡선을 비교한 것이다. 이 곡선들의 데이터는 SUL이 하나의 전극 역할을 하는 SUL로서 유리 기판 상에 형성되는 실험 설정 상에 얻어진다. 백금(Pt) 전극은 SUL의 1㎜ 상에 위치하고, 물방울이 백금 전극과 SUL 사이에 주입된다. 공급 전압이 -1.0V로부터 +1.0V까지 주어지고, 전류가 공급 전압의 함수로써 측정된다. 도 4에서, 약 -0.4V에서의 네가티브 스파이크(negative spike)가 음극 영역으로부터 양극 영역으로 전이되어, SUL이 양극이 되는 것을 보여준다. 전압이 양전기로 증가됨에 따라, 전자들은 SUL의 밖으로 나오게 된다. 양극 영역에서의 측정된 전류 값이 SUL의 부식 가능성을 나타낸다. 도 4에 도시된 바와 같이, Co92Ta3Zr5 합금의 경우에 가장 높은 교환 전류를 나타낸다. Co92Ta3Zr5 합금의 분극 곡선은 급격하게 상승하고, 합금이 과도하게 부식되어 테스크 전극이 심하게 부식되기 때문으로만 감소하기 시작한다. 다른 세가지 합금(Co34Fe51Ta10Zr5, Co51Fe34Ta10Zr5, 및 Co59Fe26Ta10Zr5)의 경우에는 모두 현저하게 낮은 레벨의 교환 전류를 나타낸다. 전기 포텐셜이 0인 경우에, Co34Fe51Ta10Zr5, Co51Fe34Ta10Zr5, 및 Co59Fe26Ta10Zr5 합금의 교환 전류가 각각 약 2× 10-6A, 3× 10-6A, 및 1× 10-6A임에 비교하여, Co92Ta3Zr5 합금의 교환 전류는 약 50× 10-6A이다. 따라서 본 발명의 합금은 약 15 내지 50배 정도로 내식성을 향상시킬 수 있다.
막의 부식에 대한 민감도를 테스트하기 위하여, Co92Ta3Zr5의 조절막과 다양한 (CoFe)Ta10Zr5 SUL 합금들을 사용하여 제조된 막들에 대해 4일 동안 65℃의 고온과 99%의 고습도 노출로 이루어진 엄격한 응축 실험(condensation test)을 실시하였다. 조절막(Co92Ta3Zr5)은 Co 옥살레이트 막대의 결점을 나타내는 부식 얼룩들로 뒤덮인다. 이러한 결과는 본 발명에 따른 SUL 합금의 측정된 전기화학 분극 곡선과 개선된 내식성을 입증한다.
두 개의 (CoFe)Ta10Zr5 SUL 합금들의 MS가 Co92Ta3Zr5 조절 합금의 13kOe보다 단지 약간 적은 11kOe 및 12kOe로 각각 측정되었다. 새로운 SUL 합금에서의 Co 대 Fe의 원자 비율은 바람직한 MS를 달성하기 위하여 90:10 내지 10:90의 범위로 이루 어진다. Co:Fe의 원자 비율을 잘 알려진 Slater-Pauling 곡선에 따라 MS의 최대값을 얻을 수 있는 30:70(25:75 내지 35:65)에 가까이 적정화함으로써, MS를 더욱 향상시킬 수 있다. 더욱이, 부식 테스트에서 (CoFe)Ta10Zr5 SUL 합금의 내식성이 제품 사양을 만족한다면, Ta 및/또는 Zr 성분을 감소시킴으로써 MS를 더욱 향상시킬 수 있다. 합금 내 Ta와 Zr의 혼합비는 약 10 내지 20 원자 퍼센트인 것이 바람직하다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 CoFeXY SUL 합금이 Ta 및 Zr을 포함한 예에 대해 설명되었으나, Nb가 Ta 대신 포함될 수 있고, 그리고/또는 Hf가 Zr 대신 포함될 수 있다.
본 발명은 바람직한 실시예를 참고하여 구체적으로 예시 및 설명되었으나, 당업자라면 본 발명의 기술적 사상의 범위를 벗어나지 않도록 다양하게 변형 및 변경할 수 있을 것이다. 따라서, 개시한 발명은 단지 예시적인 것에 불과하며 첨부한 특허 청구범위에 기재된 범위로만 한정되어야 한다.
본 발명에 따르면, 우수한 내식성과 높은 MS를 달성하여 매체의 기록 성능이 저하되지 않는 연성 하부층(SUL)을 포함하는 수직 자기 기록 매체를 제조할 수 있다.

Claims (17)

  1. 기판;
    수직 자기 기록층; 및
    상기 기판과 상기 수직 자기 기록층 사이에 위치하고 투자성 재료를 함유하는 하부층으로서, 상기 투자성 재료는 Co, Fe, 원소 X, 및 원소 Y를 함유하는 합금이고, 상기 X는 Ta 또는 Nb이고, 상기 Y는 Zr 또는 Hf인 상기 하부층
    을 포함하는 수직 자기 기록 매체.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 합금 내 X와 Y의 혼합비는 10 내지 20 원자 퍼센트인 것인 수직 자기 기록 매체.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 합금 내 Co 대 상기 합금 내 Fe의 원자 비율은 약 90:10 내지 10:90의 범위인 것인 수직 자기 기록 매체.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 합금 내 Co 대 상기 합금 내 Fe의 원자 비율은 약 25:75 내지 35:65의 범위인 것인 수직 자기 기록 매체.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 하부층과 상기 수직 자기 기록층 사이에 위치한, 상기 수직 자기 기록층과 상기 하부층 간의 자기 교환 결합을 방지하는 교환-차단층 을 더 포함하는 것인 수직 자기 기록 매체.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 수직 자기 기록층은 입상 강자성 Co 합금을 함유하는 것인 수직 자기 기록 매체.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 수직 자기 기록층은 Si, Ta, Ti, 및 Nb로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 원소의 산화물 또는 산화물들을 함유하는 것인 수직 자기 기록 매체.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 하부층은 비자기막에 의해 분리된 상기 투자성 재료의 두 개의 막을 포함하는 것인 수직 자기 기록 매체.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 비자기막은 상기 두 개의 투자성막들의 반강자성 결합을 제공하는 것인 수직 자기 기록 매체.
  10. 제 1항에 따른 수직 자기 기록 매체;
    상기 수직 자기 기록 매체의 기록층 내 영역들을 자화하기 위한 기록 헤드; 및
    상기 자화 영역들 간의 전이를 감지하는 판독 헤드를 포함하는 수직 자기 기록 시스템.
  11. 기판;
    상기 기판 상에 위치하고, Co, Fe, 원소 X, 및 원소 Y를 함유하는 합금을 포함하는 투자성 하부층으로서, 상기 X는 Ta 또는 Nb이고, 상기 Y는 Zr 또는 Hf이며, 상기 합금 내 X와 Y의 혼합비는 10 내지 20 원자 퍼센트인 것인 상기 투자성 하부층;
    c축이 수직 자기 기록층에 실질적으로 수직으로 배향된 조밀 육방(HCP) 결정 구조를 갖는 Co-기반 강자성 합금의 결정립(grain)으로 이루어진 수직 자기 기록층; 및
    상기 하부층과 상기 수직 자기 기록층 사이에 위치하여 상기 수직 자기 기록층과 상기 하부층 간의 자기 교환 결합을 방지하는 교환-차단층
    을 포함하는 수직 자기 기록 디스크.
  12. 제 11항에 있어서, 상기 원소 X는 Ta이고, 상기 원소 Y는 Zr인 것인 수직 자기 기록 디스크.
  13. 제 11항에 있어서, 상기 합금 내 Co 대 상기 합금 내 Fe의 원자 비율은 약 90:10 내지 10:90의 범위인 것인 수직 자기 기록 디스크.
  14. 제 13항에 있어서, 상기 합금 내 Co 대 상기 합금 내 Fe의 원자 비율은 약 25:75 내지 35:65의 범위인 것인 수직 자기 기록 디스크.
  15. 제 11항에 있어서, 상기 수직 자기 기록층은 Si, Ta, 및 Nb로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 원소의 산화물 또는 산화물들을 더 포함하는 것인 수직 자기 기록 디스크.
  16. 제 11항에 있어서, 상기 하부층은 상기 투자성 재료의 두 개의 막들을 포함하고, 상기 두 개의 투자성막들을 분리하는 비자기막을 더 포함하는 것인 수직 자기 기록 디스크.
  17. 제 16항에 있어서, 상기 비자기막은 상기 두 개의 투자성막들의 반자기성 결합을 제공하는 것인 수직 자기 기록 디스크.
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7524570B2 (en) * 2005-10-13 2009-04-28 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. Perpendicular magnetic recording system and medium with high-moment corrosion-resistant “soft” underlayer (SUL)
JP4470881B2 (ja) * 2005-12-27 2010-06-02 昭和電工株式会社 磁気記録媒体、および磁気記録再生装置
JP5031443B2 (ja) * 2007-05-29 2012-09-19 山陽特殊製鋼株式会社 垂直磁気記録媒体における軟磁性膜層用合金
KR101196732B1 (ko) * 2008-02-01 2012-11-07 시게이트 테크놀로지 엘엘씨 수직자기 기록매체
JP5605787B2 (ja) * 2008-07-14 2014-10-15 山陽特殊製鋼株式会社 垂直磁気記録媒体における軟磁性膜層用合金を成膜するためのスパッタリングターゲット材とその製造方法
US20100110584A1 (en) * 2008-10-30 2010-05-06 Qing Dai Dual oxide recording sublayers in perpendicular recording media
JP5360894B2 (ja) * 2009-06-30 2013-12-04 ダブリュディ・メディア・シンガポール・プライベートリミテッド 磁気記録媒体の製造方法
US9548073B1 (en) 2013-03-13 2017-01-17 WD Media, LLC Systems and methods for providing high performance soft magnetic underlayers for magnetic recording media
JP6113817B2 (ja) * 2015-11-30 2017-04-12 山陽特殊製鋼株式会社 垂直磁気記録媒体における軟磁性薄膜層用合金およびスパッタリングターゲット材並びに軟磁性薄膜層を有する垂直磁気記録媒体。
CN109182845B (zh) * 2018-09-26 2020-07-17 山西师范大学 一种钴基软磁合金的固相反应合成方法
US20230317103A1 (en) * 2022-01-24 2023-10-05 International Business Machines Corporation Magnetic recording tape and apparatus

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6030734B2 (ja) * 1979-04-11 1985-07-18 健 増本 鉄族元素とジルコニウムを含む脆性が小さく熱的安定性に優れる非晶質合金
JP3731640B2 (ja) 1999-11-26 2006-01-05 株式会社日立グローバルストレージテクノロジーズ 垂直磁気記録媒体及び磁気記憶装置
US6835475B2 (en) * 2001-07-26 2004-12-28 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. Dual-layer perpendicular magnetic recording media with laminated underlayer formed with antiferromagnetically coupled films
US7041205B2 (en) 2001-08-14 2006-05-09 Seagate Technology Llc Sputtering target and method for making composite soft magnetic films with a sintered target
JP2003067909A (ja) 2001-08-24 2003-03-07 Fuji Electric Co Ltd 垂直磁気記録媒体
US7175925B2 (en) 2003-06-03 2007-02-13 Seagate Technology Llc Perpendicular magnetic recording media with improved crystallographic orientations and method of manufacturing same
US7081268B2 (en) 2003-06-03 2006-07-25 Seagate Technology Llc In-situ post-deposition oxidation treatment for improved magnetic recording media
US7033685B2 (en) 2003-10-07 2006-04-25 Seagate Technology Llc High coercivity perpendicular magnetic recording media on polymer substrates
US7354630B2 (en) 2003-11-06 2008-04-08 Seagate Technology Llc Use of oxygen-containing gases in fabrication of granular perpendicular magnetic recording media
US7354618B2 (en) 2003-11-12 2008-04-08 Seagate Technology Llc Oxygen plasma post-deposition treatment of magnetic recording media
US20050098426A1 (en) 2003-11-12 2005-05-12 Seagate Technology Llc Heat-assisted post-deposition oxidation treatment for improved perpendicular magnetic recording media
EP1689448B1 (en) * 2003-12-01 2015-07-29 Immunomedics Inc. Method for preparing dota-antibody conjugates
US7368188B2 (en) * 2004-01-30 2008-05-06 Fujifilm Corporation Magnetic recording medium
US7837836B2 (en) 2004-02-12 2010-11-23 Seagate Technology Llc Method and apparatus for multi-stage sputter deposition of uniform thickness layers
US20050181239A1 (en) 2004-02-12 2005-08-18 Seagate Technology Llc Granular magnetic recording media with improved corrosion resistance by pre-carbon overcoat ion etching
US7235314B2 (en) 2004-03-11 2007-06-26 Seagate Technology Llc Inter layers for perpendicular recording media
US7201977B2 (en) 2004-03-23 2007-04-10 Seagate Technology Llc Anti-ferromagnetically coupled granular-continuous magnetic recording media
US7524570B2 (en) * 2005-10-13 2009-04-28 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. Perpendicular magnetic recording system and medium with high-moment corrosion-resistant “soft” underlayer (SUL)

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Publication number Publication date
CN100431012C (zh) 2008-11-05
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