KR20090074141A - 열보조 자기기록 미디어 및 이를 포함하는 열보조 자기기록 시스템 - Google Patents

열보조 자기기록 미디어 및 이를 포함하는 열보조 자기기록 시스템 Download PDF

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KR20090074141A
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김영주
임동수
이수찬
홍현국
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연세대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명은 열보조 자기기록 미디어 및 이를 포함하는 열보조 자기기록 시스템에 관한 것이다. 본 발명에 따른 열보조 자기기록 미디어는 기판; 상기 기판 상에 서로 동일한 형상을 갖는 유닛들이 반복적으로 배열되며, 상기 각 유닛들은 서로 이격되어 있고, 자성재료로 이루어지는 자기기록 영역; 상기 각 유닛들의 측면에 형성되며, 외부에서 입사되는 입사광에 의해 상기 자기기록 영역과의 상호작용을 통해 표면 플라즈몬 효과를 발생시키는 금속 박막층; 및 상기 금속 박막층의 측면에 형성되며, 상기 입사광에 의해 상기 금속 박막층과의 상호작용을 통해 표면 플라즈몬 효과를 발생시키는 유전체층을 포함하는 것을 특징으로 한다.
열보조 자기기록 헤드, 열보조 자기기록 미디어, 표면 플라즈몬, 고밀도, 광량

Description

열보조 자기기록 미디어 및 이를 포함하는 열보조 자기기록 시스템{Heat assisted magnetic media and Heat assisted magnetic system including the same}
본 발명은 열보조 자기기록 미디어 및 이를 포함하는 열보조 자기기록 시스템에 관한 것이다. 보다 상세하게는 디스크릿 트랙 미디어와 패턴 미디어와 같은 불연속 자기기록 미디어의 각 자기기록 영역들 사이에 금속 박막층과 유전체 층을 구비함으로써, 헤드로부터 입사되는 입사광이 금속 박막층과 유전체 층 및 자기기록 영역과의 상호작용을 통해 표면 플라즈몬 효과를 일으키도록 하여 높은 광량과 기록밀도의 증가를 확보하며, 열보조 자기기록 헤드와 결합하여 열보조 자기기록 시스템을 구성함으로써 초고밀도 정보저장기기를 구현할 수 있는 표면 플라즈몬 효과를 이용한 열보조 자기기록 미디어 및 이를 포함하는 열보조 자기기록 시스템에 관한 것이다.
자기정보 기록 분야에서 기록 밀도를 증가시키기 위한 방안으로 열보조 자기기록(Heat Assisted Magnetic Recording;HAMR) 방식이 개발되고 있다. HAMR 방식이란 자기기록 미디어에 국소적으로 열을 가함으로써 보자력을 떨어뜨려 자기기록 헤드로부터 인가된 자기장에 의하여 자기기록 미디어가 쉽게 자화될 수 있도록 한 것 이다. 이러한 HAMR 방식에 의하면 높은 결정자기이방성을 갖는 자기기록 미디어에 기록이 가능하다. 높은 결정자기이방성을 갖는 미디어를 사용하면 자기기록 미디어의 결정립을 작게 하더라도 높은 열적 안정성을 확보할 수 있다. 자기기록의 기록밀도가 높아짐에 따라 기록 비트를 구성하는 결정립의 크기는 작아져야 자기기록 미디어의 신호대 잡음비(SNR)를 일정한 수준에서 유지할 수 있으므로, 이러한 HAMR 방식에 의하여 높은 기록밀도를 얻을 수 있게 된다.
HAMR 방식에 의하면 자기기록 헤드의 작은 분해능의 자기장에 일치하는 초미세 기록영역에 부분적으로 열을 전달해야 하며, 이를 위해 약 50nm 이하의 작은 영역을 국부적으로 가열하여 충분한 온도 상승을 확보하여야 한다. 이를 위해 주로 연구되고 있는 레이저 빔에 의한 가열방식은 레이저 빔의 스폿(spot) 크기가 자기기록 미디어의 비트(bit) 크기보다 크지 않도록 해야 하기 때문에 레이저 빔의 스폿 크기를 작게 할 수 있는 근접장 광기술(near-field optics)이 요구된다. 또한, 500MHz에 이르는 기록 속도를 확보하기 위해서는 미디어의 열응답 시간이 1ns 이하가 되어야 하므로 상대적으로 높은 광출력이 필요하다. 대략 50nm의 스폿에 1mW의 광출력이 달성되면 자기기록 미디어의 온도를 200℃까지 높여서 정보를 기록할 수 있지만, 실제적으로 이러한 미세 스폿에서 1mW급의 광출력을 얻는 것은 매우 어렵다는 문제점이 있다.
한편, 독립적인 트랙을 형성함으로써 열적 안정성을 얻는 불연속 자기기록 미디어의 형태로 디스크릿 트랙 미디어(Discrete Track Media)와 패턴 미디어(Patterned Media) 방식이 연구되고 있다. 이러한 불연속 자기기록 미디어는 인 접 트랙간 자기신호의 간섭을 줄일 수 있고, 재생폭을 기록폭까지 증가시킬 수 있어 신호대 잡음비를 향상시킬 수 있다. 특히, 패턴 미디어는 공간적으로 독립된 자성 박막 패턴을 제작하고 패턴 내부에 1비트만을 저장함으로써 초상자성 효과를 근본적으로 차단하는 기술이다. 또한, 패턴 미디어의 하나의 패턴은 1개의 결정립으로 구성되므로 자화의 방향이 일정하여 미디어 노이즈가 작기 때문에 패턴 크기의 소형화가 가능하다. 그러나, 50nm 이하의 작은 패턴을 제작하는 것은 현재의 나노 임프린트 기술 수준에서는 어려움이 있으며, 자체조립(self-assembly) 방식에서는 2.5인치 정도의 대면적을 균일하게 패턴 제작하는 것이 매우 어렵다는 문제점이 있다. 더욱이, 25nm 이하의 패턴으로 제작되었을 때 자기기록 헤드와 트랙과의 정렬에 있어 정밀도를 확보하는데 기술적인 어려움이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 특히 헤드로부터 입사되는 입사광이 금속 박막층과 유전체 층 및 자기기록 영역과의 상호작용을 통해 표면 플라즈몬 효과를 일으키도록 하여 높은 광량과 기록밀도의 증가를 확보하며, 열보조 자기기록 헤드와 결합하여 열보조 자기기록 시스템을 구성함으로써 초고밀도 정보저장기기를 구현할 수 있는 열보조 자기기록 미디어 및 이를 포함하는 열보조 자기기록 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 열보조 자기기록 미디어는, 기판; 상기 기판 상에 서로 동일한 형상을 갖는 유닛들이 반복적으로 배열되며, 상기 각 유닛들은 서로 이격되어 있고, 자성재료로 이루어지는 자기기록 영역; 상기 각 유닛들의 측면에 형성되며, 외부에서 입사되는 입사광에 의해 상기 자기기록 영역과의 상호작용을 통해 표면 플라즈몬 효과를 발생시키는 금속 박막층; 및 상기 금속 박막층의 측면에 형성되며, 상기 입사광에 의해 상기 금속 박막층과의 상호작용을 통해 표면 플라즈몬 효과를 발생시키는 유전체층을 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 금속 박막층은 상기 기판과 상기 자기기록 영역 사이에 더 형성될 수있다.
또한, 상기 금속 박막층은 상기 기판과 상기 유전체층 사이에 더 형성될 수 있다.
또한, 상기 열보조 자기기록 미디어는 상기 유닛들이 스트라이프(stripe) 형상으로 배열된 디스크릿 트랙 미디어(discrete track media)일 수 있다.
또한, 상기 열보조 자기기록 미디어는 상기 유닛들이 매트릭스(matrix) 형상으로 배열된 패턴 미디어(patterned media)일 수 있다.
또한, 상기 열보조 자기기록 미디어는 상기 유닛들과 상기 기판 사이에 상기 유닛들과 동일한 재질의 베이스 층을 더 구비할 수 있다.
또한, 상기 금속 박막층은 상기 베이스 층과 상기 유전체 층 사이에 더 형성될 수 있다.
또한, 상기 금속 박막층은 상기 베이스 층과 상기 유닛들 사이에 더 형성될 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 열보조 자기기록 시스템은, 상기된 열보조 자기기록 미디어; 및 상기 열보조 자기기록 미디어와 마주하며, 상기 열보조 자기기록 미디어에 국소적으로 입사광을 조사하여 보자력을 낮추고 자기장을 인가함으로써 정보를 기록하는 열보조 자기기록 헤드를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면 표면 플라즈몬 효과를 이용한 열보조 자기기록 미디어를 구현함으로써 충분한 열원을 확보하고, 현재의 미세 패턴 공정기술 수준으로 테라바이트급 고밀도화를 달성할 수 있을 뿐만 아니라, 열보조 자기기록 헤드와 결합하 여 높은 근접장 광량을 확보할 수 있는 효과가 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.
먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 열보조 자기기록 미디어에 대해 설명한다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 열보조 자기기록 미디어의 평면도이고, 도 1b는 도 1a의 A-A' 단면도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 열보조 자기기록 미디어(100)는, 도 1a 및 도 1b를 참조하면, 기판(110), 유닛들(121, 122, 123)로 이루어진 자기기록 영역(120), 금속 박막층(130), 및 유전체 층(140)을 포함하여 형성된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 열보조 자기기록 미디어(100)는 유닛들(121, 122, 123)이 매트릭스(matrix) 형상으로 배열된 패턴 미디어(patterned media) 방식을 취한다. 패턴 미디어는 약 25nm 피치 구조로 미세 자기기록 박막 패턴을 제조하면 약 1Tbits/in2 이상의 초고밀도 정보저장 매체의 구현이 가능하다. 이러한 미세 패턴의 자기기록 박막층을 형성하기 위해 나노 임프린트 기술 등의 탑 다운(top-down) 방식 또는 자체조립(self-assembly) 기술을 이용한 바텀 업(bottom-up) 방식이 사용된다. 패턴 미디어는 서로 독립되어 존재하는 자성 박막 패턴을 제작하여 독립적인 자성 박막 패턴 내에 한 개의 비트(bit)만을 저장함으로써 초상자성 효과를 근본적으로 차단할 수 있다.
유닛들(121, 122, 123)은 기판(110) 상에 대략 사각기둥 형상으로 형성된다. 유닛들(121, 122, 123)은 서로 일정한 간격으로 이격되며, 각 유닛들(121, 122, 123) 사이에는 금속 박막층(130)과 유전체 층(140)이 형성된다. 자기기록 영역(120)은 일례로 Co-Cr-Pt, Fe-Pt과 같은 자성재료로 형성되어, 자기기록 헤드의 자기장에 의해 자화됨으로써 정보를 기록한다.
금속 박막층(130)은 각 유닛들(121, 122, 123)의 측면을 둘러싸며, 추가적으로 기판(110)과 유전체 층(140) 사이에 형성된다. 금속 박막층(130)은 Au, Ag, Pt, Cu, Al 중에서 선택된 어느 하나의 재질로 형성될 수 있으며, 바람직하게는 특히 도전성이 우수한 Au 또는 Ag 재질로 형성될 수 있다. 금속 박막층(130)은 외부에서 입사광이 도입되면 인접한 자기기록 영역(120) 또는 유전체 층(140)과의 상호 작용을 통해 표면 플라즈몬 효과를 나타낸다. 표면 플라즈몬(surface plasmon)은 금속 박막 표면에서 일어나는 전자들의 집단적 진동이며, 이에 의해 발생한 표면 플라즈 몬 파는 금속과 유전체의 경계면을 따라 진행하는 표면 전자기파이다. 이러한 현상을 나타내는 금속은 외부 자극에 의해 전자의 방출이 쉽고 음의 유전상수를 갖는 금속들이 주로 사용되는데, 그 중에서Ag는 가장 예리한 표면 플라즈몬 공명 피크를 보이며, Au는 우수한 표면 안정성을 나타낸다. 표면 플라즈몬의 여기(excitation)는 외부에서 서로 다른 유전함수를 갖는 두 매질 경계면 즉, 금속과 유전체의 경계면에 전기장을 인가하면 두 매질 경계면에서 전기장 수직성분의 불연속성 때문에 표면전하가 유도되고 이러한 표면전하들의 진동이 표면 플라즈몬 파로 나타난다. 이 표면 플라즈몬 파는 자유공간에서의 전자기파와는 달리 입사면에 평행하게 진동하는 파로서 p-polarization의 편광성분을 가진다. 따라서 광학적인 방법으로 표면 플라즈몬을 여기 시키려면 TM(Transverse Magnetic) 편광된 전자기파에 의해서만 가능하다. 표면 플라즈몬이 효과적으로 여기되려면, 입사되는 광의 입사 경계면에 수평한 파수 벡터의 성분이 표면 플라즈몬의 파수 벡터의 크기와 일치하도록 하는 것이 바람직하다. 금속 박막층(130)은 표면 플라즈몬의 여기가 쉽게 발생될 수 있도록 충분히 얇은 두께를 갖는 것이 바람직하며, 박막 공정에 의해 제조될 수 있다. 입사광은 외부에서 작은 스폿으로 도입되는 근접장 입사광일 수 있으며(열보조 자기기록 헤드), 일반적인 원격장(far-field optics) 입사광일 수도 있다. 입사광은 금속 박막층(130)과 자기기록 영역(120) 및 금속 박막층(130)과 유전체 층(140)의 상호 작용에 의해 표면 플라즈몬 효과를 일으켜 자기기록 영역(120)의 광흡수가 증대되며 국부적인 재료의 온도 상승을 일으켜 자기기록 영역(120)의 보자력을 떨어뜨림으로써 쉽게 자화될 수 있도록 한다. 아울러, 기록 후에는 자기기록 영 역(120)이 상온에서 높은 보자력을 가지므로 초상자성 한계에 대한 열적 안정성을 확보한다.
유전체 층(140)은 금속 박막층(130)의 측면에 형성되어, 금속 박막층(130)과의 경계면에서 표면 플라즈몬 효과를 일으키며, SiO2 등의 재질로 형성될 수 있다.
열보조 자기기록 미디어(100)의 제조방법을 간단하게 설명하면 다음과 같다.
기판(110) 상에 자기기록 영역(120)을 이루는 각 유닛들(121, 122, 123)을 형성한 후, 각 유닛들(121, 122, 123)의 상면, 측면 및 상기 유닛들(121, 122, 123)이 형성되어 있지 않은 기판(110)의 상면에 금속 박막층(130)을 형성한다. 그 후, 금속 박막층(130)의 상면, 측면을 모두 덮도록 유전체 층(140)을 형성하고, 상부를 깎아냄으로써 상기 유닛들(121, 122, 123)의 상면이 외부에 드러나도록 한다. 이하의 다른 실시예에 따른 열보조 자기기록 미디어도 이와 유사한 방법으로 제조될 수 있다.
다음으로, 본 발명의 다른 실시예에 따른 열보조 자기기록 미디어에 대해 설명한다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 열보조 자기기록 미디어의 수직 단면도이다. 도 2 내지 도 4는 도 1a와 같이 패턴 미디어 형태로 형성된다.
도 2를 참조하면, 금속 박막층(230)은 각 유닛들(121, 122, 123)의 측면뿐만 아니라, 기판(110)과 유닛들(121, 122, 123)의 하부 사이에도 형성된다. 즉, 금속 박막층(230)은 기판(110)과 자기기록 영역(120) 사이에 더 형성되어, 금속 박막 층(230)과 자기기록 영역(120) 과의 접촉 면적을 확장할 수 있다.
도 3을 참조하면, 금속 박막층(330)은 자기기록 영역(320)을 이루는 유닛들(321, 322, 323)의 측면뿐만 아니라, 베이스 층(315)과 유전체 층(340) 사이에도 형성된다. 즉, 도 3의 실시예에서는 유닛들(321, 322, 323)과 기판(110) 사이에 베이스 층(340)이 형성된다. 베이스 층(340)은 유닛들(321, 322, 323)과 동일한 재질의 자성 재료로 형성된다. 제조과정에서 베이스 층(340)은 유닛들(321, 322, 323)과 별도로 형성되거나, 함께 형성될 수 있다.
도 4를 참조하면, 금속 박막층(430)이 자기기록 영역(420)을 이루는 유닛들(421, 422, 423)과 베이스 층(415) 사이에도 형성된다. 즉, 베이스 층(415)과 유닛들(321, 322, 323)은 금속 박막층(430)에 의해 물리적으로 분리되는 형상을 취하게 된다.
다음으로, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 열보조 자기기록 미디어에 대해 설명한다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 열보조 자기기록 미디어의 평면도이다. 도 5의 실시예는 유닛들이 스트라이프(stripe) 형상으로 배열된 디스크릿 트랙 미디어(discrete track media) 형태이며, 도 5의 B-B' 단면도는 도 1a의 A-A' 단면도와 동일하므로, 디스크릿 트랙 미디어의 경우에도 1b 내지 도 4의 실시예들이 선택적으로 적용될 수 있다. 따라서, 이하에서 도 1b 내지 도 4에 대한 설명은 생략한다. 디스크릿 트랙 미디어는 연속적인 미디어에서 사용하는 서보 패터 닝(servo patterning) 공정 대신 미리 트랙을 가공하는 불연속 미디어이므로, 트랙과 트랙 사이의 빈 공간에 의해 인접한 트랙 간 자기 신호의 간섭을 줄일 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 열보조 자기기록 미디어(500)는, 도 5를 참조하면, 자기기록 영역(510), 금속 박막층(520), 유전체 층(530)을 포함하여 형성된다. 디스크릿 트랙 미디어 방식의 열보조 자기기록 미디어(500)는 패턴 미디어 방식과 달리, 길이 방향으로는 자기기록 영역(510)이 연속적으로 길게 형성되며, 폭 방향으로는 패턴 미디어 방식과 마찬가지로 불연속적으로 형성된다. 따라서, 상기 열보조 자기기록 미디어(500)는 평면 형상에서 자기기록 영역(510), 금속 박막층(520), 유전체 층(530), 금속 박막층(520), 자기기록 영역(510)의 순서로 반복 배치된다. 디스크릿 트랙 미디어 방식의 열보조 자기기록 미디어(500)의 수직 구조와, 표면 플라즈몬 효과가 발생되는 원리 및 제조방법은 패턴 미디어 방식과 유사하므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 열보조 자기기록 미디어에 열보조 자기기록 헤드가 결합된 형태의 열보조 자기기록 시스템의 사시도이다. 도 7은 열보조 자기기록 미디어에 열보조 자기기록 헤드의 근접장 출사광이 입사하여 표면 플라즈몬 효과를 발생시키는 수직 단면도이다.
열보조 자기기록 헤드(600)는 열보조 자기기록 미디어(100, 500)에 기록된 정보를 재생하는 재생 헤드(610), 근접장 및 원격장의 출사광(630)을 발생시키는 열보조 헤드(620), 자기장을 발생시켜 열보조 자기기록 미디어(100, 500)를 자화시 키는 자기 코일(640)을 포함한다. 열보조 헤드(620)로부터 출사된 출사광(630)은 자기기록 영역(120)을 가열하여 일시적으로 자기기록 영역(120)의 온도를 충분히 높임으로써 결정자기이방성계수(Ku)를 작게 한다. 이와 함께, 기록 영역을 최소화하기 위해 자기 코일(640)에서 방출하는 자기장과 자기기록 영역(120) 또는 출사광(630)과 자기기록 영역(120)이 수직으로 교차하는 부분에 정보를 기록한다. 이와 같이 기록된 정보는 재생 헤드(610)에 의해 재생된다. 이때, 열보조 헤드(620)로부터 출사된 근접장 출사광(630)은 금속 박막층(130)과 유전체 층(140)의 계면 및 자기기록 영역(120)과 상호작용함으로써 표면 플라즈몬 현상을 발생시키고, 그에 따라 광량을 증폭시켜 열보조 자기기록 미디어(100, 500)를 가열하기 위해 필요한 광량을 확보하게 된다.
도 8은 일반적인 패턴 미디어와 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 패턴 미디어 방식의 열보조 자기기록 미디어에 각각 일반적인 레이저를 출사한 실험 결과를 도시한 그래프이다. 도 9는 일반적인 디스크릿 트랙 미디어와 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디스크릿 트랙 미디어 방식의 열보조 자기기록 미디어에 각각 일반적인 레이저를 출사한 실험 결과를 도시한 그래프이다. 도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 열보조 자기기록 시스템의 실험 결과를 도시한 그래프이다. 도 8 내지 도 10에서 세로축은 입사광의 광량을 1이라 정의한 경우에 미디어 내부에서의 상대적인 광량을 나타낸다.
도 8과 도 9에서 일반적인 레이저로는 632.8nm의 파장을 갖는 x-편광된 평행 광으로, z-방향으로 진행하도록 한 He-Ne 레이저를 사용하였다. 자기기록 영역은 Co, 금속 박막층은 Au, 유전체 층은 SiO2를 사용하였다. 여기서, x-방향 및 z-방향의 기준은 도 1a, 도 1b, 및 도 5에 도시된 바와 같다.
도 8에서 패턴 미디어의 패턴 크기는 50nmㅧ50nmㅧ30nm로 고정하여 실험하였다. 도 8에서 A(청색선)는 금속 박막층과 유전체 층이 형성되지 않은 일반적인 패턴 미디어이고, B(적색선)는 도 3의 실시예에 따른 패턴 미디어이며, C(녹색선)는 도 4의 실시예에 따른 패턴 미디어의 경우이다. 각 경우에서 미디어 표면으로부터의 거리에 따라 광량을 계산한 결과, 본 발명에 따른 패턴 미디어 방식의 열보조 자기기록 미디어(B, C)의 경우 일반적인 패턴 미디어에 비해 최대 15배의 광량을 얻을 수 있음을 확인할 수 있다.
도 9에서 디스크릿 트랙 미디어의 트랙폭, 높이 및 간격은 각각 50nm, 30nm, 90nm로 고정하여 실험하였다. 도 9에서 A(청색선)는 금속 박막층과 유전체 층이 형성되지 않은 일반적인 디스크릿 트랙 미디어이고, B(적색선)는 도 3의 실시예에 따른 디스크릿 트랙 미디어이며, C(녹색선)는 도 4의 실시예에 따른 디스크릿 트랙 미디어의 경우이다. 각 경우에서 미디어 표면으로부터 미디어 내부로의 수직 방향의 거리에 따라 광량을 계산한 결과, 본 발명에 따른 디스크릿 트랙 미디어 방식의 열보조 자기기록 미디어(B, C)의 경우 일반적인 디스크릿 트랙 미디어에 비해 최대 22배의 광량을 얻을 수 있음이 확인된다.
도 10에서는 도 9에서의 일반적인 디스크릿 트랙 미디어와 본 발명에 따른 디스크릿 트랙 미디어 각각에 열보조 자기기록 헤드를 결합하여 헤드와 미디어의 상호작용에 의한 영향을 실험하였다. A(청색선)는 도 9의 일반적인 디스크릿 트랙 미디어에 열보조 자기기록 헤드를 결합한 경우, B(적색선)는 도 9의 본 발명에 따른 디스크릿 트랙 미디어에 열보조 자기기록 헤드를 결합한 경우, C(녹색선)는 열보조 자기기록 헤드만을 사용한 경우이다. 본 발명에 따른 열보조 자기기록 미디어의 경우, 자기기록 헤드에서 출사된 근접장 광이 금속 박막층과 유전체 층의 계면과 반응하여 커플링(coupling)됨을 열보조 자기기록 헤드로 일반적인 나노 슬릿 개구를 사용한 시뮬레이션 모델링을 통해 확인하였고, 근접장 광의 커플링으로 인해 금속-유전체 계면에서 발생한 표면 플라즈몬 효과에 의해 일반 미디어와 결합한 경우에 비해 강한 광량을 얻을 수 있다. 각 경우에서 미디어 표면으로부터의 거리에 따라 광량을 계산한 결과, 본 발명의 열보조 자기기록 미디어와 열보조 자기기록 헤드가 결합된 B의 열보조 자기기록 시스템은 열보조 자기기록 헤드만을 사용한 C의 경우에 비해 약 6배의 광효율 증가를 보였고, 일반적인 디스크릿 트랙 미디어에 열보조 자기기록 헤드가 결합된 A에 비해 최대 17배의 광량 증가를 보였다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
하드 디스크를 비롯한 자기기록방식을 사용하는 정보저장매체의 설계 및 제조분야에 광범위하게 적용되어, 현재의 미세 패턴 공정기술 수준으로 테라바이트급의 고밀도화를 달성하고 차세대 핵심기술로 이용될 수 있다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 열보조 자기기록 미디어의 평면도이고, 도 1b는 도 1a의 A-A' 단면도이다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 열보조 자기기록 미디어의 수직 단면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 열보조 자기기록 미디어의 평면도이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 열보조 자기기록 미디어에 열보조 자기기록 헤드가 결합된 형태의 열보조 자기기록 시스템의 사시도이다. 도 7은 열보조 자기기록 미디어에 열보조 자기기록 헤드의 근접장 출사광이 입사하여 표면 플라즈몬 효과를 발생시키는 수직 단면도이다.
도 8은 일반적인 패턴 미디어와 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 패턴 미디어 방식의 열보조 자기기록 미디어에 각각 일반적인 레이저를 출사한 실험 결과를 도시한 그래프이다. 도 9는 일반적인 디스크릿 트랙 미디어와 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디스크릿 트랙 미디어 방식의 열보조 자기기록 미디어에 각각 일반적인 레이저를 출사한 실험 결과를 도시한 그래프이다. 도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 열보조 자기기록 시스템의 실험 결과를 도시한 그래프이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 - 패턴 미디어 110 - 기판
121, 122, 123, 321, 322, 323, 421, 422, 423 - 유닛
120, 320, 420, 510 - 자기기록 영역
130, 230, 330, 430, 520 - 금속 박막층
140, 340, 440, 530 - 유전체 층
600 - 열보조 자기기록 헤드 610 - 재생헤드
620 - 열보조 헤드 630 - 출사광
640 - 자기코일

Claims (9)

  1. 열보조 자기기록 미디어에 있어서,
    기판;
    상기 기판 상에 서로 동일한 형상을 갖는 유닛들이 반복적으로 배열되며, 상기 각 유닛들은 서로 이격되어 있고, 자성재료로 이루어지는 자기기록 영역;
    상기 각 유닛들의 측면에 형성되며, 외부에서 입사되는 입사광에 의해 상기 자기기록 영역과의 상호작용을 통해 표면 플라즈몬 효과를 발생시키는 금속 박막층; 및
    상기 금속 박막층의 측면에 형성되며, 상기 입사광에 의해 상기 금속 박막층과의 상호작용을 통해 표면 플라즈몬 효과를 발생시키는 유전체층
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 열보조 자기기록 미디어.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 금속 박막층은 상기 기판과 상기 자기기록 영역 사이에 더 형성되는 것을 특징으로 하는 열보조 자기기록 미디어.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 금속 박막층은 상기 기판과 상기 유전체층 사이에 더 형성되는 것을 특징으로 하는 열보조 자기기록 미디어.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 열보조 자기기록 미디어는 상기 유닛들이 스트라이프(stripe) 형상으로 배열된 디스크릿 트랙 미디어(discrete track media)인 것을 특징으로 하는 열보조 자기기록 미디어.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 열보조 자기기록 미디어는 상기 유닛들이 매트릭스(matrix) 형상으로 배열된 패턴 미디어(patterned media)인 것을 특징으로 하는 열보조 자기기록 미디어.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 유닛들과 상기 기판 사이에 상기 유닛들과 동일한 재질의 베이스 층을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 열보조 자기기록 미디어.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 금속 박막층은 상기 베이스 층과 상기 유전체 층 사이에 더 형성되는 것을 특징으로 하는 열보조 자기기록 미디어.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 금속 박막층은 상기 베이스 층과 상기 유닛들 사이에 더 형성되는 것을 특징으로 하는 열보조 자기기록 미디어.
  9. 열보조 자기기록 시스템에 있어서,
    제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 열보조 자기기록 미디어; 및
    상기 열보조 자기기록 미디어와 마주하며, 상기 열보조 자기기록 미디어에 국소적으로 광을 조사하여 보자력을 낮추고 자기장을 인가함으로써 정보를 기록하는 열보조 자기기록 헤드
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 열보조 자기기록 시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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