垂直記錄介質(zhì)及垂直記錄再生裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種垂直記錄介質(zhì)及垂直記錄再生裝置。在垂直記錄介質(zhì)中，在非磁性基板上至少具有底層和垂直記錄層。所述垂直記錄介質(zhì)的特征在于，所述垂直記錄層具有：垂直磁性層，其具有至少包含Co和Pt的顆粒狀結(jié)構(gòu)；及磁性層，其兼具磁性和強(qiáng)介電性。其中，所述垂直磁性層和所述磁性層相互進(jìn)行反強(qiáng)磁性結(jié)合。
【專利說(shuō)明】垂直記錄介質(zhì)及垂直記錄再生裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種垂直記錄介質(zhì)及使用了該垂直記錄介質(zhì)的垂直記錄再生裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 近年，磁盤(pán)裝置、可撓性盤(pán)裝置、磁帶裝置等磁記錄裝置的使用范圍顯著增大；隨 著其重要性的增加，也需要顯著提高這些裝置中所使用的磁記錄介質(zhì)的記錄密度。尤其在 HD D (硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器）中，自從導(dǎo)入了 MR記錄頭（header)及P RM L技術(shù)，對(duì)面記錄密 度的提升的要求更為顯著；近年，又導(dǎo)入了 G M R記錄頭、T u M R記錄頭等，面記錄密度 正以1年大約1. 5倍的步調(diào)持續(xù)增加。
[0003] 另一方面，作為H D D的磁記錄方式，所謂的垂直磁記錄方式作為取代現(xiàn)有的面 內(nèi)磁記錄方式的技術(shù)，近年，其使用范圍正在迅速地?cái)U(kuò)大。在垂直磁記錄方式中，因?yàn)閷?duì)信 息進(jìn)行記錄的記錄層的結(jié)晶顆粒具有沿著與基板垂直的方向的易磁化軸，所以，垂直磁記 錄方式適于提高面記錄密度。
[0004] 一般而言，垂直磁記錄介質(zhì)具有：在非磁性基板上由至少軟磁性材料所構(gòu)成的襯 里層、對(duì)磁記錄層的垂直定向性進(jìn)行控制的底層、及垂直定向的磁記錄層。
[0005] 但是，隨著面記錄密度的增大，在現(xiàn)有的垂直磁記錄和再生方式中，基于"磁（磁 場(chǎng)）"的記錄和再生受到了制限。
[0006] 進(jìn)行高密度的記錄相當(dāng)于減小1比特（磁記錄數(shù)據(jù)的最小單位）介質(zhì)上的占有面 積。與此相對(duì)應(yīng)地，對(duì)磁記錄介質(zhì)的磁記錄層而言，需要進(jìn)一步減小粒徑和磁簇。其原因在 于，如果粒徑和磁簇與現(xiàn)有的一樣，則數(shù)據(jù)再生信號(hào)的S / N比會(huì)惡化，不能獲得充分良好 的特性。
[0007] 然而，如果減小了粒徑和磁簇，則在受熱的情況下難以維持記錄數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性，這 也是周知的（即，所謂的熱波動(dòng)現(xiàn)象）。為了克服該現(xiàn)象，需要使用具有高K U的磁性材料。 但是，在使用了高K u的材料的情況下，因?yàn)榇庞涗泴拥谋４帕υ龃螅?，在進(jìn)行數(shù)據(jù)記 錄時(shí)則需要更高的寫(xiě)入磁場(chǎng)。
[0008] 另一方面，在記錄再生記錄頭側(cè)，記錄磁場(chǎng)因記錄元件（磁極）中所使用的磁性材 料會(huì)變大，為此，所產(chǎn)生的寫(xiě)入磁場(chǎng)也受到了制限。
[0009] 作為該問(wèn)題的解決方案，提出了通過(guò)電場(chǎng)在磁記錄層對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄的方案。例 如，在進(jìn)行磁記錄時(shí)，存在著使介質(zhì)側(cè)產(chǎn)生電場(chǎng)而使磁記錄層的保磁力降低的方法（例如， 參照專利文獻(xiàn)1)、及利用高頻電場(chǎng)和磁記錄層的磁旋轉(zhuǎn)（spin)的共鳴而使記錄層的保磁 力降低的方法（微波輔助記錄、M A M R )(例如，參照專利文獻(xiàn)2)。就前者而言，需要在磁 記錄裝置內(nèi)對(duì)磁記錄介質(zhì)側(cè)進(jìn)行接地，這樣就存在著由于需要同時(shí)進(jìn)行磁場(chǎng)和電場(chǎng)的產(chǎn)生 和控制，進(jìn)而導(dǎo)致記錄頭的結(jié)構(gòu)變復(fù)雜的問(wèn)題。就后者而言，需要在記錄頭內(nèi)設(shè)置高頻磁場(chǎng) 發(fā)生機(jī)構(gòu)，這樣就存在著結(jié)構(gòu)變?yōu)楦鼜?fù)雜的問(wèn)題。
[0010] 另外，還提出了通過(guò)將強(qiáng)介電體使用為記錄層，不進(jìn)行基于磁場(chǎng)的記錄和再生，而 是進(jìn)行基于電場(chǎng)的數(shù)據(jù)記錄和再生的方式（例如，參照專利文獻(xiàn)3)。由該方式可知，因?yàn)?對(duì)記錄介質(zhì)進(jìn)行數(shù)據(jù)的寫(xiě)入時(shí)僅需施加電壓，另外，數(shù)據(jù)的再生也是基于電場(chǎng)而進(jìn)行的，所 以，可由線圈來(lái)構(gòu)成，該線圈使記錄再生元件不與磁性材料產(chǎn)生磁場(chǎng)，而是與導(dǎo)電性探針產(chǎn) 生磁場(chǎng)，這樣，可消除對(duì)寫(xiě)入能力的制限。但是，就該方式而言，與磁記錄方式相比，存在著 局部極化穩(wěn)定性較差和記錄速度較慢的問(wèn)題。
[0011] 近年，作為新型材料，研究開(kāi)發(fā)出了多種兼具磁性和強(qiáng)介電性的材料。其中，兼具 強(qiáng)磁性和強(qiáng)介電性的多鐵性材料受到了廣泛的注目。作為多鐵性材料，例如，具有磁性的強(qiáng) 介電材料B i F e O 3、以及、由B a置換了 B i、由M η置換了 F e的材料是周知的。另 夕卜，還公開(kāi)了一種通過(guò)將這些材料導(dǎo)入由現(xiàn)有的磁性材料所組成的磁記錄層，藉由電場(chǎng)進(jìn) 行寫(xiě)入，并藉由磁場(chǎng)進(jìn)行再生的技術(shù)（例如，參照非專利文獻(xiàn)1)。
[0012] [現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)]
[0013] [專利文獻(xiàn)]
[0014] [專利文獻(xiàn)1]特開(kāi)2006 - 139854號(hào)公報(bào)
[0015] [專利文獻(xiàn)2]特開(kāi)2007 - 265512號(hào)公報(bào)
[0016] [專利文獻(xiàn)3]特開(kāi)2008 - 219007號(hào)公報(bào) [0017][非專利文獻(xiàn)]
[0018] [非專利文獻(xiàn)1]第60回應(yīng)用物理學(xué)會(huì)春季學(xué)術(shù)講演會(huì)講演予稿集，28 a -D 3 - 8, p p · 06 - 017(2013 年）


【發(fā)明內(nèi)容】

[0019] [發(fā)明要解決的課題]
[0020] 因?yàn)槭褂昧思婢叽判院蛷?qiáng)介電性的材料的磁記錄介質(zhì)可進(jìn)行基于電場(chǎng)的寫(xiě)入，所 以，藉由使產(chǎn)生電場(chǎng)的寫(xiě)入元件小型化，可實(shí)現(xiàn)高記錄密度。另一方面，這些材料多采用含 氧的鈣鈦礦（perovskite)結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，容易引起結(jié)晶性成為其特性發(fā)現(xiàn)的重要因子、 偏離了組成成分的化學(xué)混合比、缺氧等的問(wèn)題。另外，由本發(fā)明的發(fā)明人的研討可知，在這 些材料中如果提高了結(jié)晶性，則結(jié)晶粒的肥大化很顯著。為此，顯然可知，難以獲得平滑的 介質(zhì)表面、使記錄頭的飛行不穩(wěn)定、缺氧、肥大化的結(jié)晶粒所導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)上的缺陷等，都是 在使用磁記錄頭進(jìn)行信息的讀入時(shí)導(dǎo)致產(chǎn)生磁噪音的原因。
[0021] 本發(fā)明是鑒于上述情況而提出的，其目的在于提供一種具有較優(yōu)S / N比的再生 特性的垂直記錄介質(zhì)、及使用了該垂直記錄介質(zhì)的垂直記錄再生裝置。
[0022][用于解決課題的手段]
[0023] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的構(gòu)成如下。
[0024] (1)、一種垂直記錄介質(zhì)，其中，在非磁性基板上至少具有底層和垂直記錄層。所述 垂直記錄介質(zhì)的特征在于，所述垂直記錄層具有垂直磁性層，其具有至少包含C 〇和P t 的顆粒狀結(jié)構(gòu)；及磁性層，其兼具磁性和強(qiáng)介電性。這2個(gè)層相互進(jìn)行反強(qiáng)磁性結(jié)合（耦 合）。
[0025] (2)、所述⑴記載的垂直記錄介質(zhì)，其特征在于，將所述具有包含C 〇和P t的 顆粒狀結(jié)構(gòu)的垂直磁性層相對(duì)于兼具磁性和強(qiáng)介電性的磁性層設(shè)置在非磁性基板側(cè)。
[0026] (3)、所述（1)或（2)記載的垂直記錄介質(zhì)，其特征在于，所述兼具磁性和強(qiáng)介電性 的磁性層為（B i i_a B a a) F e 0 3(其中，a在0. 3?0. 5的范圍內(nèi)）。
[0027] (4)、所述（1)或（2)記載的垂直記錄介質(zhì)，其特征在于，所述兼具磁性和強(qiáng)介電性 的磁性層為B i (FepbMnb)O 3(其中，b在0. 3?0.8的范圍內(nèi)）。
[0028] (5)、所述（1)或（2)記載的垂直記錄介質(zhì)，其特征在于，兼具所述磁性和強(qiáng)介電性 的磁性層為（B i 1 -aBaa)(Fe 1 -bMnb) O 3(其中，a在0.3?0.5及b在0.3? 0.8的范圍內(nèi)）。
[0029] (6)、所述⑴?（5)的任1項(xiàng)記載的垂直記錄介質(zhì),其特征在于,在所述具有包含 C 〇和P t的顆粒狀結(jié)構(gòu)的垂直磁性層和所述兼具磁性和強(qiáng)介電性的磁性層之間具有非 磁性金屬層。
[0030] (7)、所述⑴?（6)的任1項(xiàng)記載的垂直記錄介質(zhì)，其特征在于，所述具有包含C 〇和P t的顆粒狀結(jié)構(gòu)的垂直磁性層包含：包含P t和C 〇的強(qiáng)磁性結(jié)晶顆粒；及，作為 粒界構(gòu)成物質(zhì)的、S i氧化物、T i氧化物、W氧化物、C r氧化物、C 〇氧化物、T a氧化 物、B氧化物及R u氧化物的任1種以上。
[0031] (8)、所述⑴?（7)的任1項(xiàng)記載的垂直記錄介質(zhì)，其特征在于，在所述非磁性基 板和底層之間具有軟磁性襯里層。
[0032] (9)、一種垂直記錄再生裝置，具備所述（1)?（8)的任1項(xiàng)記載的垂直記錄介質(zhì)； 及，在所述垂直記錄介質(zhì)上進(jìn)行信息的記錄和再生的記錄頭。
[0033][發(fā)明的效果]
[0034] 根據(jù)本發(fā)明，可提供一種具有較優(yōu)S / N比的再生特性的垂直記錄介質(zhì)，另外，通 過(guò)將該垂直記錄介質(zhì)與高記錄密度電場(chǎng)寫(xiě)入記錄頭組合使用，還可提供一種高記錄密度的 垂直記錄再生裝置。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0035] [圖1]表示本發(fā)明的垂直記錄介質(zhì)的一個(gè)例子的截面模式圖。
[0036] [圖2]表示本發(fā)明的垂直記錄再生裝置的模式圖。
[0037] [符號(hào)說(shuō)明]
[0038] 1 非磁性基板
[0039] 2 襯里層
[0040] 3 底層
[0041] 4 強(qiáng)磁性層
[0042] 5 反強(qiáng)磁性結(jié)合層
[0043] 6 強(qiáng)介電磁性層
[0044] 7 保護(hù)層
[0045] 8 密著層
[0046] 100垂直記錄介質(zhì)
[0047] 101介質(zhì)驅(qū)動(dòng)部
[0048] 102記錄再生記錄頭
[0049] 103記錄頭驅(qū)動(dòng)部
[0050] 104信號(hào)記錄再生處理系統(tǒng)

【具體實(shí)施方式】
[0051] 以下參照附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0052] 本發(fā)明提供一種在非磁性基板上至少具有底層和垂直記錄層的垂直記錄介質(zhì)， 其特征在于，所述垂直記錄層具有：具有至少包含C 〇和P t的顆粒狀結(jié)構(gòu)的垂直磁性層 (以下稱"強(qiáng)磁性層；及，位于其上并兼具磁性和強(qiáng)介電性的磁性層（以下稱"強(qiáng)介電磁 性層"）。并且，這2個(gè)層相互進(jìn)行反強(qiáng)磁性結(jié)合。
[0053] 如前所述，作為構(gòu)成強(qiáng)介電磁性層的材料，周知的有多鐵性材料；然而，這些材料 大多數(shù)情況下為采用鈣鈦礦等的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，所以，容易引起難以成膜、偏離理論化學(xué)混合 t匕、缺氧等的問(wèn)題。另外，由本發(fā)明的發(fā)明人的研究可知，這些結(jié)構(gòu)上的欠陷都是在使用磁 記錄頭對(duì)信息進(jìn)行讀入時(shí)導(dǎo)致產(chǎn)生噪音的原因。
[0054] 為此，在本發(fā)明中，通過(guò)在強(qiáng)介電磁性層和強(qiáng)磁性層之間設(shè)置R u等的非磁性遷 移金屬薄膜（以下稱"反強(qiáng)磁性結(jié)合層"），并對(duì)這兩層進(jìn)行反強(qiáng)磁性結(jié)合，可提供一種能降 低強(qiáng)介電磁性層所產(chǎn)生的噪音，并適于進(jìn)行高密度記錄的垂直記錄介質(zhì)。
[0055] 即，在本發(fā)明的結(jié)構(gòu)中，當(dāng)通過(guò)來(lái)自記錄頭的電場(chǎng)向強(qiáng)介電磁性層進(jìn)行信息記錄 時(shí)，強(qiáng)介電磁性層中發(fā)生磁旋轉(zhuǎn)（spin)，誘發(fā)具有與其磁結(jié)合的強(qiáng)磁性層的旋轉(zhuǎn)（spin)的 反轉(zhuǎn)，結(jié)果導(dǎo)致磁記錄層整體的旋轉(zhuǎn)（spin)反轉(zhuǎn)；此時(shí)，因?yàn)閺?qiáng)介電磁性層和強(qiáng)磁性層藉 由反強(qiáng)磁性結(jié)合形成了相互反方向的磁旋轉(zhuǎn)（spin)，所以，強(qiáng)介電磁性層的磁化與強(qiáng)磁性 層的一部分的磁化相互抵消，這樣，就磁記錄層整體而言，僅是相當(dāng)于從強(qiáng)磁性層減去強(qiáng)介 電磁性層的磁化后的剩余部分的輸出是有效的。為此，通過(guò)采用本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，可提供一種 能降低強(qiáng)介電磁性層所產(chǎn)生的噪音，并適于進(jìn)行高密度記錄的垂直記錄介質(zhì)。
[0056] 圖1是表示本發(fā)明的垂直記錄介質(zhì)的一個(gè)例子的截面模式圖。本發(fā)明的垂直記錄 介質(zhì)例如具有在非磁性基板1上依次至少積層了對(duì)正上方的膜的垂直定向性進(jìn)行控制的 底層3、垂直定向了的垂直磁性層4、反強(qiáng)磁性結(jié)合層5、強(qiáng)介電磁性層6、及保護(hù)層7的結(jié) 構(gòu)。這里需要說(shuō)明的是，符號(hào)8為密著層。
[0057] 作為本發(fā)明的垂直記錄介質(zhì)中所使用的非磁性基板1，可使用以A 1為主成分的、 例如A I - M g合金等的A 1合金基板、通常的鈉玻璃、娃酸錯(cuò)（aluminosilicate)系玻 璃、非結(jié)晶玻璃類、硅、鈦、陶瓷、藍(lán)寶石、石英、各種樹(shù)脂組成的基板等，也就是說(shuō)，只要是非 磁性基板，可使用任意的基板。
[0058] 非磁性基板1和底層3之間優(yōu)選為設(shè)置密著層8。密著層8可對(duì)非磁性基板1的 表面進(jìn)行平滑化，以提高非磁性基板1和底層3的密著性，同時(shí)，可防止非磁性基板1的堿 性離子向底層3擴(kuò)散而導(dǎo)致的底層3的腐蝕。作為密著層8,可使用非磁性金屬材料，然而， 優(yōu)選為非結(jié)晶（amorphous)結(jié)構(gòu)。其原因在于，通過(guò)設(shè)計(jì)為非結(jié)晶結(jié)構(gòu)，可成為致密的結(jié) 構(gòu)，不僅非磁性基板1的堿性離子擴(kuò)散的防止效果會(huì)更好，而且還可將表面粗度：R a維持 在較低的水準(zhǔn)，這樣，不僅可降低記錄頭的浮上量，還可實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的高記錄密度化。作為 這樣的材料，可使用C r T i、N i T a、A I T i合金等。
[0059] 另外，在形成底層3之前，還可形成襯里層2。襯里層2的作用在于，通過(guò)將垂直記 錄層的磁化方向更強(qiáng)固地固定在與非磁性基板1垂直的方向，可進(jìn)行再生信號(hào)的穩(wěn)定化。 襯里層2由軟磁性材料構(gòu)成，作為這樣的材料，只要是C 〇 F e系合金（C 〇 F e T a Z r、Co Fe Zr Nb 等）、Fe Co 合金（Fe Co、Fe Co V等）、Co Zr 系合 金（Co Zr、Co Zr Nb 等）、Co Ta 系合金（Co Ta、Co Ta Zr)等的具 有軟磁特性的材料，都可使用。
[0060] 軟磁性襯里層尤其是優(yōu)選為非結(jié)晶結(jié)構(gòu)。其原因在于，通過(guò)設(shè)計(jì)為非結(jié)晶結(jié)構(gòu)，不 僅可防止表面粗度：R a變大，而且還可降低記錄頭的浮上量，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)高記錄密度化。 另外，不只是在這些軟磁性層為單層的情況下，即使在2層之間夾著R u等極薄的非磁性 薄膜，并使軟磁性層之間具有反強(qiáng)磁性結(jié)合的結(jié)構(gòu)情況下也是優(yōu)選的。襯里層2的保磁力 (H c )優(yōu)選為100 0 e以下（更好為20 0 e以下）。這里需要說(shuō)明的是，I 0 e為79 A / m。該保磁力（H c )如果超過(guò)上述范圍，則軟磁特性不充分，再生波形會(huì)從所謂的矩形波 變?yōu)榫哂行巫儯ㄍ崆┑牟ㄐ?，并不是較好的。
[0061] 襯里層2的飽和磁束密度（B s )優(yōu)選為0· 6 T以上（更好為I T以上）。飽和 磁束密度（B s )如果小于上述范圍，則再生波形會(huì)從所謂的矩形波變?yōu)榫哂行巫儯ㄍ崆?的波形，并不是較好的。
[0062] 另外，襯里層2的飽和磁束密度（B s )和襯里層2的膜厚的積（B s · T )優(yōu) 選為15,15 T n m以上（更好為25 T n m以上）。該積（B s · T )如果小于上述范圍， 則再生波形會(huì)變?yōu)榫哂行巫儯ㄍ崆┑牟ㄐ?，并不是較好的。
[0063] 襯里層2優(yōu)先為在從外部沒(méi)有施加磁場(chǎng)的狀態(tài)下，其磁化朝向與非磁性基板1的 表面平行并且為半徑方向的方向。據(jù)此，通過(guò)對(duì)襯里層2的磁化方向進(jìn)行制約，可對(duì)再生時(shí) 的所謂的波尖噪聲進(jìn)行抑制。作為這樣的結(jié)構(gòu)，可將襯里層2設(shè)計(jì)為在軟磁性膜之間設(shè)置 非磁性金屬膜的積層結(jié)構(gòu)，并通過(guò)在上下的軟磁性間產(chǎn)生磁結(jié)合（偏置磁場(chǎng)HB i a s ) 來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0064] 在本發(fā)明中，在密著層8之上設(shè)置對(duì)垂直記錄層的定向性進(jìn)行控制的底層3。作 為底層3的材料，優(yōu)選為具有hep結(jié)構(gòu)（Ru、Re、Co Cr系合金、R u C 〇系合金 等）、f c c結(jié)構(gòu)（Ni、Pt、Pd、T i、Ni系合金（N i N b系合金、N i T a系合 金、Ni V系合金、Ni W系合金、Ni Pt系合金、Ni Cr系合金、Pt Cr系合金 等）、C 〇 P d系合金、A I T i系合金等）、非結(jié)晶或微結(jié)晶結(jié)構(gòu)（T a、H f、Z r或以 這些為主成分的合金、P d S i系合金、C r B系合金、C 〇 B系合金等）的非磁性材料。 另外，將底層3設(shè)計(jì)為多層結(jié)構(gòu)時(shí)，優(yōu)選為在所述N i系合金那樣的f c c結(jié)構(gòu)層等之上 設(shè)置P t或P t合金等的f c c結(jié)構(gòu)層的結(jié)構(gòu)、或者、設(shè)置R u、R e等的h c p結(jié)構(gòu)層。 在將底層3設(shè)計(jì)為多層時(shí)，尤其是通過(guò)在垂直記錄層側(cè)設(shè)置h c p結(jié)構(gòu)層，由于可提高垂 直記錄層的垂直定向性、結(jié)晶性，所以時(shí)更好的。
[0065] 底層3的厚度優(yōu)選為5?40 n m。通過(guò)設(shè)計(jì)為該范圍，垂直磁性層4的磁化的垂 直定向性變強(qiáng)，可提高再生信號(hào)的分解能。
[0066] 底層3的厚度如果小于上述范圍，則垂直磁性層4的結(jié)晶定向性會(huì)降低，電磁變換 特性會(huì)惡化，并不是較好的。
[0067] 另外，底層3的厚度如果超過(guò)上述范圍，則垂直磁性層4的粒徑會(huì)變的過(guò)大，據(jù)此， 再生信號(hào)的噪音增加、分解低下等會(huì)導(dǎo)致電磁變換特性發(fā)生惡化，并不是較好的。
[0068] 在本發(fā)明的垂直記錄層的一個(gè)例子中，非磁性基板1上具有至少包含C 〇和P t 的顆粒狀結(jié)構(gòu)的垂直磁性層4、以及、兼具磁性和強(qiáng)介電性的強(qiáng)介電磁性層6,并在這兩層 之間具有使這兩層進(jìn)行相互反強(qiáng)磁性結(jié)合的反強(qiáng)磁性結(jié)合層5。
[0069] 構(gòu)成本發(fā)明的垂直記錄層的垂直磁性層4和強(qiáng)介電磁性層6的哪個(gè)都可為非磁性 基板1側(cè)。在將強(qiáng)介電磁性層6設(shè)計(jì)為非磁性基板1側(cè)的結(jié)構(gòu)中，垂直磁性層4和再生記 錄頭的距離較近，再生輸出可變大，可容易地進(jìn)行高密度記錄化。另外，在將垂直磁性層4 設(shè)計(jì)為非磁性基板1側(cè)的結(jié)構(gòu)中，基于底層3的定向控制效果導(dǎo)致垂直磁性層4的結(jié)晶性 及定向性提高，這樣，不僅可提高電磁變換特性，而且，記錄再生記錄頭上所設(shè)置的電場(chǎng)寫(xiě) 入元件和強(qiáng)介電磁性層6的距離變近，可容易地進(jìn)行向強(qiáng)介電磁性層6的寫(xiě)入，并可容易地 進(jìn)行垂直記錄介質(zhì)的高記錄密度化，為較好的。另外，尤其是通過(guò)將非磁性基板1側(cè)所設(shè)置 的垂直磁性層4設(shè)計(jì)為磁性顆粒分散至非磁性材料中那樣的結(jié)構(gòu)（所謂的顆粒狀結(jié)構(gòu)），可 對(duì)垂直磁性層4之上所設(shè)置的反強(qiáng)磁性結(jié)合層5和強(qiáng)介電磁性層6的粒徑的分散（分布） 進(jìn)行抑制，結(jié)果為，強(qiáng)介電磁性層6的介電特性和磁性特性提高了，所以，這樣的高密度記 錄介質(zhì)是更好的。
[0070] 作為垂直磁性層4的強(qiáng)磁性材料，可使用將C 〇作為主成分并包含P t并再混合 C r、C u等其它元素的材料。優(yōu)選為易磁化軸朝向非磁性基板1的垂直方向那樣的材料， 作為這樣的材料，例如可列舉出C 〇 P t合金、C 〇 P t N i合金、C 〇 P t F e合金、 Co Cr Pt合金、Co Cr PtB合金、Co Cr Pt Cu合金、Co Cr Pt N i合金等。另外，也可為將C 〇層和P t層分別交互積層的所謂的C 〇 P t多層膜那樣的 結(jié)構(gòu)。另外，還可為除了 C 〇層和P t層之外，再將P d層、N i層、或F e層依次進(jìn)行反復(fù) 積層的結(jié)構(gòu)（例如，C 〇 P t P d積層、C 〇 P t N i積層、C 〇 P t F e積層、C 〇 P t P d N i積層等）。
[0071] 尤其是將垂直磁性層4設(shè)計(jì)為磁性顆粒分散至非磁性材料中的結(jié)構(gòu)（顆粒狀結(jié) 構(gòu)），為更好的。作為這樣的結(jié)構(gòu)的材料，例如可列舉出在含有C 〇 P t的磁性合金中添加 氧化物的材料。作為氧化物，優(yōu)選為包含S i氧化物、T i氧化物、W氧化物、C r氧化物、 C 〇氧化物、T a氧化物、B氧化物及R u氧化物的任1種以上。作為添加了這些氧化物的 強(qiáng)磁性材料，例如可列舉出C 〇 C r P t - S i氧化物、C 〇 C r P t - T i氧化物、C 〇 C r P t - W氧化物、Co Cr Pt-Cr 氧化物、Co Cr Pt-Co 氧化物、C 〇 C r P t - T a 氧化物、C 〇 C r P t - B 氧化物、C 〇 C r P t - R u 氧化物、C 〇 R u P t - S i氧化物、Co Cr Pt Ru- Si氧化物等。也可添加這些氧化物中 的2種以上。
[0072] 形成垂直磁性層4的磁性結(jié)晶顆粒的平均粒徑優(yōu)選為3 n m以上、12 n m以下。 平均粒界寬度優(yōu)選為〇. 3 n m以上、2. 0 n m以下?？墒褂闷矫鎀 E M觀察照片來(lái)計(jì)算平均 結(jié)晶粒徑及平均粒界寬度。垂直記錄層中所包含的磁性層的總膜厚優(yōu)選為5 n m?15 η m〇
[0073] 就垂直磁性層4中所存在的氧化物的含有量而言，優(yōu)選為，相對(duì)于將氧化物之外 的組成成分作為一個(gè)化合物而算出的mo 1總量的3?18摩爾％。其原因在于，氧化物的 含有量如果在此范圍內(nèi)，則在形成層的時(shí)候，磁性顆粒的周?chē)晌龀鲅趸铮蛇M(jìn)行磁性顆 粒的孤立化、微細(xì)化。
[0074] 在氧化物的含有量超過(guò)了上述范圍的情況下，氧化物會(huì)殘留在磁性顆粒中或者在 磁性顆粒的上下也析出了氧化物，這會(huì)導(dǎo)致垂直磁性層4的定向性、結(jié)晶性降低，并不是較 好的。在氧化物的含有量小于上述范圍的情況下，由于磁性顆粒的分離、微細(xì)化不充分，會(huì) 發(fā)生電磁變換特性的惡化，也并不是較好的。
[0075] 垂直磁性層4的P t含有量?jī)?yōu)選為8 a t %以上、25 a t %以下。其原因在于，P t含有量在上述范圍內(nèi)時(shí)，可獲得適于高密度記錄的電磁變換特性。
[0076] 在P t的含有量小于上述范圍的情況下，熱（例如，被加熱時(shí)）會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)保持的 不穩(wěn)定（熱波動(dòng)），并不是較好的。另外，如果P t含有量超過(guò)25 a t %，則磁性結(jié)晶中會(huì) 發(fā)生積層缺陷，導(dǎo)致結(jié)晶性惡化，進(jìn)而導(dǎo)致電磁變換特性惡化，并不是較好的。尤其是垂直 磁性層4中的磁性結(jié)晶為h c p結(jié)構(gòu)的情況下，h c p結(jié)構(gòu)中形成了 f c c結(jié)構(gòu)的層，在 有些情況下，會(huì)有損一軸異方性，進(jìn)而導(dǎo)致電磁變換特性惡化，并不是較好的。
[0077] 垂直磁性層4可包含Co和Pt、Cr、Ni、Fe、氧化物，還可包含從B、T a、 Mo、Cu、Nd、W、Nb、S m、Tb、Ru、Re中所選的1種以上的元素。通過(guò)包含上述 元素，可促進(jìn)磁性顆粒的微細(xì)化，或者，可提高結(jié)晶性和定向性，這樣，可獲得更適于高密度 記錄的電磁變換特性。
[0078] 上述元素的合計(jì)含有量?jī)?yōu)選為8 a t %以下。在超過(guò)了 8 a t %的情況下，磁性 顆粒中會(huì)形成h c p結(jié)構(gòu)之外的結(jié)晶結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致電磁變換特性惡化，并不是較好的。垂直磁 性層4也可為2層以上的多層結(jié)構(gòu)。
[0079] 在本發(fā)明中，要使垂直磁性層4和強(qiáng)介電磁性層6進(jìn)行反強(qiáng)磁性結(jié)合，為此，優(yōu)選 為，在兩層之間設(shè)置反強(qiáng)磁性結(jié)合層5 ;作為該反強(qiáng)磁性結(jié)合層5,可使用R u、R e、C u、 C r等的非磁性遷移金屬材料。反強(qiáng)磁性結(jié)合層5的膜厚隨各材料的不同而不同。例如， 在R u的情況下，可在0. 3 n m付近發(fā)現(xiàn)反強(qiáng)磁性結(jié)合；在C r的情況下，可在0. 7 n m付 近發(fā)現(xiàn)反強(qiáng)磁性結(jié)合；在C u的情況下，可在0. 8 n m付近發(fā)現(xiàn)反強(qiáng)磁性結(jié)合；在R e的情 況下，可在0. 4 n m付近發(fā)現(xiàn)反強(qiáng)磁性結(jié)合；在R h的情況下，可在0. 8 n m付近發(fā)現(xiàn)反強(qiáng) 磁性結(jié)合。另外，發(fā)現(xiàn)反強(qiáng)磁性結(jié)合的膜厚具有以上述各膜厚為中心的2 - 7 nm的寬度。 為此，盡管隨著各材料的不同需要對(duì)反強(qiáng)磁性結(jié)合層5的膜厚進(jìn)行調(diào)整，然而，反強(qiáng)磁性結(jié) 合層5的膜厚優(yōu)選為0.2 n m以上、1.3 n m以下的范圍。其原因在于，如果膜厚超過(guò)了該 范圍，則其反強(qiáng)磁性結(jié)合能量很弱，難以使垂直磁性層4和強(qiáng)介電磁性層6的磁化方向維持 逆向（相反方向）。
[0080] 其中，尤其優(yōu)選使用R u膜。其原因在于，R u的反強(qiáng)磁性結(jié)合能量大于其它材 料，據(jù)此，垂直磁性層4和強(qiáng)介電磁性層6的旋轉(zhuǎn)（spin)方向可為更穩(wěn)定的逆向狀態(tài)。在 使用R u的情況下，發(fā)現(xiàn)反強(qiáng)磁性結(jié)合的膜厚為0. 3 n m付近（第一峰值）和I. 4 n m付 近（第二峰值）；其中，從控制性和穩(wěn)定性的觀點(diǎn)來(lái)看，優(yōu)選為使用0.3 n m付近的第一峰 值。
[0081] 在本發(fā)明中，作為強(qiáng)介電磁性層6,優(yōu)選為使用（Bii_aBaa) F e03( a位 于0. 3?0. 5的范圍）。如前所述，B i F e O 3為強(qiáng)介電性材料，通過(guò)對(duì)該材料的B i的 一部分用B a來(lái)置換，可使其兼具強(qiáng)磁性和強(qiáng)介電性。通過(guò)將此時(shí)的置換率a設(shè)為0. 3? 0. 5的范圍內(nèi)，可形成兼具強(qiáng)磁性和強(qiáng)介電性的較適的材料；然而，理論上，當(dāng)a為0. 4時(shí)， 結(jié)構(gòu)最穩(wěn)定。強(qiáng)介電磁性層6可通過(guò)濺射法來(lái)形成，該濺射法使用了具有相同組成成分的 材料的靶材（target);另外，為了防止所形成的膜發(fā)生缺氧，優(yōu)選為使用含氧濃度較高的 革巴材（target)。
[0082] 在本發(fā)明中，作為強(qiáng)介電磁性層6,優(yōu)選為使用B i (Fei_bMnb)03(b位 于0. 3?0. 4的范圍內(nèi)）。如前所述，B i F e O 3是強(qiáng)介電性材料，通過(guò)對(duì)該材料的F e 的一部分用M η來(lái)進(jìn)行置換，可使其兼具強(qiáng)磁性和強(qiáng)介電性。通過(guò)將此時(shí)的置換率b設(shè)為 0. 3?0. 5的范圍內(nèi)，可形成兼具強(qiáng)磁性和強(qiáng)介電性的材料；然而，理論上，b為0. 4時(shí)，結(jié) 構(gòu)最穩(wěn)定。強(qiáng)介電磁性層6可通過(guò)濺射法來(lái)形成，該濺射法將具有相同組成成分的材料的 使用為靶材（target);另外，為了防止所形成的膜發(fā)生缺膜，優(yōu)選為使用含氧濃度較高的 革巴材（target)。
[0083] 在本發(fā)明中，也可使用兼具上述2個(gè)材料特性的（Bi aBai_a)(FebMn n) O 3等。通過(guò)將此時(shí)的置換率a設(shè)為0.3?0.5的范圍內(nèi)，可形成兼具強(qiáng)磁性和強(qiáng)介 電性的較適的材料；然而，理論上，當(dāng)a為0. 4時(shí)，結(jié)構(gòu)最穩(wěn)定。另外，通過(guò)將置換率b設(shè)為 0. 3?0. 5的范圍內(nèi)，可形成兼具強(qiáng)磁性和強(qiáng)介電性的材料；然而，理論上，當(dāng)b為0. 4時(shí)， 結(jié)構(gòu)最穩(wěn)定。
[0084] 在本發(fā)明中，作為強(qiáng)介電磁性層6,可使用MC 〇 O 3、MN i O 3、MF e 2 O 4、M Co Fe03、MFe Ni03、MCo Mn03、MNi Mn03( M 為稀土類元素 、B i、 Y、堿土類元素中的I種以上的元素）等。
[0085] 就強(qiáng)介電磁性層6而言，飽和磁化（M s )和強(qiáng)介電磁性層6的膜厚（T )的積 (M s · T )優(yōu)選為O.Olmemu / cm2以上。通過(guò)設(shè)計(jì)為位于上述范圍，介由反強(qiáng)磁 性結(jié)合層5,可使磁結(jié)合了的垂直磁性層4的磁化方向與強(qiáng)介電磁性層6的磁化方向?yàn)槟?向。
[0086] 強(qiáng)介電磁性層6的膜厚優(yōu)選為在50 n m以下的范圍。如果強(qiáng)介電磁性層6的厚 度超過(guò)50 nm，則強(qiáng)介電磁性層6內(nèi)的結(jié)晶粒會(huì)過(guò)于肥大化，導(dǎo)致強(qiáng)介電磁性層6的表面 粗度變粗（變大），這樣，不僅會(huì)使其上的垂直磁性層4的結(jié)晶性和定向性惡化，而且由于所 獲得的磁記錄介質(zhì)的表面形狀變粗而導(dǎo)致記錄頭的飛行高度不能較低，進(jìn)而導(dǎo)致電磁變換 特性的惡化，并不是較好的。
[0087] 尤其是在非磁性基板1側(cè)設(shè)置了垂直磁性層4的結(jié)構(gòu)中，強(qiáng)介電磁性層6的厚度 的上限如果為20 n m以下則會(huì)更好。如果垂直磁性層4和記錄頭的再生元件的距離相離 了強(qiáng)介電磁性層6的厚度的值，則會(huì)發(fā)生再生輸出的降低，所以，最好設(shè)定為20 n m以下。
[0088] 保護(hù)層7用于保護(hù)介質(zhì)，以防止記錄頭和介質(zhì)的接觸導(dǎo)致介質(zhì)產(chǎn)生損傷；保護(hù)層7 可使用碳膜、S i O2膜等，大多情況下使用碳膜。膜的形成可采用濺射法、等離子C V D 法、離子束法等；近年，大多使用離子束法。膜厚為1( nm)?10( nm)左右。
[0089] 圖2示出了使用了上述垂直記錄介質(zhì)的磁記錄和再生裝置的一個(gè)例子。圖2所示 的磁記錄和再生裝置被構(gòu)成為具有：具有圖1所示結(jié)構(gòu)的垂直記錄介質(zhì)100 ;對(duì)垂直記錄介 質(zhì)100進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的介質(zhì)驅(qū)動(dòng)部101 ;對(duì)垂直記錄介質(zhì)100進(jìn)行信息的記錄和再生的記 錄再生記錄頭102 ;使該記錄再生記錄頭102相對(duì)于垂直記錄介質(zhì)100進(jìn)行相對(duì)運(yùn)動(dòng)的記 錄頭驅(qū)動(dòng)部103 ;以及信號(hào)記錄再生處理系統(tǒng)104。
[0090] 信號(hào)記錄再生處理系統(tǒng)104被構(gòu)成為，可對(duì)由外部所輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，然后 將記錄信號(hào)送至記錄再生記錄頭102,以及，對(duì)來(lái)自記錄再生記錄頭102的再生信號(hào)進(jìn)行處 理，然后，將數(shù)據(jù)送至外部。
[0091] 在本發(fā)明的磁記錄和再生裝置中所使用的記錄再生記錄頭102上，獨(dú)立地設(shè)置 了記錄元件和再生元件，其中，就記錄元件而言，可使用帶有針狀電極的電場(chǎng)寫(xiě)入元件，就 再生元件而言，可使用利用了巨大磁抵抗效果（GMR)的GMR元件、利用了隧道效果 (tunnel effect)的 T u M R兀件等。
[0092][實(shí)施例]
[0093] (實(shí)施例1)
[0094] 將洗凈后的玻璃基板（Konicaminolta公式制，外徑為2. 5英寸（65 mm )，內(nèi)徑 為20 mm,平均表面粗度（R a )為0· 2 n m )置入D C磁控溉射（magnetron-sputter) 裝置（Anelva公司制C 一 3040)的成膜室內(nèi)，真空度到達(dá)IX 10_5 P a為止對(duì)成膜室內(nèi)進(jìn) 行排氣后，導(dǎo)入A r氣體以使室內(nèi)到達(dá)0.8 P a，并在該玻璃基板上使用50 C r - 50 T i { C r含有量為50 a t % - T i含有量為50 a t % }的靶材（target)，形成膜厚為200 n m的密著層的膜。
[0095] 接下來(lái)，作為底層，依次按層厚為5 n m的95N i -5 W {N i含有量為95 a t %，W含有量為5 a t % }膜、層厚為10 n m的R u膜的順序進(jìn)行積層，再將室內(nèi)壓力設(shè) 為8.0 P a，繼續(xù)進(jìn)行層厚為10 n m的R u膜的積層。接下來(lái)，對(duì)A r氣體進(jìn)行調(diào)整以使室 內(nèi)壓力為 〇· 8 P a，進(jìn)行層厚為 15 n m的（Co - 13Cr - 16Pt )88mo 1%- (S i O 2) 12 m ο I % { C r含有量為13 a t P t含有量為16 a t 余下的C o的合 金為88 m ο 1 %，由S i O 2組成的氧化物為12 m ο 1 % }的強(qiáng)磁性膜的積層，將其作為 強(qiáng)磁性層。
[0096] 接下來(lái)，在形成了作為反強(qiáng)磁性結(jié)合層的膜厚為0.3 n m的R u膜之后，通過(guò)R F濺射法，使用由（B i a6 B a a4) F e O 3組成的靶材，形成厚度為10 nm的膜，將其作 為強(qiáng)介電磁性層。
[0097] 接下來(lái)，通過(guò)離子束法，作為保護(hù)層，形成厚度為3 nm的DLC膜；然后，涂敷2 n m的潤(rùn)滑膜，制成垂直記錄介質(zhì)。
[0098] 對(duì)作為由以上方法所制作的垂直記錄介質(zhì)的介電特性的電壓一極化曲線 (voltage polarization curve)進(jìn)行考察可知，可獲得50μ C/ cm2的飽和極化。另外， 強(qiáng)介電磁性層6的飽和磁化和膜厚的積（M s T )可通過(guò)以下方式求得，S卩，沿與磁記錄介 質(zhì)的基板面垂直的方向進(jìn)行V S M測(cè)定以測(cè)得飽和磁化（M s )和殘留磁化（M r )，根據(jù) (M s -M r )/2計(jì)算求得強(qiáng)介電磁性層6的M s，然后再除以樣本的面積。
[0099] 接下來(lái)，將該介質(zhì)放置在G u z i k公司制的機(jī)械平臺(tái)（spin stand)上，并在測(cè) 定半徑為21 mm、旋轉(zhuǎn)數(shù)為5400 r p m、最大信號(hào)頻率為514. 02 M H z (每英寸139千 比特的線記錄密度）、寫(xiě)入電壓為I. 5 V的條件下，對(duì)其電磁變換特性進(jìn)行了測(cè)定。就記錄 頭而言，作為寫(xiě)入元件使用了先端直徑為10 nm的電極針，作為再生元件使用了 TMR薄 膜；就數(shù)據(jù)的寫(xiě)入而言，使用了將數(shù)據(jù)列變換至電氣極性并從電極針施加電壓的方法。而再 生則是通過(guò)由T M R元件讀取基于數(shù)據(jù)列的磁變化的方式來(lái)進(jìn)行的。其結(jié)果為，所獲得的 S / N為 16.9 d B，比特錯(cuò)誤率（B E R )為 1X10 -7Λ
[0100] (實(shí)施例 2 -5)
[0101] 除了將強(qiáng)介電磁性層的膜厚設(shè)計(jì)成表1所記載的厚度之外，其它與實(shí)施例1相同。 對(duì)所獲得的磁記錄介質(zhì)的特性分別進(jìn)行了與實(shí)施例1同樣的評(píng)價(jià)。結(jié)果示于表1中。
[0102] (實(shí)施例 6 -9)
[0103] 與實(shí)施例1大致相同地制作了垂直記錄介質(zhì)，然而，垂直記錄層則是采用如下方 式制作的。S卩，采用R F濺射法，使用由（B i α6 B a α4) F e O 3所組成的靶材，形成厚 度為10 n m的膜，將其作為強(qiáng)介電磁性層。
[0104] 之后，進(jìn)行了作為反強(qiáng)磁性結(jié)合層的膜厚為0.3 nm的R U膜、以及、作為強(qiáng)磁性 層的層厚為 15nm 的（Co- 13Cr - 16Pt )88mo 1%- (S i 02)12mo 1% { C r含有量為13 a t P t含有量為16 a t %，余下的C o的合金為88 m o I %，S i 〇 2所組成的氧化物為12 m 〇 1 % }的強(qiáng)磁性膜的積層。
[0105] 接下來(lái)，采用離子束法，形成厚度為3 n m的D L C膜作為保護(hù)層，然后，涂敷2 η m的潤(rùn)滑膜，制成磁記錄介質(zhì)。
[0106] 對(duì)所獲得的磁記錄介質(zhì)的特性分別進(jìn)行了與實(shí)施例1同樣的評(píng)價(jià)。結(jié)果示于表1 中。
[0107] (實(shí)施例 10 - 20)
[0108] 將密著層8改變?yōu)?0 A 1 - 50 T i { A 1含有量為50 a t %，T i含有量為50 a t % }和100 n m，將反強(qiáng)磁性結(jié)合層5設(shè)計(jì)為表2所記載的材料和膜厚，其他與實(shí)施例 1相同，在此基礎(chǔ)上制作了垂直記錄介質(zhì)。
[0109] 針對(duì)所獲得的磁記錄介質(zhì)，將其放置在G u z i k公司制的機(jī)械平臺(tái)上，并在測(cè) 定半徑為21 mm、旋轉(zhuǎn)數(shù)為5400 r p m、最大信號(hào)頻率為514. 02 M H z (每英寸2139千 比特的線記錄密度）、寫(xiě)入電壓為1.5 V的條件下，對(duì)其電磁變換特性進(jìn)行了測(cè)定。就記錄 頭而言，作為寫(xiě)入元件使用了先端直徑為10 nm的電極針，作為再生元件使用了 TMR薄 膜；就數(shù)據(jù)的寫(xiě)入而言，使用了將數(shù)據(jù)列變化至電氣極性并從電極針施加電壓的方法。而 再生則是通過(guò)由T M R元件讀取基于數(shù)據(jù)列的磁變化的方式來(lái)進(jìn)行的。結(jié)果分別示于表2 中。
[0110] (實(shí)施例 21 - 35)
[0111] 除了將強(qiáng)介電磁性層6改變?yōu)楸?所記載的材料之外，其他則與實(shí)施例1相同，在 此基礎(chǔ)上制作了磁記錄介質(zhì)。
[0112] 各磁記錄介質(zhì)的強(qiáng)介電磁性層6的飽和磁化和膜厚的積（M s T )是通過(guò)如下方 式求得的，即，對(duì)磁記錄介質(zhì)沿與基板面垂直的方向進(jìn)行V S M測(cè)定以測(cè)得飽和磁化（M s )和殘留磁化（M r )，根據(jù)（M s -M r )/2計(jì)算求得強(qiáng)介電磁性層的M s，然后再除 以樣本的面積。
[0113] 接下來(lái)，將該介質(zhì)放置在G u z i k公司制的機(jī)械平臺(tái)上，在測(cè)定半徑為21 m m、旋轉(zhuǎn)數(shù)為5400 r pm、最大信號(hào)頻率為514. 02 MHz (每英寸2139千比特的線記錄 密度）、寫(xiě)入電壓為I. 5 V的條件下，對(duì)其電磁變換特性進(jìn)行了測(cè)定。就記錄頭而言，作為寫(xiě) 入元件使用了先端直徑為10 n m的電極針，作為再生元件使用了 T M R薄膜；就數(shù)據(jù)的寫(xiě) 入而言，使用了將數(shù)據(jù)列變換至電氣極性并從電極針施加電壓的方法。而再生則是通過(guò)由 T M R元件讀取基于數(shù)據(jù)列的磁變化的方式來(lái)來(lái)進(jìn)行的。結(jié)果分別示于表3中。
[0114] (實(shí)施例 36)
[0115] 將清洗后的玻璃基板（Konicaminolta公式制，外徑為2. 5英寸（65 mm )，內(nèi)徑為 20 mm，平均表面粗度（R a )為0· 2 n m )置入D C磁控濺射裝置（Anelva公司制C 一 3040)的成膜室內(nèi)，真空度到達(dá)IXKT5 P a為止對(duì)成膜室內(nèi)進(jìn)行排氣后，導(dǎo)入A r氣體以 使室內(nèi)為0.8 P a，在該玻璃基板上，使用50 C r - 50 T i { C r含有量為50 a t %，T i含有量為50 a t % }的靶材，形成膜厚為200 n m的密著層的膜。
[0116] 接下來(lái)，采用 D C 濺射法，使用 C 〇 - 27Fe - 5Zr - 3Ta - 1A1 - IC r { F e含有量為27 a t %，Z r含有量為5 a t %，T a含有量為3 a t %，A 1含有量 為I a t %, C r含有量為I a t %,余下的為C 〇 }的祀材,進(jìn)行厚度為100 n m的膜的 積層，將其作為襯里層。在該階段，通過(guò)采用V S M對(duì)襯里層的磁束（B s )和膜厚（T ) 的積（B s T )進(jìn)行測(cè)定可知，獲得了 120 T n m的值。
[0117] 接下來(lái),依次進(jìn)行作為底層的層厚為5 n m的95 N i - 5 W { N i含有量為95 a t %，W含有量為5 a t % }膜、層厚為10 n m的R u膜、以及層厚為10 n m的R u膜 (這里需要說(shuō)明的是，該膜是在室內(nèi)壓力為8.0 P a的條件下進(jìn)行成膜的）的積層。接下 來(lái)，對(duì)A r氣體進(jìn)行調(diào)整以使室內(nèi)壓力為0.8 P a，進(jìn)行作為強(qiáng)磁性層的層厚為15 nm的 (Co - 13Cr - 16Pt )88mo 1%- (S i02)12mo l%{Cr 含有量為 13 a t %，P t含有量為16 a t %，余下的C o的合金為88mo I %，由S i O 2組成的氧化 物為12 m 〇 1 % }的強(qiáng)磁性膜的積層。
[0118] 接下來(lái)，在形成了作為反強(qiáng)磁性結(jié)合層的膜厚為0.3 nm的R u膜之后，采用R F濺射法，使用厚度為10 nm的由（B i a6 B a a4) F e O 3組成的靶材，形成作為強(qiáng)介 電磁性層的厚度為10 nm的膜。接下來(lái)，采用離子束法，形成作為保護(hù)層的厚度為3 nm 的D L C膜，并涂敷2 n m的潤(rùn)滑膜，制成垂直記錄介質(zhì)。
[0119] 針對(duì)所獲得的磁記錄介質(zhì)，將其置放在G u z i k社制的機(jī)械平臺(tái)上，在測(cè)定半 徑為21 mm、旋轉(zhuǎn)數(shù)為5400 r pm、最大信號(hào)頻率為514. 02 MH z (每英寸2139千比特 的線記錄密度）、寫(xiě)入電壓為I. 5 V的條件，對(duì)其電磁變換特性進(jìn)行了測(cè)定。就記錄頭而言， 作為寫(xiě)入元件使用了先端直徑為10 n m的電極針，作為再生元件使用了 T M R薄膜；就數(shù) 據(jù)的寫(xiě)入而言，采用了將數(shù)據(jù)列變換至電氣極性并從電極針施加電壓的方法。而再生則是 采用T M R元件通過(guò)讀取基于數(shù)據(jù)列的磁變化的方式來(lái)進(jìn)行的。其結(jié)果示于表4中。
[0120] (實(shí)施例 37)
[0121] 將襯里層改變?yōu)楸?中所記載的材料，其他與實(shí)施例36同樣，在此基礎(chǔ)上制作了 磁記錄介質(zhì)。對(duì)該磁記錄介質(zhì)進(jìn)行了與實(shí)施例36同樣的磁特性評(píng)價(jià)。其結(jié)果示于表4中。
[0122] (實(shí)施例 38)
[0123] 將清洗后的玻璃基板（Konicaminolta公式制，外徑為2. 5英寸（65 mm)，內(nèi)徑為 20 mm，平均表面粗度（R a )為0· 2 n m )置入D C磁控濺射裝置（Anelva公司制C 一 3040)的成膜室內(nèi)?，真空度到達(dá)IXKT5 P a為止對(duì)成膜室內(nèi)進(jìn)行排氣后，導(dǎo)入A r氣體 使室內(nèi)為0.8 P a，在該玻璃基板上，采用50 C r - 50 T i { C r含有量為50 a t %，T i含有量為50 a t % }的靶材，形成膜厚為200 n m的密著層的膜。
[0124] 接下來(lái)，采用DC濺射法，依次進(jìn)行作為襯里層的層厚為40 nm的C 〇 - 30 F e - 3Ta - 5Zr {Fe含有量為30 a t %，T a含有量為3 a t %，Z r含有量為5 a t %，余下的為C 〇 }膜、層厚為0. 4 n m的R u膜、以及層厚為40 n m的C 〇 - 30 F e-3Ta - 5Zr {Fe含有量為30 a t %，T a含有量為3 a t %，Z r含有量為5 a t %，余下的為C ο }膜的積層。在該階段，通過(guò)采用V S M對(duì)襯里層的磁束密度（B s ) 和膜厚（T )的積（B s T )進(jìn)行測(cè)定可知，獲得了 140 T n m的值。
[0125] 接下來(lái),依次進(jìn)行作為底層的層厚為5 n m的95 N i - 5 W { N i含有量為95 a t %, W含有量為5 a t % }膜、層厚為10 n m的R u膜、以及層厚為10 n m的R u膜 (這里需要說(shuō)明的是，該膜是在室內(nèi)壓力為8.0 P a的條件下形成的）的積層。接下來(lái)，對(duì) A r氣體進(jìn)行調(diào)整以使室內(nèi)壓力為0.8 P a，進(jìn)行作為強(qiáng)磁性層的層厚為15 n m的（C 〇 - 13C r - 16P t )88mo I (S i 02)12mo 1 % {C r 含有量為 13 a t %, P t含有量為16 a t %,余下的C 〇的合金為88 m 〇 1 %,由S i O 2組成的氧化物為12 m 〇 1 %}的強(qiáng)磁性膜的積層。
[0126] 接下來(lái)，在形成了作為反強(qiáng)磁性結(jié)合層的膜厚為0.3 n m的R u膜之后，采用R F濺射法，使用由（B i a6 B a a4) F e O 3組成的靶材，形成厚度為10 nm的膜，將其作 為強(qiáng)介電磁性層。
[0127] 接下來(lái)，采用離子束法，形成作為保護(hù)層的D L C膜，其厚度為3 n m，再涂敷2 η m的潤(rùn)滑膜，制成垂直記錄介質(zhì)。
[0128] 針對(duì)所獲得的磁記錄介質(zhì)，將其置放在G u z i k公司制的機(jī)械平臺(tái)上，在測(cè)定 半徑為21 mm、旋轉(zhuǎn)數(shù)為5400 r pm、最大信號(hào)頻率為514. 02 MHz (每英寸2139千比 特的線記錄密度）、寫(xiě)入電壓為1.5 V的條件，對(duì)其電磁變換特性進(jìn)行了測(cè)定。就記錄頭而 言，作為寫(xiě)入元件使用了先端直徑為10 n m的電極針，作為再生元件使用了 T M R薄膜； 就數(shù)據(jù)的寫(xiě)入而言，采用了將數(shù)據(jù)列變換至電氣極性并從電極針施加電壓的方法。而再生 則是通過(guò)使用T M R元件讀取基于數(shù)據(jù)列的磁變化的方式來(lái)進(jìn)行的。其結(jié)果示于表4中。
[0129] (實(shí)施例 39 - 40)
[0130] 將襯里層的材料改變?yōu)楸?所記載的材料，其它與實(shí)施例38同樣，在此基礎(chǔ)上制 成了磁記錄介質(zhì)。
[0131] 針對(duì)該磁記錄介質(zhì)，對(duì)其進(jìn)行了與實(shí)施例36同樣的磁特性評(píng)價(jià)。其結(jié)果示于表4 中。
[0132] (實(shí)施例 41一45)
[0133] 將垂直磁性層4改變?yōu)楸?所記載的材料，其它與實(shí)施例1同樣，在此基礎(chǔ)上制成 了磁記錄介質(zhì)。針對(duì)所獲得的磁記錄介質(zhì)，將其置放在Gu z i k公司制的機(jī)械平臺(tái)上，在 測(cè)定半徑為21 mm、旋轉(zhuǎn)數(shù)為5400 r p m、最大信號(hào)頻率為514. 02 MH z (每英寸2139 千比特的線記錄密度）、寫(xiě)入電壓為1.5 V的條件下，對(duì)其電磁變換特性進(jìn)行了測(cè)定。就記 錄頭而言，作為寫(xiě)入元件使用了先端直徑為10 n m的電極針，作為再生元件使用了 TMR 薄膜；就數(shù)據(jù)的寫(xiě)入而言，使用了將數(shù)據(jù)列變換至電氣極性并從電極針施加電壓的方法。而 再生則是通過(guò)使用T M R元件讀取基于數(shù)據(jù)列的磁變化的方式來(lái)進(jìn)行的。其結(jié)果示于表5 中。
[0134] (比較例1)
[0135] 與實(shí)施例1大致同樣地制作了垂直記錄介質(zhì)，然而，垂直記錄層則是通過(guò)如下方 式制作的。S卩，形成了作為強(qiáng)磁性層的層厚為10 n m的（C 〇 - 13 C r- 16 P t )88m ol%- (Si02)12mol%{C r 含有量為 13 a t %，P t 含有量為 16 a t %，余 下的C 〇的合金為88 m 〇 1 %，由S i O 2組成氧化物為12 m 〇 1 % }的強(qiáng)磁性膜。
[0136] 接下來(lái)，采用只？濺射法，使用膜厚為3 11111的由（3丨（|.63&(|.4)?6〇 3組成 的靶材，形成了作為強(qiáng)介電磁性層的厚度為10 n m的膜。這里需要說(shuō)明的是，在該垂直記 錄層的層結(jié)構(gòu)中，強(qiáng)磁性層和強(qiáng)介電磁性層不進(jìn)行反強(qiáng)磁性結(jié)合，而是進(jìn)行強(qiáng)磁性結(jié)合。
[0137] 通過(guò)對(duì)作為由以上方法所制成的垂直記錄介質(zhì)的介電特性的電壓一極化曲線進(jìn) 行考察可知，獲得了 50μ C/ cm2的飽和極化。另外，強(qiáng)介電磁性層6的飽和磁化和膜 厚的積（M s T )則是通過(guò)如下方式求得的，S卩，對(duì)磁記錄介質(zhì)進(jìn)行沿與基板面垂直的方向 的V S M測(cè)定以獲得飽和磁化（M s )和殘留磁化（M r )，根據(jù)（M s -M r )/2計(jì)算求 得強(qiáng)介電磁性層的M s，然后再除以樣本的面積。
[0138] 接下來(lái)，將該介質(zhì)置放在G u z i k公司制的機(jī)械平臺(tái)上，在測(cè)定半徑為21 m m、旋轉(zhuǎn)數(shù)為5400 r pm、最大信號(hào)頻率為514. 02 MHz (每英寸2139千比特的線記錄 密度）、寫(xiě)入電壓為1.5 V的條件下，對(duì)其電磁變換特性進(jìn)行了測(cè)定。就記錄頭而言，作為 寫(xiě)入元件使用了先端直徑為10 n m的電極針，作為再生元件使用了 T M R薄膜；作為數(shù)據(jù) 的寫(xiě)入而言，采用了將數(shù)據(jù)列變換至電氣極性并從電極針施加電壓的方法。而再生則是通 過(guò)使用T M R元件讀取基于數(shù)據(jù)列的磁變化的方式來(lái)進(jìn)行的。其結(jié)果為，獲得的S /N為 11. I d B，比特錯(cuò)誤率為1X10 -3_3。
[0139] (比較例2)
[0140] 與比較例1大致同樣的制作了垂直記錄介質(zhì)，然而，垂直記錄層則是通過(guò)如下方 式制作的。S卩，采用R F濺射法，使用膜厚為3 n m的由（B i a6 B a a4) F e O 3組成的 靶材，形成了厚度為10 n m的膜，將其作為強(qiáng)介電磁性層。
[0141] 接下來(lái)，進(jìn)行了作為強(qiáng)磁性層的層厚為15 n m的（C 〇 - 13 C r - 16 P t )88 mo 1%- (S i02)12mo l%{Cr 含有量為 13 a t %, P t 含有量為 16 a t %, 余下的C 〇合金為88 m 〇 1 %，由S i O 2組成的氧化物為12 m 〇 1 % }的強(qiáng)磁性膜的 積層。這里需要說(shuō)明的是，在該垂直記錄層的層結(jié)構(gòu)中，強(qiáng)磁性層和強(qiáng)介電磁性層不進(jìn)行反 強(qiáng)磁性結(jié)合，而是進(jìn)行了強(qiáng)磁性結(jié)合。
[0142] 對(duì)由以上方法所獲得的磁記錄介質(zhì)進(jìn)行了與比較例1同樣的評(píng)價(jià)。其結(jié)果示于表 1中。
[0143] (比較例3)
[0144] 與比較例1大致同樣的制作了垂直記錄介質(zhì)，然而，垂直記錄層則是通過(guò)如下方 式制作的。S卩，進(jìn)行了作為強(qiáng)磁性層的層厚為15 n m的（C 〇 - 13 C r- 16 P t )88m ol%- (Si02)12mol%{C r 含有量為 13 a t %，P t 含有量為 16 a t %，余 下的C 〇的合金為88 m 〇 1 %，由S i O 2組成的氧化物為12 m 〇 1 % }的強(qiáng)磁性膜的 積層。
[0145] 對(duì)由以上方法所獲得的磁記錄介質(zhì)進(jìn)行了與比較例1同樣的評(píng)價(jià)。其結(jié)果示于表 1中。
[0146] (比較例 4 - 8)
[0147] 將反強(qiáng)磁性結(jié)合層5改變?yōu)楸?所記載的材料，其它與實(shí)施例10同樣，在此基礎(chǔ) 上制作了磁記錄介質(zhì)。對(duì)所獲得的磁記錄介質(zhì)進(jìn)行了基于與實(shí)施例10相同的方法的特性 評(píng)價(jià)。其結(jié)果示于表2中。
[0148] 根據(jù)實(shí)施例1及6和比較例1及2的比較可知，就強(qiáng)磁性層和強(qiáng)介電磁性層之間 設(shè)置了反強(qiáng)磁性層的結(jié)構(gòu)而言，其S /N顯著變大，比特錯(cuò)誤率顯著變小。其原因在于，藉 由反強(qiáng)磁性結(jié)合，強(qiáng)介電磁性層的磁化明顯地被相殺了，這樣，磁噪音的影響就變小了。
[0149] 根據(jù)實(shí)施例1和實(shí)施例6的比較可知，就將強(qiáng)介電磁性層設(shè)置在強(qiáng)磁性層的下側(cè) 的結(jié)構(gòu)而言，再生時(shí)，再生元件和記錄層之間的距離的縮短導(dǎo)致獲得了良好的特性。
[0150] 根據(jù)實(shí)施例1?9的比較可知，強(qiáng)介電磁性層的厚度優(yōu)選為I n m以上、50 n m以 下，如果為20 n m以下，則更好。
[0151] 根據(jù)實(shí)施例10 - 20和比較例4 一 8的比較可知，通過(guò)將強(qiáng)磁性層和強(qiáng)介電磁性 層藉由反強(qiáng)磁性來(lái)進(jìn)行磁結(jié)合，S /N顯著變大，比特錯(cuò)誤率顯著變小。其原因在于，藉由 反強(qiáng)磁性結(jié)合，強(qiáng)介電磁性層的磁化明顯地被相殺了，這樣，磁噪音的影響就變小了。
[0152] 如實(shí)施例21 - 35所示，作為強(qiáng)介電磁性層，可使用各種各樣地材料。另外，根據(jù) 實(shí)施例30和34可知，強(qiáng)介電磁性層的磁化和膜厚的積（M s T )如果在0. 01以上，則可 獲得良好的特性。
[0153] 如實(shí)施例36 - 40所示，在密著層8和底層3之間還可設(shè)置襯里層2。據(jù)此，可使 良好的S / N再變大。另外，根據(jù)實(shí)施例36、37和實(shí)施例38 - 40的比較可知，就將襯里層 設(shè)計(jì)為多個(gè)軟磁性膜的積層而言，在層間設(shè)置非磁性層以進(jìn)行反強(qiáng)磁性結(jié)合的結(jié)構(gòu)可獲得 良好的特性。
[0154] 如實(shí)施例41 一 45所示，作為強(qiáng)磁性層，可使用各種各樣的磁性材料。如上所述， 通過(guò)在強(qiáng)磁性層和強(qiáng)介電磁性層之間設(shè)置A F C層，可獲得適于高密度記錄的介質(zhì)。這里， 需要留意的是，表1 一表5被統(tǒng)一記載于以下部分。
[0155] [表 1]
[0156]

【權(quán)利要求】
1. 一種垂直記錄介質(zhì)，其中，在非磁性基板上至少具有底層和垂直記錄層，所述垂直記 錄介質(zhì)的特征在于， 所述垂直記錄層具有： 垂直磁性層，其具有至少包含C 0和P t的顆粒狀結(jié)構(gòu)；及 磁性層，其兼具磁性和強(qiáng)介電性， 其中，所述垂直磁性層和所述磁性層相互進(jìn)行反強(qiáng)磁性結(jié)合。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的垂直記錄介質(zhì)，其特征在于， 將具有包含C 〇和P t的顆粒狀結(jié)構(gòu)的所述垂直磁性層相對(duì)于兼具磁性和強(qiáng)介電性 的所述磁性層設(shè)置在所述非磁性基板側(cè)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的垂直記錄介質(zhì)，其特征在于， 兼具磁性和強(qiáng)介電性的所述磁性層為（B i nB a a) F e 0 3，其中，a位于0.3? 0.5的范圍內(nèi)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的垂直記錄介質(zhì)，其特征在于， 兼具磁性和強(qiáng)介電性的所述磁性層為B i ( F e i _b Μ n b) 0 3，其中，b位于0. 3? 0. 8的范圍內(nèi)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的垂直記錄介質(zhì)，其特征在于， 兼具磁性和強(qiáng)介電性的所述磁性層為（B i nB a a) ( F e nMn,) 0 3,其中， a位于0. 3?0. 5的范圍內(nèi)，b位于0. 3?0. 8的范圍內(nèi)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的垂直記錄介質(zhì)，其特征在于， 在具有包含C 〇和P t的顆粒狀結(jié)構(gòu)的所述垂直磁性層和兼具磁性和強(qiáng)介電性的所 述磁性層之間具有非磁性金屬層。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的垂直記錄介質(zhì)，其特征在于， 具有包含C 〇和P t的顆粒狀結(jié)構(gòu)的所述垂直磁性層包含： 包含P t和C 〇的強(qiáng)磁性結(jié)晶顆粒；及 作為粒界構(gòu)成物質(zhì)的S i氧化物、T i氧化物、W氧化物、C r氧化物、C 〇氧化物、T a氧化物、B氧化物及R u氧化物的任1種以上。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的垂直記錄介質(zhì)，其特征在于， 在所述非磁性基板和所述底層之間具有軟磁性襯里層。
9. 一種垂直記錄再生裝置，其特征在于，具有： 權(quán)利要求1?8的任1項(xiàng)所述的垂直記錄介質(zhì)；及 在所述垂直記錄介質(zhì)上進(jìn)行信息的記錄和再生的記錄頭。
【文檔編號(hào)】G11B5/86GK104240730SQ201410255196
【公開(kāi)日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年6月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月10日
【發(fā)明者】坂脅彰, 山根明 申請(qǐng)人:昭和電工株式會(huì)社