(57)【要約】【課題】傾斜異方性を利用して熱安定性を損なうことなく書込み効率を改善する磁気ビットパターン記録媒体用磁気記録層を得る。【解決手段】磁気記録媒体の垂直磁気記録層は複数のビットパターン磁気アイランドを含み、その各々が軟磁性下層を覆っている。各磁気アイランドが第２の磁気サブレイヤに隣接する第１の磁気サブレイヤを含み、それは第２のサブレイヤよりも大きい比較的高い磁気異方性を有する。磁気記録層はさらに第３のサブレイヤを含み、それは複数のアイランドの各々と接続するように延びている。第３のサブレイヤは各磁気アイランドの第２のサブレイヤよりも小さい磁気異方性を有し、かつ／または記録媒体の第１のサブレイヤおよび軟磁性下層間を延びる中間層として働くことができ、第１の磁気サブレイヤのより大きな異方性を作り出すのを助ける構造を有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
非磁性基板と、
前記基板を覆う軟磁性下層と、
複数のビットパターン磁気アイランドを含む磁気記録層であって、
前記複数のアイランドの各々が前記軟磁性下層を覆いかつ各アイランドが第２の磁性サブレイヤに隣接する第１の磁性サブレイヤを含み、前記記録層はさらに前記複数のアイランドの各々を接続するように延びている連続的な第３の磁性サブレイヤを含む前記磁気記録層と、
を含む磁気記録媒体であって、
前記磁気記録層の前記各磁気アイランドの前記第１のサブレイヤが、前記各磁気アイランドの前記第２のサブレイヤの磁気異方性よりも大きな磁気異方性を有し、
前記各磁気アイランドの前記第２のサブレイヤの前記磁気異方性は前記磁気記録層の前記連続的な第３の磁性サブレイヤの磁気異方性よりも大きい
磁気記録媒体。
【請求項２】
請求項１記載の前記媒体であって、前記磁気記録層の前記各磁気アイランドの前記第１のサブレイヤは前記各磁気アイランドの対応する第２のサブレイヤを覆う磁気記録媒体。
【請求項３】
請求項２記載の前記媒体であって、前記磁気記録層の前記連続的な第３のサブレイヤは前記磁気記録層の前記各磁気アイランドの前記第２のサブレイヤおよび前記軟磁性下層間を延びている磁気記録媒体。
【請求項４】
請求項２記載の前記媒体であって、前記磁気記録層の前記連続的な第３のサブレイヤは前記磁気記録層の前記各磁気アイランドの前記第１のサブレイヤを覆う磁気記録媒体。
【請求項５】
請求項１記載の前記媒体であって、前記磁気記録層の前記各磁気アイランドの前記第１のサブレイヤは前記各磁気アイランドの前記第２のサブレイヤの飽和磁化よりも小さい飽和磁化を有する磁気記録媒体。
【請求項６】
請求項１記載の前記媒体であって、前記磁気記録層の前記複数の磁気アイランドの各々の前記第２のサブレイヤの前記磁気異方性は前記第２のサブレイヤの厚さで変動する磁気記録媒体。
【請求項７】
請求項６記載の前記媒体であって、前記複数の磁気アイランドの各々の前記第２のサブレイヤの前記厚さで変動する磁気異方性は、少なくとも前記各磁気アイランドの対応する第１のサブレイヤとの接点において最大である磁気記録媒体。
【請求項８】
請求項６記載の前記媒体であって、前記複数の磁気アイランドの各々の前記第２のサブレイヤの前記厚さが変動する磁気異方性は、少なくとも前記各磁気アイランドの前記対応する第１のサブレイヤとの接点において最小である磁気記録媒体。
【請求項９】
請求項１記載の前記媒体であって、前記磁気記録層の前記各磁気アイランドの前記第２のサブレイヤは前記各磁気アイランドの対応する第１のサブレイヤを覆う磁気記録媒体。
【請求項１０】
請求項９記載の前記媒体であって、
前記磁気記録層の前記連続的な第３のサブレイヤは前記磁気記録層の前記各磁気アイランドの前記第２のサブレイヤを覆い、前記記録層はさらに前記磁気記録層の前記各磁気アイランドの前記第１のサブレイヤおよび前記軟磁性下層間を延びる連続的な中間層を含む磁気記録媒体。
【請求項１１】
請求項１０記載の媒体であって、前記連続的な中間層はおよそ０．３ｎｍおよび３０ｎｍ間の厚さを有する磁気記録媒体。
【請求項１２】
請求項１０記載の媒体であって、前記連続的な中間層は面心立方構造のＮｉ合金、六方最密充填構造のＣｏ合金、六方最密充填構造のＴｉ合金、六方最密充填構造のＲｕ合金、面心立方構造のＣｕ、面心立方構造のＡｇ、面心立方構造のＰｔ、面心立方構造のＡｕおよび面心立方構造のＰｄの少なくとも１つにより構成される磁気記録媒体。
【請求項１３】
請求項１０記載の媒体であって、前記連続的な中間層はＭｇＯ、ＣｏＯ、ＦｅＯ、ＮｉＯ、ＲｕＡｌおよびＣｒＲｕの少なくとも１つにより構成される磁気記録媒体。
【請求項１４】
非磁性基板と、
前記基板を覆う軟磁性下層と、
複数のビットパターン磁気アイランドを含む磁気記録層であって、
前記複数のアイランドの各々が前記軟磁性下層を覆いかつ各々が第２の磁性サブレイヤに隣接する第１の磁性サブレイヤを含み、前記記録層はさらに前記複数のアイランドの各々を接続するようにその間に延びている連続的な第３のサブレイヤを含む磁気記録層と、
を含む磁気記録媒体であって、
前記各磁気アイランドの前記第２のサブレイヤが前記各磁気アイランドの前記対応する第１のサブレイヤを覆い、前記各磁気アイランドの前記第１のサブレイヤが前記記録層の前記連続的な第３のサブレイヤを覆いかつ前記各磁気アイランドの前記第２のサブレイヤの磁気異方性よりも大きな磁気異方性を有し、
前記連続的な第３の磁性サブレイヤは前記軟磁性下層を覆って第１の磁性サブレイヤのより大きな磁気異方性を作り出すのを助ける構造を有する中間層を形成する
磁気記録媒体。
【請求項１５】
請求項１４記載の媒体であって、前記連続的な第３の層はおよそ０．３ｎｍおよび３０ｎｍ間の厚さを有する磁気記録媒体。
【請求項１６】
請求項１４記載の媒体であって、前記連続的な第３のサブレイヤは面心立方構造のＮｉ合金、六方最密充填構造のＣｏ合金、六方最密充填構造のＴｉ合金、六方最密充填構造のＲｕ合金、面心立方構造のＣｕ、面心立方構造のＡｇ、面心立方構造のＰｔ、面心立方構造のＡｕおよび面心立方構造のＰｄの少なくとも１つにより構成される磁気記録媒体。
【請求項１７】
請求項１４記載の媒体であって、前記連続的な第３のサブレイヤはＭｇＯ、ＣｏＯ、ＦｅＯ、ＮｉＯ、ＲｕＡｌおよびＣｒＲｕの少なくとも１つにより構成される磁気記録媒体。
【請求項１８】
請求項１４記載の前記媒体であって、前記磁気記録層の前記各磁気アイランドの前記第１のサブレイヤは前記各磁気アイランドの前記第２のサブレイヤの飽和磁化よりも小さい飽和磁化を有する磁気記録媒体。
【請求項１９】
請求項１４記載の前記媒体であって、前記磁気記録層の前記複数の磁気アイランドの各々の前記第２のサブレイヤの前記磁気異方性は前記第２のサブレイヤの厚さで変動する磁気記録媒体。
【請求項２０】
請求項１９記載の前記媒体であって、前記各磁気アイランドの前記第２のサブレイヤの前記厚さで変動する磁気異方性は、前記各磁気アイランドの対応する第１のサブレイヤとの接点において最大である磁気記録媒体。
【請求項２１】
請求項１９記載の前記媒体であって、前記各磁気アイランドの前記第２のサブレイヤの前記厚さで変動する磁気異方性は、前記各磁気アイランドの対応する第１のサブレイヤとの接点において最小である磁気記録媒体。
【請求項２２】
非磁性基板と、
前記基板を覆う軟磁性下層と、
複数のビットパターン磁気アイランドを含む磁気記録層であって、
前記複数のアイランドの各々が前記軟磁性下層を覆いかつ各々が第２の磁性サブレイヤにより覆われた第１の磁性サブレイヤを含み、前記記録層はさらに前記磁気アイランドの各々の前記第１のサブレイヤ間に延びている連続的な中間層と、前記複数のアイランドの各々を接続するように延びかつ各磁気アイランドの前記第２のサブレイヤを覆う連続的な第３のサブレイヤとを含む磁気記録層と、
を備えた磁気記録媒体であって、
前記磁気記録層の前記各磁気アイランドの前記第１のサブレイヤは前記各磁気アイランドの前記第２のサブレイヤの磁気異方性よりも大きな磁気異方性を有し、
前記磁気記録層の前記各磁気アイランドの前記第２のサブレイヤの前記磁気異方性は前記第２のサブレイヤの厚さで変動し、常に前記磁気記録層の前記連続的な第３のサブレイヤの磁気異方性よりも大きい
磁気記録媒体。
【請求項２３】
請求項２２記載の前記媒体であって、前記複数の磁気アイランドの各々の前記第２のサブレイヤの前記厚さで変動する磁気異方性は、少なくとも前記各磁気アイランドの対応する第１のサブレイヤとの接点において最大である磁気記録媒体。
【請求項２４】
請求項２２記載の前記媒体であって、前記複数の磁気アイランドの各々の前記第２のサブレイヤの前記厚さで変動する磁気異方性は、少なくとも前記各磁気アイランドの対応する第１のサブレイヤとの接点において最小である磁気記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
近年、各磁気ビットのサイズを縮小することにより磁気ビットパターン記録媒体の記憶容量が著しく増大し、その密度が増大してきている。より小さい磁気アイランドがより少ない磁気粒子により構成され、それ故、オリエンテーションがランダムな熱または衝撃誘起変化を受けやすくなることがある。ダウンサイズされた各磁気ビットすなわちアイランドの安定性を改善する１つの方法は、比較的高異方性の磁性材料を利用することである。それでも、より高い異方性により各ビットに情報を書き込む、すなわち、記憶させるのに必要なエネルギが増大してしまうことがある。研究者は安定性と書込み効率をバランスさせる手段として傾斜異方性媒体を調べている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００２】
本開示は磁気ビットパターン記録媒体用磁気記録層の代替設計に関し、傾斜異方性を利用して熱安定性を損なうことなく書込み効率を改善することに関するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００３】
磁気記録媒体の磁気記録層は複数のビットパターン磁気アイランドを含み、その各々が軟磁性下層を覆っている。各磁気アイランドが第２の磁気サブレイヤに隣接する第１の磁気サブレイヤを含み、磁気記録層は、さらに、連続的な第３のサブレイヤを含み、それは複数のアイランドの各々間に延びてそれらを接続する。いくつかの実施例では、磁気記録層の連続的な第３のサブレイヤは磁性であり磁気記録層の各磁気アイランドの第２のサブレイヤの磁気異方性よりも小さい磁気異方性を有し、各磁気アイランドの第１のサブレイヤは第２のサブレイヤよりも大きい磁気異方性を有する。いくつかの代替実施例では、第１の磁気サブレイヤは磁気記録層の連続的な第３のサブレイヤを覆い、第３のサブレイヤは記録媒体の軟磁性下層を覆って第１の磁気サブレイヤのより大きな異方性を作り出すのを助ける構造を有する中間層を形成する。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
【図１】本発明のいくつかの実施例に従った磁気記録媒体を内蔵するデータ記憶システムの平面図である。
【図２】いくつかの実施例に従った、図１に示すシステムの一部を通る略断面である。
【図３】いくつかの代替実施例に従った、磁気記録媒体の略断面である。
【図４】いくつかの追加実施例に従った、磁気記録媒体の略断面である。
【図５】さらなる実施例に従った、磁気記録媒体の略断面である。
【発明を実施するための形態】
【０００５】
図面は本開示の特定実施例を例示するものであり、発明の範囲を限定するものではない。図面は（記載無き限り）縮尺どおりではなく、下記の詳細な説明と共に使用するものである。以下に、本開示の実施例を添付図と共に記述し、同じ番号は同じエレメントを示す。以下の詳細な説明は典型的なものであり、本発明の範囲、応用性、または構成をどのようにも限定するものではない。それよりも、以下の説明は典型的な実施例を実現するための実際的な具体例を提供するものである。
【０００６】
図１はデータ記憶システム１０の平面図であり、それは本開示のいくつかの実施例に従った磁気記録媒体１００を内蔵している。図１は当業者ならば既知の、たとえば、磁気リード／ライト・ヘッド１２０をさらに含むシステム１０を例示しており、システム１０は図２に示すような記録処理を行うために磁界Ｈを発生する誘導書込み要素１２を含む。
【０００７】
図２は、いくつかの実施例に従った、システム１０の一部の略断面である。図２は媒体１００の記録層を覆う媒体１００の非磁性保護層２６（たとえば、炭素、Ｒｕ、Ｃｒ）を例示しており、記録層は媒体１００の軟磁性下層２４を覆う複数のビットパターン磁気アイランド１１０、すなわち、ビットを含み、各磁気アイランド１１０が第１の磁性サブレイヤ２０１および第２の磁性サブレイヤ２０２を含み、記録層はさらに連続的な第３の磁性サブレイヤ２０３を含み、サブレイヤ２０３は各アイランド１１０を接続するように延びている。図２は、さらに、軟磁性下層２４および非磁性基板２０（たとえば、ガラス）間を延びるオプショナルな結合（ｃｏｈｅｓｉｖｅ）層２２（たとえば、Ｔａ、Ｃｒ、ＣｒＴａ、Ｔｉ）を含んでいる。
【０００８】
いくつかの実施例では、第１の磁性サブレイヤ２０１は第２の磁性サブレイヤ２０２よりも大きな磁気異方性を有し、第３のサブレイヤ２０３は第１の磁性サブレイヤ２０１および軟磁性下層２４間に中間層を形成し、中間層は第１のサブレイヤ２０１のより大きな磁気異方性を作り出すのを助ける構造を有する。中間層としての連続的なサブレイヤ２０３の厚さはおよそ０．３ｎｍとおよそ３０ｎｍの間とすることができる。第１の磁性サブレイヤ２０１が六方最密充填（ｈｃｐ）ＣｏＰｔ、希土類Ｃｏ５、または多層Ｃｏ／（Ｐｔ，Ｐｄ）面心立方（ｆｃｃ）により構成される場合、中間層としての第３のサブレイヤ２０３は、ｆｃｃＮｉ合金、ｈｃｐＣｏ合金、ｈｃｐＴｉ合金、ｈｃｐＲｕ合金、ｆｃｃＣｕ、ｆｃｃＡｇ、ｆｃｃＰｔ、ｆｃｃＡｕ、およびｆｃｃＰｄの少なくとも１つとすることができる。ｆｃｃＮｉ合金が第３のサブレイヤ２０３を形成する実施例は、好ましくは、Ｃｒ（２５ａｔ．％まで）、Ｍｏ（１２ａｔ．％まで）、Ｗ（１２ａｔ．％まで）、Ｉｒ（１００ａｔ．％まで）、Ｒｕ（３０ａｔ．％まで）、Ｒｅ（１５ａｔ．％まで）、Ｆｅ（６０ａｔ．％まで）、およびＣｏ（１００ａｔ．％まで）の少なくとも１つとＮｉとにより構成される。ｈｃｐＣｏ合金が第３のサブレイヤ２０３を形成する実施例は、好ましくは、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｕ、Ｒｅ、Ｃｒ、Ｔａ、ＮｉおよびＩｒの少なくとも１つとＣｏとにより構成される。ｈｃｐＴｉ合金が第３のサブレイヤ２０３を形成する実施例は、好ましくは、Ｃｏ、Ｒｕ、Ｒｅ、ＩｒおよびＣｒの少なくとも１つとＴｉとにより構成される。ｈｃｐＲｕ合金が第３のサブレイヤ２０３を形成する実施例は、好ましくは、Ｃｒ（５０ａｔ．％まで）、Ｒｅ（１００ａｔ．％まで）およびＩｒ（１００ａｔ．％まで）の少なくとも１つとＲｕとにより構成される。第１の磁性サブレイヤ２０１がＬ１０（Ｃｏ，Ｆｅ）（Ｐｔ，Ｐｄ）系であれば、中間層としての、第３のサブレイヤ２０３はＭｇＯ、ＣｏＯ、ＦｅＯ、ＮｉＯ、ＲｕＡｌおよびＣｒＲｕの少なくとも１つとすることができる。軟磁性下層２４は非晶質または結晶質とすることができ、単一層、反強磁性結合磁性サブレイヤ、または強磁性サブレイヤと組み合わせた反強磁性サブレイヤとすることができる。
【０００９】
いくつかの実施例では、連続的な第３のサブレイヤ２０３は、磁性であり、媒体１００の全ての磁気アイランド１１０を接続し、各アイランド１１０の第２のサブレイヤ２０２よりも小さい磁気異方性を有し、反磁場を低減し、図３に示すアイランド２１０についても同様である。図３は、いくつかの代替実施例に従った、磁気記録媒体２００の略断面である。図３は磁気アイランド２１０を含む媒体２００の記録層を例示しており、各第２のサブレイヤ２０２よりも大きい磁気異方性を有する各第１のサブレイヤ２０１は、連続的な第３のサブレイヤ２０３を覆う対応する第２のサブレイヤ２０２を覆っている。詳細な説明の全体を通して、各実施例に対して、第１の磁気サブレイヤ２０１は第２の磁気サブレイヤ２０２よりも高い磁気異方性を有することを考慮すべきである。
【００１０】
図４は、いくつかの追加実施例に従った、磁気記録媒体４００の略断面である。図４は各第１の磁気サブレイヤ２０１が中間層２０４を覆うように構成された媒体４００の記録層の各磁気アイランド４１０を例示しており、中間層２０４は第３のサブレイヤ２０３の任意の中間層の実施例と同様に形成することができ、それは図２に関して記述されている。図４は、さらに、連続的な第３のサブレイヤ２０３を例示しており、それは以前の段落で記述された磁性の実施例であり、各第２の磁気サブレイヤ２０２を覆い、それによって各アイランド４１０を接続して反磁場を低減する。代替実施例では、第２のサブレイヤ２０２が中間層２０４と接するように、サブレイヤ２０１および２０２の配置を入れ替えることができる。さらに、図４を参照して、たとえば、保護層２６を形成するのと同様な非磁性材料２６′がアイランド４１０間に介在することに注目しなければならない。
【００１１】
図５は、さらなる実施例に従った、磁気記録媒体５００の略断面である。図４と同様に、図５は各第１の磁気サブレイヤ２０１が中間層２０４を覆うように構成された媒体５００の記録層の各磁気アイランド５１０を例示している。図５は、さらに、連続的な第３のサブレイヤ２０３を例示しており、サブレイヤ２０３は、各第２の磁気サブレイヤ２０２を覆いかつ各アイランド５１０に沿って延びてその間の位置で中間層２０４と接する。代替実施例では、第２のサブレイヤ２０２が中間層２０４と接するように、サブレイヤ２０１および２０２の配置を入れ替えることができる。
【００１２】
図１−５に関して前記した任意の構成のいくつかの好ましい実施例では、第１のサブレイヤ２０１より大きい磁気異方性は一定であり、第２のサブレイヤ２０２より低い磁気異方性は、第１のサブレイヤ２０１と接する側の最大値からその反対側の最小値まで、またはその逆の場合もあるが、その厚さにわたって変動する。サブレイヤ２０２の厚さ変動異方性の最大磁気異方性は、常に第１のサブレイヤ２０１の磁気異方性よりも小さい。図１−５に関して前記した任意の構成のさらなる実施例では、サブレイヤ２０１、２０２の磁気異方性はその厚さにわたって一定であり、第１のサブレイヤ２０１の飽和磁化は第２のサブレイヤ２０２よりも小さい。
【００１３】
前記した詳細な説明において、開示の実施例が記述された。これらの実施例および他の実施例は添付された特許請求の範囲内に入る。
【符号の説明】
【００１４】
１０  データ記憶システム
１２  誘起書込み要素
２０  非磁性基板
２２  結合層
２４  軟磁性下層
２６  非磁性保護層
１００、２００  磁気記録媒体
１１０、２１０、４１０、５１０  ビットパターン磁気アイランド
１２０  磁気リード／ライト・ヘッド
２０１  第１の磁性サブレイヤ
２０２  第２の磁性サブレイヤ
２０３  第３の磁性サブレイヤ
２０４  中間層
４００、５００  媒体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【外国語明細書】
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