(57)【要約】【課題】熱安定性を確保しつつ低い磁気共鳴周波数で情報を再生できる。【解決手段】本実施形態に係る磁気記録媒体は、複数の記録層と、第１非磁性層を含む。記録層は、第１磁性体により形成され、磁化の方向に応じて情報が記録される少なくとも１つの第１磁性層と、前記第１磁性体よりも有効垂直磁気異方性が小さい第２磁性体により形成される少なくとも１つの第２磁性層と、を含む。第１非磁性層は、非磁性体で形成され、前記複数の記録層の層間に積層される。前記第１磁性層の磁化である第１磁化と前記第２磁性層の磁化である第２磁化とが磁気結合する。【選択図】図１
2014170604.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１磁性体により形成され、磁化の方向に応じて情報が記録される少なくとも１つの第１磁性層と、前記第１磁性体よりも有効垂直磁気異方性が小さい第２磁性体により形成される少なくとも１つの第２磁性層と、を含む複数の記録層と、
非磁性体で形成され、前記複数の記録層の層間に積層される第１非磁性層と、を具備し、
前記第１磁性層の磁化である第１磁化と前記第２磁性層の磁化である第２磁化とが磁気結合することを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項２】
前記第１磁化と前記第２磁化とは、互いの磁化が平行して結合することを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体。
【請求項３】
前記第１磁化と前記第２磁化とは、互いの磁化の方向が反対であることを示す反平行で結合することを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体。
【請求項４】
前記記録層は、非磁性体で形成され、前記第１磁性層と前記第２磁性層との層間に積層される第２非磁性層をさらに具備し、
前記第１磁化と前記第２磁化とは、前記第２非磁性層を介した磁気交換結合と静磁気作用とにより結合することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の磁気記録媒体。
【請求項５】
前記第１磁化と前記第２磁化とは、前記第１磁性層と前記第２磁性層とが直接積層することによる磁気交換結合と静磁気作用とにより結合することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の磁気記録媒体。
【請求項６】
前記記録層は、前記第１磁性層と前記第２磁性層とが１層ずつ積層されることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の磁気記録媒体。
【請求項７】
前記記録層は、前記第１磁性層を２層含み、該第１磁性層の層間に前記第２磁性層が１層積層されることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の磁気記録媒体。
【請求項８】
前記第２磁性層の保磁力は、前記第１磁性層と前記第２磁性層との間の結合磁界よりも小さいことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の磁気記録媒体。
【請求項９】
前記第１磁性層は、２Ｍｅｒｇ／ｃｍ３以上の有効垂直磁気異方性を有し、前記第２磁性層は、１０ＧＨｚ以下の磁気共鳴周波数を有することを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の磁気記録媒体。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか１項に記載の磁気記録媒体と、
再生ヘッドと、
を有することを特徴とする磁気記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、磁気共鳴を用いる再生方式に対応する磁気録媒体及び磁気記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
主なストレージ技術である磁気記録の記録密度は、めざましい速度で向上している。記録密度を向上させる技術として３次元磁気記録がある。３次元磁気記録媒体は、複数の記録層を有するので、記録層の数に応じて単位面積当たりの記録密度を単層記録よりも増やすことができる。３次元磁気記録媒体から情報を再生する場合は、磁気共鳴周波数により記録層を選択し、磁化の方向を判別することにより情報を読み取る再生方式を用いる。この再生方式には、３次元磁気記録媒体の記録層の磁気共鳴周波数にあわせて磁気共鳴を起こすための高周波磁界を発生できる再生ヘッドが必要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１１／０３０４４９号
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】Composite media for perpendicular magnetic recordingVictora, R.H. Xiao ShenIEEE Trans.Magn. 41, 537 (2005).
【非特許文献２】Synthetic ferrimagnetic media for over 100 Gb/in2 longitudinal magnetic recordingB. Ramamurthy Acharya, Akihiro Inomata, E. Noel Abarra, Antony Ajan, Daiji Hasegawa, Iwao OkamotoJ.Magn.Magn.Mater.260, 261 (2003).
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
３次元磁気記録媒体において高密度の情報を安定して保存するためには、磁気異方性の大きい材料を記録層に用いる必要がある。しかし、磁気異方性が大きいほど、磁気共鳴周波数が高くなるので、再生ヘッドには数十ＧＨｚといった高周波磁界を発生することが要求される。しかし、現在有効とされるスピントルク発振素子（ＳＴＯ）が安定して発振できる周波数は数ＧＨｚ程度であるため、現状の再生ヘッドでは数十ＧＨｚの高周波磁界を発生することは困難である。  
さらに、磁気共鳴吸収の起こる強度と周波数をスペクトル上で表した磁気共鳴吸収ピークの線幅は、磁気異方性が大きいほど広くなる。３次元磁気記録では、共鳴周波数の違いを利用して記録層を区別するため、３次元磁気記録媒体により多くの記録層を含める場合には、磁気共鳴ピークの線幅が狭いことが望ましい。
【０００６】
本開示は、上述の課題を解決するためになされたものであり、熱安定性を確保しつつ、低い磁気共鳴周波数・狭い線幅を達成することにより、再生ヘッドが発生する必要のある高周波磁界の低周波数化、狭帯域化を実現するとともに、記録密度向上を実現する磁気記録媒体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本実施形態に係る磁気記録媒体は、複数の記録層と、第１非磁性層を含む。記録層は、第１磁性体により形成され、磁化の方向に応じて情報が記録される少なくとも１つの第１磁性層と、前記第１磁性体よりも有効垂直磁気異方性が小さい第２磁性体により形成される少なくとも１つの第２磁性層と、を含む。第１非磁性層は、非磁性体で形成され、前記複数の記録層の層間に積層される。前記第１磁性層の磁化である第１磁化と前記第２磁性層の磁化である第２磁化とが磁気結合する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施形態に係る磁気記録媒体を示す図。
【図２】本実施形態に係る記録層の詳細を示し、（ａ）磁化が平行結合する場合を示す図、（ｂ）磁化が反平行結合する場合を示す図。
【図３】本実施形態に係る磁気記録媒体の別例を示す図。
【図４】本実施形態に係る磁気記録媒体の利用例を示す図。
【図５Ａ】磁気記録媒体の再生方法を示す図であって、磁気共鳴が起こる場合を示す図。
【図５Ｂ】磁気記録媒体の再生方法を示す図であって、磁気共鳴が起こらない場合を示す図。
【図６】磁気共鳴吸収と磁気共鳴周波数との関係を示す図。
【図７】記録層の第１の変形例を示し、（ａ）磁化が平行結合する場合を示す図、（ｂ）磁化が反平行結合する場合を示す図。
【図８】記録層の第２の変形例を示し、（ａ）磁化が平行結合する場合を示す図、（ｂ）磁化が反平行結合する場合を示す図。
【図９】記録層の第２の変形例を示し、（ａ）磁化が平行結合する場合を示す図、（ｂ）磁化が反平行結合する場合を示す図。
【図１０】本実施形態に係る磁気記録媒体を用いる磁気記録装置の一例を示す図。
【図１１】本実施形態に係る記録層を用いる磁気記録媒体の作製例を示す図。
【図１２】本実施形態に係る磁気記録媒体の磁気共鳴吸収を測定した結果を示す図。
【図１３】一般的な記録層を有する磁気記録媒体の作製例を示す図。
【図１４】一般的な磁気記録媒体の磁気共鳴吸収を測定した結果を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
磁性結晶粒子の熱安定性は、ＫｕＶ／ｋＢＴで表される（但し、Ｋｕ、Ｖ、ｋＢおよびＴは、それぞれ磁性結晶粒子の磁気異方性エネルギー定数、体積、Ｂｏｌｔｚｍａｎｎ定数および温度を示す）。十分な熱安定性が達成されないと、常温でも熱揺らぎの影響で、磁化の方向が反転し、記録した情報が失われる恐れがあり、高密度の情報を安定して記録するためには、磁気記録媒体に含まれる微少磁性結晶粒子の超常磁性現象を克服するために、ＫｕＶ／ｋＢＴ＞６０であることが求められる。  
また、磁性体の磁気共鳴周波数は、式（１）のＫｉｔｔｅｌ式で表すことができる。  
【数１】
2014170604.tif 000003
【００１０】
但し、γ、ｈａｅｆｆおよびｈｅは、それぞれ磁気回転比、有効異方性磁界および外部磁界である。式（１）に示すように、磁気異方性が大きいほど、磁気共鳴周波数が高くなる。例えば、磁気記録媒体の有効垂直磁気異方性磁界が１Ｔであれば、磁気共鳴周波数は２８ＧＨｚになる。しかしながら、再生ヘッドからすれば、磁気記録媒体の磁気共鳴周波数が１０ＧＨｚ以下であることが望ましい。  
また、磁気共鳴ピークの線幅Δｆとダンピング係数αおよび周波数ｆとの関係は、Δｆ∝αｆで表せる。磁気異方性が大きいほど、磁気共鳴周波数が高くなることに加え、ダンピング係数も大きくなる傾向があり、磁気共鳴吸収ピークの線幅も広くなる。３次元磁気記録媒体では、磁気共鳴吸収ピークの線幅が細いほうが、層の数を増やした場合においても占有する周波数帯が狭くなるため、記録密度の向上のためには、ダンピング係数が小さいことが望まれる。
【００１１】
以下、図面を参照しながら本実施形態に係る磁気記録媒体について詳細に説明する。なお、以下の実施形態では、同一の参照符号を付した部分は同様の動作をおこなうものとして、重複する説明を適宜省略する。  
本実施形態に係る磁気記録媒体について図１を参照して説明する。図１は、磁気記録媒体の一例を示す断面図である。
【００１２】
本実施形態に係る磁気記録媒体１００は、複数の記録層１０１と隔離層１０２とを含む。
【００１３】
記録層１０１は、磁性体により形成され、磁化の方向を変化させることにより１ビットの情報を記録することができる。  
隔離層１０２は、２つの記録層１０１の間に積層され、記録層１０１同士を磁気的に隔離する。隔離層１０２は、複数の記録層１０１の層間に磁気交換結合をもたらさない材料であればよく、例えば、Ｔａ、Ｔｉを用いればよい。
【００１４】
なお、図１では、記録層１０１と隔離層１０２とが交互に積層され、記録層１０１を２層有する磁気記録媒体１００の一例を示すが、これに限らず、磁気記録媒体１００は、同様の積層構造であれば記録層１０１をさらに複数積層してもよい。
【００１５】
次に、記録層１０１の詳細について図２を参照して説明する。  
図２は、記録層の一例を示す断面図であり、図２（ａ）は互いの磁化が平行に結合する（平行結合と呼ぶ）例を示し、図２（ｂ）は互いの磁化が反平行に結合する（反平行結合と呼ぶ）例を示す。  
記録層１０１は、第１磁性層１０３、第２磁性層１０４および非磁性中間層１０５を含む。
【００１６】
第１磁性層１０３は、情報の記録安定性を保つため磁気異方性の大きい材料、例えば、ＣｏＣｒ系合金、ＦｅＰｔ系合金、Ｃｏ／Ｐｔ（Ｐｄ）多層膜、ＲＥ−ＴＭ合金、またはＣｏＰｔ系合金といった材料により形成され、記録された情報を保持する。第１磁性層１０３は、数Ｍｅｒｇ／ｃｍ３以上の有効垂直磁気異方性エネルギー密度を有することが望ましい。なお、ＫｕＶ／ｋＢＴの値が６０以上であれば、上述した合金以外の他の材料を用いてもよい。  
第２磁性層１０４は、第１磁性層１０３に用いる磁性体よりも有効垂直磁気異方性の小さい、例えば、Ｃｏ、ＣｏＣｒ系合金またはＣｏ／Ｐｔ（Ｐｄ）多層膜といった磁性体により形成される。第２磁性層１０４の磁気共鳴周波数は１０ＧＨｚ前後または１０ＧＨｚ以下であることが望ましい。  
なお、第１磁性層１０３および第２磁性層１０４で用いられる材料は、組成の変化などにより磁気異方性を調整できるため、第１磁性層１０３および第２磁性層１０４の両方に同じ材料を用いてもよい。
【００１７】
非磁性中間層１０５は、第１磁性層１０３と第２磁性層１０４との間に積層され、例えば、Ｒｕ、Ｃｒ、Ｍｏといった非磁性材料で形成される。非磁性中間層１０５は、第１磁性層１０３と第２磁性層１０４との間の磁気交換結合をもたらす。なお、第１磁性層１０３と第２磁性層１０４との間に強磁性的な磁気交換結合または反強磁性的な磁気交換結合をもたらす材料であれば、Ｒｕ、Ｃｒ、Ｍｏ以外の材料でもよい。
【００１８】
磁気交換結合および静磁気作用により、第１磁性層１０３の磁化と第２磁性層１０４の磁化とが結合される。これにより、第１磁性層１０３の磁化と第２磁性層１０４の磁化とは安定した平行または反平行の結合を有する。
【００１９】
なお、図２（ｂ）に示すような反平行結合である場合は、第１磁性層１０３の磁化と第２磁性層１０４の磁化からの漏れ磁界が互いに打消しあうため、漏れ磁界に起因したビット間干渉、および媒体からヘッドへの影響を抑えることができる。  
また、平行結合または反平行結合の状態を維持するため、第２磁性層１０４の保磁力は、第１磁性層１０３と第２磁性層１０４との間の平行結合または反平行結合の大きさを磁界として表した結合磁界よりも小さくなるように設計される。
【００２０】
また、図１に示す磁気記録媒体１００は、記録ビットが分離するビットパターンドメディア（ＢＰＭ）により形成される例を示すが、連続媒体でもよい。  
本実施形態に係る磁気記録媒体の別例について図３に示す。  
図３に示す磁気記録媒体３００に示すように、記録層１０１において隣接する記録ビットが分離しない連続媒体を用いてもよい。
【００２１】
次に、磁気記録媒体１００の利用例について図４に示す。  
図４に示すように、例えばＨＤＤ（Hard Disk Drive）のような円盤形状の多層ディスク４００として、本実施形態に係る磁気記録媒体１００を用いる。ここで、記録層１０１を２層以上とする場合には、第１磁性層１０３および第２磁性層１０４の両方、または第１磁性層１０３の層の組成を変化させるなどの方法により、磁気異方性、飽和磁化などの磁気共鳴周波数に影響を与える特性を変化させ、各層の共鳴周波数を差別化する。その他に、非磁性中間層１０５の組成、膜厚を変化させ、結合磁界を調整することによっても、各層の共鳴周波数を差別化は可能である。共鳴周波数の差別化は、例えば多層ディスク４００の上面から下面に向かって順次、記録層１０１の磁気共鳴周波数が高く設定してもよいし、反対に上面から下面に向かって順次磁気共鳴周波数が低くなるように設定してもよく、その選択は任意である。
【００２２】
次に、磁気記録媒体１００から記録した情報を読み出す再生方法について図５Ａおよび図５Ｂを参照して説明する。  
図５Ａおよび図５Ｂでは、磁気記録媒体１００の記録層１０１が２層であり、記録層１０１における第１磁性層１０３の磁化と第２磁性層１０４の磁化とが平行結合する場合であり、再生ヘッド５０１から印加される磁界による磁気共鳴を用いた再生方式で情報を読み出す場合を想定する。
【００２３】
情報の再生を行なう場合、図５Ａに示すように、全ての記録層、すなわち記録層１０１−１および記録層１０１−２に対し、再生ヘッド５０１から再生磁界５０２が印加される。再生磁界５０２を発生するために、例えば、ヘッドに含まれる磁極を電流磁界で磁化させる方法を用いてもよい。なお、印加される再生磁界５０２は、第１磁性層１０３と第２磁性層１０４との平行結合または反平行結合が反転しないよう、第２磁性層１０４の反転磁界を超えないようにする。反転磁界は、第２磁性層１０４の保磁力と結合磁界によって決まる。  
ここで、磁気異方性が高い第１磁性層１０３−１の磁気共鳴周波数ｆ１−１と第１磁性層１０３−２の磁気共鳴周波数ｆ２−１とは、それぞれ数十ＧＨｚ程度であり、磁気異方性の低い第２磁性層１０４−１の磁気共鳴周波数ｆ１−２と第２磁性層１０４−２の磁気共鳴周波数ｆ２−２とは、それぞれ１０ＧＨｚ程度または１０ＧＨｚ以下となる。  
記録層１０１−２に記録される情報を読み出したい場合は、再生ヘッド５０１から再生磁界５０２を印加するとともに、周波数ｆ２−２の高周波磁界５０３を発生させる。図５Ａに示す各磁性層の磁化方向のうち、第２磁性層１０４−２の磁気共鳴周波数ｆ２−２のみ再生ヘッド５０１から発生する周波数ｆ２−２の高周波磁界５０３と一致するため、第２磁性層１０４−２のみ磁気共鳴が起こり、ヘッドから発生するエネルギーが吸収される。
【００２４】
一方、第２磁性層１０４−２の磁化の方向が再生磁界５０２の方向と反対方向の場合を図５Ｂに示す。この場合は、上述した式（１）により、第２磁性層１０４−２の磁気共鳴周波数はｆ’２−２に変化する。この場合、再生ヘッド５０１から周波数ｆ２−２の高周波磁界５０３を発生させても、第２磁性層１０４−２の磁気共鳴周波数と再生ヘッド５０１からの高周波磁界５０３とは周波数が異なるため、第２磁性層１０４−２は磁気共鳴を起こさず、エネルギーが吸収されない。
【００２５】
エネルギー吸収の有無は、スピントルク発振素子などにより磁気記録媒体に高周波磁界を印加したときのスピントルク発振素子での信号の変化を読み取るなどの手法を用いればよいため、ここでの詳細な説明は省略する。
【００２６】
予め第１磁性層１０３と第２磁性層１０４との磁化が平行結合であるか反平行結合であるかがわかれば、第２磁性層１０４の磁化の方向がわかることにより、情報を保持する第１磁性層１０３の磁化の方向も決定できる。図５Ａおよび図５Ｂの例では、第１磁性層１０３と第２磁性層１０４との磁化が平行結合であるから、第１磁性層１０３に記録される情報は第２磁性層１０４の磁化の方向と同一であると決定することができる。
【００２７】
このように、高周波磁界からのエネルギー吸収の有無から、読み出したい記録層の磁性層における磁化の方向を検知することができる。磁気共鳴周波数が高い第１磁性層１０３ではなく、磁気共鳴周波数が低い第２磁性層１０４の磁化の方向を読み取ることにより、低い磁気共鳴周波数を用いて所望の情報を再生することができる。
【００２８】
次に、磁気共鳴吸収と磁気共鳴周波数との関係について図６を参照して説明する。  
図６は、各磁性層における周波数と磁気共鳴吸収ピークとの関係を示す図であり、横軸は磁気共鳴周波数を示し、縦軸は磁気共鳴吸収を示す。  
ピーク６０１およびピーク６０２はそれぞれ、第２磁性層１０４−１の磁化の方向が再生磁界と反平行である場合の共鳴吸収ピーク、および第２磁性層１０４−１の磁化の方向が再生磁界と平行である場合の共鳴吸収ピークである。同様に、ピーク６０３およびピーク６０４はそれぞれ、第２磁性層１０４−２の磁化の方向が再生磁界と反平行である場合の共鳴吸収ピーク、および第２磁性層１０４−２の磁化の方向が再生磁界と平行である場合の共鳴吸収ピークをそれぞれ示す。ピーク６０５およびピーク６０６はそれぞれ、第１磁性層１０３−１の磁化の方向が再生磁界と反平行である場合の共鳴吸収ピーク、および第１磁性層１０３−１の磁化の方向が再生磁界と平行である場合の共鳴吸収ピークを示す。ピーク６０７およびピーク６０８はそれぞれ、第１磁性層１０３−２の磁化の方向が再生磁界と反平行である場合の共鳴吸収ピーク、および第１磁性層１０３−２の磁化の方向が再生磁界と平行である場合の共鳴吸収ピークを示す。
【００２９】
図６に示すように、磁気異方性が高いと磁気共鳴周波数が高くなりピークの線幅も広くなる。一方、磁気共鳴周波数が低い第２磁性層１０４の磁化の方向を読み出すことで、線幅も狭くなり、記録された情報を容易に読み出すことができる。  
なお、第１磁性層１０３の磁化と第２磁性層１０４の磁化とが反平行結合する場合も、予め反平行結合であることを認識しておけば、図５に示す再生方法と同様の方法で、第２磁性層１０４の磁化の方向に基づいて情報を読み出すことができる。
【００３０】
上述の例では、第１磁性層１０３と第２磁性層１０４との間に、非磁性中間層１０５を積層する例を示すが、その他の構成でもよい。
【００３１】
記録層１０１の第１の変形例について図７を参照して説明する。  
図７（ａ）は磁化が平行結合する場合を示し、図７（ｂ）は磁化が反平行結合する場合を示す。
【００３２】
例えば、図７に示すように、第１磁性層１０３、非磁性中間層１０５、第２磁性層１０４、非磁性中間層１０５および第１磁性層１０３の順に積層して記録層１０１としてもよい。特に、第１磁性層１０３と第２磁性層１０４との磁気結合が、図７（ｂ）に示す反平行結合である場合は、複数積層した場合に、上の記録層１０１への漏れ磁界と下の記録層１０１への漏れ磁界とが対称となり互いに打ち消し合うので、他の記録層への漏れ磁界を低減することができる。
【００３３】
また、上述の例では、第１磁性層１０３と第２磁性層１０４との磁気結合は、非磁性中間層１０５を介して実現される例を示すが、非磁性中間層１０５を設けなくてもよい。  
次に、記録層１０１の第２の変形例について図８を参照して説明する。  
図８（ａ）は磁化が平行結合する場合を示し、図８（ｂ）は磁化が反平行結合する場合を示す。図８（ａ）および図８（ｂ）に示すように、第１磁性層１０３と第２磁性層１０４とを直接積層してもよい。
【００３４】
記録層１０１の第３の変形例について図９を参照して説明する。  
図９（ａ）は磁化が平行結合する場合を示し、図９（ｂ）は、磁化が反平行結合する場合を示す。  
図９に示すように、図７の積層例について非磁性中間層１０５を設けずに、第１磁性層１０３と第２磁性層１０４とを直接積層してもよい。
【００３５】
このように、第１磁性層１０３と第２磁性層１０４との直接的な交換結合作用によっても、磁化の平行結合または反平行結合を実現できる。この構造では、非磁性中間層１０５を挟む場合よりも、膜厚を薄くすることができる。なお、図８（ｂ）および図９（ｂ）に示すように、反平行結合させる場合は、例えば、第１磁性層１０３として、ＲＥリッチのＲＥ（Ｔｂ、Ｇｄ、Ｄｙ）−ＴＭ（Ｃｏ，Ｆｅ、Ｎｉ）合金を使えばよい。
【００３６】
本実施形態に係る磁気記録装置としては、例えば図５に示す再生ヘッド、磁気記録媒体が搭載されたハードディスクドライブ（ＨＤＤ）があり、図１０を参照して説明する。この磁気記録媒体としては図４に示す磁気記録媒体を用いることができる。
【００３７】
図１０に示す磁気記録装置１０００は、磁気ディスク（磁気記録媒体）１００１を備える。この磁気ディスク１００１は、スピンドル１００２に装着されスピンドルモータにより矢印Ａの方向に回転する。
【００３８】
磁気ディスク１００１の近傍に設けられたピボット１００３には、アクチュエータアーム１００４が保持されている。アクチュエータアーム１００４の先端にはサスペンション１００５が取り付けられている。サスペンション１００５の下面には再生ヘッド１００６が支持されている。アクチュエータアーム１００４の基端部にはボイスコイルモータ１００７が形成されている。
【００３９】
磁気ディスク１００１を回転させ、ボイスコイルモータ１００７によりアクチュエータアーム７０４を回動させて再生ヘッド１００６を磁気ディスク１００１上にロードすることにより、磁気ディスク１００１に記録されている情報を再生することができる。
【実施例】
【００４０】
以下、実施例として磁気記録媒体の作製例を示し、本実施形態に係る記録層を用いた磁気記録媒体の積層構造と、一般的な記録層を用いた磁気記録媒体の積層構造とを比較する。
【００４１】
本実施形態に係る記録層を用いる磁気記録媒体の作製例について図１１を参照して説明する。  
本実施形態に係る磁気記録媒体１１００の積層構造は、下層から、シリコン基板１１０１、下地層１１０２、記録層１０１−４、隔離層１０２−３、記録層１０１−３、隔離層１０２−２、記録層１０１−２、隔離層１０２−１および記録層１０１−１の順に積層されており、記録層１０１を４層有する。  
本実施形態に係る磁気記録媒体１１００の作成法は、スパッタ法によりシリコン基板１１０１上に成膜する。
【００４２】
記録層１０１−１は、第１磁性層１０３−１、第２磁性層１０４−１および非磁性中間層１０５−１を含む。他の記録層１０１も同様に、記録層１０１−２は、第１磁性層１０３−２、第２磁性層１０４−２および非磁性中間層１０５−２を含み、記録層１０１−３は、第１磁性層１０３−３、第２磁性層１０４−３および非磁性中間層１０５−２を含み、記録層１０１−４は、第１磁性層１０３−４、第２磁性層１０４−４および非磁性中間層１０５−４を含む。  
各記録層１０１に含まれる第１磁性層１０３は、Ｐｔ／Ｃｏ多層構造で生成される。具体的に、第１磁性層１０３−１は、（Ｐｔ６Å／Ｃｏ３Å）１０多層構造であり、第１磁性層１０３−２は、（Ｐｔ６Å／Ｃｏ３．５Å）１０多層構造であり、第１磁性層１０３−３は、（Ｐｔ６Å／Ｃｏ４．１Å）１０多層構造であり、第１磁性層１０３−４は、（Ｐｔ６Å／Ｃｏ７．１Å）１０多層構造である。
【００４３】
各記録層１０１に含まれる第２磁性層１０４は、Ｐｔ／Ｃｏ多層構造で生成される。具体的に、第２磁性層１０４−１は、（Ｐｔ６Å／Ｃｏ１４．２Å）１０多層構造であり、第２磁性層１０４−２は、（Ｐｔ６Å／Ｃｏ１５．０Å）１０多層構造であり、第２磁性層１０４−３は、（Ｐｔ６Å／Ｃｏ１５．７Å）１０多層構造であり、第２磁性層１０４−４は、（Ｐｔ６Å／Ｃｏ１６．３Å）１０多層構造である。  
各記録層１０１に含まれる非磁性中間層１０５は、厚さ０．８５ｎｍのＲｕ層である。  
隔離層１０２−１から隔離層１０２−３、および下地層１１０２は、それぞれ厚さ５ｎｍのＴａ層である。
【００４４】
Ｐｔ／Ｃｏ多層構造は、界面に起因する垂直磁気異方性を有し、垂直磁気異方性の大きさはＣｏ層の厚さに反比例する。図１１に示すように、Ｐｔ／Ｃｏ多層膜は高い垂直磁気異方性を有し、媒体としての熱安定性を持つ。また、第１磁性層１０３−１から第１磁性層１０３−４までの各層でＣｏの厚さが異なるため、磁気共鳴周波数も異なる。よって周波数を選択して、所望の記録層から情報を再生することができる。
【００４５】
続いて、図１１に示す磁気記録媒体１１００の磁気共鳴吸収を測定した結果について図１２に示す。  
横軸は、磁気共鳴周波数を示し、縦軸は、磁気共鳴吸収のスペクトルを示す。  
第１磁性層１０３の有効垂直磁気異方性は１０Ｍｅｒｇ／ｃｍ３前後であり、第２磁性層１０４の有効垂直磁気異方性は、１Ｍｅｒｇ／ｃｍ３以下である。第１磁性層１０３の有効垂直磁気異方性が高いため、第１磁性層１０３の磁気共鳴周波数は図１２には図示していない。一方、第２磁性層１０４−１の磁気共鳴吸収ピークはピーク１２０１、第２磁性層１０４−２の磁気共鳴吸収ピークはピーク１２０２、第２磁性層１０４−３の磁気共鳴吸収ピークはピーク１２０３、第２磁性層１０４−４の磁気共鳴吸収ピークはピーク１２０４である。図１２に示すように、４層全てにおいて１０ＧＨｚ以下となっており、１０ＧＨｚ以下の周波数により記録層１０１のいずれかを選択し、磁気共鳴吸収を発生させて情報を再生することができる。
【００４６】
また、各第２磁性層１０４は、０．０３前後のダンピング係数であるので、ピークの線幅が５００ＭＨｚ程度となり、ピーク間隔についても１ＧＨｚ程度隣接ピークと間隔が空いている。よって、隣接ピークとの区別が容易となる。
【００４７】
一方、一般的な記録層を有する磁気記録媒体１３００の作製例について図１３を参照して説明する。  
図１３に示す一般的な磁気記録媒体１３００の積層構造は、下層から、シリコン基板１３０１、下地層１３０２、磁性層１０３−２、隔離層１０２および磁性層１０３−１の順に積層され、記録層を２層有する。  
磁性層１３０３は、本実施形態の第１磁性層１０３と同様である。磁性層１３０３−１の構成は、Ｐｔ６Å／Ｃｏ７．１Å）１０多層構造であり、磁性層１３０３−２の構成は、（Ｐｔ６Å／Ｃｏ７．８Å）１０多層構造である。  
隔離層１２０４および下地層１３０２は、それぞれ厚さ５ｎｍのＴａ層である。
【００４８】
次に、一般的な磁気記録媒体１３００の磁気共鳴吸収を測定した結果について図１４を参照して説明する。  
図１４は、図１３に示す磁気記録媒体１３００に、２００Ｏｅの再生磁界をかけた場合の磁気共鳴吸収のスペクトルを示す。図１４に示すように、磁気共鳴周波数は２０ＧＨｚ以上となり、高い周波数であることが分かる。また、磁性層１３０３−１の磁気共鳴吸収のピーク１４０１および磁性層１３０３−２のピーク１４０２の線幅は２ＧＨｚ程度である。磁性層１０３−１および磁性層１０３−２の記録層を選択して再生するためには、ピーク１４０１とピーク１４０２との間隔は、少なくとも５ＧＨｚの間隔が必要となるため、２１ＧＨｚから２６ＧＨｚまでの範囲の高周波磁界を出力可能な再生ヘッドが必要となり、このような再生ヘッドは現実的ではない。
【００４９】
以上に示した本実施形態に係る磁気記録媒体によれば、有効垂直磁気異方性の高い第１磁性層の磁化と有効垂直磁気異方性の低い第２磁性層の磁化とを磁気結合させることで、低い磁気共鳴周波数で第２磁性層の磁化の方向を読み取ることができ、結果として、第２磁性層と磁気的に結合する第１磁性層に記録されている情報を読み取ることができる。すなわち、低い磁気共鳴周波数で多層に記録されている情報を選択的に再生できるので、再生ヘッドが発生する必要がある高周波磁界の周波数も低下する。数十ＧＨｚといった高い周波数の高周波磁界の発生は困難であるため、使用する高周波磁界の周波数を下げることにより、複数の記録層を有する３次元磁気記録媒体に記録される情報の再生が容易となる。
【００５０】
また、情報は有効垂直磁気異方性が高い第１磁性層に記録されるため、十分な熱安定性を確保することができる。さらに、第２磁性層の磁気共鳴周波数が低いため磁気共鳴吸収のスペクトルの線幅も狭いので、情報の再生誤りが起こらないようにピーク間の間隔を確保しつつ、多くの記録層を設けることが可能となり、媒体の記録密度を向上させることができる。
【００５１】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行なうことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００５２】
１００，３００，１１００・・・磁気記録媒体、１０１・・・記録層、１０２・・・隔離層、１０３・・・第１磁性層、１０４・・・第２磁性層、１０５・・・非磁性中間層、４００・・・多層ディスク、５０１，１００６・・・再生ヘッド、５０２・・・再生磁界、５０３・・・高周波磁界、６０１〜６０８，１２０１〜１２０４，１４０１，１４０２・・・ピーク、１０００・・・磁気記録装置、１００１・・・磁気ディスク、１００２・・・スピンドル、１００３・・・ピボット、１００４・・・アクチュエータアーム、１００５・・・サスペンション、１００７・・・ボイスコイルモータ、１３００・・・一般的な磁気記録媒体、１１０１，１３０１・・・シリコン基板、１１０２，１３０２・・・下地層、１３０３・・・磁性層、１３０４・・・隔離層。
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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