(57)【要約】  強磁性体、フェリ磁性体、常磁性体及び反強磁性体のうちの少なくとも１種の材料を用いて薄膜を形成する工程、及び薄膜の形成工程と同時に又はその後に、少なくとも１種の材料に交番電磁場照射を行う工程を含む、薄膜の製造方法。【特許請求の範囲】
【請求項１】
強磁性体、フェリ磁性体、常磁性体及び反強磁性体のうちの少なくとも１種の材料を用いて薄膜を形成する工程と、  前記薄膜の形成工程と同時に又はその後に、前記少なくとも１種の材料に交番電磁場照射を行う工程と  を含む薄膜の製造方法。
【請求項２】
前記少なくとも１種の材料が、気体、液体又は固体の何れか一種の状態である、請求項１に記載の薄膜の製造方法。
【請求項３】
前記薄膜の形成工程では、前記強磁性体と、前記常磁性体及び反強磁性体のうちの少なくとも１種とを含む薄膜を形成し、  前記交番電磁場照射後の薄膜は、前記強磁性体を含む複数の略円柱状粒子と、前記粒子を実質的に分離するものであって、前記常磁性体及び反強磁性体のうちの少なくとも１種とを含み、前記粒子が有する略円形状平面の直径に対する長手方向の長さの比率が2以上である、請求項１又は２に記載の薄膜の製造方法。
【請求項４】
前記薄膜の形成工程では、強磁性体、フェリ磁性体、常磁性体及び反強磁性体のうちのいずれかの材料を用いて、単結晶又は多結晶を含む薄膜を形成し、  前記交番電磁場照射の工程では、単結晶又は多結晶を含む薄膜の結晶粒を微細化する、請求項１又は２に記載の薄膜の製造方法。
【請求項５】
前記交番電磁場照射の工程では、前記薄膜を多層化する、請求項１又は２に記載の薄膜の製造方法。
【請求項６】
前記少なくとも１種の材料は、金属酸化物又は金属窒化物を含み、  前記交番電磁場照射の工程では、前記金属酸化物に酸素欠陥を導入するか、又は金属窒化物に窒素欠陥を導入する、請求項１又は２に記載の薄膜の製造方法。
【請求項７】
前記交番電磁場の周波数が、300MHz〜1THzであり、  前記交番電磁場の出力が、1mW〜1MWである、請求項１又は２に記載の薄膜の製造方法。
【請求項８】
前記交番電磁場照射を行う工程が、交番電磁場のパルス照射または連続的照射により行われる、請求項１又は２に記載の薄膜の製造方法。
【請求項９】
強磁性体を含む複数の略円柱状粒子と、  前記粒子を実質的に分離する非磁性物質と  を含み、  前記粒子が有する略円形状平面の直径に対する長手方向の長さの比率が2以上である垂直磁気記録層。
【請求項１０】
前記粒子が有する略円形状平面の直径が1nm〜10nmであり、かつ長手方向の長さが2nm〜20nmである、請求項９に記載の垂直磁気記録層。
【請求項１１】
前記強磁性体が、MnAl、MnBi、YCo5、SmCo5、Sm2Co17、FePt、BaFe12O19、SrFe12O19、Nd2Fe14B、Dy2Fe14B、及びSmFeNxからなる群から選ばれた少なくとも一種を含む、請求項９又は１０に記載の垂直磁気記録層。
【請求項１２】
前記強磁性体のキュリー温度が、200℃以上である、請求項９又は１０に記載の垂直磁気記録層。
【請求項１３】
請求項９又は１０に記載の垂直磁気記録層を備える複層膜基板。
【請求項１４】
基板と、  前記基板上に設けられた軟磁性下地層と、  前記軟磁性下地層上に設けられた中間層と、  前記中間層上に設けられた垂直磁気記録層と、  前記垂直磁気記録層上に設けられたオーバーコートと  を備え、  前記垂直磁気記録層が、請求項９又は１０に記載の垂直磁気記録層である複層膜基板。
【請求項１５】
前記中間層が、hcp構造又はfcc構造を有し、金属、金属酸化物、共晶合金、希土類金属、アモルファス金属及びアモルファス金属間化合物からなる群から選ばれた少なくとも一種を含む、請求項１４に記載の複層膜基板。
【請求項１６】
前記軟磁性下地層の結晶化温度が、600℃以上である、請求項１４に記載の複層膜基板。
【請求項１７】
前記軟磁性下地層と前記基板との間に設けられたヒートシンク層を更に備える、請求項１４に記載の複層膜基板。
【請求項１８】
請求項１４に記載の複層膜基板を備える磁気記録装置。
【請求項１９】
無機又は有機材料を用いて薄膜を形成する工程、及び上記薄膜形成工程と同時に又はその後に、当該無機又は有機材料に交番電磁場照射を行う工程を含む、薄膜材料を製造する方法。
【請求項２０】
強磁性体、フェリ磁性体、常磁性体、反磁性体及び反強磁性体のうちの少なくとも１種の材料を用いて薄膜を形成する工程と、  前記薄膜の形成工程と同時に又はその後に、前記少なくとも１種の材料に交番電磁場照射を行う工程と  を含む薄膜の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、無機又は有機材料を原料に用いた薄膜の製造方法、薄膜材料の製造方法、垂直磁気記録層、複層膜基板及び磁気記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】  無機又は有機材料の薄膜は垂直磁気記録方式のハードディスクドライブ（以下、単に「HDD」と示すこともある）、モーター用磁石材料、量子ドット型太陽電池等の半導体材料、アクチュエータ用圧電材料、超伝導材料、リチウムイオン電池（全固体）等に幅広く使用されている部材である。【０００３】  かかる薄膜に要求される物理的・化学的特性は、その用途により異なるが、例えば、HDDに用いる薄膜の場合、単位面積当たりの情報記録容量を高めること等が求められている（特許文献１等）。かかる薄膜は、強磁性体のグレイン（塊）及び当該強磁性体のグレイン間を隔てる非磁性相を含む磁気記録層を備えている。HDDへの情報の記録は強磁性体の磁化方向の向きを変更することにより行われるが、複数の強磁性体グレイン（塊）が凝集する等して互いに接している場合、その互いに接する一群のグレインの磁化方向が同時に変更されることとなる。従って、結晶性の良い強磁性体グレインを微細化すること、及び結晶性の良い微細化したグレインが互いに接しないよう非磁性材料により隔てられることが単位面積当たりの情報記録容量を高めるために重要である。例えば、HDDでは、直径5nm程度の強磁性体グレインを、2nm程度の非磁性相で分離することが必要であると考えられている。【０００４】  しかし、従来のハードディスク用薄膜材料では8nm以下の強磁性相と非磁性相の完全分離は困難である。例えば、強磁性相の材料としてCoCrPtを用いる場合、スパッタリング中に強磁性相のCoCrPtから非磁性相を分離する過程で、温度が低いため完全分離が達成されず、強磁性相の特性が非常に悪化するという問題がある。このため、１テラビット毎平方インチ以上の磁気記録で必要とされている5ナノメートル径の結晶性の良いCoCrPt粒子と非磁性相を、完全分離して成膜に成功した例は報告されていない。【０００５】  また、HDD以外に用いる薄膜においても種々の物理的・化学的特性が求められているが、現在ある薄膜は、それらの物理的・化学的特性を必ずしも満足しているとはいえない。従って、HDD以外の薄膜に対しても、薄膜に従来知られていない新たな物理的・化学的特性を付与することは非常に重要である。【０００６】  上述したように、HDDに用いる薄膜の場合、単位面積当たりの情報記録容量を高めること等が求められている（特許文献４等）。かかる薄膜は、強磁性体のグレイン（塊）及び当該強磁性体のグレイン間を隔てる非磁性相を含む磁気記録層を備えている。HDDでは、直径5nm程度の強磁性体グレインを、2nm程度の厚みを持った非磁性相で分離することが必要であると考えられている。一方で、強磁性体の粒径を小さくすることにより、熱擾乱で磁気記録ができなくなる。それを防止するためには、強磁性層の磁気異方性定数（Ku（J m-3））が高い材料を使用し、KuV/kTが６０以上となるようにする必要がある（V：磁性微粒子１個の体積（m3）、k：ボルツマン定数（J K-1）、T：絶対温度（K））。【０００７】  従来のハードディスク用薄膜材料ではCoCrPtなどがあげられるが、Kuは小さく、KuV/kTを考えた場合、直径10nm、高さ15nm程度のグレインまでしか粒径を小さくできない。そのため、より磁気異方性定数の大きな材料、たとえばFePtが望まれる。しかし、L10FePt規則合金を垂直磁気記録薄膜として作��する場合、FePt粒子が粒状化し、配向性が下がるという問題がある。このため、１テラビット毎平方インチ以上の磁気記録で必要とされている5ナノメートル径の結晶性の良いFePt粒子を、非磁性相と分離しつつナノ柱状粒子として成膜に成功した例は報告されていない。【０００８】  また、FePt以外の大きな磁気異方性定数を有する材料、たとえばNd2Fe14B、SmFeNxなどの薄膜においてもナノ柱状粒子化が求められているが、現在ある薄膜は、HDD用途としてナノ柱状粒子をスパッタリング等により作製する手法が確立されていない。従って、大きな磁気異方性定数を有する薄膜に対して、結晶性の良いナノ柱状粒子を成膜することは非常に重要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００１−１４６０８９号公報
【特許文献２】特開２０１４−２０９４０４号公報
【特許文献３】特開２００８−２６９７６８号公報
【特許文献４】特開２００９−１５８０５４号公報
【特許文献５】特開２００９−１４６５５８号公報
【特許文献６】特開２０１５−１３０２２３号公報
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】Appl. Phys. Lett. 90, 092509 2007
【非特許文献２】Appl. Phys. Lett. 105, 07B702 2009
【非特許文献３】journal of the Minerals, Metals & Materials Society 65, 853-861 2013
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】  本発明は、無機又は有機材料を用いて成膜される薄膜に対し、従来、付与できると知られていなかった物理的・化学的特性を与えることを課題とする。例えば、ハードディスク用薄膜材料については、当該薄膜に含まれる結晶性の良い強磁性体グレインと非磁性相を分離することを課題とする。【００１２】  また、本発明は、FePt、BaFe12O19、SrFe12O19およびNd2Fe14Bなどの高磁気異方性定数を有する材料を用いて成膜される薄膜に対し、結晶性の良い、よく配向した柱状粒子を与えることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】  かかる状況の下、本発明者らは鋭意研究した結果、無機又は有機材料を用いた薄膜製造において、交番電磁場（交番電場・交番磁場を含む）を照射を行うことによって、当該薄膜の結晶構造、結晶組織に、今まで知られていなかった物理的・化学的特性の変化を生じさせることができることを見出した。【００１４】  また、かかる状況の下、本発明者らは鋭意研究した結果、FePt、BaFe12O19、SrFe12O19およびNd2Fe14Bなどの高磁気異方性定数を有する材料を用いた薄膜製造において、交番電磁場（交番電場・交番磁場を含む）を照射することによって、当該薄膜の結晶構造、結晶組織に、今まで知られていなかった配向制御した柱状粒子を生じさせることができることを見出した。  本発明者らは、かかる新規知見に基づくものである。従って、本発明は以下の項を提供する：  項１．強磁性体、フェリ磁性体、常磁性体及び反強磁性体のうちの少なくとも１種の材料を用いて薄膜を形成する工程と、  前記薄膜の形成工程と同時に又はその後に、前記少なくとも１種の材料に交番電磁場照射を行う工程と  を含む薄膜の製造方法。  項２．前記少なくとも１種の材料が、気体、液体又は固体の何れか一種の状態である、項１に記載の薄膜の製造方法。  項３．前記薄膜の形成工程では、前記強磁性体と、前記常磁性体及び反強磁性体のうちの少なくとも１種とを含む薄膜を形成し、  前記交番電磁場照射後の薄膜は、前記強磁性体を含む複数の略円柱状粒子と、前記粒子を実質的に分離するものであって、前記常磁性体及び反強磁性体のうちの少なくとも１種とを含み、前記粒子が有する略円形状平面の直径に対する長手方向の長さの比率が2以上である、項１又は２に記載の薄膜の製造方法。  項４．前記薄膜の形成工程では、強磁性体、フェリ磁性体、常磁性体及び反強磁性体のうちのいずれかの材料を用いて、単結晶又は多結晶を含む薄膜を形成し、  前記交番電磁場照射の工程では、単結晶又は多結晶を含む薄膜の結晶粒を微細化する、項１〜３のいずれか１項に記載の薄膜の製造方法。  項５．前記交番電磁場照射の工程では、前記薄膜を多層化する、項１〜４のいずれか１項に記載の薄膜の製造方法。  項６．前記少なくとも１種の材料は、金属酸化物又は金属窒化物を含み、  前記交番電磁場照射の工程では、前記金属酸化物に酸素欠陥を導入するか、又は金属窒化物に窒素欠陥を導入する、項１〜５のいずれか１項に記載の薄膜の製造方法。  項７．前記交番電磁場の周波数が、300MHz〜1THzであり、  前記交番電磁場の出力が、1mW〜1MWである、項１〜６のいずれか１項に記載の薄膜の製造方法。  項８．前記交番電磁場照射を行う工程が、交番電磁場のパルス照射または連続的照射により行われる、項１〜７のいずれか１項に記載の薄膜の製造方法。  項９．強磁性体を含む複数の略円柱状粒子と、  前記粒子を実質的に分離する非磁性物質と  を含み、  前記粒子が有する略円形状平面の直径に対する長手方向の長さの比率が2以上である垂直磁気記録層。  項１０．前記粒子が有する略円形状平面の直径が1nm〜10nmであり、かつ長手方向の長さが2nm〜20nmである、項９に記載の垂直磁気記録層。  項１１．前記強磁性体が、MnAl、MnBi、YCo5、SmCo5、Sm2Co17、FePt、BaFe12O19、SrFe12O19、Nd2Fe14B、Dy2Fe14B、及びSmFeNxからなる群から選ばれた���なくとも一種を含む、項９又は１０に記載の垂直磁気記録層。  項１２．前記強磁性体のキュリー温度が、200℃以上である、項９〜１１のいずれか１項に記載の垂直磁気記録層。  項１３．項９〜１２のいずれか１項に記載の垂直磁気記録層を備える複層膜基板。  項１４．基板と、  前記基板上に設けられた軟磁性下地層と、  前記軟磁性下地層上に設けられた中間層と、  前記中間層上に設けられた垂直磁気記録層と、  前記垂直磁気記録層上に設けられたオーバーコートと  を備え、  前記垂直磁気記録層が、項９〜１２のいずれか１項に記載の垂直磁気記録層である複層膜基板。  項１５．前記中間層が、hcp構造又はfcc構造を有し、金属、金属酸化物、共晶合金、希土類金属、アモルファス金属及びアモルファス金属間化合物からなる群から選ばれた少なくとも一種を含む、項１４に記載の複層膜基板。  項１６．前記軟磁性下地層の結晶化温度が、600℃以上である、項１４又は１５に記載の複層膜基板。  項１７．前記軟磁性下地層と前記基板との間に設けられたヒートシンク層を更に備える、項１４〜１６のいずれか１項に記載の複層膜基板。  項１８．項１３〜１７のいずれか１項に記載の複層膜基板を備える磁気記録装置。  項１９．無機又は有機材料を用いて薄膜を形成する工程、及び上記薄膜形成工程と同時に又はその後に、当該無機又は有機材料に交番電磁場照射を行う工程を含む、薄膜材料を製造する方法。  項２０．強磁性体、フェリ磁性体、常磁性体、反磁性体及び反強磁性体のうちの少なくとも１種の材料を用いて薄膜を形成する工程と、  前記薄膜の形成工程と同時に又はその後に、前記少なくとも１種の材料に交番電磁場照射を行う工程と  を含む薄膜の製造方法。  項２１．前記少なくとも１種の材料が、気体、液体又は固体の何れか一種の状態である、項２０に記載の薄膜の製造方法。  項２２．前記薄膜の形成工程では、前記強磁性体と、前記常磁性体及び反強磁性体のうちの少なくとも１種とを含む薄膜を形成し、  前記交番電磁場照射後の薄膜は、前記強磁性体を含む複数の略円柱状粒子と、前記粒子を実質的に分離するものであって、前記常磁性体及び反強磁性体のうちの少なくとも１種とを含み、前記粒子が有する略円形状平面の直径に対する長手方向の長さの比率が2以上である、項２０又は２１に記載の薄膜の製造方法。  項２３．前記薄膜の形成工程では、強磁性体、フェリ磁性体、常磁性体及び反強磁性体のうちのいずれかの材料を用いて、単結晶又は多結晶を含む薄膜を形成し、  前記交番電磁場照射の工程では、単結晶又は多結晶を含む薄膜の結晶粒を微細化する、項２０〜２２のいずれか１項に記載の薄膜の製造方法。  項２４．前記交番電磁場照射の工程では、前記薄膜を多層化する、項２０〜２３のいずれか１項に記載の薄膜の製造方法。  項２５．前記少なくとも１種の材料は、金属酸化物又は金属窒化物を含み、  前記交番電磁場照射の工程では、前記金属酸化物に酸素欠陥を導入するか、又は金属窒化物に窒素欠陥を導入する、項２０〜２４のいずれか１項に記載の薄膜の製造方法。  項２６．前記交番電磁場の周波数が、300MHz〜1THzであり、  前記交番電磁場の出力が、1mW〜1MWである、項２０〜２５のいずれか１項に記載の薄膜の製造方法。  項２７．前記交番電磁場照射を行う工程が、交番電磁場のパルス照射または連続的照射により行われる、項２０〜２６のいずれか１項に記載の薄膜の製造方法。
【発明の効果】
【００１５】  本発明によれば、薄膜又はその材料となる無機又は有機材料に交番電磁場を印加することで、薄膜材料の結晶構造・組織を変化させ、その物理的・化学的特性に様々な変化を生じさせることができる。また、無機又は有機材料として、二種類以上の材料を用いる実施形態においては、上記変化とともに、複数種類の材料間に生じる局所熱勾配による化学反応を通じてその物理的・化学的特性を変化させることができる。例えば、二種類以上の材料を用いる実施形態においては、薄膜を構成する材料のグレイン（塊）とグレインとの間に別の材料が存在する構造をとることにより、グレインの凝集が抑えられた構造をもたらすことができる。【００１６】  本発明によれば、磁気記録層を作製しているときに交番電磁場を印加することで、薄膜材料における高磁気異方性材料の結晶成長方向を変化させ、薄膜の配向制御を行うことができる。従って、高磁気異方性材料の略円柱状粒子の軸比（当該粒子が有する略円形状平面の直径に対する長手方向の長さの比率）が長く、かつ複数の当該高磁気異方性材料の略円柱状粒子が互いに接触、結合することなく非磁性物質により十分に分離された構造を有する垂直磁気記録層を提供することができる。また、高磁気異方性定数を有する材料が交番電磁場をよく吸収するため、二層以上からなる薄膜を製造する実施形態においては、上記変化とともに、磁気記録層のみにエネルギーを与える選択加熱によって、SUL（軟磁性下地層（Soft under layer））の結晶化を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施例１においてマイクロ波照射前及び照射後の薄膜のTEM像に対し、画像処理により境界線を強調した図の一例のものを示す。
【図２】実施例２の処理により薄膜に生じる変化の概略図の一例を示す。
【図３】実施例３の処理により薄膜に生じる変化の概略図の一例を示す。
【図４】実施例４の処理により酸素脱落が生じた薄膜及び酸素脱落が生じていない薄膜の導電性を示す図の一例を示す。
【図５】SrFe12O19/SrO垂直磁化膜に対するマイクロ波照射前及び照射後のTEM像概略図を示す（実施例５）。
【図６】FePtナノ柱状粒子を有する薄膜に対するマイクロ波照射前及び照射後のTEM像概略図を示す（実施例６）。
【図７】本発明の薄膜に係る垂直磁気記録層に含まれる高磁気異方性粒子の概略図（Ａ）、一実施形態に係る高磁気異方性粒子の略円形状平面の概略図（Ｂ）、別の実施形態に係る高磁気異方性粒子の略円形状平面の概略図（Ｃ）、（Ｄ）を示す。
【図８】本発明の薄膜に係る垂直磁気記録層の斜視図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１８】［第１の発明］（第１の発明の薄膜製造方法）  第１の発明は、無機又は有機材料を用いて薄膜を形成する工程、及び上記薄膜形成工程と同時に又はその後に、当該無機又は有機材料に交番電磁場照射を行う工程を含む、薄膜材料を製造する方法を提供する。
【００１９】（第１の発明の薄膜形成工程）  第１の発明の方法は、無機又は有機材料を用いて薄膜を形成する工程を含む。第１の発明の方法に原料として用いることのできる無機又は有機材料は特に限定されず、例えば、気体、液体又は、固体の何れか一種の状態の材料であり、さらに好ましくは例えば、以下のものを挙げることができる。
【００２０】  無機材料としては、金属、金属酸化物や他の無機化合物等が挙げられる。金属としては、遷移金属、典型金属、半金属、これらの合金等が挙げられる。
【００２１】  遷移金属としては、第一遷移元素（スカンジウム（Sc）、チタン（Ti）、バナジウム（V）、クロム（Cr）、マンガン（Mn）、鉄（Fe）、コバルト（Co）、ニッケル（Ni）、銅（Cu）、亜鉛（Zn）等）、第二遷移元素（イットリウム（Y）、ジルコニウム（Zr）、ニオブ（Nb）、モリブデン（Mo）、テクネチウム（Tc）、ルテニウム（Ru）、ロジウム（Rh）、パラジウム（Pd）、銀（Ag）、カドミウム（Cd）等）、第三遷移元素（ランタン（La）、セリウム（Ce）、プラセオジム（Pr）、ネオジム（Nd）、プロメチウム（Pm）、サマリウム（Sm）、ユウロピウム（Eu）、ガドリニウム（Gd）、テルビウム（Tb）、ジスプロシウム（Dy）、ホルミウム（Ho）、エルビウム（Er）、ツリウム（Tm）、イッテルビウム（Yb）、ルテチウム（Lu）、ハフニウム（Hf）、タンタル（Ta）、タングステン（W）、レニウム（Re）、オスミウム（Os）、イリジウム（Ir）、白金（Pt）、金（Au）、水銀（Hg）等）、これらの合金等が挙げられる。
【００２２】  典型金属としては、アルカリ金属（リチウム（Li）、ナトリウム（Na）、カリウム（K）、ルビジウム（Rb）、セシウム（Cs）等）、アルカリ土類金属（ベリリウム（Be）、マグネシウム（Mg）、カルシウム（Ca）、ストロンチウム（Sr）、バリウム（Ba）、ラジウム（Ra）等）、アルミニウム族（アルミニウム（Al）、ガリウム（Ga）、インジウム（In）、タリウム（Tl）等）、炭素族（スズ（Sn）、鉛（Pb）等）、窒素族（ビスマス（Bi）等）、これらの合金が挙げられる。
【００２３】  半金属としては、ホウ素（B）、ケイ素（Si）、ゲルマニウム（Ge）、ヒ素（As）、アンチモン（Sb）、テルル（Te）等が挙げられる。第１の発明において用いることができる合金としては、例えば、CoPt、CoCrPt、FePt等が挙げられる。
【００２４】  金属酸化物としては、上記に列挙された金属の酸化物等が挙げられ、例えば、SiO2、ZnO、Fe2O3、TiO2、CuO2、SrFe12O19、FeAl2O4、ZnFeO4、NiMn2O4等が挙げられる。
【００２５】  他の無機化合物としては、二元系，三元系、四元系元素等からなる化合物半導体や主に炭素からなるグラフェン、数層グラフェン、カーボンナノチューブ等のカーボン材料が挙げられる。また、他の無機化合物には、金属、金属酸化物や化合物半導体、カーボン材料を生成する前駆体化合物が含まれる。無機又は有機材料としては、いかなる磁性を有するものも使用することができ、例えば、強磁性体、フェリ磁性体、常磁性体、反磁性体、反強磁性体等が挙げられる。これらの磁性体を単独で用いてもよいし、２種以上組み合わせて用いてもよい。
【００２６】  有機材料としては、例えば、強磁性を示すフタロシアニン類、半導体性を示すペンタセン、テトラセン、テトラシノキノジメタン、導電性を示すポリアセチレン、ポリチオフェン等が挙げられる。
【００２７】  薄膜の形状は、特に限定されず、円形状、矩形状等の多角形状又は不定形状等であってもよいし、電極又は配線等の所定の形状にパターニングされていてもよい。また、薄膜は、ポーラス構造等の微細構造を有するものであってもよい。
【００２８】  薄膜は、無機又は有機材料を含む粒子（ナノ粒子等）の粉末を含むものであってもよい。この場合、薄膜は、必要に応じて、無機又は有機のバインダを含んでいてもよし、添加剤を含んでいてもよい。粒子の形状としては、例えば、球状、楕円体状、針状、板状、鱗片状、チューブ状、ワイヤー状、棒状（ロッド状）、不定形状等が挙げられるが、特にこれらに限定されるものではない。なお、２種以上の形状の粒子を組み合わせて用いてもよい。
【００２９】  第１の発明において、薄膜の形成方法は、特に限定されず、スパッタリング、化学的気相堆積法（CVD）、蒸着、イオンプレーティング、イオンビーム蒸着、ディップコート、スピンコート、スプレーコート、メッキおよびその他の方法を適宜選択することができる。これらの薄膜の形成に用いる基板としては特に限定されず、例えば、サファイア、シリコン、石英、金属酸化物（MgO等）、金属窒化物（GaN、AlN等）、金属炭化物（SiC等）等に代表される無機材料及びポリカーボネート等に代表される有機材料等が挙げられる。また、薄膜の形成方法は、基板上に薄膜を形成する方法だけでなく、水等の媒体中でのレーザーアブレーション等で行ってもよい。また、薄膜の形成工程は、大気下、減圧下、加圧下のいずれで行ってもよく、塗膜の形成方法、原料等に応じて適宜設定することができる。成膜工程の温度も特に限定されず、例えば、常温（例えば、25℃）〜2500℃までの範囲で適宜設定することができる。薄膜を形成する基材は、基板に限定されず、フィルム又はブロック体等であってもよい。
【００３０】  第１の発明において、薄膜の形成方法は、ドライプロセス及びウエットプロセスのいずれであってもよい。ウエットプロセスとしては、例えば、塗布方法又は印刷法を用いることができる。塗布方法としては、例えば、マイクログラビアコート法、ワイヤーバーコート法、ダイレクトグラビアコート法、ダイコート法、ディップ法、スプレーコート法、リバースロールコート法、カーテンコート法、コンマコート法、ナイフコート法、スピンコート法等を用いることができるが、特にこれに限定されるものではない。また、印刷方法としては、例えば、インクジェット法、凸版印刷法、オフセット印刷法、グラビア印刷法、凹版印刷法、ゴム版印刷法、スクリーン印刷法等を用いることができるが、特にこれらに限定されるものではない。
【００３１】  薄膜の形成方法として、塗布方法又は印刷法を用いる場合には、塗料を塗布又は印刷しながら、塗膜に交番電磁場を印加してもよいし、塗料を塗布又は印刷後に塗膜に交番電磁場を印加してもよい。塗料は、上記の無機材料を含む粒子、又は上記の有機材料を含む粒子又は溶液を含んでいる。塗料が、必要に応じてバインダ、溶剤及び添加剤のうちの少なくとも１種をさらに含んでいてもよい。
【００３２】  第１の発明の方法により得られる薄膜の膜厚は特に限定されず、例えば、1nm以上、5nm以上、10nm以上、50nm以上、100nm以上、200nm以上等の範囲で適宜設定できる。また、薄膜の膜厚の上限も特に限定されず、例えば、100μm以下、10μm以下、1μm以下、500nm以下、200nm以下、100nm以下、50nm以下等の範囲で適宜設定できる。
【００３３】  第１の発明に方法においては、薄膜の膜厚は好ましくは、1nm〜100μmの範囲であっても良く、より好ましくは1nm〜10μmの範囲であってもよく、望ましくは1nm〜1μmの範囲であってもよい。前記薄膜は多層膜であってもよい。
【００３４】（第１の発明の交番電磁場照射工程）  第１の発明の方法は、上記薄膜形成工程と同時に又はその後に無機又は有機材料に交番電磁場照射を行う工程を含む。当該交番電磁場照射により、無機又は有機材料に所望の物理的・化学的特性を付与することができる。
【００３５】  薄膜又はその原料に照射する交番電磁場としては、交番電磁場を印加できる方法であれば特に限定されず、例えば、マイクロ波、サブミリ波等を挙げることができる。また、交番電磁場照射工程は、薄膜形成の後に行っても、薄膜形成と同時（薄膜形成工程の一部で交番電磁場照射することを含む）に行っても、その両方に行ってもよい。
【００３６】  交番電磁場の周波数は特に限定されず、例えば、300MHz以上、0.5GHz以上、１GHz以上、2GHz以上等の範囲で適宜設定できる。また、交番電磁場の周波数の上限も特に限定されず、例えば、1THz以下、300GHz以下、30GHz以下、6GHz以下、3GHz以下等の範囲で適宜設定できる。本実施形態においては、交番電磁場照射工程の周波数条件は好ましくは、300MHz〜300GHzの範囲であっても良く、より好ましくは900MHz〜300GHzの範囲であってもよく、望ましくは900MHz〜30GHzの範囲であってもよい。
【００３７】  交番電磁場照射の出力は特に限定されず、例えば、1mW以上、1W以上、1kW以上、5kW以上等の範囲で適宜設定できる。また、交番電磁場の出力の上限も特に限定されず、例えば、1MW以下、100kW以下、10kW以下、1MW以下等の範囲で適宜設定できる。本実施形態においては、交番電磁場照射工程の出力条件は好ましくは、1mW〜500kWの範囲であっても良く、より好ましくは1mW〜10kWの範囲であってもよく、望ましくは1mW〜5kWの範囲であってもよい。
【００３８】  照射時間も特に限定されず、例えば、1秒以上、1分以上、5分以上等の範囲で適宜設定できる。また、照射時間の上限も特に限定されず、例えば、1日以下、1時間以下、30分以下、15分以下等の範囲で適宜設定できる。本実施形態においては、交番電磁場照射工程の照射時間条件は好ましくは、1秒〜18時間の範囲であっても良く、より好ましくは1秒〜10時間の範囲であってもよく、望ましくは1秒〜3時間の範囲であってもよい。
【００３９】  また、交番電磁場照射は、シングルモードで行っても、マルチモードで行ってもよい。さらに、交番電磁場の照射は、所定の時間、交番電磁場照射をし、その後、所定の時間、交番電磁場照射を休止する工程を繰り返す、いわゆるパルス照射を行ってもよいし、連続的に交番電磁場照射を行ってもよい。交番電磁場照射工程の温度条件は特に限定されないが、例えば、常温（例えば、25℃）〜2500℃の範囲（例えば、常温〜1800℃、常温〜1000℃等）で適宜設定することができる。また、第１の発明の好ましい実施形態において、金属薄膜のアニーリング（焼付）に一般的に必要とされる1000℃以上の温度を熱伝導を介してかけることなく、物理的・化学的特性を付与したり、変化させたりして、予期せぬ性能を引出すことができる。この時、基板が交番電磁場照射によりエネルギーを吸収しないもの（交番電磁場の不活性基板）であれば、当該薄膜のみに交番電磁場照射の効果を出すことができる。例えば、サファイア、シリコン、石英等は、交番電磁場照射のエネルギーを吸収する能力が弱く、不活性基板と言っても良い。
【００４０】  かかる観点からは、例えばHDD用薄膜の作製において、交番電磁場照射工程の温度条件を700℃以下、600℃以下、500℃以下、400℃以下、300℃以下等から適宜設定することが好ましい。その際、温度条件の下限は特に限定されないが、例えば、常温以上、30℃以上、50℃以上、100℃以上、150℃以上、200℃以上等の条件から適宜設定することが好ましい。尚、第１の発明において、「交番電磁場照射工程の温度条件」とは、交番電磁場照射工程を行う装置内の環境温度ではなく、照射工程中の薄膜自体の温度を意味する。従って、交番電磁場照射工程の温度条件が700℃以下とは、照射工程中の薄膜自体の温度が700℃以下であることを意味する。このような交番電磁場照射により、薄膜はナノ層状分離を起こして多層膜化することがある（図２参照）。
【００４１】（第１の発明の物理的・化学的特性の付与・変化方法）  第１の発明にかかる薄膜の製造方法によれば、無機又は有機材料に交番電磁場を照射することによりその物理的・化学的特性を変化させることができる。従って、第１の発明は、無機又は有機材料を用いて薄膜を形成する工程、及び上記薄膜形成工程と同時に又はその後に、当該無機又は有機材料に交番電磁場照射を行う工程を含む、薄膜材料の物理的・化学的特性を変化させる方法も提供する。
【００４２】  また、第１の発明にかかる薄膜の製造方法によれば、無機又は有機材料の結晶構造、結晶性および結晶組織を変化させることにより、薄膜に所望の物理的・化学的特性を付与することができる。従って、第１の発明は、無機又は有機材料を用いて薄膜を形成する工程、及び上記薄膜形成工程と同時に又はその後に、当該無機又は有機材料に交番電磁場照射を行う工程を含む、薄膜材料の結晶構造、結晶性および結晶組織を変化さる方法又は薄膜材料に所定の物理的・化学的特性を付与する方法も提供する。これらの方法において用いる原料の無機又は有機材料、薄膜形成工程の条件、交番電磁場照射工程の条件等は、第１の発明の薄膜製造方法において前述したものを同様に採用することができる。
【００４３】（第１の発明の薄膜）  また、第１の発明は、所定の物理的・化学的特性が付与された薄膜も提供する。かかる薄膜は、前述した薄膜製造方法により作製することができる。
【００４４】［第２の発明］（薄膜）  第２の発明は、少なくとも垂直磁気記録層を含む薄膜であって、前記垂直磁気記録層が、Kuが106〜109 erg cm-3の強磁性体を主成分とする複数の略円柱状粒子及び非磁性物質を含み、かつ当該粒子が有する略円形状平面の直径に対する長手方向の長さの比率が2以上であり、かつ当該粒子が非磁性物質により実質的に分離されていることを特徴とする薄膜を提供する。第２の発明において、「Kuが106〜109 erg cm-3の強磁性体を主成分とする略円柱状粒子」を単に「高磁気異方性粒子」と示すこともある。
【００４５】  第２の発明においては、垂直磁気記録層に含まれる上記高磁気異方性粒子は強磁性体を主成分とするものである。第２の発明において、当該高磁気異方性粒子の主成分となる強磁性体としては、磁気異方性の高い強磁性体であれば特に限定されず、例えば、MnAl、MnBi、YCo5、SmCo5、Sm2Co17、FePt、BaFe12O19、SrFe12O19、Nd2Fe14B、Dy2Fe14B、及びSmFeNx等が挙げられ、好ましくはFePt、Nd2Fe14B、SrFe12O19、BaFe12O19等が挙げられ、より好ましくはFePt、Nd2Fe14B、SrFe12O19等が挙げられる。また、第２の発明において、前記高磁気異方性粒子は、磁気異方性定数（Ku）が106〜109 erg cm-3であり、好ましくは、5×106〜109 erg cm-3、より好ましくは107〜8×108 erg cm-3の範囲となるよう適宜材料を選択することができる。
【００４６】  第２の発明においては、上記高磁気異方性粒子の軸比（粒子が有する略円形状平面の直径に対する長手方向の長さの比率）は、2以上であり、好ましくは2.5以上であり、より好ましくは3以上である。また、上記高磁気異方性粒子の軸比の上限は限定されないが、当該軸比は、例えば、20以下が好ましく、18以下がより好ましい。第２の発明において、「粒子が有する略円形状平面の直径に対する長手方向の長さの比率」は、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）の画像から算出することができる。また、第２の発明においては、当該軸比は、垂直磁気記録層中に含まれる高磁気異方性粒子の軸比の平均値を意味し、例えば、垂直磁気記録層の所定の範囲（例えば、垂直磁気記録層の主平面に対し100nm×100nmで切り取った範囲）に含まれる各高磁気異方性粒子の直径及び長さ（図７Ａ）をそれぞれ測定し、これらの値から軸比を計算し、次いで算出した軸比の合計値を当該範囲に含まれる高磁気異方性粒子の数で割って平均値を算出することにより求めることができる。また、略円形状平面が真円でない場合、最も長い径を直径とする（図７Ｂ）。尚、第２の発明において、垂直磁気記録層の主平面とは、平板上の垂直磁気記録層が有する平面のうち、最も面積の大きい平面（図７Ａに概略を示す高磁気異方性粒子の場合、図８に示す斜線部分の平面）を示す。尚、第２の発明において、前述の所定の範囲に含まれる各高磁気異方性粒子の寸法の粒子１個当たりの平均値を算出する場合、粒子の一部が前述の所定の範囲に存在しておりかつ一部が前述の所定の範囲外にはみ出ている高磁気異方性粒子は、平均値算出の際、上記所定の範囲に含まれる各高磁気異方性粒子として扱っても、上記所定の範囲に含まれない各高磁気異方性粒子として扱ってもよい。
【００４７】  第２の発明においては、高磁気異方性粒子が有する略円形状平面の直径の平均値は、上記軸比が得られる限り、特に限定されないが、例えば、1nm〜10nmが好ましく、1〜5nmがより好ましい。高磁気異方性粒子長手方向の長さの平均値は、上記軸比が得られる限り、特に限定されないが、例えば、2nm〜20nmが好ましく、4〜18nmがより好ましい。
【００４８】  また、第２の発明においては、高磁気異方性粒子が有する略円形状平面の直径のばらつきが小さいことが好ましい。例えば、垂直磁気記録層の所定の範囲（例えば、垂直磁気記録層の主平面に対し100nm×100nmで切り取った範囲）に含まれる各高磁気異方性粒子が有する略円形状平面の直径の標準偏差σが1.4以下であることが好ましく、0.6以下であることがより好ましい。
【００４９】  また、第２の発明においては、高磁気異方性粒子が有する略円形状平面の面積は、上記軸比が得られる範囲であれば特に限定されないが、例えば、垂直磁気記録層の所定の範囲（例えば、垂直磁気記録層の主平面に対し100nm×100nmで切り取った範囲）に含まれる各高磁気異方性粒子が有する略円形状平面の面積の平均値は、9025nm2以下が好ましく、8100nm2以下がより好ましい。上記略円形状平面の面積の下限も特に限定されないが、上記平均値は、例えば、3600nm2以上が好ましく、6400nm2以上がより好ましい。上記面積の平均値は、例えば、垂直磁気記録層の所定の範囲に含まれる各高磁気異方性粒子が有する略円形状平面の面積を測定し、次いで測定した面積の合計値を当該範囲に含まれる高磁気異方性粒子の数で割って平均値を算出することにより求めることができる。尚、略円柱状の形状を有する前記高磁気異方性粒子は略円形状平面を２つ有するが、第２の発明において、「高磁気異方性粒子が有する略円形状平面の面積」とは、２つの略円形状平面の面積の合計ではなく、一方の略円形状平面の面積を意味する。
【００５０】  また、第２の発明においては、各々の高磁気異方性粒子が細長い形状を有していることだけでなく、各々の高磁気異方性粒子が互いに分離されていることが重要である。従って、第２の発明において高磁気異方性粒子が有する略円形状平面の面積を算出する際、２つ以上の高磁気異方性粒子が非磁性体で分離されておらず、これらの粒子が接している場合、１つのかたまりとして計算する。従って、図７Ｃの場合には略円形状の平面は２つの粒子の面積として計算するが、図７Ｄの場合には略円形状の平面は１つの粒子の面積として計算する。また、第２の発明においては、高磁気異方性粒子が有する略円形状平面の面積も、ばらつきが小さいことが好ましい。例えば、垂直磁気記録層の所定の範囲（例えば、垂直磁気記録層の主平面に対し100nm×100nmで切り取った範囲）に含まれる各高磁気異方性粒子が有する略円形状平面の面積の標準偏差σが28.4以下であることが好ましく、12.7以下であることがより好ましい。
【００５１】  また、第２の発明においては、当該高磁気異方性粒子が非磁性物質により実質的に分離されていることを特徴とする。第２の発明において、高磁気異方性粒子が非磁性物質により実質的に分離されているとは、垂直磁気記録層に含まれる高磁気異方性粒子のうちほとんどが、間に非磁性物質が介在することにより分離されている（隣の高磁気異方性粒子と接していない）ことを意味し、垂直磁気記録層に含まれる全ての高磁気異方性粒子が分離されている場合だけでなく、例えば、垂直磁気記録層に含まれる高磁気異方性粒子の数のうち80％以上、好ましくは85％以上、より好ましくは90％以上、より好ましくは95％以上、より好ましくは99％以上が分離されている場合が含まれる。また、強磁性体のキュリー温度が200℃以上であることが好ましい。また、強磁性体のキュリー温度が1000℃以下であることがより好ましい。
【００５２】  第２の発明において、垂直磁気記録層は、高磁気異方性粒子に加え、非磁性物質を含む。非磁性物質としては、カーボン、シリカ、酸化バリウム、ジルコニア、窒化ケイ素、チタン酸化物、酸化ホウ素、窒化ホウ素、銀、アルミナ、酸化タングステン、酸化タンタルまたは別のこれに代わる酸化物、窒化物、ホウ化物、もしくは炭素材料のような非晶質材料等が挙げられる。 
【００５３】  また、第２の発明の薄膜は、基板；記録ヘッドから記録層に入射した磁界を再び記録ヘッドへと回収するための軟磁性下地層（ＳＵＬ）；磁気記録層における高磁気異方性粒子を所望の方向に配置するための中間層；及び前記垂直磁気記録層がこの順番に積層されている複層膜であってもよい。
【００５４】  基板の素材としては特に限定されないが、例えば、シリコン、ガラス等が挙げられる。軟磁性下地層の素材としては特に限定されないが、例えば、CrTi、CrMn、Cr等が挙げられる。中間層の素材としては特に限定されないが、例えば、hcp（hexagonal close-packed）構造又はfcc（face-centered cubic）構造を有する金属、金属酸化物、共晶合金、希土類金属、アモルファス金属およびアモルファス金属間化合物およびそれらの混合物が挙げられる。また、第２の発明の薄膜は、さらにオーバーコートが積層された薄膜、すなわち、基板、軟磁性下地層、中間層、前記垂直磁気記録層及びオーバーコートがこの順番に積層されている複層膜であってもよい。さらに、前記軟磁性下地層と基板との間にさらに、記録過程における垂直磁気記録の温度上昇及び熱揺らぎを抑制するための加熱ヒートシンク層が積層されていてもよい。
【００５５】  第２の発明にかかる薄膜の製造方法は特に限定されないが、例えば、Kuが106〜109 erg cm-3の強磁性体を含む材料を用いて薄膜を形成する工程、及び上記薄膜形成工程と同時に又はその後に、当該薄膜に交番電磁場照射を行う工程を含む方法等により得ることができる。従って、第２の発明は、かかる薄膜の製造方法も提供する。
【００５６】（薄膜形成工程）  第２の発明の方法は、高磁気異方性定数を有する材料を用いて配向ナノ柱状粒子を有する垂直磁気記録媒体用薄膜を形成する工程を含む。第２の発明の方法に原料として用いることのできる無機又は有機材料は高磁気異方性定数を有する材料であり、例えば、FePt、BaFe12O19、SrFe12O19、Nd2Fe14B、Dy2Fe14B、SmFeNxなどの何れか一種の状態の材料である。
【００５７】  第２の発明において、薄膜の形成方法は、特に限定されず、スパッタリング、化学的気相堆積法（CVD）、蒸着、イオンプレーティング、イオンビーム蒸着、ディップコート、スピンコート、スプレーコート、メッキおよびその他の方法を適宜選択することができる。これらの薄膜の形成に用いる基板としては特に限定されず、例えば、サファイア、シリコン、石英、金属酸化物（MgO等）、金属窒化物（GaN、AlN等）、金属炭化物（SiC等）等に代表される無機材料及びポリカーボネート等に代表される有機材料等が挙げられる。また、薄膜の形成方法は、基板上に薄膜を形成する方法だけでなく、水等の媒体中でのレーザーアブレーション等で行ってもよい。また、薄膜の形成工程は、大気下、減圧下、加圧下のいずれで行ってもよく、塗膜の形成方法、原料等に応じて適宜設定することができる。成膜工程の温度も特に限定されず、例えば、常温（例えば、25℃）〜1500℃までの範囲で適宜設定することができる。
【００５８】  第２の発明の方法により得られる薄膜の膜厚は特に限定されず、例えば、1nm以上、5nm以上、10nm以上、50nm以上、100nm以上、200nm以上等の範囲で適宜設定できる。また、薄膜の膜厚の上限も特に限定されず、例えば、1μm以下、500nm以下、200nm以下、100nm以下、50nm以下等の範囲で適宜設定できる。
【００５９】  第２の発明に方法においては、薄膜の膜厚は好ましくは、1nm〜1μmの範囲であっても良く、より好ましくは5nm〜1μmの範囲であってもよく、望ましくは5nm〜30μmの範囲であってもよい。
【００６０】（交番電磁場照射工程）  第２の発明の方法は、上記薄膜形成工程と同時に又はその後に無機又は有機材料に交番電磁場照射を行う工程を含む。当該交番電磁場照射により、高磁気異方性を有する材料からなる薄膜の形態を高配向ナノ柱状粒子とすることができる。
【００６１】  薄膜又はその原料に照射する交番電磁場としては、交番電磁場を印加できる方法であれば特に限定されず、例えば、マイクロ波、サブミリ波等を挙げることができる。また、交番電磁場照射工程は、薄膜形成の後に行っても、薄膜形成と同時（薄膜形成工程の一部で交番電磁場照射することを含む）に行っても、その両方に行ってもよい。
【００６２】  交番電磁場の周波数は特に限定されず、例えば、300MHz以上、0.5GHz以上、１GHz以上、2GHz以上等の範囲で適宜設定できる。また、交番電磁場の周波数の上限も特に限定されず、例えば、1THz以下、300GHz以下、30GHz以下、6GHz以下、3GHz以下等の範囲で適宜設定できる。本実施形態においては、交番電磁場照射工程の周波数条件は好ましくは、300MHz〜300GHzの範囲であっても良く、より好ましくは900MHz〜300GHzの範囲であってもよく、望ましくは900MHz〜30GHzの範囲であってもよい。
【００６３】  交番電磁場照射の出力は特に限定されず、例えば、1mW以上、1W以上、1kW以上、5kW以上等の範囲で適宜設定できる。また、交番電磁場の出力の上限も特に限定されず、例えば、1MW以下、100kW以下、10kW以下、1MW以下等の範囲で適宜設定できる。本実施形態においては、交番電磁場照射工程の出力条件は好ましくは、1mW〜500kWの範囲であっても良く、より好ましくは1mW〜10kWの範囲であってもよく、望ましくは1mW〜5kWの範囲であってもよい。
【００６４】  照射時間も特に限定されず、例えば、1秒以上、1分以上、5分以上等の範囲で適宜設定できる。また、照射時間の上限も特に限定されず、例えば、1日以下、1時間以下、30分以下、15分以下等の範囲で適宜設定できる。本実施形態においては、交番電磁場照射工程の照射時間条件は好ましくは、1秒〜18時間の範囲であっても良く、より好ましくは1秒〜10時間の範囲であってもよく、望ましくは1秒〜3時間の範囲であってもよい。
【００６５】  また、交番電磁場照射は、シングルモードで行っても、マルチモードで行ってもよい。さらに、交番電磁場の照射は、所定の時間、交番電磁場照射をし、その後、所定の時間、交番電磁場照射を休止する工程を繰り返す、いわゆるパルス照射を行ってもよいし、連続的に交番電磁場照射を行ってもよい。交番電磁場照射工程の温度条件は特に限定されないが、例えば、常温（例えば、25℃）〜1500℃の範囲（例えば、常温〜1500℃、常温〜800℃等）で適宜設定することができる。また、この時、基板が交番電磁場照射によりエネルギーを吸収しないもの（交番電磁場の不活性基板）であれば、当該薄膜のみに交番電磁場照射の効果を出すことができる。例えば、サファイア、シリコン、石英、MgO等は、交番電磁場照射のエネルギーを吸収する能力が弱く、不活性基板と言っても良い。
【００６６】  かかる観点からは、例えばHDD用薄膜の作製において、交番電磁場照射工程の温度条件を900℃以下、800℃以下、700℃以下、600℃以下、500℃以下等から適宜設定することが好ましい。その際、温度条件の下限は特に限定されないが、例えば、常温以上、30℃以上、50℃以上、100℃以上、150℃以上、200℃以上等の条件から適宜設定することが好ましい。尚、第２の発明において、「交番電磁場照射工程の温度条件」とは、交番電磁場照射工程を行う装置内の環境温度ではなく、照射工程中の薄膜自体の温度を意味する。従って、交番電磁場照射工程の温度条件が700℃以下とは、照射工程中の薄膜自体の温度が700℃以下であることを意味する。
【００６７】（薄膜）  また、第２の発明は、所定の高配向ナノ柱状粒子を有する薄膜も提供する。かかる薄膜は、前述した薄膜製造方法により作製することができる。
【００６８】［本発明の好ましい実施形態］  第１、第２の発明において薄膜材料に付与される物理的・化学的特性としては、例えば、下記のものが挙げられる：＜第１の発明の好ましい第１の実施形態＞  第１の発明の好ましい実施形態において、原料となる無機又は有機材料として、強磁性体又はフェリ磁性体と、常磁性体又は反強磁性体とを含むものを用いてもよい。第１の発明においては、原料中に少なくとも強磁性体又はフェリ磁性体と、常磁性体又は反強磁性体との両方が含まれていればよい。従って、第１の発明の当該実施形態にかかる方法には、強磁性体及びフェリ磁性体のいずれか一方と、常磁性体及び反強磁性体のいずれか一方のみとを含む原料を用いる方法だけでなく、強磁性体及びフェリ磁性体の両方と、常磁性体及び反強磁性体のいずれか一方とを含む原料を用いる方法、強磁性体及びフェリ磁性体のいずれか一方と、常磁性体及び反強磁性体の両方とを含む原料を用いる方法、ならびに強磁性体及びフェリ磁性体の両方と、常磁性体及び反強磁性体の両方とを含む原料を用いる方法がいずれも包含される。従って、当該実施形態は、原料となる無機又は有機材料として、強磁性体及びフェリ磁性体の少なくとも一方と、常磁性体及び反強磁性体の少なくとも一方とを含むものを用いて薄膜を形成する工程、及び薄膜形成工程と同時に又はその後に、当該無機又は有機材料に交番電磁場照射を行う工程を含む、薄膜材料を製造する方法と言い換えることもできる。
【００６９】  強磁性体又はフェリ磁性体としては、例えば、強磁性体金属（例えば、白金含有金属（コバルト白金含有金属（CoPt、CoCrPt等）、鉄白金含有金属（FePt等））、強磁性金属酸化物（BaFe12O19等）が挙げられる。常磁性体又は反強磁性体としては、例えば、セラミック(SiO2、MgO)、カーボン等が挙げられる。
【００７０】  かかる実施形態においては、交番電磁場照射により、強磁性体又はフェリ磁性体；及び常磁性体又は反強磁性体のうち、強磁性体又はフェリ磁性体のグレインに優先的に電磁波が吸収され、加熱される。その結果、強磁性体又はフェリ磁性体のグレイン中に存在していた常磁性体又は反強磁性体が浸出してくるため、強磁性体又はフェリ磁性体の各グレイン間に常磁性体又は反強磁性体が存在することにより各グレインが分離されるものと考えられる。その結果、強磁性体又はフェリ磁性体の各グレイン間の凝集が抑制される（後述する実施例１の図１を参照）。
【００７１】  かかる実施形態において、薄膜形成工程の条件、交番電磁場照射工程の各条件等は、第１の発明の薄膜製造方法において前述したものをいずれも同様に採用することができる。例えば、本実施形態の具体例である実施例１では市販のハードディスク材料を用い、これに交番電磁場照射しているが、第１の発明ではスパッタリング、化学的気相堆積法（CVD）、蒸着、イオンプレーティング、イオンビーム蒸着、ディップコート、スピンコート、スプレーコート、メッキおよびその他の方法により成膜したものに交番電磁場照射してもよいし、これらの方法での成膜と同時に交番電磁場照射してもよい。また、実施例1では、パルス照射を行ったが、マイクロ波の照射方法を連続照射としてもよい。また、例えば、市販のハードディスク材料をスパッタリング堆積中にマイクロ波を上記条件で照射してもよい。その他の条件も前述したものをいずれも同様に採用することができる。また、本実施形態における交番電磁場照射工程の温度条件も前述の条件から適宜設定できるが、本実施形態においては、交番電磁場照射工程の温度条件を700℃以下、600℃以下、500℃以下、400℃以下、300℃以下等から適宜設定することが好ましい。また、温度条件の下限も特に限定されないが、例えば、常温以上、30℃以上、50℃以上、100℃以上、150℃以上、200℃以上等の条件から適宜設定することが好ましい。
【００７２】  第１の発明の方法においては、交番電磁場照射工程の温度条件は好ましくは、常温〜700℃の範囲であっても良く、より好ましくは100℃〜700℃の範囲であってもよく、望ましくは150℃〜600℃の範囲であってもよい。
【００７３】  交番電磁場照射工程の周波数条件は好ましくは、300MHz〜300GHzの範囲であっても良く、より好ましくは900MHz〜300GHzの範囲であってもよく、望ましくは900MHz〜30GHzの範囲であってもよい。
【００７４】  交番電磁場照射工程の出力条件は好ましくは、1mW〜500kWの範囲であっても良く、より好ましくは1mW〜10kWの範囲であってもよく、望ましくは1mW〜5kWの範囲であってもよい。
【００７５】  交番電磁場照射工程の照射時間条件は好ましくは、1秒〜18時間の範囲であっても良く、より好ましくは1秒〜10時間の範囲であってもよく、望ましくは1秒〜3時間の範囲であってもよい。
【００７６】  かかる実施形態において得られる薄膜は、例えば、１平方インチ当たり10Ｇビット以上、100Ｇビット以上、1000Ｇビット以上、10000Ｇビット以上、30000Ｇビット以上の情報記録密度を得ることができる。また、かかる実施形態において得られる薄膜は、例えば、１平方インチ当たり100000Ｇビット以下、10000Ｇビット以下、1000Ｇビット以下の情報記録密度を得ることができる。従って、かかる実施形態により得られる薄膜は、ハードディスク用（磁気記録装置の複層膜基板用または磁気記録装置用）の薄膜として用いることが好ましい。ここで、磁気記録装置の複層膜基板とは、いわゆる磁気記録媒体を意味する。
【００７７】  これに対し、特許文献１には、FePt合金のアニール方法について記載されており、特許文献２ではフラッシュアニールにより磁気異方性を改善する方法が記載されている。しかし、かかるアニール（焼付）方法では、グレインが凝集してしまう。また、非特許文献１には、Nd2Fe14Bの配向組織制御について、シリコン基板上へのエピタキシャル成長につき論文が報告されている。しかし、非特許文献１に記載されているグレインは、そのサイズがミクロンオーダーと非常に大きいものにすぎない。従って、第１の発明の上記実施形態において、交番電磁場照射により得られる結晶性の良い微細なグレインの凝集抑制効果は、これらの文献から到底予想し得ないものである。
【００７８】  また、上述のように、強磁性相と非磁性相を完全に分離させるためには、通常300℃を超える高温の熱処理が必要となるが、このような高温アニール処理を行った場合、強磁性相が凝集してしまい、その結果、磁気特性の悪化や表面粗さの増加を招くため、高温アニールは困難である。なお、単にアニール温度を下げると、今度は強磁性相と非磁性相の完全な分離膜が良好に得られないという問題が生じる。
【００７９】  要するに、現状の垂直磁気記録媒体の情報記録密度を超える超高記録密度磁気記録媒体を実現する上で、アニール処理により磁性粒サイズを微細化したまま強磁性相と非磁性相を分離すること、なお且つ良好な磁気特性（特に保磁力（Ｈｃ）、磁化反転核生成磁界（Ｈｎ）の最適化）を得ることが従来では困難であった。第１の発明の上記実施形態により得られる結晶性の良いグレインの凝集抑制効果はかかる従来困難な課題を解決するものであり、非常に重要である。
【００８０】＜第１の発明の好ましい第２の実施形態＞  ZnOおよびFe2O3等の所定の２種類の金属酸化物等、所定の２種類の金属酸化物を含む原料からなる薄膜は、２種類の金属酸化物が積層された構造をとる（図２左）。かかる薄膜に対し、又はかかる薄膜の製造と同時に交番電磁場照射を行うことによって、図２に示すように、より薄い膜がより多数積層された構造をとるようになる。
【００８１】  かかる実施形態において、薄膜形成工程の条件、交番電磁場照射工程の各条件等は、第１の発明の薄膜製造方法において前述したものをいずれも同様に採用することができる。例えば、かかる実施形態に用いることができる原料は限定されないが、例えば、ZnOとFe2O3との組み合わせ、TiO2とVO2との組み合わせ、TiO2とSnO2との組み合わせ等を含むものが挙げられる。また、本実施形態の具体例である実施例２はスパッタリング、化学的気相堆積法（CVD）等での複相酸化物コンポジット薄膜作成の際に交番電磁場照射しているが、例えば、積層体を形成するようなものであれば、その他酸化物およびセラミックス材料の組み合わせ、複合金属を原料として用い、スパッタリング、化学的気相堆積法（CVD）、蒸着、イオンプレーティング、イオンビーム蒸着、ディップコート、スピンコート、スプレーコート、メッキおよびその他の方法により成膜したものに交番電磁場照射してもよいし、これらの方法での成膜と同時に交番電磁場照射してもよい。また、本実施形態における交番電磁場照射工程の温度条件も前述の条件から適宜設定できるが、本実施形態においては、例えば、600℃以上、1000℃以上、1100℃以上等の下限を設定してもよい。第１の発明の方法においては、交番電磁場照射工程の温度条件は好ましくは、常温〜2500℃の範囲であっても良く、より好ましくは200℃〜2000℃の範囲であってもよく、望ましくは200℃〜1500℃の範囲であってもよい。
【００８２】  交番電磁場照射工程の周波数条件は好ましくは、300MHz〜300GHzの範囲であっても良く、より好ましくは900MHz〜300GHzの範囲であってもよく、望ましくは900MHz〜30GHzの範囲であってもよい。
【００８３】  交番電磁場照射工程の出力条件は好ましくは、1mW〜1MWの範囲であっても良く、より好ましくは1W〜1MWの範囲であってもよく、望ましくは10W〜500kWの範囲であってもよい。
【００８４】  交番電磁場照射工程の照射時間条件は好ましくは、1秒〜1日の範囲であっても良く、より好ましくは1秒〜18時間の範囲であってもよく、望ましくは1秒〜12時間の範囲であってもよい。
【００８５】＜第１の発明の好ましい第３の実施形態＞  Fe3O4等の結晶性無機薄膜に対し、又はかかる結晶性薄膜を形成する無機物質を用いた薄膜形成工程と同時に、交番電磁場照射を行うことにより、結晶層の結晶粒を微細化することができる。概略図を図３に示す。図３左に示すように、交番電磁場照射を行わない場合、通常、結晶粒は直径数百nm以上である。図３左は、結晶粒と結晶粒との境界（結晶粒界）付近の概略図である。かかる無機材料に対し、薄膜製造後又は製造中に交番電磁場照射を行うことにより、結晶粒を直径数nm〜数十nmに微細化することができる。薄膜においてかかる現象が生じることは従来知られていなかった。
【００８６】  上記の結晶性薄膜は、例えば、結晶質、又は結晶質と非晶質との混合体を含んでいる。ここで、結晶質は、単結晶及び多結晶の少なくとも一方を含むものである。結晶質を含む結晶性薄膜は、例えば、単結晶又は多結晶を含む薄膜である。強磁性体、フェリ磁性体、常磁性体、反磁性体及び反強磁性体のうちのいずれかの材料を用いて単結晶又は多結晶を含む薄膜を形成する場合には、交番電磁場照射の工程では、単結晶又は多結晶を含む薄膜の結晶粒を微細化することができる。強磁性体、フェリ磁性体、常磁性体、反磁性体及び反強磁性体のうちのいずれかの材料を用いて結晶質と非晶質との混合体を含む薄膜を形成する場合には、交番電磁場照射の工程では、上記の薄膜に含まれる結晶質を微細化することができる。
【００８７】  かかる実施形態において、薄膜形成工程の条件、交番電磁場照射工程の各条件等は、第１の発明の薄膜製造方法において前述したものをいずれも同様に採用することができる。例えば、かかる実施形態に用いることができる原料は限定されないが、例えば、Fe3O4、SrFe12O19、FeAl2O4等が挙げられる。本実施形態の具体例である実施例３はFe3O4という１種類の金属酸化物の薄膜を用いた例であるが、例えば、交番電磁場照射なしの場合に直径数百nm以上という大きい結晶粒を有する材料であれば、金属薄膜、複合薄膜等でも同様に実施することができる。また、本実施形態における交番電磁場照射工程の温度条件も前述の条件から適宜設定できるが、本実施形態においては、例えば、500℃以上、600℃以上、1000℃以上、1100℃以上等の下限を設定してもよい。
【００８８】  第１の発明の方法においては、交番電磁場照射工程の温度条件は好ましくは、常温〜2500℃の範囲であっても良く、より好ましくは200℃〜2000℃の範囲であってもよく、望ましくは200℃〜1500℃の範囲であってもよい。
【００８９】  交番電磁場照射工程の周波数条件は好ましくは、300MHz〜300GHzの範囲であっても良く、より好ましくは900MHz〜300GHzの範囲であってもよく、望ましくは900MHz〜30GHzの範囲であってもよい。
【００９０】  交番電磁場照射工程の出力条件は好ましくは、1mW〜1MWの範囲であっても良く、より好ましくは10mW〜1MWの範囲であってもよく、望ましくは1W〜1MWの範囲であってもよい。
【００９１】  交番電磁場照射工程の照射時間条件は好ましくは、1秒〜1日の範囲であっても良く、より好ましくは1秒〜18時間の範囲であってもよく、望ましくは1秒〜12時間の範囲であってもよい。
【００９２】  また、第１の発明は、所定の高配向ナノ柱状粒子を有する薄膜も提供する。かかる薄膜は、前述した薄膜製造方法により作製することができる。第１の発明の好ましい第４の実施形態として、薄膜材料に付与される物理的・化学的特性としては、次の実施形態が挙げられる。
【００９３】＜第１の発明の好ましい第４の実施形態＞  第１の発明の別の実施形態においては、金属酸化物又は金属窒化物を含む材料を用いた薄膜に対し、又はかかる材料を用いた薄膜形成工程と同時に、交番電磁場照射を行うことにより、金属酸化物中の酸素又は窒素が脱落する、酸素欠陥又は窒素欠落を導入することができる。金属酸化物又は金属窒化物を含む薄膜に対し交番電磁場照射を行うことにより酸素欠陥又は窒素欠陥が生じることは従来知られていなかった。当該実施形態において酸素の欠落が生じたことは、例えば、導電性の変化により確認することができる。窒素欠陥が生じた場合でも導電性の変化や他の性能の変化で確認することができる。概略を図４に示す。図４右に示すように、アニーリング等の処理では金属酸化物の欠落は生じないため、導電性は低く、かかる処理を行った薄膜に対する電圧−電流直線の傾きは小さくなる。これに対し、図４左に示すように、交番電磁場照射を行い、酸素欠落の生じた薄膜では導電性が高まるため、電圧−電流直線の傾きは大きくなる。
【００９４】  かかる実施形態において、薄膜形成工程の条件、交番電磁場照射工程の各条件等は、第１の発明の薄膜製造方法において前述したものをいずれも同様に採用することができる。例えば、かかる実施例４では原料として金属酸化物であるBaTiO3を用いた例が示されているが、かかる実施形態に用いることができる原料は限定されず、これ以外の常磁性体を用いてもよいし、強磁性体、磁性体、反強磁性体等、これらの組み合わせを用いてもよい。また、本実施形態において用いることができる原料の具体例としては、例えば、BaTiO3、CuO、TiO2-x、NiMn2O4等が挙げられる。また、本実施形態における交番電磁場照射工程の温度条件も前述の条件から適宜設定できるが、本実施形態においては、例えば、600℃以上、900℃以上、1000℃以上、1100℃以上等の下限を設定してもよい。第１の発明の方法においては、交番電磁場照射工程の温度条件は好ましくは、常温〜2500℃の範囲であっても良く、より好ましくは200℃〜2000℃の範囲であってもよく、望ましくは200℃〜1500℃の範囲であってもよい。
【００９５】  交番電磁場照射工程の周波数条件は好ましくは、300MHz〜300GHzの範囲であっても良く、より好ましくは900MHz〜300GHzの範囲であってもよく、望ましくは900MHz〜30GHzの範囲であってもよい。
【００９６】  交番電磁場照射工程の出力条件は好ましくは、1mW〜1MWの範囲であっても良く、より好ましくは1W〜1MWの範囲であってもよく、望ましくは1W〜500kWの範囲であってもよい。
【００９７】  交番電磁場照射工程の照射時間条件は好ましくは、1秒〜18時間の範囲であっても良く、より好ましくは1秒〜12時間の範囲であってもよく、望ましくは1秒〜6時間の範囲であってもよい。
【００９８】＜第２の発明の好ましい第１の実施形態＞  第２の発明の好ましい実施形態において、原料となる高磁気異方性定数を有する材料として、FePt、Nd2Fe14Bなどの高磁気異方性定数を有する金属および金属間化合物、およびカーボン、シリカなどの非磁性相を含むものを用いて薄膜を形成する工程、及び薄膜形成工程と同時に又はその後に、当該材料に交番電磁場照射を行う工程を含む、薄膜材料を製造する方法によって、高配向ナノ柱状粒子を含む垂直磁気記録用薄膜を提供する。
【００９９】  高磁気異方性定数を有する金属としては、強磁性体、フェリ磁性体等を用いることができ、強磁性体又はフェリ磁性体としては、例えば、強磁性体金属（例えば、白金含有金属（コバルト白金含有金属（CoPt、CoCrPt等）、鉄白金含有金属（FePt等））、強磁性金属間化合物（Nd2Fe14B等）が挙げられる。非磁性相には、常磁性体、反強磁性体等を用いることができ、常磁性体又は反強磁性体としては、例えば、セラミック(SiO2、MgO)、カーボン等が挙げられる。
【０１００】  かかる実施形態においては、交番電磁場照射により、強磁性体又はフェリ磁性体；及び常磁性体又は反強磁性体のうち、強磁性体又はフェリ磁性体のグレインに優先的に電磁波が吸収され、加熱される。その結果、強磁性体又はフェリ磁性体の結晶成長方向が電磁反応場により変化するため、強磁性体又はフェリ磁性体の各グレインが高配向を保ちつつ成長するものと考えられる。（後述する実施例６の図６を参照）。
【０１０１】  かかる実施形態において、薄膜形成工程の条件、交番電磁場照射工程の各条件等は、第２の発明の薄膜製造方法において前述したものをいずれも同様に採用することができる。例えば、本実施形態の具体例である実施例６では市販のハードディスク材料を用い、これに交番電磁場照射しているが、第２の発明ではスパッタリング、化学的気相堆積法（CVD）、蒸着、イオンプレーティング、イオンビーム蒸着、ディップコート、スピンコート、スプレーコート、メッキおよびその他の方法により成膜したものに交番電磁場照射してもよいし、これらの方法での成膜と同時に交番電磁場照射してもよい。また、実施例６では、パルス照射を行ったが、マイクロ波の照射方法を連続照射としてもよい。また、例えば、市販のハードディスク材料をスパッタリング堆積中にマイクロ波を上記条件で照射してもよい。その他の条件も前述したものをいずれも同様に採用することができる。また、本実施形態における交番電磁場照射工程の温度条件も前述の条件から適宜設定できるが、本実施形態においては、交番電磁場照射工程の温度条件を800℃以下、700℃以下、600℃以下、500℃以下、から適宜設定することが好ましい。また、温度条件の下限も特に限定されないが、L10相を得るため、500℃以上、600℃以上の条件から適宜設定することが好ましい。
【０１０２】  第２の発明の方法においては、交番電磁場照射工程の温度条件は好ましくは、常温〜800℃の範囲であっても良く、より好ましくは500℃〜700℃の範囲であってもよく、望ましくは500℃〜650℃の範囲であってもよい。
【０１０３】  交番電磁場照射工程の周波数条件は好ましくは、300MHz〜300GHzの範囲であっても良く、より好ましくは900MHz〜300GHzの範囲であってもよく、望ましくは900MHz〜30GHzの範囲であってもよい。
【０１０４】  交番電磁場照射工程の出力条件は好ましくは、1mW〜500kWの範囲であっても良く、より好ましくは1mW〜10kWの範囲であってもよく、望ましくは1mW〜5kWの範囲であってもよい。
【０１０５】  交番電磁場照射工程の照射時間条件は好ましくは、1秒〜18時間の範囲であっても良く、より好ましくは1秒〜10時間の範囲であってもよく、望ましくは1秒〜3時間の範囲であってもよい。
【０１０６】  かかる実施形態において得られる薄膜は、例えば、１平方インチ当たり10Ｇビット以上、100Ｇビット以上、1000Ｇビット以上、10000Ｇビット以上の情報記録密度を得ることができる。また、かかる実施形態において得られる薄膜は、例えば、１平方インチ当たり10000Ｇビット以下、1000Ｇビット以下の情報記録密度を得ることができる。従って、かかる実施形態により得られる薄膜は、ハードディスク用（磁気記録装置の複層膜基板用または磁気記録装置用）の薄膜として用いることが好ましい。
【０１０７】  これに対し、特許文献４には、FePt合金のアニール方法について記載されており、特許文献５ではフラッシュアニールにより磁気異方性を改善する方法が記載されている。しかし、かかるアニール（焼付）方法では、グレインが凝集してしまう。また、非特許文献２には、Nd2Fe14Bの配向組織制御について、シリコン基板上へのエピタキシャル成長につき論文が報告されている。しかし、非特許文献２に記載されているグレインは、そのサイズがミクロンオーダーと非常に大きいものにすぎない。従って、第２の発明の上記実施形態において、交番電磁場照射により得られる結晶性の良い微細なグレインの凝集抑制効果は、これらの文献から到底予想し得ないものである。
【０１０８】  また、上述のように、FePt相を完全にL10相にするためには、通常500℃を超える高温の熱処理が必要となるが、このような高温製膜を行った場合、FePt相が粒状化してしまい、その結果、磁気特性の悪化や表面粗さの増加を招くため、柱状粒子を有するFePt薄膜の作製は困難である。なお、単にアニール温度を下げると、今度はFePt相を完全にL10相にできないという問題が生じる。
【０１０９】  要するに、現状の垂直磁気記録媒体の情報記録密度を超える超高記録密度磁気記録媒体を実現する上で、プロセッシングによりL10相FePt高配向柱状粒子を有する薄膜を作製すること、なお且つ良好な磁気特性（特に保磁力（Ｈｃ）、磁化反転核生成磁界（Ｈｎ）の最適化）を得ることが従来では困難であった。第２の発明の上記実施形態により得られる結晶性の良いL10相FePt高配向柱状粒子膜はかかる従来困難な課題を解決するものであり、非常に重要である。
【０１１０】＜第２の発明の好ましい第２の実施形態＞  第２の発明の好ましい実施形態において、原料となる高磁気異方性定数を有する材料として、BaFe12O19などの高磁気異方性定数を有する金属酸化物およびカーボン、シリカなどの非磁性相を含むものを用いて薄膜を形成する工程、及び薄膜形成工程と同時に又はその後に、当該材料に交番電磁場照射を行う工程を含む、薄膜材料を製造する方法によって、高配向ナノ柱状粒子を含む垂直磁気記録用薄膜を提供する。
【０１１１】  高磁気異方性定数を有する材料として、強磁性酸化物（BaFe12O19、SrFe12O19等）が挙げられる。非磁性相の原料となる常磁性体又は反強磁性体としては、例えば、セラミック(SiO2、MgO)、カーボン等が挙げられる。
【０１１２】  かかる実施形態においては、交番電磁場照射により、強磁性体又はフェリ磁性体；及び常磁性体又は反強磁性体のうち、強磁性体又はフェリ磁性体のグレインに優先的に電磁波が吸収され、加熱される。その結果、強磁性体又はフェリ磁性体の結晶成長方向が電磁反応場により変化するため、強磁性体又はフェリ磁性体の各グレインが高配向を保ちつつ成長するものと考えられる。（後述する実施例５の図５を参照）。
【０１１３】  かかる実施形態において、薄膜形成工程の条件、交番電磁場照射工程の各条件等は、第２の発明の薄膜製造方法において前述したものをいずれも同様に採用することができる。例えば、本実施形態の具体例である実施例５では市販のハードディスク材料を用い、これに交番電磁場照射しているが、第２の発明ではスパッタリング、化学的気相堆積法（CVD）、蒸着、イオンプレーティング、イオンビーム蒸着、ディップコート、スピンコート、スプレーコート、メッキおよびその他の方法により成膜したものに交番電磁場照射してもよいし、これらの方法での成膜と同時に交番電磁場照射してもよい。また、実施例５では、パルス照射を行ったが、マイクロ波の照射方法を連続照射としてもよい。また、例えば、市販のハードディスク材料をスパッタリング堆積中にマイクロ波を上記条件で照射してもよい。その他の条件も前述したものをいずれも同様に採用することができる。また、本実施形態における交番電磁場照射工程の温度条件も前述の条件から適宜設定できるが、本実施形態においては、交番電磁場照射工程の温度条件を1500℃以下、1400℃以下、1300℃以下、1200℃以下、から適宜設定することが好ましい。また、温度条件の下限も特に限定されないが、800℃以上、900℃以上、1000℃以上、1100℃以上の条件から適宜設定することが好ましい。
【０１１４】  第２の発明の方法においては、交番電磁場照射工程の温度条件は好ましくは、800℃〜1500℃の範囲であっても良く、より好ましくは900℃〜1400℃の範囲であってもよく、望ましくは900℃〜130℃の範囲であってもよい。
【０１１５】  交番電磁場照射工程の周波数条件は好ましくは、300MHz〜300GHzの範囲であっても良く、より好ましくは900MHz〜300GHzの範囲であってもよく、望ましくは900MHz〜30GHzの範囲であってもよい。
【０１１６】  交番電磁場照射工程の出力条件は好ましくは、1mW〜500kWの範囲であっても良く、より好ましくは1mW〜10kWの範囲であってもよく、望ましくは1mW〜5kWの範囲であってもよい。
【０１１７】  交番電磁場照射工程の照射時間条件は好ましくは、1秒〜18時間の範囲であっても良く、より好ましくは1秒〜10時間の範囲であってもよく、望ましくは1秒〜3時間の範囲であってもよい。
【０１１８】  かかる実施形態において得られる薄膜は、例えば、１平方インチ当たり10Ｇビット以上、100Ｇビット以上、1000Ｇビット以上、10000Ｇビット以上、30000Ｇビット以上の情報記録密度を得ることができる。また、かかる実施形態において得られる薄膜は、例えば、１平方インチ当たり100000Ｇビット以下、10000Ｇビット以下、1000Ｇビット以下の情報記録密度を得ることができる。従って、かかる実施形態により得られる薄膜は、ハードディスク用（磁気記録装置の複層膜基板用または磁気記録装置用）の薄膜として用いることが好ましい。
【実施例】
【０１１９】  以下実施例、比較例を挙げて、本発明の実施の形態をさらに具体的に説明するとともに本発明による作用効果を例証する。これらの実施例は例示及び具体的説明のためのものであり、本発明はこれらの実施例に限定されない。【０１２０】（実施例１：薄膜系複合材料における相分離促進）  薄膜系複合材料における相分離促進の実施例を詳述する。市販のハードディスクドライブ（東芝製：MK1652GSX）を分解、磁気記録ディスクを取り出した。ディスクはシリカ基板上にCoPt（強磁性体）/SiO2（常磁性体）垂直磁化膜（薄膜の膜厚は30nm程度）が製膜されたものである。このディスクを5mm角に切り出した。試料は、自作のシングルモードキャビティ型マイクロ波照射装置における磁場強度最大部分に設置した。試料は石英製試験管に挿入した。本試験管はターボ分子ポンプを用いて減圧した。試料温度は放射温度計を用いて測温した。試料温度最大220℃となるようにマイクロ波出力を約10Wでパルス制御し、約10分間、2.45GHzマイクロ波照射し、CoPt強磁性相と、SiO2非磁性相間の相分離を促進した。マイクロ波照射前及び照射後のTEM像に対し、画像処理により境界線を強調したものを図１に示す。図１に左に示されるように、マイクロ波照射前は、CoPtの複数のグレインが互いに接している部分がある。これに対し、図１右に示すように、マイクロ派照射後は、CoPtのグレインは数ｎｍ〜十数ｎｍの塊であり、かつ各グレインはSiO2により隔てられることにより分離されている。さらに、CoPtの結晶性が向上している。【０１２１】（実施例２：複合材料におけるナノ層状分離）  ZnO（常磁性体）およびFe2O3（強磁性体又は反強磁性体）をそれぞれ当モル量の比率となるように、スパッタリング、化学的気相堆積法（CVD）などの方法でガラス基板上に製膜する過程において、大気下、1200℃以上でマイクロ波照射を行うことにより、ナノ層状分離膜を得る（多層化する）ことができる。ZnOおよびFe2O3の各膜厚は40ｎｍ程度となる（図２参照）。上記の方法は、ZnOおよびFe2O3をそれぞれ当モル量の比率となるようにスパッタリング、化学的気相堆積法（CVD）などの方法でガラス基板上に製膜後、大気下、1200℃以上でマイクロ波照射を行うことによっても同様にナノ層状分離膜を得ることができる。【０１２２】（実施例３：薄膜におけるグレインサイズの微細化）  結晶性の良い高純度Fe3O4（フェリ磁性体）をターゲットとし、PLD法により、α-Al2O3基板(0001)面に、基板温度600℃以上において、結晶性の良いFe3O4薄膜をエピタキシャル成長させる（図３左参照）。この薄膜の膜厚は100ｎｍ程度であり、当該薄膜に対し、試料温度400℃以上において、大気下でマイクロ波を照射することにより、数百nm以上の結晶粒を数nmから数十nmに微細化することができる（図３右参照）。【０１２３】（実施例４：薄膜材料への欠陥導入促進）  BaTiO3（常磁性体）を、スパッタリング、化学的気相堆積法（CVD）などの方法でシリカなどの基板上に製膜する過程において、試料温度1000℃以上、大気下および減圧下において、マイクロ波照射することにより、酸素欠陥を導入する。酸素欠陥を導入したBaTiO3薄膜は導電性を有する（図４左）。一方、マイクロ波照射せずに製膜し、製膜後に大気中でアニールしたBaTiO3薄膜は、酸素欠損が失われ導電性を示さなくなる（��４右）。【０１２４】（実施例５：金属酸化物材料における高配向ナノ柱状粒子を有する薄膜）  金属酸化物材料における高配向ナノ柱状粒子を有する薄膜の実施例を詳述する。シリカ基板上にSrFe12O19（強磁性体）/SrO（非磁性物質）垂直磁化膜（薄膜の膜厚は10nm程度、Kuが106 erg cm-3、キュリー温度が453℃）が製膜されたものを用意する。このディスクを8mmφに切り出した。試料は、自作のシングルモードキャビティ型マイクロ波照射装置における磁場強度最大部分に設置した。試料は石英製試験管に挿入した。本試験管はターボ分子ポンプを用いて減圧した。試料温度は放射温度計を用いて測温した。試料温度最大1200℃となるようにマイクロ波出力を約1000Wでパルス制御し、約10分間、2.45GHzマイクロ波照射し、SrFe12O19ナノ柱状粒子（略円形状、直径は5nm、長手方向の長さは10nm）を有する薄膜を形成した。マイクロ波照射前及び照射後の断面TEM像に対し、概略図を図５に示す。図５に左に示されるように、マイクロ波照射前は、SrFe12O19ナノ粒子を有する薄膜である。これに対し、図５右に示すように、マイクロ波照射後は、SrFe12O19ナノ柱状粒子を有する薄膜となっており、かつ各グレインはSrOにより分離され、かつ高配向している。【０１２５】  軸比「粒子が有する略円形状平面の直径に対する長手方向の長さの比率」の平均値は約2であり、その標準偏差は約0.8であった。【０１２６】（実施例６：金属および金属間化合物材料における高配向ナノ柱状粒子を有する薄膜）  金属および金属間化合物材料における高配向ナノ柱状粒子を有する薄膜の実施例を詳述する。シリカ基板上に直流スパッタリングによりCr50Ti50層（SUL層、結晶化温度600℃以上）を製膜した。さらに当該SUL層上に直流スパッタリングによりCr80Mn20層（中間層）を製膜した。さらに当該中間層上に高周波スパッタリングによりMgO層（中間層）を製膜した。さらに当該中間層上に直流スパッタリングによりFePt（強磁性体）/カーボン（非磁性物質）垂直磁化膜（薄膜の膜厚は10nm程度、Kuが107 erg cm-3程度、キュリー温度が477℃）を製膜した。そして、当該FePt/カーボン層が製膜されたものを使用した。このディスクを8mmφに切り出した。試料は、自作のシングルモードキャビティ型マイクロ波照射装置における磁場強度最大部分に設置した。試料は石英製試験管に挿入した。本試験管はターボ分子ポンプを用いて減圧した。試料温度は放射温度計を用いて測温した。試料温度最大800℃となるようにマイクロ波出力を約300Wでパルス制御し、約10分間、2.45GHzマイクロ波照射し、FePtナノ柱状粒子を有する薄膜を形成した。マイクロ波照射前及び照射後の断面TEM像に対し、概略図を図６に示す。図６に左に示されるように、マイクロ波照射前は、FePtナノ球状粒子を有する薄膜である。これに対し、図６右に示すように、マイクロ波照射後は、FePtナノ柱状粒子（略円形状、直径は5nm、長手方向の長さは10nm）を有する薄膜となっており、かつ各グレインはカーボンにより分離され、かつ高配向している。得られた垂直磁気記録層を有する薄膜にさらに直流スパッタリングによりオーバーコートを製膜することにより、図６に示されるような複層膜基板（磁気記録媒体）を得ることができる。軸比「粒子が有する略円形状平面の直径に対する長手方向の長さの比率」の平均値は約2であ��、その標準偏差は約0.8であった。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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