(57)【要約】【課題】  記録単位としての磁性粒子を微小化して面記録密度を高めても微小粒子を安定に存在させることができ、微小記録された情報を高Ｓ／Ｎ比で再生することが可能な記録再生用ヘッドを提供する。【解決手段】  磁気記録媒体に記録磁界を印加するための磁界発生源と、磁気記録媒体の磁化情報を読み出すための磁気素子であって、磁気抵抗素子、スピンバルブ膜を備える磁気素子及び誘導型磁気素子からなる群から選ばれた一種の磁気素子と、磁界発生源及び磁気素子を搭載するエアスライダーとを備えること記録再生用ヘッドを提供することにより、上記課題を解決する。【選択図】  図２
2006172715.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気記録媒体の記録及び／または再生用のヘッドにおいて、
磁気記録媒体に記録磁界を印加するための磁界発生源と；
磁気記録媒体の磁化情報を読み出すための磁気素子であって、磁気抵抗素子、スピンバルブ膜を備える磁気素子及び誘導型磁気素子からなる群から選ばれた一種の磁気素子と；
前記磁界発生源及び磁気素子を搭載するエアスライダーと；を備えることを特徴とする記録及び／または再生用ヘッド。
【請求項２】
更に、磁気記録媒体を加熱するための熱源を備えることを特徴とする請求項１に記載の記録及び／または再生用ヘッド。
【請求項３】
前記熱源がレーザー光源であり、レーザー光源から射出するレーザー光により磁気記録媒体が加熱されることを特徴とする請求項２に記載の記録及び／または再生用ヘッド。
【請求項４】
前記エアスライダーが、熱伝導率の異なる複数の材料により構成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の記録及び／または再生用ヘッド。
【請求項５】
前記磁界発生源と磁気素子との間を、前記熱伝導率の異なる複数の材料のうち、熱伝導率の低い材料により構成したことを特徴とする請求項４に記載の記録及び／または再生用ヘッド。
【請求項６】
前記磁界発生源と磁気素子との間を、前記熱伝導率の異なる複数の材料のうち、熱伝導率の高い材料を用いて構成したことを特徴とする請求項４に記載の記録及び／または再生用ヘッド。
【請求項７】
前記磁界発生源、磁気素子及び熱源が、共に磁気記録媒体の一方の表面側に配置されていることを特徴とする請求項２〜６のいずれか一項に記載の記録及び／または再生用ヘッド。
【請求項８】
前記磁界発生源及び磁気素子と、熱源とが、磁気記録媒体を介して対向して配置されていることを特徴とする請求項２〜６のいずれか一項に記載の記録及び／または再生用ヘッド。
【請求項９】
磁気記録媒体をヘッドに対して移動させながら記録または再生を行うときに、磁気記録媒体の移動方向の前方側に熱源が、後方側に磁気素子がそれぞれヘッド内で配置されていることを特徴とする請求項２〜８のいずれか一項に記載の記録及び／または再生用ヘッド。
【請求項１０】
前記磁気素子が誘導型磁気素子であり、磁気記録媒体をヘッドに対して移動させながら記録または再生を行うときに、磁気記録媒体の移動方向前方側に磁気素子が、後方側に熱源がそれぞれヘッド内で配置されていることを特徴とする請求項２に記載の記録及び／または再生用ヘッド。
【請求項１１】
磁気記録媒体が、熱源からの熱によって形成された熱分布に従って磁区の磁壁が膜面内方向に移動する磁気特性を有する磁性層を少なくとも備える記録媒体であることを特徴とする請求項１０に記載の記録及び／または再生用ヘッド。
【請求項１２】
前記磁界発生源が、単磁極ヘッドにより構成されることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の記録及び／または再生用ヘッド。
【請求項１３】
前記単磁極ヘッドの少なくとも一部が、２．０Ｔ以上の飽和磁束密度を有する材料により構成されることを特徴とする請求項１２に記載の記録及び／または再生用ヘッド。
【請求項１４】
前記単磁極ヘッドの磁界発生部が、２．０Ｔ以上の飽和磁束密度を有する材料により構成されることを特徴とする請求項１３に記載の記録及び／または再生用ヘッド。
【請求項１５】
２．０Ｔ以上の飽和磁束密度を有する材料は、ＣｏＮｉＦｅまたはそれを含む合金であることを特徴とする請求項１３または１４に記載の記録及び／または再生用ヘッド。
【請求項１６】
前記磁気記録媒体が複数のトラックを有し、
前記単磁極ヘッドがコイルを芯に巻き付けて構成され、トラック幅方向における芯の先端部の幅が１μｍ以下であることを特徴とする請求項１２〜１５のいずれか一項に記載の記録及び／または再生用ヘッド。
【請求項１７】
前記情報記録媒体が、基板上に記録層を有し、
記録層は、垂直磁化を有するフェリ磁性材料を用いて構成され、磁気記録媒体の所定の領域を加熱しつつ記録磁界を印加することによって記録層の記録磁区が反転されて情報が記録され、記録層の記録磁区からの磁界を検出することによって情報が再生される磁気記録媒体であることを特徴とする請求項１に記載の記録及び／または再生用ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、垂直磁化を有する磁性膜を記録層に用いた磁気記録媒体、その記録再生用ヘッド及び磁気記録再生方法に関し、更に詳細には、熱磁気緩和現象によるデータの消失を防止または抑制し、２０Ｇｂｉｔｓ／ｉｎ２以上の面記録密度で記録再生が可能な磁気記録媒体及びその記録再生に好適な記録再生用ヘッド並びにそれらを用いた新規な磁気記録再生方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータなどの外部記憶媒体としてハードディスク（磁気記録媒体）が広く使用されている。ハードディスクでは、通常、浮上型スライダに搭載されたリング状の磁気ヘッド（以下、リングヘッドという）などを用いて記録膜面に平行に情報を記録する長手磁気記録が採用されている。
【０００３】
近年、グラフィックデータや動画像データ、文書データなどのようにデータの多種多様化が進み、取り扱う情報量は厖大なものになっている。このような厖大なデータを取り扱い可能にするため、ハードディスクの分野においては面記録密度を高めることが最も重要な技術課題の一つになっている。現時点において、ハードディスクは、４Ｇｂｉｔｓ／ｉｎ２の面記録密度を達成している。
【０００４】
ところで、高密度化の一つの手段として、例えば、IEEE Transactions on Magnetics,Vol.MAG-15,No.6,pp.1456-1458(1979)では、記録膜として垂直磁化を有するＣｏ−Ｃｒ膜を用い、記録膜面に対して垂直方向に情報を記録する垂直磁気記録方式及び垂直磁気記録媒体が提案されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ハードディスクの面記録密度を更に高めるためには、記録層を構成する記録単位としての磁石（磁性粒子）を小さくすればよいことが知られている。しかしながら、磁性粒子を微小化して面記録密度を１０〜２０Ｇｂｉｔｓ／ｉｎ２以上にすると、熱磁気緩和現象により磁性粒子が不安定になり、記録したデータが消失してしまうという問題があった。
【０００６】
本発明は、かかる従来技術の問題を解決するためになされたものであって、その目的は、記録単位としての磁性粒子を微小化して面記録密度を高めても微小粒子を安定に存在させることができ、微小記録された情報を高Ｓ／Ｎ比で再生することが可能な磁気記録媒体を提供することにある。
【０００７】
また、本発明の別の目的は、かかる磁気記録媒体を用いて情報を記録再生するのに好適な記録再生用ヘッドを提供することにある。
【０００８】
本発明の更に別の目的は、かかる磁気記録媒体及び記録再生用ヘッドを用いて情報を超高密度に記録し、記録された情報を高Ｓ／Ｎ比で再生することができる新規な磁気記録再生方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の態様に従えば、磁気記録媒体であって、
基板と；
磁性材料により構成される記録保持層と；
垂直磁化を有するフェリ磁性材料により構成される記録層と；を備え、
磁気記録媒体の所定の領域を加熱しつつ記録磁界を印加することによって記録層の記録磁区が反転されて情報が記録され、記録層の記録磁区からの磁界を検出することによって情報が再生されることを特徴とする磁気記録媒体が提供される。
【００１０】
本発明の磁気記録媒体は、垂直磁化を有するフェリ磁性材料により形成される記録層と、磁性材料により形成される記録保持層とを備える。記録保持層は、例えば、フェリ磁性材料や反強磁性材料から構成することができ、基板と記録層との間に設けることが好ましい。特に、記録保持層は記録層と互いに接するように設けることが好ましい。このように設けることにより記録保持層は記録層の記録磁区と交換結合して記録磁区を垂直方向で安定な状態に保持させることができる。記録保持層に用い得るフェリ磁性材料としては、例えば、ＴｂＦｅＣｏ、ＧｄＴｂＦｅＣｏ、ＴｂＦｅＣｏＣｒ、ＴｂＦｅ、ＧｄＦｅＣｏ、ＧｄＴｂＦｅまたはＤｙＴｂＦｅなどの希土類−遷移金属合金が好ましい。また、記録保持層に用い得る反強磁性材料としては、遷移金属（Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ）合金や貴金属（Ａｕ、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｐｄ）と遷移金属（Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ）との合金、遷移金属酸化物などが好ましく、例えば、ＦｅＭｎやＮｉＯ、ＮｉＭｎ、ＰｔＭｎ、ＦｅＮｉＭｎ、ＡｕＭｎ、ＺｎＺｒ、ＦｅＲｈなどが好ましい。
【００１１】
本発明の磁気記録媒体において、記録層の記録磁区の熱安定性を確保するためには、媒体の保存温度である室温（約１０℃）〜装置内温度（約１００℃）程度の温度範囲内において、記録層が５ｋＯｅ以上の保磁力を有することが必要である。したがって、記録層は、１０℃〜１５０℃の温度範囲内で５ｋＯｅ以上の保磁力を有することが好ましい。ただし、後述するような記録層からの磁界を増大させるための再生層を用いる場合はその限りではない。また、記録層に記録した情報を再生するとき、記録層の記録磁区から発生する磁界を検出するので、キュリー温度の高い記録層を用いるほうが有利である。したがって、再生時に、再生温度付近で記録磁区から十分な磁界強度を得るために、記録層は３００℃以上のキュリー温度を有することが好ましい。
【００１２】
このように、１０℃〜１５０℃の温度範囲内で大きな保磁力を有する記録層を用いることにより、記録層に微小な記録マークを形成しても、記録後に熱磁気緩和現象により記録マークが消失することが抑制される。また、記録時には、磁気記録媒体を２００℃以上に加熱して記録層の保磁力を低下させることができるので、弱い印加磁界で容易に記録を行うことができる。記録された情報を再生するには、記録層の記録磁区からの磁界を、例えば磁気抵抗素子により直接検出して情報を再生する。すなわち、本発明の磁気記録媒体は、磁気光学効果（例えば、カー効果）を利用して磁化状態を検出するような光磁気記録媒体とは異なる。
【００１３】
本発明の磁気記録媒体では、更に、記録層上に再生層を備えることができる。再生層は、室温以上、好ましくは２０℃〜１５０℃の温度領域において、記録層の飽和磁化よりも大きい飽和磁化を有することが好ましい。すなわち、再生層は、記録層よりも大きな漏洩磁界を発生させることができるので、記録層の磁化を再生層に転写させて再生層の磁化状態を検出すれば、増幅された再生信号を得ることができる。再生層は、面内磁化膜であっても垂直磁化膜であってもよい。
【００１４】
本発明の磁気記録媒体は、更に、軟磁性を示す記録補助層を備えることもできる。かかる記録補助層を構成する材料としては、例えば、パーマロイ（ＮｉＦｅ）やＦｅ−（Ａｌ、Ｓｉ）合金、ＮｉＦｅ−（Ｍｏ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｒｈ）、Ｃｏ系アモルファス合金を用いることができる。また、記録補助層は、記録層を介して磁界が印加されるように形成されることが望ましい。すなわち、磁界を基板の側から印加する場合には、基板、記録層、記録補助層の順で備える構造にすることができ、磁界を基板と反対の側から印加する場合には、基板、記録補助層、記録層の順で備える構造にすることができる。また、記録層及び記録補助層が上記の順序で積層されるのであれば、それらの層の間に任意の層を介在させてもよい。
【００１５】
更に本発明では、上記記録補助層及び記録保持層のほかに任意の層を設けることができる。例えば、記録時に記録層と記録保持層とが互いに交換結合していると記録データに対応した記録が困難となることから、記録時に媒体の所定の領域を加熱したときの温度（以下、記録温度と呼ぶ。後述する実施例では、記録層のキュリー温度近傍である。）で両層の交換結合を切断するための記録制御層を設けることが好ましい。記録温度で交換結合を切断するには、記録制御層のキュリー温度を記録層のキュリー温度以下に設定すればよい。また、磁気記録媒体の表面に、例えば、ホンブリン系やシリコン系の潤滑層を形成することも可能である。潤滑層を設けることにより、記録再生時に記録再生用ヘッドが磁気記録媒体と接触しても、記録再生用ヘッドを媒体表面上で滑らかに滑らせることができるため、媒体とヘッドとの間の摩擦を軽減することができる。
【００１６】
また、本発明の磁気記録媒体は、基板の表面にテクスチャを設け得る。基板の表面にテクスチャを設けることにより、浮上型ヘッドを媒体上で浮上させたときの浮上型ヘッドの浮上量を一定に制御することができる。
【００１７】
本発明の第２の態様に従えば、基板上に記録層を有する磁気記録媒体に情報を記録する記録方法において、
磁気記録媒体の所定の領域に熱を加えつつ、磁気ヘッドを用いて、記録する情報に応じて強度及び向きの少なくとも一方を変調させた磁界を印加することによって情報の記録を行い、
前記記録層が、垂直磁化を有するフェリ磁性材料を用いて構成され、
前記磁気ヘッドの記録方向と垂直な方向における磁極の幅が１μｍ以下であることを特徴とする磁気記録媒体の記録方法が提供される。
【００１８】
本発明の記録方法では、磁気記録媒体の所定の領域を加熱するために、例えばレーザー光を用いることができ、レーザー光を対物レンズで媒体の所定の領域に集光させて照射することにより加熱することができる。これにより、レーザー光が集光された所定の高温領域のみの記録層の保磁力を低下させ、その範囲のみの磁化を反転させることにより微小な記録磁区を形成することが可能となる。レーザー光を対物レンズに導くには、光ファイバーを用いることが好ましい。光ファイバーは、レーザー光源からのレーザー光をエネルギー的に効率よく対物レンズまで導くことができる。また、磁気記録媒体の所定の領域を加熱する別の方法として、コイル型ヒーターなどのヒーターを用いることができ、ヒーターからの輻射熱により磁気記録媒体の表面から１μｍ以下の位置の領域を加熱することができる。
【００１９】
また、本発明の記録方法では、例えば、複数の記録用磁気ヘッドを用いて、磁気記録媒体の複数の位置に一連の情報をそれぞれ分割して同時に記録することができる。これにより情報の転送速度を向上させることが可能となる。
【００２０】
本発明の第３の態様に従えば、記録層を有する磁気記録媒体に記録された情報を再生する再生方法において、
前記記録層が、垂直磁化を有するフェリ磁性材料により構成され、
磁気抵抗素子、スピンバルブ膜を有する磁気素子及び誘導型磁気素子からなる群から選ばれた一種の磁気素子を用いて記録層に記録された情報を再生することを特徴とする磁気記録媒体の再生方法が提供される。
【００２１】
本発明の再生方法では、記録した情報を、磁気記録媒体の所定の領域に熱を加えながら、例えば磁気抵抗素子、スピンバルブ膜を備える磁気素子、または誘導型磁気素子（誘導型磁気ヘッド）を用いて再生する。情報再生時に磁気記録媒体を加熱してもよく、例えば、レーザー光を照射したり、ヒーターなどによる輻射熱を与えて加熱することができる。記録時には、磁気記録媒体の所定の領域に熱を加えつつ記録情報に応じて強度及び向きの少なくとも一方を変調させた磁界を印加することによって記録することができる。また、磁気記録媒体の複数の位置にそれぞれ記録されている一連の情報を、例えば、上述のいずれかの磁気素子を搭載した複数の磁気ヘッドを用いてそれぞれ同時に再生することができる。
【００２２】
本発明の第４の態様に従えば、基板上に垂直磁化を有する記録層を備えた情報記録媒体に情報を記録する方法において、
情報記録媒体を光スポットで照射しつつ、該光スポットの内側に位置し且つ光スポットよりも小さい領域にのみ磁界を印加することによって情報を記録することを特徴とする情報記録媒体の記録方法が提供される。
【００２３】
本発明の記録方法では、情報記録媒体を光スポットで照射しながら、例えば、垂直磁気記録が可能な単磁極ヘッドを用いて磁界を印加することによって、光スポットの内側の領域に光スポットよりも小さい記録マークを形成する。これにより超高密度記録が可能となる。光スポットよりも小さい記録マークを形成するには、単磁極ヘッドの磁力線が発生する先端部を光スポット径よりも小さくなるように、例えば、ＦＩＢ（focused ion beam）により加工すれば良い。
【００２４】
本発明の第５の態様に従えば、磁気記録媒体の記録及び／または再生用のヘッドにおいて、
磁気記録媒体に記録磁界を印加するための磁界発生源と；
磁気記録媒体の磁化情報を読み出すための磁気素子であって、磁気抵抗素子、スピンバルブ膜を備える磁気素子及び誘導型磁気素子からなる群から選ばれた一種の磁気素子と；
前記磁界発生源及び磁気素子を搭載するエアスライダーと；を備えることを特徴とする記録及び／または再生用ヘッドが提供される。
【００２５】
本発明のヘッドは、更に、磁気記録媒体を加熱するための熱源を備えることができる。熱源としては、例えば、レーザー光源を用いることができ、レーザー光源から出射するレーザー光を対物レンズなどにより媒体に集光させて照射することによって媒体の所定の領域を加熱させることができる。レーザー光を対物レンズに導くには、例えば、光ファイバーを用いることができる。また、熱源は、磁気記録媒体に対して相対的に移動する方向において、磁気素子よりも前方に配置されるように設けることが望ましい。本明細書においては、記録媒体の記録領域が対象物（例えば熱源やヘッド）に対して移動する方向（媒体移動方向）において、その対象物を基準としたときに、対象物が先に記録媒体の記録領域に到達する側のことを「媒体移動方向の前方側」と称し、後に記録媒体の記録領域に到達する側のことを「媒体移動方向の後方側」と称する。
【００２６】
本発明のヘッドにおいて、磁気記録媒体に記録磁界を印加させるための磁界発生源は、例えば、図２０に示すような、単磁極ヘッド２２０を用いて構成することができる。単磁極ヘッド２２０は、コア（主磁極）２２５と、本体部２２１と、それらの連結部２２３の周囲に巻き付けられたコイル２２４とから主に構成される。コア２２５の内壁には保護膜を形成し得る。コア２２５は、複数のトラックを有する磁気記録媒体と対向させたときに、磁気記録媒体のトラック幅方向における芯の先端部の幅が１μｍ以下になるように、例えば、ＦＩＢ（focused ion beam）により加工されていることが好ましい。これにより磁気記録媒体に超高密度に情報を記録することができる。また、単磁極ヘッドの磁界発生部分または全体を、例えば、ＣｏＮｉＦｅやＣｏＮｉＦｅ合金系のような飽和磁束密度（Ｂｓ）が２．０Ｔ以上の材料を用いて構成することにより、単磁極ヘッドから発生させる磁力を増大させることができ、保磁力の高い記録媒体への記録が可能となる。
【００２７】
本発明のヘッドにおいて、磁気抵抗素子は、磁界の変化に応じて電気抵抗が変化する素子（ＭＲ素子：Magneto-Resistive Device）であり、記録層の垂直方向の磁化状態やその他の磁性層の垂直方向または面内方向の磁化状態を検出することができる。ＭＲ素子の材料としては、例えば、ＦｅＭｎ／ＣｏＮｉ／Ｃｕ／Ｃｏにし得る。また、スピンバルブ膜を備える磁気素子や、誘導型磁気ヘッドのような磁気素子を用い得る。スピンバルブ膜は、例えば、ＣｏＦｅ／Ｃｕ／ＣｏＦｅ／Ｒｕ／ＣｏＦｅ／ＭｎＰｔから形成し得る。また、ＭＲ素子と比べて磁界変化に対する電気抵抗の変化率の大きいＧＭＲ（Giant Magneto-Resistive）素子を上記磁気抵抗素子の代わりに用いることも可能である。
【００２８】
本発明において、エアスライダーは熱伝導率の異なる複数の材料を用いて構成されることが望ましい。特に、熱伝導率の異なる複数の材料のうち熱伝導率の最も低い材料を磁界発生源と磁気抵抗素子との間に用いることが望ましい。これにより磁界発生源で発生した熱で磁気抵抗素子が加熱されることが防止される。また、熱伝導率の異なる複数の材料のうち熱伝導率の最も高い材料を外気と接触する部分、例えばヘッドの上面に形成することにより磁界発生源で発生する熱をヘッドの外部に放熱させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の磁気記録媒体、その記録再生用ヘッド及び磁気記録再生方法について図面を用いて具体的に説明する。
【００３０】
実施例１
図１に、本発明に従う磁気記録媒体の一具体例の概略断面図を示す。磁気記録媒体１００は、基板１上に記録補助層２、記録保持層３、記録制御層４、記録層５、保護層６及び潤滑剤層７を順次積層してなる。
【００３１】
図１において、基板１は、ガラスを用いて構成され、直径９０ｍｍ、厚さ１．２ｍｍである。基板１には、ヘッドの浮上量を安定化させるためのテクスチャを設けてもい。基板１上の記録補助層２は、軟磁性膜であり、高透磁率を有するＮｉＦｅ（パーマロイ）を用いて構成される。ＮｉＦｅのキュリー温度Ｔｃ６は５００℃であり、室温からキュリー温度Ｔｃ６までの温度範囲内で保磁力Ｈｃ６は０．１Ｏｅ以下であった。
【００３２】
記録保持層３としては、垂直磁気異方性を示す反強磁性材料ＦｅＭｎを用い、キュリー温度Ｔｃ３が４５０℃になるようにその組成を調整した。記録制御層４は垂直磁気異方性を示す非晶質フェリ磁性材料ＤｙＦｅＣｏを用いて構成され、キュリー温度Ｔｃ２が２００℃になるようにその組成を調整した。この記録制御層４を構成するＤｙＦｅＣｏは、室温からキュリー温度Ｔｃ２にかけて希土類優勢（ＲＥ−ｒｉｃｈ）の極性を示す。
【００３３】
記録層５は、垂直磁気異方性を示す非晶質フェリ磁性材料ＴｂＦｅＣｏを用いて構成され、図３の磁気特性のグラフに示したように、その保磁力Ｈｃが、室温から１００℃の温度範囲内で５ｋＯｅ以上、２００℃〜３００℃の温度範囲内で２ｋＯｅ以下になり、且つキュリー温度Ｔｃが３００℃、補償温度が室温付近になるように、その組成を調整した。保護層６は非磁性材料ＳｉＮを用いて構成される。
【００３４】
これらの層２〜６を、スパッタ装置を用いてそれぞれスパッタリングすることによって順次成膜した。各層の膜厚は、記録補助層２：５００ｎｍ、記録保持層３：３０ｎｍ、記録制御層４：１０ｎｍ、記録層５：１００ｎｍ、保護層６：１０ｎｍとした。
【００３５】
次いで、保護膜６の表面に、潤滑剤層７を膜厚２ｎｍでスピンコーティングにより塗布した。潤滑剤層７には変性シリコーン及び脂肪酸を添加したジメチルシリコーンを主成分とするヘプタン溶液を用いた。こうして図１に示す構造を有する磁気記録媒体１００を製造した。
【００３６】
図２に、本発明に従う記録再生用ヘッドの一具体例を示す。記録再生用ヘッド２００は、ヘッド本体部２０と、磁気記録媒体を加熱するための熱源３１とからなる。ヘッド本体部２０は、エアスライダー２１と、エアスライダー２１に搭載された記録用磁気ヘッド２２及び再生用ＭＲヘッド２３とから構成される。エアスライダー２１はセラミック材料を用いて構成される。エアスライダ２１を用いることにより、ヘッド本体部２０を媒体表面から所定の間隔で浮上させることができる。本実施例では、記録再生時にヘッド本体部２０が磁気記録媒体１００の表面から５０ｎｍの高さで浮上するように設計した。
【００３７】
記録用磁気ヘッド２２は、磁気記録媒体１００の表面に対して垂直方向に磁界を印加することが可能な単磁極ヘッドであり、磁気コイル２４と鉄心２５とから構成される。鉄心２５は、高周波透磁率の大きなＮｉＦｅを用いて構成され、ヘッド本体部２０の垂直方向（図２における上下方向）に延在した円柱形状を有する。鉄心２５の磁気記録媒体１００と対向する側の先端部は、トラック方向と直交する方向（トラック幅方向）の幅が１μｍ以下になるようにＦＩＢ（focused ion beam）により加工されている。磁気コイル２４は銅線からなり、鉄心２５の外周を周回するように設けられている。かかる構造の記録用磁気ヘッド２２を用いて記録データに応じて変調された磁界を発生させることにより磁気記録媒体１００に微小な記録マークを形成することができる。記録用磁気ヘッド２２は、最大で５００Ｏｅの磁界を発生させることができる。また、単磁極ヘッドの先端部を、例えば、ＣｏＮｉＦｅやそれを含む合金系で飽和磁束密度（Ｂｓ）が２．０Ｔ以上の材料を用いて構成することにより、１０００Ｏｅ以上の磁界を発生させることも可能となる。
【００３８】
再生用ＭＲヘッド２３は、垂直方向の磁化状態を検出することが可能な垂直磁化再生用のＭＲヘッドであり、ＭＲ素子の構成は、ＦｅＭｎ／ＣｏＮｉ／Ｃｕ／Ｃｏである。再生用ＭＲヘッド２３は、図２中矢印で示した磁気記録媒体１００の進行方向において、記録用磁気ヘッド２２よりも後方（図２中、左方向）に設けられており、磁気記録媒体の記録層に垂直磁気記録されたデータを読み出すことができる。また、ＭＲ素子の代わりに、ＣｏＦｅ／Ｃｕ／ＣｏＦｅ／Ｒｕ／ＣｏＦｅ／ＭｎＰｔなどのスピンバルブ膜を有する磁気素子を用いることで更なる磁界感度の向上が可能となる。
【００３９】
ヘッド本体部２０において、再生用ＭＲヘッド２３と記録用磁気ヘッド２２との間及びヘッド本体部の上面にはそれぞれ放熱材２６ａ、２６ｂが設けられている。放熱材２６ａ及び２６ｂは、ともに熱伝導率の高いＡｌを用いて構成される。これらの放熱材２６ａ及び２６ｂは、磁気コイル２４で発生する熱をヘッド本体外部に放熱させて、再生用ＭＲヘッド２３が加熱されることを防止することができる。
【００４０】
熱源３１は、主に、レーザー光源２７、対物レンズ２８及び光ファイバー２９とから構成され、磁気記録媒体を挟んでヘッド本体部２０と対向する位置に設けられている。レーザー光源２７は、発振波長６４０ｎｍの半導体レーザーである。対物レンズ２８のＮＡ（Numerical Aperture）は０．６である。レーザー光源２７から射出したレーザー光は、光ファイバー２９により対物レンズ２８に導かれ、磁気記録媒体に基板側から入射して記録層の所定の領域に集光される。
【００４１】
記録再生実験
上記磁気記録媒体１００及び記録再生用ヘッド２００を用いて記録再生実験を行なった。図４（ａ）に、記録再生実験における磁気記録媒体と記録再生用ヘッドの配置の概念図を示し、図４（ｂ）にその断面図を示す。記録再生実験では、図４（ａ）に示したように、磁気記録媒体１００は、不図示の中央開口部にスピンドル１０２が挿入されて設置される。記録再生用ヘッド２００は、磁気記録媒体１００の潤滑剤層側（基板と反対側）に配置される。また、磁気記録媒体１００にレーザー光を集光させるための対物レンズは、図には示していないが、磁気記録媒体１００を挟んで記録再生用ヘッド２００と対向する位置に配置され、レーザー光が磁気記録媒体の基板側から集光されて入射される。
【００４２】
ここで、上記磁気記録媒体１００にデータを記録する場合の記録原理について説明する。まず、磁気記録媒体１００を所定の線速で回転させながら、磁気記録媒体１００の所定の領域にレーザー光を基板側から集光させて照射する。図５（ａ）に、磁気記録媒体１００に、レーザー光を基板側（図中、下側）から集光させて照射した様子を示す。図５（ａ）中、左方向に磁気記録媒体１００が移動するものとする。レーザー光のパワーは、図５（ａ）の温度分布のグラフに示したように、光スポット４１で照射された領域の最高温度Ｔｍａｘ（ガウス分布を示す温度の最大値）が、記録保持層３のキュリー温度Ｔｃ３（４５０℃）以下で、且つ光スポット４１で照射された領域のうち、外部磁界が印加された領域（以下、磁界印加領域と称する）４２を含む領域の温度が記録層５のキュリー温度Ｔｃ（３００℃）以上になるように調整する。レーザー光の照射と同時に、記録用磁気ヘッド２２（単磁極ヘッド）を用いて磁気記録媒体の表面に対して垂直上向きに外部磁界Ｈｅｘを印加する。このとき、記録層の磁界印加領域４２は、光スポット４１に比べて小さい。
【００４３】
図５（ａ）において磁気記録媒体１００が、光スポットに対して左側に移動すると、磁界印加領域４２は光スポットから外れて冷却される。図５（ｂ）に、磁界印加領域４２の冷却過程において各磁性層の磁化が変化する様子を示す。冷却過程において、磁界印加領域４２の温度Ｔが、（１）Ｔｃ２（記録制御層のキュリー温度：２００℃）＜Ｔ＜Ｔｃ（３００℃）になると、記録層の磁界印加領域の磁化が外部磁界Ｈｅｘの向き（図中、上向き）にＴＭ−ｒｉｃｈ（遷移金属優勢）で出現する。そして、（２）室温＜Ｔ＜Ｔｃ２（２００℃）になると、記録制御層の磁化が交換結合により記録層の磁化と同じ向きに出現し、同時に記録保持層の磁化との交換結合で記録層の磁化状態が垂直方向でしっかりと固定される。また、軟磁性を示す記録補助層により、記録用磁気ヘッド２２（単磁極ヘッド）の芯の先端部から発生する磁束（外部磁界）は収束されたまま記録層内を通過する。こうして記録層に情報が超高密度に記録される。
【００４４】
以上が、図１に示す積層構造を有する磁気記録媒体１００の記録原理である。磁気記録媒体１００に次の条件にてデータを記録した。磁気記録媒体１００を線速１．０ｍ／ｓで回転させながら、記録再生用ヘッド２００を用いて外部磁界を磁気記録媒体１００に磁界強度３００Ｏｅで６．２５ＭＨｚで変調させて印加し、同時にレーザーパワー８ｍＷのレーザー光を基板側から照射した。こうして、トラックピッチ（ＴＰ）０．４μｍ、ビットピッチ（ＢＰ）０．０８μｍで記録を行った。これは面記録密度２０．１Ｇｂｉｔｓ／ｉｎ２、データ転送レート１２．５Ｍｂｉｔｓ／ｓに相当する。
【００４５】
上記のようにして記録を行った磁気記録媒体１００について、記録再生用ヘッド２００を用いて記録層の磁化状態（記録データ）を検出し、Ｓ／Ｎ比の測定を行った。次いで、磁気記録媒体の環境耐久性を調べるために、記録データを保持したまま、次の３つの条件の環境下に磁気記録媒体を所定時間放置した後、再びＳ／Ｎ比を測定した。ここで、環境（１）６０℃・９０％ＲＨ、環境（２）７０℃・９０％ＲＨ、環境（３）８０℃・９０％ＲＨとした。それぞれの環境下における磁気記録媒体のＳ／Ｎ比の変化の様子を図６のグラフに示す。図６のグラフにおいて縦軸は、上記環境下に放置した後に測定したＳ／Ｎ比を、放置前に測定したＳ／Ｎ比で規格化した相対値としてのＳ／Ｎ比（相対Ｓ／Ｎ比）を示している。図６のグラフから、最も過酷な環境（３）でさえ、１００００時間後においても、９５％以上の相対Ｓ／Ｎ比を保持していることがわかる。
【００４６】
次いで、記録層として垂直磁化を示すＣｏＣｒ系の磁性材料を用いた従来の磁気記録媒体と本発明の磁気記録媒体について、８０℃・９０％ＲＨの環境下におけるＳ／Ｎ比の耐久性を調べた。まず、従来の磁気記録媒体に、従来のリングヘッドを用いてＴＰ＝１．６μｍ、ＢＰ＝０．２μｍ（２Ｇｂｉｔｓ／ｉｎ２）で磁気記録を行ない（長手記録）、ＭＲヘッドを用いて記録した情報を再生してＳ／Ｎ比を測定した。次いで、上記環境（８０℃・９０％ＲＨ）下に所定の時間放置した後、再度ＭＲヘッドを用いてＳ／Ｎ比を測定した。つぎに、本発明の磁気記録媒体１００に本発明の記録再生用ヘッド２００を用いてＴＰ＝１．６μｍ、ＢＰ＝０．２μｍ（２Ｇｂｉｔｓ／ｉｎ２）で記録を行ない、記録した情報を本発明の記録再生用ヘッド２００を用いて再生してＳ／Ｎ比を測定した。次いで、上記環境（８０℃９０％ＲＨ）下に所定の時間放置した後、本発明の記録再生用ヘッド２００を用いて再度Ｓ／Ｎ比を測定した。図７のグラフに、従来の磁気記録媒体及び本発明の磁気記録媒体のＳ／Ｎ比の変化の様子を示す。なお、図７のグラフにおいて縦軸は、上記環境下に放置した後に測定したＳ／Ｎ比を、放置前に測定したＳ／Ｎ比で規格化した相対値としてのＳ／Ｎ比（相対Ｓ／Ｎ比）を示している。図７のグラフからわかるように、従来の磁気記録媒体は、８０℃９０％ＲＨの環境下では、相対Ｓ／Ｎ比の低下は著しく、１時間後には相対Ｓ／Ｎ比は０．４以下にまで低下していた。一方、本発明の磁気記録媒体は、５時間経過しても高い相対Ｓ／Ｎ比を維持している。このことから、本発明の磁気記録媒体は、従来の磁気記録媒体と比べて高い環境耐久性を有していることがわかる。
【００４７】
つぎに、上記の本発明に従う磁気記録媒体１００及び従来の磁気記録媒体について再生出力の記録マーク長依存性を調べた。記録マーク依存性は、本発明の磁気記録媒体１００については、上記本発明に従うヘッドを用いて種々の記録マーク長で記録を行い、巨大磁気抵抗（GMR:Giant Magneto-Resistive）ヘッドを用いて再生を行なった。一方、従来の磁気記録媒体については、従来のリングヘッドを用いて記録を行ない（長手記録）、ＧＭＲヘッドを用いて再生を行なった。なお、本発明の磁気記録媒体及び従来の磁気記録媒体のどちらの場合も、トラックピッチは１．６μｍであり、ＧＭＲヘッドはシールド間隔が０．２μｍのものを用いた。本発明の磁気記録媒体及び従来の磁気記録媒体の記録マーク長に対する再生出力の変化の様子を図８のグラフに示す。図８のグラフにおいて縦軸は、従来の磁気記録媒体において記録マーク長が１．０μｍの記録マークを再生したときの再生信号振幅で規格化した再生出力を示す。図８のグラフからわかるように、本発明の磁気記録媒体は、記録マーク長が０．２μｍ以下に狭くなった場合に、従来の磁気記録媒体よりも高い再生出力を得ている。
【００４８】
実施例２
図９に、実施例１とは別の本発明に従う磁気記録媒体の具体例の概略断面図を示す。磁気記録媒体３００は、図１に示す磁気記録媒体１００の記録層５と保護層６との間に再生層８を設けた磁気記録媒体であり、基板１上に、記録補助層２、記録保持層３、記録制御層４、記録層５、再生層８、保護層６及び潤滑剤層７を順次積層してなる。かかる構造の磁気記録媒体３００は、記録制御層４を構成する材料を非晶質フェリ磁性ＴｂＦｅＣｏに変更し、記録層５の膜厚を５０ｎｍに変更し、記録層５上に再生層８を２０ｎｍの膜厚で成膜した以外は、実施例１と同様にして製造した。
【００４９】
図９において、記録制御層４は、垂直磁気異方性を示す非晶質フェリ磁性膜ＴｂＦｅＣｏにより構成され、そのキュリー温度Ｔｃ２が２００℃になるように組成を調整した。記録制御層４は、室温からキュリー温度Ｔｃ２にかけて希土類優勢（ＲＥ−ｒｉｃｈ）の極性を示す。
【００５０】
再生層８は、非晶質フェリ磁性膜ＧｄＦｅＣｏにより構成され、そのキュリー温度Ｔｃ４は３５０℃で補償温度Ｔｃｏｍｐ４は室温以下にある。室温からキュリー温度までは遷移金属優性（ＴＭ−ｒｉｃｈ）の垂直磁気異方性を示し、保磁力Ｈｃ４は５００
Ｏｅ以下である。また、再生層８の飽和磁化Ｍｓは、図１０に示したように室温以上で記録層５の飽和磁化Ｍｓよりも大きい。
【００５１】
記録再生実験
実施例１で説明した記録再生実験において磁気記録媒体１００を本実施例で製造した磁気記録媒体３００に変更した以外は、実施例１と同様にして記録再生実験を行なった。
【００５２】
ここで、上記磁気記録媒体３００の記録原理について説明する。まず、磁気記録媒体３００を所定の線速で回転させながら、磁気記録媒体３００の所定の領域にレーザー光を基板側から集光させて照射する。図１１（ａ）に、磁気記録媒体３００に、レーザー光を基板側（図中、下側）から集光させて照射した様子を示す。図１１（ａ）中、左方向に磁気記録媒体３００が移動するものとする。レーザーパワーは、図１１（ａ）の温度分布のグラフに示したように、光スポット４１で照射された領域の最高温度Ｔｍａｘ（ガウス分布を示す温度の最大値）が、記録保持層３のキュリー温度Ｔｃ３（４５０℃）以下で、且つ光スポット４１で照射された領域のうち、磁界印加領域４２を含む領域の温度が再生層８のキュリー温度Ｔｃ４（３５０℃）以上になるように調整した。レーザー光の照射と同時に、記録用磁気ヘッド２２（単磁極ヘッド）を用いて磁気記録媒体３００の表面に対して垂直上向きに外部磁界Ｈｅｘを印加する。このとき、磁界印加領域４２は、光スポット４１に比べて小さい。
【００５３】
図１１（ａ）において、磁気記録媒体３００は、光スポットに対して左側に移動するので、磁界印加領域４２は光スポットから外れて冷却される。図１１（ｂ）に、磁界印加領域４２の冷却過程において各磁性層の磁化が変化する様子を示す。磁界印加領域４２の冷却過程において、磁界印加領域４２の温度Ｔが、（１）Ｔｃ（３００℃）＜Ｔ＜Ｔｃ４（３５０℃）になると、再生層の磁界印加領域の磁化が外部磁界Ｈｅｘの向き（図１１中、上向き）にＴＭ−ｒｉｃｈで出現する。（２）Ｔｃ２（２００℃）＜Ｔ＜Ｔｃ（３００℃）になると、再生層の磁界印加領域の直下に位置する記録層の磁化が外部磁界Ｈｅｘの向き（図１１（ｂ）中、上向き）にＴＭ−ｒｉｃｈで出現する。（３）室温＜Ｔ＜Ｔｃ２（２００℃）になると、記録層の直下に位置する記録制御層の磁化が、記録層と交換結合することにより記録層の磁化と同じ向きに出現し、同時に記録保持層の磁化との交換結合で記録層の磁化状態がしっかりと固定される。かかる記録原理により記録層に情報が超高密度に記録される。なお、上記記録過程においては、軟磁性を示す記録補助層により、記録用磁気ヘッド２２（単磁極ヘッド）の芯の先端部から発生する磁束（外部磁界）は収束されたまま記録層内を通過する。
【００５４】
超高密度に記録された情報を再生するには、記録再生用ヘッド２００に搭載された再生用ＭＲヘッド２３を用いて再生層の磁化状態を検出する。前述したように、室温において再生層の飽和磁化は記録層の飽和磁化よりも大きいので、再生用ＭＲヘッド２３への漏洩磁界は大きくなる。したがって、実施例１のように記録層の磁化状態を直接再生用ＭＲヘッド２３を用いて再生したときよりも感度がよくなり、再生波形の振幅も大きくなる。更に、図１０のグラフに示したように再生層の飽和磁化は室温から温度が上昇するに従い大きくなるので、再生時に低いレーザーパワーで磁気記録媒体を加熱することで再生波形振幅をさらに大きくすることができる。以上が、図９に示す積層構造を有する磁気記録媒体３００の再生原理である。
【００５５】
つぎに、磁気記録媒体３００に次の条件にてデータを記録した。磁気記録媒体３００を線速１．０ｍ／ｓで回転させ、記録用磁気ヘッドを３００Ｏｅの強度で６．２５ＭＨｚで変調させ、同時に８ｍＷのレーザー光を照射して、トラックピッチ（ＴＰ）０．４μｍ、ビットピッチ（ＢＰ）０．０８μｍで記録を行った。これは面記録密度２０．１Ｇｂｉｔｓ／ｉｎ２、データ転送レート１２．５Ｍｂｉｔｓ／ｓに相当する。
【００５６】
上記のようにしてＴＰ＝０．４μｍ、ＢＰ＝０．０８μｍで記録を行った磁気記録媒体３００について再生用ＭＲヘッド２２を用いて、つぎの２つの再生条件（ａ）レーザー光を照射しない場合と、（ｂ）レーザーパワー１．４ｍＷのレーザー光を照射した場合で情報をそれぞれ再生してＳ／Ｎ比の測定を行なった。その結果、再生条件（ｂ）の場合のほうが再生条件（ａ）の場合に比べてＳ／Ｎ比が大きいという結果を得た。
【００５７】
実施例３
図１２に、本発明に従う磁気記録媒体の別の具体例の概略断面図を示す。磁気記録媒体４００は、基板１上に、記録保持層３、記録制御層４、記録層５、再生層５０、保護層６及び潤滑剤層７を順次積層してなる。かかる構造の磁気記録媒体４００は、実施例１において基板１上に記録補助層２を成膜しないで、記録層５上に後述する特性を有する再生層５０を２０ｎｍの膜厚で成膜し、記録制御層４を後述する磁気特性を有する非晶質フェリ磁性ＴｂＦｅＣｏを用いて構成し、記録保持層３の膜厚を５０ｎｍに変更した以外は、実施例１と同様にして製造した。
【００５８】
図１２において記録制御層４は、垂直磁気異方性を示す非晶質フェリ磁性膜ＴｂＦｅＣｏを用いて構成され、キュリー温度Ｔｃ２が２００℃になるようにその組成を調整した。記録制御層４は、室温からキュリー温度にかけて希土類優勢（ＲＥ−ｒｉｃｈ）の極性を示す。再生層５０は、キュリー温度Ｔｃ４が２８０℃の非晶質フェリ磁性膜ＧｄＦｅＣｏを用いて構成され、室温から１５０℃までは面内磁化を示し、１５０℃以上で垂直磁化を示すようにその組成を調整した。安定な磁化方向が面内から垂直へ変化する臨界温度を垂直化温度と呼び、Ｔｃｒ４で表す。
【００５９】
図１３に、実施例１とは別の本発明に従う記録再生用ヘッドの一具体例の概略図を示す。記録再生用ヘッド２１０は、ヘッド本体部１２０と、媒体を加熱するためのレーザー光源１２７とからなる。レーザー光源１２７は、発振波長６４０ｎｍの半導体レーザーである。ヘッド本体部１２０は、エアスライダー１２１と、エアスライダー１２１に搭載された記録用磁気ヘッド（磁気コイル）１２２及び再生用ＭＲヘッド１２３とから構成される。エアスライダー１２１はセラミック材料（または透明ガラス）を用いて構成されている。エアスライダ１２１を用いることにより、ヘッド本体部１２０を媒体表面から所定の間隔で浮上させることができる。本実施例では、記録再生時にヘッド本体部１２０が媒体の表面から５０ｎｍの高さで浮上するように設計した。
【００６０】
図１３において記録用磁気ヘッド１２２は、媒体表面に対して垂直方向に磁界を印加することが可能な単磁極ヘッドであり、磁気コイル１０８と環状の芯部１０５とから構成される。芯部１０５は、高周波透磁率の大きな強磁性材料ＮｉＦｅを用いて構成されている。図１３に示したように、芯部１０５の外周は、スライダーの上面から下面に向かって形成されている貫通穴１３０の内周に接合するするように嵌合されている。磁気コイル１０８は銅線から構成され、芯部１０５の下方に、芯部１０５の外周を周回するように設けられている。かかる記録用磁気ヘッド１２２を用い、記録データに応じて変調された外部磁界を発生させることにより媒体上にデータを記録することができる。記録用磁気ヘッド１２２は、最大で５００Ｏｅの磁界を発生させることができる。
【００６１】
また、図１３において、環状の芯部１０５の内側には媒体にレーザー光を集光するための対物レンズ１０９が挿入されている。対物レンズ１０９のＮＡ（Numerical Aperture）は０．８５である。対物レンズ１０９は、芯１０５の上開口部１０５ａから入射したレーザー光を集光して芯１０５の下開口部１０５ｂから媒体に向かって照射する。
【００６２】
再生用ＭＲヘッド１２３は、垂直方向の磁化状態を検出することが可能な垂直磁化再生用のＭＲヘッドであり、ＭＲ素子の構成はＦｅＭｎ／ＣｏＮｉ／Ｃｕ／Ｃｏである。再生用ＭＲヘッドは、磁気記録媒体に対して相対的に移動する方向において、記録用磁気ヘッドよりも後方（図１３中、左方向）に設けられており、磁気記録媒体の記録層に垂直磁気記録されたデータを読み出すことができる。
【００６３】
ヘッド本体部１２０において、再生用ＭＲヘッド１２３と記録用磁気ヘッド１２２との間には熱遮断層１２６ａが形成されている。熱遮断層１２６ａは熱伝導率の低いセラミックを用いて構成されており、再生用ＭＲヘッド１２３への磁気コイル１０８の発熱による影響を低減している。また、ヘッド本体部の上面には熱伝導率の高いＡｌからなる放熱材１２６ｂが形成されており、磁気コイル１０８から発生する熱をヘッド外部に放熱することができる。
【００６４】
情報の記録及び再生
上記磁気記録媒体４００及び記録再生用ヘッド２１０を用いて記録及び再生を行なうことができる。記録及び再生は、磁気記録媒体４００を評価装置（ドライブ）に装填して、記録再生用ヘッド２１０を磁気記録媒体４００の潤滑剤層側（基板と反対側）に配置して行う。
【００６５】
ここで、上記磁気記録媒体４００の記録及び再生原理について図１４及び図１５を参照しながら説明する。図１４（ａ）に、磁気記録媒体４００の所定の領域に、レーザー光を潤滑剤層側（図中、上側）から集光させて照射した様子を示す。磁気記録媒体４００は所定の線速で回転しており、図１４（ａ）の左方向に磁気記録媒体が移動するものとする。レーザー光のパワーは、図１４（ａ）の温度分布のグラフに示したように、光スポット４１で照射された領域の最高温度Ｔｍａｘ（ガウス分布を示す温度の最大値）が、記録保持層３のキュリー温度Ｔｃ３（４５０℃）以下で、且つ光スポット４１で照射された領域の一部の温度が再生層８のキュリー温度Ｔｃ４（２８０℃）以上になるように調整しておく。レーザー光を磁気記録媒体４００に照射すると同時に、記録用磁気ヘッド１２２（単磁極ヘッド）を用いて磁気記録媒体４００の表面に対して垂直上向きに外部磁界Ｈｅｘを印加する。
【００６６】
図１４（ａ）において、磁気記録媒体４００が光スポットに対して左側に移動すると、光スポットの照射により加熱された領域（以下、高温領域という）は光スポットから外れて冷却される。図１４（ｂ）に、高温領域の冷却過程において各磁性層の磁化が変化する様子を示す。高温領域の温度をＴで表したとき、図１４（ｂ）に示すように、（１）Ｔｃ４（再生層のキュリー温度：２８０℃）＜Ｔ＜Ｔｃ（記録層のキュリー温度：３００℃）になると記録層の高温領域の磁化が外部磁界Ｈｅｘの向き（上向き）にＴＭ−ｒｉｃｈで出現する。（２）Ｔｃ２（２００℃）＜Ｔ＜Ｔｃ４（２８０℃）になると、記録層の直上に位置する再生層の磁化が記録層の磁化との交換結合によりＲＥ−ｒｉｃｈで下向き（遷移金属の副格子磁化が上向き）で出現する。（３）Ｔｃｒ４（１５０℃）＜Ｔ＜Ｔｃ２（２００℃）になると、記録制御層の磁化が、記録層の高温領域の磁化と交換結合して記録層の記録領域の磁化と同じ向きに出現し、同時に記録保持層の磁化と交換結合することにより記録層の磁化状態がしっかりと固定される。（４）室温＜Ｔ＜Ｔｃｒ４（１５０℃）で再生層の磁化が垂直方向から面内方向に向く。こうして記録層に情報が記録される。以上が記録の原理である。
【００６７】
つぎに再生原理について説明する。上述した記録原理により記録した情報を再生するには、磁気記録媒体４００を所定の線速で回転させながらレーザーパワーの低い再生用のレーザー光を照射して磁気記録媒体４００を加熱する。図１５に、磁気記録媒体４００の所定の領域に再生用レーザー光１５０を照射した様子を示す。再生用レーザー光１５０を磁気記録媒体４００に照射することにより、磁気記録媒体４００の表面は、図１５の下方のグラフに示したような温度分布で加熱される。再生層の垂直化温度Ｔｃｒ４以上の領域では、磁化は面内方向から垂直方向に変化する。このとき交換結合力により再生層の直下に位置する記録層の磁化状態が再生層に転写される。図１５に示すように、再生用ＭＲヘッド１２３は、再生層の磁化が面内磁化から垂直磁化に変化する境界の直上に位置している。また、再生用ＭＲヘッド１２３の寸法は、再生層の磁区の寸法よりも大きいので、再生用ＭＲヘッド１２３の直下の領域に複数の再生層の磁化１５１、１５２が存在することになる。しかしながら、再生用ＭＲヘッド１２３の左側に位置する再生層の磁化１５２は面内方向を向いているため再生用ＭＲヘッド１２３で検出されることはなく、一方の垂直方向の磁化１５１、すなわち、再生層の磁化の直下に存在する記録層の磁化情報だけが独立に抽出される。また、再生層の面内磁化１５２によりその直下に位置する記録層の磁化状態の影響を受けることもない。また、再生層の飽和磁化は、図１０に示したように記録層の飽和磁化よりも大きく、しかも温度が高くなるに従って大きくなっているので、上述のように再生用レーザー光を照射して磁気記録媒体を加熱することにより再生用ＭＲヘッド１２３は再生層から大きな漏洩磁界を検出することができる。以上が磁気記録媒体４００の再生の原理である。
【００６８】
実施例４
図１６に、上記実施例１〜３とは異なる本発明の磁気記録媒体の具体例の概略断面図を示す。磁気記録媒体５００は、基板１上に記録保持層３、記録制御層４、記録層５、マスク層５２、磁気転写層５４、保護層６及び潤滑層７を順次積層してなる。
【００６９】
記録保持層３は、垂直磁気異方性を示す反強磁性膜ＮｉＯを用いて構成され、キュリー温度Ｔｃ３が４５０℃になるようにその組成を調整した。記録制御層４は、垂直磁気異方性を示す磁性膜ＤｙＦｅＣｏを用いて構成され、キュリー温度Ｔｃ２が２００℃になるようにその組成を調整した。組成を調整したＤｙＦｅＣｏは、室温からキュリー温度にかけて希土類優勢（ＲＥ−ｒｉｃｈ）の極性を示す。
【００７０】
マスク層５２は、非晶質フェリ磁性膜ＧｄＦｅＣｏを用いて構成され、そのキュリー温度Ｔｃ４は３００℃で、且つ室温から１５０℃までは面内磁化を示し、且つ１５０℃以上で垂直磁化を示すように組成を調整した。安定な磁化方向が面内から垂直へ変化する臨界温度を垂直化温度と呼び、Ｔｃｒ４で表す。磁気転写層５４は、非晶質フェリ磁性膜ＧｄＦｅＣｏを用いて構成され、そのキュリー温度Ｔｃ５は３００℃で、室温から１１０℃までは垂直磁化を示し、１１０℃から１５０℃までは面内磁化を示し、１５０℃から３００℃までは垂直磁化を示すように組成を調整した。ここで、安定な磁化方向が垂直から面内へ変化する臨界温度（１１０℃）を面内化温度と呼び、Ｔｃｒ'５で表す。また、磁気転写層５４の磁性材料は、高温になると面内方向の交換結合力が強まる性質を有する。
【００７１】
記録層５、保護層６及び潤滑層７を構成する材料については実施例１で製造した磁気記録媒体と同様の材料を用いた。これら記録保持層３、記録制御層４、記録層５、マスク層５２、磁気転写層５４及び保護層６は、それぞれスパッタリングにより順次成膜され、各層の膜厚は順に、５０ｎｍ、１０ｎｍ、１００ｎｍ、５ｎｍ、１５ｎｍ、１０ｎｍであった。次いで、潤滑層７を、スピンコーティングにより膜厚２ｎｍで保護層６上に形成した。こうして図１６に示す構造を有する磁気記録媒体５００を製造した。
【００７２】
情報の記録及び再生
上記磁気記録媒体５００は、垂直磁化を検出する再生用ＭＲヘッド１２３の代わりに面内磁化を検出する再生用ＭＲヘッド１２３’を用いた以外は、実施例３と同様の記録再生用ヘッドを用いて記録及び再生を行なうことができる。記録及び再生は、磁気記録媒体５００を評価装置（ドライブ）に装填して、記録再生用ヘッド２１０を磁気記録媒体５００の潤滑剤層側（基板と反対側）に配置して行う。
【００７３】
ここで、上記磁気記録媒体５００の記録及び再生原理について図１７〜図１９を参照しながら説明する。図１７（ａ）に、磁気記録媒体５００の所定の領域に、レーザー光を基板１と反対側（図中、上側）から集光させて照射した様子を示す。磁気記録媒体５００は所定の線速で回転しており、図１７（ａ）の左方向に磁気記録媒体が移動するものとする。レーザー光のパワーは、図１７（ａ）の温度分布のグラフに示したように、光スポット４１で照射された領域の最高温度Ｔｍａｘ（ガウス分布を示す温度の最大値）が、記録保持層３のキュリー温度Ｔｃ３（４５０℃）以下で、且つ光スポット４１で照射された領域の一部の温度が記録層５のキュリー温度Ｔｃ（３００℃）以上になるように調整しておく。レーザー光を磁気記録媒体５００に照射すると同時に、記録用磁気ヘッド１２２（単磁極ヘッド）を用いて磁気記録媒体５００の表面に対して垂直上向きに外部磁界Ｈｅｘを印加する。
【００７４】
図１７（ａ）において、磁気記録媒体５００が光スポット４１に対して左側に移動すると、光スポット４１の照射により加熱された領域４５（高温領域）は光スポット４１から外れて冷却される。図１７（ｂ）に、高温領域４５の冷却過程において各磁性層の磁化が変化する様子を示す。図１７（ｂ）において、高温領域４５の温度をＴで表したとき、（１）Ｔｃ４＜Ｔ＜Ｔｃになると記録層の磁化が外部磁界Ｈｅｘの向き（図中、上向き）にＴＭ−ｒｉｃｈで出現する。（２）Ｔｃ２＜Ｔ＜Ｔｃ４になるとマスク層および磁気転写層の磁化が記録層の磁化との交換結合によりＲＥ−ｒｉｃｈで図中下向き（ただし、図１７（ｂ）には、遷移金属の副格子磁化（上向き）として表す）で出現する。（３）Ｔｃｒ４＜Ｔ＜Ｔｃ２になると記録制御層の磁化が交換結合により記録層の磁化と同じ向きに出現し、同時に記録保持層の磁化との交換結合で記録層の磁化状態がしっかりと固定される。（４）Ｔｃｒ'５＜Ｔ＜Ｔｃｒ４で、マスク層２４ａの磁化が垂直方向から面内方向へ向く。（５）室温＜Ｔ＜Ｔｃｒ'５で、磁気転写層２４ｂの磁化が面内方向から垂直方向へ向く。こうして情報が記録層に記録される。以上が、磁気記録媒体５００の記録の原理である。
【００７５】
つぎに上述の記録原理により記録された情報の再生原理について説明する。まず、図１８に示したように、再生しようとする記録層の記録磁区が下向きに形成されている場合について説明する。磁気記録媒体５００を所定の線速で回転させながらレーザーパワーの低い再生用のレーザー光を照射して磁気記録媒体５００を加熱する。再生用レーザー光を磁気記録媒体５００に照射することにより、磁気記録媒体の表面は図１８の下方に示したような温度分布で加熱される。このとき、マスク層５２の垂直化温度Ｔｃｒ４（１５０℃）以上の温度領域の磁化１８０だけが面内方向から垂直方向へ変化する。記録層に下向きの磁化１８１が形成されている場合、マスク層５２の磁化１８０は、マスク層５２の直下に位置する記録層の下向きの磁化１８１と交換結合して記録層の磁化状態を反映した方向、すなわち図１８中、下方向に向く。
【００７６】
磁気転写層５４の１５０℃以上の温度領域の磁化１８２は、面内方向から垂直方向に変化し、マスク層５２の磁化１８０と交換結合して記録層５の磁化状態を反映した方向、すなわち図１８の下方向に向く。磁気転写層５４の面内化温度Ｔｃｒ'５（１１０℃）以上１５０℃未満の温度領域の磁化１８３は、垂直方向から面内方向に変化する。このとき、磁気転写層５４の磁化１８３は、記録層５の磁化１８１及び記録制御層の磁化１８４からの磁界により、図１８に示すように右斜め下向きの磁化となる。この磁気転写層５４の右斜め下向きの磁化の面内成分を面内磁化検出用のＭＲヘッド１２３’により検出する。このように記録層の下向きの磁化を、磁気転写層に転写させると共に、磁気転写層の面内化温度Ｔｃｒ'５（１１０℃）以上の温度領域程度にまで拡大させて情報を再生する。
【００７７】
以上が、再生しようとする記録磁区が下向きである場合についての再生原理である。つぎに、記録磁区が上向きの場合について図１９を用いて説明する。上記と同様に、再生用レーザー光を磁気記録媒体５００に照射すると、磁気記録媒体の表面は図１９の下方に示したような温度分布で加熱される。このとき、マスク層５２の垂直化温度Ｔｃｒ４（１５０℃）以上の温度領域の磁化１９０だけが面内方向から垂直方向へ変化し、マスク層５２の直下に位置する記録層の上向きの磁化１９１と交換結合して記録層の磁化状態を反映した方向、すなわち図１９中、上方向に向く。
【００７８】
そして、磁気転写層５４の１５０℃以上の温度領域の磁化１９２は、面内方向から垂直方向に変化し、マスク層５２の磁化１９０と交換結合して記録層５の磁化状態を反映した方向、すなわち図１８の上方向に向く。磁気転写層５４の面内化温度Ｔｃｒ’５（１１０℃）以上１５０℃未満の温度領域の磁化１９３は、垂直方向から面内方向に変化し、記録層５の磁化１９１及び記録制御層の磁化１９４からの磁界により、図１９に示すように左斜め上向きの磁化となる。この磁気転写層５４の左斜め上向きの磁化の面内成分を面内磁化検出用のＭＲヘッド１２３’により検出する。こうして、記録層に形成された上向きと下向きの磁化をそれぞれ区別して再生する。以上が、磁気記録媒体５００の再生の原理である。
【００７９】
以上説明してきたように、本実施例においては、記録層５の記録磁区を独立にマスク層５２を介して磁気転写層５４に拡大して転写し、拡大して転写された磁気転写層５４からの再生信号を検出するので、記録層５から検出される再生信号よりも大きな振幅の再生信号を得ることができる。さらに、安価な面内磁化検出用のＭＲヘッドを用いて情報を再生することが可能なため、ドライブ製造のコスト低減が可能となる。
【００８０】
実施例５
つぎに、磁気抵抗素子の代わりに誘導型磁気ヘッドを用いて情報を再生する実施例について説明する。
【００８１】
本実施例では、光磁気記録媒体として、ＤＷＤＤ（Domain Wall Displacement Detection；磁壁移動検出方式）に従う光磁気記録媒体（以下ＤＷＤＤ媒体と称する）を使用する。図２１に、ＤＷＤＤに従う光磁気記録媒体２３０の断面構造を示す。ＤＷＤＤ媒体２３０は、図２１に示したように、基板２３１上に、保護層２３２、メモリ層（記録層）２３３、スイッチング層２３４、移動層（再生層）２３５、保護層２３６及び潤滑剤層２３７を順次積層した構造を有する。
【００８２】
基板２３１は、射出成形法により製造されるポリカーボネート基板であり、０．６μｍ幅のランド及びグルーブを有するランド・グルーブ型基板である。基板２３１上に設けられた保護層２３２は、ＳｉＮから構成され、６０ｎｍの膜厚を有する。メモリ層２３３は情報が記録される層であり、ＴｂＦｅＣｏＣｒから構成され、８０ｎｍの膜厚を有する。メモリ層２３３は、補償温度が約８０℃、キュリー温度が約２３０℃となるようにＴｂＦｅＣｏＣｒの組成を調整した。
【００８３】
スイッチング層２３４はＴｂＦｅＣｒから構成され、その組成は、補償温度が約５０℃、キュリー温度が約１１０℃になるように調整されている。スイッチング層２３４の膜厚は１０ｎｍである。移動層２３５はＧｄＦｅＣｒから構成され、その組成は、補償温度が室温以下、キュリー温度が約２４０℃になるように調整されている。移動層２３５の膜厚は３０ｎｍである。保護層２３６は、ＳｉＮから構成され、５０ｎｍの膜厚を有する。これらの層２３２〜２３６は、スパッタ装置を用いて順次成膜される。保護層２３６上に形成される潤滑剤層２３７は、ホンブリン系の潤滑剤であり、膜厚２ｎｍでスピンコート法により塗布される。
【００８４】
ここで、ＤＷＤＤ媒体の従来の再生方法における原理について簡単に説明する。再生原理の詳細については、例えば、「Proceedings of Magneto-Optical Recording International Symposium '97, J.Magn.Soc.Jpn., Vol.22 Supplement No.S2(1998), PP.47-50」に記載されているので、これを参照することができる。
【００８５】
図２２に示すように、ＤＷＤＤ媒体にレーザー光２４１を照射すると、レーザー光２４１の温度分布に従ってＤＷＤＤ媒体が加熱される。スイッチング層２３４のキュリー温度Ｔｓ以上に加熱された領域２４２では磁化が消失し、その上下にそれぞれ位置する移動層２３５とメモリ層２３３との交換結合が解ける。このスイッチング層２３４の磁化が消失した領域２４２を、以下の説明では結合切断領域と称する。ＤＷＤＤ媒体を光スポットで走査すると、磁壁２４３（上向き磁区と下向き磁区との境界部分）が結合切断領域２４２の前方境界部２４５に進入する。一般に、磁壁に加わる力は磁壁エネルギー密度に依存し、磁壁エネルギー密度は温度の関数であるため、磁壁に加わる力は磁壁周辺の温度勾配により発生する。それゆえ、磁壁２４３には、図２２の下方のグラフに示すように、右方向をプラス方向としてトラック方向における低温側から高温側に向かって力Ｆ（ｘ）が発生している。したがって、交換結合力によるトラック方向への束縛を失った移動層２３５の磁壁２４３は、力Ｆ（ｘ）により光スポット内の温度分布のピーク温度の位置２４６まで移動する。磁壁２４３の移動速度は、媒体の移動速度に比べて速いので、結合切断領域２４２の上層の移動層２３５の磁区はトラック方向に拡大する。これにより、移動層２３５から磁気光学効果（カー効果）で読み出される再生信号振幅は、メモリ層２３３に記録されている磁区を直接読み出した場合の再生信号振幅よりも大きくなる。すなわち、メモリ層２３３に記録されている磁区が微小であっても、それを増幅した再生信号で再生することができる。
【００８６】
ＤＷＤＤ媒体に記録されている孤立磁区を従来の光磁気再生したとき、その再生波形は図２３に示したように２つの再生波形が観測される。そのメカニズムについて図２３及び図２４を参照しながら説明する。なお、図２３に示した（１）〜（４）の番号は、図２４の（１）〜（４）にそれぞれ対応している。以下、（１）〜（４）の様子について簡単に説明する。（１）移動層２３５の孤立磁区（上向き磁区とする）２５１の左側の磁壁２５２が、結合切断領域２４２の前方境界部２４５の位置に進入すると、上述の原理に従って、移動層２３５内において磁壁２５２が図中左向きにピーク温度の位置に向かって移動する。（２）ＤＷＤＤ媒体が光スポットに対して移動して、メモリ層２３３の孤立磁区２５３の右側の磁壁２５３ａが結合切断領域の前方境界部２４５の位置に進入したとき、移動層２３５内において磁壁２５２が図中左向きに温度分布のピーク温度の位置に移動する。（３）ＤＷＤＤ媒体が光スポットに対して更に移動すると、メモリ層２３３の孤立磁区２５３の左側の磁壁２５３ｂが結合切断領域の後方境界部２４７を通過する。通過した部分のメモリ層２３３の孤立磁区２５３は、結合切断領域の左側の領域で移動層２３５に交換結合により転写される。移動層２３５の、後方境界部２４７の右側に位置する磁壁２５４は、右向きにピーク温度の位置に向かって移動する。（４）更に、ＤＷＤＤ媒体が光スポットに対して移動すると、メモリ層２３３の孤立磁区２５３の右側の磁壁２５３ａが結合切断領域の後方境界部２４７を通過し、通過した部分のメモリ層２３３の下向き磁区（スペース）２５５が結合切断領域の左側で交換結合により移動層２３５に転写される。そして、後方境界部２４７での移動層２３５内の磁壁２５６が右向きにピーク温度に向かって移動する。これは、読み出すべき一個の孤立磁区に対して２つの再生信号が観測されることを示している。図２３において、（１）及び（２）の再生信号は読み出されるべき再生信号であり、（３）及び（４）の再生信号は、意図しない再生信号である。この（３）及び（４）の再生信号はゴースト信号と呼ばれる。このように、一個の孤立磁区から２つの再生信号が観測されることは好ましくない。更なる高密度化のために磁区の間隔が狭まってくると、それら再生信号を個別に区別することが困難となるからである。本実施例では、かかる問題を、後述するような誘導型磁気ヘッドを用いて再生することによって有効に防止することができた。以下に、誘導型磁気ヘッドを用いてＤＷＤＤ媒体に記録されている情報を再生する例について説明する。
【００８７】
図２５に、誘導型磁気ヘッドを用いてＤＷＤＤ媒体を再生する様子の概念図を示す。図に示すように、ＤＷＤＤ媒体２３０の基板２３１側にレーザー光が入射するように光学系が配置されるとともに、誘導型磁気ヘッド２６０が、媒体２３０を介して光学系と対向する位置に配置される。光学系は、波長λ＝６８０ｎｍのレーザー光を出射するレーザー光源（図示しない）と、開口数ＮＡ＝０．５５の対物レンズを備える。フォーカシング及びトラッキングサーボは、かかるレーザー光を媒体に照射して媒体からの反射光を検出することで行うことができる。
【００８８】
誘導型磁気ヘッド２６０は、コア２６１（磁芯）とコイル２６２とを備える単磁極の接触型の磁気ヘッドである。コア２６１は、例えばパーマロイを用いて構成することができる。コア２６１の媒体と接触する部分は、トラック幅方向の寸法が約１．０μｍ、トラック方向の長さ（以下、ヘッド長と称する）が約０．５μｍになるように加工されている。コイル２６２の巻数は１００である。誘導型磁気ヘッド２６０は、情報記録時に、記録磁界を発生させてメモリ層に記録磁区を記録することができる。また情報再生時には、電磁誘導による起電力を利用して、記録磁区からの漏れ磁界の変化を電気信号に変えて情報を再生することができる。
【００８９】
誘導型磁気ヘッド２６０の再生出力ｅは、コイルの巻数をＮ、磁束をΦ、時間をｔとすると、
ｅ＝−N(dΦ/dt)
で表される。この式を更に変更すると、
ｅ＝−N(dΦ(x)/dx)(dx/dt)=N(dΦ/dx)v    ・・・（１）    
となる。ｖは、誘導型磁気ヘッドに対する媒体の相対移動速度（線速）である。
【００９０】
本実施例では、ＤＷＤＤ媒体２３０のランドに情報を記録するものとし、情報を記録する際には、メモリ層に磁壁の閉じていない（unclosed domain wall）記録磁区を形成するために、グルーブのメモリ層をアニールすることによってグルーブのメモリ層の磁性を劣化させた。アニール条件は、線速ｖ＝１．５ｍ／ｓ、アニールレーザーパワーＰａ＝１０．０ｍＷとした。図２６の中段に、ＤＷＤＤ媒体に連続磁区が形成されている場合における、誘導型磁気ヘッドのコイルと鎖交する磁束Φのトラック方向の分布を示す。かかる連続磁区を再生したときの再生信号出力は、上記式（１）に従って、図の下方に示す波形と同様な波形になる。
【００９１】
つぎに、ＤＷＤＤ媒体２３０に０．８μｍの連続磁区を磁界変調方式により記録した。記録条件は、線速ｖ＝１．５ｍ／ｓ、記録パワーＰｗ＝３．０ｍＷ、記録磁界Ｈｗ＝±４００Ｏｅとした。かかる記録磁区を、レーザー光を照射しつつ誘導型磁気ヘッドを用いて再生した。図２７に再生出力（Δｘ＝０．２μｍ）を示す。図２７において、実線は再生レーザーパワーＰｒ＝１．０ｍＷにて通常再生したときの再生出力を示し、点線は再生レーザーパワーＰｒ＝１．７ｍＷにてＤＷＤＤ再生したときの再生出力である。ここで、通常再生とは、スイッチング層の温度がそのキュリー温度以下であるために結合切断領域が形成されずにメモリ層の磁区が交換結合によりスイッチング層を介して移動層に転写されて、移動層では磁壁移動が発生することなく情報が再生される方法であり、ＤＷＤＤ再生とは、スイッチング層に結合切断領域が形成され、前述のように移動層において磁気移動が発生することによって情報が再生される再生方法である。
【００９２】
通常再生では、上記式（１）の”ｖ”は線速１．５ｍ／ｓに相当する。一方、ＤＷＤＤ再生では、”ｖ”すなわち磁壁移動速度がその数十倍以上になる。それゆえ、図２７に示したように、ＤＷＤＤ再生は、通常再生に比べて再生出力が大きくなり、再生信号波形の半値幅は小さくなる。これは、トラック方向の分解能の観点から考えると、誘導型磁気ヘッドによるＤＷＤＤ再生は、高密度記録された情報を再生する方法として極めて有効であることを示している。
【００９３】
つぎに、光スポット中心に対する誘導型磁気ヘッドのコア中心の相対位置（Δｘ）を変更することによって再生信号が変化する様子を調べた。図２８に、０．８μｍの孤立磁区をＤＷＤＤ再生したときの再生出力のΔｘ依存性を示す。図に示すように、光スポットの中心からΔｘだけずれた位置に誘導型磁気ヘッドのコアの中心が位置するように配置させて再生信号を観測した。ここで、図中右側をプラスとし、左側をマイナスとする。Δｘ＝−０．２μｍのとき、すなわちコア中心が光スポットの中心よりも左側（媒体移動方向において後方側）にあるとき、ゴースト信号が観測された。一方、Δｘが大きく、すなわちコア中心が光スポット中心よりも右側（媒体移動方向において前方側）になるとゴースト信号の振幅が小さくなり、やがて消失しているのがわかる。これは、図２２において、磁気ヘッドのコア中心が結合切断領域の前方境界部とピーク温度位置との間にあればゴースト信号を抑制することができることを意味する。
【００９４】
ＤＷＤＤ再生においては、レーザー光を照射することによって生じる温度分布において、ピーク温度となる位置に向かって移動層で磁壁移動が起こる。Δｘ＝−０．２μｍ〜０．１μｍのときに、誘導型磁気ヘッドのコアの直下にピークとなる温度が位置するためゴースト信号が観測されたものと考えられる。一方、Δｘ≧０．２μｍではピーク温度位置がコアの外側に外れるため、ゴースト信号が観測されないと考えることができる。
【００９５】
このように、ＤＷＤＤ媒体を、誘導型磁気ヘッドを用いて再生（ＤＷＤＤ再生）することで通常再生よりも大きな再生出力を得ることができ、更に高密度記録に伴う分解能の低下を抑制することができた。また、誘導型磁気ヘッドのコアのヘッド長を光スポット径の半分程度にするとともに、コアの位置を光スポット中心よりも媒体進行方向の前方側（図２８において右側）に配置させることによりゴースト信号を抑制することができた。
【００９６】
以上、本発明について図面を用いて具体的に説明したが、本発明は上記実施例１〜５に限定されるものではなく、当業者が考え得る変更及び改良を含むことはいうまでもない。例えば、上記実施例１及び２における基板１と記録補助層２との間や上記実施例３及び４における基板１と記録保持層３との間に磁気異方性を制御するための下地層を設けてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００９７】
本発明の磁気記録媒体は、垂直磁化を有するフェリ磁性材料を用いて記録層が構成されており、媒体の所定の領域に熱を加えつつ記録磁界を印加することによって超高密度に情報を記録することができる。また、記録層は室温において５ｋＯｅ以上の大きな保磁力を有しているので、記録層に微小な記録マークを形成しても熱磁気緩和現象により記録マークが消滅することが防止または抑制される。
【００９８】
また、本発明の磁気記録媒体の記録方法によれば、垂直磁化を有する記録層を備えた磁気記録媒体に熱を加えつつ、記録方向と垂直な方向における磁極の幅が１μｍ以下である磁気ヘッドを用いて、高密度に記録を行うことができるので上記本発明の磁気記録媒体の記録方法として極めて好適である。
【００９９】
また、本発明の磁気記録媒体の再生方法によれば、磁気記録媒体に熱を加えつつ、磁気記録媒体に垂直磁気記録された情報を、磁気抵抗素子やスピンバルブ膜を有する磁気素子、誘導型磁気素子を用いて再生することができるので、上記本発明の磁気記録媒体の再生方法として好適である。
【０１００】
また、本発明の記録再生用ヘッドは、磁気記録媒体を加熱するための熱源と、エアスライダーに搭載された磁界発生源及び磁気素子を備えており、熱源を用いて磁気記録媒体を加熱しつつ、エアスライダーに搭載された磁界発生源を用いて情報を高密度に記録することができる。磁気素子には、例えば磁気抵抗素子やスピンバルブ膜を備える磁気素子、誘導型磁気素子を使用できる。また、高密度に記録された情報を、これらの磁気素子を用いて再生することができるので、上記本発明の磁気記録媒体の記録再生用ヘッドとして好適である。
【０１０１】
また、本発明の情報記録媒体の記録方法によれば、垂直磁化を有する記録層を備えた情報記録媒体に光スポットを投射しつつ、光スポットの内側の領域に光スポットよりも小さい記録マークを形成することができるので、超高密度の情報記録媒体の記録方法として極めて好適である。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】本発明に従う磁気記録媒体の一具体例の概略断面図である。
【図２】本発明に従う記録再生用ヘッドの一具体例の概略断面図である。
【図３】本発明に従う磁気記録媒体の記録層の保磁力の温度特性を示す図である。
【図４】図４（ａ）は、磁気記録媒体の記録再生実験の概要を示す図であり、図４（ｂ）は、磁気記録媒体及び記録再生用ヘッドの配置の断面図である。
【図５】図１に示した磁気記録媒体の記録原理について説明する図である。
【図６】本発明に従う磁気記録媒体のＳ／Ｎ比の環境耐久性について示したグラフである。
【図７】本発明に従う磁気記録媒体と従来の磁気記録媒体とのＳ／Ｎ比の環境耐久性を比較したグラフである。
【図８】磁気記録媒体の記録マーク長に対する再生出力の変化の様子を示すグラフである。
【図９】実施例２で製造した本発明に従う磁気記録媒体の概略断面図である。
【図１０】図９に示す磁気記録媒体の再生層及び記録層の飽和磁化の温度特性を示すグラフである。
【図１１】図９に示す磁気記録媒体の記録原理について説明する図である。
【図１２】実施例３で製造した本発明に従う磁気記録媒体の概略断面図である。
【図１３】実施例３で用いた本発明に従う記録再生用ヘッドの概略断面図である。
【図１４】図１２に示す磁気記録媒体の記録原理について説明する図である。
【図１５】図１２に示す磁気記録媒体の再生原理について説明する図である。
【図１６】実施例４で製造した本発明に従う磁気記録媒体の概略断面図である。
【図１７】図１６に示す磁気記録媒体の記録原理について説明する図である。
【図１８】図１６に示す磁気記録媒体の記録層に下向きの記録磁区が形成されている場合の再生原理について説明する図である。
【図１９】図１６に示す磁気記録媒体の記録層に上向きの記録磁区が形成されている場合の再生原理について説明する図である。
【図２０】単磁極ヘッドの断面構造を模式的に示す図である。
【図２１】実施例５で製造したＤＷＤＤに従う光磁気記録媒体の概略断面図である。
【図２２】ＤＷＤＤ媒体の従来の再生方法における基本原理を説明するための図である。
【図２３】孤立磁区を従来の光磁気再生したときの再生波形であり、２つの再生波形が観測された様子を示す。
【図２４】図２３に示した再生波形の（１）〜（４）の様子について説明するための図である。
【図２５】誘導型磁気ヘッドを用いてＤＷＤＤ媒体を再生する様子の概念図である。
【図２６】ＤＷＤＤ媒体に連続磁区が形成されている場合に、誘導型磁気ヘッドのコイルと鎖交する磁束Φのトラック方向の分布と再生信号出力を示す図である。
【図２７】連続磁区を通常再生したときの再生出力と、ＤＷＤＤ再生したときの再生出力を示す図である。
【図２８】光スポット中心に対する誘導型磁気ヘッドのコア中心の相対位置（Δｘ）を変更することによって再生信号が変化する様子を示す図である。
【符号の説明】
【０１０３】
１  基板
２  記録補助層
３  記録保持層
４  記録制御層
５  記録層
５０  再生層
５２  マスク層
５４  磁気転写層
２０、１２０  ヘッド本体部
２２、１２２  記録用磁気ヘッド
２３、１２３  再生用ＭＲヘッド
２７、１２７  レーザー光源
３１  熱源
１００、３００、４００、５００  磁気記録媒体
２００、２１０  記録再生用ヘッド
【図１】
2006172715.tif 000003
【図２】
2006172715.tif 000004
【図３】
2006172715.tif 000005
【図４】
2006172715.tif 000006
【図５】
2006172715.tif 000007
【図６】
2006172715.tif 000008
【図７】
2006172715.tif 000009
【図８】
2006172715.tif 000010
【図９】
2006172715.tif 000011
【図１０】
2006172715.tif 000012
【図１１】
2006172715.tif 000013
【図１２】
2006172715.tif 000014
【図１３】
2006172715.tif 000015
【図１４】
2006172715.tif 000016
【図１５】
2006172715.tif 000017
【図１６】
2006172715.tif 000018
【図１７】
2006172715.tif 000019
【図１８】
2006172715.tif 000020
【図１９】
2006172715.tif 000021
【図２０】
2006172715.tif 000022
【図２１】
2006172715.tif 000023
【図２２】
2006172715.tif 000024
【図２３】
2006172715.tif 000025
【図２４】
2006172715.tif 000026
【図２５】
2006172715.tif 000027
【図２６】
2006172715.tif 000028
【図２７】
2006172715.tif 000029
【図２８】
2006172715.tif 000030
【手続補正書】
【提出日】平成18年3月23日(2006.3.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気記録媒体の記録及び／または再生用のヘッドにおいて、
磁気記録媒体に記録磁界を印加するための磁界発生源と；
磁気記録媒体の磁化情報を読み出すための磁気素子であって、磁気抵抗素子、スピンバルブ膜を備える磁気素子及び誘導型磁気素子からなる群から選ばれた一種の磁気素子と；
前記磁界発生源及び磁気素子を搭載するエアスライダーと；
磁気記録媒体を加熱するための熱源と；を備えることを特徴とする記録及び／または再生用ヘッド。
【請求項２】
前記熱源がレーザー光源であり、レーザー光源から射出するレーザー光により磁気記録媒体が加熱されることを特徴とする請求項１に記載の記録及び／または再生用ヘッド。
【請求項３】
前記エアスライダーが、熱伝導率の異なる複数の材料により構成されることを特徴とする請求項１または２に記載の記録及び／または再生用ヘッド。
【請求項４】
前記磁界発生源と磁気素子との間を、前記熱伝導率の異なる複数の材料のうち、熱伝導率の低い材料により構成したことを特徴とする請求項３に記載の記録及び／または再生用ヘッド。
【請求項５】
前記磁界発生源と磁気素子との間を、前記熱伝導率の異なる複数の材料のうち、熱伝導率の高い材料を用いて構成したことを特徴とする請求項３に記載の記録及び／または再生用ヘッド。
【請求項６】
前記磁界発生源、磁気素子及び熱源が、共に磁気記録媒体の一方の表面側に配置されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の記録及び／または再生用ヘッド。
【請求項７】
前記磁界発生源及び磁気素子と、熱源とが、磁気記録媒体を介して対向して配置されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の記録及び／または再生用ヘッド。
【請求項８】
磁気記録媒体をヘッドに対して移動させながら記録または再生を行うときに、磁気記録媒体の移動方向の前方側に熱源が、後方側に磁気素子がそれぞれヘッド内で配置されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の記録及び／または再生用ヘッド。
【請求項９】
前記磁気素子が誘導型磁気素子であり、磁気記録媒体をヘッドに対して移動させながら記録または再生を行うときに、磁気記録媒体の移動方向前方側に磁気素子が、後方側に熱源がそれぞれヘッド内で配置されていることを特徴とする請求項１に記載の記録及び／または再生用ヘッド。
【請求項１０】
磁気記録媒体が、熱源からの熱によって形成された熱分布に従って磁区の磁壁が膜面内方向に移動する磁気特性を有する磁性層を少なくとも備える記録媒体であることを特徴とする請求項９に記載の記録及び／または再生用ヘッド。
【請求項１１】
前記磁界発生源が、単磁極ヘッドにより構成されることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の記録及び／または再生用ヘッド。
【請求項１２】
前記単磁極ヘッドの少なくとも一部が、２．０Ｔ以上の飽和磁束密度を有する材料により構成されることを特徴とする請求項１１に記載の記録及び／または再生用ヘッド。
【請求項１３】
前記単磁極ヘッドの磁界発生部が、２．０Ｔ以上の飽和磁束密度を有する材料により構成されることを特徴とする請求項１２に記載の記録及び／または再生用ヘッド。
【請求項１４】
２．０Ｔ以上の飽和磁束密度を有する材料は、ＣｏＮｉＦｅまたはそれを含む合金であることを特徴とする請求項１２または１３に記載の記録及び／または再生用ヘッド。
【請求項１５】
前記磁気記録媒体が複数のトラックを有し、
前記単磁極ヘッドがコイルを芯に巻き付けて構成され、トラック幅方向における芯の先端部の幅が１μｍ以下であることを特徴とする請求項１１〜１４のいずれか一項に記載の記録及び／または再生用ヘッド。
【請求項１６】
前記情報記録媒体が、基板上に記録層を有し、
記録層は、垂直磁化を有するフェリ磁性材料を用いて構成され、磁気記録媒体の所定の領域を加熱しつつ記録磁界を印加することによって記録層の記録磁区が反転されて情報が記録され、記録層の記録磁区からの磁界を検出することによって情報が再生される磁気記録媒体であることを特徴とする請求項１に記載の記録及び／または再生用ヘッド。