(57)【要約】【課題】近接場光を照射して磁気記録媒体を加熱する場合に生じる温度の勾配に対応し、かつ磁気信号の熱安定性を確保する。【解決手段】近接場光を用いて磁気記録媒体を局所加熱しながら外部磁界を印加することによって情報を記録する熱アシスト磁気記録装置において、磁気記録媒体の磁気記録層は、磁気記録媒体の表面側に位置する第１の強磁性体層２５０と、磁気記録媒体の基板側に位置する第２の強磁性体層２４０を積層して構成し、第１の強磁性体層は第２の強磁性体層よりも異方性磁界が高く、かつ第２の強磁性体層は第１の強磁性体層よりもキュリー点が高くなるように構成する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
近接場光を用いて磁気記録媒体を局所加熱しながら外部磁界を印加することによって情報を記録する熱アシスト磁気記録装置であって、
該磁気記録媒体の磁気記録層は、該磁気記録媒体の表面側に位置する第１の強磁性体層と、該磁気記録媒体の基板側に位置する第２の強磁性体層を積層して構成し、
該第１の強磁性体層は該第２の強磁性体層よりも異方性磁界が高く、かつ該第２の強磁性体層は該第１の強磁性体層よりもキュリー点が高くなるように構成したことを特徴とする磁気記録装置。
【請求項２】
請求項１に記載の磁気記録装置であって、前記第１の強磁性体層は、Ｃｏ、Ｎｉ、及びＰｔからなる合金を含むことを特徴とする磁気記録装置。
【請求項３】
請求項２に記載の磁気記録装置であって、前記Ｃｏ、Ｎｉ、及びＰｔからなる合金はＬ１１型規則合金相を含むことを特徴とする磁気記録装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかの項に記載の磁気記録装置であって、前記第１の強磁性体層のキュリー点は２００℃以上４００℃以下であることを特徴とする磁気記録装置。
【請求項５】
請求項２乃至４のいずれかの項に記載の磁気記録装置であって、前記第２の強磁性体層は、少なくともＣｏとＣｒとＰｔとを含む六方最密構造の合金を含むことを特徴とする磁気記録装置。
【請求項６】
請求項２乃至４のいずれかの項に記載の磁気記録装置であって、前記第２の強磁性体層は、Ｆｅ、Ｃｏ、及びＮｉからなる群から選択される少なくとも１種の元素を含む厚さ２ｎｍ以下の層とＰｔ及びＰｄからなる群から選択される少なくとも１種の元素を含む厚さ２ｎｍ以下の層とを交互に積層させた人工格子構造を有することを特徴とする磁気記録装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかの項に記載の磁気記録装置であって、前記第２の強磁性体層は、強磁性体結晶粒子と非磁性体からなる結晶粒界とで構成される微細構造を持つことを特徴とする磁気記録装置。
【請求項８】
請求項１乃至６のいずれかの項に記載の磁気記録装置であって、前記磁気記録層において情報の記録される単位領域がダウントラック方向とクロストラック方向の何れか一方あるいは両方の方向に対して磁気的に相互に分離されてい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】
本発明は、近接場光を用いて磁気記録媒体を局所加熱しながら外部磁界を印加することによって磁気情報を記録する熱アシスト磁気記録方式に適合した磁気記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気記録装置の大容量化、即ち磁気記録媒体の高記録密度化は、磁気記録媒体の磁気記録層を構成する強磁性結晶粒子の微細化を追求することにより達成されてきている。しかしながら、強磁性結晶粒子が微細化されると、その強磁性結晶粒子のもつ磁気異方性エネルギー（強磁性結晶粒子の単位体積当たりの磁気異方性エネルギー（磁気異方性定数）と強磁性結晶粒子の体積との積）が原子の熱振動エネルギー（ボルツマン定数と絶対温度との積）に対して相対的に小さくなり、記録磁化を安定に保持することができなくなる。これは、磁化の熱揺らぎと呼ばれる現象であり、記録密度の物理限界を決める主要因である。
【０００３】
磁化の熱揺らぎを抑制するには、磁気記録層が本質的に高い磁気異方性定数をもつ材料からなることが不可欠である。磁気記録層の材料には、主としてＣｏ−Ｃｒ系合金のものが長らく用いられてきた（特許文献１）。しかしながら、Ｃｏ−Ｃｒ系合金のもつ磁気異方性定数では、１Ｔｂｉｔ／ｉｎｃｈ２を超える記録密度には対応できないといわれている。従って、磁気記録媒体の高記録密度化の要求に対応するためには、Ｃｏ−Ｃｒ系合金より高い磁気異方性定数をもつ材料を用いることが必要である。
【０００４】
この問題を解決するために、遷移金属元素（Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、等）と貴金属元素（Ｐｔ、Ｐｄ、等）とからなる合金であって、元素組成の異なる原子層が交互に規則配列した構造を有する規則合金が新たな磁気記録層材料として提案されている（特許文献２、特許文献３、特許文献４）。このような合金は、非常に高い磁気異方性定数をもつため、高記録密度の磁気記録媒体の磁気記録層の材料として適している。
【０００５】
一方、磁気記録層の磁化を反転させるために必要な磁界（反転磁界）の大きさは磁気異方性定数を飽和磁化で除算して求められる異方性磁界の大きさに強く支配されるので、上記のような非常に高い磁気異方性定数をもつ材料を磁気記録層に用いた場合、従来の磁気ヘッドが発生し得る最大磁界では記録が不可能となる問題が生じてしまう。
【０００６】
この問題を解決するために、近年、磁気記録層に光を照射して磁気記録層を局所的に加熱し、磁気記録層の加熱した部分のみの反転磁界を低下させた状態で外部磁界を印加して磁気信号を記録する技術である熱アシスト磁気記録方式が注目されている。これは、加熱に光を用いることから光アシスト磁気記録、あるいは、磁気と光との融合技術であることからハイブリッド記録等とも呼ばれる。以下、本明細書においては、熱アシスト磁気記録ということにする。
【０００７】
熱アシスト磁気記録方式では、磁気記録層の常温における反転磁界が大きくても、磁気記録層は記録時には局所的に加熱され、局所的に反転磁界が小さくなるため、磁気ヘッドが発生可能な磁界で磁気信号の記録が可能となる。従って、熱アシスト磁気記録方式を用いれば、磁気記録層に磁気異方性定数の高い材料を用いることができ、磁気記録媒体のさらなる高記録密度化の要求に対応することができる。中でも、非伝播光である近接場光を用いて磁気記録層を加熱する方式は、加熱領域の面積を磁気ヘッドによる磁界印加領域の面積より小さくでき、一層の高記録密度化が可能であるため、熱アシスト磁気記録方式として特に好ましい（特許文献５）。
【０００８】
熱アシスト磁気記録方式を用いて磁気記録媒体に磁気信号を記録する場合、磁気記録層は局所的にキュリー点（強磁性体が自発磁化を失い、強磁性的挙動を示さなくなる温度）付近の温度まで昇温されることが必要である。従って、熱アシスト磁気記録方式においては、磁気記録層のキュリー点は極めて重要な物性値であり、適切なキュリー点をもつ材料を磁気記録層に用いる必要がある。
【０００９】
磁気信号の記録時に、磁気記録層をキュリー点付近の温度まで昇温する理由は、熱アシスト磁気記録方式に用いられる磁気記録層が極めて高い磁気異方性定数をもち、温度が１０℃程度降下するだけで異方性磁界は数ｋＯｅも増大してしまうため、キュリー点付近まで加熱されないとその反転磁界が磁気ヘッドの発生可能な磁界強度まで十分低下しないことにある。つまり、磁気信号の記録時には、磁気記録層において磁気信号を記録しようとする局所領域が確実にキュリー点付近の温度まで昇温されなければならない。
【００１０】
熱アシスト磁気記録方式で用いられる磁気記録媒体については、複数の種類の強磁性体からなる層を積層させて磁気記録層を形成することが提案されている。例えば、特許文献６には、Ｆｅ−Ｐｔ合金を主成分とするグラニュラ構造の強磁性層の上部にＦｅ−Ｐｔ合金あるいはＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔ−Ｂ合金からなる強磁性層を形成した積層型の磁気記録層が開示されている。この構成においては、上部の強磁性層の異方性磁界が下部の強磁性層のそれより小さくなるようにそれぞれの材料が選ばれ、異方性磁界の小さい上部の強磁性層が反転磁界を低減させることにより、記録性能の向上に寄与する。
【００１１】
また、特許文献７には、２乃至３種類の強磁性層（主として希土類−遷移金属アモルファス合金）を積層させた磁気記録層が様々提案されている。これらは、高い熱安定性や急峻な磁化転移を実現するために、層間の磁気的交換結合を導入したり遮断したりを温度によって切り替えるための構成である。例えば、その一つの態様では、三種類の強磁性層を積層させた磁気記録層であって、それらの内で中央に位置する強磁性層のキュリー点が最も低いという構成が提案されている。この構成においては、中心に位置する強磁性層のキュリー点以下の温度では、その上下の強磁性層間に交換結合が導入されるために磁化の熱安定性に優れている。また、中心に位置する強磁性層のキュリー点以上の温度では、その上下の強磁性層間の交換結合が遮断され、温度上昇に対して急激に磁化の熱安定性を失うため、記録が容易になるとともに、急峻な磁化転移を実現できる。
【００１２】
このように、熱アシスト磁気記録方式で用いられる磁気記録媒体に関しては、それぞれ異方性磁界やキュリー点の制御された強磁性層を積層させて磁気記録層を形成することにより、その性能を向上させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開昭６０−２１４４１７号公報
【特許文献２】特開２００２−２１６３３０号公報
【特許文献３】特開２００４−２１３８６９号公報
【特許文献４】特開２０１０−３４１８２号公報
【特許文献５】特表２００５−５１５５７８号公報
【特許文献６】特開２００９−１５８０５３号公報
【特許文献７】特開２００２−３５８６１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
近接場光は非伝播光であり、その強度が距離に対して指数関数的に著しく低下するため、近接場光を照射して磁気記録媒体を加熱する場合、近接場光により直接昇温されるのは磁気記録媒体のほぼ表面近傍のみとなる。このとき、近接場光により直接昇温された場所の周囲は、近接場光により直接昇温された場所からの伝熱によってのみ昇温され、必然的に近接場光により直接昇温された場所からの距離が大きくなるほど温度は低くなる。ここで、磁気記録層はある厚みをもっているので、近接場光を照射して加熱する場合には、表面（近接場光が照射される側）に近いほど温度が高く，表面から遠いほど温度が低いという温度の勾配が磁気記録層の厚み方向にわたって生じてしまう。特許文献６や特許文献７に記載の従来の技術では、近接場光を照射して磁気記録媒体を加熱する場合に初めて問題となるこの温度勾配については考慮されていない。
【００１５】
ここで、磁気記録層の表面に近い側の温度がそのキュリー点付近の温度に達するように近接場光の強度を調整すると、磁気記録層の表面から遠い側は、キュリー点付近の温度には達しない。従って、磁気記録層の反転磁界の低減が不十分となるため、磁気信号の記録は行えない。
【００１６】
一方、磁気記録層の表面から遠い側の温度がそのキュリー点付近の温度に達するように近接場光の強度を調整すると、磁気記録層の表面に近い側は、キュリー点より高い温度に達する。すると、磁気信号を記録しようとする磁気記録層の局所領域に隣接する領域が伝熱により加熱され、キュリー点付近の温度に達してしまうため、隣接領域の磁気信号が上書き（いわゆる書き滲み）されたり、隣接領域の磁気信号の熱揺らぎ現象が助長されて磁気信号が消失したりすることが起こる。更に、磁気記録層が著しく高い温度に達すると、磁気記録層の微細構造が不可逆的に変化する等の損傷が生じてしまう。
【００１７】
また、磁気記録層の厚み方向に生じる温度の勾配の影響が問題にならないように磁気記録層の厚みそのものを単純に小さくすることは、磁気記録層の磁気異方性エネルギーを減じ、磁気信号の熱安定性を損なうことと同義であるため、磁気記録媒体の高記録密度化を妨げる要因となり、好ましくない。
【００１８】
本発明は、近接場光を照射して磁気記録媒体を加熱する場合に生じる温度の勾配に対応し、かつ、磁気信号の熱安定性も確保することのできる熱アシスト磁気記録方式の磁気記録装置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】
【００１９】
本発明に係る磁気記録装置は、好ましくは、近接場光を用いて磁気記録媒体を局所加熱しながら外部磁界を印加することによって情報を記録する熱アシスト磁気記録装置であって、該磁気記録媒体の磁気記録層は、該磁気記録媒体の表面側に位置する第１の強磁性体層と、該磁気記録媒体の基板側に位置する第２の強磁性体層を積層して構成し、
該第１の強磁性体層は該第２の強磁性体層よりも異方性磁界が高く、かつ該第２の強磁性体層は該第１の強磁性体層よりもキュリー点が高くなるように構成したことを特徴とする磁気記録装置である。
【００２０】
好ましい例の磁気記録装置において、前記第１の強磁性体層は、Ｃｏ、Ｎｉ、及びＰｔからなる合金を含む。
また、好ましい例の磁気記録装置において、前記Ｃｏ、Ｎｉ、及びＰｔからなる合金はＬ１１型規則合金相を含む。
また、好ましい例の磁気記録装置において、前記第１の強磁性体層のキュリー点は２００℃以上４００℃以下である。
また、好ましい例の磁気記録装置において、前記第２の強磁性体層は、少なくともＣｏとＣｒとＰｔとを含む六方最密構造の合金を含む。
【００２１】
また、好ましい例の磁気記録装置において、前記第２の強磁性体層は、Ｆｅ、Ｃｏ、及びＮｉからなる群から選択される少なくとも１種の元素を含む厚さ２ｎｍ以下の層とＰｔ及びＰｄからなる群から選択される少なくとも１種の元素を含む厚さ２ｎｍ以下の層とを交互に積層させた人工格子構造を有する。
また、好ましい例の磁気記録装置において、前記第２の強磁性体層は、強磁性体結晶粒子と非磁性体からなる結晶粒界とで構成される微細構造を持つ。
また、好ましい例の磁気記録装置において、前記磁気記録層において情報の記録される単位領域がダウントラック方向とクロストラック方向の何れか一方あるいは両方の方向に対して磁気的に相互に分離されている。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、近接場光で磁気記録媒体を加熱することによって生じる厚み方向の温度勾配に対応することができ、磁気記録層の厚み方向全般にわたって効果的に反転磁界を低減させ、かつ磁気信号の熱安定性も確保することができる。これにより、より高い記録密度に対応した磁気記録装置を実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施例における磁気記録装置の構成を示す図。
【図２】本発明の一実施例による磁気記録媒体の積層構造を示す断面図。
【図３】実施例１における、磁気記録媒体の上部磁気記録層ならびに下部磁気記録層の温度と異方性磁界との関係を示す図。
【図４】実施例１における、磁気記録媒体の近接場光照射による加熱後の磁気記録媒体内部の厚み方向の温度分布の一例を示す図。
【図５】実施例１における、磁気記録媒体の近接場光照射による加熱前後での異方性磁界の変化を示す図。
【図６】実施例３における、磁気記録装置のレーザの出力と再生信号強度との関係を示す図。
【図７】比較例１における、磁気記録媒体の近接場光照射による加熱前後での異方性磁界の変化を示す図。
【図８】比較例２における、磁気記録媒体の上部磁気記録層ならびに下部磁気記録層の、温度と異方性磁界との関係を示す図。
【図９】比較例２における、磁気記録媒体の近接場光照射による加熱前後での異方性磁界の変化を示す図。
【図１０】比較例２における、磁気記録装置のレーザの出力と再生信号強度との関係を示す図。
【図１１】実施例５における、磁気記録装置の上部磁気記録層のキュリー点と信号雑音比との関係を示す図。
【図１２】比較例３における、磁気記録媒体の上部磁気記録層ならびに下部磁気記録層の、温度と異方性磁界との関係を示す図。
【図１３】比較例３における、磁気記録媒体の近接場光照射による加熱前後での異方性磁界の変化を示す図。
【図１４】比較例３における、磁気記録装置のレーザの出力と再生信号強度との関係を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。
図１は磁気記録装置の構成を示す。（ａ）はその平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａの断面図である。
磁気記録装置１００は、その筐体内に、ディスク状の磁気記録媒体１１０と、磁気記録媒体１１０を回転させるスピンドルモータ１１５と、磁気信号の記録及び再生を行う磁気ヘッド１２０と、磁気ヘッド１２０を保持するサスペンション１３０と、サスペンション１３０を磁気記録媒体１１０の半径方向に駆動制御するアクチュエータ１４０と、論理回路やメモリ及びマイクロプロセッサ等を搭載したプリント基板から構成される制御部１５０を有する。制御部１５０は、スピンドルモータ１１５の回転制御やアクチュエータ１４０のアクセス位置決め制御などを行う。
【００２５】
磁気ヘッド１２０には、記録磁界を発生するための磁極やコイル、磁気信号を再生するための磁気抵抗効果素子の他に、レーザダイオード、光導波路、ミラー、近接場光素子等（図示せず）が配置されており、記録時には磁気記録媒体１１０の磁気記録層を近接場光により局所的に加熱する。
スピンドルモータ１１５により磁気記録媒体１１０が高速で回転すると、磁気記録媒体１１０の回転によって生じる空気流により、磁気ヘッド１２０は磁気記録媒体１１０から数ｎｍ乃至数十ｎｍの高さで浮上する。アクチュエータ１４０により磁気ヘッド１２０が磁気記録媒体１１０の半径方向に移動し、磁気記録媒体１１０に対して磁気信号の記録及び再生が行われる。
【００２６】
図２は磁気記録媒体の断面構造を示す。
本発明者らは、発明の課題を達成するために種々の実験を行った。そして、特徴的な２種類の強磁性体からなる磁気記録層を積層させて磁気記録媒体を構成し、かつそれらの磁気記録層の異方性磁界とキュリー点の何れともを適切に制御することが重要であることを見出すに至った。
【００２７】
磁気記録媒体１１０において、基板２００上には、密着層２１０、中間層２２０、配向制御層２３０、下部磁気記録層２４０、上部磁気記録層２５０が順に堆積される。上部磁気記録層２５０の上面は保護層２６０で被覆され、保護層２６０の上面には潤滑層２７０が塗布される。なお、本発明は、この形態に限定されるものではなく、更に別の材料からなる層を磁気記録媒体１１０の任意の層間位置に追加して堆積させて用いることもできる。
基板２００の材料は例えばガラスである。なお、剛性が高い非磁性材料であれば、基板の材料として、例えばＡｌ、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、Ｓｉ等を用いてもよい。密着層２１０の材料は、例えばＴａ、Ｔｉやこれらの元素を含む合金等であり、中間層２２０及び配向制御層２３０の材料は、例えばＣｒ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｒｕやこれらの元素を含む合金等である。保護層２６０の材料は、例えばダイヤモンドライクカーボン、窒化炭素、窒化ケイ素等である。潤滑層２７０の材料は、例えばパーフルオロポリエーテル、フッ素化アルコール、フッ素化カルボン酸等である。
【００２８】
下部磁気記録層２４０と上部磁気記録層２５０は、異方性磁界は上部磁気記録層２５０の方が大きく、キュリー点は下部磁気記録層２４０の方が高くなるようにそれぞれの材料が選ばれる。上部磁気記録層２５０は、異方性磁界が大きく、反転磁界も大きいため、磁気信号の記録時には、キュリー点付近の温度まで昇温され、反転磁界を十分に低下させた状態で記録が行われる。即ち、上部磁気記録層２５０は熱アシスト磁気記録方式による記録が行われ、その厚みは、近接場光を照射して加熱する場合に厚み方向に生じる温度の勾配の影響が問題にならない程度まで小さくする。
【００２９】
下部磁気記録層２４０は、異方性磁界が小さく、反転磁界も小さいため、磁気信号の記録時には、キュリー点付近の温度まで昇温されなくとも記録を行うことができる。むしろ、下部磁気記録層２４０のキュリー点が上部磁気記録層２５０のキュリー点より低いと、多少の昇温でも磁気信号の書き滲みや熱揺らぎが引き起こされるので、下部磁気記録層２４０のキュリー点は上部磁気記録層２５０のキュリー点より高いことが重要である。
【００３０】
下部磁気記録層２４０と上部磁気記録層２５０の総厚みが交換結合長（強磁性体内で磁気モーメント間に相互作用が生じる臨界距離であり、一般にはおよそ２０ｎｍ）以下であれば、下部磁気記録層２４０と上部磁気記録層２５０の磁気モーメントは磁化反転の際には一体として振舞う。従って、上部磁気記録層２５０の厚みを小さくしても、それによって損なわれる磁気信号の熱安定性は、下部磁気記録層２４０の厚みで補うことができる。
【００３１】
下部磁気記録層２４０の材料は、ＣｏとＣｒとＰｔとを含む六方最密構造の合金であることが好ましい。この合金は、表面エネルギーが最安定となる原子最稠密面を配向させることによって、磁化容易軸を磁気記録媒体の面直方向に容易に配向させられることから好ましい。また、この合金は、現行の磁気記録装置製品の磁気記録層と類似した材料であり、従来の製造プロセスをそのまま利用できることからも好ましい。
【００３２】
また、下部磁気記録層２４０の材料は、Ｆｅ、Ｃｏ、及びＮｉからなる群から選択される少なくとも１種の元素を含む層とＰｔ及びＰｄからなる群から選択される少なくとも１種の元素を含む層とを交互に複数積層させた人工格子構造の合金であることが同様に好ましい。この合金では、各層の厚みを２ｎｍ以下とすることによって、磁化容易軸を磁気記録媒体の面直方向に容易に配向させられることから好ましい。
前記の六方最密構造の合金ならびに人工格子構造の合金は、安定相であり、酸化物等の非磁性体からなる粒界偏析材料を導入することによって、強磁性結晶粒子が非磁性体のマトリックス中に分散したグラニュラ構造を実現できることからも下部磁気記録層２４０の材料として好ましい。このグラニュラ構造化により、強磁性結晶粒子が相互に分離され、磁気的に干渉しなくなるため、より高い記録密度に対応することができる。
【００３３】
上部磁気記録層２５０の材料は、Ｃｏ、Ｎｉ、及びＰｔからなる合金であることが好ましい。これは、Ｃｏ、Ｎｉ、及びＰｔの合金組成を調整することによって、高い異方性磁界を保持したまま、キュリー点を所望の通りに容易に制御できることから好ましい。
上部磁気記録層２５０の材料であるＣｏ、Ｎｉ、及びＰｔからなる合金は、Ｌ１１型規則合金であることが特に好ましい。これは、Ｌ１１型規則合金を形成することによって非常に高い異方性磁界を容易に得られることから特に好ましい。Ｌ１１型規則合金は、前記の六方最密構造の合金ならびに人工格子構造の合金と結晶構造や磁化容易軸となる結晶方位が類似しており、前記の六方最密構造の合金ならびに人工格子構造の合金からなる下部磁気記録層２４０上に堆積するだけで、連続的な結晶成長が実現され、磁化容易軸の配向を簡単に制御できることからも特に好ましい。
【００３４】
また、Ｃｏ、Ｎｉ、及びＰｔからなるＬ１１型規則合金は、準安定相であるために、粒界偏析材料を導入して直接グラニュラ構造を形成することは困難であるが、グラニュラ構造をもつ下部磁気記録層２４０上に堆積すれば、結晶構造が類似していることから結晶成長の連続性が保持され、強磁性結晶粒子が相互に分離した構造を形成することが可能となる。
【００３５】
上部磁気記録層２５０のキュリー点は、２００℃以上４００℃以下であることが好ましい。上部磁気記録層２５０のキュリー点が４００℃以上であると、キュリー点付近の温度への昇温により磁気記録媒体が損傷を受けたり、さらには磁気記録装置の磁気ヘッドに搭載できる加熱手段ではキュリー点付近の温度への昇温がそもそも不可能になったりする。また、上部磁気記録層２５０のキュリー点が２００℃以下であると、常温付近でも温度変化に伴って異方性磁界や反転磁界が顕著に変化してしまうため、磁気信号の書き滲みや熱揺らぎの問題が顕著に現れてしまう。従って、上部磁気記録層２５０のキュリー点は、２００℃以上４００℃以下であることが好ましい。
【００３６】
下部磁気記録層２４０と上部磁気記録層２５０の形態としては、情報の記録される単位領域がダウントラック方向に磁気的に分離されたディスクリートトラック型の形態であったり、ダウントラック方向とクロストラック方向の両方の方向に磁気的に分離されたビットパターン型の形態であったりすることも好ましい。これは、情報の記録される単位領域が相互に磁気的に分離されているため、単位領域間の磁気的な干渉がなく、粒界偏析材料の導入等によるグラニュラ構造化を行わなくても、より高い記録密度に対応することができることから好ましい。ここでいう磁気的分離は、空隙や非磁性体等によって情報の記録される単位領域同士を相互に隔絶することでも実現できるし、磁気記録層の面内方向に組成変調をもたせる等して、情報の記録される単位領域とそれ以外の領域とで磁気的性質を異なるものとすることでも実現できる。
以下、幾つかの実施例について詳細に説明する。
【００３７】
［実施例１］
ホウケイ酸ガラスからなる基板上に密着層としてＮｉ−Ｔａ層を３０ｎｍ、中間層としてＮｉ−Ｗ層を７ｎｍ、配向制御層としてＲｕ層を１５ｎｍ、下部磁気記録層としてＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔ−ＳｉＯ２合金層を８ｎｍ、上部磁気記録層としてＣｏ−Ｎｉ−Ｐｔ合金層を７ｎｍ、保護層として窒化炭素層を４ｎｍ、をこの順にスパッタリング法により堆積して磁気記録媒体を作製した。ここで、下部磁気記録層の組成は（Ｃｏ−１７ａｔ％Ｃｒ−１８ａｔ％Ｐｔ）−２５ｖｏｌ％ＳｉＯ２であった。下部磁気記録層の常温での異方性磁界は２０ｋＯｅであり、キュリー点は６５０℃であった。上部磁気記録層の組成はＣｏ−３７ａｔ％Ｎｉ−４８ａｔ％Ｐｔであった。上部磁気記録層の常温での異方性磁界は５３ｋＯｅであり、キュリー点は２９０℃であった。
【００３８】
Ｘ線回折装置及び透過型電子顕微鏡を用いて下部磁気記録層２４０の微細構造を調べたところ、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ合金を主成分とする六方最密構造をもつ強磁性結晶粒子がＳｉＯ２を主成分とするマトリックス中に分散したグラニュラ構造となっていた。また、この下部磁気記録層の強磁性結晶粒子の磁化容易軸は磁気記録媒体の面直方向に配向していた。同様にして、上部磁気記録層２５０の微細構造を調べたところ、Ｌ１１型規則合金相を含むものであった。また、Ｌ１１型規則合金相の磁化容易軸も磁気記録媒体の面直方向に配向していた。更に、磁気記録媒体断面の透過型電子顕微鏡観察を詳細に行ったところ、上部磁気記録層の結晶粒子は、下部磁気記録層の強磁性結晶粒子上に一対一対応するように連続的に成長しており、下部磁気記録層のＳｉＯ２を主成分とするマトリックスの直上に当たる上部磁気記録層の部分は空隙となっていた。即ち、上部磁気記録層は、Ｌ１１型規則合金相を含む結晶粒子が空隙によって分断されたグラニュラ構造となっていることがわかった。
【００３９】
[実施例２］
実施例１における磁気記録媒体の各磁気記録層の異方性磁界の温度依存性を調べた結果を、図３に示す。常温での異方性磁界は上部磁気記録層の方が大きいが、キュリー点は下部磁気記録層の方が高いため、上部磁気記録層の方が低い温度で強磁性的挙動を失い、異方性磁界がゼロとなる。また、図４には、最高到達温度が上部磁気記録層のキュリー点を僅かに超えるようにある近接場光照射による加熱条件を仮定して、三次元モデル計算に基づき求めた磁気記録媒体内部の温度分布を図示した。なお、磁気記録層の最表面の温度が最高到達温度では必ずしもないが、これは表面からの放熱の影響によるものである。
【００４０】
図３と図４に示す結果から、近接場光照射による加熱前後での異方性磁界の変化を磁気記録層最表面からの距離に対して図示すると、図５のようになる。加熱前（常温）では、上部磁気記録層の異方性磁界が著しく大きいが、加熱後には、上下の磁気記録層の厚み方向全般にわたって異方性磁界を効果的に低下させることができる。
【００４１】
［実施例３］
実施例１における磁気記録媒体を磁気記録装置に搭載し、その記録再生特性試験を行うことにより磁気記録装置の性能を評価した。この磁気記録装置に搭載されている磁気ヘッドは、磁気ヘッドの基板と平行に平面発光のレーザダイオードと光導波路が配置されており、磁気ヘッドの先端にレーザを導いた後、ミラーでレーザの伝播方向を変換し、再度光導波路を用いてレーザを磁気記録媒体方向に導く機構になっている。後者の光導波路の先端には近接場光素子が配置されており、スポット径の微小化された近接場光が磁気記録媒体に照射される。ここで、レーザとして波長７８０ｎｍのものを用い、光導波路のコア材料には酸化タンタルを用いた。なお、光導波路のコア材料は屈折率が高く、レーザの波長に対して透過率が高い材料であれば、他の材料を用いても構わない。近接場光素子としては、Ｃ型アパチャと呼ばれる微小開口部の一部に突起を有するものを用いたが、スポット径の小さく強度の大きい近接場光を発生できるものであれば、他の形態の素子を用いても構わない。
【００４２】
この磁気記録装置において、レーザの出力を変化させながら記録再生特性試験を行い、レーザ出力と再生信号強度との関係を調べた結果を図６に示す。レーザの出力が低い場合には、磁気信号が全く再生できず、記録が行えなかった。これは、常温付近の温度では上部磁気記録層の異方性磁界が著しく大きいことから当然の結果である。レーザの出力を増大させると、ある出力以上で急激に磁気信号の再生強度が増大し、良好な信号雑音比が得られるようになった。このとき、図５の実線のように、磁気記録層の異方性磁界はその厚み方向全般にわたって効果的に低下させられていると考えられる。一方、更にレーザの出力を増大させると、磁気信号の再生強度は再び低下した。これは、磁気記録層が必要以上に昇温されたために、書き滲みが生じたり、磁気信号の熱揺らぎが助長されたりすることによるものである。レーザの出力を増大させ続けると、最終的には、磁気記録層に損傷が生じ、磁気的性質が温度に対して可逆的に変化しなくなったために、記録が行えなくなった。
【００４３】
［実施例４］
下部磁気記録層２４０として、厚み０．４ｎｍのＣｏ−２０ｖｏｌ％Ｂ２Ｏ３層と厚み０．６ｎｍのＰｄ−２０ｖｏｌ％Ｂ２Ｏ３層とを交互に各８層積層させた人工格子構造の合金を用いた。これ以外は実施例１と同様の方法で磁気記録媒体を作製した。ここで、下部磁気記録層の常温での異方性磁界は２２ｋＯｅであり、キュリー点は４８０℃であった。この下部磁気記録層の微細構造を実施例１と同様の方法で調べたところ、ＣｏとＰｄとの人工格子構造をもつ強磁性結晶粒子がＢ２Ｏ３を主成分とするマトリックス中に分散したグラニュラ構造となっていた。また、この下部磁気記録層の強磁性結晶粒子の磁化容易軸は磁気記録媒体の面直方向に配向していた。上部磁気記録層の結晶粒子は、下部磁気記録層の強磁性結晶粒子上に一対一対応するように連続的に成長しており、下部磁気記録層のＢ２Ｏ３を主成分とするマトリックスの直上に当たる上部磁気記録層の部分は空隙となっていた。
【００４４】
この磁気記録媒体を磁気記録装置に搭載し、実施例３と同様の方法で磁気記録装置の性能を評価した。その結果、図６と類似した結果が得られた。このことは、上部磁気記録層が下部磁気記録層よりも異方性磁界が高く、下部磁気記録層が上部磁気記録層よりもキュリー点が高くなるような積層構造の磁気記録層をもつ磁気記録媒体を用いれば、磁気記録層の材料に必ずしも限定されず、近接場光で磁気記録媒体を加熱することによって生じる厚み方向の温度勾配に対応した熱アシスト磁気記録装置を提供できることを意味している。
【００４５】
［比較例１］
下部磁気記録層２４０として厚み８ｎｍのＣｏ−Ｎｉ−Ｐｔ合金層を用い、上部磁気記録層２５０として厚み７ｎｍのＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔ−ＳｉＯ２合金層を用いた。これ以外は実施例１と同様の方法で磁気記録媒体を作製した。即ち、これは、実施例１の磁気記録媒体の上部磁気記録層と下部磁気記録層とを入れ替えたものであり、下部磁気記録層が上部磁気記録層よりも異方性磁界が高く、上部磁気記録層が下部磁気記録層よりもキュリー点が高くなるような積層構造である。この磁気記録媒体において、図４と同様の温度分布を仮定し、近接場光照射による加熱前後での異方性磁界の変化を磁気記録層最表面からの距離に対して図示すると、図７のようになる。この場合、加熱後においても、下部磁気記録層の異方性磁界が十分に低減できていないことが明らかである。
【００４６】
この磁気記録媒体を磁気記録装置に搭載し、実施例３と同様の方法で磁気記録装置の性能を評価したところ、全てのレーザ出力において、磁気信号は全く再生できなかった。レーザ出力の小さい場合には、図７のように下部磁気記録層の異方性磁界が十分に低減できず、記録が行えないことが磁気信号を再生できない原因である。また、下部磁気記録層の全体に亘って異方性磁界が十分に低減できるようにレーザ出力を大きくした場合には、上部磁気記録層の温度が著しく高くなりすぎ、損傷が生じてしまうために、やはり記録は行えず、磁気信号は再生できない。
【００４７】
［比較例２］
上部磁気記録層２５０の組成をＣｏ−３１ａｔ％Ｎｉ−４８ａｔ％Ｐｔとした以外は実施例１と同様の方法で磁気記録媒体を作製した。この上部磁気記録層の常温での異方性磁界は６０ｋＯｅであり、キュリー点は４５０℃であった。この磁気記録媒体の各磁気記録層の異方性磁界の温度依存性を調べた結果を、図８に示す。この磁気記録媒体においては、上部磁気記録層が下部磁気記録層よりも異方性磁界が高く、下部磁気記録層が上部磁気記録層よりもキュリー点が高くなるような積層構造である点は実施例１と共通であるが、上部磁気記録層のキュリー点が実施例１と比較して高い。この磁気記録媒体において、図４と同様の温度分布を仮定し、近接場光照射による加熱前後での異方性磁界の変化を磁気記録層最表面からの距離に対して図示すると、図９のようになる。この場合、加熱後においても、上部磁気記録層の異方性磁界が十分に低減できていないことが明らかである。
【００４８】
この磁気記録媒体を磁気記録装置に搭載し、実施例３と同様の方法で磁気記録装置の性能を評価した結果を図１０に示す。レーザの出力が低い場合には、磁気信号が全く再生できず、記録が行えなかった。レーザの出力を増大させていくと、ある出力以上で磁気信号の再生強度は増大したが、良好な信号雑音比を得るに至るまでの再生強度は得られなかった。これは、上部磁気記録層のキュリー点が比較的高いために、上部磁気記録層の異方性磁界を十分に低下させる温度では、既に磁気記録層に損傷が生じ始めてしまうことが原因である。
【００４９】
［実施例５］
上部磁気記録層２５０のＣｏ−Ｎｉ−Ｐｔ組成を様々に変化させた以外は、実施例１と同様の方法で複数の磁気記録媒体を作製した。これらの磁気記録媒体の上部磁気記録層は、組成の違いに起因してそれぞれ異なるキュリー点をもつが、何れもＬ１１型規則合金相を含み、常温において５０ｋＯｅ以上の高い異方性磁界をもつものである。これらの磁気記録媒体を磁気記録装置に搭載し、実施例３と同様の方法で磁気記録装置の性能を評価した。
【００５０】
図１１には、これらの磁気記録媒体の上部磁気記録層のキュリー点と最適のレーザ出力で記録を行った際の信号雑音比との関係を示す。これより、上部磁気記録層のキュリー点は、下部磁気記録層のキュリー点より低いだけでなく、２００℃以上４００℃以下の適切な温度でなければ、良好な信号雑音比は得られないことがわかった。上部磁気記録層のキュリー点が高すぎる場合に信号雑音比が劣化する理由は、比較例２で述べた通りである。上部磁気記録層のキュリー点が低すぎる場合には、常温付近でも温度変化に伴って異方性磁界や反転磁界が顕著に変化してしまい、磁気信号の書き滲みや熱揺らぎが顕著に現れてしまうことが信号雑音比の劣化する原因である。
【００５１】
［比較例３］
下部磁気記録層２４０として、厚み０．１５ｎｍのＣｏ−２０ｖｏｌ％Ｂ２Ｏ３層と厚み０．６５ｎｍのＰｄ−２０ｖｏｌ％Ｂ２Ｏ３層とを交互に各１０層積層させた人工格子構造の合金を用いた。これ以外は実施例１と同様の方法で磁気記録媒体を作製した。ここで、下部磁気記録層の常温での異方性磁界は１５ｋＯｅであり、キュリー点は２００℃であった。この磁気記録媒体の各磁気記録層の異方性磁界の温度依存性を調べた結果を図１２に示す。
この磁気記録媒体においては、上部磁気記録層のキュリー点は適切な温度であるが、下部磁気記録層のキュリー点は上部記録層のキュリー点より更に低い。この磁気記録媒体において、図４と同様の温度分布を仮定し、近接場光照射による加熱前後での異方性磁界の変化を磁気記録層最表面からの距離に対して図示すると図１３のようになる。加熱後には、上下の磁気記録層の厚み方向全般にわたって異方性磁界を低下させられているが、上部磁気記録層の異方性磁界を十分に低下させるように近接場光を照射すると、下部磁気記録層の一部もキュリー点以上の温度に達してしまう点が実施例１と異なる。
【００５２】
この磁気記録媒体を磁気記録装置に搭載し、実施例３と同様の方法で磁気記録装置の性能を評価した結果を図１４に示す。レーザの出力が低い場合には、磁気信号が全く再生できず、記録が行えなかった。レーザの出力を増大させていくと、ある出力以上で磁気信号の再生強度は増大したが、良好な信号雑音比を得るに至るまでの再生強度は得られなかった。上述の通り、上部磁気記録層２５０の異方性磁界を十分に低下させるように近接場光を照射すると、下部磁気記録層の一部もキュリー点以上の温度に達する。ここで、下部磁気記録層は、異方性磁界が小さく、元々反転磁界も小さい上に、図１２に示したように温度に対する異方性磁界の変化率も小さい。従って、近接場光の照射によって下部磁気記録層の異方性磁界が大きく低下してしまうと、近接場光が取り去られて常温まで降温する過程において、反転磁界の低下させられた状態が持続し、磁気信号の書き滲みや熱揺らぎが容易に引き起こされる。これがこの磁気記録装置において良好な性能の得られなかった原因と考えられる。
【００５３】
［実施例６］
実施例１記載の磁気記録媒体に電子線ネガレジストであるカリックスアレーンを塗布し、電子線照射により同心円状のパターンを描画し、イオンミリングと反応性イオンエッチングを併用した手法によって、磁気記録層の電子線を描画した部分を除去し、トラック幅５０ｎｍ、トラックピッチ８０ｎｍであるディスクリートトラック型の磁気記録媒体を作製した。磁気記録層の除去された部分にはバイアススパッタリングによりＳｉＯ２を充填し、磁気記録層最表面を平坦化した上で再度保護層を形成した。
【００５４】
この磁気記録媒体を磁気記録装置に搭載し、実施例３と同様の方法で磁気記録装置の性能を評価したところ、実施例３の場合によりも更に良好な性能が得られた。この性能向上は、トラック間の磁気的干渉が低減されたことが低雑音化に寄与したことに加え、伝熱係数の小さい酸化物が充填されたことで、トラック間の磁気信号の書き滲みが抑制されたことによるものである。
【符号の説明】
【００５５】
１００：磁気記録装置    １１０：磁気記録媒体      １１５：スピンドルモータ
１２０：磁気ヘッド      １３０：サスペンション    １４０：アクチュエータ
１５０：制御部          
２００：基板            ２１０：密着層            ２２０：中間層
２３０：配向制御層      ２４０：下部磁気記録層    ２５０：上部磁気記録層
２６０：保護層          ２７０：潤滑層。
【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５】
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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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