(57)【要約】【課題】  熱補助型磁気記録（ＨＡＭＲ）媒体のための熱拡散プラズモン下層としての熱的に安定なＡＵ合金を提供する。【解決手段】  １つの実施形態によると、磁気媒体は、Ａｕ合金をもつプラズモン下層、およびプラズモン下層の上の磁気記録層を含み、このＡｕ合金は、Ａｕ中に実質的に混合しない１つ以上の合金構成要素を含む。別の実施形態によると、磁気媒体は、複数層化されたプラズモン下層、および複数層化されたプラズモン下層の上の磁気記録層を含む。【選択図】図８Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ａｕ合金を含むプラズモン下層であって、前記Ａｕ合金は、Ａｕに実質的に混合しない１つ以上の合金構成要素を含む、プラズモン下層と、
前記プラズモン下層の上の磁気記録層と
を含む磁気媒体。
【請求項２】
請求項１に記載の磁気媒体において、
前記１つ以上の合金構成要素が、Ｒｈ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｏ、Ｐｔ、Ｒｕ、ＢおよびＮｉから構成されるグループから選択される、磁気媒体。
【請求項３】
請求項１に記載の磁気媒体において、
前記１つ以上の合金構成要素が前記プラズモン下層内に不均一に分布している、磁気媒体。
【請求項４】
請求項１に記載の磁気媒体において、
前記１つ以上の合金構成要素が約０．５ａｔ％〜約８ａｔ％の量のＲｈを含む、磁気媒体。
【請求項５】
請求項１に記載の磁気媒体において、
前記１つ以上の合金構成要素が約０．５ａｔ％〜約２５ａｔ％の量のＮｉを含む、磁気媒体。
【請求項６】
請求項１に記載の磁気媒体において、
前記１つ以上の合金構成要素が約０．５ａｔ％〜約８ａｔ％の量のＷを含む、磁気媒体。
【請求項７】
請求項１に記載の磁気媒体において、
前記１つ以上の合金構成要素が約０．５ａｔ％〜約８ａｔ％の量のＭｏを含む、磁気媒体。
【請求項８】
請求項１に記載の磁気媒体において、
前記プラズモン下層が少なくとも約３０Ｗ／ｍ−Ｋの熱伝導率を有する、磁気媒体。
【請求項９】
請求項１に記載の磁気媒体において、
前記１つ以上の合金構成要素が約１．２ａｔ％以下の量のＲｈを含み、かつ、前記プラズモン下層が約１００Ｗ／ｍ−Ｋ以上の熱伝導率を有する、磁気媒体。
【請求項１０】
請求項１に記載の磁気媒体において、
前記１つ以上の合金構成要素が約３．８ａｔ％以下の量のＮｉを含み、かつ、前記プラズモン下層が約１００Ｗ／ｍ−Ｋ以上の熱伝導率を有する、磁気媒体。
【請求項１１】
請求項１に記載の磁気媒体において、
前記プラズモン下層が約１０ｎｍ〜約１００ｎｍの間の厚さを有する、磁気媒体。
【請求項１２】
請求項１に記載の磁気媒体において、
前記１つ以上の合金構成要素がＡｕ粒子境界をほぼ取り囲む、磁気媒体。
【請求項１３】
請求項１に記載の磁気媒体において、
前記１つ以上の合金構成要素がＡｕの融点より高い融点を有する、磁気媒体。
【請求項１４】
請求項１に記載の磁気媒体において、
第２の金合金を含む第２のプラズモン下層をさらに含み、前記第２の金合金がＡｕに実質的に混合しない１つ以上の合金構成要素を含む、磁気媒体。
【請求項１５】
請求項１４に記載の磁気媒体において、
前記第２の金合金中の前記１つ以上の合金構成要素が、Ｒｈ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｏ、Ｐｔ、Ｒｕ、ＢおよびＮｉから構成されるグループから選択され、前記第２の金合金の前記１つ以上の合金構成要素は、前記金合金中の前記１つ以上の合金構成要素とは異なる、磁気媒体。
【請求項１６】
請求項１に記載の磁気媒体において、
前記プラズモン下層が１ｎｍ未満の表面粗度を有する、磁気媒体。
【請求項１７】
請求項１に記載の磁気媒体において、
前記プラズモン下層が、約１００℃〜約４００℃より高い温度において粒成長および形態的変化に耐える物理特性を有する、磁気媒体。
【請求項１８】
複数層化されたプラズモン下層と、
前記複数層化されたプラズモン下層の上の磁気記録媒体と
を含む磁気媒体。
【請求項１９】
請求項１８に記載の磁気媒体において、
前記複数層化されたプラズモン下層の各層が、Ａｕに実質的に混合しない１つ以上の合金構成要素をもつＡｕ合金を含む、磁気媒体。
【請求項２０】
請求項１９に記載の磁気媒体において、
各Ａｕ合金層中の前記１つ以上の合金構成要素が、Ｒｈ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｏ、Ｐｔ、Ｒｕ、ＢおよびＮｉから構成されるグループから独立に選択される、磁気媒体。
【請求項２１】
請求項１８に記載の磁気媒体において、
前記複数層化されたプラズモン下層が少なくとも２つの交代層を含み、
前記交代層の一方が純金であり、かつ、
前記交代層の他方が、Ａｕに実質的に混合しない１つ以上の合金構成要素をもつＡｕ合金を含む、磁気媒体。
【請求項２２】
請求項２１に記載の磁気媒体において、
各Ａｕ合金層中の前記１つ以上の合金構成要素が、Ｒｈ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｏ、Ｐｔ、Ｒｕ、ＢおよびＮｉから構成されるグループから独立に選択される、磁気媒体。
【請求項２３】
請求項１８に記載の磁気媒体において、
前記複数層化されたプラズモン下層の合計厚さが約１０ｎｍ〜約１００ｎｍの間である、磁気媒体。
【請求項２４】
少なくとも１つ磁気ヘッドと、
請求項１に記載の磁気媒体と、
前記磁気媒体に前記少なくとも１つの磁気ヘッドの上を通過させる駆動メカニズムと、
前記少なくとも１つの磁気ヘッドの動作を制御するために前記少なくとも１つの磁気ヘッドに電気的に結合されるコントローラと
を含む磁気データ記憶システム。
【請求項２５】
請求項２４に記載の磁気データ記憶システムにおいて、
前記少なくとも１つの磁気ヘッドが、
近接場トランスデューサと、
前記近接場トランスデューサを照射するように構成される光導波管と、
書き込み磁極と
をさらに含む、磁気データ記憶システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はデータ記憶システムに関し、より具体的には、この発明は熱補助型磁気記録（ＨＡＭＲ）媒体中の熱拡散プラズモン下層（heat diffuser and plasmonic underlayer）としての熱的に安定した金（Ａｕ）合金に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータの心臓部は磁気ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）であり、それは、一般的に、回転磁気ディスク、リードヘッドおよびライトヘッドをもつスライダ、回転ディスクの上のサスペンションアームおよびサスペンションアームを揺動してリードヘッドおよび／またはライトヘッドを回転ディスク上の選択された円形トラックの上に位置させるアクチュエータアームを含んでいる。サスペンションアームは、ディスクが回転していないときにはスライダを一方に偏らせてディスクの表面に接触させているが、ディスクが回転しているときにはスライダの空気ベアリング面（ＡＢＳ）付近の空気が回転ディスクにより渦を巻くので、スライダは、回転ディスクの表面からわずかな距離をあけて、空気ベアリングの上に乗ることになる。スライダが空気ベアリングの上に乗っているときに、ライトヘッドおよびリードヘッドは、磁気印加（magnetic impression）を回転ディスクに書き込むため、および回転ディスクから信号磁場を読み取るために使用される。リードヘッドおよびライトヘッドは、コンピュータプログラムに従って働き、書込機能および読み取り機能を果たす処理回路に接続されている。
【０００３】
情報時代における情報処理量は、急速に増加している。特に、ＨＤＤは、その限定された面積と体積中に、より多くの情報を格納することを望まれてきた。この希望を満たす技術的方法は、ＨＤＤの記録密度を高めることによる容量の増大である。より高い記録密度を達成するために、記録ビットのさらなる微細化が効果的であるが、それは、一般的にますます小さい構成要素の設計を必要とする。
【０００４】
しかしながら、種々の構成要素、特に磁性粒子のサイズおよび／またはピッチのさらなる微細化は、それ自体の難しい諸々の課題および在来のＨＤＤ製品における障害を提起する。雑音特性および空間分解能は、磁気記録媒体における重要なパラメータであり、かつ、媒体の達成可能な面密度を高めようとするときに直面する課題である。現在の支配的媒体雑音は、遷移ジッター（transition jitter）である。スパッタ媒体では、それは、媒体を構成する微粒子の有限サイズ、ランダム位置決めおよびサイズの分散、方向および磁気特性を反映する。
【０００５】
粒子サイズおよび遷移ジッターに対処するために、記録メカニズムを従来の磁場記録から熱補助磁気記録（ＨＡＭＲ）（「熱的補助磁気記録」、ＴＡＲまたはＴＡＭＲとも呼ばれる）に変えることが提案された。ＨＡＭＲ記録は、熱を利用して磁気媒体表面上の局所領域の実効飽和保持力を低下させるとともに、この加熱された領域内にデータを書き込む。媒体を周囲温度に冷却すると、データ状態は、記憶された状態、または「固定された」状態となる。ＨＡＭＲ技術は、長手方向および／または垂直方向記録システムに適用できるが、最高記録密度の最先端記憶システムは、垂直記録システムである可能性が高い。媒体表面の加熱は、集束レーザビームまたは近接場光源などの多数の技術により行われてきた。
【０００６】
熱管理は、ＨＡＭＲ記録における重要な要素である。たとえば、高い動作温度は、ＨＡＭＲヘッドの重大な損傷をもたらすことがある。さらに、磁気媒体は、書き込みプロセス中に高温（たとえば、Ｔｃより少なくとも１００Ｋ高い温度）に熱する必要があるが、書き込まれた情報の熱的不安定化を回避するために、この媒体を急速に冷却する必要もある。しかし、より高い冷却速度は、所望の温度を達成するためにより多くの熱電力を必要とするであろう。
【０００７】
したがって熱消去を限定するために、一般的に在来のヒートシンク層がＨＡＭＲ媒体において使用され、書き込み後に記録媒体から外に熱を伝導するかまたは移動する。しかし、在来のヒートシンク層は垂直方向と横方向の両方に熱を伝え得るので、書き込みプロセス中に横方向熱拡散が生ずる可能性があり、それによりトラック密度およびデータビットのサイズが限定され得る。さらに、純粋なＣｕ、Ａｇ、Ａｌなどの高い熱伝導率をもつ在来の金属材料は、しばしば、軟らかさおよび移動性が高すぎるために、ＨＤＤ技術にとって受け入れられる十分な機械的耐久性および表面粗度をもっていない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、熱補助磁気記録システムにおいて使用でき、媒体における熱の局限および管理のための適切な熱設計を与える磁気媒体が必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
１つの実施形態によると、磁気媒体は、Ａｕ合金をもつプラズモン下層と、前記プラズモン下層の上の磁気記録層とを含む。このＡｕ合金は、Ａｕ中に実質的に混合しない１つ以上の合金構成要素を含む。
【００１０】
別の実施形態によると、磁気媒体は、複数層化されたプラズモン下層と、前記複数層化されたプラズモン下層の上の磁気記録層とを含む。
【００１１】
これらの実施形態のいずれも、磁気ヘッド、磁気ヘッドの上に磁気媒体（たとえば、ハードディスク）を走らせる駆動機構、および磁気ヘッドに電気的に結合されるコントローラを含むディスク駆動システムなどの磁気データ記憶システムにおいて実現することができる。
【００１２】
本発明のその他の態様および効果は、本発明の原理を例示により示す以下の詳細説明および添付図面参照から明らかとなるであろう。
【００１３】
本発明の性質および効果、並びに好ましい使用モードのより完全な理解のために、添付図面を参照しつつ以下の詳細説明を読了するべきである。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】磁気記録ディスクドライブシステムの略図である。
【図２Ａ】垂直ＨＡＭＲ記録フォーマットを使用する磁気記録媒体である。
【図２Ｂ】片側垂直ＨＡＭＲ記録のためのＨＡＭＲ記録ヘッドと記録媒体の組み合わせの略図である。
【図３Ａ】ヘリカルコイルを備える垂直磁気ヘッドの１つの特定の実施形態の断面図である。
【図３Ｂ】ヘリカルコイルを備えるピギーバック垂直磁気ヘッドの１つの特定の実施形態の断面図である。
【図４Ａ】１つの実施形態による薄膜垂直書き込みヘッド設計の部分断面図である。
【図４Ｂ】１つの実施形態による図４Ａの詳部指示４Ｂの部分断面拡大図である。
【図５Ａ】蒸着後に９５ａｔ％を超えるＡｇをもつＡｇ合金の原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）スキャンである。
【図５Ｂ】乾燥空気中３００℃における１分間焼鈍後における９５ａｔ％を超えるＡｇをもつＡｇ合金のＡＦＭスキャンである。
【図５Ｃ】乾燥空気中４００℃における１分間焼鈍後における９５ａｔ％を超えるＡｇをもつＡｇ合金のＡＦＭスキャンである。
【図６】Ｃｕ−Ｚｒ二元状態図であり、高温におけるＣｕ−Ｚｒ二次相の予測析出（precipitation）を示している。
【図７】Ｃｕ−Ｔｉ二元状態図であり、高温におけるＣｕ−Ｔｉ二次相の予測析出を示している。
【図８Ａ】１つの実施形態による磁気媒体の部分断面図を示す。
【図８Ｂ】１つの実施形態による磁気媒体の部分断面図を示す。
【図８Ｃ】１つの実施形態による磁気媒体の部分断面図を示す。
【図９】Ａｕ−Ｎｉ合金およびＡｕ−Ｒｈ合金の熱伝導率のプロットである。
【図１０Ａ】乾燥空気中１００℃における１５時間焼鈍後のイオンビーム蒸着Ａｕ薄膜の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像である。
【図１０Ｂ】乾燥空気中の２００℃における１５時間焼鈍後のイオンビーム蒸着Ａｕ薄膜のＳＥＭ画像である。
【図１０Ｃ】乾燥空気中の３００℃における１５時間焼鈍後のイオンビーム蒸着Ａｕ薄膜のＳＥＭ画像である。
【図１０Ｄ】乾燥空気中の４００℃における１５時間焼鈍後のイオンビーム蒸着Ａｕ薄膜のＳＥＭ画像である。
【図１１Ａ】乾燥空気中１００℃における１５時間焼鈍後の１．７５ａｔ％のＲｈをもつスパッタＡｈ−Ｒｈ薄膜のＳＥＭ画像である。
【図１１Ｂ】乾燥空気中２００℃における１５時間焼鈍後の１．７５ａｔ％のＲｈをもつスパッタＡｈ−Ｒｈ薄膜のＳＥＭ画像である。
【図１１Ｃ】乾燥空気中３００℃における１５時間焼鈍後の１．７５ａｔ％のＲｈをもつスパッタＡｈ−Ｒｈ薄膜のＳＥＭ画像である。
【図１１Ｄ】乾燥空気中４００℃における１５時間焼鈍後の１．７５ａｔ％のＲｈをもつスパッタＡｈ−Ｒｈ薄膜のＳＥＭ画像である。
【図１２】Ａｕ−Ｒｈ二元状態図である。
【図１３】Ａｕ−Ｗ二元状態図である。
【図１４】Ａｕ−Ｍｏ二元状態図である。
【図１５Ａ】Ａｕ薄膜およびＡｕ−Ｒｈ薄膜の屈折率（ｎ）対波長のプロットである。
【図１５Ｂ】図１５Ａに示したＡｕ薄膜およびＡｕ−Ｒｈ薄膜の吸収係数（ｋ）対波長のプロットである。
【図１６Ａ】Ａｕ薄膜およびＡｕ−Ｎｉ薄膜の屈折率（ｎ）対波長のプロットである。
【図１６Ｂ】図１６Ａに示したＡｕ薄膜およびＡｕ−Ｎｉ薄膜の吸収係数（ｋ）対波長のプロットである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下の記述は、本発明の一般的な原理を示すために行うものであり、本出願において請求される発明概念を限定することを意図するものではない。さらに、本出願において記述される特有の特徴は、種々の可能な組み合わせおよび並べ換えのそれぞれにおいて、その他の記述される特徴と組み合わせて用いることができる。
【００１６】
本出願において特に別段の定義がなされない限り、すべての用語は、明細書により示唆される意味および当業者により理解される意味および／または辞書、学術論本等により定義される意味を含むそれらの用語の可能な最も広い解釈を与えられるものとする。
【００１７】
明細書および付属の請求項において使用される場合、単数形の表現（「ある〜」、「１つの〜」、「その〜」、「前記〜」、「上記〜」など。なお、これらの表現を使わない場合もある。英語の不定冠詞および定冠詞（“ａ”、“ａｎ”、“ｔｈｅ”）に相当する表現）は、特に別段の指定がない限り、複数形の指示対象も含むことにも注意しなければならない。
【００１８】
本出願において使用される場合、表現「約」は、問題の機能の技術的効果を確保する精度の範囲を示す。種々の方法において、表現「約」は、値と組み合わされた場合、基準値のプラスおよびマイナス１０％を指す。たとえば、約１０ｎｍの厚さは、１０ｎｍ±１ｎｍの厚さを指し、約５０℃は、５０℃±５℃の温度を指す。
【００１９】
以下の明細書は、ディスク応用記憶システムおよび／または関連するシステムと方法ならびにそれらの動作および／または構成部分に関するいくつかの好ましい実施形態を開示する。
【００２０】
１つの一般的実施形態では、磁気媒体は、Ａｕ合金をもつプラズモン下層、および前記プラズモン下層の上の磁気記録層を含む。ただし、このＡｕ合金は、実質的にＡｕに混合しない１つ以上の合金構成要素（alloying component）を含む。
【００２１】
別の一般的実施形態では、磁気媒体は、複数層化されたプラズモン下層、および前記複数層化されたプラズモン下層の上の磁気記録層を含む。
【００２２】
図１を参照する。本発明の１つの実施形態によるディスクドライブ１００が示されている。図１に示されているように、少なくとも１つの回転可能な磁気媒体（たとえば磁気ディスク）１１２がスピンドル１１４上に支持されており、ディスクドライブモータ１１８を含み得る駆動機構により回転される。各ディスク上の磁気記録は、一般的にディスク１１２上の同心円データトラック（図示せず）の環状パターンの形態である。したがって、ディスクドライブモータ１１８は、すぐ下で説明するように、好ましくは磁気ディスク１１２に磁気リード／ライト部１２１の上を通過させる。
【００２３】
少なくとも１つのスライダ１１３がディスク１１２の近傍に配置されており、各スライダ１１３は１つ以上の磁気リード／ライト部１２１（たとえば磁気ヘッド）を本出願において説明または提案されている方法のいずれかに従って支持している。ディスクが回転しているとき、スライダ１１３はディスク表面１２２の上で半径方向内外に移動し、それによりヘッド部１２１は、ディスクの種々のトラック（そこに所望のデータが記録されているか、かつ／またはそれが書き込まれる）にアクセスすることができる。各スライダ１１３は、サスペンション１１５によりアクチュエータアーム１１９に取り付けられている。サスペンション１１５は、スライダ１１３をディスク表面１２２に向かって偏らせる弱いスプリング力を与える。各アクチュエータアーム１１９は、アクチュエータ１２７に取り付けられている。図１に示すアクチュエータ１２７は、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）とすることができる。ＶＣＭは、固定磁界内で移動できるコイルを含んでおり、コイルの運動の方向および速度は、コントローラ１２９により供給されるモータ電流信号により制御される。
【００２４】
ディスク記憶システムの動作中、ディスク１１２の回転は、スライダ１１３とディスク表面１２２の間に空気ベアリングを生成する。それは、スライダに上方への力、すなわち上昇力を及ぼす。空気ベアリングは、したがって、通常の動作中、サスペンション１１５の弱いスプリング力と釣り合い、かつ、ディスク表面から離れてわずかに上方、微小なほぼ一定の間隔のところにスライダ１１３を支持する。ここで留意すべきは、実施形態によっては、スライダ１１３は、ディスク表面１２２に沿ってスライドできることである。
【００２５】
ディスク記憶システムの種々の構成要素は、動作中、コントローラ１２９により生成されるアクセス制御信号および内部クロック信号などの制御信号により制御される。一般的に、制御装置１２９は、論理制御回路、記憶装置（たとえば、メモリ）、およびマイクロプロセッサを含んでいる。好ましい方法では、制御装置１２９は、１つ以上の磁気リードライト部１２１の動作を制御するためにそれらに電気的に（たとえば、ワイヤ、ケーブル、ライン等により）接続されている。制御装置１２９は、ライン１２３上の駆動モータ制御信号およびライン１２８上のヘッド位置制御信号およびシーク制御信号など、種々のシステム動作を制御する制御信号を生成する。ライン１２８上の制御信号は、スライダ１１３をディスク１１２上の所望データトラックに最適に移動および位置づける所望の電流プロファイル（current profile）を与える。読み取り信号および書き込み信号は、記録チャネル１２５経由でリード／ライトヘッド部１２１との間で送受される。
【００２６】
典型的な磁気ディスク記憶システムの上記の記述および図１の添付図解は、もっぱら説明のためである。ディスク記憶システムが多数のディスクおよびアクチュエータを含み得ること、および各アクチュエータが多数のスライダを支持できることは明らかであろう。
【００２７】
ディスクドライブとホスト（内蔵または外付け）間に通信インターフェースを設けて、データを送受すること、ディスクドライブの動作を制御すること、およびディスクドライブの状態をホストに伝えることもできるが、これらはすべて当業者の理解するところである。
【００２８】
一般的なヘッドの場合、誘導書き込み部は、１つ以上の絶縁層（絶縁スタック）に埋め込まれたコイル層を含んでおり、この絶縁スタックは第１と第２磁極片層の間に配置されている。書き込み部の空気ベアリング面（ＡＢＳ）のギャップ層により第１と第２磁極片層の間にギャップが形成されている。これらの磁極片層は、バックギャップにおいて接続することができる。電流がコイル層を通じて流れ、それにより磁極片中に磁界が発生する。この磁界はＡＢＳのギャップを渡ってフリンジ（fringe）し、それにより磁界情報のビットを移動媒体上のトラック（回転磁気ディスク上の円形トラックなど）に書き込む。
【００２９】
第２磁極片層は、ＡＢＳからフレアポイントに伸びる磁極先端部およびフレアポイントからバックギャップに伸びるヨーク部をもっている。フレアポイントは、第２磁極片が広がって（フレアして）ヨークを形成し始める点である。フレアポイントの配置は、記録媒体上に情報を書き込むために生成される磁界の大きさに直接影響を及ぼす。
【００３０】
図２Ａは、１つの実施形態に従って、図１に示したような磁気ディスク記録システムで使用できるＨＡＭＲ記録媒体の略図を示す。この媒体は、記録媒体自体の平面にほぼ垂直に磁気インパルスを記録するために利用される。かかる垂直記録の場合、媒体は、一般的に高い透磁率をもつ材料の下層２１２を含む。この下層２１２に対して、次に、好ましくは下層２１２に比して高い飽和保持力をもつＨＡＭＲ型磁気材料の被覆コーティング２１４が施される。
【００３１】
上述したように、熱補助磁気記録（ＨＡＭＲ）は、熱を利用して磁気媒体表面上の局所領域の実効飽和保持力を低下させるとともに、この加熱された領域内にデータを書き込む。たとえば、ＨＡＭＲは、電磁放射線（たとえば、可視光線、赤外線、紫外線等）を磁気媒体の表面に照射して媒体の局所領域の温度を上昇させることにより当該領域の磁化の切り換えを容易にすることを含む。達成可能な記録密度は、磁気媒体上のこの加熱領域のサイズに関係する。書き込み段階後、加熱された媒体領域を急速に冷却することにより、熱変動による書き込みデータの擾乱を防止することが重要である。
【００３２】
媒体磁気異方性が温度の関数であることを考えると、高いトラック密度を達成するためには、ＨＡＭＲ記録媒体は、十分にコントロールされた温度プロファイルを必要とする。ＨＡＭＲ媒体が大きい温度勾配をもつことが特に望ましい。言い換えると、横方向（たとえば、媒体の平面）と垂直方向（媒体の面に垂直な方向）の両方において、ＨＡＭＲ媒体の温度が大きな勾配（たとえば、単位距離あたりの変化）をもつことが望ましい。したがって、一部の方法では、ＨＡＭＲ媒体は、熱消去を限定するために書き込み後に記録層から外に熱を伝導するかまたは移動するヒートシンク層を含み得る。たとえば、図２Ａのヒートシンク層２２６参照。しかし、在来のヒートシンク層は、垂直方向と横方向の両方に熱を伝導し得る。かかる在来のヒートシンク層の使用は、したがってＨＡＭＲ媒体が書き込みプロセス中に横方向熱拡散を示す結果をもたらし得るが、これは、トラック密度およびデータビットのサイズを限定することになるであろう。
【００３３】
図２Ｂを参照する。１つの実施形態によるＨＡＭＲヘッド２１８と記録媒体間の動作関係が示されている。図２Ｂに示されている記録媒体は、上記図２Ａに関連して説明した高透磁率の下層２１２、磁性材料の被覆コーティング２１４、およびヒートシンク層２２６を含んでいる。しかし、これらの層２１２、２１４、および２２６は、適切な基体２１６の上に配置されるように示されている。一般的に、層２１２と２１４の間に「交換ブレーク」層または「中間層」と呼ばれる追加層（図示せず）も存在する。
【００３４】
既知の種類の加熱メカニズムは、いずれも、層２１４を加熱してヘッドの書き込み磁極２１８の近傍における磁気媒体表面上の局所領域の実効飽和保持力を低下させる。示されている構造では、レーザなどの光源２２０により導波管２２４経由で既知の種類の近接場トランスデューサ２２２を照射する。実例の加熱メカニズムの記述については、図４Ａ参照。再び、図２Ｂを参照する。ヘッドの書き込み磁極２１８と帰還磁極２１９間に伸びる磁力線は、記録媒体の被覆コーティング２１４および記録媒体の高透磁率下層２１２に出入りしてループを描き、それにより磁力線は被覆コーティング２１４を媒体の表面にほぼ垂直な方向に通過して、好ましくは下層２１２に比し高い飽和保持力をもつ磁性材料の被覆コーティング２１４に媒体の表面に対しほぼ垂直な磁化軸をもつ磁気パルスの形態で情報を記録する。磁束は、帯磁しやすい下層コーティング２１２によりヘッドの帰還磁極２１９に戻される。
【００３５】
一部の方法では、本出願において開示される媒体などのＨＡＭＲ記録媒体は、帯磁しやすい下層（soft underlayer）を媒体スタック中に配置しないことも可能である。この場合、磁力線は、媒体層２１４中に局限され、かつ、媒体の表面に平行に走る。
【００３６】
図３Ａを参照する。１つの実施形態による垂直磁気ヘッドの断面図が示されている。図３Ａにおいて、ヘリカルコイル３１０および３１２は、ステッチ磁極３０８中に磁束を生成するために使用されている。ステッチ磁極は、その磁束を主磁極３０６に伝える。コイル３１０は紙面から出てくるコイルを示すのに対し、コイル３１２は紙面に入って行くコイルを示す。ステッチ磁極３０８は、ＡＢＳ３１８より奥まった位置に置くことができる。絶縁物３１６はコイルを取り囲んでいるが、一部の要素を支持することもできる。構成図の右側の矢印により指示されている媒体の進行方向は、媒体にまず下側帰還磁極３１４を通過させ、次にステッチ磁極３０８、主磁極３０６、ラップアラウンドシールド（図示せず）に接続され得るトレーリングシールド３０４を通過させ、最後に上側帰還磁極３０２を通過させる。これらの構成要素のそれぞれは、ＡＢＳ３１８と接触する部分をもつことができる。ＡＢＳ３１８は、構成図の右側に沿って示されている。
【００３７】
任意の既知タイプの加熱メカニズムを設けてＨＡＭＲの媒体を加熱する。示した構成図では、レーザなどの光源３３０により導波管３３４経由で既知タイプの近接場トランスデューサ３３２を照射する。
【００３８】
垂直書き込みは、磁束をステッチ磁極３０８経由で主磁極３０６の中に通し、次にＡＢＳ３１８に向けて配置されているディスクの表面に導くことにより行われる。
【００３９】
図３Ｂは、図３Ａのヘッドに類似の特徴をもち、かつ、加熱メカニズムを含むピギーバック磁気ヘッドを示している。２つのシールド３０４、３１４は、ステッチ磁極３０８および主磁極３０６の側面に位置（flank）している。センサシールド３２２、３２４も示されている。センサ３２６は、一般的にセンサシールド３２２、３２４の間に配置される。
【００４０】
図３Ｂには、任意選択のヒータが磁気ヘッドの非ＡＢＳ側近くに配置されている。ヒータ（Heater）は、図３Ａに示した磁気ヘッドに含めることもできる。このヒータの位置は、突起の望ましい位置、周囲層の熱膨張係数などの設計パラメータに基づいて変更可能である。
【００４１】
ここで図４Ａを参照する。１つの実施形態による内蔵開口近接場光源（integrated aperture near field optical source）（たとえば、ＨＡＭＲ動作用）を組み込む薄膜垂直書き込みヘッド設計をもつシステム４００の部分断面図が示されている。もちろん、この実施形態は、他の図に示されているいずれの構造およびシステムとも共用することができる。提示される構造を単純化および明確化するために、以下の図および説明では間隔層、絶縁層、および書き込みコイル層を省略することがある。
【００４２】
引き続き図４Ａを参照する。書き込みヘッドは、下側帰還磁極層４０２、バックギャップ層４０４、上側帰還磁極層４０６、および上側磁極片層４０８を備えている。１つの方法では、下側帰還磁極層４０２もまた、ＡＢＳに面する下側磁極片（図示せず）を備えることができる。層４１０は、光導波管コアである。ＨＡＭＲを行う場合に、これを使用して、たとえば、光を光源から導いて、ＡＢＳに面する媒体（図示せず）をシステム４００がそこに書き込むときに加熱することができる。好ましい方法によると、光導波管コアは、クラッディング層（cladding layer）４１２により囲まれる。さらに、層４１０および４１２は、少なくともバックギャップ層４０４のある部分まで伸びることができる。円４Ｂの内側の構成要素は図４Ｂの拡大図に示されているが、これらについては以下においてさらに詳しく説明する。
【００４３】
層４１０は、当業者により知られている適切な光伝達材料から構成されうる。典型的な材料は、Ｔａ２Ｏ５および／またはＴｉＯ２を含む。図示のとおり、コア層４１０は、その長手方向に沿ってほぼ一様な断面をもっている。当技術分野でよく知られているように、光導波管には、導波管の長手方向に沿って非均一なコア断面をもつ平面固浸ミラー（planar immersion mirror）または平面固浸レンズを含む多数のその他の設計の可能性がある。
【００４４】
種々の方法において、コイル層（図示せず）および種々の絶縁層およびスペーサ層（図示せず）は、当業者により知られているように、ＡＢＳ、バックギャップ４０４、下側帰還磁極４０２、および／または上側境界層４０６、４０８、および４１２により囲まれている空洞中に設けられることがある。層４０２、４０４、４０６、および４０８は、当業者により知られているように適切な磁性合金または磁性材料から構成することができる。典型的材料は、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｒおよびこれらの組み合わせを含む。
【００４５】
上で説明したように、図４Ｂは、１つの実施形態による図４Ａの詳細指示４Ｂの部分断面拡大図である。磁極リップ４１６は、上側磁極片層４０８およびオプションの磁気ステップ層４１４に磁気的に結合されている。開口部４１８（リッジ開口部とも呼ばれる）、周囲金属層４２０および磁極リップ４１６は、光導波管コア４１０経由で光エネルギーを受ける近接場開口部光源（または近接場トランスデューサ）を含んでいる。磁極リップ４１６およびオプションのステップ層４１４は、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｒおよびこれらの組み合わせなどの適切な磁性合金から構成することができる。金属層４２０は、Ｃｕ、Ａｕ，Ａｇ，および／またはそれらの合金等から構成することができる。
【００４６】
引き続き、図４Ｂを参照する。クラッディング層４１２の厚さは、公称約３００ｎｍとすることができるが、構造中の他の層の寸法に応じてこれより厚くすることも薄くすることもできる。オプションの磁気ステップ層４１４は、約３００ｎｍの公称厚さ（層４０８と４１０の間の厚さ）および約１８０ｎｍの公称深さ（層４１６から層４１２まで測定する）をもつことができる。磁極リップ４１６は層４２０の深さとほぼ等しい公称深さ（ＡＢＳから測定する）をもつことができるが、この値は近接場光源の性能および特性により決定される（以下の例参照）。磁極リップ４１６の厚さは、約１５０ｎｍ（オプションの磁気ステップ層４１４とともに）から約１ミクロンまで変化可能であるが、好ましくは約２５０ｎｍと３５０ｎｍの間である。光導波管コア層４１０の厚さは公称約２００ｎｍと約４００ｎｍの間とすることができ、これは開口部４１８の厚さを覆うのに十分な値である。図４Ｂに示した構造では、層４０８は、ＡＢＳまで伸びている。一部の好ましい実施形態では、層４０８は、層４１４および４１６との磁気結合を維持しつつ、ＡＢＳより引っ込んだ位置に配置することができる。
【００４７】
本出願において別段の記述がない限り、図３Ａ〜４Ｂの構造の種々の構成要素は、当業者の理解する在来の材料および設計によるものでよい。
【００４８】
前述したように、ＨＡＭＲヘッドの高い動作温度はその重大な損傷に通ずることがあるので、熱管理はＨＡＭＲヘッドにとって重要な要素である。したがって、本出願において記述および／または提案される種々の実施形態は、データ書き込み動作中のＨＡＭＲヘッドのピーク温度を低減しうる改良ヒートシンク設計を含むことが好ましい。その結果として、ＮＦＴピーク温度は実効的に低減され、それによりかかる実施形態におけるヘッドの信頼性を著しく改善することができる。さらに、本出願において記述および／または提案される方法は、拡幅されたステップのほかに狭隘化された主磁極リップも可能とし、それによりシステムの性能を改善することができる。
【００４９】
媒体の磁気異方性は温度の関数であるので、熱管理はＨＡＭＲ記録媒体にとっても重要な要素である。したがって、本出願において記述される改良されたヒートシンクの高い熱伝導率は、媒体層において横方向熱伝導が最小化される異方性熱伝導を誘起することができ、それにより媒体層における温度勾配を改善する。増大された温度勾配により、書き込まれる磁気ビットと隣接トラック下方ビットの間のシャープな遷移がもたらされ、面密度の向上をもたらす。
【００５０】
本出願において記述および／または提案される種々の実施形態は、したがってプラズモン下層を含む改良ヒートシンク設計を含むことができる。プラズモン下層は、他の種類の材料では示されない驚くべき光学特性をもたらす表面プラズモン（ナノ粒子表面における伝導電子の振動）をサポートする複数の金属ナノ構造を含み得る。たとえば、金属ナノ構造を入射放射線の振動電磁場にさらした場合、一般的に金属の自由電子（伝導帯電子）の集団的コヒーレント振動が誘起される。自由電子の振動の振幅は、特定の周波数において最大となる−表面プラズモン共鳴（ＳＰＲ）。ＳＰＲ振動のために、金属ナノ構造による入射放射線の吸収が強く促進される。したがって、プラズモン下層の存在は、入射放射線（たとえば、ＮＦＴからのエバネセント波）の横方向拡散を制限することができる。さらに、強く吸収された光は非放射プロセス経由で熱に変換され得るので、プラズモン下層の存在はＨＡＭＲ媒体がより小さいサーマルスポットを伴って所望の温度に達することも可能にし、それによりＨＡＭＲ媒体におけるより大きい実効温度勾配をもたらすことができる。したがって、プラズモン下層の包含は、それがＨＡＭＲ記録におけるトラック密度およびピッチ密度を高めることを可能にし得るので、ＨＡＭＲ媒体における記録密度にとって有利である。しかし、プラズモン下層は金属に限られないこと、および非金属材料からも形成し得ることに注意することが大切である。
【００５１】
ヒートシンク層および／またはプラズモン下層における使用のための材料は、以下を含み得る：種々の方法におけるＴａ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ａｇ、ＰｔおよびＡｕ。これらの材料のバルク熱伝導率および電気伝導率を表１に示す。
【００５２】
【表１】
2015122137.tif 000003
【００５３】
表１に記載したバルク熱伝導率および電気伝導率の値は、ＨＡＭＲ媒体における使用のために適切な１００ｎｍ未満の厚さをもつスパッタ薄膜において一般的に達成できるものより大きい。Ｔａ，Ｔｉ，Ｃｒなどの遷移金属は、それらのバルク温度伝導率が１００Ｗ／ｍ−Ｋより低いので、ヒートシンク用として適切な材料ではない。さらに、ＡｇおよびＡｕなどの金属は高い熱伝導率をおよびＨＡＭＲ応用に最適のプラズモン特性をもっているが、一般的に柔らかく、中程度の温度（たとえば＞１５０℃）において粒成長を示す。これは、ＡｇおよびＡｕなどの純金属をＨＤＤ技術にとって不適とする。
【００５４】
したがって、１つの方法は、銀合金、Ａｇ−Ｘｉ（ここで、Ｘｉは、Ａｕ、Ｃｕ、Ｐｄ、およびＮｄ、ならびにこれらの組み合わせからなるグループから選択される合金構成要素（alloying component）である）を含むヒートシンク層および／またはプラズモン下層を製造することを含む。一部の実施形態によると、合金構成要素、Ｘの量は、前記銀合金中においてゼロより大きくかつ１ａｔ％未満とすることができる。かかる銀合金は、高い熱伝導率、たとえば１００〜２５０Ｗ／ｍ−Ｋ、低い電気抵抗、たとえば２〜１０ｕｏｈｍ−ｃｍ、および１ｎｍ未満の表面粗度を示し得る。しかし、希薄量の合金構成要素を含む銀合金でさえ、ＨＡＭＲ媒体蒸着製造プロセス中に一般的に遭遇する高温において著しい粒成長を示し、したがってＨＡＭＲ磁気層蒸着中に熱的に安定していない。
【００５５】
図５Ａ〜５Ｃは９５ａｔ％Ａｇを超えるＡｇ合金におけるかかる粒成長を示す原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）スキャンを示す。図５Ａは、蒸着されたＡｇ合金を示しているが、その平均表面粗度（Ｒａ）および二乗平均平方根表面粗度（Ｒｑ）は、それぞれ、４．１ｎｍおよび５．１３ｎｍである。本出願において使用する場合、Ｒａは表面高度の平均偏差を指す。具体的には、表面形状の高さの絶対値の算術平均である。やはり本出願において使用される場合、Ｒｑは表面高度の二乗平均平方根偏差を指す。具体的には、表面形状の高さの絶対値の平均値の二乗平均平方根である。
【００５６】
Ａｇ−Ｘｉ合金に一般的のことであるが、Ａｇ合金を上昇温度にさらした場合、粒子境界において合金構成要素の分離が生じ、それによりＡｇ合金の表面粗度（Ｒａ）および二乗平均平方根粗度（Ｒｑ）の全体的上昇をもたらす。たとえば、９５ａｔ％を超えるＡｇをもつＡｇ合金を３００℃で１分間焼鈍した後のＡｇ合金のＲａおよびＲｑの値は、図５Ｂに示すように、それぞれ、５．４ｎｍおよび６．８ｎｍに増加した。同様に、９５ａｔ％を超えるＡｇをもつＡｇ合金を４００℃で１分間焼鈍した後のＡｇ合金のＲａおよびＲｑの値は、図５Ｃに示すように、それぞれ、６．２４ｎｍおよび７．７９ｎｍに増加した。
【００５７】
別の方法では、ヒートシンク層および／またはプラズモン下層は、銅合金、Ｃｕ−Ｘｉｉ（ここで、Ｘｉｉは、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｔａ、およびこれらの組み合わせからなるグループから選択される合金構成要素である）を含み得る。銅合金中の合金構成要素、Ｘｉｉの量は、一部の実施形態では、ゼロより大きくかつ５ａｔ％未満とすることができる。かかる銅合金は、高い熱伝導率（たとえば０．５ａｔ％未満のＺｒの銅合金の場合、１００〜３００Ｗ／ｍ−Ｋ）および１ｎｍ未満の表面粗度を示し得る。しかし、かかる銅合金も、ＨＡＭＲに関する高温では安定していない。特に、銅合金は、かかる高温（たとえば約３００℃以上の温度）において合金構成要素の分離を示すことがある。ＨＡＭＲ媒体蒸着の一般的処理温度は、４００〜７００℃であり、したがって下層ＣｕＸｉｉ薄膜は磁気層蒸着中安定しない。たとえば、ＣｕＺｒ（図６）およびＣｕＴｉ（図７）の相図を参照すると、複数の第２相の存在が分かる（たとえば、Ｃｕ−Ｚｒ二元金属系におけるＣｕ５Ｚｒ、Ｃｕ８Ｚｒ３、Ｃｕ１０Ｚｒ７、およびＣｕＺｒ２相およびＣｕ−Ｔｉ二元金属系におけるＣｕ４Ｔｉ、Ｃｕ４Ｔｉ２、Ｃｕ４Ｔｉ３、ＣｕＴｉおよびＣｕＴｉ２相）。ＣｕＺｒおよびＣｕＴｉ第２相の析出（precipitation）は、３００℃より高い温度における焼鈍で予期され、かつ、かかる析出は合金材料の熱伝導率の低下に通じ、それによりＣｕ−ＺｒまたはＣｕ−Ｔｉ合金のＨＡＭＲ媒体のプラズモン下層としての有用性を低減する。
【００５８】
本出願において開示される実施形態は、ＨＡＭＲ媒体において使用するためのプラズモン下層を提供することにより上述の難点を克服する。この層は、在来のヒートシンク層より優れた熱的特性も示す。好ましい方法では、本出願において記述されるプラズモン下層は、金合金（Ａｕ−Ｘ）を含む。このＸは、Ａｕと実質的に混合しない（immiscible）合金要素でよい。この合金要素Ｘが１つ以上の要素、１つ以上の金属、１つ以上の化合物等を包含し得ることに注意することが大切である。たとえば、１つの特定の実施形態では、Ｘは、以下から構成されるグループから選択される１つ以上の非混合性金属（immiscible metal）を含み得る：Ｒｈ、Ｎｉ、Ｗ、Ｃｏ、Ｐｔ、Ｒｕ、Ｂ、Ｍｏ、およびそれらの組み合わせ。
【００５９】
本出願において開示されるＡｕ−Ｘ合金は、種々の方法において高い電気伝導率および高い熱伝導を示すことができる。たとえば、本出願において開示されるＡｕ−Ｘ合金を含むプラズモン下層は、ある方法において少なくとも３０Ｗ／ｍ−Ｋの熱伝導率を示すことができる。より多くの方法において、Ａｕ−Ｘを含むプラズモン下層は、遷移金属（たとえば、Ｔａ、Ｖ、Ｚｒ、またはＣｒ）を含む他の点に関しては同じ下層の熱伝導率の約２〜３倍の熱伝導率を示すことができる。
【００６０】
本出願において開示されるＡｕ−Ｘ合金は、それが高い電気伝導率および熱伝導率を示すのみならず、また、高温たとえば約３００℃以上の温度において形態的に安定していることにおいて有利である。前述したように、開示されるＡｕ−Ｘ合金は、好ましい方法において、非混合性合金成分Ｘを含んでいる。非混合性材料は、一般的に別々の相／層／領域中に共存し、かつ、高温において形態的安定性を示さない。さらに、Ａｕ−Ｔａ合金などの混合性合金構成要素との金合金も、高温における形態的安定性を示さない。しかし、本出願において開示されるＡｕ−Ｘ合金の場合、驚くべきことに、また、意外にも、非混合性合金成分Ｘが金粒子境界を取り囲むことが発見された。したがって、非混合性合金構成要素Ｘが金の融点より高い融点をもち、かつ、金粒子境界を囲む好ましい方法では、非混合性合金要素Ｘが金粒子を効果的にその場所に「ロック」し、それにより上昇温度における粒子の成長を阻止するようである。
【００６１】
ほんの一例として、Ａｕ−Ｗ合金について検討する。一般的に、所与の金属の融点の約２５％において、表面および／または粒子境界における原子の拡散が促進される。金の融点は１０６４℃であり、したがって金の薄膜を２６６℃（その融点の２５％）より高く熱すると、表面および／または粒子境界における金原子の拡散が促進され、薄膜における粒子の成長および関連する形態的変化をもたらす。しかし、Ｗの融点は３４２２℃であるから、Ｗ原子の運動は、少なくとも約８５５℃まで観察されないであろう。したがって、金原子は２６６℃において可動性を獲得し得るが、Ｗ原子はそうはならない。したがって、Ｗ原子が金粒子境界を取り囲むので、Ｗ分子は、金が一般的に可動性をもつ高温（たとえば、２６６℃に近い温度およびそれより高い温度）において金粒子をその場所に実効的にロックし、それにより金粒子の成長を抑止することができる。
【００６２】
前述したように、本出願において開示されるＡｕ−Ｘ合金は、プラズモン材料として適する。プラズモン特性は、波長依存光学定数、ｎおよびｋにより証明することができる。所与の媒体の屈折率、ｎは、光がその媒体中を伝播する様態を示し、次の等式により与えられる：ｎ＝ｃ／ｖ、ここでｃは真空中における光の速度であり、ｖは媒体中における光の速度である。光が媒体中を進行するとき、一般的に光の一部は吸収される。したがって、光を吸収および屈折させる金属およびその他の不透明材料の場合、屈折率は、一般的に、屈折を示す実数部および吸収を示す虚数部をもつ複素屈折率、
【数１】
2015122137.tif 000004
により定義される。具体的には、複素屈折率は、次式により表される：
【数２】
2015122137.tif 000005
ここでｎは屈折率を表す実数部であり、ｋは、光が媒体中を伝播するときの吸収損失の量を指す吸収係数である。ｋがゼロより大きい場合、放射は一般的に吸収される。これに対しｋ＝０は、損失ゼロの放射伝播を示す。一部の方法では、本出願において開示されるＡｕ−Ｘ合金を含むヒートシンクとプラズモン下層の組み合わせは、したがってＨＡＭＲ記録において一般的に使用される波長、たとえば約７００ｎｍと９００ｎｍの間、好ましくは約８３０ｎｍまたはそれに近い波長に適し、かつ、有利な光学定数（ｎ，ｋ）をもつものとして特徴付けられ得る。
【００６３】
より多くの方法において、本出願において開示されるＡｕ−Ｘ合金を含むヒートシンクおよびプラズモン下層の組み合わせは、約７００ｎｍと９００ｎｍの間の波長において他の純金下層薄膜の（ｎ，ｋ）光学定数にほぼ等しい（ｎ，ｋ）光学定数をもつものとして特徴付けられ得る。純金は、約７００ｎｍと９００ｎｍの間の波長のプラズモン材料として適するが、しかし純金下層は柔らかく、かつ、可動性に富むので、ＨＤＤ技術にとって不利な薄膜粗度の増大をもたらし得る。驚くべきことに、また、意外にも、特定の方法において、Ｒｈ、Ｍｏ、Ｗ、Ｐｔ、Ｒｕ、Ｃｏ、ＢおよびＮｉなどの１つ以上の非混合性合金要素をＡｕに少量追加することにより、熱的安定性を大幅に改善するのみならず、純金に一般的に関連する有利なプラズモン（たとえば光）特性をほとんどそのまま維持できることが見出された。
【００６４】
たとえば、１つの方法では、Ａｕ−Ｎｉを含むヒートシンクとプラズモン下層の組み合わせ（ここでＮｉの量は、ゼロより大きくかつ約２ａｔ％以下）は、８３０ｎｍにおいて約０．３の屈折率ｎをもち得るが、これは、純金の場合の０．２の“ｎ”よりわずかに高いのみである。同様に、Ａｕ−２％Ｎｉの場合の約８３０ｎｍにおける吸収係数、ｋは、約５．４７であるが、これは、純Ａｕの場合の５．４の“ｋ”よりわずかに増加しているのみである。別の方法では、Ａｕ−Ｒｈを含むヒートシンクとプラズモン下層の組み合わせ（ここでＲｈの量は、ゼロより大きくかつ約２ａｔ％以下）が８３０ｎｍにおいてもつ屈折率ｎおよび吸収係数ｋは、それぞれ、０．３７および５．４８であり、これらは純金の場合の８３０ｎｍにおける“ｎ”および“ｋ”の値に非常に近い。
【００６５】
さらに、本出願において開示されるＡｕ−Ｘ合金を含むプラズモン下層のもう１つの長所は、プラズモン下層に関する熱伝導率、熱的安定性、電気的伝導率および／またはプラズモン特性を調整するために合金構成成分Ｘそのものおよび／またはその量を調整／選択できることである。
【００６６】
本出願において開示されるＡｕ−Ｘ合金を含むプラズモン下層に関する物理的および構造的特性は、付加的利点も提供する。たとえば、＜００１＞方向ファイバテクスチャードＡｕ−Ｘ薄膜の成長の容易さ、Ａｕ−Ｘの立方結晶構造、およびＡｕ−Ｘの格子定数は、プラズモン下層に始まって磁気ＦｅＰｔ層まで続く連続エピタキシャル結晶構造を可能にすることができる。これは、ＨＡＭＲ媒体の磁気特性および構造特性に有益な構造である。
【００６７】
次に図８Ａ〜８Ｃを参照する。種々の実施形態による磁気媒体８００、８０１、および８０３が示されている。オプションとして、磁気媒体８００、８０１、および８０３は、他の図を参照して記述された実施形態など、本出願に記載されている他の任意の実施形態の特徴と組み合わせて実現することができる。もちろん、媒体８００、８０１、および８０３および本出願において提示されているその他の媒体は、本出願に記載されている例示的実施形態において具体的に記載されているかまたは記載されていない種々の応用および／または組み合わせにおいて使用することができる。さらに、本出願に提示されている磁気媒体８００、８０１、および８０３は、任意の所望環境において使用することができる。
【００６８】
図８Ａに示すように、磁気媒体８００は、高温、たとえば４００〜８００℃の範囲の温度における媒体蒸着を可能にする最新の高温ガラスまたはその他の適切な材料を含む基体層８０２を含んでいる。ＮｉＴａおよび／またはその他の適切な接着材料を含む接着層８０４は、基体層８０２の上に配置されている。
【００６９】
接着層８０４の上に、少なくとも１つのプラズモン下層８０６が配置されている。プラズモン下層８０６は、Ａｕ−Ｘ合金を含む。ここでＸは、ＡＵと混合しないかまたは実質的に混合しない合金構成要素である。本出願で使用する用語、「実質的に混合しない」は、２つの別々の相が形成される程度に混合しないことを意味することを目的としている。
【００７０】
１つの実施形態では、合金構成要素Ｘは、Ａｕの融点より高い融点をもち得る。別の実施形態では、合金構成要素Ｘは、Ａｕと混合しない１つ以上の金属を含むことができる。さらに別の実施形態では、合金構成要素Ｘは、以下から構成されるグループから選択することができる：Ｒｈ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｏ、Ｐｔ、Ｒｕ、Ｂ、Ｎｉ、およびこれらの組み合わせ。
【００７１】
ある方法によると、Ｘは、約０．５ａｔ％〜約８ａｔ％の量のＲｈとすることができる。別の方法によると、Ｘは、約０．５ａｔ％〜約２５ａｔ％の量のＮｉとすることができる。より多くの方法によると、Ｘは、約０．５ａｔ％〜約８ａｔ％の量のＷとすることができる。さらに別の方法によると、Ｘは、約０．５ａｔ％〜約８ａｔ％の量のＭｏとすることができる。
【００７２】
さらに別の実施形態では、本出願において開示されるＡｕ−Ｘ合金を含むプラズモン下層８０６は、ＨＡＭＲ媒体製造中に一般的に使用される温度のような高温、たとえば約４００℃と８００℃の間の範囲の温度において熱的に安定とすることができる。合金構成要素Ｘは、種々の方法において、金粒子境界をほぼ取り囲んで金粒子を実質的に「ロック」し、それによりこれらの高温における著しい金粒子成長を阻止することができる。したがって、プラズモン下層８０６は、かかる高温時に粒子境界における合金構成要素の分離が無視できる程度または皆無であることにより特徴付けられ得る。
【００７３】
プラズモン下層８０６の熱的安定性は、前記下層の表面粗度を測定することにより証明することができる。たとえば、プラズモン下層８０６は、一部の方法では、約１ｎｍ未満の表面粗度をもつことができる。驚くべきことに、また、意外にも、約１ｎｍ未満のこの表面粗度がプラズモン下層８０６を約４００℃までの温度で約１５時間焼鈍した後にも存続し得ることが見出された。
【００７４】
やはり、プラズモン下層８０６の熱的安定性に貢献しているのは、Ａｕに対する合金構成要素Ｘの無視し得るほどの混合性である。言い換えると、合金構成要素ＸはＡｕに実質的に混合しないので、高温において、たとえば焼鈍またはＨＡＭＲ関連プロセス中にＡｕ−Ｘ二次相の析出（precipitation）が発生しない。
【００７５】
さらに別の実施形態では、プラズモン下層８０６は、高い熱伝導率をもち得る。たとえば、ある方法では、プラズモン下層８０６は、少なくとも３０Ｗ／ｍ−Ｋの熱伝導率をもつことができる。
【００７６】
より多くの実施形態によると、プラズモン下層８０６のＡｕ−Ｘ合金中の合金構成要素Ｘそのものおよび／またはその量は、所望熱安定性および／または熱伝導率を得るために選択／調整することができる。たとえば、１つの方法では、ゼロより大きくかつ約１．２ａｔ％以下の量のＲｈをもつＡｕ―Ｒｈを含むプラズモン下層は、少なくとも約１００Ｗ／ｍ−Ｋの熱伝導率をもち得る。別の方法では、ゼロより大きくかつ約３．８ａｔ％以下の量のＮｉをもつＡｕ―Ｎｉを含むプラズモン下層は、少なくとも約１００Ｗ／ｍ−Ｋの熱伝導率をもち得る。
【００７７】
さらに別の実施形態によると、本出願において開示されるＡｕ−Ｘ合金を含むプラズモン下層８０６は、ＨＡＭＲ記録に有利なプラズモン特性、たとえば光特性をもつことができる。特定の方法では、プラズモン下層８０６は、ＨＡＭＲ媒体を加熱するために一般的に使用される波長において、その他に関しては同じ純金ナノ粒子含有下層の光特性とほぼ同様な光特性を示し得る。換言すると、金の中に非混合性合金構成要素Ｘを含めてＡｕ−Ｘ合金を形成することによる純金に関する光特性の変化は、無視し得る程度とすることができる。たとえば、図１５Ａ〜１５Ｂおよび１６Ａ〜１６Ｂ参照。
【００７８】
特定の光特性に関して、Ａｕ−Ｘ合金を含むプラズモン下層８０６は、ＨＡＭＲ記録において使用される波長、好ましくは８３０ｎｍ付近の波長において適切かつ有利な屈折率（ｎ）および吸収係数（ｋ）をもつものとして特徴付けることができる。より多くの実施形態によると、Ａｕ−Ｘ合金中の合金構成要素Ｘそのものおよび／またはその量は、望ましい屈折率および／または吸収係数などのプラズモン下層８０６の望ましい光特性を実現するために選択／調整することができる。
【００７９】
ここで図８Ｂを参照する。１つの実施形態によると、磁気媒体８０１は２つ以上のプラズモン下層８０６、８０６ｂを含むことができる。注目するべきことに、磁気媒体８０１は、図８Ａに示した磁気媒体８００の変形を示している。したがって、図８Ｂの種々の構成要素には、図８Ａと共通の番号がふられている。
【００８０】
１つの方法では、プラズモン下層８０６および／またはプラズモン下層８０６ｂは、約１０ｎｍと約１００ｎｍの間の厚さをもち得る。別の方法では、プラズモン下層８０６とプラズモン下層８０６ｂを組み合わせた厚さは、約１００ｎｍ以下とすることができる。種々の方法において、プラズモン下層８０６および８０６ｂの厚さは、同じとすることも別々とすることもできる。
【００８１】
多くの方法において、図８Ｂのプラズモン下層８０６は、Ａｕ−Ｘ合金を含むことができる。ここでＸは、Ａｕと混合しないか、または実質的に混合しない合金構成要素である。一方、プラズモン下層８０６ｂは、Ａｕ−Ｚ合金を含むことができる。ここでＺは、Ａｕと混合しないか、または実質的に混合しない合金構成要素である。一部の方法では、合金構成要素ＸおよびＺは、以下から構成されるグループから独立に選択することができる：Ｒｈ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｏ、Ｐｔ、Ｒｕ、Ｂ、Ｎｉ、およびこれらの組み合わせ。より多くの方法では、ＸおよびＺは、相異なる非混合性合金構成要素である。たとえば、１つのかかる方法では、プラズモン下層の一方はＡｕ−Ｒｈを含むのに対し、他方のプラズモン下層はＡｕ−Ｎｉを含み得る。ここでも、合金構成要素ＸおよびＺは、それぞれ、１つ以上の元素、１つ以上の金属、１つ以上の化合物等を含み得ることに注目することが重要である。たとえば、Ｘが１つ以上の非混合性金属を含み、かつ、Ｚが１つ以上の非混合性金属を含む場合に、Ｘに関する１つ以上の非混合性金属の一部または全部がＺに関する１つ以上の非混合性金属の一部またはすべてと同じでも別々でもよい。
【００８２】
好ましい方法では、２つのプラズモン下層８０６、８０６ｂを相補的なものとし、一方のプラズモン下層の光特性、熱特性および／または電気特性が他方のプラズモン下層の対応する特性により妨げられないようにすることができる。種々の方法において、２つのプラズモン下層８０６、８０６ｂを含む磁気媒体８０１は、ただ１つのプラズモン下層をもつ磁気媒体と比較してほぼ同じまたは強化された（たとえば、ＨＡＭＲ記録目的に関して改善された）光特性、熱特性および／または電気特性を示し得る。たとえば、ＨＡＭＲ記録の改善熱特性は、高い熱伝導率および／または高い熱安定性を含み得る。純金のｎ，ｋ光特性により近い改善された光特性等（ＨＡＭＲ記録に適する波長、たとえば約８３０ｎｍにおける屈折率および／または吸収係数など）。
【００８３】
本出願において開示される磁気媒体は１つまたは２つのプラズモン下層に限られないことに注目することが重要である。たとえば、別の方法では、磁気媒体は、２つ以上のプラズモン下層を含む複数層化されたプラズモン下層を含むことができる。この場合、複数層化されたプラズモン下層の各層は、金の中に実質的に混合しないかまたは混合しない１つ以上の合金構成要素を含む金合金を含む。一部の方法では、各層は、異なる金合金を含むことができる。たとえば、これらの金合金は、相異なる合金要素をもたせることにより、異なるものとすることができる。換言すると、各層の金合金中の合金構成要素の一部またはすべてを、他の層の金合金の合金構成要素の一部または全部と異なるものとすることができる。かかる方法では、各金合金層中の１つ以上の合金構成要素は、以下から構成されるグループから独立に選択することができる：Ｒｈ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｏ、Ｐｔ、Ｒｕ、Ｂ、Ｎｉ、およびこれらの組み合わせ。しかし、他の方法では、各層は、同一金合金を含み得る。これは、各金合金が同じ合金要素をもつことを意味する。
【００８４】
磁気媒体が１つ以上のプラズモン下層を含む方法では、すべてのプラズモン下層を組み合わせた厚さは、約１０ｎｍと約１００ｎｍの間とすることができる。
【００８５】
ここで図８Ｃを参照する。さらに別の実施形態によると、磁気媒体８０３は、複数層化されたプラズモン下層８０５を含むことができる。ここで注意すべきは、磁気媒体８０５は、図８Ａに示した磁気媒体８００の変形を示していることである。したがって、図８Ｃの種々の構成要素には図８Ａと同じ番号が振られている。
【００８６】
図８Ｃに示すように、複数層化されたプラズモン下層８０５は、交代プラズモン下層（alternating plasmonic underlayer）８０７および８０９を含んでいる。１つの実施形態では、交代層の一方が純金を含むのに対し、他方の交代層はＡｕ中に実質的に混合しないかまたは混合しない１つ以上の合金要素をもつ金合金を含んでいる。たとえば、プラズモン下層８０７は純金とする一方、プラズモン下層８０９は金合金含有とするか、またはこの反対とすることができる。一部の方法では、これらの交代金合金層中の金合金は同じとするか、または別々とすることができる。したがって、各金合金層中の１つ以上の合金構成要素は、以下から構成されるグループから独立に選択することができる：Ｒｈ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｏ、Ｐｔ、Ｒｕ、Ｂ、Ｎｉ、およびこれらの組み合わせ。
【００８７】
複数層化されたプラズモン下層８０５の他の構成も可能である。たとえば、別の実施形態では、プラズモン下層８０７を純金とする一方、プラズモン下層８０９のみ１つ、２つ、３つ、４つ、またはそれ以上の金合金層から構成することができる。この場合、金合金層のそれぞれは、金の中に実質的に混合しないか、または混合しない合金構成要素を含む。さらに別の実施形態では、プラズモン下層８０７を純金からなる２層以上の層とする一方、プラズモン下層８０９は１つ以上の金合金層から構成することができる。この場合、金合金層のそれぞれは、金の中に実質的に混合しないか、または混合しない合金構成要素を含む。
【００８８】
さらに別の実施形態では、複数層化されたプラズモン下層８０５の合計厚さは、約１０ｎｍと約１００ｎｍの間とすることができる。
【００８９】
さらに別の方法によると、図８Ａ、８Ｂ、および８Ｃの磁気媒体８００、８０１、および８０３は、それぞれ、本出願において開示されるプラズモン下層に加えて、１つ以上のヒートシンク層を含むことができる。
【００９０】
引き続き図８Ａ、８Ｂおよび８Ｃを参照する。磁気媒体８００は、プラズモン下層８０６の上にシード層８０８を含んでいる。シード層８０８は、その上に形成される磁気記録層８１０のエピタキシャル成長（たとえば、粒状性およびテクスチャ）に影響を及ぼすテクスチャ定義層として働くことができる。一部の方法では、シード層８０８は、ＭｇＯまたは当技術分野で知られているその他の同様な適切な材料を含み得る。
【００９１】
図８Ａ、８Ｂおよび８Ｃに示したように、磁気記録層８１０は、好ましくは柱状形状により特徴付けられる複数の粒状磁気粒子８１２を含んでいる。１つの方法では、磁気記録層８１０の磁気粒子８１２は、ＦｅＰｔを含み得る。別の方法では、磁気記録層８１０の磁気粒子８１２は、ＦｅＰｔ−Ｘを含み得る。ここでＸは、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｍｎ等の１つ以上を含み得る。さらに別の方法では、磁気記録層８１０の磁気粒子８１２は、ＦｅＰｔＸ−Ｙを含み得る。ここでＸはＡｇ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｍｎ等の１つ以上を含むことができ、また、ＹはＣ、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、ＢＮ、ＣｒＯｘ等の１つ以上を含み得る。図８Ａ、８Ｂおよび８Ｃには示されていないが、磁気粒子８１２は、分離体により分離され得る。分離体は、好ましくは、磁気粒子８１２の柱状構造に貢献するほか、磁気媒体８００全体としての磁気特性に寄与する。したがって、分離体は、Ｃ、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、ＴａＯｘ、ＳｉＣ、ＳｉＮ、ＴｉＣ、ＴｉＮ、ＢＮ、ＢＣ、Ｃｒ２Ｏ３、ＣｒＮ等を含むがこれらに限られない同様な材料を含み得る。
【００９２】
磁気媒体８００は、２つ以上の磁気記録層（図８Ａ、８Ｂおよび８Ｃには示されていない）を含むこともできる。２つ以上の磁気記録層が存在する場合、磁気粒子８１２は、各磁気記録層まで伸びることが好ましい。また、２つ以上の磁気記録層が存在する場合、各磁気記録層中の磁気粒子８１２は、分離体により分離することができる。各磁気記録層中の分離体は、他の分離体と同じでも別々でもよい。
【００９３】
図８Ａ、８Ｂおよび８Ｃに示した磁気媒体８００は、磁気記録層８１０の上の保護薄膜８１４、たとえば炭素質保護薄膜も含んでいる。高温潤滑剤８１６も保護薄膜８１４の上に配置されている。好ましい方法では、保護薄膜８１４と潤滑剤８１６の両方とも記録プロセス中に遭遇する高温において熱的に安定している。
【００９４】
図８Ａ、８Ｂおよび８Ｃの磁気媒体８００に存在する層は、種々の方法においてスパッタ蒸着プロセスを使用して形成することができる。複合組成を含み得る磁気媒体８００の層は、１つの方法では同一のターゲット（たとえば前記複合組成を含むターゲット）からスパッタリングにより形成することができ、または別の方法では相異なるそれぞれのターゲット（たとえば、相異なるターゲット、それらのそれぞれが前記複合組成中に存在する単一の材料を含む）からスパッタリングにより形成することができる。相異なるターゲットからのスパッタリングにより層を形成する方法では、相異なるターゲットからの材料が同時に磁気媒体８００に蒸着されることが好ましい。たとえば、磁気記録層８０８の磁気粒子材料および分離体材料は、加熱環境、たとえば約４００℃から約８００℃において同時に磁気媒体８００に蒸着することが好ましい。
【００９５】
さらに別の実施形態では、図８Ａ、８Ｂおよび８Ｃに示した磁気媒体８００ならびに本出願において開示された他の磁気媒体は、磁気データ記憶システムの構成要素とすることができる。一部の方法では、かかる磁気データ記憶装置は、少なくとも１つの磁気ヘッド、磁気媒体に少なくとも１つの磁気ヘッド上を通過させる駆動メカニズム、および少なくとも１つの磁気ヘッドの動作を制御するために少なくとも１つの磁気ヘッドに電気的に結合されるコントローラも含むことができる。より多くの方法では、少なくとも１つの前記磁気ヘッドは、近接場トランスデューサ（ＮＦＴ）、ＮＦＴを照射するように構成される光導波管、および書き込み磁極を含むことができる。
【実施例】
【００９６】
特定のＡｕ−Ｘ合金のいくつかの実施形態を以下に提示して、かかる合金により示される驚くべき熱特性および光特性を強調する。ここで注意するべきは、本出願において示す例は決して制限するものではなく、本発明の実例実施形態を与えることのみを意図しているということである。
【００９７】
熱伝導率
本出願において開示されるＡｕ−Ｘ合金を含むプラズモン下層は、ＨＡＭＲ媒体において使用される在来のヒートシンク下層に比し大幅に改善された熱伝導率をもっている。たとえば、Ａｕ−Ｎｉ合金およびＡｕ−Ｒｈ合金の熱伝導率のプロットを示す図９を参照する。
【００９８】
Ａｕ−Ｒｈ合金について図９に示したように、Ｒｈの量がゼロより大きくかつ約８ａｔ％以下である方法では、プラズモン下層は、少なくとも３０Ｗ／ｍ−Ｋの熱伝導率をもち得る。Ｒｈの量がゼロより大きくかつ約１．２ａｔ％以下である別の方法では、プラズモン下層は、少なくとも１００Ｗ／ｍ−Ｋの熱伝導率をもち得る。
【００９９】
Ａｕ−Ｎｉ合金についてやはり図９に示したように、Ｎｉの量がゼロより大きくかつ約２５ａｔ％以下である方法では、プラズモン下層は、少なくとも３０Ｗ／ｍ−Ｋの熱伝導率をもち得る。Ｎｉの量がゼロより大きくかつ約３．８ａｔ％以下であるより多くの方法では、プラズモン下層は、少なくとも１００Ｗ／ｍ−Ｋの熱伝導率をもち得る。
【０１００】
比較のために示すと、純粋遷移金属（たとえば、Ｔａ、Ｖ、Ｔｉ、Ｃｒ）または合金を含むヒートシンク層の熱伝導率は、１００Ｗ／ｍ−Ｋより大幅に低い値に留まっている。しかし、図９に示したように、Ａｕ−Ｒｈ合金またはＡｕ−Ｎｉ合金を含むプラズモン層の熱伝導率は、Ａｕに対する合金構成要素（すなわち、ＲｈまたはＮｉ）の相対量を調整／選択することにより調整／選択することができる。
【０１０１】
本出願において開示されるＡｕ−Ｘ合金はＡｕ−Ｒｈ合金またはＡｕ−Ｎｉ合金に限られないことに注目することが重要である。図９はＡｕ−Ｒｈ合金またはＡｕ−Ｎｉ合金の高い熱伝導率を示しているが、本出願において開示されるその他のＡｕ−Ｘ合金（たとえば、Ａｕ−Ｗ、Ａｕ−Ｍｏ等）も同様に高い熱伝導率をもっている。
【０１０２】
熱的安定性
本出願において開示されるＡｕ−Ｘ合金を含むプラズモン下層は、ＨＡＭＲ媒体において使用される在来のヒートシンク下層と比較して大幅に改善された熱伝導率のみならず、大幅に改善された熱的安定性ももっている。この有利な熱的安定性は、種々の焼鈍温度におけるスパッタＡｕ薄膜および約１．７５ａｔ％のＲｈ含有スパッタＡｕ−Ｒｈ薄膜の粒子サイズの漸進的変化を比較することより観察することができる。たとえば、図１０Ａ〜１０Ｄは、種々の温度、たとえば１００℃〜４００℃において１５時間焼鈍後のスパッタＡｕ薄膜のＳＥＭ画像を示す。図１０Ａから図１０Ｄへの変更に関して、漸進的に高温にしてＡｕ薄膜の焼鈍を行うと観察可能な粒成長をもたらすことを示している。
【０１０３】
図１１Ａ〜１１Ｄは、種々の温度、たとえば１００℃〜４００℃において１５時間焼鈍後の約１．７５ａｔ％Ｒｈ含有スパッタＡｕ−Ｒｈ薄膜のＳＥＭ画像を示す。図１１Ａから図１１Ｄへの進行により証明されるように、Ａｕ−Ｒｈ薄膜を漸進的に高温にして焼鈍すると、合金構成要素の分離は無視できる程度のものから皆無となり、また、粒子成長も無視できる程度のものから皆無となる。さらに、高温、たとえば４００℃におけるＡｕ−Ｒｈ薄膜の焼鈍後でさえ、Ａｕ−Ｒｈ薄膜の表面粗度は１ｎｍ未満のままである。
【０１０４】
特定の理論により拘束されることを望むものではないが、上記のＡｕ−Ｒｈ薄膜に関する高められた熱的安定性は、図１２に示したＡｕ−Ｒｈ相図から証明されるＡｕに対するＲｈの無視できる程度または最小の混合性のために生ずるものであろう。Ａｕに対するＲｈの非混合性は、焼鈍中の二次相の形成を阻止する。
【０１０５】
ここでも、注目すべきことは、本出願において開示されるＡｕ−Ｘ合金がＡｕ−Ｒｈ合金またはＡｕ−Ｎｉ合金に限られないことである。図１１Ａ〜１１Ｄおよび１２はＡｕ−Ｒｈ合金の高い熱的安定性を示しているが、本出願において開示されるその他のＡｕ−Ｘ合金（たとえば、Ａｕ−Ｎｉ、Ａｕ−Ｗ、Ａｕ−Ｍｏ等）も高温において熱的に安定している。たとえば、合金構成要素Ｎｉ、Ｗ、Ｃｏ、Ｐｔ、Ｒｕ、ＢおよびＭｏもＡｕに対しほぼ非混合性であり、したがって高温における焼鈍中に二次相を形成しない。たとえば、それぞれ、図１３および１４に示されているＡｕ−ＷおよびＡｕ−Ｍｏ相図を参照されたい。
【０１０６】
さらに注意すべきは、本出願において達成された結果は驚くべき予想外の成果であり、予測できなかったということである。前述したとおり、本出願において開示されたＡｕ−Ｘ合金（ここでＸは、Ａｕに実質的に混合しない合金構成要素（たとえば、Ｒｈ、Ｎｉ、Ｗ、Ｃｏ、Ｐｔ、Ｒｕ、Ｂ、Ｍｏ）である）の熱的安定性は、非混合性物質が一般的に別の相／粒子を形成し、したがって粒子境界における粒成長を阻止しないことを考えれば、予期も予測も可能でなかった。対照的に、驚くべきことに、また、意外にも、開示されたＡｕ−Ｘ合金について非混合性合金構成要素Ｘが金粒子境界を取り囲むことが見出された。したがって、非混合性合金構成要素Ｘが金の融点より高い融点をもち、かつ、金粒子境界を取り囲む好ましい方法では、非混合性合金要素Ｘが金粒子をその場所に効果的に「ロック」し、それにより高温における著しい粒子成長を阻止するようである。
【０１０７】
プラズモン特性／光特性
高い熱伝導率および熱安定性に加えて、本出願において開示されたＡｕ−Ｘ合金を含むプラズモン下層は、ＨＡＭＲ記録において一般的に使用される波長、たとえば約７００ｎｍと約９００ｎｍの間の波長に適切かつ有利な光特性（たとえば、光定数ｎ，ｋ）をもっている。これらの有利な光特性は、一部の方法において、本出願において開示されたＡｕ−Ｘ合金に関する（ｎ，ｋ）光定数の分析により測定／定量化することができる。
【０１０８】
図１５Ａは、スパッタＡｕ薄膜および種々の量のＲｈを含む種々のＡｕ−Ｒｈ薄膜の屈折率ｎ対波長のプロットを示している。図１５Ｂは、スパッタＡｕ薄膜および種々の量のＲｈを含む種々のＡｕ−Ｒｈ薄膜の吸収係数ｋ対波長のプロットを示している。図１５Ａ〜１５Ｂに示すとおり、少量のＲｈ，たとえば、約４ａｔ％以下の添加は、純金に一般的に関する（ｎ，ｋ）光定数をほとんど変えない。純金は、約７００ｎｍ〜９００ｎｍの範囲の波長にとって適切なプラズモン材料である。したがって、ゼロより大きくかつ約４ａｔ％以下の量のＲｈを含むＡｕ−Ｒｈ合金は、たとえば約８３０ｎｍにおいて金と同様な（ｎ，ｋ）光定数をもつので、前記Ａｕ−Ｒｈ合金はＨＡＭＲ媒体におけるプラズモン材料としての用途にも適する。
【０１０９】
図１６Ａは、スパッタＡｕ薄膜および種々の量のＮｉを含む種々のＡｕ−Ｎｉ薄膜の屈折率ｎ対波長のプロットを示している。図１６Ｂは、スパッタＡｕ薄膜および種々の量のＮｉを含む種々のＡｕ−Ｎｉ薄膜の吸収係数ｋ対波長のプロットを示している。図１６Ａ〜１６Ｂに示すとおり、少量のＮｉ，たとえば、約４ａｔ％以下の添加は、純金に一般的に関する（ｎ，ｋ）光定数をほとんど変えない。純金は、約７００〜９００ｎｍの範囲の波長にとって適切なプラズモン材料である。したがって、ゼロより大きくかつ約４ａｔ％以下の量のＮｉを含むＡｕ−Ｎｉ合金の（ｎ，ｋ）光定数を考えると、前記Ａｕ−Ｎｉ合金はＨＡＭＲ媒体におけるプラズモン材料としての用途にも適する。
【０１１０】
図１５Ａ〜１５Ｂおよび１６Ａ〜１６Ｂにも示されているように、Ａｕ−Ｒｈ合金またはＡｕ−Ｎｉ合金を含むプラズモン層の（ｎ、ｋ）光定数は、Ａｕに対する合金構成要素（すなわち、ＲｈまたはＮｉ）の相対量を調整／選択することにより調整／選択することができる。
【０１１１】
また、本出願において開示されたＡｕ−Ｘ合金は、Ａｕ−Ｒｈ合金またはＡｕ―Ｎｉ合金に限られないことに注意することが重要である。図１５Ａ〜１５Ｂおよび１６Ａ〜１６Ｂは、それぞれ、Ａｕ−ＲｈおよびＡｕ−Ｎｉ合金の有利なプラズモン特性／光特性を示しているが、本出願において開示されるその他のＡｕ−Ｘ合金（たとえば、Ａｕ−Ｗ、Ａｕ−Ｍｏ等）もＨＡＭＲ記録のために適切な波長において同様、かつ、有利な光特性（たとえば、ｎ，ｋ定数）を示す。
【０１１２】
さらに、ここでも、注意すべきは、本出願において達成された結果は驚くべき、かつ、意外な成果であり、予測できなかったということである。所与の材料について、ｎ，ｋ光定数により測定／定義されるプラズモン特性は、一般的に材料の結晶化度、組成、粒子サイズ、形状、誘電率等とともに変化する。したがって、純金薄膜と本出願において開示された熱的に安定なＡｕ−Ｘ合金を含む薄膜の間における光性能の極小の変化は予測できなかった。
【０１１３】
注意すべきは、種々の実施形態の少なくとも一部について本出願において提示した方法は、全面的または部分的に、コンピュータハードウェアにおいて、ソフトウェアにおいて、手作業により、特殊装置を使用すること等、およびそれらの組み合わせにより実現することができるということである。上述した方法、システム、製品等のいずれも、個別にまたは組み合わせて取り上げられた場合において、全体または一部として、１つ以上の製品、プロセス等に含まれ得るか、またはそれらを形成するためにも使用され得る。また、本出願において提示された特徴のいずれも、任意の組み合わせとして組み合わされて種々の実施形態を実現することができ、そのいずれも本発明の範囲内に属する。
【０１１４】
さらに、当業者にとって本明細書を読了して明らかとなるように、これらの構造および／またはステップのいずれも既知の材料および／または技術を使用して実現され得る。
【０１１５】
種々の実施形態について上述したが、それらは単なる例として提示されたのであり、限定ではないことを理解するべきである。したがって、本発明の実施形態の広さおよび範囲は上述の例示実施形態のいずれによっても制限されるものではなく、以下の請求項およびそれらに均等なもののみにしたがって定義されるべきである。
【符号の説明】
【０１１６】
１００  ディスクドライブ
１１２  ディスク
１１３  スライダ
１１４  スピンドル
１１５  サスペンション
１１８  ディスクドライブモータ
１１９  アクチュエータアーム
１２１  ライト部
１２２  ディスク表面
１２３  ライン
１２５  記録チャネル
１２７  アクチュエータ
１２８  ライン
１２９  制御装置
２１２  下層
２１４  被覆コーティング
２１６  基体
２１８  書き込み磁極
２１９  帰還磁極
２２０  光源
２２２  近接場トランスデューサ
２２４  導波管
２２６  ヒートシンク層
３０２  上側帰還磁極
３０６  主磁極
３０８  ステッチ磁極
３１０  コイル
３１２  コイル
３１４  シールド
３１６  絶縁物
３２２  センサシールド
３２４  センサシールド
３２６  センサ
４００  システム
４０２  下側帰還磁極層
４０４  バックギャップ層
４０６  上側帰還磁極層
４１２  クラッディング層
４１４  磁気ステップ層
４１６  磁極リップ
８００  磁気媒体
８０１  磁気媒体
８０２  基体層
８０３  磁気媒体
８０４  接着層
８０５  複数層化されたプラズモン下層
８０６  プラズモン下層
８０７  プラズモン下層
８０８  磁気記録層
８０９  プラズモン下層
８１０  磁気記録層
８１２  磁気粒子
８１４  保護薄膜
８１６  潤滑剤
【図１】
2015122137.tif 000006
【図２Ａ】
2015122137.tif 000007
【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
2015122137.tif 000009
【図３Ｂ】
2015122137.tif 000010
【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
2015122137.tif 000012
【図５Ａ】
2015122137.tif 000013
【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
2015122137.tif 000015
【図６】
2015122137.tif 000016
【図７】
2015122137.tif 000017
【図８Ａ】
2015122137.tif 000018
【図８Ｂ】
2015122137.tif 000019
【図８Ｃ】
2015122137.tif 000020
【図９】
2015122137.tif 000021
【図１０Ａ】
2015122137.tif 000022
【図１０Ｂ】
2015122137.tif 000023
【図１０Ｃ】
2015122137.tif 000024
【図１０Ｄ】
2015122137.tif 000025
【図１１Ａ】
2015122137.tif 000026
【図１１Ｂ】
2015122137.tif 000027
【図１１Ｃ】
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【図１１Ｄ】
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【図１２】
2015122137.tif 000030
【図１３】
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【図１４】
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【図１５Ａ】
2015122137.tif 000033
【図１５Ｂ】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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