(57)【要約】【解決手段】基板上に形成された複数の溝及び／又は凹陥部に磁性ナノ粒子の集合体が区画されて配列した高密度磁気記録媒体を、基板に複数の溝及び／又は凹陥部を形成し、複数の溝及び／又は凹陥部の内表面並びに該内表面に隣接する面の双方に有機コーティング剤分子の単分子膜を形成し、双方の面の単分子膜に、磁性ナノ粒子又は磁性ナノ粒子と化学結合した連結分子を含む分散液を接触させ、溝及び／又は凹陥部の内表面に形成された単分子膜に選択的に、磁性ナノ粒子又は連結分子を結合させて、溝及び／又は凹陥部内に選択的に磁性ナノ粒子を固定することにより製造する。【効果】基板上に磁性ナノ粒子を微細に区画して、安定に、かつ効率よく配列させて、高密度磁気記録媒体を製造することができる。このような高密度磁気記録媒体は、それを適用した高密度磁気記録システムの提供を可能とする。【選択図】図７
2015153446.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成された複数の溝及び／又は凹陥部に磁性ナノ粒子の集合体が区画されて配列した高密度磁気記録媒体を製造する方法であって、
基板に複数の溝及び／又は凹陥部を形成する工程、
上記複数の溝及び／又は凹陥部の内表面並びに該内表面に隣接する面に、分子鎖の一端側に上記基板と化学結合し得る官能基、他端側に上記基板と化学結合せず、磁性ナノ粒子又は磁性ナノ粒子と化学結合した連結分子と化学結合し得る官能基を有する有機コーティング剤を接触させて、上記内表面及び該内表面に隣接する面の双方に有機コーティング剤分子の単分子膜を形成する工程、
上記双方の面の単分子膜に、磁性ナノ粒子又は磁性ナノ粒子と化学結合した連結分子を含む分散液を接触させ、上記溝及び／又は凹陥部の内表面に形成された単分子膜に選択的に、上記他端側の官能基と磁性ナノ粒子又は連結分子とを結合させて、上記溝及び／又は凹陥部内に選択的に磁性ナノ粒子を固定する工程
を含むことを特徴とする高密度磁気記録媒体の製造方法。
【請求項２】
上記磁性ナノ粒子がＦｅＰｔ磁性ナノ粒子又はＣｏＰｔ磁性ナノ粒子であることを特徴とする請求項１記載の高密度磁気記録媒体の製造方法。
【請求項３】
上記単分子膜が、上記一端側の官能基がアルコキシシラニル基、シラノール基又はヒドロキシル基であり、上記他端側の官能基がチオール基、アミノ基、シアノ基又はカルボキシル基である有機コーティング剤の単分子膜であることを特徴とする請求項１又は２記載の高密度磁気記録媒体の製造方法。
【請求項４】
上記分散液が、磁性ナノ粒子又は連結分子が化学結合した磁性ナノ粒子と、常温で液体である上記磁性ナノ粒子の分散剤と、有機溶媒とを含み、磁性ナノ粒子の濃度が１〜２０ｇ／Ｌ、分散剤の濃度が５〜５０ｍＬ／Ｌであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の高密度磁気記録媒体の製造方法。
【請求項５】
上記分散剤が、オレイン酸及びオレイルアミンから選ばれることを特徴とする請求項４記載の高密度磁気記録媒体の製造方法。
【請求項６】
上記磁性ナノ粒子の平均粒子径が３〜２０ｎｍであることを特徴とする請求項４又は５記載の高密度磁気記録媒体の製造方法。
【請求項７】
上記溝の幅が２０〜５００ｎｍ、深さが１０〜５００ｎｍであり、上記凹陥部の口径が２０〜５００ｎｍ、深さが１０〜５００ｎｍであることを特徴とする請求項６記載の高密度磁気記録媒体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高密度磁気記録システムの実現を可能とする高密度磁気記録媒体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気記録による情報ストレージ分野は近年の高度情報化社会を支える基盤技術である。磁気記録密度の向上は大容量の情報処理や社会に散在する知の財産の利用を可能とするだけでなく、記録デバイスの小型化及び軽量化によるユビキタスコンピューティング、更には省電力、省材料の点から低環境負荷を促すことになる。現行のハードディスクドライブ（ＨＤＤ）の磁気記録媒体は、スパッタリング法により作製された磁性薄膜が用いられている。更なる記録媒体の高記録密度化のためには、記録ビット面積の縮小化及び記録ビットの経時に対する記録安定性が求められる。ここで、記録ビット面積の縮小化とは、薄膜を構成する磁性粒子の微細化により実現される技術を示す。
【０００３】
体積に比例する粒子内の磁化方向を保つＫuＶ（Ｋu：一軸結晶磁気異方性エネルギー、Ｖ：磁性粒子体積）は、熱エネルギーｋBＴ（ｋB：ボルツマン定数、Ｔ：使用温度（単位：Ｋ））に比べて数十倍であることが必要であるが、磁性粒子の微細化に伴い、十分な値が得られないため、記録情報の熱安定性がボトルネックになっている（熱擾乱）。熱擾乱を低減させる解決策の一つとして記録ビットの安定性に優れた高い結晶磁気異方性エネルギー（Ｋu）を備えた材料の磁気記録媒体材料への適用が求められている。
【０００４】
上記課題を解決するために、本発明者らは、特開２００９−０３５７６９号公報（特許文献１）において、均一な形状、粒径及び磁気特性を有するＦｅＰｔナノ粒子の作製方法及び配列方法を提案している。しかしながら、ナノ粒子の特性を最大に発揮させた磁気記録媒体を実現するためには、均一な形状、粒径及び磁気特性を有するナノ粒子の作製と共に、磁性ナノ粒子を、基板上に安定な状態で、効率よく配列する技術の確立が不可欠である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−０３５７６９号公報
【特許文献２】特開２００６−２９１３０３号公報
【特許文献３】特開２０１１−１６５２９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みなされたもので、基板上に磁性ナノ粒子を微細に区画して安定に配列させた高密度磁気記録媒体を効率よく製造することができる方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、特開２０１１−１６５２９９号公報（特許文献３）において、基板表面部に磁性ナノ粒子の集合体が区画されて配列した高密度磁気記録媒体を製造する方法として、微小凹陥部の内表面のみに有機コーティング剤分子の単分子膜を形成し、この単分子膜に磁性ナノ粒子を結合させて磁性ナノ粒子を固定する方法や、微小凹陥部の内表面を含む基板表面に有機コーティング剤分子の単分子膜を形成し、この単分子膜に磁性ナノ粒子を結合させて磁性ナノ粒子を固定した後、微小凹陥部の内表面以外で固定された磁性ナノ粒子を除去する方法を提案したが、これらの方法では、基板上の特定の範囲に限定して、単分子膜の形成や磁性ナノ粒子の除去の処理を実施する操作が必要である。そのためには、範囲を特定して単分子膜を形成する工程や、一旦、基板表面全体に単分子膜を形成してから又は磁性ナノ粒子を固定してから、不要な範囲の単分子膜や磁性ナノ粒子を除去する工程が必要である。そのため、これらの製造方法には、工程の効率化を検討する余地があった。
【０００８】
そこで、本発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討を重ねた結果、基板上に形成された複数の溝及び／又は凹陥部に磁性ナノ粒子の集合体が区画されて配列した高密度磁気記録媒体を、基板に複数の溝及び／又は凹陥部を形成し、複数の溝及び／又は凹陥部の内表面並びに該内表面に隣接する面の双方に有機コーティング剤分子の単分子膜を形成し、双方の面の単分子膜に、磁性ナノ粒子又は磁性ナノ粒子と化学結合した連結分子を含む分散液を接触させ、溝及び／又は凹陥部の内表面に形成された単分子膜に選択的に、磁性ナノ粒子又は連結分子を結合させて、溝及び／又は凹陥部内に選択的に磁性ナノ粒子を固定することにより製造すれば、溝及び／又は凹陥部の内表面のみに単分子膜を形成する操作や、溝及び／又は凹陥部の内表面のみに分散液を接触させる操作や、内表面に隣接する面に形成された単分子膜又は内表面に隣接する面に固定化された磁性ナノ粒子を除去する操作などのような煩雑な操作を実施することなく、単に、双方の面に単分子膜を形成し、双方の面の単分子膜に分散液を接触させて、溝及び／又は凹陥部内に選択的に磁性ナノ粒子を固定でき、基板上に磁性ナノ粒子を微細に区画して安定に配列させた高密度磁気記録媒体を効率よく製造することができることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
従って、本発明は下記の高密度磁気記録媒体の製造方法を提供する。
請求項１：
基板上に形成された複数の溝及び／又は凹陥部に磁性ナノ粒子の集合体が区画されて配列した高密度磁気記録媒体を製造する方法であって、
基板に複数の溝及び／又は凹陥部を形成する工程、
上記複数の溝及び／又は凹陥部の内表面並びに該内表面に隣接する面に、分子鎖の一端側に上記基板と化学結合し得る官能基、他端側に上記基板と化学結合せず、磁性ナノ粒子又は磁性ナノ粒子と化学結合した連結分子と化学結合し得る官能基を有する有機コーティング剤を接触させて、上記内表面及び該内表面に隣接する面の双方に有機コーティング剤分子の単分子膜を形成する工程、
上記双方の面の単分子膜に、磁性ナノ粒子又は磁性ナノ粒子と化学結合した連結分子を含む分散液を接触させ、上記溝及び／又は凹陥部の内表面に形成された単分子膜に選択的に、上記他端側の官能基と磁性ナノ粒子又は連結分子とを結合させて、上記溝及び／又は凹陥部内に選択的に磁性ナノ粒子を固定する工程
を含むことを特徴とする高密度磁気記録媒体の製造方法。
請求項２：
上記磁性ナノ粒子がＦｅＰｔ磁性ナノ粒子又はＣｏＰｔ磁性ナノ粒子であることを特徴とする請求項１記載の高密度磁気記録媒体の製造方法。
請求項３：
上記単分子膜が、上記一端側の官能基がアルコキシシラニル基、シラノール基又はヒドロキシル基であり、上記他端側の官能基がチオール基、アミノ基、シアノ基又はカルボキシル基である有機コーティング剤の単分子膜であることを特徴とする請求項１又は２記載の高密度磁気記録媒体の製造方法。
請求項４：
上記分散液が、磁性ナノ粒子又は連結分子が化学結合した磁性ナノ粒子と、常温で液体である上記磁性ナノ粒子の分散剤と、有機溶媒とを含み、磁性ナノ粒子の濃度が１〜２０ｇ／Ｌ、分散剤の濃度が５〜５０ｍＬ／Ｌであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の高密度磁気記録媒体の製造方法。
請求項５：
上記分散剤が、オレイン酸及びオレイルアミンから選ばれることを特徴とする請求項４記載の高密度磁気記録媒体の製造方法。
請求項６：
上記磁性ナノ粒子の平均粒子径が３〜２０ｎｍであることを特徴とする請求項４又は５記載の高密度磁気記録媒体の製造方法。
請求項７：
上記溝の幅が２０〜５００ｎｍ、深さが１０〜５００ｎｍであり、上記凹陥部の口径が２０〜５００ｎｍ、深さが１０〜５００ｎｍであることを特徴とする請求項６記載の高密度磁気記録媒体の製造方法。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、基板上に磁性ナノ粒子を微細に区画して、安定に、かつ効率よく配列させて、高密度磁気記録媒体を製造することができる。このような高密度磁気記録媒体は、それを適用した高密度磁気記録システムの提供を可能とする。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の高密度磁気記録媒体に好適に用いられる基板の一例を示す部分斜視図である。
【図２】本発明の高密度磁気記録媒体に好適に用いられる基板の他の例を示す部分斜視図である。
【図３】ナノインプリント法により、基板に溝又は凹陥部を形成する工程の一例の説明図である。
【図４】基板の溝又は凹陥部内に磁性ナノ粒子の集合体を形成する工程の一例の説明図である。
【図５】本発明の高密度磁気記録媒体の一例を示す部分斜視図である。
【図６】本発明の高密度磁気記録媒体の他の例を示す部分斜視図である。
【図７】実施例１の基板表面の電界放射型走査電子顕微鏡による観察像である。
【図８】参考例１の基板表面の電界放射型走査電子顕微鏡による観察像である。
【図９】参考例１のＦｅＰｔ磁性ナノ粒子の集合体のＸ線小角散乱のパターンを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明について、更に詳しく説明する。
本発明の高密度磁気記録媒体は、基板上に形成された複数の溝及び／又は凹陥部に磁性ナノ粒子の集合体が区画されて配列したものであり、磁性体が形成される基板には、その表面部に複数の溝及び／又は凹陥部が配列して形成され、これら各々の溝及び／又は凹陥部は互いに他の溝及び／又は凹陥部と隔離して形成されており、この溝及び／又は凹陥部内に磁性体として磁性ナノ粒子の集合体を形成することにより、基板表面部に磁性ナノ粒子の集合体が区画され、互いの集合体が隔離されて配列された構造となっている。
【００１３】
基板には、複数の溝及び／又は凹陥部を形成する。基板上の磁性体が形成される溝としては、複数の溝が基板の表面部に並列に設けられたものが挙げられる。このような溝を有する基板として具体的には、例えば、図１に示されるようなものが挙げられる。図１に示される基板では、基板１の上面部に、幅方向の縦断面が長方形等の四角形状の溝１１が平行に設けられている。図１は基板の一部を示すものであり、溝の数は、これらに限定されず、高容量の磁気記録を達成するために、多数の溝が形成される。
【００１４】
また、基板上の磁性体が形成される凹陥部としては、複数の凹陥部が基板の表面部に、互いに他の凹陥部と隔離して設けられたものを挙げることもできる。このような凹陥部を有する基板として具体的には、例えば、図２に示されるようなものが挙げられる。図２に示される基板では、基板１の上面部に、縦断面及び横断面がいずれも長方形等の四角形状の凹陥部１２が基板の表面に沿って（水平方向に）略等間隔に設けられている。図２は基板の一部を示すものであり、凹陥部の数は、これらに限定されず、高容量の磁気記録を達成するために、多数の凹陥部が形成される。
【００１５】
基板の材料としては、Ｓｉ、酸化ケイ素、石英ガラス、アモルファスガラス、Ａｌ、酸化アルミナ等が挙げられるが、特にＳｉが好ましい。
【００１６】
溝及び凹陥部は、ＵＶ−ナノインプリントリソグラフィ等のナノインプリント法、電子線等によるフォトリソグラフィ法などの公知の手法により形成することができる。
【００１７】
溝及び凹陥部をナノインプリント法で形成する方法としては、例えば、図３に示される方法が挙げられる。図３は、基板の縦断面図であり、溝又は凹陥部をナノインプリント法で形成する工程を示す。まず、図３（Ａ）に示されるように、Ｓｉ等の基板１０の上面に、未硬化の樹脂組成物５をスピンコート法などにより塗布する。樹脂組成物としては紫外線硬化型のものが好適に用いられる。次に、図３（Ｂ）に示されるような、溝又は凹陥部を形成する部位に突出部６１が形成されたモールド６を、図３（Ｃ）に示されるように、基板１０上の樹脂組成物５に押し付けて、突出部６１と基板１０とを接触又は近接させ、この状態で、樹脂組成物５を硬化させる。紫外線硬化型樹脂組成物を用いる場合、モールドを例えば石英ガラス等の紫外線を透過する材料で形成すると、効果的である。
【００１８】
次に、モールド６を外すと、図３（Ｄ）に示されるように、溝又は凹陥部を形成する部位以外に、硬化した樹脂層５１が形成される。通常、このままでは、溝又は凹陥部を形成する部位が薄い樹脂層で被覆されているので、酸素プラズマ等を用いた異方性ドライエッチングなどで、溝又は凹陥部を形成する部位の樹脂層を除去して、基板１０の表面を露出させる。
【００１９】
次に、図３（Ｅ）に示されるような、溝又は凹陥部を形成する部位が露出し、他の部分が樹脂層５１で被覆された基板１０に、例えば、ＳＦ6を用いた異方性ドライエッチングなどで、図３（Ｆ）に示されるように基板１０を掘り込んで溝１１又は凹陥部１２を形成し、樹脂層５１を剥離することにより、図３（Ｇ）で示されるような溝１１又は凹陥部１２が形成された基板１が得られる。
【００２０】
溝及び凹陥部の形状及びサイズは、目的に応じて適宜設定すればよいが、溝の幅及び開口部の口径（開口部の最大幅）は、いずれも２０〜５００ｎｍ、特に２０〜１００ｎｍであることが好ましい。また、溝及び凹陥部の深さは、いずれも１０〜５００ｎｍ、特に１０〜５０ｎｍ、とりわけ１０〜２０ｎｍであることが好ましい。更に、溝の間隔（近接する溝の辺縁間の距離、特に、該距離のうち最も近い部分と最も遠い部分の双方）、及び凹陥部の間隔（近接する凹陥部の辺縁間の距離、特に、該距離のうち最も近い部分と最も遠い部分の双方）は、いずれも６０〜５００ｎｍ、特に１５０〜３００ｎｍであることが好ましい。
【００２１】
本発明に用いる磁性ナノ粒子としては、強磁性材料であれば特に制限はなく、例えばＦｅＰｔ磁性ナノ粒子、ＣｏＰｔ磁性ナノ粒子などが好適に使用できる。上記磁性ナノ粒子（一次粒子）の平均粒子径は、３〜２０ｎｍであることが好ましく、特に４〜１０ｎｍ、更には５〜７ｎｍであることが好ましい。なお、この平均粒子径は、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）像等の電子顕微鏡像から算出することができる。また、この磁性ナノ粒子は、平均粒子径が、溝の幅又は開口部の口径（開口部の最大幅）の１．５〜３３％、特に３．５〜１２％のものを用いることが好ましい。
【００２２】
また、本発明で用いられる磁性ナノ粒子は特に限定されないが、例えば、特開２００９−０３５７６９号公報（特許文献１）に記載されたものが挙げられる。
【００２３】
ＦｅＰｔ磁性ナノ粒子は、例えば、Ｐｔ化合物と還元剤と第１の粒子分散剤とを含む溶媒溶液から還元反応により金属Ｐｔ核粒子を生成させる工程（工程ａ）、金属Ｐｔ核粒子を生成させた後の溶媒溶液に、Ｆｅ化合物及び第２の粒子分散剤を添加、好ましくはＦｅ化合物を添加してＦｅ化合物を溶解させた後に第２の粒子分散剤を添加して、金属Ｐｔ核粒子上に金属Ｆｅを析出させる（工程ｂ）、金属Ｆｅが析出して生成したＦｅとＰｔとを含むナノ粒子を、反応液中で１８５〜３２０℃、好ましくは２２５〜２７５℃、特に好ましくは２４５〜２５５℃の温度で熟成する（工程ｃ）により得ることができる。
【００２４】
ここで、上記工程ａ〜ｃについて説明する。
工程ａは、Ｐｔ化合物と還元剤と第１の粒子分散剤とを含む溶媒溶液から還元反応により金属Ｐｔ核粒子を生成させる工程である。Ｐｔ化合物としては、例えばＰｔアセチルアセトナート、Ｐｔエトキシド（Ｐｔ（ＯＥｔ）2）などを用いることができる。また、還元剤としては、１−オクタデセン等の炭素数１６〜１８の不飽和炭化水素（直鎖状のものが好ましく、また片末端に二重結合を有するものが好ましい）、１，２−ヘキサデカンジオール等の炭素数１６〜１８の飽和炭化水素ジオール（飽和炭化水素基が直鎖状のものが好ましく、また１，２−位に各々ヒドロキシル基を有するものが好ましい）などを用いることができる。
【００２５】
一方、第１の粒子分散剤は、生成した金属Ｐｔの凝集を抑制する作用を有するものが好ましく、例えば、オレイン酸等の炭素数３〜１８の直鎖不飽和脂肪酸、Ｎ−２−ビニルピロリドンなどを用いることができる。
【００２６】
Ｐｔ化合物、還元剤及び第１の粒子分散剤は、溶媒に溶解させた溶液として用いられる。この溶媒としては、ベンジルエーテル、オクチルエーテル等のエーテル類、テトラエチレングリコール等のグリコール類、ノナデカン等の炭素数１８〜２０の飽和炭化水素などの有機溶媒を用いることが好ましい。
【００２７】
なお、溶媒溶液に溶解させるＰｔ化合物の濃度はＰｔ基準で０．４５〜０．６５ｍｍｏｌ／Ｌ、特に０．５０〜０．５５ｍｍｏｌ／Ｌとすることが好ましい。また、溶媒溶液に溶解させる還元剤の濃度は１．２〜１．８ｍｍｏｌ／Ｌ、特に１．５〜１．６ｍｍｏｌ／Ｌとすることが好ましい。一方、溶媒溶液に溶解させる第１の粒子分散剤の濃度は０．９０〜１．５ｍｍｏｌ／Ｌ、特に１．０〜１．２ｍｍｏｌ／Ｌとすることが好ましい。
【００２８】
このＰｔ化合物、還元剤及び第１の粒子分散剤を溶解させた溶媒溶液を、例えば６０〜２７５℃、特に８０〜１００℃にして、必要に応じて攪拌しながら加熱することにより、Ｐｔ化合物（Ｐｔイオン）が還元剤により還元されて、金属Ｐｔ核粒子が生成する。この反応時間は、通常５〜１０分間とすることが好ましい。なお、この工程で、金属Ｐｔ核粒子が生成するが、この段階でＰｔ化合物（Ｐｔイオン）の全てが金属Ｐｔ核粒子として生成する必要はなく、一部は残っていてもよい。残留したＰｔ化合物（Ｐｔイオン）は、後の工程において更に金属Ｐｔとして析出させることができる。
【００２９】
工程ｂは、金属Ｐｔ核粒子を生成させた後の溶媒溶液に、Ｆｅ化合物及び第２の粒子分散剤を添加、好ましくはＦｅ化合物を添加してＦｅ化合物を溶解させた後に第２の粒子分散剤を添加して、金属Ｐｔ核粒子上に金属Ｆｅを析出させる工程である。Ｆｅ化合物としては、例えば鉄カルボニル、鉄アセチルアセトナート、鉄エトキシドなどを用いることができる。
【００３０】
一方、第２の粒子分散剤は、生成した金属Ｆｅの凝集を抑制する作用を有するものが好ましく、例えば、オレイルアミン等の炭素数１６〜１８の直鎖不飽和脂肪族アミンなどを用いることができる。
【００３１】
溶媒溶液に添加するＦｅ化合物の濃度はＦｅ基準で０．９５〜１．１５ｍｍｏｌ／Ｌ、特に０．９９〜１．０９ｍｍｏｌ／Ｌとすることが好ましい。一方、溶媒溶液に添加する第２の粒子分散剤の濃度は０．９０〜１．５ｍｍｏｌ／Ｌ、特に１．０〜１．２ｍｍｏｌ／Ｌとすることが好ましい。
【００３２】
このＦｅ化合物及び第２の粒子分散剤を溶解させた溶媒溶液を、例えば１００〜１４０℃、特に１１５〜１２５℃で必要に応じて攪拌することにより、金属Ｐｔ核粒子上に金属Ｆｅが析出する。この反応時間は、通常５〜１５分間とすることが好ましい。なお、この工程で、金属Ｆｅが析出するが、この段階でＦｅ化合物の全てが金属Ｆｅとして析出する必要はなく、一部は残っていてもよい。残留したＦｅ化合物は、後の工程において更に金属Ｆｅとして析出させることができる。
【００３３】
工程ｃは、金属Ｆｅが析出して生成したＦｅとＰｔとを含むナノ粒子を、反応液中で１８５〜３２０℃、好ましくは２２５〜２７５℃、特に好ましくは２４５〜２５５℃の温度で熟成する工程である。この工程により、Ｐｔ原子とＦｅ原子とが相互拡散して合金化され、ＰｔとＦｅとの合金であるＦｅＰｔナノ粒子が生成する。この熟成時間は、短すぎると十分な拡散がなされないおそれがあり、また、長すぎるとＦｅＰｔナノ粒子の凝集を引き起こすおそれがあるため、３０〜３００分間、特に１１０〜１３０分間とすることが好ましい。
【００３４】
なお、上記工程ａ〜工程ｃは、酸化成分の生成を防ぐためにいずれもアルゴン等の不活性ガス若しくは窒素ガス雰囲気又はこれらのガスに対して数パーセントの水素を含んだ還元雰囲気で実施することが好ましい。
【００３５】
熟成後の反応液は、必要に応じて溶媒交換をして、磁性ナノ粒子が分散した分散液とすることができるが、ろ過等の常法に従い、生成したＦｅＰｔナノ粒子を一旦分離し、再び分散媒を加えて分散液とすることも可能である。特に、遠心分離によりＦｅＰｔナノ粒子を溶液から分離する際、例えば、溶媒の作用によるＦｅＰｔナノ粒子の凝集・再分散を利用して、微小な粒子を除去することが可能であり、これにより、粒子径分布がより揃ったＦｅＰｔナノ粒子とすることが可能である。更に、必要に応じて、磁性ナノ粒子の表面に、磁性ナノ粒子から離間する側に、後述する有機コーティング剤分子の他端側の官能基と化学結合し得る官能基を有する連結分子を結合させておくことも好適である。
【００３６】
また、合金化後のＦｅＰｔナノ粒子に、更に、４００℃以上、好ましくは５００℃以上、より好ましくは５５０℃、更に好ましくは６００℃以上でアニール処理を施すことが可能である。アニール処理温度の上限は特に限定されないが、好ましくは９００℃以下、より好ましくは８００℃以下、更に好ましくは７００℃以下、特に好ましくは６５０℃以下である。また、アニール処理は、アルゴン等の不活性ガス雰囲気下、窒素ガス雰囲気下、又はアルゴン等の不活性ガス若しくは窒素ガス中に、水素ガスを１〜５容量％、特に２〜３容量％含む還元雰囲気下で処理することが好ましく、処理時間は０．５〜１０時間、特に２．５〜３．５時間とすることが好ましい。また、合金化後のＦｅＰｔナノ粒子のアニール処理は、溝及び／又は凹陥部内に固定した後に実施することもできる。
【００３７】
また、ＦｅＰｔナノ粒子中のＦｅとＰｔとの比率は、Ｆｅ：Ｐｔ＝５０：５０〜６０：４０（原子比）であることが好ましい。この比率は、面心直方（Ｌ１0）構造のＦｅとＰｔの合金の比率に近似するものであり、このようなＦｅＰｔナノ粒子が、特に磁気異方性が高く、強い磁性を有するＦｅＰｔ磁性ナノ粒子を与えるものであることから好適である。
【００３８】
磁性ナノ粒子は、保磁力が２３７ｋＡ／ｍ（３ｋＯｅ）以上、特に３９５〜４７４ｋＡ／ｍ（５〜６ｋＯｅ）、角型比が０．５以上、特に０．６〜０．９のものが好適である。
【００３９】
磁性ナノ粒子の集合体を形成する際には、溝及び／又は凹陥部の内表面並びに該内表面に隣接する面に、有機コーティング剤分子の単分子膜を形成する。具体的には、溝及び／又は凹陥部の内表面並びに該内表面に隣接する面に、分子鎖の一端側に基板と化学結合し得る官能基、他端側に基板と化学結合せず、磁性ナノ粒子又は磁性ナノ粒子と化学結合した連結分子と化学結合し得る官能基を有する有機コーティング剤を接触させて、溝及び／又は凹陥部の内表面並びに該内表面に隣接する面の双方に有機コーティング剤分子の単分子膜を形成する。より具体的には、図４（Ａ）に示されるような上面部に溝１１又は凹陥部１２が形成された基板１に、図４（Ｂ）に示されるように、溝１１又は凹陥部１２の内表面並びに該内表面に隣接する面に（この場合は、基板上部の表面全体に）、有機コーティング剤分子の単分子膜２を形成すればよい。
【００４０】
上記一端側の官能基は、溝及び／又は凹陥部の内表面並びに該内表面に隣接する面、即ち、基板と結合を形成し得るものであるが、基板には、磁気記録媒体、特に垂直磁気記録媒体において、磁気記録層が積層される部分に軟磁性裏打ち層（ＳＵＬ）、酸化ケイ素（ＳｉＯ2）中間層等の下地層などを形成した基板が含まれ、この場合、上記一端側の官能基はこれらの層などに結合するものであることが好ましい。この一端側の官能基として具体的には、メトキシシラニル基、エトキシシラニル基等のアルコキシシラニル基、シラノール基、ヒドロキシル基などを挙げることができる。
【００４１】
一方、上記他端側の官能基としては、チオール基、アミノ基、シアノ基、カルボキシル基、ヒドロキシル基などを挙げることができる。
【００４２】
上記有機コーティング剤として具体的には、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン等を挙げることができる。
【００４３】
有機コーティング剤分子の単分子膜を基板の表面に形成させる方法としては、例えば、有機コーティング剤をトルエン、ヘキサン等の溶媒に、例えば０．５〜２質量％の濃度で溶解させた溶液を調製し、この溶液に、基板を、例えば２０〜６０℃の温度で、１〜２０分間浸漬する、又は基板に上記溶液をスピンコート等により塗布して上記時間保持することにより、基板と上記一端側の官能基が反応して、単分子膜を形成することができる。
【００４４】
次に、上記他端側の官能基と磁性ナノ粒子又は連結分子とを結合させることにより、基板の溝及び／又は凹陥部の内表面に磁性ナノ粒子を固定する。具体的には、図４（Ｂ）に示される基板１の場合、磁性ナノ粒子を含む分散液を、溝１１又は凹陥部１２の内表面並びに該内表面に隣接する面１３の双方に（この場合は、基板上部の表面全体に）形成された単分子膜に接触させればよい。
【００４５】
磁性ナノ粒子を含む分散液を単分子膜に接触させる方法としては、例えば、磁性ナノ粒子又は連結分子が化学結合した磁性ナノ粒子と、磁性ナノ粒子の分散剤と、有機溶媒とを含む分散液を調製し、この分散液を、基板の単分子膜が形成された溝及び／又は凹陥部の内表面並びに該内表面に隣接する面の双方を含む部分に、例えば２０〜４０℃の温度で滴下し、必要に応じてスピンコートなどにより分散液を処理面全体に広げる操作をすればよい。そして、溝及び／又は凹陥部の内側以外、例えば、溝及び／又は凹陥部の内表面に隣接する面に付着した、磁性ナノ粒子を含む分散液は、例えば基板を傾ければ、重力を利用して容易に落下させることができる一方、溝及び／又は凹陥部の内側に付着した、磁性ナノ粒子を含む分散液は、基板を傾けても落下しないので、溝及び／又は凹陥部の内表面に形成された単分子膜に選択的に磁性ナノ粒子を固定することができる。
【００４６】
分散剤中の磁性ナノ粒子の濃度は、１〜２０ｇ／Ｌ、特に５〜１０ｇ／Ｌであることが好ましい。磁性ナノ粒子の濃度が上記範囲より高い場合は、溝や凹陥部の内表面で磁性ナノ粒子が多層に積層するおそれや、溝や凹陥部の内表面以外、例えば、内表面に隣接する面などに粒子が付着するおそれがあり、磁性ナノ粒子の濃度が上記範囲より低い場合は、溝や凹陥部の内表面で磁性ナノ粒子が配列しない領域が形成されるおそれがある。
【００４７】
磁性ナノ粒子を含む分散液の分散剤としては、上述した磁性ナノ粒子の製造において例示した第１の分散剤及び第２の分散剤を好適に用いることができ、磁性ナノ粒子の製造の際に用いたものを、除去せずにそのまま用いてもよく、また、新たに添加して用いてもよい。分散剤としては、常温（２０℃）で液体のものが好ましく、オレイン酸、オレイルアミンが特に好適である。分散液中の液体の分散剤の濃度は、５〜５０ｍＬ／Ｌ、特に１０〜２０ｍＬ／Ｌであることが好ましい。分散剤の濃度が上記範囲より高い場合は、分散剤の揮発速度が遅い場合に、分散剤のみが集合してその部分で粒子の配列の欠陥が生じやすくなり、分散剤の濃度が上記範囲より低い場合は、粒子同士が付着して粒子の配列が乱れるおそれがある。また、分散液に用いる有機溶媒としては、トルエン、ヘキサン、ジオキサン、テトラヒドロフラン等が好適である。
【００４８】
本発明の方法によれば、磁性ナノ粒子を含む分散液を上述した方法で、溝及び／又は凹陥部の内表面並びに該内表面に隣接する面の双方の単分子膜に接触させても、図４（Ｃ）に示されるように、溝１１又は凹陥部１２内のみに分散液が保持され、内表面に隣接する面１３上には、分散液が保持されることは実質的になく、この面に磁性ナノ粒子が固定されることはない。その結果、本発明では、溝及び／又は凹陥部の内表面に形成された単分子膜において選択的に、単分子膜の他端側の官能基と、磁性ナノ粒子の表面又は連結分子の官能基とが反応して、溝及び／又は凹陥部の内表面に選択的に磁性ナノ粒子が固定される。その後は、分散液の分散媒である有機溶媒を、例えば２０〜４０℃の温度で揮発させればよい。
【００４９】
本発明の方法では、内表面に隣接する面に磁性ナノ粒子が若干付着している場合があっても、この磁性ナノ粒子は固定されていないので、基板を傾斜させて流し落とすなどの方法で容易に取り除くことができる。
【００５０】
上述した方法により、図４（Ｄ）に示されるように、溝１１又は凹陥部１２内に磁性ナノ粒子の集合体３を形成した高密度磁気記録媒体を製造することができる。本発明によれば、磁性ナノ粒子が溝又は凹陥部の内表面上に、磁性ナノ粒子１粒子分の厚さで積層した磁性ナノ粒子の集合体を形成することができ、粒子が１〜２０ｎｍ、特に５〜１５ｎｍの間隔で分散配置した集合体を形成することができる。更に、溝及び／又は凹陥部の底部のみに磁性ナノ粒子の集合体が形成された高密度磁気記録媒体を製造することもできる。
【００５１】
このような方法により、図５及び図６に示されるような、基板１に溝１１又は凹陥部１２が形成され、溝１１又は凹陥部１２内に、磁性ナノ粒子の集合体３が形成された高密度磁気記録媒体を得ることができる。
【００５２】
本発明の高密度磁気記録媒体には、磁性ナノ粒子の集合体を形成した基板上に保護層を形成することが好ましい。上記保護層としては、ＳｉＯ2をスピンコート（ＳＯＧ）法により塗布したものや、カーボンスパッタによる炭素系保護層等が挙げられる。
【００５３】
本発明の高密度磁気記録媒体は、特に、次世代の超高密度磁気記録システムとして有望視されているディスクリートトラック型の磁気記録媒体の磁気記録層に適用すれば、例えば１Ｔｂｉｔ／ｉｎｃｈ2以上の記録密度を有する超高密度磁気記録媒体の提供も可能となる。
【実施例】
【００５４】
以下、合成例、実施例及び参考例を示して本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。
【００５５】
［合成例１］
鉄ペンタカルボニル、白金アセチルアセトナートを金属前駆体に用い、ベンジルエーテルを合成溶媒、ＦｅＰｔ磁性ナノ粒子の分散剤として、オレイン酸及びオレイルアミンを添加し、窒素雰囲気下、２９５℃で混合溶液を２時間保持し、その後、室温に下がるまで放冷した。次に、粒子の篩分け、溶媒や余剰前駆体、酸化鉄などの副生成物の除去を目的に、エタノールを加えて３０００ｒｐｍで遠心分離を行い、得られたＦｅＰｔ磁性ナノ粒子をトルエン中に回収した。回収したＦｅＰｔ磁性ナノ粒子の濃度を１０ｇ／Ｌとし、オレイン酸の濃度を１０ｍＬ／Ｌ、オレイルアミンの濃度を１０ｍＬ／Ｌとして添加して分散液を調製した。
【００５６】
［実施例１］
図１に示されるような幅７５ｎｍ、深さ２０ｎｍの溝が平行に複数形成されたＳｉ基板を用い、まず、２分間Ｏ2プラズマアッシング処理することにより基板の表面改質を行った。次に、基板を１０質量％の３−メルカプトプロピルトリメトキシシランが含まれている無水トルエン溶液に浸漬し、６０℃で７分間静置して、基板上面側の表面、即ち、溝の内表面及び該内表面に隣接する面上に、３−メルカプトプロピルトリメトキシシランをＳｉ基板上の自然酸化膜を利用して結合させ、単分子膜を形成させた。
【００５７】
次に、溶媒のトルエンを揮発させた後、合成例１で得られた分散液を、基板の単分子膜が形成された表面、即ち、溝の内表面及び該内表面に隣接する面上の単分子膜に、ピコピペット（アルテア技研（株）製）を用いて滴下し、基板を傾けて内表面に隣接する面上の分散液を流し落とし、室温で自然乾燥した。
【００５８】
得られた基板の表面を、電界放射型走査電子顕微鏡（ＦＥ−ＳＥＭ）を用いて観察した。その顕微鏡像を図７に示す。観察結果から、ＦｅＰｔ磁性ナノ粒子の単層の集合体が溝の底部のみに固定され、溝の内表面に隣接する面にはＦｅＰｔ磁性ナノ粒子が固定されていないことが確認された。
【００５９】
［参考例１］
溝が形成されていない表面が平滑なＳｉ基板を用い、まず、２分間Ｏ2プラズマアッシング処理することにより基板の表面改質を行った。次に、基板を１０質量％の３−メルカプトプロピルトリメトキシシランが含まれている無水トルエン溶液に浸漬し、６０℃で７分間静置して、基板の平滑な表面に、３−メルカプトプロピルトリメトキシシランをＳｉ基板上の自然酸化膜を利用して結合させ、単分子膜を形成させた。
【００６０】
次に、溶媒のトルエンを揮発させた後、合成例１で得られた分散液を、基板の単分子膜が形成された表面、即ち、基板の平滑な表面上の単分子膜に、ピコピペット（アルテア技研（株）製）を用いて滴下し、基板を傾けて基板表面上の分散液を流し落とす操作を実施することなくそのまま静置し、室温で自然乾燥した。
【００６１】
得られた基板の表面を、電界放射型走査電子顕微鏡（ＦＥ−ＳＥＭ）を用いて観察した。その顕微鏡像を図８に示す。観察結果から、ＦｅＰｔ磁性ナノ粒子が約８．６ｎｍの間隔で分散配置した状態が確認された。
【００６２】
また、平滑基板上に形成されたＦｅＰｔ磁性ナノ粒子の集合体について、Ｘ線小角散乱（ＧＩ−ＳＡＸＳ）にて評価した。そのパターンを図９に示す。回折パターンから、ＦｅＰｔ磁性ナノ粒子の六方最密状の規則配列に由来するピークが検出され、ＦｅＰｔ磁性ナノ粒子が約８．６ｎｍの間隔で配列していることが導出された。
【符号の説明】
【００６３】
１，１０  基板
１１  溝
１２  凹陥部
１３  表面に隣接する面
２  有機コーティング剤分子の単分子膜
３  磁性ナノ粒子の集合体
３１  分散液
５  樹脂組成物
５１  樹脂層
６  モールド
６１  突出部
【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９】
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【図７】
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【図８】
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