(57)【要約】【課題】垂直磁気記録媒体における低密度領域での媒体ノイズの低減および記録分解能の改善、及び面内磁気記録媒体の熱揺らぎ限界を超える、面記録密度のさらなる高密度化を行う。【解決手段】第１と第２の磁気記録層を反磁性交換結合させた垂直磁気記録媒体、あるいは、第１と第２の磁気記録層の間に所定の中間層を３以上設け、反磁性交換結合させた面内磁気記録媒体を用いる。【選択図】　　図１
2004039033.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非磁性基板、該非磁性基板上に設けられた第１の磁気記録層、及び該第１の磁気記録層上に設けられた第２の磁気記録層を有し、前記第１及び第２の磁気記録層は、互いに磁化の方向を反平行に揃える相互作用を及ぼし、その磁化容易軸が各々磁気記録層の面方向に対し垂直方向であることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項２】
前記非磁性基板と前記第１の磁気記録媒体との間にさらに軟磁性層を有することを特徴とする請求項１に記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項３】
磁化がある向きに飽和した状態から反転して逆の向きに飽和するまで、前記磁気記録層の面方向に対し垂直方向に磁界を印加した場合、反転する際の磁界の符号が前記第１の磁気記録層と前記第２の磁気記録層とで異なることを特徴とする請求項１または２に記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項４】
前記相互作用における反強磁性交換結合エネルギー面密度が０．０１ｅｒｇ／ｃｍ２以上であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項５】
前記第２の磁気記録層は、磁性粒子と、該磁性粒子と隣接する磁性粒子との間に存在する非磁性体とを含むことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項６】
前記第１の磁気記録層と前記第２の磁気記録層のうち少なくとも一方は、Ｃｏを主に含む強磁性層と、Ｐｄ及びＰｔのうち１つを主に含む非磁性層とを交互に積層した多層構造を有することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項７】
前記第１の磁気記録層及び前記第２の磁気記録層との間に、中間層Ｍ１ないしＭ５から選択される１以上の中間層を有し、その配列の組合せは、
第１の磁気記録層／Ｍ１／第２の磁気記録層、
第１の磁気記録層／Ｍ２／Ｍ１／第２の磁気記録層、第１の磁気記録層／Ｍ４／Ｍ２／Ｍ１／第２の磁気記録層、第１の磁気記録層／Ｍ４／Ｍ２／Ｍ１／第２の磁気記録層、
第１の磁気記録層Ｍ２／Ｍ１／Ｍ３／第２の磁気記録層、第１の磁気記録層／Ｍ４／Ｍ２／Ｍ１／Ｍ３／第２の磁気記録層、第１の磁気記録層／Ｍ４／Ｍ２／Ｍ１／Ｍ３／第２の磁気記録層、
第１の磁気記録層Ｍ２／Ｍ１／Ｍ３／Ｍ５／第２の磁気記録層、第１の磁気記録層／Ｍ４／Ｍ２／Ｍ１／Ｍ３／Ｍ５／第２の磁気記録層、第１の磁気記録層／Ｍ４／Ｍ２／Ｍ１／Ｍ３／Ｍ５／第２の磁気記録層、
第１の磁気記録層Ｍ２／Ｍ１／Ｍ３／Ｍ５／第２の磁気記録層、第１の磁気記録層／Ｍ４／Ｍ２／Ｍ１／Ｍ３／Ｍ５／第２の磁気記録層、第１の磁気記録層／Ｍ６／Ｍ４／Ｍ２／Ｍ１／Ｍ３／Ｍ５／第２の磁気記録層、
第１の磁気記録層／Ｍ１／Ｍ３第２の磁気記録層、第１の磁気記録層／Ｍ１／Ｍ３／Ｍ５／第２の磁気記録層、及び第１の磁気記録層／Ｍ１／Ｍ３／Ｍ５／第２の磁気記録層、
から選択され、前記中間層Ｍ１は、２ｎｍ以下の厚さを有する非磁性材料から実質的になり、第１の磁気記録層、中間層Ｍ２，中間層Ｍ３，及び第２の磁気記録層のいずれか２つあるいはそれ以上が反磁性交換結合していることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の磁気記録媒体。
【請求項８】
前記第１の磁気記録層及び前記第２の磁気記録層との間に、中間層Ｍ１ないし中間層Ｍ７から選択される３以上の中間層を有し、その配列の組合せは、
第１の磁気記録層／Ｍ６／Ｍ４／Ｍ１／第２の磁気記録層、
第１の磁気記録層／Ｍ６／Ｍ４／Ｍ１／Ｍ３／第２の磁気記録層、
第１の磁気記録層／Ｍ６／Ｍ４／Ｍ１／Ｍ５／第２の磁気記録層、
第１の磁気記録層／Ｍ６／Ｍ４／Ｍ１／Ｍ５／Ｍ７／第２の磁気記録層、
第１の磁気記録層／Ｍ６／Ｍ４／Ｍ１／Ｍ３／Ｍ５／第２の磁気記録層、
第１の磁気記録層／Ｍ６／Ｍ４／Ｍ１／Ｍ３／Ｍ５／Ｍ７／第２の磁気記録層、第１の磁気記録層／Ｍ６／Ｍ４／Ｍ２／Ｍ１／第２の磁気記録層、
第１の磁気記録層／Ｍ６／Ｍ４／Ｍ２／Ｍ１／Ｍ３／第２の磁気記録層、
第１の磁気記録層／Ｍ６／Ｍ４／Ｍ２／Ｍ１／Ｍ５／第２の磁気記録層、
第１の磁気記録層／Ｍ６／Ｍ４／Ｍ２／Ｍ１／Ｍ５／Ｍ７／第２の磁気記録層、第１の磁気記録層／Ｍ６／Ｍ４／Ｍ２／Ｍ１／Ｍ３／Ｍ５／Ｍ７／第２の磁気記録層、
第１の磁気記録層／Ｍ１／Ｍ５／Ｍ７／第２の磁気記録層、
第１の磁気記録層／Ｍ２／Ｍ１／Ｍ５／Ｍ７／第２の磁気記録層、
第１の磁気記録層／Ｍ４／Ｍ１／Ｍ５／Ｍ７／第２の磁気記録層、
第１の磁気記録層／Ｍ４／Ｍ２／Ｍ１／Ｍ５／Ｍ７／第２の磁気記録層、
第１の磁気記録層／Ｍ１／Ｍ３／Ｍ５／Ｍ７／第２の磁気記録層、
第１の磁気記録層／Ｍ２／Ｍ１／Ｍ３／Ｍ５／Ｍ７／第２の磁気記録層、
第１の磁気記録層／Ｍ４／Ｍ１／Ｍ３／Ｍ５／Ｍ７／第２の磁気記録層、及び
第１の磁気記録層／Ｍ４／Ｍ２／Ｍ１／Ｍ３／Ｍ５／Ｍ７／第２の磁気記録層から選択され、
前記中間層Ｍ１は、２ｎｍ以下の厚さを有する非磁性材料から実質的になり、第１の磁気記録層、中間層Ｍ２，中間層Ｍ３，及び第２の磁気記録層のいずれか２つあるいはそれ以上が反磁性交換結合しており、前記中間層Ｍ６及び前記中間層Ｍ７は、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｕ、及びＲｅからなる群から選択される少なくとも１種を含むことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の磁気記録媒体。
【請求項９】
前記中間層Ｍ１は、半導体、及び磁性体がドープされた半導体のうち１つを含むことを特徴とする請求項７に記載の磁気記録媒体。
【請求項１０】
前記中間層Ｍ１は、少なくともＲｕ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｔｃ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｓｉ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｃｒ、Ｍｎ、及びＡｌからなる群から選ばれる少なくとも１種の材料を主に含むことを特徴とする請求項７に記載の磁気記録媒体。
【請求項１１】
前記中間層Ｍ１は、Ｒｕ、Ｒｈ、及びＩｒからなる群から選択される少なくとも１種を主に含む請求項１０に記載の磁気記録媒体。
【請求項１２】
前記中間層Ｍ２は、Ｃｏ系合金から実質的になることを特徴とする請求項７ないし１１のいずれか１項に含む磁気記録媒体。
【請求項１３】
前記中間層Ｍ３はＣｏ系合金から実質的になることを特徴とする請求項７ないし１２のいずれか１項に含む磁気記録媒体。
【請求項１４】
前記中間層Ｍ４は、少なくともＲｕ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｔｃ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｓｉ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ａｌ、半導体、及び磁性体がドープされた半導体からなる群から選ばれる少なくとも１種の材料を主に含むことを特徴とする請求項７ないし１２のいずれか１項に記載の磁気記録媒体。
【請求項１５】
前記中間層Ｍ５は、少なくともＲｕ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｔｃ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｓｉ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ａｌ、半導体、及び磁性体がドープされた半導体からなる群から選ばれる少なくとも１種の材料を主に含むことを特徴とする請求項７ないし１３のいずれか１項に記載の磁気記録媒体。
【請求項１６】
非磁性基板、該非磁性基板上に設けられた第１の磁気記録層、及び該第１の磁気記録層上に設けられた第２の磁気記録層を有し、前記第１及び第２の磁気記録層は、互いに磁化の方向を反平行に揃える相互作用を及ぼし、その磁化容易軸が各々磁気記録層の面方向に平行であり、
前記第１の磁気記録層及び第２の磁気記録層との間に、中間層Ｍ１ないし中間層Ｍ７から選択される３以上の中間層を有し、その配列の組合せは、
第１の記録層／Ｍ４／Ｍ２／Ｍ１／第２の記録層、第１の記録層／Ｍ６／Ｍ４／Ｍ２／Ｍ１／第２の記録層、
第１の記録層／Ｍ４／Ｍ２／Ｍ１／Ｍ３／第２の記録層、第１の記録層／Ｍ６／Ｍ４／Ｍ２／Ｍ１／Ｍ３／第２の記録層、
第１の記録層Ｍ２／Ｍ１／Ｍ３／Ｍ５／第２の記録層、第１の記録層／Ｍ４／Ｍ２／Ｍ１／Ｍ３／Ｍ５／第２の記録層、第１の記録層／Ｍ６／Ｍ４／Ｍ２／Ｍ１／Ｍ３／Ｍ５／第２の記録層、
第１の記録層Ｍ２／Ｍ１／Ｍ３／Ｍ５／Ｍ７／第２の記録層、第１の記録層／Ｍ４／Ｍ２／Ｍ１／Ｍ３／Ｍ５／Ｍ７／第２の記録層、第１の記録層／Ｍ６／Ｍ４／Ｍ２／Ｍ１／Ｍ３／Ｍ５／Ｍ７／第２の記録層、
第１の記録層／Ｍ１／Ｍ３／Ｍ５／第２の記録層、及び第１の記録層／Ｍ１／Ｍ３／Ｍ５／Ｍ７／第２の記録層、
第１の磁気記録層／Ｍ６／Ｍ４／Ｍ１／第２の磁気記録層、
第１の磁気記録層／Ｍ６／Ｍ４／Ｍ１／Ｍ３／第２の磁気記録層、
第１の磁気記録層／Ｍ６／Ｍ４／Ｍ１／Ｍ５／第２の磁気記録層、
第１の磁気記録層／Ｍ６／Ｍ４／Ｍ１／Ｍ５／Ｍ７／第２の磁気記録層、
第１の磁気記録層／Ｍ６／Ｍ４／Ｍ１／Ｍ３／Ｍ５／第２の磁気記録層、
第１の磁気記録層／Ｍ６／Ｍ４／Ｍ１／Ｍ３／Ｍ５／Ｍ７／第２の磁気記録層、第１の磁気記録層／Ｍ６／Ｍ４／Ｍ２／Ｍ１／Ｍ５／第２の磁気記録層、
第１の磁気記録層／Ｍ６／Ｍ４／Ｍ２／Ｍ１／Ｍ５／Ｍ７／第２の磁気記録層、第１の磁気記録層／Ｍ１／Ｍ５／Ｍ７／第２の磁気記録層、
第１の磁気記録層／Ｍ２／Ｍ１／Ｍ５／Ｍ７／第２の磁気記録層、
第１の磁気記録層／Ｍ４／Ｍ１／Ｍ５／Ｍ７／第２の磁気記録層、
第１の磁気記録層／Ｍ４／Ｍ２／Ｍ１／Ｍ５／Ｍ７／第２の磁気記録層、
第１の磁気記録層／Ｍ４／Ｍ１／Ｍ３／Ｍ５／Ｍ７／第２の磁気記録層、及び
第１の磁気記録層／Ｍ４／Ｍ２／Ｍ１／Ｍ３／Ｍ５／Ｍ７／第２の磁気記録層から選択され、
前記中間層Ｍ１は、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｒｅ及びＩｒからなる群から選択される少なくとも１種を主に含み、前記中間層Ｍ２及び前記中間層Ｍ３は、Ｃｏを主成分とする合金を含む材料からなり、前記中間層Ｍ４及び前記中間層Ｍ５は、少なくともＲｕ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｔｃ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｓｉ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ａｌ、半導体、及び磁性体がドープされた半導体からなる群から選ばれる少なくとも１種の材料を主に含み、前記中間層Ｍ６及び前記中間層Ｍ７は、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｕ、及びＲｅからなる群から選択される少なくとも１種を含み、前記中間層Ｍ１、前記中間層Ｍ２、前記中間層Ｍ３、前記中間層Ｍ４、及び前記中間層Ｍ５はいずれも２ｎｍ以下の厚さを有し、かつ第１の磁気記録層、中間層Ｍ２，中間層Ｍ３，及び第２の磁気記録層のうち少なくとも２つの層が反強磁性交換接合を有することを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項１７】
前記中間層Ｍ４は、式Ｍ−Ｇで表され、但し、ＭはＳｉ、Ａｌ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｚｒ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｂからなる群から選択され、かつ、ＧはＯ、Ｎ、Ｃ、及びＨからなる群から選択されることを特徴とする請求項７ないし１６のいずれか１項に記載の磁気記録媒体。
【請求項１８】
前記中間層Ｍ５は、式Ｍ−Ｇで表され、但し、ＭはＳｉ、Ａｌ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｚｒ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｂからなる群から選択され、かつ、ＧはＯ、Ｎ、Ｃ、及びＨからなる群から選択されることを特徴とする請求項７ないし１７のいずれか１項に記載の磁気記録媒体。
【請求項１９】
前記第１の磁気記録層と第２の磁気記録層が交互に三層以上積層されている請求項１ないし１８のいずれか１項に記載の磁気記録媒体。
【請求項２０】
請求項１ないし２１のいずれか１項に記載の磁気記録媒体と、前記磁気記録媒体を支持及び回転駆動する駆動機構と，該磁気記録媒体に記録磁界を印加する機構とを具備することを特徴とする磁気記録再生装置。
【請求項２１】
前記磁気記録媒体に前記記録磁界よりも小さな磁界を印加する補助ヘッドをさらに具備することを特徴とする請求項２０に記載の
磁気記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハードディスク装置として使用される磁気記録再生装置、及びこれに用いられる磁気記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年のコンピュータの処理速度向上に伴って、情報・データの記憶・再生機能を担う磁気記憶装置（ＨＤＤ）には、高速・高密度化が要求され続けている。しかしながら、高密度化には物理的な限界があると言われており、この要求を満たし続けていけるかどうか問題視されている。
【０００３】
情報が実質的に記録される磁気記録媒体は、微細な磁性粒子の集合体からなる磁気記録層から構成される。高密度記録を行うには磁気記録層に記録される磁区を小さくする必要がある。小さな記録磁区を分別できるためには磁区の境界が滑らかであることが必要であり、そのためには構成する磁性粒子を微小化する必要がある。また、隣接する磁性粒子まで磁化反転が連鎖すると磁区の境界の乱れとなるので、各磁性粒子間は、交換結合相互作用が働かないように、非磁性体によって磁気的に分断されている必要がある。また、ヘッドと媒体の磁気的な相互作用の観点から、高密度の記録を行なうには、磁気記録層の膜厚も小さくする必要がある。
【０００４】
以上の要求を満たすためには、磁性体層を構成する磁性体の磁化反転のユニットの体積を小さくしていかなければならない。ところが、磁化反転ユニットを微小化すると、そのユニットが持つ磁気異方性エネルギー，すなわち磁気異方性エネルギー密度Ｋｕ×磁化反転ユニットの体積Ｖ，が室温の熱揺らぎエネルギーよりも小さくなり、磁区を保持することができなくなってしまう。これが熱揺らぎ現象であり、これが主因となる記録密度の物理限界は、熱揺らぎ限界と呼ばれている。
【０００５】
熱揺らぎによる磁化の反転を防ぐには、Ｋｕを大きくすれば良い。しかし、上記のようなＨＤＤ媒体に反転磁区を形成するすなわち記録を行うときの保磁力がＫｕにほぼ比例するために、現状の記録ヘッドが発生し得る磁界では記録ができないという欠点があった。
【０００６】
熱揺らぎ問題を回避する改善する手段の一つとして，Ｋｕを大きくする以外に、垂直磁気記録方式が提案されている。これは、従来の面内磁気記録方式では、磁気記録媒体の面内方向にあった磁化容易軸を、磁気記録媒体の垂直方向とすることにより，記録磁区の境界である磁化遷移領域付近では反磁界が打ち消しあうために，記録密度が高くなるほど静磁気的に安定となり，熱揺らぎ耐性が向上することから、高密度化に適した方式である。しかしながら、面内磁気記録方式とは逆に、磁化遷移領域から遠ざかるほど反磁界は大きくなるため，記録密度が低い部分では逆磁区が発生し，媒体（ＤＣ）ノイズが増加してしまうという欠点があった。
【０００７】
一方、面内磁気記録媒体における熱揺らぎ問題回避手段としては、反強磁性結合を利用した面内磁気記録媒体が提案されている。これは磁性体からなる記録層を二つの層に分け、それを１　ｎｍ程度のＲｕ等の非磁性金属を介して積層することにより、各層の磁化の方向が逆になるようにしたものである。こうすることで、Ｍｒｔ（Ｍｒは残留磁化、ｔは膜厚）が小さくなり、磁化遷移領域における反磁界が減少し、記録分解能が向上し得る。
【０００８】
また、面内反強磁性結合を利用した面内磁気記録媒体では、反強磁性結合エネルギーＪはある程度大きいことが好ましいが、単純に中間層を挿入するだけでは、０．１　ｅｒｇ／ｃｍ２程度のＪしか得られなかった。このため、大きなＪ値を得る手段として、中間層の前後に１　ｎｍ程度のＣｏ層を挿入する手法が提案されている。しかし、Ｃｏを挿入すると記録層中へのＣｏの拡散が起こり、結晶粒界の分断が阻害され、媒体ノイズが増加してしまうという欠点があった。この欠点を補うためにＣｏＣｒのようなＣｏを主成分とする合金層を挿入することも検討されているが、その場合、Ｊの低下が起こり好ましくなかった。
【０００９】
また、垂直磁気記録媒体においては、同様にＲｕなどの非磁性層を介して磁気記録層を積層構造としても、反強磁性結合状態は実現し難い。これは、二つの層のスピンが逆向きになる状態は、面内磁気記録媒体では静磁気的に安定であるのに対し、垂直磁気記録媒体では不安定になるためである。また、静磁エネルギーを上回る反強磁性結合エネルギーが得られると、垂直磁気記録媒体においても、反強磁性結合状態は得られる可能性がある。しかしながら、たとえ仮に、反強磁性結合状態が得られたとしても、静磁気的なメカニズム上、磁化遷移領域において反磁界が減少するとは考え難く、面内記録媒体と同様の効果は期待し難い。このようなことから、反強磁性結合作用を利用した垂直磁気記録媒体は、実現されていない。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、本発明は、上記従来技術の事情を鑑みてなされたもので、その第１の課題は、垂直磁気記録媒体における低密度領域での媒体ノイズの低減および記録分解能の改善、及び面内反強磁性結合を利用した面内磁気記録媒体の熱揺らぎ限界を超える面記録密度のさらなる高密度化にある。
【００１１】
また、本発明の第２の課題は、垂直磁気記録媒体における低密度領域での媒体ノイズを低減し、記録分解能を改善することにより、従来の面内反強磁性結合を利用した面内磁気記録方式の熱揺らぎ限界を超えるさらなる高密度の面密度記録が可能な磁気記録再生装置を得ることにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、第１に、非磁性基板、該非磁性基板上に設けられた第１の磁気記録層、及び該第１の磁気記録層上に設けられた第２の磁気記録層を有し、前記第１及び第２の磁気記録層は、互いに磁化の方向を反平行に揃える相互作用を及ぼし、その磁化容易軸が各々磁気記録層の面方向に対し垂直方向であることを特徴とする磁気記録媒体を提供する。
【００１３】
また、本発明は、第２に、非磁性基板、該非磁性基板上に設けられた第１の磁気記録層、及び該第１の磁気記録層上に設けられた第２の磁気記録層を有し、前記第１及び第２の磁気記録層は、互いに磁化の方向を反平行に揃える相互作用を及ぼし、その磁化容易軸が各々磁気記録層の面方向に平行であり、
前記第１の磁気記録層及び第２の磁気記録層との間に、中間層Ｍ１ないし中間層Ｍ７から選択される３以上の中間層を有し、その配列の組合せは、
第１の記録層／Ｍ４／Ｍ２／Ｍ１／第２の記録層、第１の記録層／Ｍ６／Ｍ４／Ｍ２／Ｍ１／第２の記録層、
第１の記録層／Ｍ４／Ｍ２／Ｍ１／Ｍ３／第２の記録層、第１の記録層／Ｍ６／Ｍ４／Ｍ２／Ｍ１／Ｍ３／第２の記録層、
第１の記録層Ｍ２／Ｍ１／Ｍ３／Ｍ５／第２の記録層、第１の記録層／Ｍ４／Ｍ２／Ｍ１／Ｍ３／Ｍ５／第２の記録層、第１の記録層／Ｍ６／Ｍ４／Ｍ２／Ｍ１／Ｍ３／Ｍ５／第２の記録層、
第１の記録層Ｍ２／Ｍ１／Ｍ３／Ｍ５／Ｍ７／第２の記録層、第１の記録層／Ｍ４／Ｍ２／Ｍ１／Ｍ３／Ｍ５／Ｍ７／第２の記録層、第１の記録層／Ｍ６／Ｍ４／Ｍ２／Ｍ１／Ｍ３／Ｍ５／Ｍ７／第２の記録層、
第１の記録層／Ｍ１／Ｍ３／Ｍ５／第２の記録層、及び第１の記録層／Ｍ１／Ｍ３／Ｍ５／Ｍ７／第２の記録層、
第１の磁気記録層／Ｍ６／Ｍ４／Ｍ１／第２の磁気記録層、
第１の磁気記録層／Ｍ６／Ｍ４／Ｍ１／Ｍ３／第２の磁気記録層、
第１の磁気記録層／Ｍ６／Ｍ４／Ｍ１／Ｍ５／第２の磁気記録層、
第１の磁気記録層／Ｍ６／Ｍ４／Ｍ１／Ｍ５／Ｍ７／第２の磁気記録層、
第１の磁気記録層／Ｍ６／Ｍ４／Ｍ１／Ｍ３／Ｍ５／第２の磁気記録層、
第１の磁気記録層／Ｍ６／Ｍ４／Ｍ１／Ｍ３／Ｍ５／Ｍ７／第２の磁気記録層、第１の磁気記録層／Ｍ６／Ｍ４／Ｍ２／Ｍ１／Ｍ５／第２の磁気記録層、
第１の磁気記録層／Ｍ６／Ｍ４／Ｍ２／Ｍ１／Ｍ５／Ｍ７／第２の磁気記録層、第１の磁気記録層／Ｍ１／Ｍ５／Ｍ７／第２の磁気記録層、
第１の磁気記録層／Ｍ２／Ｍ１／Ｍ５／Ｍ７／第２の磁気記録層、
第１の磁気記録層／Ｍ４／Ｍ１／Ｍ５／Ｍ７／第２の磁気記録層、
第１の磁気記録層／Ｍ４／Ｍ２／Ｍ１／Ｍ５／Ｍ７／第２の磁気記録層、
第１の磁気記録層／Ｍ４／Ｍ１／Ｍ３／Ｍ５／Ｍ７／第２の磁気記録層、及び
から選択され、
前記中間層Ｍ１は、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｒｅ及びＩｒからなる群から選択される少なくとも１種を主に含み、前記中間層Ｍ２及び前記中間層Ｍ３は、Ｃｏを主成分とする合金を含む材料からなり、前記中間層Ｍ４及び前記中間層Ｍ５は、少なくともＲｕ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｔｃ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｓｉ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ａｌ、半導体、及び磁性体がドープされた半導体からなる群から選ばれる少なくとも１種の材料を主に含み、前記中間層Ｍ６及び前記中間層Ｍ７は、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｕ、及びＲｅからなる群から選択される少なくとも１種を含み、前記中間層Ｍ１、前記中間層Ｍ２、前記中間層Ｍ３、前記中間層Ｍ４、及び前記中間層Ｍ５はいずれも２ｎｍ以下の厚さを有し、かつ第１の磁気記録層、中間層Ｍ２，中間層Ｍ３，及び第２の磁気記録層のうち少なくとも２つの層が反強磁性交換接合を有することを特徴とする磁気記録媒体を提供する。
【００１４】
また、本発明は、第３に、上記磁気記録媒体と、前記磁気記録媒体を支持及び回転駆動する駆動機構と，該磁気記録媒体に記録磁界を印加する機構とを具備することを特徴とする磁気記録再生装置を提供する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の観点に係る磁気記録媒体は、非磁性基板、非磁性基板上に設けられた第１の磁気記録層、及び第１の磁気記録層上に設けられた第２の磁気記録層を有し、第１及び第２の磁気記録層は、互いに磁化の方向を反平行に揃える相互作用を及ぼし、その磁化容易軸が各々磁気記録層の面方向に対し垂直方向であることを特徴とする。
【００１６】
第１の磁気記録層と第２の磁気記録層間に、互いに磁化の方向を反平行に揃える相互作用を及ぼす、両層間の反強磁性結合の有無は、その磁化曲線Ｍ−Ｈループを調べることで確認することができる。
【００１７】
以下、図面を参照し、本発明をより詳細に説明する。
【００１８】
図１に、本発明にかかる磁気記録媒体の一例の構成を模式的に表す図を示す。
【００１９】
図示するように、この媒体は、例えばガラス等からなる基板１３上に、例えばＰｄあるいはＰｔ等からなる下地層１５、例えばＣｏとＰｔの多層構造からなる第１の磁気記録層１２、例えばＣｏＰｔＴａ合金とＳｉＯ２の偏析構造からなる第２の磁気記録層１１、及び例えばＣからなる保護層を積層した構成を有する垂直磁気記録媒体である。
【００２０】
図１に示す垂直磁気記録媒体の磁化曲線としてＭ−Ｈループを図２に示す。また、図２には、図示するように、このＭ−Ｈループ１０１は、ヒステリシスループを描いている。図３（ａ），図３（ｂ），及び図３（ｃ）は、各々、Ｍ−Ｈループ１０１のうち、曲線１０２に示すように負の方向に−Ｈ１よりも大きい磁界がかかっているとき、曲線１０３に示すように、磁界を減じていってＨ２を超え、Ｈ１よりも小さいとき、曲線１０４に示すように正の方向に大きい磁界がかかっているときの、第１の磁気記録層１２と第２の磁気記録層１１における磁化の向きを、矢印を用いて模式的に表す図を示す。図示するように、負の向きに強い磁界が印加されているときには図３（ａ）のように各層とも下を向いた状態になる。磁界を減じていってＨ２を超えたときに第２の磁気記録層の磁化の向きが反転し、図３（ｂ）に示すような状態となる。反強磁性交換結合のためにこの状態がエネルギー的に安定である。大きな磁界Ｈ１を印加すると、図３（ｃ）のように、両層とも磁化の向きが上向きとなる。
【００２１】
図中の点線２０１はマイナーループを示す。図２の場合は、第２の磁気記録層が先に反転しているのでマイナーループは、第２の磁気記録層の反転のみが寄与する。マイナーループの幅は、第２の磁気記録層の保磁力Ｈｃ１で表される。反強磁性交換結合がない場合には、マイナーループはＨ＝０を中心とした対称形になるが、反強磁性結合の場合には図示したように、これが右側にシフトする。このシフトの存在により反強磁性結合の存在が分かる。このように、第１の磁気記録層の反転磁界Ｈ１と、第２の磁気記録層の反転磁界Ｈ２とが逆符号であるときに，反強磁性結合媒体の効果が発揮される。ちなみに、強磁性交換結合の場合には、二段ループにならない。
【００２２】
本発明者らは、第１の磁気記録層と第２の磁気記録層が上記のような反強磁性結合の構成をとった場合に、従来の熱揺らぎ限界以上の高密度磁気記録ができることを見出した。
【００２３】
また、発明者らは、垂直記録方式に関する詳細な解析の結果、垂直磁気記録媒体の場合、第１の磁気記録層と第２の磁気記録層との反強磁性結合が磁化遷移幅を小さくすることを見出した。
【００２４】
図４に、第１の磁気記録層と第２の磁気記録層における磁化遷移領域を表す模式図を示す。磁化遷移はＴの矢印で示す位置にあるが、その他の矢印で示すように、第１の磁気記録層と第２の磁気記録層を反強磁性結合させることにより、図中の点線で示したあたりのごく小さい領域で反磁界の減少が起きる。点線の領域でない大部分の磁化遷移領域は、従来の垂直磁気記録と同様な反磁界の影響下にある。しかしなから、本発明者らは、この局所的な反磁界の減少により磁化遷移幅が大幅に狭小化されることを、マイクロマグネティック解析により見出した。このため，垂直媒体においても反強磁性結合を実現することにより，記録分解能を改善することができる。
【００２５】
さらに、本発明者らは、反強磁性結合された上記磁気記録層を用いることにより、垂直磁気記録の問題の一つである逆磁区の発生を抑えることができることを見出した。
【００２６】
図５に、従来の垂直磁気記録媒体の磁化の方向を説明するための模式図を示す。
【００２７】
また、図６に、本発明にかかる垂直磁気記録媒体の磁化の方向を説明するための模式図を示す。
【００２８】
図５に示すように、従来の垂直磁気記録媒体、矢印１０５で表される、その磁化方向が同じ向きの磁区が連続する場合、膜中に、矢印１０６で表される大きな反磁界が発生する。この反磁界により、磁区の一部が磁化反転してしまい、媒体ノイズの増加を招く。
【００２９】
しかしながら、図６に示すような、本発明による磁気記録媒体の場合には矢印１０６で示す反磁界が各層で発生し、それが界面においてキャンセルしてしまう。このことにより、膜全体の反磁界は大きく減少し、逆磁区の発生を抑えることができる。このことは、好ましくは、第２の磁気記録層が、磁性粒子とその間に存在する非磁性体とから構成される場合に、このような微細構造中の、磁性体の不連続性、磁性層内部の磁荷（ｍａｇｎｅｔｉｃ　ｃｈａｒｇｅ）の発生によるものであると考えられる。
【００３０】
さらに、マイクロマグネティクス技法を駆使したダイナミクス解析により、反強磁性結合を用いた垂直磁気記録媒体では、保磁力が高くなるにも関わらず、特に大きなヘッド磁界を加えなくとも十分な記録が可能であることが分かった。第２の磁気記録層と第１の磁気記録層とが反強磁性結合した場合、例えば図２のＨ１で表されるその反転磁界は、第２の磁気記録層及び第１の磁気記録層の保磁力よりも大きくなる。このため、反強磁性結合された磁性層を磁気記録媒体に適用するには、大きな書き込み磁界が必要となる。既に熱揺らぎ問題克復のために書き込み磁界は限界値まで引き上げられている状況下では、反強磁性結合された磁性層を用いることは、有効な高密度化の手段とはなりえないと従来は考えられていた。すなわち、従来の考え方では、反強磁性結合を用いた垂直磁気記録媒体は、所要記録磁界が増大してしまうために、熱揺らぎ限界を上げることは困難であると考えられていた。
【００３１】
しかし、我々の詳細な解析によって初めて明らかになったことは、多層構造をなしているがために、ヘッドから供給される書き込み磁界は、第２の磁気記録層で強く、第１の磁気記録層で弱くなるということであった。従って、実質的に第２の磁気記録層の印加磁界は大きいために、膜全体に均一な磁界が印加されるヒステリシスループ測定の場合よりも、例えば図２のＨ１で表される反転磁界は小さくなる。また、ダイナミックな領域では、まず、第２の磁気記録層が反転して、ヘッド磁界が通り過ぎてから第１の磁気記録層が逆向きに反転するのが通常であるが、ミクロには上記の磁界強度の差があるために、ヘッド磁界が存在する時点から第１の磁気記録層の反転が始まることができる。このために、より小さな磁界で第２の磁気記録層の磁化反転ができる可能となり、記録が行われ得る。
【００３２】
本発明の好ましい磁気記録媒体の一例は、非磁性基板上に、第１の磁気記録層、及び第２の磁気記録層が積層されており、第１の磁気記録層と第２の磁気記録層とは、室温で反強磁性交換結合相互作用を及ぼすように積層されており、かつ第２の磁気記録層が、磁性粒子とその磁性粒子間に存在する非磁性体とから構成され、かつ第１の磁気記録層と第２の磁気記録層は垂直磁気異方性を有する。
【００３３】
非磁性基板としては、通常、円形の硬質のものが使用できる。その材質としては、金属、ガラス、及びセラミクスなどを用いることができる。
【００３４】
本発明にか亀磁気記録媒体には、必要に応じて、ＣやＳｉＯ２などから形成される保護層や下地層を用いることができる。
【００３５】
第２の磁気記録層を構成する磁性粒子の材料としては、飽和磁化Ｉｓが大きくかつ磁気異方性が大きいものが好ましく使用される。
【００３６】
このような磁性材料として、例えばＣｏ、Ｐｔ、Ｓｍ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｂｉ、およびＡｌならびにこれらの金属の合金からなる群より選択される少なくとも一種があげられる。これらのうちでは、結晶磁気異方性の大きいＣｏ系合金、特にＣｏＰｔ、ＳｍＣｏ、ＣｏＣｒをベースとした合金、ＦｅＰｔ，　ＣｏＰｔ等の規則合金がより好ましい。具体的には、Ｃｏ−Ｃｒ，　Ｃｏ−Ｐｔ，　Ｃｏ−Ｃｒ−Ｔａ，　Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ，　Ｃｏ−Ｃｒ−Ｔａ−Ｐｔ、Ｆｅ５０Ｐｔ５０、Ｆｅ５０Ｐｄ５０、及びＣｏ３Ｐｔ１などである。また、これ以外にも、Ｔｂ−Ｆｅ，　Ｔｂ−Ｆｅ−Ｃｏ，　Ｔｂ−Ｃｏ，　Ｇｄ−Ｔｂ−Ｆｅ−Ｃｏ，　Ｇｄ−Ｄｙ−Ｆｅ−Ｃｏ，　Ｎｄ−Ｆｅ−Ｃｏ，　Ｎｄ−Ｔｂ−Ｆｅ−Ｃｏ等の希土類−遷移金属合金、磁性層と貴金属層の多層膜例えばＣｏ／Ｐｔ、Ｃｏ／Ｐｄなど、ＰｔＭｎＳｂ等の半金属、Ｃｏフェライト、Ｂａフェライト等の磁性酸化物などから幅広く選択することができる。
【００３７】
磁気特性を制御する目的で、上記磁性体は、さらにＦｅ、Ｎｉから選ばれる少なくとも１つ以上の元素と合金化させることができる。また、これらの金属または合金に、磁気特性を向上させるための添加物、例えばＣｒ、Ｎｂ、Ｖ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｗ、Ｈｆ、Ｃｒ、Ｖ、Ｉｎ、Ｓｉ、及びＢ等、あるいはこれらの元素と、酸素、窒素、炭素、水素の中から選ばれる少なくとも一つの元素との化合物を加えることができる。
【００３８】
また、磁気記録層の磁気異方性は、垂直磁気異方性成分が主であれば面内磁気異方性成分を含むことができる。
【００３９】
本発明に用いられる磁気記録層の厚さは、特に制限はないが、高密度記録を考えると１００　ｎｍ以下が好ましく、５０　ｎｍ以下がより好ましく、２０　ｎｍ以下が更に好ましい。但し、０．１　ｎｍ以下になると薄膜を構成するのが困難になる傾向がある。
【００４０】
磁気記録層内の磁性粒子を分断化する方法としては、ＣｒやＴａやＢやＳｉＯ２に代表される酸化物、窒化物等の非磁性の元素を磁性材料に添加して、磁性粒子の粒間に析出させることができる。あるいは、半導体で使われるリソグラフィー等の技術を利用した人工的な加工によって磁性粒子を分断化することができる。自己組織化するＰＳ−ＰＭＭＡ等のジブロックコポリマーをマスクとした自己組織化加工によって磁性粒子を分断化することができる。さらには、粒子線照射などによる加工によって磁性粒子を分断化することができる。
【００４１】
第１の磁気記録層の材料は、磁性体であれば特に限定されない。第１の磁気記録層の磁気異方性は、垂直磁気異方性成分が主であれば、面内磁気異方性成分を含むことができる。厚さも特に制限はないが、１０００　ｎｍ以上は作成に時間がかかり、また膜応力による特性劣化や剥離が発生しやすくなるので好ましくない。０．１　ｎｍ以下になると実質的に薄膜を構成できない傾向がある。磁性体として第１の磁気記録層が満たすべき要件は、第２の磁気記録層と同様である。
【００４２】
第１の磁気記録層と、第２の磁気記録層の交換結合は、スパッタ法等による一般的な磁気記録層製造工程において、真空を破らずに引き続き成膜することで実現できる。ただし、このとき、第１の磁気記録層と第２の磁気記録層の磁化の向きが反平行である場合に、最もエネルギーが低くなる必要がある。そのような構成は、第２の磁気記録層と第１の磁気記録層の界面の状態を制御することによって実現することができる。例えばその界面に、部分的に磁性が変化した領域を有する、表面改質層あるいは物理／化学吸着層を有する、界面の結合状態がミクロな部分によって異なるといった場合が挙げられる。いずれにしろ、第２の磁気記録層と第１の記録層との間隙は理論的には数ｎｍ程度離れていても交換相互作用が及ぶので、交換結合が作用するのであれば第１の磁気記録層と第２の磁気記録層の間に非磁性層を設けることがでる。また、第１の磁気記録層と第２の磁気記録層の間に他の磁性膜を入れることによっても交換結合力を制御できるので、本発明による作用を損なわない限り、第１の磁気記録層と第２の磁気記録層の間に複数の磁性層が存在しても構わない。
【００４３】
下地層は、磁性体であっても非磁性体であってもよい。厚さは特に限定されないが、５００　ｎｍよりも厚いと製造コストが増加するので好ましくない。
【００４４】
軟磁性裏打ち層を用いた垂直二層媒体の場合には、下地層厚は薄い方が良く、５０ｎｍ以下が好ましく、さらに好ましくは２０　ｎｍ以下である。磁気記録層の粒径や配向が配向が制御できるのであれば、０　ｎｍであっても良い。
【００４５】
磁性体からなる下地層は、磁性層に、効率的な記録及び再生を行うために、磁気記録層中の磁区や記録及び再生ヘッドと交換相互作用及び静磁気相互作用を介して磁気的に結合されている。特に、垂直磁気記録媒体の場合、第１の磁気記録層と基板との間に軟磁性層を形成して、いわゆる垂直二層膜を作成し、単磁極ヘッドで記録を行うことで、高密度の記録ができる。
【００４６】
非磁性体からなる下地層は、磁気記録層における磁性粒子及び非磁性体の結晶構造を制御する目的、あるいは基板からの不純物の混入を防ぐ目的で設けられる。例えば、磁性粒子部の所望の結晶配向の格子間隔に近い格子間隔を持つ下地層を用いれば磁性粒子の結晶状態を制御することが可能である。また、例えば、ある表面エネルギーを持ったアモルファス下地層を用いることにより、磁性粒子あるいは非磁性体の結晶性あるいはアモルファス性を制御することができる。下地層の下にさらに他の下地層を設けることができる。その場合には、各下地層に、機能を分担させることにより、よりよい効果が期待できる。例えば磁気記録層の磁性結晶粒子を小さくする目的で、粒径の小さなシード層を基板上に設け、その上に、磁気記録層の結晶性を制御する下地層を設けることができる。基板からの不純物の混入を防ぐためには、格子間隔の小さいあるいは緻密な薄膜を下地層として用いることができる。
【００４７】
上記磁性体及び非磁性体の下地層は、その機能を共通に持ち得る。即ち、磁気記録層の磁性粒子の結晶性を制御する磁性下地層等を設けることができる。この場合には、記録再生特性上の効果と結晶性上の効果とが相乗され得る。また、上記の下地層は、イオンプレーティング・雰囲気ガス中でのドープ・中性子線照射等によって行う基板の表面改質層を含み得る。この場合、薄膜堆積のプロセスを介さなくて済むので、磁気記録層の形成上好ましい。
【００４８】
下地層の材料としては、例えばＢ，Ｃ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｐ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ａｇ，Ｈｆ，Ｔａ，Ｗ，Ｉｒ，Ｐｔ，Ａｕ，及びこれらを組み合わせた材料やこれらの酸化物、窒化物等をあげることができる。
【００４９】
本発明にかかる好ましい磁気記録媒体の他の一例はまた、非磁性基板、非磁性基板上に設けられた第１の磁気記録層、及び第１の磁気記録層上に設けられた第２の磁気記録層を有し、第１及び第２の磁気記録層は、互いに磁化の方向を反平行に揃える相互作用を及ぼし、その磁化容易軸が各々磁気記録層の面方向に対し垂直方向であり、反強磁性交換結合エネルギー面密度が０．０１　ｅｒｇ／ｃｍ２以上である垂直磁気記録媒体である。
【００５０】
反強磁性結合している多層磁気記録媒体の場合、その熱揺らぎ耐性としての磁気異方性エネルギー密度Ｋｕがいくつになるかは、現在、詳しい解析がなされていない。しかしながら、発明者らは、磁気異方性エネルギー密度Ｋｕについて詳細な検討を行なうことによって、下記の知見を見出すに至った。例えば、層「１」と層「２」とが、交換結合エネルギー面密度σで結合している場合、全体の熱揺らぎ耐性として、その磁気異方性エネルギー面密度は、
σ／（２　ｔ２　Ｋｕ２）＜１の場合、ｔ１Ｋｕ１＋σ−σ２／（４　ｔ２　Ｋｕ２）、
σ／（２　ｔ２　Ｋｕ２）＞１の場合、ｔ１Ｋｕ１＋ｔ２Ｋｕ２
となる。ここで、ｔ１　，ｔ２　はそれぞれ層「１」層「２」の膜厚、Ｋｕ１、Ｋｕ２はそれぞれ層「１」層「２」のＫｕである。
【００５１】
この式において「１」層を第２の磁気記録層、「２」層を第１の磁気記録層とすると、第１の磁気記録層の付与によって全体の磁気異方性エネルギー面密度は増えるので熱揺らぎ耐性は増加する。しかし、磁界の到達距離を考えると全厚ｔ１＋ｔ２をそれほど大きくできない、具体的には、第１の磁気記録層を付与する前の膜厚と同等にしないと、結果として、熱揺らぎ耐性は劣化する傾向がある。これ以外にも、磁気記録媒体の製造コストを考えると、ｔ１＋ｔ２はできるだけ小さい方が好ましい。従って、この条件下で熱揺らぎ耐性を大きくするには、上の関係式から明らかなように交換結合エネルギー面密度σが大きいことが好ましい。あまり大きすぎると、媒体としての反転磁界が大きくなって好ましくないので、上限値はシステム要求に対して設定することが望ましい。下限値は、熱揺らぎ耐性の劣化が顕著にならない程度が好ましい。本発明による磁気記録媒体を用いた詳細な実験により、反強磁性交換結合エネルギー面密度が０．０１　ｅｒｇ／ｃｍ２以上が好ましく、より好ましくは、０．１ないし１ｅｒｇ／ｃｍ２である。
【００５２】
本発明の好ましい磁気記録媒体のさらに他の例は、非磁性基板、非磁性基板上に設けられた第１の磁気記録層、及び第１の磁気記録層上に設けられた第２の磁気記録層を有し、第１及び第２の磁気記録層は、互いに磁化の方向を反平行に揃える相互作用を及ぼし、その磁化容易軸が各々磁気記録層の面方向に対し垂直方向であり、第２の磁気記録層と第１の磁気記録層との間に第１の中間層Ｍ１が設けられ、かつこの第１の中間層Ｍ１の厚さが２　ｎｍ以下である垂直磁気記録媒体である。
【００５３】
第２の磁気記録層と第１の磁気記録層との間に上記中間層Ｍ１を挿入することにより、大きな反強磁性交換結合エネルギー面密度が得られる。
【００５４】
本発明に用いられる中間層Ｍ１の材料としては、例えばＲｕ，Ｒｅ，Ｒｈ，Ｉｒ，Ｔｃ，Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｓｉ，Ｆｅ，Ｎｉ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｃｒ，Ｍｎ，及びＡｌ等の非磁性金属材料があげられる。
【００５５】
また、中間層Ｍ１の他の材料としては、半導体、及び半導体中に磁性体をドープした半導体材料があげられる。この半導体材料を使用することにより、大きな交換結合エネルギーが得られる。中間層Ｍ１が半導体である場合、電子（キャリア）の数が第２の磁気記録層と第１の磁気記録層との交換結合相互作用を担うと考えられ、磁性体をドープしたことによるキャリアの偏極が、反強磁性結合エネルギーの増大を担っているものと考えられる。電子（キャリア）の発生が重要であるので、半導体としては例えばＳｉ，　Ｇｅ，　Ｓｎ，　Ｔｅ，　ＡｌＰ，　ＧａＮ，　ＧａＰ，　ＧａＡｓ，　ＩｎＳｂ，　ＺｎＯ，　ＺｎＳ，　ＺｎＴｅ等が使用できる。ドープする磁性体としては、例えばＣｏ，　Ｆｅ，　Ｎｉ，
Ｍｎ，　Ｃｒ等が一般的である。
【００５６】
本発明の好ましい磁気記録媒体のさらに他の例は、非磁性基板、非磁性基板上に設けられた第１の磁気記録層、及び第１の磁気記録層上に設けられた第２の磁気記録層を有し、第１及び第２の磁気記録層は、互いに磁化の方向を反平行に揃える相互作用を及ぼし、その磁化容易軸が各々磁気記録層の面方向に対し垂直方向であって、第２の磁気記録層と第１の磁気記録層との間に第１の中間層Ｍ１が設けられ、かつこの第１の中間層Ｍ１の厚さが２　ｎｍ以下であり、上記中間層Ｍ１と第２の磁気記録層の間に中間層Ｍ２、及び／または上記中間層Ｍ１と第１の磁気記録層との間に中間層Ｍ３が積層され、中間層Ｍ２と中間層Ｍ３はＣｏを主成分とする合金を含み、かつその厚さが２　ｎｍ以下である垂直磁気記録媒体である。
【００５７】
中間層Ｍ２及び中間層Ｍ３の材料としては、Ｃｏを主成分とする磁性材料が使用される。磁気特性や結晶性等の調整のために、ＣｒやＴｉやＴａやＢやＳｉＯ２などの他の元素を添加することができる。また、ＮｉやＦｅなどの磁性元素を添加することができる。
【００５８】
発明者らは、中間層材料探索の実験を行なううちに、中間層と第２の磁気記録層の間、あるいは中間層と第１の磁気記録層の間、あるいはその両方に２　ｎｍ以下のＣｏからなる中間層Ｍ２，中間層Ｍ３が存在する場合に、反強磁性結合エネルギー密度が増加することを見出した。中間層Ｍ２及び中間層Ｍ３の厚さの下限値については、０．２　ｎｍの場合でも効果が見られた。この中間層Ｍ２、中間層Ｍ３の周囲を断面ＴＥＭで観察すると、わずかにＣｏと見られるアイランドが、中間層と第２の磁気記録層あるいは第１の磁気記録層の間に存在することがわかった。アイランドの高さを平均すると０．２　ｎｍであった。下限値の探索を行なったところ、０．０５ｎｍ以下でアイランドがほとんどできなくなり、反強磁性結合増大の効果がなくなることが確認された。このことから、中間層Ｍ２及び中間層Ｍ３の好ましい厚さは、０．０５ｎｍないし２ｎｍである。
【００５９】
中間層Ｍ２及び中間層Ｍ３は、Ｃｏ単体でなくとも、他の元素を混ぜた合金、あるいは非固溶系材料とのグラニュラー膜あるいはコンポジット膜であっても効果が見られた。また、中間層Ｍ３、中間層Ｍ２が、各々、第２の磁気記録層と中間層Ｍ１との界面、第１の磁気記録層と中間層Ｍ１との界面、あるいはその両方にある場合、いずれにおいても、反強磁性結合エネルギーの増加が見られた。
【００６０】
本発明の好ましい磁気記録媒体はまた、少なくとも、非磁性基板、磁性体からなる第１の磁気記録層、磁性体からなる第２の磁気記録層がこの順に積層されており、かつ第２の磁気記録層が磁性粒子とその間に存在する非磁性体とから構成され、第１の磁気記録層と第２の磁気記録層の間に、中間層Ｍ１が設けられ、かつ中間層Ｍ１と第２の磁気記録層の間に中間層Ｍ３、及び／または中間層と第１の磁気記録層との間に中間層Ｍ２が積層され、かつ中間層Ｍ３と第２の磁気記録層の間にＭ５、及び／または中間層Ｍ２と第１の磁気記録層との間に中間層Ｍ４が積層された構造をもち、中間層Ｍ１、中間層Ｍ４及び中間層Ｍ５が、少なくともＲｕ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｔｃ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｓｉ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ａｌ、半導体、及び半導体中に磁性体をドープした材料から選ばれる非磁性材料からなり、中間層Ｍ２及び中間層Ｍ３がＣｏを主成分とする合金を含む磁性材料からなり、中間層Ｍ１、中間層Ｍ２、中間層Ｍ３、中間層Ｍ４、及び中間層Ｍ５がいずれも２ｎｍ以下の厚さを有しており、かつ、第１の磁気記録層、中間層Ｍ２，中間層Ｍ３、及び第２の磁気記録層のいずれかあるいは全ての層が反強磁性交換結合している磁気記録媒体を提供する。
【００６１】
上記第１の磁気記録層と第２の磁気記録層については、磁気異方性に関しては、面内であっても垂直であっても、あるいはその両方が混在していても良い。
【００６２】
発明者らは、上述の中間層Ｍ１、中間層Ｍ２及び中間層Ｍ３を有する反強磁性結合媒体構造の探索を行なっていくうちに、中間層Ｍ２と第１の磁気記録層の間、あるいは中間層Ｍ３と第２の磁気記録層の間、あるいはその両方に中間層Ｍ４，中間層Ｍ５を積層する構造をとった場合に、反強磁性結合エネルギーが大きくなることを見出した。このとき、中間層Ｍ４，中間層Ｍ５の満たすべき要件は中間層Ｍ１と同じである。また、反強磁性結合エネルギー増大効果は第２の磁気記録層や第１の磁気記録層の磁気異方性の方向すなわち面内あるいは垂直あるいはその混合によらない傾向があることがわかった。上述の反強磁性結合媒体としての作用を持つようにするには、第１の磁気記録層、中間層、第２の磁気記録層のいずれかあるいは全ての層が反強磁性交換結合していることが必要である。どの層が反強磁性結合すれば良いかは、反磁界の低減度合い・記録磁界特性・記録密度等のシステム性能に対して決めるべき要件となる。
【００６３】
反強磁性結合エネルギーが強くなる作用は、詳細は不明であるけれども、中間層Ｍ２及び中間層Ｍ３を第１の磁気記録層あるいは第２の磁気記録層に接して積層する際、中間層Ｍ２及び中間層Ｍ３の主成分であるＣｏが、第１の磁気記録層あるいは第２の磁気記録層へ拡散してしまう。このことにより、第１の磁気記録層あるいは第２の磁気記録層の磁性粒子の磁気的分断が不完全となり、見かけ上の磁気異方性が劣化し、交換結合エネルギーの低下につながる。中間層Ｍ２及び中間層Ｍ３がこのＣｏの拡散を抑え、この磁気異方性の劣化を抑えているためと考えられる。さらに、磁気的分断の不完全さは媒体ノイズの増加に結びつくために、中間層Ｍ４及び中間層Ｍ５の挿入は媒体ノイズの増加を防ぐ効果をも併せ持つ。
【００６４】
第１の磁気記録層、第２の磁気記録層、及び中間層Ｍ１ないしＭ５の配列の組合せとして、
第１の記録層／Ｍ１／第２の記録層、
第１の記録層／Ｍ２／Ｍ１／第２の記録層、第１の記録層／Ｍ４／Ｍ２／Ｍ１／第２の記録層、第１の記録層／Ｍ４／Ｍ２／Ｍ１／第２の記録層、
第１の記録層Ｍ２／Ｍ１／Ｍ３／第２の記録層、第１の記録層／Ｍ４／Ｍ２／Ｍ１／Ｍ３／第２の記録層、第１の記録層／Ｍ４／Ｍ２／Ｍ１／Ｍ３／第２の記録層、
第１の記録層Ｍ２／Ｍ１／Ｍ３／Ｍ５／第２の記録層、第１の記録層／Ｍ４／Ｍ２／Ｍ１／Ｍ３／Ｍ５／第２の記録層、第１の記録層／Ｍ４／Ｍ２／Ｍ１／Ｍ３／Ｍ５／第２の記録層、
第１の記録層Ｍ２／Ｍ１／Ｍ３／Ｍ５／第２の記録層、第１の記録層／Ｍ４／Ｍ２／Ｍ１／Ｍ３／Ｍ５／第２の記録層、第１の記録層／Ｍ６／Ｍ４／Ｍ２／Ｍ１／Ｍ３／Ｍ５／第２の記録層、
第１の記録層／Ｍ１／Ｍ３／第２の記録層、第１の記録層／Ｍ１／Ｍ３／Ｍ５／第２の記録層、及び第１の記録層／Ｍ１／Ｍ３／Ｍ５／第２の記録層があげられる。
【００６５】
いずれの場合でも、上述の効果が得られる。層数を増やすことは媒体の製造コストの面では好ましくないが、中間層Ｍ１、中間層Ｍ４、及び中間層Ｍ５によって反強磁性結合エネルギーや結合の方向を任意に制御できるので、より細かな媒体設計が可能になるという利点がある。また、上述の元素の拡散の抑制や結晶構造制御を行なうこともできる。
【００６６】
本発明の好ましい磁気記録媒体のさらにまた他の一例では、非磁性基板、非磁性基板上に設けられた第１の磁気記録層、及び第１の磁気記録層上に設けられた第２の磁気記録層を有し、第１及び第２の磁気記録層は、互いに磁化の方向を反平行に揃える相互作用を及ぼし、第１の磁気記録層及び第２の磁気記録層間に、中間層Ｍ１ないし中間層Ｍ７から選択される中間層をさらに有し、中間層Ｍ１が少なくともＩｒ，　Ｒｈ，　Ｒｅ，及び　Ｒｕから選択される少なくとも１種を含み、中間層Ｍ１と第２の磁気記録層の間に中間層Ｍ６、ａｎｄ／ｏｒ中間層Ｍ１と第１の磁気記録層の間に中間層Ｍ７が挿入され、中間層Ｍ６及び中間層Ｍ７は、少なくともＰｔ，　Ｐｄ，　Ｒｕ，　及びＲｅから選択される少なくとも１種を含む。
【００６７】
中間層Ｍ６、中間層Ｍ７の満たすべき要件は、少なくともＰｔ，　Ｐｄ，　Ｒｕ，　Ｒｅを含むこと以外は中間層Ｍ４、中間層Ｍ５と同じである。また、中間層Ｍ２、及び中間層Ｍ３のうち少なくとも１つは省くことができる。
【００６８】
この場合、第１の磁気記録層、第２の磁気記録層、及び中間層Ｍ１ないし中間層Ｍ７の配列の組合せの例として、
第１の磁気記録層／Ｍ６／Ｍ４／Ｍ１／第２の磁気記録層、
第１の磁気記録層／Ｍ６／Ｍ４／Ｍ１／Ｍ３／第２の磁気記録層、
第１の磁気記録層／Ｍ６／Ｍ４／Ｍ１／Ｍ５／第２の磁気記録層、
第１の磁気記録層／Ｍ６／Ｍ４／Ｍ１／Ｍ５／Ｍ７／第２の磁気記録層、
第１の磁気記録層／Ｍ６／Ｍ４／Ｍ１／Ｍ３／Ｍ５／第２の磁気記録層、
第１の磁気記録層／Ｍ６／Ｍ４／Ｍ１／Ｍ３／Ｍ５／Ｍ７／第２の磁気記録層、
第１の磁気記録層／Ｍ６／Ｍ４／Ｍ２／Ｍ１／第２の磁気記録層、
第１の磁気記録層／Ｍ６／Ｍ４／Ｍ２／Ｍ１／Ｍ３／第２の磁気記録層、
第１の磁気記録層／Ｍ６／Ｍ４／Ｍ２／Ｍ１／Ｍ５／第２の磁気記録層、
第１の磁気記録層／Ｍ６／Ｍ４／Ｍ２／Ｍ１／Ｍ５／Ｍ７／第２の磁気記録層、
第１の磁気記録層／Ｍ６／Ｍ４／Ｍ２／Ｍ１／Ｍ３／Ｍ５／Ｍ７／第２の磁気記録層、
第１の磁気記録層／Ｍ１／Ｍ５／Ｍ７／第２の磁気記録層、
第１の磁気記録層／Ｍ２／Ｍ１／Ｍ５／Ｍ７／第２の磁気記録層、
第１の磁気記録層／Ｍ４／Ｍ１／Ｍ５／Ｍ７／第２の磁気記録層、
第１の磁気記録層／Ｍ４／Ｍ２／Ｍ１／Ｍ５／Ｍ７／第２の磁気記録層、
第１の磁気記録層／Ｍ１／Ｍ３／Ｍ５／Ｍ７／第２の磁気記録層、
第１の磁気記録層／Ｍ２／Ｍ１／Ｍ３／Ｍ５／Ｍ７／第２の磁気記録層、
第１の磁気記録層／Ｍ４／Ｍ１／Ｍ３／Ｍ５／Ｍ７／第２の磁気記録層、及び
第１の磁気記録層／Ｍ４／Ｍ２／Ｍ１／Ｍ３／Ｍ５／Ｍ７／第２の磁気記録層があげられる。
【００６９】
発明者らは、中間層材料探索の実験を行なううちに、中間層が少なくともＩｒ，　Ｒｈ，　Ｒｅ，　Ｒｕから選択される材料を含む場合に、中間層Ｍ６、中間層Ｍ７として少なくともＰｔ，　Ｐｄ，　Ｒｕ，　Ｒｅから選択される材料を含む層を中間層Ｍ１と第１の磁気記録層の間、および中間層Ｍ１と第２の磁気記録層の間、およびその両方に挿入した場合に、反強磁性結合エネルギー密度が増加することを見出した。この効果は、中間層Ｍ２、中間層Ｍ３の有無にはよらずに得られた。
【００７０】
Ｐｔ，　Ｐｄ，　Ｒｕ，　Ｒｅの貴金属とＣｏやＦｅの磁性薄膜との界面には大きな垂直磁気異方性、場合によっては面内磁気異方性が誘起されることが知られている。従って、貴金属を含む第三中間層が第２の磁気記録層・第１の磁気記録層・第二中間層と接することにより、その界面に大きな磁気異方性が誘起され、これが反強磁性交換結合の増加につながっているものと考えられる。
【００７１】
本発明の好ましい磁気記録媒体のさらなる一例はまた、非磁性基板、非磁性基板上に設けられた第１の磁気記録層、及び第１の磁気記録層上に設けられた第２の磁気記録層を有し、第１及び第２の磁気記録層は、互いに磁化の方向を反平行に揃える相互作用を及ぼし、第１の磁気記録層及び第２の磁気記録層間に、中間層Ｍ１ないし中間層Ｍ７から選択される中間層をさらに有し、中間層Ｍ４及び中間層Ｍ５が、化学式Ｍ−Ｇで表され、Ｍが少なくともＳｉ，　Ａｌ，　Ｚｎ，　Ｓｎ，　Ｉｎ，　Ｚｒ，　Ｃｏ，　Ｆｅ，　Ｂから選択され、かつ、Ｇが少なくともＯ，　Ｎ，　Ｃ，　Ｈから選択される。
【００７２】
中間層Ｍ２及び中間層Ｍ３を構成する元素による第２の磁気記録層や第１の磁気記録層への混入を防ぐ方策を検討したところ、中間層Ｍ４及び中間層Ｍ５が金属の場合よりも酸化物等である場合の方がより効果が得られることがわかった。このような中間層Ｍ４及び中間層Ｍ５は、化学式Ｍ−Ｇで表され、Ｍが少なくともＳｉ，　Ａｌ，　Ｚｎ，　Ｓｎ，　Ｉｎ，　Ｚｒ，　Ｃｏ，　Ｆｅ，　Ｂから選択され、かつ、Ｇが少なくともＯ，　Ｎ，　Ｃ，
Ｈから選択される。
【００７３】
以上述べたような中間層を有する磁気記録媒体の一例として、中間層Ｍ１のみを設けた例を図７に示す。
【００７４】
また、中間層を有する磁気記録媒体の他の一例として、中間層Ｍ１ないしＭ７を全て設けた例を図８に示す。
【００７５】
図中、２０ないし２６は、各々中間層Ｍ１ないし中間層Ｍ７を示す。
【００７６】
本発明の好ましい磁気記録媒体のさらなる一例は、非磁性基板、非磁性基板上に設けられた第１の磁気記録層、及び第１の磁気記録層上に設けられた第２の磁気記録層を有し、第１及び第２の磁気記録層は、互いに磁化の方向を反平行に揃える相互作用を及ぼし、第１の磁気記録層と第２の磁気記録層が交互に三層以上積層されている。
【００７７】
図９に、第１の磁気記録層と第２の磁気記録層が交互に三層以上積層された磁気記録媒体の他の一例の構成を表す図を示す。
【００７８】
図示するように、この磁気記録媒体は、非磁性基板上に、例えば下地層と、第１の磁気記録層１２と、第２の磁気記録層１１と、第１の磁気記録層１２と、第２の磁気記録層１１と、保護層とが、順に積層された構成を有する。また、第２の磁気記録層と第１の磁気記録層との間に図示しない１または複数の中間層を含み得る。
【００７９】
このような場合には、第２の磁気記録層あたり、あるいは第１の磁気記録層あたりの界面が倍になるので、反交換結合エネルギー、あるいは強磁性交換結合エネルギーの記録媒体全体に対する大きさが相対的に大きくなるという利点がある。反交換結合エネルギー、あるいは強磁性交換結合エネルギーが大きくなることがもたらす利点については既に述べたとおりである。ただし、総膜厚が大きくなるという欠点があるので、全体の総数やユニットを構成する第１の磁気記録層あるいは第２の磁気記録層は、システムの要請とコストとのバランスで選択され得る。
【００８０】
本発明による磁気記録再生装置は、少なくとも、上述のいずれかの磁気記録媒体と、前記磁気記録媒体に磁界を印加する手段とから構成される。記録動作後に前記磁気記録媒体に対して記録磁界よりも小さな磁界を印加する補助ヘッドが設けることができる。
【００８１】
図１０に、本発明にかかる磁気記録再生装置の一例を一部分解した斜視図を示す。
【００８２】
本発明に係る剛構成の磁気ディスク１２１はスピンドル１２２に装着されており、図示しないスピンドルモーターによって一定回転数で回転駆動される。磁気ディスク１２１にアクセスして情報の記録行う単磁極型記録ヘッド及び情報の再生を行うためのＭＲヘッドを搭載したスライダー１２３は、薄板状の板ばねからなるサスペンション１２４の先端に取付けられている。サスペンション１２４は図示しない駆動コイルを保持するボビン部等を有するアーム１２５の一端側に接続されている。
【００８３】
アーム１２５の他端側には、リニアモータの一種であるボイスコイルモータ１２６が設けられている。ボイスコイルモータ１２６は、アーム１２５のボビン部に巻き上げられた図示しない駆動コイルと、それを挟み込むように対向して配置された永久磁石および対向ヨークにより構成される磁気回路とから構成されている。
【００８４】
アーム１２５は、固定軸１２７の上下２カ所に設けられた図示しないボールベアリングによって保持され、ボイスコイルモータ１２６によって回転揺動駆動される。すなわち、磁気ディスク１２１上におけるスライダー１２３の位置は、ボイスコイルモータ１２６によって制御される。なお、図１０中、１２８は蓋体を示している。
【００８５】
反強磁性結合媒体の効果を発揮するためには、図２に示すように、第２の磁気記録層あるいは第１の磁気記録層の反転磁界であるＨ１とそのもう一方の層の反転磁界であるＨ２とが逆符号である必要がある。このことにより、記録磁界がなくなった残留磁化状態において第２の磁気記録層と第１の磁気記録層の磁化が反強磁性結合した状態が自然に形成される。
【００８６】
図１１に、磁気記録媒体のＭ−Ｈループの他の例を示す。
【００８７】
図示するように、Ｈ１とＨ２が同符号であっても、第２の磁気記録層と第１の磁気記録層の磁化が反強磁性結合した状態を得ることができる。
【００８８】
そのために、記録動作後に記録磁界よりも小さな磁界を印加する補助ヘッドを設けることができる。
【００８９】
この構成の磁気記録装置を用いることにより、反強磁性結合エネルギーのあまり大きくない構成の本発明による磁気記録媒体を充分なＳＮＲで記録／再生できるようになった。
【００９０】
図１２に、補助ヘッドを備えた磁気記録再生装置を模式的に表す図を示す。
【００９１】
図中、６３は磁気記録媒体である。１３１は記録ヘッド（記録／再生ヘッドの記録素子の部分）、１３２は補助ヘッド、１３３は媒体の進行方向である。図に示すように、記録ヘッド１３１及び補助ヘッド１３２は、磁気記録媒体６３に対向して設けられ、記録ヘッド１３１で形成された磁区は媒体の回転とともに補助ヘッド１３２の下を必ず通過するようになっている。記録ヘッド１３１と補助ヘッド１３２のトラック位置は、同じになるように設計することができるが、補助ヘッド１３２が発生する磁界は、記録磁界よりも小さくていいので、トラック幅が記録ヘッドよりも大きいものにすることで容易にこの条件が満たせるようになっている。補助ヘッド１３２は、例えば極性の異なる永久磁石を二個並べた構成をとっているので、媒体は必ず記録方向と消去方向の磁界を印加されることになる。この補助ヘッド１３２は、磁極とコイルによって任意にＮ／Ｓの磁界が発生できるように設計し得る。そうすることで装置の小型化が達成できる。
【００９２】
また、磁石一個で両極性の磁界を印加するようにすることもできる。その例を図１３及び図１４に、本発明に用いられる他の補助ヘッドの例を各々示す。
【００９３】
図１３は、垂直磁気記録方式の場合を示す。補助ヘッド３２は、その長手方向を媒体６３の面方向に平行に配置され、このとき補助ヘッド３２の発生する磁束４１は、図に示したようになり、このとき、白抜き矢印で示した位置では、図において右側で上向き、左側で下向きの磁界が媒体６３に印加されることになる。
【００９４】
図１４は、面内磁気記録方式の場合を示す。補助ヘッド３２は、その長手方向を媒体６３の面方向に垂直に配置され、このとき補助ヘッド３２の発生する磁束４１は、図に示したようになり、このとき、白抜き矢印の位置で右側は右向きの磁界、左側は左向きの磁界が媒体に印加される。
【００９５】
補助ヘッドが発する磁界は、記録磁界よりも小さいので、記録情報の消去は　起こらない。印加磁界の向きは「１」と「０」の両方の方向が少なくとも一回含まれる必要がある。印加磁界の下限値は理論的には図８におけるＨ２ということになるが、媒体内の磁気特性分布やマージンを考えるとそれよりも大きな値である必要がある。Ｈ２は磁化転移領域からの反磁界の影響を受けるために、媒体に対して一意に決まるものではなく、この分布を含めて知ることは一般に困難である。従って、印加磁界は既記録状態の破壊が起こらない程度に大きい方が好ましい。
【００９６】
また、本発明による反強磁性結合垂直媒体に対する磁界印加手段としてはリングヘッドを用いることができる。
【００９７】
この場合の磁界を印加する手段は、通常の面内ＨＤＤで用いられているような浮上スライダーの端面に誘導コイルと磁極からなる磁気回路を有するものである。
【００９８】
図１５に、本発明の磁気記録再生装置に適用し得るリングヘッドの一例の構成を表す図を示す。
【００９９】
図１５に示すように、このリングヘッドは、磁極６２と、磁極６２上に設けられた磁界発生用の電流を流すためのコイル６１とを有し、磁極６２はそのＮ、Ｓ両端が非磁性体あるいは空隙からなるギャップを介して対向しているリング形状をなしている。図示するように、このこのため、このリングヘッドは、ギャップ近傍に急峻に変化する大きな磁界を印加することができる。
【０１００】
記録ヘッドとして、単磁極型ヘッドを使用することもできる。
【０１０１】
本発明の磁気記録再生装置に適用し得る単磁極ヘッドの構成を表す図を図１６に示す。
【０１０２】
図示するように、この単磁極ヘッドは、棒状の磁極７５及びこの磁極７５に設けられた記録ヘッド７２と、記録ヘッド７２上に設けられた磁界発生用の電流を流すためのコイル７１とを有する。この単磁極ヘッドは、図示するように、軟磁性層７４で裏打ちされた磁気記録層７３を有する二層膜媒体に適用される。
【０１０３】
磁極端から発生した磁束は磁気記録層７３を通過し、軟磁性下地層７４を介して記録ヘッド部７２から離れたリターン磁極７５へと還流する。
【０１０４】
この単磁極ヘッドを用いた記録方式では、軟磁性下地層７４が存在するために大きな記録磁界例えばリングヘッドの場合に比して約２倍の磁界が出せるという利点がある。
【０１０５】
反強磁性結合垂直媒体の場合、上述したように、記録磁界が第２の磁気記録層に局在していても効率良く記録できることが予想されるために、必ずしもより大きな記録磁界を得やすい単磁極ヘッドではなく，リングヘッドを用いることも可能である。
【０１０６】
【実施例】
以下、実施例を示し、本発明を具体的に説明する。
【０１０７】
実施例１−１
以下、実施例を示し、本発明を具体的に説明する。
【０１０８】
２．５インチのガラス基板を用意し、その上に、スパッタ法により、Ｔｉシード層１０　ｎｍ、及びＰｔ下地層２０　ｎｍを形成した。得られたＰｔ下地層上に、スパッタリングにより、Ｃｏ　０．３２　ｎｍ／　Ｐｔ　０．７８　ｎｍを１ユニットとして、スパッタ法を５回繰り返して行い、第１の磁気記録層を得た。得られた第１の磁気記録層上に、表面状態を改質することにより、第２の磁気記録層との間に反磁性結合を働かせる目的で、０．５　ＰａのＡｒ＋Ｎ２雰囲気中でＲＦ　１００　Ｗのスパッタエッチング処理を施した。次に、（Ｃｏ８０Ｐｔ２０）Ｔａ５−ＳｉＯ２を材料として第２の磁気記録層を１０　ｎｍ、さらに、Ｃ保護層３　ｎｍを、順次スパッタ法にて積層した。その後、Ｃ保護層上に潤滑剤を塗布し、潤滑層を形成して、磁気記録媒体を得た。第１の磁気記録層はいわゆる人工格子である。
【０１０９】
得られた磁気記録媒体について、その第２の磁気記録層の微細構造をＴＥＭを用いて調べたところ、主にＣｏＰｔからなる柱状で、約９　ｎｍの直径を有する磁性結晶粒子が、主にアモルファスのＳｉＯ２からなる非磁性部分で分断されている構造となっていた。Ｔａの分析はできなかった。
【０１１０】
ＶＳＭ測定により、第２の磁気記録層と第１の磁気記録層は膜面垂直方向に主たる磁化容易軸を有することが分かった。
【０１１１】
両者が積層された状態でのヒステリシスループは図２に模式的に示すＭ−Ｈループと同様になった。ここでは、マイナス側の飽和状態から磁界強度の絶対値を小さくして行くと、Ｈ２（−０．８　ｋＯｅ）とＨ１（＋３．８　ｋＯｅ）の二回、磁化の急激な変化が現れた。これは第１の磁気記録層と第２の磁気記録層が反強磁性交換結合相互作用を及ぼしあっているためであると考えられる。まずＨ２において第１の磁気記録層が反転し、第２の磁気記録層と第１の磁気記録層のスピンの向きが反平行になる状態になる。この状態はエネルギー的に安定であるのでゼロ磁界下でもそのまま保たれる。磁界がプラス側に大きくなると外部磁界の力によって強制的に第２の磁気記録層の磁化が反転させられ、それがＨ１における変化となる。断面ＴＥＭ観察の結果においても，第１の磁気記録層と第２の磁気記録層の間にこれらとは異なる層が存在するようには見えなかったが，スパッタエッチング処理を行わないと反強磁性結合したヒステリシスループが得られなかった。このことから，このスパッタエッチング処理により反強磁性的な相互作用が働く状態が得られたものと考えられる。
【０１１２】
また、得られた磁気記録媒体の記録再生特性をスピンスタンドにて評価した。回転数は４５００　ｒｐｍで、記録ギャップは２００　ｎｍ、ＧＭＲ素子を用いた再生ヘッドはギャップが１１０　ｎｍであった。浮上量と潤滑剤の厚さから磁気スペーシングは３０　ｎｍと推定された。記録ヘッドはリングタイプのものを用いた。
【０１１３】
比較例１−１
比較例として、第１の磁気記録層と第２の磁気記録層の間に、５　ｎｍのＰｔ層を中間層として挿入した以外は、実施例１と同様にして磁気記録媒体を作成した。
【０１１４】
この媒体はＰｔ中間層により第１の磁気記録層と第２の磁気記録層の交換結合相互作用はなくなっていると考えられる。
【０１１５】
各磁気記録媒体の記録再生特性を調べたところ，記録分解能を示す指標であるＰｗ５０は実施例１−１の方が比較例１−１よりも１０ｎｍ狭小化され，Ｓ／Ｎｄｃ（低記録密度での信号出力／ＤＣ消去した状態での媒体ノイズ）は実施例１−１の方が比較例１よりも３ｄＢ大きい値が得られた。ＤＣノイズの低減は逆磁区が抑制された結果であると考えられる。また，記録の容易さを示す指標であるＯＷについては，実施例１−１の方が比較例１−１よりもＨｃが高いにも関わらずほぼ同等の値が得られ，十分に記録できていることが分かった。
【０１１６】
実施例１−２
２．５インチのガラス基板を用意し、その上に、スパッタ法により、ＭｇＯシード層４　ｎｍ、Ｃｒ下地層１０　ｎｍ、ＣｏＺｒＮｂ　軟磁性下地層１００　ｎｍ、ＳｉＮ−Ｐｄ下地層６　ｎｍを形成した。次に、ＳｉＮ−Ｐｄ下地層上に、Ｃｏ　０．３２　ｎｍ／　Ｐｔ　０．７８　ｎｍを１ユニットとして、スパッタ法を５回繰り返して行い、第１の磁気記録層を得た。第１の磁気記録層を成膜後、１　ＰａのＡｒ＋Ｏ２雰囲気中に１分間暴露する処理を行った。さらに、第１の磁気記録層上に、（Ｆｅ５０Ｐｔ５０）Ｃｕ５−ＳｉＯ２を材料として第２の磁気記録層　を５　ｎｍ、Ｃ保護層を　３　ｎｍ、順次スパッタ法にて積層した。その後、潤滑剤を塗布した。
【０１１７】
第２の磁気記録層の微細構造をＴＥＭを用いて調べたところ、主にＦｅＰｔからなり、約７　ｎｍの直径を有する柱状の磁性結晶粒子が、主にアモルファスのＳｉＯ２からなる非磁性部分で分断されている構造となっていた。ＶＳＭ測定により、第２の磁気記録層と第１の磁気記録層は膜面垂直方向に主たる磁化容易軸を有することが分かった。この試料のヒステリシスカーブから、第１の磁気記録層と第２の磁気記録層の部分のヒステリシスを推定したところ、図２に示したものと同様の特性が得られた。このとき、Ｈ２は−２　ｋＯｅ、Ｈ１は６　ｋＯｅであった。断面ＴＥＭ観察の結果、第１の磁気記録層と第２の磁気記録層との間に１　ｎｍ程度の酸化層が観察されたことから，この層により、第１の磁気記録層と第２の磁気記録層の間に反強磁性的な相互作用が働く状態が得られたものと考えられる。
【０１１８】
比較例１−２
第１の磁気記録層と第２の磁気記録層の間に５　ｎｍのＰｔ層を中間層として挿入する以外は、実施例１−２と同様にして磁気記録媒体を作成した。この媒体はＰｔ中間層により第１の磁気記録層と第２の磁気記録層の交換結合相互作用はなくなっている。
【０１１９】
この磁気記録媒体の記録再生特性をスピンスタンドにて評価した。記録ヘッドは単磁極タイプのものである。
【０１２０】
それぞれの媒体の記録再生特性を調べたところ，記録分解能を示す指標であるＰｗ５０は実施例１−２の方が比較例１−２よりも１５ｎｍ狭小化され，Ｓ／Ｎｄｃは実施例１−２の方が比較例１−２よりも２．５ｄＢ大きい値が得られた。ＤＣノイズの低減は逆磁区が抑制された結果であると考えられる。また，記録の容易さを示す指標であるＯＷについては，実施例の方が比較例よりもＨｃが高いにも関わらずほぼ同等の値が得られ，十分に記録できていることが分かった。
【０１２１】
実施例２−１
第１の磁気記録層と第２の磁気記録層との間にＩｒ中間層Ｍ１を０．２　ｎｍないし２．８　ｎｍの範囲で変化させて形成した以外は、実施例１−１と同様にして磁気記録媒体を作製した。
【０１２２】
得られた磁気記録媒体のＭ−Ｈループを図１７に示す。得られたヒステリシスループのＨ１とＨ２の値、及び各層の飽和磁化Ｍｓの値から交換結合エネルギー面密度Ｊを求めた。マイナーループが取れる方の層のシフト磁界をＨｗ（Ｈｃ１＋Ｈ２）とすると、交換結合エネルギー面密度Ｊは、下記式
Ｊ＝Ｈｗ×Ｍｓ×ｔ
で求められる。ここでｔは反転した方の層の膜厚である。Ｉｒ厚さに対するＪの依存性は図１８に示すようになった。
【０１２３】
Ｊの符号は反強磁性結合の場合に負とした。膜厚が０．５　ｎｍよりも薄いところでは強磁性結合するが、それより厚いと反強磁性結合となり、約０．８　ｎｍでピークを持った後、再び強磁性結合に戻るという振動的な挙動が見られた。　同様な傾向は中間層Ｍ１として、Ｒｕ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｔｃ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｓｉ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｃｒ、Ｍｎ、またはＡｌを用いた場合においても見られた。各元素で反強磁性結合のＪの値とピークが得られる膜厚が異なっていた。反強磁性結合となるには、少なくともこれらの元素を含む中間層を設けることが好適であることがわかった。また、さらに他の元素、例えばＴａ，　Ｗ，　Ｂ，及び　Ｎｂ等から選択される元素を添加しても効果が得られた。
【０１２４】
特に中間層Ｍ１として、Ｒｕ、Ｒｅ、Ｒｈ、及びＩｒから選ばれる元素を用いた場合について詳細に検討したところ、交換結合エネルギー面密度が１〜５　ｅｒｇ／ｃｍ２と推定されることがわかった。
【０１２５】
実施例２−２
また、中間層Ｍ１として半導体であるＳｉにＣｏをドープしたものを用いた以外は、実施例２−１と同様にして磁気記録媒体を得た。この場合においても図１８と同様な結果が得られた。中間層Ｍ１が半導体である場合、電子（キャリア）の数が第２の磁気記録層と第１の磁気記録層との交換結合相互作用を担うと考えられ、磁性体をドープしたことによるキャリアの偏極が反強磁性結合エネルギーの増大をもたらすと考えられる。同様な結果は、半導体としＳｉ，　Ｇｅ，　Ｓｎ，　Ｔｅ，　ＡｌＰ，　ＧａＮ，　ＧａＰ，　ＧａＡｓ，　ＩｎＳｂ，　ＺｎＯ，　ＺｎＳ，　またはＺｎＴｅを用い、ドープする磁性体としてＣｏ，Ｆｅ，　Ｎｉ，　Ｍｎ，　またはＣｒを使用しても得られた。このことから、重要なのは電子（キャリア）の発生とキャリアの偏極であり、材料としては最低限、半導体に磁性体をドープすることが好適であることがわかった。
【０１２６】
いずれの場合も、図１８と同様に、０．１　ｅｒｇ／ｃｍ２以上の反強磁性結合が得られるのは２　ｎｍ以下の膜厚であった。
【０１２７】
上記の媒体に加え、中間層Ｍ１の材料を変えた磁気記録媒体を複数作成し、実施例１−１と同様にして、記録再生特性の評価を行なった。交換結合エネルギー面密度Ｊに対するＤＣ消去した状態での媒体ノイズの減少分−ΔＮｄｃ（ｄＢ）を調べた。その結果を表すグラフ図を図１９に示す。図から明らかなように、逆磁区抑制による媒体ノイズの低下は、Ｊが０．１　ｅｒｇ／ｃｍ２以上の場合に得られた。
【０１２８】
実施例３
２．５インチのガラス基板を用意し、その上に、スパッタ法により、Ｔｉシード層１０　ｎｍ、Ｐｔ下地層２０　ｎｍを形成した。その上に、Ｃｏ８０Ｐｔ２０　第１の磁気記録層　８　ｎｍを形成し、Ｃｏからなる中間層Ｍ２　０．０５　ｎｍないし２．８　ｎｍの範囲で変化させて形成した。この厚さをｔ　ｎｍとする。その後、Ｉｒからなる中間層Ｍ１　０．８５　ｎｍ、（Ｆｅ５０Ｐｔ５０）Ｚｎ５−ＳｉＯ２　第２の磁気記録層　５　ｎｍ、Ｃ　保護層　３　ｎｍを順次スパッタ法にて積層した。その後、潤滑剤を塗布して潤滑層を形成し、磁気記録媒体を得た。
【０１２９】
第２の磁気記録層の微細構造をＴＥＭを用いて調べたところ、約７　ｎｍの直径を有する主にＦｅＰｔからなる柱状の磁性結晶粒子が、主にアモルファスのＳｉＯ２からなる非磁性部分で分断されている構造となっていた。ＶＳＭ測定により、第２の磁気記録層と第１の磁気記録層は膜面垂直方向に主たる磁化容易軸を有することが分かった。
【０１３０】
Ｃｏ中間層の厚さｔ　ｎｍに対する反強磁性結合エネルギー面密度Ｊの変化を表すグラフ図を図２０に示す。図より、Ｃｏ厚が２　ｎｍ以下０．０５　ｎｍ以上の場合にＪが増大することがわかった。このＪの増大は中間層Ｍ２を中間層Ｍ１と第２の磁気記録層の間に入れた場合にも同じように得られた。
【０１３１】
また、このＪの増大は、中間層Ｍ１の材料として、Ｒｕ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｔｃ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｓｉ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｃｒ、Ｍｎ、及びＡｌから選択される金属層、あるいは、半導体、または半導体中に磁性体をドープした材料を適用した場合にも見られた。
【０１３２】
Ｃｏ中間層をＩｒ中間層と第１の磁気記録層の間、およびＩｒ中間層と第２の磁気記録層の間の両方に入れた場合にはＪの増大が約１．５倍となった。
【０１３３】
また、Ｃｏ中間層をＣｏを主とする合金とした場合にも、図２０と同様の傾向が得られた。さらに、Ｃｒ、Ｔａ、Ｗ、Ｂ、またはＳｉＯ２を添加した場合には、Ｊの増大が約０．７倍となったが、この媒体の記録再生特性を調べたところＳ／Ｎｄｃは２ｄＢ改善した。
【０１３４】
実施例４−１
２．５インチのガラス基板を用意し、その上に、スパッタ法により、Ｔｉシード層１０　ｎｍ、Ｐｔ下地層２０　ｎｍを作成した。次に、Ｃｏ８０Ｐｔ２０　第１の磁気記録層　８　ｎｍを形成し、さらに、Ａｕからなる中間層Ｍ４を０．２　ｎｍないし２　ｎｍ　の範囲で変化させて積層した。この厚さをｔ３　ｎｍとする。その後、Ｃｏからなる中間層Ｍ２を０．０５　ｎｍないし２　ｎｍ　の範囲で変化させて積層した。この厚さを　ｔ２　ｎｍとする。さらに、Ｉｒからなる　中間層Ｍ１を０．２　ｎｍないし２　ｎｍ　の範囲で変化させて積層した。この厚さを　ｔ１　ｎｍとする。その後、（Ｆｅ５０Ｐｔ５０）Ｚｎ５−ＳｉＯ２　第２の磁気記録層　５　ｎｍ、Ｃ　保護層　３　ｎｍを順次スパッタ法にて積層し、その後潤滑剤を塗布して潤滑層を形成し、磁気記録媒体を得た。
【０１３５】
第２の磁気記録層の微細構造をＴＥＭを用いて調べたところ、主にＦｅＰｔからなる約７　ｎｍの直径を有する柱状の磁性結晶粒子が、主にアモルファスのＳｉＯ２からなる非磁性部分で分断されている構造となっていた。
【０１３６】
ＶＳＭ測定により、第２の磁気記録層と第１の磁気記録層は膜面垂直方向に主たる磁化容易軸を有することが分かった。Ａｕ中間層の膜厚ｔ３とＩｒ中間層の膜厚ｔ１を調整して、第１の磁気記録層、第２の磁気記録層、Ｃｏ中間層のいずれかあるいは全ての層が反強磁性交換結合するように調整した。ｔ３とｔ１とＪとの間には、図１８と同様の関係があるので、各層の結合の向きの調整は任意である。
【０１３７】
第１の磁気記録層と第２の磁気記録層とが反強磁性結合する構成とし、ｔ１　，ｔ２，ｔ３の異なる複数の媒体を作製し，記録再生特性をスピンスタンドにて評価した。記録分解能を示す指標であるＰｗ５０は実施例３よりも５ｎｍ狭小化され，Ｓ／Ｎｄｃは実施例３よりも２ｄＢ大きい値が得られた。ＤＣノイズの低減は更に逆磁区が抑制された結果であると考えられる。また，記録の容易さを示す指標であるＯＷも３５ｄＢと十分に記録できていることが分かった。
【０１３８】
第１の磁気記録層と第２の磁気記録層の磁化の向きが平行関係にあり、第１の磁気記録層とＣｏ中間層、および第２の磁気記録層とＡｕ中間層の磁化の向きが反平行の関係になるようにｔ１，　ｔ２，　ｔ３を調整した。同様な記録再生特性の評価を行なったところ，Ｓ／Ｎｄｃは実施例よりも１．５ｄＢ大きい値が得られた。また，この場合には約２０％の信号出力の増加が見られた。
【０１３９】
上記の効果は中間層およびＡｕ中間層の代わりに、Ｒｕ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｔｃ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｓｉ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｃｒ、Ｍｎ、及びＡｌがから選択される金属層、および、半導体、および半導体中に磁性体をドープした材料から選ばれる材料を使用した場合にも見られた。また、Ｃｏ中間層をＣｏを主とする合金を使用した場合にも上記効果が見られた。また、中間層Ｍ５を第２の磁気記録層と中間層との間に入れた場合にも同様であった。
【０１４０】
同様にして、Ｃｏ中間層の位置を第２の磁気記録層とＩｒ中間層との間とし，さらにＡｕ中間層を第２の磁気記録層とＣｏ中間層の間に入れた媒体を作製した。この場合でも同程度の反強磁性結合エネルギーが得られ，記録再生特性に関しても上述したものと同様の効果が得られた。
【０１４１】
実施例４−２
２．５インチのガラス基板を用意した。その上に、スパッタ法により、ＮｉＡｌシード層５　ｎｍ、ＣｒＭｎ下地層２０　ｎｍ、さらにＣｏＣｒＰｔＴａ　第１の磁気記録層　５　ｎｍを形成した。その上に、Ｉｒからなる中間層Ｍ４を０．２　ｎｍないし２　ｎｍ　の範囲で変化させて積層した。この厚さをｔ３　ｎｍとする。さらに、Ｃｏからなる　中間層Ｍ２を０．０５　ｎｍないし２　ｎｍ　の範囲で変化させて積層した。この厚さをｔ２　ｎｍとする。その後、Ｒｕからなる　中間層Ｍ１　０．７８　ｎｍ、ＣｏＣｒＰｔＴａＢ　第２の磁気記録層　７　ｎｍ、Ｃ　保護層　３ｎｍを順次スパッタ法にて積層した。その後、潤滑剤を塗布して潤滑層を形成し、磁気記録媒体を得た。第２の磁気記録層の微細構造をＴＥＭを用いて調べたところ、約９　ｎｍ直径を有し、主にＣｏＣｒからなる柱状の磁性結晶粒子が、主にアモルファスのＣｏＯと偏析Ｃｒからなる非磁性部分で分断されている構造となっていた。
【０１４２】
ＶＳＭ測定により、第２の磁気記録層と第１の磁気記録層は膜面内方向に主たる磁化容易軸を有することが分かった。Ｉｒ中間層の膜厚ｔ３とＣｏ中間層の膜厚ｔ２を調整して、第１の磁気記録層、第２の磁気記録層、Ｃｏ中間層のいずれかあるいは全ての層が反強磁性交換結合するように調整した。ｔ３とｔ２とＪとの間には図１８と同様の関係があるので、各層の結合の向きの調整は任意である。
【０１４３】
実施例４−３
Ｉｒからなる中間層Ｍ４を形成しないこと以外は、実施例４−２と同様にして磁気記録媒体を形成した。
【０１４４】
第２の磁気記録層と第１の磁気記録層の反強磁性結合エネルギーは実施例４−２と実施例４−３とでほぼ同じであった。
【０１４５】
これらの媒体の記録再生特性をスピンスタンドにて評価した。記録ヘッドはリングヘッドである。記録分解能を示す指標であるＰｗ５０は実施例４−２の方が実施例４−３よりも１０〜１５ｎｍ狭小化され，線記録密度４００ｋｆｃｉにおける信号出力と媒体ノイズの比であるＳ／Ｎｍは実施例４−２の方が実施例４−３よりも１〜２ｄＢ大きい値が得られた。
【０１４６】
また、第２の磁気記録層とＣｏ中間層とが反強磁性結合する構成の媒体として、同様な記録再生特性の評価を行なった。その結果、記録分解能を示す指標であるＰｗ５０は実施例４−２の方が実施例４−３よりも５ｎｍ程度大きくなったものの、１０％程度信号出力が大きくなるという効果が見られた。このように、比較的記録密度の低い磁気記録に適した媒体が得られた。
【０１４７】
上記の効果は中間層Ｒｕおよび中間層Ｉｒの代わりに、少なくともＲｕ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｔｃ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｓｉ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ａｌが含まれる金属層、および、半導体、および半導体中に磁性体をドープした材料から選ばれる材料を使用した場合にも見られた。また、Ｃｏ中間層をＣｏを主とする合金とした場合にも見られた。また、Ｉｒ中間層を第２の磁気記録層と中間層との間に入れた場合にも同様であった。
【０１４８】
同様にして、第２の磁気記録層と中間層Ｍ１との間に中間層Ｍ３を形成し，さらに中間層Ｍ５を第２の磁気記録層と中間層Ｍ３の間に入れた媒体を作製した。この場合でも同程度の反強磁性結合エネルギーが得られ，記録再生特性に関しても上述したものと同様の効果が得られた。
【０１４９】
実施例４−４
また、中間層Ｍ４，中間層Ｍ５としてＡｌ２Ｏ３を用いた媒体を作り、同様な記録再生特性の評価を行なった。記録分解能を示す指標であるＰｗ５０は実施例４−４の方が実施例４−２よりも１５ｎｍ狭小化され，線記録密度４００ｋｆｃｉにおける信号出力と媒体ノイズの比であるＳ／Ｎｍは実施例４−４の方が比較例４−２よりも２ｄＢ大きい値が得られた。これらの改善は，酸化物を用いたことによる拡散防止効果の増大によるものと思われる。同様な媒体ノイズ低減効果は、中間層Ｍ４，中間層Ｍ５の材料が化学式Ｍ−Ｇで表され、ＭがＳｉ，　Ａｌ，　Ｚｎ，　Ｓｎ，　Ｉｎ，　Ｚｒ，　Ｃｏ，　Ｆｅ，　Ｂから選択され、かつ、ＧがＯ，　Ｎ，　Ｃ，　Ｈで表される場合においても認められた。
【０１５０】
実施例５−１
２．５インチのガラス基板を用意し、その上に、スパッタ法により、Ｐｔ下地層４０　ｎｍ、ＳｉＮ−Ｐｄ下地層５　ｎｍを形成した。次に、Ｃｏ　０．３２　ｎｍ／　Ｐｄ　０．５　ｎｍを１ユニットとして、スパッタを５回繰り返し、いわゆる人工格子の構成を有する　第１の磁気記録層を形成し、さらに、Ｐｔからなる　中間層Ｍ６０．０５　ｎｍないし２　ｎｍ　の範囲で変化させて積層した。この厚さを　ｔ　ｎｍとする。さらに、Ｉｒからなる　中間層Ｍ１　０．８８　ｎｍを形成した。その後、Ｃｏ　０．２８　ｎｍ／　Ｐｄ　０．７　ｎｍ　を１ユニットとしてスパッタを８回繰り返し、第２の磁気記録層を得た。さらに、Ｃ　保護層　３　ｎｍをスパッタ法にて積層し、その後潤滑剤を塗布して、潤滑層を形成し、磁気記録媒体を得た。
【０１５１】
第２の磁気記録層の微細構造をＴＥＭを用いて調べたところ、主にＣｏからなる約７ｎｍの直径を有する柱状の磁性結晶粒子が主にアモルファスのＣｏＯからなる非磁性部分で分断されている構造となっていた。
【０１５２】
ＶＳＭ測定により、第２の磁気記録層と第１の磁気記録層は膜面垂直方向に主たる磁化容易軸を有することが分かった。
【０１５３】
図２１に、Ｐｔ中間層Ｍ６の厚さｔと反強磁性結合エネルギーの大きさＪの関係を表すグラフ図を示す。図示するように、０．０５　ｎｍ以上２　ｎｍ以下の厚さでＪが増大する効果が得られた。Ｐｔ層が存在することによる垂直磁気異方性の増大によってＪが増加したものと思われる。
【０１５４】
同様の効果は、中間層が少なくともＩｒ，　Ｒｈ，　Ｒｅ，及び　Ｒｕから選択される場合、および中間層が少なくともＰｔ，　Ｐｄ，　Ｒｕ，及び　Ｒｅから選択された元素を含む層である限りにおいて得られた。また、上述のたとえばＣｏ中間層がある場合においても同様な効果が得られた。
【０１５５】
実施例６
第２の磁気記録層上にさらに第１の記録層を積層する以外は、実施例１−１ないし実施例５−１と同様にして磁気記録媒体を得た。
【０１５６】
いずれの場合にも反強磁性結合エネルギーが約１．８倍増加した。
【０１５７】
【発明の効果】
本発明によれば、反強磁性結合を用いることにより，垂直磁気記録媒体の記録分解能の改善，媒体ノイズの低減，および記録能力の改善が可能となり、さらに面内磁気記録方式及び垂直磁気記録方式について、複数の適当な中間層を導入することにより，反強磁性結合エネルギーの増大と媒体ノイズ低減との両立を図り、従来の熱揺らぎ限界を超える面記録密度を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る磁気記録媒体の一例の構成を表す図
【図２】本発明にかかる磁気記録媒体の磁化曲線を表すグラフ図。
【図３】磁気記録層における磁化の向きを模式的に表す図
【図４】第１の磁気記録層と第２の磁気記録層における磁化遷移領域を表す模式図
【図５】従来の垂直磁気記録媒体の磁化の方向を説明するための模式図
【図６】本発明にかかる垂直磁気記録媒体の磁化の方向を説明するための模式図
【図７】中間層を有する磁気記録媒体の一例を表す図
【図８】中間層を有する磁気記録媒体の他の一例を表す図
【図９】本発明の磁気記録媒体の他の一例の構成を表す図
【図１０】本発明にかかる磁気記録再生装置の一例を一部分解した斜視図
【図１１】本発明の磁気記録媒体の磁化曲線の他の例を表すグラフ図
【図１２】補助ヘッドを備えた磁気記録再生装置を模式的に表す図
【図１３】本発明に用いられる他の補助ヘッドの例を説明するための図
【図１４】本発明に用いられる他の補助ヘッドの例を説明するための図
【図１５】本発明の磁気記録再生装置に適用し得るリングヘッドの一例の構成を表す図
【図１６】本発明の磁気記録再生装置に適用し得る単磁極ヘッドの構成を表す図
【図１７】本発明の磁気記録媒体の磁化曲線のさらに他の例を表すグラフ図
【図１８】Ｉｒ厚さに対するＪの依存性を表すグラフ図
【図１９】面密度Ｊに対する媒体ノイズの減少分−ΔＮｄｃ（ｄＢ）を表すグラフ図
【図２０】Ｃｏ中間層の厚さｔ　ｎｍに対する反強磁性結合エネルギー面密度Ｊの変化を表すグラフ図
【図２１】Ｐｔ中間層の厚さｔと反強磁性結合エネルギーの大きさＪの関係を表すグラフ図
【符号の説明】
１１…第２の磁気記録層、１２…第１の磁気記録層、１３…基板、１４…保護層、６１，７１…コイル、６２，７２…磁極、６３，７３…第２の磁気記録層、６４，７４…軟磁性下地層、６５，７５…リターン磁極、３１，１３１…記録ヘッド、３２，１３２…補助ヘッド、３３，１３３…媒体進行方向、４１，１４１…磁束、１２１，…垂直磁気記録媒体、１２２…スピンドル、１２３…スライダー、１２４…サスペンション、１２５…アーム、１２６…ボイスコイルモータ、１２７…固定軸、１２８…蓋体
【図１】
2004039033.tif 000003
【図２】
2004039033.tif 000004
【図３】
2004039033.tif 000005
【図４】
2004039033.tif 000006
【図５】
2004039033.tif 000007
【図６】
2004039033.tif 000008
【図７】
2004039033.tif 000009
【図８】
2004039033.tif 000010
【図９】
2004039033.tif 000011
【図１０】
2004039033.tif 000012
【図１１】
2004039033.tif 000013
【図１２】
2004039033.tif 000014
【図１３】
2004039033.tif 000015
【図１４】
2004039033.tif 000016
【図１５】
2004039033.tif 000017
【図１６】
2004039033.tif 000018
【図１７】
2004039033.tif 000019
【図１８】
2004039033.tif 000020
【図１９】
2004039033.tif 000021
【図２０】
2004039033.tif 000022
【図２１】
2004039033.tif 000023