(57)【要約】【課題】粒子径にかかわらず、所望の間隔で粒子を規則的に配列させることができる粒子の配列方法、この粒子の配列方法によって形成された膜、および熱処理を行っても粒子配列を維持することができる粒子配列の保持方法を提供する。【解決手段】基礎材料Ｂの表面上に粒子ＭＰを配列させる配列方法であって、粒子ＭＰを、基礎材料Ｂの表面上に配置し、配置された粒子ＭＰを、拘束手段によって基礎材料Ｂの表面に、表面に沿ってのみ移動可能に拘束し、粒子ＭＰに対して、基礎材料Ｂの表面の法線方向に対して、磁力線Ｈのなす角度が、０〜４５度である磁場を印加する。各粒子ＭＰを、隣接する粒子ＭＰ間の反発力に応じた距離だけ離れた状態で、基礎材料Ｂの表面に粒子を三角格子状に配列させることができる。【選択図】図１
2005186213.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基礎材料の表面上に粒子を配列させる配列方法であって、
前記粒子を、前記基礎材料の表面上に配置し、
配置された前記粒子を、拘束手段によって前記基礎材料の表面に、該表面に沿ってのみ移動可能に拘束し、
前記粒子に対して、前記基礎材料の表面の法線方向に対して磁力線のなす角度が、０〜４５度である磁場を印加する
ことを特徴とする粒子の配列方法。
【請求項２】
前記拘束手段が加熱によって粘性が低下する熱可塑性材料であって、前記粒子が混合された前記熱可塑性材料からなる材料膜を前記基礎材料の表面に形成して、該材料膜を加熱する
ことを特徴とする請求項１記載の粒子の配列方法。
【請求項３】
前記拘束手段が加熱によって蒸発する液体であって、該液体に前記粒子を混合してから、該液体からなる液体膜を前記基礎材料の表面に形成して、該液体膜を加熱する
ことを特徴とする請求項１記載の粒子の配列方法。
【請求項４】
前記液体膜の厚さが、前記粒子の粒径と同程度の厚さである
ことを特徴とする請求項２または３記載の粒子の配列方法。
【請求項５】
前記粒子を前記基礎材料の表面上に配置して拘束するに際し、
前記粒子の素材からなる膜を前記基礎材料の表面に形成し、該膜を加熱する
ことを特徴とする請求項１記載の粒子の配列方法。
【請求項６】
基礎材料の表面上に、該基礎材料の表面に沿ってのみ移動可能に拘束された状態で配列された粒子の配列を保持する保持方法であって、
前記粒子に対して、前記基礎材料の表面の法線方向に対して磁力線のなす角度が、０〜４５度である磁場を印加する
ことを特徴とする粒子配列の保持方法。
【請求項７】
基礎材料の表面上に、粒子を配列させて形成された膜であって、
該膜が、
前記基礎材料の表面上に、拘束手段によって該基礎材料の表面に沿ってのみ移動可能に拘束された粒子に対して、前記基礎材料の表面の法線方向に対して磁力線のなす角度が、０〜４５度である磁場を印加することによって形成された
ことを特徴とする膜。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粒子の配列方法、膜および粒子配列の保持方法に関する。ハードディスク等の磁気記録媒体の磁性膜や光機能膜等、粒子を２次元的に配列して形成される膜では、その膜の性能が、粒子の密度およびその配列の精度によって影響を受ける。
本発明は、粒子をより高密度かつ規則的に２次元的に配列する粒子の配列方法、この粒子の配列方法によって形成された膜および粒子配列の保持方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板上にナノオーダーの粒子を均一に配列させる技術として、化学的な手法を使用した技術が開発されており（非特許文献１：従来例１）、基板上に規則正しい三角格子を形成させることに成功している。
【０００３】
また、粒子を分散させた溶媒の横毛細管現象を利用して粒子を配列させる技術が開発されている（特許文献２：従来例２）。この技術は、粒子を分散させた溶媒を基板上に塗布した後、溶媒に対して磁場を加えながら加熱することによって、粒子間に存在する溶媒の横毛細管現象によって粒子を移動させ、粒子を配列させる技術である。この技術では、溶媒中の粒子に磁場を加えることによって生じる粒子の磁気アルキメデス浮上を利用して横毛細管現象が発生するタイミングをコントロールしており、このタイミングを変化させることによって粒子間の距離を調整している。
【０００４】
しかるに、従来例１の技術では、非常に規則正しい三角格子は形成できるものの、この技術を用いて磁気記録媒体の磁性膜を形成した場合には、生成する粒子自体の磁気特性が低下し磁気特性が悪いので、磁気特性を向上させるためには磁性膜に対して熱処理を行うことが必要である。しかし、磁性膜に対して熱処理を行うと粒子の配列が崩れてしまうため、熱処理をすることによって逆に磁気特性を悪化させてしまうおそれがある。熱処理中の粒子配置を維持することができる方法があれば、熱処理による磁気特性の向上が可能となるが、現在、熱処理中の粒子配置を効果的に保持しておく方法は開発されていないので、従来例１の技術を、高い磁気特性が必要とされる磁気記録媒体の製造に適用することは困難である。
また、従来例２の技術は、横毛細管力によって粒子を移動させるものであるから、粒子間の距離は粒子同士の分子間力と横毛細管力が釣り合う距離、つまり粒子の径と同程度の距離にしか粒子を配置することができない。したがって、配列される粒子間の距離は、粒子径と溶媒の粘度によって決定されてしまい、粒子の密度や配列を自在に制御することはできない。
【０００５】
【非特許文献１】S.Sun, C.B.Murray, D.Weller, L.Folks and A.Moser:Science 287（2000）1989.
【特許文献１】特開２００２−１５３７３８号
【発明の開示】
【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、粒子径にかかわらず、所望の間隔で粒子を規則的に配列させることができる粒子の配列方法、この粒子の配列方法によって形成された膜、および熱処理を行っても粒子配列を維持することができる粒子配列の保持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】
第１発明の粒子の配列方法は、基礎材料の表面上に粒子を配列させる配列方法であって、前記粒子を、前記基礎材料の表面上に配置し、配置された前記粒子を、拘束手段によって前記基礎材料の表面に、該表面に沿ってのみ移動可能に拘束し、前記粒子に対して、前記基礎材料の表面の法線方向に対して磁力線のなす角度が、０〜４５度である磁場を印加することを特徴とする。
第２発明の粒子の配列方法は、第１発明において、前記拘束手段が加熱によって粘性が低下する熱可塑性材料であって、前記粒子が混合された前記熱可塑性材料からなる材料膜を前記基礎材料の表面に形成して、該材料膜を加熱することを特徴とする。
第３発明の粒子の配列方法は、第１発明において、前記拘束手段が加熱によって蒸発する液体であって、該液体に前記粒子を混合してから、該液体からなる液体膜を前記基礎材料の表面に形成して、該液体膜を加熱することを特徴とする。
第４発明の粒子の配列方法は、第２または３発明において、前記液体膜の厚さが、前記粒子の粒径と同程度の厚さであることを特徴とする。
第５発明の粒子の配列方法は、第１発明において、前記粒子を前記基礎材料の表面上に配置して拘束するに際し、前記粒子の素材からなる膜を前記基礎材料の表面に形成し、該膜を加熱することを特徴とする。
第６発明の粒子配列の保持方法は、基礎材料の表面上に、該基礎材料の表面に沿ってのみ移動可能に拘束された状態で配列された粒子の配列を保持する保持方法であって、前記粒子に対して、前記基礎材料の表面の法線方向に対して磁力線のなす角度が、０〜４５度である磁場を印加することを特徴とする。
第７発明の膜は、基礎材料の表面上に、粒子を配列させて形成された膜であって、該膜が、前記基礎材料の表面上に、拘束手段によって該基礎材料の表面に沿ってのみ移動可能に拘束された粒子に対して、前記基礎材料の表面の法線方向に対して磁力線のなす角度が、０〜４５度である磁場を印加することによって形成されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
第１発明によれば、磁場を印加すると粒子が磁化し、また、磁力線の方向が基礎材料の表面の法線方向に対して０〜４５度であるから、粒子間に反発力を発生させることができる。そして、各粒子は、基礎材料の表面に沿ってのみ移動できるように拘束されているから、各粒子を、隣接する粒子間の反発力に応じた距離だけ離れた状態で基礎材料の表面に配置することができる。また、粒子の粒径が同一であれば、各粒子間の距離が全て同じになるように粒子を配置させることができるから、基礎材料の表面に、粒子を三角格子状に配列させることができる。しかも、磁場を印加しておけば配列を保持できるから、加熱しても配列が崩れることを防ぐことができる。さらに、各粒子は、その磁化容易軸が磁力線の方向と一致するように回転するから、全ての粒子の磁化容易軸を、磁力線の方向に一致させた状態に揃えることができる。
第２発明によれば、材料膜が熱可塑性材料によって形成されているから、その熱可塑性材料が流動可能となる温度までは、材料膜によって基礎材料の表面に粒子を固定しておくことができる。よって、材料膜を熱可塑性材料が流動可能となる温度まで加熱すれば、粒子を基礎材料の表面に沿ってのみ移動可能に拘束することができるから、その状態で磁場を印加すれば、粒子を三角格子状に配列させることができる。そして、材料膜を冷却すれば熱可塑性材料が固まるから、粒子を、その配列を保ったままで基礎材料の表面に固定することができる。
第３発明によれば、粒子を、液体膜内に拘束した状態で基礎材料の表面に配置することができ、その後、液体膜を加熱して液体を蒸発させてその厚さを粒子径と同程度にすれば、粒子を基礎材料の表面に沿ってのみ移動可能に拘束することができる。しかも、粒子が配列された後、液体膜を加熱して液体を蒸発させて基礎材料の表面から除去すれば、粒子のみを、その配列を保ったままで基礎材料の表面に配置させることができる。
第４発明によれば、液体膜の厚さが粒子の粒子径と同程度に形成されいるから、液体膜の液体が流動性を有していれば、液体膜を加熱しなくても、粒子を基礎材料の表面に沿ってのみ移動可能に拘束することができる。しかも、粒子が配列された後、液体膜を加熱して液体を蒸発させて基礎材料の表面から除去すれば、粒子のみを、その配列を保ったままで基礎材料の表面に配置させることができる。
第５発明によれば、膜を加熱すれば、膜を構成する材料がその表面張力によって凝縮するから、粒子を形成させることができる。すると、膜厚と同程度の粒径を有する粒子を形成することができるから、膜厚を調整すれば、所望の粒径の粒子を形成することができる。
第６発明によれば、磁場を印加すると粒子が磁化し、また、磁力線の方向が基礎材料の表面の法線方向に対して０〜４５度であり、粒子間に反発力を発生させることができるから、粒子に外力が加わっても、粒子が移動することを防ぐことができるし、たとえ外力によって粒子が移動しても、外力が除去されれば粒子間の反発力によって元の配列に戻すことができる。よって、磁気記録媒体の磁性膜を熱処理する段階において、本保持方法を適用すれば、磁性膜の粒子の配列が崩れることを防ぐことができるから、磁気記録媒体の磁気特性を高く保つことができる。また、各粒子を、その磁化容易軸を揃えて配置している場合には、粒子の磁化容易軸の軸方向と磁力線の方向が一致するように磁場を印加しておけば、全ての粒子の磁化容易軸の方向を一致させた状態で保持しておくことができる。
第７発明によれば、膜が、磁力線の方向が基礎材料の表面の法線方向に対して０〜４５度となるように粒子に磁場を印加して磁化させて、粒子間に反発力を発生させることによって形成されている。このため、膜を構成する粒子の粒径が同一であれば、膜内では、各粒子間の距離が全て同じになるように粒子が配置される、つまり、粒子が三角格子状に配列されることになるから、粒子が高密度かつ規則的な配列された膜を製造することができる。また、各粒子は、その磁化容易軸が磁力線の方向と一致するように配置されるから、全ての粒子の磁化容易軸が一致した膜を形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
本発明は、基礎材料の表面に粒子を配列するための配列方法であって、複数の粒子によって規則正しい連続した三角格子を形成することに特徴を有するものである。
なお、本発明において、粒子とは球体状のものに限らず、略半球状のものや多面体、針状、平板状等の形状をした物体をも含む概念である。
さらになお、本発明における粒子の素材は、鉄等のように弱い磁場であっても容易に磁化される強磁性の物質に限られず、外部からの磁場の印加によって磁化を生ずる物質であれば、強い磁場を印加しなければ磁化しない常磁性や反磁性の物質であってもよく、特に限定はない。
【００１０】
まず、本発明の詳細を説明する前に、本発明の粒子の配列方法の基礎となる原理について説明する。
図７において、符号Ｈは、磁力線の方向を示しており、符号Ｐは、基礎材料Ｂ上にその表面に沿って移動可能に配置された粒子を示している。図７に示すように、基礎材料Ｂ上の粒子Ｐ，Ｐに対して磁場を印加すると、粒子Ｐが磁化されることになる。このとき、磁場の磁力線Ｈの方向が、隣接する一対の粒子Ｐ，Ｐの中心間を結ぶ線Ａに対してなす角度θが４５度以上の場合には、一対の粒子Ｐ，Ｐ間には反発力Ｆが発生する。この反発力Ｆは、一対の粒子Ｐ，Ｐが同じ素材から形成されかつ同じ体積Ｖを有する球体である場合には、一対の粒子Ｐ，Ｐ間の距離をＬとすると、以下の式で表される。
Ｆ＝３ｍ２／４πμ０Ｌ４  （ｍ＝αＭＶ）
Ｍ：粒子ＭＰの帯磁率
Ｖ：粒子ＭＰの体積
μ０：透磁率
なお、αは、粒子の形状によって決定される係数であり、球体であればα＝１である。
このため、反発力Ｆが、粒子Ｐが基礎材料Ｂ上を移動することを妨げる力、例えば摩擦力や粘着力よりも小さい場合には、粒子Ｐは基礎材料Ｂ上に静止した状態に保たれ、摩擦力等よりも大きい場合には、粒子Ｐは反発力Ｆが摩擦力等よりも小さくなる位置まで移動して停止することになる。
そして、同一素材で形成されかつ同じ体積Ｖを有する粒子Ｐ、言い換えれば同一素材で形成されかつ同一の粒子径を有する粒子Ｐが複数存在する場合には、隣接する粒子Ｐ間には全て同じ大きさの反発力が発生するから、全ての粒子Ｐが最も遠く離れるように移動する。すると、全ての粒子Ｐは、隣接する粒子Ｐ間の距離が全て同じ距離となるように基礎材料Ｂ上を移動するから、全ての粒子Ｐによって三角格子の配列が形成されるのである（図１参照）。
また、各粒子Ｐは、その磁化容易軸の軸方向が磁力線Ｈの方向と一致するように回転するから、全ての粒子Ｐの磁化容易軸を、磁力線Ｈの方向に一致させた状態に揃えることができる。
【００１１】
さて、本実施形態の粒子の配列方法を説明する。
まず、本実施形態の粒子の配列方法に使用される装置を説明する。
図３は本実施形態の粒子の配列方法に使用される装置の説明図である。同図において、符号Ｔは基礎材料Ｂを載せるためのテーブルを示している。このテーブルＴは、その上面にヒータ等の加熱手段Ｈを備えており、この加熱手段Ｈの上に基礎材料Ｂが載せられるように構成されている。
このテーブルＴの周囲には、磁石Ｍが配置されている。この磁石Ｍは、例えば円筒状に形成された永久磁石や電磁石などであるが、テーブルＴの上面に基礎材料Ｂを配置した状態において、この磁石Ｍによって形成される磁力線Ｈの方向（以下、単に磁力線Ｈの方向という）が基礎材料Ｂにおいて粒子を配列させる表面（以下、単に基礎材料Ｂの表面という）に対してなす角度が、４５度よりも大きくなるように配設されている。言い換えれば、磁力線Ｈの方向が、基礎材料Ｂの表面の法線ｎの方向に対してなす角度が、０〜４５度となるように配設されているのである。
【００１２】
つぎに、上記装置を使用して基礎材料Ｂの表面に粒子を配列させる方法を説明する。
図２（Ａ）は液体膜ＬＦが形成された基礎材料Ｂの概略拡大説明図であり、（Ｂ）、（Ｃ）は液体膜ＬＦの液体Ｌを蒸発させて粒子ＭＰを配列させる方法の説明図である。
図２（Ａ）に示すように、まず、基礎材料Ｂの表面に、粒子ＭＰが混合された液体Ｌを塗布して液体膜ＬＦを形成する。この液体膜ＬＦの液体Ｌは、例えば水や油脂、アルコール等であるが、加熱によって蒸発する液体であって、かつ加熱して流動可能となった状態においてもその粘性によって基礎材料Ｂの表面から粒子ＭＰが離れないように拘束しておくことができるものであればよく、とくに限定はない。
【００１３】
図３に示すように、液体膜ＬＦが形成された基礎材料ＢをテーブルＴの上面に配置し、その状態で、加熱手段Ｈによって加熱すると、液体Ｌの温度が上昇し、やがて蒸発し、その液膜の厚さＬＴが粒子ＭＰの粒径ＭＤと同等程度になる（図２（Ｂ））。すると、粒子ＭＰは、液体Ｌによって、基礎材料Ｂの表面からは離れられないように拘束されるが、液体膜ＬＦ内において基礎材料Ｂの表面に沿う方向には自由に移動できる状態に保持される。
【００１４】
この状態で、基礎材料Ｂに磁場を印加すると、各粒子Ｐが磁化される。磁力線Ｈの方向は、基礎材料Ｂの表面の法線ｎの方向となす角度が０〜４５度であり、各粒子ＭＰは液体Ｌによって基礎材料Ｂの表面からは離れられないように拘束されているから、磁力線Ｈの方向は必ず隣接する粒子ＭＰの中心間を結ぶ方向（図２では左右方向）に対してなす角度θ１が４５度以上になる。すると、隣接する粒子ＭＰ間には全て同じ反発力Ｆが発生し、複数の粒子ＭＰ間に発生する反発力Ｆに応じて粒子ＭＰが移動する。すると、基礎材料Ｂの表面に、全ての粒子ＭＰが同じ距離だけ離れて配列された膜、つまり粒子ＭＰが三角格子状に配列された膜を形成させることができるのである。しかも、各粒子ＭＰは、基礎材料Ｂの表面に沿って移動しながら、その磁化容易軸の軸方向が磁力線Ｈの方向と一致するように回転するので、全ての粒子ＭＰの磁化容易軸を、磁力線Ｈの方向に一致させた状態に揃えるとができる。
【００１５】
粒子ＭＰが配列された後、液体膜ＬＦを加熱して液体を蒸発させて基礎材料Ｂの表面から除去すれば、粒子ＭＰのみを、その配列を保ったままで基礎材料Ｂの表面に配置させることができ（図１（Ｂ）、図２（Ｂ））、粒子ＭＰが三角格子状に配列され、かつ磁化容易軸が揃った粒子ＭＰのみからなる膜を形成することができるのである（図１（Ａ））。
【００１６】
したがって、本実施形態の粒子の配列方法によれば、粒子ＭＰを、基礎材料Ｂの表面に沿ってのみ移動できるように拘束した状態で、磁力線Ｈの方向が基礎材料Ｂの表面の法線ｎの方向となす角度が０〜４５度である磁場を印加し、粒子ＭＰ間に発生する反発力Ｆによって粒子ＭＰを配列するから、基礎材料Ｂの表面に、全ての粒子ＭＰが同じ距離だけ離れて配列された膜、つまり粒子ＭＰが三角格子状に配列された膜を形成させることができるのである。
また、粒子ＭＰ間の距離は、反発力Ｆによって変化することになるが、この反発力Ｆは、粒子ＭＰの粒径ＭＤや帯磁率、透磁率および印加する磁場の強さに応じて変化するから、これらの条件を調整すれば、粒子ＭＰの粒径ＭＤや液体Ｌの粘性にかかわらず、所望の距離だけ離れた状態で粒子Ｐを配列させることができる。言い換えれば、粒子ＭＰの粒径ＭＤや液体Ｌの粘性にかかわらず、基礎材料Ｂの表面に形成される膜の粒子ＭＰの密度を、所望の密度に調整することができるのである。
しかも、各粒子ＭＰが、その磁化容易軸の軸方向が磁力線Ｈの方向と一致するように回転するから、全ての粒子ＭＰの磁化容易軸が磁力線Ｈの方向に一致した膜になるのである。
【００１７】
なお、基礎材料Ｂの表面に塗布する液体膜ＬＦの厚さを粒子ＭＰの粒径ＭＤと同等程度にしておけば、液体Ｌを蒸発させて液体膜ＬＦの厚さを粒子ＭＰの粒径ＭＤと同等程度にする工程が不要となるから、粒子ＭＰの配列をより迅速に行なうことができる。とくに、液体膜ＬＦの液体Ｌとして、常温でも流動性を有するものを使用すれば、液体膜ＬＦを加熱しなくても、粒子Ｐを基礎材料Ｂの表面に沿って移動させることができるから、粒子Ｐの配列をより一層迅速に行なうことができる。
【００１８】
さらになお、基礎材料Ｂの表面に粒子ＭＰを拘束する方法は、上記のごとき方法に限られず、粒子ＭＰが基礎材料の表面に沿ってのみ移動できるように拘束する方法であれば特に限定はない。
例えば、図４（Ａ）に示すように、例えばガラスやパラフィン等、所定の温度までは固化していたり粘性が非常に高くなっているため流動性がないが、所定の温度を超えると流動可能となる熱可塑性材料ＴＭに粒子ＭＰを混合した混合材料によって、粒子ＭＰの粒径ＭＤと同等程度の厚さの材料膜ＺＦを基礎材料Ｂの表面に形成してもよい。この場合、熱可塑性材料ＴＭとして、常温や、材料膜ＺＦが形成された材料等が使用される条件では流動性がないものを使用すれば、材料等を使用する状況では、材料膜ＺＦによって基礎材料Ｂの表面に粒子ＭＰを固定しておくことができる。一方、材料膜ＺＦを形成する熱可塑性材料ＴＭが流動可能となる温度まで加熱すれば、材料膜ＺＦ内で粒子ＭＰを基礎材料Ｂの表面に沿ってのみ移動可能に拘束することができるから、その状態で磁場を印加すれば、粒子ＭＰを三角格子状に配列させることができる。そして、粒子ＭＰの配列後、材料膜ＺＦを冷却すれば、粒子ＭＰを、その配列を維持したままで材料膜ＺＦによって基礎材料Ｂの表面に粒子ＭＰを固定することができる。とくに、材料膜ＺＦを形成する熱可塑性材料ＴＭの粘度が、材料膜ＺＦ内で粒子ＭＰが回転することはできるが基礎材料Ｂの表面に沿って移動できない温度まで加熱すれば、粒子ＭＰの配列を維持したままで、粒子ＭＰの磁化容易軸の方向だけを揃えることもできる。
また、図４（Ｂ）に示すように、拘束部材ＢＤによって、基礎材料Ｂの表面との間に粒子ＭＰを挟んで、粒子ＭＰが基礎材料の表面に沿ってのみ移動できるように拘束してもよい。
【００１９】
また、粒子Ｐを基礎材料Ｂの表面上に配置して拘束するに際して、以下のようにして、粒子Ｐを配置し拘束してもよい。
図５において、符号ＭＦは、基礎材料Ｂの表面に形成された膜を示している。この膜ＭＦは、例えば、スパッタリングや真空蒸着等によって形成された膜である。
この膜ＭＦが形成された基礎材料ＢをテーブルＴの上面に配置し、その状態で、加熱手段Ｈによって加熱すると、膜ＭＦの温度が上昇し、膜ＭＦを構成する材料が流動可能な状態となる。すると、流動可能となった材料は、その表面張力によって凝集するから、膜ＭＦは、複数の粒子Ｐから構成された膜に変化する。
ところで、膜ＭＦはスパッタリング等によって形成されているから、基礎材料Ｂに対する付着力を有しており、膜ＭＦは、基礎材料Ｂの表面上を流動することはできるが基礎材料Ｂの表面から離れることができない状態に拘束されている。そして、この膜ＭＦから形成される複数の粒子Ｐも同様に、基礎材料Ｂの表面に沿ってのみ移動可能となっている。
つまり、上記の方法によっても、基礎材料Ｂの表面に粒子Ｐを配置させることができ、かつ、粒子Ｐを、基礎材料Ｂの表面に沿ってのみ移動可能に拘束することができるのである。
しかも、上記の方法によって基礎材料Ｂの表面上に配置して拘束された粒子Ｐは、膜ＭＦから派生したものであるから、その粒径Ｄが膜ＭＦの厚さＴと同等の長さとなり、しかも、表面張力によって膜の材料が凝集して形成されてたものであるから、その粒径Ｄはほぼ均一となる。
すると、基礎材料Ｂに対して、磁力線Ｈの方向が基礎材料Ｂの法線方向に対してなす角度が０〜４５度である磁場を印加すると、隣接する粒子Ｐ間には、全て同じ反発力Ｆが発生するから、基礎材料Ｂの表面に、全ての粒子Ｐが同じ距離だけ離れて配列された膜、つまり粒子Ｐが三角格子状に配列された膜を形成させることができるのである（図５（Ｂ））。
そして、形成された膜において、全ての粒子Ｐの磁化容易軸の軸方向は、粒子ＭＰを配列したときと同様に、印加される磁場の磁力線Ｈの方向と一致しているのである。
【００２０】
さらになお、基礎材料Ｂの表面に膜ＭＦを形成する方法はスパッタリング等に限られず、膜ＭＦを加熱して形成される複数の粒子Ｐが、膜ＭＦを加熱した状態、言い換えれば複数の粒子Ｐが加熱された状態において、基礎材料Ｂの表面から離れることはできないが、基礎材料Ｂの表面に沿ってのみ移動可能に拘束される方法であればよく、とくに限定はない。
【００２１】
また、上記のごとき方法によって形成される膜は、膜内の各粒子間の距離が全て同じになるように粒子が配置される、つまり、粒子が三角格子状に配列されるから、本実施形態の方法によって、アルミニウムやガラス等の磁気記録媒体の基材の表面に、膜を構成する粒子の素材がフェライト、強磁性合金等である膜を形成すれば、粒子が高密度かつ規則的な配列された磁気特性が高い磁性膜を有する磁気記録媒体を製造することができる。
【００２２】
また、上記のごとき粒子の配列方法を応用すれば、高密度かつ規則的に配列された粒子配列の保持にも利用することができる。
例えば、磁気記録媒体の場合、粒子自体の磁気特性が熱処理によって向上するものも多く、磁気特性を高くするためには、基材に磁性膜を形成した後、磁気記録媒体を加熱する場合があるが、磁力線Ｈの方向が、磁気記録媒体の基材の表面の法線方向に対して０〜４５度となる磁場を印加した状態で磁気記録媒体を加熱すれば、加熱しても粒子の配列が崩れることを防ぐことができ、磁性膜における粒子配列を、三角格子の配列を保持しておくことができる。
また、磁場を印加しておけば、粒子Ｐ間の反発力によって配列を保持できるから、粒子Ｐに対して外力等が加わったりしても粒子Ｐが移動して配列が崩れることを防ぐことができる。すると、たとえ外力によって粒子Ｐが移動しても、外力が除去されれば粒子Ｐ間の反発力によって元の配列に戻すことができるので、磁性膜における粒子配列を、三角格子の配列を保持しておくことができる。
【実施例】
【００２３】
つぎに、本発明の粒子の配列方法の実施例を説明する。
基礎材料の表面に膜を形成し、その膜を加熱した状態において、磁場の印加の有無による膜の状態の相違を確認した。
実験には、シリコンを素材とする基礎材料の表面に、スパッタリングによって形成されたＦｅＰｔ合金の膜を形成した材料を使用し、この材料を、アルゴン雰囲気において、強度が１００ｋＯｅの磁場を印加した状態で、６００℃に２時間加熱し、形成された膜の状態を走査型電子顕微鏡によって観察した。
なお、ＦｅＰｔ合金は、本実施例の条件（６００℃）では常磁性の状態であり、強磁性となる条件（４００℃以下）よりも高温の条件で実験を行なっている。
【００２４】
図６に示すように、磁場を印加した状態でＦｅＰｔ合金の膜を加熱した場合には、膜から複数の粒子が形成され、形成された粒子が、ほぼ均一な三角格子を形成していることが確認できる。
一方、磁場を印加しない場合には、複数の粒子は形成されるものの、形成された粒子はランダムに分布していることが確認できる。
したがって、本発明の方法を利用すれば、基礎材料の表面に形成された膜から、粒子を形成させて、その粒子を規則正しい三角格子に形成させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
本発明の粒子の配列方法や粒子配列の保持方法は、磁気記録媒体の磁性膜における磁性体の粒子配列の形成や保持だけでなく、粒子を規則正しく配列させる必要がある、例えば光機能材料や触媒等の製造および品質保持に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本実施形態の粒子の配列方法によって基礎材料Ｂ上に粒子が配置された膜の拡大説明図であり、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は側面図である。
【図２】（Ａ）は液体膜ＬＦが形成された基礎材料Ｂの概略拡大説明図であり、（Ｂ）、（Ｃ）は液体膜ＬＦの液体Ｌを蒸発させて粒子ＭＰを配列させる方法の説明図である。
【図３】本実施形態の粒子の配列方法に使用される装置の説明図である。
【図４】粒子ＭＰを拘束する他の方法の説明図である。
【図５】（Ａ）は表面に膜ＭＦが形成された基礎材料Ｂの概略説明図であり、（Ｂ）は（Ａ）の状態から本発明の粒子の配列方法によって粒子Ｐを形成し、配列して形成された膜の概略説明図である。
【図６】シリコンを素材とする基礎材料の表面に形成されたＦｅＰｔ合金の膜を加熱したときにおける膜の状態を比較した図であり、（Ａ）磁場を印加した場合であり、（Ｂ）磁場を印加しない場合である。
【図７】本発明の粒子の配列方法の原理の説明図である。
【符号の説明】
【００２７】
Ｂ      基礎材料
Ｈ      磁力線
ＬＦ      液体膜
Ｌ      液体
ＭＦ      膜
ＭＰ      粒子
Ｐ      粒子
【図１】
2005186213.tif 000003
【図２】
2005186213.tif 000004
【図３】
2005186213.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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