(57)【要約】【課題】２種の合金材料を同時にメッキする必要の無い、新規なＬ１０規則合金相を有する構造体の製造方法、磁気記録媒体および永久磁石を提供する。【解決手段】Ｐｔ又はＰｄのいずれかの金属Ｘからなる膜面に対して垂直な多数の柱状部材１１と、該柱状部材を取り囲むマトリックス２から成る薄膜を用意する工程と、該マトリックッス２の一部または全部を除去する工程と、該マトリックスの除去により露出した金属Ｘからなる柱状部材の表面をＦｅ、Ｃｏ又はＮｉのいずれかの金属Ｙで被覆する工程と、熱処理により金属Ｘ及び金属Ｙを含むＬ１０規則合金相を形成する工程とを有する構造体の製造方法。微細なＦｅＰｔ等のＬ１０規則合金相が内包された構造体を用いた磁気記録媒体および永久磁石。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＰｔまたはＰｄのいずれかの金属Ｘからなり、膜面に対して垂直な多数の柱状部材と、該柱状部材を取り囲むマトリックスから成る薄膜を用意する工程と、該マトリックッスの一部または全部を除去する工程と、該マトリックスの除去により露出した金属Ｘからなる柱状部材の表面をＦｅ、ＣｏまたはＮｉのいずれかの金属Ｙで被覆する工程と、熱処理により金属Ｘ及び金属Ｙを含むＬ１０規則合金相を形成する工程とを有することを特徴とする構造体の製造方法。
【請求項２】
前記多数の柱状部材と、該柱状部材を取り囲むマトリックスから成る薄膜が、薄膜内に多数の孔と、該孔を取り囲むマトリックスを有し、該孔の底面に基板または下地が露出して設けられている鋳型を用いて、該孔にＰｔまたはＰｄのいずれかの金属Ｘを充填してなる薄膜からなることを特徴とする請求項１に記載の構造体の製造方法。
【請求項３】
前記マトリックッスの一部または全部を除去し、該マトリックスを除去した部分の全体に金属Ｙを充填して、マトリックスの除去により露出した金属Ｘからなる柱状部材の表面を金属Ｙで被覆することを特徴とする請求項１または２に記載の構造体の製造方法。
【請求項４】
前記熱処理後、前記Ｌ１０規則合金相を形成していない金属Ｙを除去する工程を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかの項に記載の構造体の製造方法。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかの方法により製造された構造体を用いた磁気記録媒体。
【請求項６】
請求項１乃至４のいずれかの方法により製造された構造体を用いた永久磁石。
【請求項７】
ＰｔまたはＰｄのいずれかの金属Ｘ、及びＦｅ、ＣｏまたはＮｉのいずれかの金属ＹからなるＬ１０規則合金相の硬磁性体と、金属Ｙ相または合金ＸＹのＬ１２規則合金相から成る軟磁性相を含み、該軟磁性相がマトリックスを形成し、該マトリックッス内に多数の柱状構造からなる硬磁性体が形成されていることを特徴とする構造体。
【請求項８】
第１の材料からなる柱状部材を有する基板を用意する第１の工程、該柱状部材を、Ｆｅ、ＣｏまたはＮｉの少なくともいずれかを含む第２の材料で被覆する第２の工程、及び熱処理により、該第１の材料と第２の材料からなる規則合金相を形成する第３の工程を有することを特徴とする構造体の製造方法。
【請求項９】
前記第１の材料は、ＰｔまたはＰｄの少なくとも一方を含み、前記第２の材料は、Ｆｅ、ＣｏまたはＮｉの少なくともいずれかを含むことを特徴とする構造体の製造方法。
【請求項１０】
前記第２の材料は、ＰｔまたはＰｄの少なくとも一方を含み、前記第１の材料は、Ｆｅ、ＣｏまたはＮｉの少なくともいずれかを含むことを特徴とする構造体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｌ１０規則合金相を有する構造体の製造法、構造体、磁気記録媒体および永久磁石に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の情報量の飛躍的な増大に伴って、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）を代表とする磁気記録装置など情報記録技術は大幅な大容量化が求められている。
記録密度の増加に伴い、記録層内に含まれる磁性粒子を微細化する事が求められているが、微細化に伴い、個々の磁性粒子が保持する磁気エネルギーの大きさが熱エネルギーの大きさを無視できなり、記録された磁化が失われる超常磁性効果（熱揺らぎ）が問題視されている。
【０００３】
現在、主にＣｏＣｒ系合金が記録材料として使用されているが、熱揺らぎによる記録磁化の不安定性を抑制する材料として、異方性磁界（Ｋｕ）の大きなＬ１０規則合金が注目されている。特に、７×１０7ｅｒｇ・ｃｍ-3のＫｕを有するＬ１０−ＦｅＰｔ規則合金は大きな可能性を有する。
【０００４】
ＦｅＰｔ合金は、通常、成膜直後はｆｃｃ構造から成る不規則相であり、熱処理による不規則−規則変態によって規則合金化される。しかしながら、ＦｅＰｔ連続膜は、熱処理工程により結晶粒子径が肥大化し、媒体ノイズの増大をもたらす。それ故、特許文献１および特許文献２に示すような酸化物マトッリクス中に微細なＦｅＰｔ規則合金粒子が内包されるグラニュラー媒体が提案されている。
【０００５】
また、グラニュラー媒体として、微細な孔を多数有するナノホールを形成し、ナノホール内にＦｅＰｔ合金をめっき法により充填する磁気記録媒体の製造方法が提案されている（特許文献３）。
【特許文献１】特開２００１−２５６６３１号公報
【特許文献２】特開２００４−２３７４２９号公報
【特許文献３】特開２００５−２２６１５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献３では、微細な孔を多数有するナノホールを形成し、ナノホール内にＦｅＰｔ合金をめっき法により充填する磁気記録媒体の製造方法が開示されている。
ここで、磁気記録媒体中の磁気記録層では、磁性材料の結晶配向を制御し磁化の方向を均一な状態にすることが求められる。記録領域毎に磁気特性が異なることは好ましくないからである。
【０００７】
磁気記録材料として注目されているＦｅＰｔ合金の場合について述べる。
ＦｅＰｔの磁性膜は、ＦｅイオンとＰｔイオンとを同時に有するメッキ浴中でのメッキにより、例えば基板上に形成される。
【０００８】
ＦｅＰｔ合金の結晶配向性は、合金の下地となる下地層の結晶配向性及び格子間隔等に強く影響される。
また、メッキによる成膜の場合は、初期のＦｅ及びＰｔの厳密な組成制御を行なうことが必要となる。
【０００９】
めっき法では、基板上に作製されるＦｅ及びＰｔの核発生状態は、めっき状態及び初期層の組成に影響が及ぶ為、めっき諸条件（撹拌、温度、ｐＨ等）を詳細に制御する必要がある。
【００１０】
しかしながら、めっき法にて初期層の状態を常に精度良く管理する為には、めっき諸条件のみならず、めっき浴中のメッキ材料の分散状態等を一定に保つ必要がある。
本発明は、ＦｅとＰｔとを同時にメッキする必要のない新規なＬ１０規則合金相を有する構造体およびその製造方法を提供するものである。
【００１１】
また、本発明は、微細な柱状構造からなるＦｅＰｔ等のＬ１０規則合金相を有する構造体を用いた磁気記録媒体および永久磁石を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するための構造体の製造方法は、ＰｔまたはＰｄのいずれかの金属Ｘからなり、膜面に対して垂直な多数の柱状部材と、該柱状部材を取り囲むマトリックスから成る薄膜を用意する工程と、該マトリックッスの一部または全部を除去する工程と、該マトリックスの除去により露出した金属Ｘからなる柱状部材の表面をＦｅ、ＣｏまたはＮｉのいずれかの金属Ｙで被覆する工程と、熱処理により金属Ｘ及び金属Ｙを含むＬ１０規則合金相を形成する工程とを有することを特徴とする。
【００１３】
前記多数の柱状部材と、該柱状部材を取り囲むマトリックスから成る薄膜が、薄膜内に多数の孔と、該孔を取り囲むマトリックスを有し、該孔の底面に基板または下地が露出して設けられている鋳型を用いて、該孔にＰｔまたはＰｄのいずれかの金属Ｘを充填してなる薄膜からなることが好ましい。
【００１４】
前記マトリックッスの一部または全部を除去し、該マトリックスを除去した部分の全体に金属Ｙを充填して、マトリックスの除去により露出した金属Ｘからなる柱状部材の表面を金属Ｙで被覆することが好ましい。
【００１５】
前記熱処理後、前記Ｌ１０規則合金相を形成していない金属Ｙを除去する工程を有することが好ましい。
上記課題を解決するための磁気記録媒体は、上記の方法により製造された構造体を用いたことを特徴とする。
【００１６】
上記課題を解決するための永久磁石は、上記の方法により製造された構造体を用いたことを特徴とする。
上記課題を解決するための構造体は、ＰｔまたはＰｄのいずれかの金属Ｘ、及びＦｅ、ＣｏまたはＮｉのいずれかの金属ＹからなるＬ１０規則合金相の硬磁性体と、金属Ｙ相または合金ＸＹのＬ１２規則合金相から成る軟磁性相を含み、該軟磁性相がマトリックスを形成し、該マトリックッス内に多数の柱状構造からなる硬磁性体が形成されていることを特徴とする。
【００１７】
上記課題を解決するための構造体の製造方法は、第１の材料からなる柱状部材を有する基板を用意する第１の工程、該柱状部材を、Ｆｅ、ＣｏまたはＮｉの少なくともいずれかを含む第２の材料で被覆する第２の工程、及び熱処理により、該第１の材料と第２の材料からなる規則合金相を形成する第３の工程を有することを特徴とする。
【００１８】
前記第１の材料は、ＰｔまたはＰｄの少なくとも一方を含み、前記第２の材料は、Ｆｅ、ＣｏまたはＮｉの少なくともいずれかを含むことが好ましい。
前記第２の材料は、ＰｔまたはＰｄの少なくとも一方を含み、前記第１の材料は、Ｆｅ、ＣｏまたはＮｉの少なくともいずれかを含むことが好ましい。
【００１９】
本発明は、ナノホール構造体に微細な柱状構造からなるＦｅＰｔ等のＬ１０規則合金相が設けられた磁気記録媒体の新たな製造方法を提供できる。また、本製造方法を用いることで、次世代異方性永久磁石として有力視されているＦｅＰｔ／Ｆｅ３Ｐｔ及びＦｅＰｔ／Ｆｅ等のナノコンポジット永久磁石の製造方法を提供できる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明は、合金めっきに伴うめっき初期層制御等の困難さを伴うことなく、微細な柱状構造からなる結晶配向の良好なＦｅＰｔ等のＬ１０規則合金相を有する構造体およびその製造方法を提供することができる。
【００２１】
また、本発明は、微細な柱状構造からなるＦｅＰｔ等のＬ１０規則合金相を有する構造体を用いた磁気記録媒体および永久磁石を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の構造体の製造方法の一実施形態について説明する。
本発明の構造体の製造方法は、ＰｔまたはＰｄのいずれかの金属Ｘからなる膜面に対して垂直な多数の柱状部材と、該柱状部材を取り囲むマトリックスから成る薄膜を用意する工程と、該マトリックッスの一部または全部を除去する工程と、該マトリックスの除去により露出した金属Ｘからなる柱状部材の表面をＦｅ、ＣｏまたはＮｉのいずれかの金属Ｙで被覆する工程と、熱処理により金属Ｘ及び金属Ｙを含むＬ１０規則合金相を形成する工程とを有することを特徴とする。
【００２３】
以下に各工程について説明する。
（１）膜面内に複数の孔を作成する工程
図１は、本発明の構造体の製造方法の一実施態様を示す工程図である。
【００２４】
図１（ａ）に、複数の孔１を有する多孔質部材５を示す。多孔質部材５を孔１の上面側から見ると、孔が図２のように分散した状態である。図２において、２１は細孔、２２は細孔間に介在する孔壁からなるマトリックスである。このマトリックスには、細孔が分散配置されている。図１の孔１は下地３に貫通している。
【００２５】
前記多孔質部材５において、孔１は柱状の細孔であるが、この複数の細孔の平均直径は例えば１ｎｍ以上１００ｎｍ以下、好ましくは１ｎｍ以上３０ｎｍ以下、更に好ましくは１ｎｍ以上１５ｎｍ以下である。細孔の深さ（細孔の長手方向の長さ）は、利用目的に応じて異なるが、５ｎｍ以上１００ｎｍ以下、好ましくは５０ｎｍ以下、更に好ましくは３０ｎｍ以下である。
【００２６】
特に、本発明は、細孔の平均直径が１５ｎｍ以下であり、且つ細孔間の平均間隔が２０ｎｍ以下であるような鋳型を用いて、規則化した合金を含む構造体を作成するのが好ましい。
【００２７】
前記多孔質部材５は、以下の方法により得られる。
例えば、特開２００２−１７５６２１号公報に記載されているように、アルミニウムやアルミニウムを含む合金を、シュウ酸やリン酸等の溶液中で陽極酸化処理して細孔を形成する方法である。この方法によれば、酸化物であるアルミナを孔壁に有する多孔質体が形成される。
【００２８】
また、特開２００４−２３７４２９号公報に記載されているように、相分離構造を形成する材料を用いて、柱状部材がそれを取り囲む領域に分散した構造を形成し、該柱状部材を除去することにより多孔質層を得ることができる。その例を、図２を用いて説明する。
【００２９】
図２において、２０は基板、２１は細孔、２２は細孔が分散している母材であるマトリックスを示している。このような細孔を有する構造体は以下のようにして得られる。
具体的には、柱状部材の周囲が別な材料により構成されるマトリックッスに取り囲まれている薄膜を用意し、柱状部材を選択的に除去する。該薄膜には前記マトリックッスを構成する材料が、前記柱状部材を構成する材料と前記マトリックッスを構成する材料の全量に対して２０ａｔｏｍｉｃ％以上７０ａｔｏｍｉｃ％以下の割合で含まれている。上記割合の範囲であれば、実質的に柱状部材がそれを取り囲むマトリックスに分散した薄膜が得られる。
【００３０】
ここで柱状部材の構成材料としては、ＡｌやＭｇなどが挙げられる。前記柱状部材を取り囲むマトリックッスを構成する材料としては、Ｓｉ、Ｇｅ、ＳｉとＧｅの混合物（以降、ＳｉＧｅ（０＜ｘ＜１）と記載することがある。）などが挙げられる。このような柱状部材がそれらを取り囲むマトリックッスに分散した薄膜を得るには、前記柱状部材及びそれを取り囲むマトリックッスを構成する材料の両方を含むターゲットを用いたスパッタリング法などの非平衡成膜法により行われる。成膜後、柱状部材を選択的に除去する。例えば、柱状部材がＡｌの場合、２．８％に希釈したアンモニア水に浸漬することにより、Ａｌ部分が溶出し多孔質材料が形成される。その他、各種酸溶液等も使用することが可能である。マトリックッスはＡｌ柱状部材の溶解後酸化されてＳｉＯ2またはＧｅＯ2、及びＳｉＯ2とＧｅＯ2の混合物となる。
【００３１】
また、多孔質部材は直接基板または下地上に形成することが可能である。作成するＬ１０規則合金の配向制御を考慮する場合、特にＬ１０規則合金層のｃ軸を基板垂直方向に配向させるためには下地電極層が基板面に対して平行に正方状の結晶配列を有していることが好ましい。例えば（００１）配向したＭｇＯなどの配向制御層を挿入し、更に前記配向制御層に基づき、下地膜を配向させることも好ましい。下地膜には（００１）配向を有するＰｔ膜をエピタキシャル成長することも好ましい形態である。但し、本発明ではＰｔとＦｅの熱拡散を用いてＦｅＰｔ合金を作成する。そのため、下地のＰｔが規則合金形成に寄与することを防ぐためには、下地にＣｕやＡｇ等の材料を用いることも可能である。ｃ軸配向したＺｎＯ等を用いる事も可能である。ここで、細孔に充填する磁性材料の配向を制御するために下地にはｆｃｃ構造を有する材料を用い、且つ（１１１）または（００１）配向させることが好ましく、最も好適なのは（００１）配向である。
【００３２】
（２）充填工程
図１（ｂ）に、孔内に充填物を充填し余剰な充填材料を研磨等により除去した構造を示す。充填物はＰｔ又はＰｄである。これらの金属は孔のアスペクト比に応じて様々な方法を用いる充填することが可能である。最も充填性に優れる方法はメッキ法である。また、無電解メッキは充填には好ましい方法であるが、細孔底部に触媒層を必要とする。このため、下地にもＰｔやＰｄ等を用いることが好ましい。メッキ法により充填されたＰｔ及びＰｄは下地膜の配向の影響を受けて成長するが、メッキ中の不純物等の影響を受ける可能性がある。このような場合はメッキ後、不純物除去並びに結晶成長を促進させるために熱処理を行なうことも可能である。例えば、下地にＰｔ（００１）膜を用いた場合は、充填するＰｔ，Ｐｄの配向を制御する事が容易となる。
【００３３】
一方、充填にスパッタ法、ＣＶＤ法、蒸着法等のドライプロセスを用いることも可能である。特に、アークプラズマガンは、イオン化された金属粒子を成膜するイオンプレーティングに近い方法であり、ダマシン等の配線形成において埋め込み性能に優れる成膜方法であることが証明されている。また、基板バイアスをかけることにより充填性が良好となる。この他、堆積する粒子が基板に対して直進性良く飛散する、例えばイオンビームスパッタ等も細孔内への埋め込みに適した方法である。しかしながら、ドライプロセスを用いる場合、細孔内のみならず細孔壁上へも成膜されるため、充填性が悪化する可能性がある。そのために、特に細孔の直径が５０ｎｍ以下の小さな孔に対してドライプロセスを用いて材料を充填する場合は、（細孔の深さ）／（孔の直径）で示されるアスペクト比は２以下、より好適には１以下である。また、必要に応じて、細孔壁上の堆積物をエッチングプロセスにより取り除く工程と、充填工程とを交互に行なう事で充填性を改善する事も可能である。充填工程にて溢れ出た部分は研磨等の方法により除去する。
【００３４】
（３）マトリックスの除去工程
図１（ｃ）及び（ｄ）にマトリックスの全部及び一部を除去した構造を示す。下地にＰｔまたはＰｄ等のＬ１０規則合金を形成する材料を用いた場合は、図１（ｄ）に示すようにマトリックス材料１５を残す必要がある。即ち、鋳型であるマトリックッス材料１５を残す事により、後述に示すように下地材料が規則合金相形成に寄与する事を妨げることができる。一方、下地にＰｔ及びＰｄを使用しない場合は、図１（ｃ）に示すようにマトリックスを全部除去しても構わない。マトリックスは図１（ａ）の工程でアルミの陽極酸化を用いる場合はアルミナであり、相分離構造を用いた場合はＳｉまたはＧｅ、またはＳｉ，Ｇｅの酸化物である。
【００３５】
充填した柱状部材のＰｔやＰｄは耐食性が強い材料であり、王水等特殊な酸以外には耐性を有する。そのために、ＮａＯＨ等のアルカリ溶液またはフッ化水素等への浸漬、またはｔｅｔｒａｍｅｔｈｙｌａｍｍｏｎｉｕｍ（ＴＭＡ）ｈｙｄｒｏｏｘｉｄｅ（テトラメチルアンモニウム水酸化物）溶液に浸漬する。これにより選択的にマトリックスを溶解し、ＰｔまたはＰｄが上に凸な構造を作成することが可能である。溶液の種類、濃度及び温度などを制御することにより、マトリックスの溶解速度及び溶解量を制御することが可能となり、図１（ｄ）のようにマトリックスの一部を残すことが可能である。
【００３６】
（４）被覆工程
上記工程（３）により、上方に凸なＰｔまたはＰｄから成る突起構造物が形成される。この突起構造物表面に、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉを少なくとも１種類以上含む金属Ｙを被覆することにより図１（ｅ），（ｆ）のような構造体を作製する。特にめっき法を用いることにより電極となるＰｔ（Ｐｄ）上に金属Ｙを覆うことが可能である。金属ＹとＰｔ（またはＰｄ）の量論比が１：１近傍でＬ１０規則合金が形成するため、金属Ｙの被覆量は、突起構造を形成するＰｔ及びＰｄの量に応じて異なる。
【００３７】
一方、前工程で除去したマトリックッス全体に金属Ｙを埋め戻す場合は、図４（ｅ）及び図４（ｆ）のような構造となる。図４は、本発明の構造体の製造方法の他の実施態様を示す工程図である。埋め戻し法においてメッキ法を用いる場合では、例えばＦｅを埋め戻す場合、Ｆｅ原料には塩化鉄、酸鉄スルファミン酸等を用いる事が可能である。なお、めっき浴中では、Ｆｅイオンが不安定であり、沈殿物を形成しやすいので、Ｆｅイオンの安定化のために、錯化剤を添加することもできる。錯化剤には酒石酸、クエン酸、コハク酸、マロン酸、リンゴ酸、グルコン酸や、これらの塩から適宜選択される。特に、酒石酸もしくはその塩および／またはクエン酸もしくはその塩、更には、酒石酸ナトリウムおよび／または酒石酸アンモニウムを用いることが好ましい。金属イオンを錯体化することにより、浴のｐＨ濃度を高くすることも可能になり、埋め戻し時に障害となる水素発生を抑制する事が可能となる。また、成膜速度を制御して埋め戻し量、すなわち、凸構造に被覆する状態または完全に埋め戻す状態を区別する事が容易になる。
【００３８】
埋め戻し後、表面を研磨することにより、図１（ｅ），（ｆ）または図４（ｅ），（ｆ）のような構造を作成することが可能である。例えば凸構造ＰｔにＦｅ等を皮膜した場合は、図３のような先端が平坦の凸構造に、完全に埋め戻した場合は図５に示したような平坦な構造を形成することが可能である。ここで示した研磨は、後述の熱処理後に行なう事も可能である。
【００３９】
ここでは、埋め戻す材料としてＦｅを例にあげたが、Ｃｏ，Ｎｉ及びこれらの混合物でも構わない。また、メッキ法を例に挙げたが、スパッタ法、ＣＶＤ法、蒸着法等のドライプロセスを用いる事も可能である。
【００４０】
（５）熱処理工程
図１（ｇ）、（ｈ）に示す構造体は、図１（ｅ）、（ｆ）で示す凸構造体が金属Ｙで覆われた構造体を熱処理したものである。この構造体を立体的に示したのが図３である。熱処理により、突起構造のＰｔ（またはＰｄ）とその表面を覆った金属Ｙ（Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ及びその合金）との界面よりそれぞれの原子が熱拡散し合金化が始まり、Ｌ１０規則合金構造を形成する。ＦｅとＰｔの積層構造におけるＦｅＰｔ規則合金の形成プロセスにおいて、熱処理初期にはＰｔ側にＦｅ原子が置換し、ＦｅＰｔ3合金が形成され、その後更に熱拡散が進行することによりＦｅＰｔ規則合金が形成されることが報告されている。本発明においても、同様に突起構造のＰｔにＦｅ原子が置換しＦｅＰｔ3合金を経由してＦｅＰｔ規則合金が形成される。ここで、得られるＦｅＰｔ規則合金の結晶配向は、突起構造を形成しているＰｔの結晶構造に強く影響される。すなわち、所望とするｃ軸が面直方向をとるＦｅＰｔ（００１）配向を有する構造体を形成するためには、ｆｃｃ結晶構造を有し（００１）配向をもつＰｔを用意することが好ましい。
【００４１】
上記（２）充填工程において、単元素から成るＰｔまたはＰｄを下地に対してエピタキシャル成長させることにより本工程では比較的容易に（００１）配向を形成することが可能である。本熱処理工程は還元雰囲気下で行なう事が好ましい。また、真空下または水素雰囲気下で行なう事が好ましい。特に水素雰囲気下で熱処理を行なう事により、金属中に含まれる酸化物及び水酸化物を除去することが可能であり熱拡散も促進される。また、熱処理前または同時に水素プラズマ照射すことにより還元効果が高まる。予めＦｅとＰｔの量論比を１：１近傍にした図１（ｅ），（ｆ）の場合は、熱処理温度は６００℃程度が好ましいが、磁気記録媒体の応用には５００℃以下、更に好ましくは４５０℃以下とすると良い。また、昇温速度の速いＲＴＡ（ｒａｐｉｄ  ｔｈｅｒｍａｌ  ａｎｎｅａｌｉｎｇ）をも用いることも好ましい熱処理方法である。
【００４２】
埋め戻し工程において、図４（ｅ）、（ｆ）に示すように、除去した鋳型部分に完全に金属Ｙを埋め戻す場合は、熱処理温度及び時間の制御が必要である。熱拡散はＦｅ原子がＰｔ原子側に置換するようにして合金化が始まるが、最終的には全体が一様になる。即ち、Ｐｔに対してＦｅが余剰に存在する場合、過剰な熱処理を行なうと構造全体にＦｅxＰｔ1-xが形成され、且つ、目的とする図４（ｇ）、（ｈ）のような構造を形成することができない。
【００４３】
ナノコンポジット永久磁石としての応用の場合は、図４（ｇ）、（ｈ）で示す状態が最終形態となり、硬磁性体のＦｅＰｔ規則合金と軟磁性であるＦｅが共存したＦｅＰｔ／Ｆｅまたは一部Ｆｅ3Ｐｔを有するナノコンポジット永久磁石となる。図５に上面画からの立体模式図を示す。
【００４４】
磁気記録媒体として用いる場合は、磁性体である合金化していない金属Ｙを酸溶液などで溶解し除去する。このようなプロセスにより、個々のＬ１０規則合金が分離された図４（ｉ）、（ｊ）のような構造を形成することができる。
【００４５】
また、表面の平坦性を求める場合は、熱処理前後に研磨等により不要な金属Ｙを除去してもよい。
本発明の構造体の実施形態を示す。
【００４６】
図５は、上記構造体の製造方法で得られる、図４（ｇ）、（ｈ）の構造体を上面側よりみた斜視図である。ここでは、使用元素がＦｅ及びＰｔの場合を示すが、その他、Ｐｄ，Ｃｏ，Ｎｉを用いた場合も同様である。５１が硬磁性を示すＦｅＰｔ規則合金、５２が未反応Ｆｅである。また、５２には一部Ｐｔが置換したＦｅ3Ｐｔ合金を含んでも構わない。薄膜ナノコンポジット磁石のうち、強い磁気異方性を有するＦｅＰｔ規則合金を含むナノコンポジット磁石として、膜面平行にＦｅＰｔ／Ｆｅ、ＦｅＰｔ／Ｆｅ3Ｐｔを積層する例は報告されている。本発明の構造体は膜面に対して垂直に配列した柱状ＦｅＰｔ規則合金を有するナノコンポジット磁石となる。
【００４７】
次に、本発明の製造工程により形成される構造体を用いた、磁気記録媒体について示す。
本発明の製造方法により作成したＬ１０規則合金を有する構造体を記録層として磁気記録媒体を作成することが可能である。図６は磁気記録媒体の構成例を示す模式図である。６０は基板、６１は下地、６２は記録層、６３は保護層、６４は潤滑層である。基板６０にはガラス基板、Ａｌ基板、Ｓｉ基板等を用いる事ができる。硬度を確保するためにＮｉＰ膜をめっき法などにより下地層として形成しておくことが望ましい。基板６０と記録層６２間には軟磁性層を裏打ち層として形成することが有効である。その裏打ち層としては、ＮｉtＦｅ1-tを主成分とする膜が使用可能である。ｔの範囲は０．６５から０．９１である。さらに一部Ａｇ，Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｃｕ，ＣＲ，Ｐ，Ｂなどを含んでも良い。その他のＦｅＴａＣや、ＣｏＺｒＮｂ等のアモルファス軟磁性体材料の採用も可能である。
【００４８】
また、前記裏打ち軟磁性層の上には、記録層に充填される磁性材料の配向制御のために（００１）配向したＭｇＯなどの配向制御層を挿入し、更に配向制御層の上にめっきのための電極層などを設けることも好ましい形態である。前記配向制御層に基づき、前記電極層を配向させることも好ましい。また、配向制御及び電極層の両者の役割を果たすＺｎＯ等を用いる事も可能である。ここで、細孔に充填する磁性材料の配向を制御するために下地電極層の配向を（１１１）または（００１）を適宜選択することが好ましい。本発明の磁性体におけるＬ１０規則合金層のｃ軸を基板垂直方向に配向させるためには下地電極層が基板面に対して平行に正方状の結晶配列を有していることが好ましい。特に、ｆｃｃ構造の（００１）配向を利用することが好ましい。記録層の上には表面保護層を形成することが好ましく、ヘッドとの摩擦に対して耐磨耗性を持たせるために、カーボンの他、カーバイト、窒化物等の高硬度の非磁性材料を用いることが有効である。更に、潤滑層としてＰＦＰＥ（パーフルオロポリエーテル）を塗布することが好ましい。本発明の磁気記録媒体は垂直磁気記録媒体として有効である。
【００４９】
なお、上記では、基板上に第１の材料からなる柱状構造体を有する基板を得る工程を含めて説明したが、基板上に形成されるのであれば、上記方法に限定されるものではない。
即ち、本発明は、以下の３つの工程よりなる。
【００５０】
（第１の工程）
第１の材料からなる柱状部材を有する基板を用意する。
（第２の工程）
該柱状部材を第２の材料で被覆する
（第３の工程）
熱処理により、該第１の材料と第２の材料からなる規則合金相を形成する。
【００５１】
ここで、前記第１の材料は、ＰｔまたはＰｄの少なくとも一方を含み、前記第２の材料は、Ｆｅ、ＣｏまたはＮｉの少なくともいずれかを含む。または、前記第２の材料は、ＰｔまたはＰｄの少なくとも一方を含み、前記第１の材料は、Ｆｅ、ＣｏまたはＮｉの少なくともいずれかを含む。
【００５２】
本発明の特徴は、多孔質構造ではなく、柱状構造からなる第１の合金材料と、それを被覆する第２の合金材料とを熱処理により規則合金化することにある。
なお、被覆に際しては、メッキ法のみならず、ＣＶＤやスパッタ法等を適用することもできる。
【実施例】
【００５３】
以下、実施例を示し本発明をさらに具体的に説明する。
実施例１
（１）膜面内に複数の孔を作成する工程
基板上に（００１）配向ＭｇＯ  ５０ｎｍ、その上に（００１）配向Ｐｔ  １０ｎｍをスパッタ法にて成膜する。更に、Ａｌ56Ｓｉ44組成のスパッタリングターゲットから成膜されたＡｌＳｉ薄膜３０ｎｍを順次成膜する。ここで用いたＡｌＳｉ薄膜は、円柱状のアルミニウム部分とそれを取り囲むＳｉマトリックッス部分から形成される。室温で２．８ｍｏｌ％のアンモニア水に１０分浸漬してＡｌＳｉ薄膜のアルミニウム部分を除去する。ここでは、細孔の平均直径は６ｎｍであり、細孔間の間隔は平均１２ｎｍとなる。Ｓｉ部分はアンモニア水浸漬により酸化されて、ＳｉＯ2となっている。
【００５４】
（２）充填工程
細孔内に無電解めっき法を用いてＰｔを充填する。Ｐｔ無電解めっき液は、レクトロレスＰｔ１００基本液１００ｍｌ（日本エレクトロプレイティング・エンジニヤース（株））、２８％アンモニア水１０ｍｌ、レクトロレスＰｔ１００還元剤２ｍＬ（日本エレクトロプレイティング・エンジニヤース（株））、純水８８ｍＬを混合して調整しためっき液である。６０℃の前記めっき液中に前記ナノ細孔体を１０分間浸すことによりＰｔの充填する。ＦＥ−ＳＥＭで観察した結果、前記細孔体中に直径５ｎｍ、高さは３０ｎｍのＰｔが充填され、上部にはＰｔが溢れている事が確認できる。
【００５５】
溢れためっき物は研磨にて除去する。上記構造体の下地Ｐｔを除去後ＴＥＭ観察を行なうと、充填物のＰｔは（００１）配向を示す回折線が見られる。また、４５０℃の熱処理後では（００１）配向の回折強度増大し、配向性が高まる事が分かる。
【００５６】
（３）マトリックス部材除去工程
作成した構造体をｔｅｔｒａｍｅｔｈｙｌａｍｍｏｎｉｕｍ（ＴＭＡ）ｈｙｄｒｏｏｘｉｄｅ（テトラメチルアンモニウム水酸化物）２０％溶液に浸漬させることにより、マトリックス部のＳｉＯ2を除去する。エネルギー分散型Ｘ線分析（ＥＤＳ）によりＳｉの残存状態を観察すると、浸漬時間に応じてマトリックス部分のＳｉＯ2が減少するようすが観察される。完全にＳｉＯ2が消失する前に浸漬を中断する事により、断面ＴＥＭ観察からＳｉＯ2が下地近傍に５ｎｍ程度残っていることが確認できる。
【００５７】
（４）埋め戻し工程
突起構造を有するＰｔにめっき法にてＦｅを被覆する。突起状Ｐｔが電極となり、Ｐｔを覆うようにしてＦｅをめっきする。Ｆｅめっき浴はめっきレートを制御するために、塩化鉄に酒石酸アンモニウムを添加し錯体構造を含むめっき浴を用いる。
【００５８】
（５）熱処理工程
上記めっき後、水素雰囲気中にてＲＴＡ法を用いて５００℃の熱処理を行なう。熱処理後、保磁力（Ｈｃ）を振動試料型磁力計（ＶＳＭ）により測定すると４ｋＯｅである。Ｘ線回折（ＸＲＤ）にて合金化されたＦｅＰｔの強い（００１）回折ピークが観察され、ｃ軸配向したＦｅＰｔが作成されていることが分かる。柱状突起構造を有する構造体の表面を研磨することにより全体が平滑化される。
【００５９】
実施例２
（１）膜面内に複数の孔を作成する工程
基板上に（００１）配向ＺｎＯ  ５０ｎｍをスパッタ法にて成膜する。更に、Ａｌ56Ｓｉ44組成のスパッタリングターゲットから成膜されたＡｌＳｉ薄膜３０ｎｍを順次成膜する。ここで用いたＡｌＳｉ薄膜は、円柱状のアルミニウム部分とそれを取り囲むＳｉマトリックッス部分から形成される。室温で２．８ｍｏｌ％のアンモニア水に１０分浸漬してＡｌＳｉ薄膜のアルミニウム部分を除去する。ここでは、細孔の平均直径は６ｎｍであり、細孔間の間隔は平均１２ｎｍとなる。
【００６０】
（２）充填工程
電気めっきによりＰｔを充填する。安定性には劣るがｐＨ７の中性のめっき液を用いてめっきを行なう。ＦＥ−ＳＥＭで観察した結果、前記細孔体中に直径５ｎｍ、高さは３０ｎｍのＰｔが充填され、上部にはＰｔが溢れている事が確認できる。
【００６１】
溢れためっき物は研磨にて除去することができる。上記構造体の下地Ｐｔを除去後、ＴＥＭ観察を行なうと充填物のＰｔは（００１）配向を示す回折線が見られる。また、４５０℃の熱処理後では（００１）配向の回折強度増大し、配向性が高まる事が分かる。
【００６２】
（３）マトリックッス部材除去工程
ｔｅｔｒａｍｅｔｈｙｌａｍｍｏｎｉｕｍ（ＴＭＡ）ｈｙｄｒｏｏｘｉｄｅ（テトラメチルアンモニウム水酸化物）２０％溶液に浸漬させることにより、マトリックス部のＳｉＯ2を完全に除去する。ＥＤＳによる組成分析からＳｉピークは消滅し、ＴＥＭによる断面観察からもマトリックス部のＳｉＯ2が完全に消失していることが確認できる。
【００６３】
（４）埋め戻し工程
突起構造を有するＰｔにめっき法にてＦｅを被覆する。突起状Ｐｔが電極となり、Ｐｔを覆うようにしてＦｅをめっきする。Ｆｅめっき浴はめっきレートを制御するために、塩化鉄に酒石酸アンモニウムを添加し錯体構造を含むめっき浴を用いる。
【００６４】
（５）熱処理工程
上記めっき後、水素雰囲気中にてＲＴＡ法を用いて５００℃の熱処理を行なう。熱処理後、保磁力（Ｈｃ）を振動試料型磁力計（ＶＳＭ）により測定する４ｋＯｅである。ＸＲＤにて合金化されたＦｅＰｔの強い（００１）回折ピークが観察され、ｃ軸配向したＦｅＰｔが作成されていることが分かる。柱状突起構造を有する構造体の表面を研磨することにより全体が平滑化される。
【００６５】
実施例３
（１）膜面内に複数の孔を作成する工程
実施例１と同様に、ＡｌＳｉ薄膜を１０ｎｍ成膜する。細孔は実施例１と同様であり、孔のアスペクト比は２以下である。
【００６６】
（２）充填工程
アークプラズマガンを用いて孔内にＰｔを充填する。充填されたＰｔは緻密な構造である。実施例１と同様にして配向性を確認すると、（００１）配向していることが確認される。
【００６７】
（３）マトリックッス部材除去工程
実施例１と同様であるが、浸漬時間を制御する事で非常に薄くＳｉＯ2が残っている事が分かる。
【００６８】
（４）埋め戻し工程
実施例１と同様である。
（５）熱処理工程
実施例１と同様であり、保磁力（Ｈｃ）を振動試料型磁力計（ＶＳＭ）により測定すると３．５ｋＯｅである。ＸＲＤにて合金化されたＦｅＰｔの（００１）回折ピークが観察され、ｃ軸配向したＦｅＰｔが作成されていることが分かる。
【００６９】
実施例４
ガラスディスク基板に裏打ち軟磁性層としてＣｏＺｒＮｂを成膜し、下地層及び磁性層として実施例１〜３を用い、表面に保護層のダイヤモンドカーボン（ＤＬＣ）及び潤滑層を塗布する事により磁気記録媒体が得られる。
【００７０】
実施例５
（１）膜面内に複数の孔を作成する工程
（２）充填工程
（３）マトリックッス部材除去工程
以上の工程は実施例１と同様である。
【００７１】
（４）埋め戻し工程
突起構造を有するＰｔにめっき法にてＦｅを被覆する。突起状Ｐｔが電極となり、Ｐｔを覆うようにしてＦｅをめっきする。Ｆｅめっき浴はめっきレートを制御するために、塩化鉄に酒石酸アンモニウムを添加し錯体構造を含むめっき浴を用いる。めっきを続けて多孔質除去部分全体にＦｅを充填する。
【００７２】
（５）熱処理工程
上記めっき後、水素雰囲気中にてＲＴＡ法を用いて５００℃の熱処理を行なう。熱処理時間１０秒とし、数回行なう。熱処理回数毎にＶＳＭにてヒステリシスループ測定を行なうと、永久磁石の特性を示すＢＨmaxに極大値が現われる。極大値を示す構造体の断面ＴＥＭ観察を用いたＥＤＳによる組成分析から、ＦｅＰｔ部分とＦｅ部分が分かれていることが確認できる。この構造体は、ＦｅＰｔ／Ｆｅを有する薄膜ナノコンポジット磁石となっていることが分かる。
【００７３】
実施例６
（１）膜面内に複数のＰｔ柱状部材を有する薄膜作成工程
基板上にＰｔ柱状部材がＳｉＯ2で分離されたＰｔ−ＳｉＯ2層２０ｎｍを形成する。Ｐｔ−ＳｉＯ2は、マグネトロンスパッタを用い、ＰｔターゲットとＳｉＯ2ターゲットを同時スパッタすることにより形成する。組成分析では、Ｐｔに対するＳｉＯ2の割合が６０％である。表面及び断面を電子顕微鏡にて観察すると、ＳｉＯ2マトリックス内に多数のＰｔ柱状部材が分散していることが分かる。
【００７４】
（２）マトリックッス部材除去工程
（３）埋め戻し工程
（４）埋め戻し工程
（５）熱処理工程
以上の（２）〜（５）工程は実施例１と同様であり、ｃ軸配向したＬ１０−ＦｅＰｔ合金からなる柱状構造が膜面に垂直に形成された構造体と成る。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明は、合金めっきに伴うめっき初期層制御等の困難さを伴うことなく、微細な柱状構造からなる結晶配向の良好なＦｅＰｔ等のＬ１０規則合金相を有する構造体を提供できるので、高密度磁気記録が求められる磁気録媒体及び永久磁石に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の構造体の製造方法の一実施態様を示す工程図である。
【図２】微細な細孔を有する構造体の模式図である。
【図３】本発明の構造体の一実施態様を示す模式図である。
【図４】本発明の構造体の製造方法の他の実施態様を示す工程図である。
【図５】本発明の構造体の他の実施態様を示す模式図である。
【図６】磁気記録媒体の構成例を示す模式図である。
【符号の説明】
【００７７】
１  孔
２  マトリックッス
３  下地
４  基板
５  多孔質部材
１０  基板
１１  充填金属Ｘ
１２  マトリックッス
１３  下地
１４  基板
１５  マトリックッス材料
１６  金属Ｙ
１７  金属Ｙ
１８  硬磁性Ｌ１０規則合金
１９  硬磁性Ｌ１０規則合金
２０  下地
２１  細孔
２２  マトリックッス
３１  記録層
４０  マトリックッス
４１  細孔
４２  下地
４３  基板
４４  充填金属Ｘ
４５  マトリックス材料（孔壁材料）
４６  金属Ｙ
４７  金属Ｙ
４８  硬磁性Ｌ１０規則合金
４９  硬磁性Ｌ１０規則合金
５０  構造体
５１  硬磁性Ｌ１０規則合金
５２  金属Ｙ
５３  基板
６０  基板
６１  下地
６２  記録層
６３  保護層
６４  潤滑層
６５  硬磁性体Ｌ１０規則合金
【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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