(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、該基板上に配置される導電層と記録層を有する垂直磁気記録媒体において、該記録層は基板垂直方向に立っている柱状磁性体と、該柱状磁性体が分散している非磁性材料からなる隔壁を有し、かつ該柱状磁性体は基板垂直方向に複数の硬磁性体を有し、該複数の硬磁性体は基板側の硬磁性体の保磁力が他の硬磁性体よりも小さく、かつ基板側の硬磁性体の飽和磁化が他の硬磁性体よりも大きく、該複数の硬磁性体の各々は２値で垂直磁気記録され、その各々の硬磁性体の組み合わせにより多値記録することができることを特徴とする垂直磁気記録媒体。
【請求項２】
該柱状磁性体が分散している隔壁の非磁性材料は酸化アルミニウムを主成分として含有する請求項１に記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項３】
該柱状磁性体が分散している隔壁の非磁性材料はアルミニウムを主成分とする金属の陽極酸化により形成される酸化アルミニウムからなる請求項１に記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項４】
該複数の硬磁性体間には非硬磁性材料の分離層が設けられている請求項１乃至３のいずれかの項に記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項５】
該柱状磁性体における各硬磁性体はｈｃｐ構造またはＬ１０規則構造のいずれかを有する請求項１乃至４のいずれかの項に記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項６】
該柱状磁性体は蜂の巣状または正方状に配列している請求項１乃至５のいずれかの項に記載の垂直磁気記録媒体。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載の垂直磁気記録媒体を用いた磁気記録再生装置。
【請求項８】
請求項１乃至６のいずれかに記載の垂直磁気記録媒体を用いた磁気記録再生装置を使用した情報処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、垂直磁気記録媒体、磁気記録再生装置及び情報処理装置に関し、特に多値化により高密度に記録可能な垂直磁気記録媒体、それを用いた磁気記録再生装置及び情報処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の情報処理の飛躍的な増大に伴って、磁気ディスク装置などの情報記録技術も大幅な大容量化が求められている。特にハードディスクにおいては現在単位面積当たりの記録情報量が年率６０％を超える勢いで増加している。今後も情報記録量の増大が望まれており、また携帯用などの記録装置としても小型化、高密度化が望まれている。
【０００３】
従来利用されてきたハードディスク用磁気記録媒体は長手方向磁気記録方式であり、磁化はディスク表面に平行に記録されている。この長手方向磁気記録方式では高密度化に伴い磁区内の反磁界を抑え、且つ磁化状態の検出に媒体上方に磁界を出すために磁気記録層を薄くしていく必要がある。そのため磁性微粒子１つ当たりの体積が極度に小さくなり、超常磁性効果が発生しやすい傾向にある。すなわち磁化方向を安定させているエネルギーが熱エネルギーより小さくなり、記録された磁化が時間とともに変化し、記録を消してしまうことが起こる。このため近年では長手方向磁気記録に代わって記録層の膜厚を大きくとれる垂直磁気記録方式へ移行する研究が盛んに行われている。
【０００４】
垂直磁気記録方式では、基板垂直方向への膜厚の制限が弱まり、記録領域の縮小に伴う体積の減少が格段に抑制できることが強みである。現在、垂直磁気記録媒体は、単層の磁気記録層を用いるタイプと高透磁率な軟磁性層を裏打ち層としてその上に硬磁性な記録層を用いる２層タイプが提案されている。後者の場合は垂直磁気ヘッドからの磁界を記録層へ集中させ、磁界を軟磁性層に水平に通してヘッド側へ戻す磁気回路を構成するものである。この裏打ち層を用いた２層タイプは記録磁界を高め記録再生を向上させる効果が期待されている。
【０００５】
さらに、次の世代の記録技術としてパターンドメディアが提唱されている。これは、前記記録方式の無数の磁性ドメインを１記録領域に含むのに対し、図１２に示す様に、規則的に配列したパターンで微細な磁性ドメイン１０１が存在するとき、その一つ一つに磁気記録を行うものであり、１Ｔｂｉｔ／ｉｎ2 を可能にする技術の一つと考えられている。従来の複数のドメインに対して記録する場合に比べて、一つのドメインが比較的大きくても高密度な記録が可能であることが特徴である。蜂の巣状に配列した場合には、ドメイン間隔が２７ｎｍで１Ｔｂｉｔ／ｉｎ2 が可能となる。
【０００６】
しかし、上記の垂直磁気記録媒体やパターンドメディアを用いた媒体においても、さらなる高密度化が進むにつれ、媒体と磁気ヘッド間のトラッキング等の困難さ、またヘッドの微細化の困難さがますます増大することが予想され、これ以上の高密度化に対応する方法として多値記録が有効である。多値記録は、従来の１記録領域に２値の状態であるものを３値以上にするもので、４値で記録密度が２倍となり、同様の記録面積で高密度化が可能である。
【０００７】
この多値記録としては、複数の方式が提案されている。まず、記録層の磁気情報のみでなく磁気による磁性体の形状変化をサーマルアスペリティ信号として同時検出し、磁気情報と体積情報の組み合わせによって多値記録を行う方式が特開２０００−２９８８９２に示されている。しかし、サーマルアスペリティ信号は、磁気ヘッドが磁性体の形状変化した突起に衝突して発生するものであり、微細な記録領域内のトラッキングを困難にし、さらに十分な媒体・磁気ヘッド寿命を確保することが困難であると考えられる。
【０００８】
また、単一記録層に印加磁場の強度に比例した磁化を記録し、それに直線偏光を照射して、多段階の偏光面回転角を多値情報にする方式が特開２０００−５７６４９に提案されている。この方式では、単一記録層中にある印加磁場に比例した複数の磁化状態が十分な時間その状態を保持することは、熱減磁等の観点から困難であると考えられる。
【０００９】
さらに、従来の記録方式同様一つの記録層に二値記録を行い、複数の記録層の二値情報の組み合わせにより多値記録するものが特開平６−５２５３５で提案されている。この方式は媒体と磁気ヘッド間の接触もなく、各層に２値情報を記録するので概念的に単独の磁気記録領域においては熱減磁に強く、有力な方式であるが、上記提案においては、膜面内方向に続く人工格子膜を用いており、記録領域内や境界において、磁性ドメイン間の強い相互作用の影響により、磁化反転が起こり再生時のノイズとなって現れる。しかも、多値記録では通常の２値記録に比べて同じダイナミックレンジであれば、さらにノイズの影響を受けやすいことは言うまでもない。
【００１０】
また、図１０に示すように、現状のＣｏ−Ｃｒ合金系の偏析による効果を利用したドメイン間の分離を行っている場合にも、Ｃｏ組成が多いコア部３２とＣｒ組成が多い偏析部（シェル部）３１の境界が基板垂直方向に対して完全に垂直ではなく、平均的に境界は曖昧である。また、今後の更なる高密度化には、そのＣｏ組成が多いコア部３２の径の分布を十分に小さくしなければ、必要なＳ／Ｎを得るのが困難である問題がある。
【００１１】
そこで、径の分布が非常に小さく磁性と非磁性の境界がはっきりした媒体作製には、アルミニウムの陽極酸化で形成されるアルマイト皮膜を用いることが有効である。図１１を用いて説明すると、Ａｌ基板４１を硫酸、シュウ酸、りん酸などの酸性電解液中で陽極酸化すると、図１１に示す様にポーラス型陽極酸化皮膜である陽極酸化皮膜４２（アルマイト皮膜）が形成される（たとえばＲ．Ｃ．Ｆｕｒｎｅａｕｘ，Ｗ．Ｒ．Ｒｉｇｂｙ＆Ａ．Ｐ．Ｄａｖｉｄｓｏｎ“ＮＡＴＵＲＥ”Ｖｏｌ．３３７、Ｐ１４７（１９８９）等参照）。このポーラス皮膜の特徴は、直径２ｒが数ｎｍ〜数百ｎｍの極めて微細な円柱状細孔（アルミナナノホール４３）が、数十ｎｍ〜数百ｎｍの間隔（２Ｒ）で平行に配列するという特異的な幾何学的構造を有することにある。この円柱状の細孔は、高いアスペクト比を有し、断面の径の一様性にも優れている。また、ポーラス皮膜の細孔の形状、間隔及びパターンの制御性を改善するために、スタンパーを用いて細孔の形成開始点を形成する方法、すなわち、複数の突起を表面に備えた基板をＡｌ板の表面に押しつけてできる窪みを細孔の形成開始点として形成した後に陽極酸化を行なって、より良い形状、間隔及びパターンの制御性を示す細孔を有するポーラス皮膜を作製する方法も提案されている（特開平１０−１２１２９２号公報、もしくは益田“固体物理”３１，４９３（１９９６））。また、ハニカムではなく同心円状に細孔を形成する技術が大久保らにより特開平１１−２２４４２２号公報で報告されている。
【００１２】
しかし、上記アルミナナノホール４３の底部には、図１１（ａ）に示す様に、厚い酸化アルミニウムの絶縁層４６が形成される。この絶縁層４６があるとナノホール内への電着が困難であり、電着できたとしても電着磁性体４４の構造制御には限界があり、普通多結晶体が不均一に電着される結果となる。例えば、Ｃｏを電着させても磁化容易軸であるｃ軸が基板に垂直方向に一様に成長させることは出来なかった（“ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．Ｍａｇ．”Ｖｏｌ．２６，１６３５（１９９０）など参照）。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の多値記録では、磁性ドメイン間の相互作用を弱めるための構造を有しておらず、かつ従来の長手記録方式の媒体では、Ｃｒの偏析効果を有効に利用はしたが、今後の高密度化には、磁性ドメインの直径分布が大きいことが問題である。ドメイン間の相互作用が大きい場合には、情報の安定的保持を困難にしていた。
【００１４】
本発明の目的は、非磁性材料を隔壁として磁性体を分離することで、隣接する磁性ドメイン間の相互作用を弱め、且つ磁性ドメインの直径分布の小さな多値記録が可能な垂直磁気記録媒体を提供することである。
また、本発明の別の目的は、アルミニウムの陽極酸化であられるアルマイト皮膜のナノホール径の均一性と間隔の均一性、また径と深さ方向のアスペクト比が大きくできるという利点を利用し、前記従来技術の電着の困難性を克服した多値記録可能な垂直記磁気記録媒体を提供することである。
【００１５】
また、本発明の別の目的は、上記垂直磁気記録媒体を用いた磁気記録再生装置を提供することである。
また、本発明の別の目的は、上記磁気記録再生装置を用いた情報処理装置を提供することである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明の第一の発明は、基板と、該基板上に配置される導電層と記録層を有する垂直磁気記録媒体において、該記録層は基板垂直方向に立っている柱状磁性体と、該柱状磁性体が分散している非磁性材料からなる隔壁を有し、かつ該柱状磁性体は基板垂直方向に複数の硬磁性体を有し、該複数の硬磁性体は基板側の硬磁性体の保磁力が他の硬磁性体よりも小さく、かつ基板側の硬磁性体の飽和磁化が他の硬磁性体よりも大きく、該複数の硬磁性体の各々は２値で垂直磁気記録され、その各々の硬磁性体の組み合わせにより多値記録することができることを特徴とする垂直磁気記録媒体である。
【００１７】
また、上記の記録層にあって、該柱状磁性体が分散している隔壁の非磁性材料は酸化アルミニウムを主成分として含有することが好ましい。また、上記の該柱状磁性体が分散している隔壁はアルミニウムを主成分とする金属の陽極酸化により形成される酸化アルミニウムであることが好ましい。
【００１８】
また、該複数の硬磁性体間には非硬磁性材料の分離層が配置されていことが好ましい。
また、上記の該柱状磁性体における各硬磁性体はｈｃｐ構造またはＬ１０  規則構造のいずれかを有することが好ましい。
また、上記の該柱状磁性体は蜂の巣状、または正方状に規則正しく並んでいることが好ましい。
【００１９】
本発明の第二の発明は、前記の垂直磁気記録媒体を用いた磁気記録再生装置である。
本発明の第三の発明は、前記の垂直磁気記録媒体を用いた磁気記録再生装置を使用した情報処理装置である。
【００２１】
【発明の実施の形態】
即ち、本発明の垂直磁気記録媒体は、基板と、該基板上に配置される導電層と記録層を有する垂直磁気記録媒体において、該記録層は基板垂直方向に立っている柱状磁性体と、該柱状磁性体が分散している非磁性材料からなる隔壁を有し、かつ該柱状磁性体は基板垂直方向に複数の硬磁性体を有し、該複数の硬磁性体は基板側の硬磁性体の保磁力が他の硬磁性体よりも小さく、かつ基板側の硬磁性体の飽和磁化が他の硬磁性体よりも大きく、該複数の硬磁性体の各々は２値で垂直磁気記録され、その各々の硬磁性体の組み合わせにより多値記録することができることを特徴とする。
【００２２】
＜磁気記録媒体の構成＞
本発明の垂直磁気記録媒体を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の磁気記録媒体の一例の構成を示す模式図である。図１において、１０は基板、１１は導電層、１２は記録層、１３は非磁性材料からなる隔壁、１４は柱状磁性体、１５は硬磁性体、１６は分離層である。
【００２３】
本発明では、基板１０上には導電層１１と記録層１２が配置され、記録層１２が非磁性材料からなる隔壁１３と柱状磁性体１４を有し、柱状磁性体１４は導電層１１と接触しており、さらに柱状磁性体１４が複数の硬磁性体１５とそれらを隔てる非磁性の分離層１６を有する構成からなり、この構成により多値記録による高密度記録や十分な信号の検出を行なうことができる。
【００２４】
上記の基板１０は、表面が平坦なものであればどのようなものでも使用可能であるが、特にガラス、アルミニウム、カーボン、プラスティック、ＭｇＯ、Ｓｉなどを基板として使用するのが好ましい。アルミニウム基板の場合は硬度を確保するためにＮｉＰ膜をメッキ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。
【００２５】
上記の導電層１１は、本発明の構成中にある柱状磁性体１４の形成に電着を採用した場合に、電極としての役割を持つことが特徴である。このとき、柱状磁性体１４の配向を制御するために、特にＣｕ，Ｐｔ，Ｐｄ等の（１１１）面、（００１）面のように、特定の面方位に配向した膜であることが好ましい。これは、その他の元素が使用不可能であることを規定するものではない。また、記録層の形成方法としては、上記電着以外に、スパッタ、ＣＶＤなどでも可能である。
【００２６】
上記の記録層１２において、非磁性材料からなる隔壁１３はレジスト、酸化物、Ｃｒなどが可能である。特に酸化物では、アルミナが好ましく、アルミニウムの陽極酸化で形成されるアルマイト皮膜であることが好ましい。
【００２７】
そのアルマイト皮膜について図２を用いて説明する。図２はアルミニウムの陽極酸化で得られるアルマイト皮膜の一例を示す模式図である。図３は図２のアルマイト皮膜のナノホールの配列を示す平面図である。同図において、ナノホール直径２３としては数ｎｍ〜数１００ｎｍの範囲が可能であり、ナノホール２６の間隔２４としてはナノホール直径２３より若干大きい値から約５００ｎｍまで制御が可能である。ナノホールのアスペクト比はいくつでも作製可能であるが、垂直磁気記録媒体を考えた場合には２〜１０程度であることが好ましい。ナノホールの断面形状は、円形、楕円形、長方形が利用できるが、各ナノホールの断面が均一であることが好ましい。さらに、アルミナナノホールのナノホールの形状は、筒状であり導電層に対して直線的で、かつ垂直に立っていることが望ましい。
【００２８】
また、本発明のアルミニウムの陽極酸化においては、陽極酸化を導電層２１に達するまで実行し、リン酸に浸漬して孔径拡大処理を行うことにより、ナノホールの底部が導電層２１に貫通する様に形成することができる。
また、アルミニウム層が導電層上に配置されることで、陽極酸化後に従来技術で困難とされていた電着においても、ナノホールの底部で導電層が露出しているため低電位での電着が可能であり、結晶性を格段に向上させることが可能である。
【００２９】
また、アルミニウムの陽極酸化には各種の酸が利用可能であるが、微細な間隔のナノホールを作製するには硫酸浴、比較的大きな間隔のナノホールを作製するにはりん酸浴、その間のナノホールを作製するには蓚酸浴が好ましい。ナノホール直径２３は陽極酸化後にりん酸などの溶液中でエッチングする方法により拡大可能である。
【００３０】
ナノホールを規則的に作製するには、前述したようにナノホールの形成の開始点になる窪みをアルミニウム表面に作製しておく方法や、２段の陽極酸化法を用いることが有効である。本発明に用いるナノホール配列としては図３の平面図に示すようなハニカム配列や長方配列やその特別な場合である正方配列などが好ましい。
【００３１】
上記被陽極酸化層としてはＡｌが一般的に用いられるが、Ａｌを主成分とする膜で陽極酸化できるものならば、他の元素が含まれていてもかまわない。このＡｌの成膜には抵抗加熱による真空蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法などが利用できる。但し、ある程度平坦な表面を有する膜を形成できる方法でなければ好ましくない。
【００３２】
上記の記録層１２において、柱状磁性体１４の形成を電着により行う場合には、電解電位の大きいＣｏイオンが含まれる電着溶液にＰｔやＣｕやＮｉなど電解電位の小さいイオンを小さい比率で加えておき、電解電位の小さいイオンのみを低電圧で析出させた後、高電圧で濃度の濃いＣｏを析出させることが可能である。つまり、複数の硬磁性体１５と非磁性の分離層１６の形成を単一の電着液から行うことも可能である。また、Ｌ１0 規則構造を有するＭＰｔ（Ｍ＝Ｃｏ，Ｆｅ，Ｎｉ）の形成においても、ＣｏとＰｔの電着液の混合浴からパルス電着で積層膜を成膜後、熱処理してもよい。
【００３３】
また、各硬磁性体１５の間には、非硬磁性体の分離層１６を挿入することが好ましく、例えばＰｔ，Ｐｄ，Ｉｒ，Ｃｕ，Ａｇ，またはそれらの合金等の多種の材料から選択することが可能である。
【００３４】
また、硬磁性体１５は互いに保磁力が異なっていることが好ましい。また、媒体表面からの漏れ磁場を検出することから、下部の硬磁性体の方が飽和磁化が大きい方が好ましい。
【００３５】
また、柱状構造体を構成する磁性材料が複数の磁性体領域（例えば、第１の磁性体領域と第２の磁性体領域）を有していることも好ましい。上記第１及び第２の磁性体領域間に別な層が介在する場合は、両者同一の磁性材料（あるいは実質的に保磁力が等しい）であってもよい。また、基板の反対側から第１及び第２の磁性材料が充填されている場合は、第１及び第２の磁性材料の保持力をそれぞれ第１、第２の保持力とした場合に、第１の保磁力＞第２の保磁力、あるいは第２の保磁力＞第１の保磁性力とすることもできる。なお、領域の厚さに関しては、第１の磁性体領域＞第２の磁性体領域、あるいは第２の磁性体領域＞第１の磁性体領域、あるいは両者の厚さを等しくすることもできる。また、上述の別な層がある場合は、当該別な層の厚みを他の領域より一番厚く、あるいは薄くしたり、厚い方から前記第１の磁性体領域、別な層、前記第２の磁性体領域としたり、その逆にすることもできる。
【００３６】
また、磁気記録媒体の上部表面は、ダイヤモンドスラリー等を用いた精密研磨を施しており、その媒体表面のＲｍｓ（２乗平均の平方根）は１ｎｍ以下である。さらに表面には保護層を形成してもよく、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、窒化物等の非磁性材料を用いることが可能である。
【００３７】
また、本発明の磁気記録媒体は多値記録可能であり、磁気記録再生装置として用いるには、図８に示すように、上記垂直磁気記録媒体７１と、それ以外に読み取り書き込み磁気ヘッド７３、モーターなどの駆動制御装置、信号処理回路、防塵ケース等を組み込むことが必要である。しかし、磁気記録再生装置において、垂直磁気記録媒体の駆動は回転のみ、磁気ヘッドの駆動は円周上のスライドのみに限定されるものではない。
【００３８】
また、前記磁気記録再生装置を情報処理装置として用いるには、図９に示す様に、磁気記録再生装置８２と、それ以外にメモリ部８４と演算部８３と電源８５と外部入出力部８６とそれらを接続する配線８７を有していることが必要である。しかし、情報処理装置において、配線は有線、無線のどちらでも可能である。
【実施例】
以下に実施例をあげて、本発明を説明する。
【００３９】
実施例１
本実施例は、媒体の構成と記録に関するものである。
まず、ガラス基板上にＰｔを厚さ２０ｎｍ、Ａｌを厚さ３００ｎｍに成膜した。これを１６℃の蓚酸０．３ｍｏｌ／ｌ水溶液中で電圧４０Ｖを印加して陽極酸化した。その結果、アルミニウム部分は、アルマイト皮膜となり、基板に垂直な微細な穴（ナノホール）が無数にあいた状態となる。このとき、ナノホールの径は５０ｎｍで、間隔は１００ｎｍである。
【００４０】
この状態で、ナノホール中にｈｃｐ構造のＣｏと、Ｌ１0規則構造のＣｏＰｔをそれぞれ形成した。また、ナノホールの下部がＣｏでＰｔ５ｎｍを挟んで上部がＣｏＰｔである試料も作製した。形成方法は、Ｃｏが主に硫酸コバルト水溶液、ＣｏＰｔが主に硫酸コバルト水溶液と塩化白金酸水溶液の混合溶液からの電着で行った。特に、ナノホールの下部に導電層としてＰｔ層が存在するので、低電位での電着が可能である。
【００４１】
また、電着後には、溢れた充填物を研磨により除去した。さらに、研磨後に熱処理を行っても良い。
それぞれ形成後、ＣｏとＣｏＰｔそれぞれの基板垂直方向のヒステリシススループを測定した。その結果、縦軸を磁化、横軸を印加磁場として表すと、図４（ａ）がＣｏ、図４（ｂ）がＣｏＰｔのヒステリシスループであり、双方で保磁力がことなり、Ｍｓも異っている。
【００４２】
上記のナノホール中に同時にＣｏとＣｏＰｔを形成した場合のヒステリシス曲線は、図４（ｃ）となり、相互作用によりややヒステリシスループの急峻性が失われるが、磁場印加の値をコントロールすることで点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの４点で４値の記録が可能である。このとき、Ｃｏは２５０ｎｍで、Ｐｔ１０ｎｍで、ＣｏＰｔ４０ｎｍである。
【００４３】
実施例２
本実施例は、媒体の漏れ磁場の検出に関するものである。
実施例１で使用したナノホールの下部がＣｏ２５０ｎｍで、Ｐｔ５ｎｍを挟んで上部がＣｏＰｔ４０ｎｍである試料を用いて、磁気力顕微鏡による観察を行った。この試料よりもナノホール径が小さく、間隔も狭いものも利用可能であるが、磁気力顕微鏡の分解能を考慮して実施例１のナノホール径５０ｎｍ、間隔１００ｎｍの試料を用いた。
【００４４】
まず、縦軸を磁化、横軸を印加磁場で表した図６中の３→５→３の手順のように基板垂直方向に一時２０ｋＯｅの磁場を印加し、Ｃｏ層とＣｏＰｔ層共に一方向に帯磁させた場合、ＭＦＭ観察の結果、図５（ａ）のようにすべてのナノホールの上部で一方向の磁気力を検出した。このとき、検出モードは位相検出で位相差は１０°、探針の浮上量はおよそ１０ｎｍである。
【００４５】
さらに、順次、図６の３→１→４→３の手順、３→５→２→３の手順、３→１→３の手順で磁場を印加した場合には、以下の表１に示す様な位相差がえられ、媒体表面での漏れ磁場においても、多値記録による違いを検出できる。これで、実施例１の多値の記録のみでなく、本実施例により多値記録情報の読み取りが可能であることが示される。
【００４６】
また、いずれの状態にあっても３→５→３の手順で図５の（ａ）状態になるが、（ｃ）状態からは３→４→３の手順でもかまわない。また、いずれの状態にあっても３→１→４→３の手順で図５の（ｂ）状態になるが、（ｂ）、（ｄ）状態からは３→４→３の手順でもかまわない。また、いずれの状態にあっても３→５→２→３の手順で図５の（ｃ）状態になるが、特に（ａ）、（ｃ）状態からは３→２→３の手順でもかまわない。また、いずれの状態にあっても３→１→３の手順で図５の（ｄ）状態になるが、（ｂ）状態からは３→２→３の手順でもかまわない。
【００４７】
【表１】
0004027145.tif 000002
【００４８】
実施例３
本実施例は、磁気ドメインの結合に関するものである。
まず、ガラス基板上にＰｔを厚さ１０ｎｍ、Ａｌを厚さ１００ｎｍに成膜した。これを１０℃の硫酸７ｍｏｌ／ｌ水溶液中で電圧５Ｖを印加して陽極酸化した。その結果、アルミニウム部分はアルマイト皮膜となり、基板に垂直な微細な穴（ナノホール）が無数にあいた状態となった。ナノホールの径は１０ｎｍ程度であり、間隔は１５ｎｍ程度である。
【００４９】
このナノホール下部にｈｃｐ構造のＣｏ、Ｐｔ５ｎｍ（厚さ）を挟んで、上部にＬ１0規則構造のＣｏＰｔを形成した。このとき試料のＣｏ部分は７０ｎｍあり、ＣｏＰｔ部分は２５ｎｍであった。
【００５０】
同時に、比較例としてアルマイト皮膜を用いないで面内に一様に下層からガラス基板、Ｐｔ１０ｎｍ、ｈｃｐ構造のＣｏ７０ｎｍ、Ｐｔ５ｎｍ、Ｌ１0規則構造のＣｏＰｔ２５ｎｍとなる試料を準備した。
【００５１】
コンタクトさせた磁気ヘッドで図７に示す磁場のパルスを印加して、上記の２種の媒体に順次書き込みをおこなった。書き込み後にＭＦＭによる観察から本発明の磁気記録媒体では、磁場パルスの通りに記録されていることが確認できた。しかし、比較例では、磁気的にドメインが分離されていないので、１記録領域中にも他方向に反転している領域が観察された。
以上から、記録層の磁気ドメインの結合をある程度断ち切ることが重要であることが確認できた。
【００５２】
実施例４
本実施例は、柱状磁性体が規則的に配列している場合に関するものである。
まず、ガラス基板上にＰｔを厚さ１０ｎｍ、Ａｌを厚さ３００ｎｍに成膜した。これを突起が１００ｎｍ間隔で蜂の巣状に並んだスタンプで２．９４×１０8Ｐａ（３０００ｋｇ／ｃｍ2 ）の圧力でアルミニウム表面に窪みを形成した。これを１６℃の蓚酸０．３ｍｏｌ／ｌ水溶液中で電圧４０Ｖを印加して陽極酸化した。
【００５３】
その結果、アルミニウム部分は、図２に示すようなアルマイト皮膜となり、高度に規則化した基板に垂直な微細な穴（ナノホール）が無数にあいた状態となった。このとき、ナノホールの径は５０ｎｍで、間隔は１００ｎｍである。正方状、長方状のスタンプでも同様に規則的なアルマイト皮膜が形成できているのが確認できる。
【００５４】
この蜂の巣状に規則化したナノホールに下部からＣｏは２５０ｎｍ、非磁性の分離層Ｐｔ１０ｎｍ、ＣｏＰｔ４０ｎｍを構成した。このとき、Ｃｏ、ＣｏＰｔのｃ軸は基板垂直方向に配向している。
【００５５】
この試料に対して、３００（Ｏｅ）の磁場を印加しながら、ＭＦＭ探針をある柱状磁性体上にコンタクトさせ電流を流し加熱した。その後のＭＦＭによる観察の結果、その単一の柱状磁性体のみＣｏ層の磁化が反転している状態にあることが確認でき、単一の柱状磁性体への書き込みが可能であり、ＭＦＭ探針においてではあるが読み取りが可能であることが確認できた。これは、多値記録がパターンドメディアでも使用できるということである。
【００５６】
実施例５
本実施例は、磁気記録再生装置に関するものである。
上記の各実施例で試みたように本発明の記録媒体は、磁場印加により充填物の磁化方向をそろえ多値記録することが可能であり、情報の保持も可能である。また、読み取りも可能である。したがって、実施例１の試料のようにナノホール径が５０ｎｍ、間隔が１００ｎｍの場合には、単一のナノホールに充填されている磁性体に多値記録することが可能である。また、ナノホールの径が１０ｎｍ、間隔が１５ｎｍの場合には、無数のナノホールに充填された磁性体に多値記録が可能である。
【００５７】
そこで、本発明の垂直磁気記録媒体を、図８のような磁気記録媒体駆動部７２と磁気ヘッド７３と磁気ヘッド駆動部７４と信号処理部７５からなる装置に組み立てることで、磁気記録装置を形成することが可能である。
ただし、本実施例により磁気記録媒体の駆動は回転のみ、磁気ヘッドの駆動は円周上のスライドのみに限定されるものではない。
【００５８】
実施例６
本実施例は、情報処理装置に関するものである。
前記、実施例５に示す磁気記録再生装置は、情報の出し入れが可能であるため、図９に示すように、前記磁気記録再生装置８２とメモリ部分８４と演算部８３と外部入出力部８６と電源８５とこれらをつなぐ配線８７を格納容器８１に収めた情報処理装置を形成することが可能である。
【００５９】
【発明の効果】
以上説明した様に、本発明によれば、非磁性材料を隔壁として磁性体を分離することで、隣接する磁性ドメイン間の相互作用を弱め、且つ磁性ドメインの直径分布の小さな多値記録が可能な垂直磁気記録媒体を提供することができる。
また、本発明は、上記垂直磁気記録媒体を用いて多値記録が可能な磁気記録再生装置、その磁気記録再生装置を用いた情報処理装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の垂直磁気記録媒体の実施態様の一例を示す模式図である。
【図２】アルミニウムの陽極酸化で得られるアルマイト皮膜の一例を示す模式図である。
【図３】図２のアルマイト皮膜のナノホールの配列を示す平面図である。
【図４】Ｍ−Ｈ曲線の充填物による違いの一例を示す図である。
【図５】本発明の磁気記録媒体の磁化状態を示すための図である。
【図６】本発明の磁気記録媒体に記録用磁場を印加する順序を示すための図である。
【図７】磁気ヘッドによる印加磁場プロファイルを示す図である。
【図８】本発明の垂直磁気記録媒体を用いた磁気記録再生装置の模式図である。
【図９】本発明の磁気記録再生装置を用いた情報処理装置の概念図である。
【図１０】Ｃｏ−Ｃｒ系媒体の一例を示す模式図である。
【図１１】従来のアルマイト皮膜を示す模式図である。
【図１２】磁性ドメインの規則的な配列パターンを示す模式図である。
【符号の説明】
１０  基板
１１  導電層
１２  記録層
１３  非磁性材料からなる隔壁
１４  柱状磁性体
１５  硬磁性体
１６  分離層
２０  基板
２１  導電層
２２  アルマイト皮膜
２３  ナノホール直径
２４  ナノホール間隔
２５  アルミナ
２６  ナノホール
３１  シェル部
３２  コア部
３３  保護層
３４  記録層
３５  裏打ち層
４１  Ａｌ基板
４２  陽極酸化皮膜（アルマイト皮膜）
４３  アルミナナノホール
４４  電着磁性体
４５  拡張部
４６  絶縁層
７１  垂直磁気記録媒体
７２  磁気記録媒体駆動部
７３  磁気ヘッド
７４  磁気ヘッド駆動部
７５  信号処理部
８１  格納容器
８２  磁気記録再生装置
８３  演算部
８４  メモリ部
８５  電源
８６  外部入出力部
８７  配線
１０１  磁性ドメイン
１０２  垂直磁気記録媒体
【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７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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