熱アシスト磁気記録媒体及び磁気記憶装置
【課題】 磁性結晶粒が均一であり、かつ、反転磁界分散（ＳＦＤ）の狭い熱アシスト記録媒体、およびこれを用いた磁気記憶装置を提供する。
【解決手段】 基板と、該基板上に形成された複数の下地層と、Ｌ１０構造を有する合金を主成分とする磁性層からなる磁気記録媒体において、該下地層の少なくとも一つが、ＭｇＯを主成分として含有し、かつ、融点が２０００℃以上の金属元素を少なくとも一種含有していることを特徴とする熱アシスト磁気記録媒体。
【解決手段】 基板と、該基板上に形成された複数の下地層と、Ｌ１０構造を有する合金を主成分とする磁性層からなる磁気記録媒体において、該下地層の少なくとも一つが、ＭｇＯを主成分として含有し、かつ、融点が２０００℃以上の金属元素を少なくとも一種含有していることを特徴とする熱アシスト磁気記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は熱アシスト磁気記録媒体、およびそれを用いた磁気記憶装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
媒体に近接場光等を照射して表面を局所的に加熱し、媒体の保磁力を低下させて書き込みを行う熱アシスト記録は、約１Ｔｂｉｔ／ｉｎｃｈ２またはそれ以上の面記録密度を実現できる次世代記録方式として注目されている。熱アシスト記録を用いた場合、室温における保磁力が数十ｋＯｅの記録媒体でも、現状ヘッドの記録磁界により容易に書き込みを行うことができる。このため、記録層に約１０６Ｊ／ｍ３またはそれ以上の高い結晶磁気異方性Ｋｕを有する材料を使用することが可能となり、熱安定性を維持したまま、磁性粒径を６ｎｍ以下まで微細化できる。このような高Ｋｕ材料としては、Ｌ１０型結晶構造を有するＦｅＰｔ合金（Ｋｕ〜７×１０６Ｊ／ｍ３）や、ＣｏＰｔ合金（Ｋｕ〜５×１０６Ｊ／ｍ３）等が知られている。
【０００３】
磁性層に、Ｌ１０型結晶構造を有するＦｅＰｔ合金を用いる場合、該ＦｅＰｔ合金結晶は（００１）配向をとっている必要がある。このため、下地層には（１００）配向したＭｇＯを用いるのが望ましい。ＭｇＯの（１００）面は、Ｌ１０型ＦｅＰｔの（００１）面と格子整合性が良いため、（１００）配向したＭｇＯ下地層上にＬ１０型ＦｅＰｔ磁性層を形成することにより、該磁性層に（００１）配向をとらせることができる。
【０００４】
一方、熱アシスト記録媒体においても、媒体ノイズを低減しＳＮ比を向上させるためには、磁性粒径の微細化が必須である。磁性粒径を微細化するには、磁性層にＳｉＯ２やＴｉＯ２等の酸化物を粒界偏析材料として添加することが効果的である。これは、磁性層中のＦｅＰｔ結晶が、ＳｉＯ２で囲まれたグラニュラー構造となるためである。
【０００５】
磁性結晶の粒径は、粒界偏析材料の添加量を増やすことによって微細化できる。例えば、非特許文献１には、ＦｅＰｔに２０体積％のＴｉＯ２を添加することにより、磁性粒径を５ｎｍまで低減できることが記載されている。また、非特許文献２には、ＦｅＰｔに５０ｖｏｌ％のＳｉＯ２を添加することにより、磁性粒径を２．９ｎｍまで低減できることが記載されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Ｊ． Ａｐｐｌ． Ｐｈｙｓ． １０４， ０２３９０４， ２００８
【非特許文献２】ＩＥＥＥ． Ｔｒａｎｓ． Ｍａｇｎ．， ｖｏｌ．４５， ８３９， ２００８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
熱アシスト記録媒体の磁性層には、高いＫｕを有するＬ１０構造のＦｅＰｔ合金等が用いるのが望ましい。熱アシスト記録媒体の媒体ノイズを低減するには、上記ＦｅＰｔ合金結晶粒を微細化する必要がある。このため、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２等の酸化物や、Ｃ等の添加材料（粒界偏析材料）を磁性層に添加することが望ましい。但し、粒界偏析材料の添加は、磁性結晶粒の微細化には効果的であるが、粒径分散を低減するのは困難である。
【０００８】
上述のように、Ｌ１０構造のＦｅＰｔ合金からなる磁性層は、通常、ＭｇＯ下地層上に形成される。ＭｇＯ下地層の結晶粒径が大きい場合、一つのＭｇＯ結晶粒の上に、複数のＦｅＰｔ結晶粒が成長する。この場合、個々のＦｅＰｔ結晶粒の粒径が不均一となり、粒径分散が大きくなる。粒径均一化は、媒体ＳＮＲを向上させる上で必須であるため、高い媒体ＳＮＲを実現するには、磁性結晶粒の微細化と同時に、ＭｇＯ下地層の粒径を微細化する必要がある。
【０００９】
上記の背景技術に鑑みて、本発明の目的は、磁性結晶粒が均一であり、かつ、反転磁界分散（ＳＦＤ：Switching Field Distribution）の狭い熱アシスト記録媒体を提供することにある。
本発明の他の目的は、上記の特性を有する熱アシスト記録媒体を具え、高いＳＮ比を示す磁気記憶装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
かくして、本発明によれば、以下の熱アシスト記録媒体が提供される。
（１）基板と、該基板上に形成された複数の下地層と、Ｌ１０構造を有する合金を主成分とする磁性層からなる磁気記録媒体において、該下地層の少なくとも一つが、ＭｇＯを主成分として含有し、かつ、融点が２０００℃以上の金属元素を少なくとも一種含有していることを特徴とする熱アシスト磁気記録媒体。
【００１１】
（２）融点が２０００℃以上の金属元素が、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｔａ、Ｗからなる群から選択される少なくとも一種である上記（１）に記載の熱アシスト磁気記録媒体。
（３）ＭｇＯを主成分として含有する下地層に含有される融点が２０００℃以上の金属元素の含有量が、該ＭｇＯ含有下地層に基づき、２原子％以上、４０原子％以下である上記（１）または（２）に記載の熱アシスト磁気記録媒体。
【００１２】
（４）ＭｇＯを主成分として含有する下地層が、Ｃｒからなる、またはＣｒを主成分として含有するＢＣＣ構造を有する下地層上に形成されている上記（１）〜（３）のいずれかに記載の熱アシスト磁気記録媒体。
（５）ＭｇＯを主成分として含有する下地層が、Ｔａからなる下地層上に形成されている上記（１）〜（３）のいずれかに記載の熱アシスト磁気記録媒体。
【００１３】
（６）ＭｇＯを主成分として含有する下地層の平均粒径が１０ｎｍ以下である上記（１）〜（５）のいずれかに記載の熱アシスト磁気記録媒体。
（７）磁性層がＬ１０構造を有するＦｅＰｔまたはＣｏＰｔ合金を主成分として含有し、かつ、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５、ＺｒＯ２、Ｙ２Ｏ３、ＣｅＯ２、ＭｎＯ、ＴｉＯ、ＺｎＯ、およびＣからなる群から選択される少なくとも一種の酸化物または元素を含有している上記（１）〜（６）のいずれかに記載の熱アシスト磁気記録媒体。
【００１４】
（８）磁性層に含まれる該酸化物の量が、磁性層全体に基づき、１０ｍｏｌ％以上、４０ｍｏｌ％以下の範囲内である上記（７）に記載の熱アシスト磁気記録媒体。
（９）磁性層に含まれるＣの量が、磁性層全体に基づき、１０ａｔ％以上、７０ａｔ％以下の範囲内である上記（７）に記載の熱アシスト磁気記録媒体。
【００１５】
さらに、本発明によれば、以下の磁気記憶装置が提供される。
（１０）
（イ）磁気記録媒体と、
（ロ）該磁気記録媒体を回転させるための駆動部と、
（ハ）記録ヘッドと再生ヘッドを有する磁気ヘッドであって、該記録ヘッドが、該磁気記録媒体を加熱するためのレーザー発生部と、該レーザー発生部から発生したレーザー光をヘッド先端まで導く導波路と、ヘッド先端に取り付けられた近接場光発生部を備えてなる磁気ヘッドと、
（二）該磁気ヘッドを移動させるための駆動部と、
（ホ）記録再生信号処理系を
含んで構成される磁気記憶装置であって；該磁気記録媒体（イ）が上記（１）〜（９）のいずれかに記載の熱アシスト媒体であることを特徴とする磁気記憶装置。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の熱アシスト磁気記録媒体は、磁性結晶粒が均一であり、かつ、反転磁界分散（ＳＦＤ：Switching Field Distribution）が狭いという特性を有する。このような特性を有する磁気記憶装置は高いＳＮＲを示す。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の磁気記録媒体の層構成の一例を表す拡大断面図
【図２】本発明の磁気記録媒体の層構成の他の一例を表す拡大断面図
【図３】本発明に係わる磁気記憶装置の一例を表す傾視図
【図４】本発明に係わる磁気記憶装置が具える磁気ヘッドの一例を表す図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
上記課題は、基板と、該基板上に形成された複数の下地層と、Ｌ１０構造を有する合金を主成分とする磁性層からなる磁気記録媒体において、該下地層の少なくとも一つが、ＭｇＯを主成分として含有し、かつ、融点が２０００℃以上の金属元素を少なくとも１種含有していることを特徴とする熱アシスト磁気記録媒体を用いることによって解決できる。
【００１９】
ＭｇＯを主成分として含有する下地層（以下、「ＭｇＯ含有下地層」ということがある）に融点が２０００℃以上の金属元素を添加することによって、該ＭｇＯ含有下地層の粒径を微細化できる。ＭｇＯ含有下地層の粒径を微細化することによって、一つのＭｇＯ結晶粒の上に一つの磁性結晶粒が成長する“Ｏｎｅ ｂｙ ｏｎｅ 成長”が促進される。これにより、磁性粒径を均一化できるため、反転磁界分散（ＳＦＤ：Switching Field Distribution）を低減できる。よって、媒体ＳＮＲを向上できる。
【００２０】
前記高融点元素としては、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｔａ、Ｗを用いるのが好ましい。MｇＯへ添加する高融点元素の添加量は、２原子％以上、４０原子％以下が好ましい。２原子％未満であると粒径微細化効果が不十分であり、４０原子％を超えるとＮａＣｌ構造が劣化するので好ましくない。
【００２１】
約１Ｔｂｉｔ/ｉｎｃｈ２またはそれ以上の面記録密度を実現するには、磁性粒径を６ｎｍ以下に微細化する必要がある。よって、ＭｇＯ含有下地層の粒径も６ｎｍ以下とすることが望ましい。但し、ＭｇＯ結晶の粒径が概ね１０ｎｍ以下であれば、磁性結晶粒の分離を促進する効果が得られるため、特に問題はない。
【００２２】
磁性層には、Ｌ１０構造を有するＦｅＰｔ合金、またはＬ１０構造を有するＣｏＰｔ合金を用いることができる。また、磁性層に添加する粒界偏析材料としては、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５、ＺｒＯ２、Ｙ２Ｏ３、ＣｅＯ２、ＭｎＯ、ＴｉＯ、ＺｎＯの中から選らばれる酸化物、炭素、またはこれらの混合物を用いることができる。
【００２３】
磁性層の上に、キャップ層を形成してもよい。キャップ層を形成することにより、書き込み特性を改善できる。キャップ層には、Ｆｅ、Ｎｉ、もしくはＣｏも主成分とし、磁性層に用いるＬ１０構造を有するＦｅＰｔ合金、もしくはＣｏＰｔ合金よりも結晶磁気異方性が低い材料を用いるのが望ましい。
【００２４】
Ｌ１０構造を有するＦｅＰｔ合金またはＣｏＰｔ合金に（００１）配向をとらせるため、ＭｇＯ含有下地層は、（１００）配向をとっていることが好ましい。ＭｇＯ含有下地層に（１００）配向をとらせるには、例えば、ガラス基板上にＴａ下地層を形成し、該Ｔａ下地層の上にＭｇＯ含有下地層を形成すればよい。また、加熱したガラス基板上にＣｒからなる、またはＣｒを主成分として含有するＢＣＣ構造の合金層を形成した場合、該Ｃｒ、またはＣｒ合金層は（１００）配向を示す。この上にＭｇＯ含有下地層を形成することによっても、該ＭｇＯ含有下地層に（１００）配向をとらせることができる。
【００２５】
上記配向制御層以外にも、Ｃｕ、ＡｇもしくはＡｌからなる、またはこれらを主成分として含有する熱伝導率の高い合金材料をヒートシンク層として形成してもよい。また、書き込み特性を改善するため、Ｃｏからなる、またはＣｏを主成分として含有する軟磁性下地層を設けてもよい。更に、基板との密着性を改善するための密着層を形成することもできる。
【００２６】
本発明の磁気記録媒体の層構成の一例を図１に示し、また、層構成の他の一例を図２に示す。
図１に例示する磁気記録媒体は、ガラス基板（１０１）上に、ＮｉＴｉ合金下地層（１０２）、ＣｒＭｏ下地層（１０３）、ＭｇＯ含有下地層（１０４）、磁性層（１０５）およびカーボン保護膜（１０６）が、この順に形成されている。
図２に例示する磁気記録媒体は、ガラス基板（２０１）上に、ＮｉＴａ接着層（２０２）、Ａｇヒートシンク層（２０３）、Ｔａ下地層（２０４）、ＭｇＯ含有下地層（２０５）、磁性層（２０６）、キャップ層（２０７）、カーボン保護膜（２０８）が、この順に形成されている。
【００２７】
本発明に係る磁気記憶装置は、その一例を図３（傾視図）に示すように、磁気記録媒体（３０１）と、磁気記録媒体（３０１）を回転させるための駆動部（３０２）と、磁気ヘッド（３０３）と、磁気ヘッドを移動させるための駆動部（３０４）と、記録再生信号処理系（３０５）とを含んで構成される。
さらに、その磁気ヘッド（３０３）は、図４に例示するように、記録ヘッド（４０１）と再生ヘッド（４１１）とから構成され、そして、その記録ヘッド（４０１）は、磁気記録媒体を加熱するためのレーザー発生部（４０７）と、該レーザー発生部（４０７）から発生したレーザー光をヘッド先端まで導く導波路（４０４）と、ヘッド先端に取り付けられた近接場光発生部（４０５）を備えている。
上記のような構成を有する本発明の磁気記憶装置は、その磁気記録媒体（図３、３０１）が、上記の本発明に係る熱アシスト媒体であることを特徴としている。
【００２８】
図４を参照して、本発明に係る磁気記憶装置で用いる磁気ヘッド（図３、３０３）を、より具体的に説明する。磁気ヘッドは、記録ヘッド（４０１）と再生ヘッド（４１１）とから構成される。記録ヘッド（４０１）は、上部磁極（４０２）、下部磁極（４０３）、及び両者の間に挟まれたＰＳＩＭ（Ｐｌａｎａｒ Ｓｏｌｉｄ Ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ Ｍｉｒｒｏｒ）（４０４）から構成される。ＰＳＩＭは、例えば、Ｊｐｎ．，Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，ｖｏｌ４５，ｎｏ．２Ｂ，ｐｐ１３１４−１３２０（２００６）に記載されているような構造のものを用いることができる。ＰＳＩＭの先端部には、近接場光発生部（４０５）が形成されている。ＰＳＩＭは、レーザー発生部（光源）（４０７）から発生したレーザをヘッド先端まで導く導波路を構成する。すなわち、レーザー光源（４０７）から、ＰＳＩＭの Ｇｒａｔｉｎｇ部（４０６）に照射された例えば波長６５０ｎｍの半導体レーザー（４０８）を、ＰＳＩＭ先端部の近接場光発生部（４０５）に集光させ、近接場光発生部（４０５）から発生した近接場光（４０９）により媒体（４１０）を加熱することができる。
再生ヘッド（４１１）は、上部シールド（４１２）と下部シールド（４１３）、およびこれら両シールド（４１２、４１３）で挟まれたＴＭＲ素子（４１４）で構成されている。
【実施例】
【００２９】
（実施例１−１〜１−７、比較例１）
図１に本実施例で作製した磁気記録媒体の層構成の一例を示す。ガラス基板（１０１）上に５０ｎｍのＮｉ−５０原子％Ｔｉ合金下地層（１０２）を形成し、２５０℃まで加熱したのち、１０ｎｍのＣｒ−１５原子％Ｍｏ下地層（１０３）を形成した。その後、ＭｇＯ含有下地層（１０４）を４ｎｍ形成し、基板を４２０℃まで加熱した後、６ｎｍの（Ｆｅ−５０原子％Ｐｔ）−４５原子％Ｃ磁性層（１０５）、３ｎｍのカーボン保護膜（１０６）を形成した。
【００３０】
ここで、ＭｇＯ含有下地層としては、ＭｇＯ−１５原子％Ｎｂ、ＭｇＯ−１２原子％Ｍｏ、ＭｇＯ−３原子％Ｒｕ、ＭｇＯ−５原子％Ｔａ、ＭｇＯ−３０原子％Ｗ、ＭｇＯ−２原子％Nｂ−２原子％Ｒｕ、ＭｇＯ−５原子％Ｍｏ−２原子％Ｔａを使用した（実施例１−１〜１−７）。また、比較例１として、元素添加なしのＭｇＯ含有下地層を使用した媒体を作製した。
【００３１】
実施例媒体、及び比較例媒体のＸ線回折測定を行ったところ、何れの媒体においても、磁性層からの強いＬ１ｏ−ＦｅＰｔ（００１）回折ピークと、Ｌ１ｏ−ＦｅＰｔ（００２）ピークとＦＣＣ−ＦｅＰｔ（２００）ピークの混合ピークが観測された。後者の混合ピークに対する前者のピークの積分強度比は１．５〜１．７で、規則度の高いＬ１ｏ型ＦｅＰｔ合金結晶が形成されていることがわかった。
【００３２】
表１に本実施例媒体、及び比較例媒体の、磁性結晶粒の平均粒径＜Ｄ＞と、平均粒径で規格化した標準偏差σ／＜Ｄ＞を示す。ここで、磁性粒径の平均粒径と標準偏差は、磁性層の平面ＴＥＭ像より見積もった。＜Ｄ＞は、実施例媒体、比較例媒体共に概ね５−６ｎｍ程度であった。一方、σ／＜Ｄ＞は、実施例媒体が０．２３以下であったのに対し、比較例媒体は、０．３２と著しく高かった。よって、ＭｇＯに融点が２０００℃以上の元素（Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｔａ、Ｗ）を添加することによって、磁性層の粒径を均一化できることがわかった。
【００３３】
【表１】
【００３４】
本実施例媒体において用いたＭｇＯ含有下地層、すなわち、ＭｇＯ-１５原子%Ｎｂ、ＭｇＯ−１２原子％Ｍｏ、ＭｇＯ−３原子％Ｒｕ、ＭｇＯ−５原子％Ｔａ、ＭｇＯ−３０原子％Ｗ、ＭｇＯ−２原子％Nｂ−２原子％Ｒｕ、ＭｇＯ−５原子％Ｍｏ−２原子％Ｔａ、およびＭｇＯ下地層の平均粒径を見積もるため、磁性層を形成しないサンプルを作製した。上記ＭｇＯ含有下地層の平面ＴＥＭ観察を行ったところ、平均粒径はいずれも１０ｎｍ以下であった。一方、添加元素を含まないＭｇＯ含有下地層の平均粒径は、３０ｎｍ以上であった。よって、本実施例媒体の磁性粒径が均一であったのは、ＭｇＯ下地層の粒径が微細化されたためと考えられる。
【００３５】
（実施例２−１〜２−８、比較例２）
図２に示す層構成を有する熱アシスト磁気記録媒体を次のように作成した。ガラス基板（２０１）に、１０ｎｍのＮｉ−４０原子％Ｔａ接着層（２０２）、１００ｎｍのＡｇヒートシンク層（２０３）、５ｎｍのＴａ下地層（２０４）、５ｎｍのＭｇＯ含有下地層（２０５）をこの順に順次形成した。その後、３８０℃まで基板加熱を行い、１０ｎｍの（Ｃｏ−５０原子％Ｐｔ）−６ｍｏｌ％ＳｉＯ２−４ｍｏｌ％ＴｉＯ２磁性層（２０６）、４ｎｍのＣｏ−６原子％Ｃｒ−１０原子％Ｂ合金キャップ層（２０７）、３ｎｍのカーボン保護膜（２０８）を順次形成した。
【００３６】
ＭｇＯ含有下地層には、ＭｇＯ−２８原子％Ｎｂ、ＭｇＯ−１５原子％Ｎｂ−３原子％Ｍｏ、ＭｇＯ−１６原子％Ｍｏ、ＭｇＯ−２５原子％Ｒｕ、ＭｇＯ−５原子％Ｔａ−２原子％Ｗ、ＭｇＯ−２２原子％Ｗ、ＭｇＯ−１２原子％Ｗ−２原子％Ｍｏ、ＭｇＯ−５原子％Ｍｏ−２原子％Ｔａをそれぞれ使用した（実施例２−１〜２−８）。また、比較例２として、元素添加なしのＭｇＯ下地層を使用した媒体を作製した。
【００３７】
実施例媒体、及び比較例媒体のＸ線回折測定を行ったところ、何れの媒体においても、磁性層からの強いＬ１ｏ−ＦｅＰｔ（００１）回折ピークと、Ｌ１ｏ−ＦｅＰｔ（００２）ピークとＦＣＣ−ＦｅＰｔ（２００）ピークの混合ピークが観測された。後者の混合ピークに対する前者のピークの積分強度比は１．５〜１．７で、規則度の高いＬ１ｏ型ＦｅＰｔ合金結晶が形成されていることがわかった。
【００３８】
表２に本実施例媒体、及び比較例媒体の保磁力、及び保磁力分散ΔＨｃ／Ｈｃを示す。ここで、ΔＨｃ／Ｈｃは、ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ． Ｍａｇｎ．， ｖｏｌ． ２７， ｐｐ４９７５−４９７７， １９９１に記載の方法を用いて室温で測定した。具体的には、メジャーループ及びマイナーループにおいて、磁化の値が飽和値の５０％となるときの磁界を測定し、両者の差分から、Ｈｃ分布がガウス分布であると仮定してΔＨｃ／Ｈｃを算出した。ΔＨｃ／Ｈｃは、反転磁界分散（ＳＦＤ：Switching Field Distribution）を表す指標であり、ΔＨｃ／Ｈｃが低いほど、ＳＦＤが狭くなるので好ましい。
【００３９】
Ｈｃは、実施例媒体、比較例媒体共に、概ね１３．５−１５．５ｋＯｅ（１Ｏｅは約７９Ａ／ｍである。）程度であった。一方、ΔＨｃ／Ｈｃは、実施例媒体が全て０．２２以下であったのに対し、比較例媒体は、０．３１と著しく高かった。これより、ＭｇＯにＮｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｔａ、Ｗから選択させる少なくとも１種以上の元素を添加することによって、ΔＨｃ／Ｈｃを低減できることがわかった。
【００４０】
【表２】
【００４１】
（実施例３−１〜３−６、比較例３−１〜３−３）
実施例２と同一膜構造で、ＭｇＯ含有下地層として、ＭｇＯに２．５〜３８原子％のＷを添加したＭｇＯ−Ｗ下地層を用いた媒体を作製した。また、比較例として、ＭｇＯ含有下地層に、添加元素なしのＭｇＯ、ＭｇＯ−１原子％Ｗ、ＭｇＯ−４２原子％Ｗを用いた媒体を作製した。ＭｇＯ含有下地層以外の層構成、成膜プロセスは、実施例２と同一である。
【００４２】
Ｘ線回折測定を行ったところ、本実施例媒体の磁性層からは、強いＬ１ｏ−ＦｅＰｔ（００１）回折ピークと、Ｌ１ｏ−ＦｅＰｔ（００２）ピークとＦＣＣ−ＦｅＰｔ（２００）ピークの混合ピークが観測された。一方、ＭｇＯ−４２原子％Ｗ下地層を用いた比較例媒体からは、Ｌ１ｏ−ＦｅＰｔ（００１）回折ピークが観察されなかった。これは、ＭｇＯ−４２原子％Ｗ下地層のＮａＣｌ構造が劣化し、ＦｅＰｔ結晶のエピタキシャル成長が阻害されたためと考えられる。
【００４３】
表３に本実施例媒体、及び比較例媒体の保磁力、及び保磁力分散ΔＨｃ／Ｈｃを示す。
Ｗ添加量が２．５〜３８原子％の本実施例媒体のΔＨｃ／Ｈｃはいずれも０．２４以下であったのに対し、ＭｇＯ含有下地層を用いた比較例媒体のΔＨｃ／Ｈｃは、０．２８と高かった。また、ＭｇＯ−１原子％Ｗ下地層を用いた比較例媒体のΔＨｃ／Ｈｃも０．２７と、ＭｇＯ下地層を用いた比較例媒体とほぼ同程度に高かった。このことは、ＭｇＯへのＷの添加量が１原子％の場合、保磁力分散を効果的に低減できないことを示している。
【００４４】
ＭｇＯ−４２原子％Ｗ下地層を用いた比較例媒体のΔＨｃ／Ｈｃは、０．３１と著しく高かった。これは、過剰なＷ添加により、ＭｇＯ−４２原子％Ｗ下地層のＮａＣｌ構造が劣化し、磁性層中のＦｅＰｔ結晶の配向性が著しく劣化したためと考えられる。以上より、ＭｇＯへのＷ添加量は２原子％以上、４０原子％以下が望ましいことがわかった。
ＭｇＯへのＷ添加量が、６原子％、１２原子％、２４原子％の媒体（実施例３−２、実施例３−３、実施例３−４）のΔＨｃ／Ｈｃが０．１９以下と特に低かった。よって、ＭｇＯへの添加量を概ね５原子％以上、２５原子％以下とすることにより、特にΔＨｃ／Ｈｃの低い（ＳＦＤの狭い）熱アシスト媒体が得られることがわかった。
【００４５】
【表３】
【００４６】
（実施例４）
上記実施例２で示した媒体（実施例２−１〜実施例２−８）にパーフルオルポリエーテル系の潤滑剤を塗布したのち、図３に示した磁気記憶装置に組み込んだ。本磁気記憶装置は、磁気記録媒体（３０１）と、磁気記録媒体を回転させるための駆動部（３０２）と、磁気ヘッド（３０３）と、ヘッドを移動させるための駆動部（３０４）と、記録再生信号処理系（３０５）を含んで構成される。
【００４７】
磁気ヘッドとして、図４に示す構成を有するものを使用した。記録用ヘッド(４０１)は、上部磁極（４０２）、下部磁極（４０３）、及び両者の間に挟まれたＰＳＩＭ（Ｐｌａｎａｒ Ｓｏｌｉｄ Ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ Ｍｉｒｒｏｒ）（４０４）から構成される。ＰＳＩＭの先端部には、近接場光発生部（４０５）が形成されている。レーザー光源（４０７）から、ＰＳＩＭの Ｇｒａｔｉｎｇ部（４０６）に照射された波長６５０ｎｍの半導体レーザー（４０８）を、ＰＳＩＭ先端部の近接場光発生部（４０５）に集光させ、近接場光発生部から発生した近接場光（４０９）により媒体（４１０）を加熱した。
再生ヘッドは（４１１）、上部シールド（４１２）と下部シールド（４１３）で挟まれたＴＭＲ素子（４１４）で構成される。
【００４８】
上記ヘッドで、実施例２−１〜実施例２−８の媒体を加熱し、線記録密度１６００ｋＦＣＩ（ｋｉｌｏ Ｆｌｕｘ Ｃｈａｎｇｅｓ ｐｅｒ Ｉｎｃｈ）で記録し、電磁変換特性を測定したところ、何れの媒体においても１５ｄＢ以上の高い媒体ＳＮ比が得られた。これに対し、ＭｇＯ下地層を用いた比較例２の媒体の媒体ＳＮ比は、１２．３ｄＢであった。
【００４９】
以上より、ＭｇＯにＮｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｔａ、Ｗから選択させる少なくとも１種の金属元素を添加した下地層を用いることにより、高い媒体ＳＮ比を有する熱アシスト媒体が得られることがわかった。
【符号の説明】
【００５０】
１０１…ガラス基板
１０２…ＮｉＴｉ下地層
１０３…ＣｒＭｏ下地層
１０４…ＭｇＯを主成分とする下地層
１０５…磁性層
１０６…カーボン保護膜
２０１…基板
２０２…ＮｉＴａ接着層
２０３…Ａｇヒートシンク層
２０４…Ｔａ下地層
２０５…ＭｇＯを主成分とする下地層
２０６…磁性層
２０７…キャップ層
２０８…カーボン保護膜
３０１…磁気記録媒体
３０２…媒体駆動部
３０３…磁気ヘッド
３０４…ヘッド駆動部
３０５…記録再生信号処理系
４０１…記録ヘッド
４０２…上部磁極
４０３…下部磁極
４０４…ＰＳＩＭ（Ｐｌａｎａｒ Ｓｏｌｉｄ Ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ Ｍｉｒｒｏｒ）
４０５…近接場光発生部
４０６…Ｇｒａｔｉｎｇ部
４０７…レーザー発生部（光源）
４０８…半導体レーザー
４０９…近接場光
４１０…媒体
４１１…再生ヘッド
４１２…上部シールド
４１３…下部シールド
４１４…ＴＭＲ素子
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明の熱アシスト磁気記録媒体は、磁性結晶粒が均一であり、かつ、反転磁界分散（ＳＦＤ）が狭いという特性を有する。このような特性を有する磁気記憶装置は高いＳＮＲを示す。
上記熱アシスト磁気記録媒体は、媒体に近接場光等を照射して表面を局所的に加熱し、媒体の保磁力を低下させて書き込みを行う熱アシスト記録として、非常に高い面記録密度を実現できる次世代記録方式として期待される。
【技術分野】
【０００１】
本発明は熱アシスト磁気記録媒体、およびそれを用いた磁気記憶装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
媒体に近接場光等を照射して表面を局所的に加熱し、媒体の保磁力を低下させて書き込みを行う熱アシスト記録は、約１Ｔｂｉｔ／ｉｎｃｈ２またはそれ以上の面記録密度を実現できる次世代記録方式として注目されている。熱アシスト記録を用いた場合、室温における保磁力が数十ｋＯｅの記録媒体でも、現状ヘッドの記録磁界により容易に書き込みを行うことができる。このため、記録層に約１０６Ｊ／ｍ３またはそれ以上の高い結晶磁気異方性Ｋｕを有する材料を使用することが可能となり、熱安定性を維持したまま、磁性粒径を６ｎｍ以下まで微細化できる。このような高Ｋｕ材料としては、Ｌ１０型結晶構造を有するＦｅＰｔ合金（Ｋｕ〜７×１０６Ｊ／ｍ３）や、ＣｏＰｔ合金（Ｋｕ〜５×１０６Ｊ／ｍ３）等が知られている。
【０００３】
磁性層に、Ｌ１０型結晶構造を有するＦｅＰｔ合金を用いる場合、該ＦｅＰｔ合金結晶は（００１）配向をとっている必要がある。このため、下地層には（１００）配向したＭｇＯを用いるのが望ましい。ＭｇＯの（１００）面は、Ｌ１０型ＦｅＰｔの（００１）面と格子整合性が良いため、（１００）配向したＭｇＯ下地層上にＬ１０型ＦｅＰｔ磁性層を形成することにより、該磁性層に（００１）配向をとらせることができる。
【０００４】
一方、熱アシスト記録媒体においても、媒体ノイズを低減しＳＮ比を向上させるためには、磁性粒径の微細化が必須である。磁性粒径を微細化するには、磁性層にＳｉＯ２やＴｉＯ２等の酸化物を粒界偏析材料として添加することが効果的である。これは、磁性層中のＦｅＰｔ結晶が、ＳｉＯ２で囲まれたグラニュラー構造となるためである。
【０００５】
磁性結晶の粒径は、粒界偏析材料の添加量を増やすことによって微細化できる。例えば、非特許文献１には、ＦｅＰｔに２０体積％のＴｉＯ２を添加することにより、磁性粒径を５ｎｍまで低減できることが記載されている。また、非特許文献２には、ＦｅＰｔに５０ｖｏｌ％のＳｉＯ２を添加することにより、磁性粒径を２．９ｎｍまで低減できることが記載されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Ｊ． Ａｐｐｌ． Ｐｈｙｓ． １０４， ０２３９０４， ２００８
【非特許文献２】ＩＥＥＥ． Ｔｒａｎｓ． Ｍａｇｎ．， ｖｏｌ．４５， ８３９， ２００８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
熱アシスト記録媒体の磁性層には、高いＫｕを有するＬ１０構造のＦｅＰｔ合金等が用いるのが望ましい。熱アシスト記録媒体の媒体ノイズを低減するには、上記ＦｅＰｔ合金結晶粒を微細化する必要がある。このため、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２等の酸化物や、Ｃ等の添加材料（粒界偏析材料）を磁性層に添加することが望ましい。但し、粒界偏析材料の添加は、磁性結晶粒の微細化には効果的であるが、粒径分散を低減するのは困難である。
【０００８】
上述のように、Ｌ１０構造のＦｅＰｔ合金からなる磁性層は、通常、ＭｇＯ下地層上に形成される。ＭｇＯ下地層の結晶粒径が大きい場合、一つのＭｇＯ結晶粒の上に、複数のＦｅＰｔ結晶粒が成長する。この場合、個々のＦｅＰｔ結晶粒の粒径が不均一となり、粒径分散が大きくなる。粒径均一化は、媒体ＳＮＲを向上させる上で必須であるため、高い媒体ＳＮＲを実現するには、磁性結晶粒の微細化と同時に、ＭｇＯ下地層の粒径を微細化する必要がある。
【０００９】
上記の背景技術に鑑みて、本発明の目的は、磁性結晶粒が均一であり、かつ、反転磁界分散（ＳＦＤ：Switching Field Distribution）の狭い熱アシスト記録媒体を提供することにある。
本発明の他の目的は、上記の特性を有する熱アシスト記録媒体を具え、高いＳＮ比を示す磁気記憶装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
かくして、本発明によれば、以下の熱アシスト記録媒体が提供される。
（１）基板と、該基板上に形成された複数の下地層と、Ｌ１０構造を有する合金を主成分とする磁性層からなる磁気記録媒体において、該下地層の少なくとも一つが、ＭｇＯを主成分として含有し、かつ、融点が２０００℃以上の金属元素を少なくとも一種含有していることを特徴とする熱アシスト磁気記録媒体。
【００１１】
（２）融点が２０００℃以上の金属元素が、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｔａ、Ｗからなる群から選択される少なくとも一種である上記（１）に記載の熱アシスト磁気記録媒体。
（３）ＭｇＯを主成分として含有する下地層に含有される融点が２０００℃以上の金属元素の含有量が、該ＭｇＯ含有下地層に基づき、２原子％以上、４０原子％以下である上記（１）または（２）に記載の熱アシスト磁気記録媒体。
【００１２】
（４）ＭｇＯを主成分として含有する下地層が、Ｃｒからなる、またはＣｒを主成分として含有するＢＣＣ構造を有する下地層上に形成されている上記（１）〜（３）のいずれかに記載の熱アシスト磁気記録媒体。
（５）ＭｇＯを主成分として含有する下地層が、Ｔａからなる下地層上に形成されている上記（１）〜（３）のいずれかに記載の熱アシスト磁気記録媒体。
【００１３】
（６）ＭｇＯを主成分として含有する下地層の平均粒径が１０ｎｍ以下である上記（１）〜（５）のいずれかに記載の熱アシスト磁気記録媒体。
（７）磁性層がＬ１０構造を有するＦｅＰｔまたはＣｏＰｔ合金を主成分として含有し、かつ、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５、ＺｒＯ２、Ｙ２Ｏ３、ＣｅＯ２、ＭｎＯ、ＴｉＯ、ＺｎＯ、およびＣからなる群から選択される少なくとも一種の酸化物または元素を含有している上記（１）〜（６）のいずれかに記載の熱アシスト磁気記録媒体。
【００１４】
（８）磁性層に含まれる該酸化物の量が、磁性層全体に基づき、１０ｍｏｌ％以上、４０ｍｏｌ％以下の範囲内である上記（７）に記載の熱アシスト磁気記録媒体。
（９）磁性層に含まれるＣの量が、磁性層全体に基づき、１０ａｔ％以上、７０ａｔ％以下の範囲内である上記（７）に記載の熱アシスト磁気記録媒体。
【００１５】
さらに、本発明によれば、以下の磁気記憶装置が提供される。
（１０）
（イ）磁気記録媒体と、
（ロ）該磁気記録媒体を回転させるための駆動部と、
（ハ）記録ヘッドと再生ヘッドを有する磁気ヘッドであって、該記録ヘッドが、該磁気記録媒体を加熱するためのレーザー発生部と、該レーザー発生部から発生したレーザー光をヘッド先端まで導く導波路と、ヘッド先端に取り付けられた近接場光発生部を備えてなる磁気ヘッドと、
（二）該磁気ヘッドを移動させるための駆動部と、
（ホ）記録再生信号処理系を
含んで構成される磁気記憶装置であって；該磁気記録媒体（イ）が上記（１）〜（９）のいずれかに記載の熱アシスト媒体であることを特徴とする磁気記憶装置。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の熱アシスト磁気記録媒体は、磁性結晶粒が均一であり、かつ、反転磁界分散（ＳＦＤ：Switching Field Distribution）が狭いという特性を有する。このような特性を有する磁気記憶装置は高いＳＮＲを示す。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の磁気記録媒体の層構成の一例を表す拡大断面図
【図２】本発明の磁気記録媒体の層構成の他の一例を表す拡大断面図
【図３】本発明に係わる磁気記憶装置の一例を表す傾視図
【図４】本発明に係わる磁気記憶装置が具える磁気ヘッドの一例を表す図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
上記課題は、基板と、該基板上に形成された複数の下地層と、Ｌ１０構造を有する合金を主成分とする磁性層からなる磁気記録媒体において、該下地層の少なくとも一つが、ＭｇＯを主成分として含有し、かつ、融点が２０００℃以上の金属元素を少なくとも１種含有していることを特徴とする熱アシスト磁気記録媒体を用いることによって解決できる。
【００１９】
ＭｇＯを主成分として含有する下地層（以下、「ＭｇＯ含有下地層」ということがある）に融点が２０００℃以上の金属元素を添加することによって、該ＭｇＯ含有下地層の粒径を微細化できる。ＭｇＯ含有下地層の粒径を微細化することによって、一つのＭｇＯ結晶粒の上に一つの磁性結晶粒が成長する“Ｏｎｅ ｂｙ ｏｎｅ 成長”が促進される。これにより、磁性粒径を均一化できるため、反転磁界分散（ＳＦＤ：Switching Field Distribution）を低減できる。よって、媒体ＳＮＲを向上できる。
【００２０】
前記高融点元素としては、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｔａ、Ｗを用いるのが好ましい。MｇＯへ添加する高融点元素の添加量は、２原子％以上、４０原子％以下が好ましい。２原子％未満であると粒径微細化効果が不十分であり、４０原子％を超えるとＮａＣｌ構造が劣化するので好ましくない。
【００２１】
約１Ｔｂｉｔ/ｉｎｃｈ２またはそれ以上の面記録密度を実現するには、磁性粒径を６ｎｍ以下に微細化する必要がある。よって、ＭｇＯ含有下地層の粒径も６ｎｍ以下とすることが望ましい。但し、ＭｇＯ結晶の粒径が概ね１０ｎｍ以下であれば、磁性結晶粒の分離を促進する効果が得られるため、特に問題はない。
【００２２】
磁性層には、Ｌ１０構造を有するＦｅＰｔ合金、またはＬ１０構造を有するＣｏＰｔ合金を用いることができる。また、磁性層に添加する粒界偏析材料としては、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５、ＺｒＯ２、Ｙ２Ｏ３、ＣｅＯ２、ＭｎＯ、ＴｉＯ、ＺｎＯの中から選らばれる酸化物、炭素、またはこれらの混合物を用いることができる。
【００２３】
磁性層の上に、キャップ層を形成してもよい。キャップ層を形成することにより、書き込み特性を改善できる。キャップ層には、Ｆｅ、Ｎｉ、もしくはＣｏも主成分とし、磁性層に用いるＬ１０構造を有するＦｅＰｔ合金、もしくはＣｏＰｔ合金よりも結晶磁気異方性が低い材料を用いるのが望ましい。
【００２４】
Ｌ１０構造を有するＦｅＰｔ合金またはＣｏＰｔ合金に（００１）配向をとらせるため、ＭｇＯ含有下地層は、（１００）配向をとっていることが好ましい。ＭｇＯ含有下地層に（１００）配向をとらせるには、例えば、ガラス基板上にＴａ下地層を形成し、該Ｔａ下地層の上にＭｇＯ含有下地層を形成すればよい。また、加熱したガラス基板上にＣｒからなる、またはＣｒを主成分として含有するＢＣＣ構造の合金層を形成した場合、該Ｃｒ、またはＣｒ合金層は（１００）配向を示す。この上にＭｇＯ含有下地層を形成することによっても、該ＭｇＯ含有下地層に（１００）配向をとらせることができる。
【００２５】
上記配向制御層以外にも、Ｃｕ、ＡｇもしくはＡｌからなる、またはこれらを主成分として含有する熱伝導率の高い合金材料をヒートシンク層として形成してもよい。また、書き込み特性を改善するため、Ｃｏからなる、またはＣｏを主成分として含有する軟磁性下地層を設けてもよい。更に、基板との密着性を改善するための密着層を形成することもできる。
【００２６】
本発明の磁気記録媒体の層構成の一例を図１に示し、また、層構成の他の一例を図２に示す。
図１に例示する磁気記録媒体は、ガラス基板（１０１）上に、ＮｉＴｉ合金下地層（１０２）、ＣｒＭｏ下地層（１０３）、ＭｇＯ含有下地層（１０４）、磁性層（１０５）およびカーボン保護膜（１０６）が、この順に形成されている。
図２に例示する磁気記録媒体は、ガラス基板（２０１）上に、ＮｉＴａ接着層（２０２）、Ａｇヒートシンク層（２０３）、Ｔａ下地層（２０４）、ＭｇＯ含有下地層（２０５）、磁性層（２０６）、キャップ層（２０７）、カーボン保護膜（２０８）が、この順に形成されている。
【００２７】
本発明に係る磁気記憶装置は、その一例を図３（傾視図）に示すように、磁気記録媒体（３０１）と、磁気記録媒体（３０１）を回転させるための駆動部（３０２）と、磁気ヘッド（３０３）と、磁気ヘッドを移動させるための駆動部（３０４）と、記録再生信号処理系（３０５）とを含んで構成される。
さらに、その磁気ヘッド（３０３）は、図４に例示するように、記録ヘッド（４０１）と再生ヘッド（４１１）とから構成され、そして、その記録ヘッド（４０１）は、磁気記録媒体を加熱するためのレーザー発生部（４０７）と、該レーザー発生部（４０７）から発生したレーザー光をヘッド先端まで導く導波路（４０４）と、ヘッド先端に取り付けられた近接場光発生部（４０５）を備えている。
上記のような構成を有する本発明の磁気記憶装置は、その磁気記録媒体（図３、３０１）が、上記の本発明に係る熱アシスト媒体であることを特徴としている。
【００２８】
図４を参照して、本発明に係る磁気記憶装置で用いる磁気ヘッド（図３、３０３）を、より具体的に説明する。磁気ヘッドは、記録ヘッド（４０１）と再生ヘッド（４１１）とから構成される。記録ヘッド（４０１）は、上部磁極（４０２）、下部磁極（４０３）、及び両者の間に挟まれたＰＳＩＭ（Ｐｌａｎａｒ Ｓｏｌｉｄ Ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ Ｍｉｒｒｏｒ）（４０４）から構成される。ＰＳＩＭは、例えば、Ｊｐｎ．，Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，ｖｏｌ４５，ｎｏ．２Ｂ，ｐｐ１３１４−１３２０（２００６）に記載されているような構造のものを用いることができる。ＰＳＩＭの先端部には、近接場光発生部（４０５）が形成されている。ＰＳＩＭは、レーザー発生部（光源）（４０７）から発生したレーザをヘッド先端まで導く導波路を構成する。すなわち、レーザー光源（４０７）から、ＰＳＩＭの Ｇｒａｔｉｎｇ部（４０６）に照射された例えば波長６５０ｎｍの半導体レーザー（４０８）を、ＰＳＩＭ先端部の近接場光発生部（４０５）に集光させ、近接場光発生部（４０５）から発生した近接場光（４０９）により媒体（４１０）を加熱することができる。
再生ヘッド（４１１）は、上部シールド（４１２）と下部シールド（４１３）、およびこれら両シールド（４１２、４１３）で挟まれたＴＭＲ素子（４１４）で構成されている。
【実施例】
【００２９】
（実施例１−１〜１−７、比較例１）
図１に本実施例で作製した磁気記録媒体の層構成の一例を示す。ガラス基板（１０１）上に５０ｎｍのＮｉ−５０原子％Ｔｉ合金下地層（１０２）を形成し、２５０℃まで加熱したのち、１０ｎｍのＣｒ−１５原子％Ｍｏ下地層（１０３）を形成した。その後、ＭｇＯ含有下地層（１０４）を４ｎｍ形成し、基板を４２０℃まで加熱した後、６ｎｍの（Ｆｅ−５０原子％Ｐｔ）−４５原子％Ｃ磁性層（１０５）、３ｎｍのカーボン保護膜（１０６）を形成した。
【００３０】
ここで、ＭｇＯ含有下地層としては、ＭｇＯ−１５原子％Ｎｂ、ＭｇＯ−１２原子％Ｍｏ、ＭｇＯ−３原子％Ｒｕ、ＭｇＯ−５原子％Ｔａ、ＭｇＯ−３０原子％Ｗ、ＭｇＯ−２原子％Nｂ−２原子％Ｒｕ、ＭｇＯ−５原子％Ｍｏ−２原子％Ｔａを使用した（実施例１−１〜１−７）。また、比較例１として、元素添加なしのＭｇＯ含有下地層を使用した媒体を作製した。
【００３１】
実施例媒体、及び比較例媒体のＸ線回折測定を行ったところ、何れの媒体においても、磁性層からの強いＬ１ｏ−ＦｅＰｔ（００１）回折ピークと、Ｌ１ｏ−ＦｅＰｔ（００２）ピークとＦＣＣ−ＦｅＰｔ（２００）ピークの混合ピークが観測された。後者の混合ピークに対する前者のピークの積分強度比は１．５〜１．７で、規則度の高いＬ１ｏ型ＦｅＰｔ合金結晶が形成されていることがわかった。
【００３２】
表１に本実施例媒体、及び比較例媒体の、磁性結晶粒の平均粒径＜Ｄ＞と、平均粒径で規格化した標準偏差σ／＜Ｄ＞を示す。ここで、磁性粒径の平均粒径と標準偏差は、磁性層の平面ＴＥＭ像より見積もった。＜Ｄ＞は、実施例媒体、比較例媒体共に概ね５−６ｎｍ程度であった。一方、σ／＜Ｄ＞は、実施例媒体が０．２３以下であったのに対し、比較例媒体は、０．３２と著しく高かった。よって、ＭｇＯに融点が２０００℃以上の元素（Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｔａ、Ｗ）を添加することによって、磁性層の粒径を均一化できることがわかった。
【００３３】
【表１】
【００３４】
本実施例媒体において用いたＭｇＯ含有下地層、すなわち、ＭｇＯ-１５原子%Ｎｂ、ＭｇＯ−１２原子％Ｍｏ、ＭｇＯ−３原子％Ｒｕ、ＭｇＯ−５原子％Ｔａ、ＭｇＯ−３０原子％Ｗ、ＭｇＯ−２原子％Nｂ−２原子％Ｒｕ、ＭｇＯ−５原子％Ｍｏ−２原子％Ｔａ、およびＭｇＯ下地層の平均粒径を見積もるため、磁性層を形成しないサンプルを作製した。上記ＭｇＯ含有下地層の平面ＴＥＭ観察を行ったところ、平均粒径はいずれも１０ｎｍ以下であった。一方、添加元素を含まないＭｇＯ含有下地層の平均粒径は、３０ｎｍ以上であった。よって、本実施例媒体の磁性粒径が均一であったのは、ＭｇＯ下地層の粒径が微細化されたためと考えられる。
【００３５】
（実施例２−１〜２−８、比較例２）
図２に示す層構成を有する熱アシスト磁気記録媒体を次のように作成した。ガラス基板（２０１）に、１０ｎｍのＮｉ−４０原子％Ｔａ接着層（２０２）、１００ｎｍのＡｇヒートシンク層（２０３）、５ｎｍのＴａ下地層（２０４）、５ｎｍのＭｇＯ含有下地層（２０５）をこの順に順次形成した。その後、３８０℃まで基板加熱を行い、１０ｎｍの（Ｃｏ−５０原子％Ｐｔ）−６ｍｏｌ％ＳｉＯ２−４ｍｏｌ％ＴｉＯ２磁性層（２０６）、４ｎｍのＣｏ−６原子％Ｃｒ−１０原子％Ｂ合金キャップ層（２０７）、３ｎｍのカーボン保護膜（２０８）を順次形成した。
【００３６】
ＭｇＯ含有下地層には、ＭｇＯ−２８原子％Ｎｂ、ＭｇＯ−１５原子％Ｎｂ−３原子％Ｍｏ、ＭｇＯ−１６原子％Ｍｏ、ＭｇＯ−２５原子％Ｒｕ、ＭｇＯ−５原子％Ｔａ−２原子％Ｗ、ＭｇＯ−２２原子％Ｗ、ＭｇＯ−１２原子％Ｗ−２原子％Ｍｏ、ＭｇＯ−５原子％Ｍｏ−２原子％Ｔａをそれぞれ使用した（実施例２−１〜２−８）。また、比較例２として、元素添加なしのＭｇＯ下地層を使用した媒体を作製した。
【００３７】
実施例媒体、及び比較例媒体のＸ線回折測定を行ったところ、何れの媒体においても、磁性層からの強いＬ１ｏ−ＦｅＰｔ（００１）回折ピークと、Ｌ１ｏ−ＦｅＰｔ（００２）ピークとＦＣＣ−ＦｅＰｔ（２００）ピークの混合ピークが観測された。後者の混合ピークに対する前者のピークの積分強度比は１．５〜１．７で、規則度の高いＬ１ｏ型ＦｅＰｔ合金結晶が形成されていることがわかった。
【００３８】
表２に本実施例媒体、及び比較例媒体の保磁力、及び保磁力分散ΔＨｃ／Ｈｃを示す。ここで、ΔＨｃ／Ｈｃは、ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ． Ｍａｇｎ．， ｖｏｌ． ２７， ｐｐ４９７５−４９７７， １９９１に記載の方法を用いて室温で測定した。具体的には、メジャーループ及びマイナーループにおいて、磁化の値が飽和値の５０％となるときの磁界を測定し、両者の差分から、Ｈｃ分布がガウス分布であると仮定してΔＨｃ／Ｈｃを算出した。ΔＨｃ／Ｈｃは、反転磁界分散（ＳＦＤ：Switching Field Distribution）を表す指標であり、ΔＨｃ／Ｈｃが低いほど、ＳＦＤが狭くなるので好ましい。
【００３９】
Ｈｃは、実施例媒体、比較例媒体共に、概ね１３．５−１５．５ｋＯｅ（１Ｏｅは約７９Ａ／ｍである。）程度であった。一方、ΔＨｃ／Ｈｃは、実施例媒体が全て０．２２以下であったのに対し、比較例媒体は、０．３１と著しく高かった。これより、ＭｇＯにＮｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｔａ、Ｗから選択させる少なくとも１種以上の元素を添加することによって、ΔＨｃ／Ｈｃを低減できることがわかった。
【００４０】
【表２】
【００４１】
（実施例３−１〜３−６、比較例３−１〜３−３）
実施例２と同一膜構造で、ＭｇＯ含有下地層として、ＭｇＯに２．５〜３８原子％のＷを添加したＭｇＯ−Ｗ下地層を用いた媒体を作製した。また、比較例として、ＭｇＯ含有下地層に、添加元素なしのＭｇＯ、ＭｇＯ−１原子％Ｗ、ＭｇＯ−４２原子％Ｗを用いた媒体を作製した。ＭｇＯ含有下地層以外の層構成、成膜プロセスは、実施例２と同一である。
【００４２】
Ｘ線回折測定を行ったところ、本実施例媒体の磁性層からは、強いＬ１ｏ−ＦｅＰｔ（００１）回折ピークと、Ｌ１ｏ−ＦｅＰｔ（００２）ピークとＦＣＣ−ＦｅＰｔ（２００）ピークの混合ピークが観測された。一方、ＭｇＯ−４２原子％Ｗ下地層を用いた比較例媒体からは、Ｌ１ｏ−ＦｅＰｔ（００１）回折ピークが観察されなかった。これは、ＭｇＯ−４２原子％Ｗ下地層のＮａＣｌ構造が劣化し、ＦｅＰｔ結晶のエピタキシャル成長が阻害されたためと考えられる。
【００４３】
表３に本実施例媒体、及び比較例媒体の保磁力、及び保磁力分散ΔＨｃ／Ｈｃを示す。
Ｗ添加量が２．５〜３８原子％の本実施例媒体のΔＨｃ／Ｈｃはいずれも０．２４以下であったのに対し、ＭｇＯ含有下地層を用いた比較例媒体のΔＨｃ／Ｈｃは、０．２８と高かった。また、ＭｇＯ−１原子％Ｗ下地層を用いた比較例媒体のΔＨｃ／Ｈｃも０．２７と、ＭｇＯ下地層を用いた比較例媒体とほぼ同程度に高かった。このことは、ＭｇＯへのＷの添加量が１原子％の場合、保磁力分散を効果的に低減できないことを示している。
【００４４】
ＭｇＯ−４２原子％Ｗ下地層を用いた比較例媒体のΔＨｃ／Ｈｃは、０．３１と著しく高かった。これは、過剰なＷ添加により、ＭｇＯ−４２原子％Ｗ下地層のＮａＣｌ構造が劣化し、磁性層中のＦｅＰｔ結晶の配向性が著しく劣化したためと考えられる。以上より、ＭｇＯへのＷ添加量は２原子％以上、４０原子％以下が望ましいことがわかった。
ＭｇＯへのＷ添加量が、６原子％、１２原子％、２４原子％の媒体（実施例３−２、実施例３−３、実施例３−４）のΔＨｃ／Ｈｃが０．１９以下と特に低かった。よって、ＭｇＯへの添加量を概ね５原子％以上、２５原子％以下とすることにより、特にΔＨｃ／Ｈｃの低い（ＳＦＤの狭い）熱アシスト媒体が得られることがわかった。
【００４５】
【表３】
【００４６】
（実施例４）
上記実施例２で示した媒体（実施例２−１〜実施例２−８）にパーフルオルポリエーテル系の潤滑剤を塗布したのち、図３に示した磁気記憶装置に組み込んだ。本磁気記憶装置は、磁気記録媒体（３０１）と、磁気記録媒体を回転させるための駆動部（３０２）と、磁気ヘッド（３０３）と、ヘッドを移動させるための駆動部（３０４）と、記録再生信号処理系（３０５）を含んで構成される。
【００４７】
磁気ヘッドとして、図４に示す構成を有するものを使用した。記録用ヘッド(４０１)は、上部磁極（４０２）、下部磁極（４０３）、及び両者の間に挟まれたＰＳＩＭ（Ｐｌａｎａｒ Ｓｏｌｉｄ Ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ Ｍｉｒｒｏｒ）（４０４）から構成される。ＰＳＩＭの先端部には、近接場光発生部（４０５）が形成されている。レーザー光源（４０７）から、ＰＳＩＭの Ｇｒａｔｉｎｇ部（４０６）に照射された波長６５０ｎｍの半導体レーザー（４０８）を、ＰＳＩＭ先端部の近接場光発生部（４０５）に集光させ、近接場光発生部から発生した近接場光（４０９）により媒体（４１０）を加熱した。
再生ヘッドは（４１１）、上部シールド（４１２）と下部シールド（４１３）で挟まれたＴＭＲ素子（４１４）で構成される。
【００４８】
上記ヘッドで、実施例２−１〜実施例２−８の媒体を加熱し、線記録密度１６００ｋＦＣＩ（ｋｉｌｏ Ｆｌｕｘ Ｃｈａｎｇｅｓ ｐｅｒ Ｉｎｃｈ）で記録し、電磁変換特性を測定したところ、何れの媒体においても１５ｄＢ以上の高い媒体ＳＮ比が得られた。これに対し、ＭｇＯ下地層を用いた比較例２の媒体の媒体ＳＮ比は、１２．３ｄＢであった。
【００４９】
以上より、ＭｇＯにＮｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｔａ、Ｗから選択させる少なくとも１種の金属元素を添加した下地層を用いることにより、高い媒体ＳＮ比を有する熱アシスト媒体が得られることがわかった。
【符号の説明】
【００５０】
１０１…ガラス基板
１０２…ＮｉＴｉ下地層
１０３…ＣｒＭｏ下地層
１０４…ＭｇＯを主成分とする下地層
１０５…磁性層
１０６…カーボン保護膜
２０１…基板
２０２…ＮｉＴａ接着層
２０３…Ａｇヒートシンク層
２０４…Ｔａ下地層
２０５…ＭｇＯを主成分とする下地層
２０６…磁性層
２０７…キャップ層
２０８…カーボン保護膜
３０１…磁気記録媒体
３０２…媒体駆動部
３０３…磁気ヘッド
３０４…ヘッド駆動部
３０５…記録再生信号処理系
４０１…記録ヘッド
４０２…上部磁極
４０３…下部磁極
４０４…ＰＳＩＭ（Ｐｌａｎａｒ Ｓｏｌｉｄ Ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ Ｍｉｒｒｏｒ）
４０５…近接場光発生部
４０６…Ｇｒａｔｉｎｇ部
４０７…レーザー発生部（光源）
４０８…半導体レーザー
４０９…近接場光
４１０…媒体
４１１…再生ヘッド
４１２…上部シールド
４１３…下部シールド
４１４…ＴＭＲ素子
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明の熱アシスト磁気記録媒体は、磁性結晶粒が均一であり、かつ、反転磁界分散（ＳＦＤ）が狭いという特性を有する。このような特性を有する磁気記憶装置は高いＳＮＲを示す。
上記熱アシスト磁気記録媒体は、媒体に近接場光等を照射して表面を局所的に加熱し、媒体の保磁力を低下させて書き込みを行う熱アシスト記録として、非常に高い面記録密度を実現できる次世代記録方式として期待される。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、該基板上に形成された複数の下地層と、Ｌ１０構造を有する合金を主成分とする磁性層からなる磁気記録媒体において、該下地層の少なくとも一つが、ＭｇＯを主成分として含有し、かつ、融点が２０００℃以上の金属元素を少なくとも一種含有していることを特徴とする熱アシスト磁気記録媒体。
【請求項２】
融点が２０００℃以上の金属元素が、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｔａ、Ｗからなる群から選択される少なくとも一種である請求項１に記載の熱アシスト磁気記録媒体。
【請求項３】
ＭｇＯを主成分として含有する下地層に含有される融点が２０００℃以上の金属元素の含有量が、該MgO含有下地層に基づき、２原子％以上、４０原子％以下である請求項１または２に記載の熱アシスト磁気記録媒体。
【請求項４】
ＭｇＯを主成分として含有する下地層が、Ｃｒからなる、またはＣｒを主成分として含有するＢＣＣ構造を有する下地層上に形成されている請求項１〜３のいずれか１項に記載の熱アシスト磁気記録媒体。
【請求項５】
ＭｇＯを主成分として含有する下地層が、Ｔａからなる下地層上に形成されている請求項１〜３のいずれか１項に記載の熱アシスト磁気記録媒体。
【請求項６】
ＭｇＯを主成分として含有する下地層の平均粒径が１０ｎｍ以下である請求項１〜５のいずれか１項に記載の熱アシスト磁気記録媒体。
【請求項７】
磁性層がＬ１０構造を有するＦｅＰｔまたはＣｏＰｔ合金を主成分として含有し、かつ、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５、ＺｒＯ２、Ｙ２Ｏ３、ＣｅＯ２、ＭｎＯ、ＴｉＯ、ＺｎＯ、およびＣからなる群から選択される少なくとも一種の酸化物または元素を含有している請求項１〜６のいずれか１項に記載の熱アシスト磁気記録媒体。
【請求項８】
磁性層に含まれる該酸化物の量が、磁性層全体に基づき、１０ｍｏｌ％以上、４０ｍｏｌ％以下の範囲内である請求項７に記載の熱アシスト磁気記録媒体。
【請求項９】
磁性層に含まれるＣの量が、磁性層全体に基づき、１０ａｔ％以上、７０ａｔ％以下の範囲内である請求項７に記載の熱アシスト磁気記録媒体。
【請求項１０】
（イ）磁気記録媒体と、
（ロ）該磁気記録媒体を回転させるための駆動部と、
（ハ）記録ヘッドと再生ヘッドを有する磁気ヘッドであって、該記録ヘッドが、該磁気記録媒体を加熱するためのレーザー発生部と、該レーザー発生部から発生したレーザー光をヘッド先端まで導く導波路と、ヘッド先端に取り付けられた近接場光発生部を備えてなる磁気ヘッドと、
（二）該磁気ヘッドを移動させるための駆動部と、
（ホ）記録再生信号処理系を
含んで構成される磁気記憶装置であって；
該磁気記録媒体（イ）が請求項１〜９のいずれか１項に記載の熱アシスト媒体であることを特徴とする磁気記憶装置。
【請求項１】
基板と、該基板上に形成された複数の下地層と、Ｌ１０構造を有する合金を主成分とする磁性層からなる磁気記録媒体において、該下地層の少なくとも一つが、ＭｇＯを主成分として含有し、かつ、融点が２０００℃以上の金属元素を少なくとも一種含有していることを特徴とする熱アシスト磁気記録媒体。
【請求項２】
融点が２０００℃以上の金属元素が、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｔａ、Ｗからなる群から選択される少なくとも一種である請求項１に記載の熱アシスト磁気記録媒体。
【請求項３】
ＭｇＯを主成分として含有する下地層に含有される融点が２０００℃以上の金属元素の含有量が、該MgO含有下地層に基づき、２原子％以上、４０原子％以下である請求項１または２に記載の熱アシスト磁気記録媒体。
【請求項４】
ＭｇＯを主成分として含有する下地層が、Ｃｒからなる、またはＣｒを主成分として含有するＢＣＣ構造を有する下地層上に形成されている請求項１〜３のいずれか１項に記載の熱アシスト磁気記録媒体。
【請求項５】
ＭｇＯを主成分として含有する下地層が、Ｔａからなる下地層上に形成されている請求項１〜３のいずれか１項に記載の熱アシスト磁気記録媒体。
【請求項６】
ＭｇＯを主成分として含有する下地層の平均粒径が１０ｎｍ以下である請求項１〜５のいずれか１項に記載の熱アシスト磁気記録媒体。
【請求項７】
磁性層がＬ１０構造を有するＦｅＰｔまたはＣｏＰｔ合金を主成分として含有し、かつ、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５、ＺｒＯ２、Ｙ２Ｏ３、ＣｅＯ２、ＭｎＯ、ＴｉＯ、ＺｎＯ、およびＣからなる群から選択される少なくとも一種の酸化物または元素を含有している請求項１〜６のいずれか１項に記載の熱アシスト磁気記録媒体。
【請求項８】
磁性層に含まれる該酸化物の量が、磁性層全体に基づき、１０ｍｏｌ％以上、４０ｍｏｌ％以下の範囲内である請求項７に記載の熱アシスト磁気記録媒体。
【請求項９】
磁性層に含まれるＣの量が、磁性層全体に基づき、１０ａｔ％以上、７０ａｔ％以下の範囲内である請求項７に記載の熱アシスト磁気記録媒体。
【請求項１０】
（イ）磁気記録媒体と、
（ロ）該磁気記録媒体を回転させるための駆動部と、
（ハ）記録ヘッドと再生ヘッドを有する磁気ヘッドであって、該記録ヘッドが、該磁気記録媒体を加熱するためのレーザー発生部と、該レーザー発生部から発生したレーザー光をヘッド先端まで導く導波路と、ヘッド先端に取り付けられた近接場光発生部を備えてなる磁気ヘッドと、
（二）該磁気ヘッドを移動させるための駆動部と、
（ホ）記録再生信号処理系を
含んで構成される磁気記憶装置であって；
該磁気記録媒体（イ）が請求項１〜９のいずれか１項に記載の熱アシスト媒体であることを特徴とする磁気記憶装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１１−１９８４５５（Ｐ２０１１−１９８４５５Ａ）
【公開日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−３６６０２（Ｐ２０１１−３６６０２）
【出願日】平成２３年２月２３日（２０１１．２．２３）
【出願人】（０００００２００４）昭和電工株式会社 (3,251)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月２３日（２０１１．２．２３）
【出願人】（０００００２００４）昭和電工株式会社 (3,251)
【Ｆターム（参考）】
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