磁気記録媒体及びその製造方法、並びに磁気記録再生装置
【課題】高密度に記録可能で、Ｓ／Ｎ比が高い磁気記録媒体及びその効率的な製造方法、並びに情報記録再生能に優れた磁気記録再生装置の提供。
【解決手段】本発明の磁気記録媒体の製造方法は、化学合成により作製した磁性ナノ粒子を少なくとも含む分散液を、被加工面上に塗布して磁性膜を形成する磁性膜形成工程と、該磁性膜に対し、磁場中にて熱処理を行う第１熱処理工程と、該第１熱処理工程の後、前記磁性膜上に磁性材料をスパッタ法により堆積させる磁性材料堆積工程と、該磁性材料が堆積された前記磁性膜に対し、非磁場中にて熱処理を行う第２熱処理工程とを、少なくとも含むことを特徴とする。
【解決手段】本発明の磁気記録媒体の製造方法は、化学合成により作製した磁性ナノ粒子を少なくとも含む分散液を、被加工面上に塗布して磁性膜を形成する磁性膜形成工程と、該磁性膜に対し、磁場中にて熱処理を行う第１熱処理工程と、該第１熱処理工程の後、前記磁性膜上に磁性材料をスパッタ法により堆積させる磁性材料堆積工程と、該磁性材料が堆積された前記磁性膜に対し、非磁場中にて熱処理を行う第２熱処理工程とを、少なくとも含むことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高密度に記録可能で、Ｓ／Ｎ比が高い磁気記録媒体及びその効率的な製造方法、並びに情報記録再生能に優れた磁気記録再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、磁気記録再生装置の小型化及び大容量化が急速に進んでいる。記録媒体の記録密度を向上させるためには、該記録媒体のノイズを低減することが必須であり、該記録媒体における記録層に用いる硬磁性体の結晶粒径を微細かつ均一にすることが必要である。
微細かつ均一な結晶粒径を有する硬磁性体の作製方法としては、従来より様々な方法が提案されているが、現在主流となっている方法としては、例えば、スパッタ法が挙げられる。しかし、該スパッタ法を用いる場合、得られる粒子の結晶粒径としては７ｎｍ程度、粒径のバラツキとしては２０％程度が限界である。
【０００３】
そこで、前記限界を超えるために、化学的合成によるＦｅＰｔなどの異方性エネルギーの高い微粒子材料が提案されている（非特許文献１参照）。この合成方法により作製されたＦｅＰｔのナノ粒子は、結晶粒径が４ｎｍ程度で、粒径のバラツキが５％程度と小さく、しかも高い磁気異方性を有することから、超高密度記録媒体材料として大変有望視されている。
【０００４】
しかし、前記化学合成により作製したナノ粒子を媒体材料として用いる場合、以下の２つの問題が生じる。
まず、第１の問題として、ナノ粒子の形状が球形であることに起因する記録媒体への書込み性能の低下が挙げられる。即ち、現在のスパッタ法により作製される結晶粒の形状は、例えば、垂直記録媒体の場合、基板に対して垂直な柱状である。該柱状の結晶粒の場合、その長手方向の結晶磁気異方性が付与し易い。また、信号対ノイズ比（Ｓ／Ｎ比）を決定する要因である媒体ノイズ、及び単位体積当たりの磁気モーメントは、磁気的なサイズ（クラスタサイズ）に大きく影響を受けるが、このクラスタサイズのベースとなるサイズは、結晶粒のサイズである。
ところが、前記化学合成により作製されたナノ粒子は球形であり、前記柱状の結晶粒に比して、体積が減少する。例えば、図４Ａに示すように、結晶粒径がＤである球形の結晶粒と、結晶粒径及び高さがＤである円柱状の結晶粒とを比較した場合、球形の結晶粒の体積は、円柱状の結晶粒の体積の２／３となる。熱揺らぎの指標は、異方性エネルギーとクラスタサイズ（活性化体積）との積、ＫｕＶで表されるため、円柱状の結晶粒と同一の熱揺らぎ耐性を球状の結晶粒で得るためには、Ｋｕ（異方性エネルギー）を大きくすることが必要となる。そして、該Ｋｕを大きくすると、記録媒体に書き込むために必要な磁界が大きくなり、書き込み難くなる。また、単位面積当たりの磁性体面積が少なくなるため、出力の低下及びノイズの増加が生じるという問題がある。
【０００５】
次に、第２の問題として、熱処理によるナノ粒子の規則配列の乱れが挙げられる。即ち、ＦｅＰｔ等の合金に磁気異方性を付与するためには、熱処理を行うことにより、ｆｃｃ構造からｆｃｔ構造へと結晶変態を生じさせることが必要であり、該結晶変態により、原子が規則配列して大きな磁気異方性が生じる。例えば、非特許文献２に示すように、前記化学合成により作製されたナノ粒子は、成膜時には、その周囲に分散安定剤と呼ばれるオレイン酸、オレイルアミン等の有機物が存在した状態にて規則配列している（図４Ｂ参照）。なお、該有機物の直鎖の長さにより、規則配列時の粒子間距離が決定する。しかし、これらの有機物は、熱処理により水素原子が取れてアモルファスカーボン状態となり、このとき、前記有機物の体積変化により収縮が生じ、ナノ粒子の規則配列が乱れると共に、膜内にクラックが生じてしまう（図４Ｃ参照）。
【０００６】
前記第１の問題に対しては、例えば、粒子の形状を球形以外の態様に変えることが考えられる。しかし、粒子の形状を変化させるためには、その製造工程が複雑となり、学会発表及び論文においても、形状を変化させる技術に関する報告はなく、現状では困難である。
前記第２の問題に対しては、例えば、熱処理前にカーボンをスパッタ法等により形成し、ナノ粒子を押さえ込んで固定する方法が提案されている。しかし、この方法では、該固定のためにカーボンを成膜した後、更にカーボン等を保護膜として成膜するため、記録媒体表面と、磁気ヘッドとの間の距離が拡がり、磁気スペーシングの増大によるＳ／Ｎ比の低下を招く。
【０００７】
したがって、化学合成により作製した磁性ナノ粒子を規則配列させることができ、高密度に記録可能で、Ｓ／Ｎが高い磁気記録媒体を製造する方法及びこれに関連する技術は、未だ提供されていないのが現状である。
【０００８】
【非特許文献１】Ｓ．Ｓｕｎ ｅｔ ａｌ．，Ｓｃｉｅｎｃｅ，２８７（２０００）１９８９．
【非特許文献２】Ｊ．Ｗ．Ｈａｒｒｅｌｌ．，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．７９（２００１）４３９３．
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、従来における前記問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、高密度に記録可能で、Ｓ／Ｎ比が高い磁気記録媒体及びその効率的な製造方法、並びに情報記録再生能に優れた磁気記録再生装置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】
【００１０】
前記課題を解決するための手段としては、後述する付記に列挙した通りである。即ち、
本発明の磁気記録媒体の製造方法は、化学合成により作製した磁性ナノ粒子を少なくとも含む分散液を、被加工面上に塗布して磁性膜を形成する磁性膜形成工程と、該磁性膜に対し、磁場中にて熱処理を行う第１熱処理工程と、該第１熱処理工程の後、前記磁性膜上に磁性材料を堆積させる磁性材料堆積工程と、該磁性材料が堆積された前記磁性膜に対し、非磁場中にて熱処理を行う第２熱処理工程とを、少なくとも含むことを特徴とする。
該磁気記録媒体の製造方法では、前記磁性膜形成工程において、前記化学合成により作製した磁性ナノ粒子を少なくとも含む分散液が、前記被加工面上に塗布されて磁性膜が形成される。前記第１加熱工程において、前記磁性膜に対し、磁場中にて熱処理が行われる。前記磁性材料堆積工程において、前記第１熱処理工程の後、前記磁性膜上に前記磁性材料が堆積される。前記第２熱処理工程において、前記磁性材料が堆積された前記磁性膜に対し、非磁場中にて熱処理が行われる。その結果、規則配列した前記磁性ナノ粒子を含む記録層を有する磁気記録媒体が効率的に製造される。
【００１１】
本発明の磁気記録媒体は、本発明の前記磁気記録媒体の製造方法により製造されたことを特徴とする。
該磁気記録媒体においては、規則配列した前記磁性ナノ粒子を含む記録層を有するので、高密度に記録可能で、Ｓ／Ｎ比が高い。このため、該磁気記録媒体は、コンピュータ、各種情報端末の外部記憶装置等として広く使用されているハードディスク装置に好適に使用可能である。
【００１２】
本発明の磁気記録再生装置は、本発明の前記磁気記録媒体と、磁気記録再生用ヘッドとを少なくとも有することを特徴とする。
該磁気記録再生装置においては、本発明の前記磁気記録媒体に対し、前記磁気記録再生用ヘッドが記録及び再生を行うので、ノイズが少なく高密度記録が可能で、情報記録再生能に優れる。このため、コンピュータ、各種情報端末の外部記憶装置等として広く使用されているハードディスク装置に好適である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によると、従来における問題を解決することができ、高密度に記録可能で、Ｓ／Ｎ比が高い磁気記録媒体及びその効率的な製造方法、並びに情報記録再生能に優れた磁気記録再生装置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】
【００１４】
（磁気記録媒体の製造方法）
本発明の磁気記録媒体の製造方法は、磁性膜形成工程と、第１熱処理工程と、磁性材料堆積工程と、第２熱処理工程とを少なくとも含み、更に必要に応じて適宜選択したその他の工程を含む。
【００１５】
＜磁性膜形成工程＞
前記磁性膜形成工程は、化学合成により作製した磁性ナノ粒子を少なくとも含む分散液を、被加工面上に塗布して磁性膜を形成する工程である。
前記分散液は、前記磁性ナノ粒子に加えて、更に有機物を含むのが好ましく、表面に前記有機物が付着して規則配列された前記磁性ナノ粒子を、例えば、ヘキサン等の溶媒に分散させることにより調製することができる。
【００１６】
−磁性ナノ粒子−
前記磁性ナノ粒子は、磁性体で磁化を有しており、該磁性ナノ粒子としては、特に制限はなく、公知の組成のものの中から適宜選択することができるが、ｆｃｔ構造を採り得る場合、保磁力が大きく、高密度記録の実現が可能な点で、ＦｅＰｔが好適に挙げられる。
【００１７】
前記磁性ナノ粒子は、化学合成により作製することができ、該磁性ナノ粒子の合成方法としては、例えば、Ｓ．Ｓｕｎ ａｎｄ Ｃ．Ｂ．Ｍｕｒｒａｙ Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．８５ ４３２５（１９９９）、Ｓ．Ｓｕｎ ｅｔ ａｌ．，Ｓｃｉｅｎｃｅ ２８７ １９８９（２０００）、特開２０００−５４０１２号公報等において開示されている、スーパーハイドライド法、ポリオール法などが好適に挙げられる。これらの方法によれば、出発材料を適宜選択することにより、様々な合金を合成することができる。
例えば、前記ポリオール法により、前記磁性ナノ粒子としてのＦｅＰｔナノ粒子を製造する場合には、Ｐｔ錯体及び還元剤を含む成分を溶媒中に溶解させた後、これにＦｅ錯体及び分散安定剤（前記有機物；オレイン酸、オレイルアミン等）を加え、還流・撹拌しながら加熱することにより金属前駆体溶液を作製した後、得られた金属前駆体溶液を加熱・撹拌し、ＦｅＰｔナノ粒子を成長させる。
【００１８】
前記ＦｅＰｔナノ粒子の成長は、前記分散安定剤の影響により、ナノ粒子径制御及び粒間制御が行われる。即ち、具体的には、前記分散安定剤としてのオレイルアミンにより、前記ＦｅＰｔナノ粒子の成長が抑制され、前記分散安定剤としてのオレイン酸により前記ＦｅＰｔナノ粒子の表面が覆われ、有機物が表面に付着したＦｅＰｔナノ粒子が得られる。このため、前記ポリオール法においては、前記分散安定剤の種類により、得られるＦｅＰｔナノ粒子の粒径が決まり、前記分散安定剤の種類（該分散安定剤におけるアルキル鎖長）によってＦｅＰｔナノ粒子間の幅（粒間）が決まり、該ＦｅＰｔナノ粒子が規則的に配列する。
【００１９】
−被加工面−
前記被加工面としては、前記磁性膜が形成される面、即ち、前記磁性ナノ粒子を含む記録層が形成される面であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、基板、密着層等の表面などが挙げられる。
【００２０】
前記基板としては、その形状、構造、大きさ、材質等については特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記形状としては、前記磁気記録媒体がハードディスク等の磁気ディスクである場合には、円板状である。また、前記構造としては、単層構造であってもよいし、積層構造であってもよい。また、前記材質としては、磁気記録媒体の基材材料として公知のものの中から、適宜選択することができ、例えば、アルミニウム、ガラス、シリコン、石英、シリコン表面に熱酸化膜を形成してなるＳｉＯ２／Ｓｉ、等が挙げられる。これらの基板材料は、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
なお、前記基板は、適宜製造したものであってもよいし、市販品を使用してもよい。
前記密着層としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、スパッタ法により形成されたカーボン層などが挙げられる。
【００２１】
−磁性膜−
前記磁性膜は、前記磁性ナノ粒子を含む分散液が、前記被加工面上に塗布されて形成される。
前記塗布の方法としては、均一な厚みで成膜することができる限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、スピンコート法が好適に挙げられる。なお、該スピンコート法による塗布の条件（回転数、温度等）については、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
以上の工程により、化学合成により作製した前記磁性ナノ粒子が、前記被加工面上に成膜されて磁性膜が形成される。
【００２２】
＜第１熱処理工程＞
前記第１熱処理工程は、前記磁性膜に対し、磁場中にて熱処理を行う工程である。
前記磁性膜形成工程により形成された前記磁性膜における前記磁性ナノ粒子は、３次元ランダムに配向しているが、前記第１熱処理工程により、前記磁性ナノ粒子の配向が制御される。即ち、該磁性ナノ粒子の磁化容易軸が、該磁性膜（該磁性膜（記録層）を有する前記磁気記録媒体）の面に対し、垂直方向及び水平方向のいずれかに配向される。該磁性ナノ粒子が、このようにいずれかの方向に配向している場合、該磁性ナノ粒子を用いた前記磁気記録媒体の記録密度を向上させることができる点で、有利である。
【００２３】
前記第１熱処理工程における磁場は、外部磁場を印加することにより形成されるのが好ましい。
前記外部磁場の印加は、例えば、超伝導マグネットを用いて行うことができる。
前記外部磁場の強さとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記磁性ナノ粒子の磁化容易軸の配向を充分に行うことができる点で、１０Ｔ以上が好ましい。
前記外部磁場の方向としては、磁気記録媒体の記録方式に応じて適宜選択することができ、前記基板に対して水平方向であってもよいし、垂直方向であってもよい。
【００２４】
前記第１熱処理工程における、熱処理温度としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記磁性ナノ粒子の回転による配向制御のみを行うことができる点で、後述する第２加熱工程における熱処理温度以下であるのが好ましい。具体的には、例えば、３００℃程度以下が好ましい。
前記熱処理温度が、３００℃を超えると、前記分散安定剤（前記有機物）がアモルファスカーボン化して、前記有機物の体積変化による収縮が生じ、前記磁性ナノ粒子の規則配列が乱れることがある。
前記熱処理の時間としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、３０分間程度が好ましい。
以上の工程により、前記磁性膜に対し、磁場中にて熱処理が行われる。
【００２５】
＜磁性材料堆積工程＞
前記磁性材料堆積工程は、前記第１熱処理工程の後、前記磁性膜上に磁性材料を堆積させる工程である。
前記磁性材料の堆積は、例えば、スパッタ法により好適に行うことができる。該磁性材料をスパッタ法により堆積させると、該磁性材料によるキャップ効果が発揮され、図１Ａに示すように、分散安定剤（有機物）２中に規則配列されて存在する前記磁性ナノ粒子１が、前記磁性材料３により固定される。
また、前記磁性ナノ粒子と前記磁性材料とが磁気的に結合し、図１Ｂに示すように、磁気クラスターが形成される。該磁気クラスターは、前記磁性ナノ粒子１の体積に比して、前記磁性材料３の体積の分だけ体積が増大するため、書込み易さが向上する。ここで、前記磁気クラスターの形成イメージとしては、例えば、図１Ｃに示すように、所謂エピタキシャル成長のように、前記磁性ナノ粒子上に、垂直方向に前記磁性材料が配向して形成される。なお、図１Ｃでは、ＦｅＰｔナノ粒子上に堆積されているのが非磁性材料であるが、磁性材料であっても同様のイメージである。
【００２６】
前記磁性材料は、前記磁性ナノ粒子と同一の材料であってもよいし、異なる材料であってもよい。また、異なる材料である場合、前記磁性材料の保磁力は、前記磁性ナノ粒子の保磁力よりも小さいのが好ましい。この場合、前記磁性材料が、面内配向し易く、図１Ｄ及び図１Ｅに示すように、ハード材としての前記磁性ナノ粒子１と、ソフト材としての前記磁性材料３とのカップリングにより、所謂ＥＣＯ媒体（エクスチェンジカップルドメディア）の様な態様を採ることができ、垂直配向した磁性ナノ粒子の膜上に面内配向膜を配置することにより、斜め成分の磁束が形成され、書込み性能が向上する点で、有利である。
前記磁性材料の具体例としては、特に制限はなく、目的に応じて公知のものの中から適宜選択することができるが、例えば、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、ＦｅＣｏ、ＦｅＮｉ、ＣｏＮｉ、ＣｏＮｉＰ、ＦｅＰｔ、ＣｏＰｔ、ＮｉＰｔなどが好適に挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００２７】
前記磁性材料堆積工程は、前記磁性ナノ粒子の表面であって前記磁性膜の表層部に存在する有機物を除去した後に行うのが好ましい。
前記有機物の除去は、例えば、逆スパッタ法により好適に行うことができる。
以上の工程により、前記磁性膜上に前記磁性材料が堆積される。
【００２８】
＜第２熱処理工程＞
前記第２熱処理工程は、前記磁性材料堆積工程により、前記磁性材料が堆積された前記磁性膜に対し、非磁場中にて熱処理を行う工程である。
前記第２熱処理工程により、前記磁性ナノ粒子を、ｆｃｃ構造からｆｃｔ構造へと結晶変態を生じさせることができ、該結晶変態により、原子が規則配列して大きな磁気異方性が生じる。
【００２９】
前記第２熱処理工程は、前記磁性ナノ粒子の周囲に存在する有機物をアモルファスカーボン化させるのが好ましい。この場合、前記磁性ナノ粒子が、非磁性体カーボン（アモルファスカーボン）付着しているため、該アモルファスカーボンにより一定の粒間で規則正しく自己配列される。
前記第２熱処理工程における加熱温度としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記第１熱処理工程における加熱温度よりも高いのが好ましく、具体的には、例えば、３００℃程度を超えるのが好ましい。
前記第２熱処理工程における加熱温度が、前記第１熱処理工程における加熱温度以下であると、前記有機物をアモルファスカーボン化することができないことがある。
以上の工程により、前記磁性材料が堆積された前記磁性膜に対し、非磁場中にて熱処理が行われる。
【００３０】
本発明の磁気記録媒体の製造方法は、前記第１熱処理工程及び前記第２熱処理工程の２段階の熱処理を行い、これらの熱処理の間に、前記磁性材料堆積工程により、前記磁性ナノ粒子の表面に前記磁性材料を堆積させるので、キャップ効果による前記磁性ナノ粒子の規則配列を形成し、また前記磁性体の体積の増大による書込み性能及び出力の向上を図り、高密度に記録可能で、Ｓ／Ｎ比が高い磁気記録媒体を製造することができる。
また、本発明の磁気記録媒体の製造方法により、磁気記録媒体を効率よく低コストで製造することができる。このため、本発明の前記磁気記録媒体の製造方法は、本発明の磁気記録媒体の製造に好適である。
【００３１】
（磁気記録媒体）
本発明の磁気記録媒体は、本発明の前記磁気記録媒体の製造方法により製造される。
本発明の前記磁気記録媒体は、記録層を少なくとも有してなり、更に基板、必要に応じて適宜選択したその他の層を有してなる。
【００３２】
−記録層−
前記記録層は、磁性ナノ粒子を少なくとも有してなり、該磁性ナノ粒子が被加工面上に成膜されて形成された磁性膜上に、磁性材料が堆積されてなる。
なお、前記磁性ナノ粒子は、磁性体であり、磁化を有している。前記磁性ナノ粒子、前記磁性膜、及び前記磁性材料の詳細については、本発明の上記磁気記録媒体の製造方法の説明において上述した通りである。
前記記録層の厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、４〜１００ｎｍ程度が好ましく、５〜５０ｎｍがより好ましい。
【００３３】
−基板−
前記基板としては、その形状、構造、大きさ、材質等について特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記形状としては、前記磁気記録媒体がハードディスク等の磁気ディスクである場合には、円板状であり、また、前記材質としては、アルミニウム、ガラス、シリコン、石英、シリコン表面に熱酸化膜を形成してなるＳｉＯ２／Ｓｉ、等が挙げられる。
【００３４】
−その他の層−
前記その他の層としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記記録層及び前記基板の間に設けられる密着層、前記記録層を保護する保護層、等が挙げられる。
【００３５】
前記密着層としては、前記基板との密着性を向上させることができる限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、カーボンをスパッタ法により堆積させた層などが挙げられる。なお、前記基板との密着性を向上させることができる材料であれば、前記カーボン以外の材料を使用することもできる。
【００３６】
前記保護層としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）を含む層、等が挙げられる。該保護層は、例えば、前記記録層上に、プラズマＣＶＤ法によりＤＬＣを堆積させて形成することができ、更に表面に潤滑油をディッピング等により塗布してもよい。
【００３７】
本発明の磁気記録媒体は、規則配列した前記磁性ナノ粒子を含む記録層を有するので、高密度に記録可能で、Ｓ／Ｎ比が高い。このため、該磁気記録媒体は、コンピュータ、各種情報端末の外部記憶装置等として広く使用されているハードディスク装置に好適に使用可能である。
【００３８】
（磁気記録再生装置）
本発明の磁気記録再生装置は、本発明の前記磁気記録媒体と、磁気記録再生用ヘッドとを少なくとも有してなり、更に必要に応じて適宜選択したその他の部材を有してなる。
【００３９】
前記磁気記録再生用ヘッドとしては、特に制限はなく、目的に応じて公知のものの中から適宜選択することができる。
前記その他の部材としては、例えば、前記磁気記録再生用ヘッドを搭載するアーム部材などが挙げられ、前記その他の手段としては、該アーム部材を移動（回転）させて前記磁気記録再生用ヘッドを移動させる手段などが挙げられる。
【００４０】
本発明の前記磁気記録装置においては、本発明の前記磁気記録媒体に対し、前記磁気記録再生用ヘッドが記録及び再生を行うので、ノイズが少なく高密度記録が可能で、情報記録再生能に優れる。このため、コンピュータ、各種情報端末の外部記憶装置等として広く使用されているハードディスク装置に好適である。
【実施例】
【００４１】
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明は下記実施例に何ら限定されるものではない。
【００４２】
（実施例１）
−磁気記録媒体の作製−
以下のようにして、磁気記録媒体を作製した。
【００４３】
＜磁性膜形成工程＞
〔磁性ナノ粒子の合成〕
記録層の材料として、前記磁性ナノ粒子としてのＦｅＰｔナノ粒子を、以下のようにして合成した。
まず、アルゴン雰囲気下、ビスアセチルアセトナト白金１９７ｍｇ（０．５ｍｍｏｌ）と、１，２−ヘキサデカンジオール３９０ｍｇとを入れたフラスコに、ジオクチルエーテル２０ｍＬを加え、更にオレイン酸０．３２ｍＬ（１．０ｍｍｏｌ）、及びオレイルアミン０．３４ｍＬ(１．０ｍｍｏｌ)を加えた後に、Ｆｅ(ＣＯ)５を０．１３ｍＬ（１．０ｍｍｏｌ）加えて、攪拌しながら２３０℃で反応させた。３０分間の反応させた後、溶液を室温まで放冷し、エタノール４０ｍＬを加えて遠心分離を行い、沈殿をヘキサンに分散させることにより、ＦｅＰｔナノ粒子の分散液を得た。この条件で得られたＦｅＰｔナノ粒子の平均粒径は、４．３ｎｍであった。また、ＦｅＰｔの組成比は、Ｆｅ５０，Ｐｔ５０ａｔ％であった。なお、この方法で作製したナノ粒子は、分散安定剤（オレイン酸及びオレイルアミン）における疎水基が外側に向いている状態である。
なお、原材料の混合比を変えることにより、Ｆｅリッチ又はＰｔリッチのナノ粒子の作製が可能である。
【００４４】
次に、外径６５ｍｍ、内径２０ｍｍの熱酸化膜付きのＳｉ基板を用意した。そして、Ｓｉ基板上に、カーボンをスパッタ法により、３ｎｍの厚みとなるように成膜し、密着層を形成した。
次いで、得られたＦｅＰｔナノ粒子の分散液を、密着層（前記被加工面）上に、スピンコート法により塗布して磁性膜を形成した。
【００４５】
＜第１熱処理工程＞
磁場中熱処理炉に、磁性膜を有するＳｉ基板をセットして、外部磁場を１０Ｔ印加した。なお、外部磁場の印加には、超伝導マグネットを用い、磁場は、Ｓｉ基板に対して垂直な方向に印加した。
次に、熱処理炉のチャンバーを、１０−５Ｐａ台まで排気した後に、Ａｒガスを導入して、チャンバー内の圧力を１気圧とした。１気圧に到達した後、１０℃／ｍｉｎの速度で、３００℃まで昇温し、３００℃にて３０分間保持した。保持後は、ヒータを切り、室温まで自然冷却した。試料が室温に戻った時点で、磁場を零磁場に戻した。
【００４６】
磁場中熱処理後に、スパッタ装置に試料を移送して、５分間逆スパッタを行い、ＦｅＰｔナノ粒子の表面であって、磁性膜の表層部に存在する有機物を除去した。
【００４７】
＜磁性材料堆積工程＞
次に、有機物が除去された後の磁性膜上に、ＣｏＣｒＰｔ合金を堆積させ、厚みが７ｎｍとなるように成膜した。
【００４８】
＜第２熱処理工程＞
再び熱処理炉にＳｉ基板をセットして、１０−５Ｐａ台に排気した後に、排気しながら、５００℃まで、１０℃／ｍｉｎの速度で昇温して、５００℃にて３０分間保持した。その後、室温まで冷却し試料を取り出した。
【００４９】
取り出したＳｉ基板を、スパッタ装置にセットして、窒化カーボンを５ｎｍの厚みとなるように成膜し保護層を形成した。
そして、最後に、潤滑材を１ｎｍの厚みで塗布した。
その結果、規則配列を維持したままの垂直配向ナノ粒子を記録層に有する磁気記録媒体が得られた。
【００５０】
（比較例１）
実施例１において、前記磁性材料堆積（充填）工程における磁性材料としてのＣｏＣｒＰｔ合金を、非磁性材料であるカーボンに変えて、カーボンキャップ層を形成した以外は、実施例１と同様にして、磁気記録媒体を製造した。
【００５１】
−磁気記録媒体の特性評価−
磁気記録媒体における層構成の一例を、図３に示す。図３に示す磁気記録媒体では、基板上に、下地層（厚み３ｎｍ）を有し、該下地層上に、ＦｅＰｔナノ粒子（粒子径４．３ｎｍ）が配置され、該ＦｅＰｔナノ粒子上に、カーボンキャップ層（０〜３．１ｎｍ）、及びカーボン保護層（厚み５ｎｍ）を更に有している。また、磁気ヘッドの浮上量は、１０．８ｎｍである。
このような層構成を有する磁気記録媒体において、カーボンキャップ層の厚みをパラメータとして、該厚みを、０ｎｍ（カーボンキャップ層なし）〜３．１ｎｍに変化させたときの、磁気ヘッド表面及び磁性層（前記記録層）表面間の距離と、Ｓ／Ｎ比との関係を、図４に示す。
図４に示すように、磁気記録媒体のＳ／Ｎ比は、磁気ヘッド表面及び磁性層（記録層）表面間の距離に依存し、カーボンキャップ層の厚みが増加するにつれて、磁気ヘッド表面及び磁性層表面間の距離が拡がり、Ｓ／Ｎ比が低下することが判る。
したがって、実施例１で製造したカーボンキャップ層を有しない磁気記録媒体は、比較例１で製造したカーボンキャップ層を有する磁気記録媒体に比して、Ｓ／Ｎ比が高いことが判った。
また、実施例１で製造した磁気記録媒体は、カーボンキャップ層を形成しないで、ＦｅＰｔナノ粒子の表面に磁性材料を堆積させて記録層（磁性層）を形成したため、磁気ヘッド表面及び磁性層表面間の距離が、磁性材料が堆積されて形成された層の厚みに依存することなく、常に一定（１５．８ｎｍ）であり、優れたＳ／Ｎ比を有することが認められた。
このため、本発明の前記磁気記録媒体を有する磁気記録再生装置は、ノイズが少なく高密度記録が可能で、情報記録再生能に優れることが認められる。
【００５２】
本発明の好ましい態様を付記すると、以下の通りである。
（付記１） 化学合成により作製した磁性ナノ粒子を少なくとも含む分散液を、被加工面上に塗布して磁性膜を形成する磁性膜形成工程と、該磁性膜に対し、磁場中にて熱処理を行う第１熱処理工程と、該第１熱処理工程の後、前記磁性膜上に磁性材料を堆積させる磁性材料堆積工程と、該磁性材料が堆積された前記磁性膜に対し、非磁場中にて熱処理を行う第２熱処理工程とを、少なくとも含むことを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
（付記２） 第１熱処理工程における熱処理温度が、第２熱処理工程における熱処理温度以下である付記１に記載の磁気記録媒体の製造方法。
（付記３） 第１熱処理工程における磁場が、外部磁場を印加することにより形成される付記１から２のいずれかに記載の磁気記録媒体の製造方法。
（付記４） 第１熱処理工程が、磁性ナノ粒子の配向を制御する付記１から３のいずれかに記載の磁気記録媒体の製造方法。
（付記５） 分散液が、有機物を含む付記１から４のいずれかに記載の磁気記録媒体の製造方法。
（付記６） 磁性材料堆積工程が、磁性ナノ粒子の表面であって磁性膜の表層部に存在する前記有機物を除去した後に行われる付記５に記載の磁気記録媒体の製造方法。
（付記７） 有機物の除去が、逆スパッタにより行われる付記６に記載の磁気記録媒体の製造方法。
（付記８） 磁性材料が、磁性ナノ粒子と同一の材料である付記１から７のいずれかに記載の磁気記録媒体の製造方法。
（付記９） 磁性材料が、磁性ナノ粒子と異なる材料である付記１から７のいずれかに記載の磁気記録媒体の製造方法。
（付記１０） 磁性ナノ粒子の保磁力よりも、磁性材料の保磁力が小さい付記９に記載の磁気記録媒体の製造方法。
（付記１１） 第２熱処理工程が、磁性ナノ粒子の周囲に存在する有機物をアモルファスカーボン化させる付記５から１０のいずれかに記載の磁気記録媒体の製造方法。
（付記１２） 磁性ナノ粒子が、ＦｅＰｔである付記１から１１のいずれかに記載の磁気記録媒体の製造方法。
（付記１３） 付記１から１２のいずれかに記載の磁気記録媒体の製造方法により製造されたことを特徴とする磁気記録媒体。
（付記１４） 付記１３に記載の磁気記録媒体と、磁気記録再生用ヘッドとを少なくとも有することを特徴とする磁気記録再生装置。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明の磁気記録媒体は、コンピュータ、各種情報端末の外部記憶装置等として広く使用されているハードディスク装置に好適に使用可能である。
本発明の磁気記録媒体の製造方法は、本発明の前記磁気記録媒体の製造に好適に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１Ａ】図１Ａは、磁性ナノ粒子上に磁性材料が堆積された状態の一例を示す概略図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、磁性ナノ粒子上に磁性材料が堆積されて形成された磁気クラスターの一例を示す概略図である。
【図１Ｃ】図１Ｃは、磁性ナノ粒子上に金属材料が成長した状態の一例を示すイメージ写真である。
【図１Ｄ】図１Ｄは、磁性ナノ粒子上の磁性材料を面内配向させた状態の一例を示す概略図（その１）である。
【図１Ｅ】図１Ｅは、磁性ナノ粒子上の磁性材料を面内配向させた状態の一例を示す概略図（その２）である。
【図２】図２は、磁気記録媒体における層構成の一例を示す概略図である。
【図３】図３は、カーボンキャップ層の厚みをパラメータとしたときの、磁気ヘッド表面及び磁性層（記録層）表面間の距離と、Ｓ／Ｎ比との関係の一例を示すグラフである。
【図４Ａ】図４Ａは、結晶粒径がＤである球形の結晶粒と、結晶粒径及び高さがＤである円柱状の結晶粒との体積比を説明するための概略図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、ナノ粒子の成膜後、該ナノ粒子が規則配列した状態の一例を示す写真である。
【図４Ｃ】図４Ｃは、熱処理により有機物がアモルファスカーボン化したときのナノ粒子の配列状態の一例を示す写真である。
【符号の説明】
【００５５】
１ 磁性ナノ粒子
２ 分散安定剤（有機物）
３ 磁性材料
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高密度に記録可能で、Ｓ／Ｎ比が高い磁気記録媒体及びその効率的な製造方法、並びに情報記録再生能に優れた磁気記録再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、磁気記録再生装置の小型化及び大容量化が急速に進んでいる。記録媒体の記録密度を向上させるためには、該記録媒体のノイズを低減することが必須であり、該記録媒体における記録層に用いる硬磁性体の結晶粒径を微細かつ均一にすることが必要である。
微細かつ均一な結晶粒径を有する硬磁性体の作製方法としては、従来より様々な方法が提案されているが、現在主流となっている方法としては、例えば、スパッタ法が挙げられる。しかし、該スパッタ法を用いる場合、得られる粒子の結晶粒径としては７ｎｍ程度、粒径のバラツキとしては２０％程度が限界である。
【０００３】
そこで、前記限界を超えるために、化学的合成によるＦｅＰｔなどの異方性エネルギーの高い微粒子材料が提案されている（非特許文献１参照）。この合成方法により作製されたＦｅＰｔのナノ粒子は、結晶粒径が４ｎｍ程度で、粒径のバラツキが５％程度と小さく、しかも高い磁気異方性を有することから、超高密度記録媒体材料として大変有望視されている。
【０００４】
しかし、前記化学合成により作製したナノ粒子を媒体材料として用いる場合、以下の２つの問題が生じる。
まず、第１の問題として、ナノ粒子の形状が球形であることに起因する記録媒体への書込み性能の低下が挙げられる。即ち、現在のスパッタ法により作製される結晶粒の形状は、例えば、垂直記録媒体の場合、基板に対して垂直な柱状である。該柱状の結晶粒の場合、その長手方向の結晶磁気異方性が付与し易い。また、信号対ノイズ比（Ｓ／Ｎ比）を決定する要因である媒体ノイズ、及び単位体積当たりの磁気モーメントは、磁気的なサイズ（クラスタサイズ）に大きく影響を受けるが、このクラスタサイズのベースとなるサイズは、結晶粒のサイズである。
ところが、前記化学合成により作製されたナノ粒子は球形であり、前記柱状の結晶粒に比して、体積が減少する。例えば、図４Ａに示すように、結晶粒径がＤである球形の結晶粒と、結晶粒径及び高さがＤである円柱状の結晶粒とを比較した場合、球形の結晶粒の体積は、円柱状の結晶粒の体積の２／３となる。熱揺らぎの指標は、異方性エネルギーとクラスタサイズ（活性化体積）との積、ＫｕＶで表されるため、円柱状の結晶粒と同一の熱揺らぎ耐性を球状の結晶粒で得るためには、Ｋｕ（異方性エネルギー）を大きくすることが必要となる。そして、該Ｋｕを大きくすると、記録媒体に書き込むために必要な磁界が大きくなり、書き込み難くなる。また、単位面積当たりの磁性体面積が少なくなるため、出力の低下及びノイズの増加が生じるという問題がある。
【０００５】
次に、第２の問題として、熱処理によるナノ粒子の規則配列の乱れが挙げられる。即ち、ＦｅＰｔ等の合金に磁気異方性を付与するためには、熱処理を行うことにより、ｆｃｃ構造からｆｃｔ構造へと結晶変態を生じさせることが必要であり、該結晶変態により、原子が規則配列して大きな磁気異方性が生じる。例えば、非特許文献２に示すように、前記化学合成により作製されたナノ粒子は、成膜時には、その周囲に分散安定剤と呼ばれるオレイン酸、オレイルアミン等の有機物が存在した状態にて規則配列している（図４Ｂ参照）。なお、該有機物の直鎖の長さにより、規則配列時の粒子間距離が決定する。しかし、これらの有機物は、熱処理により水素原子が取れてアモルファスカーボン状態となり、このとき、前記有機物の体積変化により収縮が生じ、ナノ粒子の規則配列が乱れると共に、膜内にクラックが生じてしまう（図４Ｃ参照）。
【０００６】
前記第１の問題に対しては、例えば、粒子の形状を球形以外の態様に変えることが考えられる。しかし、粒子の形状を変化させるためには、その製造工程が複雑となり、学会発表及び論文においても、形状を変化させる技術に関する報告はなく、現状では困難である。
前記第２の問題に対しては、例えば、熱処理前にカーボンをスパッタ法等により形成し、ナノ粒子を押さえ込んで固定する方法が提案されている。しかし、この方法では、該固定のためにカーボンを成膜した後、更にカーボン等を保護膜として成膜するため、記録媒体表面と、磁気ヘッドとの間の距離が拡がり、磁気スペーシングの増大によるＳ／Ｎ比の低下を招く。
【０００７】
したがって、化学合成により作製した磁性ナノ粒子を規則配列させることができ、高密度に記録可能で、Ｓ／Ｎが高い磁気記録媒体を製造する方法及びこれに関連する技術は、未だ提供されていないのが現状である。
【０００８】
【非特許文献１】Ｓ．Ｓｕｎ ｅｔ ａｌ．，Ｓｃｉｅｎｃｅ，２８７（２０００）１９８９．
【非特許文献２】Ｊ．Ｗ．Ｈａｒｒｅｌｌ．，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．７９（２００１）４３９３．
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、従来における前記問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、高密度に記録可能で、Ｓ／Ｎ比が高い磁気記録媒体及びその効率的な製造方法、並びに情報記録再生能に優れた磁気記録再生装置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】
【００１０】
前記課題を解決するための手段としては、後述する付記に列挙した通りである。即ち、
本発明の磁気記録媒体の製造方法は、化学合成により作製した磁性ナノ粒子を少なくとも含む分散液を、被加工面上に塗布して磁性膜を形成する磁性膜形成工程と、該磁性膜に対し、磁場中にて熱処理を行う第１熱処理工程と、該第１熱処理工程の後、前記磁性膜上に磁性材料を堆積させる磁性材料堆積工程と、該磁性材料が堆積された前記磁性膜に対し、非磁場中にて熱処理を行う第２熱処理工程とを、少なくとも含むことを特徴とする。
該磁気記録媒体の製造方法では、前記磁性膜形成工程において、前記化学合成により作製した磁性ナノ粒子を少なくとも含む分散液が、前記被加工面上に塗布されて磁性膜が形成される。前記第１加熱工程において、前記磁性膜に対し、磁場中にて熱処理が行われる。前記磁性材料堆積工程において、前記第１熱処理工程の後、前記磁性膜上に前記磁性材料が堆積される。前記第２熱処理工程において、前記磁性材料が堆積された前記磁性膜に対し、非磁場中にて熱処理が行われる。その結果、規則配列した前記磁性ナノ粒子を含む記録層を有する磁気記録媒体が効率的に製造される。
【００１１】
本発明の磁気記録媒体は、本発明の前記磁気記録媒体の製造方法により製造されたことを特徴とする。
該磁気記録媒体においては、規則配列した前記磁性ナノ粒子を含む記録層を有するので、高密度に記録可能で、Ｓ／Ｎ比が高い。このため、該磁気記録媒体は、コンピュータ、各種情報端末の外部記憶装置等として広く使用されているハードディスク装置に好適に使用可能である。
【００１２】
本発明の磁気記録再生装置は、本発明の前記磁気記録媒体と、磁気記録再生用ヘッドとを少なくとも有することを特徴とする。
該磁気記録再生装置においては、本発明の前記磁気記録媒体に対し、前記磁気記録再生用ヘッドが記録及び再生を行うので、ノイズが少なく高密度記録が可能で、情報記録再生能に優れる。このため、コンピュータ、各種情報端末の外部記憶装置等として広く使用されているハードディスク装置に好適である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によると、従来における問題を解決することができ、高密度に記録可能で、Ｓ／Ｎ比が高い磁気記録媒体及びその効率的な製造方法、並びに情報記録再生能に優れた磁気記録再生装置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】
【００１４】
（磁気記録媒体の製造方法）
本発明の磁気記録媒体の製造方法は、磁性膜形成工程と、第１熱処理工程と、磁性材料堆積工程と、第２熱処理工程とを少なくとも含み、更に必要に応じて適宜選択したその他の工程を含む。
【００１５】
＜磁性膜形成工程＞
前記磁性膜形成工程は、化学合成により作製した磁性ナノ粒子を少なくとも含む分散液を、被加工面上に塗布して磁性膜を形成する工程である。
前記分散液は、前記磁性ナノ粒子に加えて、更に有機物を含むのが好ましく、表面に前記有機物が付着して規則配列された前記磁性ナノ粒子を、例えば、ヘキサン等の溶媒に分散させることにより調製することができる。
【００１６】
−磁性ナノ粒子−
前記磁性ナノ粒子は、磁性体で磁化を有しており、該磁性ナノ粒子としては、特に制限はなく、公知の組成のものの中から適宜選択することができるが、ｆｃｔ構造を採り得る場合、保磁力が大きく、高密度記録の実現が可能な点で、ＦｅＰｔが好適に挙げられる。
【００１７】
前記磁性ナノ粒子は、化学合成により作製することができ、該磁性ナノ粒子の合成方法としては、例えば、Ｓ．Ｓｕｎ ａｎｄ Ｃ．Ｂ．Ｍｕｒｒａｙ Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．８５ ４３２５（１９９９）、Ｓ．Ｓｕｎ ｅｔ ａｌ．，Ｓｃｉｅｎｃｅ ２８７ １９８９（２０００）、特開２０００−５４０１２号公報等において開示されている、スーパーハイドライド法、ポリオール法などが好適に挙げられる。これらの方法によれば、出発材料を適宜選択することにより、様々な合金を合成することができる。
例えば、前記ポリオール法により、前記磁性ナノ粒子としてのＦｅＰｔナノ粒子を製造する場合には、Ｐｔ錯体及び還元剤を含む成分を溶媒中に溶解させた後、これにＦｅ錯体及び分散安定剤（前記有機物；オレイン酸、オレイルアミン等）を加え、還流・撹拌しながら加熱することにより金属前駆体溶液を作製した後、得られた金属前駆体溶液を加熱・撹拌し、ＦｅＰｔナノ粒子を成長させる。
【００１８】
前記ＦｅＰｔナノ粒子の成長は、前記分散安定剤の影響により、ナノ粒子径制御及び粒間制御が行われる。即ち、具体的には、前記分散安定剤としてのオレイルアミンにより、前記ＦｅＰｔナノ粒子の成長が抑制され、前記分散安定剤としてのオレイン酸により前記ＦｅＰｔナノ粒子の表面が覆われ、有機物が表面に付着したＦｅＰｔナノ粒子が得られる。このため、前記ポリオール法においては、前記分散安定剤の種類により、得られるＦｅＰｔナノ粒子の粒径が決まり、前記分散安定剤の種類（該分散安定剤におけるアルキル鎖長）によってＦｅＰｔナノ粒子間の幅（粒間）が決まり、該ＦｅＰｔナノ粒子が規則的に配列する。
【００１９】
−被加工面−
前記被加工面としては、前記磁性膜が形成される面、即ち、前記磁性ナノ粒子を含む記録層が形成される面であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、基板、密着層等の表面などが挙げられる。
【００２０】
前記基板としては、その形状、構造、大きさ、材質等については特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記形状としては、前記磁気記録媒体がハードディスク等の磁気ディスクである場合には、円板状である。また、前記構造としては、単層構造であってもよいし、積層構造であってもよい。また、前記材質としては、磁気記録媒体の基材材料として公知のものの中から、適宜選択することができ、例えば、アルミニウム、ガラス、シリコン、石英、シリコン表面に熱酸化膜を形成してなるＳｉＯ２／Ｓｉ、等が挙げられる。これらの基板材料は、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
なお、前記基板は、適宜製造したものであってもよいし、市販品を使用してもよい。
前記密着層としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、スパッタ法により形成されたカーボン層などが挙げられる。
【００２１】
−磁性膜−
前記磁性膜は、前記磁性ナノ粒子を含む分散液が、前記被加工面上に塗布されて形成される。
前記塗布の方法としては、均一な厚みで成膜することができる限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、スピンコート法が好適に挙げられる。なお、該スピンコート法による塗布の条件（回転数、温度等）については、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
以上の工程により、化学合成により作製した前記磁性ナノ粒子が、前記被加工面上に成膜されて磁性膜が形成される。
【００２２】
＜第１熱処理工程＞
前記第１熱処理工程は、前記磁性膜に対し、磁場中にて熱処理を行う工程である。
前記磁性膜形成工程により形成された前記磁性膜における前記磁性ナノ粒子は、３次元ランダムに配向しているが、前記第１熱処理工程により、前記磁性ナノ粒子の配向が制御される。即ち、該磁性ナノ粒子の磁化容易軸が、該磁性膜（該磁性膜（記録層）を有する前記磁気記録媒体）の面に対し、垂直方向及び水平方向のいずれかに配向される。該磁性ナノ粒子が、このようにいずれかの方向に配向している場合、該磁性ナノ粒子を用いた前記磁気記録媒体の記録密度を向上させることができる点で、有利である。
【００２３】
前記第１熱処理工程における磁場は、外部磁場を印加することにより形成されるのが好ましい。
前記外部磁場の印加は、例えば、超伝導マグネットを用いて行うことができる。
前記外部磁場の強さとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記磁性ナノ粒子の磁化容易軸の配向を充分に行うことができる点で、１０Ｔ以上が好ましい。
前記外部磁場の方向としては、磁気記録媒体の記録方式に応じて適宜選択することができ、前記基板に対して水平方向であってもよいし、垂直方向であってもよい。
【００２４】
前記第１熱処理工程における、熱処理温度としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記磁性ナノ粒子の回転による配向制御のみを行うことができる点で、後述する第２加熱工程における熱処理温度以下であるのが好ましい。具体的には、例えば、３００℃程度以下が好ましい。
前記熱処理温度が、３００℃を超えると、前記分散安定剤（前記有機物）がアモルファスカーボン化して、前記有機物の体積変化による収縮が生じ、前記磁性ナノ粒子の規則配列が乱れることがある。
前記熱処理の時間としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、３０分間程度が好ましい。
以上の工程により、前記磁性膜に対し、磁場中にて熱処理が行われる。
【００２５】
＜磁性材料堆積工程＞
前記磁性材料堆積工程は、前記第１熱処理工程の後、前記磁性膜上に磁性材料を堆積させる工程である。
前記磁性材料の堆積は、例えば、スパッタ法により好適に行うことができる。該磁性材料をスパッタ法により堆積させると、該磁性材料によるキャップ効果が発揮され、図１Ａに示すように、分散安定剤（有機物）２中に規則配列されて存在する前記磁性ナノ粒子１が、前記磁性材料３により固定される。
また、前記磁性ナノ粒子と前記磁性材料とが磁気的に結合し、図１Ｂに示すように、磁気クラスターが形成される。該磁気クラスターは、前記磁性ナノ粒子１の体積に比して、前記磁性材料３の体積の分だけ体積が増大するため、書込み易さが向上する。ここで、前記磁気クラスターの形成イメージとしては、例えば、図１Ｃに示すように、所謂エピタキシャル成長のように、前記磁性ナノ粒子上に、垂直方向に前記磁性材料が配向して形成される。なお、図１Ｃでは、ＦｅＰｔナノ粒子上に堆積されているのが非磁性材料であるが、磁性材料であっても同様のイメージである。
【００２６】
前記磁性材料は、前記磁性ナノ粒子と同一の材料であってもよいし、異なる材料であってもよい。また、異なる材料である場合、前記磁性材料の保磁力は、前記磁性ナノ粒子の保磁力よりも小さいのが好ましい。この場合、前記磁性材料が、面内配向し易く、図１Ｄ及び図１Ｅに示すように、ハード材としての前記磁性ナノ粒子１と、ソフト材としての前記磁性材料３とのカップリングにより、所謂ＥＣＯ媒体（エクスチェンジカップルドメディア）の様な態様を採ることができ、垂直配向した磁性ナノ粒子の膜上に面内配向膜を配置することにより、斜め成分の磁束が形成され、書込み性能が向上する点で、有利である。
前記磁性材料の具体例としては、特に制限はなく、目的に応じて公知のものの中から適宜選択することができるが、例えば、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、ＦｅＣｏ、ＦｅＮｉ、ＣｏＮｉ、ＣｏＮｉＰ、ＦｅＰｔ、ＣｏＰｔ、ＮｉＰｔなどが好適に挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００２７】
前記磁性材料堆積工程は、前記磁性ナノ粒子の表面であって前記磁性膜の表層部に存在する有機物を除去した後に行うのが好ましい。
前記有機物の除去は、例えば、逆スパッタ法により好適に行うことができる。
以上の工程により、前記磁性膜上に前記磁性材料が堆積される。
【００２８】
＜第２熱処理工程＞
前記第２熱処理工程は、前記磁性材料堆積工程により、前記磁性材料が堆積された前記磁性膜に対し、非磁場中にて熱処理を行う工程である。
前記第２熱処理工程により、前記磁性ナノ粒子を、ｆｃｃ構造からｆｃｔ構造へと結晶変態を生じさせることができ、該結晶変態により、原子が規則配列して大きな磁気異方性が生じる。
【００２９】
前記第２熱処理工程は、前記磁性ナノ粒子の周囲に存在する有機物をアモルファスカーボン化させるのが好ましい。この場合、前記磁性ナノ粒子が、非磁性体カーボン（アモルファスカーボン）付着しているため、該アモルファスカーボンにより一定の粒間で規則正しく自己配列される。
前記第２熱処理工程における加熱温度としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記第１熱処理工程における加熱温度よりも高いのが好ましく、具体的には、例えば、３００℃程度を超えるのが好ましい。
前記第２熱処理工程における加熱温度が、前記第１熱処理工程における加熱温度以下であると、前記有機物をアモルファスカーボン化することができないことがある。
以上の工程により、前記磁性材料が堆積された前記磁性膜に対し、非磁場中にて熱処理が行われる。
【００３０】
本発明の磁気記録媒体の製造方法は、前記第１熱処理工程及び前記第２熱処理工程の２段階の熱処理を行い、これらの熱処理の間に、前記磁性材料堆積工程により、前記磁性ナノ粒子の表面に前記磁性材料を堆積させるので、キャップ効果による前記磁性ナノ粒子の規則配列を形成し、また前記磁性体の体積の増大による書込み性能及び出力の向上を図り、高密度に記録可能で、Ｓ／Ｎ比が高い磁気記録媒体を製造することができる。
また、本発明の磁気記録媒体の製造方法により、磁気記録媒体を効率よく低コストで製造することができる。このため、本発明の前記磁気記録媒体の製造方法は、本発明の磁気記録媒体の製造に好適である。
【００３１】
（磁気記録媒体）
本発明の磁気記録媒体は、本発明の前記磁気記録媒体の製造方法により製造される。
本発明の前記磁気記録媒体は、記録層を少なくとも有してなり、更に基板、必要に応じて適宜選択したその他の層を有してなる。
【００３２】
−記録層−
前記記録層は、磁性ナノ粒子を少なくとも有してなり、該磁性ナノ粒子が被加工面上に成膜されて形成された磁性膜上に、磁性材料が堆積されてなる。
なお、前記磁性ナノ粒子は、磁性体であり、磁化を有している。前記磁性ナノ粒子、前記磁性膜、及び前記磁性材料の詳細については、本発明の上記磁気記録媒体の製造方法の説明において上述した通りである。
前記記録層の厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、４〜１００ｎｍ程度が好ましく、５〜５０ｎｍがより好ましい。
【００３３】
−基板−
前記基板としては、その形状、構造、大きさ、材質等について特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記形状としては、前記磁気記録媒体がハードディスク等の磁気ディスクである場合には、円板状であり、また、前記材質としては、アルミニウム、ガラス、シリコン、石英、シリコン表面に熱酸化膜を形成してなるＳｉＯ２／Ｓｉ、等が挙げられる。
【００３４】
−その他の層−
前記その他の層としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記記録層及び前記基板の間に設けられる密着層、前記記録層を保護する保護層、等が挙げられる。
【００３５】
前記密着層としては、前記基板との密着性を向上させることができる限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、カーボンをスパッタ法により堆積させた層などが挙げられる。なお、前記基板との密着性を向上させることができる材料であれば、前記カーボン以外の材料を使用することもできる。
【００３６】
前記保護層としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）を含む層、等が挙げられる。該保護層は、例えば、前記記録層上に、プラズマＣＶＤ法によりＤＬＣを堆積させて形成することができ、更に表面に潤滑油をディッピング等により塗布してもよい。
【００３７】
本発明の磁気記録媒体は、規則配列した前記磁性ナノ粒子を含む記録層を有するので、高密度に記録可能で、Ｓ／Ｎ比が高い。このため、該磁気記録媒体は、コンピュータ、各種情報端末の外部記憶装置等として広く使用されているハードディスク装置に好適に使用可能である。
【００３８】
（磁気記録再生装置）
本発明の磁気記録再生装置は、本発明の前記磁気記録媒体と、磁気記録再生用ヘッドとを少なくとも有してなり、更に必要に応じて適宜選択したその他の部材を有してなる。
【００３９】
前記磁気記録再生用ヘッドとしては、特に制限はなく、目的に応じて公知のものの中から適宜選択することができる。
前記その他の部材としては、例えば、前記磁気記録再生用ヘッドを搭載するアーム部材などが挙げられ、前記その他の手段としては、該アーム部材を移動（回転）させて前記磁気記録再生用ヘッドを移動させる手段などが挙げられる。
【００４０】
本発明の前記磁気記録装置においては、本発明の前記磁気記録媒体に対し、前記磁気記録再生用ヘッドが記録及び再生を行うので、ノイズが少なく高密度記録が可能で、情報記録再生能に優れる。このため、コンピュータ、各種情報端末の外部記憶装置等として広く使用されているハードディスク装置に好適である。
【実施例】
【００４１】
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明は下記実施例に何ら限定されるものではない。
【００４２】
（実施例１）
−磁気記録媒体の作製−
以下のようにして、磁気記録媒体を作製した。
【００４３】
＜磁性膜形成工程＞
〔磁性ナノ粒子の合成〕
記録層の材料として、前記磁性ナノ粒子としてのＦｅＰｔナノ粒子を、以下のようにして合成した。
まず、アルゴン雰囲気下、ビスアセチルアセトナト白金１９７ｍｇ（０．５ｍｍｏｌ）と、１，２−ヘキサデカンジオール３９０ｍｇとを入れたフラスコに、ジオクチルエーテル２０ｍＬを加え、更にオレイン酸０．３２ｍＬ（１．０ｍｍｏｌ）、及びオレイルアミン０．３４ｍＬ(１．０ｍｍｏｌ)を加えた後に、Ｆｅ(ＣＯ)５を０．１３ｍＬ（１．０ｍｍｏｌ）加えて、攪拌しながら２３０℃で反応させた。３０分間の反応させた後、溶液を室温まで放冷し、エタノール４０ｍＬを加えて遠心分離を行い、沈殿をヘキサンに分散させることにより、ＦｅＰｔナノ粒子の分散液を得た。この条件で得られたＦｅＰｔナノ粒子の平均粒径は、４．３ｎｍであった。また、ＦｅＰｔの組成比は、Ｆｅ５０，Ｐｔ５０ａｔ％であった。なお、この方法で作製したナノ粒子は、分散安定剤（オレイン酸及びオレイルアミン）における疎水基が外側に向いている状態である。
なお、原材料の混合比を変えることにより、Ｆｅリッチ又はＰｔリッチのナノ粒子の作製が可能である。
【００４４】
次に、外径６５ｍｍ、内径２０ｍｍの熱酸化膜付きのＳｉ基板を用意した。そして、Ｓｉ基板上に、カーボンをスパッタ法により、３ｎｍの厚みとなるように成膜し、密着層を形成した。
次いで、得られたＦｅＰｔナノ粒子の分散液を、密着層（前記被加工面）上に、スピンコート法により塗布して磁性膜を形成した。
【００４５】
＜第１熱処理工程＞
磁場中熱処理炉に、磁性膜を有するＳｉ基板をセットして、外部磁場を１０Ｔ印加した。なお、外部磁場の印加には、超伝導マグネットを用い、磁場は、Ｓｉ基板に対して垂直な方向に印加した。
次に、熱処理炉のチャンバーを、１０−５Ｐａ台まで排気した後に、Ａｒガスを導入して、チャンバー内の圧力を１気圧とした。１気圧に到達した後、１０℃／ｍｉｎの速度で、３００℃まで昇温し、３００℃にて３０分間保持した。保持後は、ヒータを切り、室温まで自然冷却した。試料が室温に戻った時点で、磁場を零磁場に戻した。
【００４６】
磁場中熱処理後に、スパッタ装置に試料を移送して、５分間逆スパッタを行い、ＦｅＰｔナノ粒子の表面であって、磁性膜の表層部に存在する有機物を除去した。
【００４７】
＜磁性材料堆積工程＞
次に、有機物が除去された後の磁性膜上に、ＣｏＣｒＰｔ合金を堆積させ、厚みが７ｎｍとなるように成膜した。
【００４８】
＜第２熱処理工程＞
再び熱処理炉にＳｉ基板をセットして、１０−５Ｐａ台に排気した後に、排気しながら、５００℃まで、１０℃／ｍｉｎの速度で昇温して、５００℃にて３０分間保持した。その後、室温まで冷却し試料を取り出した。
【００４９】
取り出したＳｉ基板を、スパッタ装置にセットして、窒化カーボンを５ｎｍの厚みとなるように成膜し保護層を形成した。
そして、最後に、潤滑材を１ｎｍの厚みで塗布した。
その結果、規則配列を維持したままの垂直配向ナノ粒子を記録層に有する磁気記録媒体が得られた。
【００５０】
（比較例１）
実施例１において、前記磁性材料堆積（充填）工程における磁性材料としてのＣｏＣｒＰｔ合金を、非磁性材料であるカーボンに変えて、カーボンキャップ層を形成した以外は、実施例１と同様にして、磁気記録媒体を製造した。
【００５１】
−磁気記録媒体の特性評価−
磁気記録媒体における層構成の一例を、図３に示す。図３に示す磁気記録媒体では、基板上に、下地層（厚み３ｎｍ）を有し、該下地層上に、ＦｅＰｔナノ粒子（粒子径４．３ｎｍ）が配置され、該ＦｅＰｔナノ粒子上に、カーボンキャップ層（０〜３．１ｎｍ）、及びカーボン保護層（厚み５ｎｍ）を更に有している。また、磁気ヘッドの浮上量は、１０．８ｎｍである。
このような層構成を有する磁気記録媒体において、カーボンキャップ層の厚みをパラメータとして、該厚みを、０ｎｍ（カーボンキャップ層なし）〜３．１ｎｍに変化させたときの、磁気ヘッド表面及び磁性層（前記記録層）表面間の距離と、Ｓ／Ｎ比との関係を、図４に示す。
図４に示すように、磁気記録媒体のＳ／Ｎ比は、磁気ヘッド表面及び磁性層（記録層）表面間の距離に依存し、カーボンキャップ層の厚みが増加するにつれて、磁気ヘッド表面及び磁性層表面間の距離が拡がり、Ｓ／Ｎ比が低下することが判る。
したがって、実施例１で製造したカーボンキャップ層を有しない磁気記録媒体は、比較例１で製造したカーボンキャップ層を有する磁気記録媒体に比して、Ｓ／Ｎ比が高いことが判った。
また、実施例１で製造した磁気記録媒体は、カーボンキャップ層を形成しないで、ＦｅＰｔナノ粒子の表面に磁性材料を堆積させて記録層（磁性層）を形成したため、磁気ヘッド表面及び磁性層表面間の距離が、磁性材料が堆積されて形成された層の厚みに依存することなく、常に一定（１５．８ｎｍ）であり、優れたＳ／Ｎ比を有することが認められた。
このため、本発明の前記磁気記録媒体を有する磁気記録再生装置は、ノイズが少なく高密度記録が可能で、情報記録再生能に優れることが認められる。
【００５２】
本発明の好ましい態様を付記すると、以下の通りである。
（付記１） 化学合成により作製した磁性ナノ粒子を少なくとも含む分散液を、被加工面上に塗布して磁性膜を形成する磁性膜形成工程と、該磁性膜に対し、磁場中にて熱処理を行う第１熱処理工程と、該第１熱処理工程の後、前記磁性膜上に磁性材料を堆積させる磁性材料堆積工程と、該磁性材料が堆積された前記磁性膜に対し、非磁場中にて熱処理を行う第２熱処理工程とを、少なくとも含むことを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
（付記２） 第１熱処理工程における熱処理温度が、第２熱処理工程における熱処理温度以下である付記１に記載の磁気記録媒体の製造方法。
（付記３） 第１熱処理工程における磁場が、外部磁場を印加することにより形成される付記１から２のいずれかに記載の磁気記録媒体の製造方法。
（付記４） 第１熱処理工程が、磁性ナノ粒子の配向を制御する付記１から３のいずれかに記載の磁気記録媒体の製造方法。
（付記５） 分散液が、有機物を含む付記１から４のいずれかに記載の磁気記録媒体の製造方法。
（付記６） 磁性材料堆積工程が、磁性ナノ粒子の表面であって磁性膜の表層部に存在する前記有機物を除去した後に行われる付記５に記載の磁気記録媒体の製造方法。
（付記７） 有機物の除去が、逆スパッタにより行われる付記６に記載の磁気記録媒体の製造方法。
（付記８） 磁性材料が、磁性ナノ粒子と同一の材料である付記１から７のいずれかに記載の磁気記録媒体の製造方法。
（付記９） 磁性材料が、磁性ナノ粒子と異なる材料である付記１から７のいずれかに記載の磁気記録媒体の製造方法。
（付記１０） 磁性ナノ粒子の保磁力よりも、磁性材料の保磁力が小さい付記９に記載の磁気記録媒体の製造方法。
（付記１１） 第２熱処理工程が、磁性ナノ粒子の周囲に存在する有機物をアモルファスカーボン化させる付記５から１０のいずれかに記載の磁気記録媒体の製造方法。
（付記１２） 磁性ナノ粒子が、ＦｅＰｔである付記１から１１のいずれかに記載の磁気記録媒体の製造方法。
（付記１３） 付記１から１２のいずれかに記載の磁気記録媒体の製造方法により製造されたことを特徴とする磁気記録媒体。
（付記１４） 付記１３に記載の磁気記録媒体と、磁気記録再生用ヘッドとを少なくとも有することを特徴とする磁気記録再生装置。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明の磁気記録媒体は、コンピュータ、各種情報端末の外部記憶装置等として広く使用されているハードディスク装置に好適に使用可能である。
本発明の磁気記録媒体の製造方法は、本発明の前記磁気記録媒体の製造に好適に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１Ａ】図１Ａは、磁性ナノ粒子上に磁性材料が堆積された状態の一例を示す概略図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、磁性ナノ粒子上に磁性材料が堆積されて形成された磁気クラスターの一例を示す概略図である。
【図１Ｃ】図１Ｃは、磁性ナノ粒子上に金属材料が成長した状態の一例を示すイメージ写真である。
【図１Ｄ】図１Ｄは、磁性ナノ粒子上の磁性材料を面内配向させた状態の一例を示す概略図（その１）である。
【図１Ｅ】図１Ｅは、磁性ナノ粒子上の磁性材料を面内配向させた状態の一例を示す概略図（その２）である。
【図２】図２は、磁気記録媒体における層構成の一例を示す概略図である。
【図３】図３は、カーボンキャップ層の厚みをパラメータとしたときの、磁気ヘッド表面及び磁性層（記録層）表面間の距離と、Ｓ／Ｎ比との関係の一例を示すグラフである。
【図４Ａ】図４Ａは、結晶粒径がＤである球形の結晶粒と、結晶粒径及び高さがＤである円柱状の結晶粒との体積比を説明するための概略図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、ナノ粒子の成膜後、該ナノ粒子が規則配列した状態の一例を示す写真である。
【図４Ｃ】図４Ｃは、熱処理により有機物がアモルファスカーボン化したときのナノ粒子の配列状態の一例を示す写真である。
【符号の説明】
【００５５】
１ 磁性ナノ粒子
２ 分散安定剤（有機物）
３ 磁性材料
【特許請求の範囲】
【請求項１】
化学合成により作製した磁性ナノ粒子を少なくとも含む分散液を、被加工面上に塗布して磁性膜を形成する磁性膜形成工程と、該磁性膜に対し、磁場中にて熱処理を行う第１熱処理工程と、該第１熱処理工程の後、前記磁性膜上に磁性材料を堆積させる磁性材料堆積工程と、該磁性材料が堆積された前記磁性膜に対し、非磁場中にて熱処理を行う第２熱処理工程とを、少なくとも含むことを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
【請求項２】
第１熱処理工程における熱処理温度が、第２熱処理工程における熱処理温度以下である請求項１に記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項３】
第１熱処理工程における磁場が、外部磁場を印加することにより形成される請求項１から２のいずれかに記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項４】
分散液が有機物を含み、磁性材料堆積工程が、磁性ナノ粒子の表面であって磁性膜の表層部に存在する前記有機物を除去した後に行われる請求項１から３のいずれかに記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載の磁気記録媒体の製造方法により製造されたことを特徴とする磁気記録媒体と、磁気記録再生用ヘッドとを少なくとも有することを特徴とする磁気記録再生装置。
【請求項１】
化学合成により作製した磁性ナノ粒子を少なくとも含む分散液を、被加工面上に塗布して磁性膜を形成する磁性膜形成工程と、該磁性膜に対し、磁場中にて熱処理を行う第１熱処理工程と、該第１熱処理工程の後、前記磁性膜上に磁性材料を堆積させる磁性材料堆積工程と、該磁性材料が堆積された前記磁性膜に対し、非磁場中にて熱処理を行う第２熱処理工程とを、少なくとも含むことを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
【請求項２】
第１熱処理工程における熱処理温度が、第２熱処理工程における熱処理温度以下である請求項１に記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項３】
第１熱処理工程における磁場が、外部磁場を印加することにより形成される請求項１から２のいずれかに記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項４】
分散液が有機物を含み、磁性材料堆積工程が、磁性ナノ粒子の表面であって磁性膜の表層部に存在する前記有機物を除去した後に行われる請求項１から３のいずれかに記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載の磁気記録媒体の製造方法により製造されたことを特徴とする磁気記録媒体と、磁気記録再生用ヘッドとを少なくとも有することを特徴とする磁気記録再生装置。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【図１Ｄ】
【図１Ｅ】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図４Ｃ】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【図１Ｄ】
【図１Ｅ】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図４Ｃ】
【公開番号】特開２００８−８４３８４（Ｐ２００８−８４３８４Ａ）
【公開日】平成２０年４月１０日（２００８．４．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２６０８４４（Ｐ２００６−２６０８４４）
【出願日】平成１８年９月２６日（２００６．９．２６）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年４月１０日（２００８．４．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年９月２６日（２００６．９．２６）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
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