(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-01-18
(45)【発行日】2022-01-26
(54)【発明の名称】アシスト磁気記録媒体及び磁気記憶装置
(51)【国際特許分類】
G11B 5/66 20060101AFI20220119BHJP
G11B 5/02 20060101ALI20220119BHJP
H01F 10/30 20060101ALI20220119BHJP
【ＦＩ】
G11B5/66
G11B5/02 R
H01F10/30
【請求項の数】
6
(21)【出願番号】P 2018008830
(22)【出願日】2018-01-23
(65)【公開番号】P2018147548
(43)【公開日】2018-09-20
【審査請求日】2020-10-21
(31)【優先権主張番号】P 2017042585
(32)【優先日】2017-03-07
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000002004
【氏名又は名称】昭和電工株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100099759
【弁理士】
【氏名又は名称】青木 篤
(74)【代理人】
【識別番号】100123582
【弁理士】
【氏名又は名称】三橋 真二
(74)【代理人】
【識別番号】100146466
【弁理士】
【氏名又は名称】高橋 正俊
(74)【代理人】
【識別番号】100173107
【弁理士】
【氏名又は名称】胡田 尚則
(74)【代理人】
【識別番号】100202418
【弁理士】
【氏名又は名称】河原 肇
(72)【発明者】
【氏名】丹羽 和也
(72)【発明者】
【氏名】神邊 哲也
(72)【発明者】
【氏名】村上 雄二
(72)【発明者】
【氏名】張 磊
(72)【発明者】
【氏名】柴田 寿人
(72)【発明者】
【氏名】福島 隆之
(72)【発明者】
【氏名】中島 悟
(72)【発明者】
【氏名】山口 健洋
【審査官】川中 龍太
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２０１５／０８７５１０（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０１１－１５４７４６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１１－２５８２５６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１０－１２９１６３（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１４／０８７６６５（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０１６－１５７４９３（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１６／０１４８６３２（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ１１Ｂ ５／６２ － ５／８２
Ｇ１１Ｂ ５／０２
Ｈ０１Ｆ １０／３０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板と、下地層と、Ｌ１０型結晶構造を有する合金を主成分とする磁性層とをこの順で有するアシスト磁気記録媒体であって、前記アシスト磁気記録媒体は、前記磁性層に接したピニング層を有し、前記ピニング層はＣｏ又はＣｏを主成分とする合金を含み、前記ピニング層を構成する磁性材料のキュリー温度（Ｐ
Ｔｃ
）と、前記磁性層を構成する磁性材料のキュリー温度（Ｍ
Ｔｃ
）との差（Ｐ
Ｔｃ
－Ｍ
Ｔｃ
）が、５００Ｋ以上であることを特徴とするアシスト磁気記録媒体。
【請求項2】
前記ピニング層は前記磁性層に磁気情報を書き込んだ際の磁性粒子の磁化方向をピン止めする機能を有することを特徴とする請求項１に記載のアシスト磁気記録媒体。
【請求項3】
前記ピニング層は、Ｃｏ又はＣｏを主成分とする合金と、ＳｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、ＴｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、ＧｅＯ２、ＭｇＯ、Ｔａ２Ｏ５、ＣｏＯ、Ｃｏ３Ｏ４、ＦｅＯ、Ｆｅ２Ｏ３、及びＦｅ３Ｏ４からなる群から選択される少なくとも１種類の酸化物を含むグラニュラー構造を有することを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載のアシスト磁気記録媒体。
【請求項4】
前記ピニング層の層厚が０．５ｎｍ以上５ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載のアシスト磁気記録媒体。
【請求項5】
前記ピニング層を、前記磁性層の前記基板とは反対の側に有することを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載のアシスト磁気記録媒体。
【請求項6】
請求項１～５のいずれか１項に記載のアシスト磁気記録媒体と、前記アシスト磁気記録媒体を回転させるための磁気記録媒体駆動部と、前記アシスト磁気記録媒体に対する記録動作と再生動作とを行う磁気ヘッドと、前記磁気ヘッドを移動させるための磁気ヘッド駆動部と、記録再生信号処理系とを含む磁気記憶装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、アシスト磁気記録媒体、及び磁気記憶装置に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、ハードディスク装置に対する大容量化の要求は、益々強くなっている。
【0003】
しかしながら、現行の記録方式では、ハードディスク装置の記録密度の向上が難しくなってきている。
【0004】
アシスト磁気記録方式は、次世代の記録方式として盛んに研究され、注目されている技術の１つである。アシスト磁気記録方式は、磁気ヘッドから磁気記録媒体に近接場光又はマイクロ波を照射し、照射領域の保磁力を局所的に低下させて磁気情報を書き込む記録方式である。磁気記録媒体に近接場光を照射するタイプを熱アシスト磁気記録媒体、マイクロ波を照射するタイプをマイクロ波アシスト磁気記録媒体と呼ぶ。
【0005】
アシスト磁気記録方式では、磁性層を構成する材料として、Ｌ１０型結晶構造を有するＦｅＰｔ（Ｋｕ～７×１０７ｅｒｇ／ｃｍ３）、同じくＬ１０型結晶構造を有するＣｏＰｔ（Ｋｕ～５×１０７ｅｒｇ／ｃｍ３）のような高Ｋｕ材料が用いられている。
【0006】
磁性層を構成する材料として、高Ｋｕ材料を用いると、ＫｕＶ／ｋＴが大きくなる。ここで、Ｋｕは、磁性粒子の磁気異方性定数であり、Ｖは、磁性粒子の体積であり、ｋは、ボルツマン定数であり、Ｔは、温度である。このため、熱ゆらぎによる減磁を抑制しつつ、磁性粒子の体積を小さくすることができる。このとき、磁性粒子を微細化することにより、熱アシスト磁気記録方式では、遷移幅を狭くすることができるので、ノイズを低減することができ、シグナルノイズ比（ＳＮＲ）を改善することができる。
【0007】
特許文献１には、ＭｇＯを主成分とする下地層の上にＦｅＰｔ合金からなるＬ１０形規則合金層を設けた熱アシスト情報記録媒体が記載されている。
【0008】
特許文献２には、ＦｅＰｔ合金からなるＬ１０構造磁性層の上に、この磁性層を構成する磁性粒子間に交換結合を導入する目的で、Ｃｏ系合金からなるＨＣＰ構造磁性層を設けた熱アシスト情報記録媒体が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0009】
【文献】特開平１１－３５３６４８号公報
【文献】特開２０１５－００５３２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
アシスト磁気記録媒体では、磁気ヘッドから照射するレーザー光又はマイクロ波を用いて磁気記録媒体の保磁力を局所的に低下させて磁性層に磁気情報の書き込みを行う。発明者の検討によると、磁性層での書き込み直後における保磁力回復時において、書き込みビットの周辺部、ビットを構成する多数の磁性粒子の一部などで磁化反転が生じ、この磁化反転部が磁気記録媒体の読み込み時のノイズとなっていることがわかった。
【0011】
本発明は、このような問題点を解決し、磁気記録媒体への情報書き込み時に起因するノイズを低減しつつ、シグナルのレベルを高めることにより、読み込み時のシグナルノイズ比に優れた磁気記録媒体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】
【0012】
本発明は以下の項目（１）～（７）の実施形態を含む。
（１）
基板と、下地層と、Ｌ１０型結晶構造を有する合金を主成分とする磁性層とをこの順で有するアシスト磁気記録媒体であって、前記アシスト磁気記録媒体は、前記磁性層に接したピニング層を有し、前記ピニング層はＣｏ又はＣｏを主成分とする合金を含むことを特徴とするアシスト磁気記録媒体。
（２）
前記ピニング層は前記磁性層に磁気情報を書き込んだ際の磁性粒子の磁化方向をピン止めする機能を有することを特徴とする（１）に記載のアシスト磁気記録媒体。
（３）
前記ピニング層を構成する磁性材料のキュリー温度（ＰＴｃ）と、前記磁性層を構成する磁性材料のキュリー温度（ＭＴｃ）との差（ＰＴｃ－ＭＴｃ）が、２００Ｋ以上であることを特徴とする（１）又は（２）のいずれかに記載のアシスト磁気記録媒体。
（４）
前記ピニング層は、Ｃｏ又はＣｏを主成分とする合金と、ＳｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、ＴｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、ＧｅＯ２、ＭｇＯ、Ｔａ２Ｏ５、ＣｏＯ、Ｃｏ３Ｏ４、ＦｅＯ、Ｆｅ２Ｏ３、及びＦｅ３Ｏ４からなる群から選択される少なくとも１種類の酸化物を含むグラニュラー構造を有することを特徴とする（１）～（３）のいずれかに記載のアシスト磁気記録媒体。
（５）
前記ピニング層の層厚が０．５ｎｍ以上５ｎｍ以下であることを特徴とする（１）～（４）のいずれかに記載のアシスト磁気記録媒体。
（６）
前記ピニング層を、前記磁性層の前記基板とは反対の側に有することを特徴とする（１）～（５）のいずれかに記載のアシスト磁気記録媒体。
（７）
（１）～（６）のいずれかに記載のアシスト磁気記録媒体と、前記アシスト磁気記録媒体を回転させるための磁気記録媒体駆動部と、前記アシスト磁気記録媒体に対する記録動作と再生動作とを行う磁気ヘッドと、前記磁気ヘッドを移動させるための磁気ヘッド駆動部と、記録再生信号処理系とを含む磁気記憶装置。
（１）
基板と、下地層と、Ｌ１０型結晶構造を有する合金を主成分とする磁性層とをこの順で有するアシスト磁気記録媒体であって、前記アシスト磁気記録媒体は、前記磁性層に接したピニング層を有し、前記ピニング層はＣｏ又はＣｏを主成分とする合金を含むことを特徴とするアシスト磁気記録媒体。
（２）
前記ピニング層は前記磁性層に磁気情報を書き込んだ際の磁性粒子の磁化方向をピン止めする機能を有することを特徴とする（１）に記載のアシスト磁気記録媒体。
（３）
前記ピニング層を構成する磁性材料のキュリー温度（ＰＴｃ）と、前記磁性層を構成する磁性材料のキュリー温度（ＭＴｃ）との差（ＰＴｃ－ＭＴｃ）が、２００Ｋ以上であることを特徴とする（１）又は（２）のいずれかに記載のアシスト磁気記録媒体。
（４）
前記ピニング層は、Ｃｏ又はＣｏを主成分とする合金と、ＳｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、ＴｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、ＧｅＯ２、ＭｇＯ、Ｔａ２Ｏ５、ＣｏＯ、Ｃｏ３Ｏ４、ＦｅＯ、Ｆｅ２Ｏ３、及びＦｅ３Ｏ４からなる群から選択される少なくとも１種類の酸化物を含むグラニュラー構造を有することを特徴とする（１）～（３）のいずれかに記載のアシスト磁気記録媒体。
（５）
前記ピニング層の層厚が０．５ｎｍ以上５ｎｍ以下であることを特徴とする（１）～（４）のいずれかに記載のアシスト磁気記録媒体。
（６）
前記ピニング層を、前記磁性層の前記基板とは反対の側に有することを特徴とする（１）～（５）のいずれかに記載のアシスト磁気記録媒体。
（７）
（１）～（６）のいずれかに記載のアシスト磁気記録媒体と、前記アシスト磁気記録媒体を回転させるための磁気記録媒体駆動部と、前記アシスト磁気記録媒体に対する記録動作と再生動作とを行う磁気ヘッドと、前記磁気ヘッドを移動させるための磁気ヘッド駆動部と、記録再生信号処理系とを含む磁気記憶装置。
【発明の効果】
【0013】
本発明によれば、磁気記録媒体への情報書き込み時に起因するノイズが低減されてシグナルのレベルを高めることができる。そのため、読み込み時のＳＮＲが高い、高記録密度の磁気記憶装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、本発明を実施するための形態について説明するが、本発明は、下記の実施形態に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、下記の実施形態に種々の変形及び置換を加えることができる。
【0016】
図１に、一実施形態のアシスト磁気記録媒体を示す。
【0017】
図１に示す実施形態のアシスト磁気記録媒体１００は、基板１の上に、シード層２、第１の下地層３、第２の下地層４、Ｌ１０型結晶構造を有する合金が（００１）配向している磁性層５、ピニング層６、炭素保護層７、潤滑膜８を、この順で形成した構造を有する。
【0018】
ピニング層６は、Ｃｏ又はＣｏを主成分とする合金を含む磁性材料の層であり、磁性層５に接して設けられる。ピニング層６は、磁性層５に磁気情報を書き込んだ際の、磁性粒子の磁化方向をピン止めする機能を有する。
【0019】
アシスト磁気記録媒体では、磁気ヘッドから照射するレーザー光又はマイクロ波を用いて磁気記録媒体の保磁力を局所的に低下させて磁性層に磁気情報の書き込みを行う。前述のように、発明者は、書き込み直後の保磁力回復時において、書き込みビットの周辺部、ビットを構成する多数の磁性粒子の一部などで磁化反転が生じ、この磁化反転部が磁気記録媒体の読み込み時のノイズとなっていることを解明した。この現象は、Ｌ１０型結晶構造を有する磁性粒子の中に含まれる特に粒径の小さな粒子において、保磁力回復時に磁化方向の揺らぎ（熱アシスト媒体では熱揺らぎ）が生じ、これにより一部の磁性粒子では磁化方向の再反転が起こることに起因しているものと考えられる。
【0020】
発明者は、磁性層に接してピニング層を設け、このピニング層をキュリー温度の高いＣｏ又はＣｏを主成分とする磁性材料で形成することにより、このような磁性粒子の磁化反転をピニング層でピン止めすることで防止できることを見出した。このことによりノイズ特性に優れた磁気記録媒体を得ることができる。
【0021】
一実施形態では、ピニング層を構成する磁性材料のキュリー温度（ＰＴｃ）と、磁性層を構成する磁性材料のキュリー温度（ＭＴｃ）との差（ＰＴｃ－ＭＴｃ）を、２００Ｋ以上とするのが好ましく、３００Ｋ以上とするのがより好ましく、５００Ｋ以上とするのが特に好ましい。（ＰＴｃ－ＭＴｃ）の最適値は、ピニング層の構成材料及び層厚、磁性層の構成材料及び層厚、並びに磁性層を構成する磁性粒子の粒度分布に依存する。（ＰＴｃ－ＭＴｃ）を２００Ｋ以上とすることで、ピニング層が磁性粒子の磁化反転をより効果的にピン止めすることができる。
【0022】
代表的な磁性材料のキュリー温度として、Ｃｏが１３８８Ｋ、Ｆｅが１０４４Ｋ、Ｎｉが６２４Ｋ、ＦｅＰｔがおおよそ７５０Ｋ、ＳｍＣｏ５がおおよそ１０００Ｋ、ＣｏＣｒＰｔ系磁性合金がおおよそ４００Ｋ～６００Ｋであることが知られている。これらの値から、ピニング層の合金組成、及びキュリー温度を決定することができる。実用的な磁性材料の中で最もキュリー温度が高いのはＣｏであることから、ＰＴｃ及び（ＰＴｃ－ＭＴｃ）が最大となるのは、純Ｃｏ（Ｃｏ単体）を用いた場合である。本発明では、（ＰＴｃ－ＭＴｃ）が大きいほどピニング層が磁性粒子の磁化反転をピン止めする効果を保証できるため、ピニング層は純Ｃｏを磁性材料として含むことが好ましい。
【0023】
一実施形態では、ピニング層としてキュリー温度の高いＣｏ又はＣｏを主成分とする磁性合金を適宜選択することにより、（ＰＴｃ－ＭＴｃ）を好適な範囲とすることができる。ピニング層に好適に使用できる磁性材料としては、純Ｃｏ、ＣｏＰｔ、ＣｏＢ、ＣｏＳｉ、ＣｏＣ、ＣｏＮｉ、ＣｏＦｅ、ＣｏＰｔＢ、ＣｏＰｔＳｉ、ＣｏＰｔＣ、ＣｏＧｅ、ＣｏＢＮ（非グラニュラー構造）、ＣｏＳｉ３Ｎ４（非グラニュラー構造）等が例示できる。これら以外でも、ピニング層に接する磁性層に含まれている元素、又は磁性層に拡散しても影響の少ない元素を添加した材料が挙げられる。
【0024】
Ｃｏ以外の合金元素、例えばＰｔ、Ｂ、Ｓｉ、Ｃ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｇｅ、Ｎなどの含有量は、Ｃｏを含む全合金元素の合計を基準として１５ａｔ％以下であることが好ましく、１０ａｔ％以下であることがより好ましい。上記範囲とすることにより、主成分であるＣｏの飽和磁化及び／又はキュリー温度を大きく低下させずにピニング効果を発揮させることができる。
【0025】
ピニング層は、前述のように磁性層を構成する磁性粒子の磁化反転をピン止めすることを目的としているので、ピニング層を構成する磁性粒子は非グラニュラー構造である方が有利であるとも考えられる。しかしながら、発明者の検討によると、磁性層の上に非グラニュラー構造のピニング層を設けると、ピニング層の成膜条件によっては、ピニング層を介して磁性層を構成する磁性粒子同士が交換結合を起こし、ノイズが生成する場合がある。
【0026】
上記の問題が生じる場合、ピニング層をグラニュラー構造とすることが好ましく、磁性層を構成する磁性粒子と、ピニング層を構成する磁性粒子とが、それぞれの結晶粒子が厚み方向に連続した柱状晶であることが特に好ましい。これらの実施形態では、ピニング層を構成する磁性粒子間の交換結合を遮断することができ、ピニング層を介した磁性層を構成する磁性粒子同士の交換結合も遮断することができる。そのため、情報書き込み時のノイズの発生を効果的に抑制することができる。
【0027】
ピニング層は、Ｃｏ又はＣｏを主成分とする合金と、酸化物、窒化物、炭化物、及び炭素（Ｃ）からなる群より選択される少なくとも１種の第２成分とを含むグラニュラー構造を有することが好ましく、ここで、酸化物は、ＳｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、ＴｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、ＧｅＯ２、ＭｇＯ、Ｔａ２Ｏ５、ＣｏＯ、Ｃｏ３Ｏ４、ＦｅＯ、Ｆｅ２Ｏ３、及びＦｅ３Ｏ４からなる群から選択される少なくとも１種であり、窒化物は、ＢＮ、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＯｘＮｙ（ｘ＞０及びｙ＞０）、ＴｉＮ、ＺｒＮ、ＡｌＮ、ＴａＮ、Ｔａ２Ｎ、ＣｒＮ、Ｃｒ２Ｎ、ＧａＮ、及びＭｇ３Ｎ２からなる群から選択される少なくとも１種であり、炭化物は、ＴｉＣ、ＳｉＣ、ＺｒＣ、Ｂ４Ｃ、ＷＣ、ＶＣ、Ａｌ４Ｃ３、ＨｆＣ、Ｍｏ２Ｃ、ＮｂＣ、及びＴａＣからなる群から選択される少なくとも１種である。ピニング層は、Ｃｏ又はＣｏを主成分とする合金と、ＳｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、ＴｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、ＧｅＯ２、ＭｇＯ、Ｔａ２Ｏ５、ＣｏＯ、Ｃｏ３Ｏ４、ＦｅＯ、Ｆｅ２Ｏ３、及びＦｅ３Ｏ４からなる群から選択される少なくとも１種類の酸化物を含むグラニュラー構造を有することがより好ましい。これらの酸化物の中で、ＣｏＯ、Ｃｏ３Ｏ４、ＦｅＯ、Ｆｅ２Ｏ３、及びＦｅ３Ｏ４からなる群から選択される少なくとも１種類の酸化物を用いるのが特に好ましい。アシスト媒体の製造工程においてピニング層形成時に基板が高温である場合でも、これらの酸化物は熱分解しにくく、磁性粒子内又は他層への拡散も起きにくい。仮に酸化物が磁性粒子内又は他層に拡散した場合でも、磁性層及びピニング層の磁気特性への影響が少ない。
【0028】
酸化物の含有量は、Ｃｏ又はＣｏを主成分とする合金と酸化物の合計を基準として１０ｖｏｌ％～５０ｖｏｌ％であることが好ましく、１５ｖｏｌ％～４５ｖｏｌ％であることがより好ましい。上記範囲とすることにより、グラニュラー構造を形成させながら、ピニング効果を十分に得ることができる。
【0029】
ピニング層の層厚は０．５ｎｍ以上５ｎｍ以下であることが好ましい。ピニング層の好適な層厚は、（ＰＴｃ－ＭＴｃ）の値、ピニング層の構成材料、磁性層の構成材料及び層厚、磁性層を構成する磁性粒子の粒度分布などに依存する。ピニング層の層厚が０．５ｎｍ以上であればより高いピニング効果を得ることができ、５ｎｍ以下であればピニング層からのノイズを抑制することができる。ピニング層の層厚の好ましい上限値はピニング層の構成材料に依存し、純Ｃｏであれば上限値を３ｎｍとするのが特に好ましく、Ｃｏ合金であれば上限値は５ｎｍとするのが特に好ましい。
【0030】
ピニング層を、磁性層の基板とは反対の側に設けるのが好ましい。前述のように、Ｃｏ又はＣｏを主成分とする合金で形成されるピニング層は、ｈｃｐ構造等の、Ｌ１０構造以外の結晶構造を取りうる。そのため、ピニング層を、磁性層の基板とは反対の側に設けることにより、磁性層の（００１）配向したＬ１０型結晶構造の乱れの発生を防止又は抑制することができる。
【0031】
図１に示す実施形態のアシスト磁気記録媒体１００は、単層のシード層と、２層構造の下地層とを有し、基板１の側から、シード層２、第１の下地層３、第２の下地層４が、この順で設けられている。これらの３層は、その上に形成されるＬ１０型結晶構造を有する磁性層５と格子整合するのが好ましい。このようにシード層及び下地層を含む多層構造とすることで、磁性層５に含まれるＬ１０型結晶構造を有する合金の（００１）配向性をさらに高めることができる。
【0032】
シード層及び下地層としては、例えば、（１００）配向したＣｒ、Ｗ、ＭｇＯなどが例示される。
【0033】
シード層及び下地層の各層の間における格子ミスフィットは１０％以下とするのが好ましい。格子ミスフィットを１０％以下とすることができるシード層及び下地層としては、例えば、前述の（１００）配向したＣｒ、Ｗ、ＭｇＯなどを多層構造としたものが挙げられる。これらの下地層を確実に（１００）配向とするため、シード層又は下地層の下に、Ｃｒ若しくはＣｒを主成分としたｂｃｃ構造の合金、又はＢ２構造を有する合金を用いてもよい。Ｃｒを主成分としたｂｃｃ構造の合金としては、ＣｒＭｎ、ＣｒＭｏ、ＣｒＷ、ＣｒＶ、ＣｒＴｉ、ＣｒＲｕ等が挙げられる。Ｂ２構造を有する合金としては、例えば、ＲｕＡｌ、ＮｉＡｌ等が挙げられる。
【0034】
磁性層５との格子整合性を高めるため、シード層及び下地層の少なくとも１つに酸化物を添加してもよい。
【0035】
酸化物としては、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｖ、及びＷからなる群から選択される１種以上の元素の酸化物が好ましい。特に好ましい酸化物として、ＣｒＯ、Ｃｒ２Ｏ３、ＣｒＯ３、ＭｏＯ２、ＭｏＯ３、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、Ｖ２Ｏ３、ＶＯ２、ＷＯ２、ＷＯ３、ＷＯ６などが挙げられる。
【0036】
酸化物の含有量は、２ｍｏｌ％～３０ｍｏｌ％の範囲内であることが好ましく、１０ｍｏｌ％～２５ｍｏｌ％の範囲内であることが特に好ましい。酸化物の含有量が３０ｍｏｌ％以下であれば、下地層の（１００）配向性を所望の程度に維持することができ、２ｍｏｌ％以上であれば、磁性層５の（００１）配向性を高める効果を十分に得ることができる。
【0037】
Ｌ１０型結晶構造を有する合金が（００１）配向している磁性層５は、磁気異方性定数Ｋｕが高い合金で構成される。このような合金としては、例えば、ＦｅＰｔ合金、ＣｏＰｔ合金等が挙げられる。
【0038】
磁性層５は、その成膜時に、Ｌ１０型結晶構造を有する合金の規則化を促進するために、加熱処理することが好ましい。この場合、加熱温度（規則化温度）を低減するために、Ｌ１０型結晶構造を有する合金に、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ等を添加してもよい。
【0039】
磁性層５に含まれるＬ１０型結晶構造を有する合金の結晶粒子は、磁気的に孤立していることが好ましい。このため、磁性層５は、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５、ＺｒＯ２、Ｙ２Ｏ３、ＣｅＯ２、ＧｅＯ２、ＭｎＯ、ＴｉＯ、ＺｎＯ、Ｂ２Ｏ３、Ｃ、Ｂ、及びＢＮからなる群から選択される１種以上の添加物質をさらに含有していることが好ましい。これにより、結晶粒子間の交換結合をより確実に分断し、アシスト磁気記録媒体１００のＳＮＲをより高めることができる。
【0040】
磁性層５に含まれる磁性粒子の平均粒径は特に限定されない。記録密度増大の観点から磁性粒子の平均粒径は１０ｎｍ以下など小さい方が好ましいが、磁性粒子体積が小さくなると書き込み直後の熱ゆらぎの影響を受けやすくなる。しかし、本発明のピニング層を磁性層に接して設けることで磁化方向をピン止めでき、平均粒径が小さな磁性粒子からなる磁気記録媒体でも書き込み直後の再反転に由来するノイズを低減し、再生時のＳＮＲを高めることができる。磁性粒子の平均粒径は、平面ＴＥＭ観察画像を用いて決定することができる。例えば、ＴＥＭの観察画像から、２００個の粒子について粒径（円相当径）を測定し、積算値５０％での粒径を平均粒径とすることができる。平均粒界幅は０．３ｎｍ以上２．０ｎｍ以下であることが好ましい。
【0041】
磁性層５は多層構造としてもよい。一実施形態では、磁性層５は、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５、ＺｒＯ２、Ｙ２Ｏ３、ＣｅＯ２、ＧｅＯ２、ＭｎＯ、ＴｉＯ、ＺｎＯ、Ｂ２Ｏ３、Ｃ、Ｂ、及びＢＮからなる群から選択される１種以上の添加物質がそれぞれの層で異なる、２層以上の多層構造を有する。
【0042】
磁性層の層厚は特に限定されないが、１ｎｍ以上２０ｎｍ以下であることが好ましく、３ｎｍ以上１５ｎｍ以下であることがより好ましい。磁性層の層厚が１ｎｍ以上であることにより十分な再生出力を得ることができ、２０ｎｍ以下であることにより結晶粒子の肥大化を抑制することができる。磁性層が多層構造を有する場合、磁性層の層厚は全ての層の合計厚さを指す。
【0043】
一実施形態における磁気記録媒体１００では、ピニング層６の上に、炭素保護層７を形成する。
【0044】
炭素保護層７の形成方法は特に限定されるものではない。炭素保護層７は、例えば炭化水素からなる原料ガスを高周波プラズマで分解して膜を形成するＲＦ－ＣＶＤ（Radio Frequency-Chemical Vapor Deposition）法、フィラメントから放出された電子で原料ガスをイオン化して膜を形成するＩＢＤ（Ion Beam Deposition）法、原料ガスを用いずに固体Ｃターゲットを用いて膜を形成するＦＣＶＡ（Filtered Cathodic Vacuum Arc）法等により形成できる。
【0045】
炭素保護層７の層厚についても特に限定されるものではないが、例えば、１ｎｍ以上、６ｎｍ以下の範囲内とすることが好ましい。層厚を１ｎｍ以上とすることで磁気ヘッドの浮上特性の劣化を抑制することができ、層厚を６ｎｍ以下とすることで磁気スペーシングロスの増大を抑制して、磁気記録媒体のＳＮＲの低下を抑制又は防止することができる。
【0046】
炭素保護層７の上には、さらにパーフルオロポリエーテル系のフッ素樹脂を含む潤滑膜組成物を用いて潤滑膜８を形成することができる。
【0047】
（磁気記憶装置）
磁気記憶装置の構成例について説明する。
磁気記憶装置の構成例について説明する。
【0048】
一実施形態の磁気記憶装置は、一実施形態のアシスト磁気記録媒体を含む。
【0049】
磁気記憶装置は、例えば、アシスト磁気記録媒体を回転させるためのアシスト磁気記録媒体駆動部と、先端部に近接場光発生素子を備えた磁気ヘッドとを有する構成とすることができる。磁気記憶装置は、アシスト磁気記録媒体を加熱するためのレーザー発生部と、レーザー発生部から発生したレーザー光を近接場光発生素子まで導く導波路と、磁気ヘッドを移動させるための磁気ヘッド駆動部と、記録再生信号処理系をさらに有することができる。
【0050】
図２に、一実施形態の磁気記憶装置を示す。図２に示す磁気記憶装置は、アシスト磁気記録媒体１００と、アシスト磁気記録媒体１００を回転させるためのアシスト磁気記録媒体駆動部１０１と、磁気ヘッド１０２と、磁気ヘッドを移動させるための磁気ヘッド駆動部１０３と、記録再生信号処理系１０４を含む。
【0051】
図３に、熱アシスト磁気記録媒体用の磁気ヘッド１０２の一例を示す。磁気ヘッド１０２は、記録ヘッド２０８と、再生ヘッド２１１を備えている。記録ヘッド２０８は、主磁極２０１、補助磁極２０２、磁界を発生させるためのコイル２０３、レーザー発生部となるレーザーダイオード（ＬＤ）２０４、ＬＤから発生したレーザー光２０５を近接場光発生素子２０６まで伝達するための導波路２０７を有する。再生ヘッド２１１は、シールド２０９で挟まれた再生素子２１０を有する。
【0052】
マイクロ波アシスト磁気記録媒体用の磁気ヘッドは、熱アシスト磁気記録媒体用の磁気ヘッド１０２のレーザー発生部となるレーザーダイオード（ＬＤ）２０４等をマイクロ波発生部等に置き換えたものであるので、その説明を省略する。
【0053】
図２に示す磁気記憶装置は、アシスト磁気記録媒体１００を用いているため、磁気記録媒体への情報書き込み時に起因するノイズを低減し、読み込み時のＳＮＲを高めることが可能となる。それにより高記録密度の磁気記憶装置を提供することができる。
【実施例】
【0054】
以下に、具体的な実施例を挙げて説明するが、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。
【0055】
（実施例１）
アシスト磁気記録媒体１００（図１参照）を作製した。以下に、アシスト磁気記録媒体１００の製造工程を説明する。
アシスト磁気記録媒体１００（図１参照）を作製した。以下に、アシスト磁気記録媒体１００の製造工程を説明する。
【0056】
外径２．５インチガラス基板１上に、膜厚５０ｎｍの５０ａｔ％Ｃｒ－５０ａｔ％Ｔｉを成膜し、３５０℃になるように基板加熱を行った後、シード層２として、膜厚１５ｎｍのＣｒを形成し、その上に第１の下地層３として、膜厚３０ｎｍのＷを成膜し、更に第２の下地層４として、膜厚３ｎｍからなるＭｇＯを成膜した。その後、基板温度を６５０℃まで加熱し、磁性層５として、膜厚２ｎｍの（５０ａｔ％Ｆｅ－５０ａｔ％Ｐｔ）－４０ｍｏｌ％Ｃと、膜厚４．５ｎｍの（５０ａｔ％Ｆｅ－５０ａｔ％Ｐｔ）－１５ｍｏｌ％ＳｉＯ２を順次成膜した。この磁性層５の上に、ピニング層６として、表１に示される、膜厚１．２ｎｍのＣｏ－９．５ｍｏｌ％ＳｉＯ２を成膜した。その後、膜厚４ｎｍの炭素保護層７を形成し、その上に潤滑膜８を膜厚１．５ｎｍで塗布して、磁気記録媒体１００を製造した。
【0057】
（評価）
磁気ヘッド１０２（図３参照）を用いて、線記録密度１５００ｋＦＣＩのオールワンパターン信号をアシスト磁気記録媒体に記録し、ノイズとＳＮＲを測定した。ここで、レーザーダイオードに投入するパワーは、トラックプロファイルの半値幅と定義したトラック幅ＭＷＷが６０ｎｍとなるように調整した。（ＰＴｃ－ＭＴｃ）の値からピニング効果をＡ、Ｂ、Ｃで評価した。Ａは特に好ましいピニング効果が得られる場合、Ｂは実用レベルのピニング効果が得られる場合、Ｃは十分なピニング効果が得られない場合を示す。評価結果を表１に示す。
磁気ヘッド１０２（図３参照）を用いて、線記録密度１５００ｋＦＣＩのオールワンパターン信号をアシスト磁気記録媒体に記録し、ノイズとＳＮＲを測定した。ここで、レーザーダイオードに投入するパワーは、トラックプロファイルの半値幅と定義したトラック幅ＭＷＷが６０ｎｍとなるように調整した。（ＰＴｃ－ＭＴｃ）の値からピニング効果をＡ、Ｂ、Ｃで評価した。Ａは特に好ましいピニング効果が得られる場合、Ｂは実用レベルのピニング効果が得られる場合、Ｃは十分なピニング効果が得られない場合を示す。評価結果を表１に示す。
【0058】
（実施例２～２４、比較例１～９）
表１のように製造条件を変更した以外は実施例１と同様にアシスト磁気記録媒体を製造した。ピニング層において合金を構成する元素の前に付いた数値はａｔ％であり、酸化物の前に付いた数値はｍｏｌ％である。評価結果を表１に示す。
表１のように製造条件を変更した以外は実施例１と同様にアシスト磁気記録媒体を製造した。ピニング層において合金を構成する元素の前に付いた数値はａｔ％であり、酸化物の前に付いた数値はｍｏｌ％である。評価結果を表１に示す。
【0059】
比較例１は、磁性層の上にピニング層も交換結合層もないため、見かけ上のノイズは低減しているものの、シグナルも低下してＳＮＲは大きく低下している。比較例２及び３のピニング層は、磁性材料としてキュリー温度が１０００Ｋ近くある純Ｆｅを含み、（ＰＴｃ－ＭＴｃ）の値は３００Ｋと比較的大きい。しかし、Ｆｅの磁気異方性定数（Ｋｕ）はＣｏの磁気異方性定数よりも小さいため、高温での飽和磁化（Ｍｓ）もＣｏと比較して小さくなる。その結果、ピニング効果が小さくなりノイズが高い。
【0060】
【表1-1】
【0061】
【表1-2】
【0062】
【表1-3】
【符号の説明】
【0063】
１ 基板
２ シード層
３ 第１の下地層
４ 第２の下地層
５ 磁性層
６ ピニング層
７ 炭素保護層
８ 潤滑膜
１００ アシスト磁気記録媒体
１０１ アシスト磁気記録媒体駆動部
１０２ 磁気ヘッド
１０３ 磁気ヘッド駆動部
１０４ 記録再生信号処理系
２０１ 主磁極
２０２ 補助磁極
２０３ コイル
２０４ レーザーダイオード
２０５ レーザー光
２０６ 近接場光発生素子
２０７ 導波路
２０８ 記録ヘッド
２０９ シールド
２１０ 再生素子
２１１ 再生ヘッド
２１２ 熱アシスト磁気記録媒体
２ シード層
３ 第１の下地層
４ 第２の下地層
５ 磁性層
６ ピニング層
７ 炭素保護層
８ 潤滑膜
１００ アシスト磁気記録媒体
１０１ アシスト磁気記録媒体駆動部
１０２ 磁気ヘッド
１０３ 磁気ヘッド駆動部
１０４ 記録再生信号処理系
２０１ 主磁極
２０２ 補助磁極
２０３ コイル
２０４ レーザーダイオード
２０５ レーザー光
２０６ 近接場光発生素子
２０７ 導波路
２０８ 記録ヘッド
２０９ シールド
２１０ 再生素子
２１１ 再生ヘッド
２１２ 熱アシスト磁気記録媒体
【図1】
【図2】
【図3】