專利名稱：熱輔助磁記錄的存儲(chǔ)介質(zhì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到熱輔助磁記錄的存儲(chǔ)介質(zhì)，它包括一個(gè)用于記錄信息的具有基本平行的軌跡的記錄層。本發(fā)明還涉及到在記錄介質(zhì)上記錄信息的方法和執(zhí)行這種方法的裝置。
近年來，雙重磁性和光學(xué)記錄在更高密度和數(shù)據(jù)速率的發(fā)展上受到阻礙。一般來說，磁記錄的超順磁性最終會(huì)限制穩(wěn)定和低介質(zhì)噪聲的信息記錄，而磁性-光學(xué)記錄的比特量和讀出數(shù)據(jù)速率受到光學(xué)分辨率的限制和記錄過程中有限的Kerr旋轉(zhuǎn)和有效激光器功率的限制。一般認(rèn)為普通磁盤記錄的限制在幾年內(nèi)能達(dá)到大約50-100Gb/in2，因?yàn)槟壳霸谧钕冗M(jìn)產(chǎn)品中的表面密度已經(jīng)接近10Gb/in2，并且仍以每年超過60％的速度在增長(zhǎng)。
對(duì)于常規(guī)縱向記錄的有限的表面密度Da是50-100Gb/in2(1Gb/in2＝1Giga比特/每平方英寸＝1.6比特/μm2)，這是Bertram等人根據(jù)計(jì)算的顆粒狀介質(zhì)的SNR，即，SNRmed估算的，有10年的數(shù)據(jù)使用期限并能用高飽和寫入磁頭來記錄。未來對(duì)密度的改進(jìn)需要大大縮小顆粒度以維持足夠的SNRmed。然而，降低顆粒度會(huì)大大降低存儲(chǔ)信息的穩(wěn)定性，除非能大大增加粒子的各向異性場(chǎng)He。具有高Hk的介質(zhì)有較高的矯頑場(chǎng)Hk，并且難以或甚至不可能用普通寫入磁頭在這樣的介質(zhì)上記錄，甚至是目前最好的鐵或高鈷磁導(dǎo)的寫入磁頭也不行。
采用混合記錄可以進(jìn)一步增加表面密度?；旌嫌涗浭且环N熱輔助磁記錄?；旌嫌涗浐痛判?光學(xué)記錄都是用磁場(chǎng)局部改變記錄層的磁性，并且用一個(gè)射束加熱記錄層。一般射束的波長(zhǎng)是處在或是接近光譜的可見光部分。在混合記錄中是在記錄層的位置上利用反向磁場(chǎng)沿著記錄層的軌跡以磁化過渡的形式記錄比特，這其中沿著軌跡的過渡的位置是通過改變磁場(chǎng)來確定的。反之，在采用磁性-光學(xué)記錄時(shí)，磁化過渡的位置是通過改變用來加熱記錄層的射束功率來確定的。換句話說，在混合記錄中是通過降低磁場(chǎng)而在磁性-光學(xué)記錄中是通過降低溫度來固定過渡的位置。在混合記錄中，磁化過渡的清晰度是由記錄過程中記錄層中的磁場(chǎng)梯度所確定的，而在磁性-光學(xué)記錄中是由記錄過程中記錄層中的溫度梯度來確定的。一般來說，按照混合記錄在記錄層中由射束造成的熱斷面比磁場(chǎng)的分布要大，而在磁性-光學(xué)記錄中比較小。
密度的增大受到記錄比特穩(wěn)定性的限制。為了在顆粒極小的情況下提高記錄信息的穩(wěn)定性，混合記錄中的寫入是在室溫下用很高的矯頑力在介質(zhì)上按一個(gè)提高的溫度執(zhí)行的，采用具有高飽和磁導(dǎo)的寫入磁頭并且為其增加一個(gè)集中的光路徑。在寫入過程中用激光通過光路徑對(duì)介質(zhì)局部加熱能將矯頑力暫時(shí)降低到有可能用高飽和寫入磁頭記錄的一個(gè)值。與采用常規(guī)的磁性或磁性-光學(xué)記錄所獲得的情況相比，采用混合記錄能夠獲得比較小的過渡寬度和較高的密度或是較好的信噪比。
混合記錄介質(zhì)例如可以參見H.Katayama，S.Sawamura，Y.Ogimoto，J.Nakajima.K.Kojima和K.Ohta在Proc.of MORIS′99，J.Magn.Soc.Jpn.23，Suppl.S1，233(1999)上發(fā)表的文章。這種介質(zhì)的一個(gè)缺點(diǎn)是記錄數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)壽命比較短，它是由存儲(chǔ)溫度和記錄層上的磁性過渡所決定的。
本發(fā)明的目的是提供一種混合記錄介質(zhì)，其記錄數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)壽命比公知的記錄介質(zhì)要長(zhǎng)。
如果永久性存儲(chǔ)介質(zhì)具有以下的特征就能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，它的記錄層包括一系列記錄區(qū)，每個(gè)區(qū)包括間距為p的用于磁性記錄信息的多個(gè)軌跡，并且延伸的距離超過該區(qū)最外圈軌跡的中心線1/2p，而且相鄰的區(qū)由寬度大致等于或大于該間距p的磁性非記錄區(qū)隔開。本發(fā)明是基于這樣的見解，即公知存儲(chǔ)介質(zhì)的存儲(chǔ)壽命比較短是由于公知存儲(chǔ)介質(zhì)的熱斷面的空間范圍造成的。由于該分布范圍覆蓋了與被記錄軌跡相鄰的其它軌跡，相鄰軌跡要經(jīng)受短時(shí)間的升溫。記錄數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性受到記錄過程中及其后的總加熱時(shí)間的限制。因此，記錄一個(gè)軌跡會(huì)縮短記錄在相鄰軌跡中的數(shù)據(jù)的使用期限。對(duì)介質(zhì)上彼此非?？拷木植糠磸?fù)記錄會(huì)縮短數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)壽命。如果或多或少地隨機(jī)編排這種記錄，最大寫入時(shí)間也或多或少是不確定的，不能保證特定的最大寫入時(shí)間。因此最好用一種特殊的數(shù)據(jù)寫入構(gòu)造避免加熱時(shí)間超過因一次寫入軌跡而不可避免的加熱時(shí)間。為解決這一問題，按照本發(fā)明的存儲(chǔ)介質(zhì)是將記錄層劃分成被非記錄區(qū)彼此隔開的區(qū)域。如果這些區(qū)域經(jīng)過一次寫入，該區(qū)域中的軌跡就僅僅在不可避免的加熱時(shí)間內(nèi)被加熱。由于有了非加熱區(qū)，相鄰區(qū)域不會(huì)被加熱。各區(qū)域可按隨機(jī)方式寫入，不會(huì)改變記錄在相鄰區(qū)域中的數(shù)據(jù)。
非記錄區(qū)的寬度應(yīng)該至少等于記錄層中熱斷面寬度的一半。對(duì)于小輻射分布，相鄰區(qū)域中最接近軌跡的中心線之間的距離應(yīng)該等于或大于一個(gè)區(qū)域內(nèi)的軌跡間距的二倍。對(duì)于較大的熱斷面，該距離至少應(yīng)達(dá)到間距的三倍。
本發(fā)明的第二方面涉及到在存儲(chǔ)介質(zhì)上記錄層的軌跡中以磁化過渡的形式記錄信息的熱輔助磁記錄裝置，該裝置包括在記錄層位置上形成輻射場(chǎng)和磁場(chǎng)的記錄頭，輻射場(chǎng)在記錄層中形成的熱斷面比磁場(chǎng)的分布要大，一個(gè)控制單元控制輻射場(chǎng)和磁場(chǎng)，通過改變磁場(chǎng)來確定磁化過渡沿著軌跡的位置。為了與磁場(chǎng)分布相比較，熱斷面的大小是在熱斷面中溫度高于平均室溫和最高溫度的面積。同樣，磁場(chǎng)分布的大小是其中磁場(chǎng)大于該磁場(chǎng)分布中最大磁場(chǎng)強(qiáng)度值的一半的區(qū)域。
混合記錄裝置例如可以參見H.Katayama，S.Sawamura，Y.Ogimoto，J.Nakajima.K.Kojima和K.Ohta在Proc.of MORIS′99，J.Magn.Soc.Jpn.23，Suppl.S1，233(1999)上發(fā)表的文章。
按照第二方面所提供的混合記錄裝置與公知裝置相比能夠在存儲(chǔ)介質(zhì)上獲得較高的表面密度。
實(shí)現(xiàn)這一目的的裝置的特征在于輻射場(chǎng)是與磁場(chǎng)同步脈動(dòng)的。按照公知的熱輔助記錄方法，記錄層中磁化過渡的位置是通過降低脈動(dòng)磁場(chǎng)來確定的。由于輻射場(chǎng)的特性對(duì)于磁化過渡的位置和清晰度并不重要，輻射場(chǎng)被保持在固定功率，而記錄層中的熱斷面是由記錄頭在記錄介質(zhì)上的移動(dòng)速度所確定的。該方案是基于這樣的見解，在混合記錄過程中，加強(qiáng)對(duì)記錄層的冷卻能夠明顯改善過渡的位置和清晰度。這是通過將連續(xù)輻射場(chǎng)改成脈動(dòng)輻射場(chǎng)來實(shí)現(xiàn)的。
射束的脈沖時(shí)間應(yīng)該短于5/f0，f0是記錄層的反向?qū)嶒?yàn)頻率(reversal attempt frequency)。脈沖時(shí)間最好是短于1/f0。
在沿著軌跡具有長(zhǎng)度為B的記錄標(biāo)記的記錄裝置中，射束的脈沖時(shí)間應(yīng)該小于0.7B/v，致動(dòng)器相對(duì)于記錄頭按照速度v移動(dòng)存儲(chǔ)介質(zhì)。
在裝置的最佳實(shí)施例中，輻射場(chǎng)是延長(zhǎng)的，在軌跡方向上具有最大尺寸?？梢杂眠@樣的記錄頭產(chǎn)生最佳的輻射場(chǎng)形狀，該記錄頭包括形成輻射場(chǎng)的平面光學(xué)波導(dǎo)，波導(dǎo)的延長(zhǎng)出口窗面對(duì)記錄層的位置，出口窗的最大尺寸是沿軌跡方向取向的。
在裝置的最佳實(shí)施例中，記錄頭包括一個(gè)磁讀出頭。
本發(fā)明的第二方面還涉及到在存儲(chǔ)介質(zhì)的記錄層的軌跡中以磁化過渡的方式熱輔助磁記錄信息的一種方法，在記錄層上施加一個(gè)輻射場(chǎng)和一個(gè)磁場(chǎng)，輻射場(chǎng)形成的熱斷面比磁場(chǎng)的分布要大，而磁化過渡沿著軌跡的位置是通過改變磁場(chǎng)來確定的，其中的輻射場(chǎng)與磁場(chǎng)同步脈動(dòng)。
本發(fā)明的第三方面涉及到在存儲(chǔ)介質(zhì)的記錄層的軌跡中以標(biāo)記的方式熱輔助磁記錄信息的一種裝置，該裝置包括在記錄層位置上形成輻射場(chǎng)和磁場(chǎng)的記錄頭，磁讀出頭，以及致動(dòng)器用來相對(duì)于記錄頭移動(dòng)記錄介質(zhì)，讓記錄頭跟隨軌跡，輻射場(chǎng)在記錄層位置上形成的熱斷面至少與磁場(chǎng)的分布局部重疊，并且磁場(chǎng)分布的尾部斜面滯后在熱斷面尾部斜面的后面或是與其吻合。熱斷面上用來確定與磁場(chǎng)分布重疊的那一區(qū)域是在熱斷面中溫度高于平均室溫并且溫度最高的區(qū)域。同樣，磁場(chǎng)分布的區(qū)域是其中磁場(chǎng)是在磁場(chǎng)分布中大于最大強(qiáng)度值一半的區(qū)域。如果兩個(gè)區(qū)域有重疊，就是上述意義上的重疊。
混合記錄裝置例如可以參見H.Katayama，S.Sawamura，Y.Ogimoto，J.Nakajima.K.Kojima和K.Ohta在Proc.of MORIS′99，J.Magn.Soc.Jpn.23，Suppl.S1，233(1999)上發(fā)表的文章。這種裝置的缺點(diǎn)是用它記錄的存儲(chǔ)介質(zhì)的存儲(chǔ)壽命比在室溫下記錄比特的穩(wěn)定性所獲得的壽命要短。
按照本發(fā)明第三方面的裝置能夠記錄存儲(chǔ)介質(zhì)，記錄的數(shù)據(jù)具有較長(zhǎng)的存儲(chǔ)壽命。
實(shí)現(xiàn)此目的的裝置的特征在于輻射分布是延長(zhǎng)的，在軌跡方向上具有最大尺寸。該方案是基于這樣的見解，即用公知裝置寫入的信息的存儲(chǔ)壽命比較短是因?yàn)椴捎玫墓恻c(diǎn)比軌跡寬度要寬而造成的。這就意味著會(huì)發(fā)生側(cè)面‘熱’擦除，因而在當(dāng)前記錄過程中會(huì)縮短記錄在相鄰軌跡中的數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)壽命。建議用一個(gè)平面光學(xué)波導(dǎo)產(chǎn)生一個(gè)大致呈矩形的(脈動(dòng))輻射光點(diǎn)，輻射光點(diǎn)的最小尺寸是在軌跡寬度方向上，而最大尺寸是在軌跡方向上。激光點(diǎn)的寬度大約等于或小于軌跡間距，并且介質(zhì)具有最佳的熱性能，以免在寫入過程中被相鄰軌跡中的熱衰變所擦除。在激光或磁場(chǎng)的尾部一側(cè)產(chǎn)生一個(gè)延長(zhǎng)磁場(chǎng)(沒有熱衰變；沒有直接過渡)，在激光點(diǎn)尾部邊沿之前產(chǎn)生一個(gè)尖銳的尾部邊沿(小熱衰變；直接過渡)。
按照該裝置的最佳實(shí)施例，記錄頭包括一個(gè)用來形成輻射場(chǎng)的平面光學(xué)波導(dǎo)，波導(dǎo)具有一個(gè)面對(duì)記錄層位置的延長(zhǎng)的出口窗，出口窗的最大尺寸沿軌跡方向取向。在這種記錄頭的一個(gè)具體實(shí)施例中，出口窗包括尾部側(cè)和前沿側(cè)，尾部側(cè)比前沿側(cè)更靠近存儲(chǔ)介質(zhì)入口平面的位置。出口窗最大尺寸長(zhǎng)度與其最小尺寸長(zhǎng)度的比大于2。
記錄頭所包括的磁讀出頭具有等于或小于出口窗最小尺寸的寬度。在一個(gè)具體實(shí)施例中，記錄頭包括一個(gè)磁寫入頭，它具有等于或小于出口窗最小尺寸的寬度。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，該裝置包括用于控制輻射場(chǎng)和磁場(chǎng)的控制單元，它適合與磁場(chǎng)同步地產(chǎn)生脈動(dòng)的輻射場(chǎng)。
適用于本發(fā)明第三方面的裝置的一種記錄介質(zhì)包括一個(gè)基片和布置在基片上的磁記錄層，基片具有大熱容量和小耐熱性，可作用做磁記錄層的散熱器，磁記錄層具有小熱容量，并且在散熱器方向上的耐熱性比磁記錄層平面上要低。
本發(fā)明的第四方面涉及到一種用于熱輔助磁記錄的存儲(chǔ)介質(zhì)，它包括一個(gè)記錄層，在一個(gè)時(shí)間段tw將記錄層加熱到溫度Tw，以磁化過渡的形式寫入信息，記錄層具有各向異性場(chǎng)Hk，飽和磁化Ms，剩磁Mr，和反向?qū)嶒?yàn)頻率f0。本發(fā)明還涉及到包括上述存儲(chǔ)介質(zhì)和在介質(zhì)上記錄信息的裝置的一種信息存儲(chǔ)系統(tǒng)。
混合記錄介質(zhì)例如可以參見H.Katayama，S.Sawamura，Y.Ogimoto，J.Nakajima.K.Kojima和K.Ohta在Proc.of MORIS′99，J.Magn.Soc.Jpn.23，Suppl.S1，233(1999)上發(fā)表的文章。
第四方面所提供的混合記錄介質(zhì)比公知的記錄介質(zhì)具有較高的表面密度。
能實(shí)現(xiàn)此目的的記錄介質(zhì)的各向異性場(chǎng)和飽和磁化具有符合以下公式的溫度關(guān)系Hk(Ts)M3(Ts)＝CHk(Tw)Ms(Tw)
其中Ts是記錄介質(zhì)的存儲(chǔ)溫度，它小于寫入溫度Tw，而C是大于或等于4的常數(shù)。表面密度比常規(guī)磁記錄超過一個(gè)系數(shù)sqrt(C)＝2以上。
這種記錄介質(zhì)所具有的特征是，各向異性場(chǎng)和飽和磁化的溫度關(guān)系符合以下公式Hk(Ts)Ms(Ts)≥(Tsln(tsf0)Twln(twf0))Hk(Tw)Ms(Tw)]]>其中Ts是存儲(chǔ)介質(zhì)的存儲(chǔ)溫度，而ts是等于3×107s的衰變時(shí)間。參數(shù)tw是寫入時(shí)間也就是寫入的比特被加熱到接近Tw的時(shí)間。這一關(guān)系給出了為實(shí)現(xiàn)相當(dāng)于ts的存儲(chǔ)壽命所需的介質(zhì)參數(shù)，這需要降低記錄層中受熱激活的磁化過渡。由于不等式符號(hào)后面的第一個(gè)系數(shù)與混合記錄的表面密度超過常規(guī)磁記錄的增益成正比，不等式還給出了在混合記錄中能獲得的表面密度，它是寫入和存儲(chǔ)參數(shù)以及穩(wěn)定性參數(shù)f0的函數(shù)。如果在不等式中用＞符號(hào)來選擇介質(zhì)的參數(shù)，由介質(zhì)上獲得的讀出信號(hào)就能比采用＝符號(hào)時(shí)更高。
如果Hk(T)Ms(T)在記錄層的溫度T從Tw下降到Ts時(shí)單調(diào)增大，就能改善記錄磁化過渡的穩(wěn)定性。
對(duì)于用來讀出記錄信息的讀出溫度Tr≥Ts的熱輔助記錄系統(tǒng)，存儲(chǔ)介質(zhì)所具有的參數(shù)Hk(Tr)和Ms(Tr)，最好能符合以下公式Hk(Tr)Hk(Tw)≥Ms(Tr)Ms(Tw)≥(Trln(trf0)Twln(twt0))1/2]]>其中tr是記錄層在讀出過程中保持在溫度Tr上的時(shí)間。為安全起見可以將這一時(shí)間選擇為等于ts。注意到當(dāng)Tr＝Ts時(shí)，tr＝ts。在一個(gè)具體實(shí)施例中，讀出溫度Tr大于Ts，而在Ts上的Ms≈0。當(dāng)溫度T從Tw下降到Tr時(shí)，存儲(chǔ)介質(zhì)具有單調(diào)增大的Hk(T)和Ms(T)值，而當(dāng)溫度T從Tr下降到Ts時(shí)，Hk(T)單調(diào)增大，而Ms(T)單調(diào)減小。
最佳實(shí)施例的存儲(chǔ)介質(zhì)在Tw和Ts之間的各個(gè)溫度上符合以下公式Hk(T)Ms(T)≥1]]>或HC(T)MT(T)≥0.5]]>而Mr是記錄層的剩磁。存儲(chǔ)介質(zhì)在Tw和Ts之間的各個(gè)溫度上應(yīng)該符合以下公式1.4≤Hk(T)Ms(T)≤2]]>或0.7≤HC(T)Mr(T)≤1]]>適合于在溫度Tr基本上等于Ts時(shí)讀出的存儲(chǔ)介質(zhì)的最佳特征在于，當(dāng)溫度T從Tw下降到Ts時(shí)，Hk(T)和Ms(T)是單調(diào)增大的。
最好是Hc(Tw)＞240kA/m，并且/或是Hc(Ts)＞480kA/m。
存儲(chǔ)溫度Ts最好是基本上等于300K。
寫入溫度Tw最好是符合Ts+100K＜Tw＜800K。以Ts+100K＜Tw＜570K為最佳。
存儲(chǔ)介質(zhì)的寫入時(shí)間tw的最佳值符合10ns＜tw＜10μs。
記錄層的反向?qū)嶒?yàn)頻率f0最好是大致等于109/s。
信息存儲(chǔ)系統(tǒng)包括一個(gè)具有記錄層的存儲(chǔ)介質(zhì)，記錄層具有各向異性場(chǎng)Hk，飽和磁化Ms，和反向?qū)嶒?yàn)頻率f0，還有一個(gè)熱輔助磁記錄裝置，它通過加熱記錄層在記錄層中以磁化過渡的形式記錄信息，該裝置包括一個(gè)記錄頭，在要記錄的記錄層的位置上形成一個(gè)輻射場(chǎng)和一個(gè)磁場(chǎng)，還有一個(gè)控制輻射場(chǎng)和磁場(chǎng)的控制單元，控制單元用來控制射束，在時(shí)間tw期間將記錄層加熱到溫度Tw，并且各向異性場(chǎng)Hk和飽和磁化Ms的溫度關(guān)系符合以下公式Hk(Ts)Ms(Ts)≥(Tsln(tsf0)Twln(twf0))Hk(Tw)Ms(Tw)]]>其中的Ts是存儲(chǔ)介質(zhì)的存儲(chǔ)溫度，而ts是等于3×107s的衰變時(shí)間。
以下要參照附圖更充分地解釋本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)，在附圖中

圖1表示相對(duì)于常規(guī)磁記錄的混合記錄的表面密度和介質(zhì)SNR，假設(shè)僅有過渡噪聲或僅有隨機(jī)微粒(Poisson)噪聲。本文中各處的SNR都是指信號(hào)比而不是功率比。
圖2表示一種盤形記錄介質(zhì)和有關(guān)盤構(gòu)造的術(shù)語(yǔ)(本圖不符合比例)。
圖3表示具有區(qū)域限定的盤形記錄介質(zhì)。
圖4表示記錄在存儲(chǔ)介質(zhì)上的一個(gè)表，并具有存儲(chǔ)介質(zhì)上的非記錄區(qū)的入口指針。
圖5表示存儲(chǔ)介質(zhì)上圍繞一個(gè)非記錄區(qū)的軌跡。
圖6表示表面密度Da比對(duì)總加熱時(shí)間tw和反向?qū)嶒?yàn)頻率f0的曲線圖。
圖7表示信噪比對(duì)總加熱時(shí)間tw和反向?qū)嶒?yàn)頻率f0的曲線圖。
圖8表示信噪比和表面密度比對(duì)加熱時(shí)間tw equiv的曲線圖。
圖9表示一種熱輔助記錄裝置。
圖10表示磁場(chǎng)反向和輻射場(chǎng)脈沖的定時(shí)圖。
圖11表示一種混合存儲(chǔ)介質(zhì)的簡(jiǎn)單混合記錄疊層。
圖12表示具有較好的溫度均勻性的中間層的混合記錄疊層。
圖13表示具有低Hc(Tw)型介質(zhì)的混合記錄頭。
圖14表示用于熱輔助記錄的雙層MO型介質(zhì)的Mr(實(shí)線)和Hc(虛線)的溫度關(guān)系vi。方塊(■；□)記憶層；菱形(◆；◇)讀出層。
圖15表示用于熱輔助記錄的單層MO型介質(zhì)的Mr(·)和Hc(□)的溫度關(guān)系。
介質(zhì)參數(shù)這一節(jié)是有關(guān)用混合記錄可能帶來的密度或SNR改善問題，主要集中在為實(shí)際實(shí)現(xiàn)這些顯著的改善所需要的介質(zhì)特性。其次注重的問題是如何獲得超越常規(guī)磁記錄的巨大改進(jìn)，以及需要什么樣的(額外)介質(zhì)特性才能實(shí)際實(shí)現(xiàn)這些顯著的改進(jìn)。
為了寫入數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性，在室溫下的高矯頑力和大顆粒度是足夠的。對(duì)小過渡長(zhǎng)度還需要高矯頑力場(chǎng)Hc。對(duì)于可寫入性，如果用具有高飽和電感Bs的材料例如是Fe88Ta12N，F(xiàn)e97Si3N(Bs＝1.45和1.9T)或其它富Fe合金制成的磁頭寫入，在寫入溫度Tw下需要低于360kA/m(4500Oe)的寫入矯頑力。利用稍微增大磁頭-場(chǎng)梯度的優(yōu)點(diǎn)，大約240kA/m(3000 Oe)的矯頑力為選擇寫入頭材料(常用成分Ni80Fe20，Co8Nb9Zr3，F(xiàn)e84.9Al5.6Si9.5，在Fe或Co成分增加時(shí)具有Bs～1T和較高的Bs，例如，Ni45Fe55具有Bs～1.6T)提供了更多的自由度，或是能夠縮小寫入間隙。這些矯頑力通常對(duì)應(yīng)著一種各向異性場(chǎng)Hk，在顆粒狀(多晶體)介質(zhì)中顆粒隨機(jī)排列的情況下是Hc值的大約二倍，也就是480到720kA/m(6000到9000 Oe)之間i。對(duì)于未來的SNR模型選擇的矯頑力是Hk＝480kA/m。
為了避免在按照最高線性密度飽和記錄時(shí)去磁和縮短衰變時(shí)間并避免過渡變寬，飽和磁化Ms或剩磁Mr所采用的值一般不該大于介質(zhì)的1.2Hc(0.6Hk，Hk是各向異性場(chǎng))。因過渡變寬造成的短波長(zhǎng)輸出降低抵消了增大的Mr原本會(huì)產(chǎn)生的較大輸出。對(duì)于相對(duì)于比特長(zhǎng)度比較薄的介質(zhì)，Mr的值應(yīng)該比較高?；旌嫌涗浺肓艘粋€(gè)新條件，即寫入溫度和室溫之間在任何地方都必須有足夠低的Ms/Hc≈Mr/Hc∝Hdem/Hc比例。大的比值將惡化過渡，因?yàn)楸容^大的去磁場(chǎng)會(huì)降低去磁場(chǎng)方向上磁化躍變的能量壁壘。這樣就會(huì)按照Arrhenius-Neel法則發(fā)生直接去磁化或快速受熱激活過渡。它對(duì)短波長(zhǎng)輸出和介質(zhì)的過渡噪聲都有負(fù)面影響。同樣按照Arrhenius-Neel法則，它在室溫下對(duì)剩余信息的存儲(chǔ)壽命具有明顯的影響。
常規(guī)介質(zhì)的Mr/Hc的溫度關(guān)系在(和低于)寫入溫度下不能充分滿足Mr/Hc比例足夠低的基本要求，只有在室溫下才能達(dá)到這一比例。
混合記錄介質(zhì)有一個(gè)優(yōu)于常規(guī)磁記錄的最大的優(yōu)點(diǎn)，假設(shè)具有任意Hk(T)和Ms(T)組合的介質(zhì)都是可能的。大量?jī)?yōu)點(diǎn)來自于上述的記錄考慮和Arrhenius-Neel衰變Hk(Ts)Hk(Tw)≈Ms(Ts)Ms(Tw)≥(SNRmed.uSNRmed.C)β=(De.llDe.C)3/4---(0.1)]]>=(VCVH)1/2=(Tsln(tsf0/ln(2Mr/(M+Mr)))Twln(twf0/ln(2Mr/(M+Mr))))1/2]]>其中隨機(jī)-微粒(Poisson)噪聲的β＝1，而過渡噪聲是2/3，tw和ts是在從t＝0處的磁化Mr到t＝tw或ts處的M以秒為單位的衰變時(shí)間，而f0是反向?qū)嶒?yàn)頻率。衰變時(shí)間tw和ts必須選擇在分別等于介質(zhì)上任意一點(diǎn)在溫度Tw下所經(jīng)歷的最大總加熱時(shí)間和介質(zhì)在溫度Ts下需要的存儲(chǔ)時(shí)間。下標(biāo)H和C分別代表混合和常規(guī)記錄。
(0.1)中的最后一項(xiàng)比值決定對(duì)SNR和Da(第三和第四比值)以及最小混合-記錄介質(zhì)要求(第一和第二比值)可能的改進(jìn)。研究最后一項(xiàng)比值可以發(fā)現(xiàn)ts幾乎比tw大15倍，也就是說最大密度或SNR改進(jìn)主要是由ts和tw決定的，而由Ts/tw決定的程度比較小。f0和M/Mr的實(shí)際變化是次要的。為了使表達(dá)式符合實(shí)際要加上常規(guī)記錄中的最小顆粒體積Vc和混合記錄中的最小顆粒體積VH之間的第五比值。由于最后一個(gè)表達(dá)式中的對(duì)數(shù)函數(shù)，這一體積比例與衰變-時(shí)間比例ts/tw相比是很小的。混合記錄中的顆粒體積縮小可以改善介質(zhì)的SNR或是增大表面密度。
按照(0.1)中的＝符號(hào)，Ms和Hk的比例表示混合記錄的最佳介質(zhì)的最低條件這種“最低條件”混合記錄介質(zhì)在冷卻過程中必須具有恒定的Hk(T)/Ms(T)比例。因此，混合記錄的最佳介質(zhì)是一種在存儲(chǔ)(例如是環(huán)境)溫度Ts下具有各向異性場(chǎng)Hk和飽和磁化Ms的介質(zhì)，這大致相當(dāng)于Hk和Ms在記錄溫度Tw(例如是200℃)下的改善倍數(shù)。在寫入和存儲(chǔ)(即讀出)溫度之間，Hk(T)/Ms(T)＞≈Hk(Tw)/Ms(Tw)是一種最佳選擇。還應(yīng)該選擇Hk(T)和Ms(T)以便在寫入和存儲(chǔ)(即讀出)溫度之間逐漸(單調(diào))增大，并且選擇Hk(T)×Ms(T)以便在寫入和存儲(chǔ)溫度之間逐漸(單調(diào))增大。
在表達(dá)式(0.1)中用＞符號(hào)表示在存儲(chǔ)溫度上比上述‘最佳’介質(zhì)所要求的更高的Ms，與在存儲(chǔ)溫度下大致成比例的一個(gè)較高的Hk相組合，不會(huì)提供較高的密度或較低的介質(zhì)噪聲。它只是提供更多輸出，降低介質(zhì)噪聲以外的噪聲源的影響。因此，在磁頭輸出不足以將這些噪聲信號(hào)例如是電子噪聲抑制在遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于介質(zhì)噪聲等級(jí)的情況下，最好采用在存儲(chǔ)(也就是讀出)溫度上比上述‘最佳’介質(zhì)所要求的更高的Ms，與在存儲(chǔ)(也就是讀出)溫度下大致成比例的一個(gè)較高的Hk相組合。
如果在溫度Ts下執(zhí)行讀出，就允許Ms(Ts)很小甚至等于零，只要K(Ts)～Ms(Ts)Hk(Ts)～Ms(Ts)Hc(Ts)相對(duì)于K(Tw)有足夠多的增大以保證長(zhǎng)時(shí)間存儲(chǔ)。這樣就可能要選擇在接近Ts時(shí)具有補(bǔ)償溫度并且有足夠的Ms(Tr)可供磁性讀出的MO型介質(zhì)。
在比溫度Ts高的Tr下讀出并且采用具有接近Ts的補(bǔ)償溫度的MO型介質(zhì)的情況下，在寫入(及讀出溫度和讀出之間)和存儲(chǔ)溫度之間仍然要選擇Hk(T)/Ms(T)＞或≈Hk(Tw)/Ms(Tw)。這樣就能確保在冷卻過程中過渡不會(huì)變劣。在寫入和存儲(chǔ)溫度之間的每一種溫度上必須滿足K(T)～Hk(T)×Ms(T)。這就意味著K在存儲(chǔ)溫度下必須很大，因?yàn)榇鎯?chǔ)時(shí)間很長(zhǎng)(希望去磁場(chǎng)在Ts下接近于零)。K在讀出溫度下仍然要很大，因?yàn)楸仨氃试S多次讀出。在讀出和存儲(chǔ)溫度之間，K必須保持足夠大才能長(zhǎng)時(shí)間耐受熱衰變。這就意味著在從讀出冷卻到存儲(chǔ)溫度時(shí)Ms的強(qiáng)度降低必須伴隨著Hk的強(qiáng)度增大。
已知介質(zhì)的Mr/Hc的溫度關(guān)系不能滿足Mr/Hc比例在寫入溫度(及其以下)足夠低的要求，該比例僅僅在室溫下是最佳的。
M值的實(shí)際選擇在表達(dá)式(0.1)的結(jié)果中是次要的，可以將表達(dá)式改寫成如下Hk(Ts)Ms(Ts)≥(Tsln(tsf0)Twln(twf0))Hk(Tw)Ms(Tw)]]>混合與常規(guī)磁記錄相比的優(yōu)越性是用以下的參數(shù)值計(jì)算出來的M/Mr＝0.8，f0＝109s-1，Tw＝450K，Ts＝300K，而ts＝10yr，并且結(jié)果如圖1所示是tw的函數(shù)。寫入時(shí)間tw是在記錄層中移動(dòng)熱分布的保持時(shí)間，它是因按照寫入速度在記錄層上面移動(dòng)恒定強(qiáng)度的輻射場(chǎng)而形成的。
介質(zhì)上任意一點(diǎn)被加熱的總時(shí)間的實(shí)際值是tw＝490ns。這一值對(duì)應(yīng)著100ns的實(shí)際光點(diǎn)中心線加熱時(shí)間(縱向光點(diǎn)直徑1μm而速度是10m/s)并且它一次加熱6個(gè)軌跡(橫向光點(diǎn)直徑1μm，而軌跡間距p是0.16μm)。0.16μm軌跡間距對(duì)應(yīng)著在p/B＝4.27(采用W/g＝4，g/B＝0.8并且W/p＝0.75，其中W＝軌跡寬度，g＝間隙長(zhǎng)度，而B＝優(yōu)化比特長(zhǎng)度，即過渡之間的最短距離，假設(shè)是采用簡(jiǎn)單非歸零NRZI代碼)的情況下表面密度Da＝100Gb/in2。表面密度的增加倍數(shù)達(dá)2.2，或是說，對(duì)于5.3dB(1.8x)的Poisson噪聲的介質(zhì)SNR和8dB(2.5x)的過渡噪聲，tw＝490ns在理論上是可行的。
反復(fù)記錄介質(zhì)上彼此非常接近的一部分會(huì)進(jìn)一步增大最高熱量。如果這種記錄或多或少是隨意編排的，最大寫入時(shí)間就難以確定，并且不能保證具體的最大寫入時(shí)間。因而要用一種特定數(shù)據(jù)寫入結(jié)構(gòu)來避免加熱超過上述不可避免的加熱時(shí)間(在上述例子中是490ns)。這是下一章節(jié)的任務(wù)。
表達(dá)式(0.1)隨后表示了用于混合記錄的一種最佳單層介質(zhì)，可用來實(shí)現(xiàn)上述可能的改進(jìn)和上述的選擇及條件，它的Hk(∝Hc)應(yīng)該在存儲(chǔ)溫度Ts和寫入溫度Tw之間有一個(gè)1.8倍的降低，伴隨著Ms(≌Mr)同等程度的降低。
存儲(chǔ)介質(zhì)的一個(gè)最佳實(shí)施例符合Hk(T)Ms(T)≥1]]>或HC(T)Mr(T)≥0.5]]>在Tw和Ts之間的各個(gè)溫度上。同樣1.4≤Hk(T)Ms(T)≤2]]>或0.7≤HC(T)Mr(T)≤1]]>在Tw和Ts之間的各個(gè)溫度上。如果記錄層在讀出過程中溫度不增加而是維持在存儲(chǔ)溫度，在溫度T從Tw下降到Ts時(shí)，Hk(T)和Ms(T)就應(yīng)該單調(diào)增加。如果讀出溫度Tr高于Ts，Ms在Ts下就應(yīng)該大致等于零。
Hk(T)和Ms(T)在溫度T從Tw下降到Tr時(shí)最好是單調(diào)增加，而當(dāng)溫度T從Tr下降到Ts時(shí)，Hk(T)是單調(diào)增加，而Ms(T)則單調(diào)下降。應(yīng)該滿足Hc(Ts)＞480kA/m且Hc(Tw)＞240kA/m；最好是Hc(Tw)＞240kA/m。
存儲(chǔ)溫度Ts應(yīng)該基本上等于室溫即300K。寫入溫度Tw應(yīng)該符合Ts+100K＜Tw＜800K。寫入時(shí)間tw應(yīng)該符合10ns＜tw＜10μs。
寫入體系結(jié)構(gòu)為了避免加熱超過上述不可避免的加熱時(shí)間(在上述例子中是490ns)需要采用一種特殊數(shù)據(jù)寫入體系結(jié)構(gòu)。這種體系結(jié)構(gòu)的主要特征是記錄區(qū)相互分離，即用一個(gè)磁性非記錄區(qū)包圍記錄層上準(zhǔn)許執(zhí)行磁記錄的記錄區(qū)。非記錄區(qū)是一個(gè)禁止磁記錄的區(qū)域。這樣的區(qū)內(nèi)不包括任何按混合記錄記錄的信息。一個(gè)區(qū)域的記錄不會(huì)削弱在相鄰記錄區(qū)內(nèi)記錄的數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)壽命。非記錄區(qū)的寬度最好是至少等于熱分布寬度的大約一半，熱分布寬度基本上等于輻射分布在記錄層上的寬度。每個(gè)記錄區(qū)作為一個(gè)整體被重寫，以此來避免一個(gè)區(qū)域內(nèi)的個(gè)別軌跡因在相鄰軌跡上記錄而意外受熱。
分開各區(qū)的非記錄區(qū)可以包含諸如有關(guān)區(qū)號(hào)等信息，并且劃分‘扇區(qū)’(輪輻)的非記錄區(qū)包含諸如有關(guān)該區(qū)或是扇區(qū)內(nèi)的扇區(qū)號(hào)和/或軌跡號(hào)等信息。由于穩(wěn)定性問題，在這些非記錄區(qū)內(nèi)的信息最好不是磁性的，除非這些非記錄區(qū)內(nèi)的磁性材料比記錄區(qū)具有高得多的矯頑力或是大得多的粒子。一種明智的選擇是可以借助于光學(xué)系統(tǒng)用光學(xué)檢測(cè)一種低信息密度的結(jié)構(gòu)，這在熱輔助記錄系統(tǒng)中是可行的。
圖2的示意圖表示按照本發(fā)明的一種盤形記錄介質(zhì)1，其中的記錄層被劃分成記錄區(qū)2，本實(shí)施例中所示的每個(gè)記錄區(qū)構(gòu)成介質(zhì)上的一個(gè)環(huán)形區(qū)域的一部分。這樣的記錄區(qū)也被稱作扇區(qū)。信息在各個(gè)記錄區(qū)中2被記錄在一或多個(gè)軌跡中。一個(gè)軌跡是記錄頭跟蹤路徑中的一段。在圖2所示的存儲(chǔ)介質(zhì)中，軌跡可以是圓形或螺旋形，或者在諸如卡等矩形存儲(chǔ)介質(zhì)中是直線?？紤]到交擾問題，本發(fā)明中的軌跡是基本平行的。軌跡上設(shè)有圖中沒有表示的常規(guī)伺服結(jié)構(gòu)，用于引導(dǎo)記錄頭，例如是溝槽或是浮雕的坑。每個(gè)記錄區(qū)2包括多個(gè)軌跡。記錄區(qū)被非記錄區(qū)3彼此分開。本實(shí)施例中如圖2所示的非記錄區(qū)是將扇區(qū)徑向分開的環(huán)形溝槽4，以及將扇區(qū)在縱向或是軌跡方向上分開的徑向溝槽5。處在不同半徑上的扇區(qū)之間的徑向溝槽被對(duì)準(zhǔn)形成一個(gè)如圖中所示的輪輻圖形。圖3表示存儲(chǔ)介質(zhì)上的一系列區(qū)域6。
軌跡的伺服結(jié)構(gòu)在非記錄區(qū)中是連續(xù)的。在記錄層的控制區(qū)中記錄的一個(gè)表中的項(xiàng)目可以表示非記錄區(qū)和/或記錄區(qū)的位置。圖4給出了這種表的一個(gè)例子。表中的每個(gè)項(xiàng)目包含地址，用軌跡號(hào)和/或扇區(qū)號(hào)標(biāo)出了一個(gè)區(qū)的開頭和結(jié)尾。各區(qū)的位置也可能已按標(biāo)準(zhǔn)被限定，并且用于掃描存儲(chǔ)介質(zhì)的裝置包括其中存儲(chǔ)有位置信息的存儲(chǔ)器。在記錄過程中，該裝置在軌跡中寫入信息，直至遇到在表中被標(biāo)明是一個(gè)非記錄區(qū)開頭的地址。該裝置會(huì)中斷記錄過程，直至到達(dá)表中被標(biāo)明是該非記錄區(qū)結(jié)尾的地址，從此處開始繼續(xù)記錄信息。
在記錄介質(zhì)的另一實(shí)施例中，非記錄區(qū)沒有伺服結(jié)構(gòu)，避免記錄頭在正常讀出或?qū)懭氩僮髦袙呙璧皆搮^(qū)域。圖5表示記錄區(qū)51的一部分和一個(gè)相鄰的記錄區(qū)52。該記錄區(qū)內(nèi)的軌跡53a-d的軌跡間距是p，也就是相鄰軌跡的中心線之間的橫向距離。記錄區(qū)從該區(qū)最外圈軌跡5 3b的中心線起延伸的距離是1/2p。區(qū)域51和52之間的非記錄區(qū)54的寬度q所具有的寬度至少是p，使各區(qū)域最外圈軌跡的中心線之間的距離至少等于2p。為了進(jìn)一步減少記錄區(qū)之間的交叉擦除，寬度q應(yīng)該等于或大于3p。區(qū)域54的主要部分沒有設(shè)置伺服結(jié)構(gòu)，與連接兩個(gè)相鄰記錄區(qū)的一個(gè)軌跡55分開。
有關(guān)最佳體系結(jié)構(gòu)的考慮按照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的存儲(chǔ)介質(zhì)具有以下參數(shù)值軌跡間距p，0.16μm軌跡寬度W，0.12μm比特長(zhǎng)度B，0.037μm這樣獲得的表面密度是100Gb/in2。除非另有說明，在以下的例子中都采用上述的值。
在100Gb/in2的例子中混合記錄介質(zhì)是這樣設(shè)計(jì)的，可以接受加熱相鄰軌跡所需的6倍。這就是說被非記錄區(qū)包圍的記錄區(qū)實(shí)際上必須要作為一個(gè)整體寫入。當(dāng)在一個(gè)區(qū)域內(nèi)許可隨機(jī)寫入時(shí)，保持暴露出特定軌跡的軌跡數(shù)量可能是一種解決方案，但是看起來比較復(fù)雜。因此，整個(gè)區(qū)域必須被重寫，即使只有一部分軌跡需要更換。另外，重寫也需要時(shí)間。如果該區(qū)域不僅沿著切線方向(即圓形或橢圓形)而且沿著徑向(徑向或輪輻)被分開，僅有存儲(chǔ)介質(zhì)一轉(zhuǎn)上相對(duì)于記錄頭的那一部分能夠被讀出或?qū)懭耄⑶以诠恻c(diǎn)到達(dá)同一區(qū)域內(nèi)的接連的時(shí)間之間會(huì)出現(xiàn)明顯的滯后時(shí)間。這可能會(huì)使有效數(shù)據(jù)速率相對(duì)于讀出和寫入速率降低10％以上?？梢园磧煞N不同用途來確定該區(qū)域的有效尺寸PC(個(gè)人計(jì)算機(jī))類用途，存儲(chǔ)的信息單位比較小(例如是文字文件等等)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于1MB(兆字節(jié))，存儲(chǔ)聲音和視頻信息的AV(音頻-視頻)用途。在這種情況下，各單位的尺寸可能大得多，一般是＞10MB。
為此而需要限定360°角度范圍內(nèi)一個(gè)軌跡(圓形或螺旋形)的比特?cái)?shù)。一張盤的可記錄區(qū)通常是在半徑24到57mm之間的范圍延伸。外圈軌跡的數(shù)據(jù)量可達(dá)到內(nèi)圈軌跡的二倍。軌跡數(shù)量(不算非記錄區(qū))大約有210000個(gè)(軌跡間距＝0.16μm)。最內(nèi)圈軌跡的容量大約是0.5MB，而最外圈軌跡是1.2MB。這就是說一個(gè)軌跡的容量對(duì)于PC用途過高，而兩個(gè)以上軌跡的組合很容易超過一個(gè)“扇區(qū)”的容量，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于當(dāng)今PC用途中常見的單位。
因此，用于PC用途的存儲(chǔ)介質(zhì)中的一個(gè)區(qū)不應(yīng)該有過多軌跡。由此就能看出在兩個(gè)半徑之間包括有限數(shù)量(Np)的區(qū)域圖形。為了進(jìn)一步降低一個(gè)區(qū)域的容量而又不至于造成盤上區(qū)域的使用效率太低，可以將一個(gè)區(qū)劃分成Nz個(gè)扇區(qū)，各自沿著正切方向占據(jù)360°/Nz的角度。這類似于現(xiàn)有的光盤或磁盤設(shè)備上采用的結(jié)構(gòu)。例如所謂的“藍(lán)DVR格式”具有155個(gè)區(qū)和劃分軌跡的8個(gè)輪輻。若要存儲(chǔ)較大的單位，可以忽略輪輻并且讀出或?qū)懭胍徽麠l軌跡的整個(gè)360°。這相應(yīng)于AV應(yīng)用。為了降低供這種讀出/寫入方案的緩沖存儲(chǔ)器所需的容量，并且為了在因發(fā)現(xiàn)扇區(qū)有缺陷情形下減少損失，試圖限制一個(gè)區(qū)的容量。區(qū)和輪輻的數(shù)量應(yīng)該在盤區(qū)使用效率，PC用途的扇區(qū)容量，以及各區(qū)在AV應(yīng)用中的容量之間達(dá)到一種平衡。
典型的實(shí)例可能是采用2000個(gè)區(qū)和64個(gè)輪輻。一個(gè)區(qū)大概有17μm寬(～106個(gè)軌跡)。在內(nèi)徑處(24mm)，這大約相當(dāng)于53MB的容量。若采用64個(gè)輪輻，每個(gè)扇區(qū)會(huì)超過0.84MB。在外徑處(57mm)，一個(gè)區(qū)的容量是129MB。一個(gè)扇區(qū)的容量是2MB。如果按半徑成比例增加輪輻的數(shù)量(即從64到155)，這一數(shù)量就能降低到內(nèi)徑處的值。因?yàn)橛涗泤^(qū)，盤面會(huì)有3-4％的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)損失。
每個(gè)區(qū)的存儲(chǔ)容量在本例中是比較大的。按照典型的10Mb/s用戶比特率，53MB(總共424Mb，或大約212M用戶比特)視頻的(內(nèi))區(qū)的播放時(shí)間已經(jīng)有21秒。頻道編碼和ECC(糾錯(cuò)碼)的附加開銷取為因子2。對(duì)于AV存儲(chǔ)，21秒是很長(zhǎng)的?？梢詫⑵溥x擇在10秒以下(同樣適用于外圈半徑)。每個(gè)區(qū)的容量應(yīng)該低于10到20MB。這相當(dāng)于～5000個(gè)區(qū)和32個(gè)輪輻。然而，存儲(chǔ)效率會(huì)因?yàn)樵诒P上有大約5000/2000＝2.5倍以上的非存儲(chǔ)區(qū)而下降，導(dǎo)致盤面有幾乎10％的損失。
將存儲(chǔ)介質(zhì)劃分成記錄區(qū)在記錄時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)速率有影響，一個(gè)實(shí)施例是劃分成2000個(gè)區(qū)(AV應(yīng)用106個(gè)360°軌跡)，用64個(gè)輪輻劃分該實(shí)施例中的區(qū)(PC應(yīng)用106個(gè)5.6 °軌跡)。這種應(yīng)用意味著在AV存儲(chǔ)中要重寫一整個(gè)區(qū)，或是在PC存儲(chǔ)時(shí)重寫一個(gè)64倍的小扇區(qū)。如果假設(shè)v＝10m/s，最大比特率等于10[m/s]/0.03710-6[m/bit]＝270[Mb/s]。這在24mm內(nèi)徑處對(duì)應(yīng)著68Hz的旋轉(zhuǎn)頻率和每圈時(shí)間約15ms。如果一整個(gè)區(qū)內(nèi)的所有數(shù)據(jù)都需要更換，有效數(shù)據(jù)速率就會(huì)是270Mb/s。如果僅有一個(gè)扇區(qū)必須要重寫，有效數(shù)據(jù)速率就會(huì)按等于輪輻數(shù)的一個(gè)因數(shù)下降，對(duì)于上述例子也就是270[Mb/s]/64＝4.2Mb/s-有效?？偣残枰?.6s時(shí)間更換所有106個(gè)軌跡(0.84MB)。對(duì)于外圈軌跡，更換一個(gè)扇區(qū)的有效數(shù)據(jù)速率比較低，大約是1.7Mb/s。在5000個(gè)區(qū)和32個(gè)輪輻的情況下，有效數(shù)據(jù)速率大致能夠提高一個(gè)因數(shù)2。
存儲(chǔ)介質(zhì)上被本發(fā)明所覆蓋的自然缺陷需要保留一定量記錄空間供糾錯(cuò)單元(ECC塊)使用。在光學(xué)記錄中，這一框的長(zhǎng)度通常被選擇在等于內(nèi)圈半徑處的一整個(gè)360°軌跡，因?yàn)檫@一塊中的比特?cái)?shù)量必須是恒定的，在外圈半徑處大約是180°。這樣大長(zhǎng)度的ECC塊致使信息會(huì)分散在大部分盤面上，并且減少了出現(xiàn)致命差錯(cuò)的機(jī)會(huì)。這種糾錯(cuò)策略不能完全適合僅僅更換一個(gè)扇區(qū)的‘PC策略’(有沖突)。對(duì)于PC應(yīng)用仍然(按照270Mb/s的數(shù)據(jù)速率仍然是有效的)讀出并緩沖整個(gè)區(qū)對(duì)于糾錯(cuò)是有利的。這樣不會(huì)增加更換一個(gè)扇區(qū)所需的總時(shí)間，因?yàn)闇髸r(shí)間被部分或整體上縮短了。象AV模式那樣的增加的緩沖器容量現(xiàn)在是必須的。
掃描盤形記錄介質(zhì)有兩種公知的速度模式恒定線速度(CLV)一般應(yīng)用于音頻-視頻，例如是光盤驅(qū)動(dòng)器，恒定角速度(CAV)，一般應(yīng)用于數(shù)據(jù)，例如是硬盤驅(qū)動(dòng)器。
按CLV模式旋轉(zhuǎn)，在轉(zhuǎn)到內(nèi)圈半徑時(shí)要耗費(fèi)時(shí)間和能量。從這一點(diǎn)看，CAV模式最好。然而，加熱時(shí)間幾乎與線速度成反比例地增加，而在CAV模式下則與半徑成反比例，也就是在內(nèi)圈半徑處幾乎比外圈半徑處大2倍。因加熱時(shí)的熱擾動(dòng)引起的比特反轉(zhuǎn)次數(shù)增加在內(nèi)圈半徑處同樣達(dá)到大約2倍。只要給定所需的低原始誤碼率，這不是一個(gè)嚴(yán)重問題。例如是1 10-6和2 10-6的原始誤碼率之間的差別對(duì)于糾錯(cuò)后的誤碼率和所有類型的公差來看是次要的。如果誤碼率的這種增大是公差所不允許的，僅有粒子或是在連續(xù)介質(zhì)的情況下的激勵(lì)量的極小量的增加才能夠恢復(fù)必要的穩(wěn)定性，從而是所需要的原始誤碼率。這是因?yàn)樗璧牧Ｗ?或激勵(lì))量是與反向時(shí)間和很小的反向?qū)嶒?yàn)周期1/f0的比值成正比的。
混合記錄的進(jìn)一步發(fā)展可以看出，對(duì)于上述混合記錄系統(tǒng)，要想將表面密度增加2.9倍或是將Poisson噪聲改善7dB(2.2x)SNRmed并將過渡噪聲改善11dB(3.4x)(在Tw接近Ts并在Ts和Tw之間將Mr和Hc降低至少2.9倍時(shí)所獲得的)從理論上是不可能的。當(dāng)表面密度在100Gb/in2以下時(shí)，最大改善能稍微增大，而在高密度時(shí)會(huì)稍有降低。用0.3μm光點(diǎn)大小的輻射分布代替1μm能使Poisson噪聲的SNRmed從5.3dB增加到6.7dB。
對(duì)于f0x tw equiv的值比上述系統(tǒng)明顯要小的一種特殊的混合記錄系統(tǒng)，超越常規(guī)磁記錄(和‘常規(guī)’混合記錄)的一種意外的改善是可能的。這些值可以通過脈動(dòng)的輻射場(chǎng)來實(shí)現(xiàn)。
在允許有Arrhenius-Neel衰變時(shí)能夠在數(shù)值上獲得常規(guī)磁記錄和特殊混合記錄之間的一種很好的比較。如果采用的寫入溫度Tw接近存儲(chǔ)溫度Ts(實(shí)際上不行并且危險(xiǎn))，就能獲得絕對(duì)的最大改善。然而，在所有計(jì)算中都將寫入溫度保持在Tw＝1.5Ts。
在圖6和7采用相對(duì)大的f0x tw equuiv值針對(duì)混合記錄的計(jì)算中采用了以下的參數(shù)值。
(*對(duì)于連續(xù)熱點(diǎn)的輸入*)Ts＝300K；(*存儲(chǔ)溫度*)Tw＝450K；(*有效光點(diǎn)溫度*)ts＝10*365*24*60*60s；(*所需的存儲(chǔ)時(shí)間*)Dspot＝1 10-6m；(*有效橫向熱點(diǎn)直徑*)V＝10m/s；(*介質(zhì)速度*)p＝0.16 10-6m；(*間距；0.16μm是100Gb/in2狀態(tài)*)Novw＝0；(*刷新前的重寫次數(shù)；0＝?jīng)]有重寫，即每次刷新*)fs＝109s-1；(*反向?qū)嶒?yàn)頻率，既改變實(shí)驗(yàn)時(shí)間是1ns*)M＝240 103；(*在t＝ts和t＝tw時(shí)所需的剩磁*)Mr＝300 103；(*在t＝0時(shí)的最大剩磁*)tww＝Dspot/v；(*光點(diǎn)中心線加熱時(shí)間*)tw＝(Novw+1)*(Pi/4)*Dspot*tww(*總加熱時(shí)間。與Dspot2成正比。對(duì)于具有最小側(cè)面熱擦除的一種混合記錄系統(tǒng)的實(shí)施例，在(0.1)中為tw定義的總等效加熱時(shí)間tw equiv被取代了，并且可以改變*)(*用于脈沖熱點(diǎn)的附加輸入*)
tpp＝50*10-9s；(*用脈沖代替連續(xù)加熱的有效單發(fā)加熱時(shí)間。至少選擇在等于最小反轉(zhuǎn)時(shí)間。大于0.7倍的比特時(shí)間B/v就不能用了。典型的加熱時(shí)間是50ns激光脈沖+ca.20ns’保持時(shí)間’。*)Wog＝4；(*讀出軌跡寬度比間隙長(zhǎng)度W/g*)beta1＝0.8；(*g/B；B＝比特長(zhǎng)度*)beta2＝0.75；(*W/p；p＝間距*)在圖6和7中表示了將tw＞＞1/f0的混合記錄和常規(guī)磁記錄相比較的計(jì)算結(jié)果。圖6中的垂直軸給出了混合記錄和常規(guī)磁記錄的表面密度比例，而水平軸是加熱時(shí)間tw的對(duì)數(shù)和反向?qū)嶒?yàn)頻率f0的對(duì)數(shù)。圖7中的垂直軸給出了用于混合和常規(guī)磁記錄的介質(zhì)的SNR以dB為單位的比例，而水平軸給出了和圖6相同的參數(shù)。
采用極短的加熱脈沖的混合記錄要求記錄層的加熱時(shí)間tw處在1/f0的量級(jí)以下，也就是tw equuiv→1/f0。按照表達(dá)式(0.1)，如果加熱脈沖很短，存儲(chǔ)介質(zhì)具有很薄的記錄層，在記錄層下面布置有良好的散熱器，并且記錄層的Ms(Tw)/Ms(Ts)具有比較大的值，表面密度或SNR相對(duì)于常規(guī)混合記錄會(huì)進(jìn)一步增大。以下將Ms(Tw)/Ms(Ts)比例稱作MsRatio。
如果在計(jì)算中將脈沖時(shí)間tpp的值選擇為很低，就計(jì)算介質(zhì)中的各個(gè)顆粒在脈沖加熱時(shí)接受的加熱脈沖數(shù)量，并且考慮所得的總加熱時(shí)間(假設(shè)是最壞情況)。對(duì)于長(zhǎng)加熱脈沖(例如是由于緩慢加熱和冷卻)，當(dāng)比特之間的時(shí)間小于加熱脈沖時(shí)間時(shí)，事實(shí)上就達(dá)到了連續(xù)加熱狀態(tài)，這時(shí)就要自動(dòng)加以考慮。
應(yīng)該注意到分析是以Arrhenius-Neel法則為基礎(chǔ)的，因此，在這種假設(shè)之下，在總加熱時(shí)間的主要部分，近似值全都是受熱均衡的。這對(duì)于由改變實(shí)驗(yàn)周期1/f0以下一級(jí)的持續(xù)時(shí)間內(nèi)許多獨(dú)立的加熱脈沖組成的總加熱時(shí)間是不準(zhǔn)確的。這樣就能估算出(最壞情況的)近似值的衰減在發(fā)生第一過渡之前需要有一些‘切換’時(shí)間。如果引入一個(gè)小于實(shí)際加熱時(shí)間tw的等價(jià)的總加熱時(shí)間tw equiv，仍然可以使用Arrhenius-Neel法則。這符合以下在寫入之后并剛好在磁化狀態(tài)從偏離熱均衡快速達(dá)到熱均衡的那一加熱周期開始之后的實(shí)際情況。
按照Arrhenius-Neel法則的定量結(jié)果不能精確描述在剛剛寫入之后(以及在沒有記錄場(chǎng)時(shí)一個(gè)加熱脈沖剛剛開始之后)的受熱激活的反轉(zhuǎn)過程。剛剛寫入(或加熱)之后的意思是在改變實(shí)驗(yàn)周期1/f0或是‘切換’時(shí)間ts量級(jí)內(nèi)的時(shí)間。這一切換時(shí)間大致是ts≌1(αγHequiv)，其中α＝Gilbert的衰減常數(shù)，γ＝回轉(zhuǎn)磁性比，Hequiv＝按局部自發(fā)磁化實(shí)驗(yàn)得到的總等效場(chǎng)(參見J.J.M.Ruigrok，在Short-wavelengthmagnetic recording(短波長(zhǎng)磁記錄)，Elsevier 190一書中p.369-370)。剛好在用上述(動(dòng)態(tài))矯頑力的場(chǎng)記錄之后，磁化大致是隨著以前施加的記錄場(chǎng)‘直線增長(zhǎng)’的。因此，剛好在顆粒的記錄磁化或活躍之后，體積尚未達(dá)到晶格的熱均衡。(在沒有記錄場(chǎng)時(shí)，在每一個(gè)新的加熱脈沖剛剛開始之后也不會(huì)達(dá)到熱均衡，因?yàn)樵谝郧拜^低溫度下，由于熱擾動(dòng)較小而Hk和Ms較大，磁化與平均各向異性場(chǎng)成良好的線性。)由于(由切換時(shí)間所決定的)磁化過程是緩慢追隨Hequiv(包括熱波動(dòng)的去磁場(chǎng)和各向異性場(chǎng)等等)中包括的總作用力的，在顆?；蚧钴S體積的磁化達(dá)到與受熱激活的晶格的熱均衡之前需要經(jīng)過幾個(gè)切換時(shí)間ts。在幾個(gè)切換時(shí)間ts之后，在建立了磁化與晶格之間的熱均衡時(shí)，就可以依賴按Arrhenius-Neel法則預(yù)測(cè)的反向速率(假設(shè)對(duì)f0(Hequiv(T))的精確表達(dá)式是有效的并且采用)。在短脈沖上的衰減被評(píng)估過高。在Arrhenius-Neel表達(dá)式中可以引入一個(gè)等效總加熱時(shí)間tw equiv來加以補(bǔ)償，它小于實(shí)際加熱時(shí)間tw。
然而，上述的改善因素在反轉(zhuǎn)時(shí)間1/f0的量級(jí)內(nèi)本質(zhì)上校正了很短的加熱時(shí)間，并且在介質(zhì)被局部加熱且靜態(tài)矯頑力場(chǎng)Hc0被大大削弱時(shí)防止介質(zhì)受到熱擾動(dòng)而發(fā)生切換。在比較短的記錄時(shí)間內(nèi)要使磁化切換也是有困難的。這樣就需要一個(gè)較高的記錄場(chǎng)來縮短切換時(shí)間。也就是需要更高的動(dòng)態(tài)矯頑力。
用最終表面密度Da＝100Gb/in2，Dspot＝1μm，和v＝10m/s計(jì)算很短的加熱時(shí)間，得到對(duì)于連續(xù)加熱(即tw＝490ns)，MsRatio＝1.83，而DaRatio＝2.24。
對(duì)于1ns脈沖，MsRatio＝1.99，而DaRatio＝2.51。
對(duì)于100ps脈沖，MsRatio＝2.42，而DaRatio＝3.25。
對(duì)于10ps脈沖，MsRatio＝3.35，而DaRatio＝5.02。
對(duì)于1ps脈沖，MsRatio＝11.4，而DaRatio＝25.7。
對(duì)于短脈沖，最大可能密度改善系數(shù)DaRatio和介質(zhì)在存儲(chǔ)溫度下所需的磁化MsRatio變得很大。
大DaRatio當(dāng)然要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于對(duì)于表面密度Da＝100Gb/in2的所必須的值。它們?cè)谳^高的最終表面密度Da上是有價(jià)值的。然而要注意到，在高密度下，由于在光點(diǎn)直徑內(nèi)有較多的軌跡，tw比上述的假設(shè)要大(連續(xù)加熱時(shí)的tw∝ ，而短脈沖時(shí)∝Da)。只有當(dāng)對(duì)很小的局部加熱(例如是在寫入場(chǎng)的位置透過寫入頭的間隙施加激光)而沒有與相鄰軌跡的重疊(也沒有與許多相鄰比特的重疊)時(shí)，對(duì)很短的加熱脈沖才能有很大的密度改進(jìn)。在所有其他情況下，短脈沖的額外效果是適度的。
在圖8所示的曲線中，改善系數(shù)DaRatio和SNRmedRatio被描繪成介質(zhì)中的各個(gè)顆粒的總等效加熱時(shí)間tw，equiv。對(duì)于很短的加熱脈沖，總等效加熱時(shí)間比實(shí)際加熱時(shí)間明顯要短。Da是表面密度(圖中的實(shí)線)，SNR是信噪比[P＝Poisson噪聲(圖中的虛線)，T＝過渡噪聲(圖中的點(diǎn)劃線)，H＝混合記錄，而C＝常規(guī)磁記錄]。tw，equiv(＝1/f0)的值等于1ns，在x-軸上用-9表示。上文已經(jīng)給出了計(jì)算所需的其他輸入值。
如上所述，若加熱脈沖時(shí)間tpp在反相實(shí)驗(yàn)時(shí)間1/f0的量級(jí)以下，等效加熱時(shí)間要(遠(yuǎn)遠(yuǎn))小于加熱脈沖時(shí)間的實(shí)際總和，等于對(duì)于比反相實(shí)驗(yàn)時(shí)間大數(shù)倍的脈沖的實(shí)際總等效加熱時(shí)間。
圖9表示本發(fā)明的一種熱輔助記錄裝置90。用一個(gè)致動(dòng)器92旋轉(zhuǎn)一個(gè)盤形記錄介質(zhì)91。記錄頭93包括讀出和寫入頭和一個(gè)光頭(未示出)。接收機(jī)94連接到讀出頭檢測(cè)從讀出頭讀出的信號(hào)中的數(shù)據(jù)。驅(qū)動(dòng)器95控制寫入頭的磁場(chǎng)，而驅(qū)動(dòng)器96控制光頭的輻射場(chǎng)。一個(gè)處理單元97進(jìn)一步利用從存儲(chǔ)介質(zhì)上讀出的數(shù)據(jù)并且接收要寫入存儲(chǔ)介質(zhì)的數(shù)據(jù)。處理單元為控制單元98提供寫入數(shù)據(jù)的信息?？刂茊卧刂苾蓚€(gè)驅(qū)動(dòng)器95和96，脈沖驅(qū)動(dòng)磁場(chǎng)和輻射場(chǎng)，以正確的方式記錄數(shù)據(jù)。從處理單元97為控制單元99提供有關(guān)記錄頭93實(shí)際位置的信息，通過一個(gè)致動(dòng)器100控制記錄頭相對(duì)于記錄介質(zhì)91的徑向位置。
在圖10的示意圖中，上圖表示磁場(chǎng)B是時(shí)間t的函數(shù)，下圖表示輻射場(chǎng)的功率P。輻射脈沖與磁場(chǎng)是反向同步的，讓輻射場(chǎng)的后沿與反轉(zhuǎn)基本上吻合。
為了充分獲得短輻射脈沖的益處，一種混合記錄層疊最好是這樣組成的
一個(gè)磁記錄層，它具有1)小熱容量，能夠用小激光功率快速升溫2)優(yōu)良的耐熱性，能使熱量快速冷卻進(jìn)入散熱器，但是又不會(huì)過快消耗激光功率3)各向異性的耐熱性在橫向上比散熱器方向上要大4)除了在散熱器方向上具有小熱阻的磁記錄層之外，還可以提供一個(gè)具有良好熱阻的中間層；這種組合能夠使記錄層中的溫度更加均勻。用具有大熱容量和足夠小熱阻的一個(gè)下層或是基片(例如是金屬)作為散熱器，使磁性的頂層快速散冷卻而不要加熱周圍。
為了在記錄層(和中間層)中獲得理想的各向異性熱阻，可以考慮采用一種柱狀結(jié)構(gòu)或是圖案結(jié)構(gòu)。
圖11表示一種混合存儲(chǔ)介質(zhì)的簡(jiǎn)單混合記錄疊層111。記錄層112被布置在散熱器113上。記錄層112是Curie溫度約為600K的Tb22Co18的一個(gè)12nm層，溫度是由過渡金屬的種類和大約室溫的補(bǔ)償溫度所確定的。將Co改成Fe，可以將Curie溫度降低到400K。也能用Tb21.5Fe71Co7.5制作記錄層，能提供類似的補(bǔ)償溫度。后者的熱容量C是2.8 106J/(m3K)，而熱導(dǎo)L＝9W/(m.K)。為了在接近室溫下讀出，需要降低上述合成物中的稀土成分(ΔTcomp＝30K/按％-RE成分改變)。散熱器是一層25nm厚的AlCr，其L＝20W/(m.K)并且熱容量為C＝2.7 106J/(m3K)。也可以用一個(gè)Al基片或?qū)幼鳛樯崞?；Al具有很高的熱導(dǎo)，L＝190W/(m.K)，能夠良好地散熱。
圖12表示包括一個(gè)記錄層122，一個(gè)中間層123和一個(gè)散熱器124的混合記錄疊層121。記錄層具有低熱容量并且與記錄層112類似，中間層具有良好的熱傳導(dǎo)性。中間層可以是一種氧化物例如是熱傳導(dǎo)性L＝1W/(m.K)的氧化鋁，厚度例如是6nm。散熱器相對(duì)于記錄層而言最好具有高熱容量和高熱傳導(dǎo)性，并且與散熱器113類似。
具有最小側(cè)面熱擦除的混合-記錄系統(tǒng)a)若激光點(diǎn)的范圍(在軌跡寬度方向和軌跡方向上的尾部一側(cè)都)沒有超過磁性點(diǎn)，這種記錄就相當(dāng)于MO型記錄。在這種情況下允許低矯頑力急劇的空間溫度下降使磁化被凝固。若用MR傳感器讀出，就(按常規(guī)的MO記錄/重放)改用Kerr效應(yīng)，因?yàn)樵诖藭r(shí)對(duì)密度的要求(比特尺寸＜光點(diǎn)尺寸)，需要一個(gè)比常規(guī)MO系統(tǒng)更大的介質(zhì)剩磁Mr(Hc也大)。
圖13表示用于這種系統(tǒng)的記錄頭130的一個(gè)實(shí)施例，在其中已經(jīng)考慮到上文所述的有關(guān)熱衰變的影響以及下文所述的‘附加信息…’。頭在存儲(chǔ)介質(zhì)131上面操作，介質(zhì)設(shè)有低熱容量的記錄層132，具有良好熱傳導(dǎo)性的中間層133，和作為散熱器的一個(gè)基片134。在垂直記錄的情況下，記錄層和/或中間層可以包括一個(gè)軟磁后背層。為了避免因軌跡寬度W＜λlight的熱點(diǎn)側(cè)面擦除/衰變，采用一個(gè)在軌跡137的寬度方向(如箭頭136)具有最小尺寸的楔形平面波導(dǎo)135或激光器。波導(dǎo)的窗口面對(duì)著記錄層，窗口的最大尺寸沿軌跡方向取向。最大尺寸和最小尺寸的比例是八。特別是在(tw下)采用低矯頑力介質(zhì)(例如是MO型介質(zhì))的情況下，這一點(diǎn)很重要。但是還要與在tw下具有高矯頑力的‘混合記錄介質(zhì)’相結(jié)合才能達(dá)到目的。波導(dǎo)135在記錄層中形成一個(gè)細(xì)長(zhǎng)的熱點(diǎn)138。熱點(diǎn)的前沿139面對(duì)軌跡上波導(dǎo)尚未通過的那一部分，而后沿140與前沿相對(duì)。在熱點(diǎn)138的后沿附近設(shè)置一個(gè)薄膜寫入頭141(或是在垂直記錄時(shí)是一個(gè)寫入極)，其寬度大約等于或小于窗口的最小尺寸。寫入場(chǎng)的位置如熱點(diǎn)后沿處的方框142所示。如圖所示，寫入場(chǎng)‘熱點(diǎn)’分別允許比比特長(zhǎng)度和軌跡寬度要長(zhǎng)和寬，并且場(chǎng)在磁場(chǎng)熱點(diǎn)邊沿處的傾斜并不重要。讀出頭可以位于寫入頭上，但是不一定。
b)或者是可以將一個(gè)后沿具有陡峭場(chǎng)分布(最好但是不一定是一個(gè)小-極長(zhǎng)度(或是小間隙長(zhǎng)度)寫入頭)的寫入頭放置在與熱點(diǎn)的后沿相距一定距離(偏左，即偏向熱點(diǎn)的前沿方向)的位置。由于熱點(diǎn)在磁性點(diǎn)的后沿和熱點(diǎn)的后沿之間的熱衰變，應(yīng)該對(duì)具有按照表達(dá)式(0.1)的參數(shù)Mr和Hc的混合記錄介質(zhì)采用小的但不等于零的tw。
由于熱衰變而(相對(duì)于實(shí)施例a)需要較大的Hc(Tw)和Mr(Tw)的這種缺點(diǎn)可以通過確保比實(shí)施例a更直并盡可能尖銳的過渡而得到補(bǔ)償。更直的過渡對(duì)于用磁性讀出頭讀出是有益的。
比熱穩(wěn)定性要求更高的Ms(Ts)和隨之的Hk(Ts)(即在表達(dá)式(0.1)中用＞符號(hào)代替＝符號(hào))能提供更大的磁性讀出信號(hào)。在Mr(T)/Hc(T)或Ms(T)/Hk(T)比值不固定(相對(duì)于在Tr＞Ts時(shí)讀出)的情況下，對(duì)穩(wěn)定性的一般要求比表達(dá)式(0.1)更復(fù)雜。
上述磁性寫入頭過寬會(huì)帶來嚴(yán)重的負(fù)面影響。
從圖8中可見能獲得很大的改進(jìn)，因?yàn)閠w很小(實(shí)施例b)或是零(實(shí)施例a)。另外，軌跡寬度不受光的限制而受磁頭的亞微米寬度的限制，并且比特具有矩形的形狀。
變更例b接近為對(duì)于熱輔助記錄提出的上述建議1，2和3的目標(biāo)，(在軌跡寬度方向和軌跡后沿方向上)采用范圍超過磁性點(diǎn)的較大的激光點(diǎn)，為此就需要具有高矯頑力(或K)的記錄層，并且通過磁頭或磁極的磁場(chǎng)的急劇空間下降使磁化凝固。
諸如各向異性能量K，各向異性場(chǎng)Hk，矯頑場(chǎng)Hc，飽和磁化Ms和剩磁Mr等等介質(zhì)參數(shù)在本發(fā)明中是重要參數(shù)。在記錄層包含具有不同參數(shù)值的層疊的多層(磁耦合)記錄層的情形下，總是使用層疊的有效參數(shù)值。
在等式中可以用Hk代替Hc，用Ms代替Mr，用HkMs代替K或HcMr(因?yàn)樗鼈兿嗷コ烧燃碒c∝Hk，Mr∝Ms，就得到K≡1/2μ0HkMs∝HkMs∝HcMr)。這不適用于用絕對(duì)值代替相同參數(shù)間比值的等式。
另外，≥和≤符號(hào)的意思分別是大于或是接近相等和小于或是接近相等。
有關(guān)(不適用的)公知介質(zhì)的附加信息可以用于混合記錄的介質(zhì)與MO型介質(zhì)有很大不同，垂直MO介質(zhì)是按高溫寫入來設(shè)計(jì)的。這種介質(zhì)的(讀出)層適合采用磁-光(Kerr-效應(yīng))讀出。磁性讀出需要在讀出溫度下具有合適的Ms。圖14表示Hitachi的Nemoto等人vi對(duì)在室溫下熱輔助寫入和讀出的一種雙層MO型介質(zhì)采用的磁特性。
對(duì)于磁讀出來說，讀出層的磁化在室溫下一般可以達(dá)到300KA/m(300emu/cm3)。Tb-Dy-Fe-Co讀出層本身在室溫下相對(duì)很低的矯頑力是通過改變對(duì)室溫下具有很高矯頑力的Tb-Fe-Co存儲(chǔ)層的耦合來補(bǔ)償?shù)摹?br> 按照Katayama等人ii設(shè)計(jì)的熱輔助寫入和讀出，單層磁-光(MO)型介質(zhì)是最佳的。為稀土過渡-金屬(RE-TM)合金Tb23Fe22Co55選擇的補(bǔ)償溫度接近室溫，參見圖15。
在室溫下因TM子格對(duì)RE子格的Ms的補(bǔ)償而沒有去磁場(chǎng)保證了長(zhǎng)時(shí)間存儲(chǔ)。
為了在超高密度下使MO型介質(zhì)達(dá)到混合記錄的要求，應(yīng)該象對(duì)于單層普通硬盤型介質(zhì)一樣考慮熱衰變，(至少)有兩點(diǎn)需要修改。首先，MO層不是顆粒狀(多晶體)而是連續(xù)的(非晶體)，有效活化體積會(huì)起到顆粒狀介質(zhì)中交換-去耦顆粒的作用。第二，MO介質(zhì)是垂直的，其去磁場(chǎng)隨比特長(zhǎng)度縮短而下降。對(duì)MO介質(zhì)的活化體積做過許多實(shí)驗(yàn)和理論研究，它可能是取決于記錄密度并且與過渡和Poisson噪聲有關(guān)。對(duì)于鮮明的介質(zhì)(同樣適用于Hitachi介質(zhì)的存儲(chǔ)層)，假設(shè)按熱穩(wěn)定性定義的活化體積就等于去耦顆粒所定義的(活化)體積，需要有(13nm)3的最小活化體積才足以在177℃(450K)下的490ns總讀出(或?qū)懭?時(shí)間內(nèi)保持熱穩(wěn)定性。因此還要進(jìn)一步假設(shè)Mr＝130kA/m，Hc＝200kA/m，Ms＝Mr，Hk＝2Hc，和最大去磁場(chǎng)Hdem＝Mr/4(對(duì)Hdem＝0的最小活化體積是(12nm)3)。一個(gè)比特體積是WBtm＝122×38×9.5nm3＝(35nm)3，tm是介質(zhì)厚度，相當(dāng)于這一段中前面用于各種參數(shù)的100Gb/in2，僅僅占用20個(gè)這種活化體積。如果這些活化體積大致等于按照過渡噪聲而沒有Poisson噪聲的顆粒體積，這樣會(huì)導(dǎo)致介質(zhì)的17dB(7×)的SNR不足。對(duì)于Poisson噪聲的介質(zhì)SNR只有13dB(4.5×)。
在具有16kA/m(200Oe)量級(jí)很低的Hc的所有普通MO介質(zhì)中必須要做到寫入的數(shù)據(jù)在按照熱輔助記錄方式用比較大的激光點(diǎn)寫入之后再提高激光點(diǎn)中的寫入溫度時(shí)馬上能衰變。這一點(diǎn)特別是在為了在很高密度下獲得適當(dāng)?shù)腟/N比而縮小MO介質(zhì)的活化體積時(shí)極為重要。
對(duì)Komag出產(chǎn)的商用顆粒狀硬盤介質(zhì)按照其過大的Mr/Hc＝(280kA/m)/(150kA/m)比值在450K理想寫入溫度下計(jì)算的模型產(chǎn)生一個(gè)較大的去磁場(chǎng)Hdem＝Mr/2，比為MO介質(zhì)設(shè)想的要大。這樣會(huì)使介質(zhì)SNR更差(假設(shè)僅有過渡噪聲，是14dB)。這些計(jì)算建議對(duì)混合記錄采用比公知介質(zhì)高(得多)的Hc和Ms值，并且對(duì)連續(xù)MO型介質(zhì)以及對(duì)顆粒狀介質(zhì)需要適當(dāng)?shù)腗r(T)/Hc(T)比值。
參考書目i H.Neal Bertram，Hong Zhou and Roy Gustavson，IEEE Trans.Magn.34，1845(1998)。
ii H.Katayama，S.Sawamura，Y.Ogimoto，J.Nakajima.K.Kojima and K.Ohta，Proc.of MORIS’99，J.Magn.Soc.Jpn.23，Suppl.S1，233(1999)。
iii H.Nemoto，H.Saga，H.Sukeda and M.Takahashi，Proc.of MORIS’99，J.Magn.Soc.Jpn.23，Suppl.S1，229(1999)。
iv H.Saga，H.Sukeda and M.Takahashi，Proc.of MORIS’99，J.Magn.Soc.Jpn.23，Suppl.S1，225(1999)。
v S.H.Charap，Pu-Ling Lu，Yanjun He，IEEE Trans.Magn.33，978(1997)。
vi H.Nemoto，H.Saga，H.Sukeda and M.Takahashi，Jpn.J.Appl.Phys.Vol.38，1841(1999)。
權(quán)利要求
1.一種用于熱輔助磁記錄的存儲(chǔ)介質(zhì)，包括一個(gè)用于記錄信息的具有基本平行的軌跡的記錄層，其特征在于，它的記錄層包括一系列記錄區(qū)，每個(gè)區(qū)包括間距為p的用于磁性記錄信息的多個(gè)軌跡，每個(gè)記錄區(qū)延伸的距離超過該記錄區(qū)最外圈軌跡的中心線1/2p，而且相鄰的記錄區(qū)由寬度大致等于或大于該間距p的可識(shí)別的磁性非記錄區(qū)隔開。
2.按照權(quán)利要求1的存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征是在介質(zhì)所包括的一個(gè)表中具有非記錄區(qū)的入口指針。
3.按照權(quán)利要求1的存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征是記錄區(qū)中的軌跡設(shè)有用于跟蹤的伺服結(jié)構(gòu)，并且非記錄區(qū)的至少一部分沒有伺服結(jié)構(gòu)。
4.按照權(quán)利要求1的存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征是介質(zhì)是盤形的，而記錄區(qū)是被環(huán)形非記錄區(qū)隔開的環(huán)形區(qū)域。
5.按照權(quán)利要求4的存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征是至少一個(gè)環(huán)形區(qū)域被徑向延伸的非記錄區(qū)分割成扇區(qū)。
6.按照權(quán)利要求5的存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征是至少有兩個(gè)區(qū)域被劃分成扇區(qū)，并且該區(qū)域中徑向延伸的非記錄區(qū)是對(duì)齊的。
7.按照權(quán)利要求1的存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征是非記錄區(qū)的寬度基本上等于或是大于軌跡間距p的三倍。
8.按照權(quán)利要求1的存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征是非記錄區(qū)含有代表信息的光學(xué)檢測(cè)標(biāo)記。
9.按照權(quán)利要求5的存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征是環(huán)形非記錄區(qū)包括區(qū)域地址信息。
10.按照權(quán)利要求5的存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征是徑向延伸的非記錄區(qū)包括軌跡地址信息。
11.在存儲(chǔ)介質(zhì)上記錄信息的一種方法，該存儲(chǔ)介質(zhì)上包括一個(gè)用于記錄信息的具有基本平行的軌跡的記錄層，其特征在于，信息被記錄在被至少一個(gè)非記錄區(qū)隔開的記錄區(qū)內(nèi)，每個(gè)記錄區(qū)包括間距為p的用于磁性記錄信息的多個(gè)軌跡，記錄區(qū)延伸的距離超過該記錄區(qū)最外圈軌跡的中心線1/2p，而且非記錄區(qū)的寬度大致等于或大于軌跡的間距。
12.按照權(quán)利要求11的方法，其特征是信息被記錄在被至少一個(gè)相對(duì)于軌跡垂直延伸的非記錄橫向區(qū)隔開的記錄區(qū)內(nèi)，該橫向區(qū)在與軌跡平行方向上的寬度基本上等于或大于軌跡的間距。
13.按照權(quán)利要求11的方法，其特征是記錄區(qū)是在一次寫入期間被記錄的。
14.在存儲(chǔ)介質(zhì)上熱輔助記錄信息的一種裝置，該存儲(chǔ)介質(zhì)上包括用于記錄信息的具有基本平行的軌跡的一個(gè)記錄層，該裝置具有一個(gè)記錄頭和一個(gè)相對(duì)于存儲(chǔ)介質(zhì)移動(dòng)記錄頭的致動(dòng)器，其特征在于，具有一個(gè)控制單元，它用于控制致動(dòng)器，以便將信息記錄在被相互隔開的記錄區(qū)內(nèi)，每個(gè)記錄區(qū)包括間距為p的用于磁性記錄信息的多個(gè)軌跡，每個(gè)記錄區(qū)延伸的距離超過該記錄區(qū)最外圈軌跡的中心線1/2p，而且相鄰記錄區(qū)由寬度大致等于或大于該間距p的磁性非記錄區(qū)隔開。
全文摘要
一種用于熱輔助磁記錄的存儲(chǔ)介質(zhì)具有用于記錄信息的記錄層，該記錄層具有基本平行的軌跡。記錄層包括一系列記錄區(qū)(51，52)，每個(gè)區(qū)包括多個(gè)于磁性記錄信息的軌跡。一個(gè)區(qū)中的軌跡(53)的間距為p，而一個(gè)區(qū)延伸的距離超過該區(qū)最外圈軌跡的中心線1/2p。相鄰的區(qū)由寬度大致等于或大于該間距p的磁性非記錄區(qū)(54)隔開。在寫入一個(gè)區(qū)時(shí)不會(huì)對(duì)其他區(qū)產(chǎn)生熱交擾。
文檔編號(hào)G11B5/012GK1432179SQ01810315
公開日2003年7月23日 申請(qǐng)日期2001年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月28日
發(fā)明者J·J·M·勒伊布羅克, S·B·勒伊特詹斯 申請(qǐng)人:皇家菲利浦電子有限公司