本說明書中記載的發(fā)明涉及磁記錄介質(zhì)。詳細(xì)地說，本說明書中記載的發(fā)明涉及能量輔助磁記錄方式中所使用的磁記錄介質(zhì)。更詳細(xì)地說，本說明書中記載的發(fā)明涉及在熱輔助磁記錄方式中所使用的磁記錄介質(zhì)。

背景技術(shù)：

作為實(shí)現(xiàn)磁記錄的高密度化的技術(shù)，采用了垂直磁記錄方式。垂直磁記錄介質(zhì)至少包含非磁性基板、和由硬質(zhì)磁性材料形成的磁記錄層。垂直磁記錄介質(zhì)可任意選擇地進(jìn)一步包含由軟磁性材料形成、起到使磁頭產(chǎn)生的磁通量集中于磁記錄層的作用的軟磁性襯里層、用于使磁記錄層的硬質(zhì)磁性材料在目標(biāo)的方向上取向的晶種層、保護(hù)磁記錄層的表面的保護(hù)膜等。

近年來，以進(jìn)一步提高垂直磁記錄介質(zhì)的記錄密度為目的，迫切需要使磁記錄層中的磁性晶粒的粒徑縮小。另一方面，磁性晶粒的粒徑的縮小使所記錄的磁化(信號)的熱穩(wěn)定性降低。因此，為了補(bǔ)償磁性晶粒的粒徑的縮小引起的熱穩(wěn)定性的降低，需求使用具有更高的結(jié)晶磁各向異性的材料形成磁性晶粒。

作為具有所需求的高結(jié)晶磁各向異性的材料，提出了l10型有序合金。國際公開第2013/140469號公報(bào)(專利文獻(xiàn)1)記載了包含選自由fe、co和ni組成的組中的至少1種的元素、和選自由pt、pd、au和ir組成的組中的至少1種的元素的l10型有序合金。代表性的l10型有序合金包含fept、copt、fepd、copd等。

但是，具有用具有高磁各向異性的材料形成的磁記錄層的磁記錄介質(zhì)具有大的保磁力，磁化(信號)的記錄困難。為了克服該記錄困難性，提出了熱輔助記錄方式、微波輔助記錄方式等能量輔助磁記錄方式。熱輔助記錄方式利用了磁性材料中的磁各向異性常數(shù)(ku)的溫度依賴性、即越高溫ku越小的特性。在該方式中，使用具有磁記錄層的加熱功能的磁頭。即，通過使磁記錄層升溫，暫時(shí)地使ku降低，從而使反轉(zhuǎn)磁場(反転磁界)減少，與此同時(shí)進(jìn)行寫入。降溫后由于ku回到原來的高值，因此能夠穩(wěn)定地保持記錄信號(磁化)。國際公開第2013/140469號公報(bào)(專利文獻(xiàn)1)提出了如下方法：通過使記錄時(shí)的磁記錄層的面內(nèi)方向的溫度梯度變大，從而使熱輔助磁記錄變得容易。

使用熱輔助記錄方式的情況下，必須在用于記錄的磁頭設(shè)置將磁記錄層加熱的手段。但是，從對于磁頭的各種要求出發(fā)，對于能夠采用的加熱手段存在限制。如果考慮這點(diǎn)，則優(yōu)選盡可能降低記錄時(shí)的磁記錄層的加熱溫度。作為加熱溫度的1個(gè)指標(biāo)，有居里溫度tc。磁性材料的居里溫度tc意味著喪失材料的磁性的溫度。通過降低磁記錄層的材料的居里溫度tc，從而降低所給予的溫度下的磁各向異性常數(shù)ku，更低的加熱溫度下的記錄成為可能。

但是，在磁性材料的居里溫度tc與磁各向異性常數(shù)ku之間存在強(qiáng)的相關(guān)性。一般地，具有大的磁各向異性常數(shù)ku的材料具有高的居里溫度tc。因此，以往進(jìn)行了使加熱溫度的降低優(yōu)先、使磁各向異性常數(shù)ku減小、使居里溫度tc降低。關(guān)于該問題，日本特開第2009-059461號公報(bào)(專利文獻(xiàn)2)提出了通過設(shè)置多個(gè)磁性層，在各個(gè)磁性層中設(shè)定不同的ku和tc，從而緩和ku與tc的相關(guān)性。具體地，該文獻(xiàn)提出了一種磁記錄層，其包含具有第1居里溫度tc1的第1層和具有第2居里溫度tc2的第2層，tc1比tc2高。在該磁記錄層中，通過加熱到tc2以上的溫度，從而第1層與第2層之間的交換耦合消失，在第1層的磁化的記錄成為可能。

另外，為了改善其他的各性能，不斷嘗試在l10型有序合金中導(dǎo)入各種添加元素。例如，日本特開2003-313659號公報(bào)(專利文獻(xiàn)3)提出了一種濺射用燒結(jié)靶，其包含構(gòu)成l10型有序合金的元素、和添加元素，氧含量為1000ppm以下。記載了使用該靶形成的薄膜能夠在更低的退火溫度下實(shí)現(xiàn)l10型有序合金的有序化。特別地，認(rèn)為在添加了cu、au等的情況下，進(jìn)一步促進(jìn)l10型有序合金的有序化。另外，日本特開2003-313659號公報(bào)公開了利用非磁性體將l10型結(jié)構(gòu)的磁性晶粒之間分離有助于磁記錄密度的提高。為了將磁性晶粒之間磁分離，列舉出了在磁性晶粒的周圍所配置的非磁性元素和非磁性化合物。作為這樣的材料的例子，記載了包含ru、rh等的各種材料。

另一方面，美國專利申請公開第2003/0162055號說明書(專利文獻(xiàn)4)提出了磁記錄層，其具有(cox)3pt或(cox)3pty的組成，由具有與l10型不同的有序結(jié)構(gòu)的多晶有序合金構(gòu)成。其中，添加元素x具有移動(dòng)至晶界、促進(jìn)磁性晶粒間的磁分離的效果，添加材料y具有使得到的多晶有序合金的磁特性、磁性晶粒的分布和磁分離的控制變得容易的效果。美國專利申請公開第2003/0162055號說明書記載了包含ru、rh等作為添加元素x的例子的各種材料。

但是，現(xiàn)狀是有關(guān)作為添加于有序合金中的材料的ru的研究幾乎沒有任何進(jìn)展。對于添加了ru的情況下的有序合金的磁特性、特別是這樣的有序合金中的對于溫度的各向異性磁場的梯度的研究幾乎沒有任何進(jìn)展。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：國際公開第2013/140469號公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本特開2009-059461號公報(bào)

專利文獻(xiàn)3：日本特開2003-313659號公報(bào)

專利文獻(xiàn)4：美國專利申請公開第2003/0162055號說明書

非專利文獻(xiàn)

非專利文獻(xiàn)1：h.j.richter等、“directmeasurementofthethermalgradientinheatassistedmagneticrecording”ieeetransactionsonmagnetics、第49卷、第10期、第5378-5381頁(2013)

非專利文獻(xiàn)2:五十嵐萬壽和等、“シミュレーションによる熱アシスト記録の検討:記録方式の検討”、信學(xué)技報(bào)、第104卷、第1-6頁(2004)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的課題

本發(fā)明要解決的課題在于提供通過使熱輔助磁記錄介質(zhì)的加熱記錄過程中的比特遷移幅度(ビット遷移幅)變小、從而能夠?qū)崿F(xiàn)高記錄密度的磁記錄介質(zhì)。更具體地，本發(fā)明要解決的課題在于提供具有對于溫度變化的各向異性磁場的梯度大的磁記錄層的磁記錄介質(zhì)。

用于解決課題的方案

本發(fā)明的第1實(shí)施方式的磁記錄介質(zhì)的1個(gè)構(gòu)成例，其特征在于，包含非磁性基板和磁記錄層，上述磁記錄層含有包含fe、pt和ru的有序合金，以fe、pt和ru的總原子數(shù)為基準(zhǔn)，上述有序合金包含x原子％的fe、y原子％的pt、和z原子％的ru，上述x、y和z滿足以下的式(i)～(v)：

(i)0.85≤x/y≤1.3；

(ii)x≤53；

(iii)y≤51；

(iv)0.6≤z≤20；和

(v)x+y+z＝100。

在此，上述有序合金可以為l10型有序合金。另外，上述磁記錄層可具有顆粒結(jié)構(gòu)，該顆粒結(jié)構(gòu)具備包含上述有序合金的磁性晶粒、和非磁性晶界。上述非磁性晶界可包含選自由碳、硼、碳化物、氧化物和氮化物組成的組中的至少1種的材料。

本發(fā)明的第2實(shí)施方式的磁記錄介質(zhì)的1個(gè)構(gòu)成例，其特征在于，在上述的第1實(shí)施方式的構(gòu)成例中，上述磁記錄層包含多個(gè)磁性層，上述多個(gè)磁性層的至少1個(gè)為包含上述有序合金的磁性層。在此，上述有序合金可以為l10型有序合金。另外，包含上述有序合金的磁性層可具有顆粒結(jié)構(gòu)，該顆粒結(jié)構(gòu)具備包含上述有序合金的磁性晶粒、和非磁性晶界。上述非磁性晶界可包含選自由碳、硼、碳化物、氧化物和氮化物組成的組中的至少1種的材料。

發(fā)明的效果

通過采用上述的構(gòu)成，能夠提供具有對于溫度變化的各向異性磁場的梯度大的磁記錄層的磁記錄介質(zhì)。得到的磁記錄介質(zhì)的加熱記錄過程中的比特遷移幅度縮小，能夠應(yīng)對高密度的磁記錄。

附圖說明

圖1為表示第1實(shí)施方式的磁記錄介質(zhì)的1個(gè)構(gòu)成例的截面圖。

圖2為表示第2實(shí)施方式的磁記錄介質(zhì)的1個(gè)構(gòu)成例的截面圖。

圖3為表示磁記錄層的組成和居里溫度tc的關(guān)系的坐標(biāo)圖。

圖4為表示比居里溫度tc低60℃的溫度下的、磁記錄層的組成與對于溫度變化的各向異性磁場的梯度dhk/dt的關(guān)系的坐標(biāo)圖。

圖5為表示比居里溫度tc低40℃的溫度下的、磁記錄層的組成與對于溫度變化的各向異性磁場的梯度dhk/dt的關(guān)系的坐標(biāo)圖。

圖6為表示比居里溫度tc低20℃的溫度下的、磁記錄層的組成與對于溫度變化的各向異性磁場的梯度dhk/dt的關(guān)系的坐標(biāo)圖。

圖7為表示室溫下的、磁記錄層的組成與各向異性磁場hk的關(guān)系的坐標(biāo)圖。

具體實(shí)施方式

第1實(shí)施方式的磁記錄介質(zhì)的1個(gè)構(gòu)成例，包含非磁性基板和磁記錄層，上述磁記錄層含有包含fe、pt和ru的有序合金，以fe、pt和ru的總原子數(shù)為基準(zhǔn)，上述有序合金包含x原子％的fe、y原子％的pt、和z原子％的ru，上述x、y和z滿足以下的式(i)～(v)：

(i)0.85≤x/y≤1.3；

(ii)x≤53；

(iii)y≤51；

(iv)0.6≤z≤20；和

(v)x+y+z＝100。

例如，在圖1中所示的構(gòu)成例中，磁記錄介質(zhì)包含非磁性基板10、磁記錄層30、和可任意選擇地設(shè)置的晶種層20。

非磁性基板10可以為表面平滑的各種基板。例如，能夠使用磁記錄介質(zhì)中一般使用的材料(實(shí)施了nip鍍敷的al合金、鋼化玻璃、結(jié)晶化玻璃等)、或者mgo等，形成非磁性基板10。

磁記錄層30可以為單一的層。由單一的層構(gòu)成的磁記錄層30含有包含fe、pt、和ru的有序合金。有序合金可以為l10型有序合金。用原子％單位表示的fe、pt、和ru的含量x、y和z滿足上述的式(i)～(v)。

在熱輔助記錄方式下的加熱記錄過程中，將磁記錄層30加熱到居里溫度tc附近，接著在將其冷卻的過程中對磁化進(jìn)行記錄。以下將實(shí)際上記錄磁化的溫度稱為“實(shí)質(zhì)記錄溫度”。另外，磁性材料的居里溫度tc意味著磁性材料的強(qiáng)磁性喪失的溫度。隨著磁性晶粒的微細(xì)化，磁性晶粒的居里溫度tc與塊狀材料的居里溫度tc相比降低。此外，由于進(jìn)行記錄磁場的施加，因此在熱輔助記錄方式中，能夠在比居里溫度tc低的溫度下進(jìn)行磁化的寫入和固定。

熱輔助記錄方式中，采用搭載于磁頭的加熱手段的加熱位點(diǎn)中心與寫入磁極的中心存在于不同的位置。一般地，加熱手段包含激光器。優(yōu)選將加熱位點(diǎn)中心與寫入磁極的中心之間的距離設(shè)定為比特長度(ビット長)左右。因此，實(shí)際進(jìn)行寫入的寫入磁極的中心的溫度(即，實(shí)質(zhì)記錄溫度)比加熱位點(diǎn)中心處的最大加熱溫度低。實(shí)質(zhì)記錄溫度估算為加熱位點(diǎn)內(nèi)的溫度梯度與比特長度的積左右。將熱輔助記錄方式的磁記錄介質(zhì)中使用的代表性的面記錄密度(terabit米平方英寸、tbpsi)下的溫度梯度(℃/nm)與比特長度(nm)的關(guān)系示于表1。

[表1]

表1：代表性的面記錄密度下的溫度梯度與比特長度的關(guān)系

由以上所示的關(guān)系可知，實(shí)質(zhì)記錄溫度比最大加熱溫度低約140℃。為了進(jìn)行熱輔助磁記錄，需要使實(shí)質(zhì)記錄溫度充分地接近居里溫度tc。因此，需要將最大加熱溫度設(shè)定為比居里溫度tc充分高的溫度。另一方面，為了不對加熱手段施加過剩的負(fù)荷，優(yōu)選盡可能降低最大加熱溫度。例如，如h.j.richter等的ieeetransactionsonmagnetics,第49卷,第10期,第5378-5381頁(2013)(非專利文獻(xiàn)1)中公開那樣，最大加熱溫度通常設(shè)定為比居里溫度tc高約100℃的溫度。其結(jié)果，將實(shí)質(zhì)記錄溫度設(shè)定為比居里溫度tc低約40℃的溫度。

實(shí)際的實(shí)質(zhì)記錄溫度依賴于磁記錄裝置的設(shè)計(jì)思想等而變動(dòng)。優(yōu)選地，實(shí)質(zhì)記錄溫度設(shè)想為在以比居里溫度tc低40℃的溫度為中心、從比居里溫度tc低60℃的溫度到比居里溫度tc低20℃的溫度的范圍內(nèi)。

為了提高記錄密度，需要使實(shí)質(zhì)記錄溫度下的、對于溫度變化的各向異性磁場(hk)的梯度(dhk/dt)增大。這是因?yàn)?，通過使dhk/dt增大，能夠使記錄比特間的比特遷移幅度變小。磁記錄介質(zhì)中的“記錄比特間的比特遷移”例如意味著磁化朝向垂直上方的區(qū)域與磁化朝向垂直下方的區(qū)域之間的區(qū)域。根據(jù)五十嵐萬壽和等、“シミュレーションによる熱アシスト記録の検討:記録方式の検討”、信學(xué)技報(bào)、第104卷、第1-6頁(2004)(非專利文獻(xiàn)2)，比特遷移幅度用記錄時(shí)鄰接比特的磁化沒有反轉(zhuǎn)的長度規(guī)定，更具體地為0.5×比特長度。將記錄磁場設(shè)為hsw、將記錄磁場梯度的分散(分散)設(shè)為σhsw時(shí)，如果以5σ的精度估算比特遷移幅度，則比特遷移幅度用5×(2×σhsw)/(dhsw/dt)給出。在此，記錄磁場梯度為dhsw/dx＝(dhsw/dt)×(dt/dx)，另外，大約為dhsw/dt＝0.5×(dhk/dt)。在目前的熱輔助磁記錄中所設(shè)想的、成為溫度梯度dt/dx＝5℃/nm、記錄磁場hsw＝2.5koe(約199a/mm)、標(biāo)準(zhǔn)化的記錄磁場分散σhsw/hsw＝7％的條件下，要滿足面記錄密度4.0tbpsi的比特長度8.0nm，優(yōu)選dhk/dt比170oe/℃(13.5a/mm·℃)大。因此，要求在所設(shè)想的實(shí)質(zhì)記錄溫度的全部范圍中滿足dhk/dt＞170oe/℃(13.5a/mm·℃)的條件。在熱輔助磁記錄中實(shí)質(zhì)記錄溫度越降低磁記錄變得越困難，因此通過在比居里溫度tc低60℃的溫度下使dhk/dt比170oe/℃(13.5a/mm·℃)大，從而能夠滿足上述的要求。本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)：通過使用滿足上述的式(i)～(v)的feptru有序合金，從而能夠滿足上述的要求。

另外，通過具有用作第3元素的ru而構(gòu)成磁記錄層30的規(guī)則合金，從而能夠在維持高的ku的同時(shí)獲得低的tc。其理由目前尚未充分地弄清，另外，不應(yīng)受理論約束，可以如以下所述地考慮。

熟知通過在強(qiáng)磁性層間夾持由ru、cu、cr等非磁性過渡金屬構(gòu)成的薄的耦合層，從而鄰接的強(qiáng)磁性層進(jìn)行反強(qiáng)磁性交換耦合。反強(qiáng)磁性耦合能因元素的種類、夾持的層的構(gòu)成等而變化。如果比較各元素中的反強(qiáng)磁性交換耦合能的最大值，則使用了ru作為耦合層時(shí)變大。使用了ru的情形的反強(qiáng)磁性交換耦合能特別大，得到使用了cu等其他元素的情形的10倍以上的值。另外，已知ru在小的膜厚下也能夠發(fā)揮上述的效果。根據(jù)本發(fā)明人的實(shí)驗(yàn)，判明了通過對于fept等有序合金添加ru，與添加cu等其他元素的情形相比，在相同的ku中飽和磁化ms變小。如果將這些方面綜合考慮，推測發(fā)生了如下的與反強(qiáng)磁性耦合類似的現(xiàn)象：經(jīng)由添加的ru，產(chǎn)生自旋的方向相反的耦合。認(rèn)為通過這樣在有序合金的內(nèi)部的一部分中產(chǎn)生經(jīng)由用作第3元素的ru的反強(qiáng)磁性的耦合，容易在比較低的溫度下產(chǎn)生全體的自旋的紊亂，使tc降低。

本實(shí)施方式中，就有序合金而言，可以是未必全部的原子都具有有序結(jié)構(gòu)。如果表示有序結(jié)構(gòu)的程度的有序度s為規(guī)定的值以上，則能夠作為本實(shí)施方式的有序合金使用。有序度s是通過x射線衍射(xrd)對磁記錄層進(jìn)行測定、根據(jù)測定值和完全有序化時(shí)的理論值之比算出。l10型有序合金的情況下，使用來自有序合金的(001)和(002)峰的積分強(qiáng)度算出。通過用測定了的(002)峰積分強(qiáng)度對于(001)峰積分強(qiáng)度之比的值除以完全有序化時(shí)理論上所算出的(002)峰積分強(qiáng)度對于(001)峰積分強(qiáng)度之比，能夠得到有序度s。如果這樣得到的有序度s為0.5以上，則具有作為磁記錄介質(zhì)實(shí)用的磁各向異性常數(shù)ku。

或者另外，由單一的層所構(gòu)成的磁記錄層30可具有顆粒結(jié)構(gòu)，該顆粒結(jié)構(gòu)由上述的有序合金所構(gòu)成的磁性晶粒、和包圍磁性晶粒的非磁性晶界所構(gòu)成。構(gòu)成非磁性晶界的材料包含碳、硼、碳化物、氧化物、和氮化物。能夠用于非磁性晶界的氧化物包含sio2、tio2、和zno。能夠用于非磁性晶界的氮化物包含sin和tin。顆粒結(jié)構(gòu)中，各個(gè)磁性晶粒被非磁性晶界磁分離。該磁分離對于提高磁記錄介質(zhì)的snr有效。

本實(shí)施方式中使用的有序合金中可進(jìn)一步導(dǎo)入1種或多種的第4元素。只要不阻礙ru的效果，能夠?qū)⒏鞣N元素用作第4元素。例如，第4元素的非制限性的例子包含ag、cu、co、mn、cr、ti、zr、hf、nb、ts、al、和si。

磁記錄層30優(yōu)選采用伴有基板的加熱的濺射法形成。形成磁記錄層30時(shí)的基板溫度優(yōu)選為300～800℃的范圍內(nèi)。特別優(yōu)選地，基板溫度為400～500℃的范圍內(nèi)。通過采用該范圍內(nèi)的基板溫度，能夠提高磁記錄層30中的l10型有序合金材料的有序度s?；蛘吡硗猓刹捎檬褂糜蒮e和pt構(gòu)成的靶、和由ru構(gòu)成的靶這2個(gè)靶的濺射法?；蛘吡硗猓刹捎檬褂糜蒮e構(gòu)成的靶、由pt構(gòu)成的靶、和由ru構(gòu)成的靶這3個(gè)靶的濺射法。這些情況下，通過對各個(gè)靶分別地供給電力，從而能夠控制磁記錄層30的有序合金中的fe、pt和ru的比率。

具有顆粒結(jié)構(gòu)的磁記錄層30的形成時(shí)，可使用將形成磁性晶粒的材料和形成非磁性晶界的材料以規(guī)定的比率混合而成的靶?；蛘吡硗?，可使用由形成磁性晶粒的材料構(gòu)成的靶、和由形成非磁性晶界的材料構(gòu)成的靶。如上述那樣，作為用于形成磁性晶粒的靶，可使用多個(gè)靶。這種情況下，能夠?qū)Ω鱾€(gè)靶分別地供給電力，控制磁記錄層30中的磁性晶粒與非磁性晶界的比率。

第2實(shí)施方式的磁記錄介質(zhì)的1個(gè)構(gòu)成例在磁記錄層由多個(gè)磁性層構(gòu)成的這點(diǎn)上與第1實(shí)施方式的磁記錄介質(zhì)不同。本實(shí)施方式中，多個(gè)磁性層的至少1個(gè)包含第1實(shí)施方式中記載的滿足式(i)～(v)的feptru有序合金。本說明書中，將包含第1實(shí)施方式中說明的有序合金的磁性層稱為“磁性層a”。磁性層a可具有非顆粒結(jié)構(gòu)，也可具有顆粒結(jié)構(gòu)。磁記錄層包含多個(gè)磁性層a的情況下，各個(gè)磁性層a可獨(dú)立地具有顆粒結(jié)構(gòu)或非顆粒結(jié)構(gòu)的任一者。優(yōu)選地，磁性層a具有顆粒結(jié)構(gòu)。

本實(shí)施方式的磁記錄層可包含不含上述的有序合金的至少1個(gè)磁性層。換言之，磁性層a以外的多個(gè)磁性層的至少1個(gè)可不含上述的有序合金。本實(shí)施方式中，將不含上述的有序合金的磁性層稱為“磁性層b”。磁性層b可具有非顆粒結(jié)構(gòu)，也可具有顆粒結(jié)構(gòu)。磁記錄層包含多個(gè)磁性層b的情況下，各個(gè)磁性層b可獨(dú)立地具有顆粒結(jié)構(gòu)或非顆粒結(jié)構(gòu)的任一者。磁性層b例如可包含具有選自由fe、co和ni組成的組中的至少1種的第1元素、和選自由pt、pd、au和ir組成的組中的至少1種的第2元素的有序合金。換言之，磁性層b可以是不含具有ru的有序合金的層。有序合金可以為l10型有序合金。優(yōu)選的l10型有序合金包含fept、copt、fepd、和copd。特別優(yōu)選的l10型有序合金為fept。

例如，磁性層b可以是具有與磁性層a不同的居里溫度tc的、以tc控制為目的的層。以tc控制為目的的磁性層b優(yōu)選具有顆粒結(jié)構(gòu)。具有顆粒結(jié)構(gòu)的磁性層b的磁性晶粒例如能夠由至少包含co、fe中的任1個(gè)的磁性材料形成。另外，該磁性材料優(yōu)選進(jìn)一步包含pt、pd、ni、mn、cr、cu、ag、au中的至少任一個(gè)。例如，能夠使用cocr系合金、cocrpt系合金、fept系合金、fepd系合金等，形成以tc控制為目的的磁性層b。磁性材料的結(jié)晶結(jié)構(gòu)能夠設(shè)為l10型、l11型、l12型等的有序結(jié)構(gòu)、hcp結(jié)構(gòu)、fcc結(jié)構(gòu)等。另外，非磁性晶界可包含碳、硼、選自由sio2、tio2、和zno組成的組中的氧化物、或者選自由sin和tin組成的組中的氮化物。

或者另外，磁性層b可以為覆蓋層。覆蓋層可以是在磁性層的層內(nèi)磁連續(xù)的層。通過配置該連續(xù)磁性層，從而能夠調(diào)節(jié)作為磁記錄介質(zhì)的磁化反轉(zhuǎn)。構(gòu)成連續(xù)磁性層的材料優(yōu)選設(shè)為至少包含co、fe中的任一個(gè)的材料，更優(yōu)選包含pt、pd、ni、mn、cr、cu、ag、au、稀土元素中的至少任一個(gè)。例如，能夠使用cocr系合金、cocrpt系合金、fept系合金、fepd系合金、cosm系合金等。連續(xù)磁性層可以由多晶或非晶質(zhì)的任一種構(gòu)成。由多晶構(gòu)成的情形的結(jié)晶結(jié)構(gòu)可以設(shè)為l10型、l11型、l12型等的有序結(jié)構(gòu)、hcp結(jié)構(gòu)(六方最密填充結(jié)構(gòu))、fcc結(jié)構(gòu)(面心立方結(jié)構(gòu))等。

本實(shí)施方式的磁記錄層，為了調(diào)整2個(gè)磁性層之間的磁交換耦合，可在該磁性層之間配置交換耦合控制層。通過調(diào)整記錄溫度下的磁交換耦合，能夠調(diào)整反轉(zhuǎn)磁場。交換耦合控制層根據(jù)所期望的交換耦合，可以是具有磁性的層或非磁性的層的任一個(gè)。為了提高記錄溫度下的反轉(zhuǎn)磁場的減輕效果，優(yōu)選使用非磁性層。

磁性層b具有：在將記錄保存的溫度下與磁性層a協(xié)作來保持與要記錄的信息(例如，0、1的信息。)對應(yīng)的磁化的作用、和/或、在進(jìn)行記錄的溫度下與第1磁性層協(xié)作使記錄變得容易的作用。為了有助于該目的，可以代替上述的以tc控制為目的的磁性層、覆蓋層，或者除了以tc控制為目的的磁性層、覆蓋層以外，附加其他的磁性層。例如，可附加控制磁特性的磁性層、控制面向微波輔助磁記錄的強(qiáng)磁性共振頻率的磁性層等。在此，受控的磁特性包含磁各向異性常數(shù)(ku)、反轉(zhuǎn)磁場、保磁力hc、飽和磁化ms等。另外，附加的磁性層可以為單層，或者也可以是將具有不同組成等不同的層層疊的構(gòu)成。另外，可附加具有不同的構(gòu)成的多個(gè)第2磁性層。

本實(shí)施方式的磁記錄層中，優(yōu)選多個(gè)磁性層的至少1個(gè)具有顆粒結(jié)構(gòu)。具有顆粒結(jié)構(gòu)的層可以是磁性層a，也可以是磁性層b。另外，具有顆粒結(jié)構(gòu)的2個(gè)磁性層鄰接的情況下，優(yōu)選形成這些磁性層的非磁性晶界的材料不同。通過使用不同的材料形成鄰接的磁性層的非磁性晶界，可以促進(jìn)磁性層中的磁性晶粒的柱狀生長，提高有序合金的有序度，以及提高磁性晶粒的磁分離。

構(gòu)成本實(shí)施方式的磁記錄層的多個(gè)磁性層中，不含有序合金的層能夠使用濺射法(包含dc磁控管濺射法等)、真空蒸鍍法等該技術(shù)中已知的任意的方法形成。在不含有序合金、具有顆粒結(jié)構(gòu)的層的形成中，如第1實(shí)施方式中說明的那樣，可采用使用將形成磁性晶粒的材料和形成非磁性晶界的材料以規(guī)定的比率混合的靶的濺射法?；蛘吡硗?，可采用使用由形成磁性晶粒的材料構(gòu)成的靶和由形成非磁性晶界的材料構(gòu)成的靶的濺射法，形成具有顆粒結(jié)構(gòu)的層。另一方面，多個(gè)磁性層中包含有序合金的層，如第1實(shí)施方式中說明的那樣，優(yōu)選采用伴有基板的加熱的濺射法形成包含有序合金的層。

就第2實(shí)施方式的磁記錄介質(zhì)的1個(gè)構(gòu)成例而言，磁記錄層由第1磁性層和第2磁性層構(gòu)成。在第1磁性層上形成第2磁性層。例如，在圖2中所示的構(gòu)成例中，磁記錄介質(zhì)包含非磁性基板10、由第1磁性層31和第2磁性層32構(gòu)成的磁記錄層30、和可任意選擇地設(shè)置的保護(hù)層40。

第1磁性層31具有顆粒結(jié)構(gòu)，該顆粒結(jié)構(gòu)具備磁性晶粒、和非磁性晶界。第1磁性層31的磁性晶粒不含第1實(shí)施方式中說明的滿足式(i)～(v)的feptru有序合金。具體地，第1磁性層31的磁性晶粒用由選自由fe、co和ni組成的組中的至少1種的第1元素和選自由pt、pd、au和ir組成的組中的至少1種的第2元素構(gòu)成的有序合金形成。有序合金可以為l10型有序合金。優(yōu)選的l10型有序合金包含fept、copt、fepd、和copd。特別優(yōu)選的l10型有序合金為fept。

另外，第1磁性層31的非磁性晶界包含碳。優(yōu)選地，第1磁性層31的非磁性晶界由碳構(gòu)成。使用上述的有序合金的情況下，碳為擴(kuò)散性優(yōu)異的材料，與氧化物、氮化物等相比，從磁性晶粒的位置迅速地移動(dòng)到非磁性部。其結(jié)果，磁性晶粒與碳良好地分離，構(gòu)成磁性晶粒的有序合金的有序度提高。另外，容易形成均質(zhì)的磁性晶粒。

第1磁性層31優(yōu)選具有0.5～4nm、優(yōu)選地1～2nm的膜厚。通過使用該范圍的膜厚，可以實(shí)現(xiàn)磁性晶粒的有序度的提高和磁分離的提高這兩者。另外，為了抑制碳擴(kuò)散到磁性晶粒的頂面，也希望第1磁性層31具有上述的范圍內(nèi)的膜厚。

第2磁性層32具有顆粒結(jié)構(gòu)，該顆粒結(jié)構(gòu)具備磁性晶粒、和非磁性晶界。第2磁性層32的磁性晶粒包含第1實(shí)施方式中說明的有序合金。具體地，有序合金包含fe、pt和ru，具有滿足上述的式(i)～(v)的組成。有序合金可具有l(wèi)10型有序結(jié)構(gòu)。

另外，第2磁性層32的非磁性晶界包含碳和硼的混合物、或者sio2。優(yōu)選地，第2磁性層32的非磁性晶界由碳和硼的混合物、或者sio2構(gòu)成。即，第2磁性層32的非磁性晶界由與第1磁性層31的非磁性晶界不同的材料形成。通過用不同的材料形成第1磁性層31和第2磁性層32的非磁性晶界，可以在第1磁性層31的磁性晶粒上使第2磁性層32的磁性晶粒進(jìn)行柱狀生長。通過在第1磁性層31的磁性晶粒上形成第2磁性層32的磁性晶粒，從而形成將第1磁性層31和第2磁性層32的膜厚貫通的磁性晶粒。這樣的磁性晶粒的形成使鄰接的磁性晶粒之間的交換相互作用減小。由于該效果，對于磁記錄介質(zhì)的高密度的磁記錄成為可能。

第2磁性層32優(yōu)選具有0.5～10nm、優(yōu)選地3～7nm的膜厚。通過使用該范圍的膜厚，能夠?qū)崿F(xiàn)磁性晶粒的有序度的提高。另外，通過使用該范圍的膜厚，能夠抑制第2磁性層32的磁性晶粒合體而形成巨大的晶粒，提高第2磁性層32的磁性晶粒的磁分離。

本說明書中記載的磁記錄介質(zhì)，在非磁性基板10與磁記錄層30之間可進(jìn)一步包含選自由密合層、散熱層、軟磁性襯里層、基底層、和晶種層20組成的組中的1個(gè)或多個(gè)的層。另外，本說明書中記載的磁記錄介質(zhì)在磁記錄層30上可進(jìn)一步包含保護(hù)層40。進(jìn)而，本說明書中記載的磁記錄介質(zhì)在磁記錄層30或保護(hù)層40上可進(jìn)一步包含液體潤滑劑層。

可任意選擇地設(shè)置的密合層用于提高在其上所形成的層與在其下所形成的層(包含非磁性基板10)的密合性。在非磁性基板10的上面設(shè)置密合層的情況下，密合層能夠使用與上述的非磁性基板10的材料的密合性良好的材料形成。這樣的材料包含ni、w、ta、cr、ru等金屬、包含上述的金屬的合金?；蛘吡硗猓稍诜谴判曰?0以外的2個(gè)構(gòu)成層之間形成密合層。密合層可以為單一的層，也可具有多個(gè)層的層疊結(jié)構(gòu)。

可任意選擇地設(shè)置的軟磁性襯里層控制來自磁頭的磁通量，提高磁記錄介質(zhì)的記錄·再生特性。用于形成軟磁性襯里層的材料包含nife合金、鐵硅鋁(fesial)合金、cofe合金等結(jié)晶質(zhì)材料、fetac，cofeni，conip等微晶質(zhì)材料、包含cozrnb、cotazr等co合金的非晶質(zhì)材料。軟磁性襯里層的膜厚的最佳值依賴于磁記錄中使用的磁頭的結(jié)構(gòu)和特性。通過與其他層的連續(xù)成膜形成軟磁性襯里層的情況下，從與生產(chǎn)率的兼顧出發(fā)，優(yōu)選軟磁性襯里層具有10nm～500nm的范圍內(nèi)(包含兩端)的膜厚。

在熱輔助磁記錄方式中使用本說明書中記載的磁記錄介質(zhì)的情況下，可設(shè)置散熱層(heatsinklayer)。散熱層為用于將熱輔助磁記錄時(shí)產(chǎn)生的磁記錄層30的多余的熱有效地吸收的層。散熱層能夠使用熱導(dǎo)率和比熱容高的材料形成。這樣的材料包含cu單質(zhì)、ag單質(zhì)、au單質(zhì)、或者以它們?yōu)橹黧w的合金材料。在此，所謂“以…為主體”，表示該材料的含量為50wt％以上。另外，從強(qiáng)度等的觀點(diǎn)出發(fā)，能夠使用al-si合金、cu-b合金等來形成散熱層。進(jìn)而，也能夠使用鐵硅鋁(fesial)合金、軟磁性的cofe合金等形成散熱層，對散熱層賦予軟磁性襯里層的功能(使磁頭產(chǎn)生的垂直方向磁場集中于磁記錄層30的功能)。散熱層的膜厚的最佳值因熱輔助磁記錄時(shí)的熱量和熱分布、以及磁記錄介質(zhì)的層構(gòu)成和各構(gòu)成層的厚度而變化。通過與其他構(gòu)成層的連續(xù)成膜形成的情形等下，從與生產(chǎn)率的兼顧出發(fā)，散熱層的膜厚優(yōu)選為10nm以上且100nm以下。散熱層能夠使用濺射法(包含dc磁控管濺射法等)、真空蒸鍍法等在該技術(shù)中已知的任意的方法形成。通常的情況下，使用濺射法形成散熱層?？紤]磁記錄介質(zhì)所要求的特性，散熱層能夠設(shè)置于非磁性基板10與密合層之間、密合層與基底層之間等。

基底層是用于控制在上方所形成的晶種層20的結(jié)晶性和/或結(jié)晶取向的層?；讓涌梢詾閱螌?，也可以為多層。基底層優(yōu)選為由cr金屬、或者在作為主成分的cr中添加了選自由mo、w、ti、v、mn、ta、和zr組成的組中的至少1種金屬的合金形成的非磁性膜?；讓幽軌蚴褂脼R射法等該技術(shù)中已知的任意的方法形成。

晶種層20的功能為確?；讓拥任挥谄湎路降膶优c磁記錄層30之間的密合性以及控制作為上層的磁記錄層30的磁性晶粒的粒徑和結(jié)晶取向。晶種層20優(yōu)選為非磁性。此外，在熱輔助磁記錄方式中使用本說明書中記載的磁記錄介質(zhì)的情況下，優(yōu)選晶種層20作為熱障控制磁記錄層30的溫度上升和溫度分布。為了控制磁記錄層30的溫度上升和溫度分布，晶種層20優(yōu)選兼具在熱輔助記錄時(shí)的磁記錄層30的加熱時(shí)使磁記錄層30的溫度迅速地上升的功能和磁記錄層30的面內(nèi)方向的傳熱發(fā)生前通過深度方向的傳熱將磁記錄層30的熱導(dǎo)入基底層等下層的功能。

為了實(shí)現(xiàn)上述的功能，根據(jù)磁記錄層30的材料適當(dāng)?shù)剡x擇晶種層20的材料。更具體地，根據(jù)磁記錄層的磁性晶粒的材料選擇晶種層20的材料。例如，磁記錄層30的磁性晶粒由l10型有序合金形成的情況下，優(yōu)選使用pt金屬、或者nacl型的化合物形成晶種層。特別優(yōu)選地，使用mgo、srtio3等氧化物、或者tin等氮化物形成晶種層20。另外，也能夠?qū)⒂缮鲜龅牟牧蠘?gòu)成的多個(gè)層層疊而形成晶種層20。從磁記錄層30的磁性晶粒的結(jié)晶性的提高和生產(chǎn)率的提高的觀點(diǎn)出發(fā)，晶種層20優(yōu)選具有1nm～60nm、優(yōu)選地1nm～20nm的膜厚。晶種層20能夠使用濺射法(包含rf磁控管濺射法、dc磁控管濺射法等)、真空蒸鍍法等該技術(shù)中已知的任意的方法形成。

保護(hù)層40能夠使用磁記錄介質(zhì)的領(lǐng)域中慣用地使用的材料形成。具體地，能夠使用pt等非磁性金屬、類金剛石碳等碳系材料、或者氮化硅等硅系材料形成保護(hù)層40。另外，保護(hù)層40可以為單層，也可具有層疊結(jié)構(gòu)。層疊結(jié)構(gòu)的保護(hù)層40例如可以是特性不同的2種的碳系材料的層疊結(jié)構(gòu)、金屬與碳系材料的層疊結(jié)構(gòu)、或者金屬氧化物膜與碳系材料的層疊結(jié)構(gòu)。保護(hù)層40能夠使用濺射法(包含dc磁控管濺射法等)、cvd法、真空蒸鍍法等該技術(shù)中已知的任意的方法形成。

液體潤滑劑層能夠使用磁記錄介質(zhì)的領(lǐng)域中慣用地使用的材料(例如，全氟聚醚系的潤滑劑等)形成。液體潤滑劑層例如能夠使用浸涂法、旋涂法等涂布法形成。

[實(shí)施例]

將具有平滑的表面的(001)mgo單晶基板洗凈，準(zhǔn)備了非磁性基板10。將洗凈后的非磁性基板10導(dǎo)入濺射裝置內(nèi)。將非磁性基板10加熱到350℃后，在壓力0.44pa的ar氣中，通過使用了在與非磁性基板10相距320mm的距離處配置的pt靶的rf磁控管濺射法，形成了膜厚20nm的pt晶種層20。

接下來，將形成了晶種層20的非磁性基板10加熱到350℃后，在壓力0.60pa的ar氣中，通過使用fept靶和ru靶的rf磁控管濺射法，形成膜厚10nm的feptru磁記錄層30，得到了具有圖1中所示的結(jié)構(gòu)的磁記錄介質(zhì)。在此，將fept靶和ru靶配置于與非磁性基板10相距320mm的距離處。另外，使用具有各種組成的fept靶，調(diào)整了磁記錄層的fe的含量x(原子％)和pt的含量y(原子％)。進(jìn)而，將對fept靶施加的電力固定為300w，使對ru靶施加的電力在0～240w變化，調(diào)整了磁記錄層30的ru的含量z(原子％)。將得到的磁記錄層30的組成示于表2～表6。另外，通過得到的各樣品的磁記錄層30的xrd，確認(rèn)了磁記錄層30由l10型有序合金構(gòu)成。

使用振動(dòng)試樣型磁力計(jì)(vsm)，測定了得到的磁記錄介質(zhì)的飽和磁化ms。另外，將得到的磁記錄介質(zhì)加熱到室溫(25℃)～400℃，使用振動(dòng)試樣型磁力計(jì)(vsm)，測定了在各溫度t下的飽和磁化ms(t)。繪制測定溫度t和飽和磁化的平方ms²(t)，采用最小二乘法得到了回歸直線。將得到的回歸直線外推至ms²＝0的點(diǎn)，求出了居里溫度tc。將各樣品的居里溫度tc示于表2～表6中。

進(jìn)而，利用反?；魻栃?yīng)，求出了得到的磁記錄層30的磁各向異性常數(shù)ku。具體地，在室溫(25℃)下、7t的外部磁場下測定磁矩曲線，通過得到的轉(zhuǎn)矩曲線的擬合，算出了室溫下的磁各向異性常數(shù)ku(rt)?？s寫“rt”意味著室溫(25℃)。

接著，使用式(1)，求出了所期望的溫度t下的磁各向異性常數(shù)ku(t)。

ku(t)＝ku(rt)×[tc-t]/[tc-rt](1)

進(jìn)而，使用式(2)，由所期望的溫度t下的飽和磁化ms(t)和磁各向異性常數(shù)ku(t)求出了溫度t下的各向異性磁場hk(t)。

hk(t)＝2×ku(t)/ms(t)(2)

最后，由基準(zhǔn)溫度的附近處的hk(t)的值，求出了對于溫度變化的各向異性磁場的梯度dhk/dt。本實(shí)施例中，作為基準(zhǔn)溫度，使用了比居里溫度低60℃的溫度、比居里溫度低40℃的溫度、和比居里溫度低20℃的溫度。將各樣品的對于溫度變化的各向異性磁場的梯度dhk/dt示于表2～表6中。另外，將各樣品的室溫下的hk示于表2～表6。

圖3中用等高線示出了相對于磁記錄層的組成的居里溫度tc的變化。圖4～6中用等高線示出了相對于磁記錄層的組成的dhk/dt的變化。圖4表示比居里溫度低60℃的溫度下的dhk/dt的變化，圖5表示比居里溫度低40℃的溫度下的dhk/dt的變化，圖6表示比居里溫度低20℃的溫度下的dhk/dt的變化。圖7中用等高線示出了室溫下的、相對于磁記錄層的組成的各向異性磁場hk的變化。應(yīng)予說明，圖3～圖7中的黑圓表示表2～表6中記載的各樣品的組成。

[表2]

表2：x/y＝約0.73的磁記錄介質(zhì)

[表3]

表3：x/y＝約0.84的磁記錄介質(zhì)

[表4]

表4：x/y＝約0.97的磁記錄介質(zhì)

[表5]

表5：x/y＝約1.15的磁記錄介質(zhì)

[表6]

表6：x/y＝約1.32的磁記錄介質(zhì)

(評價(jià))

如圖3中所示那樣，存在如下的傾向：磁記錄層30中的ru的含量越增大，磁記錄層30的居里溫度tc越降低。另外，使用了相同程度的ru的情況下，在x/y為約1.15的附近，存在磁記錄層30的居里溫度tc的最大值。而且，從顯示最大值的組成開始，即使fe的含量x增加，pt的含量y增加，居里溫度tc也會(huì)降低。應(yīng)予說明，可知與用ru置換有序合金中的fe的情形相比，用ru置換pt的情形下居里溫度tc的值的變化小。

另一方面，如圖7中所示那樣，可知ru的含量z越減少，fe的含量對于pt的含量之比x/y越接近1.0，則各向異性磁場hk的值越增大。另外，可知與用ru置換有序合金中的fe的情形相比，用ru置換pt的情形下各向異性磁場hk的值的變化小。

進(jìn)而，在圖4～圖6中示出磁記錄層30的組成與相對于溫度變化的各向異性磁場的梯度dhk/dt的關(guān)系。圖4示出比居里溫度tc低60℃的溫度下的值，圖5示出比居里溫度tc低40℃的溫度下的值，圖6示出比居里溫度tc低20℃的溫度下的值。另外，在圖4～圖6中用虛線的六邊形示出了滿足式(i)～(v)的區(qū)域。

各溫度下的dhk/dt的值顯示出同樣的傾向。具體地，z為約12、并且x/y為約0.9～1.15的情況下，各溫度下的dhk/dt的值變?yōu)樽畲??？芍词乖趫D4中所示的磁記錄最困難的比居里溫度tc低60℃的溫度下，通過具有滿足式(i)～(v)的區(qū)域的組成，也能夠?qū)崿F(xiàn)比比特遷移幅度的縮小所必需的170oe/℃(13.5a/mm·℃)大的dhk/dt。

附圖標(biāo)記的說明

10非磁性基板

20晶種層

30磁記錄層

31第1磁性層

32第2磁性層

40保護(hù)層