专利名称：：用于热辅助磁记录的合金和结构设计的制作方法
技术领域：
：本发明一般地涉及磁记录介质，并且具体地涉及用于热辅助磁记录(heat-assistedmagneticrecording(HAMR))的磁i己录介质。
背景技术：
：为满足对较大数据存储的日益需求，磁记录介质的容量己稳步增长。结果，磁记录介质的面密度已经开始达到低磁晶各向异性常数(Ku)材料例如CoCrPt和类似物所允许的上限。具有较高各向异性常数的材料的使用是期望的，但不可行，原因在于磁性数据存储写入机理导致的磁性跟制和热限制。因此，对于具有可以克服这些限制的较高面密度的磁性数据存储存在需求。
发明内容本发明提供了用于热辅助磁记录(heat-assistedmagneticrecording(HAMR))的具有改进散热的磁记录介质，以及制造这类介质的方法。根据本发明的一个实施方式，磁记录介质包括吸热层、磁性数据存储层以及吸热层和磁性数据存储层之间的中间层。磁性数据存储层和中间层包括用于从磁性数据存储层散热至吸热层的高热导率导管。在磁性数据存储层和中间层中都通过具有高热导率的晶界相提供这些高热导率导管。根据本发明的一个实施方式，用于热辅助磁记录的磁记录介质包括具有许多由众多晶界相分隔的磁性晶粒的磁性数据存储层。磁性数据存储层的所述众多晶界相具有比所述众多磁性晶粒的热导率更高的热导率。磁记录介质进一步包括吸热层和布置于磁性数据存储层和吸热层之间的一个或多个中间层。所述一个或多个中间层的每一个具有许多由许多晶界相分隔的结晶相晶粒。一个或多个中间层的所述众多晶界相具有比所述众多结晶相晶粒的热导率更高的热导率。根据本发明的另一个实施方式，形成用于热辅助磁记录的磁记录介质的方法包括步骤提供吸热层并在所述吸热层上形成至少一个中间层。所述至少一个中间层具有由众多晶界相分隔的众多结晶相晶粒。所述至少一个中间层的所述众多晶界相具有比所述众多结晶相晶粒的热导率更高的热导率。所述方法进一步包括在所述至少一个中间层上形成磁性数据存储层的步骤。所述磁性数据存储层具有由众多晶界相分隔的磁性晶粒。所述磁性数据存储层的所述众多晶界相具有比所述众多磁性晶粒的热导率更高的热导率。根据本发明的另一个实施方式，用于热辅助磁记录的磁记录介质包括具有许多磁性晶粒的磁性数据存储层、吸热层和布置于磁性数据存储层和吸热层之间的一个或多个中间层。所述一个或多个中间层的每一个具有许多由许多晶界相分隔的柱状结晶相晶粒。所述众多晶界相具有比所述众多结晶相晶粒的热导率更高的热导率。根据本发明的另一个实施方式，形成用于热辅助磁记录的磁记录介质的方法包括步骤提供吸热层并在所述吸热层上形成至少一个中间层。所述至少一个中间层具有由众多晶界相分隔的众多柱状结晶相晶粒。所述至少一个中间层的所述众多晶界相具有比所述众多结晶相晶粒的热导率更高的热导率。所述方法进一步包括在所述至少一个中间层上形成磁性数据存储层的步骤，所述磁性数据存储层具有众多磁性晶粒。应当理解，前面的
发明内容和下面的具体实施方式都是示例性和说明性的，并且意欲提供对所要求保护的本发明的进一步解释。附图被包括在内，以提供对本发明的进一步理解，并被并入本说明书和组成本说明书的一部分，其说明了本发明的实施方式并与本说明书一起用于解释本发明的原理。在附图中图1图解说明了根据本发明一个实施方式的用于热辅助磁记录的磁记录介质；图2图解说明了根据本发明一个实施方式的用于热辅助磁记录的磁记录介质；图3图解说明了根据本发明一个方面的磁记录介质的俯视图；和图4为流程图，其图解说明了根据本发明一个实施方式的形成用于热辅助磁记录的磁记录介质的方法。具体实施例方式在下面的详述中，许多具体的细节被描述，以提供对本发明的充分理解。然而，对本领域普通技术人员而言显而易见的是，本发明可以在没有一些这些具体细节的情况下被实践。在其它情况下，熟知的结构和技术并未被详细示出，以避免不必要地使本发明不清楚。热辅助磁记录(HAMR)是具有解决许多基础问题的潜力的技术，所述基础问题涉及在具有高面密度(例如，高于400Gbit/in、的磁记录介质中的热波动和写入容量。在这些高面密度下，使用具有高磁晶各向异性常数(Ku)(例如，高于常规的CoCrPt基合金)的磁性材料成为必要。例如，可以使用材料例如FePt、CoPt或CosSm。然而，由于这类材料的高矫顽性(He),磁记录设备的写磁头(一个或多个)可能不能产生足够强的磁场，以写入介质。为解决该问题，在热辅助磁记录中，在写入操作期间，局部加热记录介质。升高记录介质的温度降低它们的矫顽性，因此降低成功写入所述介质所需的磁场强度。因此，在HAMR中，具有非常小光斑尺寸(例如，在纳米范围内)的高度聚焦激光束被用于加热磁性介质，使得可以在高Ku磁性数据存储层上进行写入操作。该局部化加热产生显著的热通量，该热通量如果未被有效地消散，可能导致不稳定(例如，由于在介质堆栈(mediastack)中不同中间层材料的相变以及所述层之间的相互扩散和界面反应)。因此，根据本发明的多种实施方式，提供了用于热辅助磁记录的具有改进散热的磁记录介质和制造这类介质的方法。图1图解说明了根据本发明一个实施方式的用于HAMR的磁记录介质。磁记录介质100包括衬底101、预涂层102、吸热层103、磁性数据存储层107和外涂层108。在吸热层103和磁性数据存储层107之间布置有许多中间层混杂层104、定向控制层105以及底层106。磁性数据存储层107包括许多由众多晶界相107b分隔的磁性晶粒107a。晶界相107b具有比磁性晶粒107a更高的热导率。类似地，中间层104-106每一层具有由晶界相分隔的结晶相晶粒。例如，底层106具有由晶界相106b分隔的结晶相晶粒106a，而定向控制层105具有由晶界相105b分隔的结晶相晶粒105a。对于每一个中间层，所述晶界相具有比相同层的结晶相晶粒更高的热导率。例如，晶界相106b比结晶相晶粒106a更传热，以及类似地，晶界相105b比结晶相晶粒105a更传热。利用该设计，中间层的晶界相提供了高热导率导管，用于将在磁性数据存储层107中产生的热(例如，由HAMR激光产生)扩散至吸热层103。该热扩散防止了磁性数据存储层107和相邻层之间的相互扩散和界面反应。它也防止了由于过量的热通量引起的磁性数据存储层107和其它层的材料发生相变。根据本发明的一个方面，通过提供结晶相晶粒，从磁性数据存储层107至吸热层103的传热可以被改善，所述结晶相晶粒为柱状并且取向基本垂直(即，沿着连接磁性数据存储层和吸热层的轴)。根据本发明的另外方面，中间层的晶界相具有比磁性数据存储层107中的磁性晶粒更高的热导率，用于改善从磁性数据存储层107至吸热层103的散热。根据本发明的另外方面，吸热层103具有比磁性数据存储层107的磁性晶粒更大的热导率，用于改善从磁性数据存储层107至吸热层103的散热。例如，吸热层103可以包括材料例如铜(Cu)、银(Ag)、金(Au)和/或它们的合金。尽管前述的磁记录介质的示例性实施方式已经被描述为包括衬底层、预涂层和外涂层，但本发明的范围并不限于这样的装配。相反地，如本领域技术人员显见，本发明具有这样的应用应用于不具有任何这些层、具有这些层的一些以及具有本文未列举的其它层的磁记录介质。而且，尽管上述关于本示例性实施方式的中间层包括混杂层、定向控制层和底层，但本发明的范围并不限于这样的中间层装配。相反地，本发明清楚地考虑了这样的装配其中任何数量的中间层，包括单个中间层，被布置于吸热层和磁性数据存储层之间。而且，这些中间层可以包括或可以不包括本文所描述的具体中间层(例如，底层、定向控制层等)的任何一个。根据本发明的一个实施方式，在不同的中间层中以及在磁性数据存储层中的晶界相和结晶相晶粒可以在组成、宽度(即横截面积)和/或体积分数上变化。图2图解说明了一个这样的示例性实施方式，其中用于HAMR的磁记录介质得以说明。磁记录介质200包括衬底201、预涂层202、吸热层203、磁性数据存储层207和外涂层208。在吸热层203和磁性数据存储层207之间布置有许多中间层混杂层204、定向控制层205和底层206。磁性数据存储层207包括许多由众多晶界相207b分隔的磁性晶粒207a。晶界相207b具有比磁性晶粒207a更高的热导率。类似地，中间层204-206每一层具有由晶界相分隔的结晶相晶粒。对于每一个中间层，所述晶界相(例如205b、206b)都具有比相同层的结晶相晶粒(例如205a、206a)更高的热导率。正如参考图2可以看出，磁性数据存储层和中间层的晶界相在宽度和体积分数上变化。例如，底层206的晶界相206b比定向控制层205的晶界相205b表现出更大的体积分数。晶界相205b比晶界相206b更宽。参见图3，图解说明了根据本发明一个方面的磁记录介质的俯视图。在HAMR期间，具有非常小光斑尺寸(例如，在纳米范围内)的高度聚焦激光束被用于加热磁性数据存储层，从而降低将数据写入其上所必需的磁场强度。示例性HAMR激光的光斑尺寸303被叠加于磁记录介质300上，以说明在本发明的一个实施方式中，其中层(例如磁性数据存储层和/或一个或多个中间层)的晶界相302和晶粒301都具有比聚焦的HAMR激光所照亮的面积(即光斑尺寸303)更小的横截面积。尽管为了简化起见，上述的示例性实施方式己经被阐述于图3中，其具有均匀的圆形晶粒，但本发明的范围并不限于这样的装配。相反地，正如本领域技术人员显而易见，在磁记录介质的层中的晶粒和晶界相既不必是均匀的也不必是圆形的，而可以具有任何横截面形状以及单个层内的尺寸和横截面形状可以变化。图4是流程图，其图解说明了根据本发明一个实施方式的形成用于热辅助磁记录的磁记录介质的方法。所述方法开始于任选步骤401，其中一个或多个层被提供于衬底上。所述一个或多个层可以包括一个或多个预涂层、或本领域技术人员己知的任何其它层。可以通过磁控溅射、物理气相沉积、化学气相沉积，或通过本领域普通技术人员容易显见的在磁记录介质中提供层的任何其它方法来提供所述一个或多个层。在步骤402中，高度传热的吸热层被提供于在步骤401中所任选提供的所述一个或多个层上。通过磁控溅射、物理气相沉积、化学气相沉积或通过本领域技术人员已知的任何其它方法，所述吸热层可以同样被提供。在步骤403中，一个或多个中间层形成于吸热层上。所述中间层可以通过磁控溅射、物理气相沉积、化学气相沉积或通过本领域技术人员已知的任何其它方法而形成。所述一个或多个中间层可以包括一个或多个底层、定向控制层、或本领域技术人员已知的任何其它磁性或非磁性层。每一中间层包括由晶界相分隔的结晶相晶粒，所述晶界相具有比所述结晶相晶粒更高的热导率。在步骤404中，磁性数据存储层被形成于在步骤403中所提供的一个或多个中间层上。所述数据存储层可以通过磁控溅射、物理气相沉积、化学气相沉积或通过本领域技术人员已知的任何其它方法而同样形成。所述磁性数据存储层包括由晶界相分隔的磁性晶粒，所述晶界相具有比所述磁性晶粒更高的热导率。在任选的步骤405中，一个或多个外涂层被提供(例如通过溅射)于在步骤404中所提供的磁性数据存储层上。根据本发明的一个方面，在磁性数据存储层和一个或多个中间层中的晶界相的材料在组成相同层中晶粒的材料中都具有很少或没有固溶度(例如，IO原子百分数以下)。而且，根据本发明的另外方面，在一个或多个中间层中的晶界相的材料在磁性数据存储层的磁性晶粒的材料中具有很少或没有固溶度(例如，IO原子百分数以下)。根据本发明的一个方面，磁性数据存储层和一个或多个中间层的晶界相的材料都可以是金属元素或合金，其不溶于相同层的晶粒(例如，具有10原子百分数以下的固溶度)。根据本发明的可选方面，所述晶界相材料可以是无机非金属材料(例如氧化物、硼化物、碳化物、氮化物、硅酸盐等)，其同样地不溶于相同层的晶粒(例如，具有10原子百分数以下的固溶度)。根据本发明的另一个方面，所述晶界相材料可以是无机非金属材料和金属或金属合金的组合。下面的表l，说明了几个示例性材料，其可以被用于根据本发明各方面的磁记录介质中不同层的晶界相。如参考表1可以看出，每一潜在的材料的热导率(k)都高于相同层的晶粒材料的热导率(例如，磁性数据存储层的钴、底层的钌、定向控制层的镍)。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>例如，正如参考上面的表1可以看出，钼(Mo)对于根据本发明一个实施方式的镍基定向控制层中的晶界相可以是合适的材料，因为钼在室温下不溶于镍，并且具有比镍更高的热导率(即138>60.7)。然而，钼对于用在钴基磁性数据存储层或钌基底层的晶界相可能不是合适的选择，因为它在室温下在钴和钌中都可溶。由于相似的理由，钨(W)对于用在钴基磁性数据存储层的晶界相可以是合适的，但对于钌基底层或镍基定向控制层可能不合适。尽管本发明参考不同图和实施方式已经被具体描述，但是应当理解，这些仅为了说明的目的，并且不应当被认为是对本发明范围的限制。可以有许多其它方法实现本发明。本领域普通技术人员可以对本发明做出许多变化和修改，而不背离本发明的精神和范围。权利要求1.用于热辅助磁记录(HAMR)的磁记录介质，其包括磁性数据存储层，其具有许多由众多晶界相分隔的磁性晶粒，所述磁性数据存储层的所述众多晶界相具有比所述许多磁性晶粒的热导率更高的热导率；吸热层；和布置于所述磁性数据存储层和所述吸热层之间的一个或多个中间层，所述一个或多个中间层的每一个具有许多由众多晶界相分隔的结晶相晶粒，所述一个或多个中间层的所述众多晶界相具有比所述许多结晶相晶粒的热导率更高的热导率。2.权利要求1所述的磁记录介质，其中所述吸热层的热导率大于所述磁性数据存储层的所述许多磁性晶粒的热导率。3.权利要求1所述的磁记录介质，其中，对于每一个所述一个或多个中间层，所述众多晶界相的热导率高于所述磁性数据存储层的所述许多磁性晶粒的热导率。4.权利要求1所述的磁记录介质，其中，对于每一个所述一个或多个中间层，所述众多晶界相的材料在所述结晶相晶粒的材料中具有IO原子百分数以下的固溶度。5.权利要求1所述的磁记录介质，其中，对于每一个所述一个或多个中间层，所述众多晶界相的材料在所述磁性数据存储层的所述许多磁性晶粒的材料中具有10原子百分数以下的固溶度。6.权利要求1所述的磁记录介质，其中所述许多磁性晶粒包括选自FePt、CoPt和Co5Sm的材料。7.权利要求1所述的磁记录介质，其中，对于每一个所述一个或多个中间层，所述众多晶界相的材料包括无机非金属材料。8.权利要求7所述的磁记录介质，其中，对于每一个所述一个或多个中间层，所述众多晶界相的材料选自SiC、A1N、BeO和BN。9.权利要求1所述的磁记录介质，其中，对于每一个所述一个或多个中间层，所述众多晶界相的材料包括金属或金属合金。10.权利要求9所述的磁记录介质，其中，对于每一个所述一个或多个中间层，所述众多晶界相的材料选自Cu、Ag、Au、W、Si、Mo、Cu合金、Ag合金、Au合金、W合金、Si合金和Mo合金。11.权利要求1所述的磁记录介质，其中，对于每一个所述一个或多个中间层，所述众多晶界相的材料包括无机非金属材料和金属或者金属合金的组合。12.权利要求1所述的磁记录介质，其中所述一个或多个中间层的所述许多结晶相晶粒包括柱状晶粒，所述柱状晶粒基本沿着连接所述磁性数据存储层和所述吸热层的轴取向。13.权利要求1所述的磁记录介质，其中所述磁性数据存储层的所述众多晶界相的每一个具有比用在HAMR中的聚焦激光束的光斑尺寸小的横截面积，并且其中所述一个或多个中间层的所述众多晶界相的每一个具有比用在HAMR中的聚焦激光束的光斑尺寸小的横截面积。14.权利要求1所述的磁记录介质，其中所述吸热层包括选自Cu、Ag、Au、W、Si、Mo、Cu合金、Ag合金、Au合金、W合金、Si合金和Mo合金的材料。15.形成用于热辅助磁记录(HAMR)的磁记录介质的方法，所述方法包括步骤提供吸热层；在所述吸热层上形成至少一个中间层，所述至少一个中间层具有由众多晶界相分隔的众多结晶相晶粒，所述至少一个中间层的所述众多晶界相具有比所述众多结晶相晶粒的热导率更高的热导率；和在所述至少一个中间层上形成磁性数据存储层，所述磁性数据存储层具有由众多晶界相分隔的众多磁性晶粒，所述磁性数据存储层的所述众多晶界相具有比所述众多磁性晶粒的热导率更高的热导率。16.权利要求15所述的方法，其中形成所述至少一个中间层包括在所述吸热层上溅射所述至少一个中间层。17.权利要求15所述的方法，其中形成所述磁性数据存储层包括在所述至少一个中间层上溅射所述磁性数据存储层。18.权利要求15所述的方法，其中所述吸热层的热导率大于所述磁性数据存储层的所述众多磁性晶粒的热导率。19.权利要求15所述的方法，其中所述至少一个中间层的所述众多晶界相的热导率高于所述磁性数据存储层的所述众多磁性晶粒的热导率。20.权利要求15所述的方法，其中所述至少一个中间层的所述众多晶界相的材料在所述至少一个中间层的所述结晶相晶粒的材料中具有10原子百分数以下的固溶度。21.权利要求15所述的方法，其中所述至少一个中间层的所述众多晶界相的材料在所述磁性数据存储层的所述众多磁性晶粒的材料中具有IO原子百分数以下的固溶度。22.权利要求15所述的方法，其中所述众多磁性晶粒包括选自FePt、CoPt和CosSm的材料。23.权利要求15所述的方法，其中所述至少一个中间层的所述众多晶界相的材料包括无机非金属材料。24.权利要求23所述的方法，其中所述至少一个中间层的所述众多晶界相的材料选自SiC、A1N、BeO和BN。25.权利要求15所述的方法，其中所述至少一个中间层的所述众多晶界相的材料包括金属或金属合金。26.权利要求25所述的方法，其中所述至少一个中间层的所述众多晶界相的材料选自Cu、Ag、Au、W、Si、Mo、Cu合金、Ag合金、Au合金、W合金、Si合金和Mo合金。27.权利要求15所述的方法，其中所述至少一个中间层的所述众多晶界相的材料包括无机非金属材料和金属或者金属合金的组合。28.权利要求15所述的方法，其中所述至少一个中间层的所述众多结晶相晶粒包括柱状晶粒，所述柱状晶粒基本沿着连接所述磁性数据存储层和所述吸热层的轴取向。29.权利要求15所述的方法，其中所述磁性数据存储层的所述众多晶界相的每一个具有比用在HAMR中的聚焦激光束的光斑尺寸小的横截面积，并且其中所述至少一个中间层的所述众多晶界相的每一个具有比用在HAMR中的聚焦激光束的光斑尺寸小的横截面积。30.权利要求15所述的方法，其中所述吸热层包括选自Cu、Au、Ag、Cu合金、Au合金和Ag合金的材料。31.用于热辅助磁记录(HAMR)的磁记录介质，包括磁性数据存储层，其具有众多磁性晶粒；吸热层；和布置于所述磁性数据存储层和所述吸热层之间的一个或多个中间层，所述一个或多个中间层的每一个具有许多由众多晶界相分隔的柱状结晶相晶粒，所述众多晶界相具有比所述许多结晶相晶粒的热导率高的热导率。32.形成用于热辅助磁记录(HAMR)的磁记录介质的方法，所述方法包括步骤提供吸热层；在所述吸热层上形成至少一个中间层，所述至少一个中间层具有由众多晶界相分隔的众多柱状结晶相晶粒，所述至少一个中间层的所述众多晶界相具有比所述众多结晶相晶粒的热导率高的热导率；和在所述至少一个中间层上形成磁性数据存储层，所述磁性数据存储层具有众多磁性晶粒。全文摘要用于热辅助磁记录的磁记录介质包括具有由晶界相分隔的磁性晶粒的磁性数据存储层。所述晶界相具有比所述磁性晶粒的热导率更高的热导率。所述磁记录介质进一步包括吸热层和布置于所述磁性数据存储层和吸热层之间的一个或多个中间层。所述一个或多个中间层的每一个具有由晶界相分隔的结晶相晶粒。所述晶界相具有比所述结晶相晶粒的热导率更高的热导率。在所述磁性数据存储层和所述中间层中的晶界相提供了高热导率导管，以将热从所述磁性数据存储层扩散至所述吸热层。文档编号G11B5/84GK101114465SQ200710086010公开日2008年1月30日申请日期2007年3月7日优先权日2006年7月28日发明者A·达斯,M·G·拉辛申请人:贺利氏公司