垂直磁记录介质

文档序号:26102459发布日期:2021-07-30 18:13阅读:92来源:国知局
垂直磁记录介质
本发明涉及垂直磁记录介质,详细而言,涉及具备垂直磁记录层和覆盖垂直磁记录层的帽层的垂直磁记录介质。需要说明的是,在本申请中,帽层是指在垂直磁记录介质中覆盖垂直磁记录层的层,是调整垂直磁记录层的磁性晶粒之间的粒间交换耦合的程度的层。
背景技术
:现有的垂直磁记录介质的垂直磁记录层为颗粒层,为了将各磁性晶粒从相邻的磁性晶粒进行磁分离,使用非磁性晶界氧化物(例如参考专利文献1)。在该现有的垂直磁记录介质中,尝试了进一步的高记录密度化,但面对着三难选择的课题。三难选择的课题是指使信噪比(snr)、热稳定性和磁记录的容易性这三种特性全部提高。为了使这三种特性全部提高来攻克三难选择的课题,需要适当地调整作为颗粒层的垂直磁记录层的磁性晶粒间的粒间交换耦合,使垂直磁记录层的热稳定性提高,并且使开关磁场(磁性晶粒的磁化翻转所需的磁场)减弱。因此,在现有的垂直磁记录介质中,在作为颗粒层的垂直磁记录层上设置有帽层,但现有的帽层例如为coptcrb等copt合金(例如参考专利文献2、3)。但是,为了攻克上述三难选择的课题,要求开发特性比现有的帽层更优良的帽层,使垂直磁记录介质的热稳定性提高,并且使开关磁场减弱。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2000-306228号公报专利文献2:日本特开2009-59402号公报专利文献3:日本特开2011-34665号公报技术实现要素:发明所要解决的问题本发明是鉴于上述问题而完成的,其课题在于提供具备特性(使垂直磁记录介质的热稳定性提高并且使开关磁场减弱的特性)比现有的帽层更优良的帽层从而实现了热稳定性的提高和开关磁场的减弱的垂直磁记录介质。用于解决问题的方法本发明人利用透射电子显微镜(以下记为tem)对现有的垂直磁记录介质的帽层进行观察,发现在现有的帽层中,在与垂直磁记录层的边界面产生凹凸,在垂直磁记录层的非磁性晶界氧化物的上方形成有孔隙,现有的帽层的膜厚变得不均匀。认为其原因在于,现有的帽层由金属合金层(例如coptcrb等copt合金)构成,因此难以与磁记录层(颗粒层)的非磁性晶界氧化物润湿,本发明人利用形成与垂直磁记录层同样的颗粒结构的材料来进行帽层的研究开发,从而完成了解决上述课题的本发明。即,本发明的垂直磁记录介质的第一方式是一种垂直磁记录介质,其是具备垂直磁记录层和覆盖上述垂直磁记录层的帽层的垂直磁记录介质,其特征在于,上述垂直磁记录层具有包含copt合金磁性晶粒和非磁性晶界氧化物的颗粒结构,上述帽层具有包含copt合金磁性晶粒和磁性晶界氧化物的颗粒结构,上述帽层的上述copt合金磁性晶粒含有65原子%以上且90原子%以下的co、10原子%以上且35原子%以下的pt,上述磁性晶界氧化物相对于上述帽层整体的体积分数为5体积%以上且40体积%以下。本发明的垂直磁记录介质的第二方式是一种垂直磁记录介质,其是具备垂直磁记录层和覆盖上述垂直磁记录层的帽层的垂直磁记录介质,其特征在于,上述垂直磁记录层具有包含copt合金磁性晶粒和非磁性晶界氧化物的颗粒结构,上述帽层具有包含copt合金磁性晶粒和磁性晶界氧化物的颗粒结构,上述帽层的上述copt合金磁性晶粒含有70原子%以上且小于85原子%的co、10原子%以上且20原子%以下的pt、0.5原子%以上且15原子%以下的cr、ti、b、mo、ta、nb、w、ru中的一种以上元素,上述磁性晶界氧化物相对于上述帽层整体的体积分数为5体积%以上且40体积%以下。作为上述磁性晶界氧化物,可以使用稀土氧化物。上述磁性晶界氧化物例如为gd、nd、sm、ce、eu、la、pr、ho、er、yb、tb的氧化物中的一种以上氧化物。发明效果根据本发明,可以提供具备特性(使垂直磁记录介质的热稳定性提高并且使开关磁场减弱的特性)比现有的帽层更优良的帽层从而实现了热稳定性的提高和开关磁场的减弱的垂直磁记录介质。附图说明图1是用于说明本发明的实施方式的垂直磁记录介质10的截面示意图。图2是示意性地示出本实施方式的垂直磁记录介质10的垂直截面的一部分的垂直截面图。图3是示意性地示出本实施方式的垂直磁记录介质10(将帽层26优化后的状态)的垂直截面的一部分的垂直截面图。图4是示意性地示出现有的垂直磁记录介质100的垂直截面的一部分的垂直截面图。图5是实施例17的包含厚度9nm的帽层(co80pt20-30体积%gd2o3)(在氩气压力0.6pa下成膜)的区域的截面tem照片。图6是实施例8的包含厚度9nm的帽层(co80pt20-30体积%gd2o3)(在氩气压力4.0pa下成膜)的区域的截面tem照片。图7是现有的垂直磁记录介质(比较例20)中包含帽层(coptcrb)的区域的截面tem照片。图8是针对图5所示的实施例17的截面区域的一部分利用扫描透射型电子显微镜(stem)拍摄的暗场像。图9是示出针对图5所示的实施例17的截面区域的一部分利用扫描透射型电子显微镜(stem)进行的能量色散型x射线分析(edx)的测定结果的照片,(a)示出gd的分布结果,(b)示出o(氧)的分布结果,(c)示出co的分布结果,(d)示出pt的分布结果。图10是针对图6所示的实施例8的截面区域的一部分利用扫描透射型电子显微镜(stem)拍摄的暗场像。图11是示出针对图6所示的实施例8的截面区域的一部分利用扫描透射型电子显微镜(stem)进行的能量色散型x射线分析(edx)的测定结果的照片,(a)示出gd的分布结果,(b)示出o(氧)的分布结果,(c)示出co的分布结果,(d)示出pt的分布结果。图12是针对图7所示的现有的垂直磁记录介质(比较例20)的截面区域的一部分利用扫描透射型电子显微镜(stem)拍摄的暗场像。图13是示出针对图7所示的现有的垂直磁记录介质(比较例20)的截面区域的一部分利用扫描透射型电子显微镜(stem)进行的能量色散型x射线分析(edx)的测定结果的照片,(a)示出针对cr的分布结果,(b)示出针对o(氧)的分布结果,(c)示出针对co的分布结果,(d)示出针对pt的分布结果。图14是实施例143的包含帽层(co80pt20-30体积%gd2o3)的区域的平面tem照片。图15是实施例144的包含帽层(co80pt20-30体积%nd2o3)的区域的平面tem照片。图16是实施例145的包含帽层(co80pt20-30体积%sm2o3)的区域的平面tem照片。具体实施方式以下,参考附图对本发明的实施方式进行说明。图1是用于说明本发明的实施方式的垂直磁记录介质10的截面示意图。另外,图2是示意性地示出本实施方式的垂直磁记录介质10的垂直截面的一部分的垂直截面图,图3是示意性地示出本实施方式的垂直磁记录介质10(将帽层26优化后的状态)的垂直截面的一部分的垂直截面图。(1)垂直磁记录介质10的构成本实施方式的垂直磁记录介质10具有在基板12上依次形成附着层14、籽晶层16、第一ru基底层18、第二ru基底层20、缓冲层22、垂直磁记录层24、帽层26和表面保护层28而成的构成。作为基板12,可以使用各种公知的垂直磁记录介质用途中使用的基板,例如可以使用玻璃基板。附着层14是用于提高作为金属膜的籽晶层16与基板12的密合性的层。作为附着层14,例如可以使用ta层等。籽晶层16是用于控制第一ru基底层18的结晶取向性和结晶生长性的层,例如可以使用ni90w10层等。第一ru基底层18是用于适当地控制垂直磁记录层24的结晶取向性、结晶粒径和晶界偏析的层。第一ru基底层18为六方最密堆积(hcp)结构。第一ru基底层18的厚度例如为约10nm。第二ru基底层20是用于在两层构成的ru基底层(第一ru基底层18和第二ru基底层20)的表面(即,第二ru基底层20的表面)设置凹凸形状从而使缓冲层22成为期望的层构成的层。第二ru基底层20的厚度例如为约10nm。在设置ru50co25cr25-30体积%tio2层作为设置在第二ru基底层20上的缓冲层22的情况下,在第二ru基底层20的凸部形成ru50co25cr25,在第二ru基底层20的凹部形成tio2。缓冲层22是用于提高垂直磁记录层24的颗粒结构中的柱状的copt合金磁性晶粒彼此的分离性的层。作为缓冲层22,例如可以使用ru50co25cr25-30体积%tio2层等。垂直磁记录层24是用于进行磁记录的层,其层结构为颗粒结构。作为垂直磁记录层24,例如可以使用co80pt20-30体积%b2o3层等,这种情况下,形成柱状的copt合金磁性晶粒24a被非磁性晶界氧化物24b(b2o3)分隔开的结构(参考图2和图3)。垂直磁记录层24的厚度例如为约16nm。帽层26是覆盖垂直磁记录层24的层,是适当地调整垂直磁记录层24的copt合金磁性晶粒24a间的粒间交换耦合从而提高垂直磁记录层24的热稳定性并且减弱开关磁场(磁性晶粒的磁化翻转所需的磁场)的层,具有包含copt合金磁性晶粒26a和磁性晶界氧化物26b的颗粒结构(参考图2和图3)。作为帽层26,例如可以使用co80pt20-30体积%磁性氧化物(gd2o3、nd2o3、sm2o3、ceo2等),这种情况下,形成柱状的copt合金磁性晶粒26a被磁性晶界氧化物26b(gd2o3、nd2o3、sm2o3、ceo2等)分隔开的颗粒结构。帽层26的厚度可以根据垂直磁记录层24的copt合金磁性晶粒24a间的粒间交换耦合所要求的大小和帽层26的copt合金磁性晶粒26a间的粒间交换耦合26c的大小来适当确定,例如为1nm以上且9nm以下。表面保护层28是用于保护垂直磁记录介质10的表面的层,作为表面保护层28,例如可以使用以碳作为主体的保护膜,其厚度例如为7nm。(2)关于帽层26的组成的进一步详细说明如上所述,帽层26具有包含copt合金磁性晶粒26a和磁性晶界氧化物26b的颗粒结构,帽层26的copt合金磁性晶粒26a含有65原子%以上且90原子%以下的co、10原子%以上且35原子%以下的pt。从进一步增大垂直磁记录介质10的矫顽力hc的观点出发,帽层26的copt合金磁性晶粒26a优选含有70原子%以上且75原子%以下的co、25原子%以上且30原子%以下的pt。另外,帽层26的copt合金磁性晶粒26a可以含有70原子%以上且小于85原子%的co、10原子%以上且20原子%以下的pt、0.5原子%以上且15原子%以下的cr、ti、b、mo、ta、nb、w、ru中的一种以上元素。另外,从进一步增大垂直磁记录介质10的矫顽力hc的观点和增大帽层26的copt合金磁性晶粒26a的粒间交换耦合26c从而减小垂直磁记录介质10的饱和磁场hs的观点出发,磁性晶界氧化物26b相对于帽层26整体的体积分数优选为5体积%以上且40体积%以下、更优选为10体积%以上且35体积%以下、特别优选为15体积%以上且30体积%以下。可以根据垂直磁记录介质10所要求的特性来适当地确定磁性晶界氧化物26b相对于帽层26整体的体积分数。从增大磁性的观点出发,帽层26的磁性晶界氧化物26b优选为稀土氧化物,具体而言,优选为gd、nd、sm、ce、eu、la、pr、ho、er、yb、tb的氧化物中的一种以上氧化物。需要说明的是,帽层26的磁性晶界氧化物26b也可以不是稀土氧化物,具体而言,例如也可以使用如下所述的磁性氧化物,即,fe2o3、fe3o4、cofe2o4、mnti0.44fe1.56o4、mn0.4co0.3fe2o4、co1.1fe2.2o4、co0.7zn0.3fe2o4、ni0.35fe1.3o4、nife2o4、li0.3fe2.5o4、fe2.69ti0.31o4、mn0.98fe2.02o4、mn0.8zn0.2fe2o4、y2fe5o12、y3al0.83fe4.17o12、y3ga0.4fe4.6o12、bi0.2ca2.8v1.4fe3.6o12、y1.4ca1.26v0.63fe4.37o12、y2gd1fe5o12、y1.2gd1.8fe5o12、y2.64gd0.36al0.56fe4.44o12、y2.36gd0.64al0.43fe4.57o12、bafe12o19、bafe18o27、baznfe17o27、bazn1.5fe17.5o27、bamnfe16o27、bani2fe16o27、bani0.5znfe16.5o27、ba4zn2fe36o69、gdfeo3、srfe12o19、sn0.985mn0.015o2、in1.75sn0.2mn0.05等。(3)关于帽层26的作用效果如上所述,图2是示意性地示出本实施方式的垂直磁记录介质10的垂直截面的一部分的垂直截面图,图3是示意性地示出本实施方式的垂直磁记录介质10(将帽层26优化后的状态)的垂直截面的一部分的垂直截面图。另外,图4是示意性地示出现有的垂直磁记录介质100的垂直截面的一部分的垂直截面图。需要说明的是,在图2和图3中,帽层26的copt合金磁性晶粒26a彼此的粒间交换耦合26c以弹簧状的线示意性地表示,同样地,在图4中,帽层102的copt合金磁性晶粒102a彼此的粒间交换耦合102b以弹簧状的线示意性地表示。参考图2~图4,对帽层26的作用效果进行详细说明,但为了便于说明,在此,使用co80pt20-30体积%b2o3层作为垂直磁记录层24、使用co80pt20-30体积%gd2o3层作为帽层26来进行说明。另外,使用ru50co25cr25-30体积%tio2层作为缓冲层22。另外,使用coptcrb合金作为现有的垂直磁记录介质100的帽层102。帽层26是用于适当地调整垂直磁记录层24的copt合金磁性晶粒24a间的粒间交换耦合从而提高垂直磁记录层24的热稳定性、并且减弱开关磁场(磁性晶粒的磁化翻转所需的磁场)的层。垂直磁记录层24本身为颗粒结构,形成copt合金磁性晶粒24a被非磁性晶界氧化物24b(b2o3)分隔开的结构,因此,在垂直磁记录层24本身中,copt合金磁性晶粒24a彼此的粒间交换耦合减小,因此,成为热稳定性不充分、并且开关磁场的减弱也不充分的状态。帽层26具有补偿垂直磁记录层24本身所不足的copt合金磁性晶粒24a彼此的粒间交换耦合的作用,因此,需要使帽层26中copt合金磁性晶粒26a彼此的粒间交换耦合26c以一定程度增大。因此,在本实施方式的垂直磁记录介质10的帽层26中,使用磁性氧化物(从磁性大的方面考虑,优选稀土氧化物)作为氧化物来形成磁性晶界氧化物26b,使帽层26的copt合金磁性晶粒26a彼此的粒间交换耦合26c以一定程度增大,其结果是,也能够适当地补偿垂直磁记录层24的copt合金磁性晶粒24a彼此的粒间交换耦合。帽层26中的copt合金磁性晶粒26a彼此的粒间交换耦合26c通过帽层26的厚度来控制。如果帽层26的厚度变厚,则帽层26中的copt合金磁性晶粒26a彼此的粒间交换耦合26c增大。帽层26的厚度根据所需的粒间交换耦合26c的大小来确定即可,从降低矫顽力hc的观点出发,帽层26的厚度优选为1nm以上且7nm以下。在此,图4是示意性地示出现有的垂直磁记录介质100的垂直截面的一部分的垂直截面图,如图4所示,空隙104在垂直磁记录层24的非磁性晶界氧化物24b(b2o3)上产生。现有的垂直磁记录介质100的帽层102为coptcrb合金,不含氧化物,因此,难以与垂直磁记录层24的非磁性晶界氧化物24b(b2o3)润湿,因此,认为空隙104在垂直磁记录层24的非磁性晶界氧化物24b(b2o3)上产生。另外,即使在现有的垂直磁记录介质中没有观察到空隙104的情况下,从后面作为图7示出的截面tem照片(比较例20)、作为图12示出的暗场像(比较例20)和作为图13示出的能量色散型x射线分析(edx)的测定结果(比较例20)可以看出,在现有的垂直磁记录介质中,垂直磁记录层(copt-b2o3层)与帽层(coptcrb层)的边界面产生起伏,凹凸变大。因此,现有的垂直磁记录介质100的帽层102,其厚度方向上的不均匀性大(用与厚度方向正交的平面在沿厚度方向不同的位置切断时的截面的不均匀性大),因此,即使改变帽层102的厚度,帽层102的copt合金磁性晶粒102a彼此的粒间交换耦合102b的大小也不是与其厚度准确地成比例地变化,即使控制帽层102的厚度,也难以准确地控制帽层102的copt合金磁性晶粒102a彼此的粒间交换耦合102b的大小。另一方面,如图2所示,本实施方式的垂直磁记录介质10的帽层26是co80pt20-30体积%gd2o3层,具有磁性氧化物gd2o3,在垂直磁记录层24的非磁性晶界氧化物24b(b2o3)上形成容易与其润湿的磁性晶界氧化物26b(gd2o3),因此不产生空隙。因此,本实施方式的垂直磁记录介质10的帽层26,其厚度方向上的均匀性高(用与厚度方向正交的平面在沿厚度方向不同的位置切断时的截面均大致相同),因此,在改变帽层26的厚度的情况下,帽层26的copt合金磁性晶粒26a彼此的粒间交换耦合26c的大小与其厚度成比例地变化。因此,通过控制帽层26的厚度,能够准确地控制帽层26的copt合金磁性晶粒26a彼此的粒间交换耦合26c的大小。如以上说明的那样,本实施方式的垂直磁记录介质10的帽层26是具有copt合金磁性晶粒26a和磁性晶界氧化物26b的颗粒结构,其磁性晶界氧化物26b(gd2o3)具备磁性,帽层26中的copt合金磁性晶粒26a彼此的粒间交换耦合26c增大。另外,本实施方式的垂直磁记录介质10的帽层26,其厚度方向上的均匀性高(用与厚度方向正交的平面在沿厚度方向不同的位置切断时的截面均大致相同),因此,通过控制帽层26的厚度,能够准确地控制帽层26的copt合金磁性晶粒26a彼此的粒间交换耦合26c的大小。因此,在本实施方式的垂直磁记录介质10中,通过控制帽层26的厚度,能够准确地控制帽层26中的copt合金磁性晶粒26a彼此的粒间交换耦合26c的大小,其结果是,能够准确地控制垂直磁记录层24的copt合金磁性晶粒24a彼此的粒间交换耦合的大小。如上所述,图3是示意性地示出本实施方式的垂直磁记录介质10(将帽层26优化后的状态)的垂直截面的一部分的垂直截面图。在本实施方式的垂直磁记录介质10中,在将帽层26优化后的状态下,与厚度方向正交的方向的截面中的磁性晶界氧化物26b(gd2o3)的厚度最小化,另外,帽层26的表面的凹凸也最小化。通过使帽层26的磁性晶界氧化物26b(gd2o3)的厚度(帽层26的copt合金磁性晶粒26a彼此之间的距离)最小化,能够增强帽层26的copt合金磁性晶粒26a彼此之间的粒间交换耦合26c的强度,即使使帽层26变薄,也能够将帽层26的copt合金磁性晶粒26a彼此之间的粒间交换耦合26c的强度控制到一定程度。另外,通过使帽层26的表面的凹凸最小化,能够通过控制帽层26的厚度来更准确地控制帽层26中的copt合金磁性晶粒26a彼此之间的粒间交换耦合26c的大小,其结果是,能够更准确地控制垂直磁记录层24的copt合金磁性晶粒24a彼此的粒间交换耦合的大小。(4)用于制作帽层26的溅射靶(4-1)溅射靶的组成用于制作帽层26的溅射靶具有与帽层26同样的组成,含有金属和磁性氧化物,具体而言,例如,相对于上述金属的整体,含有65原子%以上且90原子%以下的co、10原子%以上且35原子%以下的pt,相对于上述溅射靶的整体,含有5体积%以上且40体积%以下的上述磁性氧化物。另外,具体而言,例如,相对于金属的整体,含有70原子%以上且小于85原子%的co、10原子%以上且20原子%以下的pt、0.5原子%以上且15原子%以下的cr、ti、b、mo、ta、nb、w、ru中的一种以上元素,相对于上述溅射靶的整体,含有5体积%以上且40体积%以下的上述磁性氧化物。(4-2)溅射靶的制造方法接着,对用于制作帽层26的溅射靶的制造方法进行说明,在此,列举组成为co80pt20-30体积%gd2o3的溅射靶进行说明。但是,用于制作帽层26的溅射靶的制造方法并非限定于以下的具体例。首先,以相对于金属co和金属pt的合计使金属co的原子数比为80原子%、金属pt的原子数比为20原子%的方式,称量金属co和金属pt,制作copt合金熔液。然后,进行气体雾化,制作copt合金雾化粉末。将所制作的copt合金雾化粉末进行分级,以使粒径为规定的粒径以下(例如106μm以下)。在制作的copt合金雾化粉末中添加gd2o3粉末以使其达到30体积%,利用球磨机进行混合分散,制作加压烧结用混合粉末。将copt合金雾化粉末和gd2o3粉末利用球磨机进行混合分散,由此能够制作微细地分散有copt合金雾化粉末和gd2o3粉末的加压烧结用混合粉末。如上所述,从进一步增大垂直磁记录介质10的矫顽力hc的观点和增大帽层26的copt合金磁性晶粒26a的粒间交换耦合26c从而减小垂直磁记录介质10的饱和磁场hs的观点出发,磁性晶界氧化物26b相对于帽层26整体的体积分数优选为5体积%以上且40体积%以下,因此,优选使gd2o3粉末相对于加压烧结用混合粉末的整体的体积分数为5体积%以上且40体积%以下。将制作的加压烧结用混合粉末通过例如真空热压法进行加压烧结而成形,制作溅射靶。所制作的加压烧结用混合粉末利用球磨机进行了混合分散,copt合金雾化粉末和gd2o3粉末微细地相互分散,因此,使用通过本制造方法得到的溅射靶进行溅射时,不易产生结瘤、粉粒的产生等不良。需要说明的是,对加压烧结用混合粉末进行加压烧结的方法没有特别限定,也可以为真空热压法以外的方法,例如可以使用hip法等。另外,在以上说明的制造方法的例子中,使用雾化法制作copt合金雾化粉末,在制作的copt合金雾化粉末中添加gd2o3粉末并利用球磨机进行混合分散,从而制作加压烧结用混合粉末,但也可以使用co单质粉末和pt单质粉末代替使用copt合金雾化粉末。这种情况下,将co单质粉末、pt单质粉末和gd2o3粉末利用球磨机进行混合分散,制作加压烧结用混合粉末。实施例以下,对实施例和比较例以及与本发明相关地取得的实验数据进行记载。(实施例1~142、比较例1~20)以与图1同样的层构成(在基板12上依次形成附着层14、籽晶层16、第一ru基底层18、第二ru基底层20、缓冲层22、垂直磁记录层24、帽层26和表面保护层28的层构成),制作实施例1~142、比较例2~20的垂直磁记录介质。具体而言,如下所述。作为基板12,使用玻璃基板。作为附着层14,在氩气压力0.6pa、投入电力500w的条件下成膜出5nm的ta层。作为籽晶层16,在氩气压力0.6pa、投入电力500w的条件下成膜出6nm的ni90w10层。作为第一ru基底层18,在氩气压力0.6pa、投入电力500w的条件下成膜出10nm的ru层。作为第二ru基底层20,在氩气压力8.0pa、投入电力500w的条件下成膜出10nm的ru层。作为缓冲层22,在氩气压力0.6pa、投入电力300w的条件下成膜出2nm的ru50co25cr25-30体积%tio2层。作为垂直磁记录层24,在氩气压力4.0pa、投入电力500w的条件下成膜出16nm的co80pt20-30体积%b2o3层。作为帽层26,使用如上述“(4)用于制作帽层26的溅射靶”所记载的那样制造的溅射靶,在氩气压力0.6pa或4.0pa、投入电力500w的条件下,以如表1~4所示的组成和厚度将copt合金-磁性晶界氧化物进行成膜。作为表面保护层28,在氩气压力0.6pa、投入电力300w的条件下成膜出7nm的碳膜。另外,作为比较例1,制作在上述构成中删除了帽层26的构成的垂直磁记录介质。在实施例1~142、比较例2~20中改变的条件是帽层的组成、帽层的厚度和帽层制作时的氩气压力。比较例20是使用了现有的垂直磁记录介质的帽层(coptcrb)作为帽层的比较例。对于所制作的实施例1~142和比较例1~20的垂直磁记录介质,利用使用了超导量子干涉元件的振动样品磁力计(squid-vsm)(制造公司:quantumdesign,产品编号名:mpms3)、高灵敏度磁各向异性转矩计(转矩磁力计)(制造公司:玉川制作所,产品编号名:tm-tr2050-hgc)、磁光克尔效应测定装置(magnetoopticalkerreffect(moke))测定其磁特性。另外,利用平面tem-edx和截面tem-edx,对所制作的实施例1~142和比较例1~20的垂直磁记录介质的帽层的微细组织进行观察。在以下的表1~4中,示出针对实施例1~142和比较例1~20的垂直磁记录介质测定的矫顽力hc和饱和磁场hs。矫顽力hc和饱和磁场hs根据使用振动样品磁力计(squid-vsm)测定的磁滞回线求出。另外,在表1~4中,厚度表示帽层的厚度,ar气压力表示帽层制作时的氩气压力。[表1]帽层的组成厚度(nm)ar气压力(pa)hc(koe)hs(koe)比较例01无04.09.321.5比较例02co80pt20-30体积%b2o324.07.521.0比较例03co80pt20-30体积%b2o344.07.921.5比较例04co80pt20-30体积%b2o364.07.721.5比较例05co80pt20-30体积%b2o384.07.021.0比较例06co80pt20-30体积%b2o310.67.520.0比较例07co80pt20-30体积%b2o320.68.520.5比较例08co80pt20-30体积%b2o330.68.520.0比较例09co80pt20-30体积%b2o340.68.520.5比较例10co80pt20-30体积%b2o350.68.020.0比较例11co80pt20-30体积%b2o360.68.220.3比较例12co80pt20-30体积%b2o370.68.020.5比较例13co80pt20-30体积%b2o380.67.720.5比较例14co80pt20-30体积%b2o390.67.720.0比较例15co80pt20-4体积%gd2o350.64.510.0比较例16co80pt20-41体积%gd2o350.68.520.0比较例17co95pt5-30体积%gd2o350.64.012.5比较例18co60pt40-30体积%gd2o350.64.513.0比较例19co65pt20cr15-30体积%gd2o350.64.513.5比较例20coptcrb90.64.912.5实施例1co80pt20-30体积%gd2o324.08.019.0实施例2co80pt20-30体积%gd2o334.08.519.0实施例3co80pt20-30体积%gd2o344.08.419.0实施例4co80pt20-30体积%gd2o354.08.919.0实施例5co80pt20-30体积%gd2o364.08.519.0实施例6co80pt20-30体积%gd2o374.08.519.0实施例7co80pt20-30体积%gd2o384.07.717.7实施例8co80pt20-30体积%gd2o394.07.016.0实施例9co80pt20-30体积%gd2o310.67.619.0实施例10co80pt20-30体积%gd2o320.67.518.5实施例11co80pt20-30体积%gd2o330.67.517.5实施例12co80pt20-30体积%gd2o340.67.618.0实施例13co80pt20-30体积%gd2o350.67.017.0实施例14co80pt20-30体积%gd2o360.68.619.0实施例15co80pt20-30体积%gd2o370.67.516.5实施例16co80pt20-30体积%gd2o380.66.414.0实施例17co80pt20-30体积%gd2o390.65.512.5实施例18co80pt20-30体积%nd2o324.07.117.5实施例19co80pt20-30体积%nd2o334.08.019.0实施例20co80pt20-30体积%nd2o344.07.717.0实施例21co80pt20-30体积%nd2o354.07.217.5实施例22co80pt20-30体积%nd2o364.07.318.0实施例23co80pt20-30体积%nd2o374.07.216.5实施例24co80pt20-30体积%nd2o384.07.516.8实施例25co80pt20-30体积%nd2o394.06.014.0实施例26co80pt20-30体积%nd2o310.67.416.8实施例27co80pt20-30体积%nd2o320.67.317.2实施例28co80pt20-30体积%nd2o330.67.517.0实施例29co80pt20-30体积%nd2o340.67.319.0实施例30co80pt20-30体积%nd2o350.68.219.0实施例31co80pt20-30体积%nd2o360.68.118.5实施例32co80pt20-30体积%nd2o370.67.016.0实施例33co80pt20-30体积%nd2o380.67.116.0实施例34co80pt20-30体积%nd2o390.67.215.3[表2]帽层的组成厚度(nm)ar气压力(pa)hc(koe)hs(koe)实施例35co80pt20-30体积%sm2o324.08.418.8实施例36co80pt20-30体积%sm2o334.08.118.5实施例37co80pt20-30体积%sm2o344.07.317.0实施例38co80pt20-30体积%sm2o354.07.516.5实施例39co80pt20-30体积%sm2o364.07.717.3实施例40co80pt20-30体积%sm2o374.06.716.0实施例41co80pt20-30体积%sm2o384.07.116.0实施例42co80pt20-30体积%sm2o394.06.714.5实施例43co80pt20-30体积%sm2o310.67.717.0实施例44co80pt20-30体积%sm2o320.68.118.0实施例45co80pt20-30体积%sm2o330.68.219.0实施例46co80pt20-30体积%sm2o340.68.118.3实施例47co80pt20-30体积%sm2o350.67.216.5实施例48co80pt20-30体积%sm2o360.67.717.0实施例49co80pt20-30体积%sm2o370.67.717.0实施例50co80pt20-30体积%sm2o380.67.416.0实施例51co80pt20-30体积%sm2o390.66.614.3实施例52co80pt20-30体积%ceo224.08.818.8实施例53co80pt20-30体积%ceo234.08.219.0实施例54co80pt20-30体积%ceo244.08.919.0实施例55co80pt20-30体积%ceo254.09.019.0实施例56co80pt20-30体积%ceo264.08.118.5实施例57co80pt20-30体积%ceo274.07.217.0实施例58co80pt20-30体积%ceo284.07.416.5实施例59co80pt20-30体积%ceo294.06.214.8实施例60co80pt20-30体积%ceo210.67.718.0实施例61co80pt20-30体积%ceo230.68.619.0实施例62co80pt20-30体积%ceo240.68.118.0实施例63co80pt20-30体积%ceo250.68.018.0实施例64co80pt20-30体积%ceo260.67.216.5实施例65co80pt20-30体积%ceo270.67.216.5实施例66co80pt20-30体积%ceo28066.915.0实施例67co80pt20-30体积%ceo290.65.713.0实施例68co80pt20-30体积%eu2o310.68.019.0实施例69co80pt20-30体积%eu2o320.68.119.0实施例70co80pt20-30体积%eu2o330.68.119.0实施例71co80pt20-30体积%eu2o340.68.018.3实施例72co80pt20-30体积%eu2o350.67.517.5实施例73co80pt20-30体积%eu2o360.67.717.0实施例74co80pt20-30体积%eu2o370.67.317.0实施例75co80pt20-30体积%eu2o380.67.115.5实施例76co80pt20-30体积%eu2o390.66.614.0实施例77co80pt20-30体积%la2o310.67.519.0实施例78co80pt20-30体积%la2o320.67.318.5实施例79co80pt20-30体积%la2o330.67.217.5实施例80co80pt20-30体积%la2o340.67.118.0实施例81co80pt20-30体积%la2o35067.017.0实施例82co80pt20-30体积%la2o360.67.318.5实施例83co80pt20-30体积%la2o370.67.1160实施例84co80pt20-30体积%la2o380.66.313.5实施例85co80pt20-30体积%la2o390.65.312.0[表3]帽层的组成厚度(nm)ar气压力(pa)hc(koe)hs(koe)实施例86co80pt20-30体积%pr601110.68.219.0实施例87co80pt20-30体积%pr601120.68.119.0实施例88co80pt20-30体积%pr601130.68.019.0实施例89co80pt20-30体积%pr601140.67.918.5实施例90co80pt20-30体积%pr601150.67.717.5实施例91co80pt20-30体积%pr601160.67.517.0实施例92co80pt20-30体积%pr601170.67.316.5实施例93co80pt20-30体积%pr601180.67.115.0实施例94co80pt20-30体积%pr601190.66.713.5实施例95co80pt20-30体积%ho2o310.67.919.0实施例96co80pt20-30体积%ho2o320.67.818.5实施例97co80pt20-30体积%ho2o330.67.718.5实施例98co80pt20-30体积%ho2o340.67.718.0实施例99co80pt20-30体积%ho2o350.67.617.5实施例100co80pt20-30体积%ho2o360.67.217.0实施例101co80pt20-30体积%ho2o370.66.916.5实施例102co80pt20-30体积%ho2o380.66.516.0实施例103co80pt20-30体积%ho2o390.66.014.5实施例104co80pt20-30体积%er2o310.68.319.0实施例105co80pt20-30体积%er2o320.68.118.7实施例106co80pt20-30体积%er2o330.67.818.5实施例107co80pt20-30体积%er2o340.67.718.0实施例108co80pt20-30体积%er2o350.67.618.0实施例109co80pt20-30体积%er2o360.67.317.5实施例110co80pt20-30体积%er2o370.67.017.0实施例111co80pt20-30体积%er2o380.66.716.5实施例112co80pt20-30体积%er2o390.66.515.0实施例113co80pt20-30体积%yb2o310.68.019.0实施例114co80pt20-30体积%yb2o320.67.818.5实施例115co80pt20-30体积%yb2o330.67.718.0实施例116co80pt20-30体积%yb2o340.67.618.0实施例117co80pt20-30体积%yb2o350.67.617.5实施例118co80pt20-30体积%yb2o360.67.217.0实施例119co80pt20-30体积%yb2o370.67.016.5实施例120co80pt20-30体积%yb2o380.66.516.0实施例121co80pt20-30体积%yb2o390.66.014.0[表4]帽层的组成厚度(nm)ar气压力(pa)hc(koe)hs(koe)实施例122co80pt20-5体积%gd2o350.65.011.0实施例123co80pt20-10体积%gd2o350.65.312.5实施例124co80pt20-15体积%gd2o350.65.813.5实施例125co80pt20-20体积%gd2o350.66.214.5实施例126co80pt20-25体积%gd2o350.66.516.0实施例127co80pt20-35体积%gd2o350.67.518.0实施例128co80pt20-40体积%gd2o350.67.919.0实施例129co90pt10-30体积%gd2o350.65.013.5实施例130co85pt15-30体积%gd2o350.66.015.0实施例131co75pt25-30体积%gd2o350.67.518.0实施例132co70pt30-30体积%gd2o350.67.718.5实施例133co65pt35-30体k积%gd2o350.66.015.5实施例134co75pt20cr5-30体积%gd2o350.66.016.0实施例135co70pt20cr10-30体积%gd2o350.65.015.0实施例136co75pt20ru5-30体积%gd2o350.66.116.5实施例137co75pt20b5-30体积%gd2o350.66.516.8实施例138co75pt20ta5-30体积%gd2o350.66.416.5实施例139co75pt20nb5-30体积%gd2o350.66.216.0实施例140co75pt20w5-30体积%gd2o350.66.016.0实施例141co75pt20ti5-30体积%gd2o350.66.316.0实施例142co75pt20mo5-30体积%gd2o350.66.116.0由表1~4明显可知,包含在本发明的范围内的实施例1~142中,矫顽力hc均为5koe以上,并且,饱和磁场hs小于20koe。另一方面,不包含在本发明的范围内的比较例1~20中,矫顽力hc小于5koe,或者饱和磁场hs为20koe以上。矫顽力hc均小于5koe时,热稳定性不充分,饱和磁场hs为20koe以上时,开关磁场过大,磁记录的容易性不充分。(实施例143~159、比较例21)在实施例143~159、比较例21中,改变帽层的组成,进行样品的制作,测定帽层的活化粒径gdact,进行帽层的热稳定性的评价。在实施例143~159、比较例21的样品中,没有设置垂直磁记录层24,在缓冲层22上设置厚度16nm的帽层26。除此以外的方面与实施例1~142同样地进行样品的制作。需要说明的是,在缓冲层22上设置厚度16nm的帽层26时的成膜条件设定为氩气压力4.0pa、投入电力500w。对于实施例143~159、比较例21的各样品,利用磁光克尔效应测定装置(magnetoopticalkerreffect(moke)),测定活化粒径gdact。在下述表5中示出测定的活化粒径gdact。比较例21中使用的b2o3为比较例2~14中使用的氧化物,实施例143、153~159中使用的gd2o3为实施例1~17、122~142、比较例15~19中使用的氧化物,实施例144中使用的nd2o3为实施例18~34中使用的氧化物,实施例145中使用的sm2o3为实施例35~51中使用的氧化物,实施例146中使用的ceo2为实施例52~67中使用的氧化物,实施例147中使用的eu2o3为实施例68~76中使用的氧化物,实施例148中使用的la2o3为实施例77~85中使用的氧化物,实施例149中使用的pr6o11为实施例86~94中使用的氧化物,实施例150中使用的ho2o3为实施例95~103中使用的氧化物,实施例151中使用的er2o3为实施例104~112中使用的氧化物,实施例152中使用的yb2o3为实施例113~121中使用的氧化物。需要说明的是,实施例143、153~159是将gd2o3的体积分数在5~40体积%的范围内变更的实施例。[表5]帽层的组成gdact(nm)比较例21co80pt20-30体积%b2o36.5实施例143co80pt20-30体积%gd2o310.1实施例144co80pt20-30体积%nd2o38.8实施例145co80pt20-30体积%sm2o38.7实施例146co80pt20-30体积%ceo29.5实施例147co80pt20-30体积%eu2o38.9实施例148co80pt20-30体积%la2o310.5实施例149co80pt20-30体积%pr6o119.1实施例150co80pt20-30体积%ho2o38.5实施例151co80pt20-30体积%er2o39.0实施例152co80pt20-30体积%yb2o38.6实施例153co80pt20-5体积%gd2o321.6实施例154co80pt20-10体积%gd2o319.3实施例155co80pt20-15体积%gd2o317.5实施例156co80pt20-20体积%gd2o314.7实施例157co80pt20-25体积%gd2o312.1实施例158co80pt20-35体积%gd2o38.6实施例159co80pt20-40体积%gd2o37.3表5记载的氧化物中,非磁性氧化物只有比较例21的b2o3,实施例143~159的氧化物(gd2o3、nd2o3、sm2o3、ceo2、eu2o3、la2o3、pr6o11、ho2o3、er2o3、yb2o3)为磁性氧化物。由表5明显可知,在帽层中的氧化物的体积分数为30体积%的情况下,使用了作为非磁性氧化物的b2o3的帽层的活化粒径gdact为6.5nm,与此相对,使用了磁性氧化物(gd2o3、nd2o3、sm2o3、ceo2、eu2o3、la2o3、pr6o11、ho2o3、er2o3、yb2o3)的帽层的活化粒径gdact为8.5~10.5nm,与使用了作为非磁性氧化物的b2o3的帽层的活化粒径gdact相比,增大了30%以上,认为使用了磁性氧化物(gd2o3、nd2o3、sm2o3、ceo2、eu2o3、la2o3、pr6o11、ho2o3、er2o3、yb2o3)的帽层的热稳定性优良。另外,由实施例143、153~159明显可知,在将帽层中的gd2o3的体积分数在5~40体积%的范围内变更的情况下,gd2o3的体积分数越小,则活化粒径gdact的值越大,认为热稳定性越优良。(截面tem照片)图5是实施例17的包含厚度9nm的帽层(co80pt20-30体积%gd2o3)(在氩气压力0.6pa下成膜)的区域的截面tem照片,图6是实施例8的包含厚度9nm的帽层(co80pt20-30体积%gd2o3)(在氩气压力4.0pa下成膜)的区域的截面tem照片,图7是现有的垂直磁记录介质(比较例20)中包含帽层(coptcrb)的区域的截面tem照片。另外,图8是针对图5所示的实施例17的截面区域的一部分利用扫描透射型电子显微镜(stem)拍摄的暗场像,图9是示出针对图5所示的实施例17的截面区域的一部分利用扫描透射型电子显微镜(stem)进行的能量色散型x射线分析(edx)的测定结果的照片。图10是针对图6所示的实施例8的截面区域的一部分利用扫描透射型电子显微镜(stem)拍摄的暗场像,图11是示出针对图6所示的实施例8的截面区域的一部分利用扫描透射型电子显微镜(stem)进行的能量色散型x射线分析(edx)的测定结果的照片。图12是针对图7所示的现有的垂直磁记录介质(比较例20)的截面区域的一部分利用扫描透射型电子显微镜(stem)拍摄的暗场像,图13是示出针对图7所示的现有的垂直磁记录介质(比较例20)的截面区域的一部分利用扫描透射型电子显微镜(stem)进行的能量色散型x射线分析(edx)的测定结果的照片。从图5、图6、图8~图11可以看出,在氩气压力0.6pa下以9nm的厚度成膜出帽层的实施例17和在氩气压力4.0pa下以9nm的厚度成膜出帽层的实施例8的任一例中,都没有在垂直磁记录层24的非磁性晶界氧化物24b(b2o3)上产生空隙,另外,垂直磁记录层(copt-b2o3层)与帽层(co80pt20-30体积%gd2o3)的边界都变得平坦。另一方面,从图7、图12、图13可以看出,在现有的垂直磁记录介质(比较例20)中,垂直磁记录层(copt-b2o3层)与帽层(coptcrb层)的边界面产生起伏,凹凸变大。需要说明的是,对于垂直磁记录层(copt-b2o3层)的copt合金磁性晶粒的形状,可以由图9、图11和图13所示的co和pt的分布状态来推测。另外,由图5、图6明显可知,在氩气压力0.6pa下成膜为9nm的厚度的实施例17的帽层(co80pt20-30体积%gd2o3)的表面与在氩气压力4.0pa下成膜为9nm的厚度的实施例8的帽层(co80pt20-30体积%gd2o3)的表面相比更平坦,在氩气压力0.6pa下成膜出的实施例17的帽层更良好。(平面tem照片)图14是实施例143的包含帽层(co80pt20-30体积%gd2o3)的区域的平面tem照片,图15是实施例144的包含帽层(co80pt20-30体积%nd2o3)的区域的平面tem照片,图16是实施例145的包含帽层(co80pt20-30体积%sm2o3)的区域的平面tem照片。如图14~16所示,确认到实施例143~145的帽层为颗粒结构。产业上的可利用性本发明的垂直磁记录介质具备特性(使垂直磁记录介质的热稳定性提高并且使开关磁场减弱的特性)比现有的帽层更优良的帽层,实现了热稳定性的提高和开关磁场的减弱,具有产业上的可利用性。符号说明10…垂直磁记录介质12…基板14…附着层16…籽晶层18…第一ru基底层20…第二ru基底层22…缓冲层24…垂直磁记录层24a、26a…copt合金磁性晶粒24b…非磁性晶界氧化物26…帽层26b…磁性晶界氧化物26c…粒间交换耦合28…表面保护层当前第1页12
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