[發(fā)明專利]垂直磁記錄介質(zhì)以及使用其的磁記錄和再現(xiàn)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810214918.0
• 申請(qǐng)日: 2008-08-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101377928A
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-03-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 根本廣明;武隈育子;張振剛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 日立環(huán)球儲(chǔ)存科技荷蘭有限公司
• 主分類號(hào): G11B5/66
• 分類號(hào): G11B5/66;G11B5/65;G11B5/64
• 代理公司: 中原信達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 李濤;鐘強(qiáng)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種垂直磁記錄介質(zhì)以及使用該垂直磁記錄介質(zhì)的垂直磁記錄型磁記錄和再現(xiàn)裝置。

背景技術(shù)

硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器(HDD)變?yōu)橛?jì)算機(jī)和各種消費(fèi)電子產(chǎn)品中不可缺少的信息存儲(chǔ)裝置，尤其是在大容量信息存儲(chǔ)的應(yīng)用中。基于磁記錄介質(zhì)中的磁記錄層中的磁化矢量的方向，將磁記錄系統(tǒng)基本上分為兩類技術(shù)方法。方法之一是縱向磁記錄(LMR)而另一類是垂直磁記錄(PMR)。近年來(lái)，HDD記錄系統(tǒng)已處于從縱向磁記錄系統(tǒng)向垂直磁記錄系統(tǒng)的轉(zhuǎn)變中。雖然通過(guò)縱向磁記錄系統(tǒng)所獲得的記錄密度大約是100Gb/英寸²，但是已經(jīng)證明通過(guò)垂直磁記錄系統(tǒng)可獲得比300Gb/英寸²更高的記錄密度并且垂直磁記錄系統(tǒng)優(yōu)于縱向磁記錄系統(tǒng)。

非專利文獻(xiàn)1和2公開(kāi)了用作垂直磁記錄系統(tǒng)中的記錄介質(zhì)的粒狀結(jié)構(gòu)的磁記錄層。粒狀結(jié)構(gòu)的磁記錄層具有下述結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)中微細(xì)磁性粒子被包括有諸如氧化物這樣的非金屬材料的非磁性晶界分離。就該結(jié)構(gòu)而言，因?yàn)橐种屏俗饔糜诿總€(gè)磁性粒子之間的交換作用而增大對(duì)磁化方向的依賴性并且降低磁記錄層中的磁化反轉(zhuǎn)單元，因此可提高磁場(chǎng)強(qiáng)度。

為了進(jìn)一步提高記錄密度，不但降低磁記錄層中的磁化反轉(zhuǎn)單元而且磁記錄層具有可保持記錄的磁化信息的熱攪動(dòng)阻抗(thermalfluctuation?resistance)并且即使通過(guò)尺寸受限的記錄磁頭磁場(chǎng)也可進(jìn)行記錄是必需的。

在垂直磁記錄系統(tǒng)中，因?yàn)閬?lái)自記錄位的退磁場(chǎng)不會(huì)作用在記錄位之間的磁化轉(zhuǎn)變區(qū)域附近，但是作用在記錄磁化狀態(tài)穩(wěn)定的方向上，因此認(rèn)為就高密度記錄而言與現(xiàn)有縱向磁記錄系統(tǒng)相比該系統(tǒng)是有利的。此外，因?yàn)樵谂c縱向磁記錄介質(zhì)相比磁性薄膜厚度大的情況下該垂直磁記錄系統(tǒng)也可保持高分辨率，因此認(rèn)為在熱攪動(dòng)阻抗方面該系統(tǒng)也是有利的。然而，已報(bào)道退磁場(chǎng)對(duì)除了磁化轉(zhuǎn)變區(qū)域之外的部分中的磁化的影響尤其是在記錄位長(zhǎng)的位置中大，并且讀輸出極大地下降了。也在垂直磁記錄過(guò)程中，必需考慮熱攪動(dòng)阻抗。

為了提高垂直磁記錄介質(zhì)的熱攪動(dòng)阻抗，增大磁性粒子的磁各向異性能量是有效的，但是在這種情況下要進(jìn)行記錄所必需的磁場(chǎng)增大了。另一方面，因?yàn)楫?dāng)必需的記錄磁場(chǎng)增大時(shí)，可從記錄磁頭產(chǎn)生的記錄磁場(chǎng)是有限的，因此當(dāng)使用可能使記錄/再現(xiàn)特性顯著下降的記錄磁頭時(shí)記錄困難。此外，還可通過(guò)使磁記錄層中的磁性粒子更大來(lái)提高熱攪動(dòng)阻抗；然而，在這種情況下，磁化轉(zhuǎn)變區(qū)域的微細(xì)鋸齒形形狀通常擴(kuò)大了而可能增大了介質(zhì)噪音。

如上所述，用于提高熱攪動(dòng)阻抗的方式通常伴有高記錄密度區(qū)域中的記錄/再現(xiàn)特性降低。此后，作為可兼顧熱攪動(dòng)阻抗與記錄/再現(xiàn)特性的思想，已設(shè)計(jì)出包括有多個(gè)磁性層的各種磁記錄層。

專利文獻(xiàn)1、2和3以及非專利文獻(xiàn)3公開(kāi)了這樣一種垂直磁記錄介質(zhì)，即在該垂直磁記錄介質(zhì)中通過(guò)兩個(gè)鐵磁性層來(lái)構(gòu)造磁記錄層并且具有微粒結(jié)構(gòu)或者粒狀結(jié)構(gòu)的鐵磁性合金薄膜用作在襯底側(cè)所形成的下部磁性層并且不具有截然不同的微粒結(jié)構(gòu)的鐵磁性合金薄膜用作在較靠近介質(zhì)表面?zhèn)人纬傻纳喜看判詫印?/p>

在專利文獻(xiàn)1和2中，將上部磁性層稱為“覆蓋層”。

當(dāng)使用該結(jié)構(gòu)時(shí)，交換作用通過(guò)覆蓋層而作用于下部磁性層中的磁性粒子之間。因?yàn)榛陟o態(tài)磁相互作用，由交換作用所引起的交換作用磁場(chǎng)作用在與退磁場(chǎng)相反的方向上，因此反轉(zhuǎn)開(kāi)始磁場(chǎng)Hn增大了并且飽和磁場(chǎng)Hs減小了。因此，磁記錄層中的垂直磁化回線的矩形比增大了，并且要進(jìn)行記錄所必需的磁場(chǎng)降低了。當(dāng)通過(guò)改變覆蓋層的材料或者厚度來(lái)將交換作用控制為適當(dāng)強(qiáng)度時(shí)，可同時(shí)提高記錄磁化狀態(tài)的信噪比(SNR)以及熱攪動(dòng)阻抗。

此外，專利文獻(xiàn)4公開(kāi)了這樣一種垂直磁記錄介質(zhì)，即在該垂直磁記錄介質(zhì)中由磁化反轉(zhuǎn)性的容易度不同的兩個(gè)鐵磁性層來(lái)構(gòu)造磁記錄層。由各向異性磁場(chǎng)Hk來(lái)表示基于記錄磁場(chǎng)的出現(xiàn)磁化反轉(zhuǎn)的容易度并且在Hk越大的磁性薄膜中要進(jìn)行磁化反轉(zhuǎn)所必需的磁場(chǎng)越大。

專利文獻(xiàn)4進(jìn)一步公開(kāi)了這樣一種垂直磁記錄介質(zhì)，即在該垂直磁記錄介質(zhì)中通過(guò)耦合層使不同各向異性磁場(chǎng)的兩個(gè)鐵磁性層鐵磁耦合。在這種情況下，通過(guò)耦合層的鐵磁耦合弱于兩個(gè)磁性層彼此相接觸的交換耦合。

該耦合層包含V、Cr、Fe、Co、Ni、Cu、Nb、Mo、Ru、Rh、Ta、W、Re和Ir元素中的一種作為主成分并且優(yōu)選具有2nm以下的厚度。該文獻(xiàn)公開(kāi)了通過(guò)對(duì)與非磁性材料合金化、薄膜形成條件或薄膜形成氣氛進(jìn)行控制，即使利用作為鐵磁性材料的Fe、Co或Ni，也可獲得優(yōu)選的耦合能量。