DE2827870A1

DE2827870A1 - Magnetischer aufzeichnungstraeger mit vertikaler aufzeichnung

Info

Publication number: DE2827870A1
Application number: DE19782827870
Authority: DE
Inventors: Arwed Dipl Phys Dr Brunsch; Wolf-Dieter Dipl Ing Ruh; Jochen Schneider; Gerhard Dipl Phys Dr Trippel
Original assignee: IBM Deutschland GmbH
Current assignee: IBM Deutschland GmbH
Priority date: 1978-06-24
Filing date: 1978-06-24
Publication date: 1980-01-10

Description

Magnetischer Aufzeichnungsträger mit vertikaler Aufzeichnung
Die Erfindung betrifft einen magnetischen Aufzeichnungsträger mit vertikaler Aufzeichnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
In der Hauptanmeldung P 26 58 956.0 ist ein vertikales magnetisches Aufzeichnungsverfahren beschrieben; bei dem ein magnetischer Aufzeichnungsträger verwendet wird, der ein magnetisches Material mit zur Aufzeichnungsträgerfläche senkrecht stehender Anisotropie und relativ hoher Koerzitivfeldstärke von ca. 50 bis 400 Oerstedt aufweist. Das Aufzeichnen und Abtasten der Information erfolgt dabei bei Relativbewegung zwischen Magnetkopf und Aufzeichnungsträger senkrecht zu diesem. Als Material mit senkrechter Anisotropie sind amorphe Metallschichten mit einer Legierung aus einem oder mehreren Übergangsmetallen wie Eisen und/oder Kobalt sowie mit einem oder mehreren Elementen aus der Gruppe der seltenen Erden, wie Gadolinium, Terbium oder Holmium vorgesehen.
Gemäß der Erfindung des Hauptpatents ist durch die Anwendung eines Datenträgers mit senkrechter magnetisch leichter Richtung eine entscheidend höhere Bitdichte bei magnetischen Aufzeichnungsträgern zu erzielen. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß auf der Träger- bzw. Substratseite dieser Schicht ein magnetischer Streufluß austritt, der den zum Lesen notwendigen Streufluß einerseits vermindert, der andererseits aber bei doppelseitigem Beschichten eines dünnen Trägermaterials zum Übersprechen auf die andere Magnetschicht bzw. auf die andere Seite des Aufzeichnungsträgers führen kann.
Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, bei einem magnetischen Aufzeichnungsträger gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 die zum Lesen notwendige Streufeldstärke zu erhöhen und andererseits die Möglichkeit des Übersprechens zu vermeiden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Anwendung der im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 niedergelegten Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen dieser prinzipiellen Lösung sind in den Unteransprüchen niedergelegt.
In vorteilhafter Weise wird durch die Einfügung der Zwischenschicht zwischen dem Trägermaterial und der Magnetschicht mit der senkrechten Anisotropie erreicht, daß der Streufluß ausschließlich in die oben liegende Schicht mit der senkrechten Anisotropie gelenkt wird und somit zum Lesen voll zur Verfügung steht, daß die Übergangsbreite zweier verschiedener Magne tisierungszustände in der weichmagnetischen Schicht zur Erzielung hoher Bitdichten nicht mehr klein sein muß, denn die übers gangsbreite wird durch die Domänenwanddicke der senkrecht anisqtropen Schicht repräsentiert. Damit kann die weichmagnetische Schicht höhere Flächenmomente aufweisen, wodurch dickere Schicht ten möglich sind und somit wiederum durch höheren Streufluß das Lesen günstig beeinflußt wird. Ein weiterer Vorteil besteht in der Eliminierung der Gefahr des Übersprechens auf die Magnetisierung der anderen Schicht, wenn ein Trägermaterial beide seitig magnetische Aufzeichnungsschichten trägt. Im übrigen ist die Signalstärke der Lesesignale durch die Überlagerung der Streufelder beider Schichten erhöht.
Der Aufbau des erfindungsgemäß gestalteten magnetischen Aufzeichnungsträgers ist an Hand des Schnittbilds der Figur dargestellt.
Der magnetische Aufzeichnungsträger 1 besteht aus einem Trägermaterial 3, auf dem eine weichmagnetische Schicht 2A aufgetragen ist, auf welche wiederum die Magnetschicht 2 mit der senkrechten Anisotropie aufgetragen ist. In der Darstellung der Figur sind auf der unteren Seite des Trägermaterials 3 ebenfalls eine weichmagnetische Schicht 2A sowie eine senkrecht anisotrope Magnetschicht 2 eingezeichnet. Dies stellt dann einen beidseitig beschreibbaren Aufzeichnungsträger 1 dar. Im oberen Teil der Figur sind durch die kleinen Pfeile mögliche Magnetisierungsrichtungen eingetragen, wobei die senkrechten Pfeile 9 und 10 in der Magnetschicht 2 entgegengesetzt sind und die Richtung der Magnetisierung in der Außenschicht 2 darstellen, denen entsprechende Binärwertsignale zugeordnet sind. Die anderen Pfeile in der weichmagnetischen Schicht 2A stellen den Flußverlauf innerhalb dieser Schicht dar und die Pfeile oberhalb der Magnetschicht 2 deuten den Verlauf des Streufeldes außerhalb des Aufzeichnungsträgers 1 dar, wie er sich einem darüber geführten Lesekopf, der in der Figur nicht dargestellt ist, darbietet. Durch den eingezeichneten Verlauf der Magnetisierung in der weichmagnetischen Schicht 2A ist klar ersichtlich, daß die Streufelder sowohl der Magnetschicht 2A als auch der senkrecht anisotropen Schicht 2 eindeutig nach außen hin gerichtet sind, daß sie somit also nicht auf die andere Seite des Trägermaterials 3 Einwirkung haben können.
Für die Schicht 2A, die vorzugsweise weichmagnetisch ist und deren Magnetisierungsrichtung in der Ebene des Aufzeichnungsträgers 1 liegt, kann vorzugsweise eine Permalloy-Legierung der Zusammensetzung Ni81 Fe19, amorphes Fe80 B20, amorphes Co74 Fe B20 oder eine Al Fe Si-Legierung (sog. Sendust) ver-6 wendet werden. Bei diesen Materialien ist zu beachten, daß außer dem amorphen Fe80 B20 alle anderen Materialien den Vorteil der Magnetostriktionsfreiheit haben, d. h. mögliche mechanische Verformungen haben keinen Einfluß auf die magnetischen Eigenschaften. Allerdings sind bei den beiden ternären Legierungen, die eine höhere Magnetisierung aufweisen, die Schwierigkeiten bei der Herstellung größer als bei der binären Permalloy-Legierung. Bei der vierten Legierung, dem Sendust, ist dessen Sprödigkeit möglicherweise bei dem Abriebsverhalten von Magnetplatten nachteilig anzusehen.
Als eine besonders geeignete Kombination von weichmagnetischer Schicht 2A und senkrecht anisotroper Schicht 2 hat sich die Verwendung der Materialien Co78,8 Fe6,4 B14 8 für die weichmagnetische Schicht 2A und Co60 Gd40 als hartmagnetische senkrecht anisotrope Schicht 2 erwiesen. Die magnetischen Eigenschaften dieser ternären Legierung für die weichmagnetische Schicht 2A sind dabei folgende: 4 Tr M = 14000 Gauss, H < 0,1 Oe, X< 2 x 5 wobei X die Magnetostriktionskonstante ist.
Die nachfolgende Tabelle gibt Werte für drei verschiedene Zusammensetzungen des magnetisch aktiven Materials der senkrecht anisotropen Schicht 2 an:

p (02) 4 T M5 Hc

Co65 Gd35 1,3 x 10 7T 1470 150

Co 4 Gd39r6 1 x 10 7T 786 140

59 41 1,5 x 10 7T 1086 240

In der Spalte p (02) ist der Sauerstoffdruck während des Aufdampfes der hartmagnetischen, senkrecht anisotropen Schicht 2 festgehalten.
Mit Hilfe der erfindungsgemäß gestalteten Schichtstruktur für einen magnetischen Aufzeichnungsträger läßt sich durch die Kombination der gelenkten Streufelder von der weichmagnetischen Schicht und der hartmagnetischen senkrecht anisotropen Schicht eine wesentlich erhöhte Bitdichte für Aufzeichnungsträger erreichen bei gleichzeitiger Erhöhung des für das Lesen notwendigen Streufeldstärke und bei Vermeidung von Übersprech-Störeinflüssen auf eine evtl. auf der anderen Seite des Trägers vorhandene zweite magnetische Aufzeichnungsschichtstruktur.

Claims

PATENTANSPRÜCHE '1. Magnetischer Aufzeichnungsträger mit einem magnetischen Material mit zur Aufzeichnungsfläche senkrecht stehender Anisotropie und mit relativ hoher Koerzitivfeldstärke von ca. 50 bis 400 Oerstedt, wobei das Aufzeichnen/Abtasten der Information bei Relativbewegung zwischen Magnetkopf und Aufzeichnungsträger senkrecht zu diesem erfolgt, gemäß der deutschen Patentanmeldung P 26 58 956.0, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Trägermaterial (3) und der Magnetschicht (2), die die senkrecht stehende magnetisch leichte Achse aufweist, eine Schicht 2A aus vorzugsweise weichmagnetischem Material angeordnet ist, das eine hohe Magnetisierung aufweist und deren Magnetisierungsrichtung in der Ebene des Aufzeichnungsträgers (1) liegt.
2. Magnetischer Aufzeichnungsträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als weichmagnetisches Material für die Zwischenschicht (2A) eine Nigl Fe19 Permalloy-Legierung, amorphes Fe80 B20, amorphes Co74 Fe6 B20 oder eine Al Fe Si-Legierung verwendet wird.
3. Magnetischer Aufzeichnungsträger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als weichmagnetische Schicht (2A) Cd78,8 Fe B14 8 in Verbindung mit 6,4 Co60 Gd40 als Material für die senkrecht anisotrope Magnetschicht (2) verwendet wird.
4. Magnetischer Aufzeichnungsträger nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichtenfolge aus weichmagnetischer Schicht (2A) und darauf aufgebrachter senkrecht anisotroper Magnetschicht (2) beidseitig auf dem Trägermaterial (3) angeordnet ist.