DE2827870A1 - Magnetic recording carrier with soft magnetic intermediate layer - below high coercivity layer with perpendicular magnetisation to reduce distortion - Google Patents

Abstract

Magnetic recording carrier as described in the parent patent has a magnetic material (I) with anisotropy perpendicular to the recording surface and a relatively high coercivity of ca. 50-400 Oe, recording/play-back taking place by vertical relative movement between the magnetic head and the carrier. Improvement is that there is a layer of soft magnetic material (II), which has a high magnetisation and a magnetisation direction in the plane of the carrier, between the substrate (III) and (I). Pref. (II) consists of Ni81Fe19 "Fermalloy" (RTM) alloy, amorphous Fe80B2o, amorphous Co74Fe6B2o or an AlFeSi alloy. In particular, Co78.8Fe6.4B14.8 is used as (II) in conjunction with Co6oGd4o as (I). Layers of (I) and (II) are pref. formed on both sides of (III). (II) increases the stray field strength needed for readout and also avoids the possibility of distortion.

Description

Magnetischer Aufzeichnungsträger mit vertikaler AufzeichnungMagnetic recording medium with vertical recording

Die Erfindung betrifft einen magnetischen Aufzeichnungsträger mit vertikaler Aufzeichnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a magnetic recording medium vertical recording according to the preamble of claim 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.In the main application P 26 58 956.0 is a vertical magnetic Recording method described; in which a magnetic recording medium is used, which a magnetic material with to the recording medium surface perpendicular anisotropy and a relatively high coercive field strength of approx. 50 to 400 Oerstedt. The information is recorded and sampled vertical with relative movement between the magnetic head and the recording medium to this. Amorphous metal layers are used as a material with perpendicular anisotropy with an alloy of one or more transition metals such as iron and / or Cobalt as well as with one or more elements from the group of rare earths, such as gadolinium, terbium or holmium.

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.According to the invention of the main patent is through the application of a The data carrier with a vertical, magnetically easier direction is a significantly higher one To achieve bit density in magnetic recording media. It has, however found that on the carrier or substrate side of this layer a magnetic Leakage flux emerges, which on the one hand reduces the leakage flux required for reading, On the other hand, however, with double-sided coating of a thin carrier material for crosstalk on the other magnetic layer or on the other Side of the recording medium can lead.

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.The object of the present invention is to provide a magnetic recording medium according to the preamble of claim 1 to the stray field strength necessary for reading and on the other hand to avoid the possibility of crosstalk.

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.This object is achieved according to the invention through the application of the in the characterizing Part of claim 1 laid down features solved. Advantageous configurations and further developments of this basic solution are laid down in the subclaims.

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.Advantageously, by inserting the intermediate layer between the carrier material and the magnetic layer with the perpendicular anisotropy achieved that the leakage flux exclusively in the overlying layer with the vertical anisotropy is steered and is therefore fully available for reading, that the transition width of two different magnetization states in the soft magnetic Layer no longer has to be small to achieve high bit densities, because the over Aisle width is represented by the domain wall thickness of the perpendicular anisotropic layer. The soft magnetic layer can thus have higher moments of area, as a result of which thicker layers are possible and thus, in turn, due to higher leakage flux Reading is favorably influenced. Another benefit is elimination the risk of crosstalk to the magnetization of the other layer if one The carrier material carries magnetic recording layers on both sides. Furthermore is the signal strength of the read signals due to the superposition of the stray fields of both Layers increased.

Der Aufbau des erfindungsgemäß gestalteten magnetischen Aufzeichnungsträgers ist an Hand des Schnittbilds der Figur dargestellt.The structure of the magnetic recording medium designed according to the invention is shown on the basis of the sectional view of the figure.

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.The magnetic recording medium 1 consists of a carrier material 3, on which a soft magnetic layer 2A is applied, on which in turn the magnetic layer 2 is applied with the perpendicular anisotropy. In the representation of the figure are also a soft magnetic on the lower side of the carrier material 3 Layer 2A and a perpendicular anisotropic magnetic layer 2 are shown. This represents then represent a record carrier 1 that can be written on both sides. In the upper part of the The small arrows in the figure indicate possible directions of magnetization, the vertical arrows 9 and 10 in the magnetic layer 2 are opposite and represent the direction of magnetization in the outer layer 2, corresponding to those Binary value signals are assigned. The other arrows in the soft magnetic layer 2A show the course of the flow within this layer and the arrows above of the magnetic layer 2 indicate the course of the stray field outside the recording medium 1 shows how it is a read head guided over it, which is not shown in the figure is, presents. Through the drawn course of the magnetization in the soft magnetic Layer 2A clearly shows that the stray fields of both the magnetic layer 2A as well as the vertically anisotropic layer 2 clearly directed outwards are so that they therefore do not act on the other side of the carrier material 3 can have.

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.For the layer 2A, which is preferably soft magnetic, and their The direction of magnetization lies in the plane of the recording medium 1, can preferably a permalloy alloy with the composition Ni81 Fe19, amorphous Fe80 B20, amorphous Co74 Fe B20 or an Al Fe Si alloy (so-called Sendust) can be used. at With these materials it should be noted that apart from the amorphous Fe80 B20 all others Materials have the advantage of being free from magnetostriction, d. H. possible mechanical Deformations have no influence on the magnetic properties. However are in the two ternary alloys, which have a higher magnetization have greater difficulties in manufacturing than the binary permalloy alloy. The fourth alloy, the sendust, may have some brittleness the abrasion behavior of magnetic disks to be disadvantageous.

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.As a particularly suitable combination of a soft magnetic layer 2A and perpendicularly anisotropic layer 2 has the use of the materials Co78.8 Fe6.4 B14 8 for the soft magnetic layer 2A and Co60 Gd40 as hard magnetic vertically anisotropic layer 2 proved. The magnetic properties of this ternary The alloys for the soft magnetic layer 2A are as follows: 4 Tr M = 14,000 Gauss, H <0.1 Oe, X <2 x 5 where X is the magnetostriction constant.

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.The following table gives values for three different compositions of the magnetically active material of the perpendicular anisotropic layer 2: 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 The oxygen pressure during the vapor deposition of the hard magnetic, vertically anisotropic layer 2 is recorded in column p (02).

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.With the help of the layer structure designed according to the invention for one magnetic recording medium can be determined by the combination of the directed stray fields of the soft magnetic layer and the hard magnetic vertically anisotropic Layer achieve a significantly increased bit density for recording media simultaneous increase of the stray field strength necessary for reading and avoidance from crosstalk interference to a possibly existing on the other side of the carrier second magnetic recording layer structure.

Claims (4)

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. PATENT CLAIMS '1. Magnetic recording medium with a magnetic one Material with anisotropy perpendicular to the recording surface and with relative high coercive field strength of approx. 50 to 400 Oerstedt, whereby the recording / scanning the information in the event of relative movement between the magnetic head and the recording medium takes place perpendicular to this, according to the German patent application P 26 58 956.0, characterized in that between the carrier material (3) and the magnetic layer (2), which has the perpendicular magnetically easy axis, a layer 2A is arranged from preferably soft magnetic material, which has a high magnetization and their direction of magnetization in the plane of the recording medium (1) lies. 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.2. Magnetic recording medium according to claim 1, characterized in that that the soft magnetic material for the intermediate layer (2A) is a Nigl Fe19 Permalloy alloy, amorphous Fe80 B20, amorphous Co74 Fe6 B20 or an Al Fe Si alloy are used will. 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.3. Magnetic recording medium according to claim 1 or 2, characterized characterized in that as a soft magnetic layer (2A) Cd78.8 Fe B14 8 in connection with 6.4 Co60 Gd40 used as material for the perpendicular anisotropic magnetic layer (2) will. 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.4. Magnetic recording medium according to one of the preceding claims, characterized in that the sequence of layers of soft magnetic layer (2A) and vertically anisotropic magnetic layer (2) applied thereon on both sides the carrier material (3) is arranged.