JP2003085738A - Magnetic recording medium and magnetic recording device - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a magnetic recording medium which is capable of embodying high-density recording exceeding the thermal fluctuation threshold and preventing the reinversion of magnetization by the thermal fluctuation. SOLUTION: This magnetic recording medium is furnished with a substrate, a function layer which is greater in the saturation magnetization at a recording temperature by local heating than the saturation magnetization at room temperature and a magnetic recording layer which is greater in a magnetic anisotropic energy density KuRL at room temperature than the magnetic anisotropic energy density KuFL at room temperature of the above function layer and is >=5×10<6> erg/cc.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は磁気記録媒体および
磁気記録装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetic recording medium and a magnetic recording device.

【０００２】[0002]

【従来の技術】近年のコンピュータの処理速度向上に伴
って、情報・データの記憶・再生機能を担う磁気記憶装
置（ＨＤＤ）には、高速・高密度化が常に要求されてい
る。しかし、高密度化には物理的な限界があると言われ
ており、この要求を満たし続けて行けるかどうか問題視
されている。2. Description of the Related Art With the recent increase in the processing speed of computers, there is a constant demand for high speed and high density in magnetic storage devices (HDD) that have the function of storing and reproducing information and data. However, it is said that there is a physical limit to high density, and it is being questioned whether or not it is possible to continue to meet this requirement.

【０００３】ＨＤＤ装置の場合、情報が記録される磁気
記録媒体は、微細な磁性粒子の集合体を含む磁性層を有
する。高密度記録を行うには、磁性層に記録される磁区
を小さくする必要がある。小さな記録磁区を分別できる
ためには磁区の境界が滑らかであることが必要であり、
そのためには磁性層に含まれる磁性粒子を微小化する必
要がある。また、隣接する磁性粒子まで磁化反転が連鎖
すると、磁区の境界の乱れとなるので、磁性粒子間に交
換結合相互作用が働かないように、磁性粒子間は非磁性
体によって磁気的に分断されている必要がある。また、
ヘッド−媒体間の磁気的相互作用の観点から、高密度の
記録を行うには磁性層の膜厚も小さくする必要がある。
以上の要請から、磁性層における磁化反転ユニット（上
の要求を満たしていくと磁性粒子とほぼ等しくなる）の
体積をさらに小さくする必要がある。ところが、磁化反
転ユニットを微小化すると、そのユニットが持つ磁気異
方性エネルギー（磁気異方性エネルギー密度Ｋu×磁化
反転ユニットの体積Ｖa）が熱揺らぎエネルギーよりも
小さくなり、もはや磁区を保持することができなくな
る。これが熱揺らぎ現象であり、記録密度の物理的限界
（熱揺らぎ限界と呼ばれる）の主因となっている。In the case of an HDD device, a magnetic recording medium on which information is recorded has a magnetic layer containing an aggregate of fine magnetic particles. In order to perform high density recording, it is necessary to reduce the magnetic domain recorded in the magnetic layer. In order to be able to separate small recorded magnetic domains, the boundaries of the magnetic domains must be smooth,
For that purpose, it is necessary to miniaturize the magnetic particles contained in the magnetic layer. In addition, when magnetization reversal chains to adjacent magnetic particles, the boundaries of the magnetic domains are disturbed.Therefore, magnetic particles are magnetically separated by non-magnetic materials so that exchange coupling interaction does not work between magnetic particles. Need to be Also,
From the viewpoint of magnetic interaction between the head and the medium, it is necessary to reduce the film thickness of the magnetic layer in order to perform high density recording.
From the above requirements, it is necessary to further reduce the volume of the magnetization reversal unit in the magnetic layer (which becomes almost equal to the magnetic particles when the above requirements are satisfied). However, when the magnetization reversal unit is miniaturized, the magnetic anisotropy energy (magnetic anisotropy energy density Ku × volume Va of the magnetization reversal unit) of the unit becomes smaller than the thermal fluctuation energy, and the magnetic domain is no longer retained. Can not be. This is the thermal fluctuation phenomenon and is the main cause of the physical limit of recording density (called the thermal fluctuation limit).

【０００４】熱揺らぎによる磁化の反転を防ぐには、磁
気異方性エネルギー密度Ｋuを大きくすることが考えら
れる。しかし、上記のようなＨＤＤ媒体の場合、記録
時、すなわち高速で磁化反転動作を行うときの保磁力Ｈ
cwはＫuにほぼ比例するので、現状の記録ヘッドが発生
しうる磁界では記録ができなくなってしまう。In order to prevent the reversal of magnetization due to thermal fluctuation, increasing the magnetic anisotropy energy density Ku can be considered. However, in the case of the HDD medium as described above, the coercive force H at the time of recording, that is, when the magnetization reversal operation is performed at a high speed.
Since cw is almost proportional to Ku, recording cannot be performed in the magnetic field that can be generated by the current recording head.

【０００５】熱揺らぎによる磁化の反転を防ぐために磁
化反転ユニットの体積Ｖaを大きくすることも考えられ
る。しかし、媒体面内での磁性粒子のサイズを大きくす
ることによりＶaを大きくすると、高密度記録を達成で
きない。また、記録層の膜厚を厚くすることによりＶa
を大きくすると、ヘッド磁界が記録層の下部まで十分に
到達せずに磁化反転が起こらなくなり、やはり高密度記
録を達成できない。It may be possible to increase the volume Va of the magnetization reversing unit in order to prevent the reversal of magnetization due to thermal fluctuation. However, if Va is increased by increasing the size of the magnetic particles in the medium surface, high density recording cannot be achieved. Also, by increasing the thickness of the recording layer, Va
When the value is increased, the magnetic field of the head does not reach the lower part of the recording layer sufficiently and the magnetization reversal does not occur, so that high density recording cannot be achieved.

【０００６】以上の問題を解決するために熱アシスト磁
気記録というアイデアが提案されている。これは、記録
時に記録層を加熱してＫuを局所的に小さくすることに
より磁気記録を行うものである。この方式では、媒体の
使用環境下（通常は室温）において大きなＫuを有する
記録層に対しても、現状のヘッドで発生可能な記録磁界
で磁化反転が可能になる。In order to solve the above problems, the idea of thermally assisted magnetic recording has been proposed. In this, magnetic recording is performed by heating the recording layer during recording to locally reduce Ku. According to this method, even in a recording layer having a large Ku under the usage environment of the medium (usually room temperature), the magnetization reversal can be performed by the recording magnetic field that can be generated by the current head.

【０００７】しかし、記録時には隣接トラックが多少な
りとも加熱されるので、隣接トラックで熱揺らぎが加速
されて記録磁区が消去される現象（クロスイレーズ）が
起こり得る。また、記録直後にヘッド磁界がなくなった
時点でも媒体がある程度加熱されていることから、やは
り熱揺らぎが加速されて、いったん形成された磁区の消
失が起こり得る。However, since the adjacent tracks are heated to some extent during recording, the thermal fluctuation is accelerated in the adjacent tracks and the recorded magnetic domains may be erased (cross erase). In addition, since the medium is heated to some extent even when the head magnetic field disappears immediately after recording, thermal fluctuations are also accelerated and the magnetic domains once formed may disappear.

【０００８】これらの問題を解決するには、記録温度近
傍においてＫuの温度に対する変化ができるだけ急峻な
材料を用いる必要がある。しかし、現在開発が進んでい
るＣｏＣｒ系、ＣｏＰｔ系磁性薄膜のＫuの温度変化は
概ねリニアなので、上記の条件を満たすことができな
い。したがって、従来の磁気記録媒体ではトラック密度
および線記録密度の向上はそれほど期待できない。In order to solve these problems, it is necessary to use a material in which the change of Ku with respect to the temperature near the recording temperature is as steep as possible. However, since the temperature change of Ku of CoCr-based and CoPt-based magnetic thin films, which are currently being developed, is almost linear, the above conditions cannot be satisfied. Therefore, improvement in track density and linear recording density cannot be expected so much in the conventional magnetic recording medium.

【０００９】[0009]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、熱揺
らぎ限界を超える高密度記録を実現できる磁気記録媒体
および磁気記録装置を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a magnetic recording medium and a magnetic recording device capable of realizing high density recording exceeding the thermal fluctuation limit.

【００１０】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明の第１の態様に係
る磁気記録媒体は、基板と、局所加熱による記録温度に
おける飽和磁化が室温における飽和磁化よりも大きい機
能層と、室温における磁気異方性エネルギー密度Ｋu_RL
が、前記機能層の室温における磁気異方性エネルギー密
度Ｋu_FLよりも大きく、かつ５×１０⁶ｅｒｇ／ｃｃ以上
である磁気記録層とを具備したことを特徴とする。A magnetic recording medium according to a first aspect of the present invention comprises a substrate, a functional layer having a saturation magnetization at a recording temperature by local heating larger than that at room temperature, and a magnetic difference at room temperature. Isotropic energy density Ku _RL
However, the magnetic recording layer is larger than the magnetic anisotropy energy density Ku _FL at room temperature of the functional layer and is 5 × 10 ⁶ erg / cc or more.

【００１１】本発明の第２の態様に係る磁気記録媒体
は、基板と、反強磁性、フェリ磁性または強磁性を示す
材料を含む機能層と、半導体または絶縁体を含む中間層
と、磁気記録層とを具備し、室温において前記機能層と
前記磁気記録層とは前記中間層を介して交換結合相互作
用を及ぼすように積層されていることを特徴とする。A magnetic recording medium according to a second aspect of the present invention includes a substrate, a functional layer containing a material exhibiting antiferromagnetism, ferrimagnetism or ferromagnetism, an intermediate layer containing a semiconductor or an insulator, and a magnetic recording medium. A layer, and the functional layer and the magnetic recording layer are laminated so as to exert an exchange coupling interaction via the intermediate layer at room temperature.

【００１２】本発明の第３の態様に係る磁気記録媒体
は、基板と、局所加熱による記録温度における飽和磁化
が室温における飽和磁化よりも大きい機能層と、半導体
または絶縁体を含む中間層と、室温における磁気異方性
エネルギー密度Ｋu_RLが、前記機能層の室温における磁
気異方性エネルギー密度Ｋu_FLよりも大きく、かつ５×
１０⁶ｅｒｇ／ｃｃ以上である磁気記録層とを具備した
ことを特徴とする。A magnetic recording medium according to a third aspect of the present invention includes a substrate, a functional layer having a saturation magnetization at a recording temperature by local heating larger than a saturation magnetization at room temperature, and an intermediate layer containing a semiconductor or an insulator. The magnetic anisotropy energy density Ku _RL at room temperature is larger than the magnetic anisotropy energy density Ku _FL of the functional layer at room temperature, and 5 ×
And a magnetic recording layer having a magnetic field of 10 ⁶ erg / cc or more.

【００１３】本発明に係る磁気記録媒体は、上記のよう
な磁気記録媒体と、前記磁気記録媒体を加熱する手段
と、前記磁気記録媒体に磁界を印加する手段とを具備し
たことを特徴とする。A magnetic recording medium according to the present invention comprises the above-mentioned magnetic recording medium, means for heating the magnetic recording medium, and means for applying a magnetic field to the magnetic recording medium. .

【００１４】[0014]

【発明の実施の形態】以下、本発明についてより詳細に
説明する。最初に、本発明の各態様に共通する、磁気記
録媒体および磁気記録装置の構成について説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described in more detail below. First, the configurations of the magnetic recording medium and the magnetic recording device common to the respective aspects of the present invention will be described.

【００１５】本発明に係る磁気記録媒体の概略的な構造
を説明する。本発明の各態様に係る磁気記録媒体は、非
磁性基板と磁気記録層との間に、各種の機能層および必
要に応じて中間層を設けた構造を有する。本発明に係る
磁気記録媒体に用いられる機能層は温度によって磁気特
性が変化する。なお、必要に応じて、磁気記録層などの
性能を制御するための下地層を設けてもよい。また、必
要に応じて、磁気記録層上にカーボン、ＳｉＯ₂などの
保護層を設けてもよい。A schematic structure of the magnetic recording medium according to the present invention will be described. The magnetic recording medium according to each aspect of the present invention has a structure in which various functional layers and, if necessary, an intermediate layer are provided between the nonmagnetic substrate and the magnetic recording layer. The magnetic characteristics of the functional layer used in the magnetic recording medium according to the present invention change with temperature. An underlayer for controlling the performance of the magnetic recording layer or the like may be provided if necessary. If necessary, a protective layer such as carbon or SiO ₂ may be provided on the magnetic recording layer.

【００１６】基板は通常円形（ディスク）で硬質の材料
で形成されている。基板の材料としては、金属、ガラ
ス、セラミックスなどを用いることができる。The substrate is usually circular (disk) and made of a hard material. As the material of the substrate, metal, glass, ceramics or the like can be used.

【００１７】磁気記録層としては、例えば複数の磁性粒
子と磁性粒子の間を埋める非磁性体とを有し、磁性粒子
が非磁性体中に分散された構造を有するものが用いられ
る。As the magnetic recording layer, for example, a magnetic recording layer having a plurality of magnetic particles and a non-magnetic material filling the space between the magnetic particles and having a structure in which the magnetic particles are dispersed in the non-magnetic material is used.

【００１８】記録層に用いられる磁性粒子の材料は、飽
和磁化Ｉｓが大きくかつ磁気異方性が大きいものが適し
ている。この観点から、磁性金属材料として、Ｃｏ、Ｆ
ｅおよびＮｉからなる群より選択される磁性元素と、Ｐ
ｔ、Ｓｍ、Ｃｒ、Ｍｎ、ＢｉおよびＡｌからなる群より
選択される金属との合金を用いることが好ましい。結晶
磁気異方性の大きいＣｏ基合金、特にＣｏＰｔ、ＳｍＣ
ｏ、ＣｏＣｒをベースとしたものや、ＦｅＰｔ、ＣｏＰ
ｔなどの規則合金がより好ましい。具体的には、Ｃｏ−
Ｃｒ、Ｃｏ−Ｐｔ、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｔa、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐ
ｔ、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｔa−Ｐｔ、Ｆｅ₅₀Ｐｔ₅₀、Ｆｅ₅₀Ｐ
ｄ₅₀、Ｃｏ₃Ｐｔ₁などが挙げられる。また、磁性材料と
して、Ｔｂ−Ｆｅ、Ｔｂ−Ｆｅ−Ｃｏ、Ｔｂ−Ｃｏ、Ｇ
ｄ−Ｔｂ−Ｆｅ−Ｃｏ、Ｇｄ−Ｄｙ−Ｆｅ−Ｃｏ、Ｎｄ
−Ｆｅ−Ｃｏ、Ｎｄ−Ｔｂ−Ｆｅ−Ｃｏなどの希土類
（ＲＥ）−遷移金属（ＴＭ）合金、磁性層と貴金属層と
の多層膜（Ｃｏ／Ｐｔ、Ｃｏ／Ｐｄなど）、ＰｔＭｎＳ
ｂなどの半金属、Ｃｏフェライト、Ｂａフェライトなど
の磁性酸化物などを用いることもできる。As the material of the magnetic particles used for the recording layer, one having a large saturation magnetization Is and a large magnetic anisotropy is suitable. From this point of view, as magnetic metal materials, Co, F
a magnetic element selected from the group consisting of e and Ni, and P
It is preferable to use an alloy with a metal selected from the group consisting of t, Sm, Cr, Mn, Bi and Al. Co-based alloys with large crystal magnetic anisotropy, especially CoPt, SmC
o, based on CoCr, FePt, CoP
Ordered alloys such as t are more preferable. Specifically, Co-
Cr, Co-Pt, Co-Cr-Ta, Co-Cr-P
t, Co-Cr-Ta- Pt, Fe 50 Pt 50, Fe 50 P
Examples include d ₅₀ and Co ₃ Pt ₁ . Further, as magnetic materials, Tb-Fe, Tb-Fe-Co, Tb-Co, G
d-Tb-Fe-Co, Gd-Dy-Fe-Co, Nd
Rare earth (RE) -transition metal (TM) alloys such as -Fe-Co and Nd-Tb-Fe-Co, multilayer films of magnetic layers and noble metal layers (Co / Pt, Co / Pd, etc.), PtMnS
It is also possible to use a semimetal such as b, a magnetic oxide such as Co ferrite, Ba ferrite, or the like.

【００１９】さらに、上述した磁性材料の磁気磁性を向
上させるために、例えばＣｒ、Ｎｂ、Ｖ、Ｔa、Ｔｉ、
Ｗ、Ｈｆ、Ｖ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｂなど、またはこれらの元
素と、酸素、窒素、炭素、水素の中から選ばれる少なく
とも１種の元素との化合物を添加してもよい。Further, in order to improve the magnetic magnetism of the above magnetic material, for example, Cr, Nb, V, Ta, Ti,
You may add W, Hf, V, In, Si, B etc., or the compound of these elements and at least 1 sort (s) of element selected from oxygen, nitrogen, carbon, and hydrogen.

【００２０】磁気異方性に関しては、従来のＨＤＤで用
いられてきた面内磁気異方性でも、光磁気記録で用いら
れてきた垂直磁気異方性でも、両者が混合されたもので
も構わない。Regarding the magnetic anisotropy, it may be the in-plane magnetic anisotropy used in the conventional HDD, the perpendicular magnetic anisotropy used in the magneto-optical recording, or a mixture of both. .

【００２１】磁性粒子を非磁性体で分断する方法は特に
限定されない。例えば、磁性材料に非磁性元素を添加し
て成膜し、磁性粒子の粒間にＣｒ，Ｔa，Ｂ，酸化物
（ＳｉＯ₂など）、窒化物などの非磁性体を析出させる
方法を用いてもよい。また、リソグラフィー技術を利用
して非磁性体に微細な孔を形成し、孔に磁性粒子を埋め
込む方法を用いてもよい。ＰＳ−ＰＭＭＡなどのジブロ
ックコポリマーを自己組織化させて一方のポリマーを除
去し、他方のポリマーをマスクとして非磁性体に微細な
孔を形成し、孔に磁性粒子を埋め込む方法を用いてもよ
い。また、粒子線照射によって加工する方法を用いても
よい。The method of dividing the magnetic particles with a non-magnetic material is not particularly limited. For example, a method is used in which a nonmagnetic element is added to a magnetic material to form a film, and a nonmagnetic material such as Cr, Ta, B, an oxide (SiO ₂ or the like), or a nitride is deposited between the magnetic particles. Good. Alternatively, a method may be used in which fine holes are formed in a nonmagnetic material by using a lithography technique and magnetic particles are embedded in the holes. A method may be used in which a diblock copolymer such as PS-PMMA is self-assembled to remove one polymer, micropores are formed in a non-magnetic material using the other polymer as a mask, and magnetic particles are embedded in the pores. . Moreover, you may use the method of processing by particle beam irradiation.

【００２２】記録層の厚さは特に制限されないが、高密
度記録を考慮すると１００ｎｍ以下が好ましく、５０ｎ
ｍ以下がより好ましく、２０ｎｍ以下がさらに好まし
い。ただし、記録層の厚さを０．１ｎｍ以下にしようと
すると膜を形成するのが困難になるので好ましくない。The thickness of the recording layer is not particularly limited, but in view of high density recording, it is preferably 100 nm or less, 50 n
m or less is more preferable, and 20 nm or less is further preferable. However, if the thickness of the recording layer is set to 0.1 nm or less, it becomes difficult to form a film, which is not preferable.

【００２３】必要に応じて設けられる下地層は、磁性体
でも非磁性体でもよい。下地層の厚さは特に限定されな
いが、５００ｎｍよりも厚いと製造コストが増加するの
で好ましくない。The underlayer provided as necessary may be a magnetic material or a non-magnetic material. The thickness of the underlayer is not particularly limited, but if it is thicker than 500 nm, the manufacturing cost increases, which is not preferable.

【００２４】磁性下地層は、記録層における記録／再生
を効率的に行えるように、記録層中の磁区や記録／再生
ヘッドと交換相互作用・静磁気相互作用を介して磁気的
に結合されることが好ましい。例えば、記録層として垂
直磁化膜を用いる場合、下地層として軟磁性膜を用い、
単磁極ヘッドで記録することにより、高密度記録が可能
になる。また、記録層として面内磁化膜を用いる場合、
記録層の上または下に軟磁性層を設け、再生時に軟磁性
層を飽和させる強度の磁界を印加することによって、高
密度の記録が可能となり、また熱揺らぎ耐性も向上す
る。The magnetic underlayer is magnetically coupled to the magnetic domains in the recording layer and the recording / reproducing head through exchange interaction / magnetostatic interaction so that recording / reproducing in the recording layer can be efficiently performed. It is preferable. For example, when a perpendicular magnetization film is used as the recording layer, a soft magnetic film is used as the underlayer,
Recording with a single pole head enables high density recording. When using an in-plane magnetized film as the recording layer,
By providing a soft magnetic layer above or below the recording layer and applying a magnetic field having a strength that saturates the soft magnetic layer during reproduction, high density recording becomes possible and thermal fluctuation resistance is also improved.

【００２５】非磁性下地層は、記録層の磁性体または非
磁性体の結晶構造を制御する目的、または基板からの不
純物の混入を防ぐ目的で設けられる。例えば、磁性体の
所望の結晶配向の格子間隔に近い格子間隔を持つ下地層
を用いれば、磁性体の結晶配向を制御することができ
る。また、適切な表面エネルギーを有するアモルファス
下地層を用いることにより、記録層の磁性体または非磁
性体の結晶性またはアモルファス性を制御することもで
きる。下地層の下にさらに別の機能を有する下地層を設
けてもよい。この場合、２つの下地層で機能を分担でき
るので、所望の効果の制御が容易になる。たとえば、記
録層の結晶粒を小さくする目的で、基板上に粒径の小さ
いシード層を設け、その上に記録層の結晶性を制御する
下地層を設ける手法が知られている。基板からの不純物
の混入を防ぐためには、下地層として格子間隔が小さい
かまたは緻密な薄膜を用いることが好ましい。The non-magnetic underlayer is provided for the purpose of controlling the crystal structure of the magnetic substance or non-magnetic substance of the recording layer, or for preventing impurities from entering the substrate. For example, the crystal orientation of the magnetic substance can be controlled by using an underlayer having a lattice spacing close to that of the desired crystal orientation of the magnetic substance. Further, by using an amorphous underlayer having an appropriate surface energy, it is possible to control the crystallinity or amorphousness of the magnetic substance or non-magnetic substance of the recording layer. An underlayer having another function may be provided below the underlayer. In this case, since the functions can be shared by the two underlayers, it is easy to control the desired effect. For example, a method is known in which a seed layer having a small grain size is provided on a substrate and an underlayer for controlling the crystallinity of the recording layer is provided on the substrate for the purpose of reducing the crystal grains of the recording layer. In order to prevent the entry of impurities from the substrate, it is preferable to use a thin film having a small lattice spacing or a dense structure as the underlayer.

【００２６】さらに、下地層は上述した機能を兼ね備え
ていてもよい。例えば、磁性下地層が記録層の磁性体の
結晶性を制御する機能を有していてもよい。この場合、
記録／再生特性上の効果と結晶性上の効果とが相乗され
るので、単独の機能のみを有する下地層の場合よりも好
ましい。また、下地層として、イオンプレーティング、
雰囲気ガス中でのドープ、中性子線照射などによって生
じた基板の表面改質層を用いてもよい。この場合、薄膜
を堆積するプロセスを省略できるので、媒体作製上好ま
しい。Further, the underlayer may also have the above-mentioned function. For example, the magnetic underlayer may have a function of controlling the crystallinity of the magnetic substance of the recording layer. in this case,
Since the effect on the recording / reproducing characteristics and the effect on the crystallinity are synergized, it is more preferable than the case of the underlayer having only a single function. Further, as the underlayer, ion plating,
You may use the surface modification layer of the board | substrate produced by dope in atmospheric gas, neutron beam irradiation, etc. In this case, the process of depositing the thin film can be omitted, which is preferable in terms of medium preparation.

【００２７】本発明に係る、熱アシスト磁気記録を行う
磁気記録装置は、磁気記録媒体を加熱する手段と、磁気
記録媒体に磁界を印加する手段とを有する。磁気記録媒
体を加熱する手段は、記録温度に達する部分が局所的で
あれば、ディスク全面を均一に加熱するものでもよい
し、局所的に加熱するものでもよい。一般に、記録保持
特性（アーカイブ特性）や使用電力を考慮すると、媒体
の一部を局所的に加熱し、媒体の大部分を室温以下の温
度に保つことが好ましい。高速かつ局所的な加熱が可能
な加熱手段としては、レーザー、誘導加熱手段、媒体面
との距離が可変に保持された、電熱線などで加熱される
プローブ、または電子線放出プローブなどが考えられ
る。また、より局所的な加熱を行うためには、レーザー
光をレンズなどにより媒体面状で絞りこむ方式、レーザ
ー光を微小開口やソリッドイマージョンレンズ（ＳＩ
Ｌ）を用いて近接場光とする方式、プローブ先端に微細
なアンテナを形成して誘導加熱を行う方式、加熱プロー
ブの媒体対向部の形状をできる限り先鋭化するか媒体面
との距離を短くする方法、電子線放出プローブの媒体対
向部の形状をできる限り先鋭化する方法などが挙げられ
る。加熱手段は媒体の記録層側に設置してもいいし、そ
の反対側に設置してもよい。The magnetic recording apparatus for carrying out heat-assisted magnetic recording according to the present invention has means for heating the magnetic recording medium and means for applying a magnetic field to the magnetic recording medium. The means for heating the magnetic recording medium may be one that uniformly heats the entire surface of the disk or one that locally heats, as long as the portion reaching the recording temperature is local. In general, it is preferable to locally heat a part of the medium and keep most of the medium at a temperature of room temperature or lower in consideration of the recording retention characteristic (archiving characteristic) and the power consumption. As the heating means capable of high-speed and local heating, a laser, an induction heating means, a probe which is held at a variable distance from the medium surface and which is heated by a heating wire, or an electron beam emission probe can be considered. . Further, in order to perform more localized heating, a method of narrowing the laser light in a medium surface shape by a lens or the like, a minute opening of the laser light or a solid immersion lens (SI
L) is used as near-field light, a method in which a fine antenna is formed at the probe tip to perform induction heating, and the shape of the medium facing portion of the heating probe is sharpened as much as possible or the distance to the medium surface is shortened. And a method of sharpening the shape of the medium facing portion of the electron beam emitting probe as much as possible. The heating means may be installed on the recording layer side of the medium or on the opposite side.

【００２８】磁気記録媒体に磁界を印加する手段は、通
常のＨＤＤで用いられているような浮上スライダーの端
面に誘導コイルと磁極を含む磁気回路を有するものでも
よいし、永久磁石を設置してもよいし、媒体に磁性層を
追加して温度分布または光照射によって磁化分布を生じ
させ瞬間的・局所的な磁界を発生させてもよいし、情報
の記録を行う磁性層自身から発生する漏洩磁界を利用し
てもよい。永久磁石を設置する場合には、媒体との距離
を可変にするか、磁石を微細化するなどの工夫によっ
て、高速・高密度の磁界印加ができるようになる。The means for applying a magnetic field to the magnetic recording medium may have a magnetic circuit including an induction coil and magnetic poles on the end surface of a flying slider as used in a normal HDD, or a permanent magnet may be installed. A magnetic layer may be added to the medium to generate a temperature distribution or a magnetization distribution by light irradiation to generate a momentary / local magnetic field, or leakage generated from the magnetic layer itself for recording information. A magnetic field may be used. When a permanent magnet is installed, a high-speed and high-density magnetic field can be applied by making the distance to the medium variable or making the magnet finer.

【００２９】以下、本発明の第１の態様に係る磁気記録
媒体についてより詳細に説明する。図１に、第１の態様
に係る磁気記録媒体と磁界印加手段と加熱手段を模式的
に示す。図１の磁気記録媒体は、基板１１上に、下地層
１２、機能層１３、磁気記録層１４、および保護層１５
を形成した構造を有する。この磁気記録媒体の基板１１
としてはガラスなどの透明基板が用いられており、基板
１１側に加熱手段としてのレーザー２１が設けられてい
る。レーザー２１と基板１１との間にレンズ（図示せ
ず）を設けてもよい。この磁気記録媒体上に磁界印加手
段としての記録ヘッド２２が設置されている。図示され
ていない他の部分は概ね従来のＨＤＤ装置と同様であ
る。媒体は例えば矢印で示すように右から左へと移動す
る。レーザー２１による局所的な加熱と、記録ヘッド２
２による局所的な磁界印加により記録層１５に微細な磁
化反転部分を形成することができる。なお、レーザー２
１は記録ヘッド２２と一体化して磁気記録媒体上に設置
してもよい。The magnetic recording medium according to the first aspect of the present invention will be described in more detail below. FIG. 1 schematically shows the magnetic recording medium, the magnetic field applying means, and the heating means according to the first aspect. The magnetic recording medium of FIG. 1 includes a base layer 11, a functional layer 13, a magnetic recording layer 14, and a protective layer 15 on a substrate 11.
Is formed. Substrate 11 of this magnetic recording medium
A transparent substrate such as glass is used as the substrate, and a laser 21 as a heating unit is provided on the substrate 11 side. A lens (not shown) may be provided between the laser 21 and the substrate 11. A recording head 22 as a magnetic field applying means is installed on this magnetic recording medium. Other parts not shown are substantially the same as those of the conventional HDD device. The medium moves from right to left as indicated by the arrow, for example. Local heating by the laser 21 and the recording head 2
By applying a magnetic field locally by means of 2, it is possible to form a fine magnetization reversal portion in the recording layer 15. Laser 2
1 may be integrated with the recording head 22 and installed on the magnetic recording medium.

【００３０】第１の態様に係る磁気記録媒体に用いられ
る機能層１３は、局所加熱による記録温度における飽和
磁化が室温における飽和磁化よりも大きいという特性を
有する。また、磁気記録層１４および機能層１３につい
ては、磁気記録層１４の室温における磁気異方性エネル
ギー密度Ｋu_RLが機能層１３の室温における磁気異方性
エネルギー密度Ｋu_FLよりも大きく、かつＫu_RLが５×１
０⁶ｅｒｇ／ｃｃ以上である。The functional layer 13 used in the magnetic recording medium according to the first aspect has a characteristic that the saturation magnetization at the recording temperature by local heating is larger than the saturation magnetization at room temperature. Regarding the magnetic recording layer 14 and the functional layer 13, the magnetic anisotropy energy density Ku _RL of the magnetic recording layer 14 at room temperature is larger than the magnetic anisotropy energy density Ku _FL of the functional layer 13 at room temperature, and Ku _RL. Is 5 × 1
It is 0 ⁶ erg / cc or more.

【００３１】第１の態様に係る磁気記録媒体では、記録
層に磁区が形成される温度（局所加熱による記録温度Ｔ
w）が、少なくとも機能層の飽和磁化が増加し始める温
度より高くなるように、磁界印加および加熱を行うこと
により、磁気記録する。In the magnetic recording medium according to the first aspect, the temperature at which magnetic domains are formed in the recording layer (the recording temperature T due to local heating T
Magnetic recording is performed by applying a magnetic field and heating so that w) is higher than at least the temperature at which the saturation magnetization of the functional layer begins to increase.

【００３２】上記の特性を示す機能層の材料として、例
えば常磁性または反強磁性から強磁性へと変化する材料
が挙げられる。この場合、常磁性または反強磁性から強
磁性へと変化する温度Ｔfは、媒体の一部を局所加熱し
て記録するときの温度（以下、記録温度Ｔwという）よ
りも低いことが望ましい。また、温度Ｔfは、５０℃以
上であることが好ましく、さらには１００℃以上である
ことがより好ましい。反強磁性−強磁性転移を示す材料
としては、代表的にはＦｅ−Ｒｈが挙げられる。また、
Ｆｅ−ＲｈにＣｏ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｉｒなどの元素
を添加した合金を用いることもできる。これらの他に
も、Ｍｎ−Ｒｈ、Ｍｎ−Ｃｒ−Ｓｂ、Ｍｎ−Ｖ−Ｓｂ、
Ｍｎ−Ｃｏ−Ｓｂ、Ｍｎ−Ｃｕ−Ｓｂ、Ｍｎ−Ｚｎ−Ｓ
ｂ、Ｍｎ−Ｇｅ−Ｓｂ、Ｍｎ−Ａｓ−Ｓｂなどを用いる
ことができる。これらのうちから、記録温度に合わせて
適切な材料を選択すればよい。As a material for the functional layer exhibiting the above-mentioned characteristics, for example, a material that changes from paramagnetic or antiferromagnetic properties to ferromagnetic properties can be mentioned. In this case, it is desirable that the temperature Tf at which paramagnetic or antiferromagnetic changes to ferromagnetism is lower than the temperature at which a part of the medium is locally heated for recording (hereinafter referred to as recording temperature Tw). The temperature Tf is preferably 50 ° C. or higher, and more preferably 100 ° C. or higher. Fe-Rh is a typical example of a material exhibiting an antiferromagnetic-ferromagnetic transition. Also,
An alloy obtained by adding an element such as Co, Ni, Pd, Pt, or Ir to Fe-Rh can also be used. In addition to these, Mn-Rh, Mn-Cr-Sb, Mn-V-Sb,
Mn-Co-Sb, Mn-Cu-Sb, Mn-Zn-S
b, Mn-Ge-Sb, Mn-As-Sb, etc. can be used. Of these, an appropriate material may be selected according to the recording temperature.

【００３３】また、上記の特性を示す機能層の材料とし
て、室温近傍に補償点（Ｔcomp）を有するフェリ磁性体
を含む材料が挙げられる。フェリ磁性体としては、Ｌ
ａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔ
ｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、ＹｂおよびＬｕからなる
群より選択される少なくとも１種の希土類元素（ＲＥ）
と、Ｆｅ、ＣｏおよびＮｉからなる群より選択される少
なくとも１種の遷移金属元素（ＴＭ）とを含有する非晶
質合金が挙げられる。具体的には、Ｔｂ−Ｆｅ、Ｔｂ−
Ｆｅ−Ｃｏ、Ｔｂ−Ｃｏ、Ｇｄ−Ｔｂ−Ｆｅ−Ｃｏ、Ｇ
ｄ−Ｄｙ−Ｆｅ−Ｃｏ、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｃｏ、Ｎｄ−Ｔｂ
−Ｆｅ−Ｃｏなどのアモルファス希土類（ＲＥ）−遷移
金属（ＴＭ）合金が挙げられる。また、ＣｒＰｔ₃のよ
うな規則合金や、ＭＦｅ₂Ｏ₄（Ｍ＝Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、
Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃｄ）、ＬｉＦｅ₅Ｏ₈などの
フェライトおよびこれらを固溶させた多元系フェライト
もフェリ磁性となることが知られている。第１の態様に
おいては、室温付近に補償点を有するフェリ磁性体が用
いられる。例えば、一般式ＲＥ_xＴＭ_100-x（ＲＥおよび
ＴＭは上記の元素から選択され、１５≦ｘ≦４０）で表
されるアモルファス希土類−遷移金属合金を用いること
が望ましい。より好ましくは、２０≦ｘ≦３０の組成を
好適に用いることができる。本発明において効果がある
補償組成とは、ＲＥおよびＴＭが上記組成に入っている
か、あるいは、室温における保磁力が１５ｋＯｅ以上、
あるいは飽和磁化が５０ｅｍｕ／ｃｃ以下であることを
言う。Examples of the material of the functional layer exhibiting the above characteristics include a material containing a ferrimagnetic material having a compensation point (Tcomp) near room temperature. As a ferrimagnetic material, L
a, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, T
at least one rare earth element (RE) selected from the group consisting of b, Dy, Ho, Er, Tm, Yb and Lu
And an amorphous alloy containing at least one transition metal element (TM) selected from the group consisting of Fe, Co and Ni. Specifically, Tb-Fe, Tb-
Fe-Co, Tb-Co, Gd-Tb-Fe-Co, G
d-Dy-Fe-Co, Nd-Fe-Co, Nd-Tb
Amorphous rare earth (RE) -transition metal (TM) alloys such as -Fe-Co are mentioned. In addition, ordered alloys such as CrPt ₃ and MFe ₂ O ₄ (M = Mn, Fe, Co,
It is known that ferrites such as Ni, Co, Mg, Zn, Cd) and LiFe ₅ O ₈ and multi-component ferrites in which these are solid-solved also exhibit ferrimagnetism. In the first aspect, a ferrimagnetic material having a compensation point near room temperature is used. For example, it is desirable to use an amorphous rare earth-transition metal alloy represented by the general formula RE _x TM _100-x (RE and TM are selected from the above elements and 15 ≦ x ≦ 40). More preferably, a composition of 20 ≦ x ≦ 30 can be preferably used. The compensating composition effective in the present invention means that RE and TM are in the above composition, or the coercive force at room temperature is 15 kOe or more,
Alternatively, it means that the saturation magnetization is 50 emu / cc or less.

【００３４】機能層と記録層とが強磁***換結合するよ
うにするには、スパッタリングなどによる一般的な媒体
製造工程において、真空を破ることなくこれらの層を連
続的に成膜する方法が用いられる。In order to establish ferromagnetic exchange coupling between the functional layer and the recording layer, a method of continuously forming these layers without breaking vacuum in a general medium manufacturing process such as sputtering is used. To be

【００３５】機能層と記録層との間には、厚さが５ｎｍ
以下であれば、実質的な非磁性層が存在していてもよ
い。実質的な非磁性体とは、単独で存在する場合には非
磁性であるが磁性体と積層すると界面または膜中に磁性
が誘起されるような性質を示す材料（例えば、Ｃｒ、Ｍ
ｎ、Ｐｄ、Ｐｔなど）でもないことを意味する。実質的
な非磁性体でない場合には、その材料により形成される
間隙は、第１の態様による効果が得られる強磁***換相
互作用をもたらす範囲であれば、特に限定されない。ま
た、機能層と記録層との間に別の磁性層を入れることに
よっても交換結合力を制御できる。したがって、機能層
と記録層との間に複数の磁性層および非磁性層が存在し
ていてもよい。機能層と記録層との間隙は膜の形態であ
る必要はなく、欠陥、ボイド、部分的な酸化膜／粒子ま
たは表面改質部分であってもよい。A thickness of 5 nm is provided between the functional layer and the recording layer.
A substantive non-magnetic layer may be present as long as it is below. A substantially non-magnetic material is a material that is non-magnetic when it exists alone, but has a property of inducing magnetism at an interface or in a film when laminated with a magnetic material (for example, Cr, M
n, Pd, Pt, etc.). When the material is not a substantially non-magnetic material, the gap formed by the material is not particularly limited as long as it is a range that causes the ferromagnetic exchange interaction with which the effect of the first aspect is obtained. The exchange coupling force can also be controlled by inserting another magnetic layer between the functional layer and the recording layer. Therefore, a plurality of magnetic layers and nonmagnetic layers may exist between the functional layer and the recording layer. The gap between the functional layer and the recording layer does not have to be in the form of a film and may be defects, voids, partial oxides / grains or surface modified areas.

【００３６】上述したように、熱揺らぎ限界を打破する
ために磁性粒子の持つ磁気異方性エネルギーＫuを大き
くすると記録保磁力Ｈcwが増加する。しかし、磁気異方
性エネルギーは温度とともに減少する特性があるので、
記録時に媒体を加熱すれば、現行のヘッドでも記録でき
る程度にＨcwを下げることができる。これが、熱アシス
ト磁気記録の基本的な考え方である。しかし、従来から
検討されていた熱アシスト磁気記録では、記録直後の熱
揺らぎ劣化およびクロスイレーズの問題があった。これ
は、記録直後は媒体が加熱された状態であるため熱揺ら
ぎ劣化がより起こりやすいためである。すなわち、ヘッ
ド磁界で反転磁区を形成できても、ヘッドが通り過ぎて
磁界が印加されなくなった直後に、熱揺らぎにより磁区
が崩壊すると記録ができない。また、加熱の際には必ず
温度分布が生じるので、記録動作時には隣接するトラッ
クも同時に加熱され、室温では熱揺らぎを起こさないよ
うにＫuおよびＶaが調整されていても、昇温によって熱
揺らぎ現象が加速されて劣化が起こる。As described above, the recording coercive force Hcw increases when the magnetic anisotropy energy Ku of the magnetic particles is increased to break the thermal fluctuation limit. However, since the magnetic anisotropy energy has the property of decreasing with temperature,
If the medium is heated at the time of recording, Hcw can be lowered to the extent that the existing head can record. This is the basic idea of heat-assisted magnetic recording. However, the heat-assisted magnetic recording that has been conventionally studied has problems of thermal fluctuation deterioration and cross erase immediately after recording. This is because the medium is in a heated state immediately after recording and thermal fluctuation deterioration is more likely to occur. That is, even if the reversed magnetic domain can be formed by the head magnetic field, recording cannot be performed if the magnetic domain collapses due to thermal fluctuation immediately after the head passes and the magnetic field is not applied. In addition, since a temperature distribution is always generated during heating, adjacent tracks are also heated at the same time during the recording operation, and even if Ku and Va are adjusted so as not to cause thermal fluctuations at room temperature, the thermal fluctuation phenomenon is caused by the temperature rise. Is accelerated and deterioration occurs.

【００３７】本発明の第１の態様に係る磁気記録媒体の
原理は、熱アシスト記録動作時に局所加熱により記録媒
体の温度が記録温度Ｔw相当まで上昇した状態で一時的
に媒体の保磁力（磁気異方性エネルギー）を減少させ、
その後の熱揺らぎ劣化を防ぐために急峻に保磁力（磁気
異方性エネルギー）を増加させるという点にある。図２
に、本発明の第１の態様において想定している、理想的
な保磁力（磁気異方性エネルギー）の温度変化を模式的
に示す。図２に示すような保磁力（磁気異方性エネルギ
ー）の温度依存性が実現できれば、従来の熱アシスト磁
気記録において問題となっていた、記録直後の熱揺らぎ
の加速による磁区の消失および記録時の隣接トラックの
加熱によるクロスイレーズを抑制し、熱揺らぎに強い高
密度磁気記録を実現できる。The principle of the magnetic recording medium according to the first aspect of the present invention is that the coercive force (magnetic force) of the medium is temporarily increased while the temperature of the recording medium rises to the recording temperature Tw due to local heating during the thermally assisted recording operation. Anisotropy energy)
The point is to increase the coercive force (magnetic anisotropy energy) sharply in order to prevent the subsequent thermal fluctuation deterioration. Figure 2
FIG. 3 schematically shows the ideal change in coercive force (magnetic anisotropy energy) with temperature, which is assumed in the first embodiment of the present invention. If the temperature dependence of the coercive force (magnetic anisotropy energy) as shown in FIG. 2 can be realized, the disappearance of magnetic domains due to the acceleration of thermal fluctuation immediately after recording, which is a problem in conventional heat-assisted magnetic recording, and the time of recording Cross erase due to heating of adjacent tracks can be suppressed, and high-density magnetic recording resistant to thermal fluctuation can be realized.

【００３８】次に、本発明の第１の態様に係る磁気記録
媒体を用いることにより、図２に示した保磁力（磁気異
方性エネルギー）の温度依存性が得られることを説明す
る。Next, it will be described that the temperature dependence of the coercive force (magnetic anisotropy energy) shown in FIG. 2 can be obtained by using the magnetic recording medium according to the first aspect of the present invention.

【００３９】図３は図１の機能層１３と記録層１４の部
分のみを取り出し、モーメント（スピン）Ｓの向きを模
式的に矢印で示したものである。ここでは、理解を容易
にするために、機能層１３および記録層１４が垂直磁化
膜である場合を示す。強磁***換結合相互作用とは、こ
の図に示すように機能層１３と記録層１４のスピンの向
きが同じであるときに最もエネルギーが低く安定となる
ような交換結合相互作用を意味する。FIG. 3 shows only the functional layer 13 and the recording layer 14 of FIG. 1 and schematically shows the direction of the moment (spin) S by an arrow. Here, for ease of understanding, the case where the functional layer 13 and the recording layer 14 are perpendicular magnetization films is shown. The ferromagnetic exchange coupling interaction means an exchange coupling interaction that has the lowest energy and is stable when the spin directions of the functional layer 13 and the recording layer 14 are the same as shown in this figure.

【００４０】図３のような交換結合二層膜の磁化反転
（ヒステリシスループ）についてはすでに多数の研究が
なされている。例えば、 Japanese Journal of Applied
Physics, Vol.20, No.11, 1981, ｐｐ．2089-2095 に
おいては、交換結合した二層の垂直磁化膜について磁化
反転の解析がなされている。この文献には、交換結合エ
ネルギー面密度σと各層の磁気特性に応じてヒステリシ
スループの形が変わることが開示されている。Many studies have already been conducted on the magnetization reversal (hysteresis loop) of the exchange-coupling bilayer film as shown in FIG. For example, Japanese Journal of Applied
Physics, Vol.20, No.11, 1981, pp. In 2089-2095, the analysis of magnetization reversal is performed on the exchange-coupled double-layered perpendicular magnetization film. This document discloses that the shape of the hysteresis loop changes depending on the exchange coupling energy areal density σ and the magnetic characteristics of each layer.

【００４１】ここで、図４に示す２つの層（層１および
層２）を積層した典型的な交換結合二層膜を考える。こ
の図に示すように、各層の磁気異方性エネルギー密度、
飽和磁化および膜厚を、それぞれ、層１についてＫu₁、
Ｍs₁、ｔ₁、層２についてＫu ₂、Ｍs₂、ｔ₂と表す。第１
の態様に係る磁気記録媒体では、Ｋu₁＞Ｋu₂となる。Now, the two layers shown in FIG. 4 (layer 1 and
Consider a typical exchange-coupled bilayer membrane in which layers 2) are laminated. This
As shown in the figure, the magnetic anisotropy energy density of each layer,
Saturation magnetization and film thickness are respectively measured for layer 1 by Ku₁,
Ms₁, T₁, About Layer 2 Ku ₂, Ms₂, T₂Express. First
In the magnetic recording medium according to the above aspect, Ku₁＞ Ku₂Becomes

【００４２】いま、各層のＭsが同じであるとすれば、
理想的な系では、保磁力Ｈc＝２Ｋu／Ｍsは、層１の方
が層２よりも大きくなる。このとき、交換結合エネルギ
ーは各層のスピンを揃えるようにエネルギーを与える作
用を有する。その作用は、各層に交換磁界Ｈw＝σ／２
Ｍsｔが印加されたのと等価である。ここで、各層のＨc
がＨwよりも大きければ、両層のスピンが対向してエネ
ルギー的に安定となる状態（準安定状態）が生じる。Now, if the Ms of each layer is the same,
In an ideal system, the coercive force Hc = 2 Ku / Ms of layer 1 is larger than that of layer 2. At this time, the exchange coupling energy has a function of giving energy so that spins of each layer are aligned. The effect is that the exchange magnetic field Hw = σ / 2 in each layer.
It is equivalent to Mst being applied. Where Hc of each layer
Is larger than Hw, the spins of both layers face each other and a energetically stable state (metastable state) occurs.

【００４３】このような媒体は、図５のようなヒステリ
シスループを示す。図５のようなヒステリシスループが
得られる場合、上記で開示した交換結合二層膜の理論に
よれば、磁化の変化点Ｈ_R1、Ｈ_R2を以下の（１）式およ
び（２）式に従って解析的に求めることができる。 Ｈ_R1＝Ｈc₁−Ｈw₁＝Ｈc₁−σ／２Ｍs₁ｔ₁ （１） Ｈ_R2＝Ｈc₂＋Ｈw₂＝Ｈc₂＋σ／２Ｍs₂ｔ₂ （２） すなわち、σを介して、保磁力の大きい層１は保磁力の
小さい層２より保磁力を下げる作用を受け、逆に層２は
層１より保磁力を増加させる作用を受ける。Such a medium exhibits a hysteresis loop as shown in FIG. When the hysteresis loop as shown in FIG. 5 is obtained, according to the theory of the exchange-coupling bilayer film disclosed above, the change points H _R1 and H _R2 of the magnetization are analyzed according to the following formulas (1) and (2). Can be asked for. _{H R1 = Hc 1 -Hw 1 =} Hc 1 -σ / 2Ms 1 t 1 (1) H R2 = Hc 2 + Hw 2 = Hc 2 + σ / 2Ms 2 t 2 (2) i.e., via a sigma, the coercive force The large layer 1 has a function of lowering the coercive force than the layer 2 having a small coercive force, and conversely, the layer 2 has a function of increasing the coercive force more than the layer 1.

【００４４】一方、Ｈc₁＜Ｈw₁である場合、図５のＨ_R2
に相当する磁界で層２が磁化反転しようとするとき、交
換力が大きいために層２と同時に層１も反転する。この
ような媒体は、図６のような通常の単層膜と同様なヒス
テリシスループを示す。この場合の、反転磁界Ｈ_R3は下
記（３）式で求められる。 Ｈ_R3＝（Ｍs₂ｔ₂Ｈc₂＋Ｍs₁ｔ₁Ｈc₁）／（Ｍs₂ｔ₂＋Ｍs₁ｔ₁） （３） この反転磁界Ｈ_R3は、Ｈc₁とＨc₂の中間の値を有する。On the other hand, if Hc ₁ <Hw ₁ , then H _{R2 in} FIG.
When the magnetization of the layer 2 is about to be reversed by the magnetic field corresponding to, the exchange force is large and the layer 1 is also reversed at the same time as the layer 2. Such a medium exhibits a hysteresis loop similar to that of a normal single layer film as shown in FIG. In this case, the reversal magnetic field H _R3 is obtained by the following equation (3). _{H R3 = (Ms 2 t 2} Hc 2 + Ms 1 t 1 Hc 1) / (Ms 2 t 2 + Ms 1 t 1) (3) The reversal magnetic field H _R3 has an intermediate value of Hc ₁ and Hc _2.

【００４５】したがって、いずれの場合でも保磁力は層
１と層２の中間の値となる。つまり、高Ｋuの層と低Ｋu
の層が強磁***換結合した二層膜の保磁力は、高Ｋuの
単独膜の保磁力よりも低くなる。Therefore, in any case, the coercive force has an intermediate value between the layers 1 and 2. In other words, high Ku layer and low Ku layer
The coercive force of the two-layer film in which the layer of (1) is ferromagnetically exchange-coupled is lower than the coercive force of the single film of high Ku.

【００４６】本発明者らは、上記の現象を利用し、熱ア
シスト記録時（記録温度Ｔw）において、高い磁気異方
性エネルギーを有し熱揺らぎ耐性の強い磁気記録媒体の
保磁力（磁気異方性エネルギー）の温度変化を図２のよ
うに制御できることを見出した。Utilizing the above phenomenon, the inventors of the present invention make use of the above-mentioned phenomenon, and the coercive force (magnetic anisotropy) of a magnetic recording medium having high magnetic anisotropy energy and strong thermal fluctuation resistance at the time of thermally assisted recording (recording temperature Tw). It was found that the temperature change of (directional energy) can be controlled as shown in FIG.

【００４７】まず、機能層として、反強磁性から強磁性
に変化する材料を用いた場合について説明する。図７
に、この材料の飽和磁化の温度依存性の一例を示す。こ
の材料は反強磁性から強磁性に変化する温度Ｔfで飽和
磁化が急激に上昇する特性を有する。上述したように、
高Ｋu層と低Ｋu層とが強磁性的に交換結合すると、高Ｋ
u層の保磁力が低Ｋu層につられて小さくなる。高Ｋu層
の保磁力の減少の程度は、交換結合エネルギー面密度
σ、記録層および機能層の磁気異方性エネルギー密度Ｋ
u₁、Ｋu₂、飽和磁化Ｍs₁、Ｍs₂、膜厚ｔ₁、ｔ₂、キュリ
ー温度Ｔc₁、Ｔc₂により調整可能である。また、記録動
作時以外では、機能層は反強磁性を示し、記録層はＫu
が回復した状態となっている。この状態では、記録層の
Ｋuは機能層に比べて大きいため、機能層が冷却過程で
記録層の磁化の向きに影響された磁化配列となり、機能
層の磁化配列の影響で記録層の磁化が反転することはな
い。反強磁性材料と強磁性材料との交換結合について
は、例えばＧＭＲヘッドで用いられているような軟磁性
材料（例えばＮｉＦｅ）と反強磁性材料（例えばＰｔＭ
ｎ）に関して知られているように、軟磁性材料の保磁力
が増大する、ＭＨループのシフトなどが起こる。First, the case where a material that changes from antiferromagnetic to ferromagnetic is used for the functional layer will be described. Figure 7
Shows an example of the temperature dependence of the saturation magnetization of this material. This material has a characteristic that the saturation magnetization sharply rises at a temperature Tf at which antiferromagnetism changes to ferromagnetism. As mentioned above,
When the high Ku layer and the low Ku layer are ferromagnetically exchange-coupled, high K
The coercive force of the u layer decreases with the low Ku layer. The degree of reduction of the coercive force of the high Ku layer depends on the exchange coupling energy surface density σ, the magnetic anisotropy energy density K of the recording layer and the functional layer.
It can be adjusted by u ₁ , Ku ₂ , saturation magnetizations Ms ₁ , Ms ₂ , film thicknesses t ₁ , t ₂ , and Curie temperatures Tc ₁ , Tc ₂ . In addition, except during the recording operation, the functional layer exhibits antiferromagnetism and the recording layer has Ku.
Has been recovered. In this state, since Ku of the recording layer is larger than that of the functional layer, the functional layer has a magnetization arrangement that is affected by the magnetization direction of the recording layer during the cooling process, and the magnetization of the recording layer is affected by the magnetization arrangement of the functional layer. It does not flip. Regarding exchange coupling between the antiferromagnetic material and the ferromagnetic material, for example, a soft magnetic material (for example, NiFe) and an antiferromagnetic material (for example, PtM) used in a GMR head are used.
As is known for n), the coercive force of the soft magnetic material is increased, the MH loop is shifted, and the like.

【００４８】第１の態様においては、記録層に磁気異方
性エネルギーの大きな材料を用いるため、記録層への影
響は軟磁性材料に比べて小さく、記録層の磁化が反転し
ないと予想される。保磁力が増大する場合は、反転磁界
が大きくなったことと見なせば、熱揺らぎの観点からは
望ましい変化であり、交換結合により磁化反転ユニット
が反強磁性材料の膜厚分だけ増加するため、かえって熱
揺らぎ耐性が向上する。In the first aspect, since a material having a large magnetic anisotropy energy is used for the recording layer, the influence on the recording layer is smaller than that of the soft magnetic material, and it is expected that the magnetization of the recording layer will not be reversed. . If the coercive force increases, it can be regarded as an increase in the reversal magnetic field, which is a desirable change from the viewpoint of thermal fluctuation, and the magnetization reversal unit increases by the film thickness of the antiferromagnetic material due to exchange coupling. On the contrary, the resistance to heat fluctuation is improved.

【００４９】ここで、図８に示す記録層の飽和磁化Ｍs₁
の温度変化、図９に示す記録層の磁気異方性エネルギー
Ｋu₁の温度変化、および図１０に示す機能層の磁気異方
性エネルギーＫu₂の温度変化を仮定する。飽和磁化は温
度に対して０．３４乗、すなわち、Ｍ（Ｔ）＝Ｍ
₀［（Ｔc−Ｔ）／（Ｔc−３００）］^0.34で変化すると
した。Ｍ₀、Ｔcは室温における飽和磁化、キュリー温度
を表す。また、磁気異方性エネルギーはキュリー温度に
向かって直線的に減少すると仮定した。図１１に、これ
らの仮定の下で、保磁力の温度変化を計算した一例を示
す。ここで、記録層の室温における飽和磁化を５００ｅ
ｍｕ／ｃｃ、機能層の転移温度における飽和磁化を４７
０ｅｍｕ／ｃｃ、記録層および機能層の磁気異方性エネ
ルギーをそれぞれ１×１０⁷ｅｒｇ／ｃｃ、１×１０⁶ｅ
ｒｇ／ｃｃとした。また、キュリー温度Ｔc₁、Ｔc₂を共
に７５０Ｋ、機能層が反強磁性から強磁性に転移する温
度を３７５Ｋとした。図１１において、実線は記録層単
層の保磁力（＝２×Ｋu₁／Ｍs₁）の温度変化、破線は機
能層単層の保磁力（＝２×Ｋu₂／Ｍs₂）の温度変化であ
る。それ以外のプロットは記録層と機能層とが積層され
ている場合の記録層または機能層の保磁力を示す。白抜
きのプロットは記録層の保磁力、黒塗りのプロットは記
録層の保磁力であり、丸プロット、四角プロット、菱形
プロットはそれぞれ交換結合エネルギー面密度σが１、
５、１０ｅｒｇ／ｃｍ²の場合を示している。ここで、
交換結合エネルギー密度σは温度に対して一定であると
した。Here, the saturation magnetization Ms _{1 of the} recording layer shown in FIG.
10 and the magnetic anisotropy energy Ku ₁ of the recording layer shown in FIG. 9 and the magnetic anisotropy energy Ku ₂ of the functional layer shown in FIG. 10 are assumed to change. The saturation magnetization is 0.34 to the temperature, that is, M (T) = M
₀ [(Tc-T) / (Tc-300)] ^0.34 . M ₀ and Tc represent saturation magnetization and Curie temperature at room temperature. It was also assumed that the magnetic anisotropy energy decreases linearly toward the Curie temperature. FIG. 11 shows an example of calculating the temperature change of the coercive force under these assumptions. Here, the saturation magnetization of the recording layer at room temperature is set to 500e.
mu / cc, the saturation magnetization at the transition temperature of the functional layer is 47
0 emu / cc, the magnetic anisotropy energies of the recording layer and the functional layer are 1 × 10 ⁷ erg / cc and 1 × 10 ⁶ e, respectively.
It was set to rg / cc. Further, the Curie temperatures Tc ₁ and Tc ₂ are both 750K, and the temperature at which the functional layer transitions from antiferromagnetism to ferromagnetism is 375K. In FIG. 11, the solid line shows the temperature change of the coercive force (= 2 × Ku ₁ / Ms ₁ ) of the recording layer single layer, and the broken line shows the temperature change of the coercive force (= 2 × Ku ₂ / Ms ₂ ) of the functional layer single layer. is there. The other plots show the coercive force of the recording layer or the functional layer when the recording layer and the functional layer are laminated. The white plots show the coercive force of the recording layer, the black plots show the coercive force of the recording layer, and the circle plots, square plots, and rhombus plots have an exchange coupling energy areal density σ of 1, respectively.
The case of 5, 10 erg / cm ² is shown. here,
The exchange coupling energy density σ was assumed to be constant with temperature.

【００５０】図１１からわかるように、記録層単層の保
磁力は温度上昇とともに連続的に減少する。これに対
し、記録層と機能層とを積層した構造では、機能層が強
磁性へと転移する温度において両層の間に強磁***換結
合が作用し、記録層の保磁力が不連続な減少を示す。図
１１の場合、減少の程度は交換結合エネルギー密度が大
きいほど大きい。以上のように、室温で反強磁性または
常磁性を示し温度Ｔfで強磁性へ変化する機能層と、磁
気異方性エネルギー密度の大きい記録層とを積層するこ
とにより、図２に類似した保磁力の温度変化を示す特性
を実現できることを示すことができた。As can be seen from FIG. 11, the coercive force of the recording layer single layer continuously decreases with increasing temperature. On the other hand, in the structure in which the recording layer and the functional layer are laminated, ferromagnetic exchange coupling acts between both layers at the temperature at which the functional layer transitions to ferromagnetism, and the coercive force of the recording layer decreases discontinuously. Indicates. In the case of FIG. 11, the degree of decrease increases as the exchange coupling energy density increases. As described above, by stacking the functional layer that exhibits antiferromagnetism or paramagnetism at room temperature and changes to ferromagnetism at temperature Tf and the recording layer having a large magnetic anisotropy energy density, a storage layer similar to that shown in FIG. It was possible to demonstrate that the characteristics showing the change in magnetic force with temperature can be realized.

【００５１】次に、機能層として、室温近傍に補償点を
有するフェリ磁性体を用いた場合について説明する。図
１２に、この材料の飽和磁化の温度依存性の一例を示
す。飽和磁化は室温から補償点（Ｔcomp）まで温度上昇
とともに徐々に減少し、補償点で磁化が消失する。その
後、飽和磁化は温度上昇とともに再び増加し、ある温度
でピークを経た後、減少し、キュリー点で磁化が失われ
る。室温近傍において磁化が非常に小さいときには、機
能層の保磁力は非常に大きい。ところが、機能層の磁化
が温度とともに増加するとその保磁力は急激に小さくな
る。したがって、記録層と機能層とが強磁***換結合し
ていると、機能層の保磁力の急激な減少につられて、記
録層の保磁力も急激に減少することが期待できる。高Ｋ
u層の保磁力の減少度合は、交換結合エネルギー面密度
σ、記録層および機能層の磁気異方性エネルギー密度Ｋ
u₁、Ｋu₂、飽和磁化Ｍs₁、Ｍs₂、膜厚ｔ₁、ｔ₂、キュリ
ー温度Ｔc₁、Ｔc₂により調整可能である。また、記録動
作時以外ではＫuの差から独立に磁化反転するために、
記録層の磁化が機能層の影響を受けて反転することはな
いと予想できる。Next, the case where a ferrimagnetic material having a compensation point near room temperature is used as the functional layer will be described. FIG. 12 shows an example of the temperature dependence of the saturation magnetization of this material. The saturation magnetization gradually decreases with increasing temperature from room temperature to the compensation point (Tcomp), and the magnetization disappears at the compensation point. After that, the saturation magnetization increases again as the temperature rises, reaches a peak at a certain temperature, then decreases, and the magnetization is lost at the Curie point. When the magnetization is very small near room temperature, the coercive force of the functional layer is very large. However, when the magnetization of the functional layer increases with temperature, its coercive force sharply decreases. Therefore, when the recording layer and the functional layer are ferromagnetically exchange-coupled, it can be expected that the coercive force of the recording layer will be rapidly reduced as the coercive force of the functional layer is rapidly reduced. High K
The degree of decrease in the coercive force of the u layer is the exchange coupling energy areal density σ, the magnetic anisotropy energy density K of the recording layer and the functional layer.
It can be adjusted by u ₁ , Ku ₂ , saturation magnetizations Ms ₁ , Ms ₂ , film thicknesses t ₁ , t ₂ , and Curie temperatures Tc ₁ , Tc ₂ . In addition, since the magnetization is inverted independently of the difference in Ku except during the recording operation,
It can be expected that the magnetization of the recording layer will not be reversed due to the influence of the functional layer.

【００５２】ここで、図８に示す記録層の飽和磁化Ｍs₁
の温度変化、図９に示す記録層の磁気異方性エネルギー
Ｋu₁の温度変化、および図１２に示す記録層の飽和磁化
Ｍs₂の温度変化、図１３に示す機能層の磁気異方性エネ
ルギーＫu₂の温度変化を仮定する。図１４に、これらの
仮定の下で、保磁力の温度変化を計算した一例を示す。
ここで、記録層の室温における飽和磁化、磁気異方性エ
ネルギー、それらの温度変化およびキュリー温度は図１
１の計算を行ったときと同様とした。機能層の室温にお
ける保磁力は、補償組成であるので理想的に０ｅｍｕ／
ｃｃとし、高温側では５００Ｋで飽和磁化が最大値２０
０ｅｍｕ／ｃｃとなり、キュリー温度７００Ｋに向かっ
て図１２のように減少していくとした。また、機能層の
室温における磁気異方性エネルギーは１×１０⁶ｅｒｇ
／ｃｃとし、その温度変化はキュリー温度に向かって直
線的に減少するとした。図１４において、実線は記録層
単層の保磁力（＝２×Ｋu₁／Ｍs₁）の温度変化、破線は
機能層単層の保磁力（＝２×Ｋu₂／Ｍs₂）の温度変化で
ある。それ以外のプロットは記録層と機能層とが積層さ
れている場合の記録層または機能層の保磁力を示す。白
抜きのプロットは記録層の保磁力、黒塗りのプロットは
記録層の保磁力であり、丸プロット、四角プロット、菱
形プロットはそれぞれ交換結合エネルギー面密度σが
１、３、５ｅｒｇ／ｃｍ²の場合を示している。ここ
で、交換結合エネルギー密度σは温度に対して一定であ
るとした。Here, the saturation magnetization Ms _{1 of the} recording layer shown in FIG.
Temperature change of the magnetic anisotropy energy Ku ₁ of the recording layer shown in FIG. 9, temperature change of the saturation magnetization Ms ₂ of the recording layer shown in FIG. 12, magnetic anisotropy energy of the functional layer shown in FIG. A temperature change of Ku ₂ is assumed. FIG. 14 shows an example of calculating the temperature change of the coercive force under these assumptions.
Here, the saturation magnetization of the recording layer at room temperature, the magnetic anisotropy energy, their temperature change and the Curie temperature are shown in FIG.
It was the same as when 1 was calculated. The coercive force of the functional layer at room temperature is 0 emu / ideal because it has a compensating composition.
cc, the saturation magnetization has a maximum value of 20 at 500K on the high temperature side.
It was 0 emu / cc, and it was assumed that the Curie temperature decreased to 700 K as shown in FIG. The magnetic anisotropy energy of the functional layer at room temperature is 1 × 10 ⁶ erg.
/ Cc, and the temperature change is assumed to decrease linearly toward the Curie temperature. In FIG. 14, the solid line shows the temperature change of the coercive force (= 2 × Ku ₁ / Ms ₁ ) of the recording layer single layer, and the broken line shows the temperature change of the coercive force (= 2 × Ku ₂ / Ms ₂ ) of the functional layer single layer. is there. The other plots show the coercive force of the recording layer or the functional layer when the recording layer and the functional layer are laminated. The white plots show the coercive force of the recording layer, and the black plots show the coercive force of the recording layer. The circle plots, square plots, and rhombus plots have exchange coupling energy areal densities of 1, 3, and 5 erg / cm ² , respectively. The case is shown. Here, the exchange coupling energy density σ is assumed to be constant with respect to temperature.

【００５３】図１４からわかるように、機能層の補償点
から温度が上昇するにつれて保磁力が急激に減少する。
記録層と機能層との間には強磁***換結合が作用してい
るので、機能層の保磁力の変化に引きずられて、機能層
の保磁力は不連続な減少を示す。また、σが大きい場合
には、記録層の保磁力は、機能層の保磁力の減少と同様
な変化を示すことがわかる。以上のように、室温近傍に
補償点を有するフェリ磁性体を含む機能層と、磁気異方
性エネルギー密度の大きい記録層とを積層することによ
り、図２に類似した保磁力の温度変化を示す特性を実現
できることを示すことができた。As can be seen from FIG. 14, the coercive force sharply decreases as the temperature rises from the compensation point of the functional layer.
Since the ferromagnetic exchange coupling acts between the recording layer and the functional layer, the coercive force of the functional layer exhibits a discontinuous decrease due to the change in the coercive force of the functional layer. Further, it can be seen that when σ is large, the coercive force of the recording layer shows the same change as the coercive force of the functional layer decreases. As described above, by stacking a functional layer containing a ferrimagnetic material having a compensation point near room temperature and a recording layer having a large magnetic anisotropy energy density, a change in coercive force with temperature similar to that in FIG. 2 is exhibited. It was possible to show that the characteristics can be realized.

【００５４】上述した計算結果は、記録層と機能層のモ
ーメントを独立に少しずつ回転させ、エネルギーが最も
安定になる条件を探す、いわゆる Energy Minimum の手
法により求めた。また、シミュレーションにおいて反磁
界は反磁界係数を０．３として計算した。反磁界係数を
Ｎとすると、反磁界はＮ×４πＭsで表される。面内媒
体の場合、Ｎ＝０である。垂直媒体の場合、連続磁性膜
であればＮ＝１であるが、実際的な多粒子媒体の場合に
はＮの値を決定するのは困難である。しかし、いずれに
しても反磁界はＫu（Ｈc）を低減する方向に作用するの
で、反磁界を含めてＫu（Ｈc）を考慮すれば、上記の議
論や図１１、図１４のシミュレーション結果がそのまま
使える。また、一般的に媒体のＫuを評価する場合、Ｋu
は媒体固有の反磁界を含んだ形で求まる。このため、上
記のシミュレーションにおけるＫu（Ｈc）として、純粋
なＫu（Ｈc）ではなく現実的に求められる実効的なＫu
（Ｈc）を用いれば同じ効果が得られる。The above-mentioned calculation results were obtained by the so-called Energy Minimum method, in which the moments of the recording layer and the functional layer were independently rotated little by little and the condition for the most stable energy was searched for. In the simulation, the demagnetizing field was calculated with the demagnetizing factor of 0.3. When the demagnetizing field coefficient is N, the demagnetizing field is represented by N × 4πMs. In the case of the in-plane medium, N = 0. In the case of the perpendicular medium, N = 1 in the case of a continuous magnetic film, but in the case of a practical multi-particle medium, it is difficult to determine the value of N. However, in any case, since the demagnetizing field acts in the direction of reducing Ku (Hc), if Ku (Hc) is taken into consideration including the demagnetizing field, the above discussion and the simulation results of FIGS. 11 and 14 remain unchanged. It can be used. In general, when evaluating the Ku of a medium, Ku
Can be obtained by including the demagnetizing field peculiar to the medium. Therefore, as Ku (Hc) in the above-mentioned simulation, not Ku (Hc) which is pure, but an effective Ku that is actually obtained
The same effect can be obtained by using (Hc).

【００５５】本発明の第１の態様に係る磁気記録媒体で
は、磁気異方性エネルギー密度Ｋu_{R L}が５×１０⁶ｅｒｇ
／ｃｃ以上である記録層を用い、Ｋu_RLより小さい磁気
異方性エネルギー密度Ｋu_FLを有する機能層と強磁***
換結合させる。上記のような高い磁気異方性エネルギー
密度Ｋu_RLを有する記録層は熱揺らぎ耐性が十分にある
が、記録層単独の場合には現状の磁気ヘッドでは記録が
困難である。しかし、記録層と機能層を強磁***換結合
させた二層膜とすることにより、全体の保磁力を低下さ
せることができ、現行の磁気ヘッドでも記録できる磁気
記録媒体を得ることができる。記録層の磁気異方性エネ
ルギー密度が５×１０⁶ｅｒｇ／ｃｃ未満の場合には、
現行の磁気ヘッドによる記録が可能なので、本発明を適
用する必要がない。また、機能層のＫu_FLが記録層のＫu
_RLよりも大きいと全体の保磁力が低下しないので、現行
の磁気ヘッドによる記録はできない。In the magnetic recording medium according to the first aspect of the present invention, the magnetic anisotropic energy density Ku _{R L} is 5 × 10 ⁶ erg.
/ Cc or more is used, and ferromagnetic exchange coupling is performed with a functional layer having a magnetic anisotropy energy density Ku _FL smaller than Ku _RL . Although the recording layer having the high magnetic anisotropy energy density Ku _RL as described above has sufficient resistance to thermal fluctuation, it is difficult to record with the current magnetic head when the recording layer is used alone. However, by forming a two-layer film in which the recording layer and the functional layer are ferromagnetically exchange-coupled, it is possible to reduce the overall coercive force, and it is possible to obtain a magnetic recording medium that can be recorded by the existing magnetic head. When the magnetic anisotropic energy density of the recording layer is less than 5 × 10 ⁶ erg / cc,
Since the recording can be performed by the existing magnetic head, it is not necessary to apply the present invention. Also, Ku _{FL of} the functional layer is Ku of the recording layer.
_If it is larger than _RL , the overall coercive force does not decrease, so recording cannot be performed with the current magnetic head.

【００５６】Ｋu_FLとＫu_RLの差は特に限定されない。両
者の差が小さいと、全体のＨc低減効果は小さいが、機
能層の厚さを薄くしても大きなＫuＶを得ることができ
る。一方、両者の差が大きいと、Ｈc低減効果は大きい
が、機能層の厚さを厚くしないと同時反転の条件を得る
のが困難になる。したがって、両者の差は媒体を用いる
システムに応じて決定される。一般的な使用において
は、Ｋu_RL／Ｋu_FLの値は３以上であることが好ましく、
５以上がより好ましく、１０以上がさらに好ましい。The difference between Ku _FL and Ku _RL is not particularly limited. If the difference between the two is small, the overall Hc reduction effect is small, but a large KuV can be obtained even if the functional layer is thin. On the other hand, when the difference between the two is large, the Hc reducing effect is great, but it becomes difficult to obtain the condition of simultaneous inversion unless the thickness of the functional layer is increased. Therefore, the difference between the two is determined according to the system using the medium. In general use, the value of Ku _RL / Ku _FL is preferably 3 or more,
It is preferably 5 or more, more preferably 10 or more.

【００５７】記録層は微細な磁性粒子を非磁性体で分断
した構造を有し、磁性粒子どうしが互いに交換結合を及
ぼさないようにして高密度記録を可能にしている。一
方、機能層の形態は特に限定されない。機能層が記録層
と同じモフォロジーの多粒子構造を有する場合には、機
能層を記録層の一部として用いて記録することもでき、
大きな出力が得られる利点がある。また、下地層、機能
層および記録層を成膜する際に、記録層の結晶性および
微細構造の制御が容易になるという利点がある。The recording layer has a structure in which fine magnetic particles are divided by a non-magnetic material, and high density recording is enabled by preventing magnetic particles from exchanging with each other. On the other hand, the form of the functional layer is not particularly limited. When the functional layer has a multi-particle structure having the same morphology as the recording layer, the functional layer can be used as a part of the recording layer for recording,
There is an advantage that a large output can be obtained. Further, there is an advantage that the crystallinity and the fine structure of the recording layer can be easily controlled when forming the underlayer, the functional layer and the recording layer.

【００５８】機能層が多粒子構造を有するが磁性粒子の
大きさが記録層より小さい場合、機能層が多粒子構造を
有するが磁性粒子間の間隙が交換結合を完全に遮断する
ほど大きくない場合、または機能層が面内で磁気的に連
続した磁性薄膜となっている場合には、機能層に磁壁が
形成されるか、機能層と記録層との界面に磁気的な不連
続が生じるか、または機能層と記録層との界面に磁壁が
生じる。この場合、磁気的安定性（熱揺らぎ耐性）が減
少する。ただし、このときの熱揺らぎ耐性の減少度合は
機能層のＫuに依存する。記録層のＫuは機能層のＫuに
対して数倍〜１０倍程度であるので、磁気記録媒体全体
では機能層のＫuの影響は小さい。逆に、機能層と記録
層との構造的な連続性により、記録層の活性化体積Ｖを
増加させる効果が大きくなる利点が得られることもあ
る。したがって、機能層の微細構造は、その媒体を用い
るシステムの要求に依存して決定される。When the functional layer has a multi-grain structure but the size of the magnetic particles is smaller than that of the recording layer, the functional layer has a multi-grain structure but the gap between the magnetic grains is not large enough to completely block the exchange coupling. , Or if the functional layer is a magnetic thin film that is magnetically continuous in-plane, whether a domain wall is formed in the functional layer or a magnetic discontinuity occurs at the interface between the functional layer and the recording layer. , Or a domain wall is formed at the interface between the functional layer and the recording layer. In this case, magnetic stability (heat fluctuation resistance) is reduced. However, the degree of decrease in thermal fluctuation resistance at this time depends on Ku of the functional layer. Since the Ku of the recording layer is several times to 10 times the Ku of the functional layer, the influence of the Ku of the functional layer is small in the entire magnetic recording medium. On the contrary, the structural continuity between the functional layer and the recording layer may provide the advantage of increasing the effect of increasing the activation volume V of the recording layer. Therefore, the fine structure of the functional layer is determined depending on the requirements of the system using the medium.

【００５９】第１の態様に係る磁気記録媒体において、
機能層および記録層が垂直磁化膜どうしである場合、こ
れらを交換結合相互作用が生じるように積層すると、異
方性の軸が揃っているので交換結合エネルギーを大きく
することができる。交換結合エネルギーが大きいほど保
磁力低減効果が大きいので、記録層としてよりＫuの高
い材料を用いることができる。なお、記録層および機能
層ともに面内にヒステリシスが出ない完全な垂直磁化膜
である必要はない。もちろん、完全な垂直磁化膜が好ま
しいが、実質的には残留磁化が垂直成分にもあるような
条件であれば、交換結合エネルギーを大きくする効果が
得られる。In the magnetic recording medium according to the first aspect,
When the functional layer and the recording layer are perpendicularly magnetized films, if they are laminated so as to cause exchange coupling interaction, the axes of anisotropy are aligned and the exchange coupling energy can be increased. The larger the exchange coupling energy, the greater the effect of reducing the coercive force, and therefore a material having a higher Ku can be used for the recording layer. It should be noted that the recording layer and the functional layer do not have to be perfect perpendicular magnetization films that do not cause in-plane hysteresis. Of course, a completely perpendicular magnetization film is preferable, but the effect of increasing the exchange coupling energy can be obtained under the condition that the residual magnetization also exists in the perpendicular component.

【００６０】第１の態様に係る磁気記録媒体において
は、記録層と機能層が交互に積層された多層膜を用いて
もよい。特に、機能層／記録層／機能層の積層構造を含
む領域では、二層膜の場合と比較して、記録層に作用す
る交換磁界が２倍になる。これは交換結合エネルギーが
２倍に増加したのと等価であり、高Ｋu材料のＨcを低減
する効果を高めることができる。なお、このような領域
は、磁気記録媒体中に複数存在していてもよい。In the magnetic recording medium according to the first aspect, a multilayer film in which recording layers and functional layers are alternately laminated may be used. Particularly, in the region including the laminated structure of the functional layer / recording layer / functional layer, the exchange magnetic field acting on the recording layer is doubled as compared with the case of the two-layer film. This is equivalent to doubling the exchange coupling energy, and can enhance the effect of reducing Hc of the high Ku material. A plurality of such areas may exist in the magnetic recording medium.

【００６１】第１の態様に係る磁気記録媒体では、記録
層が磁性人工格子からなっていてもよい。磁性人工格子
は、Ｃｏなどの強磁性薄膜が非磁性層（ＰｄやＰｔ）を
介して数回〜数十回積層されたものであり、１０⁷ｅｒ
ｇ／ｃｃ以上の磁気異方性エネルギーが得られ、かつ異
方性の軸が膜面に垂直であることが知られている。この
材料を記録層として用いることにより、上述した効果を
高めることができる。１０⁷ｅｒｇ／ｃｃ以上の磁気異
方性エネルギーが得られる条件は、非磁性層がＰｔ、Ｐ
ｄまたはこれらの元素を主成分とする合金であり、かつ
その厚さが２ｎｍ以下の場合である。In the magnetic recording medium according to the first aspect, the recording layer may be made of a magnetic artificial lattice. Magnetic artificial lattice is for ferromagnetic thin film such as Co are stacked several times to several tens times via the non-magnetic layer (Pd or Pt), 10 ⁷ er
It is known that a magnetic anisotropy energy of g / cc or more is obtained, and the axis of anisotropy is perpendicular to the film surface. By using this material for the recording layer, the effects described above can be enhanced. The condition for obtaining the magnetic anisotropy energy of 10 ⁷ erg / cc or more is that the nonmagnetic layer is Pt, P
This is the case where it is d or an alloy containing these elements as the main component, and the thickness is 2 nm or less.

【００６２】第１の態様に係る磁気記録媒体では、高Ｋ
uの記録層としてＦｅ−Ｐｔ、Ｆｅ−Ｐｄ、Ｃｏ−Ｐ
ｔ、Ｃｏ−Ｐｄなどの規則相合金を用いてもよい。これ
らの規則相合金では、磁性金属と貴金属との組成比が概
ね１：１である場合に最も大きなＫuが得られるが、
１：３〜３：１の範囲でも高Ｋuが得られる。これらの
規則相は、スパッタリングにより成膜したまま（as-dep
osited）では得られず、アニールすることにより形成さ
れる。一般に、このときのアニール温度は５００〜６０
０℃に設定されるが、適切な添加元素を用いることによ
りアニール温度を低減できることがわかった。アニール
温度の低減に最も効果的な添加元素がＣｕであり、Ａｇ
やＡｌなどの添加元素ではアニール温度の低減効果は得
られない。規則相合金へのＣｕの添加率は５０ａｔ％以
下とすることが好ましい。In the magnetic recording medium according to the first aspect, high K
Fe-Pt, Fe-Pd, Co-P as u recording layer
An ordered phase alloy such as t or Co-Pd may be used. In these ordered phase alloys, the largest Ku is obtained when the composition ratio of the magnetic metal and the noble metal is approximately 1: 1.
High Ku can be obtained even in the range of 1: 3 to 3: 1. These ordered phases are as-deposited by sputtering (as-dep
Not obtained by osited), but formed by annealing. Generally, the annealing temperature at this time is 500 to 60.
Although it is set to 0 ° C., it has been found that the annealing temperature can be reduced by using an appropriate additive element. The most effective additive element for reducing the annealing temperature is Cu, and Ag
The effect of reducing the annealing temperature cannot be obtained with the additive elements such as Al and Al. The addition rate of Cu to the ordered phase alloy is preferably 50 at% or less.

【００６３】次に、本発明の第２の態様に係る磁気記録
媒体についてより詳細に説明する。図１５に、第２の態
様に係る磁気記録媒体と磁界印加手段と加熱手段を模式
的に示す。図１５の磁気記録媒体は、基板１１上に、下
地層１２、機能層１３、中間層１６、磁気記録層１４、
および保護層１５を形成した構造を有する。図１と同様
に、磁気記録媒体の基板１１としてはガラスなどの透明
基板が用いられており、基板１１側に加熱手段としての
レーザー２１が設けられ、磁気記録媒体上に磁界印加手
段としての記録ヘッド２２が設置されている。Next, the magnetic recording medium according to the second aspect of the present invention will be described in more detail. FIG. 15 schematically shows the magnetic recording medium, the magnetic field applying means, and the heating means according to the second aspect. The magnetic recording medium of FIG. 15 has a substrate 11, an underlayer 12, a functional layer 13, an intermediate layer 16, a magnetic recording layer 14,
And a structure in which the protective layer 15 is formed. Similar to FIG. 1, a transparent substrate such as glass is used as the substrate 11 of the magnetic recording medium, a laser 21 as a heating unit is provided on the substrate 11 side, and recording as a magnetic field applying unit is performed on the magnetic recording medium. A head 22 is installed.

【００６４】第２の態様に係る磁気記録媒体に用いられ
る機能層１３は反強磁性、フェリ磁性または強磁性を示
す材料を含み、中間層１６は半導体または絶縁体を含
む。室温において、機能層１３と磁気記録層１４とは中
間層１６を介して交換結合相互作用を及ぼすように積層
されている。また、記録層１４のキュリー温度ＴcRと機
能層１３のキュリー温度ＴcFとが、ＴcR＞ＴcFの関係を
満たすことが好ましい。The functional layer 13 used in the magnetic recording medium according to the second embodiment contains a material exhibiting antiferromagnetism, ferrimagnetism or ferromagnetism, and the intermediate layer 16 contains a semiconductor or an insulator. At room temperature, the functional layer 13 and the magnetic recording layer 14 are laminated via the intermediate layer 16 so as to exert an exchange coupling interaction. Further, it is preferable that the Curie temperature TcR of the recording layer 14 and the Curie temperature TcF of the functional layer 13 satisfy the relationship of TcR> TcF.

【００６５】第２の態様において、反強磁性を示す機能
層としては、ネール温度が室温よりも高い反強磁性体の
薄膜を用いることができる。具体的には、Ｍｎ−Ｎｉ、
Ｍｎ−Ｐｄ、Ｍｎ−Ｐｔ、Ｃｒ−Ｐｄ、Ｃｕ−Ｍｎ、Ａ
ｕ−Ｍｎ、Ａｕ−Ｃｒ、Ｃｒ−Ｍｎ、Ｃｒ−Ｒｅ、Ｃｒ
−Ｒｕ、Ｆｅ−Ｍｎ、Ｃｏ−Ｍｎ、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｍｎ、
Ｃｏ−Ｍｎ−Ｆｅ、Ｉｒ−Ｍｎなどが挙げられる。ま
た、規則合金、具体的には、ＡｕＭｎ、ＺｎＭｎ、Ｆｅ
Ｒｈ、ＦｅＲｈＩｒ、Ａｕ₂Ｍｎ、Ａｕ₅Ｍｎ₁₂、Ａｕ₄
Ｃｒ、ＮｉＭｎ、ＰｄＭｎ、ＰｔＭｎ、ＰｔＣｒ、Ｐｔ
Ｍｎ₃、ＲｈＭｎ₃などを用いることができる。これらの
ほかにも、Ｍｎ₃Ｐｔ−Ｎ、ＣｒＭｎＰｔ、ＰｄＰｔＭ
ｎ、ＮｉＯ、ＣｏＯなどを用いることもできる。In the second embodiment, as the functional layer exhibiting antiferromagnetism, a thin film of antiferromagnetic material having a Neel temperature higher than room temperature can be used. Specifically, Mn-Ni,
Mn-Pd, Mn-Pt, Cr-Pd, Cu-Mn, A
u-Mn, Au-Cr, Cr-Mn, Cr-Re, Cr
-Ru, Fe-Mn, Co-Mn, Fe-Ni-Mn,
Co-Mn-Fe, Ir-Mn, etc. are mentioned. Also, ordered alloys, specifically AuMn, ZnMn, Fe
Rh, FeRhIr, Au ₂ Mn, Au ₅ Mn ₁₂ , Au ₄
Cr, NiMn, PdMn, PtMn, PtCr, Pt
Mn ₃ , RhMn ₃ or the like can be used. In addition to these, Mn ₃ Pt-N, CrMnPt, PdPtM
It is also possible to use n, NiO, CoO, or the like.

【００６６】第２の態様において、フェリ磁性を示す機
能層としては、フェリ磁性体の薄膜を用いることができ
る。具体的には、Ｔｂ−Ｆｅ、Ｔｂ−Ｆｅ−Ｃｏ、Ｔｂ
−Ｃｏ、Ｇｄ−Ｔｂ−Ｆｅ−Ｃｏ、Ｇｄ−Ｄｙ−Ｆｅ−
Ｃｏ、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｃｏ、Ｎｄ−Ｔｂ−Ｆｅ−Ｃｏなど
のアモルファス希土類（ＲＥ）−遷移金属（ＴＭ）合金
薄膜や、ＣｒＰｔ₃のような規則合金が挙げられる。In the second aspect, a thin film of ferrimagnetic material can be used as the functional layer exhibiting ferrimagnetism. Specifically, Tb-Fe, Tb-Fe-Co, Tb
-Co, Gd-Tb-Fe-Co, Gd-Dy-Fe-
Co, Nd-Fe-Co, amorphous rare earth such as Nd-Tb-Fe-Co ( RE) - and a transition metal (TM) alloy thin film, include ordered alloy such as CrPt _3.

【００６７】また、第２の態様における機能層として反
強磁性またはフェリ磁性を示す多層膜を用いることもで
きる。例えば、磁性層（Ｃｏ、Ｎｉ、Ｆｅまたはこれら
の合金）と非磁性層（例えば、Ｒｕ、Ｒｅ、Ｒｈ、Ｉ
ｒ、Ｔｃ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｓｉ、Ｃｒもしく
はこれらの合金、またはこれらの酸化物）との多層膜で
あって、非磁性層の厚さが５ｎｍより薄く、好ましくは
１ｎｍより薄いものが挙げられる。このような多層膜
は、磁性体間に反強磁性方向に交換結合相互作用が働
き、全体として反強磁性体として振舞うことが知られて
いる。また、このような多層膜は、各磁性層の厚さやモ
ーメントが異なる場合には、フェリ磁性体として振舞う
ことが知られている。Further, a multilayer film exhibiting antiferromagnetism or ferrimagnetism can be used as the functional layer in the second embodiment. For example, a magnetic layer (Co, Ni, Fe or alloys thereof) and a non-magnetic layer (eg Ru, Re, Rh, I).
r, Tc, Au, Ag, Cu, Mn, Si, Cr or alloys thereof, or oxides thereof), wherein the thickness of the nonmagnetic layer is less than 5 nm, preferably less than 1 nm. There are things. It is known that such a multilayer film behaves as an antiferromagnetic material as a whole due to an exchange coupling interaction between magnetic materials in the antiferromagnetic direction. It is known that such a multilayer film behaves as a ferrimagnetic material when the thickness and moment of each magnetic layer are different.

【００６８】第２の態様において、強磁性を示す機能層
としては、記録層に関連して説明したように、飽和磁化
Ｉｓが大きくかつ磁気異方性が大きいものが適してい
る。すなわち、Ｃｏ、ＦｅおよびＮｉからなる群より選
択される磁性元素と、Ｐｔ、Ｓｍ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｂｉお
よびＡｌからなる群より選択される金属との合金を用い
ることが好ましい。結晶磁気異方性の大きいＣｏ基合
金、特にＣｏＰｔ、ＳｍＣｏ、ＣｏＣｒをベースとした
ものや、ＦｅＰｔ、ＣｏＰｔなどの規則合金がより好ま
しい。具体的には、Ｃｏ−Ｃｒ、Ｃｏ−Ｐｔ、Ｃｏ−Ｃ
ｒ−Ｔa、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｔa−Ｐｔ、
Ｆｅ₅₀Ｐｔ₅₀、Ｆｅ₅₀Ｐｄ₅₀、Ｃｏ₃Ｐｔ₁などが挙げら
れる。また、Ｔｂ−Ｆｅ、Ｔｂ−Ｆｅ−Ｃｏ、Ｔｂ−Ｃ
ｏ、Ｇｄ−Ｔｂ−Ｆｅ−Ｃｏ、Ｇｄ−Ｄｙ−Ｆｅ−Ｃ
ｏ、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｃｏ、Ｎｄ−Ｔｂ−Ｆｅ−Ｃｏなどの
希土類（ＲＥ）−遷移金属（ＴＭ）合金、磁性層と貴金
属層との多層膜（Ｃｏ／Ｐｔ、Ｃｏ／Ｐｄなど）、Ｐｔ
ＭｎＳｂなどの半金属、Ｃｏフェライト、Ｂａフェライ
トなどの磁性酸化物などを用いることもできる。さら
に、上述した磁性材料の磁気磁性を向上させるために、
例えばＣｒ、Ｎｂ、Ｖ、Ｔa、Ｔｉ、Ｗ、Ｈｆ、Ｖ、Ｉ
ｎ、Ｓｉ、Ｂなど、またはこれらの元素と、酸素、窒
素、炭素、水素の中から選ばれる少なくとも１種の元素
との化合物を添加してもよい。In the second aspect, as the functional layer exhibiting ferromagnetism, as described in relation to the recording layer, one having a large saturation magnetization Is and a large magnetic anisotropy is suitable. That is, it is preferable to use an alloy of a magnetic element selected from the group consisting of Co, Fe and Ni and a metal selected from the group consisting of Pt, Sm, Cr, Mn, Bi and Al. Co-based alloys having a large crystal magnetic anisotropy, particularly those based on CoPt, SmCo and CoCr, and ordered alloys such as FePt and CoPt are more preferable. Specifically, Co-Cr, Co-Pt, Co-C
r-Ta, Co-Cr-Pt, Co-Cr-Ta-Pt,
Such as _{Fe 50 Pt 50, Fe 50 Pd} 50, Co 3 Pt 1 and the like. In addition, Tb-Fe, Tb-Fe-Co, Tb-C
o, Gd-Tb-Fe-Co, Gd-Dy-Fe-C
o, rare earth (RE) -transition metal (TM) alloys such as Nd-Fe-Co and Nd-Tb-Fe-Co, multilayer films (Co / Pt, Co / Pd, etc.) of a magnetic layer and a noble metal layer, Pt
A semi-metal such as MnSb or a magnetic oxide such as Co ferrite or Ba ferrite can also be used. Furthermore, in order to improve the magnetic magnetism of the above-mentioned magnetic material,
For example, Cr, Nb, V, Ta, Ti, W, Hf, V, I
A compound of n, Si, B, or the like, or a compound of these elements and at least one element selected from oxygen, nitrogen, carbon, and hydrogen may be added.

【００６９】第２の態様において、中間層としては半導
体または絶縁体が用いられ、バンド構造を考えたときに
価電子帯と伝導帯との間にエネルギーギャップが存在す
れば特に限定されない。中間層の具体的な材料として
は、ａ−Ｇｅ、ＺｎＳｅ、ＮｉＯなどが挙げられる。こ
れらの材料を含む中間層は、室温から記録温度Ｔw近傍
までの温度範囲で、機能層と記録層との交換結合エネル
ギー面密度を室温での値に保つ作用を示す。記録層と機
能層の間の磁気的な交換結合は自由電子を介して結合し
ていると考えられている。中間層に金属を用いた場合、
温度が上昇していくと、フェルミエネルギー付近での電
子が徐々に減少していくために交換結合エネルギー面密
度は温度上昇に対して減少する。しかし、エネルギーギ
ャップを持つ半導体や絶縁体の場合、温度上昇とともに
伝導帯に励起する電子が増大し、交換エネルギー面密度
が温度に対して一定値に保持、あるいは増大することが
考えられる。交換エネルギー面密度が温度に対して一定
に保たれれば、記録温度付近まで大きな交換結合エネル
ギーを維持することができる。記録温度は機能層のＴc
近傍にあるため、Ｔc付近で機能層の磁化が消失したと
きに保磁力の急激な減少を示す作用があると考えられ
る。In the second embodiment, a semiconductor or an insulator is used as the intermediate layer, and it is not particularly limited as long as there is an energy gap between the valence band and the conduction band when considering the band structure. Specific materials for the intermediate layer include a-Ge, ZnSe, and NiO. The intermediate layer containing these materials exhibits an action of keeping the exchange coupling energy surface density of the functional layer and the recording layer at a value at room temperature in the temperature range from room temperature to the vicinity of the recording temperature Tw. The magnetic exchange coupling between the recording layer and the functional layer is considered to be coupled via free electrons. When metal is used for the intermediate layer,
As the temperature rises, the electrons near the Fermi energy gradually decrease, so the exchange coupling energy areal density decreases with increasing temperature. However, in the case of a semiconductor or an insulator having an energy gap, it is conceivable that the number of electrons excited in the conduction band increases as the temperature rises, and the exchange energy areal density is maintained or increases at a constant value with respect to temperature. If the exchange energy areal density is kept constant with respect to temperature, a large exchange coupling energy can be maintained up to around the recording temperature. Recording temperature is Tc of functional layer
Since it is in the vicinity, it is considered that there is an action of showing a rapid decrease in coercive force when the magnetization of the functional layer disappears near Tc.

【００７０】また、中間層は磁性体でも非磁性体でもよ
い。磁性半導体であれば、機能層／中間層／記録層の積
層構造で直接的な磁気相互作用が加わる可能性があり、
中間層を介した機能層と記録層との交換結合がより強く
なるため好ましい。中間層の厚さは特に制限されない
が、交換結合力が距離に対して減少することから、１０
ｎｍを超えると好ましくない。交換結合は強磁性的、反
強磁性的、９０°結合またはこれらの混合のいずれでも
よい。The intermediate layer may be magnetic or non-magnetic. If it is a magnetic semiconductor, there is a possibility that direct magnetic interaction will be added in the laminated structure of the functional layer / intermediate layer / recording layer,
Exchange coupling between the functional layer and the recording layer via the intermediate layer becomes stronger, which is preferable. The thickness of the intermediate layer is not particularly limited, but it is 10 because the exchange coupling force decreases with distance.
Exceeding nm is not preferable. The exchange coupling may be ferromagnetic, antiferromagnetic, 90 ° coupled or a mixture thereof.

【００７１】記録層のキュリー温度ＴcRは、磁化Ｍまた
は保磁力Ｈcの温度依存性によって調べることができ
る。ただし、ＶＳＭなどによって磁気特性を測定する場
合には測定に時間がかかり、短くても１０分程度は加熱
状態を保つ必要がある。これに加えて昇温のための時間
を短くすることもできないので、測定の際には概ね１時
間程度は加熱状態に保持されることになる。薄膜磁性体
の場合、長時間にわたる高温保持によって、不可逆な微
細構造変化が起こり、磁気特性を正確に評価できない可
能性がある。光磁気記録媒体として用いられているアモ
ルファス希土類−遷移金属合金の場合には、このような
変化は比較的起こりにくい。しかし、ＨＤＤ媒体として
用いられているＣｏＣｒＰｔ系磁性合金では、微細構造
の変化が２００℃程度で起こる場合もある。ただし、こ
の場合でも、室温またはそれ以下の温度から構造変化が
起こる温度までの磁気特性の変化を高温側へ外挿すれ
ば、ＴcRの推定は可能である。第２の態様に係る磁気記
録媒体におけるＴcRは、実質的にＫuが小さくなってい
る温度であればよく、その温度でたとえばＭやＨcの値
が室温の値の１／５程度以下、好ましくは１／２０程度
以下であればよい。The Curie temperature TcR of the recording layer can be examined by the temperature dependence of the magnetization M or the coercive force Hc. However, when the magnetic characteristics are measured by VSM or the like, the measurement takes time, and it is necessary to keep the heating state for at least about 10 minutes. In addition to this, the time for raising the temperature cannot be shortened, so that the heating state is maintained for about 1 hour during the measurement. In the case of a thin film magnetic body, irreversible fine structure change may occur due to holding at high temperature for a long time, and magnetic characteristics may not be accurately evaluated. In the case of an amorphous rare earth-transition metal alloy used as a magneto-optical recording medium, such a change is relatively unlikely to occur. However, in the CoCrPt-based magnetic alloy used as the HDD medium, the microstructure may change at about 200 ° C. However, even in this case, the TcR can be estimated by extrapolating the change in the magnetic properties from room temperature or lower to the temperature at which the structural change occurs on the high temperature side. The TcR in the magnetic recording medium according to the second aspect may be any temperature at which Ku is substantially small, and at that temperature, for example, the values of M and Hc are about ⅕ or less of the room temperature value, preferably It may be about 1/20 or less.

【００７２】第２の態様において、機能層がフェリ磁性
または強磁性を示す場合には、機能層からの磁化をＶＳ
Ｍにより検出できる。機能層のキュリー温度ＴcFよりも
低い温度では、ヒステリシスループは、見かけ上単層磁
性層の磁気特性のように一段のループを示すか、または
多段のループを示す。多段のループを示した場合には、
各段でマイナーループを調べると、マイナーループは印
加磁界Ｈ＝０の点からＨ軸の方向へシフトする。このシ
フトは機能層と記録層との交換結合によるものであり、
シフト量は交換磁界Ｈexである。In the second aspect, when the functional layer exhibits ferrimagnetism or ferromagnetism, the magnetization from the functional layer is VS.
It can be detected by M. At a temperature lower than the Curie temperature TcF of the functional layer, the hysteresis loop apparently exhibits a one-step loop like the magnetic characteristics of the single-layer magnetic layer, or a multi-step loop. If you show a multi-stage loop,
When the minor loop is examined at each stage, the minor loop shifts in the direction of the H axis from the point where the applied magnetic field H = 0. This shift is due to exchange coupling between the functional layer and the recording layer,
The shift amount is the exchange magnetic field Hex.

【００７３】第２の態様において、機能層が反強磁性を
示す場合には、多段のヒステリシスループは現れない。
機能層が比較的大きな磁気異方性を有する場合には、Ｔ
cFより低い温度で上記の多段の場合と同様なヒステリシ
スループのＨ軸方向へのシフトが起こり、Ｈexを見積も
ることができる。Ｈexを温度に対してプロットすれば、
Ｈex＝０になる温度の実測または外挿により、機能層の
キュリー温度ＴcFを見積もることができる。これは本来
的にはブロッキング温度と呼ばれ、反強磁性体のネール
点と区別されるが、第２の態様においてはこれをネール
点としても何ら影響はない。In the second aspect, when the functional layer exhibits antiferromagnetism, the multistage hysteresis loop does not appear.
When the functional layer has a relatively large magnetic anisotropy, T
At a temperature lower than cF, the hysteresis loop shifts in the H-axis direction similar to the case of the above-mentioned multistage, and Hex can be estimated. If Hex is plotted against temperature,
The Curie temperature TcF of the functional layer can be estimated by measuring or extrapolating the temperature at which Hex = 0. This is originally called a blocking temperature and is distinguished from the Neel point of the antiferromagnetic material, but in the second mode, there is no effect even if this is the Neel point.

【００７４】図１６に第２の態様に係る磁気記録媒体の
記録動作を示す。この図は、中間層１６を挟む機能層１
３と記録層１５における磁化の反転を模式的に示したも
のである。３１は磁性粒子であり、その中の矢印は磁化
の向きを表わし、矢印の大きさは磁化の大きさを模式的
に表わす。３２は磁性粒子間の非磁性体である。この図
では、機能層１３も記録層と同様に、磁性粒子とそれを
分断する非磁性体を含む構造になっているが、説明の便
宜上このように図示しているだけである。したがって、
機能層１３は、他の形態、例えば連続膜や（３次元）グ
ラニュラー構造などの形態をとってもかまわない。ま
た、簡単のために垂直磁気記録媒体の場合を例にとって
説明するが、ここでの説明は面内媒体または垂直媒体と
面内媒体との混合の場合にもそのまま適用できる。FIG. 16 shows the recording operation of the magnetic recording medium according to the second aspect. This figure shows a functional layer 1 sandwiching the intermediate layer 16.
3 schematically shows the reversal of magnetization in the recording layer 3 and the recording layer 15. Reference numeral 31 is a magnetic particle, and the arrow therein indicates the direction of magnetization, and the size of the arrow schematically indicates the size of magnetization. Reference numeral 32 is a non-magnetic material between magnetic particles. In this figure, the functional layer 13 also has a structure including magnetic particles and a non-magnetic material that divides the functional particles, like the recording layer, but this is merely shown for convenience of explanation. Therefore,
The functional layer 13 may take other forms such as a continuous film or a (three-dimensional) granular structure. Further, for simplicity, a case of a perpendicular magnetic recording medium will be described as an example, but the description here can be applied as it is to an in-plane medium or a mixture of a perpendicular medium and an in-plane medium.

【００７５】初期状態として記録層１４に含まれるすべ
ての磁性粒子３１の磁化が下向きに設定されている。一
方、機能層１３の磁化は記録層１４の磁化の向きと逆向
きにしている。これは、機能層１３のスピンのうち、中
間層１６を介して記録層１４のスピンと反強磁性結合す
る部分を示したものである。例えば、記録層と機能層が
強磁性結合しており、機能層がフェリ磁性を示す場合、
矢印は機能層のマイナーなスピンの向き（例えば機能層
がアモルファス希土類−遷移金属合金の場合には希土類
原子のスピンの向き）である。また、例えば記録層と機
能層が反強磁性結合しており、機能層が反強磁性を示す
場合で膜厚方向に各原子レイヤー毎にスピンの向きが逆
転する構造を持つ物質の場合には、記録層側に最も近い
原子レイヤーのスピンの向きである。As an initial state, the magnetization of all the magnetic particles 31 contained in the recording layer 14 is set to face downward. On the other hand, the magnetization of the functional layer 13 is opposite to the magnetization of the recording layer 14. This shows a part of the spin of the functional layer 13 that is antiferromagnetically coupled with the spin of the recording layer 14 via the intermediate layer 16. For example, when the recording layer and the functional layer are ferromagnetically coupled and the functional layer exhibits ferrimagnetism,
Arrows indicate minor spin directions of the functional layer (for example, spin directions of rare earth atoms when the functional layer is an amorphous rare earth-transition metal alloy). Further, for example, in the case where the recording layer and the functional layer are antiferromagnetically coupled, and the functional layer exhibits antiferromagnetism, and the substance has a structure in which the spin direction is reversed for each atomic layer in the film thickness direction, , The spin direction of the atomic layer closest to the recording layer side.

【００７６】この媒体は図の右から左へ移動しており、
この媒体に熱アシスト磁気記録を行って、矢印３３で示
した領域に磁化転移を形成する。図１６の（ａ）→
（ｅ）の順に時間が進行し、記録が行われる。This medium is moving from right to left in the figure,
Heat-assisted magnetic recording is performed on this medium to form a magnetic transition in the region indicated by arrow 33. 16 (a) →
Time progresses in the order of (e) and recording is performed.

【００７７】（ａ）は媒体温度Ｔが室温（Ｔa）である
状態を示す。（ｂ）は加熱部分の媒体温度Ｔが記録温度
Ｔwよりわずかに低い状態である。記録層１４および機
能層１３のいずれでもＫuの低下により磁化が減少す
る。（ｃ）は媒体温度Ｔが記録温度Ｔwに達し、かつ記
録ヘッドによって上向きの磁界が印加された状態である
記録層１４の記録保磁力（Ｋuに概ね比例）が低下し、
その結果、記録層１４の磁化が上向きに反転する。この
時点で矢印３３の領域に磁化転移が形成される。もし機
能層１３がなければ、レーザー光が通り過ぎた後の徐冷
過程で熱揺らぎが起こり、一度反転した磁化が再反転す
るか磁化転移が揺らぐことになる。ところが、（ｄ）に
示すように、記録直後で加熱部分の媒体温度Ｔが低くな
った時点で記録層１４と機能層１３との交換結合相互作
用が復活する。このとき、記録層１４からの交換磁界に
より、機能層１３の磁化は下向きになる。この時点で磁
化反転ユニットの体積Ｖが記録層と機能層との合計にな
るので、熱揺らぎ安定指数ＫuＶ／ｋ_BＴが急激に増加
し、熱揺らぎ現象を低く抑えることができる。さらに冷
却が進んでも、磁化転移位置はほとんど動かない。
（ｅ）は記録後の状態である。以上のように、記録層１
４における磁性粒子の大きさ程度の分解能で、磁化転移
が形成される。(A) shows a state in which the medium temperature T is room temperature (Ta). In (b), the medium temperature T of the heated portion is slightly lower than the recording temperature Tw. The magnetization decreases in both the recording layer 14 and the functional layer 13 due to the decrease in Ku. (C) shows that the recording coercive force (generally proportional to Ku) of the recording layer 14 in a state where the medium temperature T reaches the recording temperature Tw and the upward magnetic field is applied by the recording head,
As a result, the magnetization of the recording layer 14 is reversed upward. At this point, a magnetic transition is formed in the area indicated by arrow 33. If the functional layer 13 were not provided, thermal fluctuations would occur in the slow cooling process after the laser light passed, and the magnetizations that were once reversed would be re-inverted or the magnetic transitions would fluctuate. However, as shown in (d), the exchange coupling interaction between the recording layer 14 and the functional layer 13 is restored when the medium temperature T of the heated portion becomes low immediately after recording. At this time, the exchange field from the recording layer 14 causes the magnetization of the functional layer 13 to be downward. Since the volume V of the magnetization reversal unit at this time is the sum of the recording layer and the functional layer, the thermal fluctuation stability factor KuV / k _B T increases rapidly, it is possible to suppress the thermal fluctuation phenomenon. Even if the cooling is further advanced, the magnetic transition position hardly moves.
(E) is a state after recording. As described above, the recording layer 1
The magnetization transition is formed with a resolution of about the size of the magnetic particles in 4.

【００７８】図１７に上記の記録過程における、磁気異
方性エネルギー密度Ｋuと磁化反転ユニットの体積Ｖの
温度に対する変化を模式的に示す。この図において、Ｋ
uRは記録層の磁気異方性エネルギー密度、ＫuFは機能層
の磁気異方性エネルギー密度、ＫuＶ｜^totalは媒体全体
の見かけ上のＫuＶの大きさである。この図に示される
ように、ＴcF前後でのＶの不連続かつ急激な変化のため
に、ＫuＶ｜^totalも急激な変化を示す。FIG. 17 schematically shows changes in the magnetic anisotropy energy density Ku and the volume V of the magnetization reversal unit with respect to temperature in the above recording process. In this figure, K
uR is the magnetic anisotropy energy density of the recording layer, KuF is the magnetic anisotropy energy density of the functional layer, and KuV | ^total is the apparent KuV of the entire medium. As shown in this figure, due to the discontinuous and abrupt change of V around TcF, KuV | ^total also shows an abrupt change.

【００７９】以上の作用により、熱アシスト磁気記録に
おける課題であったクロスイレーズと記録直後の磁区消
滅の問題を解決できる。すなわち、記録トラックに隣接
するトラックにおいて、例えば図１７にＴnextで示した
程度の温度上昇があっても、ＫuＶ｜^totalは十分に大き
いので熱揺らぎによる記録の劣化は起こらない。また、
記録直後にＫuＶ｜^totalが急増するため、記録後の熱揺
らぎ劣化も抑えられる。With the above operation, the problems of cross erase and disappearance of magnetic domains immediately after recording, which have been problems in thermally assisted magnetic recording, can be solved. That is, even if there is a temperature increase of about Tnext in FIG. 17 in the track adjacent to the recording track, KuV | ^total is sufficiently large and deterioration of the recording due to thermal fluctuation does not occur. Also,
Since KuV | ^total increases rapidly immediately after recording, thermal fluctuation deterioration after recording can also be suppressed.

【００８０】本発明者らは、機能層／中間層／記録層の
積層構造を有する媒体に対して種々の条件で記録実験を
行った結果、中間層としてアモルファス半導体または絶
縁体を用いた場合に上記の作用および効果が得られるこ
とを確認した。The present inventors have conducted recording experiments under various conditions on a medium having a laminated structure of functional layer / intermediate layer / recording layer. As a result, when an amorphous semiconductor or an insulator is used as the intermediate layer, It was confirmed that the above actions and effects were obtained.

【００８１】次に、本発明の第３の態様に係る磁気記録
媒体についてより詳細に説明する。第３の態様に係る磁
気記録媒体は、図１５と同様に、基板１１上に、下地層
１２、機能層１３、中間層１６、磁気記録層１４、およ
び保護層１５を形成した構造を有する。機能層１３は局
所加熱による記録温度における飽和磁化が室温における
飽和磁化よりも大きいという特性を有する。具体的な機
能層１３の材料としては、室温で反強磁性または常磁性
を示し温度Ｔfで強磁性へ変化するＦｅ−Ｒｈ合金や、
室温近傍に補償点を有するフェリ磁性体などが用いられ
る。磁気記録層１４および機能層１３については、磁気
記録層１４の室温における磁気異方性エネルギー密度Ｋ
u_RLが機能層１３の室温における磁気異方性エネルギー
密度Ｋu_FLよりも大きく、かつＫu_RLが５×１０⁶ｅｒｇ
／ｃｃ以上である。これらの機能層１３および磁気記録
層１４の特性は、第１の態様に係る磁気記録媒体の場合
と同様である。また、機能層１３と磁気記録層１４との
間に、第２の態様に係る磁気記録媒体と同様に、半導体
または絶縁体を含む中間層１６が設けられる。Next, the magnetic recording medium according to the third aspect of the present invention will be described in more detail. The magnetic recording medium according to the third aspect has a structure in which an underlayer 12, a functional layer 13, an intermediate layer 16, a magnetic recording layer 14, and a protective layer 15 are formed on a substrate 11, similar to FIG. The functional layer 13 has the characteristic that the saturation magnetization at the recording temperature due to local heating is larger than the saturation magnetization at room temperature. As a specific material for the functional layer 13, a Fe—Rh alloy that exhibits antiferromagnetism or paramagnetism at room temperature and changes to ferromagnetism at a temperature Tf, or
A ferrimagnetic material having a compensation point near room temperature is used. Regarding the magnetic recording layer 14 and the functional layer 13, the magnetic anisotropy energy density K at room temperature of the magnetic recording layer 14
u _RL is larger than the magnetic anisotropy energy density Ku _FL of the functional layer 13 at room temperature, and Ku _RL is 5 × 10 ⁶ erg.
/ Cc or more. The characteristics of the functional layer 13 and the magnetic recording layer 14 are similar to those of the magnetic recording medium according to the first aspect. An intermediate layer 16 including a semiconductor or an insulator is provided between the functional layer 13 and the magnetic recording layer 14 as in the magnetic recording medium according to the second aspect.

【００８２】ここで、例えば既述の図１１に示したよう
な保磁力の温度変化は、機能層１３と記録層１４との交
換結合相互作用が温度に対して一定であることを前提と
して計算されたものである。一方、機能層１３と記録層
１４との交換結合相互作用が温度に対して直線的に減少
する場合、温度に対して一定であるとした場合よりも急
峻化の効果が緩やかになる可能性がある。Here, for example, the temperature change of the coercive force as shown in FIG. 11 is calculated on the assumption that the exchange coupling interaction between the functional layer 13 and the recording layer 14 is constant with respect to the temperature. It was done. On the other hand, when the exchange coupling interaction between the functional layer 13 and the recording layer 14 decreases linearly with temperature, the effect of steepening may be more gradual than when it is constant with temperature. is there.

【００８３】実際に、機能層１３と記録層１４との間の
交換結合エネルギー密度σの変化がリニア（linear）ま
たは一定（constant）であると仮定して、保磁力の温度
変化を計算した例を図１８および図１９に示す。ただ
し、交換結合エネルギー面密度の温度変化以外は各パラ
メーターの値、温度変化は図１１を計算したときと同様
であるとした。また、リニアに減少する場合は、記録層
と機能層の低い方のキュリー温度に向かってリニアに減
少するとした。図１８は、交換結合エネルギー面密度σ
が１ｅｒｇ／ｃｍ²である場合の保磁力の温度変化を示
す。図１９は、交換結合エネルギー面密度σが５ｅｒｇ
／ｃｍ²である場合の保磁力の温度変化を示す。これら
の図から、機能層１３と磁気記録層１４との間に半導体
または絶縁体を含む中間層１６を設けることにより、磁
気記録媒体の保磁力の温度変化がより急峻になる可能性
が高いことがわかる。室温から記録温度Ｔw近傍までの
温度範囲で、機能層１３と記録層１４との交換結合相互
作用を一定値（室温での値）に保つには、機能層１３と
磁気記録層１４との間に半導体または絶縁体を含む中間
層１６を設ければよい。この場合、磁気記録媒体の保磁
力を温度に対してより急峻に変化できる可能性が高い。An example of actually calculating the temperature change of the coercive force assuming that the change of the exchange coupling energy density σ between the functional layer 13 and the recording layer 14 is linear or constant. Is shown in FIGS. 18 and 19. However, except for the change in the exchange bond energy areal density with temperature, the value of each parameter and the temperature change were the same as those in the calculation of FIG. 11. In the case of a linear decrease, it is said that the decrease is linear toward the lower Curie temperature of the recording layer and the functional layer. FIG. 18 shows the exchange coupling energy areal density σ.
Shows the change in coercive force with temperature when is 1 erg / cm ² . FIG. 19 shows that the exchange coupling energy areal density σ is 5 erg.
The change in coercive force with temperature is shown in the case of / cm ² . From these figures, by providing the intermediate layer 16 containing a semiconductor or an insulator between the functional layer 13 and the magnetic recording layer 14, it is highly possible that the temperature change of the coercive force of the magnetic recording medium becomes steeper. I understand. In order to keep the exchange coupling interaction between the functional layer 13 and the recording layer 14 at a constant value (value at room temperature) in the temperature range from room temperature to the vicinity of the recording temperature Tw, between the functional layer 13 and the magnetic recording layer 14. The intermediate layer 16 including a semiconductor or an insulator may be provided in the. In this case, it is highly possible that the coercive force of the magnetic recording medium can be changed more rapidly with respect to temperature.

【００８４】上記の各態様に係る磁気記録媒体に対して
熱アシスト磁気記録を行う磁気記録装置では、磁気記録
媒体と磁気記録媒体に磁界を印加する手段との距離が１
００ｎｍより小さい条件で磁界が印加される。本発明に
よる磁気記録装置が従来のＨＤＤ装置に比べて優位性を
示すのは、線密度の大きな例えば１００Ｇｂ／ｉｎ²の
記録密度を担う場合である。そのような密度の分解能を
得るには、記録媒体との距離が１００ｎｍよりも小さい
ことが好ましい。より好ましくは、上記距離が５０ｎｍ
以下、さらに好ましくは３０ｎｍ以下である。In the magnetic recording apparatus for performing the thermally assisted magnetic recording on the magnetic recording medium according to each of the above aspects, the distance between the magnetic recording medium and the means for applying a magnetic field to the magnetic recording medium is 1
The magnetic field is applied under the condition of smaller than 00 nm. The magnetic recording device according to the present invention is superior to the conventional HDD device in the case of bearing a recording density of, for example, 100 Gb / in ² having a large linear density. In order to obtain such density resolution, it is preferable that the distance to the recording medium is smaller than 100 nm. More preferably, the distance is 50 nm
Or less, and more preferably 30 nm or less.

【００８５】[0085]

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。EXAMPLES Examples of the present invention will be described below.

【００８６】（実施例１）図１に示す構造を有する第１
の態様に係る磁気記録媒体（実施例１）を作製した。
３．５インチ径のガラス基板上に、厚さ約５０ｎｍのＭ
ｇＯシード層、厚さ約１０ｎｍのＰｔ下地層、厚さ約１
０ｎｍのＦｅＲｈ機能層、厚さ約１０ｎｍの（Ｆｅ₅₅Ｐ
ｔ₄₅）Ｃｕ₁₀記録層、厚さ約１ｎｍのカーボン保護層を
順次スパッタ法にて積層し、その後潤滑剤を塗布した。
スパッタ成膜時には基板を３００℃に加熱した。ＦｅＲ
ｈ機能層は４００〜４５０Ｋの範囲で反強磁性−強磁性
転移を示す。(Embodiment 1) First embodiment having the structure shown in FIG.
A magnetic recording medium (Example 1) according to the above aspect was produced.
M of about 50 nm thickness on 3.5 inch diameter glass substrate
gO seed layer, Pt underlayer about 10 nm thick, thickness about 1
FeRh functional layer of 0 nm, thickness (Fe ₅₅ P
t ₄₅ ) A Cu ₁₀ recording layer and a carbon protective layer having a thickness of about 1 nm were sequentially laminated by a sputtering method, and then a lubricant was applied.
The substrate was heated to 300 ° C. during the sputtering film formation. FeR
The h functional layer exhibits an antiferromagnetic-ferromagnetic transition in the range of 400 to 450K.

【００８７】比較例１として、ＦｅＲｈ機能層を設けな
い磁気記録媒体を作製した。すなわち、３．５インチ径
のガラス基板上に、厚さ約５０ｎｍのＭｇＯシード層、
厚さ約１０ｎｍのＰｔ下地層、厚さ約１０ｎｍのＦｅＲ
ｈ機能層、厚さ約１０ｎｍの（Ｆｅ₅₅Ｐｔ₄₅）Ｃｕ₁₀記
録層、厚さ約１ｎｍのカーボン保護層を順次スパッタ法
にて積層し、その後潤滑剤を塗布した。スパッタ成膜時
には基板を３００℃に加熱した。As Comparative Example 1, a magnetic recording medium having no FeRh functional layer was prepared. That is, on a glass substrate having a diameter of 3.5 inches, a MgO seed layer having a thickness of about 50 nm,
About 10 nm thick Pt underlayer, about 10 nm thick FeR
An h functional layer, a (Fe ₅₅ Pt ₄₅ ) Cu ₁₀ recording layer having a thickness of about ₁₀ nm, and a carbon protective layer having a thickness of about 1 nm were sequentially laminated by a sputtering method, and then a lubricant was applied. The substrate was heated to 300 ° C. during the sputtering film formation.

【００８８】比較例２として、従来の磁気記録媒体を作
製した。すなわち、３．５インチ径のガラス基板上に、
厚さ約５０ｎｍのＮｉＡｌシード層、厚さ約２０ｎｍの
Ｔｉ下地層、厚さ約１０ｎｍのＣｏＣｒ₂₀Ｐｔ₁₀記録
層、厚さ約１ｎｍのカーボン保護層を順次スパッタ法に
て積層し、その後潤滑剤を塗布した。As Comparative Example 2, a conventional magnetic recording medium was manufactured. That is, on a glass substrate with a diameter of 3.5 inches,
A NiAl seed layer with a thickness of about 50 nm, a Ti underlayer with a thickness of about ₂₀ nm, a CoCr ₂₀ Pt ₁₀ recording layer with a thickness of about ₁₀ nm, and a carbon protective layer with a thickness of about 1 nm were sequentially laminated by a sputtering method, and then a lubricant was used. Was applied.

【００８９】実施例１の磁気記録媒体における（Ｆｅ₅₅
Ｐｔ₄₅）Ｃｕ₁₀記録層は垂直成分にも残留磁化がある
が、３次元的にランダムな方向に磁気異方性の分布を持
つ磁気特性を示した。記録層の磁性粒子の直径は約６ｎ
ｍであった。記録層のＫu_RLは３×１０⁷ｅｒｇ／ｃｃで
あった。これは、スパッタリング時の基板加熱により記
録層中にＦｅ₅₀Ｐｔ₅₀規則相が形成されたためである。In the magnetic recording medium of Example 1, (Fe ₅₅
Although the Pt ₄₅ ) Cu ₁₀ recording layer has remanent magnetization even in the perpendicular component, it exhibits magnetic characteristics having a three-dimensional random magnetic anisotropy distribution. The diameter of the magnetic particles in the recording layer is about 6n
It was m. The Ku _RL of the recording layer was 3 × 10 ⁷ erg / cc. This is because the Fe ₅₀ Pt ₅₀ ordered phase was formed in the recording layer by heating the substrate during sputtering.

【００９０】比較例１の磁気記録媒体の場合、ＦｅＲｈ
機能層を設けずにＦｅＰｔＣｕ記録層を単層で用いてお
り保磁力が１５ｋＯｅを超えるため、記録を行うことは
困難である。また、比較例２の磁気記録媒体は垂直磁気
異方性を示し、３００Ｋにおける保磁力は３ｋＯｅであ
った。In the case of the magnetic recording medium of Comparative Example 1, FeRh
Since the FePtCu recording layer is used as a single layer without providing a functional layer and the coercive force exceeds 15 kOe, it is difficult to perform recording. The magnetic recording medium of Comparative Example 2 exhibited perpendicular magnetic anisotropy, and the coercive force at 300K was 3 kOe.

【００９１】図２０に、実施例１、比較例１および比較
例２の磁気記録媒体について保磁力の温度変化を示す。
図２０において、実線が実施例１、破線が比較例１、一
点鎖線が比較例２である。比較例１および２の媒体で
は、保磁力の急激な変化は見られず、温度とともに徐々
に保磁力が減少している。一方、実施例１の媒体では、
３００Ｋで保磁力が１５ｋＯｅであり通常の磁気ヘッド
では記録できないが、４００〜４５０Ｋ程度で保磁力が
急激に減少し始め、機能層が強磁性へと転移した後には
保磁力が２ｋＯｅまで減少して５００Ｋ以降は温度とと
もに徐々に保磁力が減少しており、十分に記録が可能に
なる。実施例１の媒体は、図６のような１段のヒステリ
シスループを示した。FIG. 20 shows the temperature change of the coercive force of the magnetic recording media of Example 1, Comparative Example 1 and Comparative Example 2.
In FIG. 20, the solid line represents Example 1, the broken line represents Comparative Example 1, and the alternate long and short dash line represents Comparative Example 2. In the media of Comparative Examples 1 and 2, no rapid change in coercive force was observed, and the coercive force gradually decreased with temperature. On the other hand, in the medium of Example 1,
The coercive force is 15 kOe at 300 K and cannot be recorded by an ordinary magnetic head, but the coercive force starts to sharply decrease at about 400 to 450 K, and the coercive force decreases to 2 kOe after the functional layer changes to ferromagnetic. After 500 K, the coercive force gradually decreases with temperature, and recording can be sufficiently performed. The medium of Example 1 showed a one-step hysteresis loop as shown in FIG.

【００９２】上記の保磁力の値は、計算から求められた
値よりも小さかった。この理由として、反磁界の影響、
磁気異方性のランダムな分布、初期層の形成、粒間相互
作用、膜中の不純物の影響などが考えられる。しかし、
計算に基づき、高Ｋuを有する記録層材料を用いて、保
磁力の小さい磁気記録媒体を得ることができた。The value of the above coercive force was smaller than the value calculated. The reason for this is the effect of demagnetizing field,
Random distribution of magnetic anisotropy, formation of initial layer, intergranular interaction, and influence of impurities in the film are considered. But,
Based on the calculation, it was possible to obtain a magnetic recording medium having a small coercive force by using a recording layer material having a high Ku.

【００９３】実施例１、比較例１および比較例２の磁気
記録媒体の動特性をＨＤＤの記録／再生評価装置により
評価した。媒体の回転数は４５００ｒｐｍとした。記録
ヘッドとして記録ギャップが２２０ｎｍのものを用い、
再生ヘッドとしてＧＭＲ素子を備え再生ギャップが１３
０ｎｍのものを用いた。浮上量と潤滑剤の厚さから磁気
スペーシングは３０ｎｍと推定された。一方、基板の裏
面に波長６６０ｎｍのレーザーを配置し、基板を通して
レーザービームを照射した。レーザースポットの直径は
ｅ^-2で約１μｍである。この際、精密なピエゾ素子によ
りヘッドを駆動させ、レーザービームの照射位置と記録
ヘッドのギャップ位置とを一致させた。The dynamic characteristics of the magnetic recording media of Example 1, Comparative Example 1 and Comparative Example 2 were evaluated by the HDD recording / reproducing evaluation apparatus. The rotation speed of the medium was 4500 rpm. A recording head with a recording gap of 220 nm is used.
It has a GMR element as a reproducing head and a reproducing gap of 13
The one with 0 nm was used. The magnetic spacing was estimated to be 30 nm from the flying height and the thickness of the lubricant. On the other hand, a laser having a wavelength of 660 nm was arranged on the back surface of the substrate, and a laser beam was irradiated through the substrate. The diameter of the laser spot is about 1 μm at e ⁻² . At this time, the head was driven by a precise piezo element so that the irradiation position of the laser beam and the gap position of the recording head coincided with each other.

【００９４】まず、実施例１、比較例１および比較例２
の磁気記録媒体についてレーザービームを照射しないで
磁気記録を試みた。記録電流は５０ｍＡまで変化させ
た。実施例１および比較例１の媒体では、再生信号はノ
イズがほとんどであり、十分な記録ができていないこと
がわかった。このことは記録層の保磁力と記録ヘッドの
記録能力から判断して当然の結果である。比較例２の媒
体は、記録電流３０ｍＡ以上でキャリア−ノイズ比（Ｃ
ＮＲ）が４０ｄＢ以上の記録が可能であった。First, Example 1, Comparative Example 1 and Comparative Example 2
Magnetic recording was attempted on the magnetic recording medium of No. 1 without irradiating a laser beam. The recording current was changed to 50 mA. It was found that in the mediums of Example 1 and Comparative Example 1, the reproduced signal contained almost no noise, and sufficient recording could not be performed. This is a natural result judging from the coercive force of the recording layer and the recording ability of the recording head. The medium of Comparative Example 2 has a carrier-noise ratio (C
Recording of NR) of 40 dB or more was possible.

【００９５】次に、実施例１、比較例１および比較例２
の磁気記録媒体についてレーザービームを照射しながら
記録を行った。照射するレーザーパワーをＤＣで３０ｍ
Ｗまで変化させて、照射パワーと再生信号のキャリア−
ノイズ比（ＣＮＲ）の関係を調べた。Next, Example 1, Comparative Example 1 and Comparative Example 2
Recording was performed on this magnetic recording medium while irradiating a laser beam. The laser power to irradiate is 30m in DC.
Irradiation power and carrier of reproduced signal by changing to W
The relationship of noise ratio (CNR) was investigated.

【００９６】記録電流４０ｍＡで２００ｋｆｃｉの単一
周波数記録を行った結果を図２１に示す。図２１におい
て、実線が実施例１、破線が比較例１、一点鎖線が比較
例２である。実施例１の媒体ではレーザーの照射パワー
が１５ｍＷ前後から急激にＣＮＲが向上している。これ
に対して、比較例１の媒体では約２５ｍＷ以上の照射パ
ワーでＣＮＲがわずかに増加する傾向が認められる程度
であった。これは、実施例１の媒体では機能層の反強磁
性−強磁性転移に伴い、急激に保磁力が減少して記録が
可能になるのに対し、比較例１の媒体では温度とともに
保磁力が徐々に減少し、約２５ｍＷ以上の照射パワーで
不十分ながらようやく記録できるようになるためであ
る。実施例１の媒体では照射パワーが大きすぎると、わ
ずかであるがＣＮＲが減少している。一方、比較例２の
媒体は照射パワーが増加するにしたがってＣＮＲが減少
する傾向を示した。これは、比較例２は実施例１および
比較例１に比べて磁気異方性エネルギー（保磁力）が小
さいため、レーザーの照射により媒体の温度が上昇し、
記録磁化が熱揺らぎのために一部反転してしまうためで
ある。FIG. 21 shows the result of recording a single frequency of 200 kfci with a recording current of 40 mA. In FIG. 21, the solid line indicates Example 1, the broken line indicates Comparative Example 1, and the alternate long and short dash line indicates Comparative Example 2. In the medium of Example 1, the CNR sharply improves from the laser irradiation power of around 15 mW. On the other hand, in the medium of Comparative Example 1, the CNR tended to slightly increase at an irradiation power of about 25 mW or higher. This is because in the medium of Example 1, the coercive force drastically decreases with the antiferromagnetic-ferromagnetic transition of the functional layer and recording becomes possible, whereas in the medium of Comparative Example 1, the coercive force changes with temperature. This is because the recording power gradually decreases, and it becomes possible to finally record although the irradiation power of about 25 mW or more is insufficient. When the irradiation power of the medium of Example 1 is too large, the CNR is slightly reduced. On the other hand, the medium of Comparative Example 2 showed a tendency that the CNR decreased as the irradiation power increased. This is because Comparative Example 2 has a smaller magnetic anisotropy energy (coercive force) than Example 1 and Comparative Example 1, so that the temperature of the medium increases due to laser irradiation,
This is because the recording magnetization is partially inverted due to thermal fluctuation.

【００９７】実施例１の結果から、通常では記録不可能
な大きな磁気異方性エネルギー（保磁力）を持つ記録層
に対して記録が可能となり、しかも記録直後の熱揺らぎ
耐性が向上することが確認できた。From the results of Example 1, it is possible to record on a recording layer having a large magnetic anisotropy energy (coercive force), which is normally impossible to record, and to improve the thermal fluctuation resistance immediately after recording. It could be confirmed.

【００９８】（実施例２）図１に示す構造を有する第１
の態様に係る磁気記録媒体（実施例２）を作製した。
３．５インチ径のガラス基板上に、厚さ約５０ｎｍのＳ
ｉ−Ｎ下地層、厚さ約５０ｎｍのＴｂ₂₂（Ｆｅ_0.7Ｃｏ
_0.3）機能層、Ｃｏ／Ｐｄ人工格子の記録層、厚さ約１
ｎｍのカーボン保護層を順次スパッタ法にて積層し、そ
の後潤滑剤を塗布した。Ｃｏ／Ｐｄ人工格子は０．８ｎ
ｍＰｄ上に０．２５ｎｍＣｏ／０．８ｎｍＰｄを２０周
期積層した構造を有する。これを０．８ｎｍＰｄ／
（０．２５ｎｍＣｏ／０．８ｎｍＰｄ）₂₀と表す。機能
層はフェリ磁性体であり、３００Ｋに補償点を持つよう
に各元素の組成を調整している。記録層、機能層ともに
大きな垂直成分の残留磁化を持つ垂直磁化膜となった。
３００Ｋでの保磁力は約１３ｋＯｅである。(Embodiment 2) First embodiment having the structure shown in FIG.
A magnetic recording medium (Example 2) according to this aspect was produced.
On a glass substrate with a diameter of 3.5 inches, S with a thickness of about 50 nm
i-N underlayer, Tb ₂₂ (Fe _0.7 Co with a thickness of about 50 nm)
_0.3 ) Functional layer, Co / Pd artificial lattice recording layer, thickness about 1
A carbon protective layer having a thickness of 1 nm was sequentially laminated by a sputtering method, and then a lubricant was applied. Co / Pd artificial lattice is 0.8n
It has a structure in which 20 cycles of 0.25 nm Co / 0.8 nm Pd are laminated on mPd. This is 0.8nmPd /
(0.25 nmCo / 0.8 nmPd) ₂₀ . The functional layer is a ferrimagnetic material, and the composition of each element is adjusted so as to have a compensation point at 300K. Both the recording layer and the functional layer became a perpendicular magnetization film with a large residual remanent magnetization.
The coercive force at 300K is about 13 kOe.

【００９９】比較例３として、Ｔｂ₂₂（Ｆｅ_0.7Ｃ
ｏ_0.3）機能層を設けない以外は実施例２と同じ構造を
有する磁気記録媒体を作製した。As Comparative Example 3, Tb ₂₂ (Fe _0.7 C
o _0.3 ) A magnetic recording medium having the same structure as in Example 2 except that the functional layer was not provided was produced.

【０１００】図２２に、実施例２および比較例３の磁気
記録媒体について保磁力の温度変化を示す。実施例２の
媒体では、機能層の保磁力が急激に減少する影響を受け
て、保磁力が急激に減少している。一方、比較例３の媒
体では保磁力は温度とともに単調に減少している。FIG. 22 shows the temperature change of the coercive force of the magnetic recording media of Example 2 and Comparative Example 3. In the medium of Example 2, the coercive force of the functional layer is abruptly decreased, and the coercive force is abruptly decreased. On the other hand, in the medium of Comparative Example 3, the coercive force monotonously decreases with temperature.

【０１０１】実施例２および比較例３の磁気記録媒体の
動特性をＨＤＤの記録／再生評価装置により評価した。
実施例２の媒体でも、レーザーの照射パワーが約１０ｍ
Ｗ以上で、急激にＣＮＲが向上する効果が得られた。Ｃ
ＮＲが向上する照射パワーの閾値が実施例２と実施例１
とで異なるのは、記録媒体のレーザービームに対する吸
収率、および熱伝導率、比熱などの熱物性が異なるため
である。The dynamic characteristics of the magnetic recording media of Example 2 and Comparative Example 3 were evaluated by the HDD recording / reproducing evaluation device.
Even in the medium of Example 2, the laser irradiation power is about 10 m.
When W or more, the effect of rapidly improving CNR was obtained. C
The threshold value of the irradiation power for improving the NR is Example 2 and Example 1.
The difference between and is that the absorptivity of the recording medium with respect to the laser beam and the thermophysical properties such as thermal conductivity and specific heat are different.

【０１０２】（実施例３）図１５に示す構造を有する第
２の態様に係る磁気記録媒体を作製した。２．５インチ
径のガラス基板上に、厚さ約５０ｎｍのＣｒ下地層、反
強磁性を示す厚さ約２５ｎｍのＩｒＭｎ機能層、厚さ約
２ｎｍのａ−Ｇｅ中間層、厚さ約２０ｎｍのＣｏＰｔＣ
ｒ−Ｏ記録層、厚さ約３ｎｍのカーボン保護層を順次ス
パッタ法にて積層し、その後潤滑剤を塗布した。Example 3 A magnetic recording medium according to the second aspect having the structure shown in FIG. 15 was produced. On a glass substrate having a diameter of 2.5 inches, a Cr underlayer having a thickness of about 50 nm, an IrMn functional layer having a thickness of about 25 nm showing antiferromagnetism, an a-Ge intermediate layer having a thickness of about 2 nm, and a thickness of about 20 nm. CoPtC
An RO recording layer and a carbon protective layer having a thickness of about 3 nm were sequentially stacked by a sputtering method, and then a lubricant was applied.

【０１０３】記録層の微細構造をＴＥＭにより調べたと
ころ、ＣｏＰｔＣｒの柱状磁性結晶粒子（直径約７ｎ
ｍ）が、アモルファスＣｏ−Ｏと微量のＣｒを含む非磁
性体によって分断された構造となっていた。記録層単独
の磁気特性は、面内方向に磁化容易軸を有し、ＶＳＭで
測定した室温での保磁力Ｈcは約５ｋＯｅと推定され
た。膜構造の塑性変化のため、キュリー温度の正確な同
定はできなかったが、２００℃までの温度依存性から外
挿すると、概ね３００℃と推定された。磁性粒子の粒径
が小さいため、熱揺らぎの影響が大きくなっているもの
と思われる。When the fine structure of the recording layer was examined by TEM, columnar magnetic crystal grains of CoPtCr (diameter about 7 n
m) had a structure divided by a non-magnetic material containing amorphous Co—O and a trace amount of Cr. The magnetic characteristics of the recording layer alone had an easy axis in the in-plane direction, and the coercive force Hc at room temperature measured by VSM was estimated to be about 5 kOe. Although the Curie temperature could not be accurately identified due to the plastic change of the film structure, it was estimated to be approximately 300 ° C by extrapolation from the temperature dependence up to 200 ° C. Since the particle size of the magnetic particles is small, it is considered that the effect of thermal fluctuation is large.

【０１０４】試料のＭＨループをＶＳＭにより測定し、
機能層と記録層との交換結合エネルギー面密度σの温度
変化を求めた結果を図２３に示す。この図の横軸は温
度、縦軸は交換結合エネルギー面密度σを室温での値σ
₀で規格化して示している。この図に示されるように、
中間層の存在により、機能層と記録層との交換結合相互
作用は高温まで室温と同等の値に維持され、機能層のＴ
_N（Ｔc）付近で急激に減少している。The MH loop of the sample was measured by VSM,
FIG. 23 shows the result of the temperature change of the exchange coupling energy areal density σ between the functional layer and the recording layer. The horizontal axis of this figure is temperature, and the vertical axis is the value σ of the exchange coupling energy surface density σ at room temperature.
It is shown standardized by ₀ . As shown in this figure,
Due to the presence of the intermediate layer, the exchange coupling interaction between the functional layer and the recording layer is maintained at a value equivalent to room temperature up to a high temperature.
It decreases sharply near _N (Tc).

【０１０５】上記の磁気記録媒体の動特性をＨＤＤの記
録／再生評価装置により評価した。記録媒体の回転数は
４５００ｒｐｍとした。記録ヘッドとして記録ギャップ
が２００ｎｍのものを用い、再生ヘッドとしてＧＭＲ素
子を備え再生ギャップが１１０ｎｍのものを用いた。浮
上量と潤滑剤の厚さから磁気スペーシングは３０ｎｍと
推定された。一方、基板の裏面に波長６３３ｎｍのレー
ザーおよび外部低浮上レンズを配置した。外部低浮上レ
ンズと基板の両方でＳＩＬレンズとなるように設計し
て、機能層／中間層／記録層の部分でレーザービームが
焦点を結ぶようにした。レーザースポットの直径がＦＷ
ＨＭで約５００ｎｍとなるように調節して局所加熱し
た。この際、精密なピエゾ素子によりヘッドを駆動さ
せ、光の照射位置と記録ヘッドのギャップ位置とを一致
させた。The dynamic characteristics of the above magnetic recording medium were evaluated by a HDD recording / reproducing evaluation device. The rotation speed of the recording medium was 4500 rpm. A recording head having a recording gap of 200 nm was used, and a reproducing head having a GMR element and a reproducing gap of 110 nm was used. The magnetic spacing was estimated to be 30 nm from the flying height and the thickness of the lubricant. On the other hand, a laser having a wavelength of 633 nm and an external low flying lens were arranged on the back surface of the substrate. Both the external low-flying lens and the substrate were designed to be SIL lenses, and the laser beam was focused at the functional layer / intermediate layer / recording layer portion. The diameter of the laser spot is FW
Local heating was performed by adjusting HM to about 500 nm. At this time, the head was driven by a precise piezo element to match the light irradiation position with the gap position of the recording head.

【０１０６】まずレーザービームを照射しないで磁気記
録を試みた。再生信号はノイズがほとんどであり、十分
な記録ができていないことがわかった。このことは記録
層の保磁力と記録ヘッドの記録能力から判断して当然の
結果である。First, magnetic recording was tried without irradiating a laser beam. It was found that the reproduced signal contained almost no noise, and sufficient recording could not be performed. This is a natural result judging from the coercive force of the recording layer and the recording ability of the recording head.

【０１０７】次に、レーザービームを照射しながら記録
を行った。別の実験とシミュレーションにより、あらか
じめ照射パワーと媒体の温度上昇との関係を求めてお
き、照射するレーザーパワーから再生信号のＣＮ比（Ｃ
ＮＲ）の媒体温度依存性を調べた。Next, recording was performed while irradiating a laser beam. The relationship between the irradiation power and the temperature rise of the medium is obtained in advance by another experiment and simulation, and the CN ratio (C
The medium temperature dependence of (NR) was investigated.

【０１０８】４００ｋｆｃｉの単一周波数記録をおこな
った結果を図２４に模式的に示す。Ｔw＝１００〜３０
０℃の範囲で信号の記録が可能であることがわかった。
記録可能限界条件でのＣＮＲはほぼ１０ｄＢであり、実
際のＨＤＤシステムに用いるにはあまりにも低い値であ
る。しかし、本発明による記録方式の原理を確認するに
は十分である。記録周波数をもっと低くするか、または
媒体の磁気特性を調整することによってＣＮＲの改善を
図ることは十分に可能である。The result of recording a single frequency of 400 kfci is schematically shown in FIG. Tw = 100-30
It was found that the signal can be recorded in the range of 0 ° C.
The CNR under the recordable limit condition is about 10 dB, which is too low for use in an actual HDD system. However, it is sufficient to confirm the principle of the recording method according to the present invention. It is quite possible to improve the CNR by lowering the recording frequency or adjusting the magnetic characteristics of the medium.

【０１０９】次に、中間層としてａ−Ｇｅの代わりに、
ＺｎＳｅまたはＮｉＯを用い、図１５と同様な磁気記録
媒体を作製した。上記と同様に、試料のＭＨループをＶ
ＳＭにより測定し、機能層と記録層との交換結合相互作
用の温度変化を求めた結果を図２５に示す。この図に示
されるように、ａ−Ｇｅの場合（図２３）と同様に、中
間層としてＺｎＳｅまたはＮｉＯを用いた場合にも、機
能層と記録層との交換結合相互作用は高温まで室温と同
等の値に維持され、機能層のＴ_N（Ｔc）付近で急激に減
少している。Next, instead of a-Ge as the intermediate layer,
A magnetic recording medium similar to that shown in FIG. 15 was prepared using ZnSe or NiO. As in the above, the MH loop of the sample is
FIG. 25 shows the result of the temperature change of the exchange coupling interaction between the functional layer and the recording layer, which was measured by SM. As shown in this figure, as in the case of a-Ge (FIG. 23), even when ZnSe or NiO is used as the intermediate layer, the exchange coupling interaction between the functional layer and the recording layer remains at room temperature up to a high temperature. It is maintained at an equivalent value, and sharply decreases near T _N (Tc) of the functional layer.

【０１１０】[0110]

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、熱
揺らぎ限界を超える高密度記録を実現でき、しかも熱揺
らぎによる磁化再反転を防止できる磁気記録媒体および
磁気記録装置を提供することができる。As described in detail above, according to the present invention, it is possible to provide a magnetic recording medium and a magnetic recording device capable of realizing high-density recording exceeding the thermal fluctuation limit and preventing re-reversal of magnetization due to thermal fluctuation. You can

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】本発明の第１の態様に係る磁気記録媒体と磁界
印加手段と加熱手段を示す模式図。FIG. 1 is a schematic diagram showing a magnetic recording medium, a magnetic field applying unit, and a heating unit according to a first aspect of the present invention.

【図２】本発明の第１の態様において想定している、理
想的な保磁力の温度変化を示す模式図。FIG. 2 is a schematic diagram showing an ideal temperature change of coercive force, which is assumed in the first embodiment of the present invention.

【図３】図１の機能層と記録層の部分のみを取り出しモ
ーメント（スピン）Ｓの向きを示した模式図。FIG. 3 is a schematic diagram showing the orientation of a moment (spin) S for taking out only the functional layer and recording layer portions of FIG.

【図４】典型的な交換結合二層膜の模式図。FIG. 4 is a schematic diagram of a typical exchange coupling bilayer membrane.

【図５】交換結合二層膜のヒステリシスループの一例を
示す図。FIG. 5 is a diagram showing an example of a hysteresis loop of an exchange coupling bilayer film.

【図６】交換結合二層膜のヒステリシスループの他の例
を示す図。FIG. 6 is a diagram showing another example of the hysteresis loop of the exchange coupled bilayer film.

【図７】機能層の飽和磁化の温度変化を示す図。FIG. 7 is a diagram showing a temperature change of saturation magnetization of a functional layer.

【図８】記録層の飽和磁化の温度変化を示す図。FIG. 8 is a diagram showing a temperature change of saturation magnetization of a recording layer.

【図９】記録層の磁気異方性エネルギーの温度変化を示
す図。FIG. 9 is a diagram showing changes in magnetic anisotropy energy of a recording layer with temperature.

【図１０】機能層の磁気異方性エネルギーの温度変化を
示す図。FIG. 10 is a view showing a temperature change of magnetic anisotropy energy of a functional layer.

【図１１】交換結合二層膜の保磁力の温度変化について
の計算結果を示す図。FIG. 11 is a diagram showing a calculation result of a change in coercive force of an exchange-coupled bilayer film with temperature.

【図１２】機能層の飽和磁化の温度変化を示す図。FIG. 12 is a diagram showing a temperature change of saturation magnetization of a functional layer.

【図１３】機能層の磁気異方性エネルギーの温度変化を
示す図。FIG. 13 is a diagram showing a temperature change of magnetic anisotropy energy of a functional layer.

【図１４】交換結合二層膜の保磁力の温度変化について
の計算結果を示す図。FIG. 14 is a diagram showing a calculation result of a change in coercive force of an exchange coupled bilayer film with temperature.

【図１５】本発明の第２の態様に係る磁気記録媒体と磁
界印加手段と加熱手段を示す模式図。FIG. 15 is a schematic diagram showing a magnetic recording medium, a magnetic field applying unit, and a heating unit according to a second aspect of the present invention.

【図１６】本発明の第２の態様に係る磁気記録媒体の記
録動作を説明する図。FIG. 16 is a diagram illustrating a recording operation of the magnetic recording medium according to the second aspect of the present invention.

【図１７】本発明の第２の態様に係る磁気記録媒体の磁
気異方性エネルギー密度Ｋuと磁化反転ユニットの体積
Ｖの温度に対する変化を示す模式図。FIG. 17 is a schematic diagram showing changes with respect to temperature in the magnetic anisotropy energy density Ku and the volume V of the magnetization reversal unit of the magnetic recording medium according to the second aspect of the present invention.

【図１８】交換結合相互作用定数Ｊの変化がリニアまた
は一定である場合の、保磁力の温度変化を計算した一例
を示す図。FIG. 18 is a diagram showing an example of calculation of temperature change of coercive force when the change of exchange coupling interaction constant J is linear or constant.

【図１９】交換結合相互作用定数Ｊの変化がリニアまた
は一定である場合の、保磁力の温度変化を計算した他の
例を示す図。FIG. 19 is a diagram showing another example of calculating the temperature change of the coercive force when the change of the exchange coupling interaction constant J is linear or constant.

【図２０】実施例１、比較例１および比較例２の磁気記
録媒体について保磁力の温度変化を示す図。FIG. 20 is a diagram showing a change in coercive force with temperature for the magnetic recording media of Example 1, Comparative Example 1 and Comparative Example 2.

【図２１】実施例１、比較例１および比較例２の磁気記
録媒体について単一周波数記録を行ったときのＣＮＲを
示す図。FIG. 21 is a diagram showing CNR when single frequency recording is performed on the magnetic recording media of Example 1, Comparative Example 1 and Comparative Example 2.

【図２２】実施例２および比較例３の磁気記録媒体につ
いて保磁力の温度変化を示す図。FIG. 22 is a diagram showing a change in coercive force with temperature for the magnetic recording media of Example 2 and Comparative Example 3.

【図２３】実施例３の磁気記録媒体について機能層と記
録層との交換結合相互作用の温度変化を示す図。FIG. 23 is a diagram showing a temperature change of exchange coupling interaction between a functional layer and a recording layer in the magnetic recording medium of Example 3;

【図２４】実施例３の磁気記録媒体について単一周波数
記録を行ったときのＣＮＲを示す図。FIG. 24 is a diagram showing CNR when single frequency recording is performed on the magnetic recording medium of Example 3;

【図２５】実施例３の他の磁気記録媒体について機能層
と記録層との交換結合相互作用の温度変化を示す図。FIG. 25 is a diagram showing a temperature change of exchange coupling interaction between a functional layer and a recording layer of another magnetic recording medium of Example 3;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１１…基板 １２…下地層 １３…機能層 １４…磁気記録層 １５…保護層 １６…中間層 ２１…レーザー ２２…磁気ヘッド ３１…磁性粒子 ３２…非磁性体 11 ... Substrate 12 ... Underlayer 13 ... Functional layer 14 ... Magnetic recording layer 15 ... Protective layer 16 ... Middle layer 21 ... Laser 22 ... Magnetic head 31 ... Magnetic particles 32 ... Non-magnetic material

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 甲斐 正 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者 前田 知幸 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者 秋山 純一 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝研究開発センター内 Ｆターム(参考） 5D006 BB01 BB05 CA01 CA05 CA06 DA03 EA03 FA00 5E049 AA01 AA04 AA07 AA09 AC05 BA06 CB02 DB12    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Tadashi Kai             1st Komukai Toshiba-cho, Sachi-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa             Inside the Toshiba Research and Development Center (72) Inventor Tomoyuki Maeda             1st Komukai Toshiba-cho, Sachi-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa             Inside the Toshiba Research and Development Center (72) Inventor Junichi Akiyama             1st Komukai Toshiba-cho, Sachi-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa             Inside the Toshiba Research and Development Center F-term (reference) 5D006 BB01 BB05 CA01 CA05 CA06                       DA03 EA03 FA00                 5E049 AA01 AA04 AA07 AA09 AC05                       BA06 CB02 DB12

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 基板と、局所加熱による記録温度におけ
る飽和磁化が室温における飽和磁化よりも大きい機能層
と、室温における磁気異方性エネルギー密度Ｋu_RLが、
前記機能層の室温における磁気異方性エネルギー密度Ｋ
u_FLよりも大きく、かつ５×１０⁶ｅｒｇ／ｃｃ以上であ
る磁気記録層とを具備したことを特徴とする磁気記録媒
体。1. A substrate, a functional layer having a saturation magnetization at a recording temperature by local heating larger than a saturation magnetization at room temperature, and a magnetic anisotropy energy density Ku _RL at room temperature,
Magnetic anisotropy energy density K of the functional layer at room temperature
A magnetic recording medium having a magnetic recording layer which is larger than u _FL and is 5 × 10 ⁶ erg / cc or more. 【請求項２】 前記機能層が、室温で反強磁性または常
磁性を示し、温度Ｔfで強磁性へ変化することを特徴と
する請求項１に記載の磁気記録媒体。2. The magnetic recording medium according to claim 1, wherein the functional layer exhibits antiferromagnetism or paramagnetism at room temperature and changes to ferromagnetism at a temperature Tf. 【請求項３】 前記機能層が、ＦｅおよびＲｈを含有す
る合金を含むことを特徴とする請求項２に記載の磁気記
録媒体。3. The magnetic recording medium according to claim 2, wherein the functional layer contains an alloy containing Fe and Rh. 【請求項４】 前記機能層が、室温近傍に補償点を有す
るフェリ磁性体を含むことを特徴とする請求項１に記載
の磁気記録媒体。4. The magnetic recording medium according to claim 1, wherein the functional layer includes a ferrimagnetic material having a compensation point near room temperature. 【請求項５】 前記機能層が、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎ
ｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅ
ｒ、Ｔｍ、ＹｂおよびＬｕからなる群より選択される少
なくとも１種の希土類元素と、Ｆｅ、ＣｏおよびＮｉか
らなる群より選択される少なくとも１種の遷移金属元素
とを含有する非晶質合金を含むことを特徴とする請求項
４に記載の磁気記録媒体。5. The functional layer comprises La, Ce, Pr, N
d, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, E
An amorphous alloy containing at least one rare earth element selected from the group consisting of r, Tm, Yb and Lu, and at least one transition metal element selected from the group consisting of Fe, Co and Ni. The magnetic recording medium according to claim 4, comprising: 【請求項６】 基板と、反強磁性、フェリ磁性または強
磁性を示す材料を含む機能層と、半導体または絶縁体を
含む中間層と、磁気記録層とを具備し、室温において前
記機能層と前記磁気記録層とは前記中間層を介して交換
結合相互作用を及ぼすように積層されていることを特徴
とする磁気記録媒体。6. A functional layer comprising a substrate, a functional layer containing a material exhibiting antiferromagnetism, ferrimagnetism or ferromagnetism, an intermediate layer containing a semiconductor or an insulator, and a magnetic recording layer, the functional layer being at room temperature. A magnetic recording medium, wherein the magnetic recording layer is laminated so as to exert an exchange coupling interaction with the intermediate layer. 【請求項７】 前記記録層のキュリー温度ＴcRと前記機
能層のキュリー温度ＴcFとが、ＴcR＞ＴcFの関係を満た
すことを特徴とする請求項６に記載の磁気記録媒体。7. The magnetic recording medium according to claim 6, wherein the Curie temperature TcR of the recording layer and the Curie temperature TcF of the functional layer satisfy the relationship of TcR> TcF. 【請求項８】 基板と、局所加熱による記録温度におけ
る飽和磁化が室温における飽和磁化よりも大きい機能層
と、半導体または絶縁体を含む中間層と、室温における
磁気異方性エネルギー密度Ｋu_RLが、前記機能層の室温
における磁気異方性エネルギー密度Ｋu_FLよりも大き
く、かつ５×１０⁶ｅｒｇ／ｃｃ以上である磁気記録層
とを具備したことを特徴とする磁気記録媒体。8. A substrate, a functional layer having a saturation magnetization at a recording temperature by local heating larger than a saturation magnetization at room temperature, an intermediate layer containing a semiconductor or an insulator, and a magnetic anisotropy energy density Ku _RL at room temperature, A magnetic recording medium comprising a magnetic recording layer having a magnetic anisotropic energy density Ku _FL at room temperature of the functional layer of 5 × 10 ⁶ erg / cc or more. 【請求項９】 前記記録層が、Ｆｅ−Ｐｔ合金、Ｆｅ−
Ｐｄ合金、Ｃｏ−Ｐｔ合金およびＣｏ−Ｐｄ合金からな
る群より選択される合金を含むことを特徴とする請求項
１ないし８のいずれかに記載の磁気記録媒体。9. The recording layer comprises Fe—Pt alloy, Fe—
9. The magnetic recording medium according to claim 1, comprising an alloy selected from the group consisting of a Pd alloy, a Co-Pt alloy and a Co-Pd alloy. 【請求項１０】 請求項１ないし９のいずれかに記載の
磁気記録媒体と、前記磁気記録媒体を加熱する手段と、
前記磁気記録媒体に磁界を印加する手段とを具備したこ
とを特徴とする磁気記録装置。10. A magnetic recording medium according to claim 1, and means for heating the magnetic recording medium,
A magnetic recording apparatus comprising: a unit for applying a magnetic field to the magnetic recording medium.