JP2008262677A - Method of manufacturing small particles - Google Patents

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Nobutaka Ihara
宣孝 井原
Takuya Uzumaki
拓也 渦巻
Atsushi Tanaka
厚志 田中
Satoru Momose
悟 百瀬
Hiroki Kodama
宏喜 児玉
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a composite material for relatively easily and uniformly filling a small hole with a magnetic material and a method of manufacturing the composite material, and a polycrystal structure film for sufficiently controlling the size or distribution of a crystal nucleus. <P>SOLUTION: The composite material 39 includes a non-magnetic substrate 41. Small holes 42 are provided on a surface of the substrate 41. Magnetic small particles 43 are provided in the small holes 42. In the composite material 39, the small particles 43 can be reliably provided in the small holes 42. In addition, the small holes 42 can be regularly arranged. The small particles 43 can be regularly arranged in accordance with the small holes 42. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、例えばハードディスク(HD)といった磁気記録媒体に使用されることができる複合材、構造体およびその製造方法、多結晶構造膜並びに微小粒子の製造方法に関する。   The present invention relates to a composite material that can be used for a magnetic recording medium such as a hard disk (HD), a structure, a manufacturing method thereof, a polycrystalline structure film, and a manufacturing method of fine particles.

例えばハードディスクといった磁気記録媒体の分野ではいわゆるナノホールといった微小ホールは広く知られる。こうした微小ホールは例えば基板上でアルミナ膜の表面に穿たれる。アルミナ膜の表面で微小ホールは微細な間隔で規則的に配列される。微小ホールには例えばCoやCo系合金といった磁性体が充填される。微小ホールごとに磁性結晶粒は形作られる。磁気記録媒体では磁気情報の記録密度は高められることができる。   For example, in the field of magnetic recording media such as hard disks, minute holes such as so-called nanoholes are widely known. Such minute holes are made, for example, on the surface of the alumina film on the substrate. Microholes are regularly arranged at fine intervals on the surface of the alumina film. The minute holes are filled with a magnetic material such as Co or a Co-based alloy. Magnetic grains are formed for each minute hole. In the magnetic recording medium, the recording density of magnetic information can be increased.

例えば日本国特開平11−224422号公報や日本国特開2002−175621号公報に記載されるように、微小ホールへの磁性体の充填にあたって真空蒸着法やスパッタリング法、電気メッキ法は用いられる。こうした方法では記録磁性層の表面に余分な磁性体は堆積する。余分な磁性体は研磨やエッチング、イオンミリングに基づき除去されなければならない。しかも、微小ホールのアスペクト比が大きい場合には、磁性体は微小ホールに均一に充填されることができない。   For example, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-224422 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-175621, a vacuum deposition method, a sputtering method, and an electroplating method are used for filling a magnetic material into a minute hole. In such a method, excess magnetic material is deposited on the surface of the recording magnetic layer. Excess magnetic material must be removed by polishing, etching, or ion milling. In addition, when the aspect ratio of the minute holes is large, the magnetic material cannot be uniformly filled into the minute holes.

鉄白金(FePt)のナノ粒子を利用した磁気記録媒体は提案される。磁気記録媒体の製造にあたって、例えばオレイン酸やオレイルアミンに包まれたナノ粒子は準備される。こういったナノ粒子は例えばヘキサンといった有機溶剤中で保存される。ナノ粒子は磁気記録媒体の基板に有機溶剤とともに塗布される。   A magnetic recording medium using nanoparticles of iron platinum (FePt) is proposed. In manufacturing the magnetic recording medium, for example, nanoparticles encapsulated in oleic acid or oleylamine are prepared. These nanoparticles are stored in an organic solvent such as hexane. The nanoparticles are applied to the substrate of the magnetic recording medium together with an organic solvent.

その後、ナノ粒子にはアニール処理が施される。このアニール処理に基づきナノ粒子は結晶化する。しかしながら、これまでのところ、こういったアニール処理が実施されると大きな熱エネルギに基づきナノ粒子の融合が引き起こされてしまう。その結果、結晶粒は肥大化してしまう。   Thereafter, the nanoparticles are annealed. Based on this annealing treatment, the nanoparticles crystallize. However, so far, when such an annealing process is performed, fusion of nanoparticles is caused based on large thermal energy. As a result, the crystal grains are enlarged.

記録磁性層には広く磁性多結晶層が用いられる。磁性多結晶層で結晶粒の微細化が達成されれば、いま以上に磁気情報の記録密度は高められることができる。こういった結晶粒の微細化にあたっていわゆるシード層すなわち微細な結晶核は用いられる。シード層上で磁性材料のスパッタリングが実施されると、結晶核から微細な結晶粒は成長することができる。   A magnetic polycrystalline layer is widely used for the recording magnetic layer. If crystal grain refinement is achieved in the magnetic polycrystalline layer, the recording density of magnetic information can be further increased. A so-called seed layer, that is, a fine crystal nucleus, is used for such refinement of crystal grains. When sputtering of the magnetic material is performed on the seed layer, fine crystal grains can be grown from the crystal nucleus.

シード層の形成にあたってスパッタリングは用いられる。基板上ではスパッタリングに基づき例えば金属材料の超薄膜が形成される。堆積した超薄膜に加熱処理が施されると、超薄膜中で微細な結晶核は形成されることができる。しかしながら、こういった超薄膜では、結晶核の大きさや分散は十分に制御されることができない。その結果、磁性多結晶層では結晶粒の大きさや分布にばらつきが生じてしまう。   Sputtering is used to form the seed layer. On the substrate, for example, an ultra-thin film of a metal material is formed by sputtering. When the deposited ultrathin film is subjected to heat treatment, fine crystal nuclei can be formed in the ultrathin film. However, in such an ultra-thin film, the size and dispersion of crystal nuclei cannot be sufficiently controlled. As a result, the crystal grain size and distribution vary in the magnetic polycrystalline layer.

例えば日本国特開2000−54012号公報に開示されるように、いわゆるポリオール法に基づくナノ金属粒子の製造方法は広く知られる。このポリオール法は例えばコバルト粒子の生成にあたって広く用いられる。還元剤すなわちジオールの働きで酢酸コバルトといった塩からコバルトは還元される。しかしながら、このポリオール法ではナノ粒子同士の凝集が引き起こされやすい。特に、金属合金のナノ粒子が製造される場合にはナノ粒子の肥大化は回避されることができない。
日本国特開2000−46430号公報 Sun et al.「Monodisperse FePt Nanoparticles and Ferromagnetic FePt Nanocrystal Superlattices」,Science,Vol 287,2000年3月,p.1989−1992 Sun et al.「Self Assembling Magnetic Nanomaterials」,J.Mag.Soc.Japan,Vol 25,2001年,p.1434−1440 Masuda et al.「Highly ordered nanochannel−array architecture in anodic alumina」,Appl.Phys.Lett.71(19),1997年11月,p.2770−2772 高橋 秀明 「アルミニウムの酸化皮膜の構造と性質(Structure and Property of Oxide Films Formed on Aluminum)」,表面科学 第9巻 第9号,1988年,p.76−82
For example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-54012, a method for producing nano metal particles based on a so-called polyol method is widely known. This polyol method is widely used, for example, in producing cobalt particles. Cobalt is reduced from a salt such as cobalt acetate by the action of a reducing agent, that is, a diol. However, this polyol method tends to cause aggregation of nanoparticles. In particular, when metal alloy nanoparticles are produced, enlargement of the nanoparticles cannot be avoided.
Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-46430 Sun et al. “Monodisperse FePt Nanoparticulars and Ferromagnetic FePt Nanocrystalline Superlattices”, Science, Vol 287, March 2000, p. 1989-1992 Sun et al. “Self Assembling Magnetic Nanomaterials”, J. Am. Mag. Soc. Japan, Vol 25, 2001, p. 1434-1440 Masuda et al. “Highly ordered nanochannel-array architecture in anodal alumina”, Appl. Phys. Lett. 71 (19), November 1997, p. 2770-2772 Hideaki Takahashi “Structure and Property of Oxide Films Formed on Aluminum”, Surface Science Vol. 9, No. 9, 1988, p. 76-82

本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、比較的に簡単に微小ホールに均一に磁性体を充填することができる複合材およびその製造方法を提供することを目的とする。本発明は、これまで以上に微細な結晶粒を形成することができる構造体およびその製造方法を提供することを目的とする。本発明は、結晶核の大きさや分散を十分に制御することができる多結晶構造膜を提供することを目的とする。本発明は、比較的に簡単に微細で均一な微小粒子の製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a composite material capable of filling a magnetic material uniformly into a minute hole relatively easily and a method for manufacturing the same. An object of this invention is to provide the structure which can form a crystal grain finer than before, and its manufacturing method. An object of the present invention is to provide a polycrystalline structure film that can sufficiently control the size and dispersion of crystal nuclei. An object of the present invention is to provide a method for producing fine and uniform fine particles relatively easily.

上記目的を達成するために、第1発明によれば、基体と、基体の表面に穿たれる微小ホール内に配置される微小粒子とを備えることを特徴とする複合材が提供される。   In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, there is provided a composite material comprising a base and microparticles arranged in a microhole formed in the surface of the base.

こうした複合材では、微小粒子は微小ホール内に確実に配置されることができる。すなわち、微小粒子は微小ホール内に完全に収容される。しかも、微小ホールの位置は規則的に制御されることができる。こうした微小ホールに基づき微小粒子は規則的に配置されることができる。   In such a composite material, the microparticles can be reliably arranged in the microhole. That is, the microparticles are completely accommodated in the microhole. Moreover, the position of the minute holes can be controlled regularly. The microparticles can be regularly arranged based on such microholes.

こういった複合材では、基体の表面に積層されて、微小ホール内に微小粒子を閉じ込める被覆層が形成されてもよい。こういった被覆層によれば微小粒子は微小ホール内に完全に収容される。基体の表面に微小粒子は存在しない。   In such a composite material, a coating layer may be formed that is laminated on the surface of the substrate to confine the fine particles in the fine holes. According to such a coating layer, the fine particles are completely accommodated in the fine holes. There are no microparticles on the surface of the substrate.

以上のような複合材では、基体および微小粒子のうち一方は磁性体から構成され、他方は非磁性体から構成されてもよい。その一方で、基体および微小粒子のうち一方は導電体から構成され、他方は絶縁体から構成されてもよい。   In the composite material as described above, one of the base and the fine particles may be made of a magnetic material, and the other may be made of a non-magnetic material. On the other hand, one of the base and the fine particles may be made of a conductor, and the other may be made of an insulator.

こうした複合材では、微小粒子は金属元素から構成されればよい。微小粒子は結晶粒から構成されてもよい。微小粒子では、基体の表面に直交する垂直方向に磁化容易軸が確立されてもよい。微小ホールの直径は4nm〜50nmの範囲で設定されればよく、深さは2〜10のアスペクト比で設定されればよい。   In such a composite material, the fine particles may be composed of a metal element. The fine particles may be composed of crystal grains. In the case of fine particles, an easy magnetization axis may be established in a direction perpendicular to the surface of the substrate. The diameter of the minute hole may be set in a range of 4 nm to 50 nm, and the depth may be set in an aspect ratio of 2 to 10.

第2発明によれば、表面に穿たれる微小ホールを有する基体を用意する工程と、基体の表面に、特定の溶媒中に微小粒子を含む液体を塗布する工程と、微小ホールから基体の表面に溢れる微小粒子を拭い去る工程とを備えることを特徴とする複合材の製造方法が提供される。   According to the second invention, a step of preparing a substrate having microholes perforated on the surface, a step of applying a liquid containing microparticles in a specific solvent to the surface of the substrate, and a surface of the substrate from the microholes And a step of wiping away the fine particles overflowing. The method for producing a composite material is provided.

以上のような製造方法によれば、基体の表面に、特定の溶媒中に微小粒子を含む液体が塗布されることから、微小粒子は比較的に簡単に微小ホール内に流れ込むことができる。微小粒子は微小ホール内に均一に充填されることができる。こうした微小粒子を含む液体の塗布にあたってスピンコート法またはディップ法が実施されればよい。   According to the manufacturing method as described above, since the liquid containing the microparticles in the specific solvent is applied to the surface of the substrate, the microparticles can flow into the microholes relatively easily. The fine particles can be uniformly filled in the fine holes. A spin coat method or a dip method may be performed for applying a liquid containing such fine particles.

以上のような複合材の製造にあたって、基体および微小粒子のうち一方は磁性体から構成され、他方は非磁性体から構成されてもよい。微小ホールの直径は4nm〜50nm程度に設定されればよく、深さは2〜10のアスペクト比で設定されればよい。   In manufacturing the composite material as described above, one of the base and the fine particles may be made of a magnetic material, and the other may be made of a non-magnetic material. The diameter of the minute hole may be set to about 4 nm to 50 nm, and the depth may be set with an aspect ratio of 2 to 10.

なお、以上のような複合材は、例えばハードディスク(HD)といった垂直磁気記録媒体に利用されてもよく、その他の磁気記録媒体に利用されてもよい。   The composite material as described above may be used for a perpendicular magnetic recording medium such as a hard disk (HD), or may be used for other magnetic recording media.

第3発明によれば、微小粒子の集合体と、微小粒子同士の間に存在する炭素原子とを備え、微小粒子を構成する原子の原子数および炭素原子の原子数の総計に対して炭素原子単独の原子数は45原子%〜96原子%の範囲に設定されることを特徴とする構造体が提供される。   According to the third aspect of the present invention, an aggregate of microparticles and a carbon atom existing between the microparticles are provided, and the carbon atoms with respect to the total number of atoms constituting the microparticles and the number of carbon atoms. A structure is provided in which the number of single atoms is set in a range of 45 atomic% to 96 atomic%.

こうした微小粒子の直径は1nm〜30nmの範囲で設定されればよい。微小粒子は、Fe、CoおよびNiの少なくともいずれかを含む磁性体で構成されればよい。また、微小粒子には結晶粒が含まれればよい。   The diameter of such fine particles may be set in the range of 1 nm to 30 nm. The fine particles may be made of a magnetic material containing at least one of Fe, Co, and Ni. Further, the fine particles may include crystal grains.

第4発明によれば、対象物の表面に、有機化合物で包まれる微小金属粒子を含む有機溶剤を塗布する工程と、有機溶剤の乾燥後に、真空環境下で微小金属粒子にアニール処理を施す工程とを備え、微小金属粒子を構成する原子の原子数と有機化合物中の炭素原子の原子数との総計に対して有機化合物中の炭素原子の原子数は45原子%〜96原子%の範囲に設定されることを特徴とする構造体の製造方法が提供される。   According to 4th invention, the process of apply | coating the organic solvent containing the fine metal particle wrapped by the organic compound on the surface of a target object, and the process of annealing a fine metal particle in a vacuum environment after drying of the organic solvent The number of carbon atoms in the organic compound is in the range of 45 atomic% to 96 atomic% with respect to the total number of atoms constituting the fine metal particles and the number of carbon atoms in the organic compound. Provided is a method for manufacturing a structure characterized by being set.

かかる製造方法によれば、比較的に多量の有機化合物の働きで、アニール処理の実施にも拘わらず微小金属粒子の凝集は回避されることができる。微小金属粒子は微細な結晶粒のまま維持される。   According to such a manufacturing method, agglomeration of fine metal particles can be avoided by the action of a relatively large amount of organic compound regardless of the annealing treatment. The fine metal particles are maintained as fine crystal grains.

こういった製造方法は、アニール処理の実施に先立って、不活性ガス雰囲気下で有機化合物に加熱処理を施す工程をさらに備えてもよい。こうした製造方法によれば、有機安定剤の増量にも拘わらず、微小金属粒子および有機安定剤で構成される層の表面には平坦面が確立されることができる。   Such a manufacturing method may further include a step of performing a heat treatment on the organic compound in an inert gas atmosphere prior to performing the annealing treatment. According to such a production method, a flat surface can be established on the surface of the layer composed of the fine metal particles and the organic stabilizer, despite the increase in the amount of the organic stabilizer.

第5発明によれば、基層と、基層の表面に配置される微小粒子と、微小粒子に基づき成長する結晶粒を含む結晶層とを備えることを特徴とする多結晶構造膜が提供される。   According to the fifth aspect of the present invention, there is provided a polycrystalline structure film comprising a base layer, microparticles disposed on the surface of the base layer, and a crystal layer including crystal grains that grow based on the microparticles.

こういった多結晶構造膜によれば、結晶層の結晶粒は微小粒子に基づき成長する。微小粒子の大きさや分散は十分に制御されることから、結晶層では結晶粒の大きさや分布は確実に制御されることができる。   According to such a polycrystalline structure film, the crystal grains of the crystal layer grow based on the fine particles. Since the size and dispersion of the fine particles are sufficiently controlled, the size and distribution of the crystal grains can be reliably controlled in the crystal layer.

こうした多結晶構造膜では、微小粒子には金属元素が含まれればよい。微小粒子の直径は1nm〜30nmの範囲で設定されればよい。微小粒子は、基層の表面に途切れなく広がる連続層を形成すればよい。   In such a polycrystalline structure film, the fine particles may contain a metal element. The diameter of the fine particles may be set in the range of 1 nm to 30 nm. The fine particles may be formed as a continuous layer that spreads seamlessly on the surface of the base layer.

以上のような多結晶構造膜は磁気記録媒体に用いられることができる。磁気記録媒体では、微小粒子に基づき成長する結晶粒で構成される下地多結晶層と、下地多結晶層の個々の結晶粒から成長する結晶粒で構成される磁性多結晶層とが積層形成されればよい。   The polycrystalline structure film as described above can be used for a magnetic recording medium. In a magnetic recording medium, a base polycrystalline layer composed of crystal grains grown based on fine particles and a magnetic polycrystalline layer composed of crystal grains grown from individual crystal grains of the base polycrystalline layer are laminated. Just do it.

同様に、以上のような多結晶構造膜は、いわゆる垂直磁気記録媒体に用いられることができる。このとき、垂直磁気記録媒体では、微小粒子に基づき成長する結晶粒で構成される磁性多結晶層が積層形成されればよく、非磁性層で磁性多結晶層から隔てられる軟磁性の裏打ち層がさらに形成されればよい。   Similarly, the polycrystalline structure film as described above can be used for a so-called perpendicular magnetic recording medium. At this time, in the perpendicular magnetic recording medium, a magnetic polycrystalline layer composed of crystal grains that grow based on fine particles may be stacked, and a soft magnetic backing layer separated from the magnetic polycrystalline layer by a nonmagnetic layer is formed. Further, it may be formed.

こういった磁気記録媒体では、下地多結晶層の結晶粒は微小粒子に基づき成長する。微小粒子の大きさや分散は十分に制御されることから、下地多結晶層では結晶粒の大きさや分布は確実に制御されることができる。磁性多結晶層は、下地多結晶層の個々の結晶粒から成長する結晶粒で構成されることから、結晶粒の大きさや分布は確実に制御されることができる。磁気記録媒体では磁気情報の記録密度はこれまで以上に高められることができる。   In such a magnetic recording medium, the crystal grains of the underlying polycrystalline layer grow based on the fine particles. Since the size and dispersion of the fine particles are sufficiently controlled, the size and distribution of the crystal grains can be reliably controlled in the underlying polycrystalline layer. Since the magnetic polycrystalline layer is composed of crystal grains grown from the individual crystal grains of the underlying polycrystalline layer, the size and distribution of the crystal grains can be reliably controlled. In the magnetic recording medium, the recording density of magnetic information can be increased more than ever.

微小粒子には、前述と同様に、金属元素が含まれればよい。しかも、微小粒子の直径は1nm〜30nmの範囲で設定されればよい。   The fine particles may contain a metal element as described above. Moreover, the diameter of the fine particles may be set in the range of 1 nm to 30 nm.

第6発明によれば、有機溶媒中に、有機溶媒に対して難溶を示す還元剤、金属化合物および有機安定剤を含む溶液を生成する工程と、所定の反応温度下で溶液を撹拌する工程とを備えることを特徴とする微小粒子の製造方法が提供される。   According to the sixth invention, a step of producing a solution containing a reducing agent, a metal compound and an organic stabilizer which are hardly soluble in an organic solvent in an organic solvent, and a step of stirring the solution at a predetermined reaction temperature A method for producing microparticles is provided.

こういった製造方法によれば、還元剤は有機溶媒に溶け難いことから、還元剤と有機溶媒とは相分離されることができる。溶液の極性は低く保持される結果、微小粒子の凝集は十分に阻止されることができる。比較的に簡単に微細かつ均一な微小粒子は形成されることができる。   According to such a manufacturing method, since the reducing agent is hardly dissolved in the organic solvent, the reducing agent and the organic solvent can be phase-separated. As a result of the low polarity of the solution, agglomeration of the microparticles can be sufficiently prevented. Fine and uniform microparticles can be formed relatively easily.

こうした微小粒子の製造方法では、金属化合物は、アセチルアセトナト塩、炭素数1〜20の有機酸の塩、臭化物およびヨウ化物の少なくともいずれかから選択されればよい。しかも、生成される溶液には2種類以上の前記金属化合物が含まれてもよい。   In such a method for producing fine particles, the metal compound may be selected from at least one of an acetylacetonate salt, a salt of an organic acid having 1 to 20 carbon atoms, a bromide and an iodide. Moreover, two or more kinds of the metal compounds may be contained in the solution to be generated.

有機溶媒は炭素数6〜20の非プロトン性有機溶媒で構成されればよい。こういった有機溶媒は、炭化水素、エーテルおよびエステルのいずれかから選択されればよい。還元剤には炭素数2〜6の1,2-ジオールが用いられればよい。   The organic solvent may be composed of an aprotic organic solvent having 6 to 20 carbon atoms. Such an organic solvent may be selected from any of hydrocarbons, ethers and esters. As the reducing agent, 1,2-diol having 2 to 6 carbon atoms may be used.

有機安定剤はカルボン酸R−COOHを含めばよい。このとき、カルボン酸中のRはC1223、C1733およびC2141のいずれかから選択されればよい。有機安定剤はアミンR−NHを含んでもよい。このとき、アミン中のRはC1325、C1835およびC2243のいずれかから選択されればよい。 The organic stabilizer may include carboxylic acid R—COOH. At this time, R in the carboxylic acid may be selected from any of C 12 H 23 , C 17 H 33 and C 21 H 41 . The organic stabilizer may comprise an amine R—NH 2 . At this time, R in the amine may be selected from any of C 13 H 25 , C 18 H 35 and C 22 H 43 .

以上のような製造方法では溶液の反応温度は100℃〜300℃の範囲で設定されればよい。   In the manufacturing method as described above, the reaction temperature of the solution may be set in the range of 100 ° C to 300 ° C.

以下、添付図面を参照しつつ本発明の実施形態を説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

図1は磁気記録媒体駆動装置の一具体例すなわちハードディスク駆動装置(HDD)11の内部構造を概略的に示す。このHDD11は、例えば平たい直方体の内部空間を区画する箱形の筐体本体12を備える。収容空間には、磁気記録媒体としての1枚以上の磁気ディスク13が収容される。磁気ディスク13はスピンドルモータ14の回転軸に装着される。スピンドルモータ14は例えば7200rpmや10000rpmといった高速度で磁気ディスク13を回転させることができる。筐体本体12には、筐体本体12との間で収容空間を密閉する蓋体すなわちカバー(図示されず)が結合される。   FIG. 1 schematically shows an internal structure of a hard disk drive (HDD) 11 as a specific example of a magnetic recording medium drive. The HDD 11 includes, for example, a box-shaped housing body 12 that partitions a flat rectangular parallelepiped internal space. In the accommodation space, one or more magnetic disks 13 as magnetic recording media are accommodated. The magnetic disk 13 is mounted on the rotation shaft of the spindle motor 14. The spindle motor 14 can rotate the magnetic disk 13 at a high speed such as 7200 rpm or 10000 rpm. A lid body, that is, a cover (not shown) that seals the housing space with the housing body 12 is coupled to the housing body 12.

収容空間では、垂直方向に延びる支軸15にヘッドアクチュエータ16が装着される。ヘッドアクチュエータ16は、支軸15から水平方向に延びる剛体のアクチュエータアーム17と、このアクチュエータアーム17の先端に取り付けられてアクチュエータアーム17から前方に延びる弾性サスペンション18とを備える。周知の通り、弾性サスペンション18の先端では、いわゆるジンバルばね(図示されず)の働きで浮上ヘッドスライダ19は片持ち支持される。浮上ヘッドスライダ19には、磁気ディスク13の表面に向かって弾性サスペンション18から押し付け力が作用する。磁気ディスク13が回転すると、磁気ディスク13の表面で生成される気流の働きで浮上ヘッドスライダ19には浮力が作用する。弾性サスペンション18の押し付け力と浮力とのバランスで磁気ディスク13の回転中に比較的に高い剛性で浮上ヘッドスライダ19は浮上し続けることができる。   In the accommodation space, the head actuator 16 is mounted on a support shaft 15 extending in the vertical direction. The head actuator 16 includes a rigid actuator arm 17 extending horizontally from the support shaft 15 and an elastic suspension 18 attached to the tip of the actuator arm 17 and extending forward from the actuator arm 17. As is well known, the flying head slider 19 is cantilevered by a so-called gimbal spring (not shown) at the tip of the elastic suspension 18. A pressing force is applied to the flying head slider 19 from the elastic suspension 18 toward the surface of the magnetic disk 13. When the magnetic disk 13 rotates, buoyancy acts on the flying head slider 19 by the action of airflow generated on the surface of the magnetic disk 13. Due to the balance between the pressing force of the elastic suspension 18 and the buoyancy, the flying head slider 19 can continue to fly with relatively high rigidity during the rotation of the magnetic disk 13.

浮上ヘッドスライダ19には、周知の通りに、磁気ヘッドすなわち電磁変換素子(図示されず)が搭載される。この電磁変換素子は、例えば、スピンバルブ膜やトンネル接合膜の抵抗変化を利用して磁気ディスク13から情報を読み出す巨大磁気抵抗効果(GMR)素子やトンネル接合磁気抵抗効果(TMR)素子といった読み出し素子と、薄膜コイルパターンで生成される磁界を利用して磁気ディスク13に情報を書き込む単磁極ヘッドや誘導書き込みヘッドといった書き込み素子(図示されず)とで構成されればよい。   As is well known, the flying head slider 19 is equipped with a magnetic head, that is, an electromagnetic transducer (not shown). This electromagnetic conversion element is, for example, a read element such as a giant magnetoresistive effect (GMR) element or a tunnel junction magnetoresistive effect (TMR) element that reads information from the magnetic disk 13 by utilizing a resistance change of a spin valve film or a tunnel junction film. And a writing element (not shown) such as a single pole head or an inductive writing head that writes information on the magnetic disk 13 using a magnetic field generated by a thin film coil pattern.

浮上ヘッドスライダ19の浮上中に、ヘッドアクチュエータ16が支軸15回りで回転すると、浮上ヘッドスライダ19は半径方向に磁気ディスク13の表面を横切ることができる。こうした移動に基づき浮上ヘッドスライダ19上の電磁変換素子は磁気ディスク13上の所望の記録トラックに位置決めされる。ヘッドアクチュエータ16の回転は例えばボイスコイルモータ(VCM)といった駆動源21の働きを通じて実現されればよい。周知の通り、複数枚の磁気ディスク13が筐体本体12内に組み込まれる場合には、隣接する磁気ディスク13同士の間で2本のアクチュエータアーム17すなわち2つの浮上ヘッドスライダ19が配置される。   When the head actuator 16 rotates around the support shaft 15 while the flying head slider 19 is flying, the flying head slider 19 can cross the surface of the magnetic disk 13 in the radial direction. Based on such movement, the electromagnetic transducer on the flying head slider 19 is positioned on a desired recording track on the magnetic disk 13. The rotation of the head actuator 16 may be realized through the action of a drive source 21 such as a voice coil motor (VCM). As is well known, when a plurality of magnetic disks 13 are incorporated in the housing body 12, two actuator arms 17, that is, two flying head sliders 19 are arranged between adjacent magnetic disks 13.

図2は本発明の第1実施形態に係る磁気ディスク13の断面構造を詳細に示す。この磁気ディスク13はいわゆる垂直磁気記録媒体として構成される。磁気ディスク13は、支持体としての基板31と、この基板31の表裏面に広がる多層構造膜32とを備える。基板31は、例えば、ディスク形のSi本体33と、Si本体33の表裏面に広がる非晶質のSiO膜34とで構成されればよい。ただし、基板31にはガラス基板やアルミニウム基板、セラミック基板が用いられてもよい。多層構造膜32に磁気情報は記録される。多層構造膜32の表面は、例えばダイヤモンドライクカーボン(DLC)膜といった保護膜35や、例えばパーフルオロポリエーテル(PFPE)膜といった潤滑膜36で被覆される。 FIG. 2 shows in detail the cross-sectional structure of the magnetic disk 13 according to the first embodiment of the present invention. The magnetic disk 13 is configured as a so-called perpendicular magnetic recording medium. The magnetic disk 13 includes a substrate 31 as a support and a multilayer structure film 32 spreading on the front and back surfaces of the substrate 31. The substrate 31 may be composed of, for example, a disk-shaped Si main body 33 and an amorphous SiO 2 film 34 spreading on the front and back surfaces of the Si main body 33. However, the substrate 31 may be a glass substrate, an aluminum substrate, or a ceramic substrate. Magnetic information is recorded in the multilayer structure film 32. The surface of the multilayer structure film 32 is covered with a protective film 35 such as a diamond-like carbon (DLC) film and a lubricating film 36 such as a perfluoropolyether (PFPE) film.

多層構造膜32は、基板31の表面に広がる裏打ち層37を備える。裏打ち層37は例えばFeTaC膜やNiFe膜といった軟磁性体から構成されればよい。ここでは、裏打ち層37に例えば膜厚200nm程度のFeTaC膜が用いられればよい。裏打ち層37では基板31の表面に平行に規定される面内方向に磁化容易軸は確立される。   The multilayer structure film 32 includes a backing layer 37 that spreads on the surface of the substrate 31. The backing layer 37 may be made of a soft magnetic material such as a FeTaC film or a NiFe film. Here, for example, an FeTaC film having a thickness of about 200 nm may be used for the backing layer 37. In the backing layer 37, the easy axis of magnetization is established in the in-plane direction defined parallel to the surface of the substrate 31.

裏打ち層37の表面には中間層38が広がる。中間層38は例えばアルミニウム膜といった非磁性体から構成されればよい。中間層38の表面には複合材すなわち記録磁性層39が広がる。記録磁性層39は、中間層38の表面に広がる基体すなわち基質層41を備える。基質層41には例えばアルミナ(Al)といった非磁性体が用いられればよい。 An intermediate layer 38 extends on the surface of the backing layer 37. The intermediate layer 38 may be made of a nonmagnetic material such as an aluminum film. A composite material, that is, a recording magnetic layer 39 spreads on the surface of the intermediate layer 38. The recording magnetic layer 39 includes a substrate or substrate layer 41 extending on the surface of the intermediate layer 38. The substrate layer 41 may be made of a nonmagnetic material such as alumina (Al 2 O 3 ).

基質層41の表面には微小ホールすなわちナノホール42が穿たれる。ナノホール42は基質層41の表面に規則的に配置される。ナノホール42は、例えば、基板31の周方向に等間隔で並行する列に沿って配置されればよい。各列では、列同士の間隔と等しい間隔でナノホール42は配列されればよい。ナノホール42同士の間隔は例えば4nm〜30nm程度に設定されればよい。ナノホール42の直径は4nm〜50nm程度に設定されればよい。ナノホール42の深さは2〜10のアスペクト比に基づき設定されればよい。アスペクト比はナノホール42の直径に対する深さの比率を示す。   Microholes, that is, nanoholes 42 are formed on the surface of the substrate layer 41. The nanoholes 42 are regularly arranged on the surface of the substrate layer 41. For example, the nanoholes 42 may be arranged along rows that are parallel to the circumferential direction of the substrate 31 at equal intervals. In each row, the nanoholes 42 may be arranged at an interval equal to the interval between the columns. The interval between the nanoholes 42 may be set to about 4 nm to 30 nm, for example. The diameter of the nanohole 42 may be set to about 4 nm to 50 nm. The depth of the nanohole 42 may be set based on an aspect ratio of 2 to 10. The aspect ratio indicates the ratio of the depth to the diameter of the nanohole 42.

ナノホール42内に微小粒子すなわちナノ粒子43が配置される。ナノ粒子43は金属元素を含む。ナノ粒子43には例えばFe、CoおよびNiといった磁性体のいずれかが少なくとも含まれればよい。ナノ粒子43には例えばCrやPt、Pdといった材料がさらに含まれてもよい。ここでは、ナノ粒子43には例えば磁性のFePt合金が用いられればよい。   Fine particles, that is, nanoparticles 43 are arranged in the nanoholes 42. The nanoparticles 43 contain a metal element. For example, the nanoparticles 43 may include at least one of magnetic materials such as Fe, Co, and Ni. The nanoparticles 43 may further include materials such as Cr, Pt, and Pd. Here, for example, a magnetic FePt alloy may be used for the nanoparticles 43.

こういったナノ粒子43は結晶粒から構成される。個々の結晶粒では基質層41の表面に直交する垂直方向に磁化容易軸が確立される。結晶粒の表面は炭素原子(図示されず)に包まれる。炭素原子によれば、個々の結晶粒はナノホール42内で単独に存在することができる。その一方で、結晶粒同士はナノホール42内で融合してもよい。融合した結晶粒の表面は炭素原子に包まれる。   Such nanoparticles 43 are composed of crystal grains. In each crystal grain, an easy magnetization axis is established in a direction perpendicular to the surface of the substrate layer 41. The surface of the crystal grain is encased in carbon atoms (not shown). According to the carbon atom, individual crystal grains can exist independently in the nanohole 42. On the other hand, the crystal grains may be fused in the nanohole 42. The surface of the fused crystal grains is surrounded by carbon atoms.

ナノ粒子43の粒径は、前述のナノホール42の直径よりも常に小さな粒径に設定される。ナノ粒子43の粒径は、例えばナノホール42の直径に対して5分の2〜2分の1程度の比率に基づき設定されればよい。ナノ粒子43の平均粒径Dに対する粒径分布の標準偏差σの比率すなわち粒径分散σ/Dは10%以下に設定されればよい。ナノホール42内でナノ粒子43同士の間隔は0.2nm〜5.0nm程度に設定されればよい。   The particle size of the nanoparticles 43 is always set to be smaller than the diameter of the nanoholes 42 described above. The particle size of the nanoparticles 43 may be set based on a ratio of about 2/5 to 1/2 of the diameter of the nanoholes 42, for example. The ratio of the standard deviation σ of the particle size distribution to the average particle size D of the nanoparticles 43, that is, the particle size dispersion σ / D may be set to 10% or less. The interval between the nanoparticles 43 in the nanohole 42 may be set to about 0.2 nm to 5.0 nm.

図2から明らかなように、基質層41の表面に保護膜35は積層形成される。保護膜35によれば、ナノホール42内にナノ粒子43は閉じ込められる。すなわち、保護膜35は被覆層として機能する。保護膜35によればナノ粒子43はナノホール42内に完全に収容される。ナノ粒子43は、ナノホール42内にのみ配置され基質層41の表面には配置されない。   As is clear from FIG. 2, the protective film 35 is laminated on the surface of the substrate layer 41. According to the protective film 35, the nanoparticles 43 are confined in the nanoholes 42. That is, the protective film 35 functions as a coating layer. According to the protective film 35, the nanoparticles 43 are completely accommodated in the nanoholes 42. The nanoparticles 43 are disposed only in the nanoholes 42 and are not disposed on the surface of the substrate layer 41.

こういった磁気ディスク13ではナノ粒子43に基づき記録磁性層39の磁化方向は特定されることができる。ナノホール42に基づきナノ粒子43は規則的に配置されることができる。個々の磁化領域ごとに明確に輪郭線は描き出されることができる。いわゆる遷移ノイズは抑制される。こういった磁気ディスク13では、確実に磁気情報の記録密度は高められることができる。   In such a magnetic disk 13, the magnetization direction of the recording magnetic layer 39 can be specified based on the nanoparticles 43. The nanoparticles 43 can be regularly arranged based on the nanoholes 42. A contour line can be clearly drawn for each magnetized region. So-called transition noise is suppressed. With such a magnetic disk 13, the recording density of magnetic information can be reliably increased.

次に、磁気ディスク13の製造方法を詳述する。まず、ディスク形の基板31が用意される。基板31の表面には裏打ち層37やアルミニウム層が順番に形成される。裏打ち層37やアルミニウム層の形成にあたって例えばスパッタリング法や真空蒸着法が用いられればよい。続いてアルミニウム層に基づきナノホール42が穿たれる。ナノホール42の形成の過程でアルミニウム層の表面は酸化していく。こうしてアルミニウム層から中間層38および基質層41が形成される。ナノホール42の形成方法の詳細は後述される。   Next, a method for manufacturing the magnetic disk 13 will be described in detail. First, a disk-shaped substrate 31 is prepared. A backing layer 37 and an aluminum layer are sequentially formed on the surface of the substrate 31. For example, a sputtering method or a vacuum deposition method may be used for forming the backing layer 37 and the aluminum layer. Subsequently, nanoholes 42 are drilled based on the aluminum layer. In the process of forming the nanohole 42, the surface of the aluminum layer is oxidized. Thus, the intermediate layer 38 and the substrate layer 41 are formed from the aluminum layer. Details of the method of forming the nanoholes 42 will be described later.

その後、個々のナノホール42にはナノ粒子43が充填される。ナノ粒子43には加熱処理が施される。加熱処理にあたって基板31はアニールチャンバ内に設置される。チャンバ内では3x10−5[Pa]以下の真空環境が確立される。チャンバ内の温度は200℃〜900℃の範囲で設定されればよい。例えば30分間にわたって800℃の温度が維持されればよい。チャンバ内の温度は室温から800℃まで10分間で上昇すればよい。加熱中、ナノ粒子43には所定の磁場が適用される。磁場の大きさは例えば0.1〜10.0[T]の範囲で設定されればよい。こうして個々のナノ粒子43で磁化容易軸の方向は制御される。その後、基板31は室温まで冷却される。 Thereafter, each nanohole 42 is filled with nanoparticles 43. The nanoparticles 43 are subjected to heat treatment. In the heat treatment, the substrate 31 is placed in an annealing chamber. A vacuum environment of 3 × 10 −5 [Pa] or less is established in the chamber. What is necessary is just to set the temperature in a chamber in the range of 200 to 900 degreeC. For example, a temperature of 800 ° C. may be maintained for 30 minutes. The temperature in the chamber may be increased from room temperature to 800 ° C. in 10 minutes. A predetermined magnetic field is applied to the nanoparticles 43 during heating. The magnitude of the magnetic field may be set in the range of 0.1 to 10.0 [T], for example. Thus, the direction of the easy axis of magnetization is controlled by the individual nanoparticles 43. Thereafter, the substrate 31 is cooled to room temperature.

ナノ粒子43の充填後、基質層41の表面には保護膜35や潤滑膜36が形成される。保護膜35の形成には例えばスパッタリング法が用いられればよい。潤滑膜36は例えばディップ法に基づき塗布されればよい。   After filling the nanoparticles 43, a protective film 35 and a lubricating film 36 are formed on the surface of the substrate layer 41. For example, a sputtering method may be used to form the protective film 35. The lubricating film 36 may be applied based on, for example, a dip method.

次に、ナノホール43の形成方法を詳述する。図3に示されるように、基板31上で、アルミニウム膜44の表面に鋳型45が押し付けられる。鋳型45の表面には所定の間隔で突起46が形成される。突起46の押し付けに基づきアルミニウム膜45の表面に微細な窪み47が形成される。   Next, a method for forming the nanohole 43 will be described in detail. As shown in FIG. 3, the mold 45 is pressed onto the surface of the aluminum film 44 on the substrate 31. Projections 46 are formed on the surface of the mold 45 at predetermined intervals. A fine recess 47 is formed on the surface of the aluminum film 45 based on the pressing of the protrusions 46.

続いて、アルミニウム膜44に陽極酸化が実施される。アルミニウム膜44は水溶液に浸される。水溶液には例えば25℃の蓚酸水溶液0.5[M]が使用される。印加電圧は例えば40[V]に設定される。陽極酸化の反応に基づき、アルミニウム膜44は表面から酸化していく。前述の窪み47からナノホール42が成長していく。こうして、図4に示されるように、基質層41の表面にナノホール42が形成される。その後、基質層41は燐酸溶液中に浸される。燐酸溶液との反応に基づきナノホール42の内周面はエッチングされる。こうしてナノホール42の直径は例えば10nm程度に設定される。同様に、ナノホール42の深さは30nm程度に設定される。なお、陽極酸化されない部分はアルミニウムの中間層38を形成する。   Subsequently, anodization is performed on the aluminum film 44. The aluminum film 44 is immersed in an aqueous solution. As the aqueous solution, for example, 0.5 [M] of oxalic acid aqueous solution at 25 ° C. is used. The applied voltage is set to 40 [V], for example. Based on the anodization reaction, the aluminum film 44 is oxidized from the surface. The nanohole 42 grows from the aforementioned recess 47. Thus, as shown in FIG. 4, nanoholes 42 are formed on the surface of the substrate layer 41. Thereafter, the substrate layer 41 is immersed in a phosphoric acid solution. Based on the reaction with the phosphoric acid solution, the inner peripheral surface of the nanohole 42 is etched. Thus, the diameter of the nanohole 42 is set to about 10 nm, for example. Similarly, the depth of the nanohole 42 is set to about 30 nm. Note that an aluminum intermediate layer 38 is formed in a portion that is not anodized.

次に、ナノ粒子43のナノホール42への充填方法を簡単に説明する。ナノ粒子43の形成にあたって周知のスーパーハイドライド法やポリオール法が用いられればよい。ナノ粒子43の直径は例えば7nm程度に設定される。こうして形成された個々のナノ粒子43は有機化合物すなわち有機安定剤で包まれる。有機安定剤は例えばカルボン酸R−COOHやアミンR−NHから構成されればよい。このとき、Rは直鎖または分岐のアルキルおよびアルケニル炭化水素が用いられればよい。有機安定剤に包まれるナノ粒子43は特定の有機溶剤に添加される。有機溶剤中でナノ粒子43は再分散する。再分散にあたってヘキサンやヘプタン、オクタンといった有機溶剤が用いられればよい。 Next, a method of filling the nanoparticles 43 into the nanoholes 42 will be briefly described. In forming the nanoparticles 43, a well-known super hydride method or polyol method may be used. The diameter of the nanoparticles 43 is set to about 7 nm, for example. The individual nanoparticles 43 thus formed are encapsulated with an organic compound, ie an organic stabilizer. The organic stabilizer may be composed of, for example, carboxylic acid R—COOH or amine R—NH 2 . In this case, R may be a linear or branched alkyl and alkenyl hydrocarbon. The nanoparticles 43 encapsulated in the organic stabilizer are added to a specific organic solvent. The nanoparticles 43 are redispersed in the organic solvent. For redispersion, an organic solvent such as hexane, heptane, or octane may be used.

続いて、前述のナノホール42を有する基質層41は用意される。例えば図5に示されるように、形成されたナノ粒子43はナノホール42に充填される。基質層41の表面に、有機安定剤に包まれるナノ粒子43を含む液体が塗布される。塗布にあたって例えばスピンコート法やディップ法が実施されればよい。   Subsequently, the substrate layer 41 having the nanoholes 42 is prepared. For example, as shown in FIG. 5, the formed nanoparticles 43 are filled in the nanoholes 42. A liquid containing nanoparticles 43 encased in an organic stabilizer is applied to the surface of the substrate layer 41. For example, a spin coating method or a dipping method may be performed for the application.

続いて、図6に示されるように、ナノホール42から基質層41の表面に溢れるナノ粒子43は拭い去られる。ナノ粒子43の除去にあたって基板31は回転させられる。このとき、基質層41の表面にはワイパー49が押し当てられる。ワイパー49は例えばゴムといった弾性体から構成されればよい。ワイパー49に基づき基質層41の表面に残存するナノ粒子43は確実に拭い去られる。こうしてナノ粒子43はナノホール42内に完全に収容される。   Subsequently, as shown in FIG. 6, the nanoparticles 43 overflowing from the nanoholes 42 to the surface of the substrate layer 41 are wiped off. The substrate 31 is rotated when the nanoparticles 43 are removed. At this time, the wiper 49 is pressed against the surface of the substrate layer 41. The wiper 49 may be made of an elastic body such as rubber. Based on the wiper 49, the nanoparticles 43 remaining on the surface of the substrate layer 41 are surely wiped off. Thus, the nanoparticles 43 are completely accommodated in the nanoholes 42.

以上のように製造された磁気ディスク13では、基質層41の表面に、特定の溶媒中にナノ粒子43を含む液体が塗布されることから、ナノ粒子43は比較的に簡単にナノホール42内に流れ込むことができる。しかも、微小粒ホール42から基質層41の表面に溢れるナノ粒子43は拭い去られる。磁性体のナノ粒子43はナノホール42内にのみ残存することができる。   In the magnetic disk 13 manufactured as described above, since the liquid containing the nanoparticles 43 in a specific solvent is applied to the surface of the substrate layer 41, the nanoparticles 43 can be relatively easily put in the nanoholes 42. Can flow in. In addition, the nanoparticles 43 overflowing from the fine hole 42 to the surface of the substrate layer 41 are wiped off. The magnetic nanoparticles 43 can remain only in the nanoholes 42.

以上のような磁気ディスク13では、前述されるように、記録磁性層39は非磁性体の基質層41と、磁性体のナノ粒子43とから構成されればよい。その一方で、基質層41が磁性体から構成され、ナノ粒子43が非磁性体されてもよい。同様に、基質層41およびナノ粒子43のうち一方は導電体から構成され、他方は絶縁体から構成されてもよい。   In the magnetic disk 13 as described above, as described above, the recording magnetic layer 39 may be composed of the nonmagnetic substrate layer 41 and the magnetic nanoparticles 43. On the other hand, the substrate layer 41 may be made of a magnetic material, and the nanoparticles 43 may be made nonmagnetic. Similarly, one of the substrate layer 41 and the nanoparticles 43 may be made of a conductor, and the other may be made of an insulator.

図7は、本発明の第2実施形態に係る磁気ディスク13aの断面構造を詳細に示す。この磁気ディスク13aはいわゆる垂直磁気記録媒体として構成される。磁気ディスク13aは、支持体としての基板51と、この基板51の表裏面に広がる多層構造膜52とを備える。基板51は、例えば、ディスク形のSi本体53と、Si本体53の表裏面に広がる非晶質のSiO膜54とで構成されればよい。ただし、基板51にはガラス基板やアルミニウム基板、セラミック基板が用いられてもよい。多層構造膜52に磁気情報は記録される。多層構造膜52の表面は、例えばダイヤモンドライクカーボン(DLC)膜といった保護膜55や、例えばパーフルオロポリエーテル(PFPE)膜といった潤滑膜56で被覆される。 FIG. 7 shows in detail the cross-sectional structure of the magnetic disk 13a according to the second embodiment of the present invention. The magnetic disk 13a is configured as a so-called perpendicular magnetic recording medium. The magnetic disk 13 a includes a substrate 51 as a support and a multilayer structure film 52 that spreads on the front and back surfaces of the substrate 51. The substrate 51 may be composed of, for example, a disk-shaped Si main body 53 and an amorphous SiO 2 film 54 spreading on the front and back surfaces of the Si main body 53. However, the substrate 51 may be a glass substrate, an aluminum substrate, or a ceramic substrate. Magnetic information is recorded in the multilayer structure film 52. The surface of the multilayer structure film 52 is covered with a protective film 55 such as a diamond-like carbon (DLC) film and a lubricating film 56 such as a perfluoropolyether (PFPE) film.

多層構造膜52は、基板51の表面に広がる裏打ち層57を備える。裏打ち層57は例えばFeTaC膜やNiFe膜といった軟磁性体から構成されればよい。ここでは、裏打ち層57に例えば膜厚200nm程度のFeTaC膜が用いられればよい。裏打ち層57では基板51の表面に平行に規定される面内方向に磁化容易軸は確立される。   The multilayer structure film 52 includes a backing layer 57 that spreads on the surface of the substrate 51. The backing layer 57 may be made of a soft magnetic material such as a FeTaC film or a NiFe film. Here, for example, an FeTaC film having a thickness of about 200 nm may be used for the backing layer 57. In the backing layer 57, an easy magnetization axis is established in an in-plane direction defined parallel to the surface of the substrate 51.

裏打ち層57の表面には中間層58が広がる。中間層58は例えば炭素膜といった非磁性体から構成されればよい。ここでは、中間層58に例えば膜厚5nm程度の炭素膜が用いられればよい。   An intermediate layer 58 extends on the surface of the backing layer 57. The intermediate layer 58 may be made of a nonmagnetic material such as a carbon film. Here, for example, a carbon film having a thickness of about 5 nm may be used for the intermediate layer 58.

中間層58の表面には構造体すなわち記録磁性層59が広がる。記録磁性層59の膜厚は例えば30nm程度に設定されればよい。記録磁性層59は、中間層58の表面に広がる微小粒子すなわちナノ金属粒子61の集合体を備える。ナノ金属粒子61は例えばFe、CoおよびNiの少なくともいずれかを含む磁性体の微小金属粒子から構成されればよい。ナノ金属粒子61にはその他にPtやPdといった材料が添加されてもよい。ここでは、ナノ金属粒子61に例えば磁性のFePt合金が用いられればよい。こういったナノ金属粒子61は結晶粒から構成される。個々の結晶粒では基板51の表面に直交する垂直方向に磁化容易軸が確立される。   A structure, that is, a recording magnetic layer 59 spreads on the surface of the intermediate layer 58. The film thickness of the recording magnetic layer 59 may be set to about 30 nm, for example. The recording magnetic layer 59 includes an aggregate of fine particles, that is, nano metal particles 61 spreading on the surface of the intermediate layer 58. The nano metal particles 61 may be composed of magnetic fine metal particles containing at least one of Fe, Co, and Ni, for example. In addition, materials such as Pt and Pd may be added to the nano metal particles 61. Here, for example, a magnetic FePt alloy may be used for the nano metal particles 61. Such nano metal particles 61 are composed of crystal grains. In each crystal grain, an easy magnetization axis is established in a direction perpendicular to the surface of the substrate 51.

ナノ金属粒子61の直径は例えば2nm〜10nmの範囲に設定されればよい。ナノ金属粒子61同士の間隔は0.2nm〜5.0nmの範囲で設定されればよい。ナノ金属粒子61の平均粒径Dに対する粒径分布の標準偏差σの比率すなわち粒径分散σ/Dは10%以下に設定されればよい。   The diameter of the nano metal particles 61 may be set in a range of 2 nm to 10 nm, for example. The interval between the nano metal particles 61 may be set in the range of 0.2 nm to 5.0 nm. The ratio of the standard deviation σ of the particle size distribution to the average particle size D of the nanometal particles 61, that is, the particle size dispersion σ / D may be set to 10% or less.

記録磁性層59ではナノ金属粒子61同士の間に炭素原子62が存在する。炭素原子62はナノ金属粒子61同士をつなぎ合わせる。記録磁性層59では、ナノ金属粒子61を構成する原子の原子数および炭素原子62の原子数の総計に対して炭素原子62単独の原子数は45原子%〜96原子%の範囲に設定される。   In the recording magnetic layer 59, carbon atoms 62 exist between the nano metal particles 61. The carbon atoms 62 join the nano metal particles 61 together. In the recording magnetic layer 59, the number of atoms of the carbon atom 62 alone is set in the range of 45 atom% to 96 atom% with respect to the total number of atoms constituting the nanometal particle 61 and the number of atoms of the carbon atom 62. .

次に磁気ディスク13aの製造方法を詳述する。まず、ディスク形の基板51が用意される。基板51の表面には裏打ち層57や中間層58が順番に形成される。裏打ち層57や中間層58の形成にあたって例えばスパッタリング法や真空蒸着法が用いられればよい。続いて中間層58の表面にはナノ金属粒子61の集合体が形成される。形成方法の詳細は後述される。ナノ金属粒子61の集合体の表面には保護膜55や潤滑膜56が形成される。保護膜55の形成には例えばスパッタリング法が用いられればよい。潤滑膜56は例えばディップ法に基づき塗布されればよい。   Next, a method for manufacturing the magnetic disk 13a will be described in detail. First, a disk-shaped substrate 51 is prepared. A backing layer 57 and an intermediate layer 58 are sequentially formed on the surface of the substrate 51. In forming the backing layer 57 and the intermediate layer 58, for example, a sputtering method or a vacuum deposition method may be used. Subsequently, an aggregate of nano metal particles 61 is formed on the surface of the intermediate layer 58. Details of the forming method will be described later. A protective film 55 and a lubricating film 56 are formed on the surface of the aggregate of nano metal particles 61. For example, sputtering may be used to form the protective film 55. The lubricating film 56 may be applied based on, for example, a dip method.

ナノ金属粒子61の集合体の形成にあたって、例えばヘキサンといった有機溶剤中にナノ金属粒子61を含む液体は用意される。ナノ金属粒子61は例えばFePt合金から構成されればよい。ナノ金属粒子61の直径は例えば7nm程度に設定される。個々のナノ金属粒子61は有機化合物すなわち有機安定剤で包まれる。有機安定剤は例えばカルボン酸R−COOHやアミンR−NHで構成されればよい。このとき、Rには直鎖または分岐のアルキルやアルケニル炭化水素が用いられればよい。有機安定剤中の炭素原子の原子数は、微小金属粒子を構成する原子の原子数と有機化合物中の炭素原子の原子数との総計に対して45原子%〜96原子%の範囲で設定される。 In forming the aggregate of the nano metal particles 61, a liquid containing the nano metal particles 61 in an organic solvent such as hexane is prepared. The nano metal particles 61 may be made of, for example, an FePt alloy. The diameter of the nano metal particle 61 is set to about 7 nm, for example. The individual nano metal particles 61 are encapsulated with an organic compound, ie, an organic stabilizer. The organic stabilizer may be composed of, for example, carboxylic acid R—COOH or amine R—NH 2 . At this time, R may be a linear or branched alkyl or alkenyl hydrocarbon. The number of carbon atoms in the organic stabilizer is set in the range of 45 atom% to 96 atom% with respect to the total number of atoms constituting the fine metal particles and the number of carbon atoms in the organic compound. The

ナノ金属粒子61および有機安定剤は有機溶剤とともに中間層58の表面に塗布される。塗布にあたって例えばスピンコート法やディップ法が用いられればよい。その後、有機溶剤は乾燥する。ナノ金属粒子61および有機安定剤は中間層58の表面に残存する。前述のように比較的に多量の有機安定剤が有機溶剤中に含まれることから、図8に示されるように、中間層58の表面ではナノ金属粒子61の分布に濃淡が生じる。ナノ金属粒子61および有機安定剤で構成される液層63の表面には凹凸が形成される。   The nano metal particles 61 and the organic stabilizer are applied to the surface of the intermediate layer 58 together with the organic solvent. For example, a spin coating method or a dip method may be used for application. Thereafter, the organic solvent is dried. The nano metal particles 61 and the organic stabilizer remain on the surface of the intermediate layer 58. As described above, since a relatively large amount of the organic stabilizer is contained in the organic solvent, the distribution of the nano metal particles 61 is shaded on the surface of the intermediate layer 58 as shown in FIG. Unevenness is formed on the surface of the liquid layer 63 composed of the nano metal particles 61 and the organic stabilizer.

続いて中間層58の表面では加熱処理が施される。例えば窒素ガスといった不活性ガス雰囲気下で有機安定剤は100℃〜300℃といった高温に曝される。加熱処理は例えば1分〜60分にわたって持続される。その結果、図9に示されるように、中間層58の表面ではナノ金属粒子61の分布は均一化される。ナノ金属粒子61および有機安定剤で構成される液層63の表面には平坦面が確立される。凹凸は解消される。   Subsequently, heat treatment is performed on the surface of the intermediate layer 58. For example, the organic stabilizer is exposed to a high temperature such as 100 ° C. to 300 ° C. in an inert gas atmosphere such as nitrogen gas. The heat treatment is continued for 1 to 60 minutes, for example. As a result, as shown in FIG. 9, the distribution of the nano metal particles 61 is made uniform on the surface of the intermediate layer 58. A flat surface is established on the surface of the liquid layer 63 composed of the nano metal particles 61 and the organic stabilizer. Unevenness is eliminated.

その後、真空環境下でナノ金属粒子61にアニール処理が施される。アニール処理にあたって基板51はアニールチャンバ内に設置される。チャンバ内では3x10−5[Pa]以下の真空環境が確立される。チャンバ内の温度は200℃〜900℃の範囲で設定されればよい。例えば30分間にわたって800℃の温度が維持されればよい。チャンバ内の温度は室温から800℃まで10分間で上昇すればよい。加熱中、ナノ金属粒子61には所定の磁場が適用される。磁場の大きさは例えば0.1〜10.0[T]の範囲で設定されればよい。加熱に基づき個々のナノ金属粒子61は結晶化する。磁場の働きでナノ金属粒子61の磁化容易軸は所定の方向に揃えられる。その後、基板51は室温まで冷却される。 Thereafter, the nano metal particles 61 are annealed in a vacuum environment. In the annealing process, the substrate 51 is placed in the annealing chamber. A vacuum environment of 3 × 10 −5 [Pa] or less is established in the chamber. What is necessary is just to set the temperature in a chamber in the range of 200 to 900 degreeC. For example, a temperature of 800 ° C. may be maintained for 30 minutes. The temperature in the chamber may be increased from room temperature to 800 ° C. in 10 minutes. A predetermined magnetic field is applied to the nano metal particles 61 during heating. The magnitude of the magnetic field may be set in the range of 0.1 to 10.0 [T], for example. The individual nano metal particles 61 are crystallized by heating. The easy axis of the nano metal particles 61 is aligned in a predetermined direction by the action of the magnetic field. Thereafter, the substrate 51 is cooled to room temperature.

以上のような製造方法によれば、比較的に多量の有機安定剤の働きで、アニール処理の実施にも拘わらずナノ金属粒子61の凝集は回避されることができる。ナノ金属粒子61は微細な結晶粒のまま維持される。いわゆる磁区は微細化される。磁区の微細化は記録密度の向上に大いに貢献する。   According to the above manufacturing method, the aggregation of the nano metal particles 61 can be avoided by the action of a relatively large amount of the organic stabilizer, regardless of the annealing treatment. The nano metal particles 61 are maintained as fine crystal grains. So-called magnetic domains are refined. The refinement of magnetic domains greatly contributes to the improvement of recording density.

しかも、アニール処理に先立って加熱処理が実施されることから、有機安定剤の増量にも拘わらず、ナノ金属粒子61および有機安定剤で構成される液層63の表面には平坦面が確立される。磁気ディスク13aの表面で凹凸は大幅に抑制される。したがって、ハードディスク駆動装置11では、浮上ヘッドスライダ19は確実に安定した姿勢で浮上し続けることができる。   In addition, since the heat treatment is performed prior to the annealing treatment, a flat surface is established on the surface of the liquid layer 63 composed of the nano metal particles 61 and the organic stabilizer, regardless of the increase in the amount of the organic stabilizer. The Unevenness is greatly suppressed on the surface of the magnetic disk 13a. Therefore, in the hard disk drive device 11, the flying head slider 19 can reliably keep flying in a stable posture.

本発明者は、FE−SEM(電界放射型走査電子顕微鏡)の画像に基づきナノ金属粒子61の集合体を観察した。観察にあたって第1具体例および第1比較例は用意された。第1具体例では、ナノ金属粒子61および有機安定剤の塗布にあたって従来よりも多量の有機安定剤がナノ金属粒子61の周囲に配置された。第1具体例では、ナノ金属粒子61および有機安定剤の塗布にあたって従来と同様に少量の有機安定剤がナノ金属粒子61の周囲に配置された。ここで、少量とは、個々のナノ金属粒子61の周囲に付着する最大限の分子数を意味する。したがって、第1具体例では、有機安定剤がナノ金属粒子61に付着するだけでなく、ナノ金属粒子61同士の間で有機安定剤が漂うことが予想される。いずれの試料でも前述のようにナノ金属粒子61にアニール処理が施された。観察の結果、第1具体例では微細なナノ金属粒子61すなわち結晶粒が維持されることが確認された。ただし、ナノ金属粒子61の集合体の表面には比較的に大きな段差の凹凸が確認された。その一方で、第1比較例では、ナノ金属粒子61の集合体の表面で平坦面は維持されるものの、ナノ金属粒子61同士の合体に基づき結晶粒が肥大化することが確認された。   This inventor observed the aggregate | assembly of the nano metal particle 61 based on the image of FE-SEM (field emission type scanning electron microscope). For the observation, a first specific example and a first comparative example were prepared. In the first specific example, a larger amount of organic stabilizer than in the past was disposed around the nanometal particles 61 when the nanometal particles 61 and the organic stabilizer were applied. In the first specific example, a small amount of organic stabilizer was disposed around the nanometal particles 61 in the same manner as in the past when the nanometal particles 61 and the organic stabilizer were applied. Here, the small amount means the maximum number of molecules attached to the periphery of each nano metal particle 61. Therefore, in the first specific example, it is expected that not only the organic stabilizer adheres to the nanometal particles 61 but also the organic stabilizer drifts between the nanometal particles 61. In any sample, the nano metal particles 61 were annealed as described above. As a result of observation, it was confirmed that fine nano metal particles 61, that is, crystal grains, were maintained in the first specific example. However, relatively large unevenness was confirmed on the surface of the aggregate of the nano metal particles 61. On the other hand, in the first comparative example, although the flat surface was maintained on the surface of the aggregate of the nano metal particles 61, it was confirmed that the crystal grains were enlarged based on the coalescence of the nano metal particles 61.

同様に、本発明者は、ナノ金属粒子61および有機安定剤の塗布の時点で、ナノ金属粒子61および有機安定剤で構成される液層63の表面を観察した。観察には第1具体例および第1比較例が用いられた。第1具体例では、液層63の表面に凹凸が観察された。したがって、こういった凹凸はアニール処理の前後で維持されることが実証された。その一方で、第1比較例では、ナノ金属粒子61および有機安定剤で構成される液層63の表面に平坦面が確保された。   Similarly, the present inventor observed the surface of the liquid layer 63 composed of the nano metal particles 61 and the organic stabilizer at the time of application of the nano metal particles 61 and the organic stabilizer. The first specific example and the first comparative example were used for the observation. In the first specific example, irregularities were observed on the surface of the liquid layer 63. Therefore, it was proved that these irregularities are maintained before and after the annealing treatment. On the other hand, in the first comparative example, a flat surface was secured on the surface of the liquid layer 63 composed of the nano metal particles 61 and the organic stabilizer.

さらに本発明者はAFM(原子間力顕微鏡)の画像に基づきナノ金属粒子61の集合体を観察した。観察にあたって第2具体例および第2比較例は用意された。いずれの試料でも、前述の第1具体例と同様に、ナノ金属粒子61および有機安定剤の塗布にあたって従来よりも多量の有機安定剤がナノ金属粒子61の周囲に配置された。いずれの試料でも前述のようにナノ金属粒子61にアニール処理が施された。しかも、第2具体例ではアニール処理に先立って前述の加熱処理が実施された。ナノ金属粒子61および有機安定剤は窒素雰囲気下で5分間にわたって200℃の高温に曝された。その一方で、第2比較例ではナノ金属粒子61および有機安定剤の塗布後にアニール処理が実施された。すなわち、第2比較例では前述の加熱処理は実施されなかった。図10に示されるように、第2具体例ではナノ金属粒子61の集合体の表面に平坦面は確保された。1μm四方で44pmの表面粗さRaが記録された。図11から明らかなように、第2比較例ではナノ金属粒子61の集合体の表面に凹凸は形成された。1μm四方で909pmの表面粗さRaが記録された。   Furthermore, the present inventor observed the aggregate of the nano metal particles 61 based on the image of AFM (Atomic Force Microscope). For the observation, a second specific example and a second comparative example were prepared. In any of the samples, as in the first specific example described above, a larger amount of organic stabilizer than in the past was disposed around the nanometal particles 61 when the nanometal particles 61 and the organic stabilizer were applied. In any sample, the nano metal particles 61 were annealed as described above. Moreover, in the second specific example, the aforementioned heat treatment was performed prior to the annealing treatment. Nanometal particles 61 and organic stabilizers were exposed to a high temperature of 200 ° C. for 5 minutes under a nitrogen atmosphere. On the other hand, in the second comparative example, annealing treatment was performed after the application of the nano metal particles 61 and the organic stabilizer. That is, the heat treatment described above was not performed in the second comparative example. As shown in FIG. 10, in the second specific example, a flat surface was secured on the surface of the aggregate of nanometal particles 61. A surface roughness Ra of 44 pm was recorded in 1 μm square. As is apparent from FIG. 11, in the second comparative example, irregularities were formed on the surface of the aggregate of nanometal particles 61. A surface roughness Ra of 909 pm was recorded in 1 μm square.

さらにまた、本発明者は前述と同様にFE−SEMの画像に基づきナノ金属粒子61の集合体を観察した。観察にあたって3種類の試料は用意された。いずれの試料でも、前述の第1具体例と同様に、ナノ金属粒子61および有機安定剤の塗布にあたって従来よりも多量の有機安定剤がナノ金属粒子61の周囲に配置された。いずれの試料でも前述のようにナノ金属粒子61にアニール処理が施された。ただし、いずれの試料でもアニール処理に先立って前述の加熱処理が実施された。加熱時間は各試料ごとに5分間、30分間および45分間に設定された。加熱時間が5分間や30分間に設定されると、微細なナノ金属粒子61が維持されたまま、ナノ金属粒子61の集合体の表面で平坦面が確保された。その一方で、加熱時間が45分に設定されると、ナノ金属粒子61の融合が観察された。微細なナノ金属粒子61は確保されることができなかった。   Furthermore, the present inventor observed the aggregate of the nano metal particles 61 based on the FE-SEM image as described above. Three types of samples were prepared for observation. In any of the samples, as in the first specific example described above, a larger amount of organic stabilizer than in the past was disposed around the nanometal particles 61 when the nanometal particles 61 and the organic stabilizer were applied. In any sample, the nano metal particles 61 were annealed as described above. However, the above-described heat treatment was performed on all samples prior to the annealing treatment. The heating time was set to 5 minutes, 30 minutes and 45 minutes for each sample. When the heating time was set to 5 minutes or 30 minutes, a flat surface was secured on the surface of the aggregate of nanometal particles 61 while the fine nanometal particles 61 were maintained. On the other hand, fusion of the nano metal particles 61 was observed when the heating time was set to 45 minutes. Fine nano metal particles 61 could not be secured.

図12は、本発明の第3実施形態に係る磁気ディスク13bの断面構造を詳細に示す。この磁気ディスク13bは面内磁気記録媒体として構成される。磁気ディスク13bは、支持体としての基板71と、この基板71の表裏面に広がる多結晶構造膜72とを備える。基板71は、例えばガラス基板から構成されればよい。ただし、基板71にはアルミニウム基板やシリコン基板、セラミック基板が用いられてもよい。多結晶構造膜72に磁気情報は記録される。多結晶構造膜72の表面は、例えばダイヤモンドライクカーボン(DLC)膜といった保護膜73や、例えばパーフルオロポリエーテル(PFPE)膜といった潤滑膜74で被覆される。   FIG. 12 shows the cross-sectional structure of the magnetic disk 13b according to the third embodiment of the present invention in detail. The magnetic disk 13b is configured as an in-plane magnetic recording medium. The magnetic disk 13 b includes a substrate 71 as a support and a polycrystalline structure film 72 that spreads on the front and back surfaces of the substrate 71. The board | substrate 71 should just be comprised from a glass substrate, for example. However, the substrate 71 may be an aluminum substrate, a silicon substrate, or a ceramic substrate. Magnetic information is recorded in the polycrystalline structure film 72. The surface of the polycrystalline structure film 72 is covered with a protective film 73 such as a diamond-like carbon (DLC) film and a lubricating film 74 such as a perfluoropolyether (PFPE) film.

多結晶構造膜72は、基層すなわち基板71の表面に配置される微小粒子すなわちナノ粒子75を備える。ナノ粒子75は基板71の表面に途切れなく広がる連続層を形成する。ナノ粒子75の連続層の厚さは例えば20nm程度に設定されればよい。ナノ粒子75は金属元素を含む。こういった金属元素には例えばFeおよびPtが含まれればよい。ここでは、ナノ粒子75に例えばFePt合金が用いられればよい。ナノ粒子75の直径は2nm〜10nmの範囲に設定されればよい。ナノ粒子75の平均粒径Dに対する粒径分布の標準偏差σの比率すなわち粒径分散σ/Dは20%以下に設定されればよい。   The polycrystalline structure film 72 includes microparticles or nanoparticles 75 arranged on the surface of the base layer or substrate 71. The nanoparticles 75 form a continuous layer that spreads uninterrupted on the surface of the substrate 71. The thickness of the continuous layer of the nanoparticles 75 may be set to about 20 nm, for example. The nanoparticle 75 contains a metal element. Such metal elements may contain, for example, Fe and Pt. Here, for example, an FePt alloy may be used for the nanoparticles 75. The diameter of the nanoparticles 75 may be set in the range of 2 nm to 10 nm. The ratio of the standard deviation σ of the particle size distribution to the average particle size D of the nanoparticles 75, that is, the particle size dispersion σ / D may be set to 20% or less.

なお、図12から明らかなように、基板71とナノ粒子75との間には密着層76が挟み込まれてもよい。こういった密着層76には例えば炭素膜が用いられることができる。密着膜76の働きによれば、基板71およびナノ粒子75の間の密着力は高められることができる。   As is apparent from FIG. 12, an adhesion layer 76 may be sandwiched between the substrate 71 and the nanoparticles 75. For example, a carbon film can be used for the adhesion layer 76. According to the function of the adhesion film 76, the adhesion force between the substrate 71 and the nanoparticles 75 can be enhanced.

ナノ粒子75の表面には下地多結晶層77が広がる。下地多結晶層77は、ナノ粒子75に基づき成長する結晶粒で構成される。下地多結晶層77は例えばPtおよびPdを含む合金から構成されればよい。ここでは、下地多結晶層77に例えば膜厚5nm程度のPtPd膜が用いられる。   A base polycrystalline layer 77 spreads on the surface of the nanoparticles 75. The underlying polycrystalline layer 77 is composed of crystal grains that grow based on the nanoparticles 75. The underlying polycrystalline layer 77 may be made of an alloy containing, for example, Pt and Pd. Here, a PtPd film having a thickness of, for example, about 5 nm is used for the base polycrystalline layer 77.

下地多結晶層77の表面には磁性多結晶層78が広がる。磁性多結晶層78は、下地多結晶層77の個々の結晶粒から成長する結晶粒で構成される。磁性多結晶層78に磁気情報は記録される。磁性多結晶層78は、例えばCoやNi、Feのいずれかを少なくとも含む合金から構成されればよい。ここでは、例えば膜厚15nm程度のCoCrPt膜が用いられる。   A magnetic polycrystalline layer 78 spreads on the surface of the underlying polycrystalline layer 77. The magnetic polycrystalline layer 78 is composed of crystal grains grown from the individual crystal grains of the underlying polycrystalline layer 77. Magnetic information is recorded in the magnetic polycrystalline layer 78. The magnetic polycrystalline layer 78 may be made of, for example, an alloy containing at least one of Co, Ni, and Fe. Here, for example, a CoCrPt film having a thickness of about 15 nm is used.

こういった多結晶構造膜72によれば、下地多結晶層77の結晶粒はナノ粒子75に基づき成長する。ナノ粒子75の大きさや分散は十分に制御されることから、下地多結晶層77では結晶粒の大きさや分布は確実に制御されることができる。磁性多結晶層78は、下地多結晶層77の個々の結晶粒から成長する結晶粒で構成されることから、結晶粒の大きさや分布は確実に制御されることができる。磁気ディスク13bでは磁気情報の記録密度はこれまで以上に高められることができる。   According to such a polycrystalline structure film 72, the crystal grains of the underlying polycrystalline layer 77 grow based on the nanoparticles 75. Since the size and dispersion of the nanoparticles 75 are sufficiently controlled, the size and distribution of crystal grains can be reliably controlled in the underlying polycrystalline layer 77. Since the magnetic polycrystalline layer 78 is composed of crystal grains grown from the individual crystal grains of the underlying polycrystalline layer 77, the size and distribution of the crystal grains can be reliably controlled. In the magnetic disk 13b, the recording density of magnetic information can be increased more than ever.

次に磁気ディスク13bの製造方法を簡単に説明する。まず、ディスク形の基板71が用意される。基板71の表面には炭素の密着層76が形成される。密着層76の形成にあたって例えば真空蒸着法は用いられる。密着層76の膜厚は例えば4nm程度に設定されればよい。   Next, a method for manufacturing the magnetic disk 13b will be briefly described. First, a disk-shaped substrate 71 is prepared. A carbon adhesion layer 76 is formed on the surface of the substrate 71. In forming the adhesion layer 76, for example, a vacuum vapor deposition method is used. The film thickness of the adhesion layer 76 may be set to about 4 nm, for example.

密着層76の表面にはいわゆるスピンコート法に基づきナノ粒子75が塗布される。スピンコート法の実施にあたって基板71は300rpmの回転速度で駆動される。その後、基板71は例えばヘキサン雰囲気下に置かれる。続いて基板71の回転速度は60rpmに落とされる。このとき、基板71の表面には、有機溶剤中でナノ粒子を含む液体が滴下される。滴下後、基板71の回転速度は1000rpmに高められる。1000rpmの回転が10秒にわたって持続される結果、滴下された液体は基板71の表面に満遍なく均一に行き渡る。   Nanoparticles 75 are applied to the surface of the adhesion layer 76 based on a so-called spin coating method. In carrying out the spin coating method, the substrate 71 is driven at a rotational speed of 300 rpm. Thereafter, the substrate 71 is placed in, for example, a hexane atmosphere. Subsequently, the rotation speed of the substrate 71 is lowered to 60 rpm. At this time, a liquid containing nanoparticles in an organic solvent is dropped on the surface of the substrate 71. After the dropping, the rotation speed of the substrate 71 is increased to 1000 rpm. As a result of the rotation of 1000 rpm being continued for 10 seconds, the dropped liquid spreads uniformly over the surface of the substrate 71.

その後、基板71の表面は窒素ガス雰囲気に曝される。窒素ガスの働きで基板71の表面では残存するヘキサンは乾燥する。こうしてナノ粒子75の連続膜は形成される。いわゆる自己組織化に基づきナノ粒子75は規則的な配列で配置される。   Thereafter, the surface of the substrate 71 is exposed to a nitrogen gas atmosphere. The remaining hexane is dried on the surface of the substrate 71 by the action of nitrogen gas. In this way, a continuous film of nanoparticles 75 is formed. The nanoparticles 75 are arranged in a regular arrangement based on so-called self-assembly.

その後、基板71はスパッタリング装置に装着される。PdPtターゲットに基づきスパッタリングは実施される。その結果、PdPt合金膜すなわち下地多結晶層77は形成される。下地多結晶層77ではナノ粒子75に基づき個々の結晶粒は成長していく。下地多結晶層77の膜厚は例えば5nm程度に設定されればよい。   Thereafter, the substrate 71 is mounted on a sputtering apparatus. Sputtering is performed based on the PdPt target. As a result, a PdPt alloy film, that is, a base polycrystalline layer 77 is formed. In the underlying polycrystalline layer 77, individual crystal grains grow based on the nanoparticles 75. The film thickness of the underlying polycrystalline layer 77 may be set to about 5 nm, for example.

続いてスパッタリング装置ではCoCrPtターゲットに基づきスパッタリングが実施される。下地多結晶層77上には磁性多結晶層78が形成される。磁性多結晶層78の結晶粒は下地多結晶層77の結晶粒からエピタキシャル成長に基づき成長する。磁性多結晶層78の膜厚は例えば15nm程度に設定されればよい。   Subsequently, in the sputtering apparatus, sputtering is performed based on the CoCrPt target. A magnetic polycrystalline layer 78 is formed on the underlying polycrystalline layer 77. The crystal grains of the magnetic polycrystalline layer 78 grow from the crystal grains of the underlying polycrystalline layer 77 based on the epitaxial growth. The film thickness of the magnetic polycrystalline layer 78 may be set to about 15 nm, for example.

次にナノ粒子75の形成方法を簡単に説明する。例えばアルゴンガス雰囲気下でフラスコは用意される。フラスコ内には、197mg(0.5mM相当)のビスアセチルアセトナト白金および390mgの1,2-ヘキサデカンジオールが配置される。フラスコには20mL(ミリリットル)のジオクチルエーテルが加えられる。その後、フラスコには0.32mL(1.0mM相当)のオレイン酸および0.34mL(1.0mM相当)のオレイルアミンが加えられる。続いてフラスコには0.13mL(1.0mM相当)の鉄カルボニルFe(CO)が加えられる。こうしてフラスコ内で生成される溶液は230℃の温度下で撹拌される。その結果、溶液内では化学反応が引き起こされる。鉄白金(FePt)ナノ粒子は生成される。ナノ粒子はオレイン酸やオレイルアミンといった有機安定剤に包まれる。 Next, a method for forming the nanoparticles 75 will be briefly described. For example, the flask is prepared under an argon gas atmosphere. In the flask, 197 mg (corresponding to 0.5 mM) of bisacetylacetonatoplatinum and 390 mg of 1,2-hexadecanediol are placed. 20 mL (milliliter) of dioctyl ether is added to the flask. Thereafter, 0.32 mL (equivalent to 1.0 mM) oleic acid and 0.34 mL (equivalent to 1.0 mM) oleylamine are added to the flask. Subsequently, 0.13 mL (corresponding to 1.0 mM) of iron carbonyl Fe (CO) 5 is added to the flask. The solution thus produced in the flask is stirred at a temperature of 230 ° C. As a result, a chemical reaction is caused in the solution. Iron platinum (FePt) nanoparticles are produced. Nanoparticles are encapsulated in organic stabilizers such as oleic acid and oleylamine.

その後、フラスコ内の溶液は室温まで冷却される。フラスコ内には40mLのエタノールが加えられる。遠心分離に基づきナノ粒子および有機安定剤の沈殿物が取り出される。取り出されたナノ粒子および有機安定剤はヘキサンに添加される。こうしてヘキサン中に分散するナノ粒子は得られる。以上のような条件に従えば、平均粒径4.3nmのFePtナノ粒子は生成されることができる。   Thereafter, the solution in the flask is cooled to room temperature. 40 mL of ethanol is added into the flask. Nanoparticles and organic stabilizer precipitates are removed based on centrifugation. The removed nanoparticles and organic stabilizer are added to hexane. Thus, nanoparticles dispersed in hexane are obtained. According to the above conditions, FePt nanoparticles having an average particle size of 4.3 nm can be generated.

図13は、本発明の第3実施形態の変形例に係る磁気ディスク13cの断面構造を詳細に示す。磁気ディスク13cはいわゆる垂直磁気記録媒体として構成される。磁気ディスク13cは、支持体としての基板91と、この基板91の表裏面に広がる多結晶構造膜92とを備える。多結晶構造膜92は、基板91の表面に広がる裏打ち層95を備える。裏打ち層95は例えばFeTaC膜やNiFe膜といった軟磁性体から構成されればよい。ここでは、裏打ち層95に例えば膜厚200nm程度のFeTaC膜が用いられればよい。裏打ち層95では基板91の表面に平行に規定される面内方向に磁化容易軸は確立される。   FIG. 13 shows in detail the cross-sectional structure of a magnetic disk 13c according to a modification of the third embodiment of the present invention. The magnetic disk 13c is configured as a so-called perpendicular magnetic recording medium. The magnetic disk 13 c includes a substrate 91 as a support and a polycrystalline structure film 92 spreading on the front and back surfaces of the substrate 91. The polycrystalline structure film 92 includes a backing layer 95 extending on the surface of the substrate 91. The backing layer 95 may be made of a soft magnetic material such as a FeTaC film or a NiFe film. Here, an FeTaC film having a thickness of about 200 nm may be used for the backing layer 95, for example. In the backing layer 95, the easy axis is established in the in-plane direction defined parallel to the surface of the substrate 91.

多結晶構造膜92は、基層すなわち裏打ち層95の表面に配置される微小粒子すなわちナノ粒子96を備える。ナノ粒子96は裏打ち層95の表面に途切れなく広がる連続層すなわち非磁性層を形成する。ナノ粒子96の連続層の厚さは例えば20nm程度に設定されればよい。ナノ粒子96の直径は2nm〜10nmの範囲に設定されればよい。ナノ粒子96の平均粒径Dに対する粒径分布の標準偏差σの比率すなわち粒径分散σ/Dは20%以下に設定されればよい。   The polycrystalline structure film 92 includes fine particles or nanoparticles 96 disposed on the surface of the base layer or backing layer 95. The nanoparticles 96 form a continuous layer, that is, a nonmagnetic layer that spreads seamlessly on the surface of the backing layer 95. The thickness of the continuous layer of the nanoparticles 96 may be set to about 20 nm, for example. The diameter of the nanoparticles 96 may be set in the range of 2 nm to 10 nm. The ratio of the standard deviation σ of the particle size distribution to the average particle size D of the nanoparticles 96, that is, the particle size dispersion σ / D may be set to 20% or less.

ナノ粒子96の表面には磁性多結晶層97が広がる。磁性多結晶層97は、ナノ粒子96に基づき成長する結晶粒で構成される。磁性多結晶層97に磁気情報は記録される。磁性多結晶層97は、例えばCoやNi、Feのいずれかを少なくとも含む合金から構成されればよい。ここでは、例えば膜厚15nm程度のCoCrPt膜が用いられる。磁性多結晶層97では基板91の表面に直交する垂直方向に磁化容易軸は確立される。   A magnetic polycrystalline layer 97 spreads on the surface of the nanoparticle 96. The magnetic polycrystalline layer 97 is composed of crystal grains that grow based on the nanoparticles 96. Magnetic information is recorded in the magnetic polycrystalline layer 97. The magnetic polycrystalline layer 97 may be made of an alloy including at least one of Co, Ni, and Fe, for example. Here, for example, a CoCrPt film having a thickness of about 15 nm is used. In the magnetic polycrystalline layer 97, an easy magnetization axis is established in a direction perpendicular to the surface of the substrate 91.

なお、図13から明らかなように、基板91と裏打ち層95との間には配向制御層98が挟み込まれてもよい。こういった配向制御層98には例えばCrやCrを含む合金膜が用いられることができる。配向制御膜98の働きによれば、磁性多結晶層98の結晶粒の配向は十分に揃えられることができる。   As is clear from FIG. 13, the orientation control layer 98 may be sandwiched between the substrate 91 and the backing layer 95. For such an orientation control layer 98, for example, Cr or an alloy film containing Cr can be used. According to the function of the orientation control film 98, the orientation of the crystal grains of the magnetic polycrystalline layer 98 can be sufficiently aligned.

こういった多結晶構造膜92によれば、磁性多結晶層97の結晶粒はナノ粒子96に基づき成長する。ナノ粒子96の大きさや分散は十分に制御されることから、磁性多結晶層97では結晶粒の大きさや分布は確実に制御されることができる。   According to such a polycrystalline structure film 92, the crystal grains of the magnetic polycrystalline layer 97 grow based on the nanoparticles 96. Since the size and dispersion of the nanoparticles 96 are sufficiently controlled, the size and distribution of crystal grains in the magnetic polycrystalline layer 97 can be reliably controlled.

次に、磁気ディスク13cの製造方法を簡単に説明する。まず、ディスク形の基板91が用意される。基板91には配向制御層98や裏打ち層96が形成されればよい。形成にあたって例えばスパッタリング法は用いられる。   Next, a method for manufacturing the magnetic disk 13c will be briefly described. First, a disk-shaped substrate 91 is prepared. An orientation control layer 98 and a backing layer 96 may be formed on the substrate 91. For example, sputtering is used.

続いて、裏打ち層96の表面にはいわゆるスピンコート法に基づきナノ粒子96が塗布される。ナノ粒子96の連続膜は形成される。いわゆる自己組織化に基づきナノ粒子96は規則的な配列で配置される。   Subsequently, nanoparticles 96 are applied to the surface of the backing layer 96 based on a so-called spin coating method. A continuous film of nanoparticles 96 is formed. The nanoparticles 96 are arranged in a regular arrangement based on so-called self-assembly.

続いて、基板91はスパッタリング装置に装着される。CoCrPtターゲットに基づきスパッタリングは実施される。その結果、CoCrPt合金膜すなわち磁性多結晶層97は形成される。磁性多結晶層97ではナノ粒子96に基づき個々の結晶粒は成長していく。磁性多結晶層97の膜厚は例えば15nm程度に設定されればよい。   Subsequently, the substrate 91 is mounted on a sputtering apparatus. Sputtering is performed based on the CoCrPt target. As a result, a CoCrPt alloy film, that is, the magnetic polycrystalline layer 97 is formed. In the magnetic polycrystalline layer 97, individual crystal grains grow based on the nanoparticles 96. The film thickness of the magnetic polycrystalline layer 97 may be set to about 15 nm, for example.

いずれの実施形態でもスピンコート法の実現にあたってスピンコータは利用されることができる。図14はスピンコータの構成を概略的に示す。このスピンコータ101は密閉型のチャンバ102を備える。チャンバ102内には回転軸103が配置される。この回転軸103に磁気ディスク13(13a、13b、13c)は受け止められる。回転軸103の回転に伴い磁気ディスク13は中心軸回りで回転することができる。   In any of the embodiments, a spin coater can be used to realize the spin coating method. FIG. 14 schematically shows the configuration of the spin coater. The spin coater 101 includes a sealed chamber 102. A rotation shaft 103 is disposed in the chamber 102. The magnetic disk 13 (13a, 13b, 13c) is received by the rotating shaft 103. As the rotating shaft 103 rotates, the magnetic disk 13 can rotate around the central axis.

チャンバ103内の空間には第1および第2滴下ノズル104、105が臨む。第1滴下ノズル104の先端は、回転軸103に装着される磁気ディスク13の表面に向き合わせられる。第1滴下ノズル104は、回転軸103の中心軸を含む1垂直平面に沿って水平方向に移動することができる。すなわち、第1滴下ノズル104は、回転軸103に装着される磁気ディスク13の半径方向に移動することができる。第1滴下ノズル104には例えば所定の液溜めから液体が供給される。回転軸103の回転と第1滴下ノズル104の水平移動との組み合わせに基づき、磁気ディスク13上には例えば渦巻き形の経路に沿って液体が滴下されることができる。こうした第1滴下ノズル104には、前述のように有機溶剤中でナノ粒子を含む液体が供給されればよい。   First and second dripping nozzles 104 and 105 face the space in the chamber 103. The tip of the first dripping nozzle 104 is opposed to the surface of the magnetic disk 13 mounted on the rotating shaft 103. The first dripping nozzle 104 can move in the horizontal direction along one vertical plane including the central axis of the rotation shaft 103. That is, the first dropping nozzle 104 can move in the radial direction of the magnetic disk 13 mounted on the rotating shaft 103. The first dripping nozzle 104 is supplied with liquid from, for example, a predetermined liquid reservoir. Based on the combination of the rotation of the rotating shaft 103 and the horizontal movement of the first dropping nozzle 104, a liquid can be dropped on the magnetic disk 13 along, for example, a spiral path. The first dripping nozzle 104 may be supplied with a liquid containing nanoparticles in an organic solvent as described above.

第2滴下ノズル105の先端には気化装置106が向き合わせられる。第2滴下ノズル105から滴下される液体は気化装置106で受け止められる。チャンバ102内は、気化装置106で気化される気化ガスで満たされることができる。チャンバ102内では気化ガスの蒸気圧が蒸気圧センサ107で検出される。第2滴下ノズル105から滴下される液体の液量は検出される蒸気圧に基づき調整されることができる。こうした第2滴下ノズル105の働きでチャンバ102内にはヘキサン雰囲気が確立されることができる。   The vaporizer 106 is opposed to the tip of the second dripping nozzle 105. The liquid dropped from the second dropping nozzle 105 is received by the vaporizer 106. The chamber 102 can be filled with a vaporized gas vaporized by the vaporizer 106. In the chamber 102, the vapor pressure of the vaporized gas is detected by the vapor pressure sensor 107. The amount of liquid dropped from the second dropping nozzle 105 can be adjusted based on the detected vapor pressure. A hexane atmosphere can be established in the chamber 102 by the action of the second dropping nozzle 105.

チャンバ102にはガス導入口108が形成される。こういったガス導入口108は、回転軸103に装着される磁気ディスク13の表面に向き合わせられる。こういったガス導入口108の働きに基づき、前述のように窒素ガスは磁気ディスク13の表面に向かって噴き出すことができる。チャンバ102にはドレイン109が接続される。余分な液体はドレイン109からチャンバ102外に排出されることができる。   A gas inlet 108 is formed in the chamber 102. Such a gas inlet 108 faces the surface of the magnetic disk 13 mounted on the rotary shaft 103. Based on the function of the gas inlet 108, nitrogen gas can be ejected toward the surface of the magnetic disk 13 as described above. A drain 109 is connected to the chamber 102. Excess liquid can be drained out of the chamber 102 from the drain 109.

ナノ粒子43、61、75、96は例えば以下の製造方法で製造されてもよい。ナノ粒子の形成にあたって不揮発性の金属化合物が用意される。金属化合物には、例えばアセチルアセトナト塩が用いられることができる。その他、カルボン酸の塩、青酸の塩、スルホン酸の塩、ホスホン酸の塩から選択される有機酸の塩が用いられてもよい。こういった有機酸の塩では炭素数は1〜20の範囲で設定される。さらに、金属化合物には臭化物およびヨウ化物が用いられることができる。こういった金属化合物に含まれる金属元素には、例えばFe、Co、Ni、Pt、Cr、Cu、Ag、MnおよびPbが含まれればよい。ナノ粒子の形成にあたって例えば2種類以上の金属化合物が含まれてもよい。   The nanoparticles 43, 61, 75, and 96 may be manufactured by the following manufacturing method, for example. A non-volatile metal compound is prepared for forming the nanoparticles. As the metal compound, for example, an acetylacetonate salt can be used. In addition, a salt of an organic acid selected from a carboxylic acid salt, a hydrocyanic acid salt, a sulfonic acid salt, and a phosphonic acid salt may be used. In these organic acid salts, the carbon number is set in the range of 1-20. Further, bromide and iodide can be used as the metal compound. The metal element contained in such a metal compound may contain, for example, Fe, Co, Ni, Pt, Cr, Cu, Ag, Mn, and Pb. In forming the nanoparticles, for example, two or more kinds of metal compounds may be included.

ナノ粒子の形成にあたって特定の有機溶媒が用意される。有機溶媒には、例えば炭化水素、エーテルおよびエステルといった非プロトン性の有機溶媒が用いられることができる。こういった有機溶媒では炭素数は2〜20に設定されればよい。エーテルには例えばジオクチルエーテルが含まれる。   A specific organic solvent is prepared for the formation of the nanoparticles. As the organic solvent, for example, aprotic organic solvents such as hydrocarbons, ethers and esters can be used. In such an organic solvent, the carbon number may be set to 2-20. Ethers include, for example, dioctyl ether.

同様に、ナノ粒子の形成にあたって非プロトン性の有機溶媒に溶け難い還元剤が用意される。還元剤には例えば1,2-ジオールが用いられることができる。1,2-ジオールでは炭素数は2〜6の範囲で設定されればよい。こういった1,2-ジオールには例えば1,2-ブタンジオールが挙げられる。   Similarly, a reducing agent that is hardly soluble in an aprotic organic solvent is prepared for the formation of nanoparticles. For example, 1,2-diol can be used as the reducing agent. In 1,2-diol, the carbon number may be set in the range of 2-6. Examples of such 1,2-diol include 1,2-butanediol.

さらに、ナノ粒子の形成にあたって特定の有機安定剤が用意される。有機安定剤は例えばカルボン酸R−COOHを含む。こういったカルボン酸中のRは、二重結合を含む直鎖型炭化水素基から選択されればよい。こういった直鎖型炭化水素基は例えばC1223、C1733およびC2141のいずれかから選択されればよい。その他、有機安定剤は例えばアミンR−NHを含んでもよい。こういったアミン中のRは、同様に、二重結合を含む直鎖型炭化水素基から選択されればよい。こういった直鎖型炭化水素基は例えばC1325、C1835およびC2243のいずれかから選択されればよい。有機安定剤はカルボン酸R−COOHおよびアミンR−NHのいずれか一方を含んでもよく両者を含んでもよい。 In addition, specific organic stabilizers are prepared in forming the nanoparticles. Organic stabilizers include, for example, carboxylic acid R—COOH. R in such carboxylic acid should just be selected from the linear hydrocarbon group containing a double bond. Such a linear hydrocarbon group may be selected from, for example, any one of C 12 H 23 , C 17 H 33 and C 21 H 41 . In addition, the organic stabilizer may include, for example, amine R—NH 2 . Similarly, R in these amines may be selected from linear hydrocarbon groups containing a double bond. Such a linear hydrocarbon group may be selected from, for example, any one of C 13 H 25 , C 18 H 35 and C 22 H 43 . The organic stabilizer may include both may include one of a carboxylic acid R-COOH and an amine R-NH 2.

ナノ粒子の形成にあたって例えば窒素ガスやアルゴンガスといった不活性ガス雰囲気下でフラスコは用意される。フラスコ内では、前述の金属化合物、有機溶媒、還元剤および有機安定剤とが混合されて溶液が生成される。こうしてフラスコ内で生成される溶液は所定の反応温度下で撹拌される。反応温度は例えば100℃〜300℃の範囲で設定される。その結果、溶液内では還元剤に基づき金属化合物から金属が還元される。こうしてナノ粒子は形成される。ナノ粒子はオレイン酸やオレイルアミンといった有機安定剤に包まれる。   In forming the nanoparticles, a flask is prepared in an inert gas atmosphere such as nitrogen gas or argon gas. In the flask, the aforementioned metal compound, organic solvent, reducing agent and organic stabilizer are mixed to form a solution. The solution thus produced in the flask is stirred at a predetermined reaction temperature. The reaction temperature is set, for example, in the range of 100 ° C to 300 ° C. As a result, the metal is reduced from the metal compound based on the reducing agent in the solution. Nanoparticles are thus formed. Nanoparticles are encapsulated in organic stabilizers such as oleic acid and oleylamine.

その後、フラスコ内の溶液は室温まで冷却される。フラスコ内にはエタノールといった溶剤が加えられる。遠心分離に基づきナノ粒子および有機安定剤の沈殿物が取り出される。取り出されたナノ粒子および有機安定剤はヘキサンといった有機溶剤に投入される。こうしてヘキサン溶液中に分散するナノ粒子は得られる。   Thereafter, the solution in the flask is cooled to room temperature. A solvent such as ethanol is added to the flask. Nanoparticles and organic stabilizer precipitates are removed based on centrifugation. The extracted nanoparticles and organic stabilizer are put into an organic solvent such as hexane. Thus, nanoparticles dispersed in the hexane solution are obtained.

以上のような製造方法によれば、還元剤の1,2-ジオールは炭化水素やエーテル、エステルといった非プロトン性有機溶媒に溶け難いことから、還元剤と有機溶媒とは相分離されることができる。溶液の極性は低く保持される結果、ナノ粒子の凝集は十分に阻止されることができる。比較的に簡単に微細かつ均一なナノ粒子は形成されることができる。   According to the above production method, the reducing agent 1,2-diol is difficult to dissolve in aprotic organic solvents such as hydrocarbons, ethers and esters, so that the reducing agent and the organic solvent may be phase-separated. it can. As a result of the low polarity of the solution, the aggregation of the nanoparticles can be sufficiently prevented. It is relatively easy to form fine and uniform nanoparticles.

本発明者は、前述の製造方法に基づき鉄白金(FePt)ナノ粒子を製造した。アルゴンガス雰囲気下でフラスコは用意された。フラスコ内には、金属化合物すなわち197mg(0.5mM相当)の白金(II)アセチルアセトナトと、177mg(0.5mM相当)の鉄(III)アセチルアセトナトとが配置された。フラスコには、10mLの有機溶剤すなわちジオクチルエーテルが加えられた。同様に、フラスコには、0.91mLの還元剤すなわち1,2-ブタンジオールが加えられた。同様に、フラスコに、有機安定剤すなわち0.16mL(0.05mM相当)のオレイン酸と0.17mL(0.5mM相当)のオレイルアミンとが加えられた。   This inventor manufactured the iron platinum (FePt) nanoparticle based on the above-mentioned manufacturing method. The flask was prepared under an argon gas atmosphere. In the flask, a metal compound, ie, 197 mg (equivalent to 0.5 mM) of platinum (II) acetylacetonate and 177 mg (equivalent to 0.5 mM) of iron (III) acetylacetonate was placed. To the flask was added 10 mL of organic solvent or dioctyl ether. Similarly, 0.91 mL of reducing agent, ie 1,2-butanediol, was added to the flask. Similarly, an organic stabilizer, 0.16 mL (equivalent to 0.05 mM) and 0.17 mL (equivalent to 0.5 mM) oleylamine, were added to the flask.

こうしてフラスコ内で生成された溶液は190℃の温度下で30分間撹拌された。その後、フラスコ内の溶液は室温まで冷却された。フラスコ内には10mLのエタノールが加えられた。遠心分離に基づきナノ粒子および有機安定剤の沈殿物が取り出された。取り出されたナノ粒子および有機安定剤はヘキサン溶液に投入された。こうしてヘキサン溶液中に分散するFePtナノ粒子は得られた。   The solution thus produced in the flask was stirred for 30 minutes at a temperature of 190 ° C. Thereafter, the solution in the flask was cooled to room temperature. 10 mL of ethanol was added into the flask. Nanoparticle and organic stabilizer precipitates were removed based on centrifugation. The extracted nanoparticles and organic stabilizer were put into a hexane solution. Thus, FePt nanoparticles dispersed in the hexane solution were obtained.

本発明者は、以上のように形成したFePtナノ粒子を検証した。その結果、FePtナノ粒子の平均粒径は2.9nm程度であることが確認された。すなわち、非常に微細で均一なナノ粒子が形成されることが確認された。FePtナノ粒子では、組成比Fe:Ptは45:55[%]であることが確認された。   The inventor has verified the FePt nanoparticles formed as described above. As a result, it was confirmed that the average particle diameter of the FePt nanoparticles was about 2.9 nm. That is, it was confirmed that very fine and uniform nanoparticles were formed. In the FePt nanoparticles, it was confirmed that the composition ratio Fe: Pt was 45:55 [%].

次に本発明者は金属化合物の使用量とナノ粒子の組成比との関係を検証した。ナノ粒子の製造にあたって、前述と同様に、金属化合物には白金(II)アセチルアセトナトと鉄(III)アセチルアセトナトとが用いられた。この検証では本発明者は各金属化合物の使用量を変化させた。図15に示されるように、FePtナノ粒子の組成比は白金(II)アセチルアセトナトの使用量と鉄(III)アセチルアセトナトの使用量との比を反映することが確認された。すなわち、前述の製造方法によれば、金属化合物の使用量に基づきナノ粒子中の金属の組成比は制御されることができる。   Next, the present inventor verified the relationship between the amount of the metal compound used and the composition ratio of the nanoparticles. In the production of the nanoparticles, as described above, platinum (II) acetylacetonate and iron (III) acetylacetonate were used as the metal compound. In this verification, the inventors changed the amount of each metal compound used. As shown in FIG. 15, it was confirmed that the composition ratio of FePt nanoparticles reflects the ratio of the amount of platinum (II) acetylacetonate used and the amount of iron (III) acetylacetonate used. That is, according to the manufacturing method described above, the composition ratio of the metal in the nanoparticles can be controlled based on the amount of the metal compound used.

本発明者の検証によれば、前述の白金(II)アセチルアセトナトは、酢酸白金(II)や安息香酸白金(II)、シアン化白金(II)、ベンゼンスルホン酸白金(II)、プロピルホスホン酸白金(II)、臭化白金(II)、ヨウ化白金(II)に置き換えられることが確認された。同様に、鉄(III)アセチルアセトナトは、酢酸鉄(III)や安息香酸鉄(III)、シアン化鉄(III)、ベンゼンスルホン酸鉄(III)、プロピルホスホン酸鉄(III)、臭化鉄(III)、ヨウ化鉄(III)、鉄(II)アセチルアセトナト、酢酸鉄(II)、安息香酸鉄(II)、シアン化鉄(II)、ベンゼンスルホン酸鉄(II)、プロピルホスホン酸鉄(II)、臭化鉄(II)に置き換えられることが確認された。しかも、本発明者の検証によれば、1,2-ブタンジオールは、2、3、5および6のいずれかの炭素数を有する1,2-ジオールに置き換えられることが確認された。   According to the inventor's verification, the above-mentioned platinum (II) acetylacetonate is platinum (II) acetate, platinum (II) benzoate, platinum (II) cyanide, platinum (II) benzenesulfonate, propylphosphone. It was confirmed that platinum (II) acid, platinum (II) bromide, and platinum (II) iodide were replaced. Similarly, iron (III) acetylacetonate is iron (III) acetate, iron (III) benzoate, iron (III) cyanide, iron (III) benzenesulfonate, iron (III) propylphosphonate, bromide. Iron (III), iron (III) iodide, iron (II) acetylacetonate, iron (II) acetate, iron (II) benzoate, iron (II) cyanide, iron (II) benzenesulfonate, propylphosphone It was confirmed that iron (II) acid and iron (II) bromide were replaced. Moreover, according to the verification by the present inventor, it was confirmed that 1,2-butanediol was replaced with 1,2-diol having any one of 2, 3, 5, and 6.

さらに、本発明者は、白金(II)アセチルアセトナト、鉄(III)アセチルアセトナトおよびビスアセチルアセトナト銅(II)に基づき前述の製造方法に従ってナノ粒子を製造した。その結果、平均粒径2.7nm〜3.5nmの白金鉄銅(FePtCu)ナノ粒子が得られた。白金鉄銅ナノ粒子の組成比は各金属化合物の使用量を反映することが確認された。   Furthermore, the present inventor produced nanoparticles according to the aforementioned production method based on platinum (II) acetylacetonate, iron (III) acetylacetonate and bisacetylacetonato copper (II). As a result, platinum iron copper (FePtCu) nanoparticles having an average particle diameter of 2.7 nm to 3.5 nm were obtained. It was confirmed that the composition ratio of platinum iron copper nanoparticles reflects the amount of each metal compound used.

本発明者は、白金(II)アセチルアセトナト、鉄(III)アセチルアセトナトおよび酢酸銀(I)に基づき前述の製造方法に従ってナノ粒子を製造した。その結果、平均粒径2.6nm〜3.4nmの白金鉄銀(PtFeAg)ナノ粒子が得られた。白金鉄銀ナノ粒子の組成比は各金属化合物の使用量を反映することが確認された。   The inventor manufactured nanoparticles according to the above-described manufacturing method based on platinum (II) acetylacetonate, iron (III) acetylacetonate and silver (I) acetate. As a result, platinum iron silver (PtFeAg) nanoparticles having an average particle diameter of 2.6 nm to 3.4 nm were obtained. It was confirmed that the composition ratio of platinum iron silver nanoparticles reflects the amount of each metal compound used.

さらにまた、本発明者は前述の製造方法に基づきナノ粒子を製造した。製造にあたって、金属化合物には、前述の白金(II)アセチルアセトナトおよび鉄(III)アセチルアセトナトに加え、コバルト(I)アセチルアセトナトやクロム(III)アセチルアセトナト、ニッケル(II)アセチルアセトナト、マンガン(II)アセチルアセトナト、鉛(II)アセチルアセトナトのいずれかが用いられた。その結果、平均粒径2.6nm〜3.6nmのFePtCoナノ粒子やFePtCrナノ粒子、FePtNiナノ粒子、FePtMnナノ粒子、FePtPbナノ粒子が得られた。こういったナノ粒子の組成比は各金属化合物の使用量を反映することが確認された。   Furthermore, the inventor manufactured nanoparticles based on the above-described manufacturing method. In production, in addition to the aforementioned platinum (II) acetylacetonate and iron (III) acetylacetonate, the metal compound includes cobalt (I) acetylacetonate, chromium (III) acetylacetonate, nickel (II) acetylacetonate. Any of nato, manganese (II) acetylacetonate, or lead (II) acetylacetonate was used. As a result, FePtCo nanoparticles, FePtCr nanoparticles, FePtNi nanoparticles, FePtMn nanoparticles, and FePtPb nanoparticles having an average particle size of 2.6 nm to 3.6 nm were obtained. It was confirmed that the composition ratio of these nanoparticles reflects the amount of each metal compound used.

磁気記録媒体駆動装置の一具体例すなわちハードディスク駆動装置(HDD)の内部構造を概略的に示す平面図である。It is a top view which shows roughly the internal structure of one specific example, ie, a hard-disk drive (HDD), of a magnetic-recording-medium drive device. 本発明の第1実施形態に係る磁気ディスクの構造を詳細に示す拡大垂直断面図である。1 is an enlarged vertical sectional view showing in detail a structure of a magnetic disk according to a first embodiment of the present invention. アルミニウム膜の表面に窪みを形成する工程を概略的に示す基板の拡大部分断面図である。It is an expanded partial sectional view of a substrate showing roughly the process of forming a hollow in the surface of an aluminum film. 基質層の表面にナノホールを形成する工程を概略的に示す基板の拡大部分断面図である。It is an expanded partial sectional view of a substrate showing roughly the process of forming nanoholes on the surface of a substrate layer. 基質層の表面にナノ粒子を含む液体を塗布する工程を概略的に示す基板の拡大部分断面図である。It is an expanded partial sectional view of a substrate showing roughly the process of applying the liquid containing a nanoparticle on the surface of a substrate layer. 基質層の表面に残存するナノ粒子を拭い去る工程を概略的に示す基板の拡大部分断面図である。It is an expanded partial sectional view of a substrate which shows roughly the process of wiping off the nanoparticles which remain on the surface of a substrate layer. 本発明の第2実施形態に係る磁気ディスクの構造を詳細に示す拡大垂直断面図である。It is an enlarged vertical sectional view showing in detail the structure of a magnetic disk according to a second embodiment of the present invention. 液層に加熱処理を施す工程を概略的に示す基板の拡大垂直断面図である。It is an enlarged vertical sectional view of a substrate schematically showing a step of performing a heat treatment on a liquid layer. 液層に加熱処理を施した後の構造を概略的に示す基板の拡大垂直断面図である。It is an expanded vertical sectional view of the board | substrate which shows the structure after heat-processing a liquid layer roughly. 一具体例に係る磁気ディスクのAFM(原子間力顕微鏡)像の断面図である。It is sectional drawing of the AFM (atomic force microscope) image of the magnetic disc concerning one specific example. 一比較例に係る磁気ディスクのAFM像の断面図である。It is sectional drawing of the AFM image of the magnetic disc concerning one comparative example. 本発明の第3実施形態に係る磁気ディスクの構造を詳細に示す拡大垂直断面図である。It is an enlarged vertical sectional view showing in detail the structure of a magnetic disk according to a third embodiment of the present invention. 第3実施形態の変形例に係る磁気ディスクの構造を詳細に示す拡大垂直断面図である。It is an enlarged vertical sectional view showing in detail the structure of a magnetic disk according to a modification of the third embodiment. スピンコータの内部構造を概略的に示す側面図である。It is a side view which shows roughly the internal structure of a spin coater. 金属化合物の使用量とナノ粒子の組成比との関係を示す表である。It is a table | surface which shows the relationship between the usage-amount of a metal compound, and the composition ratio of a nanoparticle.

Claims (26)

基体と、基体の表面に穿たれる微小ホール内に配置される微小粒子とを備えることを特徴とする複合材。   A composite material comprising: a substrate; and minute particles disposed in a minute hole formed in a surface of the substrate. 請求の範囲第1項に記載の複合材において、前記基体の表面に積層されて、微小ホール内に微小粒子を閉じ込める被覆層をさらに備えることを特徴とする複合材。   2. The composite material according to claim 1, further comprising a coating layer that is laminated on the surface of the substrate to confine the microparticles in the microholes. 請求の範囲第1項または第2項に記載の複合材において、前記基体および微小粒子のうち一方は磁性体から構成され、他方は非磁性体から構成されることを特徴とする複合材。   The composite material according to claim 1 or 2, wherein one of the base and the fine particles is made of a magnetic material, and the other is made of a non-magnetic material. 請求の範囲第1項または第2項に記載の複合材において、前記基体および微小粒子のうち一方は導電体から構成され、他方は絶縁体から構成されることを特徴とする複合材。   The composite material according to claim 1 or 2, wherein one of the base and the fine particles is made of a conductor and the other is made of an insulator. 表面に穿たれる微小ホールを有する基体を用意する工程と、基体の表面に、特定の溶媒中に微小粒子を含む液体を塗布する工程と、微小ホールから基体の表面に溢れる微小粒子を拭い去る工程とを備えることを特徴とする複合材の製造方法。   A step of preparing a substrate having a microhole drilled in the surface, a step of applying a liquid containing microparticles in a specific solvent to the surface of the substrate, and wiping off microparticles overflowing from the microhole onto the surface of the substrate And a process for producing a composite material. 請求の範囲第5項に記載の複合材の製造方法において、前記微小粒子を含む液体の塗布にあたってスピンコート法またはディップ法が実施されることを特徴とする複合材の製造方法。   6. The method for manufacturing a composite material according to claim 5, wherein a spin coating method or a dip method is performed for applying the liquid containing the fine particles. 請求の範囲第5項または第6項に記載の複合材の製造方法において、前記基体および微小粒子のうち一方は磁性体から構成され、他方は非磁性体から構成されることを特徴とする複合材の製造方法。   7. The composite material manufacturing method according to claim 5, wherein one of the base and the fine particles is made of a magnetic material, and the other is made of a non-magnetic material. A method of manufacturing the material. 微小粒子の集合体と、微小粒子同士の間に存在する炭素原子とを備え、微小粒子を構成する原子の原子数および炭素原子の原子数の総計に対して炭素原子単独の原子数は45原子%〜96原子%の範囲に設定されることを特徴とする構造体。   It is provided with an aggregate of microparticles and carbon atoms existing between the microparticles, and the number of carbon atoms alone is 45 atoms with respect to the total number of atoms constituting the microparticles and the number of carbon atoms. A structure characterized by being set in a range of% to 96 atomic%. 請求の範囲第8項に記載の構造体において、前記微小粒子の直径は1nm〜30nmの範囲で設定されることを特徴とする構造体。   The structure according to claim 8, wherein the diameter of the fine particles is set in a range of 1 nm to 30 nm. 請求の範囲第8項または第9項に記載の構造体において、前記微小粒子は結晶粒を含むことを特徴とする構造体。   The structure according to claim 8 or 9, wherein the fine particles include crystal grains. 対象物の表面に、有機化合物で包まれる微小金属粒子を含む有機溶剤を塗布する工程と、有機溶剤の乾燥後に、真空環境下で微小金属粒子にアニール処理を施す工程とを備え、微小金属粒子を構成する原子の原子数と有機化合物中の炭素原子の原子数との総計に対して有機化合物中の炭素原子の原子数は45原子%〜96原子%の範囲に設定されることを特徴とする構造体の製造方法。   A process for applying an organic solvent containing fine metal particles encapsulated with an organic compound to the surface of an object, and a step of annealing the fine metal particles in a vacuum environment after drying the organic solvent. The number of carbon atoms in the organic compound is set in the range of 45 atomic% to 96 atomic% with respect to the total number of atoms constituting the atoms and the number of carbon atoms in the organic compound. Method for manufacturing the structure. 請求の範囲第11項に記載の構造体の製造方法において、前記アニール処理の実施に先立って、不活性ガス雰囲気下で有機化合物に加熱処理を施す工程をさらに備えることを特徴とする構造体の製造方法。   12. The structure manufacturing method according to claim 11, further comprising a step of performing a heat treatment on the organic compound in an inert gas atmosphere prior to performing the annealing treatment. Production method. 基層と、基層の表面に配置される微小粒子と、微小粒子に基づき成長する結晶粒を含む結晶層とを備えることを特徴とする多結晶構造膜。   A polycrystalline structure film comprising: a base layer; microparticles disposed on a surface of the base layer; and a crystal layer including crystal grains that grow based on the microparticles. 請求の範囲第13項に記載の多結晶構造膜において、前記微小粒子は金属元素を含むことを特徴とする多結晶構造膜。   14. The polycrystalline structure film according to claim 13, wherein the fine particles contain a metal element. 請求の範囲第13項または第14項 に記載の多結晶構造膜において、前記微小粒子は、前記基層の表面に途切れなく広がる連続層を形成することを特徴とする多結晶構造膜。   The polycrystalline structure film according to claim 13 or 14, wherein the fine particles form a continuous layer that spreads uninterruptedly on the surface of the base layer. 微小粒子に基づき成長する結晶粒で構成される下地多結晶層と、下地多結晶層の個々の結晶粒から成長する結晶粒で構成される磁性多結晶層とを備えることを特徴とする磁気記録媒体。   Magnetic recording comprising: a base polycrystalline layer composed of crystal grains that grow based on fine particles; and a magnetic polycrystalline layer composed of crystal grains that grow from individual crystal grains of the base polycrystalline layer Medium. 請求の範囲第16項に記載の磁気記録媒体において、前記微小粒子は金属元素を含むことを特徴とする磁気記録媒体。   17. The magnetic recording medium according to claim 16, wherein the fine particles contain a metal element. 微小粒子に基づき成長する結晶粒で構成される磁性多結晶層を備えることを特徴とする磁気記録媒体。   A magnetic recording medium comprising a magnetic polycrystalline layer composed of crystal grains grown based on fine particles. 請求の範囲第18項に記載の磁気記録媒体において、非磁性層で前記磁性多結晶層から隔てられる軟磁性の裏打ち層をさらに備えることを特徴とする磁気記録媒体。   19. The magnetic recording medium according to claim 18, further comprising a soft magnetic backing layer separated from the magnetic polycrystalline layer by a nonmagnetic layer. 請求の範囲第18項または第19項に記載の磁気記録媒体において、前記微小粒子は金属元素を含むことを特徴とする磁気記録媒体。   20. The magnetic recording medium according to claim 18, wherein the fine particles contain a metal element. 有機溶媒中に、有機溶媒に対して難溶を示す還元剤、金属化合物および有機安定剤を含む溶液を生成する工程と、所定の反応温度下で溶液を撹拌する工程とを備えることを特徴とする微小粒子の製造方法。   A step of producing a solution containing a reducing agent, a metal compound and an organic stabilizer which are hardly soluble in an organic solvent in an organic solvent, and a step of stirring the solution at a predetermined reaction temperature; A method for producing fine particles. 請求の範囲第21項に記載の微小粒子の製造方法において、前記溶液は2種類以上の前記金属化合物を含むことを特徴とする微小粒子の製造方法。   The method for producing fine particles according to claim 21, wherein the solution contains two or more kinds of the metal compounds. 請求の範囲第21項または第22項に記載の微小粒子の製造方法において、前記有機溶媒は炭素数6〜20の非プロトン性有機溶媒で構成されることを特徴とする微小粒子の製造方法。   23. The method for producing microparticles according to claim 21 or 22, wherein the organic solvent is composed of an aprotic organic solvent having 6 to 20 carbon atoms. 請求の範囲第21項〜第23項のいずれかに記載の微小粒子の製造方法において、前記還元剤は炭素数2〜6の1,2-ジオールであることを特徴とする微小粒子の製造方法。   24. The method for producing microparticles according to any one of claims 21 to 23, wherein the reducing agent is a 1,2-diol having 2 to 6 carbon atoms. . 請求の範囲第21項〜第24項のいずれかに記載の微小粒子の製造方法において、前記有機安定剤はカルボン酸R−COOHを含むことを特徴とする微小粒子の製造方法。   25. The method for producing microparticles according to any one of claims 21 to 24, wherein the organic stabilizer contains carboxylic acid R-COOH. 請求の範囲第21項〜第25項のいずれかに記載の微小粒子の製造方法において、前記有機安定剤はアミンR−NHを含むことを特徴とする微小粒子の製造方法。 The method of manufacturing a fine particle according to any one of claims 21 through Section paragraph 25, the manufacturing method of the organic stabilizer is fine particles comprising an amine R-NH 2.
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