JP5947657B2

JP5947657B2 - 磁気記録媒体

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Publication number: JP5947657B2
Application number: JP2012174348A
Authority: JP
Inventors: 光伸奥田; 泰敬宮本; 林　直人; 直人林
Original assignee: Japan Broadcasting Corp
Current assignee: Japan Broadcasting Corp
Priority date: 2012-08-06
Filing date: 2012-08-06
Publication date: 2016-07-06
Anticipated expiration: 2032-08-06
Also published as: JP2014032730A

Description

本発明は、トラックが細線状の磁性体で形成された磁気記録媒体に関する。

ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）等の記憶装置は、扱われる情報量の増大に伴い、高記録密度化ならびに記録や再生の高速化が進められている。高記録密度化に伴い、ＨＤＤ等に使用される磁気ディスク等の記録媒体のトラックは狭ピッチ化し、さらにトラックにおける１データ（１ビット）分の長さは短くなり、このような微小な領域の磁気を検出するために、記録・再生方式はＧＭＲ（Giant MagnetoResistance：巨大磁気抵抗効果）素子やＴＭＲ（Tunnel MagnetoResistance：トンネル磁気抵抗）素子のような磁気抵抗効果素子からなる磁気ヘッドによる磁気方式、あるいはレーザー光の照射による光磁気方式が適用されている。

このような磁気ディスクにおける記録および再生は、ディスクをスピンドルモータで回転駆動させ、磁気ヘッドやレーザー光の照射スポットをディスクの径方向のみに移動させることで、トラックに沿って（ディスクの周方向に）所定方向に磁化する（記録する）、または磁気を検出する（再生する）。このようなディスクにおいて記録および再生を高速化するためには、ディスクの回転速度を速くすることが第一に挙げられる。しかし、記録においてはトラックの磁化に要する時間、再生においては磁気の検出に要する時間、さらにディスクの振動による誤動作等の問題から、回転速度の高速化には限界がある。

そこで、記録媒体を駆動させずに記録されているデータを移動する方法として、特許文献１には、細線状の磁性体（以下、適宜磁性細線）をＵ字型等に形成してトラックとしたメモリデバイスが開示されている。これは、磁性体を細線状に形成すると、その長さ方向に磁区が生成し、さらに当該長さ方向に電流を供給すると磁区同士を区切るように生成している磁壁がすべて磁性細線の長さ方向に等距離移動する、シフト移動を行う特性を利用したものである（非特許文献１，２参照）。すなわち、特許文献１に記載されたメモリデバイスは、トラック（磁性細線）上の所定の一箇所（特許文献１ではＵ字型の頂部）に記録用および再生用の各磁気ヘッドを固定し、トラック両端から電流を可逆的に供給して磁壁に挟まれた所望の磁区を磁気ヘッドに対向する位置に移動させる。

また、特許文献２〜５には、現行の磁気ディスク等のトラックのように複数の磁性細線を同心円状に形成した磁気記録媒体が開示されている。これらの方法においては、磁性体の形状（線幅等）や供給する電流により異なるが、磁壁の移動速度は数十ｍ／ｓから約２５０ｍ／ｓと極めて高速であるので、現行のディスクの回転による再生速度を超えることが期待される。

米国特許第６８３４００５号明細書特開２０１１−１００５１７号公報特開２０１１−１２３９４３号公報特開２０１２−８４２０６号公報特開２０１２−５３９５７号公報

T. Koyama et al., "Control of Domain Wall Position by Electrical Current in Structured Co/Ni Wire with Perpendicular Magnetic Anisotropy", Appl. Phys. Express, 2008, Volume 1, Issue 10, pp.101303 Xin Jiang et al., "Enhanced stochasticity of domain wall motion in magnetic racetracks due to dynamic pinning", Nature Communications, 2010, Volume 1, pp.1-5

磁気記録媒体はさらなる高記録密度化が求められ、その１つとしてトラックの狭ピッチ化が挙げられる。しかしながら、特許文献２〜５のような磁区のシフト移動による高速再生を可能とする磁気記録媒体は、磁性細線を１本のトラックとして細線幅方向を単磁区とするために、また電流を供給されて駆動するので、磁性細線を１本ずつ離間して設けて間を絶縁する必要がある。したがって、磁気記録媒体のトラックピッチ、すなわちトラック（磁性細線）幅およびトラック間距離は、リソグラフィ技術やエッチング技術における加工精度により規制される。

本発明は前記問題点に鑑み創案されたもので、磁性細線で形成したトラック内で磁区をシフト移動させる磁気記録媒体について、加工精度によらずに高記録密度化の可能なものを提供することが課題である。

前記課題を解決するために、本発明者らは、磁性細線について、磁区のシフト移動における移動ズレを防止するために、括れ（ノッチ）等を形成したり、局所的に飽和磁化を高くすることで、電流停止時に定位置に磁壁を係止させていることに着目した（例えば、特許文献１，２，４参照）。これは、細線状等の簡素な形状の磁性体は、疵や屈曲等の微小な変形箇所や、飽和磁化等の磁気特性が局所的に異なる箇所があると、その部分に磁壁が生成し易く、また係止され易いことによる。このことから、本発明者らは、磁性細線を、細線方向に沿った溝等で細線幅方向に区切ることで、従来は１トラックを構成していた１本の磁性細線に２以上のトラックを設けることを見出した。

すなわち本発明に係る磁気記録媒体は、基板上に磁性体を細線状に形成してなる１以上の磁性細線を備えて、２値のデータをそれぞれ異なる磁化方向として前記磁性細線に記録されて磁区が生成されるものに関する。本発明に係る第１の磁気記録媒体は、前記磁性細線が、細線幅方向に区切る境界の１箇所以上に、上面および下面の少なくとも一方が細線方向に延びた溝状または畝状のいずれかに形成された連続記録領域区切部を設けられている。そして、磁気記録媒体は、前記磁性細線が、前記連続記録領域区切部を境界として細線幅方向に分割された領域のそれぞれにおいて、複数の前記磁区が細線方向に連続して生成し、電流が供給されることにより、すべての前記分割された領域において、前記磁区同士を区切る磁壁が細線方向に移動することを特徴とする。

また、本発明に係る第２の磁気記録媒体は、前記磁性細線が、細線幅方向に区切る境界の１箇所以上に、他の領域と飽和磁化の高さが異なる連続記録領域区切部が細線方向に延設されている。そして、磁気記録媒体は、前記磁性細線が、前記連続記録領域区切部を境界として細線幅方向に分割された領域のそれぞれにおいて、複数の前記磁区が細線方向に連続して生成し、電流が供給されることにより、すべての前記分割された領域において、前記磁区同士を区切る磁壁が細線方向に移動することを特徴とする。

かかる構成により、第１、第２の磁気記録媒体は、１本の磁性細線が細線幅方向に２以上の領域に分割され、それぞれの領域をいわゆるトラックとしてデータを連続して記録されることができ、磁性細線の微細加工によらずに、面積あたりのトラック数すなわち記録密度を向上させることができる。

さらに、本発明に係る第１、第２の磁気記録媒体は、前記磁性細線が、細線方向に区切る境界の１箇所以上に、前記電流の停止時に前記磁壁を係止するように、細線方向に垂直な断面の形状が他の領域と異なる変形部、または、飽和磁化の高さが他の領域と異なる飽和磁化変異部が設けられていてもよい。

かかる構成により、パルス電流における電流停止時に、磁性細線に予め設けられた変形部または飽和磁化変異部に磁壁が到達して停止するので、パルス電流による磁区のシフト移動において、微小な移動ズレの累積によるエラー等を防止することができる。

本発明に係る磁気記録媒体によれば、磁性細線の加工限界によらずに１本のトラックを幅狭にして搭載本数を増大させて、高記録密度化することができる。

本発明に係る磁気記録媒体の模式図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は第１実施形態に係る磁気記録媒体の部分段面図で、（ａ）のＡ−Ａ線矢視断面図に相当する。本発明に係る磁気記録媒体の構成を説明する磁性細線の斜視図である。本発明に係る磁気記録媒体の磁性細線におけるデータ書込および磁区の移動を説明するための模式図で、平面図である。図１（ａ）のＡ−Ａ線矢視断面図に相当する部分断面図であり、（ａ）は第１実施形態の変形例に係る磁気記録媒体の模式図、（ｂ）は第２実施形態に係る磁気記録媒体の模式図である。図１（ａ）のＡ−Ａ線矢視断面図に相当する部分断面図であり、（ａ）は第３実施形態に係る磁気記録媒体の模式図、（ｂ）は第３実施形態の変形例に係る磁気記録媒体の模式図、（ｃ）は第３実施形態の別の変形例に係る磁気記録媒体の模式図である。実施例の磁性細線のサンプルの写真であり、（ａ）は原子間力顕微鏡像写真、（ｂ）は磁気力顕微鏡像写真である。実施例の磁性細線のサンプルの写真であり、（ａ）は原子間力顕微鏡像写真、（ｂ）は磁気力顕微鏡像写真である。点状の凹みを形成された磁性細線のサンプルの写真であり、（ａ）は原子間力顕微鏡像写真、（ｂ）は磁気力顕微鏡像写真である。

以下、本発明に係る磁気記録媒体を実現するための形態について図面を参照して説明する。

［第１実施形態］
本発明の第１実施形態に係る磁気記録媒体１０は、図１（ａ）に示すように、円盤（円環）形状の基板２上に、磁性体を細線状に形成してなる磁性細線１をデータの記録（格納）領域として備える。この磁性細線１には、後記するように、２値のデータすなわち「０」または「１」のデータを異なる２方向の磁化のいずれかとして記録される。磁気記録媒体１０において、磁性細線１，１，…は、平面視で互いに絶縁層６を挟んで離間して同心円状に基板２上に形成されている。詳しくは、１本の磁性細線１は、平面視で円環の一部を欠いたＣ字型に形成されている。なお、図１（ａ）においては、磁性細線１を６本に省略して、外周と内周の中間部を空白で示すが、実用的には磁性細線１は幅および間隔（ピッチ）が外形（基板２）に対して極めて小さく形成され、一定のピッチで設けられる。さらに、磁気記録媒体１０は、磁性細線１の一端と他端に、正電極３１と負電極３２を接続して備える。このように、本実施形態において、磁気記録媒体１０は、円盤形状の基板２をベースとしてその外形が現行の磁気ディスク等と同様に円盤形状であるので、適宜、磁気ディスク１０と称する。そして、磁気記録媒体１０は、現行の磁気ディスクと同様に、記録用、再生用の磁気ヘッド等を備えた記録再生装置（図示省略）を用いて、データの書込および再生（読出）が行われる。

図１（ｂ）に示すように、磁性細線１は、上面に当該磁性細線１の長さ方向（以下、細線方向という）に沿った１本の溝（連続記録領域区切部、溝部１ｄ）が形成され、この溝を境界として細線幅方向（磁気記録媒体１０の径方向）に２つの領域Ｔｒ１，Ｔｒ２に分割される。

ここで、磁性細線のサンプルを作製して、この磁性細線の形状により細線幅方向に磁区を分割して生成することができることを調査した。Ｒｕ（３ｎｍ）からなる下地および[Ｃｏ（０．３ｎｍ）／Ｐｄ（１．２ｎｍ）]×２１の多層膜（合計厚さ約４０ｎｍ）を、細線幅方向に単磁区を形成する２５０ｎｍ幅の磁性細線に加工した。この磁性細線に、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）のナノインデンテーション機能に使用されるダイヤモンドプローブを押し込んで、上面の幅方向中心辺りに、深さ約１０ｎｍの点状の凹みを複数個形成してサンプルを作製した。図８（ａ）に、サンプルのＡＦＭ像写真を示し、また、図中に矢印で凹みが形成された箇所を示す。サンプルに、初期化として１ｋＧの磁界を上向きに印加して、全体の磁化を飽和させて上向きの磁化とした後、磁性細線（Ｃｏ／Ｐｄ多層膜）の保磁力より少し小さい０．５ｋＧの下向きの磁界を印加した。このサンプルの表面を磁気力顕微鏡（ＭＦＭ）にて画像化して観察した。図８（ｂ）に示すＭＦＭ像写真において、磁性細線は、磁化方向が上向きか下向きかによって磁区毎に白（上向き）／黒（下向き）のコントラストを示す。

図８（ｂ）に示すように、サンプルについて、凹みを形成された箇所で磁区が細線幅方向に２分割されることが確認された。このように、幅方向に単磁区を生成する十分に幅の狭い磁性細線であっても、磁壁を係止する箇所を設けることで、この箇所を境界に細線幅方向に分割された磁区を生成することができる。このことから、磁性細線１に磁壁を係止する作用を有する溝部１ｄを形成することで、この溝部１ｄで細線幅方向に分割された２つの領域Ｔｒ１，Ｔｒ２のそれぞれが、従来の磁性細線のように細線方向に連続した複数の磁区を生成されることができる。

磁気記録媒体１０においては、磁性細線１の、これら２つの領域Ｔｒ１，Ｔｒ２のそれぞれに、細線方向に連続してデータが記録され、図２に示すように、１つのデータを所定の単位長さ（ビット長Ｌb）の磁区とする。すなわち、領域Ｔｒ１，Ｔｒ２は、それぞれ、現行の磁気ディスクのデータの記録領域であるトラックに類似するため、適宜、第１トラックＴｒ１、第２トラックＴｒ２と称する。なお、図２および後記の図３においては、説明を簡潔にするために磁性細線１を直線状に表す。以下、磁気記録媒体１０を構成する各要素について、詳細に説明する。

（磁性細線）
磁性細線１は、磁性体（磁性材料）を厚さおよび幅に対して十分に長い細線状に形成してなり、細線形状（平面視形状）は、屈曲していない直線、または厚さおよび幅方向長に対して十分に緩やかな曲線とする。磁性細線１は、本実施形態のように外形が円盤形状である磁気記録媒体１０においては、その外形と同心円の周に沿った形状とすることで、十分に長く緩やかな曲線となり、磁気記録媒体１０の外形寸法に対しても長くすることができ、さらに磁気記録媒体１０の上面全体に多数の磁性細線１を効率的に配置して記録密度を高くすることができる。したがって、磁性細線１は、磁気記録媒体１０において細線長さを同一としなくてよく、外周寄りに設けられたものほど長くして、磁気記録媒体１０の全体としてデータの記録可能な領域（容量）を大きくすればよい。また、磁気記録媒体は円盤形状に限らず、例えば平面視が矩形の板状でもよく、この場合、磁性細線は互いに平行な直線状に形成すればよい。

磁性細線１は、現行の磁気ディスクの記録層等と同様に磁性材料で形成され、特に微細化に好適な垂直磁気異方性材料を適用することが好ましい。このような材料として、公知の強磁性材料を適用でき、具体的には、Ｃｏ等の遷移金属とＰｄ，Ｐｔ，Ｃｕのいずれかとを交互に繰り返し積層したＣｏ／Ｐｄ多層膜のような多層膜、またＴｂ−Ｆｅ−Ｃｏ，Ｇｄ−Ｆｅ等の希土類金属と遷移金属との合金（ＲＥ−ＴＭ合金）が挙げられる。これらの材料はスパッタリング法等の公知の方法により成膜され、フォトリソグラフィおよびエッチングまたはリフトオフにより、以下の細線形状に成形されて磁性細線１となる。本実施形態においては、磁性細線１は垂直磁気異方性材料であるので、図２に示すように上向きまたは下向きのいずれかの磁化方向を示す。

磁性細線１は、厚さ（膜厚）７０ｎｍ以下、幅３００ｎｍ以下であれば、細線方向にのみ磁区が分割され易く、好ましい。また、磁性細線１は、ピッチが狭いすなわち幅が小さい（細い）ほど、磁気記録媒体１０を高記録密度化することができる。なお、磁性細線１は、溝部１ｄにより幅方向に２つの領域Ｔｒ１，Ｔｒ２に分割されてそれぞれに磁区を生成させるが、幅方向に単磁区を形成し易い従来の磁性細線と同等またはそれよりも細い幅として、記録密度を倍増させることが好ましい。また、磁区（磁壁）の細線方向への移動は磁性細線１に電流を細線方向に供給することでなされ、その移動速度は断面積あたりの電流密度に比例して速くなるため、磁性細線１の厚さおよび幅（断面積）が小さいほど、小さい電流で磁区を高速で移動させることができる。一方、データの保存（磁化の保持）のために、磁性細線１はある程度の厚さおよび幅とすることが好ましく、具体的には厚さは５ｎｍ以上、幅はトラックＴｒ１，Ｔｒ２の１あたり（溝部１ｄを含む）で１０ｎｍ以上、すなわち２０ｎｍ以上とすることが好ましい。なお、磁性細線１の厚さおよび幅とは、溝部１ｄのような変形箇所以外の、上下面や側面が平坦な部分における大きさを指す。

磁性細線１は、図１（ｂ）に示すように、その細線方向全体にわたって、幅方向中心に、１本の溝（溝部１ｄ）が上面に形成されている。前記した通り、幅３００ｎｍ以下の細線状に形成された磁性体は、幅方向に単磁区を形成し易いが、このような局所的に断面積が小さい箇所には磁壁が生成され易く、また磁壁が係止され易いため、磁性細線１は溝部１ｄを形成した箇所で区切るように磁区が生成した状態になり易い。したがって、磁性細線１は、この溝部１ｄを境界として幅方向に二等分された２つの領域（トラック）Ｔｒ１，Ｔｒ２のそれぞれで磁区を生成させることができる。以下、磁性細線１の溝部１ｄのように、磁性細線を細線幅方向に区切る部分（境界近傍）を、適宜、トラック区切部と称する。磁性細線１における溝部１ｄの本数は特に規定されないが、１本であれば１つの磁性細線１に設けられるトラックは２となり、いずれのトラック（Ｔｒ１，Ｔｒ２）も磁性細線１の側端を含んで絶縁層６に面して設けられる。このような構成とすることで、後記するように磁気記録媒体１０は、トラックＴｒ１，Ｔｒ２のそれぞれの一方のみに対して、データの書込や再生のための磁気ヘッド（図２の記録ヘッド７１，７２）を対向させることが容易になる。

溝部１ｄは、磁性細線１において、少なくともデータの書込および再生が行われる領域（書込領域１ｗ、再生領域１ｒ）を含む、データが記録される領域の全体にわたって連続して形成される。溝部１ｄは、磁性細線１において、トラックＴｒ１，Ｔｒ２の各幅が均等になるように細線幅方向中心に設けることが好ましいが、少なくともトラックＴｒ１，Ｔｒ２のそれぞれが書込や再生に対応した幅となる位置に、溝部１ｄが設けられていればよい。なお、トラックＴｒ１，Ｔｒ２は、各幅に偏りがあっても、それぞれにおいて同じ速度で磁区がシフト移動する。

本実施形態に係る磁気記録媒体１０は、磁性細線１（トラックＴｒ１，Ｔｒ２）において１データが記録される細線方向長さ（ビット長Ｌb）は特に規定されず、後記するデータ書込方法にて説明するように、パルス電流のパルス幅により設定されることができる。ただし、ビット長Ｌbは、データの保存のためにはトラックＴｒ１，Ｔｒ２の幅と同じく１０ｎｍ以上とすることが好ましく、さらに、後記の再生領域１ｒにおいて磁気が正確に検出される長さ以上とすることが好ましい。

ここで、一般的に、磁壁の厚み（細線方向長さ）は磁区に対して極めて狭く（短く）、磁性細線１の厚さ、ならびに磁区の長さ、すなわちトラックＴｒ１，Ｔｒ２の幅（ここでは磁性細線１の幅の１／２）および１データの細線方向長さ（ビット長Ｌb）にもよるが、５〜１００ｎｍ程度である。このような磁壁を係止させるために、磁性細線１は、変形している領域の細線幅方向長さ、ここでは溝部１ｄの溝幅（溝部１ｄの開口部における細線幅方向長さ）を、磁壁の厚み以上とし、１０倍以下とすることが好ましい。具体的には、溝部１ｄの溝幅は、１０〜１００ｎｍ程度の範囲で、トラックＴｒ１，Ｔｒ２の幅の１／２以下（磁性細線１の幅の１／４以下）、ビット長Ｌbの１／１０〜２倍程度が好ましい。また、溝部１ｄが幅広過ぎると、その深さによっては傾斜が緩やか過ぎて磁壁を係止する作用が小さくなる。

磁性細線１において、溝部１ｄのように変形させた箇所は、磁壁を好適に係止させておく（溝部１ｄの外へ移動させない）ためには、その変化量を２％以上とすることが好ましい。具体的には、磁性細線１の厚さが５０ｎｍであれば、溝部１ｄの深さは１ｎｍ以上（最薄部の厚さが４９ｎｍ以下）とすることが好ましい。一方、溝部１ｄは、深さの上限は特に規定されず、磁壁を係止する十分な傾斜で前記の範囲の溝幅に形成されるような深さであればよい。また、溝部１ｄの断面（細線方向に垂直な断面）視形状は、特に規定されず、Ｖ字型（逆三角形）、Ｕ字型、矩形、逆台形型等が挙げられる。ただし、溝部１ｄは、磁性細線１において磁壁を係止する作用を均一にするために、断面視形状が磁性細線１の全長にわたって略一致していることが好ましい。このような溝部１ｄは、磁性細線１上に、溝部１ｄを形成する領域を薄くしたまたは空けたレジストマスクやナノインプリントによる樹脂マスクを形成して、エッチングして形成することができる。

書込領域１ｗ₁，１ｗ₂は、それぞれ磁性細線１のトラックＴｒ１，Ｔｒ２にデータを記録するために当該磁性細線１の磁気をデータに対応する磁化方向にするための領域であり、細線方向長さをビット長Ｌb以上とし、またこの領域においては磁性細線１の構造を必要に応じて記録方式に対応したものとする。なお、図１（ａ）においては、書込領域１ｗ₁，１ｗ₂を内包する領域をまとめて書込領域１ｗとして表す。具体的には、例えば現行の磁気ディスクへの記録方法と同様に、図２に示すように、書込用の磁気ヘッドである第１記録ヘッド７１、第２記録ヘッド７２（主磁極の部分のみを図示する）を書込手段として外部磁界を印加する場合は、磁性細線１の下（記録ヘッド７１，７２に対向する側の反対側）の書込領域１ｗ₁，１ｗ₂を含む領域または磁性細線１全体を、非磁性層を介して軟磁性層が設けられた積層構造とする（図示省略）。軟磁性層により、記録ヘッド７１，７２からの外部磁界が磁性細線１で垂直な書込み磁束を形成するための磁路を形成する。このような構成とすることで、例えば図２では、初期状態（書込前）の磁化が下方向の磁性細線１を、書込領域１ｗ₁において第１記録ヘッド７１が上向きの磁界を印加して磁化を上方向に反転させ、書込領域１ｗ₂において第２記録ヘッド７２が下向きの磁界を印加して磁化を下方向としている。

ここで、第１記録ヘッド７１および第２記録ヘッド７２は、それぞれが主磁極、副磁極、およびコイル等を備え、ある程度のスペースを要するため、１本の磁性細線１内に隣接したトラックＴｒ１，Ｔｒ２の細線方向における同じ位置に主磁極を対向させることは困難であり、また、それぞれからの印加磁界が互いに影響し合うことになる。そのため、図２に示すように、記録ヘッド７１，７２を対向させる磁性細線１の領域すなわち書込領域１ｗ₁，１ｗ₂は細線方向にずらして距離を空けて設けられている。このように磁性細線１に書込領域１ｗ₁，１ｗ₂を細線方向にずらして設ける場合は、１データ分（ビット長Ｌb）の整数倍ずらすことが好ましい。ここでは、第２トラックＴｒ２の書込領域１ｗ₂を、第１トラックＴｒ１の書込領域１ｗ₁の、４データ分（４Ｌb）磁区移動方向における後方（図２における左側）に設けている（図３（ａ）参照）。このように、書込領域１ｗ₁，１ｗ₂の細線方向長さや磁性細線１（トラックＴｒ１，Ｔｒ２）における位置は、記録方式や加工精度等に対応したものとすればよい。

なお、磁気記録媒体１０のすべての磁性細線１は、書込領域１ｗ₁，１ｗ₂が、それぞれ細線幅方向（磁気記録媒体１０の径方向）の１本の線に沿った位置に設けられていることが好ましい（図１（ａ）参照）。このような磁気記録媒体１０であれば、記録再生装置は、記録ヘッド７１，７２を支持するアーム（図示省略）を磁気記録媒体１０の径方向のみに移動させることで、すべての磁性細線１の書込領域１ｗ（１ｗ₁，１ｗ₂）にデータ書込をすることができる。

再生領域１ｒは、磁性細線１のトラックＴｒ１，Ｔｒ２のデータ書込をされて生成した磁区の磁化方向を検出するために領域であり、図１（ａ）に示すように書込領域１ｗ（１ｗ₁，１ｗ₂）と同様に、すべての磁性細線１において磁気記録媒体１０の径に沿って一直線上に設けられていることが好ましい。また、再生領域１ｒは、図１（ａ）には一体に表されているが、図２に示す書込領域１ｗ₁，１ｗ₂と同様に、第１トラックＴｒ１における再生領域１ｒ₁と第２トラックＴｒ２における再生領域１ｒ₂とで、細線方向に４データ分（４Ｌb）ずらして設けられている（図３（ａ）参照）。磁性細線１の再生領域１ｒ₁，１ｒ₂にはそれぞれ、例えばＧＭＲ（Giant MagnetoResistance：巨大磁気抵抗効果）素子やＴＭＲ（Tunnel MagnetoResistance：トンネル磁気抵抗）素子のような磁気抵抗効果素子からなる再生用の磁気ヘッドを対向させて、磁気を検出する。したがって、磁性細線１は、再生領域１ｒ₁，１ｒ₂を細線方向にずらして距離を空けて設けることで、磁気ヘッドを微小な再生領域１ｒ₁，１ｒ₂のそれぞれに対向させて正確に磁気を検出することができる。また、磁性細線１は、再生領域１ｒ（１ｒ₁，１ｒ₂）に限定して、例えば特許文献５に記載されるような局所的に磁区が拡張する構成とする等、必要に応じて再生方式に対応した構造としてもよい。

磁性細線１は、磁気記録媒体１０の製造時におけるダメージから磁性細線１を保護するために、上面に保護膜（図示省略）を積層されていることが好ましい。保護膜は、Ｔａ，Ｒｕ，Ｃｕの単層、またはＣｕ／Ｔａ，Ｃｕ／Ｒｕの２層等から構成され、２層構造とする場合は、いずれもＣｕを内側（下層）とする。さらに、磁性細線１は、基板２との密着性を得るために、金属薄膜からなる下地膜の上に形成されてもよい（図示省略）。このような下地膜は、Ｔａ，Ｒｕ，Ｃｕ，Ａｌ，Ａｕ，Ａｇ，Ｃｒ等の非磁性金属材料を適用することができる。保護膜および下地膜は、それぞれ厚さ１〜１０ｎｍとすることが好ましい。厚さが１ｎｍ未満であると連続した膜を形成し難く、一方、１０ｎｍを超えてもそれ以上に効果が向上しないためである。なお、この厚さは、保護膜については、磁気記録媒体１０（完成後）におけるものであり、製造時（成膜時）においては、その後の工程による減肉分を加味する。

（基板）
基板２は、磁性細線１を形成するための磁気記録媒体１０の土台であり、広義の基板である。このような基板２として、公知の基板材料が適用でき、具体的には、表面に熱酸化膜を形成されたＳｉ（シリコン）基板、ＳｉＯ₂（酸化ケイ素、ガラス）、ＭｇＯ（酸化マグネシウム）、サファイア、ＧＧＧ（ガドリニウムガリウムガーネット）、ＳｉＣ（シリコンカーバイド）、Ｇｅ（ゲルマニウム）単結晶基板等を適用することができる。また、基板２が、Ｓｉ基板で表面に十分な厚さの酸化膜が形成されていない場合は、表面に絶縁膜を形成した上に磁性細線１を形成すればよい。すなわち基板２は、少なくとも表面（表層）が絶縁性であればよい。

（絶縁層）
絶縁層６は、磁気記録媒体１０における磁性細線１，１間、あるいはさらに正電極３１，３１間および負電極３２，３２間に配され、さらに基板２と磁性細線１との間や磁性細線１の上に配されてもよい。絶縁層６は、例えばＳｉＯ₂，Ｓｉ₃Ｎ₄，Ａｌ₂Ｏ₃等の公知の絶縁材料からなり、また磁気記録媒体１０の全体で同じ材料を適用しなくてもよい。

（電極）
正電極３１および負電極３２は、一対の電極として磁性細線１にその細線方向の一方向に電流を供給するための端子であり、図１（ａ）に示すように磁性細線１の両端に接続される。本実施形態では図２に一部（負電極３２）を示すように、電極３１，３２は共に磁性細線１の下面に接続されているが、磁性細線１における接続面はこれに限られず、例えば上面に接続されてもよい。電極３１，３２は、Ｃｕ，Ａｌ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｗ，Ａｇ，Ａｕ，Ｐｔ等の金属やその合金のような一般的な金属電極材料からなり、スパッタリング法等により成膜、フォトリソグラフィ等によりストライプ状に成形される。また、電極３１，３２の厚さ、幅および細線方向長さは、磁性細線１，１のピッチ（トラックピッチ）、材料や供給する電圧・電流等に基づいて設定される。

［磁気記録媒体の製造方法］
本発明に係る磁気記録媒体は、公知の方法を用いて製造することができる。図１に示す磁気記録媒体１０の製造方法の一例を以下に説明する。基板２上にＳｉＯ₂やＡｌ₂Ｏ₃等の絶縁膜を、スパッタリング法等の公知の方法により磁性細線１の厚さに成膜して、その上に、磁性細線１を設ける領域にレジストマスクを形成し、絶縁膜をエッチングする。次に、スパッタリング法等の公知の方法により磁性膜を成膜して、絶縁膜のエッチングされた領域を埋めて磁性細線を形成し、レジストマスクを除去する（リフトオフ）。これにより、基板２上に平坦な磁性細線が形成され、磁性細線同士の間を絶縁層６が磁性細線と同じ厚さに形成された状態となる。

磁性細線および絶縁層６上に、ナノインプリント法により、溝部１ｄを形成する領域に溝を設けた樹脂膜を形成する。樹脂膜の上からＲＩＥ法等のドライエッチングにより、異方性エッチングを行って、樹脂膜の溝部分を除去し、さらにその直下における磁性細線の部分を薄肉化することにより溝部１ｄを形成して磁性細線１とする。残存する樹脂膜を除去し、金属電極材料で磁性細線１の両端に接続する電極３１，３２を形成して、磁気記録媒体１０を得る。ナノインプリント法を用いることで、微細で寸法精度の高い溝部１ｄを形成することができる。なお、基板２上に、まず磁性膜を成膜し、溝部１ｄを形成してから細線状に加工して磁性細線１を形成し、絶縁層６を埋め込んでもよい。あるいは、前記磁性膜上に磁性細線１の形状の樹脂マスクを形成してエッチングすることで、細線状への加工および溝部１ｄの形成を同時に行うこともできる。

［磁気記録媒体の動作方法］
（データ書込方法）
次に、本発明に係る磁気記録媒体の磁性細線に「０」、「１」の２値のデータを連続して書き込む（記録する）方法を、図２および図３を参照して説明する。図３は磁性細線１の書込領域１ｗ₁，１ｗ₂および再生領域１ｒ₁，１ｒ₂を含む両端近傍部分のみを示し、中間部分を破断線で省略する。また、図３は平面図であるが、矢印で示す磁化方向の上下は厚さ方向におけるものとする。磁気記録媒体１０におけるデータ書込方法は、記録再生装置の記録ヘッド７１，７２で書込領域１ｗ₁，１ｗ₂へ書込をして磁区を生成させ、電極３１，３２に接続した記録再生装置の走査電流源８（図３（ｂ）参照）から磁性細線１にパルス電流を供給して、磁区を断続的にシフト移動させるものである。

図２に示す磁性細線１は、電流が供給されていない状態であり、第１トラックＴｒ１に「０」を書き込むために第１記録ヘッド７１が上向きの磁界を、第２トラックＴｒ２に「１」を書き込むために第２記録ヘッド７２が下向きの磁界を、それぞれ対向する領域１ｗ₁，１ｗ₂に印加してそれぞれの磁化方向とされている。そして図２において磁性細線１は、細線方向に区切るように幅全体にわたる磁壁ＤＷ１と、平面視でかぎ型に屈曲した磁壁ＤＷ２と、第２トラックＴｒ２で平面視コの字型に屈曲した磁壁ＤＷ３と、が生成している。図２に示す磁性細線１を図３（ａ）に平面図で示す。なお、図３においては、書込領域１ｗ₁，１ｗ₂について、記録ヘッド７１，７２から磁界が印加される領域を破線枠で示す。

ここで、十分に細い細線状の磁性体は、通常、磁区が細線方向にのみ区切られて生成し、細線幅方向においては単磁区となる。しかし、本発明に係る磁気記録媒体１０の磁性細線１は、磁壁ＤＷ２や磁壁ＤＷ３の、トラックＴｒ１，Ｔｒ２の境界に沿った部分が、溝部１ｄに係止されているため、隣接したトラックＴｒ１，Ｔｒ２同士で異なる磁化方向の磁区が生成した状態が保持される。

記録ヘッド７１，７２の磁界印加を停止し、図３（ｂ）に示すように、電極３１，３２に接続した走査電流源８から直流パルス電流を磁性細線１に供給する。磁性細線１においては、負電極３２側（左側）から電子ｅ^-が注入されて、細線方向に区切る磁壁が右方向へ移動する。このとき、磁壁ＤＷ２，ＤＷ３のような平面視で屈曲して細線方向に沿った部分を有する磁壁は、細線方向に区切る部分が移動するのに伴って、全体が正電極３１側へ、すなわち細線方向に移動する。ここで、磁壁ＤＷ２，ＤＷ３の細線方向に沿った部分は溝部１ｄに係止されて、この部分を挟んで磁化方向が異なる磁区のそれぞれの形状が保持されるため、結果、これらの磁壁で区画されたすべての磁区は、それぞれの形状を保持して右方向へ等距離移動する。なお、負電極３２側の最端の磁区は、注入された電子ｅ^-により移動距離だけ伸長する。

細線方向に形状が一様に形成された磁性細線１は、一定の電流の供給により一定の速度で磁壁が移動し、その移動速度は電流密度に依存する。したがって、同じ磁性細線１におけるトラックＴｒ１，Ｔｒ２は、幅（断面積）が不均一であっても、磁性細線１に供給された電流の電流密度は同一であるので、同一の距離だけ磁壁が移動する。そして、１回の移動距離がビット長Ｌbとなるように直流パルス電流のパルス幅を設定することで、走査電流源８をＯＮ状態としたまま、ビット長Ｌb刻みで断続的に磁区をシフト移動させることができる。

図３（ｂ）に示す直流パルス電流の１パルス供給後の停止時において、図３（ｃ）に示すように、再び記録ヘッド７１，７２で書込領域１ｗ₁，１ｗ₂へ書込をする。ここでは、第１トラックＴｒ１の書込領域１ｗ₁に「１」を書き込んで磁化方向を下向きに、第２トラックＴｒ２の書込領域１ｗ₂に「０」を書き込んで磁化方向を上向きにする。その結果、第２トラックＴｒ２には、書込領域１ｗ₂の右隣に、ビット長Ｌbの長さの、磁化が下向きの磁区が生成する。また、第１トラックＴｒ１には、書込領域１ｗ₁の右隣に、ビット長Ｌbの２倍の細線方向長さの磁化が上向きの磁区が生成する。このように、磁気記録媒体１０は、磁性細線１にパルス電流を供給してビット長Ｌbの距離を磁壁移動させて次のデータを書き込むことで、磁界印加の領域が広くても、１データの長さをビット長Ｌbにして磁性細線１に格納することができるので、記録密度を高くすることができる。

また、図３（ｃ）においては、第２トラックＴｒ２の書込領域１ｗ₂の磁界印加領域（図中の破線枠内）が第１トラックＴｒ１の側へずれているが、磁界印加停止後に、磁壁が溝部１ｄに係止されるように微小移動するため、第２トラックＴｒ２のみにデータが記録されることになる。このように、磁性細線１は溝部１ｄで区切ることにより、トラックＴｒ１，Ｔｒ２のそれぞれに正確にデータを記録することができる。言い換えると、溝部１ｄが形成されていない磁性細線では、磁界印加等により一時的に、一方のトラックに他方と異なる磁化方向の磁区を生成し得るが、磁界印加が停止されると、あるいはその後の磁区のシフト移動の際に、細線幅方向に単磁区となるため、それぞれのトラックに個別にデータを記録することが困難である。なお、第２トラックＴｒ２の書込領域１ｗ₂への磁界印加は、第１トラックＴｒ１まで及んでもよい。第１トラックＴｒ１は、書込領域１ｗ₂の前方の書込領域１ｗ₁で書き換えられるからである。

（データ再生方法）
磁性細線１のトラックＴｒ１，Ｔｒ２に磁区として格納されたデータは、書込と同様に直流パルス電流を供給して磁区を再生領域１ｒ₁，１ｒ₂まで移動させることにより、再生領域１ｒ₁，１ｒ₂に対向させた記録再生装置の再生用の磁気ヘッドで再生することができる。例えば図３（ａ）においては、第１トラックＴｒ１では再生領域１ｒ₁に下向きの磁区が到達しているのでデータ「１」が再生され、第２トラックＴｒ２では再生領域１ｒ₂に上向きの磁区が到達しているのでデータ「０」が再生される。そして、直流パルス電流１パルス供給（図３（ｂ）参照）後の図３（ｃ）においては、第１トラックＴｒ１ではデータ「０」が再生され、第２トラックＴｒ２ではデータ「１」が再生される。なお、磁性細線１において、電流供給により正電極３１側の端まで到達した磁区は消失する。そこで、再生領域１ｒ₁，１ｒ₂で再生したデータを先頭から、記録ヘッド７１，７２で並行して書き込むことで、磁気記録媒体１０に記録されていたデータを保存してもよい（例えば特許文献３参照）。

このように、本実施形態に係る磁気記録媒体１０は、１つのトラックを構成する従来の磁性細線について、並設された２本を接続して一体の磁性細線１とし、共通の電流にて並行して動作させるものといえる。また、本実施形態においては、磁性細線１の書込領域１ｗ₁，１ｗ₂および再生領域１ｒ₁，１ｒ₂は、共に４Ｌbずれて設けられているため、トラックＴｒ１，Ｔｒ２のそれぞれの先頭データを同時に書き込むことができる。一方、書込領域１ｗ₁，１ｗ₂および再生領域１ｒ₁，１ｒ₂のずれが互いに異なる場合は、再生領域１ｒ₁，１ｒ₂のずれに合わせて、トラックＴｒ１，Ｔｒ２の各先頭データの書込のタイミングをずらす。例えば書込領域１ｗ₁，１ｗ₂が４Ｌb、再生領域１ｒ₁，１ｒ₂が８Ｌbずれている場合は、第１トラックＴｒ１にのみ４データ書き込んで、次に、５番目のデータと第２トラックＴｒ２の先頭データを同時に書き込む。このように、本発明に係る磁気記録媒体１０は、同じ磁性細線１に設けられたトラックＴｒ１，Ｔｒ２を個別に磁壁移動させることができないため、並列（同時）再生、同時書込となる。なお、直流パルス電流の１回の停止時に、書込や再生を、トラックＴｒ１，Ｔｒ２について同時に行わずに、順次行ってもよい。例えば、書込においては、記録ヘッド７１，７２の両方から同時に磁界を印加しないことで、印加磁界が互いに影響し合うことを避けることができる。

書込方式について、記録ヘッド７１，７２による磁界印加の他に、スピン注入磁化反転が適用されてもよい。磁性細線１の書込領域１ｗ₁，１ｗ₂にスピン注入磁化反転素子構造を形成することで、これらの領域をスピン注入磁化反転にて所望の磁化方向にすることができる。詳しくは、磁性細線１が、書込領域１ｗ₁，１ｗ₂において磁化自由層となるように、中間層および磁化固定層を積層し、このスピン注入磁化反転素子構造へ電流を膜面垂直方向に流すための一対の電極を上下に接続する（図示省略）。また、磁性細線１は磁化自由層として好適に磁化反転するように、厚さを５〜３０ｎｍとすることが好ましい。このような構成とすることで、書込領域１ｗ₁，１ｗ₂が微細化されても正確な位置に書き込むことが容易で、また磁界印加よりも高速に書き込むことができる。なお、書込領域１ｗ₁，１ｗ₂における２つのスピン注入磁化反転素子構造は、磁化自由層を磁性細線１で共有しているので、少なくとも異なるデータを書き込む際には、書込（電流供給）を同時に行わないようにする。

（変形例）
前記第１実施形態においては、磁性細線１は、上面に溝部１ｄを形成されて磁壁が細線幅方向において係止されるようにしたが、磁性細線をトラックＴｒ１，Ｔｒ２に区切るトラック区切部はこれに限られない。図４（ａ）に示す第１実施形態の変形例に係る磁気記録媒体１０Ａは、表面に溝が形成された基板２Ａ上に磁性細線１Ａが形成されている。磁性細線１Ａを形成するための磁性膜は膜厚が均一であるので、下地である基板２Ａの表面形状に沿って、磁性細線１Ａは、基板２Ａの溝の直上に上面が凹んで溝状の溝部（連続記録領域区切部）１ｆが形成される。この磁性細線１Ａは、溝部１ｆにおける下面が下方に突設した畝状となる。磁性細線１Ａの形状は、溝部１ｄにより局所的に断面積が小さくなる磁性細線１とは異なるが、このように局所的に変形した溝部１ｆにおいても、磁壁が係止され易く、溝部１ｄと同様にトラック区切部としての効果が得られる。変形部１ｆの形状の変化量や細線方向長さは、溝部１ｄと同様である。なお、溝部１ｆの変化量は、上面または下面のいずれかが磁性細線１Ａの厚さの２％以上であればよく、基板２Ａ表面に形成する溝の形状を制御すればよい。また、基板２Ａ表面に溝に代えて畝を形成して、その上に磁性細線１Ａ（磁性膜）を形成してもよく、この場合は、磁性細線１Ａは凹凸が反転した形状となる。

以上のように、第１実施形態およびその変形例に係る磁気記録媒体によれば、磁性細線の幅やピッチを従来のままとして、記録密度を２倍にすることができる。

［第２実施形態］
前記第１実施形態およびその変形例においては、磁性細線の形状を変形させてトラックの境界（トラック区切部）としたが、磁性体において磁壁を係止する作用は、形状以外に、磁気特性が局所的な変化した部位にも有する。以下、本発明の第２実施形態に係る磁気記録媒体について、図４（ｂ）を参照して説明する。第１実施形態（図１〜３参照）と同一の要素については同じ符号を付し、説明を省略する。

図４（ｂ）に示すように、第２実施形態に係る磁気記録媒体１０Ｂは、基板２上に上下面が平坦な磁性細線１Ｂが形成されている。磁性細線１Ｂは、細線幅方向に区切るように、他の領域よりも飽和磁化の高い高Ｍs領域（連続記録領域区切部）１ｓが細線方向に沿って設けられ、高Ｍs領域１ｓによって、第１トラックＴｒ１と第２トラックＴｒ２とに二分割されている。

飽和磁化の高低の勾配がある領域においては、磁壁は、飽和磁化の高い方へ移動する。磁性細線１Ｂは、高Ｍs領域１ｓにおいて、細線幅方向に飽和磁化が低〜高〜低という勾配を形成するため、第１実施形態と同様に、トラックＴｒ１，Ｔｒ２それぞれで磁区を生成してこれが保持される。

高Ｍs領域１ｓの幅（細線幅方向長さ）は、溝部１ｄ，１ｆと同様である。なお、磁性細線１Ｂにおいて、飽和磁化が一様である他の領域に対して、飽和磁化が漸増する領域も含めて高Ｍs領域１ｓとする。高Ｍs領域１ｓの飽和磁化は特に限定しないが、磁壁が好適に係止されるようにするために、最も高い部分で、高Ｍs領域１ｓ外の領域に対して１．２倍以上とすることが好ましい。一方、高Ｍs領域１ｓ外の領域すなわちトラックＴｒ１，Ｔｒ２の飽和磁化が低くなり過ぎないように、高Ｍs領域１ｓの飽和磁化は１０倍程度以下とすることが好ましい。このような飽和磁化の変化は、磁性細線（または加工前の磁性膜）にイオンを照射することで得られ、照射量が多いほど飽和磁化が低下する。したがって、第１実施形態に係る磁気記録媒体１０の磁性細線１への溝部１ｄの形成と同様に、レジストマスクやナノインプリントによる樹脂マスクを形成して、イオンを照射すればよい。なお、マスクは、高Ｍs領域１ｓを形成する領域を厚く形成する。イオンの照射は、例えば半導体装置の製造に適用されるイオン注入装置を使用することができる。また、イオン種や注入する条件によっても飽和磁化の変化（低下）量は変化する。イオン種としては、Ｇａ，Ｎ，Ｏ，Ａｒ，Ｋｒ，Ｘｅ等が挙げられる。

（変形例）
磁性細線１Ｂは、トラック区切部を相対的に飽和磁化の高い領域（高Ｍs領域１ｓ）としたが、反対に飽和磁化の低い領域としても同様の効果が得られる。この場合は、飽和磁化が最も低い部分で、当該領域（トラック区切部）外に対して１／１．２倍以下とすることが好ましい。あるいはさらに飽和磁化を低下させて、トラック区切部を非磁性体としてもよい。イオン照射により飽和磁化は低下するため、このような磁性細線１Ｂは、トラック区切部以外の主な記録領域とする部分にはイオン照射をせずに強磁性体として、データの保存や再生（磁気の検出）等を容易にすることができる。

［第３実施形態］
本発明に係る磁気記録媒体は、磁性細線が、１本で１トラックを構成する従来の磁性細線（例えば、特許文献２，４参照）と同様に、細線方向に区切る境界にも形状や飽和磁化を変化させた領域を設けられることで、細線方向への磁壁の移動（磁区のシフト移動）における移動ズレを防止することができる。以下、本発明の第３実施形態に係る磁気記録媒体について、図５を参照して説明する。第１、第２実施形態（図１〜４参照）と同一の要素については同じ符号を付し、説明を省略する。

図５（ａ）に示すように、第３実施形態に係る磁気記録媒体１０Ｃは、基板２上に、第１実施形態に係る磁気記録媒体１０の磁性細線１（図１（ｂ）参照）と同様に、細線幅方向に二分割する１本の溝部１ｄが上面に形成された磁性細線１Ｃが設けられている。磁性細線１Ｃは、さらに、細線方向（磁気記録媒体１０Ｃの外形の周方向）に区切るように、当該磁性細線１Ｃの幅全体にわたる溝状の凹部（変形部）１ｃが一定の間隔（ピッチ）で、ここではビット長Ｌbのピッチで上面に形成されている。すなわち、磁性細線１Ｃは、上面に、溝部１ｄと、この溝部１ｄに直交する複数の凹部１ｃとが形成されている。

磁性細線１Ｃにおいて、凹部１ｃのように当該磁性細線１Ｃの細線方向に区切って変形させた箇所は、溝部１ｄと同様に、溝幅（凹部１ｃの開口部における細線方向長さ）を、磁壁の厚み以上とし、１０倍以下とすることが好ましい。具体的には、凹部１ｃの溝幅は、１０〜１００ｎｍ程度の範囲で、ビット長Ｌbの１／２以下、トラックＴｒ１，Ｔｒ２の幅（磁性細線１Ｃの幅の１／２）の１／１０〜２倍程度が好ましい。また、凹部１ｃのように変形させた箇所は、磁性細線１Ｃへのパルス電流の停止時（ベース期間）に磁壁を好適に係止させておくためには、溝部１ｄと同様にその変化量を２％以上とすることが好ましい。一方、凹部１ｃは、溝部１ｄ等のトラック区切部と異なり、係止させた磁壁を当該凹部１ｃの外へ再び移動させる必要があり、変化量が大き過ぎると、この移動のために高い電流密度を要し、さらに本実施形態のように、凹部１ｃとして断面積が減少している場合、断面積が小さくなると、磁性細線１Ｃにパルス電流を供給する際の抵抗が増大する。したがって、磁性細線１Ｃにおいて、凹部１ｃのように変形させた箇所は、変化量を４０％以下（断面積が凹部１ｃ外の６０％以上）にすることが好ましい。また、凹部１ｃは、傾斜が緩やか過ぎると磁壁を係止する作用が小さく動作の安定性を欠き、反対に急峻過ぎると係止させた磁壁を再び移動させるために高い電流密度を要するため、磁壁移動が好適に行われるように溝幅等も併せて設計する。

さらに、磁性細線１Ｃにおいて、凹部１ｃのように変形させた箇所は、磁区のシフト移動において一時的に（パルス電流の停止時に）磁壁を係止させるものであるので、磁壁を係止する作用が溝部１ｄよりも小さいことが好ましい。すなわち、磁性細線１Ｃにおいては、凹部１ｃは、溝部１ｄよりも溝が浅いことが好ましく、さらに傾斜が溝部１ｄと同程度またはより緩やかであることが好ましい。以下、磁性細線１Ｃの凹部１ｃのように、磁性細線を細線方向に区切る境界に設けられて、磁区のシフト移動において磁壁を一時的に係止させる部分を、適宜、磁壁係止部と称する。

図５（ａ）においては、磁気記録媒体１０Ｃは、隣り合う２以上の磁性細線１Ｃ同士（図５（ａ）においては２本）にわたって、当該磁気記録媒体１０Ｃの外形の径方向に沿った直線状に凹部１ｃを設けている。円盤形状の磁気記録媒体１０Ｃにおいては、磁性細線１Ｃのそれぞれの細線長さが磁気記録媒体１０Ｃの外周側と内周側とで異なり、さらには１本の磁性細線１ＣにおけるトラックＴｒ１，Ｔｒ２同士でも厳密には長さが異なる。しかし、ある程度の本数までの隣り合う磁性細線１Ｃは、その差異が微小であるので、このような本数でまとめて径に沿った直線上に凹部１ｃを設けることで、それぞれの磁性細線１Ｃについて凹部１ｃで磁壁が係止される。そして、磁区の移動ズレがないので、図１（ａ）に示すように、磁気記録媒体１０Ｃの平面視における径に沿って、すべての磁性細線１Ｃに書込領域１ｗや再生領域１ｒを設けることができる。したがって、磁気記録媒体１０Ｃは、隣り合う複数の磁性細線１Ｃにわたって、凹部１ｃ，１ｃ，…が平面視で放射状に設けられる。なお、磁気記録媒体が例えば平面視矩形で、磁性細線が互いに平行な直線状に形成されている場合は、凹部１ｃは細線方向に直交する直線に沿って設けられればよい（図示省略）。

図５（ａ）においては、磁性細線１Ｃは、ビット長Ｌb毎に、すなわち１データの格納領域を区切るように凹部１ｃを設けているが、これに限られず、ビット長Ｌbの２以上の整数倍毎に凹部１ｃを設けてもよい。あるいは、書込領域１ｗや再生領域１ｒの近傍等、磁性細線１Ｃにおける特定の部位にのみ凹部１ｃを設けてもよい。

凹部１ｃの断面（細線幅方向に垂直な断面）視形状は、特に規定されず、Ｖ字型（逆三角形）、Ｕ字型、矩形、逆台形型等が挙げられる。さらに、凹部１ｃは、トラックＴｒ１，Ｔｒ２のそれぞれに形成されていれば、磁性細線１Ｃの幅全体にわたって形成されていなくてもよく、例えばトラックＴｒ１，Ｔｒ２のそれぞれの幅方向中心に形成された平面視で点状の（円錐状等の）凹みであってもよい（図示省略）。すなわち、トラックＴｒ１，Ｔｒ２において、磁壁が通過する領域の一部でも変形していれば、磁壁を係止することができる。ただし、凹部１ｃは、磁壁を係止する作用を同等にするために、形状が磁気記録媒体１０Ｃにおいてすべてが略一致するように、高い寸法精度で形成されることが好ましい。このような凹部１ｃは、溝部１ｄと同様に磁性細線１Ｃ（磁性膜）をエッチングして形成することができる。例えば、図５（ａ）においては、磁性細線１Ｃ，１Ｃを細線状に形成し、さらにその間の絶縁層６を形成した後、磁性細線１Ｃ，１Ｃおよび絶縁層６に、磁気記録媒体１０Ｃの径に沿った直線状の溝を形成して、凹部１ｃとしている。磁性細線１Ｃに、凹部１ｃと同時に溝部１ｆを形成してもよいし、別の工程に分けて形成してもよい。また、凹部１ｃが点状の凹みであれば、磁性細線１Ｃ（磁性膜）の上面に突起状の工具を押し込んで凹ませて形成することもできる。

（変形例）
前記第３実施形態においては、磁性細線１Ｃは、上面に凹部１ｃを形成されて磁壁係止部としたが、溝部１ｄ等のトラック区切部と同様、これに限られない。図５（ｂ）に示す第３実施形態の変形例に係る磁気記録媒体１０Ｄは、表面に、当該磁気記録媒体１０Ｄの径方向に沿って溝が形成された基板２Ｂ上に、磁性細線１Ｄが形成され、磁性細線１Ｄは基板２Ｂの表面形状に沿って凹部（変形部）１ｂが形成される。すなわち、凹部１ｂは、図４（ａ）に示す第１実施形態の変形例に係る磁気記録媒体１０Ａの磁性細線１Ａの溝部１ｆと同様の方法で形成されたものである。なお、磁性細線１Ｄにおいては、トラック区切部として、上面に溝部１ｄが形成されている。すなわち、磁気記録媒体１０Ｄは、基板２Ｂの表面に、凹部１ｂを形成するための径方向に沿った溝のみを形成し、その上に磁性細線１Ｄ（磁性膜）を形成した後、磁性細線１Ｄの表面に溝部１ｄが形成されたものである。凹部１ｂの磁性細線１Ｄにおける位置や形状の変化量等は、凹部１ｃと同様である。

なお、トラック区切部として、溝部１ｄに代えて溝部１ｆを設けてもよく、この場合は、基板２Ｂに、細線方向（外形の周方向）、径方向にそれぞれ沿った溝を形成し、その上に磁性細線１Ｄ（磁性膜）を形成すればよい。あるいは、溝部１ｆと凹部１ｃを組み合わせてもよい（図示省略）。

また、前記したように、トラックＴｒ１，Ｔｒ２において、磁壁が通過する領域の一部でも変形していればよいので、図５（ｃ）に示すように磁性細線１Ｅの側面を局所的に凹ませてもよい。第３実施形態の変形例に係る磁気記録媒体１０Ｅは、平面視で両側が括れた形状の磁性細線１Ｅが設けられている。このような磁性細線１Ｅの括れ部（変形部）１ｋ₁，１ｋ₂は、凹部１ｃや凹部１ｂと同様に、磁性細線１Ｅ全体に対する変化量の割合、すなわちトラックＴｒ１，Ｔｒ２の幅（磁性細線１の幅の１／２）に対する括れの深さ（細線幅方向における最大切欠き長さ）を２％以上４０％以下とすることが好ましい。このような磁気記録媒体１０Ｅは、例えば、表面に溝を形成した基板２Ａ上に磁性膜を成膜し、マスクを用いて括れ部１ｋ₁，１ｋ₂を有する細線状に加工して磁性細線１Ｅを形成して得られる。なお、磁性細線１Ｅにおいては、トラック区切部として溝部１ｆが設けられているが、溝部１ｄを適用してもよい（図示省略）。

本実施形態に係る磁気記録媒体は、磁壁係止部として、飽和磁化の高さを局所的に変化させた領域（飽和磁化変異部）を、細線方向に区切る境界に設けてもよい（図示省略）。このような磁壁係止部における飽和磁化は、第２実施形態に係る磁気記録媒体１０Ｂ（図４（ｂ）参照）の磁性細線１Ｂの高Ｍs領域１ｓと同様に、高くする場合には当該磁壁係止部外に対して１．２倍以上１０倍以下、低くする場合には１／１０倍以上１／１．２倍以下とすることが好ましい。さらに、トラック区切部として高Ｍs領域１ｓのような飽和磁化を変化させた領域を適用する場合は、磁壁係止部は、磁壁を係止する作用をトラック区切部よりも小さくするために、高Ｍs領域１ｓの変化量よりも小さくすることが好ましく、すなわち磁性細線全体で３段階の高さの飽和磁化の領域が設けられる。また、磁性細線において、トラック区切部を飽和磁化の高い高Ｍs領域１ｓとした場合に、磁壁係止部を他の領域よりも飽和磁化の低い領域としてもよく、あるいはその逆としてもよい。

磁壁係止部に飽和磁化の高さを変化させた領域を設けた磁性細線においては、トラック区切部として溝部１ｄや溝部１ｆを組み合わせてもよい。あるいは、トラック区切部として高Ｍs領域１ｓのような飽和磁化の高さを変化させた領域を設けた磁性細線に、磁壁係止部として凹部１ｃ、凹部１ｂ、括れ部１ｋ₁，１ｋ₂のいずれかを形成してもよい。このように、形状の変化と飽和磁化の変化とを組み合わせる場合も、磁壁係止部の方がトラック区切部よりも磁壁を係止する作用が小さくなるように、溝の深さ等の形状および飽和磁化の変化量を設定することが好ましい。

（実施例１）
本発明の効果を確認するために、第１実施形態に係る磁気記録媒体の磁性細線（図１、図２参照）を模擬するサンプルを作製し、形成される磁区を観察した。表面を熱酸化したＳｉ基板上に、下地としてＲｕ（３ｎｍ）、および[Ｃｏ（０．３ｎｍ）／Ｐｄ（１．２ｎｍ）]×２１の多層膜を成膜し（合計厚さ約４０ｎｍ）、約２５０ｎｍ幅の磁性細線に加工した。この磁性細線に、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）のナノインデンテーション機能に使用されるダイヤモンドプローブを押し込んで細線方向に摺動させること（スクラッチ）により、幅方向中心辺りに細線方向に沿って深さ約１４ｎｍの１本の溝を形成してサンプルを作製した。図６（ａ）に、サンプルのＡＦＭで観察した表面形状およびＡＦＭ像写真を示す。作製したサンプルの磁性細線は、上面にダイヤモンドプローブを押し込んで変形させることにより溝を形成したため、図６（ａ）に示すように溝の両側が盛り上がり、成膜時よりも厚くなった。

作製したサンプルに、初期化として１ｋＧの磁界を上向きに印加して、全体の磁化を飽和させて上向きの磁化とした後、磁性細線（Ｃｏ／Ｐｄ多層膜）の保磁力より少し小さい０．５ｋＧの下向きの磁界を印加して、複数の磁区を生成させた。このサンプルの表面を磁気力顕微鏡（ＭＦＭ）にて画像化して観察した。図６（ｂ）に示すＭＦＭ像写真において、磁性細線は、磁化方向が上向きか下向きかによって磁区毎に白（上向き）／黒（下向き）のコントラストを示す。

図６（ａ）、（ｂ）に示すように、磁性細線は、細線方向にのみでなく、溝に沿って細線幅方向にも磁区が分割されることが確認され、２本のトラックを構成することができるといえる。

（実施例２）
前記実施例１と同じＣｏ／Ｐｄ多層膜を約３００ｎｍ幅の磁性細線に加工し、この磁性細線に、幅方向に略３等分するように細線方向に沿って深さ１５〜２０ｎｍの２本の溝を実施例１と同様の方法で形成してサンプルを作製した。図７（ａ）に、サンプルのＡＦＭで観察した表面形状およびＡＦＭ像写真を示す。さらに実施例１と同様に２段階の磁界の印加により、磁性細線に複数の磁区を生成させた。このサンプルの表面のＭＦＭ像写真を図７（ｂ）に示す。

図７（ａ）、（ｂ）に示すように、磁性細線は、２本の溝が形成された場合も、それぞれの溝に沿って細線幅方向に磁区が分割されることが確認され、２本以上の任意の本数のトラックを構成し得るといえる。

以上の結果から、幅方向に単磁区を生成する十分に幅の狭い磁性細線であっても、細線方向に沿って溝のような磁壁を係止する箇所を設けることで、１本あたりに２以上のトラックとなる記録領域を設けて、記録密度を高くすることができる。

以上、本発明に係る磁気記録媒体を実施するための形態について述べてきたが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。

１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ磁気記録媒体
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ磁性細線
１ｄ溝部（連続記録領域区切部）
１ｆ溝部（連続記録領域区切部）
１ｓ高Ｍs領域（連続記録領域区切部）
１ｂ凹部（変形部）
１ｃ凹部（変形部）
１ｋ₁，１ｋ₂ 括れ部（変形部）
２，２Ａ，２Ｂ基板
３１正電極
３２負電極
６絶縁層

Claims

基板上に磁性体を細線状に形成してなる１以上の磁性細線を備えて、２値のデータをそれぞれ異なる磁化方向として前記磁性細線に記録されて磁区が生成される磁気記録媒体であって、
前記磁性細線は、細線幅方向に区切る境界の１箇所以上に、上面および下面の少なくとも一方が細線方向に延びた溝状または畝状のいずれかに形成された連続記録領域区切部が設けられ、
前記磁性細線は、前記連続記録領域区切部を境界として細線幅方向に分割された領域のそれぞれにおいて、複数の前記磁区が細線方向に連続して生成し、電流が供給されることにより、すべての前記分割された領域において、前記磁区同士を区切る磁壁が細線方向に移動することを特徴とする磁気記録媒体。
基板上に磁性体を細線状に形成してなる１以上の磁性細線を備えて、２値のデータをそれぞれ異なる磁化方向として前記磁性細線に記録されて磁区が生成される磁気記録媒体であって、
前記磁性細線は、細線幅方向に区切る境界の１箇所以上に、他の領域と飽和磁化の高さが異なる連続記録領域区切部が細線方向に延設され、
前記磁性細線は、前記連続記録領域区切部を境界として細線幅方向に分割された領域のそれぞれにおいて、複数の前記磁区が細線方向に連続して生成し、電流が供給されることにより、すべての前記分割された領域において、前記磁区同士を区切る磁壁が細線方向に移動することを特徴とする磁気記録媒体。
前記磁性細線は、細線方向に区切る境界の１箇所以上に、細線方向に垂直な断面の形状が他の領域と異なって、前記電流の停止時に前記磁壁を係止する変形部が設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の磁気記録媒体。
前記磁性細線は、細線方向に区切る境界の１箇所以上に、飽和磁化の高さが他の領域と異なって、前記電流の停止時に前記磁壁を係止する飽和磁化変異部が設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の磁気記録媒体。