JPH0644556A - 磁気記憶体 - Google Patents
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Abstract
レンと総称されるC60、C70およびC84と、それ
らフラーレンのアルキル鎖またはアリール鎖付加物から
なる固体潤滑膜を被覆することを特徴とした磁気ディス
ク。 【効果】 従来の磁気ディスクに比較すると格段に優れ
た機械的耐久性、高い線記録密度を達成することができ
る。
Description
る磁気ディスク、磁気ドラム、磁気テープ等の磁気記憶
体に関する。
密度・大容量化の要求が益々高まっている。これらの要
求を同時に解決する手段は高記録密度の実現であり、従
来の長手記録に代わる垂直記録方式による磁気ディスク
装置の実用化も指向されている。高密度磁気記録を達成
するための技術的な課題は、磁気ヘッド/磁性媒体間の
分離長の低減であり、0.1μm以下の分離長を達成し
ない限り、前述した垂直記録方式の有効性が発揮されな
いことはよく知られている。長手記録方式においても分
離長の低減は線記録密度の向上には必須の技術である。
すなわち、磁気ヘッドスライダーの低浮上量化と、磁気
ディスクの磁性媒体や保護膜の薄膜化が高記録密度達成
のための重要な技術課題となっている。
た磁気ディスクの基本的な膜構成を以下に示す。
0〜50nm)/金属磁性媒体(50〜70nm)/非
磁性NiP層(20〜30μm)/Al合金基板 ここで、それぞれの膜に用いられる代表的な材料を挙げ
ると、潤滑膜には有機フッ素化合物系の液体潤滑剤が、
保護膜にはスパッタ法によって作製したカーボン膜やS
iO2 系の膜が、磁性媒体にはスパッタ法もしくは無電
解メッキ法により成膜したCo系の合金薄膜がそれぞれ
用いられている。
せた従来の磁気ディスクが抱えている問題点を以下に列
挙する。 (1)磁気ディスク装置停止時に液体潤滑剤と磁気ヘッ
ドスライダーとの間に吸着力が作用するために、スライ
ダーがディスク表面に固着しやすい。この固着現象を回
避するためにディスク表面にテスクチャーと呼ばれるク
レバス状の傷が多数設けられている。このテスクチャー
の存在は、分離長の増加だけではなく、機械的耐久性に
関わる信頼性の低下をもたらしている。 (2)液体潤滑剤はディスク回転時に飛散消失(スピン
オフ現象と呼ばれる。)しやすく、この分の目減りを考
慮して厚めに被覆されるが、厚い液体潤滑膜は(1)項
に述べた吸着現象を起こしやすいといった矛盾した問題
がある。 (3)液体潤滑剤のスピンオフ特性や潤滑性能が潤滑剤
と保護膜表面との付着性に依存するため、保護膜材料の
選択範囲が極めて限定されている。特に、現在主流のフ
ッ素系潤滑剤は分子未端に付加された官能基によって分
子に付着性を与えているため、カーボン系や酸化物系の
非極性保護膜に対して良好な付着性を有さない。 上記の技術的な課題は潤滑剤が液体であることに主に起
因していることから、固体潤滑剤の検討も進められてい
る。しかし、固体潤滑剤では磁気ディスクの起動・停止
時に生じる接触摺動により固体潤滑剤が剥離し、剥離片
が磁気ディスク装置内を汚染するとともに、剥離片に起
因する信頼性低下の問題が指摘されている。また、固体
潤滑剤に液体潤滑剤が有する自己修復性(スライダー軌
跡上では液体潤滑膜の膜厚が薄くなるが、スライダーが
他の軌跡に移動すると、潤滑膜が薄くなった部分に周囲
から潤滑剤が集まるといった修復性がある。)を期待す
ることはできない。これら2つの問題点がネックとな
り、磁気ディスクへの固体潤滑剤の応用化はまったく進
展していないのが現状である。
解決するためになされたもので、優れた機械的耐久性を
与える固体潤滑膜を備えた磁気記憶体を提供するもので
ある。
を解決する手段は、下地体の上に磁性媒体、保護膜、固
体潤滑層がこの順に形成されていることを特徴とする磁
気記憶体で、その固体潤滑層がフラーレンと総称される
C60、C70およびC84と、それらフラーレンのア
ルキル鎖またはアリール鎖付加物であり、かつ保護膜が
非磁性金属、非磁性酸化物、非磁性窒化物および非磁性
炭素質膜であることを特徴とする。
もう1つの手段は、下地体の上に磁性媒体、固体潤滑層
がこの順に形成されていることを特徴とする磁気記憶体
で、固体潤滑層がフラーレンと総称されるC60、C7
0およびC84と、それらフラーレンのアルキル鎖また
はアリール鎖付加物であることを特徴とする。
性媒体、磁性媒体表面を熱酸化した層、固体潤滑層がこ
の順に形成されている磁気記憶体であり、固体潤滑層が
フラーレンと総称されるC60、C70およびC84
と、それらフラーレンのアルキル鎖またはアリール鎖付
加物であることを特徴とする。
C84はそれぞれ炭素原子60個、70個および84個
で構成される球状または楕円状の中空分子で、直径は約
1nmである。フラーレンそのものは半導体であり、カ
リウムをドーピングすることにより超伝導性を示すな
ど、工学的に興味あるいくつかの特性を有している。
いう性格から弾性係数が低いが、その強固な分子構造か
ら分子自体は極めて破壊しにくいといった特異な機械的
性質を有することが知られている。高い機械的強度は優
れた耐摩耗性を、低い弾性件数は良好な摩擦特性を得る
ための必要条件である。
高く、化学的作用、すなわち酸化や腐食による劣化も生
じ難い。特異な機械的性質と高い化学的安定性は、フラ
ーレン系の材料に磁気ディスクなど磁気記憶体の保護潤
滑層として良好な特性を付与している。
0、C70およびC84の製造方法は公知であるので省
略する。フラーレンのアルキル鎖またはアリール鎖付加
物は、フラーレンとハロゲン化アルキルまたはハロゲン
化アリールを有機溶媒中で加熱還流して作製した。例え
ば、720mg(1ミリモル)のC60と、1860m
g(10ミリモル)の3−ヨードプロピルアルコールを
ベンゼル100mlに溶解し、沸点温度で10時間加熱
還流することによって、C60のプロピルアルコール付
加物が形成される。ハロゲン化アルキルの例としては、
I−Cn H2n OHやI−Cn H2 n −NH2 の構造式
で表される分子が挙げられる。前者のn=3の例が3−
ヨードプロピルアルコールであり、後者でn=6の例が
1−アミノー6−ヨードヘキサンに相当する。また、ハ
ロゲン化アリールの例としては、1−フェニール−9−
ヨードヘキサンや5−ヨードヘプタン酸−2,4ジェン
などが挙げられる。また、溶媒にはベンゼンの他に、ト
ルエル、フェノール、ニトロベンゼン、ピリジンなどを
用いることができる。なお、以下の説明ではC60のプ
ロピルアルコール付加物をC60−AL、1−アミノヘ
キサンの付加物をC60−AM、1−フェニールヘキサ
ンの付加物をC60−PHと略記する。
ル鎖またはアリール鎖付加物は蒸着法によって磁気ディ
スク上に成膜した。蒸着法以外には、イオンクラスター
ビーム法やスピンコート法(ベンゼン、トルエル、フェ
ノール、ニトロベンゼン、ピリジンなどの溶媒にフラー
レンを溶かし、スピンコート被覆した後、溶媒を加熱乾
燥することによってフラーレンを磁気ディスク上に成膜
する。)を適用することができる。ただし、フラーレン
やフラーレンのアルキルまたはアリール鎖付加物の熱分
解温度の制約から熱分解温度を越える成膜法は適用でき
ない。
は次のようにして作製した。基板には直径3.5インチ
のガラスディスクを用いた。ガラスディスク上にはスパ
ッタ法によりCr膜(膜厚:200nm)を成膜した。
このCr膜はその上に設けるCoCrTa磁性媒体薄膜
の結晶粒を緻密化することによってCoCrTa膜の磁
気特性向上に効果がある。Cr膜上には磁性媒体として
CoCrTaを50nm被覆した。CrとCoCrTa
の成膜条件はAr放電ガス圧20mTorr、スパッタ
パワー密度8.5W/cm2 である。以下に述べる実施
例および比較例の磁気ディスクにおいてはガラス基板か
ら磁性媒体までの構造は同一である。まお、本明細書で
はCoCrTaとCr膜を含めて磁性媒体と呼ぶことに
する。
保護膜及び潤滑膜の種類と膜厚を示す。
を10nm成膜した。カーボン膜の成膜条件はAr放電
ガス圧20mTorr、スパッタパワー密度17W/c
m2である。さらに、カーボン膜上にC60を3nm
(約3分子層に相当する)蒸着法により成膜した。図1
に実施例1の磁気ディスクの部分断面図を示す。1は基
板、2は磁性媒体層である。実施例1〜6の保護膜3は
スパッタカーボン膜、実施例7〜12の保護膜3はスパ
ッタSiO2 、実施例13〜18の保護膜3はスパッタ
Si、実施例19〜24の保護膜3はスパッタRhであ
り、実施例1〜24はすべて請求項1の発明に基づく磁
気ディスクである。4は潤滑膜で表1のとおりである。
断面図であり、実施例25〜30はCoCrTa磁性媒
体2上に直接フラーレン系固体潤滑膜13(膜厚:3n
m)を設けた例であり、請求項4の発明に基づく磁気デ
ィスクである。
スクの部分断面図である。この実施例31〜36はCo
CrTa磁性媒体2の表面層に熱酸化処理を施し、熱酸
化保護膜23を形成し、その上にフラーレン系固体潤滑
膜24(膜厚:4nm)を設けた例であり、請求項6の
発明に基づく磁気ディスクである。CoCrTa成膜
後、温度250℃、純O2 雰囲気に2時間磁気ディスク
を曝露することによって厚さ10nmの表面酸化層23
を形成した。
パッタカーボン膜をそれぞれ10nmおよび20nm設
け、さらにその上に有機フッ素化合物系の液体潤滑剤3
4を2nm被覆した。比較例1および比較例2のガラス
基板1には液体潤滑剤を用いたために、スライダー吸着
防止用のテクスチャーが設けられており、ディスクの表
面あらさは実施例に用いたディスクのそれよりも大き
い。
械的耐久性試験であるコンタクト・スタート・ストップ
試験(以下、CSS試験と略記する。)により各磁気デ
ィスクの耐久性を評価した。本発明に基づく磁気ディス
ク実施例1〜36はすべて10万回以上のCSS回数に
耐えたのに対して、比較例1の磁気ディスクは5万回程
度でディスク表面に摩擦損傷が発生し、記録再生不能の
状態となった。なお、比較例2の磁気ディスクは10万
回のCSS試験に耐えたが、若干の傷発生が認められ
た。D5 0 基準で測定した線記録密度は、実施例1〜3
6の磁気ディスクで80〜120Kbpiであるのに対
して、比較例1と比較例2では60〜80Kbpiであ
り、本発明により高密度記録を達成できることがわかっ
た。この記録密度の向上は、保護膜厚が低減できること
と、テクスチャーを必要としないことの相乗効果によっ
てもたらされたと考えられる。
系の固体潤滑剤を被覆することにより、良好な機械的耐
久性と高い記録密度を有した磁気ディスクを作製するこ
とができる。
断面図である。
断面図である。
断面図である。
る。
Claims (7)
- 【請求項1】 下地体の上に磁性媒体、保護膜、固体潤
滑層がこの順に形成されていることを特徴とする磁気記
憶体。 - 【請求項2】 固体潤滑層がフラーレンと総称されるC
60、C70およびC84と、それらフラーレンのアル
キル鎖またはアリール鎖付加物である請求項1記載の磁
気記憶体。 - 【請求項3】 保護膜が非磁性金属、非磁性酸化物、非
磁性窒化物および非磁性炭素質膜である請求項1記載の
磁気記憶体。 - 【請求項4】 下地体の上に磁性媒体、固体潤滑層がこ
の順に形成されていることを特徴とする磁気記憶体。 - 【請求項5】 固体潤滑層がフラーレンと総称されるC
60、C70およびC84と、それらフラーレンのアル
キル鎖またはアリール鎖付加物である請求項4記載の磁
気記憶体。 - 【請求項6】 下地体の上に磁性媒体、磁性媒体表面を
熱酸化した層、固体潤滑層がこの順に形成されているこ
とを特徴とする磁性記憶体。 - 【請求項7】 固体潤滑層がフラーレンと総称されるC
60、C70およびC84と、それらフラーレンのアル
キル鎖またはアリール鎖付加物である請求項6記載の磁
気記憶体。
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