JPWO2015111384A1 - 垂直磁気記録媒体 - Google Patents

Abstract

本発明の目的は、大きな保磁力と、磁性結晶粒が良好に分離されたグラニュラー構造とを有する第1磁気記録層を含む磁気記録媒体を提供することである。本発明の磁気記録媒体は、非磁性基板と、第１シード層と、前記第１シード層上に形成された第1磁気記録層とを含み、第１シード層はＰｔを含み、第1磁気記録層は１つまたは複数の磁性層を有し、第１シード層と接触する磁性層はＦｅ、ＰｔおよびＴｉを含み、かつ、ＦｅおよびＰｔを含むＬ１０型規則合金を有する磁性結晶粒とＴｉを含む非磁性結晶粒界とからなるグラニュラー構造を有する。

Description

本明細書に記載の発明は、垂直磁気記録媒体に関する。特に、固定磁気記録装置（ＨＤＤ）において用いられる垂直磁気記録媒体に関する。より詳細には、本明細書に記載の発明は、エネルギーアシスト磁気記録方式で使用される垂直磁気記録媒体に関する。

磁気記録の高密度化を実現する技術として、垂直磁気記録方式が採用されている。垂直磁気記録媒体は、非磁性基板と、硬質磁性材料から形成される磁気記録層を少なくとも含む。垂直磁気記録媒体は、任意選択的に、軟磁性材料から形成されて、磁気ヘッドが発生する磁束を磁気記録層に集中させる役割を担う軟磁性裏打ち層、磁気記録層の硬質磁性材料を目的の方向に配向させるための下地層、磁気記録層の表面を保護する保護膜などをさらに含んでもよい。

特開２００１−２９１２３０号公報は、垂直磁気記録媒体の磁気記録層を形成するための材料として、グラニュラー磁性材料を記載している（特許文献１参照）。グラニュラー磁性材料は、磁性結晶粒と、磁性結晶粒の周囲を取り囲むように偏析した非磁性体を含む。グラニュラー磁性材料中の個々の磁性結晶粒は、非磁性体によって磁気的に分離されている。

近年、垂直磁気記録媒体の記録密度のさらなる向上を目的として、グラニュラー磁性材料中の磁性結晶粒の粒径を縮小させる必要に迫られている。一方で、磁性結晶粒の粒径の縮小は、記録された磁化（信号）の熱安定性を低下させる。そのため、磁性結晶粒の粒径の縮小による熱安定性の低下を補償するために、グラニュラー磁性材料中の磁性結晶粒を、より高い結晶磁気異方性を有する材料を用いて形成することが求められている。

求められる高い結晶磁気異方性を有する材料として、Ｌ１_０系規則合金が提案されている。特開２００４−１７８７５３号公報は、Ｆｅ、ＣｏおよびＮｉからなる群から選択される少なくとも一種の元素と、Ｐｔ、Ｐｄ、ＡｕおよびＩｒからなる群から選択される少なくとも一種の元素とを含むＬ１_０系規則合金およびその製造方法を記載している（特許文献２参照）。代表的なＬ１_０系規則合金は、ＦｅＰｔ、ＣｏＰｔ、ＦｅＰｄ、ＣｏＰｄなどを含む。

磁性材料として規則合金を使用する提案は種々の分野で行われてきている。特開２００３−２９６９０１号公報は、下地層、Ｃｏ基合金または規則合金を用いた磁気記録層、中間層、および高偏極スピンコントロール層を含むスピンメモリー型磁気記録媒体を記載している（特許文献３参照）。ここで、規則合金は、Ｆｅ_５０Ｐｔ_５０、Ｆｅ_５０Ｐｄ_５０、Ｃｏ_３Ｐｔ_１を含んでもよい。また、磁気記録層を形成するＣｏ基合金または規則合金にＣｕ、Ｃｒ、Ｔｉなどの添加元素を加えて、磁気特性を向上させてもよいことが記載されている。Ｃｏ基合金または規則合金からなる磁性結晶粒の間隙を、Ｃｒ、Ｔａ、Ｂ、酸化物または窒化物からなる非磁性体で充填してもよいことを記載している。さらに、ＦｅＰｔからなる磁気記録層の下地層として、Ｐｔ膜が使用できることを記載している。しかしながら、特開２００３−２９６９０１号公報は、スピンメモリー型磁気記録を対象としたものであるため、ＨＤＤに適用する際に要請される諸課題の解決を提案するものではない。また、規則合金からなる磁性結晶粒の間隙に充填する非磁性体としてＴｉを用いることを記載も示唆もしていない。

一方、基本的に磁気記録層の膜厚は媒体面内方向に一様であるため、磁性結晶粒を小さくしていくことは、一定の高さを有する磁性結晶粒の断面積を小さくすることを意味する。その結果、磁性結晶粒自身に作用する反磁界が小さくなり、磁性結晶粒の磁化を反転させるために必要な磁界（反転磁界）は大きくなる。このように、磁性結晶粒の形状で考えた場合、記録密度の向上は、信号の記録の際により大きな磁界が必要となることを意味する。

記録のために必要な磁界強度の増加の課題に対して、磁壁移動を利用して低磁場で磁化反転を行う方法が提案されている。特開２００５−２８５２０７号公報は、表面温度が６５０〜８５０℃の基板上にスパッタ法によりＦｅＰｔ磁性薄膜を形成することを含む、４０ｋＯｅ（３２００Ａ／ｍｍ）以上の保磁力を有しながら、４〜１０ｋＯｅ（３２０〜８００Ａ／ｍｍ）の磁界で磁化反転する磁性薄膜の製造方法を記載している（特許文献４参照）。ここで、基板としてガラスを用いる場合に、ＭｇＯ、ＺｎＯ、ＣｒまたはＰｔからなる下地層を設けてもよいことを記載している。磁壁移動を利用するために、この方法の磁性薄膜は、孤立した島状のＦｅＰｔ粒子からなる不連続層とすることを必要としている。即ち、ＦｅＰｔ粒子の間隙に非磁性体が充填されたグラニュラー構造を有するものではない。

記録のために必要な磁界強度の増加の課題に対する他の手段として、熱アシスト記録方式、マイクロ波アシスト記録方式などのエネルギーアシスト磁気記録方式が提案されている（非特許文献１参照）。熱アシスト記録方式は、磁性材料における磁気異方性定数（Ｋｕ）の温度依存性、すなわち高温ほどＫｕが小さいという特性を利用したものである。この方式では、磁気記録層の加熱機能を有するヘッドを用いる。すなわち、磁気記録層を昇温させて一時的にＫｕを低下させることにより反転磁界を低減させ、その間に書き込みを行う。降温後はＫｕが元の高い値に戻るため、安定して記録信号（磁化）を保持できる。熱アシスト記録方式を適用する場合には、従来の設計指針に加え、温度特性を考慮して磁気記録層を設計する必要がある。

特開２００１−２９１２３０号公報 特開２００４−１７８７５３号公報 特開２００３−２９６９０１号公報 特開２００５−２８５２０７号公報

稲葉他、「新しい高密度記録技術−エネルギーアシスト磁気記録媒体−」、富士時報、富士電機ホールディングス株式会社 技術開発本部、２０１０年７月１０日、第８３巻第４号、２５７−２６０

本明細書に記載の発明が解決しようとする課題は、大きな保磁力と、磁性結晶粒が良好に分離されたグラニュラー構造とを有する磁気記録層を含む磁気記録媒体を提供することである。

本明細書に記載の磁気記録媒体の１つの例は、非磁性基板と、第１シード層と、前記第１シード層上に形成された第１磁気記録層とを含み、第１シード層はＰｔを含み、第１磁気記録層は１つまたは複数の磁性層を有し、第１シード層と接触する磁性層はＦｅ、ＰｔおよびＴｉを含み、かつ、ＦｅおよびＰｔを含むＬ１_０型規則合金を有する磁性結晶粒とＴｉを含む非磁性結晶粒界とからなるグラニュラー構造を有することを特徴とする。ここで、第１シード層と接触する磁性層は、全原子数を基準として４ａｔ％以上１２ａｔ％以下のＴｉを含んでもよい。また、Ｌ１_０型規則合金は、Ｎｉ、Ｍｎ、Ａｇ、ＡｕおよびＣｒからなる群から選択される少なくとも１種の元素をさらに含んでもよい。第１磁気記録層は、１つの磁性層から構成されていてもよい。さらに、非磁性基板と第１シード層との間に、ヒートシンク層、密着層、軟磁性裏打ち層、および下地層からなる群から選択される１つまたは複数の層をさらに含んでもよい。また、非磁性基板と第１シード層との間に、第２シード層および第２磁気記録層をさらに含んでもよい。この場合、第２磁気記録層は第１シード層と接触している。

上記の構成を採用することにより、Ｐｔを含む第１シード層によって、Ｌ１_０型ＦｅＰｔ磁性結晶粒がＴｉを含む非磁性結晶粒界によって良好に分離されており、かつ大きな保磁力を有する第１磁気記録層を得ることができる。このようにして得られた第１磁気記録層を含む磁気記録媒体は、エネルギーアシスト記録方式での使用に好適である。

第１の実施形態の磁気記録媒体の構成例を示す断面図である。 第２の実施形態の磁気記録媒体の構成例を示す断面図である。 Ｐｔ第１シード層を有する実施例１の磁気記録媒体における第１磁気記録層のＴｉ含有量と保磁力との関係を示すグラフである。 Ｐｔ第１シード層を持たない比較例１の磁気記録媒体における第１磁気記録層のＴｉ含有量と保磁力との関係を示すグラフである。 実施例１の磁気記録媒体の第１磁気記録層（Ｔｉ＝８ａｔ％）のＥＥＬＳ分析の結果を示す図であり、（ａ）はＦｅの分布を示す図であり、（ｂ）はＰｔの分布を示す図であり、（ｃ）はＴｉの分布を示す図である。 ＦｅＰｔ−Ｔｉ第１磁気記録層を有する実施例１の磁気記録媒体のＭ−Ｈヒステリシスループを示すグラフである。 ＦｅＰｔ第１磁気記録層を有する比較例２の磁気記録媒体のＭ−Ｈヒステリシスループを示すグラフである。 Ｐｔ第１シード層を持たない比較例１の磁気記録媒体の第１磁気記録層（Ｔｉ＝４ａｔ％）のＥＥＬＳ分析の結果を示す図であり、（ａ）はＦｅの分布を示す図であり、（ｂ）はＰｔの分布を示す図であり、（ｃ）はＴｉの分布を示す図である。 Ｐｔ第１シード層を持たず、ＦｅＰｔＴｉ第１磁気記録層を有する比較例１の磁気記録媒体のＭ−Ｈヒステリシスループを示すグラフである。 Ｐｔ第１シード層を持たず、ＦｅＰｔ第１磁気記録層を有する比較例３の磁気記録媒体のＭ−Ｈヒステリシスループを示すグラフである。 Ｐｔ第１シード層の上にＦｅＰｔＣｕ第１磁気記録層を形成した比較例４の磁気記録媒体における第１磁気記録層のＣｕ含有量と保磁力との関係を示すグラフである。

第１の実施形態の磁気記録媒体の１つの構成例は、非磁性基板と、第１シード層と、前記第１シード層上に形成された第１磁気記録層とを含み、第１シード層はＰｔを含み、第１磁気記録層は１つまたは複数の磁性層を有し、第１シード層と接触する磁性層はＦｅ、ＰｔおよびＴｉを含み、かつ、ＦｅおよびＰｔを含むＬ１_０型規則合金を有する磁性結晶粒とＴｉを含む非磁性結晶粒界とからなるグラニュラー構造を有することを特徴とする。

図１に、第１磁気記録層５０が単一の磁性層で構成された第１の実施形態の磁気記録媒体の構成例を示した。この構成例において、磁気記録媒体は、非磁性基板１０、密着層２０、下地層３０、第１シード層４０、第１磁気記録層５０、および保護層６０を有する。図１の構成例に示した密着層２０、下地層３０、および保護層６０は、任意選択的に設けてもよい層である。さらに、本明細書に記載の磁気記録媒体は、非磁性基板１０と第１磁気記録層５０との間に、ヒートシンク層、軟磁性裏打ち層、中間層などをさらに含んでもよい。

非磁性基板１０は、表面が平滑である様々な基板であってもよい。たとえば、磁気記録媒体に一般的に用いられる材料を用いて、非磁性基板１０を形成することができる。用いることができる材料は、ＮｉＰメッキを施したＡｌ合金、ＭｇＯ単結晶、ＭｇＡｌ_２Ｏ_４、ＳｒＴｉＯ_３、強化ガラス、結晶化ガラス等を含む。

任意選択的に設けてもよい密着層２０は、密着層２０の上に形成される層と密着層２０の下に形成される層との密着性を高めるために用いられる。密着層２０の下に形成される層としては非磁性基板１０を含む。密着層２０を形成するための材料はＮｉ、Ｗ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｒｕなどの金属、前述の金属を含む合金を含む。密着層２０は、単一の層であってもよいし、複数の層の積層構造を有してもよい。

任意選択的に設けてもよい軟磁性裏打ち層（不図示）は、磁気ヘッドからの磁束を制御して、磁気記録媒体の記録・再生特性を向上させる。軟磁性裏打ち層を形成するための材料は、ＮｉＦｅ合金、センダスト（ＦｅＳｉＡｌ）合金、ＣｏＦｅ合金などの結晶質材料、ＦｅＴａＣ，ＣｏＦｅＮｉ，ＣｏＮｉＰなどの微結晶質材料、ＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＴａＺｒなどのＣｏ合金を含む非晶質材料を含む。軟磁性裏打ち層の膜厚の最適値は、磁気記録に用いる磁気ヘッドの構造および特性に依存する。他の層と連続成膜で軟磁性裏打ち層を形成する場合、生産性との兼ね合いから、軟磁性裏打ち層が１０ｎｍ〜５００ｎｍの範囲内（両端を含む）の膜厚を有することが好ましい。

磁気記録媒体を熱アシスト磁気記録方式において使用する場合、ヒートシンク層（不図示）を設けてもよい。ヒートシンク層は、熱アシスト磁気記録時に発生する第１磁気記録層５０の余分な熱を効果的に吸収するための層である。ヒートシンク層は、熱伝導率および比熱容量が高い材料を用いて形成することができる。そのような材料は、Ｃｕ単体、Ａｇ単体、Ａｕ単体、またはそれらを主体とする合金材料を含む。ここで、「主体とする」とは、当該材料の含有量が５０ｗｔ％以上であることを示す。また、強度などの観点から、Ａｌ−Ｓｉ合金、Ｃｕ−Ｂ合金などを用いて、ヒートシンク層を形成することができる。さらに、センダスト（ＦｅＳｉＡｌ）合金、軟磁性のＣｏＦｅ合金などを用いてヒートシンク層を形成し、ヒートシンク層に軟磁性裏打ち層の機能であるヘッドの発生する垂直方向磁界を第１磁気記録層５０に集中させる機能を付与することもできる。ヒートシンク層の膜厚の最適値は、熱アシスト磁気記録時の熱量および熱分布、ならびに磁気記録媒体の層構成および各構成層の厚さによって変化する。他の構成層との連続成膜で形成する場合などは、生産性との兼ね合いから、ヒートシンク層の膜厚は１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であることが好ましい。ヒートシンク層は、スパッタ法（ＤＣマグネトロンスパッタリング法などを含む）、真空蒸着法などの当該技術において知られている任意の方法を用いて形成することができる。通常の場合、ヒートシンク層は、スパッタ法を用いて形成される。ヒートシンク層は、磁気記録媒体に求められる特性を考慮して、非磁性基板１０と密着層２０との間、密着層２０と下地層３０との間などに設けることができる。

下地層３０は、その下に形成される層の結晶構造が第１磁気記録層５０の結晶配向性および磁性結晶粒のサイズなどに及ぼす影響を遮断するために設けられる層である。また、軟磁性裏打ち層を設ける場合、軟磁性裏打ち層に対する磁気的影響を抑制するために、下地層３０は非磁性であることが要求される。下地層３０を形成するための材料は、ＭｇＯ、ＳｒＴｉＯ_３などの酸化物、あるいはＴｉＮなどの窒化物、ＣｒおよびＴａなどの金属、ＮｉＷ合金、およびＣｒＴｉ、ＣｒＺｒ、ＣｒＴａ、およびＣｒＷなどのＣｒをベースとする合金を含む。下地層３０は、スパッタ法などの当該技術において知られている任意の方法を用いて形成することができる。

第１シード層４０は、下地層３０と第１磁気記録層５０との間の密着性を確保すると同時に、第１シード層４０と接触する磁性層の磁性結晶粒の粒径および結晶配向を制御するための層である。具体的には、第１シード層４０は、その上に形成される磁性層中で、Ｌ１_０型規則合金を含む磁性結晶粒と、Ｔｉを含む非磁性結晶粒界との分離を促進して、当該磁性層を含む第１磁気記録層５０の保磁力Ｈｃを増大させる機能を有する。第１シード層４０は、Ｐｔを含み、好ましくはＰｔで構成される。第１シード層４０は、スパッタ法（ＲＦマグネトロンスパッタリング法を含む）、真空蒸着法などの当該技術において知られている任意の方法を用いて形成することができる。第１シード層４０は、２５０〜７００℃の範囲内の温度に非磁性基板１０を加熱した状態で、形成することができる。第１シード層４０は、０．１ｎｍ以上、好ましくは０．５ｎｍ〜５０ｎｍ、より好ましくは１ｎｍ〜２０ｎｍの膜厚を有する。

保護層６０は、磁気記録媒体の分野で慣用的に使用されている材料を用いて形成することができる。具体的には、Ｐｔなどの非磁性金属、ダイアモンドライクカーボンなどのカーボン系材料、あるいは窒化シリコンなどのシリコン系材料を用いて、保護層６０を形成することができる。また、保護層６０は、単層であってもよく、積層構造を有してもよい。積層構造の保護層６０は、たとえば、特性の異なる２種のカーボン系材料の積層構造、金属とカーボン系材料との積層構造、または金属酸化物膜とカーボン系材料との積層構造であってもよい。保護層６０は、スパッタ法（ＤＣマグネトロンスパッタリング法などを含む）、真空蒸着法などの当該技術において知られている任意の方法を用いて形成することができる。

また、任意選択的に、磁気記録媒体は、保護層６０の上に設けられる液体潤滑剤層（不図示）をさらに含んでもよい。液体潤滑剤層は、磁気記録媒体の分野で慣用的に使用されている材料（たとえば、パーフルオロポリエーテル系の潤滑剤など）を用いて形成することができる。液体潤滑剤層は、たとえば、ディップコート法、スピンコート法などの塗布法を用いて形成することができる。

第１磁気記録層５０は、１つまたは複数の磁性層を含む。以下、第１シード層４０と接触する磁性層を第１磁性層と呼ぶ。第１磁性層は、Ｆｅ、ＰｔおよびＴｉを含む。第１磁性層は、ＦｅおよびＰｔを含むＬ１_０型規則合金を有する磁性結晶粒と、Ｔｉを含む非磁性結晶粒界とからなるグラニュラー構造を有する。

磁性結晶粒を構成するＬ１_０型規則合金は、磁性結晶粒の特性変調を目的として、Ｎｉ、Ｍｎ、Ａｇ、ＡｕおよびＣｒからなる群から選択される少なくとも１種の元素をさらに含んでもよい。望ましい特性変調は、Ｌ１_０型規則合金の規則化に必要な温度の低減を含む。

磁性結晶粒は必ずしもすべての原子が規則構造を有していなくてもよい。規則構造の程度を表わす規則度Ｓが所定の値以上であれば良い。規則度Ｓは、磁気記録媒体をＸＲＤにより測定し、測定値と完全に規則化した際の理論値との比により算出される。Ｌ１_０型規則合金の場合は、規則合金由来の（００１）および（００２）ピークの積分強度を用いて算出する。測定された（００１）ピーク積分強度に対する（００２）ピーク積分強度の比の値を、完全に規則化した際に理論的に算出される（００１）ピーク積分強度に対する（００２）ピーク積分強度の比で除算することで規則度Ｓを得ることができる。このようにして得られた規則度Ｓが０．５以上であれば、磁気記録媒体として実用的な磁気異方性定数Ｋｕを有する。

非磁性結晶粒界は、Ｔｉを含み、好ましくはＴｉで構成される。第１磁性層は、当該磁性層の全原子数を基準として、４ａｔ％以上１２ａｔ％以下、好ましくは５ａｔ％以上１０ａｔ％以下のＴｉを含む。本明細書において、「ａｔ％」は原子％を意味する。前述の範囲内のＴｉを含むことによって、磁性結晶粒と非磁性結晶粒界との分離を促進して、当該磁性層の保磁力Ｈｃを急激に増大させることができる。

第１磁気記録層５０の他の実施形態は、前述の第１磁性層に付加して、第２磁性層をさらに配置する構成である。第２磁性層を配置することで磁気記録媒体の性能をさらに向上させることができる。

構成例の１つは、第１磁性層とは異なるキュリー温度Ｔｃを有し、Ｔｃ制御を目的とした第２磁性層（以下、Ｔｃ制御磁性層と呼ぶ。）をさらに配置した構成である。両者のＴｃに合わせた記録温度を設定することで、記録時に必要とされる磁気記録媒体全体としての反転磁界を低減することができる。例えば、Ｔｃ制御磁性層のキュリー温度を第１磁性層のキュリー温度より低く設定する。記録温度を両者のキュリー温度の中間に設定すれば、記録時にＴｃ制御磁性層の磁化は消失して記録を反転するために必要な磁界は低減する。このようにして磁気記録ヘッドに要請される記録時の発生磁界を低減して良好な磁気記録性能を発揮することができる。

Ｔｃ制御磁性層はグラニュラー構造を有することが好ましい。第１磁性層およびＴｃ制御磁性層の磁性結晶粒を概ね同じ位置に配置することが特に好ましく、概ね同じ位置とすることで信号対雑音比（ＳＮＲ）等の性能を向上することができる。

Ｔｃ制御磁性層を構成する磁性結晶粒はＣｏおよびＦｅのうちのいずれか１つを少なくとも含む材料とすることが好ましく、さらにＰｔ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕのうちの少なくともいずれか１つを含むことが好ましい。例えば、ＣｏＣｒ系合金、ＣｏＣｒＰｔ系合金、ＦｅＰｔ系合金、ＦｅＰｄ系合金等を用いることができる。磁性結晶粒の結晶構造は、Ｌ１_０型、Ｌ１_１型、Ｌ１_２型などの規則構造、ｈｃｐ構造（六方最密充填構造）、ｆｃｃ構造（面心立方構造）などであってもよい。Ｔｃ制御磁性層を構成する非磁性部の材料としては、ＺｎＯ、ＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２などの酸化物、ＳｉＮ、ＴｉＮなどの窒化物、Ｃ、Ｂなどを用いることができる。

Ｔｃ制御磁性層として、第１磁性層と同様の材料を用いて、異なる組成とした層を用いてもよい。Ｔｃ制御磁性層は、例えば、第１磁性層中のＴｉの比率を変更した層、規則合金に添加するＮｉなどの元素を変更した層などであってもよい。

第１磁性層とＴｃ制御磁性層との間の磁気的な交換結合を調整するために、第１磁性層とＴｃ制御磁性層との間に交換結合制御層を配置することが好ましい。記録温度における磁気的な交換結合を調整することにより、反転磁界を調整することができる。交換結合制御層は、所望する交換結合に応じて磁性を有する層、非磁性の層を選択することができる。記録温度における反転磁界の低減効果を高めるためには非磁性層を用いることが好ましい。

第１磁性層の上に形成される第２磁性層として、キャップ層を配置してもよい。キャップ層は、磁性層の層内で磁気的には連続な層であることができる。この連続磁性層を配置することにより、磁気記録媒体としての磁化反転を調整することができる。

連続磁性層を構成する材料はＣｏ，Ｆｅのうちのいずれかひとつを少なくとも含む材料とすることが好ましく、さらにＰｔ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、希土類元素のうちの少なくともいずれかひとつを含むことが好ましい。例えば、ＣｏＣｒ系合金、ＣｏＣｒＰｔ系合金、ＦｅＰｔ系合金、ＦｅＰｄ系合金、ＣｏＳｍ系合金等を用いることができる。連続磁性層は多結晶あるいは非晶質のいずれで構成してもよい。多結晶で構成する場合の結晶構造は、Ｌ１_０型、Ｌ１_１型、Ｌ１_２型等の規則構造、ｈｃｐ構造（六方最密充填構造）、ｆｃｃ構造（面心立方構造）等とすることができる。

第２磁性層は、記録を保存する温度において第１磁性層と協働して記録したい情報（例えば、０、１の情報。）に対応する磁化を保持する作用、および／または、記録する温度において第１磁性層と協働して記録を容易にする作用を有する。この目的に資するために、上述したＴｃ制御磁性層、連続磁性層に替えて、もしくはＴｃ制御磁性層、連続磁性層に加えて、他の第２磁性層を付加することができる。例えば、磁気特性を制御する第２磁性層、マイクロ波アシスト磁気記録に向けた強磁性共鳴周波数を制御する第２磁性層等を付加してもよい。ここで、制御される磁気特性は、磁気異方性定数（Ｋｕ）、反転磁界、保磁力Ｈｃ、飽和磁化Ｍｓなどを含む。また、付加する第２磁性層は、単層でもよく、あるいは異なる組成を有するなどの異なる層を積層した構成であってもよい。また、異なる構成を有する複数の第２磁性層を付加してもよい。

第２磁性層、交換結合制御層などは、スパッタ法、蒸着法などを用いて形成することができる。また、任意選択的に、第２磁性層、交換結合制御層などの形成時に、基板の加熱を行ってもよい。

第１の実施形態のさらに他の構成例としては、第１シード層４０と第１磁気記録層５０の積層体を繰り返し積層した構成を含んでもよい。

第２の実施形態の磁気記録媒体の１つの構成例は、第１の実施形態の磁気記録媒体における非磁性基板と第１シード層との間に、第２シード層および第２磁気記録層をさらに含み、第２磁気記録層と第１シード層とが接触していることを特徴とする。

図２に、第１磁気記録層５０が単一の磁性層で構成された第２の実施形態の磁気記録媒体の構成例を示した。この構成例において、磁気記録媒体は、非磁性基板１０、密着層２０、下地層３０、第２シード層７０、第２磁気記録層８０、第１シード層４０、第１磁気記録層５０、および保護層６０を有する。図２の構成例に示した密着層２０、下地層３０、および保護層６０は、任意選択的に設けてもよい層である。さらに、磁気記録媒体は、非磁性基板１０と第２磁気記録層８０との間に、ヒートシンク層、軟磁性裏打ち層、中間層などをさらに含んでもよい。非磁性基板１０、密着層２０、下地層３０、第１シード層４０、第１磁気記録層５０、保護層６０、ヒートシンク層、軟磁性裏打ち層、および中間層は、第１の実施形態と同様の構成であってもよい。

第２シード層７０は、下地層３０と第２磁気記録層８０との間の密着性を確保すると同時に、第２シード層７０と接触する磁性層の磁性結晶粒の粒径および結晶配向を制御するための層である。具体的には、第２シード層７０は、その上に形成される磁性層中で、磁性結晶粒と非磁性結晶粒界との分離を促進して、当該磁性層を含む第２磁気記録層８０の保磁力Ｈｃを増大させる機能を有する。第２シード層７０は、ＭｇＯ、ＳｒＴｉＯ_３などの酸化物、あるいはＴｉＮなどの窒化物を用いて形成することが好ましい。特に好ましくは、ＮａＣｌ型の化合物を用いる。第２シード層７０は、スパッタ法（ＲＦマグネトロンスパッタリング法を含む）、真空蒸着法などの当該技術において知られている任意の方法を用いて形成することができる。第２シード層７０は、２５０〜７００℃の範囲内の温度に非磁性基板１０を加熱した状態で形成することができる。第２シード層７０は、０．１ｎｍ以上、好ましくは０．５ｎｍ〜５０ｎｍ、より好ましくは１ｎｍ〜２０ｎｍの膜厚を有する。

第２磁気記録層８０はグラニュラー構造を有する。第２磁気記録層８０は、単一の磁性層から構成されてもよいし、複数の磁性層から構成されていてもよい。複数の磁性層から構成される場合、それぞれの磁性層がグラニュラー構造を有する。また、複数の磁性層から構成される場合、隣接する磁性層の間の磁気的な交換結合を調整するために、隣接する磁性層の間に交換結合制御層を配置することが好ましい。記録温度における磁気的な交換結合を調整することにより、反転磁界を調整することができる。交換結合制御層は、所望する交換結合に応じて磁性を有する層、非磁性の層を選択することができる。記録温度における反転磁界の低減効果を高めるためには非磁性層を用いることが好ましい。

第２磁気記録層８０を構成する磁性層の磁性結晶粒は、ＣｏおよびＦｅのうちのいずれか１つを少なくとも含む材料であることが好ましく、さらにＰｔ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕのうちの少なくともいずれか１つを含むことが好ましい。例えば、ＣｏＣｒ系合金、ＣｏＣｒＰｔ系合金、ＦｅＰｔ系合金、ＦｅＰｄ系合金等を用いることができる。磁性結晶粒の結晶構造は、Ｌ１_０型、Ｌ１_１型、Ｌ１_２型などの規則構造、ｈｃｐ構造（六方最密充填構造）、ｆｃｃ構造（面心立方構造）などであってもよい。第２磁気記録層８０を構成する磁性層の非磁性部の材料としては、ＺｎＯ、ＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２などの酸化物、ＳｉＮ、ＴｉＮなどの窒化物、Ｃ、Ｂなどを用いることができる。

好ましい第２磁気記録層８０は、ＦｅＰｔ−Ｃ磁性層からなる単一層、ＦｅＰｔ−Ｃ磁性層とＦｅＰｔ−ＢＣ磁性層との積層構造を含むが、それらに限定されるものではない。

第２磁気記録層８０は、第１磁気記録層５０とは異なるキュリー温度Ｔｃを有し、Ｔｃ制御を目的とする層であってもよい。両者のＴｃに合わせた記録温度を設定することで、記録時に必要とされる磁気記録媒体全体としての反転磁界を低減することができる。例えば、第２磁気記録層８０のキュリー温度Ｔｃを第１磁気記録層５０のキュリー温度Ｔｃより低く設定する。記録温度を両者のキュリー温度の中間に設定すれば、記録時に第２磁気記録層８０の磁化は消失して記録を反転するために必要な磁界は低減する。このようにして磁気記録ヘッドに要請される記録時の発生磁界を低減して良好な磁気記録性能を発揮することができる。

あるいはまた、第２磁気記録層８０は、記録を保存する温度において第１磁気記録層５０と協働して記録したい情報（例えば、０、１の情報。）に対応する磁化を保持する作用、および／または、記録する温度において第１磁性層と協働して記録を容易にする作用を有する。この目的に資するために、第２磁気記録層８０は、例えば、磁気特性を制御する機能、マイクロ波アシスト磁気記録に向けた強磁性共鳴周波数を制御する機能などを有してもよい。ここで、制御される磁気特性は、磁気異方性定数（Ｋｕ）、反転磁界、保磁力Ｈｃ、飽和磁化Ｍｓなどを含む。

第２磁気記録層８０を構成する磁性層、交換結合制御層などは、スパッタ法、蒸着法などを用いて形成することができる。また、任意選択的に、磁性層、交換結合制御層などの形成時に、基板の加熱を行ってもよい。

（実施例１） ＦｅＰｔ−Ｔｉ／Ｐｔ／ＭｇＯ
平滑な表面を有し、（１００）の結晶面方位を有するＭｇＯ単結晶基板（タテホ化学工業株式会社製）を洗浄し、非磁性基板１０を準備した。洗浄後の非磁性基板１０を、スパッタ装置内に導入した。非磁性基板１０を３５０℃に加熱し、圧力０．４ＰａのＡｒガス中で純Ｐｔターゲットを用いたＲＦマグネトロンスパッタ法により、膜厚２０ｎｍのＰｔ第１シード層４０を形成した。

次に、第１シード層４０を形成した積層体を３５０℃に加熱し、圧力０．６ＰａのＡｒガス中で、Ｆｅ_４５Ｐｔ_５５合金ターゲットおよび純Ｔｉターゲットを用いるＲＦマグネトロンスパッタ法により、膜厚１０ｎｍのＦｅＰｔ−Ｔｉ第１磁気記録層５０を形成した。ここで、「Ｆｅ_４５Ｐｔ_５５合金ターゲット」は、４５ａｔ％のＦｅおよび５５ａｔ％のＰｔからなる合金で形成されたターゲットを意味する。また、Ｆｅ_４５Ｐｔ_５５合金ターゲットに印加する電力を３００Ｗに固定し、純Ｔｉターゲットに印加する電力を１００〜５５０Ｗの範囲内で変化させることによって、ＦｅＰｔ−Ｔｉ第１磁気記録層５０の組成を変化させた。得られたＦｅＰｔ−Ｔｉ第１磁気記録層５０の組成を、ラザフォード後方散乱分光法（ＲＢＳ）により分析した。得られた磁気記録媒体は、（１００）ＭｇＯ非磁性基板１０、Ｐｔ第１シード層４０、およびＦｅＰｔ−Ｔｉ第１磁気記録層５０をこの順に有した。なお、本願明細書において、「ＦｅＰｔ−Ｔｉ」という記載は、Ｔｉの大部分がＦｅＰｔの結晶粒界に偏在する材料を意味し、「ＦｅＰｔＴｉ」という記載は、ＦｅＰｔの結晶粒界におけるＴｉの顕著な偏在が認められない材料を意味する。

形成されたＦｅＰｔ−Ｔｉ第１磁気記録層５０をＸ線回折法（ＸＲＤ）により分析して、Ｌ１_０型規則合金からなる磁性結晶粒の存在を確認した。また、Ｔｉ含有量が８ａｔ％であるＦｅＰｔ−Ｔｉ第１磁気記録層５０のＦｅ、ＰｔおよびＴｉの分布を、電子エネルギー損失分光法（ＥＥＬＳ）により分析した。その結果を図４に示した。図４中、（ａ）はＦｅの分布を示す図であり、（ｂ）はＰｔの分布を示す図であり、（ｃ）はＴｉの分布を示す図である。なお、Ｔｉ含有量が８ａｔ％であるＦｅＰｔ−Ｔｉ第１磁気記録層５０は、Ｆｅが４２ａｔ％、Ｐｔが５０ａｔ％、Ｔｉが８ａｔ％の組成を有した。さらに、得られた磁気記録媒体のＭ−Ｈヒステリシスループを、室温において振動試料型磁力計（ＶＳＭ）により測定し、保磁力Ｈｃを求めた。ＦｅＰｔ−Ｔｉ第１磁気記録層５０中のＴｉ含有量と保磁力Ｈｃとの関係を図３Ａに示した。また、ＦｅＰｔ−Ｔｉ第１磁気記録層５０中のＴｉ含有量が８ａｔ％である磁気記録媒体のＭ−Ｈヒステリシスループを図５Ａに示した。

（比較例１） ＦｅＰｔＴｉ／ＭｇＯ
Ｐｔ第１シード層４０を形成しなかったことを除いて実施例１の手順を繰り返して、磁気記録媒体を得た。

ＸＲＤ分析により、Ｌ１_０型規則合金からなる磁性結晶粒の存在を確認した。Ｔｉ含有量が４ａｔ％であるＦｅＰｔＴｉ第１磁気記録層のＦｅ、ＰｔおよびＴｉの分布を、図６に示した。図６中、（ａ）はＦｅの分布を示す図であり、（ｂ）はＰｔの分布を示す図であり、（ｃ）はＴｉの分布を示す図である。なお、Ｔｉ含有量が４ａｔ％であるＦｅＰｔ−Ｔｉ第１磁気記録層は、Ｆｅ_４３Ｐｔ_５３Ｔｉ_４の組成を有した。ＦｅＰｔＴｉ第１磁気記録層中のＴｉ含有量と得られた磁気記録媒体の保磁力Ｈｃとの関係を図３Ｂに示した。Ｔｉ含有量は純Ｔｉターゲットに印加する電力によって制御していることから、図３Ｂは、純Ｔｉターゲットに印加する電力を横軸にしている。Ｔｉターゲットスパッタ電力が２００Ｗの場合に、Ｔｉ含有量は４ａｔ％である。また、ＦｅＰｔＴｉ第１磁気記録層中のＴｉ含有量が４ａｔ％である磁気記録媒体のＭ−Ｈヒステリシスループを図７Ａに示した。

（比較例２） ＦｅＰｔ／Ｐｔ／ＭｇＯ
Ｆｅ_４５Ｐｔ_５５合金ターゲットのみを用いるＲＦマグネトロンスパッタ法によりＦｅＰｔ第１磁気記録層を形成したことを除いて実施例１の手順を繰り返して、磁気記録媒体を得た。

ＸＲＤ分析により、Ｌ１_０型規則合金からなる磁性結晶粒の存在を確認した。得られた磁気記録媒体のＭ−Ｈヒステリシスループを図５Ｂに示した。

（比較例３） ＦｅＰｔ／ＭｇＯ
Ｐｔ第１シード層４０を形成しなかったこと、およびＦｅ_４５Ｐｔ_５５合金ターゲットのみを用いるＤＣマグネトロンスパッタ法によりＦｅＰｔ第１磁気記録層を形成したことを除いて実施例１の手順を繰り返して、磁気記録媒体を得た。

ＸＲＤ分析により、Ｌ１_０型規則合金からなる磁性結晶粒の存在を確認した。得られた磁気記録媒体のＭ−Ｈヒステリシスループを図７Bに示した。

（比較例４） ＦｅＰｔＣｕ／Ｐｔ／ＭｇＯ
Ｆｅ_４５Ｐｔ_５５合金ターゲットおよび純Ｃｕターゲットを用いるＤＣマグネトロンスパッタ法によりＦｅＰｔＣｕ第１磁気記録層を形成したことを除いて実施例１の手順を繰り返して、磁気記録媒体を得た。

ＸＲＤ分析により、Ｌ１_０型規則合金からなる磁性結晶粒の存在を確認した。ＦｅＰｔＣｕ第１磁気記録層中のＣｕ含有量と保磁力Ｈｃとの関係を図８に示した。

（評価）
図３Ａから分かるように、Ｐｔ第１シード層４０の上にＦｅＰｔ−Ｔｉ第１磁気記録層５０を形成した実施例１の磁気記録媒体において、第１磁気記録層中のＴｉ含有量が４ａｔ％以上１２ａｔ％以下の場合に急激な保磁力Ｈｃの増大が確認された。特に、Ｔｉ含有量が８ａｔ％の場合に、保磁力Ｈｃが１４．６ｋＯｅ（１１６０Ａ／ｍｍ）の最大値を示した。一方、図３Ｂから分かるように、（１００）ＭｇＯ単結晶非磁性基板１０の上にＦｅＰｔＴｉ第１磁気記録層５０を形成した比較例１の磁気記録媒体においては、Ｔｉ含有量の増加に伴う保磁力Ｈｃの増大は認められるものの、その変化は実施例１の磁気記録媒体に比較して極めて緩やかであった。以上の結果から、Ｐｔ第１シード層４０とＦｅＰｔ−Ｔｉ第１磁気記録層５０との相互作用によって、著しく大きな保磁力Ｈｃが得られることが分かる。

また、図４の（ａ）〜（ｃ）の比較から、Ｐｔ第１シード層４０の上にＦｅＰｔ−Ｔｉ第１磁気記録層５０を形成した実施例１の磁気記録媒体において、ＦｅとＴｉとが良好に相分離していることが確認された。なお、図４および図６に示すＥＥＬＳ分析結果において、明るく見える部分は分析対象元素の存在を示し、暗く見える部分は分析対象元素の不在を示す。一方、図６の（ａ）〜（ｃ）から分かるように、（１００）ＭｇＯ単結晶非磁性基板１０の上にＦｅＰｔＴｉ第１磁気記録層を形成した比較例１の磁気記録媒体においては、ＦｅとＴｉとの明瞭な相分離が認められていない。このことから、Ｐｔ第１シード層４０がＦｅＰｔ−Ｔｉ第１磁気記録層５０の磁性結晶粒と非磁性結晶粒界との相分離に大きな影響を及ぼしていることが分かる。何らの理論に拘束されることを意図するものではないが、第１磁気記録層５０中のＦｅＰｔ磁性結晶粒とＴｉ非磁性結晶粒界との相分離の差異は、その下にあるＰｔ第１シード層４０および（１００）ＭｇＯ単結晶非磁性基板１０の表面エネルギーの相違に影響されていると推測している。ここで、ＭｇＯ単結晶の表面エネルギーは１．５Ｊ／ｃｍ^２であり、Ｐｔの表面エネルギーは２．７Ｊ／ｃｍ^２である。

さらに、図５Ａと図５Ｂとの比較から、Ｐｔ第１シード層４０の上にＦｅＰｔ−Ｔｉ第１磁気記録層５０を形成した実施例１の磁気記録媒体の残留磁化（Ｈ＝０における磁化Ｍ）は、Ｐｔ第１シード層４０の上にＦｅ_４５Ｐｔ_５５第１磁気記録層を形成した比較例２の磁気記録媒体の残留磁化と同等であることが分かる。一方、図５ＢのＭ−Ｈヒステリシスループから分かるように、比較例２の磁気記録媒体は、３．９ｋＯｅ（３１０Ａ／ｍｍ）の保磁力Ｈｃを有した。このことからも、Ｐｔ第１シード層上にＴｉ非磁性粒界を有する第１磁気記録層を設けることによって、保磁力Ｈｃの増大が確認された。また、比較例２の磁気記録媒体と比較して、実施例１の磁気記録媒体は、より大きなヒステリシス面積を有し、より硬質な磁気特性を有していることが分かる。

また、図７Ａおよび図７Ｂに示すＭ−Ｈヒステリシスループの比較から分かるように、ＦｅＰｔＴｉ第１磁気記録層５０を有する比較例１の磁気記録媒体は、ＦｅＰｔ第１磁気記録層を有する比較例３の磁気記録媒体よりも大きな保磁力Ｈｃを有するものの、残留磁化の若干の低下が認められた。図６の（ａ）〜（ｃ）、図７Ａおよび図７Ｂの結果を併せて考慮すれば、第１磁気記録層中の非磁性結晶粒界の相分離に関して、（１００）ＭｇＯ単結晶が大きな影響を及ぼさないことが分かる。

さらに、図８から分かるように、ＦｅＰｔにＣｕを添加した第１磁気記録層を有する比較例４の磁気記録媒体においては、Ｃｕの添加量の増大に伴って保磁力Ｈｃが減少した。これは、Ｐｔ第１シード層による相分離の促進効果は、Ｃｕの添加では発現されないことを示す。

１０ 非磁性基板
２０ 密着層
３０ 下地層
４０ 第１シード層
５０ 第１磁気記録層
６０ 保護層
７０ 第２シード層
８０ 第２磁気記録層

磁性結晶粒は必ずしもすべての原子が規則構造を有していなくてもよい。規則構造の程度を表わす規則度Ｓが所定の値以上であれば良い。規則度Ｓは、磁気記録媒体をＸＲＤにより測定し、測定値と完全に規則化した際の理論値との比により算出される。Ｌ１_０型規則合金の場合は、規則合金由来の（００１）および（００２）ピークの積分強度を用いて算出する。測定された（００２）ピーク積分強度に対する（００１）ピーク積分強度の比の値を、完全に規則化した際に理論的に算出される（００２）ピーク積分強度に対する（００１）ピーク積分強度の比で除算し、その平方根を採ることで規則度Ｓを得ることができる。このようにして得られた規則度Ｓが０．５以上であれば、磁気記録媒体として実用的な磁気異方性定数Ｋｕを有する。

Claims (6)

1. 非磁性基板と、第１シード層と、前記第１シード層上に形成された第１磁気記録層とを含み、
   前記第１シード層は、Ｐｔを含み、
   前記第１磁気記録層は、１つまたは複数の磁性層を有し、
   前記第１シード層と接触する磁性層は、Ｆｅ、ＰｔおよびＴｉを含み、
   前記第１シード層と接触する磁性層は、ＦｅおよびＰｔを含むＬ１_０型規則合金を有する磁性結晶粒と、Ｔｉを含む非磁性結晶粒界とからなるグラニュラー構造を有する
   ことを特徴とする磁気記録媒体。
2. 前記第１シード層と接触する磁性層は、全原子数を基準として４ａｔ％以上１２ａｔ％以下のＴｉを含むことを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体。
3. 前記Ｌ１_０型規則合金は、Ｎｉ、Ｍｎ、Ａｇ、ＡｕおよびＣｒからなる群から選択される少なくとも１種の元素をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体。
4. 前記第１磁気記録層は、１つの磁性層からなることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体。
5. 前記非磁性基板と前記第１シード層との間に、第２シード層および第２磁気記録層をさらに含み、前記第２磁気記録層は前記第１シード層と接触していることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体。
6. 前記非磁性基板と前記第１シード層との間に、ヒートシンク層、密着層、軟磁性裏打ち層、および下地層からなる群から選択される１つまたは複数の層をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体。

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