[发明专利]垂直磁记录介质以及使用其的磁记录和再现装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种垂直磁记录介质以及使用该垂直磁记录介质的垂直磁记录型磁记录和再现装置。

背景技术

硬盘驱动器(HDD)变为计算机和各种消费电子产品中不可缺少的信息存储装置，尤其是在大容量信息存储的应用中。基于磁记录介质中的磁记录层中的磁化矢量的方向，将磁记录系统基本上分为两类技术方法。方法之一是纵向磁记录(LMR)而另一类是垂直磁记录(PMR)。近年来，HDD记录系统已处于从纵向磁记录系统向垂直磁记录系统的转变中。虽然通过纵向磁记录系统所获得的记录密度大约是100Gb/英寸²，但是已经证明通过垂直磁记录系统可获得比300Gb/英寸²更高的记录密度并且垂直磁记录系统优于纵向磁记录系统。

非专利文献1和2公开了用作垂直磁记录系统中的记录介质的粒状结构的磁记录层。粒状结构的磁记录层具有下述结构，在该结构中微细磁性粒子被包括有诸如氧化物这样的非金属材料的非磁性晶界分离。就该结构而言，因为抑制了作用于每个磁性粒子之间的交换作用而增大对磁化方向的依赖性并且降低磁记录层中的磁化反转单元，因此可提高磁场强度。

为了进一步提高记录密度，不但降低磁记录层中的磁化反转单元而且磁记录层具有可保持记录的磁化信息的热搅动阻抗(thermalfluctuation resistance)并且即使通过尺寸受限的记录磁头磁场也可进行记录是必需的。

在垂直磁记录系统中，因为来自记录位的退磁场不会作用在记录位之间的磁化转变区域附近，但是作用在记录磁化状态稳定的方向上，因此认为就高密度记录而言与现有纵向磁记录系统相比该系统是有利的。此外，因为在与纵向磁记录介质相比磁性薄膜厚度大的情况下该垂直磁记录系统也可保持高分辨率，因此认为在热搅动阻抗方面该系统也是有利的。然而，已报道退磁场对除了磁化转变区域之外的部分中的磁化的影响尤其是在记录位长的位置中大，并且读输出极大地下降了。也在垂直磁记录过程中，必需考虑热搅动阻抗。

为了提高垂直磁记录介质的热搅动阻抗，增大磁性粒子的磁各向异性能量是有效的，但是在这种情况下要进行记录所必需的磁场增大了。另一方面，因为当必需的记录磁场增大时，可从记录磁头产生的记录磁场是有限的，因此当使用可能使记录/再现特性显著下降的记录磁头时记录困难。此外，还可通过使磁记录层中的磁性粒子更大来提高热搅动阻抗；然而，在这种情况下，磁化转变区域的微细锯齿形形状通常扩大了而可能增大了介质噪音。

如上所述，用于提高热搅动阻抗的方式通常伴有高记录密度区域中的记录/再现特性降低。此后，作为可兼顾热搅动阻抗与记录/再现特性的思想，已设计出包括有多个磁性层的各种磁记录层。

专利文献1、2和3以及非专利文献3公开了这样一种垂直磁记录介质，即在该垂直磁记录介质中通过两个铁磁性层来构造磁记录层并且具有微粒结构或者粒状结构的铁磁性合金薄膜用作在衬底侧所形成的下部磁性层并且不具有截然不同的微粒结构的铁磁性合金薄膜用作在较靠近介质表面侧所形成的上部磁性层。

在专利文献1和2中，将上部磁性层称为“覆盖层”。

当使用该结构时，交换作用通过覆盖层而作用于下部磁性层中的磁性粒子之间。因为基于静态磁相互作用，由交换作用所引起的交换作用磁场作用在与退磁场相反的方向上，因此反转开始磁场Hn增大了并且饱和磁场Hs减小了。因此，磁记录层中的垂直磁化回线的矩形比增大了，并且要进行记录所必需的磁场降低了。当通过改变覆盖层的材料或者厚度来将交换作用控制为适当强度时，可同时提高记录磁化状态的信噪比(SNR)以及热搅动阻抗。

此外，专利文献4公开了这样一种垂直磁记录介质，即在该垂直磁记录介质中由磁化反转性的容易度不同的两个铁磁性层来构造磁记录层。由各向异性磁场Hk来表示基于记录磁场的出现磁化反转的容易度并且在Hk越大的磁性薄膜中要进行磁化反转所必需的磁场越大。

专利文献4进一步公开了这样一种垂直磁记录介质，即在该垂直磁记录介质中通过耦合层使不同各向异性磁场的两个铁磁性层铁磁耦合。在这种情况下，通过耦合层的铁磁耦合弱于两个磁性层彼此相接触的交换耦合。

该耦合层包含V、Cr、Fe、Co、Ni、Cu、Nb、Mo、Ru、Rh、Ta、W、Re和Ir元素中的一种作为主成分并且优选具有2nm以下的厚度。该文献公开了通过对与非磁性材料合金化、薄膜形成条件或薄膜形成气氛进行控制，即使利用作为铁磁性材料的Fe、Co或Ni，也可获得优选的耦合能量。