專(zhuān)利名稱：具有正交各向異性增強(qiáng)或偏置層的磁記錄介質(zhì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于磁記錄的磁存儲(chǔ)裝置和磁記錄介質(zhì)，并且更加特別地涉及用于在記錄期間控制介質(zhì)中的磁場(chǎng)和保持長(zhǎng)時(shí)間磁穩(wěn)定性的裝置。
背景技術(shù)：
使用縱向記錄的典型現(xiàn)有技術(shù)磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)10在圖1中示出。在操作中，在磁換能器(磁頭)20在旋轉(zhuǎn)的盤(pán)16上方飛行時(shí)，其由懸臂(未示出)支撐。通常被稱作“磁頭”或“滑塊”的磁換能器20由執(zhí)行寫(xiě)入磁轉(zhuǎn)變(寫(xiě)入磁頭23)和讀取磁轉(zhuǎn)變(讀取磁頭12)的任務(wù)的元件構(gòu)成。磁換能器20位于距盤(pán)16的中心各種徑向距離的點(diǎn)的上方，從而讀寫(xiě)圓形軌道(未示出)。盤(pán)16連接于由心軸馬達(dá)(未示出)驅(qū)動(dòng)從而旋轉(zhuǎn)盤(pán)16的心軸(未示出)上。盤(pán)16包括其上沉積了多個(gè)薄膜21的基板26。薄膜21包括鐵磁材料，寫(xiě)入磁頭23在其中記錄編碼了信息的磁轉(zhuǎn)變。
盤(pán)16上的薄膜21通常包括沉積在基板26上的鉻或鉻合金襯層。薄膜中的鐵磁層是基于鈷、鎳和鐵的各種合金。例如，常用的合金為CoPtCr。諸如鉭和硼的額外元素經(jīng)常用在磁性合金中。保護(hù)覆蓋層用于改善耐磨性和耐腐蝕性?，F(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)介紹了各種籽層、多重襯層和疊層磁性膜。在使用垂直記錄的磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器中，記錄磁頭被設(shè)計(jì)為引導(dǎo)磁通量沿垂直于盤(pán)平面的方向通過(guò)記錄層。通常，用于垂直記錄的盤(pán)具有硬磁記錄層和軟磁襯層。在使用單極型磁頭的記錄操作期間，磁通量受引導(dǎo)從記錄磁頭的主極垂直通過(guò)硬磁記錄層，隨后進(jìn)入軟襯層(soft underlayer)的平面，并返回記錄磁頭中的返回極。
授予Litvinov等人的美國(guó)專(zhuān)利6531202是用于垂直或豎直記錄的磁記錄介質(zhì)的示例。該介質(zhì)包括沉積在基板上的軟磁襯層。適用于襯層的軟磁材料被認(rèn)為包括CoFe及其合金、FeAlN、NiFe、CoZrNb和FeTaN，且CoFe和FeAlN為優(yōu)選的軟材料。硬磁記錄層沉積在軟襯層上。適用于記錄層的硬磁材料被認(rèn)為包括Co/Pd或Co/Pt的多層、L10相的CoPt、FePt、CoPd、以及FePd和hcp Co合金，這樣的多層和L10相為優(yōu)選的硬材料。
與垂直記錄相比，縱向記錄介質(zhì)通常在鐵磁記錄層下使用非磁性襯層。通常的襯層材料為鉻和鉻的各種合金。為保持用于數(shù)據(jù)的長(zhǎng)時(shí)間存儲(chǔ)的熱穩(wěn)定性，磁記錄層的矯頑力必須保持較高。較高的矯頑力又對(duì)寫(xiě)入磁頭產(chǎn)生的場(chǎng)提出較大的要求，導(dǎo)致差的重寫(xiě)性(OW)和差的場(chǎng)梯度。寫(xiě)入磁頭產(chǎn)生的場(chǎng)可成為增加記錄密度的限制因素。
在授予Ga-Lane Chen的美國(guó)專(zhuān)利6,524,730中，一種用于垂直記錄的軟磁襯層被稱作“保持層(keeper layer)”。該軟襯層被認(rèn)為通過(guò)將磁通量從磁記錄介質(zhì)的磁頭的寫(xiě)入極向下?tīng)恳鴰?lái)更好的寫(xiě)入效率。給出的軟磁材料的示例為NiFe、CoZrNb、FeAlNx。
在授予Richter等人的美國(guó)專(zhuān)利6495252中，介紹了一種具有超順磁襯層的記錄介質(zhì)，并聲稱其解決了由采用例如NiFe(坡莫合金)的軟磁襯層的磁記錄介質(zhì)中發(fā)生的巴克豪森噪聲(Barkhausen noise)導(dǎo)致的問(wèn)題。根據(jù)該說(shuō)明書(shū)，基本沒(méi)有巴克豪森噪聲的垂直或縱向型高位密度磁記錄、存儲(chǔ)和再現(xiàn)介質(zhì)通過(guò)用極細(xì)晶粒(例如多晶)的軟磁材料的層或膜替代通常用作襯層的連續(xù)、軟磁膜或?qū)觼?lái)制造。用于軟磁襯層的鐵磁或亞鐵磁材料的晶粒尺寸足夠小，使得其晶粒變?yōu)槌槾判缘?，即其保留被磁排序但喪失其磁滯。盡管Richter等人聲稱所介紹的介質(zhì)可用于縱向記錄，但給出的每個(gè)示例都是用于垂直記錄。未提及該介質(zhì)應(yīng)如何改變從而在縱向記錄中發(fā)揮作用。
在授予Carey等人的美國(guó)專(zhuān)利6,280,813中，介紹了一種層結(jié)構(gòu)，其包括跨過(guò)非鐵磁耦合/間隔膜反鐵磁耦合在一起的至少兩個(gè)鐵磁膜。一般認(rèn)為，隨著增加耦合/間隔膜厚度，交換耦合從鐵磁到反鐵磁振蕩，且優(yōu)選的6埃厚度的釕耦合/間隔層被選擇，因?yàn)槠鋵?duì)應(yīng)于特定薄膜結(jié)構(gòu)的振蕩中的第一反鐵磁峰值。適于用作非鐵磁耦合/間隔膜的材料包括釕(Ru)、鉻(Cr)、銠(Rh)、銥(Ir)、銅(Cu)、及其合金。因?yàn)閮蓚€(gè)反鐵磁耦合的膜的磁矩反平行取向，所以記錄層的凈剩磁-厚度積(Mrt)為該兩個(gè)鐵磁膜的Mrt值之差。Mrt的這種減小在不減小記錄介質(zhì)的熱穩(wěn)定性的情況下實(shí)現(xiàn)，因?yàn)榉磋F磁耦合的膜中的晶粒的體積相長(zhǎng)地增大。該結(jié)構(gòu)的一個(gè)實(shí)施例包括由具有一厚度的Ru間隔膜分隔開(kāi)的兩個(gè)鐵磁CoPtCrB膜，該厚度被選擇從而使兩個(gè)CoPtCrB膜之間的反鐵磁交換耦合最大。頂部的鐵磁層被設(shè)計(jì)為具有比底部的鐵磁層更大的Mrt，使得零外加磁場(chǎng)下的凈磁矩很低，但非零。Carey的′813號(hào)專(zhuān)利還表明，反鐵磁耦合通過(guò)添加在耦合/間隔層與頂部和/或底部鐵磁層之間的薄(5埃)鐵磁鈷界面層增強(qiáng)。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的記錄介質(zhì)具有交換耦合于具有正交于記錄層的各向異性的增強(qiáng)層的磁記錄層。本發(fā)明的實(shí)施例可以用于縱向或垂直記錄。用于縱向記錄的實(shí)施例具有帶縱向各向異性的記錄層、耦合層和帶垂直各向異性的增強(qiáng)層。用于垂直記錄的實(shí)施例具有帶垂直各向異性的記錄層、耦合層和帶縱向各向異性的增強(qiáng)層。在垂直增強(qiáng)層飽和時(shí)，正交于記錄層的交換場(chǎng)存在，且有降低所需縱向翻轉(zhuǎn)場(chǎng)，即縱向矯頑力的作用。記錄層和增強(qiáng)層跨耦合層交換耦合。交換耦合可以是鐵磁或反鐵磁的。正交各向異性增強(qiáng)層被設(shè)計(jì)為降低寫(xiě)入過(guò)程期間記錄層所需的翻轉(zhuǎn)場(chǎng)，同時(shí)對(duì)長(zhǎng)時(shí)間熱穩(wěn)定性沒(méi)有影響。增強(qiáng)層材料被設(shè)計(jì)為具有中等Hk、小晶粒體積、以及一KuV，該KuV導(dǎo)致材料在發(fā)生記錄的時(shí)間尺度上是鐵磁性的，但其它情形下為超順磁性的，使得其不對(duì)對(duì)于翻轉(zhuǎn)記錄層的能壘產(chǎn)生明顯影響。增強(qiáng)層被設(shè)計(jì)為不具有明顯的剩磁，且優(yōu)選在寫(xiě)入磁頭下方的正交于寫(xiě)入場(chǎng)的磁場(chǎng)相對(duì)較高的區(qū)域中飽和。
本發(fā)明的介質(zhì)可以用于產(chǎn)生垂直和縱向場(chǎng)分量的傳統(tǒng)縱向?qū)懭氪蓬^。對(duì)于縱向記錄，正交磁場(chǎng)是P2寫(xiě)入磁頭極周?chē)^強(qiáng)的垂直場(chǎng)。在利用增強(qiáng)層與記錄層之間的鐵磁耦合的本發(fā)明一實(shí)施例中，P2附近磁頭的傾斜場(chǎng)將在近似相同的時(shí)間翻轉(zhuǎn)該兩層。在使用增強(qiáng)層與記錄層之間的反鐵磁耦合的本發(fā)明的實(shí)施例中，本發(fā)明的介質(zhì)沿著從P2至P1的方向移動(dòng)，該方向與傳統(tǒng)縱向記錄相反。隨著介質(zhì)在P2下方移動(dòng)，增強(qiáng)層將首先翻轉(zhuǎn)，且隨著介質(zhì)朝向P1移動(dòng)，垂直場(chǎng)減小，且縱向場(chǎng)增大，達(dá)到縱向場(chǎng)強(qiáng)到足以翻轉(zhuǎn)記錄層中的磁化(magnetization)的點(diǎn)。在長(zhǎng)時(shí)間存儲(chǔ)期間，介質(zhì)不受垂直場(chǎng)影響，而增強(qiáng)層不對(duì)記錄層產(chǎn)生明顯影響。本發(fā)明的記錄介質(zhì)還可以與對(duì)稱磁極的寫(xiě)入磁頭使用，即其中磁極面對(duì)介質(zhì)具有近似相同的表面積的磁頭。
對(duì)于垂直記錄，具有屏蔽極設(shè)計(jì)的單極寫(xiě)入磁頭可用于本發(fā)明介質(zhì)。


圖1為其中可實(shí)施本發(fā)明的現(xiàn)有技術(shù)磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的選定部件的圖示；
圖2為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的薄膜盤(pán)的截面圖，其垂直于包括正交各向異性增強(qiáng)層的薄膜的平面截??；圖3為實(shí)施本發(fā)明的磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的選定部件的圖示，示出在磁盤(pán)的記錄介質(zhì)中寫(xiě)入縱向磁疇的寫(xiě)入磁頭的磁極；圖4為寫(xiě)入磁頭的磁極間區(qū)域的放大圖，示出在根據(jù)本發(fā)明的記錄介質(zhì)中寫(xiě)入縱向磁疇期間的時(shí)間序列；圖5給出了幫助理解本發(fā)明原理的一系列等式；圖6為對(duì)于根據(jù)本發(fā)明的偏置記錄層和傳統(tǒng)記錄層的能壘對(duì)翻轉(zhuǎn)場(chǎng)的曲線圖；圖7為對(duì)于根據(jù)本發(fā)明的偏置記錄層的穩(wěn)定性增加對(duì)偏置場(chǎng)的曲線圖；圖8為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的薄膜盤(pán)的截面圖，其垂直于包括用于垂直記錄的正交各向異性偏置層的薄膜的平面截取；圖9為具有偏置層中的徑向、跨軌道各向異性的用于垂直記錄的本發(fā)明實(shí)施例中，記錄層和正交偏置層中磁疇的各磁化方向的示意圖；以及圖10為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的薄膜盤(pán)的截面圖，其垂直于包括用于縱向記錄的正交各向異性偏置層的薄膜的平面截取。
附圖標(biāo)記說(shuō)明16盤(pán)32軟襯層33間隔層34正交各向異性增強(qiáng)層35耦合層36各向異性記錄層37覆蓋層34B偏置層具體實(shí)施方式
首先將針對(duì)使用縱向記錄的實(shí)施例詳細(xì)介紹本發(fā)明。在根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的磁存儲(chǔ)裝置中，是縱向場(chǎng)而非垂直場(chǎng)分量在磁記錄層中寫(xiě)入用于位疇(bit domain)的磁取向。因此，磁記錄層被制造為具有縱向各向異性。由垂直各向異性增強(qiáng)層產(chǎn)生的垂直交換場(chǎng)起降低記錄層的動(dòng)態(tài)矯頑力的作用，從而允許較弱的縱向磁場(chǎng)寫(xiě)入位。本發(fā)明允許磁記錄層的靜態(tài)矯頑力充分高，從而保持熱穩(wěn)定性，盡管晶粒尺寸極小。
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的用于縱向記錄的盤(pán)16上的薄膜21的截面。薄膜的厚度并未按照比例。實(shí)際厚度可以根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)確定。軟襯層32由軟磁材料制成。多種軟磁材料已知，且可以作為襯層?；旧希弧坝病钡娜魏未判圆牧隙际怯糜谲浺r層32的備選材料。優(yōu)選的材料為廣泛用于磁記錄磁頭的NiFe(坡莫合金)。軟襯層32通過(guò)非磁性間隔層33與正交各向異性增強(qiáng)層34隔開(kāi)。非磁性間隔層33的厚度用于根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)原理和此處介紹的設(shè)計(jì)目的控制軟襯層32的影響。增強(qiáng)層34通過(guò)非磁性耦合層35與各向異性記錄層36分隔開(kāi)。增強(qiáng)層34可以鐵磁或反鐵磁地耦合于記錄層36。耦合層優(yōu)選為釕(Ru)。記錄層36可以是磁性材料的單層或形成層結(jié)構(gòu)的多個(gè)層，其因在縱向或垂直記錄中的使用而為人所知。保護(hù)覆蓋層37一般是盤(pán)上的最后薄膜。圖3和4中略去了覆蓋層，從而增加圖示的清晰性。
用于縱向記錄的記錄層36的磁性質(zhì)被選擇，從而提供在盤(pán)表面上的薄膜的平面內(nèi)的易翻轉(zhuǎn)軸(easy axis of switching)(各向異性)。增強(qiáng)層34的各向異性被選擇為與記錄層正交。因此，對(duì)于平面內(nèi)記錄的層(in-plane recordinglayer)，增強(qiáng)層可以具有垂直于薄膜平面的易軸(easy axis)。用于實(shí)現(xiàn)垂直各向異性的材料成分和沉積條件不在本發(fā)明的范圍之內(nèi)，可以使用現(xiàn)有技術(shù)確定。增強(qiáng)層34還被設(shè)計(jì)為在記錄過(guò)程期間的選定階段飽和。在施加垂直場(chǎng)時(shí)，使增強(qiáng)層34飽和，垂直交換場(chǎng)正交于記錄層的縱向各向異性而存在。此垂直交換場(chǎng)用于減小翻轉(zhuǎn)記錄層中的疇所需的縱向場(chǎng)。例如，根據(jù)如圖7的曲線中所示的一階近似估算(first order estimate)，0.1Hk垂直場(chǎng)將所需的翻轉(zhuǎn)場(chǎng)減小了差不多15％。增強(qiáng)層被設(shè)計(jì)為具有中等Ku和Hk、以及小晶粒尺寸和體積，導(dǎo)致較小的KuV。優(yōu)化KuV，使得其在記錄時(shí)間尺度(幾個(gè)微秒及以下)上為鐵磁的，但在任何長(zhǎng)時(shí)間尺度上是超順磁性的。增強(qiáng)層將具有較小的KuV/kT，且基本上不具有剩磁。增強(qiáng)層將不對(duì)涉及翻轉(zhuǎn)記錄層的磁疇的能壘產(chǎn)生明顯作用，因此不對(duì)記錄層中磁疇的長(zhǎng)期穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。對(duì)于目前的磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，增強(qiáng)層的厚度應(yīng)相對(duì)較薄，在約10nm或更小。
圖3示出了存儲(chǔ)裝置10中寫(xiě)入磁頭的極P1 41和P2 42與構(gòu)成根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的記錄介質(zhì)的薄膜21之間的關(guān)系。此實(shí)施例中的交換耦合為反鐵磁性的。在此實(shí)施例中，寫(xiě)入磁頭為現(xiàn)有技術(shù)的縱向?qū)懭氪蓬^，但磁存儲(chǔ)裝置被設(shè)計(jì)為從最強(qiáng)垂直場(chǎng)區(qū)域向最強(qiáng)縱向場(chǎng)區(qū)域-即在從P2朝向P1的方向上-移動(dòng)介質(zhì)。記錄過(guò)程期間增強(qiáng)層34的飽和被設(shè)計(jì)為在傳統(tǒng)寫(xiě)入磁頭的P2極下發(fā)生，而不在P1下發(fā)生。P2下方的垂直場(chǎng)比P1下方的強(qiáng)得多，因?yàn)閷?duì)于縱向記錄，P2的面對(duì)介質(zhì)的表面區(qū)域被有意制造得比P1的表面區(qū)域小。縱向場(chǎng)在P2與P1之間的間隙中最大。因此，在使用傳統(tǒng)寫(xiě)入磁頭的具有反鐵磁耦合的實(shí)施本發(fā)明的存儲(chǔ)裝置中，磁介質(zhì)在從寫(xiě)入磁頭的P2極至P1極的方向上移動(dòng)，這與傳統(tǒng)的操作相反。圖4為記錄過(guò)程期間P1與P2之間的區(qū)域的放大圖，三對(duì)箭頭示出了隨著介質(zhì)在寫(xiě)入磁頭下方移動(dòng)，在增強(qiáng)層和記錄層中的一對(duì)交換耦合磁疇的場(chǎng)合在三個(gè)點(diǎn)處的翻轉(zhuǎn)狀態(tài)。在時(shí)刻T1，磁疇的翻轉(zhuǎn)狀態(tài)處于其初始狀態(tài)。箭頭的方向并非用于示出磁化的真實(shí)方向，更確切地是被象征性地使用以闡述所涉及的概念。用于記錄層的箭頭在寫(xiě)入過(guò)程之前的時(shí)刻T1被顯示為指向左下方。用于增強(qiáng)層的箭頭在時(shí)刻T1被顯示為指向右上方。在此初始點(diǎn)處的增強(qiáng)層磁疇的實(shí)際磁化方向是沒(méi)有關(guān)系的，且可以被假設(shè)為隨機(jī)的。隨著介質(zhì)在圖中從左向右移動(dòng)，P2下方的垂直場(chǎng)增大，且將超出縱向場(chǎng)。在時(shí)刻T2附近，增強(qiáng)層磁疇將被設(shè)計(jì)為在由寫(xiě)入磁頭在這一點(diǎn)產(chǎn)生的垂直場(chǎng)中翻轉(zhuǎn)并飽和。這在圖4中通過(guò)顯示向下和向右指向的用于增強(qiáng)層的箭頭而示出。記錄層在時(shí)刻T2將不翻轉(zhuǎn)，但與增強(qiáng)層交換耦合，因此記錄層中的磁疇將在增強(qiáng)層的影響下旋轉(zhuǎn)。時(shí)刻T2后的記錄層磁疇的磁化的旋轉(zhuǎn)由向上和向左指的箭頭表示。在時(shí)刻T3，垂直場(chǎng)將減小，而縱向場(chǎng)增大，導(dǎo)致記錄層磁疇翻轉(zhuǎn)。于是，增強(qiáng)層被設(shè)計(jì)為在P2下方的垂直場(chǎng)中飽和，且隨著介質(zhì)向P1移動(dòng)，縱向場(chǎng)增大，使得記錄層磁疇的翻轉(zhuǎn)在P1邊緣附近發(fā)生。增強(qiáng)層的影響非常迅速地減小，因此記錄層磁疇的穩(wěn)定性在T3翻轉(zhuǎn)點(diǎn)之后迅速增加。在沒(méi)有垂直場(chǎng)的情況下，增強(qiáng)層不會(huì)對(duì)記錄層產(chǎn)生明顯影響，因此根據(jù)現(xiàn)有原理，記錄層的熱穩(wěn)定性由記錄層中材料的性質(zhì)確定。
使用根據(jù)本發(fā)明的具有垂直增強(qiáng)層和反鐵磁耦合的介質(zhì)的縱向記錄方法介紹如下。根據(jù)本發(fā)明的介質(zhì)從具有初始高垂直場(chǎng)的區(qū)域至具有高縱向場(chǎng)的區(qū)域內(nèi)跨過(guò)寫(xiě)入磁頭場(chǎng)移動(dòng)。翻轉(zhuǎn)序列中的第一事件為增強(qiáng)層部分地由于其垂直各向異性、低KuV/kT和中等Hk而在垂直場(chǎng)中飽和。所得的對(duì)于記錄層的垂直交換場(chǎng)以受控的方式旋轉(zhuǎn)記錄層磁疇的磁化，且降低了記錄層的縱向矯頑力。介質(zhì)繼續(xù)在磁頭場(chǎng)中移動(dòng)至一點(diǎn)，在該點(diǎn)處縱向場(chǎng)足以翻轉(zhuǎn)記錄層磁疇的磁化。隨著介質(zhì)移動(dòng)，垂直場(chǎng)迅速減小，增大了記錄層磁疇的矯頑力和穩(wěn)定性。
在利用記錄層與增強(qiáng)層之間的鐵磁耦合的本發(fā)明的一實(shí)施例中，介質(zhì)在從P1朝向P2的傳統(tǒng)方向上移動(dòng)。記錄層和增強(qiáng)層中磁疇的翻轉(zhuǎn)約同時(shí)發(fā)生。所涉及的原理與上述相同，其中由寫(xiě)入磁頭產(chǎn)生的傾斜場(chǎng)的垂直分量將作用于增強(qiáng)層上，并產(chǎn)生交換場(chǎng)從而旋轉(zhuǎn)記錄層的磁化。傾斜場(chǎng)的縱向分量將翻轉(zhuǎn)記錄層磁疇。
本發(fā)明還可以以具有對(duì)稱磁極的寫(xiě)入磁頭來(lái)實(shí)施，即具有近似相等的P1和P2的面對(duì)記錄介質(zhì)的面積的磁頭。在此實(shí)施例中，將沒(méi)有垂直占優(yōu)的區(qū)域，且介質(zhì)相對(duì)于寫(xiě)入磁頭的移動(dòng)方向無(wú)關(guān)緊要。增強(qiáng)層仍將在寫(xiě)入磁頭產(chǎn)生的垂直場(chǎng)分量的影響下導(dǎo)致記錄層中磁化的旋轉(zhuǎn)，并用于降低記錄層的動(dòng)態(tài)矯頑力。
控制垂直場(chǎng)的一個(gè)因素為增強(qiáng)層的飽和點(diǎn)。增強(qiáng)層的飽和用于限制垂直場(chǎng)和防止縱向場(chǎng)的過(guò)分減小。非磁性間隔層33還用于將軟襯層從磁記錄層退耦，因此該間隔層的厚度為對(duì)垂直場(chǎng)起作用的設(shè)計(jì)因素之一。
以上詳細(xì)示例介紹了其中增強(qiáng)層反鐵磁耦合于記錄層的實(shí)施例，但本發(fā)明還可以以鐵磁耦合的層實(shí)施。反鐵磁或鐵磁耦合借以實(shí)現(xiàn)的原理與現(xiàn)有技術(shù)相應(yīng)。例如已知，可以選擇耦合層的厚度，從而實(shí)現(xiàn)反鐵磁或鐵磁耦合。使用鐵磁耦合的實(shí)施例可以根據(jù)此處介紹的原理來(lái)實(shí)施。
用于垂直記錄的本發(fā)明記錄介質(zhì)的實(shí)施例使用上述用于縱向記錄的原理，但記錄層和增強(qiáng)層的各向異性被顛倒。用于垂直記錄的寫(xiě)入磁頭通常為單極設(shè)計(jì)。垂直磁頭設(shè)計(jì)可以具有各種類(lèi)型的側(cè)屏蔽、后屏蔽和開(kāi)口屏蔽。用于本發(fā)明介質(zhì)的屏蔽的形式必須被設(shè)計(jì)為允許磁場(chǎng)中足夠的縱向分量，從而產(chǎn)生縱向交換場(chǎng)，從而導(dǎo)致垂直各向異性記錄層內(nèi)的磁化按照與上述相同的方式旋轉(zhuǎn)。
偏置層實(shí)施例記錄層的正交偏置原理可以按照可選的方式實(shí)施。在前面的示例中，偏置僅在記錄期間施加，但即使在偏置總是存在的情況下，記錄性質(zhì)的改善也是可以的。本發(fā)明采用了由圖5中的等式描述的磁化動(dòng)力學(xué)，其給出了具有正交偏置場(chǎng)的單軸各向異性的一階近似估算。能壘Eb由等式51給出，翻轉(zhuǎn)場(chǎng)Hsw由等式52給出。通過(guò)在磁頭施加磁場(chǎng)時(shí)建立正交于記錄層的易軸的交換場(chǎng)，本發(fā)明的增強(qiáng)層使用了此原理。結(jié)果是記錄層磁疇的磁化的旋轉(zhuǎn)，其降低了寫(xiě)入期間的動(dòng)態(tài)矯頑力。靜態(tài)偏置場(chǎng)將降低翻轉(zhuǎn)場(chǎng)和能壘，如圖6所示，圖6為針對(duì)根據(jù)本發(fā)明的選定被偏置記錄層61和傳統(tǒng)記錄層62的能壘對(duì)翻轉(zhuǎn)場(chǎng)的曲線。然而，對(duì)于給定的翻轉(zhuǎn)場(chǎng)，偏置介質(zhì)仍將具有較高的能壘，如曲線所示。圖7為對(duì)于根據(jù)本發(fā)明的被偏置記錄層的穩(wěn)定性增加對(duì)偏置場(chǎng)的曲線圖。
根據(jù)這些原理的記錄介質(zhì)的實(shí)施例，例如，對(duì)于垂直記錄可以具有與徑向取向偏置層一起使用的垂直取向記錄層。偏置層可將垂直取向記錄層向跨軌方向(cross-track direction)旋轉(zhuǎn)。如圖8所示，該介質(zhì)的層結(jié)構(gòu)將與圖2所示的相同，除了增強(qiáng)層將變?yōu)槠脤?4B外。高KuV(比記錄層高)和各向異性偏置層被設(shè)計(jì)為具有高熱穩(wěn)定性，并最小化因磁頭場(chǎng)的磁化的旋轉(zhuǎn)。上述增強(qiáng)層具有可以忽略的剩磁，而偏置層具有高的剩磁且不被讀取磁頭翻轉(zhuǎn)。在這種類(lèi)型的實(shí)施例中，偏置層可以是具有較低噪聲的DC磁化的，或者是消磁的(具有對(duì)稱軌道邊緣)，因?yàn)殡S機(jī)磁化仍將具有旋轉(zhuǎn)記錄層內(nèi)的磁化的作用。
圖9為具有偏置層中的徑向、跨軌道各向異性的用于垂直記錄的本發(fā)明實(shí)施例中，記錄層和正交偏置層中磁疇的各磁化方向的示意圖。
對(duì)于縱向記錄，根據(jù)這些原理的記錄介質(zhì)的實(shí)施例可以具有與徑向取向偏置層一起使用的圓周取向記錄層(易軸平行于軌道方向)。在此實(shí)施例中，交換場(chǎng)使記錄層的磁化在膜平面內(nèi)朝徑向、跨軌道方向旋轉(zhuǎn)。該介質(zhì)的層結(jié)構(gòu)將與圖10所示的相同。在此實(shí)施例中，無(wú)需SUL或間隔層，因?yàn)槠脤泳哂锌畿壍廊∠虻钠矫鎯?nèi)各向異性。
根據(jù)本發(fā)明的薄膜盤(pán)可以使用標(biāo)準(zhǔn)薄膜制造技術(shù)制得。本發(fā)明已相對(duì)于特定的實(shí)施例介紹，但對(duì)于根據(jù)本發(fā)明的方法和結(jié)構(gòu)的其它使用和應(yīng)用對(duì)于本領(lǐng)技術(shù)人員而言是顯而易見(jiàn)的。
權(quán)利要求
1.一種磁記錄介質(zhì)，包括用于磁記錄的具有第一各向異性的記錄層；該記錄層下方的耦合層；以及具有正交于該第一各向異性的第二各向異性并與該記錄層交換耦合的正交各向異性層。
2.如權(quán)利要求1所述的磁記錄介質(zhì)，還包括該正交各向異性層下方的間隔層；以及該間隔層下方的軟襯層。
3.如權(quán)利要求1所述的磁記錄介質(zhì)，其中該正交各向異性層為增強(qiáng)層，且具有小的KuV/kT，從而該增強(qiáng)層在幾個(gè)微秒或更小的時(shí)間尺度上是鐵磁性的，且對(duì)于大于幾個(gè)微秒的時(shí)間是超順磁性的且具有可忽略的剩磁。
4.如權(quán)利要求1所述的磁記錄介質(zhì)，其中該正交各向異性層為偏置層，且具有高于該記錄層的各向異性場(chǎng)Hk和KuV的各向異性場(chǎng)Hk和KuV。
5.如權(quán)利要求1所述的磁記錄介質(zhì)，其中該正交各向異性層為偏置層，且具有徑向、跨軌道方向上的平面內(nèi)各向異性。
6.如權(quán)利要求5所述的磁記錄介質(zhì)，其中該正交各向異性層為DC磁化的或消磁的。
7.如權(quán)利要求1所述的磁記錄介質(zhì)，其用于縱向記錄，其中該第一各向異性為該記錄介質(zhì)的平面內(nèi)的易軸，且該第二各向異性為垂直于該記錄介質(zhì)的該平面的易軸。
8.如權(quán)利要求1所述的磁記錄介質(zhì)，其中該正交各向異性層具有在不使該記錄層飽和的預(yù)定磁場(chǎng)中飽和的性質(zhì)。
9.如權(quán)利要求1所述的磁記錄介質(zhì)，其用于垂直記錄，其中該第一各向異性為垂直于該記錄介質(zhì)的平面的易軸，且該第二各向異性為該記錄介質(zhì)的該平面內(nèi)的易軸。
10.如權(quán)利要求1所述的磁記錄介質(zhì)，其中該正交各向異性層和該記錄層反鐵磁耦合。
11.如權(quán)利要求1所述的磁記錄介質(zhì)，其中該正交各向異性層和該記錄層鐵磁耦合。
12.一種磁存儲(chǔ)裝置，包括用于磁記錄的磁記錄介質(zhì)，包括具有第一各向異性的記錄層、該記錄層下方的耦合層、以及具有正交于該第一各向異性的第二各向異性并經(jīng)過(guò)該耦合層與該記錄層交換耦合的增強(qiáng)層；以及寫(xiě)入磁頭，在該磁記錄介質(zhì)中產(chǎn)生具有縱向和垂直分量的磁場(chǎng)，從而在該增強(qiáng)層與該記錄層之間形成與該第一各向異性正交的交換場(chǎng)，從而在寫(xiě)入操作期間降低該記錄層的動(dòng)態(tài)矯頑力。
13.如權(quán)利要求12所述的磁存儲(chǔ)裝置，其中縱向記錄被采用，且該第一各向異性與該磁記錄介質(zhì)的平面內(nèi)的易軸一致，該第二各向異性與垂直于該磁記錄介質(zhì)的平面的易軸一致，以及該寫(xiě)入磁頭還包括第一極和第二極，該第二極的面對(duì)該磁記錄介質(zhì)的表面積比該第一極的小，從而該磁記錄介質(zhì)中使該增強(qiáng)層飽和的預(yù)定垂直磁場(chǎng)與離該第一極相比離該第二極更近地發(fā)生；以及該磁存儲(chǔ)裝置還包括用于在該寫(xiě)入磁頭下方在從第二極至該第一極的方向上移動(dòng)該磁記錄介質(zhì)的部件，從而在增強(qiáng)層被飽和的同時(shí)，在該記錄層中寫(xiě)入縱向磁取向。
14.如權(quán)利要求12所述的磁存儲(chǔ)裝置，其中該增強(qiáng)層和該記錄層反鐵磁耦合。
15.如權(quán)利要求12所述的磁存儲(chǔ)裝置，其中該增強(qiáng)層和該記錄層鐵磁耦合。
16.如權(quán)利要求12所述的磁存儲(chǔ)裝置，其中該磁記錄介質(zhì)還包括該增強(qiáng)層下方的間隔層；以及該間隔層下方的軟磁襯層。
17.一種用于在磁記錄介質(zhì)中磁性地記錄信息的方法，包括步驟在磁記錄介質(zhì)中產(chǎn)生具有垂直和縱向分量的磁場(chǎng)；使用該磁場(chǎng)的垂直或縱向分量從而通過(guò)在記錄層與該記錄層下方的增強(qiáng)層之間建立交換場(chǎng)來(lái)旋轉(zhuǎn)記錄層中磁疇的磁化，降低該磁記錄介質(zhì)中的該記錄層中磁疇的動(dòng)態(tài)矯頑力，該增強(qiáng)層具有正交于該記錄層的第二矯頑力各向異性的第一矯頑力各向異性；以及在旋轉(zhuǎn)該磁化的同時(shí)，翻轉(zhuǎn)該磁記錄介質(zhì)中的磁疇。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其中降低動(dòng)態(tài)矯頑力的步驟還包括磁性地飽和該增強(qiáng)層的步驟。
19.如權(quán)利要求17所述的方法，其中該增強(qiáng)層和該記錄層反鐵磁耦合。
20.如權(quán)利要求17所述的方法，其中該增強(qiáng)層和該記錄層鐵磁耦合。
全文摘要
根據(jù)本發(fā)明的記錄介質(zhì)具有磁記錄層、交換耦合層和具有正交于記錄層的各向異性的增強(qiáng)或偏置層。增強(qiáng)層設(shè)計(jì)為不具有明顯的剩磁且優(yōu)選在寫(xiě)入磁頭下方飽和。增強(qiáng)層建立正交于記錄層的各向異性的交換場(chǎng)，且對(duì)旋轉(zhuǎn)記錄層的磁化和降低所需的翻轉(zhuǎn)場(chǎng)，即矯頑力有影響。本發(fā)明可以實(shí)施于縱向記錄介質(zhì)或垂直記錄介質(zhì)。交換耦合可以是鐵磁或反鐵磁的。偏置層具有較高的KuV和各向異性，且設(shè)計(jì)為具有較高的熱穩(wěn)定性和最小化磁頭場(chǎng)對(duì)磁化的旋轉(zhuǎn)。
文檔編號(hào)G11B5/66GK1702742SQ20051007466
公開(kāi)日2005年11月30日 申請(qǐng)日期2005年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月28日
發(fā)明者弗拉迪米爾·R·尼基廷, 施常青 申請(qǐng)人:日立環(huán)球儲(chǔ)存科技荷蘭有限公司