低雑音超高密度磁気記録用ナノサイズ微粒子フェライト薄膜ディスクの高速形成と熱処理

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10555102
• Research Institution: Shinshu University
• Principal Investigator: 森迫 昭光 信州大学, 工学部, 教授 (20115380)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 武井 重人 信州大学, 工学部, 助手 (50262689) ; 松本 光功 信州大学, 工学部, 教授 (80020981)
• Keywords: 磁気記録 / 超高密度記録 / 記録媒体 / スパック / ハードディスク / バリウムフェライト

Research Abstract

本研究では、磁気異方性の大きな材料であり、酸化物である六方晶フェライト薄膜を高密度記録媒体として適用を目的として行ったものである。具体的にはバリウムフェライトやストロンチウムフェライト薄膜に注目して、その特性と高速形成法を検討した。その結果、バリウムフェライト薄膜に薄膜作製時にビスマスを添加することにより、結晶化温度の低減化可能であり、しかも粒子の微細化が可能であることが明らかになった。実際の薄膜媒体への実用化を考えると、低温での薄膜形成が望まれる。ここでは基板加熱を施さずに、非晶質薄膜を形成し、赤外線加熱装置で高速熱処理を施し、結晶化を図った。超高密度磁気記録媒体では、磁性粒子の微細化は必須条件である。熱処理による結晶化において、結晶粒の成長は温度と時間の関数である。ここでは結晶粒子の成長を伴わなず。、しかも十分に結晶化した薄膜を得る条件を見いだすための実験を行った。その結果、750℃、30秒間程度の加熱処理で、十分な結晶性と30〜40nm程度にまで微細化された粒子を得ることが可能となった。保磁力も3.7kOe程度と比較的大きな値ではあるが、今後の高密度記録媒体としては不十分な値であった。これまでは、バリウムフェライト薄膜の下地層としては基板界面における拡散層の影響をさけるため、非晶質層を用いていた。ここでは磁化容易軸である六方晶系のc軸配向を促進する目的で、ヘテロエピタキシ効果を期待できるc軸配向した窒化アルミ層を下地層として用いた。その結果、c軸配向性に優れ、粒子サイズも40〜60nmにまで抑制された、バリウムフェライト/窒化アルミ2層膜を形成できた。そして保磁力も4.5kOeと高保磁力化が可能となった。この薄膜についてはハードディスクの電磁変換特性は未評価であるが、ビスマス添加のバリウムフェライト薄膜ハードディスクについては、記録分解能をD50で評価すると、210〜230kfrpiと高密度記録の可能性をが明らかになった。また記録可能な最大の密度は300〜320kfrpi程度であった。これらの値は数得世代前の記録再生磁気ヘッドを用いた値であり、実際の記録可能な密度はさらに高密度になることが予想される。

Research Products

• [Publications] 松本光功,森迫昭光,武井重人: "磁気ディスク用Ba及びSrフェライト薄膜の作製"Journal of the Japan Society of Powder and Powder Metallurgy. 47・7. 717-722 (2000)
• [Publications] Akimitsu Morisako,Makoto Saitoh,Mitstunori Matsumoto: "Effect of chromium addition on the properties of sputtered strontium ferrite films"Journal of Applied Physics. 87・9. 6872-6874 (2000)
• [Publications] 森迫昭光,松本光功,仲俊秀,伊藤建太: "高密度記録用六方晶フェライト薄膜の作製とその特性"電気学会マグネティクス研究会資料. MAG-00-317. 9-13 (2000)
• [Publications] 森迫昭光,斉藤誠,松本光功: "高密度磁気記録用Cr添加ストロンチウムフェライトスパッタ薄膜"電気学会マグネティクス研究会資料. MAG-00-318. 3-7 (2000)