2014 Fiscal Year Annual Research Report
超高記録密度磁気ディスク用極薄保護膜／潤滑膜の表面・界面化学構造に関する研究
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26289250
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| Research Institution | Waseda University |
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Principal Investigator |
柳沢 雅広 早稲田大学, ナノ理工学研究機構, 客員上級研究員(研究院客員教授) (20421224)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
齋藤 美紀子 早稲田大学, ナノ理工学研究機構, 客員教授 (80386739)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 表面・界面 / 磁気ディスク / 埋もれた界面 / 表面増強ラマン分光 / プラズモニクス / トライボロジ / ダイヤモンドライクカーボン / 潤滑膜 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、1 平方インチあたり４テラビット以上の超高記録密度を実現する次世代磁気ディスクに用いられる膜厚1nm 以下の極薄潤滑膜／保護膜の化学構造を測定する手法を開発し、膜および界面の解析を行うことにより、耐摩耗・耐食性の材料設計指針を提示することを目的とする。開発した測定技術は、超高感度プラズモンセンサにより深さ分解能 0.1nm で極薄膜および界面の化学構造分布を表面増強ラマン散乱スペクトルにより測定する。また静的構造解析に加えて摺動における摩擦・摩耗の状態をサブナノメートルレベルで動的な変化を観察して、潤滑膜や保護膜（ダイヤモンドライクカー ボン、DLC）の膜内や界面の構造変化を解析し、耐摩耗構造の指針を提示する。さらに、高湿度における腐食のメカニズムを解明し、保護膜／磁性膜界面も含めて防食構造の指針を提示する。今年度は上記測定装置を用いて、極薄（2nm）窒素ドープDLC膜の深さ方向の化学構造の測定・解析を行い、膜表面から膜内およびCo合金磁性膜界面までに存在する炭素中の窒素化合物、有機物、およびCo水酸化物の分布を0.1nmの深さ分解能で測定することに成功した。それらの成分の分布は、成膜方法（化学蒸着（CVD）法、フィルタード・カソーディックアーク法）や成膜ガス成分などで変化することが確認された。またレーザーで加熱しながら膜の化学構造の時間変化を測定する手法を開発し空気中ではで酸化によりDLC膜が劣化するが、窒素中では酸化が生じないことを明らかにした。また、潤滑膜は加熱により容易に消失することが確認できた。これは熱アシスト磁気記録方式では大きな技術課題になる可能性がある。さらに次年度に備えて磁気ディスクとの摩擦を測定する治具を開発し、その動作確認を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
今年度で完成した0.1nmの分解能で深さ方向プロファイルが測定できる測定装置（透過型プラズモンセンサおよびラマン分光装置）を活用し、磁気ディスクの極薄潤滑膜／DLC膜／磁性膜の表面・界面の化学構造の深さ方向変化を測定することに成功した。また磁気ディスクの摩擦とラマン分光計測を同時に測定する装置の開発に成功した
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度で開発した、レーザー加熱その場観察手法および摩擦力同時測定装置を用いて、極薄潤滑膜／DLC膜／磁性膜界面の動的変化の測定および解析を実証する。また動的測定に備えてプラズモン金属埋め込み型耐摩耗プラズモンセンサの開発も促進する
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