本发明专利技术提供一种垂直磁记录系统，采用了交换弹簧型垂直磁记录介质。所述介质具有包括下部介质层（ＭＬ）和位于所述ＭＬ之上的多层交换弹簧层（ＥＳＬ）的记录层（ＲＬ）。高各向异性场（高Ｈ↓［ｋ］）下部ＭＬ和多层ＥＳＬ跨越耦合层交换耦合。多层ＥＳＬ具有至少两个通过耦合层分隔的ＥＳＬ，每一ＥＳＬ的Ｈ↓［ｋ］明显小于ＭＬ的Ｈ↓［ｋ］。具有多层ＥＳＬ的交换弹簧结构利用了这样的事实，即，写入场幅度和写入场梯度作为与写入极的距离的函数而变化。可以使每一ＥＳＬ的厚度和Ｈ↓［ｋ］值独立变化，以优化介质的总体记录性能。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术总体上涉及垂直磁记录介质，例如，磁记录硬盘驱动器内采用的 磁盘，更具体而言，涉及具有带有多个交换弹簧层的交换弹簧结构(exchange-spring structure)的介质。技术背景将所记录的位以通常垂直的取向或离面取向(即不平行于盘衬底和记录 层的表面)存储在基本平坦的记录层内的垂直磁记录介质是有前景的实现磁 记录硬盘驱动器中的超高记录密度的途径。 一种常见类型的垂直磁记录系统 是采用双层介质的系统。图l示出了这种类型的系统，其具有单写入极 型记录头。所述双层介质包括垂直磁数据记录层(RL),其位于形成于衬底 上的软或较低矫顽力磁导衬层(SUL)上。一种用于RL的材料是诸如CoPtCr合金的粒状铁磁钴合金，其具有c 轴取向一般垂直于所述RL的六角密堆积(hcp)晶体结构。所述粒状钴合金 RL还应当具有良好隔离的细粒结构，以产生高矫顽力介质，并降低作为导 致高固有介质噪声的因素的粒间交换耦合。可以通过添加氧化物，包括Si、 Ta、 Ti、 Nb、 Cr、 V和B的氧化物，实现钴合金RL中的晶粒分离(grain segregation)的增强。这些氧化物倾向于离析至晶粒边界，并连同钴合金的元 素 一起形成非石兹粒间材泮+(intergranular material)。SUL起着通量返回路径的作用，其用于使来自写入极的场抵达记录头的 返回极。在图1中，示出了具有垂直记录或磁化区的RL，相邻区域具有相 反的磁化方向，如箭头所示。相邻的具有相反指向的磁化区之间的磁转变可 以由读耳又元件或读耳又头一冢测作为记录位。图2是现有技术垂直磁记录盘的截面的示意图，其示出了作用于记录层 RL上的写入场H。所述磁盘还包括硬盘衬底，其为接下来淀积的层提供了 基本平坦的表面。形成于所述衬底的表面上的基本平坦的层还包括用于SUL 的生长的种子层或开始层(OL)、用于中断SUL的磁导膜和RL之间的磁交换耦合并促进RL的外延生长的交换中断层(EBL)以及保护外涂层(OC)。 如图2所示，RL位于表观(apparent)记录头(ARH)的间隙内，与纵向 或平面内记录相比，这样能够容许明显更高的写入场。ARH包括位于磁盘 之上的作为真实写入头(RWH)的写入极(图1)和位于RL之下的次级写 入极(SWP)。 SWP受到SUL的促进，SUL通过EBL与RL去耦，并在写 入过程中生成RWH的磁镜像。这有效地将RL带进ARH的间隙内，并且允 许在RL内具有大写入场H。但是，这一几何结构还将导致RL内的写入场 H的l^向几乎与衬底的表面和RL的表面正交，即沿着RL晶粒的垂直易轴， 如带有易轴2的典型晶粒1所示。写入场H和RL易轴几乎平行对准的缺点 在于，必须具备较高的写入场使磁化逆转，这是因为对晶粒磁化施加了最小 的转矩。而且，写入场/易轴对准增加了 RL晶粒的^兹化反转时间，如M. Benakli等人所述，7>ara. M4G 37, 1564 ( 2001 )。有人提出将尾屏蔽件应用于写入极，从而使写入场相对于介质各向异性 轴倾斜，从而使RL中的磁化反转更容易。尾屏蔽件的优点还在于获得高密 度记录所需的提高的写入场梯度。但是，采用尾屏蔽件的代价是降低了能够 实现的有效写入场的幅度。为了解决写入场/易轴对准的问题，有人在理论上提出了 倾斜介质， 如K. Z. Gao等人所述，M4G39， 704 (2003 )，其中，RL的易 轴相对于表面法线以大约45度的角倾斜，由此能够以较低的电场完成磁化 反转且不增加反转时间。尽管没有已知的制造工艺制造具有倾斜易轴的高质仿效倾斜介质的磁行为特性。在一項技术中，所述垂直记录介质是由具有充 分不同的各向异性场(Hk)的两个铁磁交换耦合磁层构成的复合介质。(具 有单轴磁各向异性Ku的铁磁层的各向异性场Hk是沿易轴需要施加的来切换 磁化方向的磁场。)这一复合介质的磁模拟表明，在存在均匀的写入场H的 情况下，较低Hk层的磁化将首先旋转并辅助较高Hk层的磁化的反转。R. H. Victora等人的Composite Media for Perpendicular Magnetic Recording ， IEEE Trans MAG 41( 2 ), 537-542， Feb 2005以及J. R Wang等人的Composite media (dynamic tilted media) for magnetic recording ， Appl. Phys. Lett. 86 (14) Art. No. 142504， Apr4 2005描述了这一有时被称为交换弹簧的性能行为和各种 类型的复合介质。2006年8月10日作为US 2006/0177704A1公开的并且转让给了与本申 请相同的受让人的待决申请11/231516描述了一种交换弹簧垂直磁记录介 质，该介质具有跨越耦合层交换耦合至上部低Hk磁层(有时称为交换弹 簧层)的下部高Hk磁层(有时称为介质层)。交换弹簧介质的记录性能由交换弹簧层提供的横向和竖直交换强度、磁 矩、层厚度、交换弹簧层的各向异性场和介质层的属性确定。交换弹簧层用 于几个目的。交换弹簧效应降低了切换RL所必需的写入场，并且还起着通 过控制横向交换而降低系统内的噪声的机构的作用。但是，难以通过独立地 控制这些参数而实现预期的记录性能。我们所需要的是一种改进的交换弹簧型垂直磁记录介质，其能够对可写 性、噪声特性、热稳定性和分辨率等各种参数进行更好的控制，以实现具有 所需记录性能的介质。
技术实现思路
本专利技术涉及具有多层交换弹簧层(ESL)的交换弹簧型垂直磁记录介质 和结合了所述介质的记录系统。所述记录层(RL )包括高Hk下部介质层(ML ) 和多层交换弹簧层(ESL),其中，所述ML和所述多层ESL跨越耦合层交 换耦合。所述ESL包括至少两个通过耦合层分隔的交换弹簧层，每一 ESL 的Hk明显小于ML的Hk。具有多层ESL的交换弹簧结构利用了这样的事实，即，写入场幅度和写 入场梯度作为与写入极的距离的函数而变化。可以使每一ESL的厚度、横向 交换和Hk值独立变化，以优化介质的总体记录性能。在具有两层ESL的介 质的一个例子中，上部ESL具有比下部ESL高的Hk，从而导致了隔离转变 的宽度的降低(降低的T5())。在另一个例子中，上部ESL具有比下部ESL 低的Hk,其允许上部ESL在暴露至写入场时更加容易地旋转，并生成更大 的转矩来辅助下部ESL和ML的磁化的反转。为了更加充分地理解本专利技术的实质和优点，可以结合附图参考下述详细 说明。附图说明图1是现有技术垂直磁记录系统的示意图。图2是现有技术垂直磁记录盘的截面的示意图，其示出了作用于记录层(RL)上的写入场H。图3A是具有由两个铁石兹交换耦合^ 兹层(MAG1和MAG2 )构成的交换 弹簧记录层(RL)的现有技术垂直磁记录盘的截面的示意图。图3B是具有由两个通过耦合层(CL)分隔的^f兹层(MAG1和MAG2) 构成的交换弹簧记录层(RL)的垂直^f兹记录盘的截面的示意图，其中场H1 和H2分别作用于MAG1和MAG2上。图4是根据本专利技术的垂直磁记录盘的截面的示意图。具体实施方式图3A是具有由两个铁;兹交本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种垂直磁记录介质，包括：衬底；位于所述衬底上并且具有离面磁化易轴的第一铁磁层；具有离面磁化易轴的第二铁磁层，所述第二铁磁层的各向异性场小于所述第一铁磁层的各向异性场的７０％左右；位于所述第一和第二铁磁层之间并且允许所述第一铁磁层与所述第二铁磁层的铁磁耦合的第一耦合层；具有离面磁化易轴的第三铁磁层，所述第三铁磁层的各向异性场小于所述第一铁磁层的各向异性场的７０％左右；以及位于所述第二和第三铁磁层之间并且允许所述第二铁磁层与所述第三铁磁层的铁磁耦合的第二耦合层。
【技术特征摘要】
US 2007-2-18 11/676,2991.一种垂直磁记录介质，包括衬底；位于所述衬底上并且具有离面磁化易轴的第一铁磁层；具有离面磁化易轴的第二铁磁层，所述第二铁磁层的各向异性场小于所述第一铁磁层的各向异性场的70％左右；位于所述第一和第二铁磁层之间并且允许所述第一铁磁层与所述第二铁磁层的铁磁耦合的第一耦合层；具有离面磁化易轴的第三铁磁层，所述第三铁磁层的各向异性场小于所述第一铁磁层的各向异性场的70％左右；以及位于所述第二和第三铁磁层之间并且允许所述第二铁磁层与所述第三铁磁层的铁磁耦合的第二耦合层。2. 根据权利要求1所述的介质，其中，所述第三铁磁层的各向异性场 大于所述第二铁磁层的各向异性场。3. 根据权利要求1所述的介质，其中，所述第三铁^磁层的厚度小于所 述第二铁磁层的厚度。4. 根据权利要求1所述的介质，其中，所述衬底具有基本平坦的表面， 并且其中，所述第一、第二和第三铁磁层中的每者是其c轴取向大致垂直于 所述衬底表面的六角密堆积材料，且所述第一和第二耦合层中的每者是其c 轴取向大致垂直于所述村底表面的六角密堆积材料。5. 根据权利要求1所述的介质，其中，所述第一和第二耦合层中的至 少一个由选自下述材料构成集合中的材料形成a)具有低于约65原子百分 数的Co的RuCo合金，b)具有低于约65原子百分数的Co的RuCoCr合金， 以及c )由Co以及Cr和B中的一者或两者构成并且Cr和B的组合含量大 于大约30原子百分数的合金。6. 根据权利要求5所述的介质，其中，所述至少一个耦合层还包括从 Si、 Ta、 Ti、 Nb、 Cr、 V和B构成的集合中选择的一种或多种元素的一种或 多种氧化物。7. 根据权利要求1所述的介质，其中，所述第一和第二耦合层中的至 少一个包括选自由Pt、 Pd、基于Pt的合金和基于Pd的合金构成的集合的材料。8. 根据权利要求1所述的介质，还包括位于所述衬底上的由磁导材料构成的衬层以及位于所述衬层和所述第 一铁磁层之间的交换中断层以用于 防止所述衬层和所述第 一铁磁层之间的磁交换耦合。9. 根据权利要求1所述的介质，其中，所述第一、第二和第三铁^兹层中的每者为粒状多晶钴合金。10. 根据权利要求9所述的介质，其中，所述第一、第二和第三铁磁层 中的至少一个还包括Si、 Ta、 Ti、 Nb、 Cr、 V和B中的一种或多种元素的氧 化物。11. 根...
【专利技术属性】
技术研发人员：安德烈亚斯K伯杰，埃里克E富勒顿，拜伦H伦格斯菲尔德三世，
申请(专利权)人：日立环球储存科技荷兰有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]
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