合金纳米微粒及其制造方法、以及使用合金纳米微粒的磁记录介质技术

一种合金纳米微粒的制造方法，其包括：在惰性气体气氛中，向从由碳数目为２～２０的烃、醇、醚、酯构成的组中选出的有机溶剂中加入金属盐、还原剂、稳定配位体、以及有机铁络合物，从而得到反应溶液的步骤；和一边搅拌一边将该反应溶液加热至预定温度的步骤。其中，根据稳定配位体的量来控制合金纳米微粒的粒径。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及合金纳米微粒及其制造方法、以及使用合金纳米微粒的磁记录介质。
技术介绍
为了提高磁记录介质的记录密度，需要减小介质的磁簇并使其均匀，并弱化相邻磁簇的磁性耦合。为此，需要减小形成介质的记录层的磁性金属的结晶粒径且使之均匀，并在相邻结晶粒之间以非磁性金属进行覆盖。但是，当减小结晶粒径时，被称为“热扰动”的、失去自发磁化的问题又变得显着。对于所述问题，迄今做出了各种专利技术，并一直改良到现在。作为获得纳米级的粒径均匀的结晶的磁性金属的方法之一，公开有化学合成法(Science，vol287 pp1989，以及日本专利文献特开2000-48340)。该技术用于化学合成抗热扰动很强的具有很高的磁各向异性的FePt合金。在该技术中，由于FePt的结晶粒和相邻的结晶粒将有机化合物作为介质而自然整齐地排列，因而被称为自组装，而且由于具有大约4nm的结晶粒径，且优于分散，因而可期望用作超高密度记录介质的记录层。但是，为了继续提高作为磁记录介质的性能，不管控制磁性金属的粒径的技术是否必需，只要是与上述化学合成法的磁性合金微粒相关，到目前为止还无法自由地进行粒径的控制。例如，在FePt纳米微粒的情况下，由于目前只公知有获得直径3～4nm的粒子的条件，因而为了得到不同粒径的纳米微粒，需要采用向临时合成的纳米微粒的分散液中添加所述原材料来进行再次反应，从而使粒子成长的方法。在该方法中，显然无法获得比最初合成的直径3～4nm的粒子粒径小的粒子。FePt通过使fcc的结晶结构规则化而变成fct结构，从而显出磁性。为进行该规则化需要退火，通过对涂布了FePt的基板进行退火，FePt可以获得很大的矫顽力。通常退火温度与矫顽力相关，退火温度越高，矫顽力就越高(Science，vol287 pp1989)。但有报告指出，如果进行高温退火，则相邻的纳米微粒将会相结合从而变成粒径很大的结晶(Applied PhysicsLetters，vol79No.26 pp4393)。如果粒径由于结晶粒相互之间的结合而变大，则结晶粒的平均粒径也变大，并且结晶粒径的分布也变大，从而将丧失纳米微粒的优点。
技术实现思路
因而，本专利技术的目的在于提供一种可以任意地控制合成的合金纳米微粒的粒径的合金纳米微粒的制造方法。本专利技术的另一目的在于提供一种在不增大合金纳米微粒的粒径及其分布的情况下将其应用到记录层中的磁记录介质。根据本专利技术的一个方面，可提供一种直径平均值在1nm～3nm的范围内的合金纳米微粒。其中除了Fe、Pt之外，还可以含有从Ni、Co、Cu、Ag、Mn、Pb组成的组中选出的元素。根据本专利技术的另一方面，可提供一种合金纳米微粒的制造方法，其特征在于，包括在惰性气体气氛中，向从由碳数目为2～20的烃、醇、醚、酯组成的组中选出的有机溶剂中加入金属盐、还原剂、稳定配位体、以及有机铁络合物，从而得到反应溶液的步骤；和一边搅拌一边将该反应溶液加热至预定温度的步骤；并且，根据所述稳定配位体的量来控制合金纳米微粒的粒径。稳定配位体从羧酸、磺酸、亚磺酸、磷酸以及胺组成的组中选出。有机铁络合物优选从Fe(CO)5、Fe2(CO)9以及Fe3(CO)12组成的组中选出。所述金属盐优选从由二(乙酰丙酮)铂、二氯(二苯基氰)铂、溴化铂(II)、氯化铂(II)以及碘化铂(II)组成的组中选出。根据本专利技术的再一方面，可提供一种磁记录介质，其特征在于，包括基板；FePt合金纳米微粒层，在所述基板上以实际均匀的间隔而配置，具有1nm～3nm的平均直径；保护膜，形成在所述FePt合金纳米微粒层上。根据本专利技术的又一方面，可提供一种磁记录介质，其特征在于，包括基板；纳米微粒磁性层，含有FePt合金纳米微粒和填充该FePt合金纳米微粒间的空隙的碳相，其中所述FePt合金纳米微粒在所述基板上以实际均匀的间隔而配置，并具有2nm～10nm的平均直径；保护膜，形成在所述纳米微粒磁性层上；并且，相对于构成所述FePt合金纳米微粒的金属原子数与所述碳相中包含的碳原子数之和的碳原子数的比率为50原子％以上且不足85原子％。根据本专利技术的其他方面，可提供一种磁记录介质的制造方法，其特征在于，在从己烷、庚烷及辛烷组成的组中选出的溶剂中分散FePt合金纳米微粒和含有羧酸与胺的有机混合物，从而得到涂布溶液；将所述涂布溶液涂布到基板上；干燥所述涂布溶液，从而在所述基板上形成磁性纳米微粒层，该磁性纳米微粒层由FePt合金纳米微粒和填充该FePt合金纳米微粒之间的空隙的所述有机混合物构成；在所述羧酸与所述胺之间形成盐；对所述磁性纳米微粒层进行退火。在羧酸与胺之间形成盐的步骤包括将磁性纳米微粒层在N2气体中保持5天以上的步骤。或者包括在溶剂的沸点温度以上的温度下对磁性纳米微粒层实施5～60分钟的焙烧处理的步骤。或者包括将磁性纳米微粒层在真空中保持一小时以上的步骤。根据本专利技术的其他方面，可提供一种磁记录介质的制造方法，其特征在于，在从由己烷、庚烷及辛烷组成的组中选出的溶剂中分散FePt合金纳米微粒和含有羧酸及胺的有机混合物，从而得到涂布溶液；将所述涂布溶液涂布到基板上；干燥所述涂布溶液，从而在所述基板上形成磁性纳米微粒层，该磁性纳米微粒层由FePt合金纳米微粒和填充该FePt合金纳米微粒之间的空隙的所述有机混合物构成；在所述磁性纳米微粒层上形成碳帽；对所述磁性纳米微粒层进行退火。根据本专利技术的其他方面，可提供了一种磁记录介质，其特征在于，包括基板；碳层，形成在该基板上；磁性纳米微粒层，形成在该碳层上，平均粒径在2nm～10nm的范围内，并且粒子间隔在0.2nm～5nm的范围内；以及碳保护膜，形成在该磁性纳米微粒层上；其中所述磁性纳米微粒层由粒径分布为10％以下且相互孤立的多个纳米微粒构成。碳层的膜厚优选在1nm～10nm的范围内，碳保护膜的膜厚优选在1nm～5nm的范围内。附图说明图1A～图1G是稳定配位体的用量与粒径之间关系的示意图表；图2是本专利技术第一实施方式中的垂直磁记录介质的剖面结构图；图3是本专利技术第二实施方式中的面内磁记录介质的剖面结构图；图4是旋涂装置的简略结构图；图5是密封状态的旋涂装置的简略结构图；图6是旋涂法的说明图；图7A是表示退火前的纳米微粒层的表面状态的显微镜照片；图7B是表示在成膜后第17天进行了退火的纳米微粒层的表面状态的显微镜照片；图7C是表示在成膜后第59天进行了退火的纳米微粒层的表面状态的显微镜照片；图8是成膜后第17天的反射FT-IR频谱的示意图；图9是成模后第59天的反射FT-IR频谱的示意图；图10A是表示具有碳帽的介质的退火前的纳米微粒层表面状态的显微镜照片；图10B是表示用电子射线进行一小时退火之后的纳米微粒层表面状态的显微镜照片；图11A是没有碳帽的介质的退火前的纳米微粒层表面状态的显微镜照片；图11B是表示用电子射线进行一小时退火之后的纳米微粒层表面状态的显微镜照片；图12A是表示退火之后的薄膜表面状态的显微镜照片；图12B是表示退火之后的厚膜表面状态的显微镜照片；图13是矫顽力Hc的退火温度相关性的示意图； 图14是表示在800℃下退火的薄膜的表面状态的显微镜照片；图15A是表示焙烧后的纳米微粒层的表面状态的显微镜照片；图15B是表示退火后的纳米微粒层的表面状态本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种ＦｅＰｔ合金纳米微粒，其特征在于，直径的平均值在１ｎｍ～３ｎｍ的范围内。

【技术特征摘要】
JP 2002-11-15 332637/20021.一种FePt合金纳米微粒，其特征在于，直径的平均值在1nm～3nm的范围内。2.一种合金纳米微粒，其特征在于，含有Fe、Pt以及从由Ni、Co、Cu、Ag、Mn、Pb组成的组中选出的元素，其直径的平均值在2nm～6nm的范围内。3.一种合金纳米微粒的制造方法，其特征在于，包括在惰性气体气氛中，向从由碳数目为2～20的烃、醇、醚、酯组成的组中选出的有机溶剂中加入金属盐、还原剂、稳定配位体、以及有机铁络合物，从而得到反应溶液的步骤；和一边搅拌一边将该反应溶液加热至预定温度的步骤，根据所述稳定配位体的量来控制合金纳米微粒的粒径。4.如权利要求3所述的合金纳米微粒的制造方法，其中，所述稳定配位体是从羧酸、磺酸、亚磺酸、磷酸以及胺组成的组中选出的。5.如权利要求3所述的合金纳米微粒的制造方法，其中，所述预定温度在220℃～260℃的范围内。6.如权利要求3所述的合金纳米微粒的制造方法，其中，所述有机铁络合物是从Fe(CO)5、Fe2(CO)9及Fe3(CO)12组成的组中选出的。7.如权利要求3所述的合金纳米微粒的制造方法，其中，所述金属盐是从由二(乙酰丙酮)铂、二氯(二苯基氰)铂、溴化铂(II)、氯化铂(II)以及碘化铂(II)组成的组中选出的。8.一种磁记录介质，其特征在于，包括基板；FePt合金纳米微粒层，在所述基板上以实际均匀的间隔而配置，具有1nm～3nm的平均直径；保护膜，形成在所述FePt合金纳米微粒层上。9.一种磁记录介质，其特征在于，包括基板；合金纳米微粒层，在所述基板上以实际均匀的间隔而配置，具有2nm～6nm的平均直径，并由Fe、Pt以及从由Ni、Co、Cu、Ag、Mn、Pb组成的组中选出的元素构成；保护膜，形成在所述合金纳米微粒层上。10.一种磁记录介质，其特征在于，包括基板；纳米微粒磁性层，含有FePt合金纳米微粒和填充该FePt合金纳米微粒间的空隙的碳相，其中所述FePt合金纳米微粒在所述基板上以实际均匀的间隔而配置，并具有2nm～10nm的平均直径；保护膜，形成在所述纳米微粒磁性层上，相对于构成所述FePt合金纳米微粒的金属原子数与所述碳相中包含的碳原子数之和的碳原子数的比率为50原子％以上且不足85原子％。11.一种磁记录介质的制造方法，其特征在于，在从己烷、庚烷及辛烷组成的组中选出的溶剂中分散FePt合金纳米微粒和含有羧酸与胺的有机混合物，从而得到涂布溶液，将所述涂布溶液涂布到基板上，干燥所述涂布溶液，从而在所述基板上形成磁性纳米...

【专利技术属性】
技术研发人员：百濑悟，儿玉宏喜，井原宣孝，涡卷拓也，
申请(专利权)人：富士通株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[]