專(zhuān)利名稱：磁記錄介質(zhì)及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種磁記錄介質(zhì)，尤其是關(guān)于水平磁記錄介質(zhì)及垂直磁記錄介質(zhì)及其制作方法。
背景技術(shù)：
磁記錄介質(zhì)一般分為水平磁記錄介質(zhì)(Longitudinal Magnetic RecordingMedia)及垂直磁記錄介質(zhì)(Perpendicular Magnetic Recording Media)兩種。
目前，廣泛應(yīng)用的磁記錄介質(zhì)為水平磁記錄介質(zhì)，其具有水平磁各向異性；通過(guò)磁讀/寫(xiě)頭產(chǎn)生的磁場(chǎng)形成記錄位，使每一個(gè)記錄位的N極與S極分別與其相鄰記錄位的N與S極相對(duì)；記錄位以平行于記錄媒體平面的方式排列；對(duì)于該種磁記錄介質(zhì)，為達(dá)到高記錄密度，有必要減小退磁場(chǎng)對(duì)記錄位的影響；采取的手段有減小磁記錄層厚度及增加磁記錄層的矯頑力。
垂直磁記錄介質(zhì)，具有垂直磁各向異性；通過(guò)磁讀/寫(xiě)頭產(chǎn)生的垂直于磁記錄層平面的磁場(chǎng)形成記錄位，使被磁化的相鄰記錄位呈反向平行狀態(tài)；因此，一個(gè)記錄位的磁極極性與其相鄰記錄位的磁極極性相反，使相鄰記錄位的磁矩相互吸引，有利于穩(wěn)定記錄位的磁化狀態(tài)及提高其矯頑力；從而利于實(shí)現(xiàn)更高密度的磁記錄介質(zhì)。
磁記錄介質(zhì)被廣泛應(yīng)用于個(gè)人計(jì)算機(jī)及工作站，獲取更高容量，更低價(jià)格以及超低雜訊的磁記錄介質(zhì)長(zhǎng)久以來(lái)一直是最重要的課題。其中，媒體雜訊一直以來(lái)是限制媒體更高的記錄密度的主要因素，而其來(lái)源則主要是尺寸大且非均勻的晶粒分布，以及晶粒間的磁交換耦合(Exchange Coupling)。一般的磁記錄介質(zhì)，如硬盤(pán)中使用的磁記錄盤(pán)片，典型地，采用由晶粒構(gòu)成的鐵磁層(Ferromagnetic Layer)，如通過(guò)濺射沉積CoCrPtM(M＝B，Ni，Ta，W，Nb，C)系合金薄膜，其頑磁力Hc＞2800奧斯特(Oe)。磁記錄層中的每一個(gè)磁域(Magnetized Domain)都由許多小磁性晶粒構(gòu)成。磁域間的磁轉(zhuǎn)換區(qū)表示一個(gè)記錄位。然而，由于磁性轉(zhuǎn)換區(qū)的大且非均勻的晶粒分布，導(dǎo)致磁性轉(zhuǎn)換區(qū)是曲折的(ZigZag)，在曲折情形較為嚴(yán)重部分就會(huì)產(chǎn)生媒體雜訊(Media Noise)，即磁轉(zhuǎn)變雜訊；從而無(wú)法完全反應(yīng)出理想的寫(xiě)場(chǎng)梯度(WriteField Gradient)。另外，由于其形成磁記錄介質(zhì)的磁記錄層的磁性粒子呈連續(xù)性分布狀態(tài)，磁性粒子之間因缺乏足夠的間隔，導(dǎo)致磁轉(zhuǎn)換區(qū)中的磁性粒子之間的磁交換耦合過(guò)強(qiáng)，矯頑力不足，進(jìn)而導(dǎo)致雜訊過(guò)多以致讀取失敗。
為適應(yīng)更高磁記錄密度的需求，改善現(xiàn)有技術(shù)中磁記錄介質(zhì)的磁性粒子矯頑力不足及媒體雜訊過(guò)高等缺陷，有必要提供一種磁記錄介質(zhì)及其制作方法，其可具有高記錄密度、低媒體雜訊等特點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容下面將以具體實(shí)施例說(shuō)明一種磁記錄介質(zhì)及其制作方法，其可具有高記錄密度、低媒體雜訊等特點(diǎn)。
為實(shí)現(xiàn)上述內(nèi)容，提供一種磁記錄介質(zhì)，其包括一磁記錄層，所述磁記錄層包括多個(gè)碳納米球；及多個(gè)由該碳納米球包覆而呈分離狀態(tài)的磁性粒子，所述磁性粒子的磁場(chǎng)取向基本一致。
以及，提供一種磁記錄介質(zhì)制作方法，其包括以下步驟提供一基底；在該基底一表面均勻分布多個(gè)由碳納米球包覆而呈分離狀態(tài)的磁性粒子，同時(shí)在該基底上施加一勻強(qiáng)磁場(chǎng)以使該磁性粒子的磁場(chǎng)取向基本一致，且使該多個(gè)由碳納米球包覆的磁性粒子結(jié)合在一起，該磁性粒子因碳納米球包覆而呈分離狀態(tài)。
所述施加磁場(chǎng)的磁場(chǎng)方向平行于基底表面，其使該磁性粒子的磁場(chǎng)取向基本平行于該基底表面而形成一水平磁記錄介質(zhì)?？蛇x的，所述施加磁場(chǎng)的磁場(chǎng)方向垂直于基底表面，其使該磁性粒子的磁場(chǎng)取向基本垂直于該基底表面而形成一垂直磁記錄介質(zhì)。
相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明實(shí)施例所提供的磁記錄介質(zhì)及其制作方法，其通過(guò)采用碳納米球包覆的磁性粒子，使得位于各個(gè)碳納米球中的磁性粒子為分離的(Isolated)，有利于抑制因磁性粒子之間磁交換耦合過(guò)強(qiáng)而產(chǎn)生的媒體雜訊；并且，碳納米球具有較小的直徑，為納米級(jí)，其可使磁性轉(zhuǎn)換區(qū)的曲折狀(ZigZag)情形非常小，有利于抑制磁轉(zhuǎn)變雜訊及提升其記錄密度。因此，該種磁記錄介質(zhì)可具有高記錄密度及低媒體雜訊等特點(diǎn)。

圖1是本發(fā)明第一實(shí)施例水平磁記錄介質(zhì)的示意圖。
圖2是本發(fā)明第二實(shí)施例垂直磁記錄介質(zhì)的示意圖。
具體實(shí)施方式下面將對(duì)本發(fā)明實(shí)施例作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
碳包金屬納米微粒是一種新型納米材料，當(dāng)金屬為過(guò)渡金屬或稀土金屬時(shí)，該材料具有優(yōu)越的磁學(xué)特性。由于金屬納米顆粒被碳包裹而互相隔離，因此該結(jié)構(gòu)形式具有良好的磁特性及高耐蝕性；本發(fā)明是通過(guò)采用碳納米球包覆磁性粒子形成一磁記錄層來(lái)獲得高記錄密度、低媒體雜訊的磁記錄介質(zhì)。
目前，制備碳納米球包覆磁性粒子的方法有電弧放電法、化學(xué)氣相沉積法、激光蒸發(fā)法等。下面以電弧放電法為例制備碳納米球包覆的磁性粒子以供相關(guān)本發(fā)明的實(shí)施例使用，其具體步驟為(1)提供一電弧放電裝置，將一石墨陰極及一復(fù)合石墨陽(yáng)極裝載于該電弧放電裝置中。其中，該復(fù)合石墨陽(yáng)極中添加有磁性金屬，如鐵、鈷、鎳、或其合金。(2)向電弧放電裝置中以60～90立方厘米每分鐘(cm3/min)的流量通入惰性氣體(如，氬氣等)，并控制電弧放電裝置內(nèi)壓強(qiáng)約為1.2個(gè)大氣壓；電弧放電裝置外圍通有冷卻水，以冷卻石墨陰極。(3)以約0.01～1000赫茲(Hz)頻率的脈沖電流，在10～30伏特(V)與約50～800安培(A)的條件下進(jìn)行電弧放電反應(yīng)，待反應(yīng)約20～30分鐘后停止放電反應(yīng)，在石墨陰極區(qū)收集電弧放電產(chǎn)物，該電弧放電產(chǎn)物包含有填充有磁性粒子、中空納米碳管及納米碳管、以及少量的無(wú)碳納米球包覆的殘留磁性微粒。(4)利用磁力吸引分離出填充磁性粒子的納米碳材，并利用酸性或堿性溶劑與醇類(lèi)清洗除去殘留磁性微粒；最終獲取大量粒徑小于100納米(nm)的包覆有磁性粒子的碳納米球。優(yōu)選的，可以采用一納米網(wǎng)篩篩選出具有不同直徑尺寸分布范圍的包覆有磁性粒子的碳納米球，如5～10nm。
第一實(shí)施例參見(jiàn)圖1，本發(fā)明第一實(shí)施例所提供的水平磁記錄介質(zhì)，其包括一磁記錄層10，所述磁記錄層10包括多個(gè)碳納米球14；及多個(gè)由該碳納米球14包覆而呈分離狀態(tài)的磁性粒子12，所述磁性粒子12的磁場(chǎng)取向基本一致，其基本平行于磁記錄層表面16。
磁性粒子12可選用現(xiàn)有技術(shù)中使用的鐵、鈷、鎳、或其合金；如CoPtCr、CoCrTa、CoCrPtB、CoCrPtNi、CoCrPtTa、CoCrPtW、CoCrPtNb、CoCrPtC或CoCrPtTaNb等，其為六方晶格結(jié)構(gòu)，易磁化軸為c軸(圖1中以磁性粒子的長(zhǎng)度方向代表c軸)。由圖1可知，磁性粒子12的易磁化軸取向基本一致，其基本平行于磁記錄層表面16，使得磁記錄層10具有水平磁各向異性；進(jìn)而使得具有磁記錄層10的磁記錄介質(zhì)具有水平磁各向異性，即為水平磁記錄介質(zhì)。
由于碳納米球14的直徑較小，為100nm及以下，優(yōu)選的，可為5～10nm；因此其可使得磁性轉(zhuǎn)換區(qū)的曲折的情形非常小，有利于抑制磁轉(zhuǎn)變雜訊及提升其記錄密度。并且，磁性粒子12因被碳納米球14包覆而呈相互分離狀態(tài)，其有利于抑制因晶粒之間磁交換耦合過(guò)強(qiáng)而產(chǎn)生的媒體雜訊。上述磁記錄層10可具有低媒體雜訊、高記錄密度，其記錄密度可達(dá)100千兆位每平方英寸(Gbits/in2)及以上。該種包含有磁記錄層10的水平磁記錄介質(zhì)可用于硬盤(pán)機(jī)等磁存儲(chǔ)設(shè)備。
該種包含有磁記錄層10的水平磁記錄介質(zhì)的制作方法可采用如下步驟首先，提供一基底20，其為非磁性基底。該基底20的材質(zhì)可選用鋁合金、玻璃或陶瓷等非磁性材料。
然后，將上述備用的由碳納米球14包覆的磁性粒子12均勻分布在基底表面22，同時(shí)施加一基本平行于基底表面22的勻強(qiáng)磁場(chǎng)(圖未示)使由碳納米球14包覆而呈分離狀態(tài)的磁性粒子12結(jié)合成一膜結(jié)構(gòu)，且其磁場(chǎng)取向基本一致。所述施加的勻強(qiáng)磁場(chǎng)大小一般為1×10-3～2特斯拉(T)。
在上述勻強(qiáng)磁場(chǎng)作用下，磁性粒子12的易磁化軸將基本取向于該勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向，其磁場(chǎng)取向基本平行于基底表面22，也即基本平行于磁記錄層表面16；進(jìn)而使得該磁記錄層10具有水平磁各向異性。
在碳納米球14相互之間較強(qiáng)的范德華力及各磁性粒子12相互之間的磁吸引力的作用下，由碳納米球14包覆的磁性粒子12緊密結(jié)合而形成一膜結(jié)構(gòu)，即磁記錄層10。其中，磁性粒子12因碳納米球14包覆而呈分離狀態(tài)。
第二實(shí)施例參見(jiàn)圖2，本發(fā)明第二實(shí)施例所提供的垂直磁記錄介質(zhì)，其包括一磁記錄層100，所述磁記錄層100包括多個(gè)碳納米球104；及多個(gè)由該碳納米球104包覆而呈分離狀態(tài)的磁性粒子102，所述磁性粒子102的磁場(chǎng)取向基本一致，其基本垂直于磁記錄層表面106。
磁性粒子102可選用現(xiàn)有技術(shù)中使用的鐵、鈷、鎳、或其合金；如CoPtCr、CoCrTa、CoCrPtB、CoCrPtNi、CoCrPtTa、CoCrPtW、CoCrPtNb、CoCrPtC或CoCrPtTaNb等，其為六方晶格結(jié)構(gòu)，易磁化軸為c軸(圖2中以磁性粒子的長(zhǎng)度方向代表c軸)。由圖2可知，磁性粒子102的易磁化軸取向基本一致，其基本垂直于磁記錄層表面106，使得磁記錄層100具有垂直磁各向異性；進(jìn)而使得具有磁記錄層100的磁記錄介質(zhì)具有垂直磁各向異性，即為垂直磁記錄介質(zhì)。
由于碳納米球104的直徑較小，為100nm及以下，優(yōu)選的，可為5～10nm；因此其可使得磁性轉(zhuǎn)換區(qū)的曲折的情形非常小，有利于抑制磁轉(zhuǎn)變雜訊及提升其記錄密度。并且，磁性粒子102因被碳納米球104包覆而呈相互分離狀態(tài)，其有利于抑制因晶粒之間磁交換耦合過(guò)強(qiáng)而產(chǎn)生的媒體雜訊。上述磁記錄層100可具有低媒體雜訊、高記錄密度，其記錄密度可達(dá)100Gbits/in2及以上。該種包含有磁記錄層100的垂直磁記錄介質(zhì)可用于硬盤(pán)機(jī)等磁存儲(chǔ)設(shè)備。
該種包含有磁記錄層100的垂直磁記錄介質(zhì)的制作方法可采用如下步驟首先，提供一基底200。該基底包括一非磁性基體210，及形成在非磁性基體210上的軟磁層220(Soft Magnetic Underlayer)。該非磁性基體210的材質(zhì)可選用鋁合金、玻璃或陶瓷等非磁性材料；軟磁層220可選用CoZrNb、FeTaC、FeZrC、FeVC等軟磁性膜層，其厚度一般為300～1000nm。軟磁層220的設(shè)置有利于為磁讀/寫(xiě)頭提供一磁通回路(Magnetic Flux Return Path)。
然后，將上述備用的由碳納米球104包覆的磁性粒子102均勻分布在基底表面202，同時(shí)施加一基本垂直于基底表面202的勻強(qiáng)磁場(chǎng)(圖未示)使由碳納米球104包覆而呈分離狀態(tài)的磁性粒子102結(jié)合成一膜結(jié)構(gòu)，且其磁場(chǎng)取向基本一致。所述施加的勻強(qiáng)磁場(chǎng)大小一般為1×10-3～2T。
在上述勻強(qiáng)磁場(chǎng)作用下，磁性粒子102的易磁化軸將基本取向于該勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向，其磁場(chǎng)取向基本垂直于基底表面202，也即基本垂直于磁記錄層表面106；進(jìn)而使得該磁記錄層100具有垂直磁各向異性。
在碳納米球104相互之間較強(qiáng)的范德華力及各磁性粒子102相互之間的磁吸引力的作用下，由碳納米球104包覆的磁性粒子102緊密結(jié)合而形成一膜結(jié)構(gòu)，即磁記錄層100。其中，磁性粒子102因碳納米球104包覆而呈分離狀態(tài)。
另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可在本發(fā)明精神內(nèi)做其它變化，如適當(dāng)變更碳納米球包覆磁性粒子的制備方法，只要其不偏離本發(fā)明的技術(shù)效果均可。這些依據(jù)本發(fā)明精神所做的變化，都應(yīng)包含在本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種磁記錄介質(zhì)，其包括一磁記錄層，所述磁記錄層包括多個(gè)碳納米球；及多個(gè)由該碳納米球包覆而呈分離狀態(tài)的磁性粒子，所述磁性粒子的磁場(chǎng)取向基本一致。
2.如權(quán)利要求1所述的磁記錄介質(zhì)，其特征在于所述磁性粒子為CoPtCr、CoCrTa、CoCrPtB、CoCrPtNi、CoCrPtTa、CoCrPtW、CoCrPtNb、CoCrPtC或CoCrPtTaNb。
3.如權(quán)利要求1所述的磁記錄介質(zhì)，其特征在于所述磁記錄介質(zhì)為一水平磁記錄介質(zhì)，其進(jìn)一步包括一非磁性基底；該磁記錄層位于該非磁性基底上，該磁性粒子的磁場(chǎng)取向基本平行于該磁記錄層的一表面。
4.如權(quán)利要求1所述的磁記錄介質(zhì)，其特征在于所述磁記錄介質(zhì)為一垂直磁記錄介質(zhì)，其進(jìn)一步包括一非磁性基體，及一位于該非磁性基體上的軟磁層；該磁記錄層位于該軟磁層上，所述磁性粒子的磁場(chǎng)取向基本垂直于該磁記錄層的一表面。
5.如權(quán)利要求1所述的磁記錄介質(zhì)，其特征在于所述碳納米球的直徑大小范圍為5～10納米。
6.一種磁記錄介質(zhì)制作方法，其包括以下步驟提供一基底；在該基底一表面上均勻分布由碳納米球包覆的磁性粒子，同時(shí)在該基底表面上施加一勻強(qiáng)磁場(chǎng)。
7.如權(quán)利要求6所述的磁記錄介質(zhì)制作方法，其特征在于所述基底為一非磁性基底。
8.如權(quán)利要求7所述的磁記錄介質(zhì)制作方法，其特征在于所述施加磁場(chǎng)的磁場(chǎng)方向平行于該基底表面，其使得該磁記錄介質(zhì)具有水平磁各向異性。
9.如權(quán)利要求6所述的磁記錄介質(zhì)制作方法，其特征在于所述基底包括一非磁性基體，及一位于該非磁性基體上的軟磁層。
10.如權(quán)利要求9所述的磁記錄介質(zhì)制作方法，其特征在于所述施加磁場(chǎng)的磁場(chǎng)方向垂直于該基底表面，其使得該磁記錄介質(zhì)具有垂直磁各向異性。
11.如權(quán)利要求6所述的磁記錄介質(zhì)制作方法，其特征在于所述碳納米球的直徑大小范圍為5～10納米。
12.如權(quán)利要求6所述的磁記錄介質(zhì)制作方法，其特征在于所述磁場(chǎng)的磁場(chǎng)強(qiáng)度為1×10-3～2特斯拉。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種磁記錄介質(zhì)及其制作方法。該磁記錄介質(zhì)包括一磁記錄層，所述磁記錄層包括多個(gè)碳納米球；及多個(gè)由該碳納米球包覆而呈分離狀態(tài)的磁性粒子，所述磁性粒子的磁場(chǎng)取向基本一致。該磁記錄介質(zhì)通過(guò)采用碳納米球包覆的磁性粒子，使得磁性粒子呈分離狀態(tài)，其有利于抑制因磁性粒子之間磁交換耦合過(guò)強(qiáng)而產(chǎn)生的媒體雜訊；并且，碳納米球具有較小的直徑，為納米級(jí)，其可使得磁性轉(zhuǎn)換區(qū)的曲折的情形非常小，有利于抑制磁轉(zhuǎn)變雜訊及提升其記錄密度。因此，該種磁記錄介質(zhì)可具有高記錄密度及低媒體雜訊的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)G11B5/73GK1925011SQ200510037040
公開(kāi)日2007年3月7日 申請(qǐng)日期2005年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月2日
發(fā)明者呂昌岳 申請(qǐng)人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司, 鴻海精密工業(yè)股份有限公司