JP4190973B2 - 電析法によるコバルト−白金合金磁性膜の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、磁気記録媒体を構成する磁性膜の形成に関し、特に、コバルト−白金合金（以下、単にＣｏ−Ｐｔ合金と略す場合もある）磁性膜を電析法によるめっき膜により形成する技術に関する。
近年、磁気記録媒体の製造においては、記録密度の高密度化のため、スパッタリング法や真空蒸着法のような乾式法によりディスク基板上に形成した磁性膜を記録層とする薄膜型の磁気記録媒体の研究開発が盛んに行われている。
この磁気記録媒体の磁性膜材料としては、コバルトを含むコバルト系合金が一般的に知られている。これらの磁性膜は高記録密度特性等の優れた磁気特性を有し、例えば、乾式法により形成した薄膜の記録層はその記録密度を飛躍的に向上させているのが現状である。
しかしながら、乾式法により磁性膜を形成する場合、大量生産性の観点からすると、十分に満足するものとはいえない。いわゆるブロードバンド化による大量情報通信技術の進展や小型モータ、マイクロマシンなどの開発を考慮すると、今後、高密度の記録媒体や優れた磁気特性を有する素材は必須であり、大量且つ低コストで磁性膜を提供できる製造技術が必要となる。このようなことから、大量生産が可能となる電析めっきという湿式法による磁性膜製造技術が現在注目されている。
このコバルト−白金合金磁性膜としては、例えばＣｏ−Ｐｔ合金磁性膜形成用のめっき浴が知られている（特許文献１参照）。
このコバルト−白金合金磁性膜は原子組成比が１：１である場合、高密度の磁気記録媒体への応用としての可能性があり、近年特に注目されている。それは、Ｃｏ−Ｐｔ合金磁性膜が通常不規則なｆｃｃ構造をとっているものの、６００〜７００℃付近で熱処理を行うと、ＡｕＣｌ型、Ｌ１０のｆｃｔ構造の規則構造となり、高い一軸結晶磁気異方性を有するためである。
しかしながら、現状知られている電析法により得られたコバルト−白金合金磁性膜は、その磁気特性、より具体的には磁気の強さを示す保磁力が十分なものとは言えない。特に、乾式法で得られたコバルト−白金合金磁性膜に比較すると、実用上十分に満足できる保磁力を有するものが得られないことが指摘されている。
本発明は、以上のような事情のもとになされたもので、電析によりコバルト−白金合金めっき膜を形成し、種々の検討を行った結果、従来の電析によるめっき膜では実現できなかったレベルの高保持力を有するコバルト−白金合金磁性膜を得ることができることを見出し、本発明を想到するに至った。
本発明は、ジニトロジアンミン白金を２ｍＭと、アミドスルホン酸コバルトを１〜５ｍＭと、クエン酸アンモニウムを２０ｍＭとを含有し、ｐＨ７．５〜８．０に調整された電析めっき浴から電析により形成されるコバルト−白金合金磁性膜の製造方法において、電析して得られたコバルト−白金めっき被膜に、６００〜８００℃の焼鈍処理を行うものである。
本発明により得られたコバルト−白金合金磁性膜は、本発明者らの知る限りにおいて、電析により得られためっき膜の中で最大の保持力が実現できたものである。例えば、非特許文献１によれば、電析めっき膜により、保持力４８３ｋＡ／ｍのコバルト−白金合金磁性膜が実現できたことが報告されているが、本発明に係るコバルト−白金合金磁性膜の製造方法によれば、この非特許文献１に比較すると、約２倍の保持力、即ち、約８８０ｋＡ／ｍもの高保持力を有するコバルト−白金合金磁性膜を得ることができる。
J.A.Christodoulides,Y.haung,Y.Zhang,G.C.Hadjipanayis,I.Panagiotopoulous,D.Niarchous,Journal of Applied Physics.,87,(2009)6938-6940.
本発明に係るコバルト−白金合金磁性膜の製造方法では、ジニトロジアンミン白金と、アミドスルホン酸コバルトと、クエン酸アンモニウムとを含有し、ｐＨ７．５〜９．０に調整された電析めっき浴から電析により形成することができる。
このような本発明に係るコバルト−白金合金磁性膜形成用の電析めっき浴により磁性膜を形成する場合、液温５０〜８０℃でめっき処理を行うことが好ましい。
本発明に係るコバルト−白金合金磁性膜形成用の電析めっき浴によりめっき膜を形成した後は、得られる磁性膜を６００〜８００℃の焼鈍処理を行う。この焼鈍処理は、減圧雰囲気中、例えば３×１０−３Ｐａ、１０〜９０分間の熱処理を行うことが好ましい。
以上説明したように、本発明に係るのコバルト−白金合金磁性膜の製造方法によれば、従来の電析法による磁性膜では実現できないレベルの優れた磁気特性を備えるコバルト−白金合金磁性膜を製造すること可能となる。
以下に、本発明の好ましい実施の形態に実施例に基づいて説明する。
本実施例は、以下に示す組成の電析めっき浴を用い、コバルト含有率の異なるめっき膜を形成し、各めっき膜の結晶構造、磁気特性を調べた結果を説明する。
電析めっき浴は、ジニトロジアンミン白金は２ｍＭ（０．６４ｇ／Ｌ）と、クエン酸アンモニウムは２０ｍＭ（４．１６ｇ／Ｌ）とを含有し、アミドスルホン酸コバルトの濃度を変化させたものを使用した。アミドスルホン酸コバルト濃度は、１ｍＭ、２ｍＭ、３ｍＭ、４ｍＭ、５ｍＭ（０．２５〜１．２５ｇ／Ｌ）とすることで、コバルト含有率が異なる５種類の組成のコバルト−白金合金めっき膜を形成した。電析めっき条件は、Ａｇ／ＡｇＣｌ（参照電極）を基準に基板電位−１Ｖとし、液温６０℃、ｐＨ８．０（水酸化ナトリウム使用）とした。被めっき対象物はＩＴＯ基材（透明電極基材）を用い、アノードとして白金シートを用いた。図１に、アミドスルホン酸コバルトの濃度とめっき膜のコバルト含有率の関係を示したグラフを示す。尚、コバルト含有率は、ＥＤＸ分析装置により特定した。
図１を見ると判るように、電析めっき浴中のアミドスルホン酸コバルト濃度が増加するに伴って、得られためっき膜のコバルト含有率は２４ａｔ％、３４ａｔ％、４３ａｔ％、５０ａｔ％、５７ａｔ％と増加していることを確認した。
次に、コバルト含有率が異なる５種類の各めっき膜についての結晶構造をＸ線回折により調べた結果について説明する。結晶構造は、ＣｕＫαのＸ線回折により、電析直後の各めっき膜と、赤外炉（３×１０−３Ｐａ）中、８００℃、９０分間の焼鈍処理を行った、焼鈍処理後の各めっき膜とについて調査した。その結果を図２に示す。
図２中、白丸で示したものが電析直後のめっき膜の結果である。電析直後のめっき膜においては、不規則化ｆｃｃ構造の特徴を示すＸ線回折ピークが観察された。また、電析直後のめっき膜では、コバルト含有率の増加に伴い格子定数の数値減少を示す傾向が判明した。この傾向は、図２中破線で示しているべガード則の関係と一致するものであった。この結果より、電析直後のめっき膜は、コバルト−白金の固溶体を形成していることが確認された。
図２中、黒四角、白四角で示したものが焼鈍処理後のめっき膜であり、黒四角がａ−軸格子定数のもので、白四角がｃ−軸格子定数の測定結果である。Ｘ線回折により、Ｌ１０相のｆｃｔ配向の形成を示す（００１）、（１１０）の超格子ピークは、コバルト含有率２４ａｔ％〜５７ａｔ％の焼鈍処理後のめっき膜において観察された。また、図２で示すようにｆｃｔ相のａ−軸格子定数は、コバルト含有率には依存せずに、約３．８０Åであることが判明した。そして、ｆｃｔ相のｃ−軸格子定数は、コバルト含有率の増加に伴い、格子定数の数値減少の傾向を示すことが判明した。さらに、コバルト含有率５０ａｔ％の焼鈍処理後のめっき膜においては、ｃ／ａ比率が０．９７にもなり、この数値はバルクでの数値（０．９６８）に匹敵するものであることが判明した。
コバルト含有率５７ａｔ％の焼鈍処理後のめっき膜においては、（００１）、（１１０）の超格子ピークはその強度も弱く、ブロードとなっていた。そして、Ｌ１０相のｆｃｔ配向の形成を対応して現れる（２００）、（００２）の屈折による特徴的なピークは観察されなかった。このことにより、コバルト含有率５７ａｔ％の焼鈍処理のめっき膜では、規則、不規則変態が非常に困難なものであると考えられた。
続いて、各めっき膜の磁気特性を調べた結果について説明する。磁気特性測定は、上記Ｘ線回折をした各めっき膜について行った。この磁気特性は、振動型磁気天秤（ＶＳＭ）により、７〜８Ｔの正磁場下における磁化の強さを測定したものである。図３には、焼鈍処理後のめっき膜における保磁力を示す。図示は省略するが、電析直後のめっき膜では、１５〜４４ｋＡ／ｍの低い保磁力しか測定されなかった。しかしながら、図３に示すように、コバルト含有率３４ａｔ％〜５０ａｔ％のめっき膜については、焼鈍処理を行うと、著しく保磁力が向上していることが判明した。
そして、本実施例におけるめっき膜では、その保磁力がコバルト含有率に大きく依存し、コバルト含有率４３ａｔ％において最大８８１ｋＡ／ｍの保磁力を達成することが判明した。この最大数値は、バルクの場合と同じレベルの保磁力であり、本発明者らの知る電析によるコバルト−白金合金めっき膜の磁性膜の中で、最も大きな値である。このように非常に高い保磁力を有するコバルト−白金合金めっき膜の磁性膜が得られたのは、ｃ／ａ比率０．９７〜０．９８もの、高い磁気結晶異方性を有しためっき膜であることに起因するものと推定される。
また、図３中には、ヒステリシス曲線（ＭＨ曲線）の一部を示しているが、コバルト含有率３４ａｔ％、５０ａｔ％のめっき膜では軟磁性相の存在があることが認められた。この軟磁性相は不規則相の残存によるものと推定された。
Claims (1)
- ジニトロジアンミン白金を２ｍＭと、アミドスルホン酸コバルトを１〜５ｍＭと、クエン酸アンモニウムを２０ｍＭとを含有し、ｐＨ７．５〜９．０に調整された電析めっき浴から電析により形成されるコバルト−白金合金磁性膜の製造方法において、
電析して得られたコバルト−白金合金めっき膜に、６００〜８００℃の焼鈍処理を行うことを特徴とするコバルト−白金系磁性膜の製造方法。
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