JP6428943B2 - 磁気記録媒体 - Google Patents

Description

本発明は、磁気記録媒体に関する。具体的には、ハードディスク磁気記録装置（ＨＤＤ）に使用される磁気記録媒体に関する。

近年、磁気記録の高密度化の要請が著しい。磁気記録の高密度化を実現する技術として、垂直磁気記録方式が採用されている。垂直磁気記録媒体は、非磁性基板と、硬質磁性材料から形成される磁気記録層を少なくとも含む。垂直磁気記録媒体は、任意選択的に、軟磁性材料から形成されて、磁気ヘッドが発生する磁束を磁気記録層に集中させる役割を担う軟磁性裏打ち層、磁気記録層の硬質磁性材料を目的の方向に配向させるための下地層、磁気記録層の表面を保護する保護膜などをさらに含むことができる。

磁気記録の高密度化のためには、高い熱安定性が必要であり、ＦｅＰｔなどの高い磁気異方性を有する材料で構成された磁気記録層が提案されている。しかしながら、ＦｅＰｔは、室温での保磁力が高く、通常の記録ヘッドでは磁場が足りず記録を行うことができない。そこで熱アシスト磁気記録方式が提案されている。

熱アシスト磁気記録方式は、磁気記録層にレーザ等を照射して加熱することで保磁力を低下させ、その状態で記録用の磁場を印加して磁化を反転させる記録方式である。熱アシスト磁気記録方式では磁性材料のキュリー温度近傍まで加熱して記録する。例えば、ＦｅＰｔのキュリー温度（Ｔｃ）は４５０℃程度であることが知られている。

一方、高温での記録は、磁気記録層を保護するためのカーボン保護膜や保護膜上の潤滑剤の劣化をもたらし、記録ヘッド自体の劣化の原因ともなるため、磁気記録装置の信頼性が大きく低下する要因となる。そのため、できるだけ低温で記録を行うことが望まれる。

ＦｅＰｔのＴｃを低下させるために、ＦｅＰｔに第三の元素（Ｘ）を添加する方法がある。例えば、ＸとしてＣｕ、Ｍｎなどの元素を添加することが提案されている。例えば、特許文献１ではＴｃを低下させるためＦｅＰｔにＣｕ等を添加することが提案されている。

特許文献２は、非磁性基板上の堆積された磁気記録層が、面内方向について、互いに反強磁性領域で分離された複数の強磁性領域を含む磁気記録媒体を開示している。引用文献２では、強磁性領域及び反強磁性領域にＦｅＰｔＲｈを主成分とした合金を使用し、高密度化及び磁気ビット間の磁気分離が可能であり、表面の劣化を抑制することができることが開示されているが、特許文献２では磁気記録時の記録温度の低下についての提案はない。

特開２００９−０５９４６１号公報 特開２００９−１５１８９９号公報

R. F. Penoyer、「Automatic Torque Balance for Magnetic Anisotropy Measurements」、The Review of Scientific Instruments、１９５９年８月、第３０巻第８号、７１１−７１４ 近角聰信、強磁性体の物理（下）、裳華房、１０−２１

特許文献１のようにＦｅＰｔに第三の元素（Ｘ）として、Ｃｕ、Ｍｎなどを添加すると、Ｔｃの低下をある程度実現できる。しかし、磁気記録層内の磁性材料の磁化容易軸が基板面内に配向（本明細書で、このような配向を単に面内配向とも称する）し、面内保磁力が増加するという問題が発生することが発明者らの検討によって判明した。面内保磁力が大きいと、垂直磁気記録においては、記録できない箇所が増加することを意味するため好ましくない。即ち、磁気記録媒体の垂直磁気特性を低下させずにＴｃを低下させる必要がある。

従って、面内保磁力を増加させず、且つ、他の磁気特性の低下を招くこともなく、磁性材料のＴｃを低下させることが望まれている。

磁気記録媒体は、基板と、磁気記録層とを含み、前記磁気記録層は、Ｆｅ、Ｐｔ及びＲｈを有する規則合金を含み、前記Ｆｅ、Ｐｔ及びＲｈを有する規則合金は、Ｆｅ／Ｐｔの比が１．２以上であり、前記ＦｅＰｔＲｈ規則合金のＲｈ含有量が１．５ａｔ％以上、１０ａｔ％以下である。

更に、この磁気記録媒体では、Ｆｅ含有量が５０ａｔ％以上であることがより好ましい。

磁気記録媒体は、面内保磁力を増加させず、且つ、磁気特性を低下させることなく、磁性材料のＴｃを低下させることができる。

磁気記録媒体の１つの構成例を示す断面図である。 磁気記録媒体の磁気記録層においてＦｅＰｔにＲｈを添加した場合の状態を説明するための概略図である。 磁気記録媒体の磁気記録層にＦｅＰｔＸ（Ｘ＝Ｒｈ又はＣｕ）を用いた場合の、Ｘの添加量（ａｔ％）と面内保磁力（Ｈｃ＿ｉｎ）（ｋＯｅ）の関係を表したグラフである。 磁気記録媒体の磁気記録層にＦｅＰｔＲｈを用いた場合の、Ｒｈの添加量（ａｔ％）と、バリアント量（％）の関係を表したグラフである。 磁気記録媒体の磁気記録層にＦｅＰｔＲｈを用いた場合の面内配向成分のピーク強度比を、Ｆｅ、Ｐｔ及びＲｈの含有量（ａｔ％）に対してプロットした三元図である。 磁気記録媒体の磁気記録層にＦｅＰｔＲｈを用いた場合のＴｃの変化を示すグラフであり、Ｒｈの添加量（ａｔ％）に対するＴｃ（℃）の変化を示す。 磁気記録媒体の磁気記録層にＦｅＰｔＲｈを用いた場合の飽和磁化（Ｍｓ）の変化を示すグラフであり、Ｔｃ（℃）に対するＭｓ（ｅｍｕ／ｃｃ）の変化を示す。 磁気記録媒体の磁気記録層にＦｅＰｔＲｈを用いた場合の磁気異方性定数（Ｋｕ）の変化を示すグラフであり、Ｔｃの変化に対するＫｕ（ｅｒｇ／ｃｃ）の変化を示す。 磁気記録媒体の磁気記録層にＦｅＰｔＲｈを用いた場合のＴｃを、Ｆｅ、Ｐｔ及びＲｈの含有量（ａｔ％）に対してプロットした三元図である。 磁気記録媒体の磁気記録層にＦｅＰｔＲｈを用いた場合のＭｓを、Ｆｅ、Ｐｔ及びＲｈの含有量（ａｔ％）に対してプロットした三元図である。 磁気記録媒体の磁気記録層にＦｅＰｔＲｈを用いた場合のＫｕを、Ｆｅ、Ｐｔ及びＲｈの含有量（ａｔ％）に対してプロットした三元図である。 磁気記録媒体の磁気記録層にＦｅＰｔＸ（Ｘ＝Ｒｈ、Ｃｕ、Ｍｎ又はＲｕ）におけるＦｅ／Ｐｔ＝１．２（但し、Ｘ＝Ｒｕでは、Ｆｅ／Ｐｔ＝１．１及び１．２）の場合のＴｃの変化を示すグラフであり、Ｘの添加量（ａｔ％）に対するＴｃ（℃）の変化を示す。 磁気記録媒体の磁気記録層にＦｅＰｔＸ（Ｘ＝Ｒｈ、Ｃｕ、Ｍｎ又はＲｕ）におけるＦｅ／Ｐｔ＝１．２（但し、Ｘ＝Ｒｕでは、Ｆｅ／Ｐｔ＝１．１及び１．２）の場合のＭｓの変化を示すグラフであり、Ｔｃ（℃）に対するＭｓ（ｅｍｕ／ｃｃ）の変化を示す。 磁気記録媒体の磁気記録層にＦｅＰｔＸ（Ｘ＝Ｒｈ、Ｃｕ、Ｍｎ又はＲｕ）におけるＦｅ／Ｐｔ＝１．２（但し、Ｘ＝Ｒｕでは、Ｆｅ／Ｐｔ＝１．１及び１．２）の場合のＫｕの変化を示すグラフであり、Ｔｃの変化に対するＫｕ（ｅｒｇ／ｃｃ）の変化を示す。 磁気記録媒体の磁気記録層にＦｅＰｔＸ（Ｘ＝Ｒｈ、Ｃｕ、Ｍｎ又はＲｕ）におけるＦｅ／Ｐｔ≦０．８５の場合のＴｃの変化を示すグラフであり、Ｘの添加量（ａｔ％）に対するＴｃ（℃）の変化を示す。 磁気記録媒体の磁気記録層にＦｅＰｔＸ（Ｘ＝Ｒｈ、Ｃｕ、Ｍｎ又はＲｕ）におけるＦｅ／Ｐｔ≦０．８５の場合のＭｓの変化を示すグラフであり、Ｔｃ（℃）に対するＭｓ（ｅｍｕ／ｃｃ）の変化を示す。 磁気記録媒体の磁気記録層にＦｅＰｔＸ（Ｘ＝Ｒｈ、Ｃｕ、Ｍｎ又はＲｕ）におけるＦｅ／Ｐｔ≦０．８５の場合のＫｕの変化を示すグラフであり、Ｔｃの変化に対するＫｕ（ｅｒｇ／ｃｃ）の変化を示す。

磁気記録媒体は、基板と、磁気記録層とを含み、前記磁気記録層はＦｅ、Ｐｔ及びＲｈを有する規則合金を含み、前記Ｆｅ、Ｐｔ及びＲｈを有する規則合金のＲｈ含有量が１０ａｔ％以下であることを特徴とする。本明細書では、前記Ｆｅ、Ｐｔ及びＲｈを有する規則合金を単にＦｅＰｔＲｈ規則合金とも称する。また、本明細書において、ＦｅＰｔＸ、ＦｅＰｔなどの、元素により表された合金又は材料の表記は、単に当該元素を構成要素として有することを意味し、当該元素間の組成を規定しない。従って、例えばＦｅＰｔＲｈとの記載は、当該規則合金の構成元素がＦｅ、Ｐｔ及びＲｈであることを示すのみであり、これらの構成元素の比が１：１：１であることを意味しない。更に、本明細書において、「ＦｅＰｔＲｈからなる（consisting of）」、「ＦｅＰｔからなる（consisting of）」などの用語は、表記された元素を構成要素として有することを意味し、構成要素である元素間の比率を規定しない。従って、例えば「ＦｅＰｔＲｈからなる」とは、この材料が、Ｆｅ、Ｐｔ及びＲｈの元素のみで構成されることを意味し、これらの元素の比が１：１：１であることを意味しない。この磁気記録媒体は、基板と磁気記録層との間に、密着層、軟磁性裏打ち層、ヒートシンク層、下地層及び／又はシード層のような当該技術において知られている層をさらに含んでもよい。加えて、この磁気記録媒体は、磁気記録層の上に、保護層及び／又は液体潤滑剤層のような当技術分野において知られている層をさらに含んでもよい。磁気記録媒体の一例として、基板と、第１磁性層及び上層を含む磁気記録層と、保護層を含む構成を挙げることができる。また、図１に、基板１０、密着層２０、下地層３０、シード層４０、磁気記録層５０、及び保護層６０を含む磁気記録媒体の１つの構成例を示す。

基板１０は、表面が平滑である様々な基板であってもよい。例えば、磁気記録媒体に一般的に用いられる材料を用いて、基板１０を形成することができる。用いることができる材料は、ＮｉＰメッキを施したＡｌ合金、ＭｇＯ単結晶、ＭｇＡｌ₂Ｏ₄、ＳｒＴｉＯ₃、強化ガラス、結晶化ガラス等を含む。

任意選択的に設けてもよい密着層２０は、密着層２０の上に形成される層と密着層２０の下に形成される層との密着性を高めるために用いられる。密着層２０の下に形成される層としては基板１０を含む。密着層２０を形成するための材料はＮｉ、Ｗ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｒｕなどの金属、前述の金属を含む合金を含む。密着層２０は、単一の層であってもよいし、複数の層の積層構造を有してもよい。

任意選択的に設けてもよい軟磁性裏打ち層（不図示）は、磁気ヘッドからの磁束を制御して、磁気記録媒体の記録及び再生の特性を向上させる。軟磁性裏打ち層を形成するための材料は、（ｉ）ＮｉＦｅ合金、センダスト（ＦｅＳｉＡｌ）合金、ＣｏＦｅ合金などの結晶質材料、（ｉｉ）ＦｅＴａＣ、ＣｏＦｅＮｉ、ＣｏＮｉＰなどの微結晶質材料、又は（ｉｉｉ）ＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＴａＺｒなどのＣｏ合金を含む非晶質材料を含む。軟磁性裏打ち層の膜厚の最適値は、磁気記録に用いる磁気ヘッドの構造及び特性に依存する。他の層と連続成膜で軟磁性裏打ち層を形成する場合、生産性との兼ね合いから、軟磁性裏打ち層が１０ｎｍ〜５００ｎｍの範囲内（両端を含む）の膜厚を有することが好ましい。

本発明の磁気記録媒体を熱アシスト磁気記録方式において使用する場合、ヒートシンク層（不図示）を設けてもよい。ヒートシンク層は、熱アシスト磁気記録時に発生する磁気記録層５０の余分な熱を効果的に吸収するための層である。ヒートシンク層は、熱伝導率及び比熱容量が高い材料を用いて形成することができる。そのような材料は、Ｃｕ単体、Ａｇ単体、Ａｕ単体、又はそれらを主体とする合金材料を含む。ここで、「主体とする」とは、当該材料の含有量が５０ｗｔ％以上であることを指す。また、強度などの観点から、Ａｌ−Ｓｉ合金、Ｃｕ−Ｂ合金などを用いて、ヒートシンク層を形成することができる。さらに、センダスト（ＦｅＳｉＡｌ）合金、軟磁性のＣｏＦｅ合金などを用いてヒートシンク層を形成することができる。軟磁性材料を用いることによって、ヘッドの発生する垂直方向磁界を磁気記録層５０に集中させる機能をヒートシンク層に付与し、軟磁性裏打ち層の機能を補完することもできる。ヒートシンク層の膜厚の最適値は、熱アシスト磁気記録時の熱量及び熱分布、ならびに磁気記録媒体の各層の構成及び各層の厚さによって変化する。ヒートシンク層を他の層と連続成膜で形成する場合などは、生産性との兼ね合いから、ヒートシンク層の膜厚は１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であることが好ましい。ヒートシンク層は、スパッタ法、真空蒸着法などの当該技術において知られている任意の方法を用いて形成することができる。通常の場合、ヒートシンク層は、スパッタ法を用いて形成される。ヒートシンク層は、磁気記録媒体に求められる特性を考慮して、基板１０と密着層２０との間、密着層２０と下地層３０との間などに設けることができる。

下地層３０は、上方に形成されるシード層４０の結晶性及び／又は結晶配向を制御するための層である。下地層３０は単層であっても多層であってもよい。下地層３０は、非磁性であることが好ましい。下地層３０の形成に用いられる非磁性材料は、（ｉ）Ｐｔ金属、Ｃｒ金属などの単金属、又は（ｉｉ）主成分であるＣｒにＭｏ、Ｗ、Ｔｉ、Ｖ、Ｍｎ、Ｔａ、及びＺｒからなる群から選択される少なくとも１種の金属が添加された合金を含む。下地層３０は、スパッタ法などの当該技術において知られている任意の方法を用いて形成することができる。

シード層４０の機能は、上層である磁気記録層５０中の磁性結晶粒の粒径及び結晶配向を制御することである。シード層４０に、シード層４０の下にある層と磁気記録層５０との間の密着性を確保する機能を持たせてもよい。また、シード層４０と磁気記録層５０の間に中間層等の他の層を配置してもよい。中間層等を配置する場合は、中間層等の結晶粒の粒径及び結晶配向を制御することにより磁気記録層５０の磁性結晶粒の粒径及び結晶配向を制御する。シード層４０は非磁性であることが好ましい。シード層４０の材料は、磁気記録層５０の材料に合わせて適宜選択される。より具体的には、シード層４０の材料は、磁気記録層の磁性結晶粒の材料に合わせて選択される。例えば、磁気記録層５０の磁性結晶粒がＬ１₀型規則合金で形成される場合、ＮａＣｌ型の化合物を用いてシード層４０を形成することが好ましい。特に好ましくは、ＭｇＯ、ＳｒＴｉＯ₃などの酸化物、又はＴｉＮなどの窒化物を用いてシード層４０を形成することができる。また、上記の材料を含む複数の層を積層して、シード層４０を形成することもできる。磁気記録層５０の磁性結晶粒の結晶性の向上、及び生産性の向上の観点から、シード層４０は、１ｎｍ〜６０ｎｍ、好ましくは１ｎｍ〜２０ｎｍの膜厚を有することが好ましい。シード層４０は、スパッタ法などの当技術分野において知られている任意の方法を用いて形成することができる。

磁気記録媒体は磁気記録層５０を含む。磁気記録層５０は、鉄（Ｆｅ）及び白金（Ｐｔ）と、ロジウム（Ｒｈ）とを含むＦｅＰｔＲｈ規則合金である。

磁気記録層５０を構成するＦｅＰｔＲｈ規則合金において、ＦｅとＰｔの比はＦｅ／Ｐｔ≧１であることが好ましく、Ｆｅ／Ｐｔ≧１．２であることがより好ましい。また、ＦｅＰｔＲｈ規則合金において、Ｒｈの含有量は、１０ａｔ％以下であることが好ましい。また、ＦｅＰｔＲｈ規則合金は、Ｆｅ／Ｐｔ≧１の場合、ＦｅＰｔＲｈ規則合金のＲｈの量が１ａｔ％以上の組成であることが好ましい。更に、ＦｅＰｔＲｈ規則合金は、Ｆｅ／Ｐｔ≧１．２の場合、ＦｅＰｔＲｈ規則合金のＲｈの量は１．５ａｔ％以上であることが好ましい。磁気記録媒体では、ＦｅＰｔＲｈ規則合金が、Ｆｅ／Ｐｔ≧１．２であり、ＦｅＰｔＲｈ規則合金のＲｈの量が１．５ａｔ％以上である場合、Ｆｅの含有量は、Ｆｅ≧５０ａｔ％であることがより好ましい。

理論に拘束されるものではないが、図２を参照して、磁気記録層にＲｈを含む場合の磁気記録層の状態について説明する。

磁気記録媒体の磁気記録層において、強磁性層間に、Ｒｈ、Ｃｕ、Ｃｒなどの非磁性遷移金属で構成される薄い結合層を挟むことで、隣接する磁性層が反強磁性交換結合することはよく知られている。反強磁性結合エネルギーは、元素の種類、挟む層の構成などによって変化する。上述の元素を用いた結合層について反強磁性交換結合エネルギーの最大値を比較すると、結合層にＲｈを用いた場合の反強磁性交換結合エネルギーが特に大きい。また、Ｒｈは、薄い膜厚から前述の効果を発揮できることが知られている。加えて、本発明者らの実験によれば、ＦｅＰｔ等の規則合金に対してＲｈを添加することで、Ｃｕ等の他の元素を添加する場合に比べて、層のＫｕが同じである場合、層の飽和磁化Ｍｓが小さくなることが判明した。これらの点を総合して考慮すれば、添加したＲｈを介してスピンの向きが反対のカップルが生じる反強磁性結合に類似した現象が、層内で生じているものと推察される。本発明では、磁気記録層において、ＦｅＰｔＲｈ規則合金は強磁性材料であるが、例えば図２の２０２で示すように、Ｒｈの周辺で局部的に反強磁性的な性質を有する領域がもたらされ、Ｒｈ原子を挟んでＦｅ原子が反対の向きのスピンを有するようにカップルを形成すると考えられる。この結果、磁気特性の修飾が行われているものと考えられる。これは、Ｒｈを添加していない規則合金であるＦｅＰｔなどの状態とは異なる特徴であると考えられる。Ｒｈ添加により、反強磁性ドメインが形成された場合、Ｆｅ−Ｆｅ間の結合相互作用（Ｊ）が弱くなり、Ｔｃが低下するが、Ｆｅ−Ｐｔ間で生じる磁気異方性定数（Ｋｕ）への影響は小さいと考えられる。このように、規則合金内部の一部において、添加したＲｈを介した反強磁性的な結合が生じることにより、室温付近での高いＫｕを持ちつつ、温度を上げた時には比較的低温で全体のスピンの乱れを生じさせやすくなり、Ｔｃを低下させる。そのため、磁気特性の温度に対する勾配が大きくなるという急峻な温度特性が得られているものと考えられる。

本発明では、磁気記録層５０の材料にＦｅＰｔＲｈを採用することで、磁気特性を悪化させることなく、Ｔｃの温度をより低温にすることができる。また、本発明では、上述した範囲内の組成比のＦｅＰｔＲｈを用いることによって、面内保磁力を増加させず、且つ、磁気特性を低下させることなく、磁性材料のＴｃを低下させることができる。

磁気記録層５０は、好ましくは、基板の加熱を伴うスパッタ法で形成される。スパッタ法としては、ＤＣマグネトロンスパッタリング法、ＲＦスパッタリング法などの当該技術分野においてよく知られた一般的方法を挙げることができ、本発明ではこれらの一般的方法を用いることができる。本明細書において、「スパッタ法」の語は、特に断りがない限り上記の一般的方法と同様の意味を有する。

本明細書における「スパッタする」とは、高エネルギーイオンの衝突によりターゲットから原子、クラスター又はイオンを射出させる段階のみを意味し、射出された原子、クラスター又はイオンに含まれる元素の全てが被成膜基板上に固定されることを意味しない。言い換えると、本明細書における「スパッタする」工程で得られる薄膜は、被成膜基板に到達した元素を必ずしも到達量の比で含有しない。

スパッタ法に用いるターゲットとして、例えば、Ｆｅ、Ｐｔ及びＲｈを所定の比率で含むターゲットを用いることもできる。或いは、Ｆｅ及びＰｔを含むターゲットと、Ｒｈターゲットを用いてもよい。或いはまた、Ｆｅ、Ｐｔ及びＲｈの各ターゲットを用いてもよい。いずれの場合においても、それぞれのターゲットに印加する電力を調整して構成比率を制御することができる。

磁気記録層５０を形成する際に基板を加熱する。この加熱の際の基板温度は、３００℃〜７００℃の範囲内である。この範囲内の基板温度を採用することによって、磁気記録層５０中の規則合金の規則度を向上させることができる。

また、磁気記録層５０は、１〜３０ｎｍの膜厚を有する。

磁気記録媒体の磁気記録を担う層は、磁気記録層５０の単一の層であってもよく、あるいは磁気記録層５０に他の層を加えた複数の層の積層体であってもよい。複数の追加の層のそれぞれは、グラニュラー構造又は非グラニュラー構造のいずれを有してもよい。例えば、磁気記録層５０と、追加の磁性層とで、Ｒｕなどの結合層を挟んで積層したＥＣＣ（Ｅｘｃｈａｎｇｅ−ｃｏｕｐｌｅｄ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）構造を形成してもよい。あるいはまた、連続層として、グラニュラー構造を含まない磁性層を、磁気記録層５０の上部に設けてもよい。連続層としては、いわゆるＣＡＰ層を含む。

磁気記録層５０に他の層を加えた複数の層の積層体を採用する場合には、磁気記録層５０の上、下等の配置に関する説明は、当該積層体の上、下等として理解されたい。

磁気記録層５０は、磁性結晶粒と、磁性結晶粒を取り囲む非磁性結晶粒界とを含むグラニュラー構造を有していてもよい。磁性結晶粒は、前述の規則合金を含むことができる。非磁性結晶粒界は、ＳｉＯ₂、ＴｉＯ₂、ＺｎＯなどの酸化物；ＳｉＮ、ＴｉＮなどの窒化物；炭素（Ｃ）；およびホウ素（Ｂ）からなる群から選択される少なくとも１つの材料を含むことができる。例えば、非磁性結晶粒界は、炭素（Ｃ）及びホウ素（Ｂ）の混合物を含んでもよい。

グラニュラー構造を有する磁気記録層５０を形成する際には、磁性結晶粒を形成する材料と非磁性結晶粒界を形成する材料を所定の比率で混合したターゲットを用いればよい。あるいはまた、磁性結晶粒を形成する材料からなるターゲットと、非磁性結晶粒界を形成する材料からなるターゲットとを用いてもよい。前述のように、磁性結晶粒を形成するためのターゲットとして複数のターゲットを用いてもよい。この場合、それぞれのターゲットに別個に電力を供給して、磁気記録層中の磁性結晶粒と非磁性結晶粒界との比率を制御することができる。

保護層６０は、磁気記録媒体の分野で慣用的に使用されている材料を用いて形成することができる。具体的には、Ｐｔなどの非磁性金属、ダイアモンドライクカーボンなどのカーボン系材料、あるいは窒化シリコンなどのシリコン系材料を用いて、保護層６０を形成することができる。また、保護層６０は、単層であってもよく、積層構造を有してもよい。積層構造の保護層６０は、例えば、特性の異なる２種のカーボン系材料の積層構造、金属とカーボン系材料との積層構造、又は金属酸化物膜とカーボン系材料との積層構造であってもよい。保護層６０は、ＣＶＤ法、スパッタ法（ＤＣマグネトロンスパッタリング法などを含む）、真空蒸着法などの当該技術において知られている任意の方法を用いて形成することができる。

また、任意選択的に、本発明の磁気記録媒体は、保護層６０の上に設けられる液体潤滑剤層（不図示）をさらに含んでもよい。液体潤滑剤層は、磁気記録媒体の分野で慣用的に使用されている材料を用いて形成することができる。液体潤滑剤層の材料は、例えば、パーフルオロポリエーテル系の潤滑剤などを含む。液体潤滑剤層は、例えば、ディップコート法、スピンコート法などの塗布法を用いて形成することができる。

（実験例）
以下に実験例により、本発明を説明するが、以下の実験例は本発明を限定することを意図するものではない。

以下の実験例において、磁気記録媒体のＴｃ、飽和磁化（Ｍｓ）、面内保磁力（Ｈｃ＿ｉｎ）、磁気異方性定数（Ｋｕ）などの特性、磁気記録層の組成は、以下の各方法により測定した。

磁気記録層の組成は、ラザフォード後方散乱法（ＲＢＳ）（Ｘ＝Ｒｈ、Ｃｕ及びＲｕ）、及び高周波誘導結合発光分光分析プラズマ法（ＩＣＰ−ＡＥＳ）（Ｘ＝Ｍｎ）により測定した。

振動試料型磁力計（ＶＳＭ）を用いて、得られた磁気記録媒体の飽和磁化（Ｍｓ）を求めた。また、ＶＳＭを用いて、室温と複数の測定温度Ｔにおける室温における飽和磁化Ｍｓ（Ｔ）を測定し、測定温度Ｔと飽和磁化の二乗Ｍｓ²（Ｔ）をプロットし、最小二乗法により回帰直線を得た。得られた回帰直線をＭｓ²＝０の点まで外挿し、キュリー温度Ｔｃを求めた。

ＰＰＭＳ装置（Quantum Design社製；Physical Property Measurement System）を用いて自発磁化の磁場印加角度依存性を評価し、所望の温度における磁気異方性定数Ｋｕを決定した。磁気異方性定数Ｋｕの決定には、R. F. Penoyer、「Automatic Torque Balance for Magnetic Anisotropy Measurements」、The Review of Scientific Instruments、１９５９年８月、第３０巻第８号、７１１−７１４、ならびに近角聰信、強磁性体の物理（下）、裳華房、１０−２１に記載の手法を用いた（非特許文献３及び４参照）。

また、振動試料型磁力計（ＶＳＭ）により、面内保磁力（Ｈｃ＿ｉｎ）を測定した。

（実験例１）
本実験例では、ＦｅＰｔＸ（Ｘ＝Ｒｈ又はＣｕ）からなる磁気記録層を含む磁気記録媒体について、Ｘの添加量と、面内配向の関係を検討した。

磁気記録媒体の各層を以下の手順で各々成膜し、磁気特性を評価した。

酸化マグネシウム（ＭｇＯ）基板を準備した。この基板を、インライン式のスパッタ装置内に導入した。圧力０．４４ＰａのＡｒガス中で純Ｐｔターゲットを用いたＲＦスパッタ法により、膜厚２０ｎｍのＰｔ層を形成した。Ｐｔ層形成時の基板温度は３５０℃であった。また、Ｐｔ層形成時のスパッタ電力は３００Ｗであった。

次に、Ｐｔ層を形成した基板を３５０℃において、圧力０．６０ＰａのＡｒガス中でＦｅＰｔターゲット及び添加元素（Ｘ：Ｘ＝Ｒｈ又はＣｕ）を用いたＲＦスパッタ法により、ＦｅＰｔＸからなるＦｅＰｔＸ層を形成した。ＦｅＰｔＸ層の膜厚は１０ｎｍであった。ＦｅＰｔＸ層の形成時のターゲットに印加した電力は、３００Ｗ（ＦｅＰｔ）及び０〜２４０Ｗ（Ｘ）であった。ＦｅＰｔＸからなる層のＸの含有量は、前記Ｘへ印加する電力を変化させることで所望の値に調整した。各元素の含有量を表１に示した。また、面内保磁力（Ｈｃ＿ｉｎ）の測定結果を併せて表１に示した。

表１に示した結果を図３のグラフに示した。表１及び図３に示されるように、Ｆｅ／Ｐｔ比が表１に示したものでは、Ｒｈの添加量が増加しても面内保磁力（Ｈｃ＿ｉｎ）の増加傾向は見られなかった。一方、Ｃｕでは、Ｃｕの添加量が増加するにつれて、面内保磁力が増加する傾向を示した。

Ｒｈは、上述した通り、Ｒｈの添加量が増加しても面内保磁力（Ｈｃ＿ｉｎ）が増加しにくい可能性があると考えられるが、更に、Ｒｈを添加した場合の面内配向の状態を詳細に調査した。

表２は、Ｒｈの添加量、並びに、ＸＲＤを用いて評価したＦｅＰｔの垂直配向成分を表す（００２）と、面内配向成分を表す（２００）のピーク積分強度の比を示したものである。本明細書では、この比を、「面内配向成分のピーク強度比」とも称する。この面内配向成分のピーク強度比の値は、面内配向成分がどれほど存在するかを示す指標となるものであり、値が大きいほど面内配向が多いことを意味する。この指標は、Ｘ線による構造解析を利用しているため、より詳細に面内配向の状態を把握することができる。また、表２には、Ｒｈの添加量が０の時の面内配向成分のピーク強度比を１００％として、Ｒｈを添加した時の面内配向成分のピーク強度比の変動の割合（％）を併せて示した。この変動を本明細書においてバリアント量とも称する。

図４は、上記表２のバリアント量（％）をグラフに示したものである。また、図５は、面内配向成分のピーク強度比を、Ｆｅ、Ｐｔ及びＲｈの含有量（ａｔ％）に対してプロットした三元図である。

図４に示したように、Ｒｈの添加量を増加させると、Ｒｈを添加しないときと比較して、バリアント量が低下することが分かる。また、Ｒｈの添加量が１０％を超えると、Ｆｅ／Ｐｔ比が１．２以上の範囲でバリアント量が１００％を超えるような傾向を有する。上述の好ましい組成及び面内配向成分のピーク強度比を、図５の三元図の実線で囲んだ範囲で示した。

本実験例の結果から、磁気記録層の材料としてのＦｅＰｔＲｈにおけるＲｈの添加量は１０ａｔ％以下であることが好ましいと考えられる。また、磁気記録層の材料としてのＦｅＰｔＲｈにおけるＲｈの添加量は、１ａｔ％以上であることが好ましいと考えられる。従って、ＦｅＰｔＲｈにおけるＲｈの添加量は、表２のＲｈの添加量の傾向から、１０ａｔ％以下であることが好ましく、１ａｔ％以上１０ａｔ％未満であることがより好ましく、１ａｔ％以上８ａｔ％以下であることが更に好ましい。

次に、Ｆｅ／Ｐｔの比率と、Ｒｈの添加量の関係を考察する。まず、Ｆｅ／Ｐｔ≧１．０の領域では、Ｒｈの添加量は１０ａｔ％以下である場合において、Ｒｈが約１ａｔ％以上の組成範囲で、バリアント量が減少する傾向になる。従って、Ｆｅ／Ｐｔ≧１．０の領域では、Ｒｈの添加量は、１ａｔ％以上１０ａｔ％以下が好ましく、１ａｔ％以上５ａｔ％以下が特に好ましい。

Ｆｅ／Ｐｔ≧１．２の領域では、Ｒｈの添加量が１０ａｔ％以下である場合において、Ｒｈの添加量は１．５ａｔ％以上で面内配向が減少する傾向になる。従って、Ｆｅ／Ｐｔ≧１．２の領域では、Ｒｈの添加量は、１０ａｔ％以下が好ましく、１．５ａｔ％以上１０ａｔ％以下であることがより好ましく、１．５ａｔ％以上８ａｔ％以下であることが更に好ましい。また、Ｆｅ／Ｐｔ≧１．３〜１．４の領域では、Ｒｈの添加量は、１０ａｔ％以下が好ましく、１．５ａｔ％以上１０ａｔ％以下であることがより好ましく、１．５ａｔ％以上１０ａｔ％未満であることが更に好ましい。更に、これらの場合において、特に、ＦｅＰｔＲｈのＦｅ含有量が５０ａｔ％以上の組成範囲で、面内配向がより減少する傾向になる。

本実験例の結果を見ると、ＦｅＰｔＲｈのＦｅ含有量がＰｔ含有量よりも多い領域において、Ｒｈの添加によるバリアント量の低減効果が大きい傾向にある。この理由は、理論に拘束されることを意図するものではないが、以下のように考えることができる。Ｒｈ＋ＦｅとＲｈ＋Ｐｔの混合エンタルピーを比較すると、Ｒｈ＋Ｆｅの方が小さい値となるため、ＦｅＰｔ合金中で、ＲｈはＦｅよりＰｔに対して置換しやすいと考えられる。このことから、上記の結果となったものと考えられる。

（実験例２）
本実験例はＦｅＰｔＲｈのＴｃ、Ｍｓ及びＫｕについて評価した。

磁気記録媒体の各層を以下の手順で各々成膜し、磁気特性を評価した。

酸化マグネシウム（ＭｇＯ）基板を準備した。この基板を、インライン式のスパッタ装置内に導入した。圧力０．４４ＰａのＡｒガス中で純Ｐｔターゲットを用いたＲＦスパッタ法により、膜厚２０ｎｍのＰｔ層を形成した。Ｐｔ層形成時の基板温度は３５０℃であった。Ｐｔ層形成時のスパッタ電力は３００Ｗであった。

次に、Ｐｔ層を形成した基板を３５０℃において、圧力０．６０ＰａのＡｒガス中でＦｅＰｔターゲット及びＲｈターゲットを用いたＲＦスパッタ法により、ＦｅＰｔＲｈからなるＦｅＰｔＲｈ層を形成した。ＦｅＰｔＲｈ層の膜厚は１０ｎｍであった。ＦｅＰｔＲｈ層形成時のターゲットに印加した電力は、３００Ｗ（ＦｅＰｔ）及び０〜２４０Ｗ（Ｒｈ）であった。ＦｅＰｔＲｈからなる層のＲｈの含有量は、Ｒｈへ印加する電力を変化させることで所望の値に調製した。各元素の含有量、組成などを表３に示した。

また、上述の各手法に従って、Ｔｃ及び磁気特性（Ｍｓ及びＫｕ）を評価した。結果を表３に併せて示した。

上記特性の結果を、図６Ａ〜図１０Ｃに示した。図６Ａ〜図６Ｃは、Ｆｅ／Ｐｔ比に応じたＴｃ、Ｍｓ及びＫｕの測定結果を示したものである。図７〜図９は、それぞれ、磁気記録媒体の磁気記録層にＦｅＰｔＲｈを用いた場合のＴｃ、Ｍｓ及びＫｕを、Ｆｅ、Ｐｔ及びＲｈの含有量（ａｔ％）に対してプロットした三元図である。

（実験例２の結果の評価）
図６Ａに示されるように、ＦｅＰｔＲｈからなる磁気記録層は、Ｒｈの添加量が増加するにつれてＴｃが低下した。また、図６Ｂ及び図６Ｃに示すように、Ｔｃの低下に伴い、Ｍｓ及びＫｕは低下するが、Ｔｃの低下が十分と考えられる２５０〜３００℃程度のＴｃで、十分な磁気特性を実現できると考えられる。従って、このＴｃを実現できる１０ａｔ％以下のＲｈ添加量（ＦｅＰｔＲｈの全量を基準）が、好ましいＲｈ添加量であると考えられる。また、Ｆｅ／Ｐｔ比を見ると、図６Ｃに示されるようにＦｅ／Ｐｔ比が１．０以上であると、１０ａｔ％以下のＲｈ添加量（Ｔｃが約２５０℃以上）において良好なＫｕ値を実現できると考えられる。また、Ｆｅ及びＰｔの含有量を見た場合、Ｆｅ／Ｐｔ比が１．０を超える領域（Ｆｅ／Ｐｔ＝１．２〜１．４）では、Ｆｅの含有量が５０％以上で特に優れた特性を実現することができる。

図７〜９の三元図からも、上記図６Ａ〜図６Ｃの結果と同様に、Ｒｈの添加量が１０ａｔ％以下の場合に、良好なＴｃ、Ｍｓ、及びＫｕが実現できていることがわかる。

（実験例３〜５）
本実験例では、ＦｅｐｔＸ（Ｘ＝Ｃｕ、Ｍｎ又はＲｕ）について、Ｔｃ、Ｍｓ及びＫｕについて評価した。

磁気記録媒体の各層を以下の手順で各々成膜し、磁気特性を評価した。

酸化マグネシウム（ＭｇＯ）基板を準備した。この基板を、インライン式のスパッタ装置内に導入した。圧力０．４４ＰａのＡｒガス中で純Ｐｔターゲットを用いたＲＦスパッタ法により、膜厚２０ｎｍのＰｔ層を形成した。Ｐｔ層形成時の基板温度は３５０℃であった。Ｐｔ層形成時のスパッタ電力は３００Ｗであった。

次に、Ｐｔ層を形成した基板を３５０℃において、圧力０．６０ＰａのＡｒガス中でＦｅＰｔターゲット及び添加元素（Ｘ：Ｘ＝Ｃｕ、Ｍｎ及びＲｕ）を用いたＲＦスパッタ法により、ＦｅＰｔＸからなるＦｅＰｔＸ層を形成した。ＦｅＰｔＸ層の膜厚は１０ｎｍであった。ＦｅＰｔＸ層形成時のターゲットに印加した電力は、３００Ｗ（ＦｅＰｔ）及び０〜２４０Ｗ（Ｘ）であった。ＦｅＰｔＸからなる層のＸの含有量は、前記Ｘへ印加する電力を変化させることで所望の値に調製した。各元素の含有量を表４〜６に示した。なお、参考として、上記表２に示したＦｅＰｔＲｈの測定結果の抜粋も表７として併せて示した。

実験例３〜５の結果と、実験例２の結果の抜粋を、図１０Ａ〜図１１Ｃにグラフとして示した。

（実験例２及び実験例３〜５の結果の評価）
図１０Ａ〜図１０Ｃに示したＦｅ／Ｐｔ＝１．２の場合を見ると、ＦｅＰｔＸでＸがＲｕ、Ｍｎ又はＣｕの場合と比較して、ＸがＲｈのとき、大きなＴｃの低下を示した（図１０Ａ）。また、Ｍｓ及びＫｕの値も、ＸがＲｈの場合、ＸがＲｕ、Ｍｎ又はＣｕと比較して、大きな値を示した（図１０Ｂ及び図１０Ｃ）。

次に、図１１Ａ〜図１１Ｃに示したＦｅ／Ｐｔ≦０．８５の場合を見ると、ＦｅＰｔＸでＸがＲｈのとき、ＸがＭｎ又はＣｕの場合と比較して、Ｔｃの低下を示したが、ＸがＲｕの場合と比較すると、Ｔｃの低下は同程度であった（図１１Ａ）。更に、Ｍｓ及びＫｕの値を比較すると、ＸがＲｈの場合、ＸがＲｕ、Ｍｎ又はＣｕと比較して、Ｍｓは大きな値を示すものの、Ｋｕ値は、十分とはいえない値であった（図１１Ｂ及び図１１Ｃ）。

実験例２の評価で説明した表２及び図６Ａ〜図９の結果、並びに、上記図１０Ａ〜図１１Ｃの結果から、ＦｅＰｔＲｈは、磁気記録層の材料として、優れたものであることがわかった。特に１０ａｔ％以下のＲｈの添加量において、バリアント量が低下し、面内配向成分が低下する。また、Ｒｈの添加量が１０ａｔ％以下の場合、ＸがＲｕ、Ｍｎ又はＣｕであるＦｅＰｔＸと比較しても、Ｔｃ、Ｍｓ、及びＫｕの優れた特性を実現できた。また、ＦｅＰｔＲｈ規則合金では、Ｆｅ／Ｐｔ比は、約０．９以上であることが好ましく、１．０以上であることがより好ましく、１．２以上であることが更に好ましい。

以上の結果より、ＦｅＰｔＲｈは、磁気記録層の材料として優れたものであり、その所定の組成範囲において、優れた磁気特性を有し、面内配向を増加させず、且つ、Ｔｃを低減することができる。

１０ 基板
２０ 密着層
３０ 下地層
４０ シード層
５０ 磁気記録層
６０ 保護層
２０２ 反強磁性ドメイン

Claims (2)

1. 基板と、磁気記録層とを含む磁気記録媒体であって、前記磁気記録層は、Ｆｅ、Ｐｔ及びＲｈを有する規則合金を含み、前記Ｆｅ、Ｐｔ及びＲｈを有する規則合金は、Ｆｅ／Ｐｔの比が１．２以上であり、前記Ｆｅ、Ｐｔ及びＲｈを有する規則合金のＲｈ含有量が１．５ａｔ％以上、１０ａｔ％以下であることを特徴とする磁気記録媒体。
2. 前記Ｆｅ、Ｐｔ及びＲｈを有する規則合金は、Ｆｅ含有量が５０ａｔ％以上であることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体。