磁性ナノ粒子分散膜の磁場による結晶配向と粒子整列化に基づく3次元積層化技術の確立

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FePt,FePdを用いた高密度磁気記録媒体の作製および実用化のためには,約10nm程度の規則相粒子を平面上に規則的に配列させる技術および基板に依存しない容易磁化軸(L1_0規則相のc軸)の制御法,の確立が必須である.そして,究極の磁気デバイスとしてナノ粒子の3次元規則配列化による多ビット情報の記録を考える必要がある.本研究では最終的には3次元配列に関する知見を得ることを目的とした基礎研究を行った.昨年度には2次元的な磁性ナノ粒子を強磁場中で規則的に配列した膜を作製することに成功した.本年度は結晶c軸を配向させるための,プロセスを新たに考案した.具体的には,FePtなどの磁性合金をスパッタする前段階にバッファー層として,低融点材料のSnあるいはホウ酸ガラスを堆積させた.また,単層膜および多層膜を作製して,550℃までの温度で10テスラ中で熱処理を施したところ,単層膜においては三角格子がきれいに配列することが明らかとなった.これは,低融点材料が,下地として流動的になることにより,粒子化とその規則的配列化をより効率的にすることができたものと考えられる.特に下地がSnの場合,室温付近でナノ粒子が形成されたが,熱処理温度を上げていくほど,Snとの合金化が避けられなかった.一方,ホウ酸ガラスの場合,550℃程度まで温度を上げる必要があったが,多層膜を用いてX線回折実験を行ったところ,200結晶軸が面直方向に配向することが明らかとなった.また,そのc軸方向もすべて面直に向いていることから,望みどおりのc軸配向構造が形成されたものと考えている.この結果を利用して,3次元のナノドットのc軸配向形成に向けて,現在取り組んでいるところである.