垂直磁気記録媒体用「層状不整擬似六方晶」材料の開発とその自己組織配列化

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本研究の目的は,提案中の新規一軸性結晶材料「層状不整擬似六方晶」の実材料を見出し,垂直磁気記録媒体用の一軸性結晶の代替材料選択の自由度を大幅に拡張することにある.磁性層,下地層,裏打ち層の三層からなる垂直磁気記録媒体の高記録密度化には,Co基合金-酸化物グラニュラ媒体の熱擾乱耐性および信号品質の向上が課題であり,更なる高一軸結晶磁気異方性(K_u)を有する材料開発が急務である.一方,社会への安定供給の観点からは,非磁性下地層用の希少貴金属であるRuの代替材料開発が必須である.私は本年度の研究において,1.インプレーンX線回折法による下地層代替材として積層欠陥(SF_s)を含む擬似六方晶材料を開発した.具体的には,PdW等の合金が,Ruを含む下地層材料を代替可能であることを示した.このことは資源リスク回避の点から材料の選択の自由度を大幅に拡大したことに対応し,実用上極めて有用である. 2.また純Co薄膜の稠密六方晶(hcp)積層時に形成されるSF_sとK_uとの関連性を明らかにした.その結果,スパッタで作製されたCo薄膜通常含まれる,約10%のSF_sを2種類の成膜法(約10nm以上の大きな表面凹凸を有する下地層上への成膜または400-500℃での基盤加熱成膜)により約2%以下にまで低減させられることがわかった.上記積層欠陥の低減により,Co薄膜のKuは2.0×10^6 erg/cm3からほぼバルク値同等の6.0×10^6 erg/cm^3にまで増大することがわかった.さらに,積層欠陥が低減するにしたがい,K_uの2階回転成分が約0.2×10^6 erg/cm^3から5.0×10^6 erg/cm^3にまで大幅に増大することがわかった.一方,4階回転成分は約2.5×10^6 erg/cm^3から1.0×10^6 erg/cm3に低下することがわかった.この結果は,Co基合金薄膜を用いた超高記録密度媒体材料の基礎知見として非常に重要である. 3.さらに,グラニュラ媒体で信号品質に強く影響する反転磁界分布に及ぼす内部磁界の分散を強磁性共鳴法により定量評価することに初めて成功した.この手法によりグラニュラ媒体を解析した結果,保磁力近辺で実現される磁化状態では,約4.3±1.4kOeの交換結合磁界が残存していることを明らかとした.これは粒間の交換相互作用の大きさを等価的な場として定量化した点で重要な知見である.