记录层和散热层之间有光学耦合多层的热辅助磁记录（HAMR）介质的制作方法

本发明整体涉及一种用作热辅助磁记录(hamr)介质的垂直磁记录介质，并且更具体地，涉及一种具有改进的光学和热特性的hamr介质。相关领域的描述在常规的连续颗粒磁记录介质中，磁记录层是盘的整个表面之上的连续颗粒磁性材料层。在磁记录盘驱动器中，用于盘上的记录层的磁性材料(或介质)被选择为具有足够的矫顽磁性，使得限定数据“位元”的磁化数据区域被精确地写入，并保持其磁化状态，直到被新的数据位元覆写。随着面数据密度(可记录在盘的单位表面积上的位元的数量)的增加，构成数据位元的磁性晶粒可小到使得它们可轻易地因磁化位元内的热不稳定性或搅动(所谓的“超顺磁性”效应)而消磁。为了避免所存储磁化的热不稳定性，需要具有高磁晶各向异性(ku)的介质。磁性晶粒的热稳定性在很大程度上由kuv确定，其中v是磁性晶粒的体积。因此，具有高ku的记录层对于热稳定性是重要的。然而，增大ku也增大介质的矫顽磁性，这可超出写入头的写入字段能力。由于已知记录层的磁性材料的矫顽磁性依赖于温度，因此针对热稳定问题提出的一种解决方案是热辅助磁记录(hamr)，其中磁记录材料在写入期间被局部加热以将矫顽磁性降低到足以进行写入，但其中矫顽磁性/各向异性又足够高，以在盘驱动器的环境温度(即，约15℃-60℃的正常操作温度范围)下实现所记录位元的热稳定性。在一些提出的hamr系统中，磁记录材料被加热至接近或高于其居里温度。然后，通过常规磁阻读取头在环境温度下回读所记录的数据。最常见类型的提出的hamr盘驱动器使用激光源和光学波导以及近场换能器(nft)。“近场”换能器是指“近场光学器件”，其中光通过具有亚波长特征的元件，并且光耦合到位于距第一元件亚波长距离的第二元件，诸如磁记录介质之类的基板。nft通常位于气体轴承滑块的气体轴承表面(gbs)处，该气体轴承滑块还支撑读/写头并且骑跨或“归档”在盘表面上方。一种类型的提出的具有垂直磁各向异性的高ku hamr介质是在l10相中化学有序的fept(或copt)合金。整体形式的化学有序的fept合金被称为面心四方(fct)l10有序相材料(也叫作cuau材料)。l10相的c轴是易磁化轴并且垂直于盘基板取向。为了获得l10相的期望化学有序，fept合金需要在沉积后进行退火或在基板保持在高温(例如，约500℃至700℃)的情况下进行沉积。fept合金磁性层通常还包含在fept晶粒之间形成并减小晶粒大小的分离子，如c、sio2、tio2、taox、zro2、sic、sin、tic、tin、b、bc或bn。在hamr介质中，种子-热障层如mgo用于诱导fept磁性晶粒产生期望(001)织构并且影响它们的几何微结构，并且还充当热障层，使得来自nft的热量不会太快地从fept记录层消散。散热层位于种子-热障层下方，以先将热量横向地(平面内)移动，然后竖直地(即，在记录层的平面外方向上)向下移动到基板，因此记录层中将存在较少的横向热量扩散。

背景技术：

技术实现思路

1、选自au、ag和cu的散热层为hamr介质提供良好的热和光学特性。au、ag和cu的高横向(平面内)热导率允许热量先横向移动，然后非常快速地竖直向下移动到基板。而且，au、ag和cu是等离激元材料。等离激元材料的一种定义是在感兴趣波长下消光系数k是折射率n的至少两倍大的金属或金属合金。因此，等离激元材料还提供极好的与nft的光学耦合，这在记录层中产生受限热源。

2、然而，将厚的au、ag、cu等离激元层直接结合在种子-热障层(通常为mgo)下方是困难的。记录层需要具有正确的颗粒结构和结晶取向以实现期望的磁特性。记录层由通常由薄的氧化/氮化分离材料分开的fept l10晶粒制成，并且需要高温沉积工艺。记录层还需要具有均匀的厚度并且需要非常平滑，使得滑块可保持在盘表面上方仅几纳米处。然而，au、ag和cu膜在高温下显著变粗糙，并且在加热时也易于相互扩散。为此，au、ag或cu散热层和种子-热障层之间需要中间层。但将散热层和记录层分开太大的距离对介质的热和光学性能是不利的。例如，当在10nm至25nm厚的中间层下方使用时，等离激元au、ag、cu的光学益处消失。

3、在本发明实施方案中，交替的等离激元材料和非等离激元材料的光学耦合多层位于种子-热障层和散热层之间，而不需要中间层。另选地，该多层可位于种子-热障层内。与散热层不同，该多层具有非常低的平面内和平面外热导率，因此不起到散热层的作用。为此，该多层下方需要单独的散热材料层。该多层的低热导率还允许该多层起到热障的作用。由于该多层中的等离激元材料，该多层提供极好的与nft的光学耦合。由于层压，该多层在退火时提供良好的稳定性。

4、重要的是，hamr介质在记录层中具有高的热梯度(tg)，这意味着正在记录的位元的边缘处存在急剧的温度下降。类似地，应最小化实现可接受的热梯度所需要的激光功率(lp)以延长nft的寿命，该热梯度主要由记录层下方的层的光学和热特性确定。本发明实施方案中的光学耦合多层提高了没有单个等离激元层的hamr介质的tg/lp比。

5、为了更全面地理解本发明的实质和优点，应当参考结合附图所作的以下具体描述。

技术特征：

1.一种热辅助磁记录介质，包括：

2.根据权利要求1所述的介质，其中所述等离激元材料选自au、ag、cu和rh。

3.根据权利要求1所述的介质，其中所述非等离激元材料选自rual合金、nita合金、crta合金以及cr、v、w或mo的氮化物。

4.根据权利要求1所述的介质，其中所述等离激元材料的层和所述非等离激元材料的层中的每个层具有大于或等于0.5nm并且小于或等于2nm的厚度。

5.根据权利要求1所述的介质，其中所述多层具有大于或等于3nm并且小于或等于20nm的厚度。

6.根据权利要求1所述的介质，其中所述散热层由选自cr、w、mo和它们的合金的材料形成。

7.根据权利要求1所述的介质，其中所述种子-热障层选自mgo和mto。

8.根据权利要求1所述的介质，其中所述多层中的非等离激元材料的层位于所述散热层上并与之接触。

9.根据权利要求1所述的介质，其中所述磁记录层还包含具有pt和选自fe和co的元素的基本上化学有序的合金，以及选自c、sio2、tio2、taox、zro2、sic、sin、tic、tin、b、bc和bn中的一者或多者的分离子。

10.根据权利要求1所述的介质，其中所述多层位于所述散热层上并与之接触，并且所述种子-热障层在所述多层上并与之接触。

11.根据权利要求1所述的介质，其中所述种子-热障层包括第一膜和第二膜，其中所述多层位于所述第一膜和所述第二膜之间，所述第一膜位于所述散热层上并与之接触，所述第二膜位于所述多层上并与之接触，并且所述记录层位于所述第二膜上并与之接触。

12.根据权利要求11所述的介质，其中所述第一种子-热障层膜和所述第二种子-热障层膜中的每一者选自mgo和mto。

13.根据权利要求11所述的介质，其中所述等离激元材料选自au、ag、cu和rh，并且所述非等离激元材料选自rual合金、nita合金、crta合金以及cr、v、w或mo的氮化物。

14.一种热辅助磁记录(hamr)盘驱动器，包括：

15.一种热辅助磁记录(hamr)盘，包括：

16.根据权利要求15所述的盘，其中所述等离激元材料的层和所述非等离激元材料的层中的每个层具有大于或等于0.5nm并且小于或等于2nm的厚度，并且其中所述多层具有大于或等于3nm并且小于或等于20nm的厚度。

17.一种热辅助磁记录(hamr)盘驱动器，包括：

18.一种热辅助磁记录(hamr)盘，包括：

19.根据权利要求18所述的盘，其中所述等离激元材料的层和所述非等离激元材料的层中的每个层具有大于或等于0.5nm并且小于或等于2nm的厚度，并且其中所述多层具有大于或等于3nm并且小于或等于15nm的厚度。

20.一种热辅助磁记录(hamr)盘驱动器，包括：

技术总结本发明公开了一种热辅助磁记录(HAMR)盘，该HAMR盘有磁记录层(通常为FePt化学有序合金)、位于该记录层下方的种子‑热障层(通常为MgO)、散热层以及位于该散热层和该种子‑热障层之间的交替的等离激元材料和非等离激元材料的光学耦合多层。与散热层不同，该多层具有非常低的平面内和平面外热导率，因此不起到散热层的作用。该多层的低热导率还允许该多层起到热障的作用。由于该多层中的这些等离激元材料，该多层提供极好的与该HAMR盘驱动器的近场换能器(NFT)的光学耦合。技术研发人员：P-O·朱伯特,P·C·多尔西,H·C·何受保护的技术使用者：西部数据技术公司技术研发日：技术公布日：2024/3/11