носитель для продольной магнитной записи

Классы МПК:G11B5/66 многослойные носители записи 
Автор(ы):, ,
Патентообладатель(и):Российский научный центр "Курчатовский институт"
Приоритеты:
подача заявки:
1991-03-06
публикация патента:

Использование: вычислительная техника, банки данных большого объема. Сущность изобретения: носитель содержит основу и подслой из алмазоподобного углерода толщиной носитель для продольной магнитной записи, патент № 2010356 . На подслое размещен магнитный рабочий слой из соединения кобальт - самарий, разделенный по толщине на равные части немагнитными слоями из алмазоподобного углерода толщиной носитель для продольной магнитной записи, патент № 2010356 . Рабочий слой защищен защитным слоем из алмазоподобного углерода толщиной носитель для продольной магнитной записи, патент № 2010356 . 3 з. п. ф-лы, 2 ил. , 2 табл.
Рисунок 1, Рисунок 2

Формула изобретения

1. НОСИТЕЛЬ ДЛЯ ПРОДОЛЬНОЙ МАГНИТНОЙ ЗАПИСИ , содеpжащий основу, на котоpой последовательно pазмещены подслой, магнитный кобальтосодеpжащий pабочий слой и защитный углеpодный слой, отличающийся тем, что, с целью повышения плотности записи, в него введены pавнотолщинные немагнитные слои, pазделяющие по толщине на pавные части магнитный pабочий слой, котоpый выполнен из соединения кобальт - самаpий.

2. Носитель по п. 1, отличающийся тем, что немагнитные слои выполнены из алмазоподобного углеpода толщиной 8 - 12 носитель для продольной магнитной записи, патент № 2010356.

3. Носитель по п. 1, отличающийся тем, что подслой выполнен из алмазоподобного углеpода толщиной 100 - 1000 носитель для продольной магнитной записи, патент № 2010356.

4. Носитель по п. 1, отличающийся тем, что защитный слой выполнен из алмазоподобного углеpода толщиной 200 - 300 носитель для продольной магнитной записи, патент № 2010356.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к регистрации информации магнитными методами и может быть использовано в вычислительной технике при записи и воспроизведении информации.

Известен носитель для вертикальной и магнитной записи, содержащий основу, подслой и многослойную магнитную рабочую среду, которая разделена по толщине на равные части толщиной 200-300 носитель для продольной магнитной записи, патент № 2010356 равнотолщинными слоями из немагнитного материала, причем рабочая среда выполнена из Co, Cr, Та или Со Cr. Данный многослойный носитель может быть использован только для вертикальной магнитной записи и не позволяет производить продольную магнитную запись информации [1] .

Известен магнитный носитель для продольной записи, в котором материалом рабочего слоя является аморфный сплав CoSm, полученный вакуумным осаждением [2] . На этом носителе было получено значение плотности записи 630 перемагнич/мм, что недостаточно для перспективного носителя записи информации.

Известен также магнитный носитель для продольной записи, состоящий из алюминиевой подложки, подслоя из NiP толщиной 100 мкм, промежуточного металлического слоя Cr толщиной 1 мкм, рабочего магнитного слоя из CoNi толщиной 1000 носитель для продольной магнитной записи, патент № 2010356 и защитного слоя углерода толщиной 500 носитель для продольной магнитной записи, патент № 2010356 [3] . Недостатком данного носителя является большая толщина как магнитного слоя, так и носителя в целом. Кроме того, данный носитель не позволяет записывать информацию с высокой плотностью.

Целью изобретения является повышение плотности записи.

Для достижения цели предложен носитель для продольной магнитной записи, содержащий основу, на которой последовательно размещены подслой, магнитный рабочий слой и защитный углеродный слой, причем в него введены равнотолщинные немагнитные слои, разделяющие по толщине на равные части магнитный рабочий слой, который выполнен из соединения кобальт-самарий.

Кроме того, немагнитные слои могут быть выполнены из алмазоподобного углерода толщиной 8-12 носитель для продольной магнитной записи, патент № 2010356. Подслой в носителе выполнен из алмазоподобного углерода толщиной 100-1000 носитель для продольной магнитной записи, патент № 2010356. Защитный слой в носителе может быть выполнен из алмазоподобного углерода толщиной 200-300 носитель для продольной магнитной записи, патент № 2010356. Конструкция носителя позволяет поднять плотность записи, как показали исследования, до 1700 перемагнич/мм; при этом толщина немагнитных прослоек из алмазного углерода 8-12 носитель для продольной магнитной записи, патент № 2010356 обеспечивает наилучшие параметры магнитного носителя записи.

На фиг. 1 представлен носитель, поперечный разрез (фиг. 1); на фиг. 2 - амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) носителей.

Носитель содержит основу 1, подслой 2, рабочие магнитные слои из аморфного материала CoSm 3, 5, 7, промежуточные немагнитные слои 4, 6 и защитный слой 8.

Изготовление носителя осуществляли методом ионно-плазменного нанесения в едином технологическом цикле следующим образом. На предварительно очищенную с помощью катодно-вакуумного травления поверхность основы из алюминия наносили вышеперечисленные слои, причем подслой 2, промежуточные слои 4, 6 и защитный слой 8 были выполнены из немагнитного материала, в частности из сверхпрочной пленки алмазоподобного углерода. Количество рабочих слоев CoSm может быть различным, но, как правило, ограничивалось двумя-тремя. Количество рабочих слоев, а следовательно, промежуточных немагнитных слоев определялось следующими факторами: с одной стороны, меньше определенной величины рабочий магнитный слой быть не может, так как сверхтонкий слой теряет магнитные свойства (резко уменьшается величина коэрцитивной силы). Экспериментально эта толщина равнялась 200 носитель для продольной магнитной записи, патент № 2010356.

Верхний предел - 1000 носитель для продольной магнитной записи, патент № 2010356 определялся требованием к разрешающей способности носителя, которая зависит от толщины магнитного носителя следующим образом: Kразр носитель для продольной магнитной записи, патент № 2010356 Hс/Dноситель для продольной магнитной записи, патент № 2010356 Br, где Кразр - разрешающая способность, % ;

Нс - коэрцитивная сила, э;

D - толщина носителя, мкм;

Br - остаточная индукция, Тл.

Общепринятой величиной толщины рабочего слоя в стандартных носителях для продольной записи является значение 600-1000 носитель для продольной магнитной записи, патент № 2010356. Разбивка рабочего слоя на равные единичные слои по 300 носитель для продольной магнитной записи, патент № 2010356 каждый была оптимальной. Количество рабочих слоев, превышающих три, не дает преимуществ, так как приводит к увеличению толщины носителя более 1000 носитель для продольной магнитной записи, патент № 2010356, что ухудшает разрешающую способность МД.

В соответствии с указанной структурой были изготовлены различные модификации МД, представленные в табл. 1 и 2.

Определение электроимпульсных параметров и достижимой плотности записи магнитного носителя осуществлялось на стенде измерения электроимпульсных параметров. Для измерений использовалась мини-монолитная головка записи воспроизведения с длиной зазора 70 мкм и шириной 1,2 мкм. Ключевым параметром, определяющим возможность использования того или иного носителя в качестве рабочего слоя магнитного диска высокой плотности записи, является его разрешающая способность при записи и считывании сигнала на различных частотах при достаточно больших величинах считываемого сигнала (мВ).

Кроме указанных параметров, существуют такие характеристики, как отношение сигнал/шум, уровень перезаписи, модуляция и другие. Обеспечение требуемых значений этих параметров проще и во многом зависит от достижения параметров, указанных ранее. У всех МД, приведенных в таб. 1 и 2, отношение сигнал/шум, уровень перезаписи, модуляция соответствуют высоким международным стандартам (МД фирм Leybold, Seagate, Vertex). Наиболее критичной зоной МД с точки зрения достижения требуемых параметров является область внутреннего радиуса. Как правило, крайняя внутренняя дорожка МД диаметром 130 мм соответствует радиусу R= 33 мм. Поэтому все результаты, приведенные в табл. 1 и 2, даны по результатам измерения характеристик на R= 33 мм, где достигнуть высоких значений труднее. Для сравнения приведены соответствующие значения МД-аналога фирмы Leybold, изготовленного вакуумным распылением.

В табл. 1 приведены результаты измерения электроимпульсных параметров МД, отличающихся структурой носителя. Диск М1 имел монолитную структуру рабочего слоя толщиной 600 носитель для продольной магнитной записи, патент № 2010356 без промежуточных немагнитных слоев. Диск М2 имел промежуточный немагнитный слой из алмазоподобного углерода толщиной 20 носитель для продольной магнитной записи, патент № 2010356, разделявшей рабочий слой на две равные части по 300 носитель для продольной магнитной записи, патент № 2010356 каждая. Магнитный носитель диска МЗ был также двухслойным, но промежуточный немагнитный слой имел толщину 10 носитель для продольной магнитной записи, патент № 2010356. Все эти МД имели подслой и защитный слой из той же пленки алмазоподобного углерода, равные у всех МД.

Из табл. 1 следует, что при дроблении рабочего слоя по сравнению с однослойным носителем толщиной, равной суммарной толщине многослойного рабочего слоя, улучшается разрешающая способность, а также увеличивается величина воспроизводимого сигнала, что позволяет рассматривать полученные МД как перспективные для продольной записи высокой плотности. В табл. 2 приведены зависимости электроимпульсных параметров от толщины немагнитного слоя.

Измерения показали, что при трехслойном рабочем магнитном слое определяемые параметры Kr2F, U1F, U2F максимальны при толщине немагнитных слоев DL= 10 носитель для продольной магнитной записи, патент № 2010356. (диск М6). При увеличении DL в два раза (20 носитель для продольной магнитной записи, патент № 2010356) - диск М4 - разрешение Kr2F падает с 76 до 68% .

Воспроизводимый сигнал U2F уменьшается с 1,46 до 1,18 мВ, т. е. на 19% . При уменьшении толщины немагнитного слоя DL в два раза (5 носитель для продольной магнитной записи, патент № 2010356) - диск М7 - эффект еще более сильный. Сигнал снижается на 35% (с 1,46 до 0,95 мВ). Разрешающая способность падает с 76 до 62% . В качестве примера, иллюстрирующего превосходство трехслойной структуры рабочего слоя с оптимальной толщиной единичного слоя 300 носитель для продольной магнитной записи, патент № 2010356 перед двухслойной при равенстве общей толщины в 900 носитель для продольной магнитной записи, патент № 2010356, т. е. при уменьшении толщины единичного магнитного слоя с 450 носитель для продольной магнитной записи, патент № 2010356 до 300 носитель для продольной магнитной записи, патент № 2010356, приведены данные диска М8. Магнитный диск М5 с промежуточным немагнитным слоем DL= 15 носитель для продольной магнитной записи, патент № 2010356 занимает промежуточное положение между дисками М4 И М6.

Разделение рабочего слоя МД на несколько слоев позволяет уменьшить толщину единичного магнитного слоя до 300 носитель для продольной магнитной записи, патент № 2010356, не уменьшая воспроизводимый сигнал. Наличие подслоя и защитного слоя из алмазоподобного углерода повышает износостойкость МД и его коэрцитивность, которая непосредственно влияет на разрешающую способность а, следовательно, и на плотность записи.

Толщина подслоя варьировалась в пределах 100-1000 носитель для продольной магнитной записи, патент № 2010356. Нижний предел (100 носитель для продольной магнитной записи, патент № 2010356) определялся, исходя из того, что при меньшей толщине подслоя влияние поверхности алюминиевой основы исключается не полностью и, кроме того, ухудшается общая износостойкость носителя. С другой стороны, верхняя граница (1000 носитель для продольной магнитной записи, патент № 2010356) ограничена временем распыления материала подслоя, т. е. экономическим фактором. Таким образом, как по соображениям экономичности, так и вследствие достаточности положительного эффекта, оптимальной следует считать толщину подслоя из алмазоподобного углерода DLo= 400 носитель для продольной магнитной записи, патент № 2010356.

Итогом полученных результатов и достигнутых значений явилось построение амплитудно-частотных характеристик магнитного носителя в сравнении с существующими аналогами (см. фиг. 2). Окончательная оценка проводилась по параметру Д 50. Этот общепринятый показатель характеризует то значение плотности записи, при котором амплитуда воспроизводимого сигнала носителя уменьшается вдвое. Этот параметр определяет носитель записи в целом. В него вносят свой вклад и электроимпульсные характеристики, и коэрцитивная сила, и толщина носителя, и качество поверхности. Ухудшение какого-либо из этих параметров обязательно сказывается на величине плотности записи.

Эти характеристики снимались на 5,25-дюймовых МД ( носитель для продольной магнитной записи, патент № 2010356 = 130 мм).

Толщины рабочих слоев МД, приведенных на фиг. 2, равны 1000 носитель для продольной магнитной записи, патент № 2010356 за исключением предложенного магнитного диска, у которого общая толщина рабочего магнитного слоя составила 600 носитель для продольной магнитной записи, патент № 2010356.

Измерения проводились магнитной головкой (МГ) типа Winchester из MnZn феррита с длиной зазора 1,2 мкм и шириной зазора 80 мкм. Скорость вращения МД на шпинделе была равна 1800 об/мин и, соответственно, скорость перемещения МД относительно МГ на радиусе R= 59,5 мм равнялась 11,2 м/с (как и в работе [2] ). Из анализа фиг. 2 видно, что предложенный носитель (зависимость 4) значительно превосходит (Д50= 43000 пер/дюйм или 1700 пер/мм) аналогичный носитель из CoSm (зависимость 3), у которого Д50= 16000 пер/дюйм (630 пер/мм), и тем более приведенные для сравнения существующие носители на материале CoP (зависимость 2, Д50= 13500 пер/дюйм или 530 пер/мм) и ферролаковые (зависимость 1, Д50= 1100 пер/дюйм или 430 пер/мм).

Таким образом, многослойная конструкция магнитного носителя для продольной записи обеспечивает достижение значительно больших значений плотности записи информации на аморфном материале COSm (в 2,7 раза).

(56) 1. Заявка ЕПВ N 0216610, кл. G 11 B 5/66, 1987.

2. IEEE "Trans. on magn. ", vol. 20, N 2, march, 1984, p. 420-425.

3. Proceeding of the First International Symposium on some problems of solid state physics. K. Roll "Sputtering" technology for magnetic media in date storage application, Moscow, 3-5 th apr. 1984.

Наверх