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JP2000298892A - Multiple-value recording medium and multiple-value magnetic recording data reproduction system - Google Patents

Multiple-value recording medium and multiple-value magnetic recording data reproduction system

Info

Publication number
JP2000298892A
JP2000298892A JP11108541A JP10854199A JP2000298892A JP 2000298892 A JP2000298892 A JP 2000298892A JP 11108541 A JP11108541 A JP 11108541A JP 10854199 A JP10854199 A JP 10854199A JP 2000298892 A JP2000298892 A JP 2000298892A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
magnetic
recording
recording medium
valued
magnetic recording
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP11108541A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Norikazu Oshima
則和 大嶋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP11108541A priority Critical patent/JP2000298892A/en
Publication of JP2000298892A publication Critical patent/JP2000298892A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a multiple-value magnetic recording medium that is capable of multiple-value recording where magnetization information and form change information are combined by utilizing expansion and contraction depending on the magnetization direction of a magnetic body and further a multiple-value magnetic recording data reproduction system for reading multiple-value data in a contact reproduction system from the multiple-value recording medium. SOLUTION: A thin-film magnetic material where volume changes depending on a magnetization direction is used as a recording layer, and a multiple-value magnetic recording medium for taking a four-value state due to a magnetization arrangement where magnetization is in up/down directions vertical to a film surface or left/right directions horizontal to the direction of the film surface is manufactured. Also, a magnetic resistance-(MR)-type magnetic head is used, a signal by magnetic flux and a thermal asperity signal being generated when hitting against a projection being generated by form change by the magnetic head are simultaneously detected for separating magnetic information/volume information by signal processing. The recording multiple-value data are reproduced by the combination of each separated information.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、高密度な磁気記録
を実現するための多値磁気記録方式およびその媒体に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a multivalued magnetic recording system for realizing high-density magnetic recording and a medium therefor.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、磁気ディスク装置は、高密度化・
大容量化を種々の技術で実現している。それらの技術
は、例えば、低磁気スペーシング化、磁気ディスク媒体
材料の結晶粒微細化、等である。これらの技術に関する
研究開発が進展したことによって、ハードディスクの単
位面積あたりの記録密度は著しい向上を見せている。
2. Description of the Related Art In recent years, magnetic disk drives have become increasingly denser.
Large capacity is realized by various technologies. These techniques include, for example, lower magnetic spacing, finer crystal grains of a magnetic disk medium material, and the like. As the research and development of these technologies have progressed, the recording density per unit area of a hard disk has been significantly improved.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし、磁気ディスク
上の記録ビットには、異方性の強さと熱エネルギーで決
定される最小安定サイズが存在する。したがって、単純
に記録ビットサイズを小さくする手法には限界があると
考えられている。これを克服し更なる高密度記録を実現
するためには記録方式自体の検討が必要である。
However, a recording bit on a magnetic disk has a minimum stable size determined by the strength of anisotropy and thermal energy. Therefore, it is considered that there is a limit to a method of simply reducing the recording bit size. In order to overcome this and realize higher density recording, it is necessary to study the recording method itself.

【0004】こうした最小安定サイズが存在する条件で
更なる高密度記録を達成するためには、一つの記録単位
により多くの情報を持たせた多値記録を実現することが
有効である。ところが、従来の磁気記録方式では、二値
記録のみを採用してきた。例えば、磁気ディスクの膜面
に平行な方向に磁場を印加する長手磁気記録方式では、
磁化の向きが正方向と逆方向とで互い違いになることを
利用して二値記録を実現している。また、磁気ディスク
の膜面に垂直な方向に磁場を印加する垂直磁気記録方式
においても、磁化の向きが正方向と逆方向とで互い違い
になることを利用して二値記録を実現している。このよ
うに、従来は多値記録は実現されていなかった。
In order to achieve higher-density recording under the condition that such a minimum stable size exists, it is effective to realize multi-level recording in which one recording unit has more information. However, in the conventional magnetic recording method, only binary recording has been adopted. For example, in a longitudinal magnetic recording method in which a magnetic field is applied in a direction parallel to the film surface of a magnetic disk,
Binary recording is realized by utilizing the fact that the direction of magnetization alternates between the forward direction and the reverse direction. Also, in a perpendicular magnetic recording method in which a magnetic field is applied in a direction perpendicular to the film surface of a magnetic disk, binary recording is realized by utilizing the fact that the direction of magnetization alternates between a forward direction and a reverse direction. . As described above, conventionally, multi-level recording has not been realized.

【0005】本発明は、かかる課題に鑑みなされたもの
であり、その目的は、一つの記録ビットに3値以上の多
値情報を持たせた多値磁気記録媒体を提供することであ
る。具体的には、記録ビットの磁化方向に加えて、磁気
の発生にともなう記録ビットの形態変化を利用し、一つ
の記録ビットに3値以上の多値情報を持たせた磁気ディ
スク媒体を提供することである。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a multilevel magnetic recording medium in which one recording bit has three or more levels of multilevel information. More specifically, there is provided a magnetic disk medium in which one recording bit has three or more values of multi-value information by utilizing a change in form of the recording bit due to the generation of magnetism in addition to the magnetization direction of the recording bit. That is.

【0006】さらに、本発明の他の目的は、上記多値磁
気記録媒体から記録データを再生する多値磁気記録デー
タ再生システムを提供することである。
Another object of the present invention is to provide a multi-valued magnetic recording data reproducing system for reproducing recorded data from the multi-valued magnetic recording medium.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項1記載の多値磁気記録媒体は、データを記録
する記録層を含む磁気記録媒体において、前記記録層
は、磁界を印加することによって体積が膨張・収縮する
磁気材料であって、前記磁界の方向によって体積膨張・
収縮する方向が定まる磁気材料からなり、前記磁気材料
の形態変化と前記磁気材料の磁化方向との組み合わせを
記録状態として利用する構成としてある。したがって、
形態変化と磁化方向とを組み合わせて記録状態としてあ
るため、2値を超える多値記録が可能である。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a multi-valued magnetic recording medium, comprising: a recording layer for recording data; Is a magnetic material whose volume expands and contracts due to the
It is made of a magnetic material whose shrinking direction is determined, and uses a combination of a change in form of the magnetic material and a magnetization direction of the magnetic material as a recording state. Therefore,
Since the recording state is obtained by combining the morphological change and the magnetization direction, multi-value recording exceeding two values is possible.

【0008】請求項2記載の多値磁気記録媒体は、前記
磁気材料を円柱状に加工して円柱状突起を構成させ、前
記基板上に前記円柱突起を複数個配置し、前記各円柱状
突起が、磁界を印加した場合の形状変化と磁化方向変化
との組み合わせによる記録状態を有する構成としてあ
る。このような構成によれば、各円柱突起が独立して形
状変化しうるため、形態変化を効率よく生じさせること
ができる。換言すれば、形態変化に高い制御性を持たせ
ることができる。
According to a second aspect of the present invention, in the multi-valued magnetic recording medium, the magnetic material is processed into a columnar shape to form a columnar protrusion, and the plurality of columnar protrusions are arranged on the substrate. Have a recording state by a combination of a change in shape and a change in magnetization direction when a magnetic field is applied. According to such a configuration, the shape of each of the cylindrical projections can be changed independently, so that the form change can be efficiently caused. In other words, high controllability can be imparted to the form change.

【0009】請求項3記載の多値磁気記録媒体は、非磁
性体からなる基板に、所定径の円筒状の穴を複数形成
し、これらの穴に前記磁気材料を埋め込んで前記記録層
を形成させた構成としてある。このような構成によれば
円柱状突起を効率よく作成でき、かつ、磁気ヘッドの衝
突に対する機械的な耐性を向上させることができる。
According to a third aspect of the present invention, in the multi-valued magnetic recording medium, a plurality of cylindrical holes having a predetermined diameter are formed in a substrate made of a non-magnetic material, and the recording material is formed by embedding the magnetic material in these holes. There is a configuration that allows. According to such a configuration, the columnar protrusion can be efficiently formed, and the mechanical resistance against the collision of the magnetic head can be improved.

【0010】請求項4記載の多値磁気記録媒体は、前記
基板は非磁性セラミクスからなる構成としてある。非磁
性セラミクス中に円柱状突起を埋め込めば、円柱状突起
に磁気的な影響を及ぼすことなく、円柱状突起を機械的
に保護することができる。
According to a fourth aspect of the present invention, in the multilevel magnetic recording medium, the substrate is made of non-magnetic ceramics. When the columnar projections are embedded in the nonmagnetic ceramics, the columnar projections can be mechanically protected without magnetically affecting the columnar projections.

【0011】請求項5記載の多値磁気記録媒体は、前記
穴の径は、略0.1ミクロン径である構成としてある。
このようなサイズにすれば、記録ビットを十分小さく
し、高密度な磁気記録を達成することができる。
According to a fifth aspect of the present invention, the diameter of the hole is approximately 0.1 micron.
With such a size, the recording bits can be made sufficiently small, and high-density magnetic recording can be achieved.

【0012】請求項6記載の多値磁気記録媒体は、表面
に複数の突起が形成された基板を備え、前記磁気材料を
前記基板の突起が形成されている表面上に設けて、前記
記録層を構成としてある。このような構成によれば、突
起によって記録層が分断され、突起の間の記録総武分が
記録ビットを構成する。その結果、磁気材料を上記円柱
状に構成した場合と同様に、形態変化をより効率的に行
わせることができる。
7. The multi-valued magnetic recording medium according to claim 6, further comprising a substrate having a plurality of projections formed on a surface thereof, wherein the magnetic material is provided on a surface of the substrate on which the projections are formed, and wherein the recording layer is provided. Is the configuration. According to such a configuration, the recording layer is divided by the protrusion, and the total recording between the protrusions constitutes the recording bit. As a result, the morphological change can be performed more efficiently, as in the case where the magnetic material is formed in the cylindrical shape.

【0013】請求項7記載の多値磁気記録媒体は、前記
基板をInPで構成し、前記突起をInAsで構成して
ある。このような構成によれば、後述するようにピラミ
ッド状(四角錐状)突起を自然形成させることができ、
効率的に突起を構成することができる。
According to a seventh aspect of the present invention, the substrate is made of InP, and the projection is made of InAs. According to such a configuration, pyramid-shaped (quadrangular pyramid-shaped) projections can be naturally formed as described later,
Protrusions can be efficiently formed.

【0014】請求項8記載の多値磁気記録媒体は、前記
基板をプラスチックで構成し、前記突起もプラスチック
で構成してある。プラスチックで構成しているため、I
nPで基板を構成した場合と比べて、材料の入手が容易
で製造設備が簡易なものとなる。
In the multilevel magnetic recording medium according to the present invention, the substrate is made of plastic, and the projections are also made of plastic. Because it is made of plastic, I
As compared with the case where the substrate is made of nP, the material can be easily obtained and the manufacturing equipment can be simplified.

【0015】請求項9記載の多値磁気記録媒体は、前記
突起を、数nmサイズの四角錐形状に構成してある。こ
のような構成によれば、上記突起を容易に構成すること
ができる。
According to a ninth aspect of the present invention, in the multi-valued magnetic recording medium, the protrusion is formed in a quadrangular pyramid shape having a size of several nm. According to such a configuration, the protrusion can be easily configured.

【0016】請求項10記載の多値磁気記録媒体は、前
記磁気材料としてFe−Rh合金を用いた構成としてあ
る。このFe−Rh合金によれば、磁界の印加による形
態変化を大きくすることができる。
A multi-valued magnetic recording medium according to a tenth aspect is configured such that an Fe-Rh alloy is used as the magnetic material. According to this Fe-Rh alloy, the morphological change due to the application of a magnetic field can be increased.

【0017】請求項11記載の多値磁気記録媒体は、前
記磁気材料が磁気形状記憶合金を用いた構成としてあ
る。このような構成によっても、磁界の印加による形態
変化を大きくすることができる。
The multi-valued magnetic recording medium according to claim 11 is configured such that the magnetic material uses a magnetic shape memory alloy. With such a configuration as well, the morphological change due to the application of the magnetic field can be increased.

【0018】請求項12記載の多値磁気記録媒体は、前
記磁気形状記憶合金としてMn−Gaを用いた構成とし
てある。特に、Mn−Ga合金によれば、さらに磁界の
印加による形態変化を大きくすることができる。
A multi-valued magnetic recording medium according to a twelfth aspect has a configuration using Mn-Ga as the magnetic shape memory alloy. In particular, according to the Mn-Ga alloy, the morphological change due to the application of a magnetic field can be further increased.

【0019】請求項13記載の多値磁気記録データ再生
システムは、多値磁気記録媒体の記録層中の各記録ビッ
トの磁化方向を検出する磁化方向検出手段と、前記記録
層中の前記各記録ビットの形態変化を検出する形態変化
検出手段と、を含み、前記磁化方向の検出と、前記形態
変化の検出とが、同一の記録ビットに対して同時に行わ
れる構成としてある。同時に磁化方向と形態変化を検出
しているので、ある所定の記録ビットの磁化方向と形態
変化の組み合わせを確実に検出することができる。
A multi-valued magnetic recording data reproducing system according to claim 13, wherein a magnetization direction detecting means for detecting a magnetization direction of each recording bit in a recording layer of the multi-valued magnetic recording medium, and said each recording in the recording layer. And a morphological change detecting means for detecting a morphological change of a bit, wherein the detection of the magnetization direction and the detection of the morphological change are performed simultaneously for the same recording bit. At the same time, since the magnetization direction and the morphological change are detected, a combination of the magnetization direction and the morphological change of a predetermined recording bit can be reliably detected.

【0020】請求項14記載の多値磁気記録データ再生
システムは、前記形態変化検出手段が、前記形態変化を
サーマルアスペリティ信号を介して検出し、前記磁化方
向検出手段が、前記磁化方向を磁気記録信号の磁束変化
を介して検出する構成としてある。このような構成よれ
ば、サーマルアスペリティ信号によって間接的に形態変
化を検出することができる。
According to another aspect of the present invention, the form change detecting means detects the form change via a thermal asperity signal, and the magnetization direction detecting means magnetically records the magnetization direction. The configuration is such that detection is performed via a change in magnetic flux of a signal. According to such a configuration, a form change can be indirectly detected by the thermal asperity signal.

【0021】請求項15記載の多値磁気記録データ再生
システムは、前記形態変化検出手段及び前記磁化方向検
出手段が、MR磁気ヘッドである構成としてある。MR
磁気ヘッドを用いれば、磁気信号とサーマルアスペリテ
ィ信号とを同時に検出できるので、磁化方向と形態変化
を容易に同時に検出することができる。
According to a fifteenth aspect of the present invention, in the multi-valued magnetic recording data reproducing system, the shape change detecting means and the magnetization direction detecting means are MR magnetic heads. MR
If a magnetic head is used, a magnetic signal and a thermal asperity signal can be detected simultaneously, so that the magnetization direction and the morphological change can be easily detected simultaneously.

【0022】請求項16記載の多値磁気記録データ再生
システムは、前記MR磁気ヘッドが前記多値磁気記録媒
体に対してコンタクト再生を行う構成としてある。この
ような構成によれば、コンタクト再生によってサーマル
アスペリティ信号と磁気信号とを同時に検出することが
できる。
A multi-valued magnetic recording data reproducing system according to claim 16 is configured such that the MR magnetic head performs contact reproduction on the multi-valued magnetic recording medium. According to such a configuration, the thermal asperity signal and the magnetic signal can be simultaneously detected by contact reproduction.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を図面に基づいて説明する。まず、本実施の形態の原理
を説明する。磁界を印加することによって形態変化が生
じる磁性材料が知られている。本実施の形態では、磁化
方向に依存して形態変化が生じる材料のうち、その形態
変化が大きな薄膜磁性材料を記録層として採用してい
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. First, the principle of the present embodiment will be described. Magnetic materials that undergo a morphological change when a magnetic field is applied are known. In the present embodiment, a thin-film magnetic material whose morphological change is large among the materials whose morphological change depends on the magnetization direction is employed as the recording layer.

【0024】そして、磁化方向が膜面に対して垂直な上
下方向、又は、磁化方向が膜面方向に水平な左右方向、
のいずれかの方向を取ることによって4値の状態を一つ
の磁気ビットに形成することができる。換言すれば、こ
れらの磁化配列による4値の状態を記録ビット上に形成
することができるのである。
And a vertical direction whose magnetization direction is perpendicular to the film surface, or a horizontal direction whose magnetization direction is horizontal to the film surface direction.
The quaternary state can be formed in one magnetic bit by taking any of the directions. In other words, a quaternary state based on these magnetization arrangements can be formed on the recording bit.

【0025】また、以下に述べる本実施形態では磁気抵
抗(MR)型磁気ヘッドを用い、磁束による信号と磁気
ヘッドが突起物に衝突した場合に発生するサーマルアス
ペリティ信号を同時に検出している。磁束による信号と
サーマルアスペリティ信号とは重畳して得られるが、こ
の信号に対して所定の信号処理を施すことによって、磁
気情報と体積情報とを分離することができる。その結
果、上述した多値の情報を再生することができる。
In the embodiment described below, a magnetoresistive (MR) type magnetic head is used to simultaneously detect a signal due to magnetic flux and a thermal asperity signal generated when the magnetic head collides with a projection. The signal due to the magnetic flux and the thermal asperity signal are obtained by being superimposed. By subjecting this signal to predetermined signal processing, magnetic information and volume information can be separated. As a result, the above-described multi-value information can be reproduced.

【0026】本実施形態においては、磁気ヘッドが記録
媒体と衝突して発熱し、そのときに現れるサーマルアス
ペリティ信号を利用している。したがって、そのような
現象が生じる磁気ヘッドならどのような磁気ヘッドでも
使用可能である。ただし、実際にはサーマルアスペリテ
ィ効果が顕著になるのはMRヘッドであるため、本実施
形態ではMRヘッドでデータを再生した場合について説
明する。
In this embodiment, the magnetic head generates heat by colliding with the recording medium, and utilizes a thermal asperity signal which appears at that time. Therefore, any magnetic head in which such a phenomenon occurs can be used. However, since the thermal asperity effect is actually remarkable in the MR head, this embodiment will describe a case where data is reproduced by the MR head.

【0027】ところで、従来から用いられてきた磁気記
録方式は、2通りの磁化方向を2種の記録状態として利
用した二値記録方式である。磁気記録では記録ビットを
小さくすると磁化される部分の体積が減少する。この体
積の減少にともなって記録ビットが超常磁性化し、熱揺
らぎのため記録磁化状態が不安定になることが知られて
いる。
Incidentally, the magnetic recording system conventionally used is a binary recording system using two kinds of magnetization directions as two kinds of recording states. In magnetic recording, when the recording bit is made smaller, the volume of the magnetized portion decreases. It is known that the recording bit becomes superparamagnetic as the volume decreases, and the recording magnetization state becomes unstable due to thermal fluctuation.

【0028】このため再生信号出力が時間の経過と共に
減少してしまい、最終的には信号処理を施しても信号が
復元できなくなる程度にまで小さくなってしまう。この
熱揺らぎの影響に基づき、磁気記録の記録密度の限界が
存在すると予想されている。
For this reason, the output of the reproduced signal decreases with the passage of time, and eventually becomes small to such an extent that the signal cannot be restored even if the signal processing is performed. Based on the influence of this thermal fluctuation, it is expected that there is a limit in the recording density of magnetic recording.

【0029】こうした熱揺らぎの影響による限界は、磁
気材料の有する磁気異方性の大きさに依存して変化する
が、どのような磁気材料にも本質的に存在する限界であ
ると考えられている。したがって、この熱揺らぎの影響
による限界は、物理的な記録密度の限界を規定する要因
の一つであると考えられている。
Although the limit due to the influence of the thermal fluctuation changes depending on the magnitude of the magnetic anisotropy of the magnetic material, it is considered that the limit inherently exists in any magnetic material. I have. Therefore, it is considered that the limit due to the influence of the thermal fluctuation is one of the factors defining the limit of the physical recording density.

【0030】このような磁気記録の記録密度の限界を克
服して、それ以上に記録密度を向上させるためには、1
個の記録ビットに多数の情報を含ませることが必要であ
る。
In order to overcome the limitation of the recording density of the magnetic recording and to further improve the recording density, it is necessary to use one of the following methods.
It is necessary to include a large amount of information in one recording bit.

【0031】ところで、一般に磁性体(磁気材料)は磁
化方向が揃うことによって、形態変化が生じることが知
られている。これは、磁気モーメントの方向が揃うとき
の磁気エネルギーの増加を結晶格子を歪ませることで解
消するために発現する現象である。
Incidentally, it is generally known that a magnetic material (magnetic material) undergoes a morphological change when its magnetization direction is aligned. This phenomenon is manifested in order to eliminate the increase in magnetic energy when the directions of the magnetic moments are aligned by distorting the crystal lattice.

【0032】多くの磁気材料では、形態変化率が10-6
以下であり非常に小さい。したがって、その形態変化に
関する物性研究は進められているものの、形態変化を積
極的に磁気記録に利用した磁気記録システムはほとんど
知られていない。このことは、形態変化を積極的に磁気
記録に利用した磁気記録媒体や磁気記録方式も同様にほ
とんど知られていないことを意味する。
For many magnetic materials, the morphological change rate is 10 -6.
Less than and very small. Therefore, although research on physical properties related to the morphological change is being advanced, almost no magnetic recording system that positively uses the morphological change for magnetic recording is known. This means that a magnetic recording medium and a magnetic recording system that positively utilize the morphological change for magnetic recording are also hardly known.

【0033】従来の磁気記録方式では、既に述べたよう
に、磁化の方向すなわち磁束の分布状態の違いのみを検
出している。しかし、低スペーシング化の進展にともな
って磁気ヘッドと磁気ディスク媒体とが接触したいわゆ
るコンタクト状態が記録再生動作において現出してきて
いる。このような、いわゆるコンタクト記録再生動作に
おいては、磁化の方向に依存した記録膜(磁気記録膜)
の形態変化が表面形態の凹凸として現れ、再生信号に影
響を与えるようになっている。具体的には、この表面形
態の凹凸は、再生信号中にノイズとして現れてきた。
In the conventional magnetic recording method, as described above, only the difference in the direction of magnetization, that is, the difference in the distribution of magnetic flux is detected. However, a so-called contact state in which the magnetic head and the magnetic disk medium are in contact with each other has appeared in the recording / reproducing operation as the spacing has been reduced. In such a so-called contact recording / reproducing operation, a recording film (magnetic recording film) depending on the direction of magnetization is provided.
Changes appear as irregularities in the surface morphology, and affect the reproduced signal. Specifically, the unevenness of the surface form has appeared as noise in the reproduced signal.

【0034】その理由は、表面形態の凹凸、すなわち形
態変化は一般的にはランダムに分布するので、記録情報
として扱えないと一般に考えられたからである。そのた
め、表面形態の凹凸を低減することが、情報の良好な記
録再生のために重要な課題であると認識されてきた。
The reason for this is that irregularities of the surface morphology, that is, morphological changes are generally randomly distributed, and it is generally considered that they cannot be handled as recorded information. For this reason, it has been recognized that reducing unevenness of the surface morphology is an important issue for good recording and reproduction of information.

【0035】具体的には、情報を再生する際の磁束の検
出に際し、磁気ヘッドがディスク表面に衝突したとき
に、その検出部(磁気ヘッド)に生じる温度上昇・冷却
による電流変化が再生信号と重なってしまい、いわゆる
サーマルアスペリティと呼ばれる外乱となって再生信号
中に現れている。本発明の出願時点では、これを低減す
るためのヘッド・ディスクインターフェイスの改善や信
号処理の開発が広くなされている。
More specifically, when a magnetic head collides with a disk surface in detecting a magnetic flux when reproducing information, a change in current caused by a rise in temperature and cooling at a detection portion (magnetic head) of the magnetic head causes a change in a reproduced signal. It overlaps and appears as a disturbance called so-called thermal asperity in the reproduced signal. At the time of filing the present invention, improvements in the head-disk interface and development of signal processing to reduce this have been made widely.

【0036】ところが、このように従来は外乱やノイズ
として扱われてきた信号も、記録ビットに付随した周期
的な信号と認識すれば、このような磁気記録材料の形態
変化も情報記録ととらえることが可能である。磁気記録
ビットに付随した位置で磁化方向変化による形態変化を
可逆的に生じさせれば、磁気変化と形態変化とを組み合
わせた多値記録を実現することができる。これが、本発
明の基本的な原理である。
However, if a signal which has been conventionally treated as disturbance or noise is recognized as a periodic signal accompanying recording bits, such a change in form of the magnetic recording material can be regarded as information recording. Is possible. If a morphological change due to a change in the magnetization direction is reversibly generated at a position associated with the magnetic recording bit, multi-level recording combining the magnetic change and the morphological change can be realized. This is the basic principle of the present invention.

【0037】さて、上記のような特定位置(すなわち、
記録ビット)における形態変化を実現させるためには、
まず磁化方向に依存した方向に生じる構造歪みの大きな
強磁性材料を磁気記録材料として用いることが必要であ
る。このような材料としては、磁気と格子の結合定数の
大きいFe−Rh合金、Mn−Ga合金などがある。
Now, the specific position as described above (ie,
In order to realize the morphological change in the recording bit),
First, it is necessary to use a ferromagnetic material having a large structural distortion generated in a direction depending on the magnetization direction as a magnetic recording material. Examples of such a material include an Fe-Rh alloy and a Mn-Ga alloy having a large coupling constant between magnetism and lattice.

【0038】しかし、このような磁気記録材料を用いて
も配向方位がランダムな薄膜を形成した場合には、磁化
方向による体積の変化が分散されてしまい、全体として
大きな形態変化は得られない。
However, even when such a magnetic recording material is used, when a thin film having a random orientation is formed, a change in volume due to the magnetization direction is dispersed, and a large morphological change cannot be obtained as a whole.

【0039】これに対して、磁気と格子の結合定数が大
きい方位に優先配向させた薄膜を作製した場合には、磁
気記録膜の膜面垂直方向に磁化すると膜厚方向には体積
が増加し、膜面内方向に磁化すると体積が変わらない状
態が実現される。なお、体積が変わらないとは、正確に
は、膜厚方向には縮むことを意味する。
On the other hand, when a thin film is preferentially oriented in a direction in which the coupling constant between the magnetism and the lattice is large, if the magnetic recording film is magnetized in the direction perpendicular to the film surface, the volume increases in the film thickness direction. When magnetized in the in-plane direction, a state in which the volume does not change is realized. It should be noted that the fact that the volume does not change means that the volume shrinks in the film thickness direction.

【0040】このような磁気と格子の結合定数が大きい
方位に優先配向させた状態に形成した磁気記録膜に対し
て、コンタクト記録再生を行うと、以下のように4値の
多値記録録が実現できる。まず、磁化を垂直に印加する
垂直磁気記録状態を利用すれば、記録ビットの体積が増
加するため、サーマルアスペリティ信号に重畳した2値
記録が実現できる。この場合の2値に対応する磁化の方
向は、上向きと下向きである。
When contact recording / reproduction is performed on the magnetic recording film formed in such a state that the magnetic and lattice coupling constants are preferentially oriented in a direction having a large coupling constant, the quaternary multi-value recording is performed as follows. realizable. First, if a perpendicular magnetic recording state in which magnetization is applied vertically is used, the volume of recording bits increases, so that binary recording superimposed on the thermal asperity signal can be realized. In this case, the directions of magnetization corresponding to the two values are upward and downward.

【0041】また、膜面と平行な方向に磁化を印加する
膜面内磁気記録状態を利用すれば、体積が変化しないの
で、サーマルアスペリティ信号の出現しない2値記録が
実現できる。したがって、サーマルアスペリティ信号の
有無を考慮すれば、4種類の状態を取りうることにな
り、上述したように合計4値の多値記録が可能である。
Further, if the in-plane magnetic recording state in which magnetization is applied in a direction parallel to the film surface is used, the volume does not change, so that binary recording without a thermal asperity signal can be realized. Therefore, considering the presence or absence of the thermal asperity signal, four states can be taken, and multi-value recording of a total of four values is possible as described above.

【0042】以下、このような原理に基づく種々の実施
の形態を順に説明する。 [第一実施形態]図1は本発明の好適な第一実施形態に
かかる磁気ディスクの構成を表す説明図である。ガラス
等からなる基板1上に、Crなどの結晶配向制御層2
と、Fe−Rh磁気・形態記録層3と、C系薄膜からな
る保護層4および潤滑層5が順次積層されている。ここ
で、Crなどの結晶配向制御層2の膜厚は20nm、F
e−Rh磁気・形態記録層3の膜厚は100nm、C系
薄膜からなる保護層4の膜厚は5nm、潤滑層5の膜厚
は2nmである。
Hereinafter, various embodiments based on such a principle will be described in order. [First Embodiment] FIG. 1 is an explanatory diagram showing a configuration of a magnetic disk according to a preferred first embodiment of the present invention. A crystal orientation control layer 2 of Cr or the like on a substrate 1 made of glass or the like.
, A Fe-Rh magnetic / morphological recording layer 3, a protective layer 4 made of a C-based thin film, and a lubricating layer 5 are sequentially laminated. Here, the thickness of the crystal orientation control layer 2 of Cr or the like is 20 nm,
The thickness of the e-Rh magnetic / morphological recording layer 3 is 100 nm, the thickness of the protective layer 4 made of a C-based thin film is 5 nm, and the thickness of the lubricating layer 5 is 2 nm.

【0043】潤滑層5以外の各層は直流あるいは高周波
スパッタ法で作製される。また潤滑層5はスピン塗布法
などで形成される。なお、Fe−Rh磁気・形態記録層
3は磁気・格子結合定数が最大となる(110)方向に
結晶配向させて作製している。
Each layer other than the lubrication layer 5 is produced by a direct current or high frequency sputtering method. The lubrication layer 5 is formed by a spin coating method or the like. Note that the Fe-Rh magnetic / morphological recording layer 3 is manufactured by orienting the crystal in the (110) direction in which the magnetic / lattice coupling constant is maximum.

【0044】このようにして作製した磁気ディスク(記
録媒体)のトラックに沿って、膜面方向(長手方向)
と、膜面に垂直な方向に交互に磁化を印加した。そし
て、磁気ヘッドを磁気ディスク(記録媒体)に接触させ
て、記録されたデータをコンタクト再生した。この場合
の再生信号のグラフを示す説明図が図2に示されてい
る。
Along the tracks of the magnetic disk (recording medium) thus manufactured, along the film surface direction (longitudinal direction)
And magnetization was alternately applied in a direction perpendicular to the film surface. Then, the magnetic head was brought into contact with the magnetic disk (recording medium), and the recorded data was contact-reproduced. An explanatory diagram showing a graph of the reproduced signal in this case is shown in FIG.

【0045】図2においては、横軸がトラック方向の位
置を表し、縦軸が信号の強度を表す。この図中、破線は
サーマルアスペリティ信号を表し、実線は磁束信号すな
わち通常の磁気記録による再生信号を表す。また、図に
向かって上下方向の矢印は磁化の方向が膜面に対して垂
直方向であることを表し、左右方向の矢印は磁化の方向
が膜面に対して平行な方向であることを表す。
In FIG. 2, the horizontal axis represents the position in the track direction, and the vertical axis represents the signal intensity. In this figure, a broken line represents a thermal asperity signal, and a solid line represents a magnetic flux signal, that is, a reproduced signal by ordinary magnetic recording. Arrows in the vertical direction in the drawing indicate that the direction of magnetization is perpendicular to the film surface, and arrows in the horizontal direction indicate that the direction of magnetization is parallel to the film surface. .

【0046】長手方向に磁化した状態では、長手信号に
相当する波形が観察されているのに対して、垂直方向に
磁化した場合には磁気再生信号にサーマルアスペリティ
信号が重畳した波形が観察される。したがって、サーマ
ルアスペリティ信号の立ち上がりを検出することによっ
て、記録状態が垂直方向であることが判断できる。すな
わち、サーマルアスペリティ信号が検出されている場合
には、その磁気再生信号は垂直磁化による信号であると
判別することができる。
In the state magnetized in the longitudinal direction, a waveform corresponding to the longitudinal signal is observed, whereas when magnetized in the vertical direction, a waveform in which the thermal asperity signal is superimposed on the magnetic reproduction signal is observed. . Therefore, by detecting the rise of the thermal asperity signal, it can be determined that the recording state is in the vertical direction. That is, when a thermal asperity signal is detected, it can be determined that the magnetic reproduction signal is a signal based on perpendicular magnetization.

【0047】このように、この垂直磁化による記録状態
と、長手記録状態とを組み合わせて、一つの記録ビット
に4値記録することができる。以上述べたように、コン
タクト再生方法を用いたシステムによって多値記録を実
現可能である。
As described above, by combining the recording state by the perpendicular magnetization and the longitudinal recording state, quaternary recording can be performed on one recording bit. As described above, multi-level recording can be realized by a system using the contact reproduction method.

【0048】[第二実施形態]上記第一実施形態で述べ
た構成の磁気ディスク(記録媒体)の磁気・形態記録層
の材料をMn−Ga合金に変えた例を示す。
[Second Embodiment] An example in which the material of the magnetic / morphological recording layer of the magnetic disk (recording medium) having the structure described in the first embodiment is changed to an Mn-Ga alloy.

【0049】第二実施形態では、ガラス基板1の表面
に、Cr結晶配向制御層2/Mn−Ga磁気・形態記録
層3a/C系の保護層4/潤滑層5を順次積層させて磁
気ディスク媒体を作製した。ここで、Cr結晶配向制御
層2の膜厚は20nmであり、Mn−Ga磁気・形態記
録層3aの膜厚は100nmであり、C系の保護層4の
膜厚は5nmである。
In the second embodiment, a Cr crystal orientation control layer 2 / Mn—Ga magnetic / morphological recording layer 3a / C-based protective layer 4 / lubricating layer 5 are sequentially laminated on the surface of a glass substrate 1 to form a magnetic disk. A medium was prepared. Here, the thickness of the Cr crystal orientation control layer 2 is 20 nm, the thickness of the Mn-Ga magnetic / morphological recording layer 3a is 100 nm, and the thickness of the C-based protective layer 4 is 5 nm.

【0050】このようにして作製した磁気ディスクの磁
気記録再生特性を、上記第一実施形態と同様に、コンタ
クト記録再生方式を用いて測定した。なお、Mn−Ga
合金は(111)配向するように作製した。
The magnetic recording / reproducing characteristics of the magnetic disk manufactured in this manner were measured using the contact recording / reproducing method as in the first embodiment. Note that Mn-Ga
The alloy was prepared so as to have a (111) orientation.

【0051】この場合の再生信号のグラフの説明図が図
3に示されている。図3においては、図2と同様に、横
軸がトラック方向の位置を表し、縦軸が信号の強度を表
す。この図中、破線はサーマルアスペリティ信号を表
し、実線は磁束信号すなわち通常の磁気記録による再生
信号を表す。また、図に向かって上下方向の矢印は磁化
の方向が膜面に対して垂直方向であることを表し、左右
方向の矢印は磁化の方向が膜面に対して平行な方向であ
ることを表す。
FIG. 3 is an explanatory diagram of a graph of the reproduced signal in this case. In FIG. 3, as in FIG. 2, the horizontal axis represents the position in the track direction, and the vertical axis represents the signal intensity. In this figure, a broken line represents a thermal asperity signal, and a solid line represents a magnetic flux signal, that is, a reproduced signal by ordinary magnetic recording. Arrows in the vertical direction in the drawing indicate that the direction of magnetization is perpendicular to the film surface, and arrows in the horizontal direction indicate that the direction of magnetization is parallel to the film surface. .

【0052】この図に示されているように、Mn−Ga
合金薄膜を磁気・形態記録層3として利用した場合も、
長手記録では磁気再生信号のみが検出され、垂直記録で
は磁気再生信号にサーマルアスペリティ信号が重畳した
信号が検出された。したがって、第二実施形態でも上記
第一実施形態と同様に4値記録が実現できる。
As shown in this figure, Mn-Ga
When the alloy thin film is used as the magnetic / morphological recording layer 3,
In the longitudinal recording, only a magnetic reproduction signal was detected, and in the perpendicular recording, a signal in which a thermal asperity signal was superimposed on the magnetic reproduction signal was detected. Therefore, in the second embodiment, quaternary printing can be realized as in the first embodiment.

【0053】[第三実施形態]上記第一実施形態、第二
実施形態において示した磁気ディスク(記録媒体)にお
いて、記録ビットのサイズを0.5ミクロン程度まで小
さくすると、垂直方向の磁気記録と長手方向の磁気記録
の弁別が困難となることが本発明者らの実験で確認され
た。
[Third Embodiment] In the magnetic disk (recording medium) shown in the first and second embodiments, when the size of the recording bit is reduced to about 0.5 μm, the magnetic recording in the vertical direction can be performed. It was confirmed by experiments of the present inventors that it became difficult to discriminate longitudinal magnetic recording.

【0054】本発明者の実験によれば、0.5ミクロン
程度のサイズの記録ビットに対して膜面に垂直方向に磁
化を印加しても、その記録ビットの周囲の膜による応力
のために垂直磁化によって生じる記録状態の凹凸が0.
2nm以下にしかならなかった。その結果、サーマルア
スペリティ信号が低減し、垂直方向記録と長手方向記録
の弁別が困難となったのである。
According to the experiment of the present inventor, even if magnetization is applied to a recording bit having a size of about 0.5 μm in a direction perpendicular to the film surface, stress is generated by a film around the recording bit. The unevenness of the recording state caused by the perpendicular magnetization is 0.
It was less than 2 nm. As a result, the thermal asperity signal was reduced, and it became difficult to discriminate perpendicular recording from longitudinal recording.

【0055】このような現象を回避するために、第3実
施形態においては、(110)配向したFe−Rh合金
を、円柱状に加工・形成した。これを円柱状ビットと呼
ぶ。そして、この円柱状ビットの長手方向が、磁気ディ
スクの膜面に対して垂直な方向となるように、磁気ディ
スクの表面に多数配置した。各円柱状ビットは、その直
径が0.1ミクロンであり、その高さは100nmであ
る。
In order to avoid such a phenomenon, in the third embodiment, the (110) -oriented Fe-Rh alloy is processed and formed into a column shape. This is called a cylindrical bit. Then, a large number of the cylindrical bits were arranged on the surface of the magnetic disk such that the longitudinal direction was perpendicular to the film surface of the magnetic disk. Each cylindrical bit has a diameter of 0.1 micron and a height of 100 nm.

【0056】円柱状ビットは、以下のようにして作製す
る。まず、基板1上に、結晶配向制御層2と、磁化・形
態記録層3と、C系の保護層4と、を順次スパッタ成膜
する。次に、フォトレジストを前記保護層4上に塗布
し、その後電子ビーム露光によってフォトレジストに対
して微細マスクパターンを形成する。そして、イオンミ
リングによって、円柱状ビット以外の部分を削る。以上
のようにして図4に示されているような円柱状ビットを
基板1上に形成することができる。
The cylindrical bit is manufactured as follows. First, a crystal orientation control layer 2, a magnetization / morphological recording layer 3, and a C-based protective layer 4 are sequentially formed on a substrate 1 by sputtering. Next, a photoresist is applied on the protective layer 4, and then a fine mask pattern is formed on the photoresist by electron beam exposure. Then, portions other than the columnar bits are cut by ion milling. As described above, a columnar bit as shown in FIG. 4 can be formed on the substrate 1.

【0057】図4には、第三実施形態にかかる磁気ディ
スクの形状を示す説明図が示されている。この磁気ディ
スクの基板1上の各層の厚さは、結晶配向制御層2が5
0nmであり、磁化・形態記録層が100nmであり、
C系の保護層5が5nmである。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing the shape of the magnetic disk according to the third embodiment. The thickness of each layer on the substrate 1 of the magnetic disk is 5
0 nm, the magnetization / morphological recording layer is 100 nm,
The thickness of the C-based protective layer 5 is 5 nm.

【0058】円柱状ビットを形成する手法は、この他に
希薄塩酸中に浸せきする方法などを用いた湿式法でも同
様の形状を得ることができる。ただし、本発明者らのこ
の湿式法の実験では、加工後の純水による洗浄が不十分
である場合に、記録ビットが折れやすかったり腐食が速
く進行する現象が観察された。その結果、本発明者らが
行った湿式法の実験では、円柱状ビットの形成の歩留ま
りが最初に述べた方法に比べて悪化してしまうこともあ
った。
As a method of forming a columnar bit, a similar shape can be obtained by a wet method using a method of dipping in dilute hydrochloric acid. However, in the experiments of the present inventors using the wet method, when the cleaning with pure water after processing was insufficient, a phenomenon was observed in which the recording bit was easily broken or corrosion proceeded rapidly. As a result, in the experiments of the wet method performed by the present inventors, the yield of the formation of the cylindrical bit may be deteriorated as compared with the method described first.

【0059】この円柱状ビットに対して長手方向(磁気
ディスクの膜面方向)に磁場を印加すると形態変化は生
じないが、膜面と垂直な方向に磁場を印加すると、円柱
の長さ方向に記録ビットが伸びる。この様子が図5に示
されている。図5には、長手方向に磁場を印加した場合
には、記録ビットはその円柱の長さ方向に伸びないが、
膜面と垂直方向に磁場を印加した場合には円柱の長さ方
向に記録ビットが伸びる様子が示されている。
When a magnetic field is applied to the columnar bit in the longitudinal direction (in the direction of the film surface of the magnetic disk), no morphological change occurs, but when a magnetic field is applied in a direction perpendicular to the film surface, the shape is changed in the length direction of the column. The recording bit lengthens. This is shown in FIG. FIG. 5 shows that when a magnetic field is applied in the longitudinal direction, the recording bit does not extend in the longitudinal direction of the cylinder,
It is shown that when a magnetic field is applied in a direction perpendicular to the film surface, the recording bit extends in the length direction of the cylinder.

【0060】このような磁気ディスクに磁気ヘッドで所
定のデータを記録した後、再生した場合の再生信号が、
図6のグラフに示されている。図6においても、上記図
2や図3と同様に、横軸がトラック方向の位置を表し、
縦軸が信号の強度を表す。この図中破線はサーマルアス
ペリティ信号を表し、実線は磁束信号すなわち通常の磁
気記録による再生信号を表す。また、図に向かって上下
方向の矢印は磁化の方向が膜面に対して垂直方向である
ことを表し、左右方向の矢印は磁化の方向が膜面に対し
て平行な方向であることを表す。
After recording predetermined data on such a magnetic disk with a magnetic head and then reproducing the data, a reproduced signal is:
This is shown in the graph of FIG. In FIG. 6, as in FIGS. 2 and 3, the horizontal axis represents the position in the track direction.
The vertical axis represents the signal intensity. In this figure, a broken line indicates a thermal asperity signal, and a solid line indicates a magnetic flux signal, that is, a reproduced signal by ordinary magnetic recording. Arrows in the vertical direction in the drawing indicate that the direction of magnetization is perpendicular to the film surface, and arrows in the horizontal direction indicate that the direction of magnetization is parallel to the film surface. .

【0061】この図6に示されているように、磁場を長
手方向に印加した長手記録では、再生信号には磁気信号
のみが検出され、磁場を膜面に垂直に印加した垂直記録
では、再生信号には、磁気記録信号にサーマルアスペリ
ティ信号が重畳して現れている。
As shown in FIG. 6, in a longitudinal recording in which a magnetic field is applied in the longitudinal direction, only a magnetic signal is detected as a reproduction signal, and in a perpendicular recording in which a magnetic field is applied perpendicularly to the film surface, the reproduction is performed. The signal has a thermal asperity signal superimposed on the magnetic recording signal.

【0062】また、データの記録は円柱状の記録ビット
一つ一つに対して、それぞれディジタル信号2ビットず
つ確かに行われていることが確認された。このようにし
て、本第三実施形態によれば、記録ビットの径が0.1
ミクロン径で、各記録ビットに4値記録をすることが可
能である。
Further, it was confirmed that the data recording was certainly performed for each of the columnar recording bits by 2 bits of the digital signal. Thus, according to the third embodiment, the diameter of the recording bit is 0.1
With a micron diameter, quaternary recording can be performed on each recording bit.

【0063】このように、第三実施形態では、各円柱と
記録ビットとは同一のものであり、各円柱にデータの2
ビットが記録されるが、複数の円柱に同じデータが記録
されるように、磁場を印加することも好ましい。
As described above, in the third embodiment, each cylinder and the recording bit are the same, and each cylinder has two data bits.
Although bits are recorded, it is also preferable to apply a magnetic field so that the same data is recorded on a plurality of cylinders.

【0064】なお、第三実施形態では、磁化・形態記録
層3を、Fe−Rh合金で構成したが、Mn−Ga合金
を採用することも好ましい。これは上記第二実施形態に
おいて既に説明した通りである。
In the third embodiment, the magnetization / morphological recording layer 3 is made of an Fe-Rh alloy. However, it is preferable to use a Mn-Ga alloy. This is as described in the second embodiment.

【0065】[第四実施形態]第三実施形態で説明した
磁気ディスク(記録媒体)では、記録ビットを小さく
し、同時に垂直方向に磁化したときの形状変化量を大き
くしようとすると、いわゆるアスペクト比Rを大きくす
る必要がある。
[Fourth Embodiment] In the magnetic disk (recording medium) described in the third embodiment, it is necessary to reduce the number of recording bits and at the same time to increase the amount of change in shape when magnetized in the vertical direction. R needs to be increased.

【0066】しかし、0.05ミクロン以下の細い円柱
状ビットを形成すると、円柱状ビットが折れたり、損傷
するため十分な記録消去特性が得られない現象が見いだ
された。これは、コンタクト記録再生においては、磁気
ヘッドが数10万回以上記録ビットに繰り返し衝突する
からである。
However, when a thin columnar bit of 0.05 μm or less was formed, a phenomenon was found that the columnar bit was broken or damaged, so that sufficient recording / erasing characteristics could not be obtained. This is because the magnetic head repeatedly collides with the recording bit several hundred thousand times or more in contact recording and reproduction.

【0067】また、加工によって円柱状ビットを形成し
た場合には、大気暴露される表面積が多くなる。そのた
め、時間の経過と共に表面の腐食が従来の磁気ディスク
に比べて早く進行する現象も見られた。すなわち、経年
変化による劣化が観察されたのである。
When a cylindrical bit is formed by processing, the surface area exposed to the atmosphere increases. Therefore, a phenomenon was observed in which the corrosion of the surface progressed faster with time as compared with the conventional magnetic disk. That is, deterioration due to aging was observed.

【0068】そこで、第四実施形態においては、繰り返
し記録消去耐性を向上させるとともに、記録ビットの腐
食の進行を抑制するために、円柱状の磁気・形態記録層
13を、非磁性セラミクス層12中に埋め込む構造とし
てある。磁気・形態記録層13を、非磁性セラミクス層
12中に埋め込む構造の説明図が図7に示されている。
この図に示されているように、第四実施形態において
は、非磁性セラミクス層12に微細加工で0.05ミク
ロン径、深さ50nmに形成したセル(穴)を設け、こ
のセル中に磁気・形態記録層13を埋め込む構造を採用
している。なお、非磁性セラミクス層12の材質は、A
23を用いている。また、磁気・形態記録層13は、
Fe−Rh合金又は形状記憶合金MnGaを用いてい
る。
Therefore, in the fourth embodiment, the columnar magnetic / morphological recording layer 13 is formed on the nonmagnetic ceramic layer 12 in order to improve the repetitive recording / erasing resistance and to suppress the progress of corrosion of the recording bit. There is a structure to be embedded in. FIG. 7 is an explanatory view of a structure in which the magnetic / morphological recording layer 13 is embedded in the nonmagnetic ceramic layer 12.
As shown in this figure, in the fourth embodiment, a cell (hole) formed to a diameter of 0.05 micron and a depth of 50 nm by fine processing is provided in the nonmagnetic ceramics layer 12, and a magnetic field is formed in this cell. The structure in which the morphological recording layer 13 is embedded is adopted. The material of the nonmagnetic ceramics layer 12 is A
l 2 O 3 is used. The magnetic / morphological recording layer 13 is
An Fe-Rh alloy or a shape memory alloy MnGa is used.

【0069】この第四実施形態における磁気ディスク
は、以下のようにして作製する。まず、基板1上にスパ
ッタ法でAl23からなる非磁性セラミクス層12を形
成する。この非磁性セラミクス層12に電子ビーム露光
によって微細パターンを形成する。この微細パターン
は、具体的には円柱状の穴である。その後、スパッタ法
を用いてFe−RhあるいはMn−Ga合金を非磁性セ
ラミクス層12上に成膜する。このFe−Rhあるいは
Mn−Ga合金は、上記穴の中だけでなく外にも成膜さ
れるが、穴の部分以外に成膜された部分を逆スパッタ法
あるいは湿式法で除去する。このようにして、図7に示
されているような磁気ディスク(記録媒体)を作製す
る。
The magnetic disk according to the fourth embodiment is manufactured as follows. First, a non-magnetic ceramic layer 12 made of Al 2 O 3 is formed on a substrate 1 by a sputtering method. A fine pattern is formed on the non-magnetic ceramic layer 12 by electron beam exposure. This fine pattern is specifically a cylindrical hole. After that, an Fe—Rh or Mn—Ga alloy is formed on the nonmagnetic ceramic layer 12 by using a sputtering method. The Fe-Rh or Mn-Ga alloy is formed not only inside the hole but also outside the hole, and the formed portion other than the hole is removed by a reverse sputtering method or a wet method. In this way, a magnetic disk (recording medium) as shown in FIG. 7 is manufactured.

【0070】この記録媒体(磁気ディスク)に磁気ヘッ
ドで所定のデータを記録した後、そのデータを磁気ヘッ
ドで再生した。その再生信号を表すグラフが図8に示さ
れている。図8においても、上記図2や図3と同様に、
横軸がトラック方向の位置を表し、縦軸が信号の強度を
表す。この図中破線はサーマルアスペリティ信号を表
し、実線は磁束信号すなわち通常の磁気記録による再生
信号を表す。また、図に向かって上下方向の矢印は磁化
の方向が膜面に対して垂直方向であることを表し、左右
方向の矢印は磁化の方向が膜面に対して平行な方向であ
ることを表す。
After predetermined data was recorded on this recording medium (magnetic disk) by a magnetic head, the data was reproduced by the magnetic head. FIG. 8 is a graph showing the reproduced signal. In FIG. 8, as in FIGS. 2 and 3,
The horizontal axis indicates the position in the track direction, and the vertical axis indicates the signal intensity. In this figure, a broken line indicates a thermal asperity signal, and a solid line indicates a magnetic flux signal, that is, a reproduced signal by ordinary magnetic recording. Arrows in the vertical direction in the drawing indicate that the direction of magnetization is perpendicular to the film surface, and arrows in the horizontal direction indicate that the direction of magnetization is parallel to the film surface. .

【0071】この図8に示されているように、膜面と平
行な長手方向に磁界を印加してデータを記録した場合に
は、再生信号にはこの磁気信号のみが含まれる。一方、
膜面に垂直な方向に磁界を印加してデータを記録した場
合には、再生信号には磁気記録信号にサーマルアスペリ
ティ信号が重畳して現れる。その結果、磁気記録信号
と、サーマルアスペリティ信号と、の組み合わせで、4
通りの状態を取りうることができ、4値記録を実現する
ことができる。
As shown in FIG. 8, when data is recorded by applying a magnetic field in the longitudinal direction parallel to the film surface, the reproduced signal contains only this magnetic signal. on the other hand,
When data is recorded by applying a magnetic field in a direction perpendicular to the film surface, a thermal asperity signal appears superimposed on a magnetic recording signal in a reproduction signal. As a result, when the magnetic recording signal and the thermal asperity signal are combined, 4
And four-level recording can be realized.

【0072】また、上記第三実施形態の記録媒体と比較
して、ノイズが少なくなることが確認された。また、上
記第三実施形態の記録媒体と比較して、データを繰り返
し再生することによって再生信号が、時間経過と共に劣
化していくが、この信号劣化によってデータを再生でき
なくなるまでの時間が上記第三実施形態の記録媒体と比
較して略100倍長くなることが確認された。その結
果、第四実施形態によれば、記録情報の信頼性を高める
ことができる。
It was also confirmed that noise was reduced as compared with the recording medium of the third embodiment. Also, as compared with the recording medium of the third embodiment, the reproduced signal deteriorates with time by repeatedly reproducing the data. It was confirmed that the length was almost 100 times longer than the recording medium of the third embodiment. As a result, according to the fourth embodiment, the reliability of the recorded information can be improved.

【0073】[第五実施形態]第四実施形態の記録媒体
は高密度記録が可能で、高信頼性である。しかし、製造
プロセス中に微細加工を必要とするため、半径6cm程
度の非磁性セラミクス層12に一様なビットパターンを
形成することは困難である場合も考えられる。この微細
加工で作製する上記「穴」のサイズが小さくなればなる
ほど、この「穴」の大きさ等のばらつきが大きくなって
しまう。その結果、各記録するデータの再生信号の大き
さが一様にならない場合も想定される。
[Fifth Embodiment] The recording medium of the fourth embodiment can perform high-density recording and has high reliability. However, since fine processing is required during the manufacturing process, it may be difficult to form a uniform bit pattern on the nonmagnetic ceramic layer 12 having a radius of about 6 cm. The smaller the size of the "hole" produced by the fine processing, the greater the variation in the size of the "hole". As a result, the case where the magnitude of the reproduced signal of the data to be recorded is not uniform is also assumed.

【0074】そこで、第五実施形態では、均一な大きさ
のピラミッド上突起22が形成されている基板11を用
いた磁気ディスクとしてある。
Therefore, in the fifth embodiment, a magnetic disk using the substrate 11 on which the pyramid-shaped protrusions 22 having a uniform size are formed is used.

【0075】この第五実施形態では、基板11の材料と
してInP/InAsを採用した。InP/InAsを
用いた基板11は、平坦な基板上に数nmサイズのピラ
ミッド上突起22が均一に自然形成されている。本第五
実施形態においては、この基板11上にFe−Rh合金
あるいはMn−Ga合金を成膜して磁気ディスクを構成
した。
In the fifth embodiment, InP / InAs is used as the material of the substrate 11. In the substrate 11 using InP / InAs, pyramid-shaped protrusions 22 having a size of several nm are naturally formed uniformly on a flat substrate. In the fifth embodiment, a magnetic disk is formed by depositing an Fe—Rh alloy or a Mn—Ga alloy on the substrate 11.

【0076】第五実施形態にかかる記録媒体(磁気ディ
スク)の構成を表す説明図が図9に示されている。この
図に示されているように、InPからなる基板11上に
InAsからなるピラミッド状突起22が自然形成され
ている。そして、このピラミッド状突起22の間を埋め
るように磁化・形態記憶層3が設けられている。この磁
化・形態記憶層3は、上述のようにFe−Rh合金ある
いはMn−Ga合金を用いている。
FIG. 9 is an explanatory diagram showing the configuration of a recording medium (magnetic disk) according to the fifth embodiment. As shown in this figure, a pyramid-shaped projection 22 made of InAs is naturally formed on a substrate 11 made of InP. The magnetization / configuration memory layer 3 is provided so as to fill the space between the pyramid-shaped protrusions 22. The magnetization / morphological memory layer 3 is made of an Fe-Rh alloy or a Mn-Ga alloy as described above.

【0077】本第五実施形態においては、データが記録
される記録ビットは、各ピラミッド状突起22の間を埋
めている磁化・形態記憶層3の部分3aとなる。そのた
め、各1個1個の記録ビットのサイズは数nm程度とな
った。なお、図9においては磁気ディスク上にハッチン
グが施された丸が描かれているが、この丸は、上記記録
ビットを模式的に表したものである。
In the fifth embodiment, the recording bit in which data is recorded is the portion 3a of the magnetization / configuration memory layer 3 which fills the space between the pyramid-shaped projections 22. Therefore, the size of each recording bit becomes about several nm. Note that, in FIG. 9, a hatched circle is drawn on the magnetic disk, and this circle schematically represents the recording bit.

【0078】ただし、この記録媒体(磁気ディスク)で
は、データの記録が、数十個の記録ビットごとに行われ
ている。換言すれば、数十個の記録ビットごとに同一の
データの記録が行われる。これは、記録ビットが極めて
小さいからである。
However, in this recording medium (magnetic disk), data is recorded every several tens of recording bits. In other words, the same data is recorded every tens of recording bits. This is because the recording bits are extremely small.

【0079】第五実施形態によれば、形態変化の制御性
は良好である。ここで、形態変化の制御性とは、記録ビ
ットの形態を意図通りに変化させうることを言う。第五
実施形態においては、記録ビットが極めて小さいため、
磁気ディスクの表面の事実上どこでもデータの記録がで
きるためである。
According to the fifth embodiment, the controllability of the morphological change is good. Here, the controllability of the form change means that the form of the recording bit can be changed as intended. In the fifth embodiment, since the recording bit is extremely small,
This is because data can be recorded virtually anywhere on the surface of the magnetic disk.

【0080】これに対して、第三実施形態等において
は、記録ビットが1個の円柱であり、1種類のデータの
記録が各円柱ごとに行われる。そのため、この円柱の位
置に対して正確に磁界を印加しなければ、記録ビットの
形態を良好に変化させることができない。換言すれば、
磁界を印加する位置が円柱とずれてしまえば、良好な形
態変化の制御性を達成することはできない。
On the other hand, in the third embodiment and the like, the recording bit is one cylinder, and one type of data is recorded for each cylinder. Therefore, unless a magnetic field is accurately applied to the position of the cylinder, the form of the recording bit cannot be changed satisfactorily. In other words,
If the position where the magnetic field is applied deviates from the cylinder, good control of the shape change cannot be achieved.

【0081】このように、第五実施形態においては、磁
気ディスクの表面がいたるところ記録ビットであるた
め、精密な位置あわせをしなくても、良好な形態変化の
制御性を実現することができる。
As described above, in the fifth embodiment, since the surface of the magnetic disk is composed of recording bits everywhere, it is possible to realize good controllability of the form change without precise alignment. .

【0082】したがって、本発明者らの実験によれば、
今まで述べた実施形態に比べて、記録ノイズの低い4値
記録を実現することができた。この様子が図10のグラ
フに示されている。図10においても、上記図2や図3
と同様に、横軸がトラック方向の位置を表し、縦軸が信
号の強度を表す。この図中、破線はサーマルアスペリテ
ィ信号を表し、実線は磁束信号すなわち通常の磁気記録
による再生信号を表す。また、図に向かって上下方向の
矢印は磁化の方向が膜面に対して垂直方向であることを
表し、左右方向の矢印は磁化の方向が膜面に対して平行
な方向であることを表す。
Therefore, according to the experiments of the present inventors,
Compared with the embodiments described so far, four-value recording with lower recording noise was realized. This is shown in the graph of FIG. 10 and FIG.
Similarly, the horizontal axis represents the position in the track direction, and the vertical axis represents the signal intensity. In this figure, a broken line represents a thermal asperity signal, and a solid line represents a magnetic flux signal, that is, a reproduced signal by ordinary magnetic recording. Arrows in the vertical direction in the drawing indicate that the direction of magnetization is perpendicular to the film surface, and arrows in the horizontal direction indicate that the direction of magnetization is parallel to the film surface. .

【0083】[第六実施形態]第五実施形態の記録媒体
はノイズが低く高密度多値記録を実現させるためには好
適である。しかし、使用している基板11の材料が希少
であるため、入手が困難な場合も想定される。また、加
工に特別な設備が必要であり、製造設備がより複雑なも
のとなってしまう可能性もある。
[Sixth Embodiment] The recording medium of the fifth embodiment has low noise and is suitable for realizing high-density multi-level recording. However, since the material of the substrate 11 used is rare, it may be difficult to obtain it. In addition, special equipment is required for processing, and the manufacturing equipment may become more complicated.

【0084】そこで、入手が容易で簡易に製造可能な材
料を用いて、上記第五実施形態と同様の低ノイズな記録
媒体を実現することが望ましい。第六実施形態において
は、このような記録媒体について説明する。
Therefore, it is desirable to realize a low-noise recording medium similar to that of the fifth embodiment by using a material that is easily available and can be easily manufactured. In the sixth embodiment, such a recording medium will be described.

【0085】第六実施形態における記録媒体は、基板2
1として数nmサイズのピラミッド上突起32を形成し
たプラスチック基板21を用いている。そして、この基
板21上にFe−Rh合金あるいはMn−Ga合金を成
膜することによって記録媒体を作製している。この記録
媒体の構造を表す説明図が図11に示されている。この
図に示されているように、ピラミッド状突起32を基板
21上に設けている構造は、基本的には上記第五実施形
態と同様である。本第六実施形態では、これらの構造が
プラスチックを用いている点が上記第五実施形態と異な
っている。
The recording medium in the sixth embodiment is the same as the substrate 2
The plastic substrate 21 on which the pyramid protrusion 32 having a size of several nm is formed as 1 is used. Then, a recording medium is manufactured by forming a Fe—Rh alloy or a Mn—Ga alloy on the substrate 21. An explanatory diagram showing the structure of this recording medium is shown in FIG. As shown in this figure, the structure in which the pyramid-shaped protrusions 32 are provided on the substrate 21 is basically the same as in the fifth embodiment. The sixth embodiment is different from the fifth embodiment in that these structures use plastic.

【0086】この記録媒体に磁気ヘッドで所定のデータ
を記録した後の再生信号の様子を表すグラフが図12に
示されている。この図12においても、上記図2や図3
と同様に、横軸がトラック方向の位置を表し、縦軸が信
号の強度を表す。この図中、破線はサーマルアスペリテ
ィ信号を表し、実線は磁束信号すなわち通常の磁気記録
による再生信号を表す。また、図に向かって上下方向の
矢印は磁化の方向が膜面に対して垂直方向であることを
表し、左右方向の矢印は磁化の方向が膜面に対して平行
な方向であることを表す。
FIG. 12 is a graph showing a state of a reproduced signal after predetermined data is recorded on the recording medium by the magnetic head. 12 and FIG. 3 and FIG.
Similarly, the horizontal axis represents the position in the track direction, and the vertical axis represents the signal intensity. In this figure, a broken line represents a thermal asperity signal, and a solid line represents a magnetic flux signal, that is, a reproduced signal by ordinary magnetic recording. Arrows in the vertical direction in the drawing indicate that the direction of magnetization is perpendicular to the film surface, and arrows in the horizontal direction indicate that the direction of magnetization is parallel to the film surface. .

【0087】膜面と平行な方向に磁界を印加する長手記
録を行った部分では、磁気信号のみが検出され、膜面と
垂直な方向に磁界を印加する垂直記録を行った部分で
は、磁気信号にサーマルアスペリティ信号が重畳した信
号が検出された。
In the portion where longitudinal recording was performed in which a magnetic field was applied in a direction parallel to the film surface, only a magnetic signal was detected. In the portion where perpendicular recording was performed in which a magnetic field was applied in a direction perpendicular to the film surface, a magnetic signal was detected. A signal in which a thermal asperity signal was superimposed was detected.

【0088】したがって、上述した各実施形態と同様
に、磁気信号と形態変化とを組み合わせて、4値記録が
可能であることが確認された。また、記録ビットのサイ
ズを0.05ミクロン程度としても十分な強度の再生信
号が得られることが確認できた。
Therefore, as in the above-described embodiments, it was confirmed that quaternary recording was possible by combining the magnetic signal and the shape change. Further, it was confirmed that a reproduced signal having a sufficient intensity could be obtained even when the recording bit size was set to about 0.05 μm.

【0089】なお、第六実施形態における記録媒体の再
生信号は、第五実施形態の記録媒体と比較してややノイ
ズが大きくなった。これは、以下のような理由によるも
のと考えられる。第五実施形態で述べたInP基板11
はnm以下のオーダーで平滑であり、またこの基板11
上に形成されたInAsピラミッド状突起22は、その
突起の大きさ、突起の間隔を均一・一様にすることがで
きる。
The reproduced signal of the recording medium according to the sixth embodiment has a slightly larger noise than the recording medium according to the fifth embodiment. This is considered to be due to the following reasons. InP substrate 11 described in the fifth embodiment
Is smooth on the order of nm or less.
The InAs pyramid-shaped protrusion 22 formed on the upper surface can make the size of the protrusion and the interval between the protrusions uniform and uniform.

【0090】しかし、第六実施形態におけるプラスチッ
ク基板21は、数10nmのオーダーで表面に凹凸が存
在する。また、磁気ディスクのトラック一周に亘って観
察すると、数ミクロン程度の表面うねりが観察される。
また、プラスチックの加工精度にも依存するが、ピラミ
ッド状突起32の大きさも、上記第五実施形態ほど均一
なものとすることができない。
However, the plastic substrate 21 in the sixth embodiment has irregularities on the surface on the order of several tens of nm. In addition, when the magnetic disk is observed over one track, surface undulations of about several microns are observed.
Further, the size of the pyramid-shaped projections 32 cannot be made as uniform as in the fifth embodiment, although it depends on the processing accuracy of the plastic.

【0091】このような不均一やうねりが存在すること
によって、上記第五実施形態におけるInP基板の磁気
ディスクと比べて、本第六実施形態ではノイズが大きな
ものとなってしまっている。しかしながら、第五実施形
態に比べて入手しやすい材料を用いて4値記録が可能に
なる効果がある。
Due to the existence of such unevenness and undulation, noise is larger in the sixth embodiment than in the InP substrate magnetic disk in the fifth embodiment. However, there is an effect that four-level recording can be performed using a material that is easily available as compared with the fifth embodiment.

【0092】[第七実施形態]今まで述べた各実施形態
においてデータの再生に使用した多値記録データ再生シ
ステムの構成を説明する。
[Seventh Embodiment] The configuration of a multi-valued recorded data reproducing system used for reproducing data in each of the above-described embodiments will be described.

【0093】図13には、この多値記録データ再生シス
テムの構成を表す構成図が示されている。多値磁気記録
媒体40に接してMR磁気ヘッド42が設けられてい
る。このMR磁気ヘッド42はコンタクト再生を行う。
このMR磁気ヘッドからの信号は、磁気記録信号とサー
マルアスペリティ信号を含んだ信号であることは上記実
施形態において既に説明した。MR磁気ヘッド42でコ
ンタクト再生を行うことによって、ある記録ビットにお
ける磁気記録信号とサーマルアスペリティ信号とを同時
に検出することができる。
FIG. 13 is a configuration diagram showing the configuration of this multi-valued recorded data reproduction system. An MR magnetic head 42 is provided in contact with the multi-valued magnetic recording medium 40. This MR magnetic head 42 performs contact reproduction.
The signal from the MR magnetic head is a signal including a magnetic recording signal and a thermal asperity signal, as described in the above embodiment. By performing contact reproduction with the MR magnetic head 42, a magnetic recording signal and a thermal asperity signal at a certain recording bit can be detected simultaneously.

【0094】信号処理部44は、所定の信号処理を行
い、サーマルアスペリティ信号と磁気記録信号とを分離
し、これらに基づき、形態変化と磁化の方向とを認識す
る。すなわち、これらMR磁気ヘッド42と信号処理部
44は、請求項の磁化方向検出手段と形態変化検出手段
とに相当する。さらに、信号処理部42は、磁化方向と
形態変化に基づき、記録された多値データを再生し、外
部に出力する。以上の構成によって、多値記録された媒
体40からそこに記録されている多値データを再生する
ことができる。
The signal processing section 44 performs predetermined signal processing, separates a thermal asperity signal and a magnetic recording signal, and recognizes a morphological change and a direction of magnetization based on these signals. That is, the MR magnetic head 42 and the signal processing unit 44 correspond to the magnetization direction detecting means and the form change detecting means in the claims. Further, the signal processing unit 42 reproduces the recorded multi-value data based on the magnetization direction and the morphological change, and outputs the data to the outside. With the above configuration, the multi-value data recorded on the medium 40 on which multi-value recording has been performed can be reproduced.

【0095】[0095]

【発明の効果】本発明による磁化・形態記録層を有した
媒体を用い、磁気信号と形態変化を組み合わせて多値値
記録が可能となり、高密度な磁気記録媒体を製造するこ
とができる。また、磁気材料を基板上に突起として形成
すれば、形態変化を確実に生じさせることができ、ノイ
ズの少ない安定した多値記録が可能となる。
According to the present invention, using a medium having a magnetization / morphological recording layer according to the present invention, multi-value recording can be performed by combining a magnetic signal and a morphological change, and a high-density magnetic recording medium can be manufactured. In addition, if the magnetic material is formed as a projection on the substrate, a morphological change can be reliably generated, and stable multi-value recording with less noise can be performed.

【0096】また、このような多値磁気記録媒体から、
データを再生するシステムにおいて、形態変化と磁気方
向とを同時に検出しているので、記録された4値のデー
タを再生することができる。特に、MRヘッドを用い懇
篤と再生を行えば、サーマルアスペリティ信号を効率よ
く検出できるので、このサーマルアスペリティ信号を介
して形態変化を効率的に検出することができる。
Further, from such a multi-valued magnetic recording medium,
In the system for reproducing data, since the morphological change and the magnetic direction are detected at the same time, the recorded quaternary data can be reproduced. In particular, if the reproduction is performed with an MR head, the thermal asperity signal can be detected efficiently, and the morphological change can be efficiently detected via the thermal asperity signal.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本実施形態による磁気ディスク媒体の構成を示
した説明図である。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a configuration of a magnetic disk medium according to an embodiment.

【図2】磁気・形態記録層をFe−Rh合金とした記録
媒体をMR磁気ヘッドでコンタクト再生させた場合の再
生信号を示した説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing reproduction signals when a recording medium having a magnetic / morphological recording layer made of an Fe—Rh alloy is contact-reproduced by an MR magnetic head.

【図3】磁気・形態記録層をMn−Ga合金とした記録
媒体をMR磁気ヘッドでコンタクト再生させた場合の再
生信号を示した説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a reproduction signal when a recording medium having a Mn—Ga alloy as a magnetic / morphological recording layer is contact-reproduced by an MR magnetic head.

【図4】磁気・形態記録層を膜面垂直方向に対して円柱
状に加工した磁気ディスクの記録ビット形状を表す説明
図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a recording bit shape of a magnetic disk in which a magnetic / morphological recording layer is processed into a column shape in a direction perpendicular to a film surface.

【図5】円柱状ビットに対して長手方向、垂直方向に磁
化したときの円柱状ビットの形態の変化を示した説明図
である。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a change in the form of a cylindrical bit when magnetized in a longitudinal direction and a vertical direction with respect to the cylindrical bit.

【図6】図4のディスクに対してMR磁気ヘッドでコン
タクト再生させた場合の再生信号を示した説明図であ
る。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a reproduced signal when contact reproduction is performed on the disk of FIG. 4 by an MR magnetic head.

【図7】非磁性セラミクスAl23に微細加工で0.0
5ミクロン径、深さ50nmに形成したセル(穴)の中
に磁化・形状記録層を埋め込んだ記録媒体の構成を示し
た説明図である。
[FIG. 7] Non-magnetic ceramics Al 2 O 3 is finely processed to 0.0
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a configuration of a recording medium in which a magnetization / shape recording layer is embedded in a cell (hole) formed to have a diameter of 5 microns and a depth of 50 nm.

【図8】図7の媒体に対してMR磁気ヘッドでコンタク
ト再生させた場合の再生信号を示した説明図である。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing a reproduced signal when contact reproduction is performed on the medium of FIG. 7 by an MR magnetic head.

【図9】InP基板表面に数nmサイズのピラミッド状
突起InAsを形成させた基板上に磁化・形態記録層を
成膜した多値磁気記録媒体の構成を示した説明図であ
る。
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a configuration of a multi-valued magnetic recording medium in which a magnetization / morphological recording layer is formed on a substrate in which pyramid-shaped protrusions InAs having a size of several nm are formed on the surface of an InP substrate.

【図10】図9の記録媒体をMR磁気ヘッドでコンタク
ト再生させた場合の再生信号を示した説明図である。
FIG. 10 is an explanatory diagram showing a reproduced signal when the recording medium of FIG. 9 is contact-reproduced by an MR magnetic head.

【図11】数nmサイズのピラミッド上突起を表面に形
成したプラスチック基板を用い、これにFe−Rh合金
あるいはMn−Ga合金を成膜した多値磁気記録媒体の
構成を示した説明図である。
FIG. 11 is an explanatory diagram showing a configuration of a multi-valued magnetic recording medium in which a Fe-Rh alloy or a Mn-Ga alloy is formed on a plastic substrate having pyramid protrusions having a size of several nm formed on the surface thereof. .

【図12】図11の記録媒体をMR磁気ヘッドでコンタ
クト再生させた場合の再生信号を示した説明図である。
FIG. 12 is an explanatory diagram showing a reproduction signal when the recording medium of FIG. 11 is contact-reproduced by an MR magnetic head.

【図13】多値磁気記録データ再生システムの構成を表
す構成図である。
FIG. 13 is a configuration diagram illustrating a configuration of a multilevel magnetic recording data reproduction system.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基板 2 結晶配向制御層 3 Fe−Rh磁気・形態記録層 3a Mn−Ga磁気・形態記録層 3b 磁気・形態記録層の部分 4 保護層 5 潤滑層 11 基板 12 非磁性セラミクス層 13 磁気・形態記録層 21 基板 22 ピラミッド状突起 32 ピラミッド状突起 40 多値記録媒体 42 MR磁気ヘッド 44 信号処理部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate 2 Crystal orientation control layer 3 Fe-Rh magnetic / morphological recording layer 3a Mn-Ga magnetic / morphological recording layer 3b Part of magnetic / morphological recording layer 4 Protective layer 5 Lubrication layer 11 Substrate 12 Nonmagnetic ceramics layer 13 Magnetic / morphological Recording layer 21 Substrate 22 Pyramidal projection 32 Pyramidal projection 40 Multilevel recording medium 42 MR magnetic head 44 Signal processing unit

Claims (16)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 データを記録する記録層を含む磁気記録
媒体において、 前記記録層は、磁界を印加することによって体積が膨張
・収縮する磁気材料であって、前記磁界の方向によって
体積膨張・収縮する方向が定まる磁気材料からなり、前
記磁気材料の形態変化と前記磁気材料の磁化方向との組
み合わせを記録状態として利用することを特徴とする多
値磁気記録媒体。
1. A magnetic recording medium including a recording layer for recording data, wherein the recording layer is a magnetic material whose volume expands and contracts when a magnetic field is applied, and the volume expands and contracts according to the direction of the magnetic field. A multi-valued magnetic recording medium comprising a magnetic material having a determined direction, wherein a combination of a morphological change of the magnetic material and a magnetization direction of the magnetic material is used as a recording state.
【請求項2】 前記磁気材料を円柱状に加工して円柱状
突起を構成させ、前記基板上に前記円柱突起を複数個配
置し、 前記各円柱状突起が、磁界を印加した場合の形状変化と
磁化方向変化との組み合わせによる記録状態を有するこ
とを特徴とする請求項1記載の多値磁気記録媒体。
2. The method according to claim 1, wherein the magnetic material is processed into a columnar shape to form a columnar protrusion, a plurality of the columnar protrusions are arranged on the substrate, and each of the columnar protrusions changes in shape when a magnetic field is applied. 2. The multi-valued magnetic recording medium according to claim 1, wherein the multi-valued magnetic recording medium has a recording state based on a combination of a change in magnetization direction.
【請求項3】 非磁性体からなる基板に、所定径の円筒
状の穴を複数形成し、 この穴に前記磁気材料を埋め込んで前記記録層を形成さ
せたことを特徴とする請求項1記載の多値磁気記録媒
体。
3. The recording layer according to claim 1, wherein a plurality of cylindrical holes having a predetermined diameter are formed in a substrate made of a non-magnetic material, and the recording material is formed by embedding the magnetic material in the holes. Multi-valued magnetic recording medium.
【請求項4】 前記基板は非磁性セラミクスからなるこ
とを特徴とする請求項3記載の多値磁気記録媒体。
4. The multi-valued magnetic recording medium according to claim 3, wherein said substrate is made of non-magnetic ceramics.
【請求項5】 前記穴の径は、略0.1ミクロン径であ
ることを特徴とする請求項3又は4記載の多値磁気記録
媒体。
5. The multi-valued magnetic recording medium according to claim 3, wherein the diameter of the hole is approximately 0.1 μm.
【請求項6】 表面に複数の突起が形成された基板を備
え、 前記磁気材料を前記基板の突起が形成されている表面上
に設けて、前記記録層を構成させたことを特徴とする請
求項1記載の多値磁気記録媒体。
6. A recording layer comprising a substrate having a plurality of protrusions formed on a surface thereof, wherein the magnetic material is provided on a surface of the substrate having the protrusions formed thereon to form the recording layer. Item 8. The multi-valued magnetic recording medium according to Item 1.
【請求項7】 前記基板はInPで構成され、前記突起
はInAsで構成されていることを特徴とする請求項6
記載の多値磁気記録媒体。
7. The semiconductor device according to claim 6, wherein the substrate is made of InP, and the protrusion is made of InAs.
The multivalued magnetic recording medium according to the above.
【請求項8】 前記基板はプラスチックで構成され、前
記突起もプラスチックで構成されていることを特徴とす
る請求項6記載の多値磁気記録媒体。
8. The multi-valued magnetic recording medium according to claim 6, wherein said substrate is made of plastic, and said projections are also made of plastic.
【請求項9】 前記突起は、数nmサイズの四角錐形状
であることを特徴とする請求項6,7又は8記載の多値
磁気記録媒体。
9. The multi-valued magnetic recording medium according to claim 6, wherein the projection has a quadrangular pyramid shape with a size of several nm.
【請求項10】 前記磁気材料がFe−Rh合金である
ことを特徴とする請求項1〜8又は9記載の多値磁気記
録媒体。
10. The multi-valued magnetic recording medium according to claim 1, wherein the magnetic material is an Fe—Rh alloy.
【請求項11】 前記磁気材料が磁気形状記憶合金であ
ることを特徴とする請求項1〜8又は9記載の多値磁気
記録媒体。
11. The multi-valued magnetic recording medium according to claim 1, wherein said magnetic material is a magnetic shape memory alloy.
【請求項12】 前記磁気形状記憶合金がMn−Gaで
あることを特徴とする請求項11記載の多値磁気記録媒
体。
12. The multi-valued magnetic recording medium according to claim 11, wherein said magnetic shape memory alloy is Mn—Ga.
【請求項13】 多値磁気記録媒体の記録層中の各記録
ビットの磁化方向を検出する磁化方向検出手段と、 前記記録層中の前記各記録ビットの形態変化を検出する
形態変化検出手段と、を含み、 前記磁化方向の検出と、前記形態変化の検出とが、同一
の記録ビットに対して同時に行われることを特徴とする
多値磁気記録データ再生システム。
13. A magnetization direction detecting means for detecting a magnetization direction of each recording bit in a recording layer of a multi-valued magnetic recording medium, and a form change detecting means for detecting a form change of each recording bit in the recording layer. Wherein the detection of the magnetization direction and the detection of the morphological change are performed simultaneously on the same recording bit.
【請求項14】 前記形態変化検出手段は、前記形態変
化をサーマルアスペリティ信号を介して検出し、 前記磁化方向検出手段は、前記磁化方向を磁気記録信号
の磁束変化を介して検出することを特徴とする請求項1
3記載の多値磁気記録データ再生システム。
14. The morphological change detecting means detects the morphological change via a thermal asperity signal, and the magnetization direction detecting means detects the magnetization direction through a magnetic flux change of a magnetic recording signal. Claim 1
3. The multivalued magnetic recording data reproduction system according to 3.
【請求項15】 前記形態変化検出手段及び前記磁化方
向検出手段は、MR磁気ヘッドであることを特徴とする
請求項13又は14記載の多値磁気記録データ再生シス
テム。
15. The multi-valued magnetic recording data reproducing system according to claim 13, wherein said morphological change detecting means and said magnetization direction detecting means are MR magnetic heads.
【請求項16】 前記MR磁気ヘッドが前記多値磁気記
録媒体に対してコンタクト再生を行うことを特徴とする
請求項15記載の多値磁気記録データ再生システム。
16. The multi-valued magnetic recording data reproducing system according to claim 15, wherein said MR magnetic head performs contact reproduction on said multi-valued magnetic recording medium.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US8153190B2 (en) 2003-07-19 2012-04-10 Samsung Electronics Co., Ltd. Patterned magnetic recording medium and method of manufacturing the same

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