物質・材料研究機構(NIMS)は、FePt規則合金のナノ粒子を均一なサイズで分散させた高保磁力(37kOe)垂直磁化膜の作製に成功したことを明らかにした。

HDDの記録密度の最高値は現在、約550Gbit/inch2程度で、現行の垂直磁気記録方式に改良を加えていくことで1Tbit/inch2程度までは記録密度を引き上げられると予想されている。それ以上の記録密度を実現するためには新しい磁気記録方式を採用する必要があり、各所で開発が進められており、熱アシスト磁気記録方式もそうした新技術の候補の1つとなっている。

(左)FePtAgナノ粒子分散垂直磁化膜の電子顕微鏡像と(右)静的熱アシストヘッドによる記録ビットのパターン

同方式のヘッドは例えば日立グローバルストレージテクノロジーズ(日立GST)で開発が進められていたものは、これまで数nmの粒子サイズで、サイズ分散が小さく、それらの結晶方位を配向した熱アシスト方式に適する記録媒体の開発が遅れていた。

熱アシスト方式の媒体としては、数nmのサイズの磁石粒子を均一に分散させ、磁化しやすい結晶方位を膜に垂直に配列させる技術が必要とされる。材料としては記録情報を長期間保持するため、ナノサイズの粒子でも磁化が熱で反転しない、結晶磁気異方性の高い強磁性材料を使う必要があり、そのような材料としてFeとPtの合金で原子が規則的に配列した規則合金が最適と考えられていたが、FePt系規則合金を使って熱アシスト媒体に適した粒子分散性の良いナノ粒子分散垂直磁化膜の作製には課題が多く、実用化が難しいとされていた。

今回NIMSでは、熱アシスト磁気記録に適したナノ構造をFePt系合金を用いて作製することに成功、同ナノ粒子分散垂直磁化膜を用いて、日立GSTサンホセ研究センターにて熱アシスト磁気記録ヘッドを作製、記録試験を実施、450Gbit/inch2の熱アシスト磁気記録が達成可能であることが示された。

用いられたFePt粒子の平均粒径は6.1nmでサイズ分散が1.8nm。保磁力は37kOeで、従来の磁気記録媒体に比べて高く、静的熱アシストヘッドによる記録パターンでは、20nmのビットがビット幅85nmで観察されており、これを記録密度に換算すると450Gbit/inch2となったという。

NIMSでは、実験室レベルで作製されたこのナノ粒子構造を持つFePt系媒体について、工業的な製造技術が確立できれば、熱アシスト磁気記録の実用化に近づけられると期待を見せている。

なお、同研究成果は8月16日～18日に米国カリフォルニア州サンディエゴにて開催される「第21回磁気記録国際会議(TMRC2010:The 21st Magnetic Recording Conference)」にて発表される予定。