Reverse ECC 媒体の記録再生及び熱揺らぎ特性

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第 31 回日本応用磁気学会学術講演会概要集（2007）
Reverse ECC 媒体の記録再生及び熱揺らぎ特性
宇田川夏海，近藤祐士，金井靖*，吉田和悦
（工学院大学，*新潟工科大学）
Read/write and Thermal Properties of Reverse Exchange Coupled Composite Media
N. Udagawa, Y. Kondo, Y. Kanai*, K. Yoshida
(Kogakuin Univ., *Niigata Institute of Technology)
はじめに
0.5 nm
現在ハードディスクにおいて面記録密度 1Tbpsi の達成を
目指すにあたり困難な問題に直面している．それは高記録密
度域における高い SNR，そして熱安定性，記録ヘッド磁界強
13 nm
度の間にあるトリレンマである．これを解決出来ると期待さ
5 nm
Recording
Layer (RL)
Soft Region
れている磁気記録媒体が ECC 媒体である．そこで我々はマイ
クロマグネティックシミュレータを用いて SNR と熱揺らぎ
Hard Region
70 nm
の観点から ECC 媒体の R/W 特性の検討を行った．その結果
上記したトリレンマを解消するには ECC 媒体の記録層にお
Soft under Layer (SUL)
Fig. 1 RECC media model.
ける軟磁性と硬磁性領域を上下逆転した Reverse ECC(RECC)
媒体が相応しいことを見出した．
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計算方法
軟磁性下地層厚さを 70 nm，記録層と軟磁性下地層の間隔を
SNR [dB]
録層厚さの合計を 13 nm に固定し，粒子中心間距離を 6.5 nm，
0.8
12
0.6
8
5 nm，粒子間空隙を 0.5 nm，RL 軟磁性領域と硬磁性領域の
4
飽和磁化をいずれも 1.1 T，RL 軟磁性領域の磁気異方性定数
0
SNR [dB]
M after 1μs [T]
0.2
0
4
(Ku)を 1.0 kJ/m3，記録温度を 330 K とした．最適化した ECC
0.4
M after 1μs [T]
1
16
計算に用いた RECC(ECC)媒体のモデルを Fig. 1 に示す．記
6
8
10
12
Viertical exchange coupling constant(A ⊥ ) [p J/m]
媒体のパラメータは RL 軟磁性領域厚さ，硬磁性領域の Ku，
面内方向の結晶粒間交換定数(A〃)，RL 軟磁性領域と硬磁性
Fig. 2 Dependences of SNR at 1000 kfci and
領域間の縦方向の粒間交換定数(A⊥)である．記録計算には有
thermal decay of the DC erased ECC media at
限要素法によって別途計算したトレーリングシールド付 SPT
330 K on A⊥of ECC media.
ヘッド磁界を用い，再生計算には相反定理を用いた．
35
計算結果
は上記の値を用いた．Fig. 2 に ECC 媒体の 1000 kfci における
SNR と硬磁性領域の耐熱揺らぎ特性の A⊥依存性を示す．図
では A〃を 0 J/m とし，ECC 媒体を DC 消磁状態から温度 330
K で 1μ秒間減磁した後の磁化(M after 1μs)を耐熱揺らぎ特
性の指標としている．図から SNR と耐熱揺らぎ特性にはトレ
ECC
A〃=2 [pJ/m], A ⊥=5 [pJ/m]
25
SNR [dB]
Ku は 1.1 MJ/m3 が最適値であることが分かったので本研究で
RECC A〃=１[ pJ/m], A⊥=5 [pJ/m]
30
種々検討した結果 ECC 媒体の RL 軟磁性領域厚さは 6.5 nm，
20
15
10
5
＋8 dB
0
0
500
1000
1500
2000
Liner recording density [kfci]
2500
ードオフの関係があり両立は難しいことが分かった．A⊥が弱い
Fig. 3 SNR comparisons between RECC and
場合，SNR 特性の劣化する原因は RL 軟磁性領域から大きな雑
ECC media.
音が発生するためである．そこで我々は ECC 媒体の記録層の軟磁性と硬磁性領域を上下逆にした Reverse
ECC 媒体について検討を行った．Fig. 3 に RECC 媒体と ECC 媒体の SNR の記録密度依存性を比較した．A⊥
は熱揺らぎに強い 5 pJ/m とし，A〃は最適値を用いた．図から 2000 kfci において RECC 媒体は ECC 媒体より
約 8 dB SNR が改善され，熱安定性と高 SNR を両立させることが可能である．
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