JPH01260804A - 硬質磁性薄膜 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、各種磁気記録媒体に用いて好適な磁気的に硬
質すなわち高保磁力を有する硬質磁性薄膜に係わる。

［発明の概要］ 本発明は、ＭＩＩＸ　Ｇａｙ　Ｉｎｚ　（但し、Ｘ　、
！　、Ｚはそれぞれ原子％）なる組成で、 ！≦Ｉ≦２ｙ ０．５≦Ｚ≦５０ ｘ　＋ｙ　＋ｚ　＝ｌＯＯ 或いはそのＧａの一部を、Ａｌ，　　Ｂ、　Ａｇ、　Ｃ
ｕ、　Ａｕ、　Ｓｎ。

Ｃ，Ｓｉ、　Ｇｅの一種以上で置換した高保磁力の硬質
磁性薄膜であって、例えば磁気記録媒体に適用して高密
度記録化を図る。

［従来の技術］ 従来の磁気記録媒体にはγ−Ｆｅ２０＋　、　Ｃｒ０ｔ
。

Ｃｏγ−Ｆｅ２０３　、或いはいわゆる金属蒸着膜等が
用いられているが、いずれもその保磁力Ｈｃは、２ＫＯ
ｅより低いものである。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、磁気記録媒体において、より高密度記録化が
要求されていて、これに伴ってより高い保磁力Ｈａを有
する硬質磁性薄膜の開発が要求されている。

そしてこり高保磁力を有する硬質磁性薄膜の開発研究も
すでに多くなされているところである。

例えば結晶磁気異方性を利用した磁性薄膜として、Ｍｎ
Ｇａ系の磁性膜の考察がなされているところであるが、
この場合、その成膜に当っての例えばスパッタリング後
に高温のアニール、すなわち熱処理を必要とするもので
あり、これによって磁性膜の坦持体、すなわち基体とし
ては耐熱性の低い廉価なＰＥＴ　（ポリエチレンテレフ
タレート）ヲ用いることができないという課題がある。

本発明は、このような課題の解決をはかり、高い保磁力
を有し、しかもその成膜に当って高温下での形成、或い
は熱処理を必要としない硬質磁性薄膜を提供する。

すなわち、本発明においては、結晶磁気異方性を利用し
た硬質磁性薄膜に係わるものであるが、成膜時の高温加
熱、熱処理を回避できて、ＰＥＴフィルムのような耐熱
性の低い廉価な坦持体、すなわち基体の使用を可能にす
る。

［課題を解決するための手段］ 本発明は組成式Ｍｎｘ　Ｇａｙ　Ｉｎｚ　（但し、ｘ、
！、２はそれぞれ原子％）で示され、 ｙ≦！≦２ｙ ０．５≦２≦５０ ｘ　＋ｙ　＋ｚ　＝１００ なる関係を満足する硬質磁性薄膜を形成する。

また本発明においては、上述の硬質磁性薄膜において、
その組成式中のＧａの一部を、Ａｌ，　　Ｂ、　Ａｇ。

Ｃｕ、　Ａｕ、　Ｓｎ、　Ｃ，Ｓｉ、　Ｇｅ　伝≠−の
うちの少なくとも１種以上で置換する。

［作用］ 本発明による硬質磁性膜は１面方向及びこれと直交する
垂直方向の双方に対して高い保磁力Ｈｃと、すぐれた角
型を示した。また、その成膜は、スパッタ、蒸着等によ
って形成でき、Ｉｎの添加によって低温での結晶化、す
なわち結晶磁気異方性を呈せしめ得るものであり、成膜
時に基体を特別加熱する必要はなく、またその後の熱処
理も特別には必要としない、したがってＰＥＴフィルム
等の耐熱性の低い基体上への成膜が可能となる。

［実施例］ 実施例ｌ ＭｎＧａｌｎ合金の３インチ型鋳造ターゲットを用いて
スライドガラス板の上にスパッタを行って磁性薄膜を形
成した。このスパッタはマグネトロン型スパッタ装置を
用い、アルゴンガスと投入電力とをそれぞれ３０ｍＴｏ
ｒｒと８０Ｗ（以下この条件を条件Ｉとする）　、　１
０ｍＴｏｒｒと１００　Ｗ　（以下この条件を条件ＩＩ
とする）及びｌｏｍＴｏｒｒと２００　Ｗ　（以下この
条件をＩとする）の条件下で、充分冷却されたスライド
ガラス板に約　ＩＩＬ■の厚さに成膜した。

上述した実施例１の方法によるも、そのターゲットの組
成を、口を５０〜７５Ｍ子％、　Ｉｎを　１〜２５ＷＬ
子％、残部Ｇａとし、スパッタ条件を上述の条件Ｉ〜■
として磁化の有無をみた。この磁化の測定は。

各磁性薄膜を一定の大きさに切り、ＶＳＭ　（振動資料
型磁化特性測定装置）によって測定した。磁場は膜面に
平行な方向と垂直な方向とし、−１５ＫＯｅから＋１５
ＫＯｅ変化させて磁化ループを描かせた。

第１図にその一部の試料のターゲットの組成と、スパッ
タ条件と、スパッタによって得た膜の組成と磁化の有無
（磁化がある場合はＯ印、ない場合は×印）を示す、そ
して、　ｉ２ｒ！！Ｊに各試料のターゲットの組成をプ
ロットして示し、図中、上述のスパッタ条件下、ＩＩ及
びＩＩでそれぞれ高保磁力を示−した範囲をそれぞれ実
線ａ、破線す及び鎖線Ｃで囲んで示す。

また、　Ｈｃ＞２　ＫＯｅが得られた磁性薄膜での組成
範囲は、第３図中実線ｅで囲んだ範囲となり１組成式Ｍ
ｎｘ　Ｇａｙ　Ｉｎｚにおいて、ｙ≦ｘ≦２ｙで、０．
５≦２≦５０である。

第４図は”５１．９　Ｇａ４３．２１”４．９　（第１
図中試料Ｎｏ、３）の磁束Ｂ−磁界Ｈの磁化曲線で、同
図中実線曲線（１）は、磁性薄膜の膜面に対して垂直方
向の磁化曲線、破線曲線（２）は膜面に沿う方向の磁化
曲線で、いずれの方向についてもすぐれた磁気特性、す
なわち高い磁化、角型比を示し、垂直方向の保磁力Ｈｃ
は３．２　ｋＯｅで、膜面方向の保磁力Ｈｃは、　３．
５　ｋＯｅで、残留磁束密度はいずれも２．３　ｋＧで
あった。

また、本発明による磁性画ＷＪ、（第１図中試料Ｎｏ、
３）と、磁化の小さい薄膜（第１図中試料Ｎｏ、　１）
の各構造を小角Ｘ線回折でみた回折パターンを第５図Ａ
及びＢに示す、これによれば、試料Ｎ００１のものは、
Ｉｎの回折線以外にはピークがみられず、Ｉｎの結晶化
のみが生じているのに比し、試料Ｎ００３の本発明のも
は、Ｉｎ以外にもＭｎＧａの結晶構造の回折ピークがみ
られ、ＭｎＧａが結晶化していることがわかる。つまり
、この試料Ｎ００３の高保磁力の原因はＭｎＧａの結晶
化にあるものと思われる、そして、この結晶化をＩｎが
促進していると考えられる。そして、この場合ＭｎＧａ
の（１００）面と、大きいピークではないがＩｎの（１
０１）面が同一角度にあることが特徴的である。

実施例２ 実施例１と同様の方法で、膜組成ＭｎｘＧａｙ　Ｉｎｚ
（！≦Ｘ≦２７，０．５≦２≦５０　、　ｘ＋ｙ＋ｚ　
＝　１００）において、Ｇａを５０原子％Ａｌで置換し
た。この場合保磁力は上記組成においてＧａを他の元素
で置換したものと同程度であった。

実施例３゜ 実施例１と同様の方法で、膜組成ＭｎｘＧａｙ　１１１
！２（ｙ≦！≦２７．０．５≦２≦５０　、　ｘ＋ｙ＋
ｚｌＩＩＯｏ）において、Ｇａを３０原子％Ａｇで置換
した。この場合においても高い保磁力が得られた。

実施例４゜ 実施例１と同様の方法で、膜組成ＭｎＸＧａｙ　Ｉｎｚ
（！≦夏≦２７．０．５≦２≦５０．ｘ十Ｙ＋Ｚ−１０
０）において、Ｇａを３０原子％Ｓｎで置換した。この
場合においても高い保磁力が得られた。

同様にして、Ｇａの一部を、それぞれＢ、　　Ｃｕ。

Ａｕ、　Ｃ，Ｓｉ、　Ｇｅによって置換しても、またＧ
ａの一部をＡＩ　、　　Ｂ、　Ａｇ、　Ｃｕ、　Ａｕ、
　Ｓ！！、　Ｃ，Ｓｉ、　Ｇｅ　（７）うちの２種以上
で置換しても高い保磁力が得られた。

また、上述の各本発明による磁性薄膜において、Ｆｅ、
Ｇｏ、Ｘｉの１種以上を添加することもでき、この場合
は、飽和磁束密度、残留磁束密度を高めることができた
。

比較例 ＭｎＧａの合金ターゲットを用いて実施例１の条件■の
方法で成膜した。この場合の磁化を前述したと同様の方
法によって測定したところガラス基体自体の反磁性が測
定されたに過ぎなかった。

尚、上述した例では磁性薄膜をスパッタによって形成し
た場合であるが、真空蒸着等によって形成することもで
きるなど、成膜方法等種々の変更を行うことができる。

［発明の効果コ 本発明による硬質磁性薄膜は、面方向及びこれと直交す
る垂直方向の双方に対して高い保磁力Ｈｅを得ることが
できることから、各種磁気記録媒体に適用して高記録密
度化をはかることができる。

また、その成膜は、スパッタ、蒸着等によって形成でき
、ＩＩ＋の添加によって低温での結晶化、すなわち結晶
磁気異方性を呈せしめ得るものであり、成膜時に基体を
特別加熱する必要もなく、またその後の熱処理も特別に
は必要としない、したがつてＰＥＴフィルム等の耐熱性
の低い基体上への成膜が可能となり、各種磁気記録媒体
の価格の砥廉化をはかることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は各試料と磁化の有無の測定結果を示した表面、
第２図はスパッタによる磁性薄膜のターゲット組成とス
パッタ条件と高保磁力を示す範囲を示す図、第３図は磁
化の得られる膜組成範囲を示す図、第４図は本発明によ
る硬質磁性薄膜の一例の磁化曲線図、第５図Ａ及びＢは
小角Ｘ線回折パターンである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．組成式Ｍｎ＿ｘＧａ＿ｙＩｎ＿ｚ（但し、ｘ，ｙ，
   ｚはそれぞれ原子％）で示され、 ｙ≦ｘ≦２ｙ ０．５≦ｚ≦５０ ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００ なる関係を満足する硬質磁性薄膜。
2. ２．上記特許請求の範囲第１項の硬質磁性薄膜において
   、上記組成式中のＧａの一部を、Ａｌ，Ｂ，Ａｇ，Ｃｕ
   ，Ａｕ，Ｓｎ，Ｃ，Ｓｉ，Ｇｅのうちの少なくとも１種
   以上と置換した硬質磁性薄膜。