【 特 許 請 求 の 範 囲 】 【 請 求 項 １ 】

( 5 7 ) 【 特 許 請 求 の 範 囲 】

【 請 求 項 １ 】

非 磁 性 基 板 上 に 、 連 続 し た 垂 直 磁 性 層 と 、 前 記 垂 直 磁 性 層 に 接 す る 連 続 し た 保 護 層 と が

、 順 に 設 け ら れ た 垂 直 磁 気 記 録 媒 体 に お い て 、

前 記 保 護 層 は グ ラ フ ェ ン 及 び ／ 又 は グ ラ フ ェ ン の 積 層 体 と 、 ア モ ル フ ァ ス カ ー ボ ン を 含 み 、

前 記 保 護 層 の ラ マ ン ス ペ ク ト ル は 、 ２ ７ ０ ０ ｃ ｍ^{− １}付 近 の グ ラ フ ェ ン 及 び ／ 又 は グ ラ フ ェ ン の 積 層 体 の 六 員 環 構 造 に 係 る ２ Ｄ バ ン ド の ピ ー ク 高 さ （ ２ Ｄ ） と 、 １ ５ ８ ５ ｃ ｍ⁻

１付 近 の グ ラ フ ェ ン 及 び ／ 又 は グ ラ フ ェ ン の 積 層 体 の ｓ ｐ^２結 合 の 伸 縮 振 動 に 係 る Ｇ バ ン ド の ピ ー ク 高 さ （ Ｇ ） と の 比 率 （ ２ Ｄ ／ Ｇ ） が 、 ０ ． ４ 〜 ５ の 範 囲 内 で あ る こ と を 特 徴 と す る 垂 直 磁 気 記 録 媒 体 。

【 請 求 項 ２ 】

前 記 連 続 し た 保 護 層 と 接 す る 前 記 連 続 し た 垂 直 磁 性 層 は 、 非 グ ラ ニ ュ ラ 構 造 で あ る こ と を 特 徴 と す る 請 求 項 １ に 記 載 の 垂 直 磁 気 記 録 媒 体 。

【 請 求 項 ３ 】

前 記 グ ラ フ ェ ン の 積 層 体 は 、 グ ラ フ ェ ン が ２ 層 以 上 １ ０ 層 以 下 の 範 囲 内 で 積 層 さ れ て い る こ と を 特 徴 と す る 請 求 項 １ ま た は ２ に 記 載 の 垂 直 磁 気 記 録 媒 体 。

【 請 求 項 ４ 】

前 記 垂 直 磁 性 層 の 最 上 層 は 、 多 結 晶 粒 を 含 み 、

前 記 多 結 晶 粒 は 、 Ｃ ｏ Ｃ ｒ 基 合 金 、 Ｃ ｏ Ｐ ｔ 基 合 金 、 Ｃ ｏ Ｃ ｒ Ｐ ｔ 基 合 金 又 は Ｃ ｏ Ｐ ｔ

10

20

Ｃ ｒ 基 合 金 を 含 み 、

前 記 保 護 層 は 、 前 記 垂 直 磁 性 層 の 最 上 層 と 接 し 、 グ ラ フ ェ ン 及 び ／ 又 は グ ラ フ ェ ン の 積 層 体 と 、 ア モ ル フ ァ ス カ ー ボ ン を 含 み 、

前 記 グ ラ フ ェ ン 及 び ／ 又 は グ ラ フ ェ ン の 積 層 体 は 、 前 記 多 結 晶 粒 の 個 々 の （ ０ ０ ０ ２ ） 結 晶 面 と 平 行 に な っ て い る こ と を 特 徴 と す る 請 求 項 １ か ら ３ の い ず れ か 一 項 に 記 載 の 垂 直 磁 気 記 録 媒 体 。

【 請 求 項 ５ 】

前 記 垂 直 磁 性 層 の 最 上 層 は 、 多 結 晶 粒 を 含 み 、

前 記 多 結 晶 粒 は 、 Ｌ １

構 造 を 有 す る Ｆ ｅ Ｐ ｔ 基 合 金 又 は Ｃ ｏ Ｐ ｔ 基 合 金 を 含 み 、 前 記 保 護 層 は 、 前 記 垂 直 磁 性 層 の 最 上 層 に 接 触 し 、 グ ラ フ ェ ン 及 び ／ 又 は グ ラ フ ェ ン の 積 層 体 と 、 ア モ ル フ ァ ス カ ー ボ ン を 含 み 、

前 記 グ ラ フ ェ ン 及 び ／ 又 は グ ラ フ ェ ン の 積 層 体 は 、 前 記 多 結 晶 粒 の 個 々 の （ ０ ０ １ ） 結 晶 面 と 平 行 に な っ て い る こ と を 特 徴 と す る 請 求 項 １ か ら ３ の い ず れ か 一 項 に 記 載 の 垂 直 磁 気 記 録 媒 体 。

【 請 求 項 ６ 】

前 記 グ ラ フ ェ ン 及 び ／ 又 は グ ラ フ ェ ン の 積 層 体 は 、 窒 素 を 含 む こ と を 特 徴 と す る 請 求 項 １ か ら ５ の い ず れ か 一 項 に 記 載 の 垂 直 磁 気 記 録 媒 体 。

【 請 求 項 ７ 】

請 求 項 １ か ら ６ の い ず れ か 一 項 に 記 載 の 垂 直 磁 気 記 録 媒 体 と 、

該 垂 直 磁 気 記 録 媒 体 に 情 報 を 記 録 し 、 該 垂 直 磁 気 記 録 媒 体 に 記 録 さ れ て い る 情 報 を 再 生 す る 磁 気 ヘ ッ ド と 、

を 有 す る こ と を 特 徴 と す る 磁 気 記 録 再 生 装 置 。

【 発 明 の 詳 細 な 説 明 】

【 技 術 分 野 】

【 ０ ０ ０ １ 】

本 発 明 は 、 垂 直 磁 気 記 録 媒 体 及 び 磁 気 記 録 再 生 装 置 に 関 す る 。

【 背 景 技 術 】

【 ０ ０ ０ ２ 】

近 年 、 ハ ー ド デ ィ ス ク ド ラ イ ブ （ Ｈ Ｄ Ｄ ） 等 に 用 い ら れ る 磁 気 記 録 媒 体 の 分 野 で は 、 記 録 密 度 が 驚 異 的 な 速 度 で 伸 び 続 け て い る 。 記 録 密 度 を 向 上 さ せ る キ ー テ ク ノ ロ ジ ー の 一 つ と し て 、 磁 気 ヘ ッ ド と 磁 気 記 録 媒 体 と の 間 に お け る 摺 動 特 性 を 制 御 す る 技 術 が 挙 げ ら れ る

。

【 ０ ０ ０ ３ 】

す な わ ち 、 磁 気 記 録 媒 体 上 に お け る 磁 気 ヘ ッ ド の 接 触 摺 動 は 、 偶 発 的 な 場 合 を 含 め て 、 避 け る こ と の で き な い も の と な っ て い る た め 、 磁 気 ヘ ッ ド と 磁 気 記 録 媒 体 と の 間 の ト ラ イ ボ ロ ジ ー に 関 す る 問 題 が 宿 命 的 な 技 術 課 題 と な っ て 現 在 に 至 っ て お り 、 磁 気 記 録 媒 体 の 磁 性 層 上 に 保 護 層 を 形 成 し て 、 磁 気 記 録 媒 体 の 耐 摩 耗 性 及 び 耐 摺 動 性 を 向 上 さ せ る こ と が 磁 気 記 録 媒 体 の 信 頼 性 を 確 保 す る た め の 大 き な 柱 と な っ て い る 。

【 ０ ０ ０ ４ 】

保 護 層 を 構 成 す る 材 料 と し て は 、 様 々 な 材 料 が 提 案 さ れ て い る が 、 成 膜 性 、 耐 久 性 等 の 総 合 的 な 見 地 か ら 、 主 に 炭 素 が 採 用 さ れ て い る 。 そ し て 、 保 護 層 の 硬 度 、 密 度 、 動 摩 擦 係 数 等 は 、 磁 気 記 録 媒 体 に お け る 磁 気 ヘ ッ ド と の Ｌ ／ Ｕ Ｌ 特 性 （ ロ ー ド ア ン ロ ー ド 特 性 ） に 如 実 に 反 映 さ れ る た め 、 非 常 に 重 要 で あ る 。

【 ０ ０ ０ ５ 】

一 方 、 磁 気 記 録 媒 体 の 記 録 密 度 を 向 上 さ せ た り 、 読 み 書 き 速 度 を 向 上 さ せ た り す る た め に は 、 磁 気 ヘ ッ ド の 飛 行 高 さ （ フ ラ イ ン グ ハ イ ト ） を 低 減 し た り 、 磁 気 記 録 媒 体 の 回 転 数 を 増 加 さ せ た り す る こ と が 好 ま し い 。 し た が っ て 、 磁 気 ヘ ッ ド の 偶 発 的 な 接 触 等 に 対 応 す る た め に 、 保 護 層 の 耐 摺 動 性 や 平 坦 性 が 要 求 さ れ る と 共 に 、 磁 気 記 録 媒 体 と 磁 気 ヘ ッ ド と の ス ペ ー シ ン グ ロ ス を 低 減 し て 記 録 密 度 を 高 め る た め に 、 保 護 層 の 厚 さ を で き る だ け 薄 く す る こ と が 要 求 さ れ る よ う に な っ て き て い る 。

10

20

30

40

50

【 ０ ０ ０ ６ 】

磁 気 記 録 媒 体 の 保 護 層 に 用 い ら れ る 炭 素 膜 は 、 ス パ ッ タ リ ン グ 法 、 Ｃ Ｖ Ｄ 法 、 イ オ ン ビ ー ム 蒸 着 法 等 に よ り 形 成 さ れ て い る 。

【 ０ ０ ０ ７ 】

特 許 文 献 １ に は 、 複 数 の 磁 性 粒 と 、 複 数 の 磁 性 粒 の う ち の そ れ ぞ れ の 磁 性 粒 上 に 形 成 さ れ た 黒 鉛 状 炭 素 の 複 数 の 層 を 有 す る 磁 気 デ ー タ 記 録 用 の 磁 気 媒 体 が 開 示 さ れ て い る 。 こ の と き 、 黒 鉛 状 炭 素 は 、 黒 鉛 、 グ ラ フ ェ ン （ 黒 鉛 の 単 一 の 単 原 子 層 で あ る ） 、 ナ ノ チ ュ ー ブ

（ 円 筒 形 状 に 巻 き 付 け ら れ た グ ラ フ ェ ン の シ ー ト ） 、 フ ラ ー レ ン （ 球 等 の 閉 じ た 形 状 に 巻 き 付 け ら れ た グ ラ フ ェ ン の シ ー ト ） 等 の 様 々 な 形 態 を と る こ と が で き る 。

【 ０ ０ ０ ８ 】

特 許 文 献 ２ に は 、 ハ ー ド デ ィ ス ク 用 途 の Ｆ ｅ Ｐ ｔ ／ グ ラ フ ェ ン が 開 示 さ れ て い る 。 特 許 文 献 ３ に は 、 グ ラ フ ェ ン の 低 温 形 成 方 法 が 開 示 さ れ て い る 。

【 先 行 技 術 文 献 】

【 特 許 文 献 】

【 ０ ０ ０ ９ 】

【 特 許 文 献 １ 】 特 開 ２ ０ １ ３ − １ ０ １ ７ ４ ２ 号 公 報

【 特 許 文 献 ２ 】 特 表 ２ ０ １ ３ − ５ ３ ６ １ ４ １ 号 公 報

【 特 許 文 献 ３ 】 特 表 ２ ０ １ ３ − ５ ３ ０ １ ２ ４ 号 公 報

【 発 明 の 概 要 】

【 発 明 が 解 決 し よ う と す る 課 題 】

【 ０ ０ １ ０ 】

磁 気 記 録 媒 体 の 保 護 層 を 改 善 す る 努 力 は 、 営 々 と 続 け ら れ て い る 。 現 在 、 磁 気 記 録 媒 体 の 保 護 層 と し て は 、 主 に 水 素 化 ア モ ル フ ァ ス カ ー ボ ン 膜 が 用 い ら れ て い る 。 水 素 化 ア モ ル フ ァ ス カ ー ボ ン 膜 は 、 表 面 平 滑 性 が 高 く 、 比 較 的 硬 度 が 高 い と い う 特 徴 を 有 し て い る 。 一 方 で 、 水 素 化 ア モ ル フ ァ ス カ ー ボ ン 膜 は 、 ア モ ル フ ァ ス 構 造 で あ る た め 、 膜 の 特 性 が 幅 を も ち 、 成 膜 条 件 に よ っ て 表 面 の 平 滑 性 が 変 動 す る 問 題 点 が あ る 。 ま た 、 水 素 化 ア モ ル フ ァ ス カ ー ボ ン 膜 の 表 面 は 、 基 本 的 に 撥 水 性 で あ る た め 、 潤 滑 剤 が 塗 布 し に く い 。 こ の た め 、 水 素 化 ア モ ル フ ァ ス カ ー ボ ン 膜 は 、 表 面 の 窒 化 、 酸 化 等 の 改 質 が 必 要 と な り 、 こ れ が 保 護 層 の 薄 膜 化 の 障 害 と な っ て い た 。

【 ０ ０ １ １ 】

本 発 明 の 一 態 様 は 、 グ ラ フ ェ ン を 用 い た 、 表 面 の 平 滑 性 が 高 く 、 薄 膜 化 が 可 能 な 保 護 層 有 す る 垂 直 磁 気 記 録 媒 体 を 提 供 す る こ と を 目 的 と す る 。

【 課 題 を 解 決 す る た め の 手 段 】

【 ０ ０ １ ２ 】

（ １ ） 非 磁 性 基 板 上 に 、 連 続 し た 垂 直 磁 性 層 と 、 前 記 垂 直 磁 性 層 に 接 す る 連 続 し た 保 護 層 と が 、 順 に 設 け ら れ た 垂 直 磁 気 記 録 媒 体 に お い て 、 前 記 保 護 層 は グ ラ フ ェ ン 及 び ／ 又 は グ ラ フ ェ ン の 積 層 体 と 、 ア モ ル フ ァ ス カ ー ボ ン を 含 み 、 前 記 保 護 層 の ラ マ ン ス ペ ク ト ル は 、 ２ ７ ０ ０ ｃ ｍ

付 近 の グ ラ フ ェ ン 及 び ／ 又 は グ ラ フ ェ ン の 積 層 体 の 六 員 環 構 造 に 係 る ２ Ｄ バ ン ド の ピ ー ク 高 さ （ ２ Ｄ ） と 、 １ ５ ８ ５ ｃ ｍ

付 近 の グ ラ フ ェ ン 及 び ／ 又 は グ ラ フ ェ ン の 積 層 体 の ｓ ｐ

結 合 の 伸 縮 振 動 に 係 る Ｇ バ ン ド の ピ ー ク 高 さ （ Ｇ ） と の 比 率 （ ２ Ｄ

／ Ｇ ） が 、 ０ ． ４ 〜 ５ の 範 囲 内 で あ る こ と を 特 徴 と す る 垂 直 磁 気 記 録 媒 体 。

（ ２ ） 前 記 連 続 し た 保 護 層 と 接 す る 前 記 連 続 し た 垂 直 磁 性 層 は 、 非 グ ラ ニ ュ ラ 構 造 で あ る こ と を 特 徴 と す る （ １ ） に 記 載 の 垂 直 磁 気 記 録 媒 体 。

（ ３ ） 前 記 グ ラ フ ェ ン の 積 層 体 は 、 グ ラ フ ェ ン が ２ 層 以 上 １ ０ 層 以 下 の 範 囲 内 で 積 層 さ れ て い る こ と を 特 徴 と す る （ １ ） 又 は （ ２ ） に 記 載 の 垂 直 磁 気 記 録 媒 体 。

（ ４ ） 前 記 垂 直 磁 性 層 の 最 上 層 は 、 多 結 晶 粒 を 含 み 、 前 記 多 結 晶 粒 は 、 Ｃ ｏ Ｃ ｒ 基 合 金 、 Ｃ ｏ Ｐ ｔ 基 合 金 、 Ｃ ｏ Ｃ ｒ Ｐ ｔ 基 合 金 又 は Ｃ ｏ Ｐ ｔ Ｃ ｒ 基 合 金 を 含 み 、 前 記 保 護 層 は 、 前 記 垂 直 磁 性 層 の 最 上 層 と 接 し 、 グ ラ フ ェ ン 及 び ／ 又 は グ ラ フ ェ ン の 積 層 体 と 、 ア モ ル フ ァ ス カ ー ボ ン を 含 み 、 前 記 グ ラ フ ェ ン 及 び ／ 又 は グ ラ フ ェ ン の 積 層 体 は 、 前 記 多 結 晶 粒 の 個 々 の （ ０ ０ ０ ２ ） 結 晶 面 と 平 行 に な っ て い る こ と を 特 徴 と す る （ １ ） 乃 至 （ ３ ） の い ず れ

10

20

30

40

50

か 一 項 に 記 載 の 垂 直 磁 気 記 録 媒 体 。

（ ５ ） 前 記 垂 直 磁 性 層 の 最 上 層 は 、 多 結 晶 粒 を 含 み 、 前 記 多 結 晶 粒 は 、 Ｌ １

構 造 を 有 す る Ｆ ｅ Ｐ ｔ 基 合 金 又 は Ｃ ｏ Ｐ ｔ 基 合 金 を 含 み 、 前 記 保 護 層 は 、 前 記 垂 直 磁 性 層 の 最 上 層 に 接 触 し 、 グ ラ フ ェ ン 及 び ／ 又 は グ ラ フ ェ ン の 積 層 体 と 、 ア モ ル フ ァ ス カ ー ボ ン を 含 み 、 前 記 グ ラ フ ェ ン 及 び ／ 又 は グ ラ フ ェ ン の 積 層 体 は 、 前 記 多 結 晶 粒 の 個 々 の （ ０ ０ １ ） 結 晶 面 と 平 行 に な っ て い る こ と を 特 徴 と す る （ １ ） 乃 至 （ ３ ） の い ず れ か 一 項 に 記 載 の 垂 直 磁 気 記 録 媒 体 。

（ ６ ） 前 記 グ ラ フ ェ ン 及 び ／ 又 は グ ラ フ ェ ン の 積 層 体 は 、 窒 素 を 含 む こ と を 特 徴 と す る （ １ ） 乃 至 （ ５ ） の い ず れ か 一 項 に 記 載 の 垂 直 磁 気 記 録 媒 体 。

（ ７ ） （ １ ） 乃 至 （ ６ ） の い ず れ か 一 項 に 記 載 の 垂 直 磁 気 記 録 媒 体 と 、 該 垂 直 磁 気 記 録 媒 体 に 情 報 を 記 録 し 、 該 垂 直 磁 気 記 録 媒 体 に 記 録 さ れ て い る 情 報 を 再 生 す る 磁 気 ヘ ッ ド と 、 を 有 す る こ と を 特 徴 と す る 磁 気 記 録 再 生 装 置 。

【 発 明 の 効 果 】

【 ０ ０ １ ３ 】

本 発 明 の 一 態 様 に よ れ ば 、 表 面 の 平 滑 性 が 高 く 、 薄 膜 化 が 可 能 な 保 護 層 有 す る 垂 直 磁 気 記 録 媒 体 を 提 供 で き る た め 、 高 記 録 密 度 の 磁 気 記 録 再 生 装 置 を 提 供 可 能 と な る 効 果 を 有 す る 。

【 図 面 の 簡 単 な 説 明 】

【 ０ ０ １ ４ 】

【 図 １ 】 垂 直 磁 気 記 録 媒 体 の 一 例 を 示 す 断 面 図

【 図 ２ 】 本 実 施 の 形 態 に お け る 保 護 層 を 成 膜 す る 成 膜 装 置 の 一 例 を 示 す 構 成 図

【 図 ３ 】 図 １ の 保 護 層 の ラ マ ン ス ペ ク ト ル の 一 例 を 示 す 図

【 図 ４ 】 磁 気 記 録 再 生 装 置 の 一 例 を 示 す 構 成 図

【 発 明 を 実 施 す る た め の 形 態 】

【 ０ ０ １ ５ 】

次 に 、 本 発 明 を 実 施 す る た め の 形 態 を 図 面 と 共 に 説 明 す る 。

【 ０ ０ １ ６ 】

図 １ に 、 本 願 発 明 の 実 施 態 様 に 係 る 垂 直 磁 気 記 録 媒 体 の 一 例 を 示 す 。

【 ０ ０ １ ７ 】

垂 直 磁 気 記 録 媒 体 ３ １ は 、 非 磁 性 基 板 ２ ０ の 両 面 に 、 軟 磁 性 層 ２ １ 、 中 間 層 ２ ２ 、 垂 直 磁 性 層 ２ ３ 、 保 護 層 ２ ４ 及 び 潤 滑 層 ２ ５ が 順 次 積 層 さ れ て い る 。

【 ０ ０ １ ８ 】

中 間 層 ２ ２ は 、 非 磁 性 で あ っ て も よ い し 、 磁 性 （ 強 磁 性 ） で あ っ て も よ い 。

【 ０ ０ １ ９ 】

垂 直 磁 性 層 ２ ３ は 、 磁 化 容 易 軸 が 非 磁 性 基 板 ２ ０ の 表 面 に 対 し て 主 に 垂 直 に 配 向 し て い る 。 ま た 、 垂 直 磁 性 層 ２ ３ は 、 六 方 最 密 充 填 （ ｈ ｃ ｐ ） 構 造 を 有 し 、 （ ０ ０ ０ ２ ） 結 晶 面 が 非 磁 性 基 板 ２ ０ に 平 行 に 配 向 し て い る 層 が 積 層 さ れ て い る の が 好 ま し い 。 さ ら に 、 垂 直 磁 性 層 ２ ３ の 最 上 層 は 、 多 結 晶 粒 を 含 み 、 多 結 晶 粒 は 、 Ｃ ｏ Ｃ ｒ 基 合 金 、 Ｃ ｏ Ｐ ｔ 基 合 金

、 Ｃ ｏ Ｃ ｒ Ｐ ｔ 基 合 金 又 は Ｃ ｏ Ｐ ｔ Ｃ ｒ 基 合 金 を 含 む の が 好 ま し い 。

【 ０ ０ ２ ０ 】

な お 、 Ｃ ｏ Ｃ ｒ Ｐ ｔ 基 合 金 は 、 Ｐ ｔ よ り も Ｃ ｒ の 組 成 比 が 大 き く 、 Ｃ ｏ Ｐ ｔ Ｃ ｒ 基 合 金 は 、 Ｃ ｒ よ り も Ｐ ｔ の 組 成 比 が 大 き い 。

【 ０ ０ ２ １ 】

Ｃ ｏ Ｃ ｒ 基 合 金 中 の Ｃ ｒ の 含 有 量 は 、 通 常 、 １ ４ 〜 ２ ４ 原 子 ％ で あ る 。

【 ０ ０ ２ ２ 】

Ｃ ｏ Ｐ ｔ 基 合 金 中 の Ｐ ｔ の 含 有 量 は 、 通 常 、 ８ 〜 ２ ２ 原 子 ％ で あ る 。

【 ０ ０ ２ ３ 】

Ｃ ｏ Ｃ ｒ Ｐ ｔ 基 合 金 は 、 通 常 、 Ｃ ｒ の 含 有 量 が １ ４ 〜 ２ ４ 原 子 ％ で あ り 、 Ｐ ｔ の 含 有 量 が ８ 〜 ２ ２ 原 子 ％ で あ る 。

【 ０ ０ ２ ４ 】

10

20

30

40

50

Ｃ ｏ Ｐ ｔ Ｃ ｒ 基 合 金 は 、 通 常 、 Ｐ ｔ の 含 有 量 が ８ 〜 ２ ２ 原 子 ％ で あ り 、 Ｃ ｒ の 含 有 量 が ７ 〜 ２ １ 原 子 ％ で あ る 。

【 ０ ０ ２ ５ 】

こ れ ら の 合 金 は 、 Ｂ 、 Ｔ ａ 、 Ｍ ｏ 、 Ｃ ｕ 、 Ｎ ｄ 、 Ｗ 、 Ｎ ｂ 、 Ｓ ｍ 、 Ｔ ｂ 、 Ｒ ｕ 、 Ｒ ｅ 、 Ｍ ｎ の 中 か ら 選 ば れ る １ 種 類 以 上 の 元 素 を １ 〜 １ ０ 原 子 ％ の 範 囲 内 で 含 有 し て も よ い 。

【 ０ ０ ２ ６ 】

ま た 、 本 願 発 明 の 垂 直 磁 性 層 ２ ３ は 、 Ｌ １

構 造 を 有 し （ ０ ０ １ ） 配 向 を と っ た Ｆ ｅ Ｐ ｔ 基 合 金 又 は Ｃ ｏ Ｐ ｔ 基 合 金 を 含 む 磁 性 層 と す る の が 好 ま し い 。 そ し て 、 磁 性 層 中 の Ｌ １

０

構 造 を 有 す る 合 金 の 規 則 化 を 促 進 す る た め 、 磁 性 層 形 成 時 の 基 板 温 度 は ６ ０ ０ ℃ 以 上 と す る こ と が 望 ま し い 。 ま た 、 規 則 化 温 度 を 低 減 す る た め 、 Ｌ １

構 造 を 有 す る 合 金 に 、 Ａ ｇ 、 Ａ ｕ 、 Ｃ ｕ 、 Ｎ ｉ 等 を 添 加 し て も よ い 。 こ の 場 合 、 垂 直 磁 性 層 形 成 時 の 基 板 温 度 を ４ ０ ０ 〜 ５ ０ ０ ℃ 程 度 ま で 低 減 で き る 。

【 ０ ０ ２ ７ 】

保 護 層 ２ ４ は 、 垂 直 磁 性 層 ２ ３ の 最 上 層 に 接 触 し て 形 成 さ れ て お り 、 グ ラ フ ェ ン 及 び ／ 又 は グ ラ フ ェ ン の 積 層 体 と 、 ア モ ル フ ァ ス カ ー ボ ン を 含 む 。 こ の と き 、 グ ラ フ ェ ン 及 び ／ 又 は グ ラ フ ェ ン の 積 層 体 は 、 多 結 晶 粒 の 個 々 の ｈ ｃ ｐ 構 造 の （ ０ ０ ０ ２ ） 結 晶 面 、 又 は Ｌ １

構 造 の （ ０ ０ １ ） 結 晶 面 と 平 行 に 結 合 し て い る 。 こ の よ う な 構 造 は 、 後 述 の ラ マ ン ス ペ ク ト ル に よ っ て 特 定 さ れ る 。

【 ０ ０ ２ ８ 】

こ こ で 、 グ ラ フ ェ ン は 、 一 般 的 に 、 成 膜 温 度 が ６ ０ ０ ℃ 以 上 で あ る た め 、 磁 気 記 録 媒 体 の 製 造 に 適 用 す る こ と は 難 し い 。 ま た 、 グ ラ フ ェ ン の 積 層 体 は 、 グ ラ フ ァ イ ト と 同 様 に 、 剥 離 性 が あ る 。

【 ０ ０ ２ ９ 】

し か し な が ら 、 本 願 発 明 の 垂 直 磁 性 層 ２ ３ の 最 上 層 に 含 ま れ る 多 結 晶 粒 に 触 媒 活 性 が あ る た め 、 グ ラ フ ェ ン 及 び ／ 又 は グ ラ フ ェ ン の 積 層 体 を 含 む 保 護 層 ２ ４ を ６ ０ ０ ℃ よ り 低 い 温 度 で 成 膜 す る こ と が で き る 。 さ ら に 、 保 護 層 ２ ４ が グ ラ フ ェ ン 及 び ／ 又 は グ ラ フ ェ ン の 積 層 体 と 共 に 、 ア モ ル フ ァ ス カ ー ボ ン を 含 む た め 、 保 護 層 ２ ４ の 表 面 の 平 滑 化 と 、 グ ラ フ ェ ン の 積 層 体 の 剥 離 を 低 減 す る こ と が で き る 。

【 ０ ０ ３ ０ 】

ま た 、 グ ラ フ ェ ン は 、 従 来 の 成 膜 方 法 を 用 い た 場 合 は 析 出 速 度 が 遅 く 、 こ の こ と は グ ラ フ ェ ン を 磁 気 記 録 媒 体 に 適 用 す る こ と を 困 難 に し て い た 。

【 ０ ０ ３ １ 】

本 願 発 明 で は 、 保 護 層 ２ ４ の 形 成 方 法 と し て 、 減 圧 し た 成 膜 室 内 に 炭 素 を 含 む 原 料 の 気 体 を 導 入 し 、 こ の 気 体 を 通 電 に よ り 加 熱 さ れ た フ ィ ラ メ ン ト 状 の カ ソ ー ド 電 極 と 、 そ の 周 囲 に 設 け ら れ た ア ノ ー ド 電 極 と の 間 で 放 電 に よ り イ オ ン 化 し 、 こ の イ オ ン 化 し た 気 体 を 加 速 し て 成 膜 基 板 の 表 面 に 照 射 す る 方 法 を 採 用 す る こ と が で き る 。 こ れ に よ っ て 、 成 膜 基 板 の 表 面 に グ ラ フ ェ ン 及 び ／ 又 は グ ラ フ ェ ン の 積 層 体 と 、 ア モ ル フ ァ ス カ ー ボ ン を 含 む 層 を

、 低 い 基 板 温 度 で 、 高 速 で 形 成 す る こ と が で き る 。

【 ０ ０ ３ ２ 】

以 下 、 本 発 明 の 保 護 層 ２ ４ に つ い て 、 図 面 を 参 照 し て 詳 細 に 説 明 す る 。 な お 、 以 下 の 説 明 で 用 い る 図 面 は 、 特 徴 を わ か り や す く す る た め に 便 宜 上 特 徴 と な る 部 分 を 拡 大 し て 示 し て い る 場 合 が あ り 、 各 構 成 要 素 の 寸 法 比 率 な ど は 実 際 と 同 じ で あ る と は 限 ら な い 。 ま た 、 以 下 の 説 明 に お い て 例 示 さ れ る 材 料 、 寸 法 等 は 一 例 で あ っ て 、 本 発 明 は そ れ ら に 限 定 さ れ る も の で は な く 、 そ の 要 旨 を 変 更 し な い 範 囲 で 適 宜 変 更 し て 実 施 す る こ と が 可 能 で あ る 。

【 ０ ０ ３ ３ 】

先 ず 、 本 発 明 を 適 用 し た 保 護 層 ２ ４ の 形 成 装 置 の 一 例 に つ い て 説 明 す る 。

【 ０ ０ ３ ４ 】

図 ２ は 、 本 発 明 の 保 護 層 ２ ４ の 形 成 装 置 を 模 式 的 に 示 す 概 略 構 成 図 で あ る 。

【 ０ ０ ３ ５ 】

図 ２ に 示 す 保 護 層 ２ ４ の 形 成 装 置 １ ０ は 、 イ オ ン ビ ー ム 蒸 着 法 を 用 い た 成 膜 装 置 で あ り 10

20

30

40

50

、 減 圧 可 能 な 、 側 壁 を 有 す る 成 膜 室 １ ０ １ と 、 成 膜 室 １ ０ １ 内 で 基 板 Ｄ を 保 持 可 能 な ホ ル ダ １ ０ ２ と 、 成 膜 室 １ ０ １ 内 に 炭 素 を 含 む 原 料 の 気 体 Ｇ を 導 入 す る 導 入 管 １ ０ ３ と 、 ホ ル ダ １ ０ ２ に 保 持 さ れ る 基 板 Ｄ に 向 け て イ オ ン ビ ー ム を 照 射 す る イ オ ン 源 １ ０ ４ に よ り 概 略 構 成 さ れ て い る 。

【 ０ ０ ３ ６ 】

こ こ で 、 中 心 軸 Ｃ は 、 イ オ ン ビ ー ム の 照 射 方 向 （ イ オ ン ビ ー ム の 中 心 部 が 進 む 方 向 ） に 一 致 す る 。 成 膜 室 １ ０ １ の 中 心 軸 に 対 し て イ オ ン 源 が 対 称 に 配 置 す る 場 合 に は 、 中 心 軸 Ｃ は 成 膜 室 １ ０ １ の 中 心 軸 に 一 致 す る 。

【 ０ ０ ３ ７ 】

ま た 、 図 ２ に 示 す イ オ ン 源 １ ０ ４ は 、 フ ィ ラ メ ン ト 状 の カ ソ ー ド 電 極 １ ０ ４ ａ と 、 カ ソ ー ド 電 極 １ ０ ４ ａ の 周 囲 に 配 置 さ れ た ア ノ ー ド 電 極 １ ０ ４ ｂ と を 備 え て い る 。 図 ２ に 示 す 保 護 層 ２ ４ の 形 成 装 置 は 、 カ ソ ー ド 電 極 １ ０ ４ ａ を 通 電 に よ り 加 熱 す る 第 １ の 電 源 １ ０ ６ と 、 カ ソ ー ド 電 極 １ ０ ４ ａ と ア ノ ー ド 電 極 １ ０ ４ ｂ と の 間 で 放 電 を 生 じ さ せ る 第 ２ の 電 源 １ ０ ７ と 、 カ ソ ー ド 電 極 １ ０ ４ ａ 又 は ア ノ ー ド 電 極 １ ０ ４ ｂ と 基 板 Ｄ と の 間 に 電 位 差 を 与 え る 第 ３ の 電 源 １ ０ ８ と を 備 え て い る 。

【 ０ ０ ３ ８ 】

図 ２ に お い て は 、 ホ ル ダ １ ０ ２ に 基 板 Ｄ が 保 持 さ れ た 状 態 を 示 し て い る 。

【 ０ ０ ３ ９ 】

側 壁 は 円 筒 状 で あ る こ と が 好 ま し い が 、 円 筒 状 に は 限 定 さ れ な い 。

【 ０ ０ ４ ０ 】

成 膜 室 １ ０ １ は 、 チ ャ ン バ 壁 １ ０ １ ａ に よ っ て 気 密 に 構 成 さ れ る と 共 に 、 真 空 ポ ン プ （ 図 示 せ ず ） に 接 続 さ れ た 排 気 管 １ １ ０ を 通 じ て 内 部 を 減 圧 排 気 す る こ と が 可 能 と な っ て い る 。

【 ０ ０ ４ １ 】

第 １ の 電 源 １ ０ ６ は 、 カ ソ ー ド 電 極 １ ０ ４ ａ に 接 続 さ れ た 交 流 電 源 で あ り 、 保 護 層 ２ ４ の 成 膜 時 に カ ソ ー ド 電 極 １ ０ ４ ａ に 電 力 を 供 給 す る 。 ま た 、 第 １ の 電 源 １ ０ ６ に は 、 交 流 電 源 に 限 ら ず 、 直 流 電 源 を 用 い て も よ い 。

【 ０ ０ ４ ２ 】

第 ２ の 電 源 １ ０ ７ は 、 − 電 極 側 が カ ソ ー ド 電 極 １ ０ ４ ａ に 、 ＋ 電 極 側 が ア ノ ー ド 電 極 １ ０ ４ ｂ に 接 続 さ れ た 直 流 電 源 で あ り 、 保 護 層 ２ ４ の 成 膜 時 に カ ソ ー ド 電 極 １ ０ ４ ａ と ア ノ ー ド 電 極 １ ０ ４ ｂ と の 間 で 放 電 を 生 じ さ せ る 。

【 ０ ０ ４ ３ 】

第 ３ の 電 源 １ ０ ８ は 、 ＋ 電 極 側 が ア ノ ー ド 電 極 １ ０ ４ ｂ に 、 − 電 極 側 が ホ ル ダ １ ０ ２ に 接 続 さ れ た 直 流 電 源 で あ り 、 保 護 層 ２ ４ の 成 膜 時 に ア ノ ー ド 電 極 １ ０ ４ ｂ と ホ ル ダ １ ０ ２ に 保 持 さ れ た 基 板 Ｄ と の 間 に 電 位 差 を 付 与 す る 。 ま た 、 第 ３ の 電 源 １ ０ ８ は 、 ＋ 電 極 側 が カ ソ ー ド 電 極 １ ０ ４ ａ に 接 続 さ れ た 構 成 と し て も よ い 。

【 ０ ０ ４ ４ 】

本 発 明 で は 、 基 板 Ｄ の サ イ ズ に も よ る が 、 外 径 ３ ． ５ イ ン チ の 円 盤 状 の 基 板 に 保 護 層 ２ ４ を 成 膜 す る 場 合 、 第 １ の 電 源 １ ０ ６ に つ い て は 、 電 圧 を １ ０ 〜 ２ ０ ０ Ｖ の 範 囲 、 電 流 を 直 流 又 は 交 流 で ５ 〜 ５ ０ Ａ の 範 囲 に 設 定 す る こ と が 好 ま し く 、 第 ２ の 電 源 １ ０ ７ に つ い て は 、 電 圧 を ５ ０ 〜 ３ ０ ０ Ｖ の 範 囲 、 電 流 を １ ０ 〜 ５ ０ ０ ０ ｍ Ａ の 範 囲 に 設 定 す る こ と が 好 ま し く 、 第 ３ の 電 源 １ ０ ８ に つ い て は 、 電 圧 を ３ ０ 〜 ５ ０ ０ Ｖ の 範 囲 、 電 流 を １ ０ 〜 ２ ０ ０ ｍ Ａ の 範 囲 に 設 定 す る こ と が 好 ま し い 。

【 ０ ０ ４ ５ 】

以 上 の よ う な 構 成 を 有 す る 保 護 層 ２ ４ の 形 成 装 置 を 用 い て 、 基 板 Ｄ の 表 面 に 保 護 層 ２ ４ を 形 成 す る 際 は 、 排 気 管 １ １ ０ を 通 じ て 減 圧 さ れ た 成 膜 室 １ ０ １ の 内 部 に 、 導 入 管 １ ０ ３ を 通 じ て 炭 素 を 含 む 原 料 の 気 体 Ｇ を 導 入 す る 。 こ の 原 料 の 気 体 Ｇ は 、 第 １ の 電 源 １ ０ ６ か ら の 電 力 の 供 給 に よ り 加 熱 さ れ た カ ソ ー ド 電 極 １ ０ ４ ａ の 熱 プ ラ ズ マ と 、 第 ２ の 電 源 １ ０ ７ に 接 続 さ れ た カ ソ ー ド 電 極 １ ０ ４ ａ と ア ノ ー ド 電 極 １ ０ ４ ｂ と の 間 で 放 電 に よ り 発 生 し た プ ラ ズ マ と に よ っ て 励 起 分 解 さ れ て イ オ ン 化 し た 気 体 （ 炭 素 イ オ ン ） と な る 。 そ し て 、

10

20

30

40

50

こ の プ ラ ズ マ 中 で 励 起 さ れ た 炭 素 イ オ ン は 、 第 ３ の 電 源 １ ０ ８ に よ り マ イ ナ ス 電 位 と さ れ た 基 板 Ｄ に 向 か っ て 加 速 し な が ら 、 こ の 基 板 Ｄ の 表 面 に 衝 突 す る こ と に な る 。

【 ０ ０ ４ ６ 】

な お 、 図 ２ に 示 す 保 護 層 ２ ４ の 形 成 装 置 で は 、 基 板 Ｄ の 片 面 に の み 保 護 層 ２ ４ を 成 膜 す る 構 成 と な っ て い る が 、 基 板 Ｄ の 両 面 に 保 護 層 ２ ４ を 成 膜 す る 構 成 と す る こ と も 可 能 で あ る 。 こ の 場 合 、 基 板 Ｄ の 片 面 に の み 保 護 層 ２ ４ を 成 膜 す る 場 合 と 同 様 の 装 置 構 成 を 、 成 膜 室 １ ０ １ 内 の 基 板 Ｄ を 挟 ん だ 両 側 に 配 置 す れ ば よ い 。

【 ０ ０ ４ ７ 】

本 発 明 を 適 用 し た 保 護 層 ２ ４ の 形 成 方 法 で は 、 炭 素 を 含 む 原 料 の 気 体 Ｇ と し て 、 例 え ば 炭 化 水 素 を 含 む も の を 用 い る こ と が で き る 。 炭 化 水 素 と し て は 、 低 級 飽 和 炭 化 水 素 、 低 級 不 飽 和 炭 化 水 素 、 低 級 環 式 炭 化 水 素 の う ち 何 れ か １ 種 又 は ２ 種 以 上 の 低 炭 素 炭 化 水 素 を 用 い る こ と が 好 ま し い 。 な お 、 こ こ で い う 低 級 と は 、 炭 素 数 が １ 〜 １ ０ の 場 合 を 指 す 。

【 ０ ０ ４ ８ 】

こ の う ち 、 低 級 飽 和 炭 化 水 素 と し て は 、 メ タ ン 、 エ タ ン 、 プ ロ パ ン 、 ブ タ ン 、 オ ク タ ン 等 を 用 い る こ と が で き る 。 一 方 、 低 級 不 飽 和 炭 化 水 素 と し て は 、 イ ソ プ レ ン 、 エ チ レ ン 、 プ ロ ピ レ ン 、 ブ チ レ ン 、 ブ タ ジ エ ン 等 を 用 い る こ と が で き る 。 一 方 、 低 級 環 式 炭 化 水 素 と し て は 、 ベ ン ゼ ン 、 ト ル エ ン 、 キ シ レ ン 、 ス チ レ ン 、 ナ フ タ レ ン 、 シ ク ロ ヘ キ サ ン 、 シ ク ロ ヘ キ サ ジ エ ン 等 を 用 い る こ と が で き る 。

【 ０ ０ ４ ９ 】

保 護 層 ２ ４ に 含 ま れ る グ ラ フ ェ ン 及 び ／ 又 は グ ラ フ ェ ン の 積 層 体 と ア モ ル フ ァ ス カ ー ボ ン と の 比 率 は 、 例 え ば 、 原 料 ガ ス に よ っ て 形 成 さ れ た プ ラ ズ マ 中 に 含 ま れ る 水 素 ラ ジ カ ル の 量 で 制 御 す る こ と が で き る 。 す な わ ち 、 水 素 ラ ジ カ ル は 、 ア モ ル フ ァ ス カ ー ボ ン を エ ッ チ ン グ す る こ と が で き る が 、 そ の エ ッ チ ン グ 力 は 、 グ ラ フ ェ ン 及 び ／ 又 は グ ラ フ ェ ン の 積 層 体 よ り も ア モ ル フ ァ ス カ ー ボ ン に 対 し て 高 い 。 こ の た め 、 原 料 ガ ス に 含 ま れ る 水 素 の 量 を 多 く す る と 、 保 護 層 ２ ４ に 含 ま れ る グ ラ フ ェ ン 及 び ／ 又 は グ ラ フ ェ ン の 積 層 体 の 比 率 が 高 ま り 、 原 料 ガ ス に 含 ま れ る 水 素 の 量 を 少 な く す る と 、 保 護 層 ２ ４ に 含 ま れ る ア モ ル フ ァ ス カ ー ボ ン の 比 率 が 高 ま る 。

【 ０ ０ ５ ０ 】

ま た 、 保 護 層 ２ ４ に 含 ま れ る グ ラ フ ェ ン 及 び ／ 又 は グ ラ フ ェ ン の 積 層 体 と ア モ ル フ ァ ス カ ー ボ ン と の 比 率 は 、 保 護 層 ２ ４ を 形 成 す る 際 の 非 磁 性 基 板 ２ ０ の 温 度 に よ っ て も 制 御 で き る 場 合 が あ る 。 一 般 的 に 、 非 磁 性 基 板 ２ ０ の 温 度 が 高 い と 、 保 護 層 ２ ４ に 含 ま れ る グ ラ フ ェ ン 及 び ／ 又 は グ ラ フ ェ ン の 積 層 体 の 比 率 が 高 ま り 、 非 磁 性 基 板 ２ ０ の 温 度 が 低 い と 、 保 護 層 ２ ４ に 含 ま れ る ア モ ル フ ァ ス カ ー ボ ン の 比 率 が 高 ま る 。

【 ０ ０ ５ １ 】

図 ３ に 、 保 護 層 ２ ４ の ラ マ ン ス ペ ク ト ル の 一 例 を 示 す 。 な お 、 図 ３ に は 、 ア モ ル フ ァ ス カ ー ボ ン 膜 （ 水 素 を 含 む Ｄ Ｌ Ｃ 膜 ） の ラ マ ン ス ペ ク ト ル も 示 す 。

【 ０ ０ ５ ２ 】

保 護 層 ２ ４ の ラ マ ン ス ペ ク ト ル に は 、 １ ５ ８ ５ ｃ ｍ

付 近 の グ ラ フ ェ ン 及 び ／ 又 は グ ラ フ ェ ン の 積 層 体 の ｓ ｐ

結 合 の 伸 縮 振 動 に 係 る Ｇ バ ン ド 、 ２ ７ ０ ０ ｃ ｍ

付 近 の グ ラ フ ェ ン 及 び ／ 又 は グ ラ フ ェ ン の 積 層 体 の 六 員 環 構 造 に 係 る ２ Ｄ バ ン ド 、 １ ３ ５ ０ ｃ ｍ

付 近 の グ ラ フ ェ ン の ア モ ル フ ァ ス 化 に 係 る Ｄ バ ン ド が 見 ら れ る 。 す な わ ち 、 保 護 層 ２ ４ の ラ マ ン ス ペ ク ト ル で は 、 グ ラ フ ェ ン 及 び ／ 又 は グ ラ フ ェ ン の 積 層 体 の 存 在 を 示 す Ｇ バ ン ド と ２ Ｄ バ ン ド が 見 ら れ る 一 方 、 Ｄ バ ン ド と 、 Ｄ バ ン ド 及 び Ｇ バ ン ド に 重 畳 す る ブ ロ ー ド な ピ ー ク が 見 ら れ る 。 こ れ は 、 保 護 層 ２ ４ が 、 グ ラ フ ェ ン 及 び ／ 又 は グ ラ フ ェ ン の 積 層 体 と

、 ア モ ル フ ァ ス カ ー ボ ン を 含 み 、 ま た 、 グ ラ フ ェ ン 及 び ／ 又 は グ ラ フ ェ ン の 積 層 体 が 、 垂 直 磁 性 層 ２ ３ を 構 成 す る 多 結 晶 粒 の 個 々 の ｈ ｃ ｐ 構 造 の （ ０ ０ ０ ２ ） 結 晶 面 、 又 は Ｌ １

構 造 の （ ０ ０ １ ） 結 晶 面 と 平 行 に 結 合 し て い る こ と を 示 し て い る 。

【 ０ ０ ５ ３ 】

こ れ に 対 し て 、 ア モ ル フ ァ ス カ ー ボ ン 膜 の ラ マ ン ス ペ ク ト ル に は 、 膜 が ア モ ル フ ァ ス 構 造 で あ る た め 、 ブ ロ ー ド な シ グ ナ ル が 見 ら れ る 。 こ の た め 、 ア モ ル フ ァ ス カ ー ボ ン 膜 は 、

10

20

30

40

50

成 膜 条 件 に よ っ て 膜 質 が 変 化 し や す く 、 そ れ に よ り 膜 表 面 の 平 滑 性 が 変 動 し 、 こ れ が 保 護 層 の 耐 摩 耗 性 、 耐 摺 動 性 、 耐 腐 食 性 に 影 響 を 及 ぼ す 。

【 ０ ０ ５ ４ 】

一 方 、 保 護 層 ２ ４ は 、 結 晶 性 の グ ラ フ ェ ン 及 び ／ 又 は グ ラ フ ェ ン の 積 層 体 と ア モ ル フ ァ ス カ ー ボ ン と を 含 む た め 、 平 滑 な 表 面 が 実 現 さ れ 、 安 定 し た 耐 摩 耗 性 、 耐 摺 動 性 、 耐 腐 食 性 が 得 ら れ る 。 す な わ ち 、 ア モ ル フ ァ ス カ ー ボ ン か ら 生 じ 得 る 凹 凸 は 、 原 子 層 の 厚 さ （ 約 ０ ． ３ ｎ ｍ ） 以 下 で あ る こ と か ら 、 保 護 層 ２ ４ が 形 成 さ れ て い る 垂 直 磁 気 記 録 媒 体 ３ １ の 表 面 平 滑 性 を 高 め る こ と が で き る 。

【 ０ ０ ５ ５ 】

保 護 層 ２ ４ に 含 ま れ る グ ラ フ ェ ン 及 び ／ 又 は グ ラ フ ェ ン の 積 層 体 は 、 グ ラ フ ェ ン 及 び ／ 又 は グ ラ フ ェ ン の 積 層 体 を 構 成 す る 六 員 環 の 面 が 垂 直 磁 性 層 ２ ３ に 含 ま れ る 多 結 晶 粒 の 個 々 の ｈ ｃ ｐ 構 造 の （ ０ ０ ０ ２ ） 面 、 又 は Ｌ １

構 造 の （ ０ ０ １ ） 結 晶 面 と 平 行 に 結 合 し て い る 構 造 を 有 す る 。 保 護 層 ２ ４ を 形 成 す る 際 に 、 Ｃ ｏ Ｃ ｒ 基 合 金 、 Ｃ ｏ Ｐ ｔ 基 合 金 、 Ｃ ｏ Ｃ ｒ Ｐ ｔ 基 合 金 、 Ｃ ｏ Ｐ ｔ Ｃ ｒ 基 合 金 、 Ｆ ｅ Ｐ ｔ 基 合 金 又 は Ｃ ｏ Ｐ ｔ 基 合 金 が 有 す る 触 媒 活 性 を 利 用 す る 。 こ の 際 、 グ ラ フ ェ ン 及 び ／ 又 は グ ラ フ ェ ン の 積 層 体 は 、 Ｃ ｏ 、 Ｆ ｅ 、 Ｐ ｔ と 電 子 的 に 結 合 す る こ と が 推 測 さ れ る 。 こ の た め 、 グ ラ フ ェ ン 及 び ／ 又 は グ ラ フ ェ ン の 積 層 体 を 構 成 す る 六 員 環 の 面 は 、 垂 直 磁 性 層 ２ ３ に 含 ま れ る 多 結 晶 粒 の 個 々 の ｈ ｃ ｐ 構 造 の （ ０ ０ ０ ２ ） 面 、 又 は Ｌ １

構 造 の （ ０ ０ １ ） 結 晶 面 と 平 行 に 結 合 す る こ と と な る 。 そ の 結 果 、 グ ラ フ ェ ン 及 び ／ 又 は グ ラ フ ェ ン の 積 層 体 を 含 む 保 護 層 ２ ４ と 垂 直 磁 性 層 ２ ３ は 強 固 に 結 合 す る こ と と な る 。

【 ０ ０ ５ ６ 】

本 願 発 明 で は 、 保 護 層 ２ ４ の ラ マ ン ス ペ ク ト ル に お い て 、 ２ ７ ０ ０ ｃ ｍ

付 近 の グ ラ フ ェ ン 及 び ／ 又 は グ ラ フ ェ ン の 積 層 体 の 六 員 環 構 造 に 係 る ２ Ｄ バ ン ド の ピ ー ク 高 さ （ ２ Ｄ

） と 、 １ ５ ８ ５ ｃ ｍ

付 近 の グ ラ フ ェ ン 及 び ／ 又 は グ ラ フ ェ ン の 積 層 体 の ｓ ｐ

結 合 の 伸 縮 振 動 に 係 る Ｇ バ ン ド の ピ ー ク 高 さ （ Ｇ ） と の 比 率 （ ２ Ｄ ／ Ｇ ） を 、 ０ ． ４ 〜 ５ の 範 囲 内 と す る こ と を 特 徴 と す る 。

【 ０ ０ ５ ７ 】

ラ マ ン ス ペ ク ト ル の ２ Ｄ バ ン ド と Ｇ バ ン ド の ピ ー ク 高 さ の 比 は 、 グ ラ フ ェ ン の 積 層 体 の 層 数 を 示 す こ と が 知 ら れ て い る （ 例 え ば 、 F e r r a r i , A . C . e t a l . R a m a n s p e c t r u m o f g r a p h e n e a n d g r a p h e n e l a y e r s . P h y s . R e v . L e t t . 9 7 , 1 8 7 4 0 1 ( 2 0 0 6 ) . 参 照 ） 。 す な わ ち 、 ２ Ｄ バ ン ド の ピ ー ク 高 さ が Ｇ バ ン ド の ピ ー ク 高 さ よ り も 大 き い 場 合 は 、 グ ラ フ ェ ン は 単 層 で あ り 、 ２ Ｄ バ ン ド の ピ ー ク 高 さ が Ｇ バ ン ド の ピ ー ク 高 さ と 同 一 で あ る 場 合 は 、 グ ラ フ ェ ン の 積 層 体 の 層 数 が お お よ そ ２ 層 で あ り 、 ２ Ｄ バ ン ド の ピ ー ク 高 さ が Ｇ バ ン ド の ピ ー ク 高 さ よ り も 小 さ い 場 合 は 、 グ ラ フ ェ ン の 積 層 体 の 層 数 が ３ 層 以 上 で あ り 、 具 体 的 な 層 数 は 、 ２ Ｄ バ ン ド と Ｇ バ ン ド の ピ ー ク 高 さ の 比 か ら 求 め る こ と が で き る 。

【 ０ ０ ５ ８ 】

本 願 発 明 の 保 護 層 ２ ４ は 、 グ ラ フ ェ ン 中 に ア モ ル フ ァ ス カ ー ボ ン を 含 む た め 、 ２ Ｄ ／ Ｇ を 、 ０ ． ４ 〜 ５ の 範 囲 内 と す る こ と で 、 表 面 の 高 い 平 滑 性 を 得 る こ と が で き る 。 す な わ ち

、 ２ Ｄ ／ Ｇ が １ 以 下 に な る と グ ラ フ ェ ン が 多 層 膜 と な り 保 護 層 ２ ４ の 耐 摺 動 性 が 低 下 す る が 、 保 護 層 ２ ４ に ア モ ル フ ァ ス カ ー ボ ン を 含 有 さ せ る こ と で 、 保 護 層 ２ ４ の 耐 摺 動 性 を 向 上 さ せ る こ と が で き る 。 ま た 、 ２ Ｄ ／ Ｇ が １ よ り 高 く な る と グ ラ フ ェ ン の 積 層 体 の 層 数 が 減 少 し て 表 面 の 凹 凸 が 大 き く な る が 、 保 護 層 ２ ４ に ア モ ル フ ァ ス カ ー ボ ン を 含 有 さ せ る こ と で 、 グ ラ フ ェ ン の 凹 凸 を 防 止 し 保 護 層 ２ ４ の 平 滑 性 を 向 上 さ せ る こ と が で き る 。

【 ０ ０ ５ ９ 】

一 方 で 、 ２ Ｄ ／ Ｇ が ０ ． ４ よ り 小 さ く な る と 、 保 護 層 ２ ４ に 含 ま れ る グ ラ フ ェ ン の 量 が 減 少 し 、 グ ラ フ ェ ン を 用 い る 効 果 が 低 下 す る 。 ま た 、 ２ Ｄ ／ Ｇ が ５ よ り 大 き く な る と 、 ア モ ル フ ァ ス カ ー ボ ン の 比 率 が 下 が る こ と で 表 面 の 凹 凸 が 大 き く な り 、 ア モ ル フ ァ ス カ ー ボ ン に よ る 平 滑 化 の 効 果 が 低 下 す る 。

【 ０ ０ ６ ０ 】

本 願 発 明 で 、 保 護 層 の ２ Ｄ ／ Ｇ を 制 御 す る た め に は 次 の 方 法 を 用 い る こ と が で き る 。 す 10

20

30

40

50

な わ ち 、 経 験 的 に 、 保 護 層 の 成 膜 室 へ の 原 料 ガ ス の 流 量 を 高 め る と ２ Ｄ ／ Ｇ も 高 ま る 傾 向 が あ る 。 ま た 、 成 膜 室 の 反 応 圧 力 を 高 め る と ２ Ｄ ／ Ｇ も 高 ま る 傾 向 が あ る 。 ま た 、 原 料 ガ ス に 含 ま れ る 炭 素 原 子 に 対 す る 水 素 原 子 の 比 率 を 高 め る と ２ Ｄ ／ Ｇ も 高 ま る 傾 向 が あ る 。

【 ０ ０ ６ １ 】

垂 直 磁 性 層 ２ ３ の 最 上 層 は 、 非 グ ラ ニ ュ ラ 構 造 で あ る こ と が 好 ま し い 。 こ れ に よ り 、 垂 直 磁 性 層 ２ ３ と 保 護 層 ２ ４ と の 界 面 に お い て 、 グ ラ フ ェ ン 及 び ／ 又 は グ ラ フ ェ ン の 積 層 体 と 強 固 に 結 合 す る Ｃ ｏ Ｃ ｒ 基 合 金 、 Ｃ ｏ Ｐ ｔ 基 合 金 、 Ｃ ｏ Ｃ ｒ Ｐ ｔ 基 合 金 、 Ｃ ｏ Ｐ ｔ Ｃ ｒ 基 合 金 、 Ｆ ｅ Ｐ ｔ 基 合 金 又 は Ｃ ｏ Ｐ ｔ 基 合 金 の 占 め る 面 積 比 率 を 高 め て 、 保 護 層 ２ ４ と 垂 直 磁 性 層 ２ ３ の 密 着 性 を 高 め る こ と が で き る 。

【 ０ ０ ６ ２ 】

な お 、 非 グ ラ ニ ュ ラ 構 造 の 磁 性 層 と は 、 磁 性 層 が Ｃ ｏ Ｃ ｒ 基 合 金 、 Ｃ ｏ Ｐ ｔ 基 合 金 、 Ｃ ｏ Ｃ ｒ Ｐ ｔ 基 合 金 、 Ｃ ｏ Ｐ ｔ Ｃ ｒ 基 合 金 、 Ｆ ｅ Ｐ ｔ 基 合 金 又 は Ｃ ｏ Ｐ ｔ 基 合 金 の 磁 性 粒 子 で 構 成 さ れ 、 か つ 、 磁 性 粒 子 の 周 囲 に 、 各 磁 性 粒 子 を 分 離 す る 酸 化 物 、 窒 化 物 、 炭 化 物 等 を 含 ま な い 構 造 を い う 。

【 ０ ０ ６ ３ 】

ま た 、 多 結 晶 粒 の 孤 立 化 及 び 微 細 化 を 実 現 す る た め 、 垂 直 磁 性 層 ２ ３ の 最 上 層 以 外 は 、 Ｃ ｒ 、 Ｓ ｉ 、 Ｔ ａ 、 Ａ ｌ 、 Ｂ 等 の 酸 化 物 、 窒 化 物 、 炭 化 物 等 を 添 加 し て 、 グ ラ ニ ュ ラ 構 造 と す る の が 好 ま し い 。

【 ０ ０ ６ ４ 】

グ ラ フ ェ ン の 積 層 体 は 、 グ ラ フ ェ ン が ２ 〜 １ ０ 層 の 範 囲 内 で 積 層 さ れ て い る こ と が 好 ま し く 、 グ ラ フ ェ ン が ４ 〜 ６ 層 の 範 囲 内 で 積 層 さ れ て い る こ と が さ ら に 好 ま し い 。 こ れ に よ り 、 グ ラ フ ェ ン の 積 層 体 は 、 ア モ ル フ ァ ス カ ー ボ ン で 保 護 さ れ 、 剥 離 が 生 じ に く く な る 。 ま た 、 グ ラ フ ェ ン の 積 層 体 が 有 す る 耐 摩 耗 性 、 耐 摺 動 性 、 耐 腐 食 性 が 生 か し や す く な る 。

【 ０ ０ ６ ５ 】

グ ラ フ ェ ン 及 び ／ 又 は グ ラ フ ェ ン の 積 層 体 は 、 窒 素 が ド ー ピ ン グ さ れ て い る こ と が 好 ま し い 。 こ れ に よ り 、 グ ラ フ ェ ン の 六 員 環 構 造 を 保 ち な が ら 、 炭 素 原 子 を 置 換 す る よ う に 窒 素 原 子 を ド ー ピ ン グ す る こ と が で き る た め 、 グ ラ フ ェ ン 及 び ／ 又 は グ ラ フ ェ ン の 積 層 体 の 結 晶 性 を 低 下 さ せ る こ と な く 、 潤 滑 層 ２ ５ を 形 成 す る 際 の 保 護 層 ２ ４ の 潤 滑 剤 に 対 す る 濡 れ 性 を 高 め る こ と が で き る 。

【 ０ ０ ６ ６ 】

こ こ で 、 従 来 、 保 護 層 と し て 用 い ら れ て い る ア モ ル フ ァ ス カ ー ボ ン 膜 は 、 表 面 が 基 本 的 に は 撥 水 性 で あ る こ と か ら 、 潤 滑 剤 を 塗 布 し て 潤 滑 層 を 形 成 す る た め に 、 表 面 が 窒 化 、 酸 化 等 に よ り 改 質 さ れ て い る 。 そ し て 、 表 面 を 窒 化 、 酸 化 等 に よ り 改 質 す る た め に は 、 あ る 程 度 の 膜 厚 が 必 要 で あ る た め 、 保 護 層 の 薄 膜 化 の 障 害 と な っ て い る 。 ま た 、 ア モ ル フ ァ ス カ ー ボ ン 膜 を 窒 素 ド ー ピ ン グ す る こ と も 可 能 で は あ る が 、 ア モ ル フ ァ ス 構 造 で あ る た め 、 膜 質 の 悪 化 や 不 安 定 化 を 引 き 起 こ し 、 保 護 層 の 耐 摩 耗 性 、 耐 摺 動 性 及 び 耐 腐 食 性 が 低 下 す る 。

【 ０ ０ ６ ７ 】

非 磁 性 基 板 ２ ０ を 構 成 す る 材 料 と し て は 、 特 に 限 定 さ れ な い が 、 Ａ ｌ 、 Ａ ｌ − Ｍ ｇ 合 金 等 の Ａ ｌ 合 金 、 ソ ー ダ ガ ラ ス 、 ア ル ミ ノ シ リ ケ ー ト 系 ガ ラ ス 、 結 晶 化 ガ ラ ス 類 、 ア モ ル フ ァ ス ガ ラ ス 類 、 シ リ コ ン 、 チ タ ン 、 セ ラ ミ ッ ク ス 、 各 種 樹 脂 等 が 挙 げ ら れ る 。 中 で も 、 Ａ ｌ 合 金 、 結 晶 化 ガ ラ ス 等 の ガ ラ ス 、 シ リ コ ン が 好 ま し い 。

【 ０ ０ ６ ８ 】

非 磁 性 基 板 ２ ０ の 算 術 平 均 粗 さ （ Ｒ ａ ） は 、 通 常 、 １ ｎ ｍ 以 下 で あ り 、 ０ ． ５ ｎ ｍ 以 下 で あ る こ と が 好 ま し く 、 ０ ． １ ｎ ｍ 以 下 で あ る こ と が さ ら に 好 ま し い 。

【 ０ ０ ６ ９ 】

軟 磁 性 層 ２ １ を 構 成 す る 材 料 と し て は 、 特 に 限 定 さ れ な い が 、 Ｆ ｅ Ｃ ｏ 基 合 金 （ 例 え ば

、 Ｆ ｅ Ｃ ｏ Ｂ 、 Ｆ ｅ Ｃ ｏ Ｓ ｉ Ｂ 、 Ｆ ｅ Ｃ ｏ Ｚ ｒ 、 Ｆ ｅ Ｃ ｏ Ｚ ｒ Ｂ 、 Ｆ ｅ Ｃ ｏ Ｚ ｒ Ｂ Ｃ ｕ ）

、 Ｃ ｏ Ｆ ｅ 合 金 、 Ｆ ｅ Ｔ ａ 基 合 金 （ 例 え ば 、 Ｆ ｅ Ｔ ａ Ｎ 、 Ｆ ｅ Ｔ ａ Ｃ ） 、 Ｃ ｏ 基 合 金 （ 例 え ば 、 Ｃ ｏ Ｔ ａ Ｚ ｒ 、 Ｃ ｏ Ｚ ｒ Ｎ Ｂ 、 Ｃ ｏ Ｂ ） 等 が 挙 げ ら れ る 。

10

20

30

40

50

【 ０ ０ ７ ０ 】

中 間 層 ２ ２ を 構 成 す る 材 料 と し て は 、 Ｒ ｕ 等 が 挙 げ ら れ る 。

【 ０ ０ ７ １ 】

垂 直 磁 性 層 ２ ３ は 、 グ ラ ニ ュ ラ 構 造 の 磁 性 層 及 び 非 グ ラ ニ ュ ラ 構 造 の 磁 性 層 を 順 次 積 層 す る こ と に よ り 、 形 成 す る こ と が で き る 。

【 ０ ０ ７ ２ 】

グ ラ ニ ュ ラ 構 造 の 磁 性 層 を 構 成 す る 材 料 と し て は 、 特 に 限 定 さ れ な い が 、 ７ ０ Ｃ ｏ − ５ Ｃ ｒ − １ ５ Ｐ ｔ − １ ０ Ｓ ｉ Ｏ

合 金 等 が 挙 げ ら れ る 。

【 ０ ０ ７ ３ 】

非 グ ラ ニ ュ ラ 構 造 の 磁 性 層 を 構 成 す る 材 料 と し て は 、 特 に 限 定 さ れ な い が 、 ７ ０ Ｃ ｏ − １ ５ Ｃ ｒ − １ ５ Ｐ ｔ 合 金 等 が 挙 げ ら れ る 。

【 ０ ０ ７ ４ 】

な お 、 軟 磁 性 層 ２ １ と 中 間 層 ２ ２ と の 間 に 、 配 向 制 御 層 を 形 成 し て も よ い 。

【 ０ ０ ７ ５ 】

配 向 制 御 層 を 構 成 す る 材 料 と し て は 、 特 に 限 定 さ れ な い が 、 Ｐ ｔ 、 Ｐ ｄ 、 Ｎ ｉ Ｃ ｒ 合 金

、 Ｎ ｉ Ｆ ｅ Ｃ ｒ 合 金 、 Ｎ ｉ Ｗ 合 金 等 が 挙 げ ら れ る 。

【 ０ ０ ７ ６ 】

垂 直 磁 性 層 ２ ３ の 厚 さ は 、 通 常 、 ３ 〜 ２ ０ ｎ ｍ で あ り 、 ５ 〜 １ ５ ｎ ｍ で あ る こ と が 好 ま し い 。

【 ０ ０ ７ ７ 】

垂 直 磁 性 層 ２ ３ の 厚 さ は 、 再 生 の 際 に 一 定 以 上 の 出 力 を 得 る た め 、 一 定 以 上 と す る こ と が 好 ま し い 。 た だ し 、 記 録 再 生 特 性 を 表 す 諸 パ ラ メ ー タ ー は 、 通 常 、 出 力 の 上 昇 と 共 に 、 劣 化 す る た め 、 垂 直 磁 性 層 ２ ３ の 厚 さ は 、 磁 気 記 録 再 生 装 置 の 構 成 に 合 わ せ て 設 定 す る こ と が 好 ま し い 。 す な わ ち 、 垂 直 磁 性 層 ２ ３ は 、 使 用 す る 磁 性 合 金 の 種 類 と 積 層 構 造 に 合 わ せ て 、 十 分 な ヘ ッ ド 出 入 力 が 得 ら れ る よ う に 形 成 す る こ と が 好 ま し い 。

【 ０ ０ ７ ８ 】

潤 滑 層 ２ ５ は 、 潤 滑 剤 を 塗 布 す る こ と に よ り 形 成 す る こ と が で き る 。

【 ０ ０ ７ ９ 】

潤 滑 剤 と し て は 、 特 に 限 定 さ れ な い が 、 パ ー フ ル オ ロ エ ー テ ル （ Ｐ Ｆ Ｐ Ｅ ） 等 の 弗 化 系 液 体 潤 滑 剤 、 脂 肪 酸 等 の 固 体 潤 滑 剤 等 が 挙 げ ら れ る 。

【 ０ ０ ８ ０ 】

潤 滑 剤 の 塗 布 方 法 と し て は 、 特 に 限 定 さ れ な い が 、 デ ィ ッ ピ ン グ 法 、 ス ピ ン コ ー ト 法 等 が 挙 げ ら れ る 。

【 ０ ０ ８ １ 】

潤 滑 層 ２ ５ の 厚 さ は 、 通 常 、 １ 〜 ４ ｎ ｍ で あ る 。

【 ０ ０ ８ ２ 】

垂 直 磁 気 記 録 媒 体 ３ １ は 、 公 知 の イ ン ラ イ ン 式 成 膜 装 置 を 用 い て 、 複 数 の 成 膜 室 の 間 で

、 非 磁 性 基 板 ２ ０ を 順 次 搬 送 さ せ な が ら 、 軟 磁 性 層 ２ １ 、 中 間 層 ２ ２ 、 垂 直 磁 性 層 ２ ３ 、 保 護 層 ２ ４ 及 び 潤 滑 層 ２ ５ を 順 次 積 層 す る こ と に よ り 、 製 造 す る こ と が で き る 。

【 ０ ０ ８ ３ 】

図 ４ に 、 磁 気 記 録 再 生 装 置 の 一 例 を 示 す 。

【 ０ ０ ８ ４ 】

磁 気 記 録 再 生 装 置 ３ ０ は 、 垂 直 磁 気 記 録 媒 体 ３ １ と 、 垂 直 磁 気 記 録 媒 体 ３ １ を 回 転 駆 動 さ せ る 媒 体 駆 動 部 ３ ２ と 、 磁 気 ヘ ッ ド ３ ３ と 、 磁 気 ヘ ッ ド ３ ３ を 駆 動 す る ヘ ッ ド 駆 動 部 ３ ４ と 、 記 録 再 生 信 号 処 理 系 ３ ５ を 備 え る 。 磁 気 ヘ ッ ド ３ ３ は 、 垂 直 磁 気 記 録 媒 体 ３ １ に 情 報 を 記 録 し 、 垂 直 磁 気 記 録 媒 体 ３ １ に 記 録 さ れ て い る 情 報 を 再 生 す る 。 記 録 再 生 信 号 処 理 系 ３ ５ は 、 入 力 さ れ た デ ー タ を 処 理 し て 記 録 信 号 を 磁 気 ヘ ッ ド ３ ３ に 送 信 し 、 磁 気 ヘ ッ ド ３ ３ か ら 送 信 さ れ た 再 生 信 号 を 処 理 し て デ ー タ を 出 力 す る 。

【 実 施 例 】

【 ０ ０ ８ ５ 】

10

20

30

40

50

以 下 に 、 実 施 例 を 挙 げ て 具 体 的 に 説 明 す る が 、 本 発 明 は 、 実 施 例 に 限 定 さ れ な い 。

【 ０ ０ ８ ６ 】

（ 実 施 例 １ 〜 ６ 及 び 比 較 例 １ 、 ２ ）

垂 直 磁 気 記 録 媒 体 ３ １ （ 図 １ 参 照 ） を 以 下 の よ う に し て 製 造 し た 。

【 ０ ０ ８ ７ 】

ま ず 、 非 磁 性 基 板 ２ ０ と し て 、 外 径 が ２ ． ５ イ ン チ の ア モ ル フ ァ ス ガ ラ ス 基 板 を 用 意 し た 。

【 ０ ０ ８ ８ 】

次 に 、 イ ン ラ イ ン 式 成 膜 装 置 Ｃ ３ ０ １ ０ （ キ ャ ノ ン ア ネ ル バ 社 製 ） を 用 い て 、 キ ャ リ ア に 装 着 さ れ た 非 磁 性 基 板 ２ ０ の 両 面 に 、 軟 磁 性 層 ２ １ 、 中 間 層 ２ ２ 及 び 垂 直 磁 性 層 ２ ３ を 順 次 形 成 し た 。 こ こ で 、 軟 磁 性 層 ２ １ は 、 厚 さ が ３ ０ ｎ ｍ の Ｃ ｏ Ｆ ｅ 合 金 層 （ ７ ０ Ｃ ｏ − ３ ０ Ｆ ｅ ） 、 厚 さ が ５ ｎ ｍ の Ｒ ｕ 層 及 び 厚 さ が ３ ０ ｎ ｍ の Ｃ ｏ Ｆ ｅ 合 金 層 （ ７ ０ Ｃ ｏ − ３ ０ Ｆ ｅ ） が 順 次 積 層 さ れ て い る 。 ま た 、 中 間 層 ２ ２ は 、 厚 さ が ７ ｎ ｍ の Ｎ ｉ Ｗ 合 金 層 （ ９ ０ Ｎ ｉ − １ ０ Ｗ ） 及 び 厚 さ が ２ ０ ｎ ｍ の Ｒ ｕ 層 が 順 次 積 層 さ れ て い る 。 さ ら に 、 垂 直 磁 性 層 ２ ３ は 、 厚 さ が ６ ｎ ｍ の グ ラ ニ ュ ラ 構 造 の Ｃ ｏ Ｐ ｔ Ｃ ｒ 基 合 金 層 （ ７ ０ Ｃ ｏ − １ ５ Ｐ ｔ

− ５ Ｃ ｒ − １ ０ Ｓ ｉ Ｏ

） 及 び 厚 さ が ６ ｎ ｍ の 非 グ ラ ニ ュ ラ 構 造 の Ｃ ｏ Ｃ ｒ Ｐ ｔ 基 合 金 層

（ ６ ４ Ｃ ｏ − ２ ０ Ｃ ｒ − １ ５ Ｐ ｔ − １ Ｂ ） が 順 次 積 層 さ れ て い る 。 こ こ で 、 グ ラ ニ ュ ラ 構 造 の Ｃ ｏ Ｃ ｒ Ｐ ｔ 基 合 金 層 及 び 非 グ ラ ニ ュ ラ 構 造 の Ｃ ｏ Ｃ ｒ Ｐ ｔ 基 合 金 層 は 、 六 方 最 密 充 填 構 造 を 有 し 、 （ ０ ０ ０ ２ ） 結 晶 面 が 非 磁 性 基 板 ２ ０ に 対 し て 平 行 に 配 向 し て い る 。

【 ０ ０ ８ ９ 】

次 に 、 図 ２ に 示 す 成 膜 装 置 を 用 い て 、 垂 直 磁 性 層 ２ ３ 上 に 保 護 層 ２ ４ を 形 成 し た 。 具 体 的 に は 、 成 膜 室 １ ０ １ は 、 外 径 が １ ８ ０ ｍ ｍ 、 長 さ が ２ ５ ０ ｍ ｍ の 円 筒 形 状 を 有 し 、 こ の 成 膜 室 １ ０ １ を 構 成 す る チ ャ ン バ 壁 の 材 質 は Ｓ Ｕ Ｓ ３ ０ ４ で あ る 。 成 膜 室 １ ０ １ 内 に は 、 長 さ 約 ３ ０ ｍ ｍ の タ ン タ ル か ら な る コ イ ル 状 の カ ソ ー ド 電 極 １ ０ ４ ａ と 、 カ ソ ー ド 電 極 １ ０ ４ ａ の 周 囲 を 囲 む 円 筒 状 の ア ノ ー ド 電 極 １ ０ ４ ｂ と が 設 け ら れ て い る 。 ア ノ ー ド 電 極 １ ０ ４ ｂ は 、 材 質 が Ｓ Ｕ Ｓ ３ ０ ４ で あ り 、 外 径 が １ ４ ０ ｍ ｍ 、 長 さ が ４ ０ ｍ ｍ で あ る 。 ま た

、 カ ソ ー ド 電 極 １ ０ ４ ａ と 非 磁 性 基 板 と の 距 離 は １ ６ ０ ｍ ｍ と し た 。 そ し て 、 減 圧 し た 成 膜 室 １ ０ １ 内 に 炭 素 を 含 む 原 料 の 気 体 を 導 入 し 、 こ の 気 体 を 通 電 に よ り 加 熱 さ れ た フ ィ ラ メ ン ト 状 の カ ソ ー ド 電 極 １ ０ ４ ａ と 、 そ の 周 囲 に 設 け ら れ た ア ノ ー ド 電 極 １ ０ ４ ｂ と の 間 で 放 電 に よ り イ オ ン 化 し た 。

【 ０ ０ ９ ０ 】

原 料 ガ ス に つ い て は 、 エ チ レ ン を 用 い た 。 そ し て 、 保 護 層 ２ ４ の 成 膜 条 件 に つ い て は 、 ガ ス 流 量 、 反 応 圧 力 、 成 膜 時 間 を 表 １ の よ う に 変 化 さ せ 、 カ ソ ー ド 電 力 を ８ ０ ０ Ｗ 、 カ ソ ー ド 電 極 １ ０ ４ ａ と ア ノ ー ド 電 極 １ ０ ４ ｂ 間 の 電 圧 を ７ ５ Ｖ 、 電 流 を １ ６ ５ ０ ｍ Ａ 、 イ オ ン の 加 速 電 圧 を ２ ０ ０ Ｖ 、 １ ８ ０ ｍ Ａ 、 基 板 温 度 を ５ ５ ０ ℃ 、 成 膜 す る 保 護 層 ２ ４ の 膜 厚 を １ ｎ ｍ と し た 。

【 ０ ０ ９ １ 】

10

20

30

【 表 １ 】

【 ０ ０ ９ ２ 】

保 護 層 ２ ４ を 形 成 後 、 ラ マ ン 分 光 装 置 （ 東 京 イ ン ス ツ ル メ ン ツ 社 製 ） を 用 い て 、 保 護 層 ２ ４ を 分 析 し た 。 ラ マ ン 分 光 装 置 に お い て は 、 高 感 度 冷 却 Ｃ Ｃ Ｄ 検 出 器 （ Ａ Ｎ Ｄ Ｏ Ｒ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｉ ｏ ｇ ｙ 社 製 ） 及 び 溝 本 数 が １ ２ ０ ０ ／ ｎ ｍ 、 ブ レ ー ズ 波 長 が ５ ０ ０ ｎ ｍ の 回 折 格 子 を 用 い た 。 得 ら れ た 保 護 層 の ２ Ｄ ／ Ｇ を 表 １ に 示 す が 、 何 れ も 、 ２ Ｄ バ ン ド 、 Ｇ バ ン ド が 見 ら れ る こ と か ら 、 保 護 層 は 、 グ ラ フ ェ ン 及 び ア モ ル フ ァ ス カ ー ボ ン を 含 み 、 ま た 断 面 Ｔ Ｅ Ｍ 観 察 に よ り グ ラ フ ェ ン の 六 員 環 構 造 が 、 垂 直 磁 性 層 を 構 成 す る 多 結 晶 粒 の 個 々 の （ ０ ０ ０ ２ ） 結 晶 面 に 対 し て 平 行 と な っ て い る こ と が 確 認 さ れ た 。

【 ０ ０ ９ ３ 】

ま た 、 Ａ Ｆ Ｍ を 用 い て 、 保 護 層 表 面 の Ｒ

（ 測 定 領 域 は ５ μ ｍ 角 ） と 緻 密 性 を 評 価 し た 。 実 施 例 １ 〜 ６ の 保 護 層 は 、 ２ Ｄ ／ Ｇ の 上 昇 と 共 に Ｒ

も 高 ま る 傾 向 が み ら れ た が 、 そ の 平 滑 性 は 磁 気 記 録 再 生 装 置 と し て の 実 用 に 耐 え る も の で あ っ た 。 ま た 、 比 較 例 １ の 保 護 層 は 膜 の 緻 密 性 が 低 か っ た 。 ま た 、 比 較 例 ２ の 保 護 層 は 表 面 の 起 伏 が 高 く 、 所 々 に 未 被 覆 箇 所 が 観 察 さ れ た 。

【 ０ ０ ９ ４ 】

次 に 、 デ ィ ッ ピ ン グ 装 置 を 用 い て 、 保 護 層 ２ ４ 上 に 、 パ ー フ ル オ ロ ポ リ エ ー テ ル 系 の 潤 滑 剤 を 塗 布 し て 、 厚 さ が １ ． ４ ｎ ｍ の 潤 滑 層 ２ ５ を 形 成 し 、 垂 直 磁 気 記 録 媒 体 ３ １ を 得 た

。

【 ０ ０ ９ ５ 】

実 施 例 １ 〜 ６ で 得 ら れ た 垂 直 磁 気 記 録 媒 体 は 磁 気 記 録 再 生 装 置 と し て の 実 用 に 耐 え る も の で あ っ た 。

【 ０ ０ ９ ６ 】 （ 実 施 例 ７ ）

実 施 例 ７ で は 、 Ｌ １

構 造 を 有 し （ ０ ０ １ ） 結 晶 面 配 向 し た Ｆ ｅ Ｐ ｔ 磁 性 層 と 、 グ ラ フ ェ ン を 含 む 保 護 層 を 用 い た 垂 直 磁 気 記 録 媒 体 を 製 造 し た 。

【 ０ ０ ９ ７ 】

本 実 施 例 で は 、 実 施 例 １ 〜 ６ と 同 様 に イ ン ラ イ ン 式 成 膜 装 置 Ｃ ３ ０ １ ０ を 用 い て 、 ２ ． ５ イ ン チ ア モ ル フ ァ ス ガ ラ ス 基 板 の 両 面 に 、 シ − ド 層 と し て 膜 厚 ２ ５ ｎ ｍ の Ｎ ｉ − ３ ５ ａ ｔ ％ Ｔ ａ 層 を 形 成 し 、 ３ ０ ０ ℃ の 基 板 加 熱 を 行 っ た 。 配 向 制 御 下 地 層 と し て 膜 厚 ２ ０ ｎ ｍ の Ｒ ｕ − ５ ０ ａ ｔ ％ Ａ ｌ を 形 成 し た 。 次 い で Ｍ ｏ を 含 有 す る 下 地 層 を 膜 厚 が １ ５ ｎ ｍ に な る よ う に 形 成 し た 。 さ ら に 、 バ リ ア 層 と し て 膜 厚 ２ ｎ ｍ の Ｍ ｇ Ｏ 層 を 形 成 し た 。 そ の 後 、

20

30

40

50

５ ８ ０ ℃ の 基 板 加 熱 を 行 い 、 ８ ｎ ｍ の Ｆ ｅ − ４ ６ ａ ｔ ％ Ｐ ｔ 磁 性 層 を 形 成 し た 。

【 ０ ０ ９ ８ 】

そ の 後 、 実 施 例 ２ と 同 様 の 条 件 で 保 護 層 を 形 成 し た 。 得 ら れ た 保 護 層 の ２ Ｄ ／ Ｇ は ０ ． ６ 、 Ｒ ｍ ａ ｘ は ０ ． ７ ｎ ｍ 、 膜 の 緻 密 性 も 高 く 、 磁 気 記 録 再 生 装 置 と し て の 実 用 に 耐 え る も の で あ っ た 。 ま た 、 磁 気 記 録 媒 体 の 断 面 Ｔ Ｅ Ｍ 観 察 に よ り グ ラ フ ェ ン の 六 員 環 構 造 が 、 垂 直 磁 性 層 を 構 成 す る Ｌ １

構 造 Ｆ ｅ Ｐ ｔ 多 結 晶 粒 の 個 々 の （ ０ ０ １ ） 結 晶 面 に 対 し て 平 行 と な っ て い る こ と が 確 認 さ れ た 。

【 符 号 の 説 明 】

【 ０ ０ ９ ９ 】

２ ０ 非 磁 性 基 板 ２ １ 軟 磁 性 層 ２ ２ 中 間 層 ２ ３ 垂 直 磁 性 層 ２ ４ 保 護 層 ２ ５ 潤 滑 層

３ ０ 磁 気 記 録 再 生 装 置 ３ １ 垂 直 磁 気 記 録 媒 体 ３ ２ 媒 体 駆 動 部

３ ３ 磁 気 ヘ ッ ド ３ ４ ヘ ッ ド 駆 動 部

３ ５ 記 録 再 生 信 号 処 理 系

【 図 １ 】 【 図 ２ 】

10

20

【 図 ３ 】

【 図 ４ 】

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フロントページの続き

(72)発明者 長谷川 浩太

千葉県市原市八幡海岸通５−１ 昭和電工エレクトロニクス株式会社内 (72)発明者 境 誠司

茨城県那珂郡東海村白方白根２−４ 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構 東海研究開発セ ンター 原子力科学研究所内

(72)発明者 圓谷 志郎

茨城県那珂郡東海村白方白根２−４ 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構 東海研究開発セ ンター 原子力科学研究所内

審査官 斎藤 眞

(56)参考文献 特開２０１０−２４４６６６（ＪＰ，Ａ）

特開２０１３−１０１７４２（ＪＰ，Ａ）

国際公開第２０１３／１２９５１４（ＷＯ，Ａ１）

特開２０１３−１８２６４０（ＪＰ，Ａ）

特開２０１４−０５６６３３（ＪＰ，Ａ）

特開２０１０−２２５２３８（ＪＰ，Ａ）

(58)調査した分野(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ１１Ｂ ５／６２−５／８５８