[其他]磁多层结构

说明书

一种具有高磁导率及高饱和磁通密度的磁多层结构，包括互相变替叠置的多个磁层和多个中间层。各磁层由Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ或包含这些元素的一种的金属制成，各中间层由能与磁层材料形成填隙固溶体的材料制成。

本发明涉及到具有高饱和磁通密度和高相对磁导率的磁多层结构。这种磁多层结构可用于磁头磁极，该磁极对高矫顽力的高密度磁记录介质具有出色的记录和重放特征。但这种结构并不仅限于这一应用。

到目前为止，构成用于磁记录的磁头磁极的磁层是用包含作为主要组分的Fe、Co或Ni并具有大于10kG饱和磁通密度的合金，或饱和磁通密度高于18kG的Fe-Si系统合金制作，并被制成了用于高密度记录的磁头磁极（JP-A-59-182938）。为得到用于高密度记录的具有陡峭分布的磁场，要把磁头磁极的端部或整个磁极沿记录介质运动方向的厚度设置在0.5um或更小。由于在这一部分中磁通密度很高，故要用高饱和磁通密度、高磁导率及低矫顽力的材料来制作这一部分。另外，由于这一部分的厚度小，会发生磁饱和。因此，为实现所需要的磁头记录和重放特性，需要高于15kG的高饱和磁通密度，以便使层厚度不超过0.5um。另一方面，为在不受上述层厚度影响的条件下满足磁头的记录和重放特性，需要大于1，000的高相对磁对磁导率和低于10e的低矫顽力。

到目前为止，磁层用高频溅射法或类似方法制作。在用含Fe作为主组分的材料时，磁层的磁特性具有高于15kG的高饱和磁通密度。但是，其相对磁导率仅为700以下。因此，传统的磁层不适于制作进行高密度记录的磁头。因此，到目前为止，制作出具有高饱和磁通密度的高相对磁导率双重特性的磁层是极困难的。

本发明者理解到，在金属层的多层结构下，通过把两种原子层数量级的极薄的金属层叠置起来，就可望制成一种新材料，它具有一种不同于原来金属特性的新特性（例如，参见Shinjo：“Digest for the Meeting of the Japan Society of Applied Magnetics”，43-1，（1986）pp.1-8）。因此，本发明者采用离子束溅射方法。对由铁族元素和其他元素组成的磁性多层结构进行了考查。这样，本发明者发现，例如，当通过其他元素把Fe分层而形成多层结构时，多重层具有矫顽力减小的倾向。用电子显微镜观察到了这种多层结构的剖面。尽管观察它很困难，但可以肯定，Fe层的晶柱被中间层所切断，并从柱形晶体变成了细晶粒。因此，可以推断，这些多层结构中矫顽力减小的一个原因应基于Fe的晶粒变细这一发现。

本发明者还研究了这些多层结构的相对磁导率和饱和磁通密度。这样，可以肯定，虽然相对磁导率有随矫顽力减小而增加的趋势，但饱和磁通密度并不总是增加，并且几乎所有这种多层结构的饱和磁通密度都比单层铁的低。另外，通过仔细进行研究，发现作为能增加相对磁导率而又不降低多层结构饱和磁通密度的中间层材料，可采用含从Ee、Co、Ni等组成的组中选出的铁族元素或从B、N、C、P、S等组成的组中选出的元素所组成的材料，其中从B、N、C、P、S等中选出的上述元素能以填隙方式与以铁族金属作为主组分的合金形成固溶体。

采用由铁族金属或能与含铁族金属的合金形成填隙固溶体的元素组成的中间层的磁多层结构能增加相对磁导率而又不减小饱和磁通密度的原因现在尚不清楚。但据认为这些元素具有使晶粒变细而又不减少铁族金属或其合金中的单位体积磁矩的性质。

本发明的一个目的是提供一种具有高饱和磁通密度和高相对磁导率的磁多层结构。这种磁多层结构适于制作磁头的磁极（例如，用于垂直和纵向记录的），它在高矫顽力媒质上的高密度记录方面有着优异的记录和再现特性。