山形富士通など、次世代ハードディスク向けパターンドメディアの記録・再生に成功
次世代ハードディスク向けパターンドメディアの記録・再生に成功
～世界初！アルミナナノホール１個１個への記録・再生を実証～
株式会社山形富士通（注１）、株式会社富士通研究所（注２）、財団法人神奈川科学技術アカデミー（注３）重点研究室益田グループ（グループリーダー：益田秀樹 首都大学東京 教授）は共同で、次世代のハードディスク（ＨＤＤ）技術であるパターンドメディア（注４）の実現に向けて、アルミナナノホール（注５）に充填した磁性体１個１個に情報を記録・再生することに世界で初めて成功しました。
今回開発した技術は、テラビット級の垂直磁気記録（注６）媒体の実現に向けた基礎研究の成果で、独立行政法人科学技術振興機構（ＪＳＴ）の革新技術開発研究事業として受託していたものです（研究期間：平成１６年度～１８年度、３年間）。
本成果により、現行製品の５倍に相当する１平方インチあたり１テラビット（注７）の記録密度を持つＨＤＤの実現に大きく前進しました。
【開発の背景】
デジタルコンテンツの増加にともない、パソコンや家電市場においても、年々、ＨＤＤの大容量化が求められています。さらなる高密度化を実現する次世代のＨＤＤ記録媒体として、磁性材料を人工的に規則正しく並べたパターンドメディアと呼ばれる記録媒体が必要となると考えられています。
【課題】
当研究グループでは、これまでナノメートルサイズの磁性体を充填したランダム配列のナノホールをディスク上に形成し、磁気ヘッドを浮上させて記録・再生を実証してきました。しかし、さらなる高密度化を実現するパターンドメディアの形成には、磁性体を規則的に配列させる必要があります。
【開発した技術】
今回、ナノインプリントリソグラフィ法（注８）を用いて、アルミニウムの表面にナノメートルサイズの凹みパターンを形成し、規則配列ナノホール（図１）をディスク上の広範囲に一括形成する技術を開発しました。さらに、高速で回転させたディスクに磁気ヘッドを浮上させ、世界で初めて、記録・再生の測定を実現しました。
＜図１ 開発した技術により形成された規則配列ナノホールの（ａ）表面、（ｂ）断面、および（ｃ）磁性体（コバルト）充填後の電子顕微鏡写真＞
※ 関連資料参照
【効果】
今回開発した技術を用いて、２．５インチディスク上にナノホールを規則的に配列させたパターンドメディアを実現しました。既存の磁気ヘッド（再生素子幅：１００ナノメートル（ｎｍ））で測定するため、ナノホールのピッチを磁気ヘッドと同等の１００ｎｍ間隔で形成しました。磁気ヘッドを浮上させ、ビット長１００ｎｍの信号を記録することにより、上向き（“１”）、下向き（“０”）に交互に並べた各ナノホール内において磁性体の磁気信号を観測することができました（図２）。
＜図２ 規則配列ナノホールパターンドメディアの磁気ヘッドによる再生波形＞
※ 関連資料参照
【今後】
当研究グループは、既に２５ｎｍピッチの１次元配列のナノホールの形成を実現しています。（２００７年１月１０日発表）。今後は、ナノホールを２５ｎｍ間隔で円周方向に規則配列した記録媒体を作成し、１平方インチあたり１テラビットの記録・再生を目指す基礎研究を行っていきます。
以上
【注釈】
注１ 株式会社山形富士通：
代表取締役社長 石田祥二、本社 山形県東根市。
注２ 株式会社富士通研究所：
代表取締役社長 村野和雄、本社 神奈川県川崎市。
注３ 財団法人神奈川科学技術アカデミー（ＫＡＳＴ）：
理事長 藤嶋昭、所在地 神奈川県川崎市。
注４ パターンドメディア：
磁性粒子が人工的に規則正しく並べられた記録媒体。磁性粒子１つにつき１ビットを記録することにより、高密度記録が可能となる。
注５ アルミナナノホール：
アルミナ（酸化アルミニウム）膜に生じる、ナノメートルサイズの孔。この中に磁性金属を入れたものは、将来のハードディスク記録媒体として期待されている。
注６ 垂直磁気記録：
磁界が磁気記録面に対して垂直に向くよう磁性体を配置する方式。１９７０年代後半に東北大学の岩崎俊一教授（現、東北工業大学学長）が提唱。
注７ １平方インチあたり１テラビット：
１インチ（２５．４ミリメートル）四方に、１０の１２乗（１テラ）個の情報ビットが記録された状態。パターンドメディアに２５ナノメートル間隔でナノホールを形成すると、１インチに１０の６乗個が並ぶことになるため、１インチ四方では１０の１２乗個となる。
注８ ナノインプリントリソグラフィ法：
材料上の樹脂への型（モールド）の押し付けによって樹脂パターンを形成、その後エッチングによって樹脂パターンを材料に転写する方法。広範囲に一括形成が可能なため、生産性に優れる特長を持つ。米国プリンストン大学のスティーブン・チョウ教授が発明。
【関連リンク】
山形富士通
http://jp.fujitsu.com/group/yfl/
富士通研究所
http://jp.fujitsu.com/group/labs/
神奈川科学技術アカデミー
http://www.newkast.or.jp/