基于L10FePt的垂直磁記錄薄膜的制備及性能研究.pdf

1、隨著社會的不斷發(fā)展進步，人們對大容量信息存儲器的需求急劇增加。磁記錄技術(shù)在信息存儲領(lǐng)域中占有獨特地位，目前磁記錄材料的記錄密度處于逐年提高的發(fā)展態(tài)勢。磁記錄密度的不斷提高導致磁盤中磁性記錄單元的體積越來越小。當磁性記錄單元的體積小到一定尺寸的時候，會受到超順磁效應的影響而導致信息的丟失。采用高磁晶各向異性常數(shù)(Ku)的磁性材料可以有效的降低超順磁效應的影響，進一步提高磁記錄的面密度。但是過高的磁晶各向異性會使磁性材料的翻轉(zhuǎn)場（矯頑力H。

2、）過大，現(xiàn)有磁頭無法完成信息的寫入。這就是磁記錄中的“三難困境”。L10相的FePt因其具有極高的磁晶各向異性常數(shù)(Ku≈7×107erg/cm3)而成為下一代超高密度磁記錄介質(zhì)的首選材料。
　　 本論文主要研究基于L10 FePt的垂直磁記錄介質(zhì)的制備與性能。采用了磁控濺射法在Si(100)襯底上制備了FePt薄膜，研究了薄膜組分比，快速熱處理溫度、熱處理時間以及薄膜沉積溫度對FePt薄膜樣品的結(jié)構(gòu)、形貌及磁性能的影響。實驗表

3、明提高快速熱處理溫度有助于FePt薄膜轉(zhuǎn)變?yōu)橛泊臠10相，在700℃條件下快速熱處理1h的樣品具有(001)擇優(yōu)取向，樣品具有極高的各向異性。在700℃對FePt薄膜進行了熱處理，隨著熱處理時間的增加，F(xiàn)ePt薄膜垂直矯頑力增大。當沉積溫度升高時樣品具有更大的矯頑力和矩形比(M/Ms)。
　　 采用單晶MgO(100)作為襯底，在不同沉積溫度條件下制備了不同厚度的FePt薄膜，研究了不同沉積溫度和薄膜厚度對L10 FePt薄膜結(jié)

4、構(gòu)、形貌和磁性的影響。用單晶MgO(100)作為襯底可以沉積高度(001)取向的L10 FePt薄膜。較高溫度下沉積的L10 FePt薄膜具有極大的磁晶各向異性和較高的L10有序度。提高沉積溫度可以有效提高FePt薄膜的L10相有序度和薄膜的結(jié)晶性。薄膜的厚度對L10 FePt薄膜的結(jié)構(gòu)和磁性有較大影響。L10 FePt薄膜的有序度隨薄膜厚度的增加而增大，增加厚度能夠提高L10 FePt薄膜有序度和結(jié)晶性。不同厚度的FePt薄膜樣品的垂

5、直矯頑力表面粗糙度變化趨勢一致。
　　 在以上研究基礎(chǔ)上，我們以L10 FePt薄膜作為硬磁層，以常溫下濺射沉積的[FeNiPt]N多層膜作為軟磁層，研究了軟磁層厚度對復合膜結(jié)構(gòu)和磁性的影響。發(fā)現(xiàn)硬磁層L10 FePt的結(jié)構(gòu)沒有受到軟磁多層膜的影響。軟磁層厚度為24 nm時，復合膜的矯頑力僅為單層硬磁L10 FePt的30％。說明軟磁層的引入，不僅保持了L10 FePt的有序度，即較強的磁各向異性，使磁介質(zhì)能夠克服超順磁效應的影