L10結(jié)構(gòu)薄膜的有序化研究.pdf

1、計(jì)算機(jī)與互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展使得數(shù)據(jù)量和傳遞速度都得到了迅猛的提高,而這些都得益于信息存儲(chǔ)技術(shù)的進(jìn)步。磁存儲(chǔ)作為當(dāng)今社會(huì)主要的信息存儲(chǔ)手段受到了科學(xué)界和工業(yè)界的廣泛關(guān)注。目前,商業(yè)化硬盤存儲(chǔ)密度已經(jīng)由1957年的2Kbit/in2提高到了329Gbit/in2,而實(shí)驗(yàn)室的存儲(chǔ)密度更是達(dá)到了450Gbit/in2,單個(gè)記錄位的尺寸達(dá)到了納米量級(jí)。工業(yè)界的目標(biāo)是1T/in2,制約該目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的主要因素是超順磁效應(yīng)。為了克服熱擾動(dòng)對(duì)記錄信息的影響,尋

2、找高磁晶各向異性常數(shù)即高Ku的材料作為記錄介質(zhì)已是當(dāng)務(wù)之急。L1o相的FePt和τ相MnAl的Ku值分別達(dá)到了7×107erg/cc和1×107erg/cc,是非常理想的未來(lái)磁記錄介質(zhì)。
　　 然而,常溫下制備的FePt薄膜形成無(wú)序的A1相,是軟磁性的fcc結(jié)構(gòu)。為了獲得硬磁性的L1o相,需要將其在高溫下退火處理。因此,尋求低溫下制備L1o相FePt薄膜是當(dāng)前的研究重點(diǎn)。本文的第一部分工作即是在這樣的背景下開(kāi)展的。我們研究了Fe

3、Pt/Fe雙層膜中,Fe覆蓋層對(duì)薄膜的織構(gòu)和磁性的影響。與單一的FePt薄膜相比較,Fe覆蓋層能夠影響薄膜的取向,并提高L10相FePt薄膜的化學(xué)有序度。另外,當(dāng)在FePt薄膜上覆蓋一層Fe后,薄膜的矯頑力有較大的提升。進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn),Fe覆蓋層存在一個(gè)臨界厚度。當(dāng)Fe覆蓋層的厚度超過(guò)這個(gè)臨界值時(shí),Fe覆蓋層通過(guò)與FePt薄膜之間的交換耦合作用加快了Fe49Pt51/Fe雙層膜的磁矩翻轉(zhuǎn),降低了薄膜的矯頑力。
　　 通常,濺射

4、制備的MnAl薄膜不僅存在鐵磁性的τ相,還同時(shí)形成多種非磁性相,如ε-MnAl等。探索影響τ相MnAl形成的因素,提高M(jìn)nAl薄膜中τ相MnAl的純度,才能滿足超高密度磁記錄介質(zhì)的要求。本文的第二部分工作是針對(duì)這一問(wèn)題開(kāi)展的。我們采用多層膜的工藝制備Mn/Al薄膜樣品,并對(duì)樣品進(jìn)行退火處理。我們從薄膜的織構(gòu),磁性和襯底三方面系統(tǒng)的研究了影響τ相MnAl形成的因素。通過(guò)研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)退火溫度為350℃時(shí),薄膜中開(kāi)始形成τ相MnAl。當(dāng)退火溫