基于交換耦合的軟-硬磁復(fù)合介質(zhì)單元的微磁學(xué)研究.pdf

1、L10-FePt因具有很高的磁晶各向異性而被認(rèn)為是新一代磁存儲(chǔ)材料，然而該材料的矯頑力過大而存在寫入問題，這是磁記錄領(lǐng)域迫切需要解決的。而基于交換耦合的軟/硬磁介質(zhì)可以有效降低硬磁的矯頑力，同時(shí)能夠保證熱穩(wěn)定性。另外，比特圖形化介質(zhì)能夠有效降低磁存儲(chǔ)的噪音。所以基于交換耦合的圖形化介質(zhì)的研究對于實(shí)現(xiàn)超高密度磁存儲(chǔ)有一定的指導(dǎo)意義。本文以高Ku的L10-FePt為基體，通過微磁學(xué)模擬研究了多種不同結(jié)構(gòu)的軟/硬磁復(fù)合介質(zhì)單元的磁性能，以及雙

2、層型軟/硬磁復(fù)合介質(zhì)單元的微波輔助磁化翻轉(zhuǎn)情況。
　　首先研究了層型結(jié)構(gòu)復(fù)合單元的磁性能，模擬結(jié)果表明，當(dāng)Ku(L10-FePt)小于5×106J/m3時(shí)，由于軟磁和硬磁之間交換耦合作用很強(qiáng)，復(fù)合單元的磁化反轉(zhuǎn)過程為一致翻轉(zhuǎn)，并且L10-FePt矯頑力的矯頑力大幅降低。但是當(dāng)Ku(L10-FePt)大于5×106J/m3，復(fù)合介質(zhì)的磁滯回線中出現(xiàn)臺(tái)階，呈現(xiàn)兩相翻轉(zhuǎn)，這對于磁存儲(chǔ)是不利的。另外，隨著軟磁層厚度的增大，復(fù)合介質(zhì)單元的矯

3、頑力會(huì)進(jìn)一步減小，但磁滯回線中的臺(tái)階依然存在。
　　為了消除磁滯回線中的臺(tái)階，模擬研究了核殼型結(jié)構(gòu)的復(fù)合單元。結(jié)果表明，結(jié)構(gòu)B、C均能有效降低矯頑力，使其小于最大寫入場，并且磁滯回線中無臺(tái)階。相比于結(jié)構(gòu)B，結(jié)構(gòu)C型復(fù)合單元的矯頑力雖略增大，但矩形度提高。通過增大軟磁材料的厚度，矯頑力會(huì)降低，而且整個(gè)體系由剛性耦合狀態(tài)逐漸變成exchange spring耦合狀態(tài)。此外，探究了結(jié)構(gòu)B、C兩種介質(zhì)單元在磁頭雜散場下的穩(wěn)定性。隨著Ku(

4、L10-FePt)的增大，翻轉(zhuǎn)場大小隨外場角度的變化逐漸由Stoner-Wohlfarth模型向Kondorsky模型轉(zhuǎn)變。對于Ku(L10-FePt)=1×106J/m3的結(jié)構(gòu)B型Co/L10-FePt單元，隨著軟磁層厚度增大，翻轉(zhuǎn)場大小隨外場角度的變化逐漸由Stoner-Wohlfarth模型向Kondorsky模型轉(zhuǎn)變。
　　另一種有效降低L10-FePt寫入場的方法是利用共振吸收能量的微波輔助磁化翻轉(zhuǎn)。雙層型Co/L10-