B2-FeRh-L10-FePt復(fù)合薄膜的制備與物性.pdf

1、L(l)0相的FePt合金具有單軸磁晶各向異性能高、飽和磁化強度大和常溫下化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定等優(yōu)點，可以用來制作下一代超高密度磁存儲介質(zhì)。然而這需要寫磁頭能夠提供足夠大的反轉(zhuǎn)磁場來實現(xiàn)數(shù)據(jù)改寫。B2相(α"相)的FeRh合金能夠在室溫以上發(fā)生反鐵磁-鐵磁相變。在記錄單元的上方或是下方插入FeRh功能層，利用FePt/FeRh間的交換彈性作用，或許能夠采用熱輔助技術(shù)在較低的磁場實現(xiàn)記錄單元的磁矩反轉(zhuǎn)。本論文用MgO(001)單晶作為基片，采用磁

2、控濺射法，分別讓FeRh在下層和上層，制備FePt/FeRh(001)雙層耦合薄膜，用XRD分析結(jié)構(gòu)和取向，用SEM觀察表面形貌，用VSM測量磁化曲線和熱磁曲線，對FePt/FeRh雙層耦合薄膜的生長工藝進行了探索。得到的主要結(jié)果包括:
　　 1.在加熱到500℃的基片上沉積的Fe0.8Rh1.2薄膜中除了有序的α"相，還出現(xiàn)順磁的γ相。經(jīng)過600℃的真空熱處理后，α"相含量明顯增多，表明薄膜的有序化程度更高，但γ相并沒有明顯的

3、減少，這是由于Rh原子的擴散速度低造成的。經(jīng)過了熱處理后的Fe0.8Rh1.2薄膜在變溫過程中發(fā)生了明顯的反鐵磁-鐵磁相變，相變溫度Ttr依賴于外磁場的大小。外磁場增大，Ttr減小。Fe1Rh1薄膜在450℃就已經(jīng)開始有序化，并且沒有觀察到明顯的γ相衍射峰。進一步在600℃進行熱處理后，α"相衍射峰的半高寬明顯變窄，表明薄膜的有序度有了很大的提高。峰位明顯右移表明面間距減小，即垂直于薄膜表面的c軸長度縮短。Fe1Pt1薄膜在經(jīng)過600℃

4、的熱處理之后，薄膜開始有序化。薄膜中同時存在軟磁的A1相和有序的硬磁L(l0）相。垂直方向矯頑力為6.4 kOe，面內(nèi)方向矯頑力為13 kOe。700℃熱處理的樣品，有序化過程已經(jīng)進行得比較徹底，沿面內(nèi)方向施加磁場時，磁化曲線基本為一條過原點的直線:沿垂直方向施加磁場時，矯頑力遠大于20 kOe。
　　 2.在加熱的MgO(001)基片上生長的雙層耦合薄膜，根據(jù)生長順序，表示為FeRh/FePt和FePt/FeRh(前面的薄膜在

5、下)。受層間擴散影響，上層薄膜最高只能經(jīng)受400℃的環(huán)境溫度。因為FePt有序化溫度高的緣故，未能將FeRh/FePt中FePt層有序化。而FePt/FeRh通過延長熱處理時間，實現(xiàn)了FeRh層有序化。FePt/FeRh薄膜的相變溫度明顯高于FeRh/FePt，這應(yīng)該是由于長時間的熱處理，使得有少部分的Pt原子擴散到了FeRh層中，從而引起相變溫度的提高。在兩種雙層薄膜中都明顯觀察到了磁化強度隨溫度變化的滯后，這可能是由于加熱過程中晶格