基于L10-FePt的垂直取向交換耦合復(fù)合型磁記錄介質(zhì)研究.pdf

1、近年來(lái)，隨著信息量的爆炸式增長(zhǎng)，存儲(chǔ)設(shè)備容量不足的形勢(shì)日趨嚴(yán)峻。硬盤，作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的中堅(jiān)力量，其面記錄密度正無(wú)限逼近普通記錄介質(zhì)的超順磁效應(yīng)極限1 Tb/in2。L10-FePt具有高達(dá)7×107erg/cc的垂直磁晶各向異性常數(shù)Ku和小達(dá)2.4nm的熱穩(wěn)晶粒尺寸，因而可實(shí)現(xiàn)10Tb/in2的超高面記錄密度，是理想的下一代磁存儲(chǔ)介質(zhì)。為解決L10-FePt等高Ku介質(zhì)的寫入困難，由軟硬雙磁層構(gòu)成的交換耦合復(fù)合(Exchange coup

2、led composite，ECC)介質(zhì)被提出并得到廣泛研究。在基于L10-FePt的ECC介質(zhì)的相關(guān)研究工作中，F(xiàn)e等具有面內(nèi)磁晶各向異性的軟磁材料最初被用作軟磁層并有效的降低了FePt層的翻轉(zhuǎn)場(chǎng)，但是微磁學(xué)模擬指出這種非垂直取向的軟磁結(jié)構(gòu)不利于ECC薄膜的熱穩(wěn)定性，而軟、硬磁層均具有垂直各向異性的ECC結(jié)構(gòu)則擁有更好的記錄性能。在這樣的背景下，本文圍繞著基于L10-FePt的垂直取向型ECC介質(zhì)進(jìn)行了一系列的研究工作。
　　首

3、先我們使用具有垂直取向的Co/Pt和Co/Ni多層膜取代常規(guī)的Fe等面內(nèi)各向異性的材料作為軟磁層與L10-FePt耦合制備出了擁有良好的垂直取向的FePt/[Co/Pt]N和FePt/[Co/Ni]N復(fù)合薄膜，同時(shí)發(fā)現(xiàn)這種復(fù)合薄膜擁有良好的顆粒結(jié)構(gòu)、小的翻轉(zhuǎn)場(chǎng)、高的熱穩(wěn)定性以及高的翻轉(zhuǎn)場(chǎng)角度包容性。
　　其次對(duì)這種垂直取向ECC結(jié)構(gòu)的磁化翻轉(zhuǎn)行為進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)隨著軟磁層厚度的增加，復(fù)合結(jié)構(gòu)的磁化翻轉(zhuǎn)機(jī)制由磁矩一致轉(zhuǎn)動(dòng)逐步變化為非一

4、致磁矩轉(zhuǎn)動(dòng)并最終演化為疇壁移動(dòng)。當(dāng)軟磁層較薄時(shí)，適當(dāng)?shù)臏p弱復(fù)合結(jié)構(gòu)的交換耦合強(qiáng)度Jex有利于軟磁層磁矩的非一致轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而促進(jìn)了硬磁層的磁化翻轉(zhuǎn);而當(dāng)軟磁層較厚時(shí)，減小Jex增強(qiáng)了交界面處的疇壁釘扎，反而阻礙了硬磁層的翻轉(zhuǎn)。
　　最后為了改善在FePt-ECC薄膜中出現(xiàn)的不利于信噪比SNR和熱穩(wěn)定性的連續(xù)膜結(jié)構(gòu)，我們制備了[FePt-Ag]/[Co/Ni]N薄膜，發(fā)現(xiàn)這種改進(jìn)型的復(fù)合薄膜在軟磁層厚度從2.4nm增加至24nm的過(guò)程中