磁記錄薄膜和光存儲薄膜

1、7.5磁記錄薄膜和光存儲薄膜,報告人：趙定武,7.5.1復合磁頭和薄膜磁頭,7.5.2磁記錄介質(zhì)薄膜及制造技術,7.5.3光存儲介質(zhì)概況,7.5.4磁光存儲和相變光存儲,磁性存儲技術在現(xiàn)代技術中舉足輕重。由于磁信號的記錄密度在很大程度上取決于磁頭縫隙的寬度、磁頭的飛行高度以及記錄介質(zhì)厚度，因此就需要不斷減小磁頭體積和磁記錄介質(zhì)厚度。薄膜自身飽和磁化強度較高，允許采用的磁性介質(zhì)厚度更小，性質(zhì)也更均勻，因此薄膜磁頭材料和薄膜磁存儲介質(zhì)是發(fā)展

2、的主要方向之一。,對于磁頭材料，需要其具有典型的軟磁特性，即飽和磁化強度高，矯頑力低，磁導率高，磁致伸縮系數(shù)低，允許使用頻率高。對于磁記錄介質(zhì)，要求其具有典型的硬磁性能，即飽和磁化強度高，剩余磁感應強度高及適當?shù)某C頑力水平。,通常的磁頭使用的是高導磁率的燒結(jié)鐵氧體，具有很好的軟磁性能和耐磨性，電阻率高，高頻性好。但磁化強度遠遠低于合金軟磁材料。如右表。為進一步提高磁頭性能，一方面可采用電鍍、濺射、蒸發(fā)等方法，在上述磁頭間隙處沉積一層

3、厚度為幾微米的軟磁性能較好的合金薄膜；另一方面完全采用薄膜技術，將磁性材料和磁場線圈都沉積在特定襯底上。采用薄膜技術制備的磁頭具有較高靈敏度，縮小尺寸，提高記錄密度,7.5.1復合磁頭和薄膜磁頭,提高磁頭靈敏度的一個重要措施是繼續(xù)提高磁性薄膜材料的飽和磁化強度。以分子束外延的方法在GaAs襯底上外延制的了Fe16N2這一Fe的亞穩(wěn)態(tài)氮化物，據(jù)稱其飽和磁化強度達到2.6A/m,是一個很有希望的磁頭材料。,磁致電阻效應是在外磁場變化的同時材

4、料的電阻率產(chǎn)生相應變化，利用此效應可制成磁頭。只讀不寫。靈敏度高，信號強度不受磁頭運動速度影響，不需感應線圈。利用它與薄膜技術結(jié)合，可有效減小體積。,磁性薄膜研究的重要進展之一是超高磁阻材料的發(fā)現(xiàn),如右圖所示，由濺射方法制備的Fe-Cr多層膜材料顯出極高磁阻效應。這種巨磁阻效應的產(chǎn)生與鐵磁性的Fe成分層間的反鐵磁性耦合作用有關。目前，這類巨磁阻薄膜材料已被廣泛應用于硬磁盤讀寫磁頭技術。,磁性薄膜記錄介質(zhì)的飽和磁化強度較高，有利于降低介

5、質(zhì)厚度，提高記錄密度和降低成本。,平行記錄方式存在的一個問題是相鄰磁化區(qū)域的磁化矢量間存在著較強的相互作用，它限制了每個磁化區(qū)域的尺寸不能太小，因而存儲密度不易提高。而在垂直磁記錄方式的情況下，記錄介質(zhì)中的磁化矢量垂直于截至平面取向的，每個磁化區(qū)域的翻轉(zhuǎn)都是近乎獨立的，有利于提高存儲密度。這需要薄膜本身具有垂直的磁各向異性。,7.5.2磁記錄介質(zhì)薄膜及制造技術,光存儲技術的主要優(yōu)點是具有高的信息存儲密度，因為激光束本身可以被聚焦到很小的

6、面積上。與傳統(tǒng)磁存儲方式比，它還具有信噪比較高，可實現(xiàn)非接觸式讀寫，信息存儲壽命較長等優(yōu)點。分為以下幾種。,只讀式光盤。它是靠探測激光在凹凸不平的介質(zhì)表面反射回來的光的強度的變化來讀出信息的。一次寫入時光盤。可依用戶需要一次寫入所要記錄的信息，并可以反復讀取，但不能對信息進行改寫?？刹林貙懯焦獗P。信息可被重寫，但該寫的過程需要兩次操作才能完成。直接重寫式光盤。不僅可以改寫信息，而且可將信息的擦除和寫入操作同時完成的光盤。,7.5.

7、3光存儲介質(zhì)概況,磁光存儲技術所依賴的是磁性材料的兩個性質(zhì)：（1）當溫度變化時，材料磁化狀態(tài)產(chǎn)生相應變化的熱磁效應；（2）材料磁化狀態(tài)使得從其表面反射回去的偏振光的偏振方向發(fā)生變化的克爾磁光效應。,對磁光存儲薄膜還要求具有以下幾點：（1）合適的詞轉(zhuǎn)變溫度，從而既保證信息改寫所需要的激光功率不會過高，又要保證薄膜的磁化狀態(tài)具有足夠的穩(wěn)定性。（2）較強的克爾磁光效應，及材料磁化方向不同時，偏振光的偏振方向改變更大。,7.5.4磁光存

8、儲和相變光存儲,相變光存儲假若激光照射功率不足以使薄膜區(qū)域熔化，但足以加熱其到晶化溫度以上的話，則激光照射區(qū)域?qū)l(fā)生凈化過程而轉(zhuǎn)變?yōu)榫B(tài)結(jié)構。由于晶態(tài)與非晶態(tài)區(qū)域的光學特性不同，晶態(tài)區(qū)域?qū)獾姆瓷淠芰^強，透光性較差。因而依靠不同區(qū)域?qū)す馐姆瓷浠蛲干淠芰Φ淖兓?，就可以讀出被記錄的信息。,對相變光存儲薄膜要求具有以下幾點：（1）適中的熔化功率密度。（2）晶態(tài)和非晶態(tài)兩相間較高的光學性質(zhì)差。（3）非晶態(tài)較高的結(jié)構穩(wěn)定性。（4）