軟磁層各向異性對(duì)ECC磁記錄介質(zhì)性質(zhì)的影響.pdf

1、隨著磁記錄的不斷發(fā)展，記錄密度逐漸提高，即將接近垂直磁記錄的物理極限。交換耦合復(fù)合磁記錄介質(zhì)(Exchange coupled composite recording media，簡(jiǎn)稱ECC media)作為一種新型的垂直磁記錄介質(zhì)，在具有較低的矯頑力的同時(shí)能保持較高的熱穩(wěn)定性，因而受到了研究者的廣泛關(guān)注。ECC介質(zhì)由交換耦合的軟磁層與硬磁層構(gòu)成，它是通過軟磁層與硬磁層的磁矩在磁化反轉(zhuǎn)過程中的非一致轉(zhuǎn)動(dòng)來達(dá)到降低矯頑力的效果，而無外場(chǎng)時(shí)

2、熱反轉(zhuǎn)仍為一致轉(zhuǎn)動(dòng)，因而能保持較高的熱穩(wěn)定性。ECC介質(zhì)中軟磁層具有較高的飽和磁化強(qiáng)度和較大的退磁能，然而在以往的研究中軟磁層的各向異性對(duì)介質(zhì)性質(zhì)的影響還沒有系統(tǒng)的研究過。 本論文中使用理論計(jì)算的方法研究了雙磁矩模型中軟磁層各向異性和飽和磁化強(qiáng)度的變化對(duì)介質(zhì)反轉(zhuǎn)場(chǎng)的影響。研究發(fā)現(xiàn)軟磁層的磁各向異性能為負(fù)時(shí)，即易磁化方向平行于記錄薄膜的膜面時(shí)，有助于降低復(fù)合顆粒的反轉(zhuǎn)場(chǎng)以及反轉(zhuǎn)場(chǎng)對(duì)軟磁層和硬磁層之間的交換耦合強(qiáng)度的敏感性，并使最佳

3、耦合強(qiáng)度增大，然而也會(huì)導(dǎo)致增益(Gain)的降低。假設(shè)軟磁層的磁各向異性能等于其最大退磁能，我們發(fā)現(xiàn)具有較大飽和磁化強(qiáng)度的軟磁層除了能夠保有負(fù)的各向異性能帶來的好處之外，還會(huì)使Gain增大。反轉(zhuǎn)場(chǎng)對(duì)外加磁場(chǎng)角度的依賴關(guān)系在軟磁層各向異性能為負(fù)時(shí)不會(huì)受到明顯的影響，而為正時(shí)則受影響較大。研究結(jié)果說明當(dāng)軟磁層的退磁能無法避免時(shí)，使用較大飽和磁化強(qiáng)度的軟磁層有利于降低矯頑力，保持熱穩(wěn)定性，提高介質(zhì)的均勻性，減小中間層和記錄層的厚度，并且對(duì)信噪

4、比沒有不良影響。 在實(shí)驗(yàn)研究方面，我們使用磁控濺射裝置制備了記錄層結(jié)構(gòu)為軟磁/中間層/硬磁的垂直磁記錄薄膜。薄膜的具體結(jié)構(gòu)為C/Co-TiO2/Pt/CoPt-TiO2/Ru/Pt/CoZrNb/glass-disk。通過調(diào)節(jié)濺射氣壓，成功的改變了軟磁層的飽和磁化強(qiáng)度。對(duì)于強(qiáng)耦合，即沒有Pt中間層的介質(zhì)，發(fā)現(xiàn)Co-TiO2軟磁層能夠有效降低矯頑力，矯頑力最低降至單層介質(zhì)的60％左右。熱穩(wěn)定性由于面內(nèi)交換耦合的增強(qiáng)而略有上升，同時(shí)

5、磁疇結(jié)構(gòu)沒有明顯變化。對(duì)于有Pt中間層的ECC介質(zhì)，發(fā)現(xiàn)Pt能夠有效降低軟磁層和硬磁層之間的交換耦合強(qiáng)度，從而使矯頑力降低，并且矯頑力對(duì)其厚度的敏感度不高。同時(shí)還發(fā)現(xiàn)軟磁層的飽和磁化強(qiáng)度越大，達(dá)到最佳耦合狀態(tài)所需要的Pt中間層厚度越小。連續(xù)的Pt中間層使面內(nèi)交換耦合增強(qiáng)，從而能夠提高熱穩(wěn)定性，然而也會(huì)導(dǎo)致磁疇尺寸增大。對(duì)比單層介質(zhì)，強(qiáng)耦合介質(zhì)以及ECC介質(zhì)的剩磁矯頑力隨外場(chǎng)角度的變化關(guān)系，發(fā)現(xiàn)單層介質(zhì)與強(qiáng)耦合介質(zhì)的矯頑力隨外場(chǎng)角度的變化