垂直磁记录介质L10-FePt的结构与磁性研究

论文摘要

随着信息时代的发展,对信息存储的需求持续增长,作为主流存储技术的磁记录存储技术也需要不断的改进,以满足实际需要。垂直磁记录技术可以达到更高的记录密度,因而在近几年获得了很大的发展。L10-FePt由于具有极高的垂直各项异性而被认为是垂直磁记录技术的极佳介质,对L10-FePt的研究也随之成为热点。大部分的研究集中在解决垂直磁记录本身存在的相互制约的几个方面上：为了获得良好的热稳定性和信噪比就要求介质的各向异性能要高,较高的各向异性则会使其翻转场超出目前读写磁头的写入能力。在一些研究方面,L10-FePt是研究磁化翻转过程的理想对象。本文的研究集中在磁化翻转机制和结构的相互关系上。以MgO（001）单晶为基底,采用交替生长Pt原子层和Fe原子层的方法,在同等条件下利用磁控溅射设备制备了厚度从8.8nim到79.2nm的系列样品。样品生长时的本底真空约为4.0×1.0-5Pa,溅射用Ar气压为0.35Pa,基底温度为500℃,生长完成后在相同温度下退火两个小时。对所有的样品进行了结构方面的测量,X射线衍射仪（XRD）的测量结果说明所有的样品都是化学有序结构。利用高分辨率透射电子显微镜（HRTEM）,我们发现界面处的周期性位错和膜内的纳米孪晶现象。采用振动样品磁力计（VSM）对所有的样品进行了磁性方面的测量,发现所有的样品都是垂直取向,同时矫顽力随膜厚的增加迅速下降。另外,为了研究其磁化翻转机理,我们还做了变温磁滞回线和磁粘滞的测量。结果发现,所有样品垂直方向上的矫顽力都是温度的线性函数,且其斜率随着膜厚增加而减小。与此同时,涨落场随着膜厚增加在减小。由此可见,热激发能和热激发体积随着膜厚增加在增大。这些磁性上的表现与L10-FePt/MgO界面位错的周期性分布以及L10-FePt膜内缺陷随膜厚的变化有根本的联系。另外,还对L10-FePt/Fe、L10-FePt/TbFeCo的双层膜进行了一些研究和探索,发现了一些有益的实验结果：如在L10-FePt/Fe体系中,高温下连续生长L10-FePt膜和Fe膜,则两者之间的耦合很强,而当L10-FePt生长完成后经过10小时冷却到室温再生长Fe膜,两者间的耦合就非常弱；在L10-FePt/TbFeCo体系中,双层膜矫顽力随温度的变化较大,而L10-FePt单层膜的矫顽力随温度的变化就小很多。这些研究为热辅助磁记录技术的发展做了一些积累。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 磁存储技术的发展回顾与展望
• 1.2 垂直磁记录技术的原理
• 1.2.1 水平磁记录简述
• 1.2.2 垂直磁记录技术的发展
• 0-FePt介质的性质与研究进展'>1.3 L1₀-FePt介质的性质与研究进展
• 0-FePt材料结构'>1.3.1 L1₀-FePt材料结构
• 0-FePt材料的研究进展'>1.3.2 L1₀-FePt材料的研究进展
• 1.4 本文的研究范围与目标
• 第二章 薄膜的制备与表征
• 2.1 薄膜的制备
• 2.1.1 磁控溅射设备工作原理
• 2.1.2 超高真空磁控溅射仪
• 2.2 薄膜的表征
• 2.2.1 X射线衍射仪（XRD）
• 2.2.2 透射电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）
• 2.2.3 多功能磁学测量系统VersaLab
• 2.2.4 振动样品磁强计法（VSM）
• 0-FePt薄膜的制备及其结构、磁性的研究'>第三章 L1₀-FePt薄膜的制备及其结构、磁性的研究
• 3.1 简介
• 0-FePt薄膜的制备'>3.2 L1₀-FePt薄膜的制备
• 0-FePt薄膜的结构与磁性'>3.3 L1₀-FePt薄膜的结构与磁性
• 0-FePt薄膜的结构分析'>3.3.1 L1₀-FePt薄膜的结构分析
• 0-FePt薄膜的磁性分析'>3.3.2 L1₀-FePt薄膜的磁性分析
• 3.4 小结
• 0-FePt耦合膜的磁性研究'>第四章 L1₀-FePt耦合膜的磁性研究
• 4.1 FePt/Fe双层膜的磁性研究
• 4.1.1 FePt/Fe样品的制备
• 4.1.2 FePt/Fe耦合膜磁性研究
• 0o-FePt/TbFeCo双层膜的磁性研究'>4.2 L1₀o-FePt/TbFeCo双层膜的磁性研究
• 4.2.1 12nmTbFeCo垂直膜的制备
• 0-FePt/TbFeCo双层膜的磁性'>4.2.2 L1₀-FePt/TbFeCo双层膜的磁性
• 第五章 结论
• 参考文献
• 硕士期间发表论文
• 致谢