Co基稀土及其耦合膜垂直磁记录介质研究

论文题目: Co基稀土及其耦合膜垂直磁记录介质研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 微电子学与固体电子学

作者: 晋芳

导师: 李佐宜

关键词: 高密度磁记录,光磁混合记录,垂直磁记录介质,系列薄膜,微磁模型

文献来源: 华中科技大学

发表年度: 2005

论文摘要: 光磁混合记录是一种采用激光辅助加热磁写入,可以突破铁磁材料超顺磁极限的限制,提高硬盘记录密度的新型高密度磁记录方式。这种混合记录方式将有可能使磁记录密度达到甚至超过1Tera Bit/in2。光磁混合记录不只是一个磁化过程,还是一个光学过程和热响应过程。因此,适用于光磁混合记录的介质不仅仅要具备优良的磁学特性,还要具备适合于光磁混合记录要求的热响应特性、光学特性以及摩擦特性。本文围绕Co基稀土及其耦合膜垂直磁记录介质的物理特性,微观结构及其相关机理,在实验和理论方面都进行了深入、系统的研究,得到了一系列有创新意义的结论和成果。实验上,用射频磁控溅射方法成功制备出DyCo/Cr、DySmCo/Cr、NdTbCo/Cr、NdDyCo/Cr系列薄膜,测量了薄膜的基本磁特性,磁光特性和温度特性,并分析了微观结构。研究了Cr底层对DyCo微观结构的影响,发现Cr底层能够增大DyCo非晶磁化膜的矫顽力,并有利于DyCo垂直磁化膜的生长。研究了不同退火方式对DyCo/Cr薄膜磁性能的影响,发现真空退火有利于提高薄膜矫顽力。研究了轻稀土元素Sm或Nd的加入对DyCo、TbCo薄膜磁性能、磁光性能和温度特性的影响,发现薄膜的组分对薄膜的温度特性影响较为明显,合适的薄膜组分能够保证在温度升高的情况下,保持薄膜的饱和磁化强度几乎不变,而使薄膜的矫顽力迅速下降。理论上,用平均场理论模拟解释了Dy31Co69薄膜的温度特性曲线,计算得到Dy31Co69的居里温度为670 K,补偿点温度为275 K。运用微磁模型及微磁模拟软件SimulMag,对SmDyCo单层磁性膜、有软磁底层的SmDyCo磁性膜的磁特性,动态磁化过程进行了系统的模拟,模拟结果和实验结果相吻合。用微磁理论模型研究了轻稀土-重稀土-过渡金属双层耦合膜的界面磁畴形成条件以及在外场作用下的磁化转变过程,解释了轻稀土-重稀土-过渡金属双层耦合膜的磁化特性。最后对磁性薄膜加入非磁性中间层的反铁磁耦合膜的磁性能和读出特性进行了微磁理论模拟,并计算了稳定层厚度对反铁磁耦合膜的剩磁厚度积的影响,发现随着稳定层厚度的增加,反铁磁耦合膜的剩磁厚度积反而减小。

论文目录:

摘要

Abstract

1 绪论

1.1 引言

1.2 磁记录原理及其对介质的要求

1.3 纵向磁记录面临的问题及克服方法

1.4 垂直磁记录介质发展概述

1.5 光磁混合磁记录对介质的要求及发展概况

1.6 钴基稀土系记录介质的研究概况

1.7 本文的研究内容及意义

2 薄膜样品的制备及分析测试

2.1 磁控溅射装置及原理

2.2 样品的制备

2.3 样品的磁及磁光性能测试

2.4 薄膜微结构及分析测试

2.5 本章小结

3 DyCo/Cr 薄膜的结构和性能研究

3.1 引言

3.2 材料组分及溅射工艺参数对DyCo 薄膜磁性能的影响

3.3 Cr 底层溅射工艺参数及结构对DyCo/Cr 薄膜结构及性能影响

3.4 DyCo/Cr 薄膜温度特性研究

3.5 DyCo/Cr 薄膜退火实验研究

3.6 本章小结

4 Sm(Nd)Dy(Tb)Co/Cr 薄膜特性研究

4.1 引言

4.2 Sm(Nd)Dy(Tb)Co/Cr 薄膜的制备

4.3 SmDyCo/Cr 非晶垂直磁化膜特性研究

4.4 NdTb(Dy)Co/Cr 非晶垂直磁化膜特性研究

4.5 本章小结

5 钴基稀土系记录薄膜磁特性和磁化过程理论模拟研究

5.1 引言

5.2 微磁理论模型

5.3 运用微磁模型模拟磁化过程

5.4 实验模拟结果及分析

5.5 本章小结

6 全文总结

致谢

参考文献

附录 1 攻读学位期间发表的论文目录

发布时间: 2006-04-12

Co基稀土及其耦合膜垂直磁记录介质研究

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