高密度磁记录磁头材料Fe-Co薄膜的微结构和磁特性研究

论文摘要

随着磁盘面记录密度的不断提高,要求磁记录介质具有很高的矫顽力,而要在高矫顽力上记录信息,要求记录磁头材料必须具有高饱和磁感应强度。Fe-Co合金因具有高饱和磁化强度,而使其成为很有竞争优势的材料,但Fe-Co合金薄膜一般表现大的矫顽力,给应用带来很大困难。本文采用对靶磁控溅射的方法,在真空环境下制备了Fe-Co系列薄膜,并利用VSM、SPM和XRD等设备对材料的磁特性和微结构进行了测试、分析。讨论了不同的靶成分、热处理温度及薄膜厚度对薄膜微结构和磁特性的影响。取得的主要研究结果如下:（1）对于Fe50Co50（50nm）薄膜,样品的矫顽力随基底温度的升高呈现越来越低的趋势,在基底温度为500?C时,矫顽力的值最小为47Oe。表面形貌的研究表明,Fe50Co50（50nm）薄膜表面的粗糙度随着基底温度的升高逐渐增大,磁畴对比度随基底温度的升高而增强。XRD测试样品峰的强度随基底温度升高明显增强。（2）对沉积态Fe50Co50薄膜样品,当膜厚小于33nm时,随着膜厚的增加,样品的矫顽力逐渐降低;在厚度为33nm时出现了最小值为25Oe;当厚度大于33nm时,矫顽力随着薄膜厚度的增加逐渐增加;当薄膜厚度增加为170nm时,样品的矫顽力达到最大值106Oe。表面粗糙度随薄膜厚度的增加越来越大。XRD测试样品峰的强度随薄膜厚度增加明显增强。（3）对沉积态Fe70Co30系列薄膜的研究得到,随着膜厚的增加,样品的矫顽力逐渐升高,饱和磁化强度则有降低趋势。表面形貌的研究表明,当薄膜厚度增加时,表面粗糙度也在增加。XRD测试样品峰的强度随薄膜厚度增加明显增强。（4）对退火温度600?C的Fe70Co30薄膜样品,随着膜厚的增加,样品的矫顽力先增加后降低。表面粗糙度及磁畴强弱对比随厚度的增加越来越大。XRD测试样品峰的强度随薄膜厚度增加明显增强。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 磁性颗粒膜的性质及其发展历史
• 1.2 磁写入材料的发展史及其特性要求
• 1.3 块状Fe-Co合金的性质
• 1.4 高密度磁记录磁头用磁性薄膜
• 1.4.1 写入磁头的工作原理
• 1.4.2 磁头用磁性薄膜研究进展
• 1.5 本文的研究工作
• 2 样品制备及其性能表征
• 2.1 颗粒膜的制备
• 2.1.1 样品的制备
• 2.1.2 磁控溅射的原理
• 2.1.3 基片的选择与清洗
• 2.1.4 溅射镀膜程序及溅射工艺条件
• 2.1.5 样品的热处理
• 2.2 薄膜样品的性能表征
• 2.2.1 样品磁特性测量
• 2.2.2 X射线衍射（X-ray Diffraction）晶体结构分析
• 2.2.3 扫描探针显微镜（SPM）形貌及磁畴观察
• 2.2.4 薄膜厚度的测量
• 50Co₅₀ 薄膜的制备、微结构和磁特性研究'>3 Fe₅₀Co₅₀薄膜的制备、微结构和磁特性研究
• 50Co₅₀薄膜微结构和磁特性的影响'>3.1 基底温度对Fe₅₀Co₅₀薄膜微结构和磁特性的影响
• 3.1.1 样品制备
• 3.1.2 结果与讨论
• 3.1.3 本节小结
• 50Co₅₀ 薄膜微结构和磁特性的影响'>3.2 薄膜厚度对 Fe₅₀Co₅₀薄膜微结构和磁特性的影响
• 3.2.1 样品制备
• 3.2.2 结果与讨论
• 3.2.3 本节小结
• 70Co₃₀ 薄膜的制备、微结构和磁特性研究'>4 Fe₇₀Co₃₀薄膜的制备、微结构和磁特性研究
• 70Co₃₀薄膜微结构和磁特性的影响'>4.1 薄膜厚度对Fe₇₀Co₃₀薄膜微结构和磁特性的影响
• 4.1.1 样品制备
• 4.1.2 结果与讨论
• 4.1.3 本节小结
• 70Co₃₀薄膜微结构和磁特性的影响'>4.2 磁性层厚度对后退火的Fe₇₀Co₃₀薄膜微结构和磁特性的影响
• 4.2.1 样品制备
• 4.2.2 结果与讨论
• 4.2.3 本节小结
• 70Co₃₀薄膜微结构和磁特性的影响比较'>4.3 磁性层厚度对沉积态和后退火的Fe₇₀Co₃₀薄膜微结构和磁特性的影响比较
• 5 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间取得的科研成果清单