AAO模板溅射制备FePt纳米点阵及磁性研究

摘要

图案化磁记录技术采用二维有序磁性纳米阵列作为记录介质,它能够突破常规连续薄膜介质中存在的超顺磁效应极限，并有可能将硬盘存储面密度提升到5Tb/in2。图案化记录技术走向实用的关键是研发出高性能的图案化磁记录介质，由于FePt具有超高的磁各向异性能和极小的超顺磁临界尺寸，已成为制备图案化介质的一大热点材料。
　　目前，制备工艺仍是图案化磁记录研究的主要挑战之一，现阶段主要有三种方法：一种方法是使用刻蚀印刷技术，但由于非常费时和高造价且它仅用于极小规模制备；另一种方法是自组装制备技术，抑制退火过程中粒子聚集和确保易磁化轴的高度有序排列仍需要深入研究；最后一种方法是模板合成技术，它能有效改善上述问题。本文采用模板合成技术，在孔径和厚度都较易调控的阳极氧化铝(AAO)模板上溅射制备FePt纳米点阵。
　　本文首先介绍了磁控溅射系统及其机理，同时对模板及样品的微观分析和磁性能测试作了相关阐述。接下来，本文先采用极紫外光刻和ICP刻蚀等工艺成功制备了Si基二维有序微米孔模板，然后使用两步阳极氧化法制备纳米级多孔氧化铝模板，并通过调节实验参数制备出不同周期和孔径的AAO模板。最后，本文采用磁控溅射和定量刻蚀在阳极氧化铝模板上成功制备出FePt纳米点阵列，并详细探讨Ag底层、退火温度与模板孔径对FePt纳米点阵磁性能的影响，研究结果表明Ag底层能大幅度提升FePt纳米点阵的垂直矫顽力，600 ℃退火后的FePt纳米点阵呈现出显著的L10相结构并具有较高的硬磁性能，80nm孔径模板相比40nm孔径模板更有利于FePt纳米颗粒的沉积与垂直磁性能的提高。

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1 绪 论

1.1 磁存储的历史及面临的问题

1.2 图案化磁记录介质

1.3 图案化记录介质的实现方法

1.4 AAO模板的介绍

1.5 FePt材料的介绍

1.6 本文研究内容及结构

2 样品制备和测试技术介绍

2.1 磁控溅射系统

2.2 样品测试

2.3 本章小结

3 模板的制备

3.1 Si基二维有序微米孔模板的制备

3.2 AAO模板的制备

3.3 本章小结

4 磁控溅射FePt纳米点阵列结构和磁性研究

4.1 磁控溅射制备FePt纳米点阵列

4.2 纳米点阵列的形貌表征及成分分析

4.3 FePt纳米点阵磁性能研究

4.4 本章小结

5 结 论

致谢

参考文献

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