高密度磁记录SmCo(Al,Si)/Cr系列交换耦合膜的结构与性能研究

摘要

该文围绕SmCo(Al,Si)/Cr系列多层膜的设计、制备和性能检测等方面,进行了系统、深入的研究.实验上,用身频磁控溅射的方法成功制备出了SmCo/Cr、SmCoAlSi/Cr及SmCo(Al,Si)/Cr系列单层和多层交换耦合磁性膜,测量了薄膜的微观结构和基本磁特性,采用高纯氮气(纯度99.99﹪)保护下退火工艺,使溅射态薄膜部分晶化,改善了矫顽力和晶粒尺寸,对现存检测系统进行了改进,采用隔振技术和Matlab软件,研究了薄膜的热稳定性问题,提出了一种简单的计算居里温度的方法,指出矫顽力随温度的增加单调降低,而M<,r>δ剩磁厚度积随温度的变化规律比较复杂.理论上,利用Neel-Arrhenus方程,提出了进一步提高记录面密度,改善介质稳定性,提高信噪比(SNR)的方法,对超高密度磁记录介质的磁性能提出了具体的技术指标要求,指出高矫顽力必须具有尺寸细小、以向度高且耦合小的硬磁相晶粒,计算了SmCo薄膜的稳定尺寸,其值达2.5nm,分析了SmCoAlSi/Cr薄膜的织构和晶格匹配的选区衍射花样,采用自由电子模型,较全面讨论了FM和NM的层间交换耦合IEC作用机理,计算了FM/NM/FM层间耦合强度;通过对原子间的交换作用的讨论,分析了SmCo(Al,Si)磁性层硬磁相中原子间的耦合机制,对于分析耦合与噪音等性能之间的关系有重要意义.

目录

文摘

英文文摘

1绪论

1.1引言

1.2磁记录原理及对介质的要求

1.3磁记录介质的发展状况

1.4 SmCo系列记录薄膜的发展

1.5 SmCo/Cr系列面内磁记录介质概况

1.6超高密度磁记录介质的发展前景

1.7本文的研究内容及意义

2 SmCo/Cr薄膜的制备及性能研究

2.1引言

2.2实验仪器和设备

2.3样品的制备

2.4 SmCo/Cr薄膜性能的影响及讨论

2.5小结

3 SmCoAlSi/Cr薄膜的制备及性能

3.1引言

3.2 SmCoAlSi/Cr面内磁化膜的制备及性能

3.3 工艺参数对SmCoAlSi/Cr薄膜性能的影响

3.4 SmCoAlSi薄膜原子间的交换作用

3.5 SmCoAlSi/Cr薄膜的外延生长理论分析

3.6 SmCoAlSi/Cr薄膜的退火处理

3.7小结

4 SmCo(Al,Si,Cu,Ti)/Cr系列多层交换耦合膜

4.1引言

4.2膜层设计及试验过程

4.3多层耦合膜的性能与分析

4.4铁磁层(FM)与非铁磁层(NM)间的交换耦合理论分析

4.5小结

5 SmCoAlSi/Cr薄膜的退火及热稳定性

5.1引言

5.2 SmCoAlSi/Cr薄膜的退火特性

5.3 SmCo(Al,Si)/Cr薄膜的热稳定性

5.4 SmCo(Al,Si)/Cr薄膜的热扰动及噪音

5.5小结

6总结

致谢

参考文献

附录(攻读博士学位期间发表和报告的论文)