Fe(002)织构的形成机理及其在磁记录中的应用

摘要

信息时代的出现和发展以信息膨胀和信息传播为特征,而这些都建立在信息存储的基础之上。磁存储作为当前主要的数据存储方式受到人们的广泛关注。同时,为了满足人们日益膨胀的存储量需求,也为了保持硬盘产业在数据存储领域的霸主地位,磁记录研究人员一直致力于硬盘存储密度的提高,其记录密度也在产业界和研究人员的共同努力下不断达到新的高度。时至今日,商业化硬盘存储密度已从1956年的5Kbit/in2增加到250Gbit/in2,单个记录位的尺寸已达到了纳米量级的尺度。在此情况下,超顺磁效应成为当前限制记录密度提高的主要因素。为了克服热扰动的影响,采用高Ku的材料作为记录介质成为必然趋势。但由此也引发了难写入的问题。针对这一系列问题,人们提出了热辅助磁记录、构型记录位介质以及交换耦合复合介质等解决方案。而交换耦合复合介质被认为是下一代垂直磁记录所要采用的最现实的方案。但是至今还没有一个让人们满意的制备此类介质的工艺,还有待进一步的研究。本文即从工艺的角度出发,试图寻找一种可行的方案把FePt应用在磁记录介质中,同时也能实现交换耦合介质的制备。
　　 在本文中,我们创新地提出用FePt/Fe双层结构作为雏形来制备交换耦合复合介质,FePt和Fe分别作为交换介质的硬磁和软磁部分。这样我们就充分利用了FePt高Ku的优点,以达到超越现行磁记录密度的目的,同时也通过它与Fe的交换耦合解决难写入的问题。论文工作的第一部分介绍了Fe(002)织构薄膜的制备,并讨论了成膜机理。为了寻求工业可以接受的制各条件,我们系统地改变溅射参数以及后续退火的条件,讨论了各个参数对薄膜织构的影响,最终给出形成Fe(002)结构所需的合适的条件。论文第二部分实现了在Fe(002)织构的基础上外延FePt(001)结构。这是把FePt应用于垂直磁记录所必需的。Fe层既起到了与FePt形成耦合的作用,有帮助实现了FePt的垂直取向。我们讨论了Fe和FePt之间的外延生长关系,并通过改变Fe的厚度研究了FePt/Fe双层结构的交换弹性耦合。最后讨论了制备基于FePt/Fe双层结构的交换耦合复合介质的可行性,及其优点。