蓝光超分辨磁光存储介质和性能的研究

摘要

建立在磁光克尔效应基础上的磁光存储技术兼有磁存储和光存储的优点。蓝光技术和超分辨读出技术是提高磁光存储密度的两个重要手段，为了能进一步提高其存储密度，研究提出将两者的优势相结合，以期制备出具有更高存储密度的蓝光超分辨存储介质，这对于磁光存储技术的发展具有重要的意义。 本工作采用直流磁控溅射法制备了Pt3Co/TbFeCo和NdGdFeCo/TbFeCo交换耦合双层薄膜，利用表面磁光克尔效应(SMOKE)系统、振动样品磁强计(VSM)、Kerr谱仪等仪器测试了薄膜的磁及磁光性能，同时研究了双层薄膜的蓝光超分辨交换耦合性能。并对单层膜的制备工艺对性能的影响做了深入的研究。 通过制备工艺的调整，得到了平面磁化的Pt3Co与NdGdFeCo合金薄膜，垂直磁化的TbFeCo非晶合金薄膜。在80W、3.0Pa，基片温度300℃生长10nm条件下制备得到了Pt3Co合金薄膜，其特性为：Tc=160℃、Hc=100Oe。在60W、0.8Pa室温下生长50nm条件下制备得到了Nd12Gd23(Fe75Co25)65非晶合金薄膜，其特性为：Hc=3000e、θk=0.42°(λ=300nm)、Tcomp=90℃的。在60W、1.0Pa室温下生长50nm条件下制备得到了Tb20(Fe85Co15)80非晶合金薄膜，其特性为：Hc=3500Oe、Tcomp小于室温、Tc≈250℃的。各薄膜的性能表明，Pt3Co和NdGdFeCo合金薄膜可以作为蓝光超分辨的读出层，TbFeCo合金薄膜为记录层介质。 通过对耦合双层膜中各单层膜工艺的调整，首次在不间断真空的条件下制备了Pt3Co/TbFeCo和NdGdFeCo/TbFeCo双层薄膜。Pt3Co/Tb20(Fe85Co15)80双层薄膜在160℃时读出层(Pt3Co)磁化方向由平面变为垂直与记录层方向一致；当Nd12Gd23(Fe75Co25)65/Tb20(Fe85Co15)80双层薄膜在温度为90℃时，读出层(Nd12Gd23(Fe75Co25)65)磁化方向转变成与记录层方向一致。这两种耦合薄膜的读出层在室温时平面磁化对记录层起到了掩膜的作用，高温时均转变成垂直磁化实现信息由记录层到读出层地复制，实现了中心孔超分辨(CAD—MSR)读出效应。作为读出层的PtCo和NdGdFeCo合金薄膜在短波长时均有强克尔信号，因此，Pt3Co/TbFeCo和NdGdFeCo/TbFeCo双层结构的耦合薄膜可以作为蓝光超分辨磁光存储介质。

目录

文摘

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声明

第一章文献综述

1.1引言

1.2磁光存储的写入和读出原理

1.3新型磁光存储技术

1.3.1短波长磁光存储技术

1.3.2磁超分辨读出技术

1.4磁光存储介质的研究进展

1.4.1短波长磁光存储介质

1.4.2磁超分辨磁光存储介质

1.5蓝光磁超分辨磁光存储介质的研究及其意义

第二章实验内容

2.1实验研究方案

2.1.1单层磁光存储薄膜制备工艺及性能研究

2.1.2双层耦合薄膜的制备工艺及性能研究

2.2实验材料

2.3薄膜样品制备

2.3.1薄膜样品制备仪器及其特点

2.3.2薄膜样品制备的准备工作及镀膜过程

2.4薄膜性能的测试

2.4.1表面磁光克尔效应实验系统

2.4.2振动样品磁强计(VSM)

2.4.3 Kerr谱仪

2.5薄膜结构的测试方法

2.5.1 X射线衍射分析测试及原理

2.5.2薄膜厚度测量

第三章结果与讨论

3.1单层薄膜的制备与性能研究

3.1.1 PtCo薄膜的研究

3.1.2 TbFcCo薄膜的研究

3.1.3NdGdFeCo薄膜的研究

3.1.4小结

3.2双层耦合薄膜的制备与性能研究

3.2.1 PtCo/TbFeCo耦合薄膜

3.2.2 NdGdFeCo/TbFeCo耦合薄膜

3.2.3小结

第四章主要结论

致谢

参考文献：

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