高密度磁记录磁头材料Fe-Co薄膜的微结构和磁特性研究

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合会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℃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℃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。

目录

文摘

英文文摘

声明

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

3 Fe50Co50薄膜的制备、微结构和磁特性研究

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

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

4 Fe70Co30薄膜的制备、微结构和磁特性研究

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

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

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

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