Co基垂直磁化膜过渡区噪声的微磁学研究

发布时间：2020-07-13 20:19

【摘要】： 提高垂直磁记录系统记录密度的一项关键技术是要设计和制备出高性能的垂直磁化膜。制约垂直磁化膜性能提高的最大的障碍之一是薄膜噪声,而在薄膜噪声中过渡区噪声又是最主要的。本文采用微磁学模拟计算的方法,系统地研究了Co基垂直磁化膜中微观结构对于过渡区噪声性能的影响,探讨了过渡区噪声的成因机理,并总结了制备高性能垂直磁化膜的方案和措施,取得了一系列富有价值的结论。 首先研究了连续型和隔离型CoCrPt系垂直磁化膜,对这两类磁化膜的磁化翻转过程和矫顽力进行了模拟和计算。通过对两种磁化膜中交换耦合能、磁晶各向异性能、退磁场能和塞曼能等微磁学能量进行分析后发现,退磁场是决定薄膜矫顽力的主要因素,它越小,矫顽力越大。由于隔离型磁化膜具有比连续型磁化膜更小的退磁场,因此它具有更大的矫顽力。 在此基础上,采用改进的Williams-Comstock模型和微磁道模型对CoCrPt垂直磁化膜的过渡区噪声参数进行了计算。研究发现,随着晶粒直径的增加,CoCrPt垂直磁化膜的矫顽力和矫顽力矩形比均下降,过渡区噪声随晶粒直径的增加而线性增大。 最后分析比较了晶粒直径相同和按Voronoi函数分布的垂直磁化膜的过渡区噪声,并对造成这两种磁化膜中过渡区噪声差异的机理进行了探讨。由于晶粒直径相同的磁化膜的过渡区噪声高于晶粒为Voronoi分布的磁化膜,且随着晶粒间相互交换耦合作用的增加和线记录密度的提高,两种磁化膜的过渡区噪声差值也会变大。 因此,从提高高密度垂直磁化膜的记录性能的角度考虑,可以通过选择合适的材料、调控制备工艺、使用退火后续处理等方法获得晶粒直径较小且呈非一致分布的垂直磁化膜。
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TP333.3
【图文】：

的发展[5-6]，垂直磁记录系统的原理图如图1-1所示。2003年，Seagate公司宣布他们制造的垂直磁记录硬盘的面记录密度达到了100Gb/in2。2005年9月，Hitachi GST的直径约为1英寸，质量为13g，容量为8GB的基于垂直磁记录技术的微硬盘上市。2006年9月，Seagate宣布他们生产的垂直磁记录硬盘的面密度达到了421Gb/in2。由此可以看出，垂直磁记录技术自提出以来，发展速度非常地快，它是一项具有极高发展潜力的记录技术。实现垂直磁记录的一个重要条件

化薄中的过渡区噪声噪声的产生机理密度的进一步提高，磁记录中的噪声问题越来越引起人们录系统中，最主要的噪声来源于介质，而介质噪声又可分，另外一类是静态直流噪声，还有一类是由表面粗糙度引一般情况下采用溅射或者电镀的方法来制备薄膜介质，因的振幅调制噪声很小，几乎为零，通常可以不予考虑。静程关系很大，在本研究中也不做讨论。本文的重点在于对化状态的不规则分布所导致的一类噪声—过渡区噪声，从

的一些方向被称为“难磁化轴”。因此，铁磁材料沿各个方向被磁化的难易程度是样的，这种现象称为磁晶各向异性作用。磁晶各向异性能是指将材料沿某一个方化所需要的能量。由图 2-1 和图 2-2 可以看出，有些材料只有唯一的易磁化轴，些材料有多个易磁化轴。

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