Si（001）基片上制备的FePt薄膜的性质
发布时间：2020-12-26 02:55
随着存储技术的不断进步,存储器件的尺寸显著减小。L10-FePt具有特别大的单轴磁晶各向异性能,用于存储信息,可以达到更高的存储面密度。L10-FePt材料内部,Fe原子及Pt原子的自由电子之间存在轨道杂化,使得颗粒状L10-FePt的室温矫顽力Hc在实验上已经能能达到70 kOe。制成小颗粒膜,可以用于超高密度数据存储。但是开关场却太大,常规手段无法改写数据。利用界面交换作用做成弹性交换磁体（ES）,能够用于增加NdFe B磁体的磁能级（BH）max,也可以用来降低L10-FePt的Hc。交换弹性磁体由硬磁体（HM）和软磁体（SM）两种材料构成,在两相的界面处伴随有交换耦合作用。HM的高剩余磁通密度（Br）和SM的高剩余磁化强度（Ms）组合,可以有效降低HM的Hc。ES内的反转磁畴产生于SM相,畴壁在较低的磁场作用下就可以穿过界面进入硬磁相,从而降低硬磁相的开关场。磁化曲线的形状主要取决于软磁相的厚度。有研究者想到过FePt/Fe双...
【文章来源】：西南大学重庆市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
过去50年的面密度演变硬盘驱动器(HDD)行业已经有60多年的历史了
第1章绪论3划消磁允许稳定和低噪声数据存储[20]，相邻磁电位之间的干扰也可以减少。图1.2为面内和垂直记录技术的工作原理示意图。面内方向，信息记录是通过记录磁头的缺口发出的边缘场来实现的。若介质的矫顽力远小于边缘场的强度，才可以使得信息写入。在垂直记录中，利用主磁场产生垂直磁场，通过平面的磁底通过记录介质传播垂直磁场，最终通过倒置磁极完成闭合磁流。如图1.2，面内和垂直记录是通过记录邻近两个比特单元被磁化的情况，通常采用1和0来表示脉冲信号，读写信息过程，当数字信息转为电脉冲信号，经过环形磁头转为磁性信号，相对磁场而言，当磁头移动就会在各个方向产生被磁化的磁体，因此被记录成数字信号。1记录磁化反转，0记录磁化不反转，信号就被记录在磁介质中。图1.2面内磁记录图和垂直磁记录图。(由HiTachiGlobalStorageTechnologies提供)第一类垂直磁记录材料是1978年由Iwasaki等人由RF磁控溅射法生长的CoCr合金膜[21]。1979年年末，此团队又发现了新的复合材料，由Fe-Ni软膜和Co-CrPMA薄膜组成，较前一种而言，具有更高的灵敏度[22]。在随后的研究中，它被投入了更多目光，研究者希望找到垂直各向异性更高的的新型材料。他们提出了大量材料，常见的有CoCrTa，CoCrNb，CoCrPt和一些铁氧体[23]。后来，Carcia等人第一次提到Co基多层膜具备较高的垂直磁各向异性能，随后的十年间，便是研究者们的对铁磁多层膜的广泛研究，并取得了显著效果。图1.3是不同磁性材料的单畴临界尺寸以及超顺磁临界尺寸[24]。
西南大学硕士学位论文4D(nm)图1.3一些铁磁材料的单畴临界尺寸以及超顺磁临界尺寸[24]垂直磁记录的显著优势[25]如下：(1)柱性结构/软衬垫，此配置约为水平写入场的2倍。在磁场写入中就可以使用更高磁各向异性和矫顽力更大的介质，有希望使小颗粒材料实现更高的记录密度；(2)尖锐过渡区要求更厚的介电层，可能包含更多的粒子/每单位体积(交换单位)，增加磁记录密度，柱形结构能有效抑制退磁场；(3)对边缘效应的限制效果显著，并且写入过程中可以提高磁记录密度以及对信息的分辨；(4)信号的交换单元数量的减少，可以实现选用更短的波长(脉冲宽度)，这也增加了硬盘上的写入速度，(5)具有各向异性能更高的垂直磁记录介质，可以读写更窄小的过渡区信息，可以装实现精密的读写，并且还能有效提高信噪比；(6)水平磁密度的增加和减少主要是依赖磁粒子的减少，尺寸的减小则依赖于超顺磁效应。垂直记录的过渡区能做到比水平写入更大的粒径来实现同样的读写密度，所以有效增加写入密度。随着磁记录系统面积密度的增加，垂直记录已成功地取代了纵向记录以减轻超顺磁极[19,26]。垂直磁记录介质的大量理论和实验研究为提高磁记录性能做出了重要贡献。为了提高记录介质的可写性，需要在保持记录层良好纹理生长的同时，保持好器间距。在以往的记录层中，可以有效观测到中间记录密度的噪声平台。现在还有很多利用微磁模拟方法[27]研究了垂直磁记录中的介质噪声特性和过渡抖动。如何提取晶间交换耦合和各向异性场频散是垂直记录介质研究的热点之一。为了有效地分离颗粒间交换耦合和各向异性弥散的影响，可以建立了一种微磁性数值技术，通过发现它们与不同初始磁化状态的微分M-H曲线的相关性，甚至在存在热涨落的情况下。这种表征方法允许使用振动样品磁强计(VSM)?
【参考文献】：
期刊论文
[1]Structure and properties of nanoporous FePt fabricated by dealloying a melt-spun Fe60Pt20B20 alloy and subsequent annealing[J]. Dianguo Ma,Yingmin Wang,Yanhui Li,Rie Y.Umetsu,Shuli Ou,Kunio Yubuta,Wei Zhang. Journal of Materials Science & Technology. 2020(01)
[2]A Monte Carlo study of spring-exchange magnets containing ultra-high coercive phases[J]. K.Granek,G.Zió?kowski,A.Chrobak. Journal of Rare Earths. 2019(10)
[3]磁控溅射镀膜过程中非均匀磁场中电子的运动[J]. 王合英,孙文博,陈宜宝,何元金. 物理实验. 2008(11)
博士论文
[1]垂直磁各向异性FePt薄膜的微观结构与织构研究[D]. 李玮.北京科技大学 2018
[2]超高密度磁记录介质用Fe-Pt薄膜的研究[D]. 曹江伟.兰州大学 2006
[3]高磁晶各向异性磁记录介质FePt薄膜的研究[D]. 李宝河.北京科技大学 2005
本文编号：2938894
【文章来源】：西南大学重庆市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
过去50年的面密度演变硬盘驱动器(HDD)行业已经有60多年的历史了
第1章绪论3划消磁允许稳定和低噪声数据存储[20]，相邻磁电位之间的干扰也可以减少。图1.2为面内和垂直记录技术的工作原理示意图。面内方向，信息记录是通过记录磁头的缺口发出的边缘场来实现的。若介质的矫顽力远小于边缘场的强度，才可以使得信息写入。在垂直记录中，利用主磁场产生垂直磁场，通过平面的磁底通过记录介质传播垂直磁场，最终通过倒置磁极完成闭合磁流。如图1.2，面内和垂直记录是通过记录邻近两个比特单元被磁化的情况，通常采用1和0来表示脉冲信号，读写信息过程，当数字信息转为电脉冲信号，经过环形磁头转为磁性信号，相对磁场而言，当磁头移动就会在各个方向产生被磁化的磁体，因此被记录成数字信号。1记录磁化反转，0记录磁化不反转，信号就被记录在磁介质中。图1.2面内磁记录图和垂直磁记录图。(由HiTachiGlobalStorageTechnologies提供)第一类垂直磁记录材料是1978年由Iwasaki等人由RF磁控溅射法生长的CoCr合金膜[21]。1979年年末，此团队又发现了新的复合材料，由Fe-Ni软膜和Co-CrPMA薄膜组成，较前一种而言，具有更高的灵敏度[22]。在随后的研究中，它被投入了更多目光，研究者希望找到垂直各向异性更高的的新型材料。他们提出了大量材料，常见的有CoCrTa，CoCrNb，CoCrPt和一些铁氧体[23]。后来，Carcia等人第一次提到Co基多层膜具备较高的垂直磁各向异性能，随后的十年间，便是研究者们的对铁磁多层膜的广泛研究，并取得了显著效果。图1.3是不同磁性材料的单畴临界尺寸以及超顺磁临界尺寸[24]。
西南大学硕士学位论文4D(nm)图1.3一些铁磁材料的单畴临界尺寸以及超顺磁临界尺寸[24]垂直磁记录的显著优势[25]如下：(1)柱性结构/软衬垫，此配置约为水平写入场的2倍。在磁场写入中就可以使用更高磁各向异性和矫顽力更大的介质，有希望使小颗粒材料实现更高的记录密度；(2)尖锐过渡区要求更厚的介电层，可能包含更多的粒子/每单位体积(交换单位)，增加磁记录密度，柱形结构能有效抑制退磁场；(3)对边缘效应的限制效果显著，并且写入过程中可以提高磁记录密度以及对信息的分辨；(4)信号的交换单元数量的减少，可以实现选用更短的波长(脉冲宽度)，这也增加了硬盘上的写入速度，(5)具有各向异性能更高的垂直磁记录介质，可以读写更窄小的过渡区信息，可以装实现精密的读写，并且还能有效提高信噪比；(6)水平磁密度的增加和减少主要是依赖磁粒子的减少，尺寸的减小则依赖于超顺磁效应。垂直记录的过渡区能做到比水平写入更大的粒径来实现同样的读写密度，所以有效增加写入密度。随着磁记录系统面积密度的增加，垂直记录已成功地取代了纵向记录以减轻超顺磁极[19,26]。垂直磁记录介质的大量理论和实验研究为提高磁记录性能做出了重要贡献。为了提高记录介质的可写性，需要在保持记录层良好纹理生长的同时，保持好器间距。在以往的记录层中，可以有效观测到中间记录密度的噪声平台。现在还有很多利用微磁模拟方法[27]研究了垂直磁记录中的介质噪声特性和过渡抖动。如何提取晶间交换耦合和各向异性场频散是垂直记录介质研究的热点之一。为了有效地分离颗粒间交换耦合和各向异性弥散的影响，可以建立了一种微磁性数值技术，通过发现它们与不同初始磁化状态的微分M-H曲线的相关性，甚至在存在热涨落的情况下。这种表征方法允许使用振动样品磁强计(VSM)?
【参考文献】：
期刊论文
[1]Structure and properties of nanoporous FePt fabricated by dealloying a melt-spun Fe60Pt20B20 alloy and subsequent annealing[J]. Dianguo Ma,Yingmin Wang,Yanhui Li,Rie Y.Umetsu,Shuli Ou,Kunio Yubuta,Wei Zhang. Journal of Materials Science & Technology. 2020(01)
[2]A Monte Carlo study of spring-exchange magnets containing ultra-high coercive phases[J]. K.Granek,G.Zió?kowski,A.Chrobak. Journal of Rare Earths. 2019(10)
[3]磁控溅射镀膜过程中非均匀磁场中电子的运动[J]. 王合英,孙文博,陈宜宝,何元金. 物理实验. 2008(11)
博士论文
[1]垂直磁各向异性FePt薄膜的微观结构与织构研究[D]. 李玮.北京科技大学 2018
[2]超高密度磁记录介质用Fe-Pt薄膜的研究[D]. 曹江伟.兰州大学 2006
[3]高磁晶各向异性磁记录介质FePt薄膜的研究[D]. 李宝河.北京科技大学 2005
本文编号：2938894
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