具有合成反鐵磁結(jié)構(gòu)的L10FePt基垂直交換耦合復(fù)合薄膜的研究.pdf

1、近年來，隨著信息量的急劇膨脹，迫切要求信息存儲(chǔ)系統(tǒng)的容量急劇增加。目前為止，在眾多的信息存儲(chǔ)技術(shù)中，磁記錄技術(shù)仍是最主要的大容量存儲(chǔ)技術(shù)。由于超順磁效應(yīng)的限制，1 Tb/in2的存儲(chǔ)密度是目前普通記錄介質(zhì)的極限。L10-FePt有序合金作為新一代磁記錄介質(zhì)材料，具有極高的磁晶各向異性(107erg/cc)，在超細(xì)晶粒尺寸(3～5nm)情況下仍具有很高的熱穩(wěn)定性，可以實(shí)現(xiàn)10Tb/in2的超高面記錄密度。為了解決FePt熱穩(wěn)定性和可寫性的

2、矛盾，交換耦合介質(zhì)(Exchange coupled composite，ECC)被提出并受到廣泛研究。在ECC介質(zhì)的研究中，不同的軟磁材料作為軟磁層與硬磁層FePt耦合，如Fe、[Co/X](X=Ni、Pt)多層膜等，且在一定程度上降低了矯頑力保持了熱穩(wěn)定性。然而為了使ECC介質(zhì)的矯頑力足夠小，必須要增加軟磁層的厚度，這必將帶來熱穩(wěn)定性的下降以及開關(guān)場(chǎng)分布(SFD)變寬。為了解決這些問題，一種改進(jìn)的反鐵磁交換耦合的結(jié)構(gòu)被提出(AFC-

3、ECC)，即將ECC單元與軟磁材料反鐵磁耦合在一起。本論文通過在FePt上生長合成反鐵磁結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了這種結(jié)構(gòu)。本文圍繞著基于L1o-FePt的垂直取向型AFC-ECC介質(zhì)進(jìn)行了一系列的研究工作。
　　首先我們使用具有垂直取向的[Co/Ni]N/Ru/[Co/Ni]M合成反鐵磁結(jié)構(gòu)與L10-FePt耦合制備出了FePt/[Co/Ni]N/Ru/[Co/Ni]M復(fù)合薄膜。在這種復(fù)合薄膜中，薄膜的矯頑力隨著非磁性Ru厚度的增加振蕩變化。且

4、當(dāng)FePt/[Co/Ni]N和[Co/Ni]M之間為反鐵磁耦合時(shí)，薄膜的矯頑力最低。在這種結(jié)構(gòu)中[Co/Ni]N厚度的不同將會(huì)產(chǎn)生不同程度的矯頑力變化。另外我們發(fā)現(xiàn)反鐵磁耦合的引入導(dǎo)致熱穩(wěn)定性的提升和開關(guān)場(chǎng)分布變窄。這種結(jié)構(gòu)還擁有高的翻轉(zhuǎn)場(chǎng)角度容忍性。
　　其次對(duì)這種垂直取向復(fù)合結(jié)構(gòu)的磁化翻轉(zhuǎn)行為進(jìn)行研究。通過對(duì)樣品回復(fù)曲線和磁電阻的測(cè)量，發(fā)現(xiàn)復(fù)合結(jié)構(gòu)的磁化翻轉(zhuǎn)過程隨Ru層厚度的變化而不同。對(duì)于反鐵磁耦合的樣品，[Co/Ni]M的