強磁場下Fe-Ni薄膜的制備及其結(jié)構(gòu)和性能研究.pdf

1、增加硬盤的信息存儲量就必須提升硬盤的記錄密度，而記錄密度的提升過程中必然伴隨著矯頑力升高，這勢必會導(dǎo)致數(shù)據(jù)讀寫的困難，因而給磁頭材料帶來新的挑戰(zhàn)。對于高密度讀寫磁頭，除了要求其具有高飽和磁化強度以便能在高矯頑力的介質(zhì)上實現(xiàn)數(shù)據(jù)寫入外，還要有低的矯頑力，以減小寫入時的熱噪。目前所使用的高密度磁頭多是以Fe-Ni合金薄膜磁頭，或是以Fe-Ni薄膜磁頭為基底的多層薄膜磁頭。因而如何提升Fe-Ni合金薄膜的結(jié)構(gòu)和性能將會成為硬盤面密度增長瓶頸的

2、新突破點。
　　在眾多薄膜的制備技術(shù)當(dāng)中，分子束氣相沉積技術(shù)因成分和生長速率控制精確、雜質(zhì)濃度低等優(yōu)點，已廣泛用于薄膜生長機理、表面結(jié)構(gòu)、雜質(zhì)摻入等基礎(chǔ)性研究，同時也是制備高密度Fe-Ni薄膜磁頭的可靠方法。盡管Fe-Ni薄膜在無磁場中的研究已有多年，但大多集中在從薄膜制備工藝和添加不同組元來提高其性能。這不僅加大了制備過程的復(fù)雜性、而且增加了生產(chǎn)費用。因此，在制備過程引入外部條件的研究方法應(yīng)運而生。而將強磁場高能量和強取向等特點

3、應(yīng)用于Fe-Ni合金薄膜的制備過程已經(jīng)成為提高存儲密度的新途徑。
　　本文就是將強磁場與分子束氣相沉積相結(jié)合來制各適用于高密度存儲讀寫磁頭的Fe-Ni合金薄膜材料。主要研究了基片溫度、薄膜厚度及不同磁場條件對薄膜的結(jié)構(gòu)和磁性能的影響，并采用場發(fā)射掃描電子顯微鏡(FESEM)、X射線衍射儀(XRD)、振動樣品磁強計(VSM)等設(shè)備，分析了在Fe-Ni薄膜的生長過程中影響其結(jié)構(gòu)和磁性能的相關(guān)因素。研究結(jié)果表明:
　　1.Fe-N

4、i合金薄膜表面形貌會受基片溫度的影響。當(dāng)基片溫度從180℃升高到300℃時，粒子獲得較高的能量，晶粒尺寸有所增大。因此導(dǎo)致薄膜的矯頑力降低、飽和磁化強度升高。
　　2.磁場強度會對Fe-Ni合金薄膜表面形貌、結(jié)構(gòu)及磁性能產(chǎn)生明顯的影響。在6T強磁場條件下薄膜的表面平整度明顯增加、晶粒細(xì)化且分布更加均勻。另外，會使薄膜的擇優(yōu)生長方向發(fā)生明顯的改變，從α相的(200)變?yōu)棣料嗟?110)和γ相的(111)。基片溫度為180℃時，6T強

5、磁場使薄膜的矯頑力降低、飽和磁化強度升高。
　　3.外加6T的磁場，石英基片溫度為180℃時所沉積Fe-Ni薄膜的矯頑力隨著磁場作用時間的增加而降低，而薄膜的飽和磁化強度則隨著作用時間的增加而增加。另外，磁場強度在由2T、4T至6T的變化過程中，F(xiàn)e-Ni合金薄膜的矯頑力隨著磁場強度增加而增大，而飽和磁化強度則隨著磁場強度的增加而減小。
　　4.對于純Fe薄膜施加6T磁場，其結(jié)構(gòu)和性能也得到了顯著提升，進而得出:6T的強磁場