超高密度磁記錄磁頭用薄膜材料的研究.pdf

1、磁記錄存儲系統(tǒng)中通常使用復(fù)合磁頭，它包含兩部分：一是寫入信息的軟磁薄膜寫磁頭，另一個是讀取信息的GMR讀磁頭。這兩部分性能的優(yōu)劣直接影響磁記錄系統(tǒng)的記錄性能。本論文主要以下對三部分進(jìn)行了研究：一是GMR讀磁頭用水平取向CoCrPt硬磁偏置層的研究：二是FeCo反鐵磁耦合薄膜的研究；三是FeCoN軟磁薄膜的研究。主要的到了一下結(jié)果： 1.直接沉積在(200)取向的CrW襯底上的CoCrPt薄膜并沒有出現(xiàn)期望的水平(1120)取向，

2、而是(0002)垂直取向。引入一層3 nm的CoCr中間層后，我們得到了不同Pt原子百分比(8.5-25 at％)的(1120)水平取向的CoCrPt薄膜。CoCr中間層層對于調(diào)整襯底層與磁性層之間的錯配度，促進(jìn)外延生長起到了關(guān)鍵作用。 2.我們利用3維微磁學(xué)模型對于CoCrPt水平矯頑力的機(jī)理進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)CoCrPt水平矯頑力是由磁晶各向異性能和磁彈性各向異性能兩項決定的，當(dāng)Pt的原子百分比大于15％時，CoCrPt薄膜的

3、面內(nèi)矯頑力主要由磁彈性各向異性能決定。 3.我們在MgO籽層和Cr襯底上成功制備了水平取向的CoCrPt薄膜。 4.在FeCo薄膜中添加了N元素后，薄膜的軟磁性大為改善。薄膜的磁性隨著N2流量比fN的值的變化而變化。當(dāng)N2流量比fN的值為10％時，薄膜的磁性最好為：4πMs～20 kG，Hce～4.5 Oe，Hch～1 Oe，Hk～90 Oe，fFWR～3.45GHz。N2流量比fN的值為11％是，薄膜矯頑力最小為：Hc

4、e～30e，Hch～0.45 Oe。N2流量比fN的值在9％-18％之間時，F(xiàn)eCoN薄膜都保持良好的軟磁性，Hch的值為1 Oe左右。 5. FeCo單層膜和FeCoN薄膜的磁性相比較是由兩種不同的磁化方式?jīng)Q定的，F(xiàn)eCo單層薄膜是團(tuán)簇的磁化方式，而FeCoN薄膜是均勻的顆粒，它的矯頑力的顯著降低可以歸因于晶粒尺寸效應(yīng)。 6.我們利用Ru做非磁性金屬中間層制備了FeCo反鐵磁耦合薄膜。在Ru層厚度為0.88 nm，反鐵

5、磁耦合薄膜的耦合最強(qiáng)。但薄膜的磁性并不是很好，難軸矯頑力為20 Oe。 7.我們利用磁力顯微鏡觀測薄膜表面的磁疇變化，研究了薄膜的反磁化過程。多層薄膜沉積態(tài)就是上下兩層對應(yīng)分疇的，磁化到飽和后所有磁矩都沿外場反向排列。隨著外場的降低薄膜上層磁性層先開始出現(xiàn)反向疇，開始翻轉(zhuǎn)。當(dāng)磁場降至反向40 Oe時，薄膜上層的磁疇幾乎完全翻轉(zhuǎn)，只有少部分由于缺陷的存在而被釘扎。反向磁場繼續(xù)增大，下層磁性層磁矩開始分疇翻轉(zhuǎn)。當(dāng)磁疇增加至反向650