基于交換耦合的軟-硬磁復合介質單元的微磁學研究.pdf

1、L10-FePt因具有很高的磁晶各向異性而被認為是新一代磁存儲材料，然而該材料的矯頑力過大而存在寫入問題，這是磁記錄領域迫切需要解決的。而基于交換耦合的軟/硬磁介質可以有效降低硬磁的矯頑力，同時能夠保證熱穩(wěn)定性。另外，比特圖形化介質能夠有效降低磁存儲的噪音。所以基于交換耦合的圖形化介質的研究對于實現超高密度磁存儲有一定的指導意義。本文以高Ku的L10-FePt為基體，通過微磁學模擬研究了多種不同結構的軟/硬磁復合介質單元的磁性能，以及雙

2、層型軟/硬磁復合介質單元的微波輔助磁化翻轉情況。
　　首先研究了層型結構復合單元的磁性能，模擬結果表明，當Ku(L10-FePt)小于5×106J/m3時，由于軟磁和硬磁之間交換耦合作用很強，復合單元的磁化反轉過程為一致翻轉，并且L10-FePt矯頑力的矯頑力大幅降低。但是當Ku(L10-FePt)大于5×106J/m3，復合介質的磁滯回線中出現臺階，呈現兩相翻轉，這對于磁存儲是不利的。另外，隨著軟磁層厚度的增大，復合介質單元的矯

3、頑力會進一步減小，但磁滯回線中的臺階依然存在。
　　為了消除磁滯回線中的臺階，模擬研究了核殼型結構的復合單元。結果表明，結構B、C均能有效降低矯頑力，使其小于最大寫入場，并且磁滯回線中無臺階。相比于結構B，結構C型復合單元的矯頑力雖略增大，但矩形度提高。通過增大軟磁材料的厚度，矯頑力會降低，而且整個體系由剛性耦合狀態(tài)逐漸變成exchange spring耦合狀態(tài)。此外，探究了結構B、C兩種介質單元在磁頭雜散場下的穩(wěn)定性。隨著Ku(

4、L10-FePt)的增大，翻轉場大小隨外場角度的變化逐漸由Stoner-Wohlfarth模型向Kondorsky模型轉變。對于Ku(L10-FePt)=1×106J/m3的結構B型Co/L10-FePt單元，隨著軟磁層厚度增大，翻轉場大小隨外場角度的變化逐漸由Stoner-Wohlfarth模型向Kondorsky模型轉變。
　　另一種有效降低L10-FePt寫入場的方法是利用共振吸收能量的微波輔助磁化翻轉。雙層型Co/L10-