具有合成反鐵磁結構的L10FePt基垂直交換耦合復合薄膜的研究.pdf

1、近年來，隨著信息量的急劇膨脹，迫切要求信息存儲系統(tǒng)的容量急劇增加。目前為止，在眾多的信息存儲技術中，磁記錄技術仍是最主要的大容量存儲技術。由于超順磁效應的限制，1 Tb/in2的存儲密度是目前普通記錄介質的極限。L10-FePt有序合金作為新一代磁記錄介質材料，具有極高的磁晶各向異性(107erg/cc)，在超細晶粒尺寸(3～5nm)情況下仍具有很高的熱穩(wěn)定性，可以實現(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(Exchange coupled composite，ECC)被提出并受到廣泛研究。在ECC介質的研究中，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場分布(SFD)變寬。為了解決這些問題，一種改進的反鐵磁交換耦合的結構被提出(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構實現(xiàn)了這種結構。本文圍繞著基于L1o-FePt的垂直取向型AFC-ECC介質進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合成反鐵磁結構與L10-FePt耦合制備出了FePt/[Co/Ni]N/Ru/[Co/Ni]M復合薄膜。在這種復合薄膜中，薄膜的矯頑力隨著非磁性Ru厚度的增加振蕩變化。且

4、當FePt/[Co/Ni]N和[Co/Ni]M之間為反鐵磁耦合時，薄膜的矯頑力最低。在這種結構中[Co/Ni]N厚度的不同將會產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致熱穩(wěn)定性的提升和開關場分布變窄。這種結構還擁有高的翻轉場角度容忍性。
　　其次對這種垂直取向復合結構的磁化翻轉行為進行研究。通過對樣品回復曲線和磁電阻的測量，發(fā)現(xiàn)復合結構的磁化翻轉過程隨Ru層厚度的變化而不同。對于反鐵磁耦合的樣品，[Co/Ni]M的