《超高密度垂直磁记录用NdFeB薄膜的研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《超高密度垂直磁记录用NdFeB薄膜的研究（145页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、摘要目前传统的水平磁记录技术已经达到了技术上的物理极限，为了提供更大容量的信息存储系统来继续助推信息化社会的发展，人们把主要希望寄托在了垂直磁记录技术之上。本论文研究了可用于超高密度垂直磁记录介质的N d F e B 薄膜。由于四方N d 2 F e l 4 B 相的高单轴磁晶各向异性能( 1 0 7 e r g c m 3 1 ， 可以允许把晶粒尺寸降低到几个纳米左右，同时保持足够的热稳定性，从而可以获得更小的记录信息单元，以实现更高的汜录密度。实验上采用直流磁控对向靶溅射来制各N d F e B 薄膜。研究了不同衬底层 上N d F e B 薄膜的生长过程和溅剩条件、薄膜厚度、成分和热处理
2、对N d F e B薄膜结构和磁性的影响以及添加微量元素对薄膜晶粒形貌和磁性的改善作 用，并深入讨论了不同条件下N d F e B 薄膜的矫顽力机理和反磁化过程，对N d F e B 薄膜的抗氧化和热稳定性问题也进行应用性研究，主要得到以下结论：1 N d F e B 薄膜的织构表现出随衬底材料、溅射温度疋和薄膜厚度每三者的 关联变化：T a 衬底上T p 5 2 5 。C 和占 2 0 0n i n 时，M o 衬底上7 5 2 5 。C 和6 s 1 0 0 n m 时，A 1 衬底上3 8 0 。C = 2 2n l n ，R a = 2 ，5n m ，a = 2 8 。可见陔薄膜非常具
3、有作为下一代超高密度垂直磁记录介质的潜力。A b s t r a c tP r e s e n t l yt h et r a d i t i o n a ll o n g i t u d i n a lm a g n e t i cr e c o r d i n gh a sr e a c h e di t sp h y s i c a ll i m i tI no r d e rt oc o n t i n u o u s l ys a t i s 母t h ee v e r - i n c r e a s i n gr e q u i r e m e n tf o rh i g h e
4、rv o l u m ei n f o r m a t i o ns t o r a g es y s t e mt ob o o s tt h ed e v e l o p m e n to fi n f o r m a t i o ns o c i e t y ，a l lh o p et h a tp e r p e n d i c u l a rr e c o r d i n gt e c h n o l o g yc o u l da l t e r n a t i v e l ys u s t a i nt h ec u r r e n tr a t eo fi n c r e a
5、 s eo fa r e a ld e n s i t y T h i sd i s s e r t a t i o nh a ss t u d i e dt h ep o s s i b i l i t yo fN d F e Bt h i nf i l ma su l t r a h i g hd e n s i t yp e r p e n d i c u l a rm a g n e t i cr e c o r d i n gm e d i a D u et oi t sh i g hu n i a x i a lm a g n e t o c r y s t a l l i n e
6、a n i s o t r o p y( 1 0 e r g c m 3 ) ，N d 2 F e l 4 Bg r a i n sc o u l db ef i n e dt on a n o m e t e r - s i z e dw h i l er e m a i n i n ge n o u g ht h e r m a ls t a b i l i t y T h e r e f o r e ，l a g e ra r e a ld e n s i t yc o u l db er e a l i z e do nt h e s et i n yg r a i n s E x p
7、 e r i m e n t a l l yN d F e Bt h i nf i h n sw e r ep r e p a r e db yf a c i n gt a r g e ts p u t t e r i n g( F T S ) D e p e n d e n c e so fg r o w t hp r o c e s so fm a g n e t i cl a y e ro nd i f f e r e n tu n d e r l a y e r ，o ft h es t r u c t u r a la n dm a g n e t i cp r o p e r t
8、i e so fN d F e Bt h i nf i l m so ns p u t t e r i n gc o n d i t i o n s ，f i l mt h i c k n e s s ，c o m p o s i t i o na n dp o s t a n n e a l i n g ，a n do fm o r p h o l o g i ca n dm a g n e t i cp r o p e r t i e so ft h ef i l m so nv a r i o u sa d d i t i v ee l e m e n tw e r ei n v e s
9、 t i g a t e d T h ec o e r c i v i t ym e c h a n i s ma n dm a g n e t i z a t i o nr e v e r s a lp r o c e s so f N d F e Bt h i nf i l m sp r e p a r e du n d e rd i f f e r e n tc o n d i t i o n sa n dp r o b l e m so fo x i d a t i o nr e s i s t a n c ea n dt h e r m a ls t a b i l i t yo f
10、t h eh a r dp h a s ew e r ea l s od i s c u s s e d T h em a i nc o n c l u s i o n sa r ea sf o l 】o w s 1 Ih et e x t u r e so fN d F e Bt h i nf i l m sw e r ec o r r e l a t e dw i t ht h ev a r l a t i o n so fu n d e r l a y e rm a t e r i a l ，s p u t t e r i n gt e m p e r a t u r e 瓦a n df
11、 i l mt h i c k n e s s 矗N d F e Bt h i nf i l m ss h o w e dc - a x i sp e r p e n d i c u l a r l ya l i g n i n gp r e f e r e n c ei fd e p o s i t e da tG 5 2 5 。Ca n dd 2 0 0n i n0 nT al a y e r , o ra tG 5 2 5 。Ca n d6 2 7a t C u ，Ew a ss u c c e s s f u l l yr e d u c e dt o3 4 0 。Cf r o m4
12、4 0 。C ) H o w e v e r , t h e s ea d d i t i o n sa l s oc a u s e do v e r g r o w t ho f t h em a g n e t i cg r a i n s4 T h ep e r p e n d i c u l a rm a g n e t i ca n i s o t r o P Yc o u l db es o m e w h a te n h a n c e db ya d d i t i o no fc e r t a i na m o u n to fZ r ，C r ，B ，o rA Ia
13、t o m s T h ef o r m e rt w oc a s e sh a dn oe f f e c tO l lr e d u c t i o no fg r a i ns i z e b u tt h el a 钍e rt w oc a s e sc o u l de f f e c t i v e l yc o n t r o lg r a i ng r o w t ha n dD a I T O 、= Vt h e i rd i s t r i b u t i o n sT h ei n t e r g r a n u l a ri n t e r a c t i o n s
14、w e r ea l s om o d e r a t e db yBo rA Ia d d i t i o n H o w e v e r ，t h ep s e u d o m o r p h i cg r o w t ho fN d 2 F e l 4 B ( 0 0 0p l a n e so nW ( 110 ) p l a n e sw a st h o r o u g h l yd e s t r o y e df o rt h ec a s eo fA gO rM oa d d i t i o na n dt h eg r a i n sg r e w w i t hah i
15、g hs p e e d5 T h eo x i d i z a t i o no fN da t o m sc o u l db es u p p r e s s e db yu s i n gu n d e r l a y e ra n dc o v e rl a y e ra n di m p r o v i n gt h eb a s ep r e s s u r eo ft h es p u t t e f i n gs y s t e m F o rt h ei n s i t ud e p o s i t e dN d F e Bf i l m s ，t h ep e r p e
16、 n d i c u l a rm a g n e t i ca n i s o t r o p ya n dt h e r m a ls t a b i l i t yc o u l db ei m p r o v e db yr e c r y s t a l l i z a t i o nu t i l i z i n gp o s t a n n e a l i n gr a t3 0 0o C l 6 T h em a g n e t i z a t i o nr e v e r s a lp r o c e s so fN d F e Bt h i nf i l m sd e p e n d e do nt h e i rc o m p o s i t i o na n dp r e p a r i n gr o u t e s I nt h ec a s eo fp o s ta n n e a l e dN d 2 23 F e 7 26 8 51 ( 5 0n l T l ) f i
