磁记录薄膜和光存储薄膜

作者:6up  来源:6up扑克  时间:2020-04-11 09:39  点击:

  磁记录薄膜和光存储薄膜_物理_自然科学_专业资料。7.5磁记录薄膜和光存储薄膜 报告人:赵定武 7.5.1复合磁头和薄膜磁头 7.5.2磁记录介质薄膜及制造技术 7.5.3光存储介质概况 7.5.4磁光存储和相变光存储 磁性存储技术在

  7.5磁记录薄膜和光存储薄膜 报告人:赵定武 7.5.1复合磁头和薄膜磁头 7.5.2磁记录介质薄膜及制造技术 7.5.3光存储介质概况 7.5.4磁光存储和相变光存储 磁性存储技术在现代技术中举足轻重。由于磁 信号的记录密度在很大程度上取决于磁头缝隙的宽 度、磁头的飞行高度以及记录介质厚度,因此就需 要不断减小磁头体积和磁记录介质厚度。薄膜自身 饱和磁化强度较高,允许采用的磁性介质厚度更小, 性质也更均匀,因此薄膜磁头材料和薄膜磁存储介 质是发展的主要方向之一。 ? 对于磁头材料,需要其具有典型的软磁特性,即 饱和磁化强度高,矫顽力低,磁导率高,磁致伸 缩系数低,允许使用频率高。 ? 对于磁记录介质,要求其具有典型的硬磁性能, 即饱和磁化强度高,剩余磁感应强度高及适当的 矫顽力水平。 7.5.1复合磁头和薄膜磁头 通常的磁头使用的是高导 磁率的烧结铁氧体,具有 很好的软磁性能和耐磨性 ,电阻率高,高频性好。 但磁化强度远远低于合金 软磁材料。如右表。 为进一步提高磁头性能, 一方面可采用电镀、溅射 、蒸发等方法,在上述磁 头间隙处沉积一层厚度为 几微米的软磁性能较好的 合金薄膜;另一方面完全 采用薄膜技术,将磁性材 料和磁场线圈都沉积在特 定衬底上。采用薄膜技术 制备的磁头具有较高灵敏 度,缩小尺寸,提高记录 密度 材料 Mo-坡莫 合金 0.8 2 11000 0.0001 120 热压MnZn铁氧体 0.4-0.6 12-16 300010000 5 700 Fe-Si-Al 合金 1.0 2 8000 0.000085 480 性能 饱和磁通 密度/T 矫顽力 /A/m 磁导率 /H/m 电阻率 /Ωcm 维氏硬度 提高磁头灵敏度的一个重要措施是继续提高磁 性薄膜材料的饱和磁化强度。以分子束外延的方法 在GaAs衬底上外延制的了Fe16N2这一Fe的亚稳态 氮化物,据称其饱和磁化强度达到2.6A/m,是一个很 有希望的磁头材料。 ? 磁致电阻效应是在外磁场变化的同时材料的电阻 率产生相应变化,利用此效应可制成磁头。只读 不写。灵敏度高,信号强度不受磁头运动速度影 响,不需感应线圈。利用它与薄膜技术结合,可 有效减小体积。 磁性薄膜研究的重要进展之一是 超高磁阻材料的发现 ? 如右图所示,由溅射 方法制备的Fe-Cr多层 膜材料显出极高磁阻 效应。这种巨磁阻效 应的产生与铁磁性的 Fe成分层间的反铁磁 性耦合作用有关。 ? 目前,这类巨磁阻薄 膜材料已被广泛应用 于硬磁盘读写磁头技 术。 7.5.2磁记录介质薄膜及制造技术 磁性薄膜记录介质的饱和磁化强度较高,有利于降 低介质厚度,提高记录密度和降低成本。 ? 平行记录方式存在的一个问题 是相邻磁化区域的磁化矢量间 存在着较强的相互作用,它限 制了每个磁化区域的尺寸不能 太小,因而存储密度不易提高。 而在垂直磁记录方式的情况下, 记录介质中的磁化矢量垂直于 截至平面取向的,每个磁化区 域的翻转都是近乎独立的,有 利于提高存储密度。这需要薄 膜本身具有垂直的磁各向异性。 7.5.3光存储介质概况 光存储技术的主要优点是具有高的信息存储密度,因为激光 束本身可以被聚焦到很小的面积上。与传统磁存储方式比, 它还具有信噪比较高,可实现非接触式读写,信息存储寿命 较长等优点。分为以下几种。 ? 只读式光盘。它是靠探测激光在凹凸不平的介质表面反 射回来的光的强度的变化来读出信息的。 ? 一次写入时光盘。可依用户需要一次写入所要记录的信 息,并可以反复读取,但不能对信息进行改写。 ? 可擦重写式光盘。信息可被重写,但该写的过程需要两 次操作才能完成。 ? 直接重写式光盘。不仅可以改写信息,而且可将信息的 擦除和写入操作同时完成的光盘。 7.5.4磁光存储和相变光存储 磁光存储技术所依赖的是磁性材料的两个性质: (1)当温度变化时,材料磁化状态产生相应变化的热磁效 应; (2)材料磁化状态使得从其表面反射回去的偏振光的偏振 方向发生变化的克尔磁光效应。 ? 对磁光存储薄膜还要求具有以下几点: ? (1)合适的词转变温度,从而既保证信息改写所需要的 激光功率不会过高,又要保证薄膜的磁化状态具有足够 的稳定性。 ? (2)较强的克尔磁光效应,及材料磁化方向不同时,偏 振光的偏振方向改变更大。 相变光存储 假若激光照射功率不足以使薄膜区域熔化,但足以加热其到 晶化温度以上的话,则激光照射区域将发生净化过程而转变 为晶态结构。由于晶态与非晶态区域的光学特性不同,晶态 区域对光的反射能力较强,透光性较差。因而依靠不同区域 对激光束的反射或透射能力的变化,就可以读出被记录的信 息。 ? ? ? ? ? ? 对相变光存储薄膜要求具有以下几点: (1)适中的熔化功率密度。 (2)晶态和非晶态两相间较高的光学性质差。 (3)非晶态较高的结构稳定性。 (4)足够短的再结晶加热时间。 (5)足够多的读写次数后性能不发生明显退化。

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