垂直光磁记录薄膜的制备与测试方法研究

作者:6up  来源:6up扑克  时间:2020-04-19 20:25  点击:

  本文采用磁控溅射法制备生长了具有良好垂直磁各向异性(PMA)的TbFeCo非晶薄膜和Si/Ta/Pd/CFAS/MgO/Pd结构的磁性多层膜,并研究了溅射工艺和膜层结构设计与所制备PMA的关系。首先,搭建了一套可同时测量垂直磁化薄膜的磁光、磁电功能特性的磁光电一体化测试系统。其次,利用磁控溅射技术,采用FeCo靶和Tb片组合的复合镶嵌靶制备了具有PMA的TbFeCo薄膜。经过实验分析后发现,低的工作气压能够在更小的溅射功率下制备得到具有较高PMA的TbFeCo薄膜;当TbFeCo薄膜的膜厚在一定的范围内逐渐增大时,TbFeCo薄膜的剩磁比不断变大而其矫顽力不断减小;在一定的复合靶的组合形式下只通过改变溅射功率制备出了富Tb和富FeCo两种类型的TbFeCo薄膜,随着溅射功率的增大薄膜由富FeCo状态转变成富Tb状态,由此可以看出采用复合靶形式,溅射功率对沉积薄膜的成分有较明显的影响。最后,采用磁控溅射的技术制备了具有PMA的Si/Ta/Pd/CFAS/MgO/Pd多层膜,研究了Pd缓冲层厚度、CFAS磁性层的厚度以及退火温度与薄膜PMA的关系。发现在Ta层和磁性层之间插入一定厚度Pd缓冲层是该结构的薄膜获得PMA的必要条件;在其它各层厚度固定的情况下,制备了一系列不同磁性层厚度的薄膜样品,经300℃线min后,磁性层厚度在2.6nm-4.3nm范围内的薄膜具有良好PMA;对磁性层厚度为3.8nm的样品进行不同温度的真空退火处理,发现薄膜先由面内磁各向异性转变为PMA,然后随着温度继续升高薄膜的PMA慢慢变差到最后PMA完全被破坏;制备了磁性层厚度为20nm的薄膜,研究了不同退火温度对其面内磁各向异性的影响,实验结果表明,退火温度的不断增加,薄膜面内磁特性由单轴磁各向异性慢慢的转变为磁各向同性,同时薄膜易磁化轴方向的矫顽力逐渐变大。

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