CN100369121C - 一种基于FePt磁性层的磁记录介质及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于FePt磁性层的磁记录介质，包括基片(1)、FePt磁性层(3)和保护层(4)，磁记录介质还包括AuCu合金缓冲层(2)，该AuCu合金缓冲层设于所述基片和所述FePt磁性层之间；本发明提供一种基于FePt磁性层的磁记录介质，该磁记录介质的磁性层为等原子比或接近等原子比的FePt合金，通过添加了特殊的缓冲层，在磁性层厚度很薄的情况下，仍然可以大大降低有序化温度；FePt磁性层实现了信息的高密度记录；在磁性层上覆盖一层薄的保护层，一方面可以保护磁性层，另一方面可以达到更好的平整度以及润滑的作用。制备这种磁记录介质的方法简单、重复且稳定，非常适合实际操作。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于FePt磁性层的磁记录介质及其制备方法，属于信息存储领域。
背景技术
近年来，由于信息量的急剧增加，高密度记录成为人们关注的热点，而磁记录由于存储量大、可无数次重复擦写、信息稳定等优点，使得其发展更成为重中之重。目前磁记录的主流材料为CoPtCrB，但它的磁晶各向异性能Ku只有约10-1J/cm3，其进一步发展受到超顺磁极限的限制。后来研究的在两层CoPtCrB中***极薄的约为0.9nm的Ru层，以形成反铁磁耦合AFC的介质，在磁性层厚度不减薄的情况下，有效地减小了Mrt(Mr为剩余磁化强度，t为磁性层厚度)值，暂时延缓了超顺磁的逼近，突破了记录密度100Gbit/in2的存储极限。但是，未来磁存储的高速发展仍然需寻求适合更高记录密度的介质材料，因而L10相的FePt(面心四方，即fct结构，Fe原子层和Pt原子层沿c轴交替出现)，因其具有极高的磁晶各向异性能Ku约为6.6-10J/cm3、小的超顺磁极限颗粒尺寸Dp约为2.8-3.3nm，以及优异的化学稳定性而引起了人们极大的兴趣(文献IEEE Trans.Magn.36，10(2000))。但是由室温溅射或蒸发制备出的FePt合金，通常是无序面心立方fcc结构，大都需要采用500℃以上的高温退火或衬底加温的办法，才能形成具有极高磁晶各向异性的fct有序相。高温是介质制造过程中的一大难题，为此，人们尝试了多种方法来降低FePt的有序化温度。尽管已有文献(Appl.Phys.Lett.85，4430(2004)和Appl.Phys.Lett.80,288(2002))报导：利用动态应力可将FePt的有序化温度降低到275℃，或者利用严格控制单原子Fe层和Pt层交替的生长甚至可以将有序化温度降低到230℃。但是在这些报导中，FePt薄膜的厚度都在15nm以上，而且厚度大部分都在50nm左右。事实上，FePt薄膜有序相转变和薄膜的厚度也是密切相关的，通常薄膜越薄，有序相转变越不容易，所需退火温度越高。但是根据超高密度磁记录介质磁性层的有效厚度的要求，即FePt层厚度的选取主要应该在10nm左右甚至以下，而对于10nm以及10nm以下的FePt薄膜，即使使用以上的方法，其退火温度也会大大升高。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种高记录密度的介质及其制备方法。
为实现上述目的，本发明一种基于FePt磁性层的磁记录介质，包括基片、FePt磁性层和保护层，所述磁记录介质还包括AuCu合金缓冲层，该AuCu合金缓冲层设于所述基片和所述FePt磁性层之间。
进一步，所述基片的材料为硅或玻璃，所述FePt磁性层为等原子比或接近等原子比的FePt合金，所述AuCu合金缓冲层为等原子比或接近等原子比的AuCu合金。
进一步，所述AuCu合金缓冲层的厚度为1nm至50nm，所述FePt磁性层的厚度为2nm至50nm，所述保护层的厚度为5nm。进一步，所述AuCu合金缓冲层的厚度为10nm，所述FePt磁性层的厚度为9nm，所述保护层的厚度为5nm。
一种制备所述基于FePt磁性层的磁记录介质的方法，包含以下步骤：
A、采用真空沉积法，在所述基片上依次镀上等原子比或接近等原子比AuCu合金成份的AuCu缓冲层、FePt磁性层和保护层，形成该记录介质的半成品；
B、将步骤A所获得的半成品，在一真空退火炉中进行退火，退火后即获得基于FePt磁性层的磁记录介质。
进一步，在采用所述步骤A中的真空沉积法中，本底真空优于10-5Pa，沉积时惰性气体工作气压为5×10-1Pa至6×10-1Pa。
进一步，在采用所述步骤B中的退火工艺的退火温度为250℃至450℃，退火时间为0.1小时至2小时，本底真空优于10-4pa。
进一步，在采用所述步骤B中的退火工艺的退火温度为350℃，退火时间为1小时，本底真空优于10-4Pa。
本发明提供一种基于FePt磁性层的磁记录介质，该磁记录介质的磁性层为等原子比或接近等原子比的FePt合金，通过添加了特殊的缓冲层，在磁性层厚度很薄的情况下，仍然可以大大降低有序化温度；FePt磁性层实现了信息的高密度记录；在磁性层上覆盖一层薄的保护层，一方面可以保护磁性层，另一方面可以达到更好的平整度以及润滑的作用。制备这种磁记录介质的方法简单、重复且稳定，非常适合实际操作。
附图说明
图1是本发明一种基于FePt磁性层的磁记录介质的结构示意图；
图2是本发明实施例1的磁滞回线示意图；
图3是本发明实施例1的矫顽力对退火温度的依赖关系示意图；
图4是本发明实施例2的矫顽力对缓冲层厚度的依赖关系示意图；
图5是本发明实施例3的矫顽力对磁性层厚度的依赖关系示意图。
具体实施方式
为了实现在较低的温度条件下，薄的FePt磁性层能够从面心立方结构的无序相转变为面心四方结构的有序相，从图1显示的本发明的结构示意图中可知，本发明选取了一种特殊的AuCu合金缓冲层2沉积于基片1和FePt磁性层3之间，该缓冲层的制备态也是无序的面心立方结构，同样需要退火才能形成面心四方的有序相，但是其相变温度非常低，所以当退火温度达到缓冲层的相变温度时，缓冲层AuCu合金开始发生相转变，同时将带动FePt磁性层相变，从而大大降低了FePt的有序化温度。另外，在FePt磁性层3之上还设置了保护层4。
下面用实施例来具体说明本发明一种基于FePt磁性层的磁记录介质的结构：
〔实施例1〕
基于FePt磁性层的磁记录介质的结构为：基片玻璃1，厚度为10nm的AuCu缓冲层2，厚度为9nm的FePt磁性层3，以及厚度为5nm的保护层4(材料为C)，所有各层的厚度或成分均为真空沉积样品时或退火前的值。图2为该产品经过温度为350℃和400℃，时间为1小时真空退火后，用振动样品磁强计和超导量子磁强计测量出的磁滞回线。图3显示了该产品的矫顽力对退火温度的依赖关系。
〔实施例2〕
基于FePt磁性层的磁记录介质的结构为：基片玻璃1，厚度为1nm到50nm的AuCu缓冲层2，厚度为9nm的FePt磁性层3，以及厚度为5nm的保护层4(材料为C)，所有各层的厚度或成分均为真空沉积样品时或退火前的值。图4显示了经过温度为350℃和400℃、时间为1小时真空退火后，该产品的矫顽力对缓冲层厚度的依赖关系。
〔实施例3〕
基于FePt磁性层的磁记录介质的结构为：基片玻璃1，厚度为10nm的AuCu缓冲层2，厚度为2nm到50nm的FePt磁性层3，以及厚度为5nm保护层4(材料为C)，所有各层的厚度或成分均为真空沉积样品时或退火前的值。图5显示了经过温度为350℃和400℃、时间为1小时真空退火后，该产品的矫顽力对磁性层厚度的依赖关系。
下面以实施例1来说明本发明的基于FePt磁性层的磁记录介质的制备方法：
首先采用真空沉积方法，如磁控溅射方法，本底真空度优于10-5Pa，且惰性气氛下的沉积工作气压为5×10-1Pa至6×10-1Pa，在玻璃基片1上依次镀上缓冲层AuCu、磁性层FePt以及保护层C；然后，将样品置于真空退火炉中退火，其本底真空优于10-4Pa，温度为250℃到450℃，退火时间为0.1到2小时。由于AuCu有比FePt低的多的有序化温度，所以在较低的温度下(温度低于400℃)，AuCu层开始发生从无序到有序的转变，从而带动了在其上的FePt层的相转变，实现了FePt的低温有序化。因为AuCu有序带动FePt有序是通过界面作用的，所以对薄的FePt层效果尤其明显。而且由于AuCu是合金形式的，所以消除了Cu往FePt层扩散而形成FePtCu合金的问题，得到本发明所需要的最终产品一种基于FePt磁性层的磁记录介质。
图2是实施例1的产品经过温度为经过350℃和400℃，退火时间为1小时后，用振动样品磁强计和超导量子磁强计测量出的磁滞回线。经过温度为350℃退火后，其矫顽力已达到5170奥斯特；经过温度为400C退火后，其矫顽力能进一步增加到8700奥斯特。而相同的样品如果没有AuCu缓冲层，即使经过550C的高温退火，矫顽力只能达到3792奥斯特。
在所有的实施例中，FePt磁性层和AuCu缓冲层的成分都为等原子比，成分偏离允许在2％以内。如果选用硅基片替换玻璃基片，实验结果类似，而且保护层厚度在10nm以内的实验结果类似。
众所周知，在真空沉积时，如果采用衬底加温的办法，可以比沉积完半成品后再进行退火处理的温度要低。而温度下降的多少根据沉积材料的不同而不同，但是一般来说这个温度可以下降50℃到100℃。所以本发明提供的这种基于FePt磁性层的磁记录介质在制备时，如果采用衬底加温的办法，有望将有序化温度进一步降低。
Claims (8)
1.一种基于FePt磁性层的磁记录介质，包括基片(1)、FePt磁性层(3)和保护层(4)，其特征在于：所述磁记录介质还包括AuCu合金缓冲层(2)，该AuCu合金缓冲层(2)设于所述基片(1)和所述FePt磁性层(3)之间，所述AuCu合金缓冲层(2)为等原子比或接近等原子比的AuCu合金。
2.根据权利要求1所述的磁记录介质，其特征在于：所述基片(1)的材料为硅或玻璃，所述FePt磁性层(3)为等原子比或接近等原子比的FePt合金。
3.根据权利要求2所述的磁记录介质，其特征在于：所述AuCu合金缓冲层(2)的厚度为1nm至50nm，所述FePt磁性层(3)的厚度为2nm至50nm，所述保护层(4)的厚度为5nm。
4.根据权利要求2所述的磁记录介质，其特征在于：所述AuCu合金缓冲层(2)的厚度为10nm，所述FePt磁性层(3)的厚度为9nm，所述保护层(4)的厚度为小于5nm。
5.一种制备权利要求1至4其中之一所述的基于FePt磁性层的磁记录介质的方法，包含以下步骤：
A、采用真空沉积法，在所述基片(1)上依次镀上等原子比或接近等原子比AuCu合金成份的AuCu缓冲层(2)、FePt磁性层(3)和保护层(4)，形成该记录介质的半成品；
B、将步骤A所获得的半成品，在一真空退火炉中进行退火，退火后即获得基于FePt磁性层的磁记录介质。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：在采用所述步骤A中的真空沉积法中，本底真空优于10-5Pa，沉积时惰性气体工作气压为5×10-1Pa至6×10-1Pa。
7.根据权利要求5或6其中之一所述的制备方法，其特征在于：在采用所述步骤B中的退火工艺的退火温度为250℃至450℃，退火时间为0.1小时至2小时，本底真空优于10-4Pa。
8.根据权利要求5或6其中之一所述的制备方法，其特征在于：在采用所述步骤B中的退火工艺的退火温度为350℃，退火时间为1小时，本底真空优于10-4Pa。
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