DE1800523A1 - Verfahren zur Herstellung einer Magnetschicht mit niedriger Magnetostriktion und mit hoher Koerzitivkraft fuer magnetische Aufzeichnungstraeger - Google Patents
Verfahren zur Herstellung einer Magnetschicht mit niedriger Magnetostriktion und mit hoher Koerzitivkraft fuer magnetische AufzeichnungstraegerInfo
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Description
IBM DsUtBChIiind Internationale Büro-Masdiinen Gcselhdiaft mbH
Böblingen, I3, April 1970
ka-sc
Anmelderin: IBM Deutschland
Iraternationale Büro-Maschinen
Gesellschaft mbH 7032 Sinde!fingen
Amtliches Aktenzeichen: Neuanmeldung Aktenzeichen der Anmelderin: Docket GE 968 048
Verfahren zur Herstellung einer Magnetschicht mit niedriger
Magnetostriktion und mit hoher Koerzitivkraft für magnetische
Aufze ichnungs träger
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Magnetschicht mit niedriger Magnetostriktion und mit hoher
Koerzitivkraft für magnetische Aufzeichnungsträger durch ein
magnetisches Material., das aus einer stabilen Mehrphasen-Legierung
mit magnetischen und nichtmagnetischen Komponenten besteht,
Es ist bekannt, für die magnetische Aufzeichnung von binären Informationszeichen Plattenspeicher zu verwenden, die eine
sehr dünne einphasige homogene Magnetschicht aufweisen.
Bei der Herstellung dieser dünnen Magnetschichten ist es von
grosser Bedeutung, dass sie eine hohe Koerzitivkraft und geringe Dicke der magnetischen Schicht aufweisen, da nur dann
die Möglichkeit besteht, die binären Informations-
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zeichen in einer hohen Bitdichte am magnetischen Aufzeichnungsträger
aufzuzeichnen. Dünne Magnetschichten der genannten Art
können in bekannter Weise z.B. dadurch erreicht werden, dass reines Kobalt im Kathodenzerstäubungsverfahren auf einen nicht
magnetischen Träger aufgetragen wird. Eine dünne Magnetschicht dieser Art ermöglicht zwar eine hohe Bitdichte der magnetischen
Aufzeichnung, jedoch besteht andererseits der Nachteil, dass die Magnetschicht eine hohe Magnetostriktion aufweist, d.h. dass
durch mechanische Spannung Koerzitivkraft und Magnetisierungsrichtung
einer Aufzeichnung verändert werden. Diese ungünstige Eigenschaft der dünnen Kobaltschicht kann demnach zur Folge
haben, dass die magnetische Aufzeichnung einer Magnetplatte durch die Einwirkung von Stössen und Schlägen verlorengeht. Die Herstellung
von dünnen Co-Schichten der genannten Art wird erläutert durch den Aufsatz von D.E. Speliotis, Journal of Applied Physics,
Band 38· Jahrgang 1967, Seite 1207.
Um die hohe Magnetostriktion eines magnetischen Materials, das z.B. für einen Dauermagneten verwendet wird, zu vermeiden, war
es auch bereits bekannt, das magnetische Material aus einer Zwei-Phasen-Legierung
herzustellen. Die Komponenten dieser bekannten Legierung bestehen aus einer magnetischen und einer nichtmagnetischen
Phase. Durch das Ziehen des Materials in Form von Drähten war es möglich, der magnetischen Komponente der Legierung eine
magnetische Anisotropie zu geben, welche eine niedrige Magnetostriktion
des Materials zur FojKlge hat. Ein Material dieser Art
hat zwar eine niedrige Magnetostriktion, die dazu erforderliche Herstellungsart durch Ziehen oder Walzen des Materials ist jedoch
nicht geeignet für magnetische Aufzeichnungsträger, die zur Darstellung einer hohen Bitdichte der magnetischen Aufzeichnung
eine möglichst geringe Schichtendicke aufweisen sollen. Legierungen
der genannten Art sind beschrieben in der Zeitschrift "Nature", Band Ιοί, Jahrgang 1948, Seite 502,
009827/058 9 Docket OE 968 048
Die Herstellung von Magnetschichten für magnetische Aufzeichnungsträger
wird gemäss der Erfindung dadurch verbessert, dass eine Legierung mit magnetischen und nichtmagnetischen Komponenten
bei Normaltemperatur in einer einphasigen homogenen Schicht, deren
Schiehtendicke kleiner ist als 10 000 A auf einen nichtmagnetischen
Träger aufgetragen wird, und dass das aufgetragene Material bei einer Temperatur, die grosser ist als 200 0C und während
einer Zeitdauer, die grosser ist als eine Stunde in einem inerten
Schutzgasmedium erhitzt wird, wodurch eine Struktur von über den gesamten Schichtquerschnitt gleichmäßig verteilten anisotropen
Eindomänenteilchen entsteht. Durch die Glühung wandelt sich die
metastabile einphasige Struktur in eine stabile zweiphasige Struktur
um, in der die magnetische Phase homogen verteilt über den ge- Λ
samten Schichtquerschnitt in Form von Eindomänenteilchen vorliegt.
Eine dünne Magnetschicht, die in der genannten Art hergestellt wird, hat eine niedrige Magnetostriktion und eine hohe Koerzitivkraft.
Diese Eigenschaften ergeben sich durch Formanisotropie und/oder durch Kristallanisotropie der in der Legierung enthaltenen
Eindomänenteilchen.
Zur Herstellung eines magnetischen Materials ist es zwar bereits bekannt, an einem nichtmagnetischen Träger eine Legierung aus
einer nichtmagnetischen und einer magnetischen Komponente in einer dünnen Schicht aufzutragen und diese anschliessend durch
Erhitzung in einen stabilen Zweiphasen-Zustand zu überführen. Es i
ist demnach bekannt, magnetisches Material in Form einer dünnen Schicht durch eine" stabile Zweiphasen-Legierung herzustellen. Es
ist jedoch nicht bekannt, dieses Material in einer dünnen Schicht mit einer niedrigen Magnetostriktion für magnetische Aufzeichnungsträger
herzustellen. Durch das bekannte Verfahren kann die Zwei-Phasen-Struktur
nur in Form zweier übereinanderliegender Schichten der magnetischen und der unmagnetischen Phase erreicht werden. Eine
aus über den gesamten Schichtquerschnitt gleichmäßig verteilten anisotropen Eindomänenteilchen bestehende Schicht konnte nicht
erzielt werden. Das bekannte Verfahren ist beschrieben durch den Aufsatz von Kneller in der Zeitschrift "Journal of Applied Physics",
VoI 35, Nr. 1, Juli 1964, Seite 2210 - 2211.
009827/0589
Docket GE 968 048
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Abbildungen näher erläutert.
Die Fig. 1 zeigt den Verlauf der magnetischen
Koerzitivkraft H einer Legierung, die
in Abhängigkeit von der Glühtemperatur T aus dem Mischphasenzustand in den Zweiphasen-Zustand
übergeführt wird.
Die Fig. 2 zeigt das Rechteckverhältnis der Remanenzinduktion/Sättigungsinduktion
des magnetischen Materials in Abhängigkeit der Temperatur T.
Die Glühzeit beträgt 2 1/4 Stunden.
Die Glühzeit beträgt 2 1/4 Stunden.
Eine aus einer magnetischen Komponente, z.B. Co und einer unmagnetischen
Komponente Cu bestehende Legierung wird durch eines der bekannten Verfahren wie z.B. galvanische Beschichtung, Aufdampfen
im Vakuum, oder durch Kathodenzerstäubung in Form einer
homogenen Schicht auf einen nichtmagnetischen Träger aufgetragen. Die Beschichtung des nichtmagnetischen Trägers erfolgt bei Normaltemperatur
in einer Schichtendicke, die kleiner ist als 10 000 A. Wenn diese Schichtendicke erreicht ist, wird das aufgetragene
Material bei einer Temperatur die grosser ist als 200 0C erhitzt. Die Erhitzung des Materials wird durchgeführt
während einer Zeitdauer, die grosser ist als eine Stunde, und sie erfolgt innerhalb eines chemisch inerten Schutzgasmediums, z.B.
Argon, damit eine Oxydation des Materials vermieden wird.
Die Legierung der aufgetragenen Dünnschicht kann Jeweils aus den folgenden beiden Komponenten bestehen:
009827/0589
Docket GE 968 O48
Docket GE 968 O48
Co | Au |
Co | Cu |
Fe | Au |
Pe | Cu |
Ni | Au |
Die Fig. 1 zeigt die magnetischen Eigenschaften einer Coi Cu-Legierung
in Abhängigkeit von der Glühtemperatur T. Aus der graphischen Darstellung geht hervor, dass die Koerzitivkraft H0
der dünnen Legierungsschicht bei einer Temperatur von 600 C einen Maximalwert erreicht. Bei dieser Temperatur hat die Legierung
gleichzeitg ihre Kristallstruktur geändert. Unterhalb der Temperatur von 600 C besteht im Bereich M die Legierung hauptsächlich
aus einer einzigen thermodynamisch metastabilen Mischphase der magnetischen und der unmagnetischen Komponenten. Um die
gewünschte stabile Zweiphasen-Legierung zu erhalten, wird die Legierungsschicht auf eine Temperatur bis zu 60Q 0C erhitzt. Wenn
die Legierung bei dieser Temperatur im Bereich Z ihren Zweiphasen-■
Zustand erreicht, ergibt sich eine Kristallstruktur, in welcher durch Formanisotropie und/oder Kristallanisotropie magnetische
Eindomänen-Teilchen gebildet werden.
Diese Struktur entsteht jedoch nur dann, wenn beim Auftragen der dünnen Schicht keine Vorkeimung durch eine der Legierungskomponenten
stattfindet, d.h. der Beginn der Kondensation muß für alle Komponenten identisch sein. Andernfalls kann beim Glühen die Bildung
von überelnanderllegenden Schichten aus magnetischem und unmagnetischem
Material erfolgen. (Kneller, J. of Appi. Phys. 35
(1964), S. 2210-11.)
009027/0569
Docket GE 968 048
Docket GE 968 048
Die fcm- und/oder Kristallanisotropie der gebildeten Zweiphasen-Legierung
haben dieWirkung, dass das Legierungsmaterial eine niedrige Magnetostriktion aufweist. Die Legierung ist daher
im hohen Maße geeignet zur Verwendung für plattenförmige magnetische
Aufzeichnungsträger, die im Betrieb am Aufzeichnungsgerät durch mechanische Vibrationen des Schreib-Lese-Kopfes Schlagen
und Stössen ausgesetzt werden können. Bei Auftreten der erwähnten Vibrationen verhindert die niedrige Magnetostriktion des Legierungsmaterials
eine Löschung der magnetische« Aufzeichnung.
Die Fig. 2 zeigt die Darstellung der Werte Remanenzinduktion/
Sattigungsinduktion J^/J„ in Abhängigkeit von der Glühtemperatur
r s
T. Aus der Kurvendarstellung geht hervor, dass diese Werte bei einer Temperatur von 600 0C, bei der gleichfalls der erwähnte
Zweiphasen-Zustand der Legierung entsteht, einen Maximalwert erreichen. Da dieser Wert nahezu den Wert 1.0 erreicht, zeigt
die Magnetisierungskurve der Legierung ein sehr gutes Rechteckverhältnis, so dass für die magnetische Aufzeichnung eine hohe
Dichte erzielt werden kann.
Durch Kathodenzerstäubung der Legierung ergibt sich ein besonders zweckmässiges Verfahren für die Beschichtung des riichtmagnetischen
Trägers. Dieses Verfahren bietet die Möglichkeit, die Legierung ohne besondere Hilfsmittel in einer homogenen Schicht aufzutragen.
Für die magnetischen Eigenschaften derLegierung ist es ferner besonders
zweckmässig, wenn die magnetische Komponente der Legierung
kleiner·ist als 50 VoI %.
0 0 9 S 2 7 / 0
Docket 01 968 048
Docket 01 968 048
Claims (1)
- PATENTANSPRÜCHE1. Verfahren zur Herstellung einer Magnetschicht mit niedriger Magnetos tr iiction und mit hoher Koerzitivkraft für magnetische Aufzeichnungsträger durch ein magnetisches Material, das aus einer stabilen Mehrphasen-Legierung mit magnetischen und nichtmagnetischen Komponenten besteht, dadurch gekennzeichnet, dass eine Legierung mit magnetischen und nichtmagnetischen Komponenten bei Normaltemperatur in einer einphasigen homogenen Schicht, deren Schichten-dicke kleiner ist als 10 000 A, auf einen nichtmagnetischen Träger aufgetragen wird, und dass das aufgetragene Material bei einer Temperatur, die grosser ist als 200 0C und während einer Zeitdauer, die grosser ist als eine Stunde, in einem inerten Schutz-Gasmedium erhitzt wird, wodurch eine Struktur von über den gesamten Schichtquerschnitt gleichmäßig verteilten anisotropen Eindomänenteilchen entsteht.2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Legierung aus den Komponenten Co, Au oder Co, Cu oder Fe, Au oder Ni, Au auf den nichtmagnetischen Träger aufgetragen wird.5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die magnetische Komponente der Legierung kleiner ist als 50 VoI %.4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis J>s dadurch gekennzeichnet, dass das auf den nichtmagnetischen Träger aufgetragene Material unter einer Strömung von inertem Schutzgas erhitzt wird.009827/0583 Docket GE 968 0485. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis ~5, dadurch gekennzeichnet, dass die Legierung mit magnetischen und nichtmagnetischen Komponenten durch Kathodenzeretäubung auf den nichtmagnetischen Träger aufgetragen wird.0 0 9 8 2 7/0589 Docket ?>'£■ -?c8 048
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