CN1081769A - 磁光记录材料系统 - Google Patents

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Abstract

可获得交换耦合的一种材料系统，其具有可直接 重写数据的能力。该材料系统包括至少两个具有独 自控制的矫顽磁力及居里温度的铂及钴的多层膜。

Description

本发明涉及一种用于磁光记录的铂/钴材料系统，尤其涉及一种包括多个铂/钴多层的材料系统，它适合于利用激光功率调制的直接重写入操作。
包括铂及钴的多层膜的磁光（MO）材料至今还未达到商业生产的阶段，主要是由于直至最近看来还不可能在一个Pt/Co多层中获得所需的特性。然而长久以来人们就知道了一种成功的Pt/Co    MO材料比起支配地位的商业材料、非晶稀土过渡金属（RE-TM）合金膜可提供一系列的优点。欧洲专利申请，公开号为0549246A2中，描述了一种具有作为MO记录材料所必需的要求的Pt/Co多层膜材料，它包括足够的室温矫顽磁力Hc，垂直方向磁各向异性，矩形极化克耳磁滞回线，及足够的极化克耳旋转。一旦商业化，这种Pt/Co系统将会成为这个领域中的占优势的商品。然而如前所述，一般认为在Pt/Co系统中不能获得所必须的特性，工作方向仍然是对RE-TM膜的改进。
人们特别感兴趣的是对于开发“直接重写”（DOW）RE-TM系统已作出的工作。通常，在将新数据写在MO膜上时，预先写在其上的数据需在写入新数据前全部抹去。这种两步骤过程是耗时的，当然其中不需要单独擦抹预先已写信息的一步过程是非常有利的。在商业中，还未作出这样的产品出售。
一种被研究的典型激光功率调制的直接重写RE-TM膜至少包括两个具有分开控制的磁特性的磁光层;一个层，以下称为“存储层”，具有相对高的室温矫顽磁力及相对低的居里温度，它被用来存储写入数据，及另一层，以下称为“参照层”，具有相对低的室温矫顽磁力及相对高的居里温度。林（Lin）在“日本应用物理”杂志（J.App1.Phys.67（9），1990年5月1日）中讨论了这样一个双层的必要性。他所讨论的方案需要两个永久磁场：一个磁场（Hb）与用于加热写磁畴的激光束一起使用，而另一磁场（Hini）用于将参照层复原到被擦抹状态（在其中在相反方面上被磁化到“被写”状态），这在室温下进行不会干扰存储层中的畴壁。在室温时，Hc（存储层）＞Hini＞Hc（参照层）;Hb＜Hini;Hc（参照层）＞Hb＜Hc（存储层）。直接重写是根据数据流情况利用在高功率（PH）及低功率（PL）下调制写入用激光束完成的。该MO材料交替地在PH或PL时被暴露在Hb及Hini下。在PH时，其中两个层被加热到高于参照层Tc的温度，Hb引起在参照层中产生出磁畴图样。接着这些磁畴图样通过冷却时的交换耦合被复制（在所谓的“复制温度”）到存储层上。在室温下暴露在Hini下将引起在参照层中的磁畴被抹去，以使得被写的磁畴仅限于在存储层上，而参照层再准备就绪用于待写的新磁畴。在PL时，其中两个层被加热到高于存储层TC的温度，但大大低于参照层Tc，暴露在Hb下将不能在参照层上进行写，该层的磁畴因此保持未曾改变。在冷却时，在存储层中的磁偶极子通过交换耦合变成与参照层中偶极子平行地排齐（在“复制温度”），并且在存储层中的磁畴就被抹去。
本发明的目的在于产生一个类似型式的系统，它包括至少两个磁光层，每个磁光层包括一种Pt/Co。多层。
如上所述，非直接重写（DOW）系统是商业上可得到的。甚至已经开发出一种商用RE-TM膜，它具有与RE-TM材料的使用相联系的诸多公知的缺点，例如差的抗腐蚀性及易氧化，需使用钝化基层及覆盖层，及在短波长时小的极化克耳旋转，这就阻碍了使用较短的波长或“兰”激光应用它们作高密度记录。故对直接重写Pt/Co系统的开发显然是非常需要的。
如林所指出的（参见上文），一种激光调制直接重写系统需要使用能满足一定的矫顽磁力，居里温度及层间交换耦合要求的MO材料。尽管对于RE-TM材料达到存储层和参照层之间所需Hc及Tc的区别是容易获得的，但对于Pt/Co系统则非这种情况。
理论上，Pt/Co多层的热磁特性是可被控制的，例如，利用调节多层叠层（stack）中的各层厚度，和/或调节多层叠层的整个高度，也即包括该叠层的“周期”数（一个周期包括一个铂单层及一个钴单层）。增加铂及钴的总百分比，其中铂使Pt/Co多层叠层的居里温度降低，而增加多层叠层的高度（对于恒定的铂比例）可使Pt/Co多层叠层的居里温度上升到一个极限值，但是，就我们所知，没有人能证明居里温度的控制作为叠层周期全部数目的函数。在作出本发明的过程中，事实上我们已能控制居里温度，如在该文中实施例1中所表明的。
如果没有获得对Hc及Tc的控制，要制造具有多个MO层、每层具有独立的磁光性能的系统是不可能的。在单一Pt/Co多层中获取必要的条件的显着困难及看来似乎不可能就导致研究者们来到寻求包括在Pt/Co系统中的另外材料的领域。这使得该系统本身及其制造复杂化，并可引起膜其它性能的变化。
例如，JP3，235，237A公开了具有不同磁性能的两个垂直磁层，这两层是磁性结合并叠放的。在其一个实施例中，该MO材料包括第一个Pt及Fe70Co30的磁性层及第二个Pd/Co的磁性层。它涉及一个复杂材料的系统，并且需要四种元素可控的沉积。一般认可的是使用Pd/Co代替Pt/Co，或是加入铁，将不合乎要求地降低了系统的极化克耳效应。
本发明的申请人旨在产生一个仅包括Pt及Co多层的系统，并能当根据需要调节它们的Hc值时能使两个Pt/Co多层中每个所需的Tc保持在令人满意的范围内，以便提供一种简单的Pt/Co多层MO系统，它具有用激光功率调制直接重写数据所需特性的两个层。
尽管近年来在MO工业中有许多关注并进行了努力的研究，然而获得了一个具有可独立控制的Hc及Tc的单一Pt/Co多层叠层系统还是第一次。这一成就是朝向寻求实用的DOW系统迈出的极为显著及重要的一步。
因此，本发明提供了一个适合于磁光记录及具有可直接重写数据能力的材料系统，它包括一个衬底材料及至少二个铂及钴的多层膜，其中在一个多层界面上设置了一个隔层，该隔层包括一个或二个多层中的一个Pt层或单独的沉积材料，所述多层膜中的一个具有相对高的室温矫顽磁力（Hc）及相对低的居里温度（Tc）并用作存储层，所述多层膜中另一个具有相对低的室温矫顽磁力（Hc）及相对高的居里温度并用作参照层，这两个多层膜之间的不同矫顽磁力及居里温度能满足允许直接重写过程。
真实的直接重写过程除去必须的Hc及Tc特性外，还需两个垂直方向磁各向异性的层的交换耦合（见Tsutsumi等人，J、Mag、＆Mag.Mat118（1993）231-247;Lin，J.Appl，Phys，67，（9），1990年5月1日;Kobayashi等人，Jap，J.Appp，Phys，Vol20，No11，1981年11月，第2089-2095页）。垂直方向磁各向异性和/或交换耦合强度的控制在根据本发明的膜中是可获得的，它是通过例如调节隔层的厚度及控制在生产MO系统期间的过程参数作出的。
因此，本发明也提供一种适于MO记录及具有允许直接重写数据的材料系统，它包括本发明的材料系统，其中铂及钴的多层膜是交换耦合的及具有垂直方向磁各向异性。
在本发明的材料系统中，将一个多层（第（n-1）多层）中最后钴层与下一多层、即第n多层中的第一钴层隔开的材料被称为隔层。这里没有单独沉积，相邻的多层是用一个或二个相邻多层上的Pt层隔开的，也即一个或二个所述多层中的Pt层形成隔层。不管隔层是否包括有一个或二个所述多层中的Pt层，单独沉积的隔层结构也可被设置在任一个或每一个多层界面上。一般，该隔层结构是铂作的，也可以是另外的金属或介电材料如氮化硅，或材料的组合。在本申请中，以下将隔层定义为：将第（n-1）多层中最后钴层与第n多层中第一钴层隔开的材料，不管所述隔层是否是积沉的作为任何多层的一部分。
也可选择地，用铂或另外金属或介电材料或材料组合的中间层放置在衬底及与之相邻的Pt/Co多层膜之间。最好该中间层是铂作的。
对RE-TMDOW膜中的存储层及参照层的Hc及Tc的值已经被例如林（见上文）进行了考察。显然，还没有人能对用于Pt/Co直接重写系统的真实Hc及Tc进行定量测定。因此为了本发明的目的，我们认为必要的是，确定存储及参照层的Hc和Tc，而且这两个层之间的Hc及Tc的差别必须能满足可直接进行重写过程。以下的式子是由Kobayashi作出的，参见下文。
因此为了本发明的目的及为了确定使本发明材料可用作DOW，存储层的Hc可以在2至15KOe的范围内，例如为3-10KOe或3-8KOe，而参照层的Hc可为0.5至10KOe，例如是1.0至6KOe或1.5至4KOe，只要Hc（存储层）减Hc（参照层）的值大于：
σw/[2Ms（存储层）h（存储层）]
+
σw/[2Ms（参照层）h（参照层）]
式中σw为交换耦合强度，Ms为饱和磁化强度，h为多层厚度。存储层的Tc优选为100℃至400℃，例如为150℃至300℃或150℃至200℃，而参照层的Tc优选为175℃至500℃，例如为250℃至500℃或250℃至400℃，以使得参照层的Tc大于存储层的Tc为750℃至100℃或者大于100℃。
更优选的是，在复制温度时，本发明材料系统的存储层的矫顽磁力应满足下式要求：
Hc（复制温度）（存储层）＜
〔 (σw（复制温度）)/(2Ms（复制温度）（存储层）h（存储层）) 〕·Hb
以上的Tc值为建议的值，它们可以改变，Tc的下限值由多层膜载波对噪音的比来确定，而其上限由可得到的激光功率及多层膜被激光损害的阈值来确定。层之间Tc的差值可根据多层的制造方式变化。
在本说明书上文或下文中所引用的矫顽磁力是指室温下的矫顽磁力，另有说明的除外。
在衬底和第一Pt/Co多层膜之间设有一个中间层时，当其包括金属时所述中间层的平均厚度可达到250
Figure 931084717_IMG7
例如到50 ，或者优选是附属单层厚度达到20
Figure 931084717_IMG9
，而当包括介电材料时该中间层的厚度可达几千 。
隔层平均厚度可达100 ，优选是达到25
Figure 931084717_IMG12
。在本发明的交换耦合系统中，隔层的厚度应达到50
Figure 931084717_IMG13
，例如附属单层的厚度达到25
Figure 931084717_IMG14
。因为在本发明的隔层及中间层上所进行的后置沉积处理具有改变真实层厚的作用，这里的厚度是指在任何后继处理前真正沉积的（“沉积状态的”）隔层及中间层材料的总量。
优选的是，在本发明的材料系统中每个单个钴层具有的厚度达到12
Figure 931084717_IMG15
，及每个单个铂层的厚度达到25
Figure 931084717_IMG16
。更优选的是，每个钴层的厚度为2-5
Figure 931084717_IMG17
，及每个铂层为3-20
Figure 931084717_IMG18
，优选的是每个多层膜具有的厚度小于500
Figure 931084717_IMG19
。并且优选的是每个多层膜包括的总共层数达到50层，或是25个Pt/Co“周期”，例如为2-15个周期。
衬底材料可为任何合适的材料，例如，合适的金属或介电材料，或一种聚合物例如聚碳酸酯或玻璃，该衬底材料优选是玻璃。在一种商用RE-TM    MO盘中最普通的作法是包括一个“光增强层”，例如氮化硅，被放在衬底和MO材料之间。这个层相对于其热特性来说是最佳化的。对于本申请的发明来说，所涉及的衬底规定包括这样的衬底，在这些衬底上沉积了一个或多个用于光增强的材料层。例如，该衬底材料可以是玻璃，在其上沉积了一种从硅族，氮化硅，氧化硅，氮化铝，氧化锌及另外这类材料中选出的一种介电材料。
在一种商用的RE-TMMO盘中，除衬底、光增强层及MO多层外还通常包括结构层。这些附层可以包括热选择性最优化反射层，例如铝作的反射层。本发明的材料系统可用在典型的盘式构型中，并且本发明因此提供一种包括本发明材料系统的磁光盘。
在使用中，激光调制热磁MO数据存储系统可用两种模式的激光作光写入，也即通过衬底的或是从多层侧面的激光模式。通常在直接重写系统中，激光是入射到存储层上而不是入射到系统中任何另外的磁活性成份上的。因此对于通过衬底照入激光，存储层应该邻近衬底，而对于从多层侧面照入激光，存储层应最靠近激光（因此在二个多层系统中，参照激光应邻近衬底）。
制作根据本发明的材料系统的专门方法依赖于系统的特性和组成成份及是否规定主要使用从衬底或是从多层侧面照入激光。
一般来说，本发明的材料系统可以利用下列工序来制作，该工序包括：有选择地过热处理一个衬底材料;将一个选择的中间层溅射沉积到衬底材料上，及有选择地过热处理或热处理该中间层;将一个Pt及Co多层溅射沉积到衬底或中间层上;有选择地热处理该多层;将一个可选择的隔层结构溅射沉积到多层上并过热处理和/或热处理所述隔层结构，及将一个Pt及Co多层溅射沉积到该隔层结构上或Pt和Co多层上并有选择地热处理该多层。
对于多于两个Pt和Co多层的材料系统，每个外加的层均可用上述方式沉积到预先被沉积的多层或隔层结构上。
因此与衬底邻近的Pt/Co多层可以溅射到一个有选择地过热处理的衬底上，优选是沉积到一种合适厚度的金属或介质电中间层上，该介电中间层已沉积在一个有选择地过热处理过的衬底上并至少进行过过热处理及热处理中的一种处理。该被沉积的多层可进行热处理。使用并处理中间层，处理多层及在沉积期间所使用的实际过程参数全都对多层矫顽磁力及垂直方向磁各向异性（pma）的控制产生影响。第二沉积层磁各向异性及矫顽磁力的控制是为了产生与第一沉积层不同的所需矫顽磁力及/或交换耦合，这个控制可以利用在沉积期间所使用的实际过程参数的控制和/或使用如上所述的合适厚度的隔层来获得。
在多层叠层中的一个单一多层或第一多层的沉积中，双重增长表面的过热处理可以使用在MO膜特性的控制中（如公告号为0549246A2的欧洲专利申请中所描述的）。如果使原来的一个或多个多层的性能保持在合格的限度内，则随后的在多层叠层系统中的多层沉积只允许小心地过热处理隔层。在多层叠层的情况下，预先存在的膜起到某种程度的作用，如同调节后继过热和/或热处理效果的结构上的预标尺或模板。
隔层可用一个单次沉积或一系列渐增厚度的沉积形式，并在任一或每个步骤上使用有选择地过热处理和/或热处理来形成。
中间层或隔层的溅射沉积可在任何惰性气体或惰性气体的混合物中进行。中间层或隔层优选在氩（Ar）、氪（Kr）及氙（Xe）气中的一种或多种中被溅射形成。在形成隔层时，可使用一种反应气体/惰性气体的混合物。溅射的速率可达到几百
Figure 931084717_IMG20
/秒的金属，但是，优选是达到100
Figure 931084717_IMG21
/秒，例如为10 /秒，或1
Figure 931084717_IMG23
/秒。
Pt/Co多层的溅射可在任何惰性气体中或惰性气体的混合物中进行，最好在Ar、Kr及Xe中的一种或多种中进行。其溅射的速率典型地在1-20
Figure 931084717_IMG24
/秒的金属的范围内。
溅射沉积可利用任何合适的装置进行。具有许多这类装置，例如直流的或射频的或微波的磁控管型、二极管型、或双向晶闸管型溅射装置，或利用离子或原子枪的能量粒子对目标的轰击的溅射装置，它们是现有技术所公知的。
在多层溅射期间，在衬底及多层成份的溅射源之间的距离可以是不同的，并根据离开溅射靶的初始粒子能量及溅射时的溅射气体的性能，压力，组分及温度而变化，并根据压力及距离的关系而变化，以便在膜增长期间在衬底上获得所需的聚集金属粒子低的到达能量。在中间层及隔层结构沉积期间对到达能量的控制也是很重要的。
过热处理包括高能粒子的轰击及用来在沉积中间层或多层之前适当地影响衬底、中间层或隔层中任一层或所有层的表面特性。在膜增长的初始阶段，增长表面的性能对膜结构的发展产生关键性的影响。中间层、隔层及Pt/Co薄膜多层的薄的特性可以在某种程度上允许通过增大表面的表面工序控制膜增长，以便发展有利于MO性能的膜微结构状态。在本发明的方法中，没有必要用加热衬底来获得有利的增强MO特性。设计合适的增长表面不会被膜沉积中使用的低能量粒子消除，因在MO膜中提供所需MO性能的增长模式是允许被建立的。
一般地，过热处理是由例如应用一种射频激励或直流偏置衬底台面，并在低压力气氛中进行的，或者是将衬底或中间层靠近一个等离子源放置，并在低压力气氛中进行的，或是利用来自粒子枪如离子或原子枪的粒子轰击来提供的。
在衬底上进行过热处理中使用射频激励时，及在使用沉积状态厚度达到约为50
Figure 931084717_IMG25
的中间层时，包括高能粒子轰击所用能量密度合适地达到300Jcm-2并且功率密度合适地达到0.35W-cm-2。但是，根据衬底的特性，较大的能量密度及功率密度也可被使用。包括偏置、功率密度及能量密度在内的对衬底的适当处理也可应用到对中间层及隔层的过热处理上。
每个金属多层，或中间层，或隔层可以在沉积后被热处理。优选的是，每个多层在沉积后被热处理。所述热处理可在氧参加下有利地进行，例如在空气中或是在包括空气及/或氧的混合气体中进行。热处理和用根据压力或氧的分压是可变化的。使用的压力高于大气压是有利的被认为是合理的。另一方面，可以想到，所述的热处理可以在氧以复合形式参加的气氛中进行。
通常热处理包括加热，稳定及冷却，尽管稳定阶段并非必要的。加热可达到大约100-400℃的温度，例如为：150-250℃，并可用任何速率例如约10℃/分钟到约100℃/分钟。加热的速率不具有实质的重要性，而在商业环境中应尽可解的快，可以为10-100℃/秒。加热可在一个或多个阶段中进行，在每个阶段后可达到也可不达到一种热稳定。加热可以是持续的或是周期性的，或者部分持续及部分周期性的。所述的加热可以用任何合适的装置来提供，例如：可在一加热炉中进行，或是简单地在一个被加热的容器，或是由一个或多于一个的连续电阻性加热源或灯源来加热，后者例如为白热丝灯或放电灯源。相应地，发光灯泡，例如卤素发光灯泡可用来作为本发明中的加热源。在使用灯泡时，可使用一个或多个。在本发明的方法中，它们在空间上相对多层膜隔开地放置，围绕着膜，例如在其上方或下方。在任一灯泡与多层膜之间的距离是可变化的，也即根据灯泡的瓦数，膜的厚度及衬底的热性能来改变。有利地是灯泡被弯曲的反射器围绕着，以加强和/或使膜样品处的光线均匀，有利地是使用抛物形的反射器获得样品的均匀光照。
加热处理的第二阶段是有选择的稳定阶段，其中将材料维持在一个温度上一段时间，例如达到30分钟或5分钟，或优选是一分钟或更少，甚至低于一秒钟。然后材料被冷却，或是允许在一个或多个阶段中冷却并且如果需要可以用不同的速率冷却。任何实用的速率均可被使用，例如达到10℃/分钟，或是优选是达到100℃/分钟。这种冷却速率不是实质上重要的，而在商业环境中应尽可能快，可能为10℃/秒至100℃/秒。可采用任何合适的冷却方法。如果需要，所述的热处理也可在磁场中进行。
现在将结合实施例来说明本发明，这些例子意在说明本发明而非限制本发明。
磁光测量在670mm处进行。使用的是一种传统构造的极化克耳（Kerr）环形测量头。除非另有所指，测量是通过材料的多层侧进行的。
在所有的实施例，（所使用的溅射机是改进型的Nordiko    NS3750，它由英国的Hampshire郡Havant市的Nordiko有限公司生产的并由Johnson    Mathey技术中心改进的。在所有情况中的溅射电极是直流和/或射频平面型磁控管（planar    magnetron）。除非另有说明，所有的处理是在空气中大气压力下进行的。
实施例1：表明通过改变多层周期数控制居里温度;
实施例2a-2d：表明调节铂对钴的比例来控制居里温度;
实施例3a-3g：在居里温度考察改进过程参数的作用;
实施例4-6：表明在双多层结构中Hc及Tc的控制;
实施例7-10：表明双层结构中的交换耦合。
实施例1
将一个预选清洁过的玻璃衬底安装在一个真空室中的衬底台面上，并使该室被泵抽到达约2-5×10-6mb的基本压力。
对进入真空室的纯Ar气体进行计量使之到达1.5×10-2mb的压力，并且该系统允许均衡几分钟（“气体平衡”）。
全部面积为2960cm2的八面形衬底台面被放置在距铂溅射源11cm处及距钴溅射源11cm处，并以6rpm速度转动，而功率为1000瓦的13.56MHz的恒定射频（rf），相当于0.34Wcm-2的功率密度被施加在台面上7分钟，使台面建立在一个对地电位约245V的负偏压下（“过热处理S1”）。
利用光栅将衬底台面遮住避开装有8″×4″Pt靶的一个平面型磁控管源，将124W的直流功率提供给该溅射数分钟，以便清洁溅射靶及建立工作的稳定状态（“靶的预整备步骤”）。
然后在两次连续地通过中利用Pt溅射源沉积Pt中间层，建立的全部厚度为16
Figure 931084717_IMG26
。提供给溅射电极的功率为124W，电极的偏压相对地电位为-141V。衬底处于相对地电位12V至15V的负电位上。衬底与靶隔开11cm，并且台平面以6rpm速度转动（“中间层沉积”）。
随后将射频功率（13.56MH）提供给衬底台面对Pt中间层的表面作过热处理。200W的射频功率施加了5分钟的时间，建立的台面对地的偏压为-105V，衬底台面以6rpm速度转动（“过热处理S2”）。
用于产生所需多层结构的Co通量（Co    flux）源由位于Pt源直接对面的且面对着它的一个射频平面型磁控管源来提供。来自每个源的通量被放置在它们中间的衬底台面挡住。使用了一个薄的钴靶（8″×4″×1mm）来增强磁控管的溅射效果。利用将衬底遮住避开两个溅射源，将功率提供给每个源，其功率值是用于制造多层结构的Pt或Co各自的沉积速率所需的值。这个状态被保持数分钟，以使得这些溅射源能在为所需的沉积速率所调整的各自功率下得到匀衡（“多层沉积前的靶预整备”）。
将对衬底的遮挡移去，以使得来自两个源的通量能入射到台面上，衬底转动地经过源，产生出一个交替的Pt及Co层的结构。第一及最后的层是Pt，所获得的结构共7层，即3.5个Pt与Co的周期，台面共转了6.5圈。台面的转速为6转/每分钟，提供给钴溅射电极恒定的射频功率以获得每次衬底通过沉积出约3
Figure 931084717_IMG27
厚度的Co层。提供给铂溅射电极恒定的直流功率获得每次衬底通过沉积出约8
Figure 931084717_IMG28
厚度的Pt层（“多层沉积”）。将124W的功率提供给Pt溅射电极，在Pt靶上建立一个-414V的偏压。400W的射频功率用来在Co靶上建立对地-600V的偏压。气体的测量及溅射电极相对衬底台面的间距同前面“过热处理S1”中所述。
从溅射室中取出具有沉积了多层的玻璃衬底。
对于另外的样品类似地制备，调节“多层沉积”步骤中的台面转数，得到变化的周期数。
对每个样品测量居里温度，并将其作为周期数的函数作表列在表1中。
表    1
实施例    周期数    Tc(℃)
1a    3.5    310
16    6.5    370
1c    9.5    380
1d    15.5    400
1e    21.5    400
实施例2a
将一个预先清洁过的玻璃衬底安装在一个真空室中的衬底台面上，并使该室被泵抽到2.8×10-6mb的基本压力。
对进入真空室的纯Ar气体进行计量使之达到1.5×10-2mb的压力，并且该系统允许均衡数分钟（“气体平衡1”）。
全部面积为2960cm2的八面形衬底台面被放置在距铂溅射源11cm处及距离钴溅射源11cm处，并以6rpm的速度转动，而功率为710W的13.56MHz的恒定射频，相当于0.24Wcm-2的功率密度被施加在台面上3分钟，使台面建立在一个对地电位约为250V的负偏压下（“过热处理S1”）。
利用光栅将衬底台面遮住避开装有8″×4″Pt靶的一个平面型磁控管源，将120W的直流功率提供给该溅射源数分钟，以便清洁溅射靶及建立工作的稳定状态（“靶的预整备步骤”）。
然后在两次连续的通过中利用Pt溅射源沉积Pt中间层，建立的全部厚度为16
Figure 931084717_IMG29
。提供给溅射电极的功率为120W，电极的偏压相对地电位为-406V。衬底处于相对地电位10V至11V的负电位上。衬底与靶隔开11cm，并且台面以6rpm速度转动（“中间层沉积”）。
随后将射频功率（13.56MHz）提供给衬底台面对Pt中间层的表面作过热处理。150W的功率被施加了5分钟的时间，建立的台面对地的偏压为-100V，衬底台面以6rpm速度转动（“过热处理S2”）。
接下来将氩气的压力调节到3.0×10-2mb（“气体平衡2”）。
用于产生所需多层结构的Co通量源由位于Pt源直接对面的且面对着它的一个射频平面型磁控管来提供。来自每个源的通量被放置在它们中间的衬底台面挡住。使用一个薄的钴靶（8″×4″×1mm）来增强磁控管的溅射效果。利用将衬底遮住避开两个溅射源，将功率提供给每个源，其功率值是用于制造多层结构的Pt或Co各自的沉积速率所需的值。这个状态被保持数分钟，以使得这些溅射源能在为所需的沉积速率所调整的各自功率下得到均衡（“多层沉积前的靶预整备”）。
将对衬底的遮挡移去，以使得来自两个源的通量能入射到台面上，衬底转动地通过源，产生出一个交替的Pt及Co层结构。第一及最后的层是Pt，所获得的结构共25层，台面共转动12.5圈。台面的转速为6转/每分钟，提供给钴溅射电极恒定的射频功率以获得每次衬底通过沉积出约3
Figure 931084717_IMG30
厚度的Co层。将恒定的直流功率提供给Pt溅射电极，获得每次衬底通过沉积出约6 厚度的Pt层（“多层沉积”）。将90W的直流功率提供给Pt溅射电极，在Pt靶上建立一个-370V的偏压。400W的射频功率用来在Co靶上建立对地-520V的偏压。衬底处于对地2至3V的负电位。
从溅射室中取出具有沉积了多层的玻璃衬底。
对多层的居里温度进行测量。
实施例2b
按照以下显著的调整继续进行实施例2a的处理过程：
在“多层沉积”步骤中对直流电极提供150W的直流功率，在Pt溅射靶上建立-297V的偏压，相应于每次通过沉积出约9.5
Figure 931084717_IMG32
厚度的Pt层。第一及最后的层是Pt，所获得的Pt/Co结构共17层，台面共转了8.5圈。在多层沉积期间衬底处于对地3-5V的负电位。
实施例2c
按照以下显著的调整继续进行实施例2a的处理过程：
“过热处理S1”步骤进行7分钟;
在“过热处理S2”后，氩气压力被调节到2.5×10-2mb（“气体平衡S”）。
在“多层沉积”步骤中，对直流电极提供185W的直流功率，在Pt溅射靶上建立一个-415V的偏压，相当于每次通过沉积出约11A的Pt层。第一层及最后层是Pt，所获得的Pt/Co多层结构共15层，台面共转了7.5圈。在多层沉积期间衬底处于对地2-5V的负电位。
实施例2d
按照以下显著的调整继续进行实施例2c的处理过程：
在“过热处理S1”中，对直流电极提供215W的直流功率，在Pt溅射靶上建立一个-428V的偏压，相当于每次通过沉淀出约15
Figure 931084717_IMG33
的Pt层。第一及最后层是Pt，所获得的Pt/Co多层结构共19层，台面共转了9.5圈。在多层沉淀期间衬底处于对地2-3V的负电位。
表2中列出了实施例2a-2d多层结构的居里温度相对Pt与Co比例的关系：
表2
实施例 周期数 Pt/Co厚度比(
Figure 931084717_IMG34
/
Figure 931084717_IMG35
) 居里温度(℃)
2a    12.5    3/6    470
3d    9.5    3/8    380
2b    8.5    3/9.5    300
2c    7.5    3/11    280
2d    9.5    3/15    180
实施例3a：过热处理步骤的变型
将一个预先清洁过的玻璃衬底安装在一个真空室中的衬底台面上，并使该室被泵抽到2×10-6mb的基本压力。
对进入真空室的纯Ar气体进行计量使之到达1.5×10-2mb的压力，并且该系统允许均衡数分钟（“气体平衡1”）。
全部面积为2960cm2的八角形衬底台面被放置在距铂溅射源11cm处及距钴溅射源11cm处，并以6rpm的速率转动，而功率为700瓦的13.56MHz的恒定射频，相当于0.24Wcm-2功率密度被施加在台面上20分钟，使台面建立在一个对地电位约为200V的负偏压下（“过热处理S1”）。
利用光栅将衬底台面遮住避开装有8″×4″Pt靶的一个平面型磁控管源，将124W的直流功率提供给该溅射源数分钟，以便清洁溅射靶及建立工作的稳定状态（“靶的预整备步骤”）。
然后在六次连续的通过中利用Pt溅射源沉积Pt中间层，建立的全部厚度约为50 。提供给溅射电极的功率为124W，电极的偏压相对地电位为-414V。衬底处于相对地电位约15V的负电位上。衬底与靶隔开11cm，并且台面以6rpm速度转动（“中间层沉积”）。
随后将射频功率（13.56MHz）提供给衬底台面对Pt中间层的表面作过热处理。200W的射频功率被施加了5分钟的时间，建立的台面对地的偏压为-100V，衬底台面以6rpm速度转动（“过热处理S2”）。
用于产生所需多层结构的Co通量源由位于Pt源直接对面的且面对着它的一个射频平面型磁控管来提供。来自每个源的通量被放置在它们中间的衬底台面挡住。使用一个薄的钴靶（8″×4″×1mm）来增强磁控管的溅射效果。利用将衬底遮住避开两个溅射源，将功率提供给每个源，其功率值是用于制造多层结构的Pt或Co各自的沉积速率所需的值。这个状态被保持数分钟，以使得这些溅射源能在为所需的沉积速率所调整的各自功率下得到均衡（“多层沉积前的靶预整备”）。
将对衬底的遮挡移去，以使得来自两个源的通量能入射到台面上，衬底转动地通过源，产生出一个交替的Pt及Co层结构。第一及最后层是Pt，所获得的结构共19层，台面共转动9.5圈。台面的转速为6转/每分钟，提供给钴溅射电极恒定的射频功率以获得每次衬底通过沉积出约3
Figure 931084717_IMG37
厚度的Co层。将恒定的直流功率提供给Pt溅射电极，获得每次衬底通过沉积出约8 厚的Pt层（“多层沉积”）。将124W的直流功率提供给Pt溅射电极，在Pt靶上建立一个-414V的偏压。400W的射频功率用来在Co靶上建立对地-600V的偏压。衬底处于对地2至3V的负电位。气体的测量及溅射电极相对衬底台面的间距同前面“过热处理S1”中所述。
从溅射室中取出具有沉积了多层的玻璃衬底。
实施例3b：过热处理的变型
将一个预先清洁过的玻璃衬底安装在一个真空室中的衬底台面上，并使该室被泵抽到2×10-6mb的基本压力。
对进入真空室的纯Ar气体进行计量使之达到1.5×10-2mb的压力，并且该系统允许均衡数分钟（“气体平衡1”）。
全部面积为2960cm2的八角形衬底台面被放置在距铂溅射源11cm处及距钴溅射源11cm处，并以6rpm的速度转动，而功率为1000瓦的13.56MHz的恒定射频，相当于0.24wcm-2功率密度被施加在台面上7分钟，使台面建立在一个对地电位约240V的负偏压（“过热处理S1”）。
利用光栅将衬底台面遮住避开装有8×″×4″Pt靶的一个平面型磁控管源，将124W的直流功率提供给该溅射源数分钟，以便清洁溅射靶及建立工作的稳定状态（“靶的预整备步骤”）。
然后在两次连续的通过中利用Pt溅射源沉积Pt中间层，建立的全部厚度约为16
Figure 931084717_IMG39
。提供给溅射电极的功率为124W，电极的偏压相对地电位为-414V。衬底处于相对地电位约15V的负电位上。衬底与靶隔开11cm，并且台面以6rpm速率转动（“中间层沉积”）。
随后将射频功率（13.56MHz）提供给衬底台面对Pt中间层的表面作过热处理。100W的射频功率被施加了10分钟的时间，建立的台面对地的偏压为-70V，衬底台面以6rpm速度转动（“过热处理S2”）。
用于产生所需多层结构的Co通量源由位于Pt源直接对面的且面对着它的一个射频平面型磁控管来提供。来自每个源的通量被放置在它们中间的衬底台面挡住。使用一个薄的钴靶（8″×4″×1mm）来增强磁控管的溅射效果。利用将衬底遮住避开两个溅射源，将功率提供给每个源，其功率值是用于制造多层结构的Pt或Co各自沉积速率所需的值。这个状态被保持数分钟，以使得这些溅射源能在为所需的沉积速率所调整的各自功率下得到均衡（“多层沉积前的靶预整备”）。
将对衬底的遮挡移去，以使得来自两个源的通量能入射到台面上，衬底转动地通过源，产生出一个交替的Pt及Co层结构。第一及最后层是Pt，所获得的结构共19层，台面共转动9.5圈。台面转速为6转/每分钟，提供给钴溅射电极恒定的射频功率，以获得每次衬底通过沉淀出约3
Figure 931084717_IMG40
厚度的Co层。将恒定的直流功率提供给Pt溅射电极，获得每次衬底通过，沉淀出约8
Figure 931084717_IMG41
厚度的Pt层（“多层沉积”）。将124W的直流功率提供给Pt溅射电极，在Pt靶上建立一个-414V的偏压。400W的射频功率用来在Co靶上建立对地-600V的偏压。衬底处于对地1至2V的负电位。气体的测量及溅射电极相对衬底台面的间距同前面“过热处理S1”中所述。
从溅射室中取出具有沉积了多层的玻璃衬底。
实施例3c：多层矫顽磁力的变型
按照以下显著的区别继续进行实施例3a的处理过程：
1、在“过热处理S1”步骤时，1000W的射频功率被施加了7分钟，以建立一个相对于地电位约245V的负偏压;
2、在“中间层沉积”步骤时，在两次连续的通过中利用溅射电极沉积了厚度约16 的Pt中间层。
实施例3d：多层矫顽磁力的变型
按照以下显著的区别继续进行实施例3c的制造过程：
在“过热处理S2”步骤以后，接着将氩气压力调整到2.5×10-2mb，并允许其均衡。
在“多层沉积”步骤期间，将120W的直流功率提供给Pt溅射电极，在Pt靶上建立偏压-391V。利用400W的射频功率在Co靶上建立对地的自偏压-520V。衬底处于对地3至4V的负电位。
实施例3e：通过热处理增强矫顽磁力
根据实施例3d制备样品，然后将其进行以下热处理：
将样品放置在一个175℃的热板上10分钟。取下样品再放置到室温下的一个钢块上，并使其冷却到室温。
实施例3f：通过热处理增强矫顽磁力
根据实施例3d制备样品，然后将其进行以下的热处理：
将样品放置在一个175°的热板上20分钟。取下样品再放置到室温下的一个钢块上，并使其冷却到室温。
实施例3g：通过热处理增强矫顽磁力
根据实施例3d制备样品，然后将其进行以下的热处理：
将样品放置在一个170℃的钢板上70分钟，取下样品再放置到室温下的一个钢块上，并使其冷却到室温。然后又按以下所列条件再重复操作三次：
第一次重复    在170℃下放190分钟
第二次重复    在170℃下放340分钟
第三次重复    在234℃下放210分钟
对实施例3a-3g中的Hc及Tc进行测量并列在表3中：
表3
实施例    室温矫顽磁力(KOe)    居里温度(℃)
3a    1.40    390
3b    1.01    390
3c    2.30    380
3d    4.30    380
3e    6.06    370
3f    7.68    370
3g    9.50    370
实施例4：
第一层：
1、将一个预清洁过的显微镜玻璃滑块安装到一个真空室中的衬底台面上，并使该室被泵抽到1.3×10-6mb的基本压力;
2、对进入真空室的纯Ar气体进行计量使之达到1.5×10-2mb的压力，并使该系统允许均衡数分钟（“气体平衡”）;
3、全部面积为2960cm2的衬底台面距离两个对置的溅射源中的每一个11cm地放置，并以6rpm的速度转动，而功率为1000W的13.56MHz的恒定射频，相当于0.34Wcm-2的功率密度被施加在台面上，台面建立的相对地电位的负偏压为250V。该功率施加了7分钟的时间（“过热处理S1”）。
4、利用光栅将衬底台面遮住避开装有8″×4″Pt靶的一个平面型磁控管源，将120W的直流功率提供给该溅射源数分钟，以便清洁溅射靶及建立工作的稳定状态。对气体压力或测量不作变化（“靶的预整备步骤”）。
5、然后在两次连续的通过中利用Pt溅射源沉积出Pt中间层，建立的全部厚度约为16 。提供给溅射电极的功率为120W，电极的偏压相对地电位为-408V，衬底与靶相隔11cm，并且台面以6rpm的速度转动，台面具有相对地电位的感应偏压约为-15V（“Pt中间层沉积”）。
6、然后将射频功率（13.56MHz）提供给衬底台面对Pt中间层的表面作过热处理。200W的射频功率被用来建立110至105V的台面对地偏压，衬底台面以6rpm的速度转动5分钟的时间（“过热处理S2”）。
随后将氩气压力调整到2.5×10-3mb一段时间以使其均衡。
7、直接位于Pt源对面并面对着它的一个射频平面型磁控管提供Co通量源，用于产生所需的多层结构，来自每个源的通量被放置在它们中央的衬底台面挡住。使用一个薄的钴靶（8″×4″×1mm），来增强磁控管的溅射效果。利用将衬底遮住避开两个溅射源，将功率提供给每个源，其功率值为用于制造多层结构的Pt及Co各自沉积速率所需的值。首先建立Pt功率，然后建立Co功率。这被保持数分钟以使得这些溅射源能在为所需的沉积速率所调整的各自功率下得到均衡（“多层沉积前的靶预整备”）。
8、将对衬底的遮挡移去，以使得来自两个源的通量能入射到台面上。衬底转动地通过源，以产生出一个交替的Pt及Co层的结构。第一及最后层是Pt，所获得的结构共15层，台面共转动7.5圈。台面转速为6转/分钟，提供给钴电极恒定的射频功率，以获得每次衬底通过沉淀出约3
Figure 931084717_IMG44
厚度的钴层。将恒定直流功率提供给Pt溅射电极，获得每次衬底通过沉积出15
Figure 931084717_IMG45
厚度的Pt层。
利用400W的射频功率在Co靶上建立对地-580V的自偏压。215W的直流功率施加给Pt溅射电极，在Pt靶上建立-422V的偏压，在衬底台面上感应出相对于地电位负1-2V的偏压。气体的测量及衬底对电极的距离如以上所述（“多层沉积”）。
9、从溅射室中取出具有沉积多层的玻璃滑片。该样品进行以下的热处理：
样品被放置在一个153℃的炉中40分钟。然后将其取出并放在一个铝块上使其冷却到室温。
第二层：
1、将该样品安装在一个真空室中的衬底台面上，并将该室被泵抽到2×10-6mb的基本压力。
2、对进入真空室的纯氩气进行计量使之达到1.5×10-2mb的压力并使其均衡数分钟（“气体平衡”）。
3、面积为2960cm2的衬底台面被放置在距离两个对置的源中的每一个11cm处并以6rpm速度转动。
4、利用光栅将衬底台面遮住避开装有8″×4″Pt靶的一个平面型磁控管源（planar    magnetron    source），将120W的直流功率提供给溅射源数分钟，用以清洁溅射靶并建立工作的稳定状态。对气体压力或测量不作变化（“靶的预整备步骤”）。
5、然后在六次连续的通过中利用Pt溅射源沉积Pt中间层，建立的全部厚度约为50
Figure 931084717_IMG46
。提供给溅射电极的功率为120W，电极的偏压相对地电位为-409V，在台面上建立相对地电位为-15V的偏压，衬底与靶相隔11cm，并且台面以6rpm速度转动（“Pt中间层沉积”）。
6、然后将射频功率（13.56MHz）提供给衬底台面对Pt中间层表面作过热处理。200W的射频功率被提供用来建立负105-110V的台面对地偏压，衬底台面以6rpm速度转动5分钟的时间（“过热处理S2”）。
7、直接位于Pt源对面且面对着它的一个射频平面型磁控管提供Co通量源，用于产生所需的多层结构，来自每个源的通量被放置在它们中央的衬底台面挡住。使用了一个薄的钴靶（8″×4″×1mm）来增强磁控管的溅射效果。利用将衬底遮住避开两个溅射源，将功率提供给每个源，其功率值为用于制造多层结构的Pt及Co各自沉积速率所需的值，铂功率电平首先被建立。这种状态被保持数分钟以使得这些溅射源能在为所需的沉积速率所调整的各自功率下得到均衡（“多层沉积前的靶预整备”）。
8、将对衬底的遮挡移去，以使得来自两个源的通量能入射到台面上。衬底转动地通过源，以产生出一个交替的Pt及Co层的结构。第一及最后层是Pt，所获得的结构共7层，台面共转动了3.5圈。台面转速为6rpm，提供给Co电极恒定的射频功率，以获得每次衬底通过沉淀出3 厚度的Co层。将恒定直流功率提供给Pt溅射电极，获得每次衬底通过沉积出8
Figure 931084717_IMG48
厚度的Pt层。
利用400W的射频功率，在Co靶上建立对地电位-530V的自偏压。将120W的直流功率提供给Pt溅射电极，在Pt靶上建立-400V的偏压。在衬底台面上感应出相对地电位负1-2V的偏压。气体的测量及衬底对电极的距离如以上所述（“多层沉积”）。
图1表示对于该双层的多层结构的、从膜侧面光检测得到的极化克耳回线。
实施例5
根据实施例4中所述的制造程序继续进行，其区别是省略了对一个沉积多层的热处理步骤;双层的沉积是在一个连续地不间断的程序中完成的;及使用的玻璃衬底是由Pilkington    PLC公司提供的。
图2表示该实施例产品的极化克耳回线。
实施例6
第一多层：
第一多层的沉积是采用与实施例5中相同的方式获得的，但在第一多层沉积以后，将Ar气体的压力调整到1.5×102mb并允许其均衡。
第二层：
1、面积为2960cm2的衬底台面被放置在距离两个对置的磁控管溅射源中的每一个11cm处。
2、利用光栅遮住衬底以避开一个装有8″×4″Pt靶的平面型磁控管源，将120W的功率提供给溅射源数分钟，用于清洁溅射靶及建立工作的稳定状态。对气体的压力或测量不作变化（“靶的预整备步骤”）。
3、然后在三次连续的通过中利用Pt溅射源沉积出Pt中间层，建立的全部厚度约为25 。提供给溅射电极的功率为120W，电极的偏压相对地电位为-405V，衬底台面对地为负12-15V，衬底与靶相隔11cm，并且台面以6rpm速度转动（“Pt中间层沉积”）。
4、随后将射频功率（13.56MHz）提供给衬底台面，对Pt中间层的表面作过热处理。200W的射频功率被提供用来建立负110-105V的台面对地偏压，衬底台面以6rpm速度转动5分钟的时间（“过热处理S2”）。
接着将氩气压力调整到2.5×10-2mb并允许其均衡。
5、直接位于Pt源对面并面对着它的一个射频平面型磁控管提供Co通量源，用于产生所需的多层结构，来自每个源的通量被放置在它们中央的衬底台面挡住。使用一个薄的钴靶（8″×4″×1mm）来增强磁控管的溅射效果。利用将衬底遮住避开两个溅射源，将功率提供给每个源，其功率值是用于制造多层结构的Pt及Co各自沉积速率所需的值，及首先建立铂功率电平。这个状态被保持数分钟以使得这些溅射源能在为所需的沉积速率所调整的各自功率下得到均衡（“多层沉积前的靶预整备”）。
6、将衬底的遮挡移去，以使得来自两个源的通量能入射到台面上。衬底转动地通过源，以产生出一个交替的Pt及Co层的结构。第一及最后的层是Pt，所得到的结构共为13层，台面共转了6.5圈，台面转速为6rpm，提供给Co电极恒定的射频功率，以获得每次衬底通过沉积出3
Figure 931084717_IMG50
厚度的Co层。将恒定直流功率提供给Pt溅射电极，获得每次衬底通过沉积出8
Figure 931084717_IMG51
厚度的Pt层。
利用400W的射频功率在Co靶上建立对地电位-580V的自偏压。将120W的直流功率提供给Pt溅射电极，在Pt靶上建立-384V的偏压及在衬底台面上感应出相对地电位负1-2V的偏压。气体的测量及衬底对电极的距离如以上所述（“多层沉积”）。
膜侧面的及通过衬底光检测的极化克耳回线表示在图3a及3b中。
实施例7
第一层：
1、将一个预清洁过的显微镜玻璃滑块安装到一个真空室的衬底台面上，并使该室被泵抽到3×10-6mb的基本压力。
2、对进入真空室中的纯氩气进行计量，使之达到1.5×10-2mb的压力，并使该系统允许均衡数分钟（“气体平衡”）。
3、面积为2960cm2的衬底台面距离两个对置的溅射源中的每一个11cm地放置，并以6rpmm的速度转动，而功率为1000W的13.56MHz的恒定射频，相当于0.34wcm-2的功率密度被施加在台面上，使台面建立相对地电位255-240V的负偏压。该功率施加了7分钟的时间（“过热处理S1”）。
4、利用光栅将衬底台面遮住避开装有8″×4″Pt靶的一个平面型磁控管源，将120W的直流功率提供给该溅射源数分钟，以便清洁溅射靶及建立工作的稳定状态。对气体压力或测量不作变化（“靶的预整备步骤”）。
5、然后在两次连续的通过中利用Pt溅射源沉积出Pt中间层，建立的全部厚度约为16
Figure 931084717_IMG52
。提供给溅射电极的功率为120W，电极的偏压相对地电位为-408V，衬底与靶相隔11cm，并且台面以6rpm速度转动，台面具有相对地电位的感应偏压约为-15V（“Pt中间层沉积”）。
6、接着将射频功率（13.56MHz）提供给衬底台面对Pt中间层的表面作过热处理。200W的射频功率被施加以建立约-110V的台面对地偏压，衬底台面以6rpm速度转动5分钟的时间（“过热处理S2”）。
7、直接位于Pt源对面并面对着它的一个射频平面型磁控管提供Co通量源，用于产生所需的多层结构，来自每个源的通量被放置在它们中央的衬底台面挡住。使用一个薄的钴靶（8″×4″×1mm）来增强磁控管的溅射效果。利用将衬底遮住避开两个溅射源，将功率供给每个源，其功率值为用于制造多层结构的Pt及Co各自沉积速率所需的值。首先建立Pt功率，然后建立Co功率。这被保持数分钟，以使得这些溅射源能在为所需的沉积速率所调整的各自功率下得到均衡（“多层沉积前的靶整备”）。
8、将对衬底的遮挡移去，以使得来自两个源的通量能入射到台面上。衬底转动地通过源，以产生出一个交替的Pt及Co层的结构。第一及最后层是Pt，所获得的结构共19层，台面共转动9.5圈。台面转速为6rpm，提供给钴电极恒定的射频功率，以获得每次衬底通过沉积出3
Figure 931084717_IMG53
厚度的Co层。将恒定直流功率提供给Pt溅射电极，获得每次衬底通过沉积出8
Figure 931084717_IMG54
厚度的Pt层。
利用400W的射频功率在Co靶上建立相对地电位-540V的自偏压。将120W的直流功率施加给Pt溅射电极，在Pt靶上建立-386V的偏压，在衬底台面上感应出相对地电位负2V的偏压。气体的测量及衬底对电极的距离如以上所述（“多层沉积”）。
9、将该具有沉积多层的玻璃滑片从溅射室中取出并将它进行以下的热处理：
样品被放置在一个170℃的铜块上10分钟。然后将其取下并放在一个室温下的钢块上，及使其冷却到室温。
第二层
1、将该样品安装在一个真空室中的衬底台面上，并使该室被泵抽到3×10-6mb的基本压力。
2、对进入真空室中的纯氩气进行计量，使之达到1.5×10-2mb的压力并使其均衡数分钟（“气体平衡”）
3、面积为2960cm2的衬底台面被放置在距离两个对置的源中的每一个11cm处。
4、利用光栅将衬底台面遮住避开装有8″×4″Pt靶的一个平面型磁控管源，将120W的直流功率提供给溅射源数分钟，用以清洁溅射靶及建立工作的稳定状态。对气体压力或测量不作变化（“靶的预整备步骤”）。
5、然后在一次通过中利用Pt溅射源沉积Pt中间层，建立的全部厚度约为8 。提供给溅射电极的功率为120W，电极的偏压相对地电位为-405V，衬底与靶相隔11cm，台面的转速为6rpm。在沉积期间建立在衬底台面上的负偏压相对地电位约为10V（“Pt中间层沉积”）。
6、接着将射频功率（13.56MHz）提供给衬底台面对Pt中间层表面作过热处理。将140W的射频功率提供来建立台面对地约负100-105V的偏压，衬底台面以6rpm速度转动5分钟的时间（“过热处理S2”）。然后以步骤4及5所述方式，但例外的是衬底台面的转速为12rpm，沉积出一个4 的Pt中间层。
7、直接位于Pt源对面且面对着它的一个射频平面型磁控管提供Co通量源，用于产生所需的多层结构，来自每个源的通量被放置在它们中央的衬底台面挡住。使用了一个薄的钴靶（8″×4″×1mm）来增强磁控管的溅射效果。利用将衬底遮住避开两个溅射源，将功率提供给每个源，其功率值为用于制造多层结构的Pt及Co各自沉积速率所需的值，铂功率电平首先被建立。这种状态被保持数分钟以使得这些溅射源能在为所需的沉积速率所调整的各自功率下得到均衡（“多层沉积前的靶预整备”）。
8、将对衬底的遮挡移去，以使得来自两个源的通量能入射到台面上。衬底转动地通过源，以产生出一个交替的Pt及Co层的结构。第一层是Co而最后层是Pt，所获得的结构共为10层，台面共转动了5圈。台面转速为6rpm，提供给Co电极恒定的射频功率，以获得每次衬底通过沉积出3
Figure 931084717_IMG57
厚度的Co层。将恒定直流功率提供给Pt溅射电极，获得每次衬底通过沉积出8
Figure 931084717_IMG58
厚度的Pt层。
利用400W的射频功率，在Co靶上建立对地电位-510V的自偏压。将120W的直流功率提供给Pt溅射电极，在Pt靶上建立-405V的偏压，在衬底台面上感应出相对地电位负2-5V的偏压。气体的测量及衬底对电极的距离如上所述（“多层沉积”）。图4表示该实施例产品的较大及较小的室温极化克耳回线。表4表示作为温度函数的较小回线的矫顽磁力的偏移（由于交换耦合引起）。
实施例8
第一层
制造第一层的处理过程与实施例7中有关制造第一层的过程的描述相同。
具有沉积多层的玻璃滑片被从溅射室中取出并进行以下的热处理：
样品被放置在一个170℃的热板上73分钟。然后将其取下放在一个室温下的钢块上，并使其冷却到室温。
第二层
1、将样品安装在一个真空室中的衬底台面上，并使该室被泵抽到1.8×10-6mb的基本压力。
2、对进入真空室中的纯氩气进行计量，使之达到1.5×10-2mb的压力并使其均衡数分钟（“气体平衡”）。
3、面积为2960cm2的衬底台面被放置在距离两个对置的源中的每一个11cm处。
4、利用光栅将衬底台面遮住避开装有8″×4″Pt靶的一个平面型磁控管源，将120W直流功率提供给溅射源数分钟，用以清洁溅射靶及建立工作稳定状态。对气体压力或测量不作改变（“靶的预整备步骤”）。
5、然后在一次通过中利用Pt溅射源沉积出Pt中间层，建立的全部厚度约为8
Figure 931084717_IMG59
。提供给溅射电极的功率为120W，电极的偏压相对地电位为-405V，衬底与靶相隔11cm，台面的转速为6rpm。在沉积期间建立在衬底台面上的负偏压相对地电位约为10V（“Pt中间层沉积”）。
6、接着将射频功率（13.56MHz）提供给衬底合面以对Pt中间层表面作过热处理。提供150W的射频功率建立台面对地约负105-110V的偏压，衬底台面以6rpm速度转动5分钟的时间（“过热处理S2”）。
7、直接位于Pt源对面且面对着它的一个射频平面型磁控管提供Co通量源，用于产生所需的多层结构，来自每个源的通量被放置在它们中央的衬底台面挡住。使用了一个薄的钴靶（8″×4″×1mm）来增强磁控管的溅射效果。利用将衬底遮住避开两个溅射源，将功率提供给每个源，其功率值为用于制造多层结构的Pt及Co各自沉积速率所需的值，铂功率电平首先被建立。这种状态被保持数分钟，以使得这些溅射源能在为所需的沉积速率所调整的各自功率下得到均衡（“多层沉积前靶预整备”）。
8、将对衬底的遮挡移去，以使得来自两个源的通量能入射到台面上。衬底转动地通过源，以产生出一个交替的Pt及Co层的结构。第一层是钴而最后层是铂，所获得的结构共为10层，台面共转5圈。台面的转速为6rpm，提供给Co电极恒定的射频功率，以获得每次衬底通过沉积出3
Figure 931084717_IMG60
厚度的Co层。将恒定直流功率提供给Pt溅射电极，获得每次衬底通过沉积出8
Figure 931084717_IMG61
厚度的Pt层。
利用400W的射频功率，在Co靶上建立对地电位-510V的自偏压。将120W的直流功率提供给Pt溅射电极，在Pt靶上建立一个-405的偏压，在衬底台面上感应出相对地电位负2-5V的偏压。气体的测量及衬底对电极的距离如上所述（“多层沉积”）。作为温度函数的较小回线的矫顽磁力的偏移（由于交换耦合引起）列在表4中。
实施例9
制造存储层的过程与实施例7中制造第一多层所述过程相同。然后将其按以下方式进行热处理。
样品被放置在一个165℃的铜块上10分钟。然后将其取下放在一个室温下的钢块上，并使其冷却到室温。
参照层的制造过程与实施例7中制造第二多层的相类似，但有下列的例外：在这个多层中单个Pt层的厚度为6
Figure 931084717_IMG62
，对该溅射电极提供90W直流功率，该靶的电位相对地电位是-376V。该实施例产品的较大及较小的极化克耳回线表示在图5a及5b中。表4表示作为温度函数的较小回线的矫顽磁力偏移（由于交换耦合引起的）。
表4
作为温度函数的由交换耦合引起的
较小回线矫顽磁力偏移
温度    实施例7    实施例8    实施例9
(℃)    Hc    △Hc    Hc    △Hc    Hc    △Hc
20    1.25    0.55    ～1.2    ～2    1.5    0.35
120    0.65    0.15    -    -    0.90    0.10
150    0.55    0.10    ～0.8    ～1.2    0.75    0.05
200    0.28    0.03    ～0.3    ～0.7    0.40    0.03
实施例10
第一多层
该第一层的制造过程如实施例4中所述。样品从真空室中取出并进行下述过程的热处理：
样品被放置在温度为153℃的炉中40分钟。然后将其取出并放置在室温下的一个铝块上，并使其冷却到室温。
第二多层：
1、将样品安装在一个真空室中的衬底台面上，并使该室被泵抽到2×10-6mb的基本压力。
2、对进入真空室中的纯氩气进行计量使之达到1.5×10-2mb的压力，并使该系统均衡数分钟（“气体平衡”）。
3、直接位于直流平面型磁控管Pt源对面并面对它的一个射频平面型磁控管提供Co通量源，用于产生多层结构，来自每个源的通量被放置在它们中央的面积为2960cm2的衬底台面挡住。使用一个薄的钴靶（8″×4″×1mm）来增强磁控管的溅射效果。利用将衬底遮住避开两个溅射源，将功率提供给每个源，其功率值是用于制造多层结构的Pt及Co各自沉积速率所需的值，并首先建立铂功率电平。这个状态被保持数分钟，以使得这些溅射源能在为所需的沉积速率所调整的各自功率得到均衡（“多层沉积前的靶预整备”）。
4、将衬底的遮挡移去，以使得来自两个源的通量能入射到台面上，衬底转动地通过源，以产生出一个交替的Pt及Co层的结构。第一层及最后层是Pt，所得到的结构共7层，台面转了共3.5圈。台面的转速为6rpm，提供给Co电极恒定的射频功率，以获得每次衬底通过沉积出3
Figure 931084717_IMG63
厚度的Co层。将恒定直流功率提供Pt溅射电极，获得每次衬底通过沉积出8
Figure 931084717_IMG64
厚度的Pt层。
利用400W的射频功率在Co靶上建立对地电位-570V的自偏压。将120W的直流功率提供给Ptt溅射电极，在Pt靶上建立-407V的偏压，及在衬底台面上感应出相对地电位负1-2V的偏压。气体的测量及衬底与电极的距离如以上所述（“多层沉积”）。
这种双层多层系统的大及小极化克耳回线表明了层之间的弱交换耦合，这些回线表示在图6a及6b中。

Claims (27)

1、一种适于磁光记录及具有可直接重写数据能力的材料系统，它包括一个衬底材料及至少两个铂及钴的多层膜，其中在一个多层界面上设置了一个隔层，该隔层包括一个或两个多层中的一个Pt层或一个单独的沉积材料，所述多层膜中的一个具有相对高的室温矫顽磁力(Hc)及相对低的居里温度(Tc)并用作存储层，所述多层膜中另一个具有相对低的室温矫磁顽力及相对高的居里温度并用作参照层，这两个多层膜之间的不同矫顽磁力及居里温度能满足允许直接重写过程。
2、根据权利要求1的材料系统，其中存储层的Hc为2至15KOe，而参照层的Hc为0.5至10KOe，只要Hc（存储层）减去Hc（参照层）的值大于：
σw/[2Ms（存储层）h（存储层）]
+
σw[2Ms（参照层）h（参照层）]
其中σw为交换耦合强度，Ms为饱和磁化强度，h为多层厚度。
3、根据权利要求2的材料系统，其中存储层的Hc为3-10KOe。
4、根据权利要求3的材料系统，其中存储层的Hc为3-8KOe。
5、根据权利要求2的材料系统，其中参照层的Hc为1-6KOe。
6、根据权利要求5的材料系统，其中参照层的Hc为1.5-4KOe。
7、根据以上任一权利要求的材料系统，其中存储层的Tc为100℃至400℃，而参照层的Tc为175℃至500℃，以使得参照层的Tc大于存储层Tc的值为75℃至100℃。
8、根据权利要求7的材料系统，其中参照层的Tc大于存储层的Tc的值超过100℃。
9、根据权利要求7或8的材料系统，其中存储层的Tc为150℃至300℃。
10、根据权利要求9的材料系统，其中存储层的Tc为150℃至200℃。
11、根据权利要求7或8的材料系统，其中参照层的Tc为250℃至500℃。
12、根据权利要求11的材料系统，其中参照层的Tc为200℃至400℃。
13、根据以上任一权利要求的材料系统，其中在多层界面上的隔层包括一个或二个多层中的一个Pt层。
14、根据以上任一权利要求的材料系统，其中在一个多层界面上的隔层包括单独沉积的材料。
15、根据权利要求14的材料系统，其中单独沉积的材料是铂材料或另外的金属，或一种介电材料，或是材料的组合。
16、根据权利要求15的材料系统，其中单独沉积的材料是铂。
17、根据以上任一权利要求的材料系统，其中隔层为平均厚度为50
Figure 931084717_IMG1
。
18、根据权利要求17的材料系统，其中隔层是附属单层厚度达到25 的平均厚度的隔层。
19、根据以上任一权利要求的材料系统，其中在衬底和相邻的Pt/CO多层膜之间设置了一个铂的或另外金属的、或介电材料的、或材料的组合的中间层。
20、根据权利要求19的材料系统，其中该中间层是铂层。
21、根据权利要求20的材料系统，其中该中间层的平均厚度为50
Figure 931084717_IMG3
。
22、根据权利要求21的材料系统，其中该中间层是附属单层的平均厚度为20
Figure 931084717_IMG4
的层。
23、根据以上任一权利的材料系统，其中每个钴层的厚度为2-5
Figure 931084717_IMG5
。
24、根据以上任一权利要求的材料系统，其中每个铂层的厚度为3-20
Figure 931084717_IMG6
。
25、根据以上任一权利要求的材料系统，其中每个多层膜包括2-15个Pt/CO周期
26、一种适合于MO记录的及具有可直接重写数据能力的材料系统，包括权利要求1-25中任一权利要求的材料系统，其中铂及钴的多层膜是交换耦合的。
27、一种磁光盘包括权利要求1-25中任一权利要求的材料系统。
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