CN1845242A

CN1845242A - 一种易轴取向的FePt、CoPt系垂直磁记录薄膜的制备方法

Info

Publication number: CN1845242A
Application number: CNA2006100786611A
Authority: CN
Inventors: 贺淑莉; 刘丽丽; 彭印; 王一红
Original assignee: Capital Normal University
Current assignee: Capital Normal University
Priority date: 2006-04-30
Filing date: 2006-04-30
Publication date: 2006-10-11
Anticipated expiration: 2026-04-30
Also published as: CN100378807C

Abstract

本发明涉及一种易轴取向的FePt、CoPt系垂直磁记录薄膜的制备方法，属于材料制备技术领域。该方法包括：1)制备晶粒为面心立方结构的FePt(M)或CoPt(M)薄膜，其中M为元素周期表中的C、P、B非金属元素之一或者熔点低于Fe元素熔点的Ag、Cu、Sn、Pb、Bi、Ga和In金属元素之一；2)将FePt(M)或CoPt(M)薄膜置于磁场中，磁场的方向垂直于薄膜表面，然后在磁场的作用下对薄膜进行激光热处理。应用本发明能使薄膜中的铁磁性晶粒的易磁化轴垂直于膜面排列。本发明具有工艺简单、过程容易控制的优点，并且可以使用熔点相对较低的玻璃作为薄膜的基底材料，既可节约成本，还可以保证使用FePt、CoPt系垂直磁记录薄膜过程中所要求的膜面光洁度。

Description

一种易轴取向的FePt、CoPt系垂直磁记录薄膜的制备方法

背景技术

本发明涉及一种易轴取向的FePt、CoPt系垂直磁记录薄膜的制备方法，尤其是利用激光快速热处理和磁场处理相结合制备FePt、CoPt系易轴垂直于膜面的垂直磁记录介质的方法，属于材料制备技术领域。

背景技术

自从1956年IBM制造出存储量为5MB、记录密度为2Kbit/in²的第一个硬盘驱动器以来，磁记录材料每个单元记录的字节数以每年20M的速度增长，最近几年增长速度达到了40M。2004年，磁记录介质的记录密度已达到200Gbit/in²。目前，科学工作者正在研制记录密度可达T bit/in²的新一代磁记录材料。作为未来高密度的磁记录材料需要有尺寸小且大小均匀的晶粒，颗粒之间的交换作用非常弱。但是通常颗粒尺寸的减小将会导致表面磁矩的热扰动，使磁记录材料的热稳定性变差，而那些具有大的磁晶各向异性能的材料如CoCr，FePt，CoPt等在晶粒尺寸很小的情况下仍具有较好的热稳定性，近几年作为磁记录介质的FePt、CoPt引起了人们极大的兴趣。

传统制备FePt薄膜的方法主要为物理气相沉积法，随后又发展了分子束外延法。2000年Sun等人(Shouheng Sun et al.，Science，287(2000)1989)首次用化学自组装的方法制备出晶粒直径为4nm的FePt纳米颗粒，用化学的方法制备高磁记录密度FePt薄膜成为当今磁记录研究领域里的一个热点。用自组装法制备FePt纳米颗粒的突出优势在于颗粒可控制，表现在颗粒尺寸可控、化学成份可控。

通常制备态的FePt薄膜晶粒为面心立方结构，且大多为各向同性，即颗粒的易磁化轴方向是随机分布的。而作为垂直磁记录材料的FePt薄膜，要求晶粒为面心四方结构，并且颗粒的易轴沿垂直于膜面的方向平行排列起来，Hc(//)/Hc(⊥)应不大于0.1。Kang(Shishou Kang，Appl.Phys.Lett.，86(2005)062503-1)试图直接合成面心四方(fct)结构的FePt颗粒，经分散后再磁场中取向，得到易轴垂直于膜面的FePt薄膜，但是他的工作表明，目前只能直接合成部分fct结构的FePt颗粒，还有一部分颗粒仍为面心立方(fcc)结构，因此得到的FePt薄膜中只有部分颗粒易轴垂直于膜面，故硬磁性较差。Kodama(Hiroyoshi Kodama，IEEE Trans.on Magn.，41(2005)665)在此方面作了初步的探讨，他用化学合成法得到fcc结构的FePt颗粒，然后在传统的热处理炉外加磁场进行磁场退火，得到的Hc(//)/Hc(⊥)在0.6-0.7之间，意味着他们制备的FePt颗粒易轴沿垂直于膜面方向的平行排列度是很弱的，距离使用的要求还很远，如何制备具有较好的磁织构FePt薄膜直接影响到FePt薄膜作为新一代磁记录介质的应用前景。

发明内容

本发明的目的在于提供一种易磁化轴取向的FePt、CoPt系垂直磁记录薄膜制备方法，用本方法制备的磁记录薄膜中铁磁性颗粒的易磁化轴垂直于膜面排列。

为了实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种易磁化轴取向的FePt、CoPt系垂直磁记录薄膜的制备方法，包括如下步骤：

1.制备晶粒为面心立方结构的FePt(M)或CoPt(M)薄膜，其中M为元素周期表中的C、P、B非金属元素之一或者熔点低于Fe元素熔点的Ag、Cu、Sn、Pb、Bi、Ga和In金属元素之一；

2.将FePt(M)或CoPt(M)薄膜置于磁场中，磁场的方向垂直于薄膜表面，然后在磁场的作用下对薄膜进行激光热处理。

步骤1中，FePt(M)或CoPt(M)薄膜的制备方法可以为物理气相沉积法、化学自组装法和分子束外延生长法三种方法之中的任一种。本发明适用于制备态的FePt(M))和CoPt(M)薄膜中铁磁性晶粒的晶体结构为面心立方结构的。FePt(M)或CoPt(M)薄膜在激光热处理过程中，施加的磁场既可以为永久磁体产生的磁场也可以为电磁铁产生的磁场，施加的磁场强度为0.5T-10T。

上述的方案能使薄膜中铁磁性颗粒的易磁化轴垂直于膜面排列，从而提高薄膜的磁性。

应用本发明提供的方法得到的FePt、CoPt系垂直磁记录薄膜，其铁磁性晶粒的易磁化轴具有好的取向度，即晶粒的易轴垂直于膜面排列。该制备方法快速简单且过程容易控制。此外，由于激光热处理具有瞬时加热、快速冷却的特点，该方法中薄膜的基底材料可以选用价格低廉的玻璃片，不仅节约了成本，而且还可以保证使用FePt或CoPt系垂直磁记录薄膜过程中所要求的膜面光洁度。

附图说明

图1：实施例中制备态Fe₅₂Pt₄₈薄膜的磁化及退磁曲线；

图2：实施例中在磁场中经YAG激光热处理后Fe₅₂Pt₄₈薄膜的磁化及退磁曲线。

具体实施方式

下面的实施例是为了进一步阐明本发明的工艺过程特征而非限制本发明。

用化学自组装方法制备出Fe₅₂Pt₄₈颗粒，颗粒的平均直径为4nm，将颗粒在己烷中进行分散，然后以玻璃作为基片涂膜。将涂完膜的玻璃片放入磁场中，磁场的方向垂直于玻璃表面，磁场强度为2T。待薄膜干燥后，用YAG激光器对薄膜进行激光热处理，扫描速度为1mm/sec，脉冲电流为16A，重复频率为1KHz。

图1为制备态Fe₅₂Pt₄₈薄膜的磁化及退磁曲线，从图1中可以看到，磁体的矫顽力很低，表明Fe₅₂Pt₄₈颗粒为面心立方结构，磁体呈现软磁行为。图2为在磁场中经YAG激光热处理后Fe₅₂Pt₄₈薄膜的磁化及退磁曲线，曲线表明磁体的易轴取向度较好，垂直于膜面排列。

Claims

1.一种易轴取向的FePt、CoPt系垂直磁记录薄膜的制备方法，包括如下步骤：

1)制备晶粒为面心立方结构的FePt(M)或CoPt(M)薄膜，其中M为元素周期表中的C、P、B非金属元素之一或者熔点低于Fe元素熔点的Ag、Cu、Sn、Pb、Bi、Ga和In金属元素之一；

2)将FePt(M)或CoPt(M)薄膜置于磁场中，磁场的方向垂直于薄膜表面，然后在磁场的作用下对薄膜进行激光热处理。

2.如权利要求1所述的FePt、CoPt系垂直磁记录薄膜的制备方法，其特征在于FePt(M)或CoPt(M)薄膜的制备方法可以为物理气相沉积法、化学自组装法和分子束外延生长法三种方法之中的任一种。

3.如权利要求1或2所述的FePt、CoPt系垂直磁记录薄膜的制备方法，其特征在于FePt(M)或CoPt(M)薄膜在激光热处理过程中，施加的磁场可以为永久磁体产生的磁场或者电磁铁产生的磁场。

4.如权利要求3所述的FePt、CoPt系垂直磁记录薄膜的制备方法，其特征在于FePt(M)或CoPt(M)薄膜在激光热处理过程中施加的磁场强度为0.5T-10T。