高磁晶各向异性磁记录薄膜材料

1 磁记录物理概述1.1磁记录的基本原理1.2磁记录介质1.2.1铁磁质材料的磁化特性1.2.2磁畴1.2.3矫顽力的形成机制1.2.4磁晶各向异性1.2.5晶粒间相互作用1.2.6超顺磁效应1.2.7纵向磁记录介质的过渡区和退磁场1.3磁记录磁头1.3.1 感应磁头1.3.2 磁电阻（MR）读出磁头1.3.3 自旋阀读出磁头1.4 硬盘磁记录技术的发展历程参考文献2薄膜材料的制备方法2.1 物理气相沉积2.1.1 真空蒸发镀膜2.1.2 溅射镀膜2.1.3 其他物理气相沉积方法2.2 化学气相沉积参考文献3薄膜材料的性能测试和微结构表征方法3.1薄膜厚度的测量3.1.1台阶仪法3.1.2电子显微镜法3.2 薄膜成分的测量3.2.1 扫描电子显微镜3.2.2 等离子体感应原子发射光谱3.3薄膜表面元素的化学状态的表征3.3.1 X射线光电子能谱3.3.2 俄歇光电子能谱3.4 薄膜晶体学结构的表征—X射线衍射3.5 薄膜表面形貌或高分辨像的表征3.5.1 原子力显微镜3.5.2 透射电子显微镜3.6 薄膜磁性的测量3.6.1交变梯度磁强计3.6.2振动样品磁强计3.6.3物理性能综合测试系统参考文献4高磁晶各向异性的磁记录介质薄膜材料的发展和研究现状4.1超高密度磁记录硬盘对记录介质材料的要求4.2部分高磁晶各向异性的磁记录介质薄膜材料的特点4.2.1 Co基合金薄膜材料的发展和研究现状4.2.2 L10-FePt合金薄膜材料的特点和研究现状4.2.3 SmCo合金薄膜材料的研究现状参考文献5低温有序的FePt磁记录薄膜材料的制备及原理5.1概论5.2 FePt薄膜对原子比、薄膜厚度以及退火处理工艺的依赖关系5.2.1 Fe、Pt原子百分比对FePt薄膜的影响5.2.2 Cu掺杂对FePt薄膜的磁性能及磁化反转的影响机理5.2.3 FePt薄膜的有序化对薄膜厚度及热处理条件的依赖关系5.3多层膜的界面调控作用对FePt薄膜的低温有序及磁性能的影响5.3.1n多层膜的低温有序化的研究5.3.2n复合多层膜的低温有序化的研究5.4衬底层对FePt薄膜的有序化、磁性能及表面形貌的影响5.4.1不同底层对n多层膜的有序化和磁性能的影响5.4.2表面活化剂Bi做底层对FePt薄膜的有序化温度和磁性能的影响参考文献6 具有垂直磁各向异性的L10-FePt磁记录薄膜的合成及表征6.1概论6.2基片及缓冲层对FePt单层膜的垂直磁各向异性的影响6.2.1玻璃基片上的L10-FePt薄膜磁各向异性的研究6.2.2MgO（001）单晶基片上的L10-FePt垂直磁各向异性薄膜的研究6.3具有垂直磁各向异性的L10-FePt/Au纳米复合薄膜的合成、表征及机理6.3.1 L10-FePt /Au垂直纳米复合薄膜的磁性能及晶体结构6.3.2 L10-FePt /Au垂直纳米复合薄膜的有序化温度和磁耦合作用6.3.3 L10-FePt /Au垂直纳米复合薄膜的微结构和Au原子的界面调控作用6.3.4 L10-FePt /Au垂直纳米复合薄膜的微磁模拟研究6.4垂直磁各向异性的L10-FePt/Ag纳米复合颗粒膜的设计、合成与表征6.4.1 L10-FePt /Ag纳米复合薄膜的垂直磁各向异性和晶体结构6.4.2 L10-FePt /Ag纳米复合薄膜的有序化、晶粒生长和磁耦合作用6.4.3 L10-FePt /Ag纳米复合薄膜的表面形貌和截面微结构参考文献7弱磁耦合作用的L10-FePt纳米复合薄膜的设计及合成7.1概论7.2 L10-FePt/BN垂直纳米复合薄膜的研究7.2.1 L10-FePt/BN纳米复合薄膜的磁性能对BN含量的依赖关系7.2.2 L10-FePt/BN纳米复合薄膜的微结构和界面调控机理7.3(001)取向的L10-FePt/AlN“磁岛”颗粒膜的设计、制备与表征7.3.1概述7.3.2L10-FePt/AlN纳米复合薄膜的磁性能对AlN含量的依赖关系7.3.3L10-FePt/AlN纳米复合薄膜的晶体结构和AlN化学状态7.3.4 L10-FePt/AlN纳米复合薄膜的微结构和AlN界面调控机理7.3.5厚度、基片温度以及退火对L10-FePt/AlN纳米复合薄膜的磁性能影响参考文献8 磁记录介质薄膜材料的磁学性能和微结构的调控8.1磁学性能和微结构调控问题的提出及研究现状8.2 FePt基垂直纳米复合薄膜的界面调控作用及机理8.2.1 10多层膜中的界面调控设计及实现8.2.2 10多层膜中的界面调控作用及机理8.3反铁磁材料对垂直磁记录薄膜的热稳定性和磁学性能的影响及机理8.3.1 反铁磁FeMn对CoCr基合金垂直薄膜的作用8.3.2 反铁磁材料对其他磁记录介质材料的磁性能的影响8.4 SmCo磁记录薄膜材料的相变控制及磁耦合作用的调控8.4.1 利用Sm含量控制SmCo薄膜的相变和磁性能8.4.2 高Sm含量的SmCo薄膜的微结构调控机理8.4.3 高Sm含量的SmCo薄膜的磁性能对SmCo厚度的依赖关系8.4.4 高Sm含量的SmCo薄膜的晶化和磁性能对退火条件的依赖关系参考文献

　　本书介绍了一些超高密度磁记录用的高磁晶各向异性的磁性薄膜的制备、性能表征和磁性。在超高密度磁记录中，记录介质的稳定性成为关键问题。要进一步提高磁记录密度，磁性记录晶粒的尺寸将低于10nm，这样小的晶粒尺寸，热扰动引起的超顺磁行为将影响磁记录介质的稳定性。L10-FePt有序合金由于具有极高的磁晶各向异性（7′106J/m3），可以在极小晶粒尺寸（3~5nm）下仍能具有很好的热稳定性。所以近年来对L10有序结构的L10-FePt薄膜的研究成为磁记录的一个热点。L10-FePt相纳米复合薄膜作为超高密度垂直磁记录介质的实用化还需解决几个关键问题：一是降低L10-FePt薄膜的有序化温度；二是L10-FePt颗粒薄膜的垂直（001）取向，三是消除磁性颗粒间的交换耦合作用。目前这些方面的研究成为国际上磁记录研究的热点问题。本书论述了作者和合作者在高磁晶各向异性的磁性薄膜方面的研究成果，以及相关的磁性理论、薄膜材料制备工艺、磁性薄膜的性能表征方法等，本书可以供从事磁性薄膜材料研究的学者和研究生参考。