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Co基垂直磁化膜过渡区噪声的微磁学研究

作　者: 李鹏
导　师: 杨晓非
学　校: 华中科技大学
专　业: 微电子学与固体电子学
关键词: Co基垂直磁化膜过渡区噪声磁化翻转微磁学
分类号: TP333.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 8次
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内容摘要

提高垂直磁记录系统记录密度的一项关键技术是要设计和制备出高性能的垂直磁化膜。制约垂直磁化膜性能提高的最大的障碍之一是薄膜噪声,而在薄膜噪声中过渡区噪声又是最主要的。本文采用微磁学模拟计算的方法,系统地研究了Co基垂直磁化膜中微观结构对于过渡区噪声性能的影响,探讨了过渡区噪声的成因机理,并总结了制备高性能垂直磁化膜的方案和措施,取得了一系列富有价值的结论。首先研究了连续型和隔离型CoCrPt系垂直磁化膜,对这两类磁化膜的磁化翻转过程和矫顽力进行了模拟和计算。通过对两种磁化膜中交换耦合能、磁晶各向异性能、退磁场能和塞曼能等微磁学能量进行分析后发现,退磁场是决定薄膜矫顽力的主要因素,它越小,矫顽力越大。由于隔离型磁化膜具有比连续型磁化膜更小的退磁场,因此它具有更大的矫顽力。在此基础上,采用改进的Williams-Comstock模型和微磁道模型对CoCrPt垂直磁化膜的过渡区噪声参数进行了计算。研究发现,随着晶粒直径的增加,CoCrPt垂直磁化膜的矫顽力和矫顽力矩形比均下降,过渡区噪声随晶粒直径的增加而线性增大。最后分析比较了晶粒直径相同和按Voronoi函数分布的垂直磁化膜的过渡区噪声,并对造成这两种磁化膜中过渡区噪声差异的机理进行了探讨。由于晶粒直径相同的磁化膜的过渡区噪声高于晶粒为Voronoi分布的磁化膜,且随着晶粒间相互交换耦合作用的增加和线记录密度的提高,两种磁化膜的过渡区噪声差值也会变大。因此,从提高高密度垂直磁化膜的记录性能的角度考虑,可以通过选择合适的材料、调控制备工艺、使用退火后续处理等方法获得晶粒直径较小且呈非一致分布的垂直磁化膜。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-17
  1.1 引言  8-9
  1.2 垂直磁记录原理及对介质的要求  9-12
  1.3 垂直磁化薄中的过渡区噪声  12-15
  1.4 本文的研究内容  15-17
2 垂直磁化膜磁化过程的微磁学模型  17-28
  2.1 引言  17-18
  2.2 垂直磁化膜中的能量描述  18-24
  2.3 磁化过程的稳态求解方法  24-26
  2.4 有限差分方法和有限元方法  26-27
  2.5 本章小结  27-28
3 CoCrPt 系垂直磁化膜磁化翻转的能量特征研究  28-36
  3.1 引言  28-29
  3.2 CoCrPt 系垂直磁化膜的磁化翻转过程模拟  29-31
  3.3 CoCrPt 系磁化膜的微磁学能量计算  31-34
  3.4 本章小结  34-36
4 晶粒直径对于垂直磁化膜过渡区噪声的影响  36-47
  4.1 引言  36
  4.2 过渡区噪声的理论计算模型  36-42
  4.3 矫顽力Hc 和矫顽力矩形比S*的数值计算  42-44
  4.4 磁化膜过渡区噪声参数随晶粒直径变化的关系  44-46
  4.5 本章小结  46-47
5 晶粒直径分布对垂直磁化膜过渡区噪声的影响  47-57
  5.1 引言  47
  5.2 不同晶粒直径分布的磁化膜建模  47-51
  5.3 晶粒直径分布对矫顽力Hc 和剩磁矩形比S*的影响  51-53
  5.4 晶粒直径分布对过渡区噪声参数的影响  53-55
  5.5 本章小结  55-57
6 全文总结  57-59
致谢  59-60
参考文献  60-65

Co基垂直磁化膜过渡区噪声的微磁学研究

内容摘要

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