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磁性诱发两相分离型Co-V基合金薄膜的制备与磁学性能研究

作　者: 李甜
导　师: 王翠萍
学　校: 厦门大学
专　业: 材料学
关键词: 垂直磁记录 Co-V基薄膜两相分离磁控溅射
分类号: TB383.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

信息时代的今天,磁记录是主要的存储手段。随着计算机及网络技术的发展,人们需要越来越高的数据存储密度,垂直磁记录介质是实现超高密度垂直磁存储的重要一环。本论文阐述了垂直磁记录的基本原理以及其对磁记录介质的要求,研究了磁性诱发两相分离型Co-V基薄膜的磁学性能,并对目前应用的垂直磁记录介质Co-Cr-Ta体系进行了相平衡的实验测定。本论文的主要研究内容如下:(1)利用射频磁控溅射方法制备了一系列Co-V二元合金薄膜,表征了薄膜的晶体结构、表面形貌、微区结构以及面内和垂直膜面方向的磁学性能,分析了沉积温度、V含量及薄膜厚度等因素对薄膜磁学性能的影响。研究结果表明:在423K下沉积的Co-21V(at.%)薄膜具有最佳的垂直膜面方向的磁学性能,其矫顽力达到2250Oe,磁滞回线的矩形比(Mr/Ms)达到了0.74,饱和磁化强度Ms为650(emu/cc),其矫顽力、矩形比和饱和磁化强度均大于目前应用的Co-Cr垂直磁记录薄膜。(2)通过共溅射方法制备了Co-V-Ta三元合金薄膜,分析了Ta元素含量对Co-V-Ta三元合金薄膜的晶体结构以及垂直膜面的磁学性能的影响,同时还考察了溅射温度及退火热处理对薄膜的结构和磁学性能的影响。研究结果表明:常温下沉积的Co-7.8V-8.9Ta(at.%)薄膜具有最好的磁学性能。矫顽力为2550Oe,矩形比(Mr/Ms)为0.75,而饱和磁化强度Ms达到600(emu/cc)(3)通过合金法,首次实验测定了目前应用的垂直磁记录介质Co-Cr-Ta三元系合金在700℃、800℃、900℃和1100℃时的相平衡。利用EPMA对其成分进行了测试,采用X-ray衍射对其结构进行了标定。初步建立了该三元合金的相图信息。

全文目录

摘要  10-11
Abstract  11-13
第一章绪论  13-28
  前言  13
  1.1 磁记录的发展历史  13-17
  1.2 磁记录原理  17-23
    1.2.1 纵向磁记录  18-20
    1.2.2 垂直磁记录  20-22
    1.2.3 理想的垂直磁记录介质结构  22-23
  1.3 Co基垂直磁记录介质研究概况  23-28
    1.3.1 Co-Cr基垂直磁记录薄膜的理论基础  23-26
    1.3.2 Co基垂直磁记录薄膜的研究进展  26-28
第二章磁性薄膜样品的制备与分析测试  28-44
  前言  28
  2.1 磁控溅射原理  28-31
    2.1.1 溅射镀膜的原理  28-31
      2.1.1.1 直流溅射法  29-30
      2.1.1.2 射频溅射法  30
      2.1.1.3 磁控溅射法  30-31
  2.2 磁控溅射设备  31-33
  2.3 薄膜样品的制备  33-35
    2.3.1 基片的清洗  33-34
    2.3.2 溅射工艺条件  34-35
    2.3.3 薄膜退火处理  35
  2.4 薄膜样品的分析测试  35-44
    2.4.1 样品的磁学性能测试及原理  35-38
      2.4.1.1 磁学性能测试仪器  35-37
      2.4.1.2 磁学性能测试原理  37-38
    2.4.2 薄膜样品的结构分析  38-40
    2.4.3 薄膜样品的厚度测量  40
    2.4.4 薄膜表面形貌观察和成分分析  40-42
    2.4.5 薄膜微观组织观察  42-44
      2.4.5.1 高分辨透射电镜  42-43
      2.4.5.2 透射电镜样品制备  43-44
第三章 Co-V薄膜的制备与磁学性能测试  44-81
  前言  44
  3.1 Co-V二元合金相图及薄膜的成分设计  44-46
  3.2 Co-V合金薄膜的制备工艺  46-48
  3.3 Co-V合金薄膜的晶体结构  48-51
  3.4 薄膜的组织观察  51-54
    3.4.1 薄膜的表面形貌观察  51-52
    3.4.2 薄膜微观组织形貌观察  52-53
    3.4.3 薄膜的TEM组织观察  53-54
  3.5 薄膜的磁学性能  54-79
    3.5.1 V含量对薄膜磁学性能的影响  54-64
    3.5.2 溅射温度对磁学性能的影响  64-72
    3.5.3 薄膜厚度对磁学性能的影响  72-77
    3.5.4 退火处理对薄膜磁学性能的影响  77-79
  3.6 小结  79-81
第四章:Co-V-Ta薄膜的制备与磁学性能测试  81-97
  前言  81
  4.1 Co-V-Ta薄膜制备的基本工艺参数  81-82
  4.2 Ta含量对薄膜晶体结构的影响  82-83
  4.3 Ta含量对薄膜的磁学性能的影响  83-84
  4.4 温度对薄膜磁学性能的影响  84-92
  4.5 退火对薄膜磁学性能的影响  92-96
  4.6 小结  96-97
第五章 Co-Cr-Ta三元系相平衡的实验测定  97-115
  前言  97
  5.1 Co-Cr-Ta三元系相平衡的研究现状  97-98
    5.1.1 基础二元系  97
    5.1.2 Co-Cr-Ta三元系  97-98
  5.2 Co-Cr-Ta三元系相平衡的实验测定  98-115
    5.2.1 实验方法  98-99
      5.2.1.1 合金样品的制备  98
      5.2.1.2 热处理方法  98
      5.2.1.3 显微组织的观察  98-99
      5.2.1.4 成分分析  99
      5.2.1.5 X射线衍射  99
    5.2.2 实验结果与讨论  99-115
第六章总结  115-116
参考文献  116-121
致谢  121-122
攻读硕士学位期间科研成果  122
攻读硕士学位期间获得奖励  122

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