專利名稱：一種易軸取向的FePt、CoPt系垂直磁記錄薄膜的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種易軸取向的FePt、CoPt系垂直磁記錄薄膜的制備方法，尤其是利用激光快速熱處理和磁場處理相結(jié)合制備FePt、CoPt系易軸垂直于膜面的垂直磁記錄介質(zhì)的方法，屬于材料制備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
自從1956年IBM制造出存儲量為5MB、記錄密度為2Kbit/in2的第一個硬盤驅(qū)動器以來，磁記錄材料每個單元記錄的字節(jié)數(shù)以每年20M的速度增長，最近幾年增長速度達(dá)到了40M。2004年，磁記錄介質(zhì)的記錄密度已達(dá)到200Gbit/in2。目前，科學(xué)工作者正在研制記錄密度可達(dá)T bit/in2的新一代磁記錄材料。作為未來高密度的磁記錄材料需要有尺寸小且大小均勻的晶粒，顆粒之間的交換作用非常弱。但是通常顆粒尺寸的減小將會導(dǎo)致表面磁矩的熱擾動，使磁記錄材料的熱穩(wěn)定性變差，而那些具有大的磁晶各向異性能的材料如CoCr，F(xiàn)ePt，CoPt等在晶粒尺寸很小的情況下仍具有較好的熱穩(wěn)定性，近幾年作為磁記錄介質(zhì)的FePt、CoPt引起了人們極大的興趣。
傳統(tǒng)制備FePt薄膜的方法主要為物理氣相沉積法，隨后又發(fā)展了分子束外延法。2000年Sun等人(Shouheng Sun et al.，Science，287(2000)1989)首次用化學(xué)自組裝的方法制備出晶粒直徑為4nm的FePt納米顆粒，用化學(xué)的方法制備高磁記錄密度FePt薄膜成為當(dāng)今磁記錄研究領(lǐng)域里的一個熱點。用自組裝法制備FePt納米顆粒的突出優(yōu)勢在于顆?？煽刂疲憩F(xiàn)在顆粒尺寸可控、化學(xué)成份可控。
通常制備態(tài)的FePt薄膜晶粒為面心立方結(jié)構(gòu)，且大多為各向同性，即顆粒的易磁化軸方向是隨機分布的。而作為垂直磁記錄材料的FePt薄膜，要求晶粒為面心四方結(jié)構(gòu)，并且顆粒的易軸沿垂直于膜面的方向平行排列起來，Hc(//)/Hc(⊥)應(yīng)不大于0.1。Kang(Shishou Kang，Appl.Phys.Lett.，86(2005)062503-1)試圖直接合成面心四方(fct)結(jié)構(gòu)的FePt顆粒，經(jīng)分散后再磁場中取向，得到易軸垂直于膜面的FePt薄膜，但是他的工作表明，目前只能直接合成部分fct結(jié)構(gòu)的FePt顆粒，還有一部分顆粒仍為面心立方(fcc)結(jié)構(gòu)，因此得到的FePt薄膜中只有部分顆粒易軸垂直于膜面，故硬磁性較差。Kodama(Hiroyoshi Kodama，IEEE Trans.on Magn.，41(2005)665)在此方面作了初步的探討，他用化學(xué)合成法得到fcc結(jié)構(gòu)的FePt顆粒，然后在傳統(tǒng)的熱處理爐外加磁場進(jìn)行磁場退火，得到的Hc(//)/Hc(⊥)在0.6-0.7之間，意味著他們制備的FePt顆粒易軸沿垂直于膜面方向的平行排列度是很弱的，距離使用的要求還很遠(yuǎn)，如何制備具有較好的磁織構(gòu)FePt薄膜直接影響到FePt薄膜作為新一代磁記錄介質(zhì)的應(yīng)用前景。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種易磁化軸取向的FePt、CoPt系垂直磁記錄薄膜制備方法，用本方法制備的磁記錄薄膜中鐵磁性顆粒的易磁化軸垂直于膜面排列。
為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種易磁化軸取向的FePt、CoPt系垂直磁記錄薄膜的制備方法，包括如下步驟1.制備晶粒為面心立方結(jié)構(gòu)的FePt(M)或CoPt(M)薄膜，其中M為元素周期表中的C、P、B非金屬元素之一或者熔點低于Fe元素熔點的Ag、Cu、Sn、Pb、Bi、Ga和In金屬元素之一；2.將FePt(M)或CoPt(M)薄膜置于磁場中，磁場的方向垂直于薄膜表面，然后在磁場的作用下對薄膜進(jìn)行激光熱處理。
步驟1中，F(xiàn)ePt(M)或CoPt(M)薄膜的制備方法可以為物理氣相沉積法、化學(xué)自組裝法和分子束外延生長法三種方法之中的任一種。本發(fā)明適用于制備態(tài)的FePt(M))和CoPt(M)薄膜中鐵磁性晶粒的晶體結(jié)構(gòu)為面心立方結(jié)構(gòu)的。FePt(M)或CoPt(M)薄膜在激光熱處理過程中，施加的磁場既可以為永久磁體產(chǎn)生的磁場也可以為電磁鐵產(chǎn)生的磁場，施加的磁場強度為0.5T-10T。
上述的方案能使薄膜中鐵磁性顆粒的易磁化軸垂直于膜面排列，從而提高薄膜的磁性。
應(yīng)用本發(fā)明提供的方法得到的FePt、CoPt系垂直磁記錄薄膜，其鐵磁性晶粒的易磁化軸具有好的取向度，即晶粒的易軸垂直于膜面排列。該制備方法快速簡單且過程容易控制。此外，由于激光熱處理具有瞬時加熱、快速冷卻的特點，該方法中薄膜的基底材料可以選用價格低廉的玻璃片，不僅節(jié)約了成本，而且還可以保證使用FePt或CoPt系垂直磁記錄薄膜過程中所要求的膜面光潔度。


圖1實施例中制備態(tài)Fe52Pt48薄膜的磁化及退磁曲線；
圖2實施例中在磁場中經(jīng)YAG激光熱處理后Fe52Pt48薄膜的磁化及退磁曲線。
具體實施例方式
下面的實施例是為了進(jìn)一步闡明本發(fā)明的工藝過程特征而非限制本發(fā)明。
用化學(xué)自組裝方法制備出Fe52Pt48顆粒，顆粒的平均直徑為4nm，將顆粒在己烷中進(jìn)行分散，然后以玻璃作為基片涂膜。將涂完膜的玻璃片放入磁場中，磁場的方向垂直于玻璃表面，磁場強度為2T。待薄膜干燥后，用YAG激光器對薄膜進(jìn)行激光熱處理，掃描速度為1mm/sec，脈沖電流為16A，重復(fù)頻率為1KHz。
圖1為制備態(tài)Fe52Pt48薄膜的磁化及退磁曲線，從圖1中可以看到，磁體的矯頑力很低，表明Fe52Pt48顆粒為面心立方結(jié)構(gòu)，磁體呈現(xiàn)軟磁行為。圖2為在磁場中經(jīng)YAG激光熱處理后Fe52Pt48薄膜的磁化及退磁曲線，曲線表明磁體的易軸取向度較好，垂直于膜面排列。
權(quán)利要求
1.一種易軸取向的FePt、CoPt系垂直磁記錄薄膜的制備方法，包括如下步驟1)制備晶粒為面心立方結(jié)構(gòu)的FePt(M)或CoPt(M)薄膜，其中M為元素周期表中的C、P、B非金屬元素之一或者熔點低于Fe元素熔點的Ag、Cu、Sn、Pb、Bi、Ga和In金屬元素之一；2)將FePt(M)或CoPt(M)薄膜置于磁場中，磁場的方向垂直于薄膜表面，然后在磁場的作用下對薄膜進(jìn)行激光熱處理。
2.如權(quán)利要求1所述的FePt、CoPt系垂直磁記錄薄膜的制備方法，其特征在于FePt(M)或CoPt(M)薄膜的制備方法可以為物理氣相沉積法、化學(xué)自組裝法和分子束外延生長法三種方法之中的任一種。
3.如權(quán)利要求1或2所述的FePt、CoPt系垂直磁記錄薄膜的制備方法，其特征在于FePt(M)或CoPt(M)薄膜在激光熱處理過程中，施加的磁場可以為永久磁體產(chǎn)生的磁場或者電磁鐵產(chǎn)生的磁場。
4.如權(quán)利要求3所述的FePt、CoPt系垂直磁記錄薄膜的制備方法，其特征在于FePt(M)或CoPt(M)薄膜在激光熱處理過程中施加的磁場強度為0.5T-10T。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種易軸取向的FePt、CoPt系垂直磁記錄薄膜的制備方法，屬于材料制備技術(shù)領(lǐng)域。該方法包括1)制備晶粒為面心立方結(jié)構(gòu)的FePt(M)或CoPt(M)薄膜，其中M為元素周期表中的C、P、B非金屬元素之一或者熔點低于Fe元素熔點的Ag、Cu、Sn、Pb、Bi、Ga和In金屬元素之一；2)將FePt(M)或CoPt(M)薄膜置于磁場中，磁場的方向垂直于薄膜表面，然后在磁場的作用下對薄膜進(jìn)行激光熱處理。應(yīng)用本發(fā)明能使薄膜中的鐵磁性晶粒的易磁化軸垂直于膜面排列。本發(fā)明具有工藝簡單、過程容易控制的優(yōu)點，并且可以使用熔點相對較低的玻璃作為薄膜的基底材料，既可節(jié)約成本，還可以保證使用FePt、CoPt系垂直磁記錄薄膜過程中所要求的膜面光潔度。
文檔編號H01F10/14GK1845242SQ20061007866
公開日2006年10月11日 申請日期2006年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月30日
發(fā)明者賀淑莉, 劉麗麗, 彭印, 王一紅 申請人:首都師范大學(xué)