超高密度热辅助磁记录用FePt/FeRh垂直取向双层薄膜介质的研究

结题报告

项目介绍

AI项目解读

基本信息

批准号：
50901052
项目类别：
青年科学基金项目
资助金额：
20.0万
负责人：
陆伟
依托单位：
同济大学
学科分类：
E0107.金属功能材料
结题年份：
2012
批准年份：
2009
项目状态：
已结题
起止时间：
2010-01-01 至2012-12-31

项目参与者：
严彪；王军；李翔；王宇鑫；杨银辉；安建军；董鹏；杜春风；
关键词：
磁记录磁化翻转一次有序磁相变超快磁化动力学

项目摘要

本项目以研发下一代超高密度存储磁记录介质为目标，重点开展热辅助垂直磁记录FePt/FeRh双层薄膜介质的研究。在这一双层薄膜体系中，第一层为高磁各项异性FePt合金，第二层为B2有序结构的FeRh合金。本项目详细研究了FePt/FeRh双层薄膜的结构设计与制备参数优化、热磁性能及一次有序铁磁/反铁磁相变机理、磁化翻转机制（铁磁/反铁磁结构和硬磁/软磁结构）以及超快磁化动力学行为。通过对本项目的研究，将获得具有实际应用前景与自主知识产权的超高密度磁记录薄膜介质这一创新成果并为开发下一代超高密度磁记录介质提供科学依据，揭示FeRh合金的一次有序铁磁/反铁磁相变机理，进一步理解目前磁学基础研究领域的一些热点课题如铁磁/反铁磁耦合（交换偏置）、硬磁/软磁耦合（交换弹性/交换耦合）及超快磁化动力学等，为基础磁学及相关磁技术产业的发展提供技术支撑。

结项摘要

本项目以研发下一代超高密度存储磁记录介质为目标，针对热辅助垂直磁记录技术开展了FePt/FeRh双层薄膜介质的研究。通过对工艺参数等的优化，成功制备出了具有良好垂直取向的FePt/X复合颗粒薄膜，其FePt相晶粒尺寸约7纳米，完全能够满足超高密度磁记录的要求。通过调节合金成分、基板温度、基板类型、热处理时间以及外加磁场强度，系统研究了B2有序FeRh合金薄膜的一级反铁磁/铁磁相变行为和机理。结果表明：少量Pt的加入能够提高样品的相变温度，相对高的基板温度、退火温度以及长的退火时间有助于提高样品的有序度和垂直取向度，从而有利于FeRh薄膜在热辅助垂直磁记录上的应用。FeRh合金薄膜的一级磁相变动力学研究表明，其一级磁相变是一个由不同新相形核和长大机制控制的多步骤相变过程，其相变过程可以用经典固体相变KJMA模型来描述，为今后相关磁相变的研究提供了依据。利用磁测量和磁学理论阐明了FeRh/FePt双层薄膜的交换耦合机理和磁化翻转机制，在低温下FeRh/FePt双层薄膜间的耦合作用为交换偏置型，高温下为交换弹簧型，整个FeRh/FePt双层薄膜的磁化翻转过程也从低温下的单一的翻转场过程转变成高温下的两步翻转过程。通过本项目研究，完成了预期的研究计划，获得了较好的研究结果，总共发表SCI论文13篇（1篇已录用），申请发明专利3项，培养已毕业研究生1名，在读研究生2名。