[发明专利]SmCo5垂直磁化膜的双层结构底层材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于信息存储领域，具体涉及一种可用于提高SmCo₅膜垂直磁性能的双层结构底层材料及其制备方法。

背景技术

垂直磁记录技术能克服纵向磁记录的技术瓶颈，提高磁记录面密度。所谓垂直磁记录是指磁记录薄膜的磁化方向垂直于磁盘表面的一种磁存储方式。垂直磁记录技术是1970年日本东北大学的Shun-ichi Iwasaki教授首先发明的。相比于纵向磁记录技术，垂直磁记录有如下的优势。首先，理论上垂直磁记录系统的记录密度越大，其记录位越稳定，因为退磁场并不产生于位与位之间的过渡区域，而且相邻位的磁化矢量是互相支持的。除此之外，单极型记录头和由硬磁记录层和软磁底层所组成的双层记录介质的结合产生强而陡峭的记录场。垂直磁记录系统的各种优点使之成为目前大量使用的磁记录技术。2005年6月，第一个以垂直磁记录技术为基础的硬盘驱动器(HDD)正式商业化，其记录面密度达到133Gbits/inch²。

为了得到更高的记录密度，必须减小磁记录介质的晶粒大小。然而，晶粒的减小将导致其磁各向异性能的减小，磁各向异性能的减小致使这些细小晶粒所组成的磁记录介质中的记录位磁化强度很容易被热量的扰动变化所影响。如公式(1-1)：

热稳定系数＝K_u/V/k_BT            (1-1)

其中K_u为各向异性常数，V为磁晶体积，T为温度，k_B为玻尔兹曼常数。如果要确保记录介质的热稳定系数，必须要减小磁晶体积V，或者要选用具有尽量大的K_u的材料。通过计算可以得到，为了得到1Tbits/inch²的超高记录面密度，必须采用各向异性常数K_u大于1.2×10⁷erg/cm³的材料。因此使用高磁晶各向异性的材料很有必要。

SmCo₅合金是第一代永磁材料，自从1960年被发现以来一直被广泛的研究。SmCo₅合金一个最主要的特点是具有很高的单轴磁晶各向异性，其各向异性常数K_u高达1.1-20×10⁸erg/cm³，理论上SmCo₅薄膜的最小稳定颗粒尺寸仅为2.4nm，采用新型的磁存储技术，有望实现10Tbits/in²的超高记录密度。在高性能磁存储领域，高垂直磁各向异性的SmCo₅薄膜应用潜力巨大，备受关注。