[发明专利]一种相变温度可调的FeRhPt复合薄膜及其制备方法有效

专利信息
申请号: 201210251569.6 申请日: 2012-07-19
公开(公告)号: CN102779533A 公开(公告)日: 2012-11-14
发明(设计)人: 陆伟;陈哲;何晨冲;严彪 申请(专利权)人: 同济大学
主分类号: G11B5/84 分类号: G11B5/84;H01F10/12;C23C14/35;C23C14/18;C23C14/58
代理公司: 上海光华专利事务所 31219 代理人: 许亦琳;余明伟
地址: 200092 *** 国省代码: 上海;31
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摘要:
搜索关键词: 一种 相变 温度 可调 ferhpt 复合 薄膜 及其 制备 方法
【说明书】:

技术领域

本发明涉及磁性材料领域,具体公开了一种相变温度可调的FeRhPt复合薄膜及其制备方法。

背景技术

现有研究已经发现,在一个较低的温度范围内(330K~350K)FeRh合金具有一个从反铁磁到铁磁的一级相变。这一相转变被认为是与Fe50Rh50合金的CsCl型体心立方结构有关。

Fallot在1938年第一次发现具有CsCl结构的有序FeRh基合金有一级反铁磁/铁磁相变。从室温加热到相变温度(大约为350K),有序的FeRh合金经历了一个从AFM到FM的磁相变,同时有一个10K左右的磁滞后(J.Lommel and J.Kouvel,J.Appl.Phys.,Vol.38,pp1263~1264,1967)。进一步研究发现相变过程中伴随着1%-2%的晶胞体积膨胀、电阻率的降低和一个很大的熵变。另外,在J.Appl.Phys.,Vol.74,pp 3328,1993;J.Appl.Phys.,Vol.90,pp6251,2001以及IEEE Tran.Magn.,vol.40,pp 2537,2004等文献中也研究了FeRh合金的相变。利用FeRh有序合金的反铁磁/铁磁一级相变行为,J.Thiele等(IEEE Tran.Magn.,vol.40,pp 2537,2004)开发了用于热辅助磁记录的FeRh/FePt双层薄膜;Zhou等(美国专利US20090052092A1)开发了含有FeRh层的垂直磁记录磁头;E.Fullerton等(美国专利US007372116B2)开发了具有热辅助翻转的磁随即存储器单元。

通常情况下,CsCl结构的有序FeRh合金反铁磁/铁磁相变的温度在350K左右。但是其相变温度对样品的成分很敏感,可以通过掺杂来调节。添加少量的Ir或者Pt能提高相变温度而加入少量的Pd能降低相变温度。通过调节FeRh基合金的反铁磁/铁磁相变温度,那么在,可以使该合金具有更广泛技术应用的可能性,比如热辅助磁记录介质、自旋阀、磁制冷以及微纳电机械系统等。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷,通过在FeRh合金薄膜中添加不同量的Pt来调节合金薄膜的反铁磁/铁磁相变温度,提供一种相变温度可调的FeRhPt复合薄膜及其制备方法,使其满足在更广范围上的技术应用。

本发明第一方面公开了一种相变温度可调的FeRhPt复合薄膜,包括单晶MgO(001)基板以及其上的(FeRh)100-XPtX合金薄膜,并且x的取值范围为0<x<20。

较优的,所述(FeRh)100-XPtX合金薄膜厚度为5~100nm。

本发明第二方面公开了前述相变温度可调的FeRhPt复合薄膜的制备方法,步骤为:

1)薄膜的沉积:通过沉积法在单晶(001)MgO基板上沉积(FeRh)100-XPtX合金薄膜,其中x的取值范围为0<x<20;

2)退火处理:基板自然冷却后,在真空中对沉积获得的薄膜进行退火处理得到FeRhPt复合薄膜。

较优的,所述沉积法为物理气相沉积法。

更优的,所述沉积法为磁控溅射沉积法。

所述磁控溅射沉积法为:采用Fe50Rh50合金靶材和Pt靶材共溅射的方法,在氩气气氛中进行溅射。

最优的,所述磁控溅射沉积法的条件为:溅射时基板温度100~500℃;溅射腔的背底真空度0.7×10-5~×10-5Pa,溅射时氩气气压1~20Pa。

最优的,磁控溅射沉积法溅射过程中基板以5转/分钟~30转/分钟的速率旋转。

较优的,所述退火处理的条件为:真空度1×10-5~10×10-5Pa,退火温度400~700℃,退火时间0.5~4小时。

本发明第三方面公开了前述相变温度可调的FeRhPt复合薄膜作为磁记录介质的应用。

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