[发明专利]磁光盘存储合金材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种磁光盘合金材料及其制备这种材料的方法，它属于信息材料领域，以锰铋合金为基，扩散进铝和硅，它可用作为信息可擦除，重写型磁光盘的存储材料。

目前磁光光盘已趋于日用化，可用来制做磁光盘的材料主要有两大类，曾被广泛地研究过。一种为正在使用的非晶态钆铽铁钴或钆铽铁膜，还有一种磁光材料为以前曾采用的锰基合金膜。如日本专利JP52-91197A，（公开日77年8月1日）中记载的锰铋合金，其组成为MnX（Cul-y    Niy）yBiz    Mδ，其中M为稀土元素Y（钇）、Ce（铈）、Nd（钕）Gd钆、Dy（镝）。这种材料采用真空蒸发方法或溅射方法按组份顺序依次蒸发到薄膜基片上，然后再进行热处理而生成所需的掺Cu和稀土的锰铋合金材料，虽然这种材料降低了居里温度，但是它的致命缺点是较大幅度地降低了磁光优值，这实际上造成该材料同锰铋合金一样得不到实用。

本发明的目的在于为了克服上述两类材料的缺陷提供一种新的磁光光盘存储合金材料即掺铝硅的锰铋合金（MnBiAlSi）它具有克尔转角大，晶粒尺寸小，受热时结构稳定，这种材料的制备方法简单，便于大规模生产，使磁光盘应用实现日用化。

本发明提供一种磁光盘存储合金材料MiAlSi，它是以锰铋合金为基，还含有铝和硅，它的组成为：Mn₁BiXAlySiz，其中X＝0.7-1.0，y＝z＝0.5-2。该材料的QK＝1.1度，R（反射率）＝40%，d（晶粒尺寸×0.06微米，并且热稳定性好，从380℃淬冷至室温，它的克尔角及磁矫顽力Hc，饱和磁化强度Ms与淬冷前完全一样。

本发明提供一种专用制备这种磁光盘存储合金材料MnBiAISi的方法，该方法包括蒸镀MnBIalSi膜然后再进行扩散工艺，实现铝和硅扩散至MnBi合金中，蒸镀MnBiAlSi可以有两种途径，一种在真空室内，在真空度为3×10^-6乇-1×10^-7乇，依次在经清洗干净的玻璃基片或聚甲基丙烯酸甲脂塑料基片上，蒸发氧化硅，锰铋合金，铝，它们的原料配比按原子比配比，即按MnlBixAlySiz，其中x＝0.7-1.0，y＝z＝0.5-2来称料，原材料的纯度不低于化学纯，蒸发温度高于它们各自的熔点既可，蒸发时间为1-2分钟，锰铋合金的厚度为500-1000，氧化硅及铝各为1000-2000，蒸好膜后在同一真空室内，在300-350℃下进行退火3-5小时，退火的作用是使锰铋充分反应，形成取向的六角晶体结构，使得C轴垂直六角基面，同时使硅铝扩散至六角晶体中的间隙们及晶粒界中，见附图1，克服了材料经高温淬冷后性能恶化及使晶粒细化，另一种镀MnBiAlSi膜的办法是采用溅射工艺，先制作Al，SiO，MnBi合金靶或复合靶，复合靶用一定比例的MnBi材料拼成的，在溅射台上依次在玻璃或聚甲基丙烯酸甲脂基片上在惰性气体，如Ar离子轰击下，依次镀上氧化硅厚为1000-2000，锰铋合金厚度为：500-1000，铝厚度为1000-2000的膜，然后把镀好的膜再放入真空室内，在真空度为3×10^-6Torr-1×10^-7Torr下退火3-5小时，退火温度为300-350℃，配料按上所述。

本发明的掺铝硅的锰铋合金材料性能优于非晶态TbFeCo或GdTbFe，同时也优于MnBi膜，和掺Cu，稀土的MnBi合金膜，这种材料与MnBi合金相比，经掺杂后材料仍保持锰铋的六角 晶体结构，和保持它的大磁光效应特点，克服了淬冷后性能变坏及晶粒尺寸大的缺点，与非晶态TbFeCo或GbTbFe相比，具有QK大和克服了非晶态材料的老化及易氧化等缺点，该材料具有高的反射率和好的晶体取向，结构稳定，制做本发明材料成本低，专用于制备本发明材料的方法简单，易于操作，便于大规模生产，提供使磁光盘实现日用化有利条件。

实施例一：

按Mn₁BixAlySiz，其中x＝0.7-1.0，y＝z＝0.5-2.0的原子比来称料，称量Mn₁12mg，Bi38.59mg，Al4.78mg，SiO30mg，原料纯度为分析纯，把料放到ZDM-300型的真空镀膜机的真空室内，当真空度达3×10^-6Torr时，依次蒸发氧化硅1分钟，使其硅膜厚度为1850。再蒸锰铋合金800，铝1500，然后在真空室内把已蒸好的膜放在300℃下退火5小时，即扩散硅铝到MnBi合金中去，X光分析表明，试样出现很好的晶体取向，形成六角的MnBi结构，见附图1。