一種垂直磁記錄材料的制備方法技術

本發明專利技術涉及新材料技術領域，具體涉及一種垂直磁記錄材料的制備方法，得到的最終產品的c軸分散角<3°，各項性能得到顯著提高。首先選取MgO（111）單晶作為基板，將經充分清潔后的MgO（111）基板放至磁控濺射設備的真空腔內，然后向磁控濺射設備的真空腔內充入氬氣，調整氬氣流量，得到以RuCr作為下底層的MgO(111)單晶基板；在CoW復合靶材上粘貼純Pt金屬片，制成CoWPt復合靶材，然后將濺射得到的以RuCr作為下底層的MgO(111)單晶基板移至CoWPt復合靶材處，在磁控濺射設備中通入氬氣，得到最終產品CoWPt/RuCr/MgO材料，其磁晶各向異性能為4.2～6.1×106erg/cc。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及新材料
，具體涉及。
技術介紹
信息時代的今天，磁記錄是主要的存儲手段，磁存儲的主要技術一硬磁盤技術也經歷了由水平記錄向垂直記錄的重大變革。隨著計算機及網絡技術的發展，人們需要越來越高的數據存儲密度。隨著記錄密度的提高，水平磁記錄方式逐漸暴露出很多缺點，已經無法滿足高存儲密度的要求。第一，隨著密度的提高，記錄波長縮短，記錄位退磁場增強，導致記錄信號的不穩定；第二，為了確保記錄信息的準確性、可靠性，必須保證充分的信噪比SNR (SignalNoise Ratio, SNR)。SNR與記錄單元中晶粒的數量成正比，為了保證信噪比,應使記錄單元中具有足夠數量的晶粒，而記錄密度的提高意味著必須減小記錄單元的面積，因此必須通過減小晶粒尺寸來提高面密度。但是，粒子越小，將其翻轉所需的能量越低，小到一定程度時，晶粒的熱振動能量會破壞磁有序狀態，室溫下使記錄位剩磁在短時間內下降甚至為零，即所謂超順磁效應。信噪比-介質的熱穩定性-寫磁頭的寫入能力三者之間形成了一種層層遞進的制約關系。垂直磁記錄介質是實現超高密度垂直磁存儲的重要一環，新一代的垂直磁記錄技術被認為可以實現Tbit/in2的記錄密度。目前技術采用的薄膜材料為Co-Cr，Co-Cr磁記錄介質的磁記錄密度僅能達到I 2X 106erg/cc。而Co_Pt、Fe-Pt合金雖能獲得突破107erg/cc的磁記錄密度，但是過高的矯頑力限制了它們在實際應用上的前景。Co-W合金由于具有較高的磁晶各向異性能(>4X IO6 erg/cc)和較合適的矯頑力(>2000 0e)，有望成為下一代高密度磁記錄介質材料。
技術實現思路
本專利技術的目的是針對現有技術存在的不足，提供，得到的最終產品的c軸分散角〈3°，各項性能得到顯著提高。實現本專利技術目的的技術方案按以下工藝步驟進行 (1)基板選擇選取MgO(111)單晶作為基板，將其放入裝有丙酮的超聲波容器中清洗Imin后脫脂，再用棉棒蘸酒精輕擦基板表面，隨后再次將基板放入裝有丙酮的超聲波容器中清洗3min，最后將基板放入裝有酒精的超聲波容器中清洗3min后，取出吹干； (2)基板預熱將經充分清潔后的MgO(111)基板放至磁控濺射設備的真空腔內，抽真空，通電加熱至300°C，烘烤lh，然后冷卻2h，并繼續保持真空狀態； (3)下底層成分調整首先在純金屬Ru靶上粘貼純Cr金屬片作為RuCr復合靶材，然后向磁控濺射設備的真空腔內充入氬氣，調整氬氣流量，將濺射壓力調節為flOmTorr，其濺射電壓為240V，濺射電流為30mA，得到以RuCr作為下底層的MgO(Ill)單晶基板；(4)磁性層薄膜的制備在CoW復合靶材上粘貼純Pt金屬片，制成CoWPt復合靶材，然后將濺射得到的以RuCr作為下底層的MgO(Ill)單晶基板移至CoWPt復合靶材處，在磁控濺射設備中通入氬氣，在RuCr下底層上濺射CoWPt磁性薄膜，濺射電壓240V，濺射電流30mA，濺射壓力為5 IOmTorr，得到最終產品CoWPt/RuCr/MgO材料； 所述的純金屬Ru，Cr，Co，W，Pt的純度均為99. 5wt %以上； 所述的MgO(Ill)單晶基板為單面或雙面拋光基板； 所述的步驟(2)中將磁控濺射設備的真空腔內抽真空至IO-7Torr以下，并保持真空狀態下的真空度為KT7Torr以下； 所述的步驟(3)中RuCr復合祀材中的合金組分原子百分比為Ru:Cr=4:l ； 所述的步驟(3)中在MgO(Ill)單晶基板上濺射的一層RuCr薄膜厚度為l(T20nm ； 所述的步驟(4)中磁性層薄膜的組成為(Coa85Wai5)9tlPtltl ； 所述的步驟(4)中CoWPt磁性薄膜的厚度為5 15nm ； 所述的步驟(4)中得到的最終產品CoWPt/RuCr/MgO材料的c軸分散角< 3°，磁晶各向異性能為4. 2 6. I X 106erg/cco與現用技術相比，本專利技術的特點及其有益效果是 1.本專利技術 的方法采用MgO(111)單晶作為基板，顯著改善了薄膜的垂直生長特性，制備的最終產品的c軸分散角〈3 ° ; 2.本專利技術的制備的最終產品的性能參數如下Ms為600emu/cc,磁晶各向異性能為4. 2 6. I X 106erg/cc，較Co-Cr磁性膜提升2 3倍，較傳統工藝制備得到的產品有顯著提聞。具體實施例方式下面結合實施例對本專利技術作詳細說明，但本專利技術的保護范圍不僅限于下述的實施例 下述實施例中采用的磁控濺射設備型號為JZCK-440S高真空六靶鍍膜機； 下述實施例中最終廣品性能檢測米用的設備型號為Lakeshore7407振動樣品磁強計； 下述實施例采用的純金屬Ru，Cr，Co，W，Pt的純度均為99. 5wt%以上。實施例I : (1)基板選擇選取MgO(111)單晶雙面拋光基板，將其放入裝有丙酮的超聲波容器中清洗Imin后脫脂，再用棉棒蘸酒精輕擦基板表面，隨后再次將基板放入裝有丙酮的超聲波容器中清洗3min，最后將基板放入裝有酒精的超聲波容器中清洗3min后，取出吹干； (2)基板預熱將經充分清潔后的MgO(111)基板放至磁控濺射設備的真空腔內，抽真空至KT7Torr以下，通電加熱至300°C，烘烤lh，然后冷卻2h，并繼續保持真空度為KT7Torr以下真空狀態； (3)下底層成分調整首先在純金屬Ru靶上粘貼純Cr金屬片作為RuCr復合靶材，其中合金組分原子百分比為Ru:Cr=4:l，然后向磁控濺射設備的真空腔內充入氬氣，調整氬氣流量，將濺射壓力調節為IOmTorr，其濺射電壓為240V，濺射電流為30mA，得到以RuCr作為下底層的MgO(Ill)單晶基板，RuCr薄膜厚度為20nm ； (4)磁性層薄膜的制備在CoW復合靶材上粘貼純Pt金屬片，制成CoWPt復合靶材，磁性層薄膜的組成為(Coa8具.15)9(lPt1(l，然后將濺射得到的以RuCr作為下底層的MgO(Ill)單晶基板移至CoWPt復合靶材處，在磁控濺射設備中通入氬氣，在RuCr下底層上濺射CoWPt磁性薄膜，CoffPt磁性薄膜的厚度為15nm，濺射電壓240V，濺射電流30mA，濺射壓力為IOmTorr，得到最終產品CoWPt/RuCr/MgO材料； 得到的最終產品CoWPt/RuCr/MgO材料的c軸分散角為2. 8°，Ms為600emu/cc，磁晶各向異性能為4. 2X 106erg/CC，較Co-Cr磁性摸提升約2倍。實施例2: (1)基板選擇選取MgO(111)單晶雙面拋光基板，將其放入裝有丙酮的超聲波容器中清洗Imin后脫脂，再用棉棒蘸酒精輕擦基板表面，隨后再次將 基板放入裝有丙酮的超聲波容器中清洗3min，最后將基板放入裝有酒精的超聲波容器中清洗3min后，取出吹干； (2)基板預熱將經充分清潔后的MgO(111)基板放至磁控濺射設備的真空腔內，抽真空至KT7Torr以下，通電加熱至300°C，烘烤lh，然后冷卻2h，并繼續保持真空度為KT7Torr以下真空狀態； (3)下底層成分調整首先在純金屬Ru靶上粘貼純Cr金屬片作為RuCr復合靶材，其中合金組分原子百分比為Ru:Cr=4本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種垂直磁記錄材料的制備方法，其特征在于按如下步驟進行：（1）基板選擇：選取MgO（111）單晶作為基板，將其放入裝有丙酮的超聲波容器中清洗1min后脫脂，再用棉棒蘸酒精輕擦基板表面，隨后再次將基板放入裝有丙酮的超聲波容器中清洗3min，最后將基板放入裝有酒精的超聲波容器中清洗3min后，取出吹干；（2）基板預熱：將經充分清潔后的MgO（111）基板放至磁控濺射設備的真空腔內，抽真空，通電加熱至300℃，烘烤1h，然后冷卻2h，并繼續保持真空狀態；（3）下底層成分調整：首先在純金屬Ru靶上粘貼純Cr金屬片作為RuCr復合靶材，然后向磁控濺射設備的真空腔內充入氬氣，調整氬氣流量，將濺射壓力調節為5~10mTorr，其濺射電壓為240V，濺射電流為30mA，得到以RuCr作為下底層的MgO(111)單晶基板；（4）磁性層薄膜的制備：在CoW復合靶材上粘貼純Pt金屬片，制成CoWPt復合靶材，然后將濺射得到的以RuCr作為下底層的MgO(111)單晶基板移至CoWPt復合靶材處，在磁控濺射設備中通入氬氣，在RuCr下底層上濺射CoWPt磁性薄膜，濺射電壓240V，濺射電流30mA，濺射壓力為5～10mTorr，得到最終產品CoWPt/RuCr/MgO材料。...

【技術特征摘要】
1.ー種垂直磁記錄材料的制備方法，其特征在于按如下步驟進行 (1)基板選擇選取MgO(111)單晶作為基板，將其放入裝有丙酮的超聲波容器中清洗Imin后脫脂，再用棉棒蘸酒精輕擦基板表面，隨后再次將基板放入裝有丙酮的超聲波容器中清洗3min，最后將基板放入裝有酒精的超聲波容器中清洗3min后，取出吹干； (2)基板預熱將經充分清潔后的MgO(111)基板放至磁控濺射設備的真空腔內，抽真空，通電加熱至300°C，烘烤Ih，然后冷卻2h，并繼續保持真空狀態； (3)下底層成分調整首先在純金屬Ru靶上粘貼純Cr金屬片作為RuCr復合靶材，然后向磁控濺射設備的真空腔內充入氬氣，調整氬氣流量，將濺射壓カ調節為flOmTorr，其濺射電壓為240V，濺射電流為30mA，得到以RuCr作為下底層的MgO(Ill)單晶基板； (4)磁性層薄膜的制備在CoW復合靶材上粘貼純Pt金屬片，制成CoWPt復合靶材，然后將濺射得到的以RuCr作為下底層的MgO(Ill)單晶基板移至CoWPt復合靶材處，在磁控濺射設備中通入氬氣，在RuCr下底層上濺射CoWPt磁性薄膜，濺射電壓240V，濺射電流30mA，濺射壓カ為5 IOmTorr，得到最終產品CoWPt/RuCr/MgO材料。2.根據權利要求I所述的ー種垂直磁記錄材料的制備方法，...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王建軍，劉春明，
申請(專利權)人：東北大學，
類型：發明
國別省市：