[发明专利]一种制备倾斜磁记录介质的方法

说明书

技术领域：本发明涉及纳米磁记录介质的制备方法，特别是涉及一种大容量、高密度纳米磁记录介质的制备方法。

背景技术：磁记录介质是用于计算机外部存储装置的硬盘驱动器，以及家用视频记录装置中十分重要的磁存储材料。随着科学技术的迅猛发展，磁记录介质的磁记录密度已由20世纪末的10Gb/in²发展到目前的超过200Gb/in²。磁记录密度的飞速提高对记录方式和记录介质提出了更高的要求，传统的纵向记录方式和记录介质面临着严峻的挑战。尽管在原理上，垂直磁记录介质能够实现高达1Tbit/in²的存储密度。但后续研究表明，采用传统的刻蚀方法制取的磁记录介质很难获得200Gb/in²以上的记录存储密度。而要实现这样大容量高密度的磁存储有许多实际问题需要解决，如当记录存储密度进一步提高时，面临热稳定性的问题。在进一步减小介质中的颗粒尺寸时，会使热稳定性因子降低，产生记录信息的热衰减问题以及颗粒尺寸小达到一定尺寸时要面临产生超顺磁现象等。研究还进一步表明，倾斜的记录介质具有记录密度高、热稳定性好以及转换速度快的特点。倾斜记录介质采用垂直磁记录方式可以实现高密度磁记录，而如何制备出磁易轴可控的倾斜磁记录介质，是一个非常重要的研究课题。有人利用倾斜的柱状结构和倾斜易轴相结合的方法制备出了倾斜的磁性薄膜，但对磁易轴方向的控制仍然很难实现。

发明内容：本发明的目的是为了提供一种制备倾斜磁记录介质的方法，主要是解决适应磁记录密度的飞速提高对记录方式和记录介质要求，使磁记录介质的存储密度、存储性能、信噪比得到有效优化提高，并实现对磁易轴方向的控制，使大容量高密度的磁存储成为现实。

本发明的制备方法如下所述：它是以有序胶体阵列为衬底，利用磁控溅射技术沿一定倾斜角度在胶体球上沉积多层磁性金属垂直膜，便得到具有倾斜磁易轴的磁记录介质即倾斜磁记录介质。其中所述的磁性金属垂直膜可为Co/Pt、Co/Pd、L1₀相的Co/Pt合金或其它磁性金属中的一种垂直膜。

本发明与现有技术相比具有以下优点和积极效果：

1、由本发明制备的倾斜磁记录介质不仅具有热稳定性好和转换速度快的特点，而且其记录密度可高达1Tbit/in²，甚至更高，满足了目前磁记录密度的飞速提高对记录方式和记录介质的需求。

2、本发明通过改变溅射方向，可靠实现了对磁易轴方向的控制，为高密度大容量的磁记录介质的生产提供了良好途径。

3、本发明是以有序胶体阵列为衬底，利用磁控溅射技术在胶体球上沉积沿一定倾斜角度的多层垂直膜，便得到具有倾斜磁易轴的磁记录介质，其制备工艺简单，能有效降低生产成本，提高经济效益。

4、本发明是在二维有序胶体球阵列上制备磁性薄膜阵列，沉积薄膜是整个过程的最后一步，与传统的刻蚀方法相比，能有效避免在刻蚀过程中对薄膜的损坏。显著提高产品质量并进一步降低成本。

5、由本发明制备的倾斜磁记录介质可以使用磁晶各向异性更高的材料提高存储性能。从而更适合高密度存储。

6、本发明可为纳米磁存储材料和器件的设计提供新的概念与思路，还将为开发具有自主知识产权的高密度磁存储技术提供理论和实践基础。

具体实施方式：本发明是选用单分散性(单分散性是很重要的参数，尺寸偏差明显的粒子会使阵列的周期性受到破坏)好的胶体粒子(标准偏差小于6％)，利用自组装技术先制备出大面积(＞1cm²)有序胶体阵列。再以有序胶体阵列为衬底，利用磁控溅射技术在胶体球上沉积[Co/Pt]_n多层垂直膜。该多层垂直膜还可是Co/Pd、L1₀相的Co/Pt合金或其它磁性金属中的一种垂直膜。并进行磁性测量，调解衬底法线与沉积方向之间的角度，即改变溅射倾角便可得到具有倾斜磁易轴的磁记录介质。该溅射倾角的调节可通过调整基片与溅射靶位的高度、沉积膜的厚度与沉积周期、真空度与气压以及成膜场多个不同环节来实现。

本发明的倾斜磁记录介质，即纳米磁记录材料其易轴偏离垂直方向一定角度。通过调节倾斜介质中的易轴方向，可以将α调节到使开关场变化最小的角度，从而使记录性能提高。同时，微磁学的模拟结果表明，在45°的倾斜介质中转换速度比常规垂直介质的速度要大10倍多，这将产生更快的数据传输速度，更适合于现代高科技的发展。调节倾斜介质中的易轴方向，当α在很大角度范围变化时，颗粒发生不可逆反转的开关场H_s随α的变化却很小，几乎是常值，因此可以获得很高的信噪比。当α＝45°时，开关场H_s最小，只是垂直记录时的一半，因此可以使用尺寸更小和磁晶各向异性更高的介质材料，更适合高密度存储。与径向或垂直磁记录系统相比，这种倾斜的记录介质具有记录密度高、热稳定性好以及转换速度快的突出特点。