磁记录薄膜和光存储薄膜

1、7.5磁记录薄膜和光存储薄膜2021/3/1112021/3/11#报告人：赵定武2021/3/1127.51复合磁头和薄膜磁头7.5.2磁记录介质薄膜及制造技术*矗7.5.3光存储介质概况2021/3/1132021/3/11#7.5.4磁光存储和相变光存储2021/3/114磁性存储技术在现代技术中举足轻重。由于磁 信号的记录密度在很大程度上取决于磁头缝隙的宽 度、磁头的飞行高度以及记录介质厚度，因此就需 要不断减小磁头体积和磁记录介质厚度。薄膜自身 饱和磁化强度较高，允许采用的磁性介质厚度更小, 性质也更均匀，因此薄膜磁头材料和薄膜磁存储介 质是发展的主要方向之一。对于磁头材料，需要其具

2、有典型的软磁特性，即 饱和磁化强度高，矫顽力低，磁导率高，磁致伸 缩系数低，允许使用频率高。对于磁记录介质，要求其具有典型的硬磁性能， 即饱和磁化强度高，剩余磁感应强度高及适当的 矫顽力水平。751复合磁头和薄膜磁头通常的磁头使用的是高导 磁率的烧结铁氧体，具有 很好的软磁性能和耐磨性 ,电阻率高，高频性好。但磁化强度远远低于合金 软磁材料。如右表。性能Mo坡莫 合金热压Mn- Zn铁氧体Fe-Si-AI 合金饱和磁通 密度/T0.80.4-0.61.0矫顽力/A/m212-162磁导率/H/m110003000 100008000电阻率/Qcm0.000150.000085维氏硬度12070

3、0480为进一步提高磁头性能， 一方面可采用电镀、溅射 、蒸发等方法，在上述磁 头间隙处沉积一层厚度为 几微米的软磁性能较好的 合金薄膜；另一方面完全 采用薄膜技术，将磁性材 料和磁场线圈都沉积在特 定衬底上。采用薄膜技术 制备的磁头具有较高灵敏 度，缩小尺寸，提高记录 密度提高磁头灵敏度的一个重要措施是继续提高磁 性薄膜材料的饱和磁化强度。以分子束外延的方法 在GaAs衬底上外延制的了 Fe16N2这一 Fe的亚稳态 氮化物，据称其饱和磁化强度达到2.6A/m,是一个很 有希望的磁头材料。磁致电阻效应是在外磁场变化的同时材料的电阻 率产生相应变化，利用此效应可制成磁头。只读 不写。灵敏度高，

4、信号强度不受磁头运动速度影 响，不需感应线圈。利用它与薄膜技术结合，可 有效减小体积。2021/3/117磁性薄膜研究的重要进展之一是" 超咼磁阻材料的发现如右图所示，由溅射 方法制备的Fe-Cr多层 膜材料显出极高磁阻 效应。这种巨磁阻效 应的产生与铁磁性的 Fe成分层间的反铁磁 性耦合作用有关。目前，这类巨磁阻薄 膜材料已被广泛应用 于硬磁盘读写磁头技7 5 2g记录介质薄月冬及制罟技术 磁性薄膜记录介质的饱和磁化强度较高，有利于降 低介质厚度，提高记录密度和降低成本。MagrelicDamansSoftMagneticLayefLcer平行记录方式存在的一个问题 是相邻磁化区域

5、的磁化矢量间 存在着较强的相互作用，它限 制了每个磁化区域的尺寸不能 太小，因而存储密度不易提高。 而在垂直磁记录方式的情况下, 记录介质中的磁化矢量垂直于 截至平面取向的，每个磁化区 域的翻转都是近乎独立的，有 利于提高存储密度。这需要薄 膜本身具有垂直的磁各向异性。7.5.3光存储介质概况）光存储技术的主要优点是具有高的信息存储密度，因为激光 束本身可以被聚焦到很小的面积上。与传统磁存储方式比， 它还具有信噪比较高，可实现非接触式读写，信息存储寿命 较长等优点。分为以下几种。只读式光盘。它是靠探测激光在凹凸不平的介质表面反 射回来的光的强度的变化来读出信息的。 一次写入时光盘。可依用户需要

6、一次写入所要记录的信 息，并可以反复读取，但不能对信息进行改写。可擦重写式光盘。信息可被重写，但该写的过程需要两 次操作才能完成。直接重写式光盘。不仅可以改写信息，而且可将信息的 擦除和写入操作同时完成的光盘。7.5.4磁光存储和相变光存储；磁光存储技术所依赖的是磁性材料的两个性质：(1) 当温度变化时，材料磁化状态产生相应变化的热磁效 应；(2) 材料磁化状态使得从其表面反射回去的偏振光的偏振 方向发生变化的克尔磁光效应。对磁光存储薄膜还要求具有以下几点： (1)合适的词转变温度，从而既保证信息改写所需要的 激光功率不会过高，又要保证薄膜的磁化状态具有足够 的稳定性。 (2)较强的克尔磁光效应，及材料磁化方向不同时，偏 振光的偏振方向改变更大。相变光存储三注假若激光照射功率不足以使薄膜区域熔化，但足以加热其到 晶化温度以上的话，则激光照射区域将发生净化过程而转变 为晶态结构。由于晶态与非晶态区域的光学特性不同，晶态 区域对光的反射能力较强，透光性较差。因而依靠不同区域 对激光束的反射或透射能力的变化，就可以读出被记录的信 丿息、。对相变光存储薄膜要求具有以下几点：（1）适中的