Среды для перпендикулярной магнитной записи на основе эквиатомных сплавов Co/Pt.

Размер зерна в современной магнитной записи уменьшен до величин, близких к началу суперпарамагнитной нестабильности. При таких малых толщинах может иметь место необратимое разрушение записанной информации под действием тепловой энергии. Эффект "суперпарамагнитного предела" представляет собой физический барьер для развития продольной магнитной записи. По этой причине в настоящее время возобновляется интерес к перпендикулярной магнитной записи. В качестве возможных записывающих сред рассматриваются эквиатомные упорядоченные сплавы CoPt, CoPd, FePt, FePd, характеризующиеся тетрагональной сверхструктурой L1₀. При изготовлении монокристаллического записывающего слоя с текстурой (001) размер битов будет определяться шириной доменной стенки, которая в перечисленных эквиатомных сплавах составляет ∼10Å .

Получены тонкие монокристаллических мультислойные пленки CoPt методом магнетронного напыления в атмосфере Ar. В качестве подложек использовались монокристаллы MgO с ориентацией (001), стеклянные подложки, ситалл, кремний.

Обнаружены осцилляции толщинного интерференционного контраста в монокристаллических исходных и термообработанных пленках Co₅₀Pt₅₀, свидетельствующие о низком уровне поверхностных шероховатостей.

Установлена корреляция между толщиной монокристаллических термообработанных пленок Co₅₀Pt₅₀, степенью порядка сверхструктуры L1₀ и величиной коэрцитивного поля пленок, полученных на подложках MgO.

Установлена критическая толщина d*=160Å, ниже которой в монокристаллических эквиатомных пленках Co₅₀Pt₅₀/MgO реализуется перпендикулярная магнитная анизотропия.

Установлена критическая толщина d*=160Å, ниже которой в монокристаллических эквиатомных пленках Co₅₀Pt₅₀/MgO реализуется перпендикулярная магнитная анизотропия.

Обнаружено, что величина поля анизотропии пленок Co₅₀Pt₅₀/MgO с L1₀ структурой (d<160Å) в 5÷6 раз меньше поля кристаллографической анизотропии массивных эквиатомных сплавов Co₅₀Pt₅₀ с L1₀ структурой.

На основании приведенных результатов мы предлагаем информационную среду для перпендикулярной магнитной записи вопреки современным тенденциям не в виде тонких слоев с малыми размерами обменно-несвязанных зерен, а в виде высокоанизотропных мультислоев, где шириной перехода является узкая доменная стенка.

1. Ким П.Д., Турпанов И.А., Ли Л.А., Бетенькова А.Я., Исаева Т.Н., Столяр С.В., Юшков В.И. Магнитные свойства и фазовый состав эквиатомных пленок сплавов Co₅₀Pt₅₀. Международный симпозиум ФАЗОВЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ в ТВЕРДЫХ РАСТВОРАХ и СПЛАВАХ. 4—7 сентября 2002 г., г. Сочи, ОМА-2002, Сборник трудов, Часть I, с.138—-141.
2. Kim P.D., Stolyar S.V., Yushkov V.I., Betenkova A.Y., Isaeva T.N., Bondareva E.V. Perpendicular anisotropy of Co/Pt equiatomic multilayers. INTERNATIONAL BAIKAL SCIENTIFIC CONFERENCE "MAGNETIC MATERIALS". Irkutsk-2003, с. 2.
3. Ким П.Д., Столяр С.В., Исхаков Р.С., Турпанов И.А., Юшков В.И., Бетенькова А.Я., Бондаренко Г.Н., Махлаев А.М. Рентеновские интерференционные эффекты в тонких монокристаллических пленках кобальт-платина эквиатомного состава. Письма ЖТФ . 2004, том 30, вып. 2, С.6-11.
4. Ким П.Д., Турпанов И.А., Столяр С.В., Исхаков Р.С., Юшков В.И., Бетенькова А.Я., Ли Л.А., Бондарева Е.В., Исаева Т.Н., Карпенко М.М. Перпендикулярная магнитная анизотропия в монокристаллических пленках Co₅₀Pt₅₀/MgO (100). ЖТФ 2004. Отправлено в печать.

Исследовано взаимодействие поликристаллических ферромагнитных слоёв Cо и FeNi, разделенных немагнитной проводящей прослойкой меди в форме клина. Наблюдаемый слабоконтрастный домен в слое FeNi при определённой толщине Cu интерпретируется как область антиферромагнитной связи между ферромагнитными слоями. По величине поля смещения петли гистерезиса определена энергия взаимодействия ферромагнитных слоёв в зависимости от толщины прослойки Cu.

Разработана технология изготовления эпитаксиальных мультислойных плёнок эквиатомного состава Co/Pt. Рассмотрен один из механизмов формирования перпендикулярной анизотропии. На основании приведенных результатов мы предлагаем информационную среду для перпендикулярной магнитной записи вопреки современным тенденциям не в виде тонких слоев с малыми размерами обменно-несвязанных зерен, а в виде высоко анизотропных монокристаллических мультислоев, где шириной перехода является узкая доменная стенка.

Исследованы низкополевые свойства многослойных магнитных пленок (Gd/Si/Co/Si)₂₀ с различными толщинами полупроводниковой прослойки. В классе многослойных пленок впервые обнаружено и исследовано спин-стекольное поведение намагниченности. Показано, что наблюдаемые особенности обусловлены наличием биквадратичного обменного взаимодействия между магнитными слоями, что и приводит к образованию многоминимумного потенциала. Проведены магниторезонансные исследования данных пленок. Обнаружено несколько мод колебаний, что указывает на многоподрешеточную магнитную структуру.

Работы выполнены при поддержке:

• Гранта ККФН-РФФИ № 02-02-97704 ("Енисей")
• Гранта РФФИ № 02-02-17224

Лаборатория магнитодинамики