Спосіб формування магнітного матеріалу на основі fept для запису і зберігання інформації

Реферат: Спосіб формування магнітного матеріалу на основі FePt для запису і зберігання інформації включає формування матриці, яка являє собою нанорозмірну плівку сплаву Fe50Pt50, нанесену на термічно окиснену підкладку монокристалічного Si (001). Термічну обробку матриці проводять в газовому середовищі Аr+3 об. % Н2. UA 88888 U (54) СПОСІБ ФОРМУВАННЯ МАГНІТНОГО МАТЕРІАЛУ НА ОСНОВІ FePt ДЛЯ ЗАПИСУ І ЗБЕРІГАННЯ ІНФОРМАЦІЇ UA 88888 U UA 88888 U 5 10 Корисна модель належить до технології виготовлення носіїв магнітного запису з надвеликою щільністю і може знайти застосування при формуванні середовищ магнітного запису великої ємності для виробництва жорстких дисків. Сучасні магнітні середовища мають декілька функціональних шарів, необхідних для досягнення бажаних робочих характеристик. Магнітний шар є полікристалічним матеріалом, зерна якого мають хаотичну орієнтацію по відношенню до площини плівки і по відношенню до напрямку магнітних треків, крім того, вони мають випадковий розподіл розмірів і випадкову орієнтацію осей легкого намагнічування. Через цю статистичність у природі зерен для збереження інформації використовуються їх групи. Відношення рівня сигналу до рівня шуму при магнітному записі визначається за співвідношенням: BCШ=10log(N), 15 20 25 30 35 40 45 50 55 (1) де N - кількість зерен у біті. Відношення рівня сигналу до рівня шуму є показником надійності збереження інформації на магнітному носії. Як видно з рівняння (1) збільшення кількості зерен у біті призводить до збільшення відношення сигнал-шум. Тому одним з шляхів збільшення значення цього відношення є зменшення розмірів зерен і звуження їх розподілу за розмірами, що призведе до збільшення їх кількості в одному біті інформації. Також зменшення розмірів зерен необхідне для збільшення щільності магнітного запису. Для подальшого збільшення щільності магнітного запису зі збереженням високого значення відношення сигнал-шум необхідне використання матеріалів з високим значенням енергії магнітокристалічної анізотропії. Таким матеріалом може бути плівка складу Fe50Pt50 з хімічно впорядкованою фазою L10(FePt) з гранецентрованою 6 3 тетрагональною решіткою. Магнітна анізотропія фази L10(FePt) сягає 710 Дж/м (для 3 Fe~4,2 Дж/м , що в 1 млн. разів менше). Однак, формується фаза L10(FePt) з хімічноневпорядкованої магнітно-м'якої фази Al(FePt) при високотемпературних відпалах, які призводять до росту зерен і збільшення поверхневої шорсткості плівок. Відомий аналог способу формування магнітного матеріалу для запису і збереження інформації, запропонований у патенті США № 6214434, полягає у формуванні на поверхні шару немагнітного матеріалу (Cr, Si, немагнітні метали та немагнітні неметали), нанесеного на немагнітну підкладку (NiP, Al, скло, кераміка і т.д.), поглиблень з подальшим нанесенням (шляхом хімічного осадження або розпилення) в ці поглиблення магнітного металу (Ni, Co, магнітні сплави). Поглиблення діаметром близько 100 нм і глибиною 50 нм були розташовані на відстані 200 нм один від одного. Формувалися поглиблення за допомогою теплового впливу лазерного випромінювання, яке підводилося до вибраної точки поверхні немагнітної матриці волоконно-оптичним світлопроводом. Магнітний матеріал, який перебував після осадження поза поглиблень на поверхні немагнітного шару, видалявся механічним шліфуванням. Поглиблення, заповнене магнітним матеріалом, являє собою не взаємодіючі, регулярно розташовані ізольовані магнітні частки, на яких може проводитися магнітний запис. Недоліками цього методу є досить складний технологічний процес, що включає багато проміжних етапів, і відносно великий розмір сформованих магнітних частинок. Слід також відзначити можливий сильний вплив механічної шліфовки на магнітні властивості нанорозмірних магнітних часток. Найбільш близьким аналогом одержання середовища для магнітного запису з високими характеристиками є патент США № 6183606, в якому запропонований метод одержання композитної гранульованої тонкої плівки, що містить зерна висококоерцитивного сплаву FePt в ізолюючій немагнітній матриці Si3N4. Плівка виготовлялася за допомогою спільного вакуумного магнетронного розпилення мішеней зі сплаву FePt заданого складу і Si 3N4 на охолоджувану підкладку з окису кремнію або кварцового скла. Для перетворення сплаву FePt в висококоерцитивну кристалічну фазу плівка відпалювалась у вакуумі при температурі 870 K з подальшим загартуванням у воді при 273 K. Такий метод дозволив створити плівку з віссю легкого намагнічування, що лежить в площині зразка, коерцитивною силою ~4000 Ое і розміром зерна в кілька десятків нанометрів. Досить велика відстань між зернами і наявність шару ізолюючого немагнітного матеріалу між ними перешкоджає взаємодії між зернами і погіршенню відношення сигнал/шум. До недоліків найближчого аналога слід віднести досить складний і важко контрольований технологічний процес виготовлення плівки і відносно великий розмір магнітного зерна. В основу корисної моделі поставлена задача формування впорядкованої фази L1 0(FePt) при термічній обробці зі збереженням мінімального розміру зерен і значення шорсткості поверхні плівки. 1 UA 88888 U 5 10 15 20 Поставлена задача вирішується магнетронним осадженням тонких плівок складу Fe 50Pt50 на підкладки термічно окисненого монокристалічного кремнію за кімнатної температури і їх наступним відпалом за температури вище 770 K в результаті чого утворюється впорядкована фаза L10(FePt). Особливістю корисної моделі є те, що як середовище термічної обробки плівок Fe50Pt50 пропонується використання атмосфери складу Аr+3 об. % Н2. Відпал в даній атмосфері не призводить до росту зерен (їх розмір не перевищує 20 нм) і збільшення шорсткості поверхні при температурах до 1120 K, що необхідно для повного перебігу твердотільної реакції Al(FePt)→L10(FePt). На фіг. 1 і 2 представлені залежності розміру зерен фази L10(FePt) і шорсткості поверхні плівкових композицій від температури відпалу. З даних фігур можна бачити, що розмір зерна і шорсткість поверхні плівок Fe50Pt50 після відпалу в атмосфері Аr+3 об. % Н2 в інтервалі 770 K1120 K зберігають найменші значення в порівнянні з відпалом в інших інертних газах - аргоні (Аr) і азоті (N2). Спосіб працює наступним чином: плівки складу Fe50Pt50 осаджують на підкладки термічно окисненого монокристалічного кремнію за кімнатної температури магнетронним методом, наступну їх термообробку здійснюють за температури вище 770 K в атмосфері складу Аr+3 об. % Н2. Фактично запропонований спосіб дозволяє сформувати термічно-стабільний магнітний носій для високощільного запису з високим значенням сигнал/шум. Таким чином, запропонований в даній корисній моделі спосіб отримання середовища для магнітного запису і зберігання інформації з надвисокою щільністю може бути реалізований, зокрема, при застосуванні нанорозмірних плівок на основі сплаву Fe 50Pt50, термічну обробку яких для одержання магнітно-твердої фази L10(FePt) проводять в газовому середовищі Аr+3 об. % Н2. 25 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 30 Спосіб формування магнітного матеріалу на основі FePt для запису і зберігання інформації, що включає формування матриці, яка являє собою нанорозмірну плівку сплаву Fe50Pt50, нанесену на термічно окиснену підкладку монокристалічного Si (001), який відрізняється тим, що термічну обробку матриці проводять в газовому середовищі Аr+3 об. % Н2. 2 UA 88888 U Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3