• Главная
  • rss-лента сайта solo-project.com


Анизотропные материалы

Анизотропные материалы
В современных магнитных накопителях на подвижном носителе обычно используются тонкопленочные записывающие преобразователи, позволяющие реализовать высокую продольную и поперечную плотность записи информации. Потоковедущие элементы магнитопровода таких преобразователей генерирует магнитное поле рассеяния - поле записи, напряженность которого должна быть достаточной для намагничивания и перемагничивания небольшой по размерам области рабочего слоя носителя, соответствующей единице записанной информации. Важно, чтобы тонкопленочные потоковедущие элементы имели высокую изотропную магнитную проницаемость.
Обычно тонкопленочные аморфные магнитомягкие материалы CoNbZr, используемые для потоковедущих элементов преобразователей, даже после термической обработки во внешнем магнитном поле, имеют одноосную анизотропию, т.е. не проявляют изотропных магнитных свойств. Данные материалы характеризуются высокой магнитной проницаемостью на высокой частоте только вдоль оси трудного намагничивания, так как процесс намагничивания в однослойной пленке вдоль оси легкого намагничивания определяется движением доменных границ, а механизм вращения преобладает при намагничивании вдоль оси трудного намагничивания.

Потоковедущие элементы в тонкопленочном преобразователе образуют магнитопровод с рабочим зазором, в котором генерируется магнитное поле рассеяния. Одна из модификаций тонкопленочного магнитного преобразователя со сверхузкой дорожкой, показана на рис. 5.3. Рабочий зазор 1 образуется в разрыве однослойной части 2 тонкопленочного магнитопровода с одноосной анизотропией. Замыкающая часть 3 магнитопровода обладает двуосной анизотропией и состоит из двух магнитных слоев. Тонкопленочные витки 4 охватывают боковые части магнитопровода. Толщина одноосной части магнитопровода у рабочего зазора определяет ширину дорожки записи информации в рабочем слое носителя.



Рис. 5.3. Тонкопленочный магнитный преобразователь для записи с высокой поперечной плотностью

Для увеличения магнитного потока магнитопровод изготавливают из магнитомягкого материала с высокой изотропной магнитной проницаемостью в плоскости потоковедущих элементов. С целью исследования влияния условий осаждения и двухосной анизотропии на изотропность магнитной проницаемости на высокой частоте формировалась слоистая тонкопленочная структура 91%Со, 6%Nb, 3%Zr/SiOr Магнитный слой магнитомягкого материала CoNbZr и изолирующие слои Si02 осаждались высокочастотным способом на стеклянные подложки, помещенные на магнитный держатель для создания наведенной одноосной анизотропии в напыляемых магнитных слоях. Термическая обработка напыленных образцов проводилась в вакууме во внешнем магнитном поле напряженностью 160 кА/м. Их магнитная индукция насыщения определялась торсионным магнитометром, и магнитная проницаемость измерялась в интервале частот 1-100 МГц.

Напыленные пленки состояли из четырех магнитных слоев CoNbZr толщиной 500 нм, разделенных немагнитными изолирующими прослойками SiO2 толщиной 23 нм. Оси легкого намагничивания в нижней и верхней парах магнитных слоев ориентировались взаимно перпендикулярно при параллельной ориентации их в каждой паре. После осаждения нижней пары магнитных слоев с однослойной анизотропией подложка поворачивалась на 90°. Затем напылялась верхняя пара магнитных слоев. Таким образом, задавалась двухосная магнитная анизотропия в тонкопленочном образце, состоящем из четырех магнитных слоев CoNbZr.

В процессе термической обработки двухслойный магнитный образец помещался на нагретую до заданной температуры плоскую пластину. В магнитных слоях 1 (рис.5.4), разделенных прослойкой 2, в процессе термической обработки внешнее магнитное поле ориентировалось в направлении 3, перпендикулярном направлению 4 одноосной анизотропии, которая формировалась в процессе осаждения слоев CoNbZr. Нагреваемая пластина 5 при термообработке находилась в термическом контакте с нижним магнитным слоем.

Для осуществления поворота оси легкого намагничивания на 90° в процессе термической обработки тонкопленочный образец нагревался вплоть до 210 °С. Поле анизотропии при этом практически не изменялось. 

В результате измерений для однослойных неотожженных пленок 91 %Co,6%Nb,3%Zr толщиной 1 мкм с одноосной анизотропией получены следующие магнитные параметры: магнитная индукция насыщения - около 1,3 Тл, коэрцитивная сила вдоль оси легкого намагничивания - не более 40 А/м, поле анизотропии - примерно 1,27 кА/м и магнитная проницаемость - приблизительно 1300. После термической обработки во внешнем магнитном поле при температуре 320 °С поле анизотропии этих пленок уменьшилось до 240 А/м, их магнитная проницаемость на той же частоте увеличилась примерно до 5000.

Произведенные измерения на частоте 10 МГц показали, что для тонкопленочных образцов с двухосной анизотропией до термической обработки магнитная проницаемость вдоль осей легкого и трудного намагничивания составляла соответственно 708 и 675. После термической обработки при температуре 240 °С магнитная проницаемость существенно увеличилась - до 1592 и 1547. Повышение температуры термообработки до 320 °С привело к заметному увеличению этих значений - до 2649 и 2640.

Рассмотренные экспериментальные результаты показывают, что в тонкопленочных магнитомягких материалах с двухосной магнитной анизотропией в результате термической обработки можно получить сравнительно высокую магнитную проницаемость в направлении не только оси трудного намагничивания, но и вдоль оси легкого намагничивания, что обеспечивает благоприятные условия для создания магнитного потока в магнитопроводе тонкопленочных преобразователей, выполненного из многослойного анизотропного материала.

Мультимедийная среда

В 90-е годы XX в. на базе персональных компьютеров созданы мультимедийные системы. Мультимедиа - это объединение нескольких...

читать далее

Понятие литографии

Современная технология интегральных схем включает следующие операции. Вначале верхний слой кремниевой пластины...

читать далее

Попытки создания квантового компьютера

Основные проблемы создания квантового компьютера вытекают из его природы: чтобы решить какую-либо задачу, необходимо...

читать далее