[发明专利]一种垂直磁记录材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及新材料技术领域，具体涉及一种垂直磁记录材料的制备方法。

背景技术

信息时代的今天，磁记录是主要的存储手段，磁存储的主要技术－硬磁盘技术也经历了由水平记录向垂直记录的重大变革。随着计算机及网络技术的发展，人们需要越来越高的数据存储密度。

随着记录密度的提高，水平磁记录方式逐渐暴露出很多缺点，已经无法满足高存储密度的要求。第一，随着密度的提高，记录波长缩短，记录位退磁场增强，导致记录信号的不稳定；第二，为了确保记录信息的准确性、可靠性，必须保证充分的信噪比SNR（Signal Noise Ratio, SNR）。SNR与记录单元中晶粒的数量成正比，为了保证信噪比，应使记录单元中具有足够数量的晶粒，而记录密度的提高意味着必须减小记录单元的面积，因此必须通过减小晶粒尺寸来提高面密度。但是，粒子越小，将其翻转所需的能量越低，小到一定程度时，晶粒的热振动能量会破坏磁有序状态，室温下使记录位剩磁在短时间内下降甚至为零，即所谓超顺磁效应。信噪比-介质的热稳定性-写磁头的写入能力三者之间形成了一种层层递进的制约关系。

垂直磁记录介质是实现超高密度垂直磁存储的重要一环，新一代的垂直磁记录技术被认为可以实现Tbit/in²的记录密度。目前技术采用的薄膜材料为Co-Cr， Co-Cr磁记录介质的磁记录密度仅能达到1～2×10⁶erg/cc。而Co-Pt、Fe-Pt合金虽能获得突破10⁷erg/cc的磁记录密度，但是过高的矫顽力限制了它们在实际应用上的前景。

Co-W合金由于具有较高的磁晶各向异性能（>4×10⁶ erg/cc）和较合适的矫顽力（>2000 Oe），有望成为下一代高密度磁记录介质材料。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种垂直磁记录材料的制备方法，得到的最终产品的c轴分散角<3°，各项性能得到显著提高。

实现本发明目的的技术方案按以下工艺步骤进行：

（1）基板选择：选取MgO（111）单晶作为基板，将其放入装有丙酮的超声波容器中清洗1min后脱脂，再用棉棒蘸酒精轻擦基板表面，随后再次将基板放入装有丙酮的超声波容器中清洗3min，最后将基板放入装有酒精的超声波容器中清洗3min后，取出吹干；

（2）基板预热：将经充分清洁后的MgO（111）基板放至磁控溅射设备的真空腔内，抽真空，通电加热至300℃，烘烤1h，然后冷却2h，并继续保持真空状态；

（3）下底层成分调整：首先在纯金属Ru靶上粘贴纯Cr金属片作为RuCr复合靶材，然后向磁控溅射设备的真空腔内充入氩气，调整氩气流量，将溅射压力调节为5~10mTorr，其溅射电压为240V，溅射电流为30mA，得到以RuCr作为下底层的MgO(111)单晶基板；

（4）磁性层薄膜的制备：在CoW复合靶材上粘贴纯Pt金属片，制成CoWPt复合靶材，然后将溅射得到的以RuCr作为下底层的MgO(111)单晶基板移至CoWPt复合靶材处，在磁控溅射设备中通入氩气，在RuCr下底层上溅射CoWPt磁性薄膜，溅射电压240V，溅射电流30mA，溅射压力为5～10mTorr，得到最终产品CoWPt/RuCr/MgO材料；

所述的纯金属Ru，Cr，Co，W，Pt的纯度均为99.5wt %以上；

所述的MgO(111)单晶基板为单面或双面抛光基板；

所述的步骤（2）中将磁控溅射设备的真空腔内抽真空至10^-7Torr以下，并保持真空状态下的真空度为10^-7Torr以下；

所述的步骤（3）中RuCr复合靶材中的合金组分原子百分比为Ru:Cr=4:1；

所述的步骤（3）中在MgO(111)单晶基板上溅射的一层RuCr薄膜厚度为10~20nm；

所述的步骤（4）中磁性层薄膜的组成为（Co_0.85W_0.15）₉₀Pt₁₀；

所述的步骤（4）中CoWPt磁性薄膜的厚度为5~15nm；

所述的步骤（4）中得到的最终产品CoWPt/RuCr/MgO材料的c轴分散角＜3°, 磁晶各向异性能为4.2～6.1×10⁶erg/cc。

与现用技术相比，本发明的特点及其有益效果是：