[发明专利]一种SmCo垂直磁各向异性薄膜的制备方法

说明书

本发明公开了一种SmCo垂直磁各向异性薄膜的制备方法，包括以下步骤：1)通过磁控溅射制备Cr/Cu/SmCo/Cr结构的磁性薄膜材料；2)将步骤1)的磁性薄膜材料放入红外退火炉，以5～20℃/s的升温速率将炉内温度升至350～500℃，再保温5～10min。本发明的制备方法操作简单易控、处理时间短、处理成本低、处理效率高，制备得到的SmCo薄膜的垂直磁各向异性大、磁性能优异。

技术领域

本发明涉及一种SmCo垂直磁各向异性薄膜的制备方法，属于磁性材料技术领域。

背景技术

随着科学技术的进步，硬磁盘存储密度日新月异，磁记录面密度不断提高必然会触及物理极限，即产生超顺磁效应。为了突破超顺磁效应而导致的磁记录密度极限，热辅助磁垂直记录技术得到了学术界和产业界的广泛关注。

热辅助磁记录过程中，记录区域附近的粒子难免会受到激光束散热的影响而造成信息丢失，因此要求记录介质材料应具有可调控的矫顽力和优良的抗热扰动性能。当前商用硬盘的磁存储介质材料以Co基合金薄膜为主，其磁晶的磁各向异性能低，厚度较薄时会出现读出信号弱而影响介质信噪比的问题，且Co基薄膜在垂直膜面方向的退磁场大，使得磁矩一般趋近于面内方向，难以实现磁各向异性方向的转变，不利于垂直磁记录技术的应用。

SmCo具有很高的磁晶各向异性能和较高的居里温度，可以大大降低外界热扰动对信息存储的影响，具有良好的非易失性，且其具有超高的内禀矫顽力和较小的超顺磁临界尺寸，所以SmCo薄膜具有优良的磁性能，是热辅助垂直磁记录介质的理想候选材料，具有很好的应用前景。因此，通过合适的退火工艺对制备态SmCo薄膜进行快速退火处理，提高其垂直磁各向异性，增加信息存储的密度和热稳定性，具有重要的研究意义。

目前，常用的制备SmCo垂直磁各向异性薄膜的方法包括以下步骤：先添加诱导层诱导晶粒择优生长以及多靶交替共溅射形成多层复合膜结构，再对制备态薄膜进行高温长时间的退火，以提供晶粒长大所需驱动力，使多层膜结构中各膜层的原子扩散均匀。该方法制备SmCo垂直磁各向异性薄膜的核心在于设计膜层结构，但由于膜层结构较复杂、成膜影响因素较多、操作繁琐，不利于高效精确制备，且Sm元素在高温易氧化，长时间保温会造成薄膜晶粒过分长大而造成产品性能下降。

因此，亟需开发一种操作简单易控、处理时间短、处理成本低、处理效率高的SmCo垂直磁各向异性薄膜制备方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种SmCo垂直磁各向异性薄膜的制备方法。

本发明所采取的技术方案是：

一种SmCo垂直磁各向异性薄膜的制备方法，包括以下步骤：

1)通过磁控溅射制备Cr/Cu/SmCo/Cr结构的磁性薄膜；

2)将步骤1)的磁性薄膜放入红外退火炉，以5～20℃/s的升温速率将炉内温度升至350～500℃，再保温5～10min，得到SmCo垂直磁各向异性薄膜。

优选的，步骤1)中进行磁控溅射时对Cu靶和SmCo合金靶进行直流溅射，溅射功率为60～80W。

优选的，步骤1)中进行磁控溅射时对Cr靶进行射频溅射，溅射功率为120～150W。

优选的，步骤1)中进行磁控溅射所用的基片为单晶Si(100)基片。

优选的，所述单晶Si(100)基片在使用前进行过清洗。

进一步优选的，所述单晶Si(100)基片在使用前用氢氟酸、丙酮和无水乙醇依次进行过超声清洗。

优选的，步骤1)中进行磁控溅射时靶材与单晶Si(100)基片的垂直距离为6～10cm。