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图形化铁磁性介质的激光干涉光刻法制作及其X射线磁性圆二色研究

张自军  郭玉献  王劼  付绍军  徐向东  刘颖  徐彭寿  
【摘要】:从20世纪90年代至今,硬磁盘存储面密度以每年60%的速度递增,然而,由于超顺磁效应的限制,目前的连续薄膜水平纵向记录技术存储密度极限为100Gb/in2。图形化介质是克服超顺磁极限,提高磁介质记录密度的途径之一,存储密度可以达到1Tb/in2以上。本文介绍了激光全息干涉光刻法制作一维光刻胶周期结构,用离子束刻蚀(IBE)将图形转移到由磁控溅射生长的Co0.9Fe0.1合金薄膜上。分别在膜厚为5nm、10nm、20nm和50nm的Co0.9Fe0.1合金薄膜上制作出周期2um的一维周期结构, 并在膜厚50nm的Co0.9Fe0.1合金薄膜上制作周期分别为2um、4um、8um和16um的一维图形,用扫描电子显微镜(SEM)观察其图形结构。用X射线磁性圆二色(XMCD)研究了薄膜图形化后Co和Fe的电子自旋磁矩和轨道磁矩的变化,并用电子自旋共振(ESR)分析了图形化对薄膜面内磁各向异性的调制。结果表明,Co0.9Fe0.1合金薄膜的Co和Fe的电子自旋磁矩和轨道磁矩随着一维图形特征尺寸的改变而变化, 可以有效地对薄膜磁各向异性进行调制,并能显著地增大其磁各向异性,对需要大的面内单轴各向异性的器件来说,这种调制方法有着重要的意义。

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