МАГНИТНЫЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ РАБОЧЕГО СЛОЯ НОСИТЕЛЯ МАГНИТНОЙ ЗАПИСИ И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ РАБОЧЕГО СЛОЯ НОСИТЕЛЯ МАГНИТНОЙ ЗАПИСИ НА ОСНОВЕ ТАКОГО МАТЕРИАЛА

МАГНИТНЫЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ РАБОЧЕГО СЛОЯ НОСИТЕЛЯ МАГНИТНОЙ ЗАПИСИ И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ РАБОЧЕГО СЛОЯ НОСИТЕЛЯ МАГНИТНОЙ ЗАПИСИ НА ОСНОВЕ ТАКОГО МАТЕРИАЛА


RU (11) 2084022 (13) C1

(51) 6 G11B5/84 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 25.01.2008 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 95107419/28 
(22) Дата подачи заявки: 1995.05.10 
(45) Опубликовано: 1997.07.10 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: 1. IEEE Trans. Magn. 1982, v. 18, p. 1113 - 1115. 2. J. Appl. Phys., 1988, v. 6318, p. 2926 - 2928. 3. Авторское свидетельство СССР N 1125652, кл. G 11 B 5/84, 1983. 
(71) Заявитель(и): Иркутский государственный педагогический институт 
(72) Автор(ы): Снегирев Ю.И.; Кротова Н.И. 
(73) Патентообладатель(и): Иркутский государственный педагогический институт 

(54) МАГНИТНЫЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ РАБОЧЕГО СЛОЯ НОСИТЕЛЯ МАГНИТНОЙ ЗАПИСИ И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ РАБОЧЕГО СЛОЯ НОСИТЕЛЯ МАГНИТНОЙ ЗАПИСИ НА ОСНОВЕ ТАКОГО МАТЕРИАЛА 

Изобретение относится к накоплению информации, а именно к способам изготовления рабочего слоя носителя магнитной записи. Магнитный материал для рабочего слоя носителя магнитной записи, содержащий Fe-Ni сплав с химическим составом, близким к эквиатомному, дополнительно содержит Mn в количестве (8-10)ат. % к общему составу компонентов. Способ заключается в ионно-плазменном распылении сплава, содержащего (8-10)ат.% Mn к общему количеству компонентов, на постоянном токе при давлении рабочего газа 210-1 Па, плотности рассеиваемой энергии (3-8) 105в Вт/м2, со скоростью напыления 0,1-0,15 нм/с, последующим отжиге при температуре 500 К и охлаждении до комнатной температуры. Предлагаемый способ позволяет упростить технологический процесс, сократить время термообработки и значительно уменьшить температуру отжига. 2 с. п. ф-лы, 1 табл., 1 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к накоплению информации, а именно к способам изготовления рабочего слоя носителя магнитной записи.

Известны способы изготовления рабочего слоя носителя магнитной записи с перпендикулярным намагничиванием, заключающиеся в ионноплазменном распылении CoCr сплава с содержанием 18-25% Cr на подложку, нагретую до Т > 400 К [1] а также FeCr сплава с 40-60% Cr, толщиной не менее 1 мкм на подложку, также нагретую до 400 К с последующим отжигом до 650 K [2]

Недостаток данных способов заключается в том, что без высокотемпературного отжига они не обеспечивают перпендикулярную анизотропию, достаточную для записи с перпендикулярным намагничиванием. Кроме этого, для появления столбчатой структуры необходимо осаждать конденсаты толщиной не менее 1 мкм, для чего требуется значительное время.

Известен способ изготовления рабочего слоя, использующий распыление мишени из материала на основе Fe-Ni и термообработку в вакууме с последующим охлаждение [3]

Недостаток данного способа заключается в необходимости точного соблюдения режима термообработки при проведении двухступенчатого отжига: высокой температуры отжига, приводящей к разрушению нетермостойких основ, значительной продолжительности технологического процесса термообработки, что приводит к нерациональному расходу энергии.

Использование бинарного Fe-Ni сплава для рабочего слоя носителя магнитной записи в указанном способе не устраняет эти недостатки.

Цель изобретения повышение эффективности перпендикулярной анизотропии рабочего слоя носителя магнитной записи и упрощение технологического процесса.

Поставленная цель достигается тем, что в магнитный материал для рабочего слоя носителя магнитной записи, содержащий Fe-Ni сплав с химическим составом близким к эквиатомному, дополнительно вводят Mn в количестве (8-10) ат. к общему числу компонентов.

Использование трехкомпонентного Fe-Ni-Mn сплава, содержащего (8-10) ат. Mn к общему количеству компонентов для изготовления рабочего слоя носителя магнитной записи, позволяет заменить две технологические операции (термообработку кратковременным нагреванием при температуре 470-490 К и отжигом при Т 590 К в течение не менее 30 мин.) одной (термообработкой при T 500 K В данном способе полностью отсутствует изотермическая выдержка при температуре 500 К. Положительный эффект достигается уже при нагреве до указанной температуры. Состояние с коэффициентом перпендикулярной анизотропии > 105 эрг/см3 фиксировали независимо от скорости охлаждения.

Сущность физической природы возникновения и роста перпендикулярной анизотропии заключается в следующем.

Известно, что имеющееся в эквиатомных Fe-Ni сплавах антиферромагнитное взаимодействие является причиной низкой критической температуры атомного упорядочения. Возникающая при этом тетрагональность решетки сопровождается появлением перпендикулярной анизотропии. Добавка (8-10) атомных процентов антиферромагнитного марганца увеличивает антиферромагнитное взаимодействие в сплаве и способствует установлению атомного порядка при более низкой температуре, чем в бинарном сплаве FeNi. (По нашим оценкам, на 90-100 К).

Совокупность двух факторов: добавка антиферромагнитного марганца и получение аморфного состояния, в котором фиксируется значительное число дефектов (пор, вакансий и т.д.), усиливает положительный эффект изобретения. Первый приводит к понижению температуры упорядочения, второй к полноте атомного упорядочения, которое закладывается уже в процессе ионно-плазменного осаждения и завершается при низких температурах отжига.

Используемые в предлагаемом способе конденсаты имеют своеобразные шистерезистные свойства. В отличие от аморфных пленок однокомпонентных и бинарных конденсатов с низким, как правило коэрцитивным полем, аморфные образцы Fe-Ni-Mn обладают Hc 102 э при практически полной изотропности оси намагниченности в плоскости образца. Предкристаллизационный отжиг при температуре 500 К приводит к росту Hc до 380-400 Э. Энергия перпендикулярной анизотропии возрастает более чем на порядок и достигает величины (2oC3)\105 эрг/см3.

Сущность изобретения сводится к следующему.

На немагнитную подложку магнетронным плазменным распылением Fe-Ni- Mn сплава, содержащего (8-10) атомных процентов марганца, производят осаждение материала и формирование рабочего слоя носителя магнитной записи. Меньшее содержание Mn слабо влияет на температуру упорядочения Fe-Ni, сопровождаемого возникновением перпендикулярной анизотропии, большее приводит к росту антиферромагнитно взаимодействующих пар атомов Mn-Mn и Fe-Mn и ухудшению магнитных свойств носителя магнитной записи.

Давление рабочего газа-аргона 210-1 Па выбиралось исходя из того, что при большем давлении увеличивается количество внедренных примесей, при меньшем образуется аморфно-кристаллическая структура, в которой процесс упорядочения реализуется недостатком полно. Плотность рассеиваемой энергии равна (3-8)105 Вт/м2.

Скорость осаждения составляла 0,1-0,15 нм/с. Осаждение с большими скоростями приводит к увеличению количества приносимого на подложку тепла и кристаллизации материала в процессе конденсации. Толщина рабочего слоя носителя магнитной записи была в пределах 10-120 нм. При меньшей толщине ослабевая сигнал отдачи, при большей непроизводительно возрастало время осаждения.

При перечисленных технологических и композиционных параметрах конденсаты имели некристаллическую структуру и Hc 102 э Для увеличения Hc и энергии анизотропии K приводили термообработку до температур, предшествующих кристаллизации полученного сплава, имеющего состав, близкий к 45 Fe 45Ni 10Mn (500К). Для данного сплава температура упорядочения ниже, чем температура кристаллизации. Поэтому отжиг на кристаллизацию приводит к необратимому разрушению ближнего порядка и перпендикулярной анизотропии.

Длительность выдержки при 500 К для достижения максимального положительного эффекта, а также скорость охлаждения не имели существенного значения. K (2 3) 105 эрг/см3 фиксировали даже после кратковременного, менее 30 с прогрева.

Пример. Предлагаемый способ реализован на установке магнетронного распыления сплавкой Fe-Ni-Mn реализован на установке магнетронного распыления сплавкой Fe-Ni-Mn мишени, содержащей наряду с эквиатомным количеством Fe, Ni и (8-10)% Mn. В процессе распыления количество Mn несколько уменьшалось и в конденсате его присутствовало (5-6) ат.

На чертеже приведена оже-спектрограмма пленки Fe-Ni-Mn.

Распределение Fe, Ni и Mn практически однородно, за исключением области толщины 1-10 нм, где присутствует некоторое количество углерода и кислорода, которое в дальнейшем становится близким к нулю. Оптимальным являлось именно такое содержание Mn, т.к. при большем содержании резко увеличивается число пар Fe-Mn и Mn-Mn полностью снимает положительное влияние марганца на процесс упорядочения.

Очень важным оказалось реализовать аморфную структуру конденсата, т.к. появление даже сильно дисперсного кристаллического состояния (полуширина гало 2,4 2,8)o приводило к уменьшению Hс до значений 1 Э и дальнейший отжиг практически не изменял значения Hс.

В таблице приведены некоторые данные, подтверждающие вышесказанное.

Полученный в результате изготовления предлагаемым способом рабочий слой носителя магнитной записи имеет ось легкого намагничивания, направленную перпендикулярно к поверхности плоской основы, что контролируется магнитными и магнитооптическими методами.

Технико-экономическое преимущество способа заключается в том, что он технологически более прост устраняется операция высокотемпературного отжига, сокращается время достижения состояния материала рабочего слоя носителя магнитной записи с максимальными положительными характеристиками. В конечном счете это приводит к экономии энергии. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. Магнитный материал для рабочего слоя носителя магнитной записи, содержащий железоникелевый сплав с химическим составом, близким к эквиатомному, отличающийся тем, что в его состав введен марганец в количестве 8 10 ат. к общему составу компонентов.

2. Способ изготовления рабочего слоя носителя магнитной записи, заключающийся в ионно-плазменном распылении мишени из материала на основе железоникелевого сплава при осаждении материала на плоской основе и в термообработке в вакууме с последующим охлаждением при формировании рабочего слоя, отличающийся тем, что в состав материала мишени дополнительно вводят марганец в количестве 8 10 ат. к общему количеству компонентов полученного сплава, распыление проводят со скоростью 0,1 0,15 нм/с при давлении рабочего газа 2 10-1 Па и плотности рассеиваемой энергии (3 8) 105 Вт/м2, а термообработку осуществляют за один этап при нагревании осажденного материала до температуры 500 К, предшествующей его кристаллизации.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Электроника и электротехника




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+автомобильная -сигнализация".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "датчик" будут найдены слова "датчик", "датчики" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("датчик!").


Металлоискатели и металлодетекторы | Электронные устройства охраны и сигнализации | Электронные устройства систем связи | Приемные и передающие антенны | Электротехнические и радиотехнические контрольно-измерительные приборы и способы электроизмерений | Электронные устройства пуска, управления и защиты электродвигателей постоянного и переменного тока | Электродвигатели постоянного и переменного тока | Магниты и электромагниты | Кабельно-проводниковые и сверхпроводниковые изделия


Рейтинг@Mail.ru