藉由擴散層引入以及記錄層成分調變來改善CoCrPt磁性質和微結構

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研究生：	陳志明 Chen Chih-Ming
論文名稱：	藉由擴散層引入以及記錄層成分調變來改善CoCrPt磁性質和微結構 Improvement of magnetic properties by introducing a diffusion layer and adjusting the Pt content for perpendicular media
指導教授：	賴志煌 Lai Chih-Huang
口試委員:
學位類別：	碩士 Master
系所名稱：	工學院 - 材料科學工程學系 Materials Science and Engineering
論文出版年：	2004
畢業學年度：	92
語文別：	中文
論文頁數：	90
中文關鍵詞：	垂直式記錄媒體
外文關鍵詞：	perpendicular recording media
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在資訊需求的刺激下，資訊儲存媒體的技術被廣泛的研究探討，並以相當快的成長速率被蓬勃發展，截至目前硬碟的儲存密度已經不下於100 Gbit/in2，相較於過去幾年，每年皆幾乎以倍數的進度而成長。由於傳統的水平式記錄最終會遭遇到所謂的超順磁極限(super-paramagnetic limit) ，為有效的克服此問題,垂直式記錄媒體(perpendicular recording media)搭配軟磁層被認為是最具潛力之下一代硬碟產品，一般認為，此種記錄方式將有能力將記錄密度推1Tbit/in2 ，並且其相對於傳統水平式記錄媒體而言,具有多方的優勢，其中包含去磁場的降低，軟磁層的引入使得熱穩定性的增加以及不再有水平式紀錄的磁性層膜厚限制，因此垂直式記錄媒體的發展可謂是為下一世代超高密度硬碟之記錄媒體注入一劑強心針，使得超高密度資訊儲存的夢想不再是遙不可及。
基於本實驗室多年來對於真空鍍膜技術以及磁記錄薄膜研究的心得,在此選用Ti, Ta, TiCr以及Ru為底層的多層膜結構,利用此種晶層來提升上方記錄層的c軸結構,藉由單一底層和雙底層的結構搭配上不同成分的磁記錄層以求達到最佳化的磁晶體異向性能的磁性質,其中包括矯頑場 (Hc),方正性 (S), nucleation field (Hn)將在內文中詳細探討.然而對於增加晶粒間偏析的程度,亦嘗試使用記錄層上方的擴散層(CrMoMn)加以退火的步驟,使的擴散層內非磁性的元素物質得以有效的擴散至磁性紀錄層的晶界位置,在不影響CoCrPt C軸垂直於膜面的優選方向情況下，進一步成功地鍍製出不錯的磁性質的紀錄媒體：矯頑場Hc~3854 Oe、SQ~0.93、Hn~-1000 Oe以及Mrt~0.72 memu/cm2之垂直式記錄媒體。除此之外，也於不同的種晶層系列(Ru/ CoCrPt、TiCr/ Ru/ CoCrPt、Ta/ CoCrPt)中，觀察到不同種晶層之引入對於記錄層磁性質與微結構的影響，並針對其不同的效應做深入且詳盡的探討與比較，這樣的經驗將對於進一步整合未來實驗所預期同時具有高異向性能、晶粒細化及磁團分離的垂直式記錄媒體之目標，以增加訊號讀回之強度(SNR值)，相信對於未來超高記錄密度垂直式記錄媒體的研究發展以及產業，產生相當顯著的助益。

目錄

第一章 序論
1-1前言.....................................P.1
    1-2高熱穩定性之記錄媒體.......................3
    1-3垂直式記錄媒體之讀寫機制...................4
第二章     文獻回顧
    2-1垂直式記錄媒體之結構.......................7
    2-2垂直事記錄媒體的雜訊來源..................12
    2-3垂直式記錄媒體所面臨的課題................14
    2-4顆粒狀磁性薄膜的開發......................25
    2-5各種垂直記錄媒體的的表現..................30
第三章     實驗規劃以及分析儀器
    3-1實驗規劃..................................37
    3-2製程設備:超高真空六槍磁控濺鍍系統.........41
    3-3結構以及顯微結構分析儀器..................44
    3-4磁性量測儀器..............................48


第四章     結果與討論
    4-1研究動機..................................51
4-2各膜層搭配的磁性質........................52
4-2-1 Single CoCrPt films ....................52
4-2-2 TiCr/CoCr20Pt10 films ....................53
    4-2-3 TiCr/CoCrPt15~17 films ....................60
    4-2-4 TiCr/CoCrPt17~19films ....................63
    4-2-5 annealed TiCr/CoCrPt17~19films ...........66
    4-2-6 annealed TiCr20/CoCrPt17~19/CrMo15Mn20 films 67
    4-2-7 Ru/CoCrPt15~17 films ......................73
    4-2-8 TiCr/Ru/CoCrPt15~17 films .................75
    4-2-9 TiCr/Ru/CoCrPtB films ...................80
    4-2-10 Ta/CoCrPt15~17 films ......................82
    4-3奈米成份分析...............................84
第五章     結論 ........................................87
參考文獻 ..........................................89

                                

參考文獻
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