Магнитный носитель информации Советский патент 1992 года по МПК G11C11/14 

Однако носитель обладает недопустимо низким значением коэрцитивной силы (Нс 1 кЭ) и более низким значением угла магнитооптического вращения ().

Наиболее близким по технической сущ- ности к предлагаемому носителю является магнитный носитель информации, представляющий собой многослойную пленку Mn Bi с чередующимися слоями Bi и Мп при атомном соотношении между слоями 1:1, отожженную при 270°С в течение 60 и менее минут. Носитель обладает достаточно малыми размерами кристаллитов ( 1000°А) и величиной коэрцитивной силы более 2 кЭ.

Однако известный носитель обладает следующими недостатками: размер кристаллитов 1000 А не является достаточно малым, чтобы значительно снизить кристаллические шумы носителя при считывании в видимом диапазоне длин волн; имеет более низкое значение угла магнитооптического вращения (,6°) по сравнению с поликристаллической пленкой MnBi, полученной в аналогичных условиях.

Целью изобретения является увеличе- ние линейного разрешения при записи, сни- жение кристаллических шумов при считывании за счет уменьшения размера кристаллитов и увеличение магнитооптического полярного эффекта Керра.

Поставленная цель достигается благодаря тому, что в известный носитель между чередующимися слоями Bi и Мп введены прослойки из редкоземельного элемента Dy толщиной 50-60 А.

На чертеже изображена схема носителя магнитной записи, поперечный разрез.

На схеме показаны подложка 1, слои Bi 2, прослойки Dy 3 и слои Мп 4.

Предлагаемый носитель информации получается в едином технологическом цикле методом вакуумного напыления с последующим вакуумным отжигом.

П р и м е р. В вакууме Па на диэлектрическую (стеклянную) подложку толщиной 0,2 мм, температура которой в процессе напыления поддерживается равной примерно 20-30°С, методом термического испарения последовательно осаждают чередующиеся слои висмута, ре- дкоземельного элемента (R) и марганца Мп. Для того, чтобы уменьшить степень влияния взаимодействия материала тигля с испаряемым материалом, скорость напыления составляет я-10 А/с для каждого компонента и поддерживается постоянной в течение всего процесса напыления. Сразу после напыления слоистых структур Mn R Bi проводят вакуумный отжиг при Па и 250-270°С,

длительность которого выбирают равной 60, 30, 15 или 7 мин в зависимости от толщины и количества чередующихся слоев на основании того, что необходимое время отжига уменьшается с уменьшением толщины слоя. Для исследования возможности использования слоистой пленки, содержащей чередующиеся слои Bi, R, Mn, в качестве носителя информации выбирают толщины Bi от 250 А и Мп от 90 до 350 Д, при этом выдерживают атомное соотношение этих компонентов 1:1. Толщину прослойки редкоземельного элемента изменяют в пределах 30-400 А. Изучены слоистые пленки с общим количеством слоев 3, 7 и 11, при этом суммарная толщина либо выдерживается постоянной, т.е. изменяют относительные толщины компонентов в указанных пределах, либо ее меняют, что позволяет проследить изменение свойств в зависимости от количества слоев при их постоянной толщине. Изменяя количество и толщины слоев необходимо учитывать, что суммарная толщина не должна превышать скин-слоя, используемого в оптических накопителях света ( Я 0,8±0,3 мкм) при работе на отражение.

Контроль слоистых пленок в качестве магнитных носителей информации осуществляют с помощью исследований структурных характеристик и измерения их магнитных и магнитооптических параметров. Анализ микрокристаллической структуры, проведенный на основе результатов, полученных на электронном микроскопе, показывает, что с введением прослойки редкоземельного элемента между слоями марганца и висмута размер кристаллитов в слоистых пленках Mn R Bi уменьшается. В качестве такого элемента используют Nd, Еи, Gd, Dy, Tb. Оказалось, что наибольший эффект наблюдается в магнитном носителе с прослойками из Dy. В этом случае размер кристаллитов получается значительно мень- ше,чем в известном. При толщине прослойки Dyv 50-60 А минимальный средний размер криссталлитов 150 А. Такой результат обусловлен тем, что прослойка Dy представляет собой микрокристаллическую пленку, размер кристаллитов которой порядка 200 А. Учитывая относительную инертность Dy к Bi и Мп при используемых температурах отжига, можнр предположить, что такая прослойка выполняет роль своеобразного тонкого фильтра с характерным размером пор порядка размеров кристаллитов Dy и менее, обеспечивающего равномерное дозированное (задается размером пор) поступление продиффундиро- вавших Bi и Мп в соответствующие области

слоистой пленки, а также задающего преимущественное направление диффузии атомов Bi и Мп (перпендикулярное плоскости слоя Dy), затрудняя тем самым рост крупнокристаллической фазы соединения Mn Bi в плоскости слоев. Малая толщина используемых слоев Bi и Мп накладывает ограничения на рост кристаллитов в направлении, перпендикулярном плоскости слоистой структуры MnRBI.

Результаты экспериментов помещены в таблицу. Измерения магнитных и магнитооптических параметров полученных носителей показывают, что они обладают перпендикулярной магнитной анизотропией, хорошей прямоугольностью петли гистерезиса (Mr-Ms) и имеют коэрцитивную силу 1,5 кЭ. Сравнительный анализ структурных и магнитооптических характеристик исследованных магнитных носителей позволяет выявить, что оптимальными свойствами обладает носитель MnRBi, в котором в качестве прослойки используется Dy толщиной 50-6Q А со слоями Bi и Мп толщиной 500 А и 170 А соответственно. При этом общее число слоев равно семи. Отжиг проводится в течение 30 мин при 270°С. Такой носитель имеет коэрцитивную силу - 8-10 кЭ и угол вращения Керра ,5-3,6°. Эти значения превосходят величины, полученные для сло

истых пленок MnBi без прослоек Dy. Средний размер кристаллитов при этом равен- 150 А, что значительно снижает кристаллический шум носителя и дает возможность

увеличения линейного разрешения носителя на основе слоистых пленок MnDyBi по сравнению со слоистыми пленками MnBi.

Таким образом, введение между чередующимися слоями Мп и Bi прослойки Dy

толщиной 50-60 А позволяет значительно уменьшить размеры кристаллитов, что позволяет обеспечить высокое линейное разрешение при записи и более низкие значения кристаллических шумов при считывании, и повысить угол магнитооптического вращения.

Формула изобретения Магнитный носитель информации, содержащий подложку и нанесенную на нее

слоистую пленку с чередующимися слоями висмута и марганца с перпендикулярной магнитной анизотропией, отличающий- с я тем, что, с целью увеличения линейного разрешения при записи, снижения кристаллических шумов при считывании за счет уменьшения размера кристаллитов и увеличения магнитооптического полярного эффекта Керра, между слоями висмута и марганца введены прослойки диспрозия

толщиной 50-60 А.

/,/, / / / / / /s / // /, / / Xi / / / / ,/, ,/, / / / 0 /,,/,,/// /

ШШ /////////////////.

7 //////Л7/7///У////Лтг-