采用超高本底真空磁控溅射与快速退火相结合的方法,在FePt/Cu /M(M=Ag, C或B2O3)和CoPt/B/M(M=Ag, C或SiO2)多层膜初始结构基础上,制备(001)取向fct结构FePt和CoPt基纳米复合膜。重点研究制备态薄膜中各层厚度与总膜厚对退火后薄膜的取向与相变退火温度的影响,优化膜系设计;进而研究膜系设计参数和制备工艺参数对薄膜微观结构和磁性的影响;同时研究薄膜磁性能的蒙特-卡罗模拟方法,并将理论结果与实验结果进行比较。通过以上研究揭示膜系设计、工艺参数与薄膜微观结构、宏观磁性之间的有机联系,获得具有良好(001)取向、退火温度低、颗粒尺寸小于10 nm且分布均匀、颗粒间交换耦合作用很弱、矫顽力大于5 kOe的超高密度垂直磁记录用FePt和CoPt基纳米复合膜。
CoPt及FePt合金的各向异性常数高达7×10e16焦每立方米,是最有潜力的超高密度磁记录材料。我们采用直流磁控溅射法制备了CoPtAg多层膜,结果表明,膜厚约20 nm时有利于薄膜沿(001)取向生长,Ag的加入不但抑制CoPt颗粒的长大还可以诱导薄膜的(001)取向,使垂直矫顽力大大增强。在(001)取向CoPt:Ag纳米复合膜的基础上掺杂少量的Cu ,成功地获得了低相变温度的垂直取向的CoPtCu:Ag纳米复合膜。对于共沉积制备的CoPt-C薄膜,发现矫顽力以及颗粒尺寸都随着退火温度的升高而增加。对于共沉积制备的FePt-C纳米复合膜,结果表明碳的加入能有效降低FePt的相变温度,薄膜在400度以上就开始发生相变。我们首次制备了硬度高达15GPa,矫顽力为7.8KOe,交换耦合作用较小的FePt/B4C多重复合功能薄膜,非常适合应用于磁记录。以上结果基本满足超高密度磁记录介质的需要。在国际处于先进水平。