https://scholars.lib.ntu.edu.tw/handle/123456789/73076
DC 欄位 | 值 | 語言 |
---|---|---|
dc.contributor | 郭博成 | en |
dc.contributor | 臺灣大學:材料科學與工程學研究所 | zh_TW |
dc.contributor.author | 楊道軒 | zh |
dc.contributor.author | Yang, Tao-Hsuan | en |
dc.creator | 楊道軒 | zh |
dc.creator | Yang, Tao-Hsuan | en |
dc.date | 2005 | en |
dc.date.accessioned | 2007-11-26T17:48:43Z | - |
dc.date.accessioned | 2018-06-28T21:35:54Z | - |
dc.date.available | 2007-11-26T17:48:43Z | - |
dc.date.available | 2018-06-28T21:35:54Z | - |
dc.date.issued | 2005 | - |
dc.identifier | zh-TW | en |
dc.identifier.uri | http://ntur.lib.ntu.edu.tw//handle/246246/55155 | - |
dc.description.abstract | 本實驗以直流磁控濺鍍,於自然氧化的矽晶圓(100)基板和康寧玻璃基板上鍍製200 Å的FePt合金薄膜當做底層,再同樣以直流磁控濺鍍的方法鍍製500 Å的CoTb合金薄膜於FePt底層上面,最後以射頻磁控濺鍍在CoTb薄膜上濺鍍一層300 Å的SiNx保護層,避免CoTb合金薄膜氧化。本實驗先固定CoTb合金薄膜的組成比例,然後以不同製程條件鍍製FePt底層,探討其對於CoTb/FePt合金薄膜磁性質的影響。 經XRD和TEM分析結果,底層的FePt磁性薄膜有(111)及(001)兩種不同的從優取向,上層的CoTb合金薄膜為非晶質結構。實驗結果顯示無論加入的底層為(111)從優取向的FePt磁性薄膜或(001)從優取向的FePt磁性薄膜,Co70.44Tb29.56/FePt 磁性薄膜飽和磁化強度(Ms)以及垂直方向的矯頑磁力(Hc⊥)都比單層Co70.44Tb29.56磁性薄膜的Ms、Hc⊥大,其中加入(001)從優取向的FePt磁性底層可使雙層Co70.44Tb29.56/FePt 磁性薄膜具有垂直膜面之磁異向性。 實驗結果顯示,加入(001)從優取向的FePt磁性薄膜當作CoTb合金薄膜的底層後,具有高的Ms及Hc⊥值。其Ms=403 emu/cm3、Hc⊥=5450 Oe,具有應用於新型熱寫磁讀記錄媒體的潛力。 | zh_TW |
dc.description.abstract | DC magnetron sputtering is used to deposit 200 Å Fe50Pt50 film on the naturally oxidized Si (100) and glass substrates at various substrate temperatures , then deposited 500 Å Co70.44Tb29.56 film on the FePt film. Finally, a SiNx film with thickness of 300 Å is deposited on the Co70.44Tb29.56 film by RF magnetron sputtering, to protect the Co70.44Tb29.56 film from oxidation. The manufacturing conditions of FePt underlayer are varied to investigate their effects on the magnetic properties of CoTb/FePt films. From X-ray and TEM analyzing, FePt underlayer has(111)and (001)two different preferred orientations, and the CoTb film has amorphous structure. We find that whatever the preferred orientation of the FePt film is (111)or (001), the saturated magnetization (Ms)and the perpendicular coercivity (Hc⊥)of the Co70.44Tb29.56/FePt films are higher than those of the single layered Co70.44Tb29.56 film. The magnetic anisotropy of the bilayer Co70.44Tb29.56/FePt(001)films is perpendicular to the film plane. Using FePt(001)film as underlayer, Ms and Hc⊥ of the Co70.44Tb29.56/FePt(001) films are 403 emu/cm3 and 5450 Oe respectively. This bilayer films has high Hc⊥ and Ms values, it has potential to apply in the recording media of heat-assisted magnetic recording. | en |
dc.description.tableofcontents | 中文摘要 i 英文摘要 ii 目錄 iv 圖片目錄 viii 第一章、前言 1 第二章、理論基礎與文獻回顧 3 2-1. 理論基礎 3 2-1-1. 磁性材料薄膜 3 2-1-2. 磁記錄方式 5 2-1-3. 磁光記錄薄膜 5 2-1-4. 混合記錄媒體 7 2-1-5. 稀土-過渡合金 8 2-2. 文獻回顧 10 2-2-1. 非晶質稀土-過渡金屬合金薄膜 10 2-2-2. 新式熱寫磁讀薄膜 14 2-3. 研究方向 17 第三章、實驗流程與分析方法 26 3-1. 實驗流程圖 26 3-2. 靶材選取 27 3-2-1. 磁性層靶材 27 3-2-2. 保護層靶材 27 3-3.基板之製備與清洗 27 3-3-1. 基板選取與裁製 27 3-3-2. 基板清洗 28 3-4. 濺鍍氣體之選取 28 3-5. 實驗裝置與薄膜製備 29 3-5-1. 實驗真空系統裝置 29 3-5-2. 薄膜濺鍍 29 3-5-2-1.薄膜濺鍍於矽基板上 29 3-5-2-2.薄膜濺鍍於FePt(001)/玻璃基板 30 3-6. 基本性質分析與量測 32 3-7. 薄膜組成分析 32 3-7-1. SEM/EDS成份分析 32 3-7-2. ESCA表面分析 33 3-8. 薄膜微結構分析 33 3-8-1. Xrd 繞射分析 33 3-8-2. TEM 微結構觀察 34 3-9. 薄膜磁性分析 35 第四章、實驗結果與討論 42 4-1. Co100-xTbx合金薄膜之磁性質分析 42 4-1-1. Co100-xTbx薄膜組成對室溫磁性質之影響 42 4-2. Co70.44Tb29.56薄膜之微結構分析 44 4-2-1. XRD繞射分析結果 44 4-2-2. TEM微結構分析結果 44 4-3. FePt(111)底層的加入對Co70.44Tb29.56磁性質之影響 44 4-3-1. (111)指向FePt磁性質分析 45 4-3-2. 加入熱處理溫度400°C FePt底層對磁性質影響 46 4-3-3. 加入熱處理溫度450°C FePt底層對磁性質影響 48 4-3-4. 加入熱處理溫度500°C FePt底層對磁性質影響 49 4-4. Co70.44Tb29.56/FePt(111)薄膜之微結構分析 50 4-4-1. XRD繞射分析結果 51 4-4-2. TEM觀察結果 51 4-5. FePt(001)底層的加入對Co70.44Tb29.56磁性質之影響 51 4-5-1.(001)指向FePt磁性質分析 51 4-5-2. 加入(001)指向FePt磁性底層之 Co70.44Tb29.56/FePt(001)雙層薄膜的磁性質 53 4-6. Co70.44Tb29.56/FePt(001)/Pt/Cr磁性薄膜的微結構分析 56 第五章、結論 77 參考文獻 79 圖片目錄 圖2-1. 非晶質二元合金薄膜之居里溫度。 20 圖2-2. (a)為磁矩平行膜面排列之水平記錄薄膜;(b)為磁矩垂直膜面排列之垂直記錄薄膜。 20 圖2-3. 磁光記錄媒體之熱磁記錄方式。 21 圖2-4. 磁光之科爾旋轉原理示意圖。 21 圖2-5. 熱寫磁讀記錄讀寫機制示意圖。 22 圖2-6. 薄膜磁化為稀土(RE)和過渡(TM)金屬原子之磁矩的和時,薄膜通常具有補償溫度。 22 圖2-7. TbFeCo薄膜中Co、Fe、Tb之subnetwork的Magnetization與溫度的關係。 23 圖2-8. (a) 熱寫磁讀雙層記錄媒體的膜層結構示意圖。 24 圖2-8.(b)熱寫磁讀雙層記錄媒體[44]的讀出層和記錄層之飽和磁化量Ms與溫度的關係圖。 24 圖2-9.(a)ferrimagnetic/ferimagnetic雙層磁性薄膜磁矩示意圖。 25 圖2-9. (b).FI/FI雙層薄膜在界面處磁矩偶合示意圖。 25 圖2-9. (c).FM/AFM雙層薄膜在界面處磁矩偶合示意圖。 25 圖3-1. 本實驗之薄膜製備與性質分析流程圖。 26 圖3-2. CoTb複合靶之示意圖。 37 圖3-3. FePt 複合靶之示意圖。 37 圖3-4. 真空磁控濺鍍系統之示意圖。 38 圖3-5. 原子力顯微鏡(AFM)之簡單示意圖。 39 圖3-6. 能量散佈光譜儀之工作原理示意圖。 39 圖3-7. 膜厚500Å的Co70.34Tb29.66薄膜之EDX的X射線能量散佈光譜圖。 40 圖3-8. X光繞射儀之基本原理示意圖。 40 圖3-9. VSM量測系統系統示意圖。 41 圖4-1-1. Co100-xTbx薄膜之Tb含量和Ms、Mr⊥值的關係圖。 58 圖4-1-2. Co100-xTbx薄膜之Tb含量和Hc⊥值的關係圖。 58 圖4-1-3. Co100-xTbx薄膜之Tb含量和S⊥值的關係圖。 59 圖4-1-4. Co70.44Tb29.56的垂直膜面磁滯曲線。 59 圖4-2-1. 各種不同組成CoTb薄膜之XRD繞射曲線。 60 圖4-2-2. (a) Co70.44Tb29.56薄膜之TEM明視野照片。 61 圖4-2-2. (b) Co70.44Tb29.56薄膜的TEM電子繞射(electron diffraction pattern)圖形。 61 圖4-3-1. FePt經不同溫度熱處理後,Hc⊥、Hc//和熱處理溫度之關係 圖 62 圖4-3-2. 不同熱處理溫度FePt薄膜之xray繞射曲線。 62 圖4-3-3. FePt經不同溫度熱處理,Ms和熱處理溫度之關係圖。63 圖4-3-4. FePt經不同溫度熱處理後,S⊥、S//和熱處理溫度之關係 圖。 63 圖4-3-5. 加入FePt底層的試片之膜層結構示意圖。 64 圖4-3-6. Co70.44Tb29.56/FePt雙層薄膜之垂直膜面磁滯曲線。 64 圖4-3-7. Co70.44Tb29.56/FePt雙層薄膜之平行膜面磁滯曲線。 65 圖4-3-8. Co70.44Tb29.56薄膜厚度和Ms值的關係圖。 65 圖4-3-9. Co70.44Tb29.56/FePt(T= 450 0C)雙層薄膜之垂直膜面磁滯曲線。 66 圖4-3-10. Co70.44Tb29.56/FePt(T= 450 0C)雙層薄膜之水平膜面磁滯曲線。 66 圖4-3-11. Ferrimagnet/Ferromagnet 雙層薄膜之層間偶合作用示意圖。 67 圖4-3-12. Co70.44Tb29.56/FePt(T= 500 0C)雙層薄膜之垂直膜面方向磁滯曲線。 67 圖4-3-13. Co70.44Tb29.56/FePt(T= 500 0C)雙層薄膜之水平膜面方向磁滯曲線。 68 圖4-4-1. 不同熱處理溫度Co70.44Tb29.56/FePt磁性薄膜之xray繞射曲線。 68 圖4-4-2. Co70.44Tb29.56/FePt磁性薄膜之橫截面TEM 照片。 69 圖4-5-1. (001)指向FePt磁性底層之膜層結構示意圖。 69 圖4-5-2. (001)指向FePt磁性層垂直膜面方向之磁滯曲線。 70 圖4-5-3. (001)指向FePt磁性層平行膜面方向之磁滯曲線。 70 圖4-5-4. Co70.44Tb29.56磁性薄膜後度和Ms值的關係圖。 71 圖4-5-5. Co70.44Tb29.56磁性薄膜厚度和Hc值的關係圖。 71 圖4-5-6. 加入(001)指向FePt磁性底層的膜層結構示意圖。 72 圖4-5-7. FePt/Pt/Cr磁性薄之xray繞射結果。 73 圖4-5-8. Co70.44Tb29.56/FePt(001)/Pt/Cr之垂直膜面方向磁滯曲 線。 73 圖4-5-9. Co70.44Tb29.56/FePt(001)/Pt/Cr之平行膜面方向磁滯曲 線。 74 圖4-5-10. Co70.44Tb29.56/FePt/Pt/Cr磁性薄膜磁矩翻轉示意圖。 75 圖4-6-1. Co70.44Tb29.56/FePt(001)/Pt/Cr磁性薄膜之xray繞射圖 形。 76 圖4-6-2. 不同Co70.44Tb29.56薄膜厚度對於Co70.44Tb29.56/FePt(001)/Pt/Cr磁性薄膜之xray繞射圖形。 76 | zh_TW |
dc.format.extent | 1688586 bytes | - |
dc.format.mimetype | application/pdf | - |
dc.language | zh-TW | en |
dc.language.iso | en_US | - |
dc.subject | 熱寫磁讀 | en |
dc.subject | ,紀錄 | en |
dc.subject | 薄膜 | en |
dc.subject | CoTb | en |
dc.subject | FePt | en |
dc.subject | thermo-magnetic | en |
dc.title | CoTb/FePt 熱寫磁讀紀錄薄膜之研製 | en |
dc.title | Preparation of CoTb/FePt thermo-magnetic recording media | en |
dc.type | thesis | en |
dc.identifier.uri.fulltext | http://ntur.lib.ntu.edu.tw/bitstream/246246/55155/1/ntu-94-R92527043-1.pdf | - |
dc.relation.reference | [1] B. D. Cullity, “Introduction to Magnetic Materials” , Massachusetts:Addison-Wesley,(1972). [2]James F. Shackelford, “Introduction to Materials Science for Engineers” ,Fourth Edition,(1996). [3] J. Betz, K. Mackay, D. Givord,JMMM, 207, pp.180-187, (1999). [4] P. Hansen, S. Klahn, C. Clausen, G. Mucch and K. Witter, J. Appl. Phys. vol. 69, no. 5, pp.3194-3207, (1991). [5] J. Betz, K. Mackay, D. Givord, JMMM, 207, pp.180-187, (1999). [6] 吳德和, 光訊, 第74期, p23, (1998). [7] P. Hansen, H. Heitmann, IEEE Trans. Magn., vol.25, 6, pp.4390, (1989). [8] Krumme, J-P., V. Doormann, R. Eckart, IEEE Trans. Magn., vol.20 , no. 983, pp.224-226, (1984). [9] Krumme, J-P., V. Doormann, P. Willich, J. Appl. Phys., vol. 57, no.922, pp.3385, (1985). [10]鄭乃文,國立台灣大學碩士論文, p27, (2003)。 [11]C. D. Mee, E. D. Daniel, “Magnetic Recording Handbook”, McGraw-Hill, New York , (1990). [12] J. J. M. Ruigrok, R. Coehoorn, S. R. Cumpson, H. W. Kesteren, J. Appl. Phys., vol.87, no. 9, pp.5398-5403, (2000). [13]H. Nemoto, H. SAGA, Jpn. J. Appl. Phys. vol. 38, no. 3B, pp.1841-1842, (1999). [14]M. Mansuripur, “The Physical Principles of Magneto-optical Recording ”, pp.46, (1995). [15] B. D. Terris, H. J. Mamin and D. Rugar, Appl. Phys. Lett., vol.68(2), pp.141-143(1996). [16] H. Nemoto, H. Saga, Y. Honda, H. Sukeda, Proc. SPIE, pp.3864, (1999). [18] H. Nemoto, H. Saga, H. Sukeda, and M. Takahashi, Jpn. J. Appl. Phys. vol. 38, pp.1839-1840, (1999). [19] T.R. McGuire, M. Hartmann, IEEE Trans. Magn, vol. MAG-22, No. 5, pp1382-1384, (1986). [20] S.Hashimoto, Y. Ochiai, K. Aso , IEEE Trans. Magn, vol. 23, no. 5, pp.233-235, (1987). [21] D.Rugar, C. J. Lin, R.Geiss, IEEE Tran. Magn., vol. MAG-23, no.5, pp.2263-2267, (1987). [22] T.Tokunaga, M. HaradaSubmicron, IEEE Trans. Magn., vol. 22, no. 6, pp.940-942, (1986) . [23] T. R. McGuire and M. Hartmann, IEEE Trans. Magn., vol. MAG-22, no. 5, pp.1132-1135, (1986). [24] S.Hashimoto, Y. Ochiai, K. Aso, IEEE Trans. Magn., vol. 23, no. 5, pp.261-264, (1987). [25] F. Tanaka, S. Tanaka, N. Imamura, Jpn. J. Appl. Phys. vol. 26, no. 6 pp.231-235, (1987). [26] H. Ito, M. Yamaguchi, M. Naoe, J. Appl. Phys. vol.67, no. 9, pp.1322-1324, (1991). [27] S-C. N. Cheng, M. H. Kryder, J. Appl. Phys., vol. 70, no.5, pp.5526-5532, (1991). [28] W. A. Challener, J. Appl. Phys. vol. 67, no. 5, pp.4441-4443, (1990). [29] S. Chao, B. Y. Wang, D. R. Hung, Thin Solid Films, pp.266 (1995). [30] C. Prados, E. Marinero, A. Hernando, J. Magn. Magn. Mater., vol. 165, no. 3, pp.414-416, (1997). [31] P. C. Kuo, C. M. Kuo, J. Appl. Phys, vol, 84, no. 6, pp.3317-3326, (1998). [32] J. Betz, K. Mackay, D. Givord, J. Magn. Magn. Mater., vol. 207, pp.180-187, (1999). [33] Y. Itooh, T. Suzuki, IEEE Trans. Magn., vol. 35, no.5, pp.6753-6755, (1999). [34] X. Chen , Y. J. Wang, H. W. Zhao, J. Appl. Phys. vol. 8, pp.1223~1225 (2000). [35] H. Katayama, M. Hamamoto, J. Sato, Y. Murakami, K. Kojima, IEEE Trans. Magn., vol. 36, no. 1, pp.195-199, (2000)﹒ [36] J. Kim, T. Shima, N. Atoda, J. Tominaga, J. Vac. Sci. Technol., vol. 20, no. 2, pp.437-440, (2002). [37] M. Mochida, T. Suzuki, J. Appl. Phys. vol. 91, no. 10, pp.8644-8646, (2002). [38] H. Nakagawa, H. Nemoto, Y. Hosoe, J. Appl. Phys., vol. 91, no. 5, pp.8016-8018, (2002). [39] Z. Q. Zou, H. Wang, C. Yu, J. Appl. Phys., vol. 93, no. 3, pp.5268-5273, (2003). [40] Patent Number:JP2000067425 (2000). [41] H. Nemoto, H. SAGA, Jpn. J. Appl. Phys., vol 4, no. 3, pp.223-225, (2001). [42] H. Nemoto, K. Ito, IEEE Trans. Magn., vol.4, no. 3, pp.432-435, (2000). [43] H. Sukeda, H. Saga, IEEE Trans. Magn., vol. 37, nol. 4, pp.211-214, (2001). [44] K. Kojima, M. Hamamoto, J. Sato, K. Watanabe, H. Katayama, IEEE Trans. Magn., vol. 37, no. 4, pp.1406-1408, (2001). [45] T. Kobayashi, H. Tsuji, S., Jpn. J. Appl. Phys. vol. 4, no. 4, pp.432-435, (1981). [46] C. C. Lin, C. H. Lai, R. F. Jiang, J. Appl. Phys. vol. 93, no. 4, pp.1399-1402, (2003). [47] S. Miyanishi, K. Kojima, J. Sato, K. Takayama, H. Fuji, A. Takahashi, K. Ohta, J. Appl. Phys., vol. 93, no. 6, pp.7801~7803, (2003). [48] C. T. Lie, P. C. Kuo, C. L. Shen, J. Appl. Phys., vol. 94, no. 3, pp.2538-2541, (2003). [49] Patent Number:JP2000067425, (2000). [50] 陳勝吉, 國立台灣大學博士論文, p.65,(2004). [51] K.H.J. Buschow , P. Hansen, “Handbook of magnetic materials” vol.6-Chapter 4., Pilips Lab., (1991). [52] T. Tokunaga, M.Taguchi, Y. Nakaki, and K. Tsutsumi, J. Appl. Phys., vol. 67, no. 3, pp.4417-4419, (1990). [53] M. Mansuripur, J. Appl. Phys., vol. 66, no.3, pp.6175-6176, (1999). | zh_TW |
item.openairecristype | http://purl.org/coar/resource_type/c_46ec | - |
item.openairetype | thesis | - |
item.languageiso639-1 | en_US | - |
item.grantfulltext | open | - |
item.cerifentitytype | Publications | - |
item.fulltext | with fulltext | - |
顯示於: | 材料科學與工程學系 |
檔案 | 描述 | 大小 | 格式 | |
---|---|---|---|---|
ntu-94-R92527043-1.pdf | 23.53 kB | Adobe PDF | 檢視/開啟 |
在 IR 系統中的文件,除了特別指名其著作權條款之外,均受到著作權保護,並且保留所有的權利。