于1 X 10 sTorr，以氩气为工作气体，使溅射气压保持在4.0-9.0mTorr,打开Fe靶材的挡板，在(001)MgO基板上沉积一层厚度为l_2nm的Fe薄膜，关闭Fe靶材的挡板；
[0035](2)制备缓冲层:然后在不改变溅射条件的情况下，打开Au靶材的挡板，在Fe薄膜上面继续沉淀Au薄膜，厚度40-50nm之间，关闭Au革E材的挡板；
[0036](3)制备FeNi薄膜:在不改变溅射条件的情况下，加热基板到400_450°C之间，同时打开Fe靶材的挡板和Ni靶材的挡板，在Au薄膜之上以分子束外延生长方式沉积FeNi层，厚度50-60nm之间；
[0037](4)退火冷却:升高基板温度至500_550°C，退火15_20分钟；切断加热电源，保持腔内条件不变的情况下缓慢降温至室温。
[0038]本发明制备的Ll^FeNi薄膜，采用X射线衍射法测量薄膜结构，并且通过超导量子磁强计(SQUID)测量了薄膜的磁性能。实验结果显示，薄膜显示出L1。结构的生成。磁测量的结果也显示了极高的(001)垂直取向。
[0039]下面通过实施例进一步具体详述本发明。
[0040]实施例1-Fe (lnm)/Au (40nm)/FeNi (50nm)薄膜
[0041](1)制备种子层:用(001)单晶MgO做基板，仔细清洗后，放入溅射腔，抽腔内真空至2 X 10 9Torr,以氩气为工作气体，使溅射气压保持在5mTorr，打开Fe靶材的挡板，在(001)MgO基板上沉积一层厚度为lnm的Fe薄膜，关闭Fe革E材的挡板；
[0042](2)制备缓冲层:然后在不改变溅射条件的情况下，打开Au靶挡板，在Fe薄膜上面继续沉淀Au薄膜，厚度40nm，关闭Au革E材的挡板；
[0043](3)制备FeNi薄膜:在不改变溅射条件的情况下，加热基板到400°C，同时打开Fe靶材的挡板和Ni靶材的挡板，在Au薄膜之上以分子束外延生长方式沉积FeNi层，厚度50nm ；
[0044](4)退火冷却:升高基板温度至550°C，退火20分钟；切断加热电源，保持腔内条件不变的情况下缓慢降温至室温。
[0045]获得？6(1]1111)/^11(4011111)/^6祖(5011111)薄膜。利用X射线测量样品，如图1所示，未标识的峰为基板。此外可以看到Au(002)、(004)峰，FeNi峰除了 (002)、(004)基本峰以夕卜，还可以看到(001)、(003)超晶格峰。这意味着L1。有序结构的形成，外延生长垂直于面方向的。如图2超导量子磁强计测量的磁滞回线，可以看到薄膜保持了很好的垂直各向异性。也显示了易磁化轴垂直于膜面方向，由于50k0e的磁场不足于饱和面方向的磁化强度，薄膜具有较强的垂直磁晶各向异性，计算可得薄膜的Ku= 8.9X 10 6erg/cco
[0046]实施例2_Fe (2nm) /Au (45nm) /FeNi (60nm)
[0047](1)制备种子层:用(001)单晶MgO做基板，仔细清洗后，放入溅射腔，抽腔内真空至1X10 9Torr,以氩气为工作气体，使派射气压保持在6mTorr，打开Fe革E材的挡板，在
(001)MgO基板上沉积一层厚度为2nm的Fe薄膜，关闭Fe靶材的挡板；
[0048](2)制备缓冲层:然后在不改变溅射条件的情况下，打开Au靶挡板，在Fe薄膜上面继续沉淀Au薄膜，厚度45nm，关闭Au革E材的挡板；
[0049](3)制备FeNi薄膜:在不改变溅射条件的情况下，加热基板到450°C，同时打开Fe靶材的挡板和Ni靶材的挡板，在Au薄膜之上以分子束外延生长方式沉积FeNi层，厚度60nm ；
[0050](4)退火冷却:升高基板温度至500°C，退火15分钟；切断加热电源，保持腔内条件不变的情况下缓慢降温至室温。
[0051]获得？6(2]1111)/^11(4511111)/^6祖(6011111)薄膜。利用X射线测量样品，如图3所示，未标识的峰为基板。此外可以看到Au(002)、(004)峰，FeNi峰除了 (002)、(004)基本峰以夕卜，还可以看到(001)、(003)超晶格峰。这意味着L1。有序结构的形成，外延生长垂直于面方向的。如图4超导量子磁强计测量的磁滞回线，可以看到薄膜保持了很好的垂直各向异性。也显示了易磁化轴垂直于膜面方向，由于50k0e的磁场不足于饱和面方向的磁化强度，薄膜具有非常强的垂直磁晶各向异性，计算可得薄膜的Ku= 2.3X10 7erg/cc0
【主权项】
1.一种高密度低成本磁记录介质FeNi合金，为多层薄膜结构，其特征在于:FeNi薄膜是以(OOl)MgO为基板，Fe为种子层，Au为缓冲层，通过分子束外延方式生长制备而成的具有(001)取向的薄膜；该FeNi合金具有L1。有序结构。2.根据权利要求1所述的高密度低成本磁记录介质FeNi合金，其特征在于:FeNi薄膜厚度在50-60nm之间，Au层的厚度在40_50nm之间，Fe层的厚度在l_2nm之间。3.根据权利要求1所述的高密度低成本磁记录介质FeNi合金，其特征在于:FeNi薄膜垂直磁晶各向异性参数Ku为8.9 X 106erg/cc?2.3 X 107erg/cc。4.根据权利要求1所述的高密度低成本磁记录介质FeNi合金，其特征在于:所述合金的L1。有序结构是外延生长垂直于面方向的。5.根据权利要求1所述的高密度低成本磁记录介质FeNi合金，其特征在于:该合金薄膜是通过制备种子层一制备缓冲层一制备FeNi薄膜一退火冷却步骤制备而成。6.一种根据权利要求1所述的高密度低成本磁记录介质FeNi合金的制备方法，其特征在于:包括如下步骤: (1)制备种子层:将磁控溅射设备抽真空，使溅射室的本底气压降到小于lX10sTorr，以氩气为工作气体，控制溅射气压，打开Fe靶材的挡板，在(001)MgO基板上沉积一层Fe薄膜，关闭Fe靶材的挡板； (2)制备缓冲层:然后在不改变溅射条件的情况下，打开Au靶材的挡板，在Fe薄膜上面继续沉淀Au薄膜，关闭Au革E材的挡板； (3)制备FeNi薄膜:在不改变溅射条件的情况下，加热基板，同时打开Fe靶材的挡板和Ni靶材的挡板，在Au薄膜之上以分子束外延生长方式沉积FeNi薄膜； (4)退火冷却:升高基板温度至500-550°C，退火15-20分钟；切断加热电源，保持腔内条件不变的情况下缓慢降温至室温。7.根据权利要求6所述的高密度低成本磁记录介质FeNi合金的制备方法，其特征在于:所述步骤(1)中，以氩气为工作气体，控制溅射气压保持在4.0-9.0mTorr。8.根据权利要求6所述的高密度低成本磁记录介质FeNi合金的制备方法，其特征在于:所述步骤(1)中，Fe薄膜的厚度为l_2nm。9.根据权利要求6所述的高密度低成本磁记录介质FeNi合金的制备方法，其特征在于:所述步骤(2)中，Au薄膜的厚度为40-50nm。10.根据权利要求6所述的高密度低成本磁记录介质FeNi合金的制备方法，其特征在于:所述步骤(3)中，将基板加热到400-450°C之间。11.根据权利要求6所述的高密度低成本磁记录介质FeNi合金的制备方法，其特征在于:所述步骤(3)中，FeNi薄膜厚度为50-60nm。
【专利摘要】本发明属于信息存储技术领域，涉及一种高密度低成本磁记录介质合金L10-FeNi及其制备方法。本发明的高密度低成本磁记录介质FeNi合金，为多层薄膜结构，其特征在于：FeNi薄膜是以(001)MgO为基板，Fe为种子层，Au为缓冲层，通过分子束外延方式生长制备而成的具有(001)取向的薄膜；该FeNi合金具有L10有序结构，满足超高密度磁记录介质的应用。本发明磁晶各向异性参数Ku可达2.3×107erg/cc，在获得高磁晶各向异性能参数情况下，降低材料成本，增大合金薄膜的饱和磁化强度。
【IPC分类】C23C14/18, C23C14/35, G11B5/851
【公开号】CN105374374
【申请号】CN201510727343
【发明人】王东玲, 杜兆富
【申请人】钢铁研究总院
【公开日】2016年3月2日
【申请日】2015年10月30日