热辅助垂直磁记录中激光加热的温度分布模拟

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近年来,硬盘的记录密度越来越高,磁性层里的颗粒体积相应地越来越小。然而,为了信息能长期保存,磁性层的颗粒体积不能无限制减小,它受到超顺磁效应的限制。为了克服超顺磁效应,采用高磁晶各向异性材料作为介质成为共识(其中以Llo相FePt有序合金薄膜最受关注);但高磁晶各向异性材料具有高的矫顽力,对信息写入提出了难以克服的困难,而热辅助垂直磁记录技术同时兼顾信息保存和写入,因而得到研究者的重视。 热辅助垂直磁记录通过激光加热盘片,降低磁性层矫顽力,使得普通磁头可以在高磁晶各向异性的介质上实现记录。在热辅助垂直磁记录中,激光引入的温度场和磁头的磁场共同作用决定信息记录特性。因此我们有必要了解激光照射下盘片内部由于光致热而产生的温度分布。 激光照射到盘片的多层膜结构上,由Maxwell方程和Poyingting矢量定理,可推得垂直于膜面方向、单位面积上流过的平均激光功率,磁性层吸收的激光功率等效应。我们应用二维有限元技术来求解多层膜结构激光致热的热传导方程。可计算得到温度在空间和时间上的变化。 我们模拟计算了包含FePt磁性层的多层膜结构,并研究了下面的问题: 1)从提高激光功率的利用率方面,对盘片进行设计。 2)入射激光对磁性层温度的影响,包括激光功率以及激光照射时间两个因素的影响。 3)热辅助垂直磁记录中,添加导热层的作用:a)实现照射点远离激光后迅速冷却,b)避免磁性层面内的横向扩散。 4)动态情况下,盘片上的温度分布。 我们得到了磁记录多层膜的温度在空间和时间上的变化,分析了相关问题,希望能对后面的实验起到指向作用。
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