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本文采用磁控溅射方法制备了适用于硬磁盘存储的FePt/B4C纳米复合多层薄膜,利用FePt的磁性及B4C的非磁性、良好的机械性及自润滑性,将硬磁盘制造中的三层工艺减少为一层,具有良好的应用前景。并利用振动样品磁强计、X射线衍射仪、X光电子能谱仪、磁力显微镜、透射电子显微镜、纳牛力学探针等分析手段,研究了样品随Fe/Pt原子的比例、退火温度、B4C的掺杂量、循环单层的结构、循环单层中FePt的含量对样品磁性能的影响以及B4C的含量对样品硬度的影响。
实验结果表明,若使用制备态一退火工艺,其它工艺参数一定时,Fe/Pt的溅射时间比为7∶1时原子比最佳,矫顽力最大;退火温度为500℃时矫顽力的大小比较合适;B4C的溅射时间为100S时样品的矫顽力最大并在大于200S后逐渐趋于定值,即B4C到达一定厚度后会阻碍退火过程中Fe/Pt原子的扩散,形成明显的分层结构;Fe/Pt/Fe/B4C结构比Fe/Pt/B4C结构更能使Fe/Pt原子混合均匀,得到更大的矫顽力;单循环层中FePt层越厚得到的矫顽力越大;薄膜的硬度随B4C的含量单调增大。若使用原位加温500℃工艺,同样发现Fe/Pt的溅射时间比为7∶1时原子比最佳;薄膜的矫顽力随FePt层及B4C层的厚度均增加;薄膜的硬度随B4C的含量线性单调增大。
由此可见,无论在哪种工艺条件下,通过调节FePt层的厚度以及调节B4C层的厚度可以调节薄膜的矫顽力大小以及薄膜的硬度,选取合适的参数可以满足实际生产中硬磁盘存储的需要。进一步优化工艺以及在工艺上的继续探索,相信FePt/B4C纳米复合多层薄膜会是一种非常有实用价值和发展潜力的技术。