傳統(tǒng)的磁光薄膜通常是通過x射線光刻和離子束蝕刻來制作的智听，在薄膜上可以獲得規(guī)則的微米大小的區(qū)域羽杰。在此過程中經(jīng)常得到垂直的易磁化軸。然而到推，這種特殊的磁化方向也取決于材料成分考赛。
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傳統(tǒng)磁光薄膜的特性
為了在薄膜上獲得分離良好的磁性區(qū)域莉测，在X射線光刻過程中使用掩膜颜骤，如圖1所示，然后通過離子束蝕刻去除薄膜的未保護部分捣卤。由于需要確保垂直磁化方向复哆，因此需要進行MOKE測量以檢查薄膜的質(zhì)量。這種磁性表征是可能的梯找，因為這些薄膜的磁化方向?qū)馄穹较蛴泻軓姷囊蕾囆裕⑶冶∧づc背景反射率的比例很高益涧。其他互補的表征技術(shù)锈锤，如反射高能電子衍射，通過指示外延生長闲询，提供了對薄膜光學質(zhì)量的進一步了解久免。x射線衍射研究表明材料是否具有晶體織構(gòu)，因為通常需要具有高度織構(gòu)且易于磁化軸垂直于薄膜的材料(圖2)扭弧。
圖1
圖2
在這一點上阎姥，應該強調(diào)的是，傳統(tǒng)磁光薄膜的磁性是連續(xù)的鸽捻，而其他磁性薄膜呼巴，如傳統(tǒng)磁性記錄磁帶中使用的磁性薄膜，由于交換耦合御蒲，形成位的磁性顆粒彼此分離衣赶。因此，傳統(tǒng)的磁光薄膜允許更高的存儲密度厚满，在薄膜上封裝更多的比特府瞄。例如，在磁光記錄的黃金年代碘箍，磁光盤薄膜上的數(shù)據(jù)存儲標記由由約8 nm的磁壁隔開的磁疇組成遵馆，其中標記寬度約為170 nm鲸郊，典型面密度為100 Gbits/in2。磁光薄膜的另一個優(yōu)點是秆撮，它們具有更好的熱穩(wěn)定性，傳統(tǒng)的磁記錄磁帶由于在熱激活下自發(fā)發(fā)生的單疇粒子的磁化逆轉(zhuǎn)而存在熱穩(wěn)定性問題逻恐。因此，使用磁光介質(zhì)的好處在于峻黍，壁運動的能壘是熱激活能kT的320倍复隆，這意味著磁光介質(zhì)中磁壁的熱穩(wěn)定性高于具有垂直磁化膜的傳統(tǒng)磁帶。
盡管有這些優(yōu)點姆涩，但人們注意到挽拂，傳統(tǒng)磁光材料存在一些固有的問題，這些問題阻礙了它們在過去幾十年乃至今天的繼續(xù)使用骨饿。例如亏栈，人們注意到，在熱磁寫入過程中宏赘，當一個域被寫入時绒北，似乎會發(fā)生結(jié)構(gòu)相變。當這種情況發(fā)生時察署，薄膜的局部寫入?yún)^(qū)從具有較大磁光效應的低溫相轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂腥醮殴庑拇慊鸶邷叵?圖3)闷游。不幸的是，這種亞穩(wěn)猝滅過程在幾個讀/寫周期后導致磁光信號顯著下降贴汪。因此脐往，為了避免結(jié)構(gòu)過渡到高溫相，需要更多的熱力學穩(wěn)定的磁光材料扳埂。例如业簿，通過將高磁光活性材料(如MnBi)與熱力學穩(wěn)定的化合物(如MnSb)結(jié)合，可以獲得優(yōu)越的磁光性能梅尤。因此，對MnBi1-xSbx岩调，0≤x≤0.4克饶，表明只有Mn含量超過50%的化合物才表現(xiàn)出良好的磁光性能，這強調(diào)了將這種特殊元素作為混合物的一部分的重要性誊辉。另一方面矾湃，為了獲得垂直各向異性和大于0.5°的Kerr旋轉(zhuǎn)角，必須保持Sb濃度較低堕澄，4-8%的底物依賴性邀跃。
MnBi - MnSb體系融合了MnBi的垂直各向異性霉咨，因此具有相當高的Kerr效應，而MnSb的熱力學穩(wěn)定性幸運的是沒有經(jīng)歷結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變到高溫相拍屑。這兩種鐵磁性化合物的結(jié)構(gòu)相似性使得它們在多晶體或薄膜樣品中都能很好地結(jié)合途戒。所獲得的樣品是多晶還是外延生長在很大程度上取決于襯底的選擇;然而，它們的磁光特性主要是由具有垂直定向磁化的能力決定的僵驰。另一方面喷斋，磁性材料的矯頑力與襯底的選擇以及薄膜的微觀結(jié)構(gòu)細節(jié)有很強的依賴性。多年來蒜茴，許多實驗室對合金的結(jié)構(gòu)星爪、磁性和磁光特性進行了系統(tǒng)的研究，以獲得較佳化合物粉私。此外顽腾，隨著制造技術(shù)的改進，例如濺射沉積诺核，分散在聚合物基質(zhì)中的特殊性質(zhì)顆粒被獲得，為新型磁光材料鋪平了道路窖杀，使其與傳統(tǒng)的薄膜方法保持距離漓摩。對傳統(tǒng)磁光合金的改進，以及目前新型和增強型磁光材料的一些研究成果通常以納米級粒子的形式出現(xiàn)入客。
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