Введение к работе
Актуальность темы
Возрастающее знинашіе к магнитим плет'кам в последние годы объясняется возможностью их использозанчя в качестве магнитных носителей информации. Повышение плотности информации из таккх пленках требует придания ии в процессе формирования определенных физических и физико-химических свойств, структуры, морфология и магчитголх характеристик. Поэтому больпоэ внимание уделяется связи свойств получаемых пленок с процессами их формирования.
Свойства тонкой пленки, как правило, сильно отличаются от свойств массивного материала, что обусловлено спецификой структуры пленки, которая, в свою очередь, в основном определяется физико-химическими процессами, происходящими при формировании плеикм. Процесс формирования пленки сопровождается морфологическими :: структурными превращениями. Закономерности протекания процесса и характер сопутствующих ему преобразований зависят от множества физико-химических факторов.
Свойства тонкой пленки отличаются от свойств массивного матерка-ла в силу трех основных причин: во-первых, п противоположность внутренним атомам, а"томы поверхности находятся в структуре с низкой симметрией. -Во-вторых, расположение атомов в нескольких слоях, ближайших к поверхности, на которую производится осаждение (основы), зависит ст природы этой поверхности. В-третьих, физические свойства тонкой пленки сильно зависят от услов,ий ее формирования. При определенных условиях тонкие пленки можно рассматривать как особое состояние вещества. Именно из-за различия меяду состоянием вещества в тонкой пленке и массивном материале, а также из-за большого практического значения магнитных тонкопленочных элементов, физические свойства тонких ма'гнитных пленок представляют интерес.
Изучение взаимосвязи процессов формирования тонких пленок с их микроструктурой,- морфологией и магнитными свойствами (коэрцитивная сила, прямоугольность петли гистерезиса, магнитооптическая активность) представляется весьма актуальным как для теории тонких пленок, так и для практических приложений.
Магнитная запись информации играет важную роль в развитии компьютерной технологии, радиотехники и в других областях. Традиционная методика производства ферролаковых магнитных носителей уже не отвечает все возрастающим требованиям увеличэния плотности записи. Запоминающие устройства, в которых в качестве носителя используются
тонкопленочные покрытия, в настоящее время получили широкое распространение в персональных компьютерах, микро- и мини-ЭВИ. Лавинообразный рост потока информации остро ставит проблему увеличения информативной емкости носителей записи. На тонкопленочных иагнитых носителях продольная плотность записи в настояшее время составляет около 1000 бит/мм, однако эта величина далека от физических пределов таких носителей (более 4000 бит/ик). Использование магнитных носителей с перпендикулярным намагничиванием позволяет достичь еще более высоких плотностей записи.
Одновременно с усовершенствованием тонкопленочных носителей магнитные записи необходимо уже сейчас, учитывая все возрастающие требования к увеличению информативной емкости, вести разработку более перспективных способов записи и рабочих сред для соответствующих носителей. Одним из наиболее перспективных направлений признана лазерная термомагнитная запись информации, реализация которой обеспечивает дальнейший прогресс в развитии запоминающих устройств.
Дальнейшее повышение плотности записи современных носителей невозможно без проведения фундаментальных исследований процессов заро-дышеобразования и роста тонких пленок, взаимосвязи условий формирования тонкопленочных покрытий с их структурой, морфологией и кагнит- ными свойствами.
Цель работы
Целью данной работы является изучение взаимосвязи условий формирования тонких магнитных пленок с их микроструктурой, морфологией, магнитными и магнитооптическими свойствами.
Научная новизна
-
Исследовано влияние процессов формирования тонких магнитных пленок на их характеристики, связанные с изменениями в их структуре, морфологии, толщине и химическом составе. Обнаружено, что процессы формирования и роста поликристаллических магнитных и аморфных магнитооптических пленок подчиняются в основном общим закономерностям.
-
Установлено, что одним из определяющих факторов, влияющих на магнитные свойства пленок, является формирование столбчатой структуры. Найдено, что формирование структуры пленок TbFe идет ка* процесс роста конкурирующих кластеров.
-
Исследовано эпитаксиальное влияние поверхности, на котороі происходит формирование пленки, и промежуточных функциональных слое)
на структуру и магнитные свойства Пленок. Впервые исследовано влияние адсорбированных на поверхности функциональных слоев газов на эпитаксиальное ориентирование структуры формируемой магнитной пленки.
4. Разработана методика ионно-плазменного ВЧ-распыления поликристаллических магнитных и аморфных магнитооптических тонких пленок, позволяющая создавать тонкопленочные покрытия, перспективные для создания высокоплотных носителей как магнитной, так и термомагнитной записи информации.
Практическая ценность работы
Полученные в данной работе результаты могут быть использованы:
- для моделирования процессов роста тонких пленок, полученных
методом ионно-плазменного напыления;
для дальнейшего развития теории тонких магнитных пленок;
для создания тонкопленочіаїх магнитных носителей информации с еысокой плотностью записи.
На защиту выносятся:
экспериментальные зависимости магнитных и магнитооптических свойств тонких пленок от физико-химических параметров процесса формирования пленок методом ионно-плазменного напыления;
закономерности изменений нагнитных свойств пленок и их микроструктуры и морфологии от толщины и химического состава;
результаты исследований эпитаксиального влияния поверхности, на которой происходит формирование пленки, а также промежуточных функциональных слоев на свойства поликристаллических нагнитых пленок;
механизм формирования столбчатой структуры аморфных пленок;
методика ВЧ-ионно-плазменного осаждения тонких магнитных пленок, позволяющая достичь высокой плотности записи информации.
Апробация работы и публикации
Результаты работы докладывались на 4-й научно-технической конференции «Вакуумные покрытия-87> (Рига, 1987 г.), Всесоюзной научно-технической конференции «Проектирование внешних запоминающих устройств на подвижных носителях> (Пенза, 1988 г.), 5-ом Всероссийском координационном совещании по физике магнитных материалов (Астрахань, 1989 г.), научно-технической конференции «Проблемы технологии магнитных элементов дисковых накопителей информации:» (Астрахань,
1989 Г. ), XII Всесоюзной школе-семинаре «Новые магнитные материалы микроэлектроники> (Новгород, 1990 г.). Международном симпозиуме по магнитооптике (Харьков, 1991 г.).
Результаты диссертационной работы опубликованы в 8 печатных работах.
Структура к объем диссертации
Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка литературы. Объем работы - 168 страниц (из них 36 с. рисунков и 18с. библиографии), 60 рисунков и 3 таблицы. Список цитируемой литературы составляет 192 наименования.
