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研究生:張仁勇
研究生(外文):Jen-Yung Chang
論文名稱:反鐵磁性耦合磁記錄媒體中交換耦合現象之研究
指導教授:李勝隆李勝隆引用關係張志高
學位類別:碩士
校院名稱:國立中央大學
系所名稱:機械工程研究所
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2002
畢業學年度:90
語文別:中文
論文頁數:73
中文關鍵詞:反鐵磁性耦合磁記錄媒體
外文關鍵詞:antiferromagnetically coupled media
相關次數:
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在突破更高的記錄密度過程當中,提高訊號雜訊比與熱穩定性為首先必須克服的兩大重點。全新設計的 AFC 媒體因熱穩定層的加入而擁有較大的磁矩翻轉體積,此結果提高了磁矩抵抗熱擾動的能力。而低殘磁厚度積與高矯頑磁力的 AFC 結構將縮小記錄位元變換區長度,進而窄化訊號半高寬與提高訊號雜訊比。
在本實驗中發現到,AFC 媒體中的交換耦合現象受到 Ru 厚度所影響,Ru 厚約7~10 Ao 時的 AFC 結構擁有最大的交換場。在不同厚度組合的雙熱穩定層 AFC 媒體方面,具有最佳厚度組合條件的 AFC 媒體,擁有窄化的訊號半高寬與較佳的訊號解析度,並具有良好的熱穩定性因子,其交換場的強度與磁矩翻轉也受到熱穩定層厚度所影響。此外基板表面粗糙度的變化改變了圓周方向的矯頑磁力,也因而間接的影響到 AFC 結構中熱穩定層的磁矩翻轉行為。


目 錄
摘要………………………………………………………Ⅰ
目錄………………………………………………………Ⅱ
圖目錄…..………………………………………………Ⅴ
表目錄……………………………………………………Ⅸ
第一章 緒論…………………………………………………1
1-1.前言…………………………………………………………1
1-2.簡介…………………………………………………………2
1-2-1.磁滯曲線…………………………………………………2
1-2-2.磁記錄原理………………………………………………3
1-2-3.磁記錄媒體結構…………………………………………4
1-2-4.晶粒體積與熱穩定性的關係……………………………5
1-2-5.熱穩定性因子KuV/kT的測量……………………………6
第二章 文獻回顧……………………………………………...13
2-1.反鐵磁性耦合多層膜結構…………………………………13
2-2.反鐵磁性耦合的理論模型………………………………..14
2-3.AFC媒體中的磁矩翻轉機制……………………………….18
第三章 實驗儀器介紹………………………………………...24
3-1.濺鍍裝置…………………………………………………24
3-1-1.濺鍍系統……………………………………………24
3-1-2.濺鍍的原理…………………………………………25
3-1-3.電漿的作用原理……………………………………25
3-2.震盪樣品量測儀……………………………………………26
3-3.讀寫分析儀…………………………………………………27
第四章 實驗規劃……………………………………………...32
4-1.研究動機……………………………………………………32
4-2.實驗目的……………………………………………………33
4-3.實驗方法與步驟……………………………………………34
第五章 結果與討論…………………………………………...37
5-1.AFC媒體與傳統磁記錄媒體在讀寫特性上的比較…….37
5-2.Ru厚度變化對AFC媒體交換場(Hex)的影響…………………38
5-3.雙層熱穩定層厚度變化對AFC媒體交換場Hex的影響………40
5-4.溫度變化對交換場的影響………………………………………42
5-5.基板表面粗糙度對熱穩定層磁矩反轉的影響…………………44
第六章 結論………………………………………………………….69
參考文獻………………………………………………………………70


參考文獻1.張志高, “橫向式高密度磁記錄媒體的原理與極限”, 中華名國磁性技術協會會訊, 第二十六期, pp. 11-18, (2000).2.張至高, “簡介橫向式磁記錄媒體”, 材料會訊, 第六卷, 第三期, (1999).3.陳信安, “磊晶NiFe(111) / NiFeMn 中應力引發交換異向之研究”, 國立清華大學材料工程研究所, (1999).4.陳世欽, “濺鍍橫向式磁記錄媒體中等向性與異向性媒體磁記錄性能之研究”, 國立中央大學機械工程研究所, (2000).5.Akihiro Inomata, E. N. Abarra, B.R. Acharya, H. Akimoto, and I. Okamoto, “Exchange Coupling Strength in Synthetic Ferrimagnetic Media,” IEEE Trans. Magn., vol. 37, No. 4, pp. 1449-1451, JULY (2001).6.D. T. Margulies, M. E. Schabes, W. McChesney, and E. E. Fullerton, “Interlayer coupling and magnetic reversal of antiferromagnetically coupled media,” Appl. Phys. Lett. 80, 91 (2002).7.E. N. Abarra, B. R. Acharya, A. Inomata, and I. Okamoto,“Synthetic Ferrimagnetic Media,” IEEE Trans. Magn., vol. 37, No. 4, pp. 1426-1431, JULY (2001).8.S. N. Piramanayagam, J. P. Wang, C. H. Hee, S. I. Pang, T.C. Chong, Z. S. Shan, and L. Huang, “Noise reduction mechanisms in laminated antiferromagnetically coupled recording media,” Appl. Phys. Lett. 79, 2423 (2002).9.Eric E. Fullerton, D. T. Margulies, M. E. Schabes, M. Carey, B. Gurney, A. Moser, M. Best, G. Zeltzer, K. Rubin, and H. Rosen, M. Doerner,“Antiferromagnetically coupled magnetic media layers for thermally stable high-density recording,” Appl. Phys. Lett. 77, 3806 (2000).10.S. N. Piramanayagam, Meber, IEEE, J. P. Wang, Meber, IEEE, X. Shi, S. I. Pang, C. K. Pock, Z. S. Shan, Meber,IEEE, and T.C. Chong, Meber,IEEE, “Magnetic Properties and Switching Field Control of Antiferromagnetically Coupled Recording Media,” IEEE Trans. Magn., vol. 37, No. 4, pp. 1438-1420, JULY. (2001).11.E. N. Abarra, A. Inomata, H. Sato, I. Okamoto, and Y. Mizoshita,“ Longitudinal magnetic recording media with thermal stabilization layers,” Appl. Phys. Lett. 77, 2581 (2000). 12.Lieping Zhong, Jim Giusti, and Juan Fernandez-de-Castro,“Micromagnetic Understanding of Antiferromagnetically Coupled Media,” IEEE Trans. Magn., vol. 37, No. 4, pp. 1435-1437, JULY. (2001).13.H. J. Richter, Member, IEEE and Er. Girt,“Recording Potential of Anti-Ferromagnetically Coupled Longitudinal Media,” IEEE Trans. Magn., vol. 37, No. 4, pp.1411-1444, JULY. (2001).14.S. I. Pang, S, N. Piramanyagam, and J. P. Wang,“Advanced laminated antiferromagnetically coupled recording media with high thermal stability,”Appl. Phys. Lett. 80, 616 (2002).15.Y. J. Wang, J. P. Wang, C.H. Hee, and T.C. Chong,“Micromagnetic simulation in two antiferromagnetically coupled ferromagnetic layers separated by a spacer,” J. Appl. Phys., Vol. 89, pp. 6994-6996, (2001).16.Manfred E. Schabes, Eric E. Fullerton, and David T. Margulies,“Theory of Antiferromagnetically Coupled Magnetic Recording Media,” IEEE Trans. Magn., vol. 37, No. 4, pp.1432-1434, JULY. (2001).17.C. H. Hee, J. P. Wang, Member, IEEE, and T. C. Chong, Member, IEEE,“Micromagnetic Simulation for Antiferro-Magnetically coupled Recording Media,” IEEE Trans. Magn., vol. 37, No. 4, pp.1515-1517, JULY. (2001).18.B. Ramamurthy Acarya, Antony Ajan, E. Noel Abarra, Akihiro Inomata, and Iwao Okamoto,“Contribution of the magnetic anisotropy of the stabilization layer to the thermal stability of synthetic ferrimagnetic media,“Appl. Phys. Lett. 80, 85 (2002).19.Lijie Guan and Jian-Gang Zhu,“Recording Characteristics and Thermal Stability of AFC Thin Film Media,” IEEE Trans. Magn., vol. 37, No. 4, pp.1452-1455, JULY. (2001).20.J.P.Wang, Z. S. shan, S. N. Piramanayagam, and T. C. Chong, Member, IEEE,“Anti-Ferromagnetic Coupling Effects on Energy Barrier and Reversal Properties of Recording Media,” IEEE Trans. Magn., vol. 37, No. 4, pp.1445-1448, JULY. (2001).21.S. N. Piramanayagam, C.H. Hee, and J. P. Wang,“Role of thermal energy on the energy on the magnetic propertis of laminated antiferromagnetically coupled recording media,” J. Appl. Phys., Vol. 90, pp. 3442-3449, (2001).22.J. Lohau, A. Moser, D. T. Margulies, E. E. Fullerton, and M. E. Schabes,“Dynamic coercivity measurments of atiferromagnetically coupled magnetic media layers,” Appl. Phys. Lett. 78, 2748 (2002).23.K. Bal, H. A. M. van den Berg, D. Deck, Th. Rasing, “Thermal stability of antiferromagnetically coupled multilayers with Ru/Co and Cu/Co interfaces,” J. Appl. Phys., Vol. 90, pp. 5228-5234, (2001).24.R. LAWRENCE COMSTOCK,“INTRODUCTION TO MAGNETISM AND MAGNETIC RECORDING,” (1999).25.Dieter Weller and Andreas Moser,“Thermal Effect Limits in Ultrahigh-Density Magnetic Recording,” IEEE Trans. Magn., vol. 35, No. 6, pp.4423-4439, November, (1999).26.B. A. John,IBM J. Res. Dev., vol.42, p. 25, (1998).27.D. M. Edwards, J. Mathon, R. B. Muniz, and M. S. Phan, “Oscillations of the exchange in magnetic multilayers as an analog of de Haas-Van Alphen effect,” Phys. Rev. Lett., vol. 67, pp. 493-496, July (1991).

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