Anschlussprojekte | Sonderprojekte

Förderbeginn 01.01.2015

Curie-Temperatur modulierte Verbundmaterialien für die thermisch assistierte magnetische Datenspeicherung

Prof. Dr. Manfred Albrecht
Universität Augsburg
Lehrstuhl für Experimentalphysik IV

Dr. Stefan Maat
HGST, Inc.
HSGT, San Jose


Um magnetischen Speicherzellen (Bits) genügend thermische Langzeitstabilität zu geben, müssen magnetisch hochanisotrope Materialien wie chemisch geordnete L10 FePt Legierungen verwendet werden, die jedoch zum Ummagnetisieren sehr hohe Schreibfelder benötigen. Diese Problematik kann durch Temperaturerhöhung naher der Curie-Temperatur des Speichermaterials während des Schreibvorgangs behoben werden. Allerdings reduziert die Temperaturerhöhung auch die Magnetisierung und sorgt für einen Anstieg thermisch induzierter Speicherfehler. In diesem Zusammenhang wurde ein Verbundmaterial, welches aus zwei austauschgekoppelten Schichten mit unterschiedlicher Curie Temperatur besteht, vorgeschlagen, welches die genannten Einschränkungen überwindet. Das Ziel dieses Forschungsprojekts ist die Entwicklung neuartiger austauschgekoppelter FePtCu/[Co/Ni] Bilagensysteme und der Nachweis ihrer Eignung als Speichermaterial.

Abschlussbericht
Während des gemeinsamen Forschungsprojekts mit HGST (a Western Digital Company) wurden austauschgekoppelte Heterostrukturen bestehend aus L10-geordneten FePtCu-Schichten mit amorphen ferrimagnetischen TbFeCo Schichten hergestellt und untersucht. Die 5 nm dicken (Fe100-xCux)52Pt48 (x = 0,15, 20 at.%) Legierungsschichten wurden auf thermisch oxidierten Siliziumsubstraten abgeschieden und zeigten nach schnellen thermischen Heizprozesses eine senkrechte, magnetische Anisotropieachse. Neben den unterschiedlichen magnetischen Eigenschaften sank die Curie-Temperatur der Legierungen mit ansteigendem Cu-Anteil. Zusätzlich wurde auf diese Ferromagnete jeweils eine 20 nm dicke Tb-dominante amorphe Tb26CoyFe100-x-y (x = 0, 44, 100 at.%)-Legierungsschicht mit ebenfalls einer senkrechten magnetischen Anisotropie abgeschieden. Temperaturabhängige SQUID-VSM Messungen erfolgten, um das Schalt- und Kopplungsverhalten der Heterostruktur zu analysieren, was sich gegebenenfalls in einer Austauschverschiebung der Teilhysteresen der ferri- bzw. ferromagnetischen Schicht äußerte. Die festgestellten Austauschfelder hängen hierbei stark von den gewählten Kopplungsbedingungen an der Grenzfläche ab. Fortführende gemeinsame Untersuchungen sind derzeit in Planung.