Процессы перемагничивания аморфных пленочных сплавов редкоземельных и переходных металлов для термомагнитной записи информации тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.10 ВАК РФ

л

МОСКОВСКИЙ ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

РГб од

д q -.л- На правах рукописи.

Андреев Алексей Александрович

УДК 539.216, 537.622

ПРОЦЕССЫ ПЕРЕМАГНИЧИВАНИЯ АМОРФНЫХ ПЛЕНОЧНЫХ СПЛАВОВ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ И ПЕРЕХОДНЫХ МЕТАЛЛОВ ДЛЯ ТЕРМОМАГНИТНОЙ ЗАПИСИ ИНФОРМАЦИИ

01.04.10 - физика полупроводников и диэлектриков

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Москва-1997 Ь О

»0 9Н

Работа выполнена в Московском физико-техническом институте.

Научные руководители:

доктор физ.-мат. наук, профессор

Фомичев А.А. кандидат физ.-мат. наук, доцент

Скорик В.А.

Официальные оппоненты:

доктор физ.-мат.наук

Никитов С.А. кандидат физ.-мат.наук, доцент

Игнатьев И.А.

Ведущая организация:

Институт проблем технологии микроэлектроники и особочистых материалов РАН, п. Черноголовка.

Защита состоится

2$

1997 года в

/¿Г

часов на

заседании диссертационного совета Д.063.91.03 в Московском физико -техническом институте по адресу: Московская область, г. Долгопрудный, Институтский пер. 9, МФТИ, аудитория 204 Нового корпуса.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского физико -технического института.

Автореферат разослан

23.

_1997 года.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ. Актуальность темы диссертационной работы.

Развитие вычислительной техники требует постоянного увеличения емкости и быстродействия устройств хранения информации. При решении указанных задач значительное внимание уделяется созданию и совершенствованию магнитооптических накопителей, поскольку перпендикулярное намагничивание носителя и магнитооптическое считывание в таких устройствах позволяют достичь рекордной для магнитных носителей плотности записи информации (до 10® бит/см2). И хотя накопители на жестких магнитных дисках пока несколько дешевле магнитооптических, последние все шире используются благодаря высокой надежности, возможности использования сменных дисков.

Для реализации преимуществ магнитооптической записи материал носителя информации, кроме наличия перпендикулярной магнитной анизотропии, должен удовлетворять определенной совокупности требований, основные из которых следующие:

- высокая магнитная однородность пленки (на масштабах порядка десятых долей микрометра);

- температура, при которой происходит запись бита, должна достигаться при поглощении излучения малогабаритного полупроводникового лазера;

- носитель должен позволять перезаписывать информацию свыше 10® раз;

- материал должен обладать механической, химической и структурной стабильностью.

Этим требованиям удовлетворяют, в частности, оксидные материалы -моно- и поликристаллические пленки феррит-фанатов, ферритовых шпинелей и гексаферритов. Вместе с тем понижение стоимости магнитооптических накопителей и повышение их емкости требует постоянного поиска новых материалов, пригодных для использования в качестве носителя информации. В настоящее время по стоимости наиболее предпочтительными являются

-4»

аморфные пленки сплавов редкоземельный металл - переходный металл, а также многослойные пленочные структуры, состоящие из чередующихся слоев переходных и редкоземельных металлов, платины или палладия.

Пленочные сплавы редкоземельных и переходных металлов представляют собой новый класс материалов, в которых реализуется аморфное состояние в широком диапазоне составов. Обменные взаимодействия между электронами незаполненных слоев в оболочках атомов переходных (Зс1 - элёкгроны) и редкоземельных ДО - электроны) элементов приводят к возникновению упорядоченной магнитной структуры, что дает возможность исследовать вопросы магнетизма неупорядоченных систем. Наличие же значительной перпендикулярной магнитной анизотропии позволяет использовать аморфные пленки сплавов редкоземельный - переходный металл в качестве носителя информации в магнитооптических запоминающих устройствах. «

В процессе исследований пленок аморфных сплавов редкоземельный -переходный металл как материалов для устройств записи информации основное внимание уделяется их магнитным, магнитооптическим и механическим свойствам [1], а также процессам термомагнитной записи -стирания. Значительно меньше внимания уделяется механизму квазистатического перемагничивания аморфных пленок. Вместе с тем механизмы квазистатического перемагничивания, в частности процессы магнитной вязкости, определяют совместно с медленными химическими и структурными изменениями деградацию параметров воспроизведения информации, ограничение времени хранения информации. Понимание механизмов квазистатического перемагничивания дает возможность прогнозировать поведение материала при термомагнитной записи.

1 Л.В. Буркова, Г.И. Фролов. Особенности магнитных свойства аморфных пленок РЗ-ПМ. Сб.'Аморфные пленочные сплавы переходных и редкоземельных металлов*. ИФ СО АН СССР, Красноярск, 1988, с.5-41.

Целью диссертационной работы является:

1. Экспериментальное исследование процессов квазистатического перемагничивания тонких магнитных пленок на основе аморфных сплавов ТЬ1-хРех.

2. Построение модели медленного изменения намагниченности тонких пленочных сплавов ТЬ^вх, позволяющей определять параметры магнитной структуры пленок из экспериментальных данных по магнитной вязкости образцов.

3. Исследование процесса медленного изменения магнитных свойств локальных участков многокомпонентных аморфных пленок ТЬОуРеСо при многократной термомагнитной записи информации.

Научная новизна

результатов диссертационной работы состоит в следующем:

1. Получено удовлетворительное описание процесса квазистатического перемагничивания аморфных пленок "П>1.хРех в нормальном поверхности пленки магнитном поле в рамках развитой модели магнитной вязкости, являющейся следствием термоакгивируемого когерентного вращения намагниченности в отдельных участках пленки.

2. Впервые анализ экспериментальных результатов по магнитной вязкости аморфных пленок ТЬ1_хРех в нормальном к поверхности пленки магнитном поле проведен как в рамках модели перемагничивания путем "медленного" продвижения доменных границ, так и в рамках модели перемагничивания путем термоактивируемого когерентного вращения намагниченности в отдельных участках пленки; проведено сравнение указанных моделей.

3. Впервые метод магнитооптического измерения интегральной константы магнитной анизотропии [2] применен для исследования магнитной анизотропии локальных участков пленки. Используя этот метод, исследован процесс деградации параметров локального участка магнитооптического носителя информации при многократной записи - перезаписи информации.

2 R.A. Hajjar, F.L. Zhou, M. Mansuripur. Magneto-optical measurement of anisotropy energy constant on amorphous rare-earth transition-metal alloys. J. Appl. Phys., 1990, v. 67(9), p. 5328-5330.

Практическое значение диссертационной работы.

В результате проведенной работы:

1. Для аморфных пленок редкоземельных и переходных металлов с прямоугольной петлей гистерезиса предложен способ определения параметров магнитной структуры из экспериментальных зависимостей средней намагниченности от времени при различных значениях постоянного магнитного поля, нормального поверхности пленки.

2. Экспериментально продемонстрирована возможность исследования магнитооптическим способом медленных изменений локальной магнитной анизотропии пленок аморфных сплавов редкоземельных и переходных металлов для термомагнитной записи информации.

Защищаемые положения.

На защиту выносятся:

1. Развитая в работе модель квазистатического перемагничивания аморфных пленок ТЬ1.хРех для термомагнитной записи информации в постоянном магнитном поле, перпендикулярном поверхности пленки, удовлетворительно описывает экспериментальные зависимости намагниченности пленок от времени.

2. Для аморфных пленок ТЬ^е* с прямоугольной петлей гистерезиса в нормальном поверхности пленки магнитном поле из экспериментальных зависимостей постоянной времени термоактивационного перемагничивания от магнитного поля, в котором такое перемагничивание происходит, возможно оценить активационный объем, который можно интерпретировать как объем участка, перемагничивающегося путем когерентного вращения намагниченности или как объем области взаимодействия закрепляющего центра с доменной стенкой.

3. Для экспериментального определения механизма квазистатического перемагничивания аморфных пленок ТЬ|.хРех с прямоугольной петлей гистерезиса недостаточно зависимостей средней намагниченности пленки от времени в постоянных магнитных полях, перпендикулярных поверхности пленки.

4. Наблюдаемое уменьшение локальной константы магнитной анизотропии аморфной пленки TbDyFeCo с увеличением количества циклов запись -перезапись происходит вследствие структурной релаксации аморфной среды в процессе термомагнитной записи.

Апробация работы и публикации.

По результатам диссертационной работы опубликовано 8 статей, которые перечислены в конце автореферата. Работа представлена на научных конференциях МФТИ, а также:

- Всесоюзной конференции "Проблемы оптической памяти", Телави, 1990,

- XIX Всесоюзной конференции по физике магнитных явлений, Ташкент, 1991,

- International Symposium on Magneto-Optics, Kharkov, 1991.

Структура и объем работы.

Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, заключения и списка литературы. Общий объем диссертации составляет 122 страницы, в том числе 43 рисунка, оглавление, список литературы из 178 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

Во введении обосновывается актуальность темы диссертационной работы, определяется ее цель.

В главе 1 содержится обзор работ, посвященных пленочным аморфным сплавам редкоземельный - переходный металл и их использованию в устройствах магнитооптической памяти.

В п.1.1 освещаются основные физические свойства пленочных аморфных сплавов редкоземельных и переходных металлов. \

Процессы квазистатического перемагничивания рассмотрены в п.1.2. Здесь же приводятся общепринятые представления о механизмах магнитной вязкости, наблюдаемой при перемагничивании магнитных материалов в постоянных магнитных полях. Особое внимание уделяется обзору работ, посвященных исследованию магнитной вязкости в пленках с перпендикулярной

магнитной анизотропией, аморфных пленочных сплавах редкоземельных и переходных металлов и, в частности, сплавов ТЬ1.хРех.

Механизмы формирования области обратной намагниченности при термомагнитной записи и стирании информации на аморфных пленках редкая земля - переходный металл рассмотрены в п.1.3. Анализ проводится путем рассмотрения временного изменения сил, действующих на доменную границу при повышенных температурах в процессе записи - стирания.

Глава 2 посвящена описанию экспериментальных установок для измерения магнитооптических петель гистерезиса (магнитооптический магнитометр), исследования действующих на магнитную пленку во внешнем магнитном поле вращающих моментов (крутильный магнитометр), а также изучения процессов термомагнитной записи и стирания информации (стенд -имитатор магнитооптической записи).

Глава 3 содержит результаты экспериментального исследования процессов квазистатического перемагничивания и термомагнитной записи на аморфных пленках сплавов редкоземельных и переходных металлов. В качестве образцов использовались аморфные пленки составов "П?.хРех. Исследование процессов термомагнитной записи проводилось на пленках ТЬРе и многокомпонентных пленках ТЬБуРеСо.

П.3.1 посвящен изучению квазистатического перемагничивания аморфных пленок составов ТЬ1.хРех.

Изложение экспериментальных результатов исследования медленного изменения намагниченности пленок редкоземельных и переходных металлов в постоянном внешнем магнитном поле дано в п. 3.1.1. Перемагничивание пленок исследовалось при помощи магнитооптического магнитометра. Зависимости полярного эффекта Керра от магнитного поля записывались при различных диаметрах перетяжки считывающего луча на поверхности пленки. Это позволило проследить как за изменениями интегральной намагниченности образца (при диаметрах перетяжки «3 мм), так и за поведением магнитного момента малых участков пленки (диаметром от 3-5 мкм и более). Обнаружено, что коэрцитивная сила существенно зависит от скорости изменения магнитного поля при записи петли гистерезиса. Большей скорости изменения поля соответствует более широкая петля гистерезиса (рис.1). Оказалось, что возможно также полное перемагничивание пленок в постоянном магнитном

поле, меньшем коэрцитивной силы образца (3, рис.1). Приведенные факты указывают на то, что при перемагничивании исследованных пленочных сплавов существенную роль играют эффекты магнитной вязкости.

Для выяснения причин аномально большой магнитной вязкости исследуемых образцов изучены зависимости интегральной намагниченности пленок от времени при различных значениях постоянного магнитного поля,

рис.1.

меньшего коэрцитивной силы образца и направленном противоположно первоначальной намагниченности. В качестве иллюстрации на рис.2 приведены такие зависимости для пленок "П>21 Fe 79 при комнатной температуре. Зависимость M(t) на начальном этапе перемагничивания из состояния насыщения квадратична, дальнейшее изменение намагниченности характеризуется экспоненциальной зависимостью намагниченности от времени.

Оказалось также, что форма петли гистерезиса (как и в [3]) не зависит от диаметра перетяжки (при неизменной скорости изменения магнитного поля в процессе записи петли). Зависимость же магнитного момента локального участка пленки от времени при постоянном магнитном поле, меньшем коэрцитивной силы, определяется как размером перетяжки, так и формой образующихся при перемагничивании доменных структур. Для образцов с доменной структурой, состоящей из цилиндрических областей параллельной полю намагниченности при малых диаметрах перетяжки (когда расстояние между зародышами перемагничивания значительно превосходит размер перетяжки) изменение магнитного момента начинается не сразу после ввода магнитного поля, а спустя некоторое время, которое оказывается

3 Л.В.Буркова, М.Ш.Ерухимов, В.А. Середкин, Г.И. Фролов, В.Ю. Яковчук. Термомагнитная запись аналоговой информации на пленках R-Fe (R-Tb,Dy). ЖТФ, т.55, вып.4, с.707-713. (1985).

экспоненциально зависящим от магнитного поля. Постоянная времени перемагничивания при этом также экспоненциально зависит от магнитного поля и определяется скоростью перемещения границы перемагниченной области по освещенному участку пленки, что позволяет из кривых перемагничивания локальных участков пленки оценить скорость границы между областями с противоположно направленной намагниченностью.

Г.СГК

рис.2.

Впервые зависимости намагниченности ' от времени, аналогичные показанным на рис.2, для пленок ТЬ^Рвх обнаружил К.ОИазЫ [4] с сотрудниками. Позднее полное перемагничивание пленок ТЬ|.хРех исследовали, в частности, авторы работ [5,6]. Как правило, обсуждение результатов велось в модели перемагничивания путем "медленного" термоакгивируемого движения доменных границ. Рассмотрение в рамках модели перемагничивания путем вращения намагниченности в отдельных микроучастках рассматривалось числено, к примеру, в [7].

4 K.Ohashi, H.Takagi, S.Tsunashima, S.Uchiyama. Magnetic aftereffect due to domain wall motion in amorphous Tb-Fe sputtered films. J.Appl.Phys., v. 50(3), 1979, p.1611.

K.Ohashl, H.Tsuji, S.Tsunashima, S.Uchiyama. Magnetic after-effect in amorphous Tb-Fe thin films. Jap.J.Appl.Phys., v. 19(7), 1980, p.1333.

5 Похил Т.Г. Магнитная вязкость в тонких аморфных пленках редкоземельный металл -переходный металл. Дисс. на соискание степени к.ф.-м.н., Москва, 1991.

6 Sayko G.V., Zvezdin А.К., Pokhil T.G., Vvedensky B.S., Nikolaev E.N. Fractal structures in thin amorphous film. lEEETrans.Magn., 1992, v. 28, №5, p. 2931-2933.

•7 M.Mansuripur. Magnetization reversal, coerdvity and the process of thermomagnetic recording in thin films of amorphous rare earth - transition metal alloys. J.Appl.Phys., 1987, v. 61(4), p. 1580-1587.

Однако модели перемагничивания путем термоактивируемого вращения намагниченности в отдельных участках пленки, позволяющей из экспериментальных результатов по магнитной вязкости определить параметры пленки, развито не было. Не производилось также и сравнение . модели перемагничивания путем термоактивируемого вращения намагниченности в участках пленки и модели "медленного" продвижения доменных стенок.

Поэтому определенный практический интерес представляет построение модели квазистатического перемагничивания аморфных пленочных сплавов редкоземельных и переходных металлов, характеризующихся прямоугольной петлей гистерезиса в нормальном поверхности пленки магнитном поле. Такой механизм перемагничивания может реализоваться в случае, когда энергия активации для движения доменной стенки больше, чем энергетический барьер, препятствующий необратимому вращению намагниченности участков (к примеру, если в процессе приготовления образца формируется столбчатая структура).

Кроме того, необходимо сравнить результаты анализа экспериментальных данных в рамках моделей перемагничивания путем вращения намагниченности в участках и путем движения доменных границ - с тем, чтобы получить ответ на вопрос о возможности экспериментального определения механизма перемагничивания из результатов исследования магнитной вязкости.

Модель перемагничивания пленки путем когерентного вращения намагниченности в отдельных участках образца развита вп. 3.1.2. Процесс перемагничивания пленки рассматривается как "диффузия" магнитного момента участков через потенциальный барьер в состояние с намагниченностью, сонаправленной с магнитным полем. Количественный анализ основан на уравнениях для термических флукгуаций магнитного момента однодоменных частиц во внешнем магнитном поле в приближении высокого потенциального барьера [8], причем магнитная энергия частицы записывается в виде:

\Л/ = \Л/а+\Л/н + \Л/т51а4 + \Л/ь (1)

8 \\I.F. Вгоит, иг. ТИегта! АийиаИоп оГ а Б1пд1е - <1отаю рагйс1е. РИуБ. Реу., у.130, № 5, р.1677-1686 (1963).

где Wa - плотность энергии магнитной анизотропии, WH - плотность энергии частицы во внешнем магнитном поле, Wmstat - плотность магнитостатической энергии. Для объяснения отклонения кривой M(t) от экспоненциальности на первом этапе перемагничивания выражение для плотности магнитной энергии введен член, который уменьшает величину препятствующего перемагничиванию частицы энергетического барьера при уменьшении намагниченности образца, тем самым увеличивая скорость перемагничивания. Такой поправкой является слагаемое Wb, которое учитывает, что эффективная площадь образовавшейся границы между противоположно намагниченными областями при перемагничивании одной частицы зависит от намагниченности пленки: при начальном значении M =MS образуется граница площадью —redh (d - диаметр частицы, h - толщина пленки), тогда как при M = -Ms граница такой же площади исчезает. Для учета этого факта введена монотонная функция К|(М). равная К,(М) = S У (?idh), где S - площадь образовавшейся

при перемагничивании частицы границы,

K,(MS) = 1, К ,(0) = 0; К ,(-Ms) = -1. Тогда выражение для вклада доменных границ в плотность энергии частицы принимает вид:

w Mycose) ' (2)

а

Этот член объясняет отклонение зависимости M(t) от экспоненциальной на начальном этапе перемагничивания, причем конкретный вид функции К,(М) можно менять в достаточно широких пределах без существенного

влияния на расчетную временную зависимость намагниченности.

Для величины, обратной постоянной времени перемагничивания, в состоянии, когда образец размагничен (М = 0) получено уравнение:

р' =В ехр[-рКи(1-е)2] (3)

_ V HMS.

р~кг е=ЖГ'

Следует отметить, что при комнатных температурах параметр е значительно меньше единицы (s примерно равен отношению коэрцитивной силы пленки к критическому полю когерентного вращения намагниченности пленки) и вследствие прямоугольности петли гистерезиса практически постоянен при исследовании "медленного" перемагничивания, что приводит к линейной зависимости /л р*(Н) в рамках модели (кривые на рис.3 также

линейны в пределах точности эксперимента) и не позволяет сделать выбор между моделями перемагничивания пленки путем вращения намагниченности в малых участках пленки и путем продвижения доменных стенок. В модели перемагничивания путем вращения намагниченности оценить активационный объем (объем участка пленки, перемагничивающийся путем когерентного вращения), можно из уравнения:

да "кгМв<,-е>"ктм» (4)

В п. 3.1.2 в рассмотрено также "медленное" движение граничного слоя

1п р"

рис.3.

между областями с противоположной намагниченностью как последовательное термоакгивируемое вращение намагниченности малых участков, находящихся в окрестности граничного слоя. Активационный объем (объем частицы) в этом случае определяется как (Уь - скорость границы перемагниченной области):

кТ с! (1п уь)

V

Мя

с!Н

(5)

Перемагничивание аморфных пленочных сплавов редкоземельных и переходных металлов вследствие термоактивируемого продвижения доменных стенок рассмотрено в п.3.1.3. Процессы вращения намагниченности в этом случае могут иметь место лишь на начальных этапах перемагничивания при образовании зародышей обратной намагниченности.

В случае медленного термоактивируемого движения доменной стенки ее средняя скорость связана с температурой и энергетическим барьером следующим образом:

у,„=у0ехр(-|^| (6)

Конкретный вид полевой зависимости энергии активации определяется природой закрепляющих доменную стенку* центров. Однако и в этом случае из-за малой величины интервала полей, в которых происходит перемагничивание исследованных образцов (т.е. прямоугольности петли гистерезиса), и ограниченной точности экспериментального определения скорости границы линейное приближение зависимости 1п Уь(Н) является удовлетворительным, так что нет возможности определить тип закрепления доменных стенок путем анализа зависимости ЕВ(Н) (с такой ситуацией впервые столкнулись авторы [3]). Обычно предполагают (к примеру, [4]), что закрепление доменных стенок происходит на "точечных" препятствиях, а область локального понижения^,, представляют как цилиндр, ось которого нормальна к поверхности пленки. В этом случае энергия активации линейно зависит от магнитного поля, а для величины объема с пониженной плотностью поверхностной энергии доменной стенки (равного удвоенному акгивационному объему) справедливо уравнение, по форме совпадающее с уравнением для объема частицы (5) в модели когерентного вращения намагниченности:

КТС1(1пу^) ~М5 с!Н

П.3.1.4 посвящен сравнению моделей перемагничивания путем термоакгивационного продвижения доменных границ" и путем термоактивируемого вращения намагниченности участков применительно к аморфным пленочным сплавам ТЬ^вх. На основании зависимостей энергии активации от магнитного поля для указанных моделях приведены условия на точность экспериментального определения полевых зависимостей обратной постоянной времени перемагничивания, необходимую для выяснения механизма перемагничивания, и делается вывод о невозможности определения механизма перемагничивания на основании зависимостей средней намагниченности от времени в перпендикулярном поверхности

магнитном поле для пленок ТЬ|.хРех со сквозной доменной структурой и прямоугольной петлей гистерезиса.

Здесь же обосновано предположение, что для пленок указанного состава с прямоугольной петлей гистерезиса в нормальном поверхности пленки магнитном поле по наклону линейной зависимости 1п р(Н) (р* - обратная постоянная времени перемагничивания) можно оценить активационный объем из следующего соотношения:

кТ Ч(1пр-)

мч ан

Деградации свойств локальных участков аморфных пленок РЗМ-ПМ при многократной термомагнитной записи - перезаписи информации посвящен п.3.2. Данный вопрос является ключевым с точки зрения разработки реального магнитооптического носителя информации.

Как правило, в процессе изучения деградации свойств носителя при многократной перезаписи основное внимание уделяется изменениям отношения сигнал/шум, размера, формы записанных питов и магнитооптических петель гистерезиса, изменениям толщины магнитного и защитных слоев, связанные с многократным облучением пленки мощными световыми импульсами. Измерения же локальной магнитной анизотропии экспериментально затруднено, поэтому о константе анизотропии судят по изменениям коэрцитивной силы локальных петель гистерезиса. Вместе с тем между коэрцитивной силой материала и константой магнитной анизотропии в общем случае не существует однозначной связи, поэтому в работе для измерения локальной магнитной анизотропии используется магнитооптический способ, заключающийся в измерении полевой зависимости полярного эффекта Керра при внешнем магнитном поле, направленном параллельно поверхности однородно намагниченной пленки с большой перпендикулярной магнитной анизотропией (К, » 2ям|. К,- первая константа магнитной анизотропии пленки).

В случае, когда второй константой анизотропии можно пренебречь, изменение магнитооптического сигнала (пропорционального нормальной к поверхности образца компоненте намагниченности):

илУ о)

ек М5 \ иа/

где ДО - уменьшение керровского вращения в параллельном поверхности пленки поле. На основании уравнения (9) из экспериментальных зависимостей

0«. .

мин.

40 *

30 ■ Ч 43.0

20 _I_I_I_I_I_I-1-1-1_12.0

10' 10" 10' 10' 10' 10" рис. 4.

9(Н) для точки, в которой производится многократная магнитооптическая запись, определялся параметра.

На рис.4 приведены зависимости керровского вращения и магнитной

анизотропии (параметра а) от количества циклов "запись - перезапись".

«

Наблюдаемые уменьшения магнитооптического вращения, параметра а с увеличением количества циклов перезаписи, приводящие к изменениям зависимости сигнала записи от энергии записывающего импульса, нельзя объяснить только окислением редкоземельной компоненты аморфного пленочного сплава, поскольку при длительности импульса записывающего излучения 10"7с и количестве циклов перезаписи 106 исследуемый локальный участок пленки находится при повышенных (до 200°С) температурах не более 0.2 секунды. Обычно предполагается, что изменения магнитных и магнитооптических характеристик происходит вследствие структурной релаксации аморфной среды в процессе нагрева, который сопровождается упругими напряжениями, возникающими при локальном импульсном нагреве пленки.

4.0

Намагниченность насыщения, в частности, практически не изменяется при структурной релаксации [9], поэтому можно считать, что параметр а пропорционален константе магнитной анизотропии участка пленки. Таким образом из рис.4 следует, что локальная анизотропия уменьшается после проведения полного цикла испытаний.

В заключении сформулированы основные ' результаты и выводы диссертационной работы.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ДИССЕРТАЦИИ.

1. Созданы магнитооптический магнитометр для исследования петель гистерезиса и процессов квазистатического перемагничивания пленок РЗ-ПМ, крутильный магнитометр для изучения кривых вращательных моментов, действующих на образец при несовпадении направления намагниченности пленки с направлением внешнего магнитного поля, а также стенд-имитатор магнитооптической записи информации.

2. Экспериментально исследовано квазистатическое перемагничивание аморфных пленочных сплавов ТЬ^е* с прямоугольной петлей гистерезиса.

3. Показано, что наблюдаемая зависимость коэрцитивной силы аморфного пленочного сплава от скорости изменения магнитного поля при измерении петли гистерезиса является следствием значительной магнитной вязкости аморфных пленок ТЬ1.хРех.

4. Развита модель магнитной вязкости вследствие термоакгивируемого когерентного вращения намагниченности в отдельных участках пленки. Отклонение временной зависимости намагниченности от экспоненциальной на начальном этапе перемагничивания интерпретируется путем учета поверхностной плотности энергии граничного слоя между частицами.

5. Линейность экспериментальной зависимости логарифма обратной постоянной времени перемагничивания от магнитного поля и прямоугольность петли гистерезиса приводит к невозможности экспериментального определения механизма перемагничивания аморфных пленок ТЬ1.хРех только на основании результатов исследования временных

9 M.Ojima, N.Awano, D.Shimazaki, S. Ohnuki, N. Ohta. Erase/Write cyclability of TbFeCo for mark edge recording. J.Appl.Phys., v. 75(10), 1994, p. 6852-6854.

зависимостей средней намагниченности в нормальном к поверхности пленки магнитном поле.

6. Для измерения константы перпендикулярной магнитной анизотропии локальных участков пленок применен магнитооптический метод, при помощи которого исследован процесс деградации локального участка магнитооптического носителя информации при многократной записи -перезаписи.

По материалам диссертации опубликованы следующие работы:

1. В.А.Скорик, А.А.Андреев, А.В.Мягков. "Эффект Фарадея в магнитных жидкостях." // Оптика анизотропных сред: междувед. Сб./ М., МФТИ, 1988, с.26-29.

2. А.А.Андреев, В.Мягков. "Магнитооптические свойства аморфных магнитных пленок на основе Tb-Fe." // Импульсные лазеры и их применения: междувед.сб. / М„ МФТИ, 1988, с.92-93.

3. А.А.Андреев, А.В.Мягков, В.А.Скорик, М.Ф.Стельмах. "Динамика перемагничивания аморфных пленок Tb-Fe для реверсивной магнитооптической записи информации." // Всесоюзная конференция "Проблемы оптической памяти":тезисы докладов и сообщений./ М.,1990, с.112-113.

4. А.А.Андреев, А.В.Мягков, В.А.Скорик, М.Ф.Стельмах. "Динамика перемагничивания аморфных пленок Tb-Fe с перпендикулярной анизотропией." И Оптические и электронные средства обработки информации: междувед.сб. / М„ МФТИ, 1990, с.13-19.

5. А.А.Андреев, А.В.Мягков, В.А.Скорик. "Динамика перемагничивания аморфных пленок Tb-Fe с перпендикулярной анизотропией". II ФТТ, 1991, т.33{5), с.1350-1354.

6. А.А.Андреев, А.В.Мягков, В.А.Скорик. "Перемагничивание аморфных пленок Tb-Fe для магнитооптической записи." II XIX Всесоюзная конференция по физике магнитных явлений: тезисы докладов, часть 3. / Ташкент, 1991.

7. A.A.Andreev, A.V.Myagkov, V.A.Scorik. "Magnetization reversal dynamics in the amorphous Tb -Fe films of magneto - optical recording." // International

Sumposium on Magneto - Optics: program & abstract. / Sept. 10-13, 1991, Kharkov, USSR, p.26.

8. А.А.Андреев, ВАСкорик, А.А.Фомичев. "Многократная термомагнитная запись на аморфных пленках РЗМ-ПМ." //: меяодувед. сб. / М, МФТИ, 1995, с.63-72.