Abstract
A quaternary alloy film of $CoCr_{16.2}Pt_{10.8}Ta_4$was investigated for its magnetic properties and c-axis orientation with and without Ti underlayer. Additional elements such as Ta, Pt have been frequently introduced in CoCr alloy film for perpendicular recording as a means of improving magnetic performance. It has been reported that the addition of Pt and Ta in CoCr increase the coercivity and the magnetic isolation of columnar grains, respectively. However, CoCrPtTa perpendicular magnetic layer should be more increased its perpendicular magnetic anisotropy than at present for the application of ultrahigh recording density. The improvement of underlayers and substrate materials is one of the promised schemes to intensify the perpendicular magnetic anisotropy. In this study, the insertion of Ti underlayer shows the remarkable improvement of c-axis orientation compare with the direct deposition on the bare glass. The mechanism about this effect of Ti underlayer on CoCrPtTa is not to be clarified yet. Meanwhile, it is found that the magnetic domain of CoCrPtTa on 20 nm Ti underlayer has the continuous stripe pattern but the one of CoCrPtTa on 90 nm Ti underlayer shows the discrete mass type from the results of MFM investigation. This phenomenon is to be a distinct evidence that the improvement of perpendicular anisotropy by the adoption of Ti underlayer is originated from the reinforcement of the grain boundary segregation in CoCrPtTa alloy. Moreover, the transition of the M-H hysteresis pattern with the thickness of Ti underlayer indicates that the major contribution of Ti underlayer is not the magnetocrystalline anisotropy but the shape anisotropy due to the formation of uniform columnar grains by the nonmagnetic alloy segregation.
수직보자력이 크고 CoCrPt에 비하여 noise 저감 효과가 큰 것으로 알려진 CoCrPtTa계 합금박막의 수직이방성을 더욱 개선하기 위해 Ti를 우선 증착하였다. 본 연구에서는 Ti 두께 변화에 따른 비교적 높은 수직보자력치를 보였던 $CoCr_{16.2}Pt_{10.8}Ta_4$Ti/glass 시편에서 자기적 특성과 자구형상의 변화를 살펴보았다. 또한 VSM(Vibrating Sample Magnetometer)을 이용하여 M-H loop를 측정하였으며 자구형상은 MFM(Magnetic Force Microscopy)로 관찰하였다. 육방정 Ti가 하지층으로서 우선증착되면 bare glass 직접 증착되는 경우보다 CoCrPtTa 자성층의 수직이방성에 현저한 향상을 가져왔으며 Ti의 두께가 두꺼울수록 c-축 배향성도 개선되었다. MFM 결과에 의하면 Ti두레가 20 nm에서 90 nm로 증가함에 따라 자구형상이 연속적인 stripe type에서 mass type으로 분절된 형태로 변하였다. 이는 Ti의 증착이 비자성 Cr 편석 거동에 영향을 미쳐 자화반전시 인접 columnar grain의 자화벡터들간의 상호교환작용을 억제하는 자기적 분리 효과에 기여했음을 의미한다. 아울러 이와 같은 거동은 Ti가 CoCr계 자성층의 수직이방성을 개선하는데 있어서 형상자기이방성적인 측면에서의 기여가 현저함을 의미하기도 한다.