262

эпитаксиальных пленок, изготовленных методом жидкофазной эпитаксии из

раствора. Преимуществами таких материалов являются высокая изотропность

магнитооптических свойств и хорошая температурная стабильность.

Ортоферриты

характеризуются

большим

уровнем

удельног

фарадеевского вращения и относительно высокой прозрачностью (a<103 см-1)

при l>0,5 мкм,

то

есть

в

видимом и ближнем инфракрасном .светеНо

наиболее

оптимально

использовать

эти

материалы

для

ближн

инфракрасного света (a<1 см-1). Однако при реализации устройств на этих

материалах надо иметь в виду наличие явления двулучепреломления, поэтому

пластины из ортоферритов вырезают нормально к оптической оси. При этом

реализуется

устойчивая

полосовая

доменная

структура,

не

ЦМД.

Установлено, что в очень тонких пластинах при толщине порядка1 мкм

двулучепреломление незначительно, и материал можно в этом случае считать

изотропным.

Феррошпинели, содержащие ионы Со2+ в тетраэдрических позициях, типа

CoМехFe2-xО4(Ме = Rh, Al, Cr) используются в качестве магнитооптических

материалов при l=5—12 мкм, где они обладают высокой прозрачностью и

большим qF (до 105 град/см).

системы, предназначенные

для

считывания

Лазерно-оптические

информации с магнитооптической пленки, желательно использовать также

для записи и стирания(вместо чисто магнитных дискретных структур¾

токовых петель, реплик, намагниченных игл). При этом чаще используется

принцип

термоактивации

перемагничивания

и

размагничивания

при

тепловом воздействии света (см. ниже).

9.8 Материалы для термомагнитной записи

Термомагнитная запись основана на использовании термомагнитных

эффектов в ферро- и ферримагнитных средах со специфическими доменными

структурами. Под направленным воздействием теплового луча(например,

сфокусированного луча лазера) в магнитном материале происходит локальное

изменение его свойств относительно свойств при

нормальных

внешних

условиях.

Последующее

охлаждение

в слабом магнитном поле позволяет

сформировать локальный участок записи(стирания) информации,

которая

считывается магнитооптическим способом. Выбор магнитного материала для

этих

целей

диктуется

соотношением

между

необходимым

качеством

термомагнитной

записи (стирания)

информации

и

надежностью

ее

воспроизведения.

Для создания конкретных технических устройств с термомагнитной

записью

в

качестве

материалов

используют

ферромагнитные

ферримагнитные

пленки

с

разнообразными

термомагнитными-

х

рактеристиками.

Под влиянием температуры в различных материалах может

263

изменяться

намагниченность, коэрцитивная

сила, анизотропия

и

другие

параметры.

Применение материалов для записи в точке Кюриосновано на

использовании температурной

зависимости

спонтанной

намагниченности

вблизи точки КюриТК. Эту группу материалов представляют собой

металлические пленки с сильной ортогональной анизотропией, классическим

представителем

которых

является

марганцево-висмутовая

пленка(MnBi),

обеспечивающая

плотность

записи

6

2

10порядка

бит./см

Монокристаллические

марганцево-висмутовые

пленки

изготавливают

напылением на подложку из слюды слоевBi и Мn, поверх которых для

защиты пленки от разложения и для снижения потерь на отражение наносят

слой SiO определенной толщины. Дальнейший отжиг при Т=300°С в течение

70

часов

в

вакууме, формирует

пленку

с

,ОЛНориентированной

перпендикулярно подложке. При локальном нагревании участка пленки выше

Тк

происходит

временная

потеря

намагниченности. Магнитное

поле

напряженностью 24 кА/м, приложенное

перпендикулярно

поверхности

пленки, обеспечивает полное перемагничивание этого локального

участка

при

сохранении

исходной

намагниченности

. другихСущественный

недостаток MnBi-пленок, ограничивающий их применение в промышленных

устройствах,

заключается

в

их

фазовой

нестабильности. Стабильность

свойств MnBi-пленок повышают замещением частиBi на другие элементы

(Ti, Rh, Ru).

Применение материалов для записи в точке компенсации основано на

использовании

температурной

зависимости

коэрцитивной

с

ферримагнетика вблизи точки компенсации. Если нагреть ферримагнетик до

температуры, равной точке компенсации, то наблюдается резкое возрастание

анизотропии

и

коэрцитивной

силы. Небольшое

отклонение

от

этой

температуры приводит к значительному падениюНс и уменьшению поля за-

рождения доменов обратной намагниченности. К этой группе материалов

относятся

железогадолиниевые

гранатыGd3Fe5O12, позволяющие

осу-

ществлять запись практически при комнатной температуре. Коэрцитивная

сила и температура компенсации зависят от условий изготовления пленок.

Чистые пленки толщиной1 мкм, изготовленные методом эпитаксиальной

технологии, обеспечивают получение устойчивых доменных структур с

размером домена порядка3 мкм и обладают петлей гистерезиса с высокой

прямоугольностью. Если

же пленку поместить

при =15°Т С

в

поле

записи

(около 8 кА/м), направленное

перпендикулярно

ее

поверхнос, тио

нагревание лучом лазера локального участка

=20°до С Т

приводит

к

снижению поля зарождения доменов обратной полярности и обеспечивает

перемагничивание этого участка. Недостатками этих пленок являются их

сравнительно

невысокие

магнитооптические

параметры(плохая

чувствительность

по

считыванию) и

более

низкое, чем

комнатная

264

температура, значение температуры компенсации: 9—13°С. Для смещения точки компенсации ближе к 20°С вводят добавки алюминия.

Висмутсодержащие		пленки (YGdBi)3(FeGaAl)5O12			позволяют
осуществить запись с высокой плотностью (минимальный стабильный размер
домена 1 мкм) при		достаточно	большой	чувствительности		записи в
сравнительно невысоких полях(8—40 кА/м).				Эти пленки	обладают
хорошими магнитооптическими параметрами.
Аморфные пленки на базе интерметаллических соединенийGd-Co (см.
также	подраздел 9.7)	отличаются	высокой	прямоугольностью		петли

гистерезиса и сравнительно невысоким уровнем требуемого поля записи(16 кА/м). Однако их магнитооптические параметры низки.

Двухслойные пленки с повышенным показателем качества являются наиболее перспективными материалами. Первый слой изготавливают из материала, параметры которого обеспечивают высокую плотность записи при высокой чувствительности. Это металлические пленки с большой намагниченностью и большим поглощением. Второй слой предназначен для выполнения надежного считывания информации и должен иметь высокие магнитооптические характеристики. Это ферритовые пленки с высокими значениями прозрачности и фарадеевского вращения. Хорошие показатели,

например, получены у материалов	с первым	слоемMnBiиз-пленки
совместно с пленкой из содержащего Bi граната.
Применение материалов для	записи в	точке переориентации

основано на эффекте изменения направления ОЛН в некоторых материалах при тепловом воздействии. Примером материалов этой группы являются

ортоферриты	со	значительной		ортогональной			анизотропией, например
(Sm,Тb)FеО3-пленки		толщиной 0,1		мкм. В	исходном				состоянии		вектор
намагниченности		по	всей	пленке	расположен				перпендикулярно
поверхности.	Нагрев		материала	выше	точки				(Т =45°С)
						переориентации					плоскость
приводит к локальному развороту вектора намагниченности										в
пленки. После остывания под действием усиливающегося поля анизотропии и
небольшого поля записи этот вектор вновь ориентируется перпендикулярно
поверхности,	но	его	направление на		участке			записи		противоположно
ориентации	векторов		намагниченности		других			участков		. пленкиЭти

материалы позволяют осуществлять запись при комнатной температуре с высокой чувствительностью 0,01 нДж/мкм2 при достаточной надежности считывания (y = 6 град/дБ при l=0,45 мкм).

Термомагнитная запись в последнее время получила распространение в компьютерных системах высокого уровня. Их использование в бытовых персональных компьютерах сдерживается высокой ценой. Разработаны устройства записи-считывания на стандартные3.5 и 5.25-дюймовые гибкие диски с объемом памяти соответственно до600 Мб и 1.3 Гб. Возможность намагничивать очень мелкие области поверхности диска без риска влияния на

265

намагниченность соседних областей дает возможность довести плотность записи до 8 Тбит/см².