A Study on the Magnetic Anisotropy of Co-Cr-(Ta) Thin Films for Perpendicular Magnetic Recording

Co-Cr-(Ta) 수직자기기록용 박막의 자기이방성에 대한 연구

In order to investigate the origin of an increase in the coercivity with the Ta addition to Co-Cr films, the perpendicular magnetic anisotropy of Co-Cr film and CoCrTa film was measured by a torque magnetometer and VSM. In Co-Cr binary alloy film, the uniaxial anisotropy increased with increasing Cr content. The perpendicular magnetic anisotropy of $Co_{81.7}Cr_{16.7}Ta_{1.6}$ film was larger than that of $Co_{81}Cr_{19}$ film, both of which were deposited at the same substrate temperature of $100^{\circ}C$. The change in the perpendicular magnetic anisotropy with annealing was studied to understand the Ta addition effect. The amount of decrease in perpendicular magnetic anisotropy of the CoCrTa film by the annealing was larger than that of Co-Cr film. And the perpendicular magnetic anisotripies of Co-Cr film and CoCrTa film after annealing were almost the same. The cause of this was interpretated as the enhanced segregation of solute atoms in the Ta added thin film in the as-deposited state. The enhanced segregation of solute atoms increases the perpendicular magnetic anisotropy of the film, and causes the increase of perpendicular coercivity of the film.

Ta을 미량 첨가한 Co-Cr-Ta 박막의 높은 수직보자력의 원인을 알아보기위하여 회전우력자력계 (torque magnetometer)와 진동시료형 자력계(VSM)를 이용하여 Co-Cr 박막과 Co-Cr-Ta 박막의 수직자기이방 성에너지를 조사하였다. Co/sub 81.7/Cr/sub 16.7/Ta/sub 1.6/ 박막의 수직이방성에너지는 동일 기판온도에 서 성막한, 비슷한 용질원자량의 Co/sub 81/Cr/sub 19/ 박막보다 높았다. 그 원인을 분석하기 위하여 as- sputtered 상태의 박막들을 annealing 처리한 후 수직자기이방성에너지의 변화를 조사하였다. annealing 처 리에 의해 수직자기이방성에너지는 감소하였다. 이러한 annealing 처리에 의한 수직자기이방성에너지의 감 소량은 CoCrTa 박막의 경우 더 켰으며, annealing 처리후의 수직자기이방성에너지는 이원계 및 삼원계 박막 에서 비슷한 값을 보였다. 이는 Ta 첨가에 의해 as-sputtered 박막내 용질원자의 편석(segregation) 정도가 증가하며, 이러한 편석 의 증가로 박막내에 형태자기이방성의 기여가 증가하여 수직자기이방성에너지의 증가가 있었던 것으로 해석 된다. 또한 이 러한 용질원자의 편석의 증가에 의한 수직자기이방성에너지의 증가로 박막의 보자력도 증가 한 것으로 생각된다.