一种超高密度有序垂直记录磁盘及其制法
专利汇可以提供一种超高密度有序垂直记录磁盘及其制法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种超高 密度 有序垂直记录磁盘,以大面积超高密度有序排列的 氧 化 铝 纳米孔洞作为模板、模板的纳米孔洞均匀分布 磁性 材料 纳米线 ,其 易磁化轴 垂直于模板平面。其制法是制备大面积超高密度有序排列的纳米孔洞作为模板、再制备有序磁性纳米线,通过电 镀 或 化学镀 方法在有序排列的孔洞中生长磁性材料,其孔洞较长(相对于其直径),磁性材料的易磁化轴沿着纳米线的方向(或者说垂直于盘面)。记录密度可以达到每平方英寸170Gb。，下面是一种超高密度有序垂直记录磁盘及其制法专利的具体信息内容。
1.一种超高密度有序垂直记录磁盘，其特征是以大面积超高密度有序排列 的氧化铝纳米孔洞作为模板、模板的纳米孔洞均匀分布磁性材料纳米线， 其易磁化轴垂直于模板平面。
2.由权利要求1所述的超高密度有序垂直记录磁盘，其特征是模板的孔的 直径为5-500纳米，孔心间的距离为10-2000纳米。
3.一种超高密度有序垂直记录磁盘的制法，其特征是制备大面积超高密度 有序排列的纳米孔洞作为模板、再制备有序磁性纳米线，在金属铝或铝 合金或单晶铝的表面首先生成一个大面积有序模板，再用阳极氧化方法， 在铝或铝合金上生成大面积的有序纳米孔洞模板；通过电镀或化学镀方 法在有序排列的孔洞中生长磁性材料，其孔洞较长(相对于其直径)，磁 性材料的易磁化轴沿着纳米线的方向(或者说垂直于盘面)。
4.由权利要求3所述的超高密度有序垂直记录磁盘的制法，其特征是所述 磁性材料为Fe，Co，Ni磁性金属单质；Fe，Co，Ni的二元或三元合金； Fe，Co，Ni与Mn，Cr，Cu，V，Mo，W等其它金属元素的二元、三元或 多元合金；及Fe，Co，Ni与P，B，S等非金属元素形成的二元、三元或 多元合金。
本发明涉及一种超高密度有序垂直记录磁盘及其制法。
现在应用的磁记录技术为无序磁记录，它有四个方面的缺点，使得其记录密 度受到限制：磁性颗粒的超顺磁性，相邻记录单元之间畴壁的影响，写入磁场的 非完善性，信号读写过程中的寻迹效应。这种磁盘难以得到很高的记录密度，如 常用的3.5英寸软盘，记录容量为1.44Mb。
文献报道的量子磁盘(Proceedings of the IEEE Vol.85，No.4，1997 P652~671)利用光刻或压膜技术可以解决无序磁记录的难题，但是它的技术要求 高、成本高，并且难以制备垂直磁记录用的直径均匀的长纳米线。
本发明的目的是：提供一种超高密度有序垂直记录磁盘及其制法，通过制备 有序磁性纳米线，尤其是利用长的纳米孔洞制备直径均匀的长纳米线，其易磁化 轴垂直于模板平面，制作有序垂直记录磁盘。
本发明的目的是这样实现的：一种超高密度有序垂直记录磁盘，其特征是以 大面积超高密度有序排列的纳米孔洞作为模板，制备均匀分布磁性材料纳米线， 其易磁化轴垂直于模板平面。
一种超高密度有序垂直记录磁盘的制法，其特征是利用大面积超高密度有序 排列的纳米孔洞作为模板、制备有序磁性纳米线。利用长的纳米孔洞制备直径均 匀的纳米线，其易磁化轴垂直于模板平面，可用于制作有序垂直记录磁盘。其制 法是：利用制备有序孔洞技术得到六角排列的有序图案，通过电化学方法，在铝 (或铝合金)基底上制备有序孔洞的模板作为磁性材料的载体；或在单晶铝基底 上直接阳极氧化制备有序孔洞的模板作为磁性材料的载体；并通过电镀或化学镀 方法在有序排列的孔洞中生长磁性材料，由于孔洞较长(相对于其直径)，磁性材 料的易磁化轴沿着纳米线的方向(或者说垂直于盘面)。
可以使用的磁性材料包括：Fe，Co，Ni磁性金属单质；Fe，Co，Ni的二 元或三元合金；Fe，Co，Ni与Mn，Cr，Cu，V，Mo，W等其它金属元素的二元、 三元或多元合金；及Fe，Co，Ni与P，B，S等非金属元素形成的二元、三元或多 元合金。
本发明的方法是：利用超高密度有序排列的纳米孔洞作为模板、制备有序磁 性纳米线。利用长的纳米孔洞制备直径均匀的纳米线，纳米线采用电镀或化学镀 的方法用上述材料在纳米孔洞内制备。
本发明的技术效果：使用有序排列的磁性单元，有效地克服了无序磁记录不 良因素；通过减小磁性单元的大小和中心间的距离，大大提高了存储密度；通过 采用直径均匀的较长的孔洞制备长纳米线，增强了磁信号，克服了磁性单元的非 线性带来的不良影响。记录密度可以达到每平方英寸170Gb。
图1为超高密度有序排列的纳米孔洞模板的显微照片示意图
图3镀钴有序磁记录介质的磁滞回线
图4镀Ni79Fe21有序磁记录介质的磁滞回线
图5镀Co63Ni37有序磁记录介质的磁滞回线
图6镀NiP有序磁记录介质的磁滞回线
本发明方法的具体化：本发明所述的大面积是指平方毫米以上的可以实用的 尺寸，在金属铝或铝合金上制备大尺寸纳米有序孔洞模板的实施例分三个步骤， 第一步产生六角对称大面积纳米有序图形；第二步进行电化学阳极氧化，第三步 通过扩孔液的作用调节孔洞的直径。
第一步有三种方案，
1.用碳化硅、单晶硅或者其它材料制作一个母板，板上呈六角对称地分布 着直径均匀的纳米圆柱。在平整的铝(或铝合金)基底上覆盖一层高分 子材料膜(如PMMA)，还能使用聚酯薄膜等，将母板利用一定的压力压 在高分子材料上，升高温度使高分子软化，再降低温度使高分子固化。 去掉母板，在平整的铝(或铝合金)表面形成有序的孔洞图形的高分子 材料的图案。
2.制作具有六角对称的有序分布的直径均匀图案的掩模。在平整的铝(或 铝合金)基底表面上覆盖一层抗蚀剂(同上述，如PMMA)。利用光刻技 术(如紫外光刻，X射线光刻等)和掩模在抗蚀剂上形成有序孔洞图案。 或利用电子束刻技术在抗蚀剂上刻出六角有序孔洞。
3.在平整的铝(或铝合金)基底上覆盖一层抗蚀剂，采用相干光作光源，利 用光学干涉曝光技术在抗蚀剂层上形成大面积六角对称的纳米有序图 形。通过显影处理，得到六角对称的孔洞有序图形，上述3种方法均是 已有技术，应用于本发明的工艺没有特殊的要求，例如，可以参见：Appl. Phys.Lett，1995，67(21)P3114-3116 Stephen Y.Chou et.al. Imprint of sub-25 nm vias and trenches in polymers
第二步：阳极氧化：在上述图形的基础上，利用电化学阳极氧化选择合适的 电解液和氧化电压，可以在铝(或铝合金)上生成大面积有序的纳米孔洞序模板， 且孔的长度较长。
根据所产生的图形的孔心间距，选择合适的电解液和直流电压进行阳极氧 化。电解液如：0.1M-2.0M硫酸，草酸，磷酸等，电解电压从5V-2000V，电源 的正极接阳极氧化的铝(或铝合金)，负极接任何导电电极。阳极氧化的时间在1 min-1800min。实施例中，用0.4M硫酸，电压为25V，电源的正极接阳极氧化 的铝(或铝合金)，负极接任何导电电极。阳极氧化的时间为1200min。电解电 压100V时，阳极氧化的时间在10min。阳极氧化处理是现有技术。
第三步扩孔：
当阳极氧化的孔径未达到大小时，第三步是必须的。利用0.1M-5.0M磷酸、 盐酸等，实施例为0.3M浓度的磷酸。在合适的温度下增大孔的直径，控制温度 和扩孔时间可以得到所需要的孔径。实施例中湿度控制在30℃，扩孔时间为20 分钟，实施例中孔径为30nm。实际上孔的直径在10nm-500nm均可，而用于磁 记录材料的的孔径一般在30nm左右即可。利用酸液扩孔，酸的浓度与温度、作 用时间与孔直径有一定的关系，一般而言，酸的PH值愈小、温度愈高、作用时 间愈长，孔的直径就愈大。
利用单晶铝制备大面积纳米有序模板，不需要上面的第一步骤，后面两个 步骤相同。上述方法可以将模板制备成上百平方厘米。 实施例：
用电化学方法制备的模板的电镜照片，以及使用铁做磁记录材料得到的记录 介质的磁滞回线如图所示。模板的孔的直径为5-500纳米，孔心间的距离为10- 2000纳米。实施例孔的直径为30纳米，孔心间的距离为64纳米。图1为纳米 有序模板的电镜照片(孔径30纳米，孔心间距64纳米)。
电镀或化学镀方法在有序排列的孔洞中生长不同磁性材料的实施例及磁滞 回线：
1.镀铁：每升120克FeSO47H2O和每升40克H2SO4。电镀时间120分钟，温度 条件0℃，测量曲线见图2。
2.镀钴：每升120克CoSO47H2O，每升45克H3BO3，电镀时间50分钟，温度条 件30℃，测量曲线见图3。
3.镀铁镍：每升13克FeSO47H2O，每升140克NiSO47H2O，每升30克H3BO3电 镀时间100分钟，温度条件20℃，测量曲线见图4。
4.镀钴镍：每升40克CoSO47H2O，每升150克NiSO47H2O，每升40克H3BO3. 电镀时间300分钟，温度条件20℃，测量曲线见图5。
5.化学镀镍磷合金：每升25克NiSO47H2O，每升25克NaH2PO2每升30克 NH4Cl，每升20克柠檬酸三钠Na3C6H5O7温度条件40℃，PH值为9，测量曲 线见图6。
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