Wachstum magnetischer CoPt- und FePt-Legierungen auf WSe2(0001)-van-der-Waals-Oberflächen und auf SiO2-Partikellagen

Die moderne magnetische Datenspeicherung basiert auf der Verwendung magnetisch harter Legierungen als Speichermedium. Um die Speicherflächendichte (Anzahl der Bits pro Fläche) zu erhöhen, benötigt man hohe Werte der magnetischen Anisotropie, um die Richtung der Magnetisierung zu stabilisieren und somit das Kriterium der thermischen Stabilität zu erfüllen. Die derzeit in der Festplattenproduktion typischerweise genutzte magnetische Legierung ist granulares CoCrPt:SiO2 mit einer Korngröße von durchschnittlich 7 nm und einer Anisotropiekonstanten von ca. 0.4 MJ/m^3. Die vorausgesagte Grenze der maximal erreichbaren Flächendichte mit dieser Stoffverbindung liegt jedoch bei 500 600 GBit/in^2. Um der Nachfrage nach höheren Speicherdichten nachzukommen, müssen neue magnetische Legierungen verwendet werden. Die vielversprechendsten Kandidaten für zukünftige magnetische Datenspeicher mit extrem hohen Speicherdichten sind chemisch L10 geordnete FePt und CoPt Legierungen mit Anisotropiekonstanten von 10 MJ/m^3 bzw. 3 MJ/m^3. Um diese hohen Werte der uniaxialen magnetischen Anisotropie zu erreichen, muss die Substrat-Temperatur während der Molekularstrahlepitaxie (MBE) bzw. während des Sputterns höher als 500°C liegen. Für die Anwendung in der industriellen Fertigung muss die Ordnungstemperatur von FePt und CoPt jedoch reduziert werden. Ein erfolgversprechender Ansatz zur Reduktion der Ordnungstemperatur beruht auf der Erhöhung der Adatom-Mobilität durch Aufwachsen auf einer chemisch gesättigten Oberfläche. Hierzu wurde im Rahmen dieser Arbeit der Versuch unternommen, die Ordnungstemperatur einer äquiatomaren CoPt Legierung durch Aufwachsen auf einer WSe2(0001) van-der-Waals Oberfläche zu erniedrigen. Die Ergebnisse dieser Studie sind in den Kapiteln 4 und 5 zusammengefasst.Das Konzept vorstrukturierter Speichermedien, bei denen eine Informationseinheit (Bit) in einer einzelnen Nanostruktur gespeichert wird, stellt eine weiter Möglichkeit zur Erhöhung der Datendichte dar. Ein erfolgversprechender Weg zur Herstellung solcher Medien mit extrem hoher Datendichte für die magnetische Datenspeicherung basiert auf selbst-anordnenden magnetischen Nanostrukturen. Hierzu wurde ein interessanter Zugang vorgestellt, der die Selbstanordnung nicht-magnetischer Nanopartikel mit den definierten magnetischen Eigenschaften eines auf den Partikeln deponierten Films kombiniert. Dies ermöglicht auf elegante Weise die Herstellung magnetischer Nanostrukturen mit, durch die FePt und CoPt Legierungen gegebener, hoher senkrechter magnetischer Anisotropie, wie sie für hohe thermische Stabilität gebraucht wird. Die Untersuchung der magnetischen und strukturellen Eigenschaften dieser Legierungen auf amorphen SiO2 Nanopartikeln wird in den Kapiteln 6, 7 und 8 behandelt.