自組裝磁存儲記憶體的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供自組裝磁存儲記憶體，包括記憶體本體，記憶體本體包括圓盤形硬盤襯底，硬盤襯底一其圓心為中心，設(shè)有若干條環(huán)形軌道凹槽，軌道凹槽中設(shè)有二氧化硅納米球陣列，二氧化硅納米球接觸空氣的表面設(shè)有鐵鉑薄膜，形成鐵鉑納米點(diǎn)陣。本實(shí)用新型的自組裝磁存儲記憶體，最大限度地降低了磁疇間的耦合效應(yīng)；在滿足高磁記錄密度條件的同時(shí)兼具環(huán)境穩(wěn)定性的優(yōu)越性。
【專利說明】自組裝磁存儲記憶體
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及超高密度磁存儲【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種高密度垂直磁存儲，高密度離散介質(zhì)存儲的自組裝磁存儲記憶體。
【背景技術(shù)】
[0002]計(jì)算機(jī)中的信息操作是建立在二進(jìn)制基礎(chǔ)上的。這反映在基礎(chǔ)層面上便是計(jì)算機(jī)磁盤中的兩種不同磁疇磁化方向，分別對應(yīng)“O”和“ I ”。自計(jì)算機(jī)問世以來，磁記錄就一直面臨著在保證存儲穩(wěn)定性的前提下，不斷提升存儲密度的問題。磁盤中每一塊均勻磁化的區(qū)域稱為一個(gè)磁疇，對應(yīng)一個(gè)字節(jié)。因此，磁疇尺寸的大小就直接決定了磁盤的存儲密度。目前市場上普遍應(yīng)用的磁記錄技術(shù)密度約為100Gb/inch2,相應(yīng)的磁疇特征尺寸約lOOnm。
[0003]從物理層面上講，相鄰磁疇間的耦合效應(yīng)是限制磁存儲密度進(jìn)一步提高的一個(gè)理論瓶頸。也即，當(dāng)代表兩個(gè)不同二進(jìn)制字節(jié)的磁疇相互靠近時(shí)，彼此間會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的電磁干擾，從而使信號被打亂。
[0004]從磁記錄方式上區(qū)分，當(dāng)下的磁存儲可以區(qū)分為垂直記錄和平行記錄兩種。垂直磁記錄中磁疇的磁化方向豎直排列在磁盤平面上，回避了相鄰磁疇間磁極相對的局面,耦合效應(yīng)較平行磁記錄低出許多。
[0005]從磁記錄介質(zhì)上區(qū)分,磁存儲又可分為連續(xù)介質(zhì)記錄和離散介質(zhì)記錄兩種。離散介質(zhì)記錄運(yùn)用納米微加工手段將存儲載體的各個(gè)磁疇進(jìn)行物理分割，從而有效地降低了耦合效應(yīng)，是未來磁存儲的重要發(fā)展方向。
[0006]除了磁疇間的必要間距，每個(gè)磁疇自身的尺寸也是制約著磁存儲密度進(jìn)一步提升的又一物理瓶頸。也即，磁疇磁化方向的穩(wěn)定性存在著一個(gè)量子物理極限一超順磁極限，當(dāng)每一個(gè)磁疇對應(yīng)的磁各向異性能Ea降低到與熱激發(fā)能KBT相比時(shí)(其中，KB代表玻爾茲曼常數(shù)，T代表溫度)，磁疇磁化方向就會(huì)因熱擾動(dòng)而發(fā)生翻轉(zhuǎn)，導(dǎo)致存儲信息的丟失。磁各向異性能由Ea=KuV決定(其中，Ku代表磁各項(xiàng)異性常數(shù)，V代表磁疇體積)，隨磁疇尺寸的降低而減小，從而逼近超順磁極限。因此，在對高密度存儲的追求中，人們需要從材料性質(zhì)出發(fā)，尋找具備高磁各向異性常數(shù)Ku存儲介質(zhì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本實(shí)用新型的目的在于提供一種高密度垂直磁存儲，高密度離散介質(zhì)存儲的自組裝磁存儲記憶體，及超高真空磁性材料蒸鍍技術(shù)及納米點(diǎn)陣自組裝加工的自組裝磁存儲記憶體的形成方法。
[0008]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供的自組裝磁存儲記憶體，包括:記憶體本體，記憶體本體包括圓盤形硬盤襯底，硬盤襯底一其圓心為中心，設(shè)有若干條環(huán)形軌道凹槽，軌道凹槽中設(shè)有二氧化硅納米球陣列，二氧化硅納米球接觸空氣的表面設(shè)有鐵鉬薄膜層。
[0009]在一些實(shí)施方式中，鐵鉬薄膜層在二氧化硅納米球表面其隨緯度梯度形成連續(xù)的厚度變化，在二氧化硅納米球邊緣處厚度減小為零，自然地隔離了相鄰二氧化硅納米球之間的磁耦合關(guān)聯(lián)。
[0010]在一些實(shí)施方式中，二氧化硅納米球的直徑為20nm-50nm。
[0011]在一些實(shí)施方式中，鐵鉬薄膜層最高點(diǎn)的厚度為10nm。
[0012]在一些實(shí)施方式中，軌道凹槽的寬度為二氧化硅納米球直徑的整數(shù)倍。
[0013]在一些實(shí)施方式中，每一個(gè)鐵鉬納米點(diǎn)陣形成一個(gè)單磁疇，對應(yīng)一個(gè)獨(dú)立二進(jìn)制字節(jié)。
[0014]本實(shí)用新型的自組裝磁存儲記憶體具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0015]1.本實(shí)用新型的自組裝磁存儲記憶體，整合了垂直記錄及離散介質(zhì)存儲的雙重優(yōu)勢，最大限度地降低了磁疇間的耦合效應(yīng)；同時(shí)，還是為數(shù)不多的具備高磁各向異性常數(shù)Ku的理想材料。將鐵鉬磁存儲記憶體制造成具有周期結(jié)構(gòu)的納米點(diǎn)陣，陣列中每個(gè)納米點(diǎn)形成離散的單磁疇，存儲一個(gè)二進(jìn)制字節(jié)的信息。相關(guān)科學(xué)研究已表明，這樣的鐵鉬納米點(diǎn)陣具有垂直磁化的的特性，可作為垂直記錄載體。此外，鐵鉬材料具有高的磁各向異性常數(shù)7X107ergS/cm3，且不含稀土元素，在滿足高磁記錄密度條件的同時(shí)兼具環(huán)境穩(wěn)定性的優(yōu)越性。
[0016]2.本實(shí)用新型的自組裝磁存儲記憶體的形成方法，以鐵鉬材料的高磁各向異性常數(shù)及垂直磁化性質(zhì)為基礎(chǔ)，提出離散納米點(diǎn)陣的設(shè)計(jì)及制造方案，突破傳統(tǒng)連續(xù)磁存儲介質(zhì)的物理瓶頸。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本實(shí)用新型一種實(shí)施方式的自組裝磁存儲記憶體的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2為圖1所示的自組裝磁存儲記憶體中鐵鉬納米點(diǎn)陣的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例來對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述說明。
[0020]顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0021]圖1至圖3示意性地顯示了根據(jù)本實(shí)用新型一種實(shí)施方式的自組裝磁存儲記憶體及其形成方法。
[0022]如圖1所示，本實(shí)用新型的自組裝磁存儲記憶體，包括記憶體本體I，記憶體本體I包括圓盤形硬盤襯底101，硬盤襯底101 —其圓心為中心，設(shè)有若干條環(huán)形軌道凹槽1011，軌道凹槽1011中設(shè)有二氧化硅納米球1012陣列。
[0023]軌道凹槽1011的寬度為二氧化硅納米球1012直徑的整數(shù)倍，由此制約二氧化硅納米球1012的自組裝排列，使其規(guī)整完備地分布在軌道凹槽1011內(nèi)。在本實(shí)用新型的此實(shí)施方式中，二氧化娃納米球1012的直徑為50nm,對于特征尺寸為50nm的二氧化娃納米球1012，設(shè)計(jì)軌道凹槽1011的寬度為0.5um，因此，每條軌道凹槽1011中沿硬盤半徑方向恰好可存放10個(gè)二氧化硅納米球1012。
[0024]二氧化硅納米球1012接觸空氣的表面設(shè)有鐵鉬薄膜層1201，形成鐵鉬納米點(diǎn)陣。鐵鉬薄膜層1201在二氧化硅納米球1012表面其隨緯度梯度形成連續(xù)的厚度變化，在二氧化硅納米球1012邊緣處厚度減小為零，自然地隔離了相鄰二氧化硅納米球1012之間的磁耦合關(guān)聯(lián)。在本實(shí)用新型的此實(shí)施方式中，鐵鉬薄膜層1201最高點(diǎn)的厚度為10nm。
[0025]綜上，本實(shí)用新型的自組裝磁存儲記憶體。每一個(gè)鐵鉬納米點(diǎn)陣形成一個(gè)單磁疇，對應(yīng)一個(gè)獨(dú)立二進(jìn)制字節(jié)。
[0026]利用本實(shí)用新型的自組裝磁存儲記憶體的形成方法生成的自組裝磁存儲記憶體，不僅整合了垂直記錄及離散介質(zhì)存儲的雙重優(yōu)勢，最大限度地降低了磁疇間的耦合效應(yīng)；同時(shí)，還是為數(shù)不多的具備高磁各向異性常數(shù)Ku的理想材料。將鐵鉬磁存儲記憶體制造成具有周期結(jié)構(gòu)的納米點(diǎn)陣，陣列中每個(gè)納米點(diǎn)形成離散的單磁疇，存儲一個(gè)二進(jìn)制字節(jié)的信息。相關(guān)科學(xué)研究已表明，這樣的鐵鉬納米點(diǎn)陣具有垂直磁化的的特性，可作為垂直記錄載體。此外，鐵鉬材料具有高的磁各向異性常數(shù)7X107ergS/cm3，且不含稀土元素，在滿足高磁記錄密度條件的同時(shí)兼具環(huán)境穩(wěn)定性的優(yōu)越性。
【權(quán)利要求】
1.自組裝磁存儲記憶體，其特征在于，包括記憶體本體(1)，所述記憶體本體(I)包括圓盤形硬盤襯底(101)，所述硬盤襯底(101) —其圓心為中心，設(shè)有若干條環(huán)形軌道凹槽(1011)，所述軌道凹槽(1011)中設(shè)有二氧化硅納米球(1012)陣列，所述二氧化硅納米球(1012)接觸空氣的表面設(shè)有鐵鉬薄膜層(1201)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自組裝磁存儲記憶體，其特征在于，所述鐵鉬薄膜層(1201)在所述二氧化硅納米球(1012)表面其隨緯度梯度形成連續(xù)的厚度變化，在所述二氧化硅納米球(1012 )邊緣處厚度減小為零，自然地隔離了相鄰二氧化硅納米球(1012 )之間的磁耦合關(guān)聯(lián)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自組裝磁存儲記憶體，其特征在于，所述二氧化硅納米球(1012)的直徑為 20nm-50nm。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自組裝磁存儲記憶體，其特征在于，所述鐵鉬薄膜層(1201)最聞點(diǎn)的厚度為10nm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一所述的自組裝磁存儲記憶體，其特征在于，所述軌道凹槽(1011)的寬度為所述二氧化硅納米球(1012)直徑的整數(shù)倍。
【文檔編號】G11B5/66GK203552697SQ201320427733
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年7月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月18日
【發(fā)明者】徐永兵, 楊陽 申請人:江蘇海納磁性納米新材料科技有限公司