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.

Минимальное значение плотности записывающего пятна (без его расплывания) получается в материалах весьма малой толщины с низкой теплопроводностью Ят, большим коэффициентом поглощения а при наличии небольшого перепада температур АГ=Гн-=-Го.

Максимальный сигнал считывания могут обеспечить материалы относительно большой толщины с высокими магнитооптическими параметрами - с высоким удельным фарадеевским вращением и малым поглощением а.

Для осуществления качественной записи при наличии надежного воспроизведения сигнала целесообразно использовать материалы с высоким значением Qp/a и низкой теплопроводностью К.

Для создания конкретных технических устройств с термомагнитной записью в качестве материалов используют ферромагнитные и ферримагнитные пленки с разнообразными термомагнитными характеристиками. Под влиянием температуры в различных материалах может изменяться намагниченность, коэрцитивная сила, анизотропия и другие параметры.

Принято [2.18] классифицировать магнитные материалы для термомагнитной записи по типу термомагнитного эффекта, который при этом используется.

Материалы для записи в точке Кюри. Их применение основано на использовании температурной зависимости спонтанной намагниченности вблизи точки Кюри е.

Эта группа материалов состоит из металлических пленок с сильной перпендикулярной анизотропией, классическим представителем которой является марганцево-висмутовая пленка (MnBi), обеспечивающая плотность записи порядка 10 бит/см.

Монокристаллические марганцево-висмутовые пленки изготавливают напылением на подложку из слюды слоев Bi и Мп, поверх которых для защиты пленки от разложения и для снижения потерь на отражение наносят слой SiO определенной толщины. Для получения однородного слоя соединения MnBi эту многослойную структуру отжигают при =300° в течение 70 ч в вакууме, в результате чего образуется пленка с низкотемпературной фазой (гексагональной кристаллической структуры), причем ось легкого намагничивания ориентирована перпендикулярно подложке.

При локальном нагревании участка пленки выше точки Кюри (7н~360°С) происходит временная потеря намагниченности. Магнитное поле напряженностью 24 кА/м, приложенное перпендикулярно поверхности пленки, обеспечивает полное перемагничивание этого локального участка при сохранении исходной намагниченности других. Чувствительность записи не хуже 1 нДж/мкм. Фара-деевское вращение \=2Qp/a для данного материала на длине волны 0,63 мкм составляет 3,6 град/дБ. Путем закалки (от 400° С) низ-

котемпературной фазы изготавливают MnBi-пленки с высокотемпературной фазой. По своим параметрам эти пленки более пригодны для целей термомагнитной записи, так как имеют более низкую температуру Кюри (Гн~180°С), более высокую чувствительность записи (0,1 нДж/мкм) почти при тех же магнитооптических параметрах (г}5=1,4 град/дБ). Существенный недостаток MnBi-пленок, ограничивающий их применение в промышленных устройствах, заключается в их фазовой нестабильности. Стабильность свойств MnBi-пленок повышают замещением части Bi на другие элементы (Ti, Rh, Ru).

Материалы для записи в точке компенсации Тк. Их применение основано на использовании температурной зависимости коэрцитивной силы ферромагнетика вблизи точки компенсации.

Если нагреть ферромагнетик, состоящий из двух противоположных по намагниченности магнитных подрешеток, до температуры, равной точке компенсации, то наблюдается резкое возрастание анизотропии и коэрцитивной силы. Небольшое отклонение от Г„ приводит к значительному падению Не и уменьшению поля зарождения доменов обратной намагниченности.

Группа этих материалов весьма многочисленна. Рассмотрим некоторые из них.

Железогадолиниевые гранаты (ЖГГ) Gd3Fe50i2 позволяют осуществлять запись практически при комнатной температуре. Коэрцитивная сила и температура компенсации зависят от условий изготовления пленок. Чистые ЖГГ-пленки толщиной 1 мкм, изготовленные методом эпитаксиальной технологии, обеспечивают при насыщении получение устойчивых доменных структур с размером домена порядка 3 мкм и обладают петлей гистерезиса с высокой прямоугольностью. Если же пленку поместить при Г=15°С в поле записи (около 8 кА/м), направленное перпендикулярно ее поверхности, то нагревание лучом лазера локального участка до Г=20°С приводит к снижению поля зарождения доменов обратной полярности и обеспечивает перемагничивание этого участка. Чувствительность записи составляет 0,1-0,8 нДж/мкм. Недостатками этих пленок являются их сравнительно невысокие магнитооптические параметры (ij)=2,3 град/дБ при Я=0,63 мкм) и более низкое, чем комнатная температура, значение Гк=9--13°С. Для смещения точки компенсации в нужную сторону (ближе к Гк=20°С) вводят добавки алюминия.

Висмутсодержащие пленки (YGdBi)3(FeGaAI)50i2 позволяют осуществить запись с высокой плотностью (минимальный стабильный размер домена 1 мкм) при достаточно большой чувствительности записи (0,1-1 нДж/мкм) в сравнительно невысоких полях (8-40 кА/м). Эти пленки обладают хорошими магнитооптическими параметрами (ij)=100 град/дБ при =0,56 мкм).

Аморфные пленки на базе интерметаллических соединений GdCo отличаются высокой прямоугольностью петли гистерезиса и сравнительно невысоким уровнем требуемого поля записи (16 кА/м). Однако их магнитооптические параметры низки (у-\~2 град/дБ).

Двухслойные пленки с повышенным показателем качества являются наиболее перспективными материалами. Они состоят из двух специальным образом подобранных слоев ферромагнитной пленки. Первый слой с намагниченностью /] изготавливают из материала, параметры которого обеспечивают высокую плотность записи при высокой чувствительности. Это металлические пленки с большой намагниченностью и большим поглощением а. Второй слой с намагниченностью l2<h предназначен для выполнения надежного считывания информации и должен иметь высокие магнитооптические характеристики. Это ферритовые пленки с высокими прозрачностью и значением фарадеевского вращения. Хорошие показатели получены у материалов с первым слоем из MnBi-пленки совместно с пленкой из содержащего Bi граната. Запись обеспечивается с высокой чувствительностью (порядка 0,01 нДж/мкм), а эффективность считывания при Я=0,56 мкм обусловлена высоким значением г}) = = 100 град/дБ.

Материалы для записи в точке переориентации. Их применение основано на эффекте переориентации спинов под воздействием нагрева до определенной температуры слабых ферромагнетиков с низкой симметрией, что приводит к изменению направления оси легкого намагничивания, а следовательно, и к повороту вектора намагниченности.

Перспективными материалами этой группы являются ортоферриты со значительной перпендикулярной анизотропией, например (5т,ТЬ)РеОз-пленки толщиной 0,1 мкм. В исходном состоянии вектор намагниченности по всей пленке расположен перпендикулярно ее поверхности. Нагрев материала выше точки переориентации (Гн=45°С) приводит к локальному развороту вектора намагниченности в плоскость пленки. После остывания под действием сильного поля анизотропии и небольшого поля записи этот вектор возвращается в исходное состояние, причем его направление на участке записи противоположно ориентации векторов намагниченности других участков пленки. Эти материалы позволяют осуществлять запись при комнатной температуре с высокой чувствительностью 0,01 кДж/мкм при достаточной надежности считывания (я))= = 6 град/дБ при Я=0,45 мкм).