AMORPHOUS RARE EARTH-TRANSITION METAL FILMS FOR MAGNETO-OPTICAL STORAGE

Résumé
Les propriétés magnéto-optiques des films amorphes terres rares-métaux de transition sont très prometteuses pour la réalisation d'enregistrements optiques effaçables. Les meilleures propriétés d'enregistrement sont obtenues dans les alliages ternaires ou quaternaires, dans la gamme de compositions (Gd, Tb) (Fe, Co). Un choix adapté du rapport Gd/Tb permet d'optimiser les propriétés magnétiques conduisant à une forte densité d'enregistrement et à une stabilité de l'information. Pour un taux à peu près égal de Fe et Co les propriétés magnéto-optiques sont maximum. Cependant, il reste des problèmes concernant la stabilité des films minces en raison de l'oxydation des alliages terres rares-métaux de transition. Ceci est la principale cause du vieillissement qui dépend beaucoup de la microstructure des films. Des films Gd Tb Co ont été obtenus par pulvérisation en utilisant une diode RF, et en appliquant une tension "bias" au substrat. Pour une tension négative de-100V à -200V, l'anisotropie uniaxiale est maximale. Cependant, ces films sont totalement oxydés en un temps court après exposition à l'air, sans couche protectrice. Ceci a été attribué à la forte teneur en argon des films. En effet, des films présentant une aimantation perpendiculaire peuvent aussi être obtenus, sans tension "bias", grâce à un choix approprié de la pression de Ar d'environ 2 Pa. Ces films présentent une bien meilleure résistance à l'oxydation en raison de leur faible concentration en Argon.

Abstract
Amorphous magneto-optic (m.o.) rare earth-transition metal (RE-TM) films are the most promising candidates for erasable optical storage to date. The best storage properties are found in ternary or quaternary alloys out of the compositional range (Gd,Tb)(Fe,Co). A suitable choice of the Gd/Tb ratio permits to optimize the magnetic properties yielding high storage density and high information stability. At about equal amounts of Fe and Co the magneto-optical effects are maximum. However, there are stil1 some problems concerning the stability of the thin films which are associated with the oxidation of the RE-TM alloys. This is the main reason for aging. The aging behavior of the RE-TM films depends strongly on their microstructure. GdTbCo films were sputtered using an RF diode configuration at wich varying DC bias voltages were applied to the substrate. At negative bias voltages in the range between -100V and -200V the uniaxial anisotropy was maximum. However, these films oxidized totally in a short time when exposed to air without protective layers. This was attributed to the large argon concentration in those films . Indeed, films with perpendicular magnetization can also be sputtered without bias voltage choosing a proper Ar-pressure of about 2 Pa. Contrary to bias sputtered films, these much better withstand oxidation due to their low argon concentration.