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一种多晶结构(24)，包括在基片(23)的表面上延伸的基层(31)。细微构造的磁性晶粒(32)稀疏地存在于基层(31)的表面上。磁性晶粒(32)是由有序合金构成的。磁性晶粒(32)在基层(31)的表面上相互间隔。由于在磁性晶粒(32)中获得了足够的结晶磁性各向异性能量，因此磁化被可靠地保持在细微构造的磁性晶粒(32)中。另外，间隔被限定在相邻的磁性晶粒(32)之间。单个磁性晶粒(32)独立存在。在相邻的磁性晶粒(32)之间可靠地防止磁性相互作用。磁畴可被建立在单个磁性晶粒(32)中。

1.  一种多晶结构，包括：
基层；和
在基层上相互间隔的磁性晶粒，所述磁性晶粒是由有序合金构成的。

2.  如权利要求1所述的多晶结构，其特征在于，所述有序合金具有L10结构。

3.  如权利要求1或2所述的多晶结构，其特征在于，基层由具有预定取向的非磁性晶体构成。

4.  如权利要求1-3中任何一项所述的多晶结构，还包括：
覆盖在基层上的磁性晶粒上方的隔离层；以及
在隔离层的表面上的相互间隔的上部磁性晶粒，所述上部磁性晶粒是由有序合金构成的。

5.  如权利要求4所述的多晶结构，其特征在于，隔离层由具有预定取向的非磁性晶体构成。

6.  如权利要求1-3中任何一项所述的多晶结构，还包括：
覆盖在基层上的磁性晶粒上方的第一隔离层；
在第一隔离层的表面上的相互间隔开的第一上部磁性晶粒，所述第一上部磁性晶粒是由有序合金构成的；
覆盖在第一隔离层上的第一上部磁性晶粒上方的第二隔离层；以及
在第二隔离层的表面上的相互间隔的第二上部磁性晶粒，所述第二上部磁性晶粒是由有序合金构成的。

7.  如权利要求6所述的多晶结构，其特征在于，第一和第二隔离层由具有预定取向的非磁性晶体构成。

8.  一种磁记录介质，包括：
支撑主体；
在支撑主体的表面上延伸的基层；以及
在基层上相互间隔的磁性晶粒，所述磁性晶粒是由有序合金构成的。

9.  如权利要求8所述的磁记录介质，其特征在于，所述有序合金具有L1₀结构。

10.  如权利要求8或9所述的磁记录介质，其特征在于，基层由具有预定取向的非磁性晶体构成。

11.  如权利要求8-10中任何一项所述的磁记录介质，还包括：
覆盖在基层上的磁性晶粒上方的隔离层；以及
在隔离层的表面上的相互间隔的上部磁性晶粒，所述上部磁性晶粒是由有序合金构成的。

12.  如权利要求11所述的磁记录介质，其特征在于，隔离层由具有预定取向的非磁性晶体构成。

13.  一种制造多晶结构的方法包括：
以预定的比率在基层表面上施加第一和第二金属原子；
基于施加在基层表面上的热处理在基层的表面上形成磁性晶粒；以及
重复以预定比率施加第一和第二金属原子、以及热处理。

14.  如权利要求13所述的方法，其特征在于，基层由具有预定取向的晶体构成。

15.  如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述晶体是由MgO构成的。

16.  如权利要求13所述的方法，还包括在施加第一和第二金属原子之前形成覆盖在已经存在的磁性晶粒上的隔离层。

17.  如权利要求16所述的方法，其特征在于，隔离层由具有预定取向的晶体构成。

18.  如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述晶体是由MgO构成的。

19.  如权利要求13-18中任何一项所述的方法，其特征在于，第一和第二金属原子可以50％原子百分比对50％原子百分比的比率淀积在基层表面上。

20.  如权利要求19所述的方法，其特征在于，第一和第二金属原子从包括Fe和Pt的组合、Fe和Pd的组合和Co和Pt的组合的组中选择。

多晶结构及其制造方法
技术领域
本发明涉及通常用于诸如硬盘的磁记录介质的磁记录层的多晶结构及其制造方法。
背景技术
多晶结构的连续层通常用于在磁记录介质的技术领域中的磁记录层。多晶结构的连续层包括基于取向附生形成在基层的表面上的微小Co合金晶粒。多晶结构的连续层使得Cr原子沿着相邻Co合金晶粒之间的晶界扩散。Cr原子在相邻Co合金晶粒之间形成非磁性壁，以可靠地防止在相邻Co合金晶粒之间的磁性相互作用。磁畴建立在单个晶粒中。如公知的，细微的Co合金晶粒用于可靠地减小关于磁性信息的读取信号中的噪声。
例如，诸如Fe₅₀Pt₅₀(原子百分比)的有序合金表现出远大于Co合金的结晶磁性各向异性能量。有序合金的结晶磁性各向异性能量例如通常达到1×10⁶J/m³以上。较大的结晶磁性各向异性能量用于在细小晶粒内保持磁化。另一方面，较小的结晶磁性各向异性能量由于热搅动而造成细小晶粒内的磁化损失。希望利用有序合金代替Co合金以实现细微的晶粒。但是，由有序合金制成的多晶结构的连续层不能享有上述非磁性原子沿着晶界的扩散。应该在由有序合金制成的相邻晶粒之间可靠地切断磁性相互作用。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种有助于可靠地实现细微磁性晶粒的多晶结构及其制造方法。
根据本发明，提供一种多晶结构，所述多晶结构包括：基层；和在基层上相互间隔的磁性晶粒，所述磁性晶粒是由有序合金构成的。
在多晶结构中，磁性晶粒是由有序合金构成的。有序合金用于确保磁性晶粒中的结晶磁性各向异性能量大于Co合金的结晶磁性各向异性能量。这样的结晶磁性各向异性能量例如达到1×10⁶J/m³以上。足够的结晶磁性各向异性能量用于可靠地保持细微构造的磁性晶粒中的磁化。有序合金例如可具有L1₀结构。有序合金可包括Fe₅₀Pt₅₀(原子百分比)、Fe₅₀Pd₅₀(原子百分比)、Co₅₀Pt₅₀(原子百分比)等。
另外，相邻的磁性晶粒在多晶结构中在基层上采用相互空间间隔的形式。特别是，间隔被可靠地建立在相邻的磁性晶粒之间。单个磁性晶粒独立地存在于基层上，以可靠地防止在相邻的磁性晶粒之间建立磁性相互作用。磁畴可独立地建立在单个磁性晶粒中。
在诸如磁记录盘的磁记录介质中可利用这种类型的多晶结构。上述基层和磁性晶粒例如可形成在磁记录介质中的诸如基片的支撑元件的表面上。以上述方式相互之间磁性隔离的细微的磁性晶粒用于大大减小在磁记录介质的表面上的相邻记录轨之间的过渡噪声。细微的磁性晶粒非常有助于提高记录轨的密度和磁记录介质的记录容量。
这里，基层可由具有预定取向的非磁性晶体构成。这种类型的基层用于沿着预定方向排列磁性晶粒的取向。基层可靠地控制磁性晶粒的取向。
多晶结构还可包括：覆盖在基层上的磁性晶粒上方的隔离层；以及在隔离层的表面上的相互间隔的上部磁性晶粒，所述上部磁性晶粒是由有序合金构成的。多晶结构使得在整个多晶结构中的上部和下部磁性晶粒的总厚度增大，尽管隔离层介于上部和下部磁性晶粒之间。这能够使从多晶结构泄漏的磁场强度增大。这种类型的多晶结构可靠地有助于提高记录轨的密度和磁记录介质的记录容量。隔离层可由以与上述基层相同的方式由以预定方向取向的非磁性晶体构成。
另外，多晶结构还可包括：覆盖在基层上的磁性晶粒上方地第一隔离层；在第一隔离层的表面上的相互间隔的第一上部磁性晶粒，所述第一上部磁性晶粒是由有序合金构成的；覆盖在第一隔离层上的第一上部磁性晶粒上方的第二隔离层；以及在第二隔离层的表面上的相互间隔的第二上部磁性晶粒，所述第二上部磁性晶粒是由有序合金构成的。如上所述，多晶结构使得在整个多晶结构中的上部和下部磁性晶粒的总厚度增大。这能够使从多晶结构泄漏的磁场强度增大。另外，这种类型的多晶结构可使得包括隔离层和磁性晶粒的分层结构三次或者更多的次数重复叠加。这里，第一和第二隔离层可由以预定方向取向的非磁性晶体构成。
可使用一种特定的方法来制造上述多晶结构。例如，所述方法可包括：以预定的比率在基层表面上施加或者淀积第一和第二金属原子；以及基于施加在基层表面上的热处理在基层的表面上形成磁性晶粒。
该方法能够使第一和第二金属原子基于热处理而聚集在基层的表面上。由包括第一和第二金属原子的有序合金构成的磁性晶粒由于聚集而形成在基层的表面上。由于使得第一和第二金属原子迁移以形成磁性晶粒，因此使得间隔被限定在相邻磁性晶粒之间。当重复第一和第二金属原子的施加或者淀积和热处理时，第一和第二金属原子聚集在已经存在的磁性晶粒周围。单个磁性晶粒基于重复的聚集而生长得较大。可以这样的方式控制磁性晶粒的尺寸和直径。也可保持磁性晶粒的均匀淀积。第一和第二金属原子的淀积最好被设计成达到1.0nm或者更小的厚度，最好为0.5nm或者更小。
结晶层用作基层。结晶层可包括以预定方向取向的晶体。这种类型的结晶层用于控制有序合金在聚集过程中的取向。易磁化轴的方向可在磁性晶粒内被调节。结晶层可例如由MgO构成。当MgO在常温或者室温下被溅射时，淀积的MgO的晶体取向在(100)平面中。这种取向的晶体用于建立取向在(001)平面中的磁性晶粒。
该方法还包括：在施加第一和第二金属原子之前形成覆盖在已经存在的磁性晶粒上的隔离层。该隔离层用于在形成新的磁性晶粒中保护第一和第二金属原子不受已经存在的磁性晶粒的影响。在不受已经存在的磁性晶粒的影响的情况下，新淀积的第一和第二金属原子的聚集可实现。因此可防止磁性晶粒的扩大。磁性晶粒再形成在隔离层上。以与已经存在的磁性晶粒相同的方式使得间隔被可靠地限定在相邻磁性晶粒之间。另外，磁性晶粒平均地布置或者散布在隔离层的表面上。
结晶层用作隔离层。结晶层可包括以预定方向取向的晶体。这种类型的结晶层用于控制有序合金在聚集过程中的取向。易磁化轴的方向可在磁性晶粒内被调节。结晶层可例如由MgO构成。当MgO在常温或者室温下被溅射时，淀积的MgO的晶体取向在(100)平面中。这种取向的晶体用于建立取向在(001)平面中的磁性晶粒。
第一和第二金属原子可以50atom％对50atom％的比率在基层表面上。第一和第二金属原子可从包括Fe和Pt的组合、Fe和Pd的组合和Co和Pt的组合的组中选择。
附图说明
图1是用于示例说明作为磁记录介质驱动器或者存储装置的一个特定示例的硬盘驱动器(HDD)的构造的平面图。
图2是用于详细示例说明本发明所涉及的第一实施例的磁记录盘的构造的局部放大的截面图。
图3是用于示例说明在基片上形成基层的工序的基片的局部放大的截面图。
图4是用于示例说明在基片上形成Fe₅₀Pt₅₀合金层的工序的基片的局部放大的截面图。
图5是用于示例说明基于热处理形成磁性晶粒的工序的基片的局部放大的截面图。
图6是用于示例说明在基片上形成覆盖磁性晶粒的Fe₅₀Pt₅₀合金层的工序的基片的局部放大的截面图。
图7是用于示例说明基于热处理生长磁性晶粒的工序的基片的局部放大的截面图。
图8是用于说明第一实施例所涉及的磁记录盘的晶粒尺寸分布的图表。
图9是用于说明比较例所涉及的磁记录盘的晶粒尺寸分布的图表。
图10是用于说明X射线衍射结果的图表。
图11是用于详细示例说明本发明所涉及的第二实施例的磁记录盘的构造的局部放大的截面图。
图12是用于示例说明在基片上形成覆盖磁性晶粒的第一隔离层的工序的基片的局部放大的截面图。
图13是用于示例说明在第一隔离层表面上形成Fe₅₀Pt₅₀合金层的工序的基片的局部放大的截面图。
图14是用于示例说明基于热处理在第一隔离层表面上形成磁性晶粒的工序的基片的局部放大的截面图。
图15是用于说明第二实施例所涉及的磁记录盘中的第一示例所涉及的晶粒尺寸分布的图表。
图16是用于说明第二实施例所涉及的磁记录盘中的第二示例所涉及的晶粒尺寸分布的图表。
具体实施方式
图1用于示例说明作为磁记录介质驱动器或者存储装置的一个特定示例的硬盘驱动器(HDD)11的构造。HDD11包括盒形主壳体12，盒形主壳体12例如限定了平的平行四边形内部空间。至少一个磁记录盘13被容纳在主壳体12内的内部空间中。磁记录盘13被安装在主轴马达14的驱动轴上。使得主轴马达14驱动磁记录盘13高速转动，例如7200rpm、10000rpm等。未示出的盖与主壳体12相连以在主壳体12和其之间限定封闭的内部空间。
滑架16也被装在主壳体12的内部空间中以围绕垂直支撑轴15摆动。滑架16包括从垂直支撑轴15沿着水平方向延伸的刚性摆臂17和固定在摆臂17的前端以从摆臂17向前延伸的弹性头悬架18。如公知的，浮动头滑块19通过万向簧片(未示出)悬在头悬架18的前端。头悬架18用于将浮动头滑块19推向磁记录盘13的表面。当磁记录盘13转动时，使得浮动头滑块19接收沿着转动的磁记录盘13产生的空气流。该空气流用于在浮动头滑块19上产生升力。从而在磁记录盘13转动过程中使得浮动头滑块19以由升力和头悬架18的推力之间的平衡建立的较高稳定性而保持浮在磁记录盘13表面上方。
当滑架16被驱动以在浮动头滑块19浮动过程中围绕支撑轴15摆动时，使得浮动头滑块19在磁记录盘13的径向上横穿被限定在磁记录盘13上的记录轨。该径向移动用于使浮动头滑块19位于磁记录盘13上的目标记录轨的正上方。在这种情况下，诸如音圈电机(VCM)的致动器21例如可被使用以实现滑架16的摆动。如公知的，在两个或者多个磁记录盘13被装在主壳体12的内部空间中的情况下，一对摆臂17和头滑块19被设置在相邻的磁记录盘13之间。
图2用于详细示例说明本发明所涉及的第一实施例的磁记录盘13的构造。磁记录盘13包括作为支撑件的基片23和分别在基片23的前后表面上延伸的多晶结构24。基片23例如可包括盘状Si主体25和覆盖在Si主体25的前后表面的无定形SiO₂叠层26。可使用玻璃或者铝基片代替上述类型的基片23。磁性信息数据被记录在多晶结构24中。多晶结构24覆有碳保护涂层27和润滑剂膜28。可使用诸如类似金刚石的碳(DLC)的碳材料形成保护涂层27。
多晶结构24包括在基片23的表面上延伸的基层31。基层31由包括以预定方向取向的晶体的结晶层。结晶层表现非磁性。例如MgO可用于基层31以建立结晶层。MgO的单个晶体沿着(100)平面取向。
多个磁性晶粒32在间隔位置处存在于基层31表面上。磁性晶粒32采用岛式结构。这样基层31的暴露表面用于使相邻磁性晶粒32相互隔离。特别是，间隔被限定在相邻磁性晶粒32之间。磁性晶粒32由有序合金构成。有序合金例如可具有L1₀结构。这种类型的有序合金可确保达到例如1×10⁶J/m³以上的结晶磁性各向异性能量。有序合金例如可从Fe₅₀Pt₅₀(原子百分比)、Fe₅₀Pd₅₀(原子百分比)、Co₅₀Pt₅₀(原子百分比)选择。取向建立在单个磁性晶粒32中的(001)平面中。因此，易磁化轴被排列在垂直于基片23的表面的方向上。
相当细微的磁性晶粒32可在多晶结构24中被获得，如下面详细描述的。另外，由于单个磁性晶粒32独立存在，能够可靠地防止在相邻磁性晶粒32之间建立磁性相互作用。磁畴可独立地建立在单个磁性晶粒32中。以这样的方式相互之间磁性隔离的细微的磁性晶粒32用于大大减少在磁记录盘13表面上的相邻记录轨之间的过渡噪声。细微的磁性晶粒32非常有助于提高记录轨的密度和磁记录盘13的记录容量。
下面将对制造磁记录盘13的方法进行描述。首先，制备盘状基片23。基片被设置在溅射设备中。在溅射设备的腔中建立真空环境。基片23例如在350℃下经受2分钟的热处理。热处理用于从基片23表面上去除气体。接着使基片23被冷却到常温或者室温。
如图3中所示，在溅射设备中在真空环境下使MgO淀积在基片23的表面上。特别是，在溅射设备中实施所谓的射频或者高频溅射。由MgO构成的基层31形成在基片23的表面上。基层31的厚度被设计为例如达到7.5nm。在射频(RF)溅射过程中保持室温，以使取向被排列在基层31的单个非磁性晶粒中的(100)平面中。
如图4中所示，接着使Fe原子和Pt原子例如在溅射设备中在真空环境下落在基层31的表面上。这里，利用直流(DC)溅射以预定比率淀积第一和第二原子，即Fe原子和Pt原子。DC溅射的目标可包括比率为50atom％对50atom％的Fe原子和Pt原子。这样，厚度为0.5nm的Fe₅₀Pt₅₀合金层33形成在基层31的表面上。
接着Fe₅₀Pt₅₀合金层33在基片23上经受热处理。Fe₅₀Pt₅₀合金层33在真空环境下被暴露在450℃的热条件下。热处理持续4分钟。基于热处理使得Fe₅₀Pt₅₀合金层33聚集在基层31上。如图5中所示，由于聚集而使得例如由包括Fe原子和Pt原子的有序合金构成的磁性晶粒32形成在基层31的表面上。由于使得Fe原子和Pt原子聚集以形成磁性晶粒32，因此间隔被限定在相邻磁性晶粒32之间。另外，磁性晶粒32平均布置或者散布在基层31的表面上。MgO用于在单个磁性晶粒32中建立在(001)平面中的取向。
如图6中所示，接着再次利用DC溅射以在真空环境下将Fe原子和Pt原子淀积在基层31的表面上。以与上述相同的方式使得Fe原子和Pt原子以预定的比率被淀积。DC溅射的目标可包括比率为50atom％对50atom％的Fe原子和Pt原子。这样，厚度为0.5nm的Fe₅₀Pt₅₀合金层34形成在基层31的表面上。Fe₅₀Pt₅₀合金层34覆盖在基层31上的磁性晶粒32上。这里，在Fe原子和Pt原子的淀积过程中，基片23可被保持在热处理温度下。
接着Fe₅₀Pt₅₀合金层34经受热处理。Fe₅₀Pt₅₀合金层34在真空环境下被暴露在450℃的热条件下。热处理持续1分钟。热量的施加使得Fe₅₀Pt₅₀合金层34聚集在基层31上。Fe₅₀Pt₅₀合金层34的Fe原子和Pt原子移向已经存在的磁性晶粒32。聚集有助于有序合金的磁性晶粒32在基层31的表面上生长，如图7中所示。磁性晶粒32的密度和/或尺寸可基于Fe₅₀Pt₅₀合金层33、34的厚度和淀积的频率和热处理来控制。
发明人已经检测了多晶结构24的性能。在检测中以与上述相同的方式使得上述磁性晶粒32已经形成在基片上。发明人准备了一个比较例。在被加热到450℃的基片上实施溅射以获得比较例。在溅射过程中厚度为1.0nm的Fe₅₀Pt₅₀合金层一次形成在基片上。在淀积过程中导致聚集以形成磁性晶粒。
在基片的表面上观察晶粒尺寸的分布。使用高分辨率扫描电子显微镜。发明人在扫描电子细微照片上测量磁性晶粒的尺寸。发明人还计算扫描电子细微照片上的磁性晶粒的数量。如图8中所示，对于本发明的实施例所涉及的磁性晶粒32获得14.5nm的平均晶粒尺寸或者直径。基于对数正态分布计算的偏差为2.1nm。偏差与平均晶粒尺寸的比为0.15。另一方面，如图9中所示，对于比较例所涉及的磁性晶粒，得到15.6nm的平均晶粒尺寸和4.8nm的偏差。偏差与平均晶粒尺寸的比为0.31。在基于本发明的实施例的偏差比率中可以发现有相当大的提高。这样，已经证明，磁性晶粒32具有细微的构造。另外，确保在磁性晶粒32的尺寸的均匀性。
发明人还基于X射线衍射观察磁性晶粒32。如图10中所示，峰值出现，表示磁性晶粒32的FePt合金的(001)平面。另外，对于FePt合金的(111)平面没有观察到峰值。特别是，已经证明，磁性晶粒32是由有序合金构成的。另一方面，如果在热处理之前Fe₅₀Pt₅₀合金层形成以具有较大的厚度t，那么峰值趋于出现以表示FePt合金的(111)平面。
图11用于详细示例说明本发明所涉及的第二实施例的磁记录盘13的构造。该实施例的多晶结构24a包括覆盖在基层31的表面上的磁性晶粒32上方的第一隔离层35。多个磁性晶粒36稀疏地存在于第一隔离层35的表面上。特别是，磁性晶粒36采用岛式结构。第二隔离层37同样覆盖在第一隔离层35的表面上的磁性晶粒36。多个磁性晶粒38同样稀疏地存在于第二隔离层37的表面上。特别是，磁性晶粒38也采用岛式结构。多晶结构24a以上述方式覆盖有碳保护涂层27和润滑剂膜28。与上述第一实施例需要的结构或者部件用相同的附图标记表示。
第一和第二隔离层35和37由包括与上述基层31相同的方式以预定方向取向的晶体的结晶层。结晶层表现非磁性。例如MgO可用于第一和第二隔离层35和37以建立结晶层。MgO的单个晶体沿着(100)平面取向。
第一隔离层35的暴露表面用于使相邻磁性晶粒36相互隔离。特别是，间隔被限定在相邻磁性晶粒36之间。类似地，第二隔离层37的暴露表面用于使相邻磁性晶粒38相互隔离。特别是，间隔被限定在相邻磁性晶粒38之间。磁性晶粒36、38由有序合金构成。有序合金例如可具有L1₀结构。有序合金例如可从Fe₅₀Pt₅₀(原子百分比)、Fe₅₀Pd₅₀(原子百分比)、Co₅₀Pt₅₀(原子百分比)选择。取向建立在单个磁性晶粒36、38中的(001)平面中。
相当细微的磁性晶粒32、36、38可在多晶结构24a中的各个层中被获得。另外，由于单个磁性晶粒32、36、38独立存在，能够可靠地防止在相邻磁性晶粒32、36、38之间建立磁性相互作用。磁畴可独立地建立在单个磁性晶粒32、36、38中。以这样的方式相互之间磁性隔离的细微的磁性晶粒32、36、38用于大大减少在磁记录盘13表面上的相邻记录轨之间的过渡噪声。细微的磁性晶粒32、36、38非常有助于提高记录轨的密度和磁记录盘13的记录容量。
另外，多晶结构24a使得在整个多晶结构24a中的上部和下部磁性晶粒32、36、38的总厚度增大，尽管隔离层35、37介于上部和下部磁性晶粒32、36、38之间。这能够使从多晶结构24a泄漏的磁场强度增大。这种类型的多晶结构24a可靠地有助于提高记录轨的密度和磁记录盘13的记录容量。
当制造磁记录盘时，以与上述相同的方式使得由包括Fe原子和Pt原子的有序合金构成的磁性晶粒32形成在基层31的表面上。在磁性晶粒32已经形成后，在真空环境下使MgO淀积在基层31的表面上，如图12中所示。这里利用射频或者高频以上述方式溅射淀积MgO。由MgO构成的第一隔离层35形成在基层31的表面上。第一隔离层35的厚度被设计为达到2.5nm。第一隔离层35覆盖在基层31表面上的磁性晶粒32。在射频溅射过程中保持室温，以使取向被排列在第一隔离层35的单个非磁性晶粒中的(100)平面中。
如图13中所示，接着基于DC溅射使Fe原子和Pt原子在真空环境下落在第一隔离层35的表面上，如图13中所示。Fe原子和Pt原子以与上述相同的方式以预定的比率淀积。DC溅射的目标可包括比率为50atom％对50atom％的Fe原子和Pt原子。这样，厚度为0.5nm的Fe₅₀Pt₅₀合金层41形成在第一隔离层35的表面上。这里，这里，在淀积Fe原子和Pt原子过程中基片23可被保持在热处理的高温下。
接着Fe₅₀Pt₅₀合金层41经受在基片23上的热处理。Fe₅₀Pt₅₀合金层41在真空环境下被暴露在450℃的热环境下。热处理持续1分钟。基于热处理使得Fe₅₀Pt₅₀合金层41聚集在第一隔离层35上。如图14中所示，由于聚集而使得例如由包括Fe原子和Pt原子的有序合金构成的磁性晶粒36形成在第一隔离层35的表面上。在这种情况下，在不受已经存在的磁性晶粒32的影响的情况下，聚集可实现。因此可防止磁性晶粒32的扩大。磁性晶粒36再形成在第一隔离层35上。以与已经存在的磁性晶粒32相同的方式使得间隔被可靠地限定在相邻磁性晶粒36之间。另外，磁性晶粒36平均地布置或者散布在第一隔离层35的表面上。MgO用于在单个磁性晶粒36中建立在(001)平面中的取向。
在形成磁性晶粒36后，在真空环境下使MgO淀积在第一隔离层35的表面上。由MgO构成的第二隔离层37形成在第一隔离层35的表面上。第二隔离层37的厚度被设计为达到2.5nm。第二隔离层37覆盖在第一隔离层35表面上的磁性晶粒36。接着以与上述相同的方式基于DC溅射使Fe原子和Pt原子在真空环境下落在第二隔离层37的表面上。厚度为0.5nm的Fe₅₀Pt₅₀合金层形成在第二隔离层37的表面上。接着使得Fe₅₀Pt₅₀合金层聚集在第二隔离层37上。由于聚集而使得例如由包括Fe原子和Pt原子的有序合金构成的磁性晶粒38形成在第二隔离层37的表面上。以这样的方式形成多晶结构24a。
发明人已经检测了多晶结构24a的性能。发明人在检测中准备了两个示例。在第一示例中，在建立磁性晶粒32过程中，厚度为0.4nm的Fe₅₀Pt₅₀合金层34形成在基层31上。在以上述方式基于热处理已经形成磁性晶粒32后，形成厚度为2.5nm的MgO隔离层35。磁性晶粒36形成在隔离层35的表面上。在建立磁性晶粒36过程中，Fe₅₀Pt₅₀合金层41形成在隔离层35的表面上。没有隔离层37并且没有磁性晶粒38形成在隔离层35上。类似地，在第二示例中，在建立磁性晶粒32过程中，同样形成有厚度为0.40nm的Fe₅₀Pt₅₀合金层34。在第二示例中，在建立磁性晶粒36过程中，厚度为0.25nm的Fe₅₀Pt₅₀合金层41形成在隔离层35的表面上。第二示例也省略了隔离层37和形成在隔离层35上的磁性晶粒38的形成。
在基片的表面上观察磁性晶粒36尺寸的分布。使用高分辨率扫描电子显微镜。发明人在扫描电子细微照片上测量磁性晶粒的尺寸。发明人还计算扫描电子细微照片上的磁性晶粒36的数量。如图15中所示，对于第一示例的磁性晶粒36获得9.6nm的平均晶粒尺寸或者直径。基于对数正态分布计算的偏差为1.7nm。偏差与平均晶粒尺寸的比为0.18。在垂直于基片23的表面的方向上获得的矫顽力为160kA/m。如图16中所示，对于第二示例的磁性晶粒36，得到6.6nm的平均晶粒尺寸和1.3nm的偏差。偏差与平均晶粒尺寸的比为0.20。在垂直于基片23的表面的方向上获得的矫顽力为215kA/m。在这两种情况下，可以发现，偏差比率得到相当大的提高。这样，已经证明，基于细微构造的磁性晶粒36可获得足够的矫顽力。
易磁化轴可在多晶结构24、24a的磁性晶粒32、36、38中以平行于基片23的表面的方向排列。在这种情况下，(100)平面的取向应该被建立在Fe₅₀Pt₅₀磁性晶粒32、36、38中以将易磁化轴设置在一个平面内。基于MgO的取向可控制该取向。另外，只要充分防止在Si主体25中出现化学反应，例如，SiO₂叠层无需形成在基片23的表面上。另外，即使利用诸如Fe₅₀Pd₅₀(atom％)、Co₅₀Pt₅₀(atom％)等的有序合金代替Fe₅₀Pt₅₀(atom％)以形成磁性晶粒32、36、38，上述方法也可用于形成多晶结构24、24a。