磁性材料第四章1.磁学基本理论、物质的

课程磁学基本理各类磁性2第四章信息记录材料3磁记录磁头及其磁记录介质及其4磁记录技术，经过一个多世纪的发展，已成磁记录工业，产值每年约1000亿 ，信息5机

政经磁记录 文 生6磁记录的发展两种方式（按记录信息的形态区分模拟式：

磁化强数字式：二进制信号 磁化方向/磁化反 7 8现代的磁垂直磁化方 水平磁化方实现了较强实现了较强NNSNSNSNSNSNSNSNSMinplane,lowdensity SS N N N N SNNNSNSNSNSNNSNNNNNNNMperpendiculartotheplane,highdensity磁记记录磁记保真

相当相当高的记录对象：声音、图像 构成要素：磁头＋磁记录磁头：笔（写入）、眼（读出介质材料：磁头材磁记录的基本磁记录：在磁性介质的表面，按记录信这类微小永磁体是如何形成的一个典型为零或非常弱。当施加外部磁场H，并慢慢使H升高时，单磁畴微粒子的磁化方向容易发生转动，并逐渐转向与外加磁这样，单磁畴微粒子的磁化方向分布的变化，转化为一个个微小永磁体相应的磁极的方向及强度，这便是磁记磁记输入

电信

磁 磁化情磁重输出

电信 磁 磁化情信号的写

磁记录介信号的读

再生磁磁通量磁记录头

转

磁头

磁重放头

转

磁记录介质

转

磁头的种磁头材料的一般磁头材料的基本电磁感应型磁头磁芯应使用软磁 记录时为了能使记录介质全厚度达到完全的 再生时为了能高灵敏度地检出记录介质较弱一般选作磁芯材①容易磁化，且具有高饱和磁通密度、高②对磁场变化反应灵敏，能量损耗低；③小型且量轻④耐环境性好。各类磁头以Mn-Zn铁氧体、Ni-Zn铁氧体为主的材料，铁氧体磁芯的类型：有多晶的；也有单晶的目前铁氧体单晶的研制也是新的前沿课题之一缺点是①耐磨性很差，不能用于VTR 带等高速 若电阻率为ρ，磁导率为μ、角频率为ω， S(2/)1根据(2-5)式所给出的Waf2t2B2 / 式中a为常数，f为频率，t为材料板厚度，Bmax为最大磁感应度，为电阻率，可以看出We与成反比为降低涡流损耗，需要采用薄膜化薄膜磁头的磁芯材料大多数使用坡莫合金度高，但加工性差，高频特性与坡莫合金同样不如铁氧体，作为块体状磁芯，目前主要经研究采用溅射法沉积薄膜，再经40℃以上温度的退火，获得了优良软磁（矫顽力C很在应用方面，分MIG（合金膜复合）磁头和其中MIG磁头已用于8mmVTR用磁头、硬盘为了适应高矫顽力磁介质的要求，除合金晶态材料之外，现在正在继续开发非晶态、微晶薄膜、这个领域也是高技术新材料的组成部分之一非晶态软磁性材 耐磨性、耐腐蚀性均优良，如Co-Nb-这些材料的磁学特性与其它材料相比，以Fe-C/Ni-Fe多层膜为例，多层膜效应抑制了柱这类软磁材料在磁记录磁头方面Fe-C／Ni-

用于垂直磁记录用于垂直磁记录磁致电阻MR磁头简MR磁头属于非电磁感应型磁头可用于计算机的大容量磁盘装置(HDD)、微机如图5-11所示，是在MR效应元件上附加电阻的变化范围为MR磁头的件易磁化方向流经电流为I，而在与其垂直的方向施加外部磁场H，则磁化M相对当θ＝0时，电阻值取最大值ρmax，而＝90o时，阻值取最小值ρmin为了得到直线型响应曲线，MR磁头其磁致伸缩、磁各向异性、初始磁导率等特性对Ni，Fe组分比的影响如Ni90Fe10具有最大的MR比值/，可达实际应用的合金成分多为磁致伸缩等于零的Ni85Fe15为了获得较高的MR比值，人们还研究了Ni-Co系利用人工超晶格获得的巨磁电阻(GMR)材料和超巨磁电阻(CMR)材料，目前已取得突破性进展，从而使磁记录在与光磁记录的竞争中又重新回到一、二、 合非晶应具备的制作具体形态（磁带、磁盘 三大类型（涂布型、薄膜型、垂直记录型磁泡磁记录介质应具备的磁记录介质需要具备哪些性质呢？虽然因采用的装置不同要求各异，但基本要求是共同的，如表要求高饱和磁通密度、高矫顽力、磁滞回线若矫顽力过高、则会造成记录不完全，特别是当进行重写时，原来的信息不能完全按经验，对于涂布型记录介质，其矫顽力的上限随着记录密度的提高，磁头间隙变得越来越窄，无论是从高频特性还是从耐久性角度，都逐渐在采用属于陶瓷类铁氧体作为磁芯材料，以代替金铁氧体最高的饱和磁化强度Js＝0.56T，是比较低的，对于涂布型磁记录介质来说，允许的Hc最大必须对磁头进行改进，例如，在铁氧体磁芯的间者陶瓷基金属磁性薄膜磁芯磁头（120kA/m）记录介质能达到实用化水平磁记录介质中，磁性粒子的尺寸、形状及分布，颗粒分散均匀性等，不仅对于饱和磁通密度Bs、矫顽力Hc等基本磁学特性影响致关重记录介质磁性层的厚度也是影响记录密度的因在磁盘等装置中，为了记录信息的更新，需要进行直接重写，即在消除原有信息的同时，直在这种情况下，特别是在进行长波长的记录时，残留在的信息会成为噪声的根源。在保证足够的刚性、强度、表面平滑性、化学稳定性、耐久性等记录介质必不可缺的性能的前提一般采用10～20μm厚的PET（聚对苯二甲酸乙二酯）近年来又在开发新产品，如PEN（聚对苯萘乙二酯）及聚胺酯等；10μm以下的 利用磁学方法信息的记录，包括磁带(ATR、VTR)、磁盘(硬盘、影盘、软盘等)、磁实用化磁记录介②能保证长期的可靠性(包括耐磨损、耐环境性等；证反复的记 信息的稳定性；⑤为保证更高的再生灵敏度，要求记录介质具有高饱和磁化强度(高饱和磁通密度)、最佳矫顽力(近年来有向高矫顽力方向发展的倾向)、高资源有保磁记 的具体形对不同的，按磁带、磁盘、以及的顺序分别加以如表1-8、表5-1所示，Fe3O4磁性微粒子涂布型磁按用途

用——磁带的磁带技术的磁带的制造涂布型磁带如VTR等，运行中采取磁头与磁性层接触并在其上行走的方式，为提高行走性能及可靠采取图5-18所示薄膜磁带的工艺涂布型磁带，磁粉比率大约为40％，没有发挥相比之下，薄膜记录层磁带采用在带基上沉积常用的薄膜磁带①电镀法；②真空蒸镀法(效率高③溅射法(通常成膜速度慢，能方便 各种合磁磁盘的磁盘是由在圆盘状盘基表面附着磁记录介质层构磁盘的高 容量、随机存取容易、迅速等优 常用磁盘分为：硬盘(hard disk)和软盘(floppydisk，flexibilitydisk)两大类。软盘是在可挠性PET盘基上附着磁记录层制成（2）金属薄膜介质磁在材料上，由于密排六方结构具有较强的c轴磁电镀介质薄膜磁可以用电镀和电解镀（化学镀）两种方法制 溅射膜介质膜磁（ⅰ）基本以硬盘中采用的溅射膜介质Co（基底）二极置如图5-15(b)所示， 磁盘的发展也与磁带类似，由涂布型介质的改良、开发，紧紧对应高密度化的需求，经由金属薄膜介质，现正向垂直磁化模式介质的力向发 由于方便信息的、读出，使用方便、安全、快使、性好，己逐渐与我们的日常生活其中包括、，以及、乘车、入目前采用的磁记录介质主要是涂布型—铁氧体Co/—铁氧体、Ba铁氧体等(见表1-6)从的种类看，分为数字式记录和模拟式记录两大类，按用途也可分为全面磁性层和部分①数字式记录型，又分为全面磁性层：键卡、管理卡、ID卡、乘车券卡等；部分磁性层式：现②模拟式记录型：又分为全面磁性层式：声片(sheet)涂布型如图5-23带基通常采用10～20μm厚的PET，一般要在带基的上下两面预埋Al2O3微粉等，然后在这种带基之上涂布磁记录层。最后在其最近，又开发成功多层涂布技术，即磁性层、基底层均由多层涂布来完成，由于涂膜薄层技因而，由涂布型介质实现高密度记录的技术也合金制成，经切削、研磨，保证其表面尽量光磁记录所用的磁性粉，从开始就使用-Fe2O3，直到目前仍然以它为主，其间不断地经历过磁最近其他各种类型的磁性粉也在逐渐达到实用针状-Fe2O3制作如图5-13所示，针状-Fe2O3微粒子是在硫酸亚铁 包覆Co的-Fe2O3但是，固溶的Co2+离子容易在晶体中迁移，从而为了解决这一难题，开发出了所谓Co包覆型-CrO2CrO2在有数十纳米金红石型氧化物微晶存在的条件下，将CrO3或Cr2O5经水热(约400℃)处理，可生 所以金属已实用化的金属磁粉是以Fe其饱和磁化强度为氧化物磁粉的1.5～2倍，是相此外，还能获得很高的矫顽力，因此特别适合用金属磁粉的金属磁性粉能获得高矫顽力，为了充分发挥其功 且采用金属粉的100Mbit级的软盘也已实用化。钡铁氧体钡铁氧体的温显示出约320kJ／m3很强的单铀磁各向异性，涂膜面平行排布，作为垂直磁记录介质，从开始钡铁氧体的矫顽力一般为100～900kA／m，是相各向异性非常强，而且容易获得适当矫顽力的粉二、 薄膜介质的制作方法很多，例如电镀法、真空如磁带，多采用倾斜蒸镀法；对于磁盘，多采 薄膜介质使用的磁性材料，一般以耐蚀性强、磁各向异性大、容易获得高顽矫力的Co系合金矫顽矫顽力因电镀条件不同发生各种各样变化，原因目前尚不十分清楚，但是在特别高矫顽力的膜层中，确实发现hcp结构微晶的c轴沿水平方向取向，而且膜层由hcp与fcc晶体结构混合而成的现溅射 溅射磁盘 最先的达到实用化的溅射磁盘是-Fe2O3磁盘，这种磁盘几乎是与前边谈到的PATTY用磁盘同单从磁学特性角度看，溅射磁盘比不上电镀磁盘，但其耐蚀性，特别是不需要保护膜，磁头与盘面之间的实效间距小，因此与电镀磁盘具 再在H2中热处理制成的。为了提高矫顽力，添加Co以增大晶（2）矫顽力与锯齿状磁畴壁 怎样才能获得足够高的矫顽力，如何才能保证在解决的方法通过Co基合金膜的下部设置Cr面与基板面平行的方向择优取向，再在其上形成排列。由于很强的晶体磁各向异性的影响，自然通过添加异种元素消除锯齿状磁晶晶界处起作用，减弱超交换相互作用。从而使锯齿状磁畴壁得以解决。而且，这种方法还有增加矫顽力的作用。图5-31是这种磁盘的断面结构电子显微镜。真空蒸镀真空蒸镀法制膜的原理，已出图5-15(a)为了获得高矫顽力和高分辨率，在蒸镀时吹入少而且，由此还可以增加耐蚀性、耐磨性等图5-33是利用这种方法获得的典型真空蒸镀磁 可以看出，粒子的生长方向在膜厚方向上逐渐变化，这与在膜层形成过程中原子的入射方向逐渐这种倾斜镀磁带的记录再生特性及其与磁头的相关性等，与颗粒的倾斜角关系极大，由此可以确三、垂直磁记录磁记录介质发展先后经历了水平方向磁化模式、各向同性介质磁化模式、倾斜方向磁化模颗粒沿与膜面垂直的方向生长、取向，由此可实这种方案最早，是1977年由东学岩崎俊为了垂直磁化模式记录的实用化，开始曾提出过单磁极型磁头、Co-Cr合金溅射膜介质等各种方为了提高记录密度，从记录介质方面看，主要目垂直磁各向异性的产生对于薄膜来说，自发磁化方向位于膜面之内，如果能具有比自发磁化更大的单轴磁各向异垂直磁化膜的形成机制有5使晶粒生长为柱状晶而引起的形状磁各向异如图2-30所示，独立存在的柱状晶，可沿与属于这种垂直磁①Co-Cr合金：CoCrCoCrRhCoCrTaCoCRZr,②Co-(VW等)③Co-④Fe⑤非晶态垂直记录介质：⑥双层膜结构垂直记录介质：CoCr/Ti界面（表面）磁各向金属超晶格，如Co/Pt、Co／Pd等多层膜，在10m量级的超极薄多层膜界面中产生的垂直磁而且，对于Co／Pd多层膜系统，由于产生很大由于Co具有图中所示的密排六方(hcp)晶体结易磁化轴，二者统一，从而造成生长诱导磁各晶体磁各向前面4.3伸缩(应变)垂直磁垂直磁化膜是自发磁化沿膜厚度方向的磁性薄钝化铝法条件，在蜂窝状胞组织的中心，形成直径为数十纳米的微细孔(pore)，构成规则排列的微细组电镀-钝化铝是在上面的微细孔中，通过电解镀法析出磁性材料(Fe或Co及其合金等)作为记录介质，由此可形但需要解决的技术难题是，为了提高磁性体的占有率，以获得高磁通密度，应扩大微细孔的孔径溅射镀膜图5-36是在图中A、B所示的岛状晶体生长模式是最基本的。但到底是单晶、多晶、还是要求的微细组织生长，要由工艺

所用材料有以Co作为溶剂原子的CoCrR，CoCrTa，CoCrZr，CoCrWC等，以Fe作为溶剂此外还实验过采用六角盘状钡铁氧体粉末的涂布磁泡及磁性石榴石M3Fe5O12或3M2O35Fe2O3(其中M为3价金属离到某一强度，磁泡。若将这种磁泡的有无与信息的“1”、“0”相对应，则可实现信息的。4.2光盘光磁记录的原光磁记录光磁记录技术及光磁记录材料 从竹简、丝绸、纸张到磁带、磁盘、光盘，在人类文明的历程中信息记录材料不断地如今，“信息 “”的信息需要快速、大量的和显示，光子的速度是最快的，人们首先想到的就是用它作为解决这快速、大量、小尺寸问题的大量的信息借助于计算机来传输和，国际互联网使人们通过小小的荧光屏看到了全计算机使人们的日常生活变得更加丰富多彩，CD唱盘、VCD影碟、DVD光盘给人们带来业余生活中的艺术享受，大量的计算机软件载体也在这类激光光盘里。激光光盘与光激光的发 1916年，爱因斯坦提出1958年 科学家肖洛和汤斯发现现象1960年 科学家梅曼造出世界上第一台激光器广泛应用：激光唱片、激光测距仪、激光陀螺仪、激光铅直仪、激光手弹 、激光枪、激 激光的向发度极色极量密度极光记的记录密度是计算机工业中的一个非常重要的在半个世纪中，科学家和工程技术人员开发了许多的记录技术，从电子管到半导体器，从磁记录到光记录光记光记录是20世纪70年代的重大发明，是80年代世界上的重大技术开发项目，是90年代到广泛应用的技激光20世纪70年代初期，荷兰飞利浦(Philip公司的研究人员开始研究利用激光来记录和重放信息，并于2年9月向全世界展示了长时间电视节目的光盘系统，这就是年正式投放市场并命名为LV(LaserVision)的光 机从此，利用激光来记录信息的便拉开了序幕。它的诞生对人类文明进步的影响，不亚于纸大约从8年开始，把声音信号变成用”和“0”表示的二进制数字，然后记录到以塑料为基片的金属圆盘上，历时4年，Philips公司和Sony公司终于在1982年成功地把这种记录有数字声音的盘推向了市场由于这种塑料金属圆盘很小巧，所以用了英文CompactDisc来命名，而且还为这种盘制定了标准，这就是世界闻名的“红皮书(RedBook)标准”。这种盘又称为数字激光唱盘(CompactDisc-DigitalAudio，CD-DA)盘会想到把它用作计算机的设备。经过科学技术人员以及各行重要问题：①计算机如何寻找盘上的数据；②错误率(10-12)远远小于声音数据的错误率(10-9)，终于在光盘技术是信息领域的重大科学技术前沿课题和新兴的高技术产业，它是实现优质视听产品、多软件、大容量数据库和无纸化的光 的特光盘 能提供高 密度和大容量的记录功光盘是采用非接触式读写信息，不会使盘面被磨损或划伤，光点直径约1微米，因此，灰尘或伤痕对信息影响很小。光盘可长期保存信息， 达10年以上，ReadOnlyReadOnly只读 CD-可录 CD-磁光相磁光相变可擦重复写光 的基本原激光光盘信息记录是以二进制数字编码形式进行的，即信息记录的表现方式是在激光光盘上微小的坑。有坑或没有坑这两种几何形貌对应1或”这种二用于信息的半导体激光光束被的光斑，沿着光盘记录的轨迹扫描。在有记录坑的地方，其激光光束的反射率不同于没有记录坑的地方，因此可以识别有坑或没坑，变成数字化则成为二进制信号“1”或“0”MO（MagneticOptical：磁光盘）在80年代初研制开发，从术结合的产物。O驱动器采用光磁结合的方式来实现数据的重复写入，O盘片大小类似三寸软盘，可重复读写一千万次以上。同时O盘片还带有保护壳，因此在多方面的性能上都要强于R/R。另外，操作MO驱动器可以O上运行。虽然目前O的速度还比不上硬盘，但是使用光盘之赞誉。相变光盘（PhaseChangeDisk)与MO不同，MO光；和1CD-RW是CD-ReWritable的缩写，代表一种“重复写入”的技术，利用这种技术可以在特殊光盘上的相同位置重复写入数据。为什么CD-RW有如此的功能呢？其“相变技术”是成功的关键所原理是在光盘表面镀上一层厚度为2050nm的薄膜(Ag、Sb、Te、In等多种元素的化合物)。态，反而回到最初的非结晶状态。利用此原理，我们便能控制它的状态变化，并应用到能磁光记录与再生光磁盘介质的磁光效磁光效应与磁光效应是基于光与物质的磁化(或磁场)相互作如图4-1(a)（iii）所示，光属于电磁波，其电场与磁场振动方向分别与波的方向相垂直，实际上，在光电子学中，如图4-1(b)所示，一般采用由光电二极管发出的，波长为10-3～10-8(红偏光面：光属于电磁波，如图4-1(a)中(iii)所示，其电场、磁场和方向相互垂直，构成已知的磁光(i)塞曼效应(获得1902年是1896年由荷兰物理学家塞曼(Zeeman)发现的。他发现，原子光谱线在外磁场发生了分裂。即对发光物质施加磁场，光谱发生的(iii)法拉第(Faraday)效应(1845年法拉第效应是光与原子磁矩相互作用而产(在其偏振面上旋转一定角度射出) 当YIG（Y3Fe5O12）等，一些透明物质透过直线偏光时，若同时施加与入射光平行的磁场，入射光将为沿原方向的正常光束(o光)和偏离原方向的异常光束(e光)。这种现象就称为科铁磁性材料的法对铁磁性材料，法拉第旋转角θF (4-磁化强度所有对光透明物质，都会产生法拉第效应，不过目前已知法拉第旋转系数大的磁性体主要是稀土石榴石系物质，现在光通信及光学计量测表4-1中汇总了稀土石榴石系列的典型晶体材克尔(Kerr)效应(1877年当光波入射到被磁化的物质或外磁场克尔效应的应用—到磁记录介质层的表面时，反射光的偏振面因磁图4-3光盘利用磁克尔非晶态磁光记录不存在晶界等相对于磁畴 物不产生反转磁畴关于多晶磁光记多晶体MnBi的克尔旋转角k近又重新引起人们的。2光磁盘记录图6-3表示光磁盘记录的原理。记录介质采用矫顽力大的垂直磁化膜。记录之前，其磁化方向垂直于膜面，记录时，用聚焦激光局部照射希望记录的部位。与此同时，在该处施加使磁化发生反向的磁场，使该部位的磁化发生反转，从而实现单位(bit)记录。所需要的信息记录，由磁化反被激光照射加热，温度上升到Tc以上，该部分变为非磁性的，在其冷却的过程中，受其周围基体反磁场作用，会发生磁化反转。例如温度达到图利用补偿温度(Tcomp)写入，铁磁体垂直磁化膜的温度下对应的矫顽力HcL比室温时的矫顽力Hcr要低得多，这样，在较弱的外磁场下即可容易地实下的矫顽力HCL比室温Tr下的矫顽力Hcr要低得光磁记录的写入的磁化方向相反，大小相等，总体上不存在磁但是，在高于或低于Tcomp的温度下，如图中因此在相应的温度下，矫顽力变低。而且，在高若在此温度下施加磁场并冷却，则加热部分的磁读出过程（再生记录的信息通过激光，利用磁克尔效应或法拉第效应进行读出(再生)。读出时激光不能使记录介光从磁性体表面反射时，反射直线光的偏振面发生旋转的现象称为磁克尔效应；而光透过磁性体上述偏振面的旋转方向因磁性体的种类、光的磁化方向是相反的，因此，记录部分反射光偏振面旋转角与基体部分反射光偏振面旋转角之差此时，调整检偏片角度使其与基体的磁克尔止，检偏片只能通过由记录位位置反射的偏振向旋转2θk的偏光，两者光量的差由光二极管进行光电转换，变为电信号。这便是信号读出的原射率为R，激光功率为P，则再生信号的S/N比与此外，实际的光磁盘器基本的再生系统中，还包括光源、聚焦及磁道随动系统、执行元件及传动装置等，再生信号一般也是采取差动方式取出。因此需要采取措施尽量减少基板复折射图6-7基板一般采用透明的聚碳酸酯(PC)、玻璃、丙烯酸酯(PMMP)板等。市售磁盘的记录面一般这样做的目的不仅可以保护记录面免受破损、划伤，而且可防止记录再生特性受基板表面板时，并未完全聚焦，其直径大约入100μm左存在的复折射等往往是造成噪音的直接原因。因此外，作为基②耐热性好（能耐成膜及激光照射时的温升湿性小气性低⑥耐环境导向沟⑧成形性好，价 基板表面还要形成螺旋的宽度为0.5μm左右，作为光束导向用的导向沟。对于玻璃基板来另法是，在玻璃表面先甩胶涂覆光硬化树脂，再用带有导向沟的母盘、加压，制作。对于PMMA或PC基板来说，通常是利一般说来，玻璃基板变形及复折射小，不吸湿，可靠性好，但易碎，特别是制作导向沟困射等方法制作保护膜。通常按保护膜、垂直磁化膜、保护膜的顺序形成光磁盘记录介质。每一层的膜厚大体上都在0.1μm左右。为提高光磁盘的性能，在其最关键的磁性膜部位，还要进一步细分，形成复合膜结构。保护膜除具有防止磁化膜氧化、损伤的作用之外，还有通过多重 效应增强磁克尔效应的功能，一般采用透明、高硬度、特别是折射率高的材料。常光磁记录介质应如何获得性能优一般的光磁记录光磁记录为了提高记录密度、增大容量，需要采用垂直磁化模式，并能稳定地保持小作为垂直磁化的根据(5-6)式、(5-7)式，要求垂直单轴磁各向H0K0

（6-（6-稳定地保持微小磁畴结构的要求在饱和的垂直磁化中，反转磁畴(参照图6-3)能稳定存在的最小直径为：（要求dmin<1μm）(6-

dmin

（要求 式中，σw为畴壁能，Hc另外，还需要考虑(3-9)式所表示的结晶磁各向异再生灵敏度提高信噪 （6-式中，θk为克尔旋转角，R为反目前，提高信噪比的新技术是，在铁磁性记记录灵敏度或p应在适当的温度范围内，例如采用噪声要减少噪声源，如针孔、晶界等，一般多采化学、结构等稳定，保证记录—（100万次以上），可靠性要在10第一代光磁记录为非晶态结构，可避免晶界等造成的再生噪声TbFeCo系属于图1-16中所示的N型（具有温度为补偿点的）亚铁磁性体，目前已占据光磁记录介(TM的FeCoNi组成，并用射频（RF）溅第一代光磁记录材料的TbFeCo系、GaTbFeCo系的矫顽力Hc与温度的富重稀土类元素和过渡金属元素时矫顽力曲在TbFeCo系中，TbFe是具有高记录灵敏度的优秀材料，但读出时，靠激光造成的温升和磁克尔旋转角θk低，因此要用一定比率的Co置换FeTb15Fe43Co42Tc第一代光磁记录介质存在的作为第一代光磁记录介质的TbFeCo系，在采用光磁记录材料研从历史上看，首先作为光磁记录材料研究的是MnBi膜。此后为改进MnBi的缺点还研究开发过迄今为止，已研究过各种不同的候选光磁记录材料。例如，PtMnSbUSe、CeSbTe、UCo5、CuCr2Se4-xBrx，CeSb等，磁偏角θk大，但Tc在室温以下，而且难以制成晶体，因此主要是作为 PtMnSb的θk，对于750nm的入射光约为1.3°，CuCr2Se4-xBrx(x＝0，0.3)，室温下对红外入射光的θk约为1.19°；最近开发的CeSe在1.5K时的今后，这些材料作为垂直磁化膜等的进展令MnBi首先在玻璃基板上蒸镀Bi，而后附着几乎同样厚度的Mn，再在其上沉积SiO2膜，在300℃附近进行热处理，可获得膜向为c轴取向的六方点阵的 MnBi膜的Hc比较大(160～320kA／m)，但是由晶界产生的噪声也大，而且存在高、低温相的相变(两相的θk不同)。一般说来，多晶材料可满足石榴石型单晶这种材料，最初是作为磁泡材料而研究的；作为光盘材料，目前仍在研究过程中。其特点是化学性能稳定，磁偏角θk也大，但Hc低，价格非晶态稀土-过渡金属(R-TM)合金目前，非晶态稀土-过渡金属(R-TM)合金膜为光差。但由于是非晶态，