Membaca dan Menulis Proses dengan Vacuum Mikroskopi Scanning Probe (SPM) Magnetic oleh NT-MDT

:: AZoNanotechnology Pasal

Topik Covered

Latar belakang
Pengenalan
Persiapan dan Karakterisasi Sampel
Faktor-faktor yang Mempengaruhi MFM Menulis dan Membaca Proses

Latar belakang

NT-MDT Co didirikan pada tahun 1991 dengan tujuan untuk menerapkan semua akumulasi pengalaman dan pengetahuan di bidang nanoteknologi untuk memasok peneliti dengan instrumen yang cocok untuk menyelesaikan setiap tugas yang mungkin meletakkan dalam dimensi skala nanometer. Perusahaan NT-MDT didirikan pada Zelenograd - pusat Microelectronics Rusia. Pengembangan produk didasarkan pada kombinasi dari teknologi MEMS, kekuatan perangkat lunak modern, penggunaan komponen high-end mikroelektronik dan bagian presisi mekanik. Sebagai perusahaan komersial NT-MDT Co ada dari tahun 1993.

Pengenalan

Penggunaan vakum SPM meningkatkan kepekaan magnetik dan elektrostatik non-kontak pengukuran interaksi secara signifikan. Peningkatan sensitivitas dicapai karena meningkatnya faktor kantilever kualitas (Q-faktor) di lingkungan vakum.

Q-faktor peningkatan lebih dari 10 kali pada tekanan di bawah 10 torr ^-1, yang dicapai bahkan oleh berarti pompa forvacuum. Tapi setelah mengikuti tingkat vakum Groth kantilever Q-faktor perubahan perlahan-lahan.

NT-MDT 's peralatan Solver HV dan Aura NTEGRA memungkinkan untuk melakukan pengukuran dalam ruang hampa di bawah tekanan di bawah 10 ^-1 torr.

Persiapan dan Karakterisasi Sampel

Sampel yang digunakan dalam percobaan berikut ini partikel feromagnetik memerintahkan array dari parameter berikut: ~ 35-40 nm diameter 120 nm periode, tinggi 7 nm (lihat Gambar 1.). Seperti array dibuat oleh litografi sinar elektron pada film Koptik dari 7 nm dengan ketinggian anisotropi magnetik tegak lurus.

Gambar 1. SEM gambar sampel

Gambar 2. MFM citra sampel

Gambar 2 menunjukkan contoh gambar MFM diperoleh dengan teknik satu-pass, yang memungkinkan untuk mendapatkan hak citra MSM setelah lulus pertama. Untuk tujuan ini pengukuran magnetik dilakukan pada Z-scanner tertentu posisi tanpa umpan balik kontrol. (Ada standar dua-pass metode, yang meliputi pengukuran topografi selama lulus pertama dan jangka panjang interaksi selama kedua lulus). Keuntungan dari satu-pass teknik adalah tidak adanya ujung-sampel kontak, yang mengurangi kemungkinan pembalikan magnetisasi mau selama pemindaian. Jadi penyesuaian kemiringan awal sampel yang diperlukan untuk teknik seperti itu, dalam rangka mengurangi perbedaan di ujung-sampel pemisahan di X berbeda, Y-posisi. Hal ini dapat dengan mudah dilakukan dengan mengukur kepala penyesuaian kaki.

Pada Gambar 3 Anda dapat melihat gambar MFM diperoleh pada jarak yang berbeda antara ujung dan sampel. Titik terang dalam Gambar 2 sesuai dengan gaya tolakan, ketika ujung arah magnetisasi berlawanan dengan salah satu partikel magnetik. Bintik-bintik gelap sesuai dengan kekuatan tarik dekat partikel dengan magnetisasi sejajar dalam arah yang sama sebagai momen magnetis tip.

Faktor-faktor yang Mempengaruhi MFM Menulis dan Membaca Proses

Parameter yang paling penting mempengaruhi MFM menulis dan membaca proses yang ujung-sampel pemisahan dan ketebalan lapisan magnetik pada ujung. Terlalu tebal lapisan magnetik di ujung atau terlalu kecil menyebabkan ujung-sampel jarak ke pembalikan magnetik yang tidak terkendali. Di sisi lain, terlalu tipis ujung layer atau terlalu besar ujung-sampel jarak jauh membuat sistem tidak cocok untuk menulis.

Gambar 3 menunjukkan situasi ini jelas. Kantilever ditutupi oleh 50-nm CoCr-paduan film yang mudah switch negara magnetik partikel: selama pemindaian tolakan menjadi tarik pada beberapa partikel (Gambar 3a). (Pemindaian Lambat dilakukan bottom-up) Jarak ujung-sampel meningkat menyebabkan pemindaian tanpa beralih, bagaimanapun, dalam hal ini resolusi gambar akhir yang miskin (Gambar 3b).

Gambar 3. MFM gambar yang berbeda diperoleh pada ujung-sampel jarak

Dalam rangka untuk melakukan sedikit-demi sedikit menulis, sampel preliminarily magnet berlawanan arah magnetisasi tip. Kemudian gambar MFM hanya menunjukkan tolakan.

Skema switching dikendalikan dari magnetisasi partikel dengan ujung ditunjukkan pada Gambar. 4. Perubahan lokal saat partikel magnetik dilakukan oleh ujung magnet mendekati untuk sampel. Pembalikan magnetik terjadi ketika medan magnet lokal ujung melebihi coercitivity partikel. Hasilnya terlihat pada gambar MFM sebagai titik-titik gelap (tarik) di latar belakang terang (tolakan). Jadi penulisan data dilakukan oleh partikel tertentu pembalikan magnetik. Membaca data dilakukan oleh satu-pass scanning.

Gambar 4. Skema penulisan magnetik

Setelah hati-hati pas ketebalan lapisan ujung magnet 30 nm lapisan CoCr-paduan yang ditemukan sebagai yang paling cocok untuk switching dikontrol magnetik lokal.

Untuk tujuan pengujian hasil empat partikel individu terletak di posisi yang ditentukan, yang diaktifkan oleh ujung tersebut (Gambar 5). Percobaan ini menunjukkan keandalan tinggi dan sensitivitas skala nano-partikel membaca / menulis proses yang dilakukan dalam ruang hampa.

Gambar 5. Dikontrol switching dalam array yang memerintahkan partikel magnetik

Sebuah set lengkap referensi yang tersedia akan mengacu ke dokumen sumber.

Sumber: NT-MDT Co

Untuk informasi lebih lanjut tentang sumber ini silakan kunjungi NT-MDT Co