Magnetic Lese og skrive Prosesser med Vacuum scanning probe mikroskopi (SPM) ved NT-MDT

:: AZoNanotechnology Artikkel

Emner som dekkes

Bakgrunn
Innledning
Forberedelse og karakterisering av Sample
Faktorer som påvirker MFM Skrive og lese Prosesser

Bakgrunn

NT-MDT Co ble etablert i 1991 med det formål å gjelde alle akkumulert erfaring og kunnskap innen nanoteknologi for å forsyne forskere med instrumentene egnet til å løse eventuelle oppgaven ligge i nanometer skala dimensjoner. Selskapet NT-MDT ble grunnlagt i Zelenograd - sentrum av russisk Microelectronics. Produktene utvikling er basert på kombinasjonen av MEMS-teknologi, kraft av moderne programvare, bruk av high-end mikroelektroniske komponenter og presisjon mekaniske deler. Som en kommersiell virksomhet NT-MDT Co foreligger fra 1993.

Innledning

Bruk av vakuum SPM forbedrer sensitiviteten av magnetiske og elektrostatiske interaksjoner berøringsfrie målinger betydelig. Den forbedrede sensitivitet er oppnådd på grunn av økende av cantilever kvalitetsfaktor (Q-faktor) i vakuum miljø.

Q-faktoren øker i mer enn 10 ganger på trykk under 10 ^-1 torr, noe som er oppnåelig selv etter forvacuum pumpe midler. Men etter følgende vakuum nivå Groth cantilever Q-faktor endrer seg sakte.

NT-MDT 's utstyr Solver HV og NTEGRA Aura tillate å gjennomføre målinger i vakuum under press under 10 ^-1 torr.

Forberedelse og karakterisering av Sample

Prøven brukes i følgende eksperimentene er ferromagnetisk partikler bestilles utvalg av følgende parametere: ~ 35-40 nm diameter, 120 nm periode, høyde 7 nm (se figur 1).. Et slikt utvalg ble gjort av elektronstråle litografi på kopter film av 7 nm høyde med loddrett magnetisk anisotropi.

Figur 1. SEM bilde av prøven

Figur 2. MFM bilde av prøven

Figur 2 viser sample MFM image innhentet av one-pass teknikk, som gjør det mulig å få MSM bildet rett etter den første pass. For dette formålet de magnetiske målingene er utført på visse Z-scanner stilling uten-feed-back kontroll. (Det er standard to-pass metoden, som inkluderer topografi målinger i løpet av første pass og langtransportert samspill i løpet av andre pass). Fordelen med en-pass teknikken er fraværet av tip-sample kontakt, som reduserer sannsynligheten for uvillige reversering magnetization under skanning. Dermed foreløpige justering av prøven skråningen er nødvendig for slik teknikk, for å redusere forskjellen i tip-sample separasjon ved ulike X, Y-posisjon. Dette kan enkelt gjøres ved å måle hode ben justering.

I figur 3 kan du se MFM bildet oppnådd på de ulike avstanden mellom spissen og prøven. Den lyse flekker i figur 2 tilsvare frastøting kraft, da spissen magnetization retningen er motsatt til den ene av magnetiske partikler. Den mørke flekker tilsvarer tiltrekning tvinge nær partikler med magnetization justert i samme retning som spiss magnetiske moment.

Faktorer som påvirker MFM Skrive og lese Prosesser

De viktigste parametrene som påvirker MFM skriving og lesing prosesser er tip-utvalg separasjon og tykkelsen av magnetiske laget på spissen. For tykke magnetiske laget på spissen eller for lite tip-sample avstand føre til ukontrollerte magnetiske reversering. På den annen side, for tynne tuppen lag eller for stor tip-sample distansen, gjør systemet egnet for skriving.

Figur 3 viser denne situasjonen klart. Cantilever dekket med 50-nm CoCr-legering film svitsjer lett magnetiske tilstand av partikler: under skanning frastøting blir attraksjonen på noen partikler (Fig. 3a). (Slow skanning ble gjennomført bottom-up) Den økte tip-sample avstand fører til scanning uten å slå, men i dette tilfellet oppløsningen på det endelige bildet er dårlig (fig 3b).

Figur 3. MFM bilder innhentet på ulike tip-sample avstand

For å utføre bit-for-bit skrive, ble prøven foreløpig magnetisert i motsatt retning spissen magnetisme. Da MFM bildet viser bare avsky.

Ordningen med kontrollerbar bytting av partikkel magnetization ved spissen er vist i fig. Fire. Den lokale endringer av partikkel magnetiske moment er utført av magnetisk spiss nærmer til prøven. Magnetic reversering oppstår når lokale magnetfelt av spissen overstiger partikkel coercitivity. Resultatet er synlig på MFM bilde som mørke flekker (tiltrekning) på lys bakgrunn (frastøting). Dermed data skriving er utført av visse partikler magnetiske reversering. Data lesing er utført av one-pass scanning.

Figur 4. Ordning av magnetiske skrive

Etter nøye montering av tupp magnetiske laget tykkelse på 30 nm lag CoCr-legering ble funnet som best egnet for kontrollert lokale magnetiske veksling.

For resultatet testing formålet de fire individuelle partikler plassert i bestemte posisjoner, ble slått av slike tips (Fig. 5). Dette eksperimentet viser høy pålitelighet og sensitivitet av nano-skalert partikler lese / skrive prosesser utført i vakuum.

Figur 5. Kontrollerbar bytte i bestilles magnetiske partikler array

Et komplett sett av referanser er tilgjengelig henvise til kilden dokumentet.

Kilde: NT-MDT Co

For mer informasjon om denne kilden kan du besøke NT-MDT Co