S. Tacchi, M. Madami, G. Gubbiotti, G. Carlotti

CNISM-Unità di Perugia

CNR-IOM -Unità di Perugia

Dipartimento di Fisica, Università di Perugia

Nanostrutture magnetiche

http://ghost.fisica.unipg.it

Nanostrutture magnetiche

Antidot arrays

Dot arrays

Patterned structures

L=450 nm

D=70nm

Dot arrays

1 mm1 mm

W1=330 nm W2=530 nm

t=60nm D=70nm

0.5 mm

t=30nmD=55nm

w=200nm

1 mm

D=600nm

t=50nm

1 mm D=100nma=840nm

t=20nm

b=560nmw=160nm

0.2mm

D=330nm

t=20nm

D=710nm

Antidot arrays

D1=300nm

Distanza centro-centro=400nm Spessore=30nm

0.5 mm0.5 mm

0.5 mm

0.5 mm

Spessore=30nm

D2=150nm

D=250nm

Distanza centro-centro=425nm

Processo litografico

Esposizione

Sviluppo

Spinning Resist

Substrato

Lift-off

Deposizione

Film

Resist positivoPiù solubile dopo l’esposizione

Resist negativoMeno solubile dopo l’esposizione

Cross-link

MRAM(Magnetic Random Access Memory)

Disk read head

Magnetic sensors

Nanostrutture magnetiche

Nanomagnetic logic

Magnonic crystals

Strutture artificiali con proprietà magnetiche modulate1D 2D 3D

200 nm200 nm

a=200nma=200nm

b=300nm

-1.0 -0.5 0.0 0.5 1.0-1.0

-0.5

0.0

0.5

1.0

Magnetic field (kOe)

=1.5

M/M

s-1.0 -0.5 0.0 0.5 1.0

-1.0

-0.5

0.0

0.5

1.0

Magnetic field (kOe)

=2

M/M

sM/M

S

-1.0 -0.5 0.0 0.5 1.0-1.0

-0.5

0.0

0.5

1.0 =1

Magnetic field (kOe)

M/M

sM/M

S

=e1

=1.e5

=e2

Spessore=15nm

200 nm

a=200nm

b=400nm

200 nm

Ni80Fe20 Dot

-300 -200 -100 0 100 200

-1.0

-0.5

0.0

0.5

1.0

H(Oe)

M/M

s

-1000 -750 -500 -250 0 250 500 750-1.5

-1.0

-0.5

0.0

0.5

1.0

1.5

M/M

s

H(Oe)

0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0mm

nm

20

30

4

0

50

60

70

8

0

Ni80Fe20 Dot

Spessore=50 nm Spessore=20 nm

w = 450

L = 700 nm

1025 nm

450 mm

0.5 mm

90 nm

0.5 mm

90 nm

0.5 mm

660 nm Spessore=40 nm

Ni80Fe20 Dots

H

-600 -300 0 300 600

-1

0

1

-600 -300 0 300 600

-1

0

1

-600 -300 0 300 600

-1

0

1

-600 -300 0 300 600

-1

0

1

-600 -300 0 300 600

-1

0

1

-600 -300 0 300 600

-1

0

1

-600 -300 0 300 600

-1

0

1

H (Oe)

s= 155 nms = 50 nm

M/M

sM

/Ms

s= 625 nm

s= 530 nms= 320 nm

M/M

s

s = 90 nm

H (Oe)

H (Oe)

s= 420 nm

Ni80Fe20 Dots

Ni80Fe20 = 160 nmCo=160nm

Co Ni80Fe20

Ni80Fe20 = 560 nmCo=160nm

Ni80Fe20 = 640 nmCo=160nm

WCoWPy

1 μm

WCo

WPy

1 μm

Strutture bicomponenti

160/800

160/720

160/640

160/560

160/320

160/240

wCo/wNiFe

Ker

r in

tens

ity

(arb

.u)

Field (Oe)

-800 -400 0 400 800

-400 0 400 800

Strutture bicomponenti

Co Ni80Fe20

H