اندازه‌گیری خواص مغناطیسی لبه‌های یک لایه نازک

تحقیقاتی که روی خواص مواد در انستیتو ملی استانداردها و فناوری، با همکاری شرکت IBM و موسسه تحقیقاتی ماساچوست انجام شده، نشان می‌دهد که اندازه‌گیری خواص لایه‌های نازک به سمت لبه‌های یک لایه نازک سوق داده شده است. این تحقیقات جهت تولید اولین داده‌هایی که چگونگی تأثیر لبه لایه‌های نازک روی خواص مغناطیسی را بیان می‌کند، انجام شده‌اند. نتایج کار این گروه تحقیقاتی ممکن است روی طراحی قطعات الکترونیکی نانومقیاس آینده تأثیرگذار باشد.

تحقیقاتی که روی خواص مواد در انستیتو ملی استانداردها و فناوری، با همکاری شرکت
IBM و موسسه تحقیقاتی ماساچوست انجام شده، نشان می‌دهد که اندازه‌گیری خواص لایه‌های
نازک به سمت لبه‌های یک لایه نازک سوق داده شده است.

این تحقیقات جهت تولید اولین داده‌هایی که چگونگی تأثیر لبه لایه‌های نازک روی خواص
مغناطیسی را بیان می‌کند، انجام شده‌اند. نتایج کار این گروه تحقیقاتی ممکن است روی
طراحی قطعات الکترونیکی نانومقیاس آینده تأثیرگذار باشد.

لایه‌های نازک فرومغناطیس مواد مغذی – با ضخامت‌هایی بین کسری از نانومتر تا چندین
میکرون – طبق الگوی خاصی روی یک زیرلایه از جنس سیلیکان در طی فرآیند ساخت افزاره
الکترونیکی، لایه‌نشانی شده‌اند تا از خواص مغناطیسی آنها جهت ساخت افزاره‌هایی
مانند درایور حافظه‌های رایانه‌ها استفاده شود.

در هر زمان روش‌های متفاوتی جهت اندازه گیری خواص مغناطیسی مواد وجود دارند. در حال
حاضر هیچ راهی جهت تعریف خواص مغناطیسی در لبه‌های یک لایه نازک وجود ندارد. با این
وجود، زمانی که ادوات الکترونیکی کوچک و کوچک تر می‌شوند، کسر مربوط به لبه‌ها در
مقایسه با سطح بزرگ و بزرگ تر می‌شود، سرانجام باید تاثیر آنها در نظر گرفته شود (با
کاهش ابعاد یک دیسکت به اندازه نصف، مساحت سطح دیسک چهار برابر کوچک تر و ضخامت
لایه نازک یا طول لبه به نصف کاهش می‌یابد).

یک تیم تحقیقاتی از NIST، IBM و MIT اخیراً یک روش طیف‌سنجی جهت اندازه گیری خواص
مغناطیسی در لبه‌های آلیاژ لایه نازک آهن – نیکل که به صورت آرایه منظمی از نانوسیم‌ها
الگودهی شده روی زیرلایه سیلیکان ایجاد شده‌اند، ارئه کرده است.

در این روش محققان از پرتو موج میکرونی با فرکانس‌های مختلف روی لبه‌ها برای اندازه
گیری رزونانس مغناطیسی، استفاده کرده‌اند. به علت اینکه لبه یک لایه نازک به طور
متفاوتی نسبت به مرکز آن رزونانس می‌کند، محققان قادرند که به خوبی تعیین کنند که
داده‌ها یا رفتار مغناطیسی قابل استناد به لبه‌ها می‌باشد یا خیر.

در اولین آزمایشات، این روش جدید، جهت اندازه‌گیری اینکه چگونه خواص مغناطیسی لبه
یک لایه نازک به ضخامت لایه و شرایط آزمایش در حین الگودهی لبه‌ها، وابسته است؛
استفاده شده است. داده‌های به دست آمده از مطالعه روی لبه‌هایی با پهنای بین ۲۵۰ تا
۱۰۰۰ نانومتر جهت پیش‌بینی خواص ساختارهای مشابه کوچک‌تر در مقیاس نانومتر (۱۰۰
نانومتر یا کوچک‌تر) استفاده خواهند شد.