세계 최고 해상도 바카라 주소 프로브 현미경을 개발했습니다

Nanotechnology Research Division, Nanotechnology Research Division, 바카라 커뮤니티 (Yoshikawa Hiroyuki 회장) (이하 "AIST")는 SII Nanotechnology Co, Ltd (Funamoto Hiroyuki 회장) 및 Ltd, voiro -hiroatu Co 세계에서 가장 높은 해상도바카라 주소력 프로브 현미경 (MFM)성공적으로 개발되었습니다

이러한 연구 및 개발 결과는 나노 기술 프로그램 및 나노 기능 합성 기술 프로젝트 [Nanotechnology Research Division의 프로젝트 리더, AIST]의 결과이며, 새로운 에너지 및 산업 기술 개발 기관 (Makino Riki의 회장)이 2001 년부터 5 년 계획에서 구현 된 계약 프로젝트 (이하 "Nedo 기술 개발 조직")에 의해 구현 된 계약 프로젝트입니다

MFM은 주로 표본에서 누출되는 약한 바카라 주소장을 감지하기 위해 나노 미터 (1 개의 나노 미터가 미터 1 억 미터)로 처리되는 팁과 함께 바카라 주소 프로브를 사용합니다ferromagnetic나노 구조의 바카라 주소 특성을 시각화하는 장치 나노 미터의 순서대로 바카라 주소 재료를 평가하는 다양한 장치 중에서,이 평가 장치는 특히 바카라 주소 기록의 연구 및 개발 분야에서 널리 사용됩니다 비교적 쉽게 사용할 수 있고 장치 자체는 비용이 많이 들지 않기 때문입니다 또한 최근 몇 년 동안 반도체 기술을 적용함으로써 나노 미터의 순서대로 바카라 주소 재료를 처리하는 기술이 발전되었으며, 기본 연구는 나노 스케일에서 자력을 명확하게하기 위해 인기를 얻고 있는데, 이는 지금까지 관찰 할 수 없었기 때문에 기본 연구 분야에서 필수 도구가 될 수 없었습니다

우리의 공동 연구 그룹은 관측치의 약한 바카라 주소 정보를 읽는 데 필요한 고감도 현미경 기능을 개선하고 있으며 탄소 나노 튜브를 설치했습니다원자력 프로브 현미경9231_9359

공동 연구 그룹에서 이번에 발표 한 MFM 프로브는 Sii Nanotechnology Co, Ltd에서 이미 이용할 수있는 스캐닝 프로브 현미경에 부착하여 간단하게 입증 될 수 있습니다 즉, 누구나 10 나노 미터의 해상도로 초 미세 바카라 주소 재료를 쉽게 관찰 할 수 있습니다 바카라 주소 기록 분야에서뿐만 아니라 최근의 연구가 매우 활발 해 왔습니다스핀 전자 제품전체 분야에서 강력한 연구 도구가 될 것입니다

또한, 개발 된 MFMS 및 기타 자료는 나노 기술 프로그램 및 Nanofunction 합성 기술 프로젝트 부스에서 나노 기술 프로그램 및 Nanofunction Synthesis Technology Project에서 Nanotechnology 2004 International Nanotechnology Exhivition and Technology Conference에서 NanoTechnology Program 및 Nanofunction Synthesis Technology Project에서 이용할 수있게 될 것입니다 2004

최근 몇 년 동안, 바카라 주소 하드 디스크 (HDD)를 사용한 텔레비전 녹음은 일반 AV 홈 어플라이언스로 나타 났으며 HDD의 기록 밀도를 개선하기 위해 연구 개발이 매우 적극적으로 수행되었습니다 HDD는 초트라핀 자석의 수집으로 구성되어 있으며, 초저 마그넷에서 누설 바카라 주소장 (NS 극)의 방향으로 1과 0의 정보를 기록 할 수 있습니다 기록 밀도를 향상시키기 위해서는 이러한 초산 자석을 더 작게 만들어야하며, 현재 연구 및 개발 속도가 계속되면 2005 년까지 폭 25 나노 미터 미만의 미세한 자석이 정렬되어야 할 것으로 예상됩니다 [사진 2]

HDD의 개발과 병행하여 미세 자석 상태를 평가하기위한 장치도 적극적으로 개발되고 있습니다 그러나 현재까지 10 나노 미터 범위의 해상도가있는 평가 장치 (예 :스핀 편광 전자터널 현미경ya스캐닝 전자 현미경등은 다양한 바카라 주소 특성을 평가할 수 있지만, 매우 깨끗한 강자성 표면으로 만 관찰 할 수 없기 때문에 초고속 진공 장치에서 샘플 표면을 처리해야하며 특수한 전기 신호 검출 장치에서 샘플 표면을 처리해야하며, 연구 및 개발 현장에서 널리 사용되지 않았습니다

한편, MFM은 샘플에서 누출 바카라 주소장을 감지하기 위해 바카라 주소 특성을 정량적으로 평가할 수 없지만, 샘플 표면의 상태에 민감하지 않기 때문에이를 관찰하기 위해 샘플 표면의 특수 환경이나 처리가 필요하지 않다는 매우 실용적인 이점이 있습니다 그러나 MFM은 다재다능하지만 상업적으로 이용 가능한 장치는 일반적으로 약 50 ~ 100 나노 미터의 해상도를 달성하고 연구 장비는 약 20 ~ 30 나노 미터의 해상도 만 달성하며, 위에서 언급 한 바와 같이, HDD는 초고 기록 밀도를 목표로했습니다비 휘발성 바카라 주소 메모리와 같은 차세대 바카라 주소 기록 매체를 평가하기 위해 고해상도 MFM의 개발이 시급히 필요했습니다

표 1 전형적인 미세 자연 도메인 관측 기술의 해상도 및 난이도 비교 (수직)

NEDO Technology Development Agency가 의뢰 한 프로젝트 인 Nanotechnology Program 및 Nanofunction Synthesis Technology Project는 초저 에너지 소비 및 초고속 민감도 감지 기능과 같은 자재의 궁극적 인 특성으로 인공 재료를 실현하는 기술을 만드는 것을 목표로하고 있습니다 이 프로젝트는 전자 및 스핀 기능 재료를 만들기위한 팀 [팀 리더 인 Akinaga Hiroyuki, Advanced Nanostructure Group, Nanotechnology Research Division, AIST]는 초 고성능 바카라 주소장 센서와 특정 목표로서의 지역 바카라 주소 측정 방법을 개발했으며, 가장 큰 자력을 발전시키는 등의 자력을 발전시키는 것과 같은 결과를 달성 한 결과를 달성 한 결과를 얻었습니다 장치, 이론적 계산을 사용하여 설계된 완전 스핀 편광 강자성 물질의 박막을 성공적으로 생산했습니다

이러한 연구 및 개발 결과는 우리 연구팀이 탄소 나노 튜브로 프로브를 코팅하기 위해 개발 한 방법을 사용하여 AIST에 의해 개발되었으며, 프로브를 바카라 주소력 프로브 현미경, AIST 및 SII 나노 기술 협력, Ltd 사이의 공동 개발 장치에 프로브를 부착하여 프로브의 성능을 평가하고, 차세대 성 자석 기록 매개지가 제공하는 차세대 자석 기록 매체를옵니다 또한 이번에 사용 된 탄소 나노 튜브 장착 프로브는 Sii Nanotechnology Co, Ltd, Daiken Chemical Industry Co, Ltd 및 Osaka Prefectural University의 공동으로 개발되었으며 Daiken Chemical Industry Co, Ltd

현재까지 우리의 공동 연구 그룹은 MFM을 사용하여 장치를 관찰 객체에서 약한 바카라 주소 정보를 읽는 데 더 민감하게 만들고 바카라 주소 분야에서 MFM을 관찰하는 것과 같은 다기능 장치를 개발하는 것과 같은 장치를 개발하고 있습니다 이번에는 MFM 프로브에서 강자성 박막을 균일하게 코팅하는 새로운 공정 기술을 개발함으로써 MFM의 고해상도를 성공적으로 달성했습니다

원자력 프로브 현미경을 사용하여 나노 구조의 형태를 관찰 할 때, 탄소 나노 튜브를 프로브의 끝에 부착함으로써 더 미세한 구조를 관찰 할 수 있음이 알려져있다 이는 프로브의 끝이 더 뾰족해질뿐만 아니라 나노 튜브의 종단 구조가 미세 불규칙성을 관찰하는 데 적합하기 때문입니다 이것은 이것의 초점이었고, 원자력 프로브 현미경 프로브에서 바카라 주소 몸체를 탄소 나노 튜브로 코팅하고 바카라 주소 힘 프로브 현미경을위한 프로브로 사용하려고 시도했다

초기에, 길쭉한 구조로 인해, 바카라 주소 재료는 균일하게 코팅 할 수 없었고, 시편의 약한 바카라 주소장을 감지 할 수 없었다 그러나, 공정을 개선하고 바카라 주소 재료를 선택함으로써, [photo 1]에 도시 된 바와 같이, 탄소 나노 튜브 부분이 바카라 주소 재료로 균일하게 코팅되는 프로브를 얻을 수있게되었다

[사진 2]는 새로 개발 된 MFM 프로브에 의해 관찰 된 차세대바카라 주소 기록 퍼센트이것은 매체의 바카라 주소 이미지입니다 각면은 1 마이크로 미터입니다 사진에서 흰색 화살표로 표시된 수직 대비 대역이 오른쪽 대각선에서 아래쪽으로 아래쪽으로 아래쪽으로 줄어든 방법을 알 수 있습니다 이 밴드의 너비는 약 23 나노 미터이며 해상도는 절반보다 작을 수 있습니다 (즉, 약 10 내지 12 나노 미터)

사진 2 : 1100K 새로 개발 된 바카라 주소력 프로브 현미경 프로브로 관찰fci 작성되었습니다 왼쪽 이미지는 색상 이미지를 보여줍니다 오른쪽의 이미지는 흑백 이미지입니다

[그림 1] 은이 MFM 관찰을 개략적으로 보여줍니다 두꺼운 화살표에 의해 나타낸 바와 같이, 수직 바카라 주소 기록 매체는 수직 방향으로 작성된 NS 극의 교대 방향으로 길쭉한 막대 모양의 미세 자석으로 정렬된다 구부러진 화살표에 의해 나타나는 수직 바카라 주소 기록 매체로부터 약한 누설 바카라 주소장의 방향은 바카라 주소 적으로 코팅 된 탄소 나노 튜브가 매력적이거나 반발되게한다 사진 2는이 힘을 감지하여 시각화 된 기록 매체의 누설 바카라 주소장을 보여줍니다 [사진 2]에서,이 길쭉한 막대 모양의 미세 자석은 왼쪽과 오른쪽에 배열된다

그림 1 : 수직 바카라 주소 기록 매체의 MFM 관찰 개념 다이어그램 다이어그램의 흰색 화살표는 사진 2의 흰색 화살표에 해당합니다

이 MFM은 즉시 사용될 것으로 예상되며 HDD 및 비 휘발성 바카라 주소 메모리와 같은 다양한 바카라 주소 기록 장치의 개발 사이트에 유용 할 것입니다 MFM 프로브를위한 새로 개발 된 프로세스 기술은 AIST에서 발견되며 회사는 기술을 빠르게 전달하는 것을 목표로합니다 이 프로브가 시장에 출시 될 날은 매우 가깝습니다 또한, 우리의 공동 연구 그룹은 현재 HDD를 매우 높은 밀도로 만들기 위해 1200 kFCI 이상의 HDD에 대한 바카라 주소 기록 매체의 평가를 받고 있습니다

・ 새로운 에너지 및 산업 기술 개발 조직 (NEDO)http : //wwwnedogojp/

◆ 바카라 주소 (프로브) 현미경, 원자 (프로브) 현미경

프로브와 샘플 사이에 작용하는 다양한 물리적 수량을 감지하고 작은 영역의 형상 및 물리적 특성을 측정하는 현미경을 스캐닝 프로브 현미경이라고합니다 바카라 주소 력 현미경은 프로브 (프로브)와 샘플 (주로 강자성 물질) 사이의 바카라 주소 력을 감지하는 스캐닝 프로브 현미경 중 하나입니다 반면, 원자력 현미경은 작은 기계적 힘을 감지합니다[참조로 돌아 가기]

◆ ferromagnetic

자석에 끌리는 재료 특정 크기의 페로 마그넷은 종종 NS 폴의 방향을 한 방향으로 마그네틱 도메인이라는 여러 영역을 갖습니다 HDD에서,이 작은 바카라 주소 도메인 구조는 강자성 재료로 코팅 된 디스크에 기록되며, 이들 도메인은 정보를 기록하는 데 사용됩니다 또한, 바카라 주소 도메인 구조로부터 누출되는 바카라 주소장은 바카라 주소장 센서를 사용하여 전기 신호로 변환되며 정보를 읽습니다[참조로 돌아 가기]

◆ 스핀 전자 장치

전자 ​​제품은 양전하 및 음전하 특성뿐만 아니라 스핀이라고 불리는 특성을 가지고 있으며, 전자는 프레임처럼 변할 때 비유됩니다 시계 방향 또는 시계 반대 방향으로 바뀌는 것을 상상할 수 있습니다 이 스핀 특성은 반도체 전자 장치 분야에서는 현재까지 사용되지 않았으며, 이는 전자의 전하 특성을 자유롭게 제어함으로써 성공했습니다 그러나 장치가 더 세련되면이 스핀의 특성은 양자 효과 등으로 인해 더욱 두드러졌습니다 최근에, 연구는이 부동산을 활용하는 새로운 전자 장치 (스핀 전자 제품)의 생성에서 인기를 얻고 있습니다 필연적으로 미세 구조의 바카라 주소 평가가 종종 수행되어야하므로 MFM이 성공할 것으로 예상됩니다[참조로 돌아 가기]

◆ 마요 수비 자동차 효과 현미경

빛이 강자성 물질로 들어가면 분극 평면 (예 : 빛이 보유한 스핀의 특성)이 회전 할 수 있습니다 이것을 자석-광학 커 효과라고하며, 회전 각도는 강자성 물질의 NS 극의 방향에 따라 변화합니다 이 현상은 바카라 주소 광학 Kerr 효과 현미경에 의해 현미경에 적용된다 일반적으로 빛 감소를 위해 파장 한계에 한계가 있으므로 해상도는 약 1 마이크로 미터입니다 최근에, 프로브로서 매우 미세한 구멍을 가진 광 섬유를 사용하여 해상도를 개선하기위한 연구가 수행되었습니다[참조로 돌아 가기]

◆ 스핀 분극 전자

상기 전자의 스핀 특성이 하나 또는 다른쪽으로 바이어스 된 전자 예를 들어, 전바카라 주소의 비유로부터, 시계 방향으로 상향 스핀으로, 시계 반대 방향으로 하향 스핀으로 표현 될 수있다[참조로 돌아 가기]

◆ (스핀 분극) 터널 현미경

스핀-편광 전자의 양자 기계 터널링을 사용하여 샘플의 바카라 주소 정보를 검사하는 스캐닝 프로브 전자 현미경 예를 들어, 샘플의 가장 바깥 쪽 표면에있는 전자 상태가 스핀 위쪽 방향으로 편광되는 경우, 프로브 쪽의 전자 상태가 회전하는 경우 터널의 차이와 프로브 쪽의 전자 상태가 큰 경우 터널 상태의 차이가 크지 않으면 터널의 차이가 크지 않으면 터널 전류의 차이가 커지는 경우 터널 전류의 차이가 커지고 있습니다 원칙적으로, 각 원자의 스핀 상태를 검사 할 수 있습니다[참조로 돌아 가기]

◆ (스핀 분극) 주사 전자 현미경

전자 ​​총으로부터 전자 빔을 추출하고 전자 빔과 샘플 사이의 상호 작용에 의해 발생하는 신호의 변화를 밝히고, 밝기의 변화로 인한 신호의 변화를 반영하고, 전자 상호 작용의 특성을 사용하여 전자 상호 작용을 사용하여 샘플의 자성을 시각화하는 현미경의 변화에 ​​의해 전자 빔과 샘플 사이의 신호의 변화를 반영하는 샘플에 스캔하는 현미경은 샘플의 특성에 의존한다 샘플의 스핀 특성을 정량적으로 평가하는 데 특히 우수합니다[참조로 돌아 가기]

◆ 비 휘발성 바카라 주소 메모리

Ferromagnets는 외부 에너지 공급없이 NS 극의 방향을 유지할 수 있습니다 큰 외부 바카라 주소장이 적용되거나 온도가 증가하지 않으면 영구 자석은 특성을 잃지 않습니다 비 휘발성 바카라 주소 메모리는 정보 기록에 적용됩니다 비 휘발성은 외부 에너지 공급없이 정보를 유지하는 능력을 설명하는 용어입니다 반도체에 의해 제조 된 많은 고속 기억은 휘발성이므로 해당 정보를 유지하기 위해 지속적으로 구동되어야합니다 최근에, 기존의 다양한 기억을 대체 할 것으로 예상되는 바카라 주소 랜덤 액세스 메모리의 연구 및 개발이 인기를 얻었습니다[참조로 돌아 가기]

◆ Perortic Magnetic Record

현재 HDDS는 초고속 자석이 트랙에서 수평으로 기록되는 평면 내 바카라 주소 기록 방법을 사용하지만 초 고밀도 기록에서는이 자석의 NS 극의 방향이 열로 인해 흔들릴 수 있습니다 대조적으로, 트랙 표면에 수직으로 초강성 배치되는 수직 바카라 주소 기록 방법은 이러한 문제를 해결할 수있는 미래의 기록 방법으로 연구되고있다 이 초음파 자석 컬렉션은 NS 기둥이 [사진 2]와 [그림 1]의 수직 방향으로 향하는 막대 자석입니다 다시 말해, 사진 2와 그림의 미세 막대 자석 도 1은 여러 나노 미터의 직경을 갖는 초트라핀 자석의 추가 형성 된 조립이다 수직 바카라 주소 기록 매체의 성능을 향상시키기 위해서는 정기적으로 이러한 매우 미세한 직사각형 자석 사이의 상호 작용을 제어하거나 배열해야하며, 나노 기술을 사용한 연구 및 개발의 전형적인 예입니다[참조로 돌아 가기]

◆ fci (인치당 플럭스 변경: 플럭스 변화 인치)

바카라 주소장의 바카라 주소장 (NS 극)의 방향이 인치 길이 당 변경되었는지를 나타내는 단위 예를 들어, 1000KFCI는 바카라 주소장의 방향이 인치당 1 백만 회 변한다는 것을 보여줍니다[참조로 돌아 가기]