Правильная ссылка на эту страницу
http://az-design.ru/Support/HardWare/Perkin-Elmer/A19871201Elc010.shtml

Спиновый детектор нового типа

Иден-Прейри, шт.Миннесота. Подобно биллиардному шару, отскакивающему от борта под углом, зависящим от его вращения, электроны с низкой энергией рассеиваются от атомно чистой золотой мишени в соответствии с направлением ориентации их магнитного спина. Отделение физической электроники фирмы Perkin-Elmer Corp., расположенное в Иден-Прейри, шт.Миннесота, собирается воспользоваться этим фактом при создании приборов, на которых можно будет создавать магнитную память с более высокой плотностью запоминающих элементов, а также при создании новых типов магнитных микрокомпонентов.

Отделение выпустит в 1988г. новый тип электронного спинового детектора, который позволит практически использовать электронную микроскопию для изучения микроминиатюрных магнитных доменных структур. Новый метод получил название Sempa (Scanning electron microscopy with polarization analysis) — сканирующая электронная микроскопия с поляризационным анализом).

Бомбардируемая магнитная мишень испускает вторичные электроны, поляризация спина которых сохраняет поляризацию образца.
Бомбардируемая магнитная мишень испускает вторичные электроны, поляризация спина которых сохраняет поляризацию образца.

В похожем методе, известном под названием анализа Мотта, используются электроны, ускоряемые до энергии около 120 кэВ. Метод же Sempa основан на сделанном в 1982г. исследователями из Национального бюро стандартов открытии, согласно которому электронно-спиновой поляризационный анализ можно осуществить и при низких напряжениях. И если для анализаторов Мотта требуется массивное и сравнительно опасное для использования оборудование, занимающее целую комнату, 150-В детектор Sempa имеет размер кулака. Это позволяет легко сочетать его с системами сканирующей электронной микроскопии.

Разрешающая способность нового метода теоретически ограничивается только размерами сечения падающего электронного луча. Поэтому метод Sempa, возможно, позволит исследователям увидеть детали крошечных магнитных доменных структур на тонкопленочных записывающих головках или других устройствах. При этом разрешающая способность может быть в 100 раз выше, чем при использовании большинства обычных оптических методов.

Благодаря высокой разрешающей способности метод Sempa, по мнению специалистов промышленности, может оказаться решающим исследовательским средством на пути к достижению чрезвычайно высоких плотностей элементов в будущих поколениях дисковых и ленточных ЗУ. Он может также оказаться полезным при разработке субмикронных ЦМД ЗУ, новых типов магнитов, основанных на использовании микроскопических частиц, и других миниатюрных магнитных приборов.

Метод Sempa основан на свойствах вторичных электронов низкой энергии (от 0 до 100 эВ), испускаемых с поверхности при бомбардировке магнитного образца электронным лучом. Эти электроны сохраняют ту же самую поляризацию магнитного спина, которую имели в образце.

Вторичные электроны собираются детектором Sempa и направляются на аморфную золотую мишень. Затем они рассеиваются от этой мишени под углом 130—160° (в зависимости от ориентации их спина) относительно четырехквадрантного золотого детекторного анода. Измеряя различия между сигналами от каждого из четырех квадрантов, можно определить относительную интенсивность и направление намагниченности образца.

Вместе с фирмой Perkin-Elmer большие потенциальные возможности метода Sempa усматривают также фирмы Control Data Corp. и Honeywell Inc. Обе фирмы сотрудничают с фирмой Perkin-Elmer с марта 1986г. в разработке двух опытных образцов детекторов, основанных на оригинальной конструкции Национального бюро стандартов.

Фирмы Honeywell и Control Data внесли каждая примерно по 60 тыс. долл. Они поочередно пользуются одной из двух установок, которую фирма Perkin-Elmer передала в марте 1986г. фирме Honeywell. Об этом сообщил Дон Кран, главный инженер проекта отделения полупроводниковой электроники фирмы Honeywell (Плимут, шт.Миннесота).

Поскольку метод Sempa теоретически обеспечивает разрешающую способность до 10 им, он должен дать преимуществ больше по сравнению с другими известными методами при изучении магнитных доменов. Обычно используемые оптические методы, например основанные на эффекте Керра, ограничены дифракционными явлениями, т.е. размерами порядка длины волны. Это, по словам Патрика Райана, инженера фирмы Control Data в Миннеаполисе, соответствует минимальной разрешающей способности около 1 мкм. Райан использует опытную установку Sempa для работы по созданию усовершенствованной магниторезистивной тонкопленочной головки, которую фирма планирует выпустить в 1988г.1{Электроника, 1987, №10, с.3}.

Со своей стороны фирма Perkin-Elmer получила от трех изобретателей из Национального бюро стандартов исключительные права на продажу технологии Sempa во всем мире. Фирма планирует выпускать в конце 1988г. коммерческий вариант установки. Об этом сообщил Ролф Олсон, управляющий работами по оже-спектроскопии в Иден-Прейри. Детектор будет выпущен в виде приставки к сканирующему оже-микрозонду PHI660, изготавливаемому фирмой Perkin-Elmer и предназначенному для проведения химического анализа поверхностных слоев. Микрозонд с типичным набором комплектующих устройств стоит около 520 тыс. долл. Цена на приставку Sempa еще не установлена, но, по мнению авторитетных источников, она может составить 150—200 тыс. долл. и даже больше.

Олсон считает, что еще слишком рано говорить о потенциальном рынке сбыта детектора Sempa. Но он отмечает, что «спрос был очень большим». Речь идет об услугах по проведению различных аналитических экспериментов, которые фирма Perkin-Elmer ставила на второй опытной установке для фирм, желающих поработать с методом Sempa. В числе фирм, воспользовавшихся этими услугами или ожидающих подобной возможности, такие фирмы, как Exxon, General Motors, Hewlett-Packard, IBM, Kodak, Polaroid и Varian, «и многие другие уже стучатся в наши двери», добавляет Олсон.

Райан из фирмы Control Data отмечает: «Когда Вы занимаетесь бизнесом в высококонкурентной области, все, что позволяет получить дополнительную информацию, может оказаться полезным. А описанная здесь технология — самая передовая» [pp.42,44].

Уэсли Р. Айверсен

Выходные данные:

Журнал "Электроника" том 60, No.16 (774), 1987г - пер. с англ. М.: Мир, 1987, стр.12

Electronics Vol.60 No.16 August 6, 1987 A McGraw-Hill Publication

Раздел: ОБОЗРЕНИЕ ЭЛЕКТРОННОЙ ТЕХНИКИ

Тема:     Измерительная техника





Дата последнего изменения:
Thursday, 21-Aug-2014 09:10:44 MSK


Постоянный адрес статьи:
http://az-design.ru/Support/HardWare/Perkin-Elmer/A19871201Elc010.shtml