FeCo系合金を用いた高飽和磁化・高分解能を有する磁気力顕微鏡探針の研究開発

増大するストレージ情報量と一方でエネルギー消費低減に両立する次世代磁気ナノデバイス開発が推進されており、その機能発現・高機能化には直径10～100nmの磁気微細構造の解明が重要である。微細な磁気構造を観察するイメージング技術として、磁気力顕微鏡(MFM)がある。本研究では今後重要となる15nm(連続磁気記録パターンで評価)の空間分解能を持つ高飽和磁化・高分解能を有する磁気力顕微鏡探針を開発する事を目的とした。(1)FeCo系高飽和磁化材料による高感度探針の開発市販探針(SI-MF40)と同様形状の三角錐型探針に対してDCマグネトロンスパッタ装置を用いてFe_<60>Co_<20>B_<20>を厚さ15nm,20nm,50nmについて成膜し、連続磁気記録パターンにて性能評価を行った。市販探針で観察できなかった18nmの記録パターンが明瞭に観察できた他、細かい磁気クラスタが観察でき事から、市販探針より高分解能の探針の開発が実現できたと言える。膜厚に着目すると、ビット長25nm、21nmの記録パターンの観察では膜厚20nm成膜、ビット長18nmにおいては膜厚15nm成膜の探針で記録パターンが最も明瞭に見えている。50nm成膜ではビット長21nm、18nmの記録パターンの確認が難しい事から、膜厚が増えるに従い分解能は低下する事が確認できた。(2)特殊極細AFM探針を利用した高分解能探針の開発下地とする特殊形状探針として先端径15nmの円柱型探針を選択した。Fe_<60>Co_<20>B_<20>を成膜し、記録パターンにて評価を行ったが、市販探針と同程度以下の分解能しか得られなかった。FE-SEMを用いて作製した探針の先端を観察したところ、成膜前後で探針先端の変形が確認できた。先端形状の変形の影響により、期待する性能が得られなかったと考えられる。

増大するストレージ情報量と一方でエネルギー消費低減に両立する次世代磁気ナノデバイス開発が推進されており、その機能発現・高機能化には直径10～100nmの磁気微細構造の解明が重要である。微細な磁気構造を観察するイメージング技術として、磁気力顕微鏡(MFM)がある。本研究では今後重要となる15nm(連続磁気記録パターンで評価)の空間分解能を持つ高飽和磁化・高分解能を有する磁気力顕微鏡探針を開発する事を目的とした。(1)FeCo系高飽和磁化材料による高感度探針の開発市販探針(SI-MF40)と同様形状の三角錐型探針に対してDCマグネトロンスパッタ装置を用いてFe_<60>Co_<20>B_<20>を厚さ15nm,20nm,50nmについて成膜し、連続磁気記録パターンにて性能評価を行った。市販探針で観察できなかった18nmの記録パターンが明瞭に観察できた他、細かい磁気クラスタが観察でき事から、市販探針より高分解能の探針の開発が実現できたと言える。膜厚に着目すると、ビット長25nm、21nmの記録パターンの観察では膜厚20nm成膜、ビット長18nmにおいては膜厚15nm成膜の探針で記録パターンが最も明瞭に見えている。50nm成膜ではビット長21nm、18nmの記録パターンの確認が難しい事から、膜厚が増えるに従い分解能は低下する事が確認できた。(2)特殊極細AFM探針を利用した高分解能探針の開発下地とする特殊形状探針として先端径15nmの円柱型探針を選択した。Fe_<60>Co_<20>B_<20>を成膜し、記録パターンにて評価を行ったが、市販探針と同程度以下の分解能しか得られなかった。FE-SEMを用いて作製した探針の先端を観察したところ、成膜前後で探針先端の変形が確認できた。先端形状の変形の影響により、期待する性能が得られなかったと考えられる。