単結晶フェライト垂直磁化膜を用いたナノドットアレイの形成とテラビット記録への応用

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(1)単結晶六方晶フェライト薄膜が500〜600℃と低温で高速形成可能であることを明らかにした。厚さ100nm以上の膜の場合は、単結晶基板上エピタキシャル成長し単結晶薄膜得ることは常識である。しかし、磁気記録媒体用20nm以下の超薄薄膜の場合は、高温で基板元素は膜中に拡散し、薄膜の磁気特性は著しい悪化することは実験より明らかにした。そこでわれわれは、高純度超薄薄膜得るため、Pt,Pd,Al_2O_3,SiNなど下地層を用いて、実験を行いました。その結果により、Pt,Pd下地層を用いて、高純度超薄薄膜得ることは可能と示しました。今まで、垂直磁気異方性を持つ単結晶フェライト薄膜は高価のサファイヤ単結晶基板上でしか形成することできないですが,われわれは、安価であるシリコンウェーハー上でも単結晶のフェライト薄膜の形成は成功した。(2)集束イオンビームリソグラフィ技術を用いて、ナノドットアレイを形成ための条件明らかにした。六方晶フェライト薄膜の表面わずか0.5nmを削ることによる、その下の20nmぐらいの薄膜は完全に非磁性になることは明らかにした。少量のGaイオン照射による、ナノドットアレイの加工することはできた。(3)計算機シミュレーションによって、磁気的振る舞いを解明する。ナノドットアレイに関する磁化反転のシミュレーションを行いました。ドットあいた距離によって、単結晶ドットアレイの磁化反転は明らかに依存していないことは明らかにした。この結果により次世代のテラビット超高密度記録が可能であることを実証した。