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真空紫外線照射を用いた超低磁気損失な磁性絶縁体の極微細パターン形成技術の開発

开发利用真空紫外线照射的超低磁损耗磁性绝缘体的超微细图案形成技术

基本信息

批准号：
22K04191
负责人：
笠原健司
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Fukuoka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本研究では，スピン波の伝搬媒質として有名な超低磁気損失イットリウム鉄ガーネット(YIG)の高品質微細パターン形成手法である「電子線照射有機金属分解(EB-MOD)法」を発展させ，最新の紫外線露光技術を応用することで，生産性の大幅な向上を目指すものである．具体的には，電子線の代わりに真空紫外線(VUV)や極端紫外線(EUV)露光を用いて有機金属材料の有機基を分解することで，露光と現像，および熱処理工程のみで高品質なYIG微細パターンを得る予定である．初年度は世界的な半導体不足のため，真空紫外線の照射光源の入手が１０月末まで遅れ，当初予定した計画通りに研究が行えなかった．そこで，装置が入手できるまでの間，従来のMOD法で作製したYIG薄膜を，フォトリソグラフィー法および熱リン酸によるウエットエッチングを用いて微細加工し，YIG中を伝搬するスピン波の測定を試みた．ベクトルネットワークアナライザと磁場印加可能な高周波プローバを用いて，電気的測定法として有名なアンテナ法によりスピン波を検出することに成功した．しかし，観測アンテナ間距離とスピン波の強度の関係から算出したMOD法で作製したYIG膜中を伝搬するスピン波の緩和長は，PLD法やLPE法で作製したYIG膜に比べて，1/20ぐらいと短く，YIG薄膜の品質を向上させる必要があることが判明した．そこで，作製条件（主に乾燥ベークと結晶化アニールの条件）を見直し，スピン波の緩和長に関係するパラーメータであるダンピング定数αを1/10まで下げることに成功した．今後は，この条件で作製したYIGを用いてスピン波の伝搬特性を調査するとともに，紫外線照射によるYIGパターンの作製も試みる．

In this study, we developed the electron beam irradiation organic metal decomposition (EB-MOD) method for the formation of high-quality fine particles in ultra-low magnetic loss (YIG) media, and applied the latest ultraviolet exposure technology to improve productivity. Specifically, the generation of electron rays vacuum ultraviolet (VUV) and extreme ultraviolet (EUV) light exposure, the decomposition of organic radicals in organic metal materials, light exposure and imaging, heat treatment engineering, high quality YIG fine particles, and predetermined conditions. In the early years, the world's semiconductor shortage, vacuum ultraviolet irradiation light source started at the end of October, the original plan to conduct research. In the meantime, the MOD method has been used to manufacture YIG thin films. The MOD method has been used to microprocess YIG thin films. The MOD method has been used to measure YIG thin films. The measurement method of electric current is successful in detecting high frequency wave in magnetic field. The relationship between the measured distance and the intensity of the YIG film was calculated by the MOD method. The wavelength of the YIG film was measured by the PLD method and the LPE method. The quality of the YIG film was determined by the method. Therefore, the operating conditions (mainly drying and crystallization conditions) have been established, and the computer design constant α has been successfully reduced by 1/10 due to the relationship between the relaxation and growth of the computer wave. In the future, this condition will be used to control the transmission characteristics of YIG.