エレクトロニクス産業に革命をもたらす画期的なスピントロニクス製造プロセスを開発(Researchers create breakthrough spintronics manufacturing process that could revolutionize the electronics industry)

2023-03-20 ミネソタ大学

米国ミネソタ大学の研究者と国立標準技術研究所（NIST）のチームは、新しいスピントロニクスデバイスの製造方法を開発し、コンピュータ、スマートフォン、および多くの他の電子機器を構成する半導体チップの新しい産業標準になる可能性があると発表した。
スピントロニクスデバイスは、従来のトランジスタベースのチップよりも高速かつ効率的で、データストレージ能力も高いため、半導体産業にとって非常に重要である。この研究により、新しいスピントロニクスデバイスの設計と製造のための新たな研究が開始される可能性がある。

＜関連情報＞

• https://cse.umn.edu/college/news/researchers-create-breakthrough-spintronics-manufacturing-process-could-revolutionize
• https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202214201

スケーラブルなスピントロニクスのためのSi/SiO2ウェハ上のL10-FePdとその合成反強磁性体のスパッタリング Sputtered L10-FePd and its Synthetic Antiferromagnet on Si/SiO2 Wafers for Scalable Spintronics

Deyuan Lyu, Jenae E. Shoup, Dingbin Huang, Javier García-Barriocanal, Qi Jia, William Echtenkamp, Geoffrey A. Rojas, Guichuan Yu, Brandon R. Zink, Xiaojia Wang, Daniel B. Gopman, Jian-Ping Wang
Advanced Functional Materials  Published: 20 February 2023
DOI:https://doi.org/10.1002/adfm.202214201

Abstract

As a promising alternative to the mainstream CoFeB/MgO system with interfacial perpendicular magnetic anisotropy (PMA), L1₀-FePd and its synthetic antiferromagnet (SAF) structure with large crystalline PMA can support spintronic devices with sufficient thermal stability at sub-5 nm sizes. However, the compatibility requirement of preparing L1₀-FePd thin films on Si/SiO₂ wafers is still unmet. In this paper, high-quality L1₀-FePd and its SAF on Si/SiO₂ wafers are prepared by coating the amorphous SiO₂ surface with an MgO(001) seed layer. The prepared L1₀-FePd single layer and SAF stack are highly (001)-textured, showing strong PMA, low damping, and sizeable interlayer exchange coupling, respectively. Systematic characterizations, including advanced X-ray diffraction measurement and atomic resolution-scanning transmission electron microscopy, are conducted to explain the outstanding performance of L1₀-FePd layers. A fully-epitaxial growth that starts from MgO seed layer, induces the (001) texture of L1₀-FePd, and extends through the SAF spacer is observed. This study makes the vision of scalable spintronics more practical.