[حالة تطبيق AtomEdge Pro] تحقيق تصوير دقيق على المستوى النانوي لـ Skyrmions في درجة حرارة الغرفة في MTJs

في مجالات الإلكترونيات السبينية وذاكرة الوصول العشوائي المغناطيسي من الجيل التالي (MRAM)، تُعتبر السكيرميونات المغناطيسية مرشحة أساسية لبناء أجهزة معلومات عالية الأداء في المستقبل نظرًا لاستقرارها الطوبولوجي الفريد وكثافة تيار القيادة المنخفضة. ومع ذلك، فإن المراقبة المباشرة والتوصيف الدقيق لهذه الهياكل المغناطيسية النانوية في مكدسات تقاطع النفق المغناطيسي (MTJ) في ظل ظروف درجة حرارة الغرفة والمتوافقة مع الأجهزة الفعلية ظلت تمثل تحديًا رئيسيًا في هذا المجال.

في الآونة الأخيرة، باستخدام مجهر القوة الذرية AtomEdge Pro، نجحنا في تحقيق التصور المباشر وتوصيف حالات وجود السكيرميونات المغناطيسية ومجالات المتاهة داخل SAF/MgO/[Ta/Co/Pt] المعقد.₉مكدس MTJ في درجة حرارة الغرفة، مما يمثل خطوة حاسمة نحو تطبيق الهياكل المغناطيسية الطوبولوجية من البحوث الأساسية.

عينة الاختبار:

SAF/MgO/[Ta/Co/Pt]₉عبارة عن بنية متغايرة مغناطيسية متعددة الطبقات للأغشية الرقيقة ، ويهدف تصميمها الدقيق إلى تحفيز تكوين Skyrmions.

النتائج الرئيسية: باستخدام وضع الفحص المجهري للقوة المغناطيسية (MFM) في AtomEdge Pro، ضمن منطقة مسح تبلغ 10 ميكرومتر * 10 ميكرومتر، كشفنا بوضوح عن التعايش بين هياكل المجال المغناطيسي لنطاق skyrmion والمتاهة على سطح العينة.

التحليل الكمي: لتوصيف الهياكل بدقة أكبر، أجرينا تحليل ملف تعريف الخط على الصور. تظهر البيانات:

يبلغ قطر Skyrmion المميز بالخط الأحمر 234 نانومتر (كما هو موضح في الشكل ب).

عرض المجال لمجال المتاهة هو 217 نانومتر (كما هو موضح في الشكل ج).

لا توضح هذه النتيجة بصريًا شكلي المجال المغناطيسي فحسب، بل توفر أيضًا قياسات دقيقة لأحجامهما دون النانومتر، مما يوفر أدلة قيمة في الفضاء الحقيقي لفهم آليات تكوينهما واستقرارهما.

تقنيات التوصيف المغناطيسي العياني التقليدية (مثل القياس المغناطيسي لعينة الاهتزاز، والمجهر المجهري لتأثير كير المغناطيسي البصري) محدودة بالدقة المكانية، مما يجعل من الصعب إجراء تصوير جيد للأنسجة المغناطيسية النانوية مثل skyrmions. تكمن الأسباب الرئيسية وراء لعب AtomEdge Pro دورًا حاسمًا في هذه الدراسة في مزاياها التقنية الأساسية:

دقة مكانية عالية للغاية: يستخدم AtomEdge Pro مجسات مغناطيسية حساسة للغاية للكشف بدقة عن التغيرات في تدرج القوة المغناطيسية على سطح العينة، مما يتيح الدقة المكانية على مقياس النانو.

التوصيف الكمي الدقيق: فهو لا "يرى" فحسب، بل "يقيس بدقة" أيضًا. من خلال تحليل البيانات الدقيقة لصور MFM، يمكن استخراج المعلمات الفيزيائية الرئيسية مثل حجم المجال والتوزيع والتشكل، مما يوفر بيانات تجريبية موثوقة للحسابات النظرية وتصميم الجهاز.

توافق قوي للعينات: مكدس MTJ الذي تم اختباره هنا عبارة عن هيكل فيلم متعدد الطبقات موجه نحو التطبيقات العملية. نجح AtomEdge Pro في إجراء توصيف غير مدمر وعالي الدقة عليه، مما يدل على إمكانية تطبيقه القوية في دراسة العينات المعقدة على مستوى الجهاز.

لا يوضح هذا الاختبار الناجح أداء AtomEdge Pro بقوة فحسب، بل يحمل أيضًا أهمية كبيرة لمجالات البحث ذات الصلة:

تطوير أبحاث MRAM: يعد إدراك Skyrmions ومراقبتها مباشرة في تقاطعات النفق المغناطيسي أمرًا أساسيًا لترجمة إمكاناتها إلى أجهزة معلومات من الجيل الجديد. يوفر AtomEdge Pro أدلة حاسمة في الفضاء الحقيقي للتحقق من وجودها، وفهم سلوكها، وفي النهاية ربط الهياكل المغناطيسية المجهرية بالخصائص الكهربائية العيانية.

تمكين المغناطيسية الطوبولوجية: باعتبارها أداة توصيف أساسية لأبحاث البنية المغناطيسية الطوبولوجية، يمكن أن يوفر AFM دعمًا موثوقًا للبيانات لاستكشاف آليات التكوين والاستقرار وتكامل أجهزة Skyrmions، مما يسرع الانتقال من الفيزياء الأساسية إلى الأجهزة التطبيقية.

توسيع التطبيقات الحدودية: يمكن تطبيق القدرة الموضحة في هذا البحث على نطاق واسع في المجالات التكنولوجية المتطورة مثل الحوسبة العصبية، والأجهزة الذكية المستوحاة من الدماغ، واتصالات الموجات الدقيقة عالية التردد، وأنظمة الاستشعار.

ونحن نعتقد أن التوصيف الدقيق هو حجر الزاوية في التقدم العلمي. يلتزم مجهر القوة الذرية AtomEdge Pro بتزويد الباحثين العالميين بأدوات تحليل قوية على نطاق صغير، مما يساعدك على رؤية أكثر وضوحًا والمضي قدمًا في الاستكشاف الحدودي.

لمعرفة المزيد حول تطبيقات AtomEdge Pro في المواد المغناطيسية والإلكترونيات السبينية وغيرها من المجالات المتطورة، فلا تتردد في الاتصال بنا للتبادل الفني أو التقدم بطلب لاختبار العينات.