[AtomEdge Pro 애플리케이션 사례] MTJ에서 실온 스커미온의 나노 스케일 정밀 이미징 달성

스핀트로닉스와 차세대 자기랜덤액세스메모리(MRAM) 분야에서는 자기스커미온이 특유의 위상적 안정성과 낮은 구동 전류 밀도로 인해 미래 고성능 정보소자 구축을 위한 핵심 후보로 꼽히고 있다. 그러나 실온 조건에서 MTJ(자기 터널 접합) 스택의 이러한 나노 규모 자기 구조를 직접 관찰하고 정확하게 특성화하고 실제 장치와 호환되는 것이 이 분야의 주요 과제로 남아 있습니다.

최근 AtomEdge Pro 원자력 현미경을 활용하여 복잡한 SAF/MgO/[Ta/Co/Pt] 내에서 자기 천공 및 미로 영역의 존재 상태를 직접 시각화하고 특성화하는 데 성공했습니다.₉실온의 MTJ 스택은 기초 연구의 토폴로지 자기 구조 적용을 향한 중요한 단계입니다.

테스트 샘플:

SAF/MgO/[Ta/Co/Pt]₉스커미온 형성을 유도하는 것을 목표로 하는 정밀한 스택 설계를 갖춘 복잡한 자성 다층 박막 이종 구조입니다.

주요 결과: AtomEdge Pro의 MFM(자기력 현미경) 모드를 사용하여 10μm * 10μm 스캐닝 영역 내에서 샘플 표면에 스커미온 및 미로 도메인 자기 도메인 구조가 공존하는 것을 명확하게 밝혀냈습니다.

정량 분석: 구조를 더욱 정확하게 특성화하기 위해 이미지에 대한 라인 프로파일 분석을 수행했습니다. 데이터 쇼:

빨간색 선으로 표시된 스커미온의 직경은 234 nm입니다(그림 b 참조).

미로 도메인의 도메인 너비는 217nm입니다(그림 c 참조).

이 결과는 두 가지 자구 형태를 시각적으로 보여줄 뿐만 아니라 크기에 대한 나노미터 미만의 정밀 측정을 제공하여 형성 메커니즘과 안정성을 이해하는 데 귀중한 실제 공간 증거를 제공합니다.

기존의 거시적 자기 특성화 기술(예: 진동 샘플 자기측정법, 자기광학 커 효과 현미경법)은 공간 분해능에 의해 제한되어 스커미온과 같은 나노규모 자기 텍스처의 정밀한 이미징을 수행하기 어렵습니다. AtomEdge Pro가 이 연구에서 중요한 역할을 한 주요 이유는 핵심 기술적 이점에 있습니다.

초고공간 분해능: AtomEdge Pro는 매우 민감한 자기 프로브를 사용하여 샘플 표면의 자기력 기울기 변화를 정확하게 감지하여 나노 규모의 공간 분해능을 구현합니다.

정확한 정량적 특성화: "보는" 것뿐만 아니라 "정확하게 측정"합니다. MFM 이미지의 정확한 데이터 분석을 통해 도메인 크기, 분포, 형태와 같은 주요 물리적 매개변수를 추출할 수 있어 이론적 계산 및 장치 설계를 위한 신뢰할 수 있는 실험 데이터를 제공합니다.

강력한 샘플 호환성: 여기서 테스트한 MTJ 스택은 실제 응용 분야에 맞춰진 다층 필름 구조입니다. AtomEdge Pro는 비파괴 고해상도 특성화를 성공적으로 수행하여 복잡한 장치 수준 샘플 연구에서 강력한 적용 가능성을 입증했습니다.

이 성공적인 테스트는 AtomEdge Pro의 성능을 강력하게 보여줄 뿐만 아니라 관련 연구 분야에서도 상당한 중요성을 갖습니다.

MRAM 연구 발전: 자기 터널 접합에서 스커미온을 실현하고 직접 관찰하는 것은 그 잠재력을 차세대 정보 장치로 변환하는 데 중요합니다. AtomEdge Pro는 존재를 검증하고, 동작을 이해하고, 궁극적으로 미세한 자기 구조를 거시적인 전기 특성에 연결하기 위한 결정적인 실제 공간 증거를 제공합니다.

위상 자기성 강화: 위상 자기 구조 연구를 위한 핵심 특성화 도구인 AFM은 스커미온의 형성 메커니즘, 안정성 및 장치 통합을 탐색하기 위한 신뢰할 수 있는 데이터 지원을 제공하여 기본 물리학에서 응용 장치로의 전환을 가속화할 수 있습니다.

프론티어 애플리케이션 확장: 이 연구에서 입증된 기능은 뉴로모픽 컴퓨팅, 뇌에서 영감을 얻은 지능형 하드웨어, 고주파 마이크로파 통신 및 감지 시스템과 같은 최첨단 기술 분야에 널리 적용될 수 있습니다.

우리는 정확한 특성화가 과학적 진보의 초석이라고 믿습니다. AtomEdge Pro 원자력 현미경은 글로벌 연구자들에게 강력한 마이크로 규모 분석 도구를 제공하여 미개척지 탐사에서 더 명확하게 보고 더 멀리 나아갈 수 있도록 돕기 위해 최선을 다하고 있습니다.

자성재료, 스핀트로닉스 등 첨단분야에 AtomEdge Pro를 적용하는 방법에 대해 자세히 알고 싶으시면 기술교류나 샘플테스트 신청을 원하시면 언제든지 연락주시기 바랍니다.