Spettroscopia di risonanza ferromagnetica (FMR)

PhaseFMR di NanOsc

Il PhaseFMR di Nanosc misura la risonanza ferromagnetica di film sottili magnetici e ne deriva le proprietà fondamentali. Lo strumento, facile da usare e plug-and-play, è provvisto di tutto lo hardware necessario per la generazione dei segnali di eccitazione e per la rivelazione così come del software per l’analisi dati. LOT-QD lo offre come opzione di misura integrabile su sistemi di magnetizzazione esistenti oppure come sistema stand alone insieme a magnete o crio-magnete e relativi controlli.

Features
Intervalli di frequenze: 2-17 GHz o 2-40 GHz
Misura film ultra sottili fino a 2 nm
Nessuno strumento esterno per la generazione o rivelazione delle microonde necessario
Interfaccia Labview

La risonanza ferromagnetica (FMR) di un film sottile è una proprietà fondamentale nelle applicazioni di spintronica e ove si applichino alte frequenze come nelle teste di lettura di hard-drive, MRAM e STT-MRAM. Gli spettrometri PhaseFMR di NanOsc misurano la risonanza ferromagnetica in funzione del campo magnetico applicato e, attraverso il proprio software di analisi calcolano:

  • Magnetizzazione di saturazione (Ms)
  • Smorzamento intrinseco (α)
  • Allargamento di banda disomogeneo (ΔH)
  • Rapporto giromagnetico (γ/2π)
  • Anisotropie
  • Bias di scambio
  • Rilassamento di spin

Nei dispositivi magnetici nanostrutturati particolare importanza rivestono gli ordini più alti dei modi delle onde di spin, la cui comprensione è cruciale per la loro affidabilità e operabilità: lo spettrometro PhaseFMR misura la posizione e la dipendenza temporale di tali modi.

 

La tecnica utilizzata dal PhaseFMR è basata sulle guida d’onda complanari (CPW-FMR), tecnica che sfrutta l’accoppiamento tra il segnale RF che viaggia nella CPW e la magnetizzazione del campione posizionatovi sopra. Quando un campione ferromagnetico è immerso in un campo magnetico uniforme (HDC), la sua magnetizzazione si allinea lungo la direzione di tale campo esterno. In queste condizioni è possibile dar vita a moti di precessione della magnetizzazione accendendo un ulteriore campo magnetico RF piccolo con un certo angolo rispetto al primo. Poiché la frequenza di risonanza fFMR della magnetizzazione dipende dal campo locale, variando il campo esterno DC e mantenendo costante la frequenza fRF si otterrà uno spettro di assorbimento corrispondente alla risposta FMR a questa particolare frequenza del campo RF.

Inoltre, facendo riferimento alla formula di Kittel per film sottili con magnetizzazione nel piano e anisotropia trascurabile:

 

si può vedere che con questa geometria è possibile estrarre la magnetizzazione di saturazione Ms o il rapporto giromagnetico γ. Infine, la misura della larghezza di picco può essere usata per calcolare parametri della dinamica dell’eccitazione di spin come lo smorzamento intrinseco α e l’allargamento di banda disomogeneo ΔHo.

Film sottili fino a 1.4nm

Lo spettrometro PhaseFMR ha un eccellente SNR e permette la misurazione della FMR di film ultra-sottili. Per esempio film di CoFeB con spessori fino a 1.4nm possono essere caratterizzati senza problemi. La misurazione mostrata sotto si riferisce a film sottil di 2nm in NiFe.

CryoFMR

Per misurazioni a basse temperature NanOsc offre soluzioni integrate per i criostati Cryostation di Montana Instruments e per la piattaforma criomagnetica PPMS di Quantum Design.

Contatto

Richiedi maggiori informazioni
Product Manager
+39 06 5004204
Fax: +39 06 5010389

I nostri partner

Follow us: twitter linkedin
European offices
© LOT Quantum Design 2016