Methode zur Realisierung neuartiger Magnetisierungsprofile und Hystereseeigenschaften in magnetischen Vielschichtsystemen

 

Eine neuartige Beschichtungsmethodik erlaubt die Herstellung von magnetischen Dünnschichtsystemen und Magnetfeldsensoren, in denen die magnetische Orientierung und Härte der einzelnen Magnetschichten unabhängig voneinander auf einfache Weise eingeprägt werden kann. Multilagensysteme mit neuartigen Magnetisierungsprofilen und einstellbaren Ummagnetisierungscharakteristiken können auf diese Weise realisiert werden. Im Gegensatz zu konventionellen Herstellungsverfahren basiert dieses nicht auf Verwendung einer Zwischenschichtkopplung nach Typ RKKY und unterliegt daher nicht deren Limitierungen.

Anwendungsgebiete

  • Magnetfeldsensoren in der Computer- und Autoindustrie vom Typ GMR (giant magnetoresistance) und TMR (tunnel magnetoresistance), MRAMs (Magnetoresistive Random Access Memory), Magnetoelektronik im Allgemeinen
  • Multilagenhybridsysteme (z.B. Supraleiter-Ferromagnet) mit schaltbarem remanenten Magnetisierungszustand (z.B. ferromagnetisch/antiferromagnetisch)

Neue Möglichkeiten

  • Orientierung und Stärke der magnetischen Anisotropie kann variiert bzw. eingestellt werden
  • Magnetische Vorzugsrichtung ist senkrecht zur azimutalen Beschichtungsrichtung orientiert
  • Methodik erlaubt gekreuzte Magnetisierungsrichtungen in Multilagensystemen unabhängig von komplizierter RKKY-Kopplung. Magnetische Härte der Schicht ist gezielt einstellbar
  • deutlich größere Variationsmöglichkeit von Vielschichtmagnetisierungsprofilen (statt paralleler, antiparalleler und 90° Orientierung nun kontinuierliche Variation möglich, siehe Abb. rechts)
  • Einstellbarkeit der magnetischen Hysterese ideal für Fertigung von Magnetfeldsensoren und magneto-elektronischen Bauteilen
  • Magnetisierungsprofil unabhängig vom Material der nichtmagnetischen Zwischenschicht, neue Materialkombinationsmöglichkeiten in Multilayer-hybridstrukturen vom Typ ferromagnetisch/nicht-magnetisch
  • in Hybridstrukturen verschiedene magnetische Grundzustände schaltbar (z.B. ferromagnetisch/anti-ferromagnetisch, siehe Abb. rechts, oben)