離子輻照磁性精細(xì)調(diào)控系統(tǒng)Helium-S?
法國(guó)Spin-Ion公司成立于2017年，源自法國(guó)研究中心/巴黎-薩克雷大學(xué)的知名課題組，在磁性材料的離子束工藝方面有20年的經(jīng)驗(yàn)，擁有4項(xiàng)和40多篇發(fā)表文章。Spin-Ion公司推出的產(chǎn)品——可用于多種磁性研究的離子輻照磁性精細(xì)調(diào)控系統(tǒng)Helium-S?，采用創(chuàng)新的離子束技術(shù)，可以通過(guò)超緊湊和快速的氦離子束設(shè)備控制原子間的位移，使其能夠在原子尺度上加工材料，并通過(guò)離子束工藝來(lái)調(diào)控薄膜和異質(zhì)結(jié)構(gòu)。目前已有20多家科研和工業(yè)用戶以及合作伙伴使用該技術(shù)。2020年Spin-Ion公司在國(guó)內(nèi)安裝了套Helium – S?系統(tǒng)，其的技術(shù)正吸引來(lái)自相關(guān)科研圈和工業(yè)領(lǐng)域越來(lái)越多的關(guān)注。
應(yīng)用領(lǐng)域：
- 磁性隨機(jī)存儲(chǔ)器(MRAM)：自旋轉(zhuǎn)移矩磁性隨機(jī)存儲(chǔ)(STT-MRAM)，自旋軌道矩磁性隨機(jī)存儲(chǔ)(SOT-MRAM)，磁疇壁磁性隨機(jī)存儲(chǔ)(DW-MRAM)等；
- 自旋電子學(xué)：斯格明子，磁性隧道結(jié)，磁傳感器等；
- 磁學(xué)相關(guān)：磁性氧化物，多鐵性材料；
- 其他：薄膜改性，芯片加工，仿神經(jīng)器件，邏輯器件等。
產(chǎn)品特點(diǎn)：
- 可通過(guò)超緊湊和快速的氦離子束設(shè)備控制原子間的位移，通過(guò)氦離子輻照可調(diào)控磁性薄膜或晶圓的磁學(xué)性質(zhì)。
- 可提供能量范圍：1-30 keV的He+離子束
- 采用創(chuàng)新的電子回旋共振（ECR）離子源
- 可對(duì)25 mm的試樣進(jìn)行快速的均勻輻照（幾分鐘）
- 超緊湊的設(shè)計(jì)，節(jié)省實(shí)驗(yàn)空間
- 可與現(xiàn)有的超高真空設(shè)備互聯(lián)
基本參數(shù)：
離子束種類(lèi) | ? 氦離子 (He+) ? 可能產(chǎn)生的離子 : 氫離子 (H+) |
能量范圍 | ? 1-30 keV ? 分辨率<50 eV |
典型離子通量 | 在10 μA時(shí)，1015 離子數(shù) /平方厘米/分鐘 |
電流范圍 | 1-50 μA (按能量不同) |
離子束濾波器 | 維恩濾波器 |
離子束掃描 | ? X-Y雙軸位移 ? 掃描區(qū)域: 25 mm x 25 mm |
均勻性 | ? 強(qiáng)度：<+/- 1% ? 角度：<+/- 3° |
離子束純度 | 1/10000 |
真空度 | 大10-7 mbar |
尺寸 | ? 超緊湊設(shè)計(jì) ? 長(zhǎng)度<1.5 m |
軟件 | ? 可實(shí)現(xiàn)離子束參數(shù)的全面控制 ? PLC控制 |
輻照腔 | 可對(duì)25mm晶圓進(jìn)行輻照 |
高溫轉(zhuǎn)角選件 | 可控制不同的輻照角度，可加熱溫度至500°C |
快速進(jìn)樣室選件（Load lock） | 和輻照腔集成，可過(guò)渡25 mm晶圓大小樣品 |
測(cè)試數(shù)據(jù)：
調(diào)控界面各向異性性質(zhì)和DMI
低電流誘發(fā)的SOT轉(zhuǎn)換獲取
控制斯格明子和磁疇壁的動(dòng)態(tài)變化
部分用戶單位：
Beihang University (China)
University of California San Diego (USA)
University of California Davis (USA)
New York University (USA)
Georgetown University (USA)
Northwestern University (USA)
University of Lorraine (France)
SPINTEC Grenoble (France)
University of Cambridge (UK)
University of Manchester (UK)
Nanyang Technological University and A*STAR (Singapore)
University of Gothenburg (Sweden)
Western Digital (USA)
IBM (USA)
Singulus Technologies (Germany)
部分發(fā)表文章：
? Helium Ions Put Magnetic Skyrmions on the Track, R.Juge & D.Ravelosona & O.Boulle, Nanoletters, 21, 7, 2989–2996, (2021)
? Ion irradiation and implantation modifications of magneto-ionically induced exchange bias in Gd/NiCoO, Christopher J. Jensen & Dafiné Ravelosona, Kai Liu, Journal of Magnetism and Magnetic Materials 540, 168479 (2021)
? Tailoring interfacial effect in multilayers with Dzyaloshinskii–Moriya interaction by helium ion irradiation, A.Sud & D.Ravelosona &M.Cubukcu, Scientific report 11, 23626 (2021)
? Magnetic field frustration of the metal-insulator transition in V2O3, J.Trastoy & D.Ravelosona & Y.Schuller, Physical Review B 101, 245109 (2020)
? Controlling magnetism by interface engineering, L Herrera Diez & D Ravelosona, Book Magnetic Nano- and Microwires 2nd Edition, Elsevier (2020)
? Reduced spin torque nano-oscillator linewidth using He+ irradiation, S Jiang & D Ravelosona & J Akerman, Appl. Phys. Lett. 116, 072403 (2020)
? Spin–orbit torque driven multi-level switching in He+ irradiated W–CoFeB–MgO Hall bars with perpendicular anisotropy, X.Zhao & M.Klaui & W.Zhao & D.Ravelosona, Appl. Phys. Lett 116, 242401 (2020)
? Enhancement of the Dzyaloshinskii-Moriya Interaction and domain wall velocity through interface intermixing in Ta/CoFeB/MgO, L Herrera Diez & D Ravelosona, Physical Review B 99, 054431 (2019)
? Enhancing domain wall velocity through interface intermixing in W-CoFeB-MgO films with perpendicular anisotropy, X Zhao & W.Zhao & D Ravelosona, Applied Physics Letter 115, 122404 (2019)
? Suppression of all-optical switching in He+ irradiated Co/Pt multilayers: influence of the domain-wall energy, M El Hadri & S Mangin & D Ravelosona, J. Phys. D: Appl. Phys. 51, 215004 (2018)
? Tuning the magnetodynamic properties of all-perpendicular spin valves using He+ irradiation, Sheng Jiang & D.Ravelosona & J.Akerman, AIP Advances 8, 065309 (2018)
? Controlling magnetic domain wall motion in the creep regime in He-irradiated CoFeB/MgO films with perpendicular anisotropy, L.Herrera Diez & D.Ravelosona, Applied Physics Letter 107, 032401 (2015)
? Measuring the Magnetic Moment Density in Patterned Ultrathin Ferromagnets with Submicrometer Resolution, T.Hingant & D.Ravelosona & V.Jacques, Physical Review Applied 4, 014003 (2015)
? Irradiation-induced tailoring of the magnetism of CoFeB/MgO ultrathin films, T Devolder & D Ravelosona, Journal of Applied Physics 113, 203912 (2013)
? Influence of ion irradiation on switching field and switching field distribution in arrays of Co/Pd-based bit pattern media, T Hauet & D Ravelosona, Applied Physics Letters 98, 172506 (2011)
? Ferromagnetic resonance study of Co/Pd/Co/Ni multilayers with perpendicular anisotropy irradiated with helium ions, J-M.Beaujour & A.D. Kent & D.Ravelosona &E.Fullerton, Journal of Applied Physics 109, 033917 (2011)
? Tailoring magnetism by light-ion irradiation, J Fassbender, D Ravelosona, Y Samson, Journal of Physics D: Applied Physics 37 (2004)
? Ordering intermetallic alloys by ion irradiation: A way to tailor magnetic media, H Bernas & D Ravelosona, Physical review letters 91, 077203 (2003)
