Matrizes Hexagonais para Gravação Magnética Perpendicular

Apresentação em tema: "Matrizes Hexagonais para Gravação Magnética Perpendicular"— Transcrição da apresentação:

1 Matrizes Hexagonais para Gravação Magnética Perpendicular
Dalila Lima Miguel Amaral Nuno Paiva Rui Ferreira Escola de Verão de Física VI Sra. Monitora Diana Leitão Matrizes Hexagonais para Gravação Magnética Perpendicular

2 Objectivos Criar materiais com baixo custo e elevada capacidade de armazenamento de informação; Aprender a fazer matrizes hexagonais de alumina nanoporosa; Crescer bits magnéticos; Visualizar nanobits magnéticos; Estudar as propriedades magnéticas (SQUID); Calcular a densidade de gravação e saber como a aumentar; Encontrar aplicações reais.

3 Moldes hexagonais de alumina nanoporosa
Amostra de Al Remoção da alumina (Al2O3) 1ª anodização 2ª Anodização 1 um 2 um 1a anodização (imagem de SEM) 2ª anodização (imagem de SEM) Condições de anodização: Ácido oxálico (0.3 mol/dm3) Tensão de 40V Redes hexagonais de nanofios com 35 nm de diâmetro

4 Moldes hexagonais de alumina nanoporosa
50nm 35nm 1 um 500nm Ácido fosfórico (2nm/min)

5 Crescimento de bits magnéticos
Formação de dendrites na amostra (de forma a permitir o efeito túnel) Ácido oxálico Descida gradual da voltagem (de 40V para 8V) Nanoporos Barreira de alumina com 50 nm Barreira de alumina com 10 nm Alumínio Alumínio Dendrites Solução de níquel 3 pulsos de corrente Electrodeposição Preenchimento das dendrites Preenchimento dos poros Transborde de níquel Polimento mecânico Com uma solução de alumina Reduzir o níquel transbordado na superfície da amostra Alumínio Dendrites e poros preenchidos com níquel

6 SEM Microscópio Óptico
Microscópio Electrónico de Varrimento (por ex.: SEM) Amostra: qualquer amostra Visualização integral da amostra Fonte de luz: luz visível Sistema de focagem manual com lentes/objectivas de vidro Movimentação da amostra para cima e para baixo Amostra: não isoladora Visualização parcial: varrimento da amostra linha a linha Fonte de luz: electrões Imagem obtida através da interacção entre o feixe de electrões e a amostra A preto e branco Lentes/objectivas electromagnéticas Movimentação da amostra através do manuseamento de uma manivela Controlo electrónico (focagem e visualização) e manual (movimento da amostra no respectivo suporte)

7 Imagens de SEM 700 nm 700 nm Poro de 35 nm analisado através de electrões secundários (análise topográfica) O mesmo poro analisado através de electrões retrodifundidos (sensível ao nº atómico) Analíse da constituição do poro através espectroscopia de raios x Antes da análise da amostra, esta foi revestida a ouro de forma a melhorar a sua condutividade

8 Outras imagens de SEM 1 um 1 um 500 nm

9 Caracterização magnética da amostra
Superconduction quantum interference device (SQUID) Amostra é deslocada verticalmente através duma bobine (He a 4K) d.d.p. induzida detectada por voltímetro ( limite de detecção 10-14V) Bobine supercondutora pode gerar campos até 5 Tesla

10 Ciclos de histerese 1 H M/Ms
Campo do SQUID 1 Anisotropia de forma obriga o campo magnético a ter direcção vertical Campo do SQUID Hc

11 Análise dos resultados
Ni35nm Ni50nm <H coercivo > = 825 Oe <H coercivo > = 743 Oe Oe= 1 Tesla Menor distância interparede => maior interacção entre nanofios. Maior diâmetro possibilita multidomínios magnéticos.

12 Comparação Diâmetro nanofios Vantagens Desvantagens 35nm
Maior fiabilidade e robustez Menor facilidade de gravação 50nm Maior facilidade de gravação Menor resistência a perturbações e interferências

13 Densidade de gravação magnética
(3+1/4x4+1/2x4)/(6xl2)= bits/cm2 (=) 1/(l2) bits/cm2 Densidade de gravação magnética: l=100 nm => 10 Gb/cm2 l=50 nm => 37 Gb/cm2 l=25 nm => 149 Gb/cm2 l=10 nm => 1 Tb/cm2 l= 5 nm => 4 Tb/cm2 ~2xl ~3xl Usar ácido sulfúrico com menor tensão de anodização

14 Concorrência 4x1012 bits/in2 = 0,596 Tb/cm2 <
l= 5 nm => 4 Tb/cm2 347 Gb/in2 ~ 54 Gb/cm2 250 Gb/in2 = 38,76 Gb/cm2

15 Aplicação Para o Computador

16 Como optimizar os nossos resultados?
Polimento por feixe iónico – melhor homogeneidade do tamanho dos bits magnéticos Maior cuidado no manuseamento das amostras Pureza do material Utilização exclusiva de métodos químicos(não permitiu obter um monodomínio hexagonal)

17 Agradecimentos Por esta oportunidade de fazer uma investigação e de ter uma semana instrutiva gostariamos de agradecer: Aos organizadores da Escola de Verão de Física; À Vertico; À Faculdade de Ciências da Universidade do Porto; À Sra. Monitora Diana Leitão.