Zur Herstellung von nanostrukturierten Proben kombinieren wir in unserer Arbeitsgruppe Lithographie und die Selbstorganisation von Blockcopolymer-Micellen.
Auf ein isolierendes Substrat wird ein Ionenstrahlresist durch aufschleudern aufgetragen. Mittels fokussiertem Ionenstrahl wird der Resist belichtet und eine Hall-Kreuz-Struktur erzeugt. Auf die so strukturierte Probe wird ein Kobalt/Platin-Multilayer mittels ECR- und Magnetron-Sputtern gewachsen. Schematisch ist dies in Abb. 1 zu sehen.
Auf die vorstrukturierte Probe werden durch Aufschleudern oder Eintachen in Lösung und herausziehen (Spin- oder Dip-coaten) Blockcopolymer-Micellen aufgetragen (Abb.2a). Durch die Reduktion von Silizium-Salzen können die Micellen mit Siliziumoxid-Kernen gefüllt werden. Ein Sauerstoff-Plasma entfernt die Polymerhülle um den Kern. Es entsteht eine Maske aus Siliziumoxid-Kernen auf dem magnetischen Multilayer (Abb. 2b).
Die AFM-Aufnahme (Abb. 3) zeigt die Anordnung der Siliziumkerne auf der vorstrukturierten Probe. Größe und Abstand der Kerne lassen sich variieren, typische Größen sind kleiner als 20nm. Mittels Ionenzerstäuben mit Argon-Ionen, wird der magnetische Film überall dort entfernt, wo sich keine Kerne befimden (Abb.2c). Hierdurch entsteht ein Feld von magntischen Dots auf einer Platin Wachstumslage (Abb.2d). Diese Proben werden unter Ausnutzung des Anomalen Hall-Effekts vermessen. Ziel dabei ist es das Einzelschaltverhalten der magnetischen Dots zu untersuchen.
Unten ist das SEM-Bild eines eines einzelnen kontaktierten Nanodots zu sehen, welcher auf einem Hall-Bar vermessen wird. Die Lithografietechnik ist eine Kombination aus negativ Lack + Ionenätzen.
