Epitaxie par Jets Moléculaires

Le groupe DMONS dispose d’un bâti d’évaporation de métaux sous UHV, dédié la fabrication de structures artificielles sous forme de multicouches et super-réseaux alternant des couches monocristallines des métaux magnétiques (Co, Fe, Ni, Gd…) et celles des « espaceurs » non magnétiques (Ru, Mn, Cu…), ainsi qu’à la fabrication, par co-évaporation, des couches minces d’alliages binaires (CoPt, FePd…).

Ce bâti est équipé de 2 canons à électrons, avec 4 creusets par canon. Une alimentation HT 10 kW et un système de balayage du faisceau permettent l’évaporation de tous les métaux. Un substrat de 4″ où plusieurs substrats plus petits (max 12), peuvent être préparés dans une opération, grâce à un cache sélecteur.

La température pendent le dépôt est programmable jusqu’à 950°C sous vide. La vitesse de dépôt est programmable de 0.005 nm/s à des valeurs supérieurs à 0.2 nm/s. La rotation permanente de la platine porte échantillon permet d’améliorer l’homogénéité de dépôts.

La qualité cristalline des échantillons est contrôlée in situ par diffraction d’électrons rapides (RHEED).Un système de suivi de croissance couche par couche via des oscillation RHEED est disponible. L’épaisseur des dépôts est contrôlée par des balances à quartz. Un nouveau manipulateur sera équipé d’un tilt de 0 à 40°.

Les principaux thèmes d’études concernent les systèmes à magnéto-résistance géante et magnéto-résistance tunnel, les dynamiques ultra rapides de l’aimantation, les processus d’aimantation dans les nanostructures magnétiques (fils de cobalt épitaxiés, plots de CoPt) et les corrélations propriétés structurales/ propriétés magnétiques dans les alliages anisotropes (CoPt3, CoPt, FePd…).

Schéma de principe du depôt par epitaxie par jet moléculaire à l’IPCMS

Détail du porte echantillon de l’épitaxie par jet moleculaire à l’IPCMS

L’enceinte de EJM est relié par un sas commun sous ultra-vide à une enceinte qui permet la gravure ionique sèche qui fait partie des moyens d’élaboration des nanostructures magnétiques de nanostructures magnétiques épitaxiées.

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