[发明专利]紫外激光作用于“磁性材料/GeSbTe/基底”异质结构实现磁光耦合复合存储的方法

说明书

紫外激光作用于“磁性材料/GeSbTe/基底”异质结构实现磁光耦合复合存储的方法，属于复合存储器技术领域；利用磁控溅射镀膜仪制备“磁性材料/GeSbTe/基底”异质结构，然后使用短波长的紫外激光辐照该异质结构，控制激光输入能量，使得GeSbTe薄膜发生相变(晶化或者非晶化)而磁性材料薄膜不发生相变，GeSbTe薄膜由于相变产生的体积效应，诱发磁性薄膜磁畴发生偏转并且这种偏转是可以有效控制的，同时相变和磁畴偏转又是可逆的，从而使得激光可以同时对GeSbTe薄膜和磁性薄膜产生作用和控制，有望实现磁存储和相变光存储的耦合复合存储。

技术领域

本发明属于复合存储器技术领域，涉及用于磁光耦合复合存储的“磁性材料/GeSbTe/基底”异质结构的制备和短波长紫外激光器诱导“磁性材料/GeSbTe/基底”异质结构相变的技术，并且可以实现激光输入能量的实时调控。具体是一种紫外激光作用于“磁性材料/GeSbTe/基底”异质结构有望实现磁光耦合复合存储的方法。

背景技术

随着世界产生存储信息量的巨大增加，目前对高存储容量的存储器的需求越来越强烈和紧迫。

目前主要的存储器有磁存储器、半导体存储器和相变光存储器。磁存储器可以通过改变磁性材料的磁化图案来提高一定的存储容量，但是由于磁性材料的本征属性如最小磁畴尺寸和稳定性等的限制，存储能力无法进一步大幅提高。半导体存储器主要用在电器的电路板上，大容量存储能力受限。相变光存储器具有存储密度大、存储容量高、寿命长、信噪比高、读取速度快等特点，在信息技术领域有巨大应用前景，但是由于衍射效应的限制，记录光斑的直径有一定的限度，减少入射光波长可以提高存储密度，但是存储信息的信噪比降低，读取信息质量变差。总之，单一的存储器已经无法满足人们对存储器日益增加的需求。

寻找复合存储模式是一种提高存储器存储容量的有效办法。磁存储和相变光存储本身在存储器领域就有广泛而深远的应用。如果可以将磁存储和相变光存储结合起来，那么将可以极大提高存储器的存储容量和存储能力。

基于上述问题和想法，本发明提出一种紫外激光作用于“磁性材料/GeSbTe/基底”异质结构有望实现磁光耦合复合存储的方法。使用短波长的紫外激光，可以实现存储器的大密度存储，并且在信噪比、写入速度等方面也有优势。

发明内容

本发明的目的是解决当前单一存储器无法满足未来发展需求的问题，提供一种利用短波长紫外激光辐照“磁性材料/GeSbTe/基底”异质结构实现磁光耦合复合存储的方法，可以有效提高存储器的存储容量和存储性能。

本发明是利用磁控溅射镀膜仪制备“磁性材料/GeSbTe/基底”异质结构，磁性材料最好是软磁材料如FeCoB或者FeGaB，基底可以是Si或者SiO₂等,在“磁性材料/GeSbTe/基底”异质结构中，可以通过控制磁控溅射的沉积速度和沉积时间来控制磁性材料薄膜和GeSbTe薄膜的厚度；使用短波长的激光辐照异质结构，控制激光输入能量，使得GeSbTe薄膜发生相变(晶化或者非晶化相互转化)而磁性材料薄膜不发生相变；GeSbTe薄膜由于相变产生的体积效应，诱发磁性薄膜磁畴发生偏转并且这种偏转是可以有效控制的，同时相变和磁畴偏转又是可逆的，从而可以实现激光同时对GeSbTe薄膜和磁性薄膜产生作用和控制；通过CCD成像可以观察异质结构表面状态，调整激光输入能量，防止磁性薄膜遭到破坏或者烧蚀；通过对加工平移台移动程序的编程，可以实现对激光辐照区域的精准定位。

本发明的技术方案

一种紫外激光作用于“磁性材料/GeSbTe/基底”异质结构实现磁光耦合复合存储的方法，具体包括以下步骤：

步骤一，“磁性材料/GeSbTe/基底”异质结构的制备：使用磁控溅射镀膜仪，将基底按要求放在镀膜仪内的样平台上，在氩气压强下(如3mTorr的氩气压强)，在基底上，先沉积一层非晶GeSbTe薄膜，再沉积一层磁性材料，如非晶FeCoB或FeGaB薄膜；