Rezultate
Rezultate obtinute 2023
In aceasta etapa este pusa in evidenta interactiunea dintre campul magnetic cu undele acustice de suprafata prin intermediul unui material feromagnetic, in dispozitive de tip SAW.
Au fost realizate urmatoarele obiective:
-
Simularea comportamentului magnetic al dispozitivelor SAW pe ScAlN/Si;
-
Fabricarea structurilor SAW pe ScAlN/Si pentru cuplajul SAW/SW si pentru senzor magnetic;
-
Caracterizarea structurilor SAW pe ScAlN/Si (modurile de propagare Rayleigh si Sezawa) in camp magnetic la temperatura camerei si la temperaturi criogenice;
-
Caracterizarea in camp magnetic a structurilor de senzori fabricate pe ScAlN/Si
1. Simularea magnetostrictiva a dispozitivului SAW pe ScAlN la temperatura camerei
 |
Pe fiecare fata a domeniului ferromagnetic, s-a calculat valoarea medie a tensorului stres pentru fiecare directie.
2. Fabricarea structurilor SAW pentru senzor magnetic
Au fost proiectate si fabricate structuri SAW cu un singur port pentru utilizarea ca senzor magnetic. Aceste structuri au definite straturi feromagnetice plasate in apropierea IDT-ului avand diferite geometrii. Latimea digitilor pentru structurile SAW proiectate este de 170 nm, si respectiv de 100 nm. Procesul de fabricare a structurilor a constat in urmatorii pasi: realizarea liniei CPW din Ti/Au, cu o grosime de 100 nm (Ti/10nm, Au/90nm); fabricarea IDT-ului folosind EBL, depunerea unei metalizari Ti/Au, cu o grosime de 50 nm (Ti/5nm, Au/45nm) si configurarea IDT-ului printr-un proces de tip lift-off; ingrosarea liniei CPW prin depunerea unui strat de Ti/Au cu o grosime de 250 nm (Ti/20nm, Au/230nm) tot prin procesul de tip lift-off; depunerea si configurarea stratului feromagnetic de Ni, cu o grosime de 12 nm.
 |
3. Caracterizarea structurilor SAW pe ScAlN/Si (modurile de propagare Rayleigh si Sezawa) in camp magnetic
S-au masurat parametrii S si s-a observat aparitia a doua moduri de propagare: primul este modul de propagare Rayleigh, la frecventa de rezonanta 4,67 GHz si modul de propagare Sezawa, la frecventa de 8,04GHz.
Cuplajul undelor de spin cu unda acustica SAW este evidentiat prin descresterea amplitudinii parametrilor de transmisie (S21, S12) (dB), denumita absorbtie, datorata transferului de energie de la unda SAW catre undele de spin. Acest cuplaj este maxim atunci cand unghiul dintre campul magnentic aplicat si directia de propagare a undei SAW este de 45°. In figura 3 se observa ca maximul absorbtiei in camp magnetic apare la -90mT pentru Rayleigh si are valoarea de 2,54dB. Pentru modul Sezawa maximul de absorbtie apare la un camp magnetic de -203mT si are o valoare de 7,24dB.
 |
________________
Rezultate estimate
- Fabricarea si caracterizarea structurilor SAW pe ScAlN/Si, cu latimi/ spatieri digit/interdigit intre 80-170 nm, avand material magnetostrictiv, Ni si/sau CoFeB, de diferite grosimi (intre 10-45 nm) intre IDT-uri, cu frecvente de rezonananta Rayleigh in jur de 4 GHz;
- Analiza cuplajului SAW/SW la temperatura camerei si la temperaturi criogenice, la diferite unghiuri intre campul magnetic si directia de propagare a SAW-ului, pentru modurile de propagare Rayleigh si Sezawa. Este de asteptat obtinerea unui cuplaj mai mare decat cel raportat pentru alte tipuri de materiale;
- Analiza nereciprocitatii la temperatura camerei si la temperaturi criogenice, pentru structurile SAW realizate pe ScAlN/Si, pentru modurile Rayleigh si Sezawa;
- Simularea structurilor SAW pe ScAlN pentru senzori magnetici la temperature camerei si la temperaturi criogenice
- Caracterizarea ca senzor magnetic, la temperatura camerei si la temperaturi criogenice, a structurilor SAW cu un singur port avand Ni in compozitia IDT-urilor precum si straturi magnetice (Ni si/sau CoFeB) cu geometrii diferite in vecinatatea ariei active a IDT-ului;
- Trimiterea spre publicare a trei articole in reviste indexata ISI (Q1 and Q2) si a cinci lucrari la conferinta; trimiterea unei cerere de patent national; actualizarea paginii web