JP7345361B2 - Domain wall displacement type spatial light modulator inspection device and domain wall displacement type spatial light modulator initialization magnetic field derivation device - Google Patents
Domain wall displacement type spatial light modulator inspection device and domain wall displacement type spatial light modulator initialization magnetic field derivation device Download PDFInfo
- Publication number
- JP7345361B2 JP7345361B2 JP2019206424A JP2019206424A JP7345361B2 JP 7345361 B2 JP7345361 B2 JP 7345361B2 JP 2019206424 A JP2019206424 A JP 2019206424A JP 2019206424 A JP2019206424 A JP 2019206424A JP 7345361 B2 JP7345361 B2 JP 7345361B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- domain wall
- magnetic field
- ferromagnetic
- exchange coupling
- light modulator
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Description
本発明は、磁壁移動型空間光変調器検査装置及び磁壁移動型空間光変調器の初期化磁界導出装置に関する。 The present invention relates to a domain wall moving spatial light modulator testing device and an initializing magnetic field deriving device for a domain wall moving spatial light modulator.
電流誘起磁壁移動による磁化反転技術を用いた磁壁移動型光変調素子や磁気抵抗効果素子は、素子の高密度化や低電流駆動が期待できるため、研究開発が進められている。例えば特許文献1は、広視域の動画ホログラフィの実現には、画素ピッチ1ミクロン以下の空間光変調器が必要となるため、上述の磁壁移動型光変調素子の特徴を用いて解決しようとしている。特許文献2では、上述の特徴に加え、書き込み電流経路と読み出し電流経路を別とすることが出来るため、より信頼性が高い磁気ランダムアクセスメモリ(MRAM)への応用を提案している。
Domain wall motion optical modulators and magnetoresistive devices that use magnetization reversal technology based on current-induced domain wall motion are being researched and developed because they are expected to enable higher device density and lower current drive. For example,
電流誘起磁壁移動を用いた磁壁移動型光変調素子や磁気抵抗効果素子では、磁化固定層の磁化の向きをそれぞれ上向きと下向きとする反平行磁化配置を実現する必要がある。反平行磁化配置は、2つの磁化固定層の保磁力(図2中のHc1及びHc2)に差を設計することで実現可能である(詳しくは後述する。)。 In domain wall motion type optical modulators and magnetoresistive elements that use current-induced domain wall motion, it is necessary to realize an antiparallel magnetization arrangement in which the magnetization directions of the magnetization fixed layer are directed upward and downward, respectively. The antiparallel magnetization arrangement can be realized by designing a difference in coercivity (Hc1 and Hc2 in FIG. 2) between the two fixed magnetization layers (details will be described later).
一般に、素子を複数個作製した場合、Hc1及びHc2は素子間でバラツキが存在する。したがって、磁化固定層の磁気特性が不良な素子では、上述の反平行磁化形成時に、反転させない磁化固定層が反転したり、反転させる磁化固定層が反転しなかったりして、反平行磁化配置が正しく実現されず、素子は正常に動作しない。磁気特性が不良な素子を測定するには、各素子の光変調層のヒステリシスループを測定する必要があり、作製する素子が増えるにつれて測定時間は増加する。 Generally, when a plurality of devices are manufactured, there are variations in Hc1 and Hc2 among the devices. Therefore, in an element in which the magnetic properties of the magnetization fixed layer are poor, the antiparallel magnetization arrangement may occur because the magnetization fixed layer that is not to be reversed is reversed or the magnetization fixed layer that is to be reversed is not reversed during the above-mentioned antiparallel magnetization formation. It is not realized correctly and the device does not operate properly. To measure elements with poor magnetic properties, it is necessary to measure the hysteresis loop of the light modulation layer of each element, and the measurement time increases as the number of elements manufactured increases.
そこで本発明は、複数の磁壁移動型光変調素子の磁気特性を一度に検査することで、不良素子の検出時間を削減することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to reduce the time required to detect a defective element by testing the magnetic properties of a plurality of domain wall motion type optical modulators at once.
(1) 本発明は、入射した光の偏光の向きを変化させて出射する光変調部(例えば、後述の光変調部3)と、前記光変調部の両端に配置され、互いに異なる保磁力を有する第1強磁性交換結合部(例えば、後述の第1強磁性交換結合部1)及び第2強磁性交換結合部(例えば、後述の第2強磁性交換結合部2)と、を有し、前記第1強磁性交換結合部及び前記第2強磁性交換結合部はいずれも、強磁性材料からなる第1強磁性層(例えば、後述の第1磁化固定層11及び後述の第2磁化固定層21)と、前記第1強磁性層上に形成され、強磁性材料からなることで前記第1強磁性層と強磁性交換結合する第2強磁性層(例えば、後述の光変調層30)と、を有する磁壁移動型光変調素子(例えば、後述の磁壁移動型光変調素子10)からなる磁壁移動型空間光変調器(例えば、後述の磁壁移動型空間光変調器100)の検査装置(例えば、後述の検査装置4)であって、前記検査装置は、前記磁壁移動型空間光変調器に外部磁界を印加する外部磁界印加装置(例えば、後述の外部磁界印加装置40)と、前記外部磁界が印加された磁壁移動型光変調素子の磁化方向を観察可能な磁気光学顕微鏡(例えば、後述の磁気光学顕微鏡5)と、前記磁気光学顕微鏡による撮影画像を処理する画像処理部(例えば、後述の画像処理部6)と、を有する、磁壁移動型空間光変調器の検査装置を提供する。
(1) The present invention includes a light modulation section (for example, a
(2) (1)の発明において、また前記検査装置は、前記画像処理部による処理結果に基づいて、前記磁壁移動型空間光変調器に印加する初期化磁界の大きさを制御する制御部(例えば、後述の制御部7)をさらに有する、請求項1に記載の磁壁移動型空間光変調器の検査装置を提供する。
(2) In the invention of (1), the inspection apparatus also includes a control unit ( For example, there is provided an inspection apparatus for a domain wall moving spatial light modulator according to
(3) また本発明は、入射した光の偏光の向きを変化させて出射する光変調部と、前記光変調部の両端に配置され、互いに異なる保磁力を有する第1強磁性交換結合部及び第2強磁性交換結合部と、を有し、前記第1強磁性交換結合部及び前記第2強磁性交換結合部はいずれも、強磁性材料からなる第1強磁性層と、前記第1強磁性層上に形成され、強磁性材料からなることで前記第1強磁性層と強磁性交換結合する第2強磁性層と、を有する磁壁移動型光変調素子からなる磁壁移動型空間光変調器の初期化磁界導出装置(例えば、後述の初期化磁界導出装置50)であって、前記初期化磁界導出装置は、前記磁壁移動型空間光変調器に外部磁界を印加する外部磁界印加装置と、前記外部磁界が印加された磁壁移動型光変調素子の磁化方向を観察可能な磁気光学顕微鏡と、前記磁気光学顕微鏡による撮影画像を処理する画像処理部と、を有し、前記初期化磁界導出装置は、前記画像処理部による処理結果に基づいて、前記磁壁移動型空間光変調器に印加する初期化磁界の大きさを制御する制御部を有する、初期化磁界導出装置を提供する。
(3) The present invention also provides a light modulation section that changes the polarization direction of incident light and outputs the light, a first ferromagnetic exchange coupling section that is arranged at both ends of the light modulation section and has mutually different coercive forces; a second ferromagnetic exchange coupling part, and each of the first ferromagnetic exchange coupling part and the second ferromagnetic exchange coupling part includes a first ferromagnetic layer made of a ferromagnetic material and a first ferromagnetic layer made of a ferromagnetic material; A domain wall motion spatial light modulator comprising a domain wall motion light modulation element, the second ferromagnetic layer being formed on a magnetic layer and made of a ferromagnetic material to be ferromagnetically exchange coupled to the first ferromagnetic layer. An initializing magnetic field deriving device (for example, an initializing magnetic
(4) また本発明は、入射した光の偏光の向きを変化させて出射する光変調部と、前記光変調部の両端に配置され、互いに異なる保磁力を有する第1強磁性交換結合部及び第2強磁性交換結合部と、を有し、前記第1強磁性交換結合部及び前記第2強磁性交換結合部はいずれも、強磁性材料からなる第1強磁性層と、前記第1強磁性層上に形成され、強磁性材料からなることで前記第1強磁性層と強磁性交換結合する第2強磁性層と、を有する磁壁移動型光変調素子からなる磁壁移動型空間光変調器の検査方法であって、前記磁壁移動型空間光変調器を磁気光学顕微鏡で撮影し、前記磁気光学顕微鏡の撮影画角内での前記磁壁移動型空間光変調素子の位置を判定する位置判定工程と、前記磁壁移動型空間光変調器に外部から初期化磁界を印加する初期化磁界印加工程と、前記初期化磁界を印加した前記磁壁移動型空間光変調器にさらに外部磁界を印加して磁化方向を反転させる磁化方向反転工程と、前記磁壁移動型光変調素子の磁化方向が反転したかどうかを前記磁気光学顕微鏡及び画像処理部によって判定する磁化反転判定工程と、磁化方向が反転していない前記磁壁移動型光変調素子の位置を出力する位置出力工程と、を有する、磁壁移動型空間光変調器の検査方法を提供する。 (4) The present invention also provides a light modulation section that changes the polarization direction of incident light and outputs the light, a first ferromagnetic exchange coupling section that is arranged at both ends of the light modulation section and has mutually different coercive forces; a second ferromagnetic exchange coupling part, and each of the first ferromagnetic exchange coupling part and the second ferromagnetic exchange coupling part includes a first ferromagnetic layer made of a ferromagnetic material and a first ferromagnetic layer made of a ferromagnetic material; A domain wall motion spatial light modulator comprising a domain wall motion light modulation element, the second ferromagnetic layer being formed on a magnetic layer and made of a ferromagnetic material to be ferromagnetically exchange coupled to the first ferromagnetic layer. The inspection method includes a position determination step of photographing the domain wall moving spatial light modulator with a magneto-optical microscope and determining the position of the domain wall moving spatial light modulator within the imaging field angle of the magneto-optical microscope. an initializing magnetic field application step of applying an initializing magnetic field to the domain wall moving spatial light modulator from the outside; and further applying an external magnetic field to the domain wall moving spatial light modulator to which the initializing magnetic field has been applied to magnetize the domain wall moving spatial light modulator. a magnetization direction reversal step of reversing the direction; a magnetization reversal determination step of determining by the magneto-optical microscope and image processing unit whether the magnetization direction of the domain wall displacement type light modulation element has been reversed; and a magnetization reversal determination step of determining whether the magnetization direction has not been reversed. Provided is a method for testing a domain wall displacement spatial light modulator, the method comprising a position output step of outputting the position of the domain wall displacement optical modulator.
本発明によって、一度に画角内の素子を検査可能となるため、素子の磁気特性の歩留まり測定時間を大幅に短縮できる。また、素子初期化に適切な外部磁界を導出可能となる。 According to the present invention, it is possible to inspect elements within an angle of view at one time, so that the time required to measure the yield of magnetic properties of elements can be significantly shortened. Furthermore, it becomes possible to derive an external magnetic field suitable for element initialization.
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、共通する構成については同一の符号を付している。また、説明の便宜上、図中の上下左右を磁壁移動型光変調素子の上下左右として説明する。 Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that common components are given the same reference numerals. Further, for convenience of explanation, the upper, lower, left and right sides in the figure will be described as the upper, lower, left and right sides of the domain wall moving type optical modulation element.
図1は、特許文献1に記載の磁壁移動型光変調素子の構成を示す斜視図である。図2は、特許文献1に記載の磁壁移動型光変調素子の構成を示す側面図である。図3は、特許文献1に記載の磁壁移動型光変調素子の動作を示す図である。図1及び図3中の矢印は、磁化方向の向きを示している。
FIG. 1 is a perspective view showing the configuration of a domain wall displacement type optical modulator described in
これら図1~図3に示すように、特許文献1に記載の磁壁移動型空間光変調器90は、磁壁移動を利用した磁壁移動型光変調素子91を備える。本発明の一実施形態に係る磁壁移動型空間光変調器100の基本構成は、特許文献1に記載の磁壁移動型空間光変調器90の構成と同様であるため、以下、その基本構成について詳しく説明する。
As shown in FIGS. 1 to 3, a domain wall displacement type spatial light modulator 90 described in
図1に示すように、磁壁移動型光変調素子91は、第1強磁性交換結合部1と、第2強磁性交換結合部2と、光変調部3と、を有し、Si等で構成される基板8上に形成される。
第1強磁性交換結合部1と第2強磁性交換結合部2は、それぞれ図示しないCu、Al、Au、Ag、Ru、Ta、Cr等の金属やその合金のような一般的な金属電極材料で形成される下部電極を最下層に有し、この下部電極にパルス電流源9が接続されることでパルス電流を印加可能となっている。
As shown in FIG. 1, the domain wall displacement type optical modulator 91 includes a first ferromagnetic
The first ferromagnetic
磁壁移動型光変調素子91の形状については特に限定されないが、例えば図1に示すように、光変調部3が所定方向に延びる平板状に形成され、その両端に第1強磁性交換結合部1及び第2強磁性交換結合部2が配置された形状が挙げられる。光変調部3と第1強磁性交換結合部1及び第2強磁性交換結合部2の上面は連続して面一とされ、第1強磁性交換結合部1及び第2強磁性交換結合部2の厚みは光変調部3の厚みよりも厚くなっている。
Although the shape of the domain wall displacement type optical modulation element 91 is not particularly limited, for example, as shown in FIG. and a shape in which the second ferromagnetic
図2に示すように、第1強磁性交換結合部1は、第1磁化固定層11と、非磁性金属層12及びバッファ層13と、光変調層30と、がこの順に積層されて構成される。
As shown in FIG. 2, the first ferromagnetic
第1磁化固定層11は、強磁性材料からなり、第1強磁性層に相当する。第1磁化固定層11は、磁化方向が一方向に固定された層であり、大きな保磁力を有する。第1磁化固定層11は、後述する光変調層30と同一方向の磁気異方性を有し、光変調層30に垂直磁気異方性を有する強磁性材料を用いた場合には、第1磁化固定層11も垂直磁気異方性を有する強磁性材料を用いる。好ましくは、第1磁化固定層11及び光変調層30ともに、垂直磁気異方性を有する強磁性材料で構成される。
The first magnetization fixed
第1磁化固定層11は、磁化が垂直方向に固定された磁化固定層と磁化の方向が反転可能な磁化自由層で非磁性層を挟持する構造の垂直磁気異方性を有するCPP-GMR(Current Perpendicular to the Plane Giant MagnetoResistance:垂直通電型巨大磁気抵抗効果)素子やTMR素子等の磁化固定層として公知の強磁性材料で構成可能である。具体的には、Fe、Co、Niのような遷移金属及びそれらを含む合金、例えばTbFe系、TbFeCo系、CoCr系、CoPt系、CoPd系、FePt系の合金を用いることができる。これにより、第1磁化固定層11の保磁力を大きくすることができ、第1磁化固定層11の磁化方向が外部磁界によって容易に変化しないように固定することが可能となる。
The first magnetization fixed
また、第1磁化固定層11は、これらの遷移金属の層と非磁性金属の層とを交互に積層した多層の積層体で構成してもよく、Co/Pt、Fe/Pt、Co/Pd等の多層膜を用いることができる。これらの強磁性材料を用いることにより、強い垂直磁気異方性を有するとともに、大きな保磁力を有する第1磁化固定層11が得られる。
Further, the first magnetization fixed
ここで、上述の多層膜は、熱処理することにより保磁力が増大する特性を有する。そのため、上述の多層膜からなる第1磁化固定層11を熱処理してその保磁力を増大させると、光変調層30と結合した後の強磁性交換結合部の保磁力もより大きくなり、光変調部3との保磁力差をより大きくすることができる。
Here, the above-mentioned multilayer film has a characteristic that the coercive force increases by heat treatment. Therefore, when the first magnetization fixed
非磁性金属層12及びバッファ層13は、第1磁化固定層11と光変調層30との間に配置され、第1磁化固定層11と光変調層30の間の磁気的結合を保つようにすることができる。
The nonmagnetic metal layer 12 and the buffer layer 13 are arranged between the first magnetization fixed
非磁性金属層12は、上述の第1磁化固定層11上に積層されて形成される。この非磁性金属層12は、後述する製造工程において、第1磁化固定層11にエッチングのダメージが及ばないようにするために設けられる。非磁性金属層12は、非磁性の各種金属の薄膜層を用いることができる。例えば、非磁性金属層12として、Ta、Mo、Ruを用いることができ、中でも、Taからなるものが好ましく用いられる。
The nonmagnetic metal layer 12 is formed to be laminated on the first magnetization fixed
バッファ層13は、上述の非磁性金属層12上に積層されて形成される。バッファ層13は、磁壁移動を利用した光変調素子でもTMR素子でも電流を流せることが必要であるため、薄膜化したときに抵抗が大き過ぎず、適度な導電性を有するものである。また、バッファ層13は、後述する製造工程におけるエッチングのレートが遅く、且つSIMS(Secondary Ion Mass Spectrometry)の検出感度が高い元素を含み、SIMS式エンドポイントモニターで見える材料であることが望ましい。これにより、エッチングをバッファ層13で確実に止めることが可能となり、第1磁化固定層11にダメージが及ぶのを回避できる。
The buffer layer 13 is formed by being laminated on the nonmagnetic metal layer 12 described above. The buffer layer 13 needs to be able to flow a current whether it is an optical modulation element using domain wall motion or a TMR element, so when it is made into a thin film, the resistance is not too large and the buffer layer 13 has appropriate conductivity. Further, the buffer layer 13 is desirably made of a material that has a slow etching rate in the manufacturing process described below, contains an element that has high detection sensitivity in SIMS (Secondary Ion Mass Spectrometry), and is visible on a SIMS type endpoint monitor. Thereby, it becomes possible to reliably stop etching at the buffer layer 13, and damage to the first magnetization fixed
バッファ層13は、酸化物又は窒化物からなるもので構成される。より具体的には、バッファ層13は、MgO、Al2O3、MgAl2O4、TiO2、ZnO又はRuO2から構成されることが好ましい。中でも、バッファ層13としては、MgOからなるものが好ましく用いられる。このMgOからなるMgO層によれば、適度な導電性を有し、エッチングのレートが遅いうえSIMS感度が高いバッファ層13を形成できる。 The buffer layer 13 is made of oxide or nitride. More specifically, the buffer layer 13 is preferably made of MgO, Al 2 O 3 , MgAl 2 O 4 , TiO 2 , ZnO, or RuO 2 . Among these, as the buffer layer 13, one made of MgO is preferably used. According to this MgO layer made of MgO, it is possible to form the buffer layer 13 which has appropriate conductivity, has a slow etching rate, and has high SIMS sensitivity.
光変調層30は、上述のバッファ層13上に積層されて形成される。この光変調層30は、強磁性材料からなり、第2強磁性層に相当する。光変調層30は、公知の強磁性材料を適用でき、好ましくは磁気光学効果(カー効果)の大きな材料を適用する。磁気光学効果を大きくするためには、垂直磁気異方性を有する磁性層を用いることが好ましく、具体的には、Co/Pd多層膜のような遷移金属とPd、Pt、Cuとを繰り返し積層した多層膜、又はTbFeCo、GdFe等の希土類金属と遷移金属との合金(RE-TM合金)が挙げられる。中でも、光変調層30としては、GdFeからなるGdFe層が好ましく用いられる。
The
なお、光変調層30は、後述する第2強磁性交換結合部2における第2強磁性層を構成するとともに、光変調部3を構成する。すなわち、第1強磁性交換結合部1における第2強磁性層、第2強磁性交換結合部2における第2強磁性層及び光変調部3は、いずれも光変調層30から構成され、外部からの磁界により磁化の方向が異なったものである。
Note that the
上述の構成からなる第1強磁性交換結合部1では、第1磁化固定層11と光変調層30は、非磁性金属層12及びバッファ層13を介して強磁性交換結合されている。この強磁性交換結合により、第1磁化固定層11の磁化方向と第1強磁性交換結合部1における光変調層30の磁化方向は同時反転する。
In the first ferromagnetic
第2強磁性交換結合部2は、第2磁化固定層21と、非磁性金属層22及びバッファ層23と、光変調層30と、がこの順に積層されて構成される。
The second ferromagnetic
また、第2強磁性交換結合部2では、第1強磁性交換結合部1と同様に、第2磁化固定層21と光変調層30は、非磁性金属層22及びバッファ層23を介して強磁性交換結合されている。この強磁性交換結合により、第2磁化固定層21の磁化方向と第2強磁性交換結合部2における光変調層30の磁化方向は同時反転する。
Further, in the second ferromagnetic
第2磁化固定層21は、第1磁化固定層11で使用可能な材料の中から選択され、同様に、非磁性金属層22及びバッファ層23も、それぞれ非磁性金属層12及びバッファ層13で使用可能な材料の中から選択される。
The second magnetization fixed
ここで、第1強磁性交換結合部1と第2強磁性交換結合部2は、後段で詳述するように磁壁33及び光変調領域300を形成するために、互いの保磁力が異なるように設計される。これにより、第1磁化固定層1と第2磁化固定層2の保磁力差により、光変調制御に必須となる光変調層30両端の互いに反平行な初期磁化方向を外部磁界により実現することが可能となっている。これについては、後段で詳述する。
Here, the first ferromagnetic
上述したように、光変調層30は、光変調部3を構成する。この光変調層30からなる光変調部3には、磁壁33と、磁区31,32が形成されている。これについては、後段で詳述する。
As described above, the
なお、各磁化固定層(以下、第1磁化固定層11及び第2磁化固定層21を単に磁化固定層とも言う。)、各非磁性金属層、各バッファ層、及び光変調層30の各層間、又は下部電極との界面に、機能層を適宜設けてもよい。例えば、微細加工プロセス中に光変調層30が受けるダメージを防ぐために、光変調層30上に、Ta、Ru又はSiNを含む、あるいはTa、Ru又はSiNからなるキャップ層を設けてもよい。このキャップ層は、光変調層30の形成に用いられて酸化し易いGdFeやTbFeCoが、素子完成後に大気中で酸化するのを防止する機能を有する。
Note that the interlayers between each magnetization fixed layer (hereinafter, the first magnetization fixed
次に、本実施形態に係る磁壁移動型光変調素子10の磁気特性について、詳しく説明する。
上述した通り、第1強磁性交換結合部1は、光変調層30と強磁性交換結合する第1磁化固定層11を有し、第2強磁性交換結合部2は、同じく光変調層30と強磁性交換結合する第2磁化固定層21を有する。すなわち、これら第1強磁性交換結合部1及び第2強磁性交換結合部2は、それぞれ内部に強磁性交換結合を有し、それぞれの磁化方向は同時に反転する。そして、図1及び図3に示すように、第1強磁性交換結合部1の磁化方向は下向きに設計されている一方で、第2強磁性交換結合部2の磁化方向は上向きに設計されている。
Next, the magnetic characteristics of the domain wall displacement type
As described above, the first ferromagnetic
光変調部3には、前記両強磁性交換結合部に垂直な方向に対して直交する面上に延びる磁壁33が形成されている。すなわち、磁壁33の両側に形成される磁区31,32の磁化方向は互いに逆方向となっている。例えば図1及び図3に示すように、磁壁33よりも第1強磁性交換結合部1側の磁区31の磁化方向は上向きであり、磁壁33よりも第2強磁性交換結合部2側の磁区32の磁化方向は下向きとなっている。
A
このように、磁壁33を介して磁化方向の向きが異なる磁区31,32を光変調部3に形成することにより、磁壁移動型光変調素子10を光変調素子として機能させることができる。より詳しくは、例えば磁壁移動型光変調素子10を反射型の光変調素子として構成した場合には、磁壁移動型光変調素子10の上方から光変調部3の上面に対して偏光の揃った光を入射すると、磁化方向の向きに応じて反射光の偏光面の回転角度が異なったものとなる。そのため、これら異なる偏光面の回転角度に応じた各反射光を、偏光フィルタを介してそれぞれ光の明暗に割り当てることにより、光の変調が可能となる。ただし、基板を、ガラスやサファイア等の透光性の材料で構成することにより、磁壁移動型光変調素子10を透過型の光変調素子として機能させることも可能である。
In this way, by forming the
ここで、図2及び図3を参照して、磁壁33の生成メカニズムについて説明する。
先ず、光変調部3に磁壁33を形成するためには、光変調層30と強磁性交換結合する第1磁化固定層11の保磁力と、同じく光変調層30と強磁性交換結合する第2磁化固定層21の保磁力とを、互いに異なるものとすることが必要である。
Here, the generation mechanism of the
First, in order to form the
特許文献1では、第1磁化固定層11の保磁力と第2磁化固定層21の保磁力を互いに異なるものとする手法として、第1磁化固定層11と第2磁化固定層21とで、互いに形状を異なるもの(例えば、第1磁化固定層11の幅を広くすると保磁力は小さくなる)とするか、一方のみ熱処理するか、あるいは互いの層構成を異なるものとするか、のいずれかが選択される。これにより、第1磁化固定層11の保磁力と第2磁化固定層21の保磁力を互いに異なるものとすることで、第1強磁性交換結合部1の保磁力と第2強磁性交換結合部2の保磁力を異なるものとすることができる。
In
本実施形態において、第1磁化固定層11の保磁力と第2磁化固定層21の保磁力を互いに異なるものとする手法としては特に限定されるものではなく、例えば特許文献1と同様に、第1磁化固定層11と第2磁化固定層21とで、互いに形状を異なるもの(例えば、第1磁化固定層11の幅を広くすると保磁力は小さくなる)とするか、一方のみ熱処理するか、あるいは互いの層構成を異なるものとするか、のいずれかが選択される。これにより、第1磁化固定層11の保磁力と第2磁化固定層21の保磁力を互いに異なるものとすることで、第1強磁性交換結合部1の保磁力と第2強磁性交換結合部2の保磁力を異なるものとすることができる。
In this embodiment, the method of making the coercive force of the first magnetization fixed
例えば、上記の構成により、第1磁化固定層11の保磁力を第2磁化固定層21の保磁力よりも小さく設計することができる。この場合、図2に示すように第1強磁性交換結合部1の保磁力をHc1とし、第2強磁性交換結合部2の保磁力をHc2とし、光変調部3の保磁力をHc_mとすると、Hc2>Hc1>Hc_mの関係が成立する。
For example, with the above configuration, the coercive force of the first magnetization fixed
そして、上述のような保磁力の関係が成立する構造の素子に対して、磁界の強さHが、H>Hc2である磁界を、素子に対して上向きに印加する。すると、第1強磁性交換結合部1、第2強磁性交換結合部2及び光変調部3のいずれにおいても、磁化方向の向きは上向きとなる。
Then, a magnetic field having a magnetic field strength H of H>Hc2 is applied upward to the element having a structure in which the above-mentioned coercive force relationship is established. Then, the magnetization direction of each of the first ferromagnetic
次いで、磁界の強さH’が、Hc2>H’>Hc1である磁界を、素子に対して下向きに印加する。すると、第2強磁性交換結合部2の磁化方向の向きは上向きのままであるのに対して、第1強磁性交換結合部1及び光変調部3の磁化方向の向きは、いずれも下向きに変化する。
Next, a magnetic field whose strength H' satisfies Hc2>H'>Hc1 is applied downward to the element. Then, while the magnetization direction of the second ferromagnetic
このとき、図3に示すように光変調部3の両端には、初期磁区31a,32aが生成する。より詳しくは、光変調部3の第1強磁性交換結合部1側の端部には、第1強磁性交換結合部1からの漏れ磁界(図3中の破線矢印参照)により、第1強磁性交換結合部1の下向きの磁化とは反平行な上向きの磁化方向の初期磁区31aが生成する。また、光変調部3の第2強磁性交換結合部2側の端部には、第2強磁性交換結合部2からの漏れ磁界(図3中の破線矢印参照)により、第2強磁性交換結合部2の上向きの磁化とは反平行な下向きの磁化方向の初期磁区32aが生成する。
At this time, initial magnetic domains 31a and 32a are generated at both ends of the
次いでこの状態で、パルス電流源9からパルス電流を印加し、第1強磁性交換結合部1から第2強磁性交換結合部2、又は第2強磁性交換結合部2から第1強磁性交換結合部1に向けてパルス電流を流す。すると、初期磁区31a,32aの生成により形成される磁壁33を、パルス電流の向きと逆向き(電子の流れと同じ向き)に移動させることができる。これにより、図3に示すように、光変調部3の両端を除く光変調領域300の磁化の向きを反転(図3の例では、光変調領域300の磁化の向きを上向きに反転)させることが可能となっている。
Next, in this state, a pulse current is applied from the pulse
磁壁移動型光変調素子10の形成方法については、例えば、Siバックプレーン等の上に形成された絶縁部材層に対して、従来公知のリソグラフィ等を用いて第1磁化固定層及び第2磁化固定層等を形成し、必要に応じて熱処理等を施した後、従来公知のイオンビームスパッタ等により光変調層等を形成することにより製造可能である。より詳しくは、例えば、特許文献1に記載の製造方法により製造可能である。
Regarding the method for forming the domain wall motion type
図4は、本発明の実施形態に係る検査装置4の基本的な構成を示す図である。
検査装置4は、磁気光学顕微鏡5と、画像処理部6と、制御部7と、外部磁界印加装置40から構成される。磁気光学顕微鏡5は、偏光子51と、イメージセンサ52と、検光子53と、ビームスプリッタ54と、対物レンズ55と、ステージ56と、電磁石57と、を備える。磁気光学顕微鏡5は、素子10の磁化方向によって反射光の偏光面が回転する磁気光学カー効果を利用した顕微鏡であり、反射光を検光子53に通して取得することで、強度変調された光として観測できる。素子10の磁化方向によって、顕微鏡で撮影した画像の輝度値が変化するため、その情報を利用し、画像処理部6で不良素子の判定を行う。制御部7は、画像処理部6での処理結果に基づいて、外部磁界印加装置40が素子10及び磁壁移動型空間光変調器100に印加する外部磁界の大きさを制御する。
FIG. 4 is a diagram showing the basic configuration of the
The
不良素子の判定に利用する磁壁移動型光変調素子10の性質を説明する。磁化固定層の磁化状態による光変調層30のヒステリシスループを図5~7に示す。図5は、磁化固定層が正常に反平行磁化配置となっている状態であり、ヒステリシスループの磁界方向の幅が狭くなっている。すなわち、磁化を反転させるために必要な磁界の大きさは小さく、光変調層30の磁化方向は磁界印加によって反転しやすくなっている。
The properties of the domain wall motion type
図6は、磁化固定層の磁気特性が不良で平行磁化配置となっている状態であり、ヒステリシスループの反転磁界が正と負で非対称となる。すなわち、印加する磁界の正負によって磁化反転する磁界の大きさが異なる。この非対称性は、磁化固定層の磁化方向が両方上向きか下向きかによって反転する。 FIG. 6 shows a state in which the magnetic properties of the magnetization fixed layer are poor and the magnetization is arranged in parallel, and the reversal magnetic field of the hysteresis loop is asymmetric between positive and negative. That is, the magnitude of the magnetic field that causes magnetization reversal differs depending on whether the applied magnetic field is positive or negative. This asymmetry is reversed depending on whether the magnetization directions of the magnetization fixed layer are both upward or downward.
図7は、作製時の光変調層30と磁化固定層の位置合わせ不良によって、光変調層30が磁化固定層の上に正しく配置出来なかった場合の状態であり、ヒステリシスループの磁界方向の幅が広くなっている。すなわち、磁化を反転させるために必要な磁界の大きさは大きく、光変調層30の磁化方向は磁界印加によって反転し難くなる。
FIG. 7 shows a state in which the
この性質を利用し、磁気光学顕微鏡5及び画像処理部6を用いて不良素子を判定することができる。以下に、その判定検査の手順を示す。本発明の磁壁移動型空間光変調器検査装置4による検査のフローチャートを図8に、素子の状態や不良素子判定の様子を表す模式図を図9~12に示す。
Utilizing this property, defective elements can be determined using the magneto-
本発明の磁壁移動型空間光変調器検査装置4による検査方法は、磁壁移動型空間光変調器100を磁気光学顕微鏡5で撮影し、磁気光学顕微鏡5の撮影画角内での磁壁移動型光変調素子10の位置を判定する位置判定工程と、磁壁移動型空間光変調器100に外部から初期化磁界を印加する初期化磁界印加工程と、初期化磁界を印加した磁壁移動型空間光変調器100にさらに外部磁界を印加して磁化方向を反転させる磁化方向反転工程と、磁壁移動型光変調素子10の磁化方向が反転したかどうかを磁気光学顕微鏡5及び画像処理部6によって判定する磁化反転判定工程と、磁化方向が反転していない磁壁移動型光変調素子10の位置を出力する位置出力工程と、を有する。
The inspection method using the domain wall moving spatial light
はじめに、位置判定工程では、顕微鏡で撮影した画像における各素子の位置を決定する。磁気光学顕微鏡5のステージ56上に、磁壁移動型空間光変調器100をセットする(ステップS1)。次いで、撮影画角内における素子10の位置を決定する(ステップS2)。この処理は、例えばテンプレートマッチングのような一般的なパターン検出処理によって実現可能である。また、全ての素子が顕微鏡の画角内に収まらない場合は、撮影している素子が基板上のどの素子であるかを判定するため、ステージを移動させて複数枚の画像を撮影し、最終的に画像を結合することで、撮影画像における素子の位置を特定する。素子の位置がうまく判定できないときは、撮影条件を変更して、再度位置判定を行う(ステップS3)。
First, in the position determination step, the position of each element in an image taken with a microscope is determined. The domain wall moving spatial
次に、初期化磁界印加工程では、磁化固定層が反平行磁化配置になるように、外部磁界の印加によって素子を初期化する(ステップS4)。この工程では例えば、上述したように、第1強磁性交換結合部1の保磁力をHc1とし、第2強磁性交換結合部2の保磁力をHc2とし、光変調部3の保磁力をHc_mとすると、H>Hc2>Hc1>Hc_mであるような外部磁界Hを素子10に対して上向きに印加する。すると、第1強磁性交換結合部1及び第2強磁性交換結合部2のいずれにおいても、磁化方向の向きは上向きとなる。
Next, in the initialization magnetic field application step, the element is initialized by applying an external magnetic field so that the magnetization fixed layer has an antiparallel magnetization arrangement (step S4). In this step, for example, as described above, the coercive force of the first ferromagnetic
次いで、磁界の強さH’が、Hc2>H’>Hc1>Hc_mである磁界を、素子10に対して下向きに印加する。すると、第2強磁性交換結合部2の磁化方向の向きは上向きのままであるのに対して、第1強磁性交換結合部1及び光変調部3の磁化方向の向きは、いずれも下向きに変化する。これにより、第1強磁性交換結合部1と第2強磁性交換結合部2の間でそれぞれの磁化方向は反平行となる。なお、磁化方向は反平行配置であればよく、最初に印加するHが下向き、H’が上向きであってもよい。
Next, a magnetic field whose strength H' satisfies Hc2>H'>Hc1>Hc_m is applied downward to the
続いて、磁化方向反転工程では、正しく反平行磁化配置が形成できている素子のみが反転するような外部磁界を正方向に印加する(ステップS5)。正常に反平行磁化配置が形成できている素子10は、印加された外部磁界により、磁化方向が反転する。外部磁界を印加された各素子を、磁気光学顕微鏡5によって撮影する。なお、印加する磁界の向きは光変調部3の向きを反転させる方向である。
Subsequently, in the magnetization direction reversal step, an external magnetic field is applied in the positive direction so that only the elements in which the antiparallel magnetization arrangement has been correctly formed are reversed (step S5). In the
磁化反転判定工程では、反転しなかった素子を画像処理によって検出する(ステップS6)。磁気光学顕微鏡5で撮影した画像において、反転しなかった素子は輝度値が正常な素子と異なるため、フィルタ処理等の一般的な不良検出アルゴリズムで検出可能である。上記の手順によって、複数の素子のうち、磁気特性が不良な素子を顕微鏡の画角内で一度に検出することができる。
In the magnetization reversal determination step, elements that have not been reversed are detected by image processing (step S6). In the image taken by the magneto-
次いで、正しく反平行磁化配置が形成できている素子のみが反転するような外部磁界を負方向に印加する(ステップS7)。印加された各素子を、磁気光学顕微鏡5によって撮影し、反転しなかった素子を画像処理によって検出する(ステップS8)。このように正負双方向に磁化方向を反転させて検査を行うことで、図6に示すような平行磁化配置であるために磁界の正負によって磁化反転する磁界の大きさが異なる素子についても、確実に検出することができ、より高精度に不良素子を検出できる。
Next, an external magnetic field is applied in the negative direction so that only the elements in which the antiparallel magnetization arrangement has been correctly formed are reversed (step S7). Each applied element is photographed by the magneto-
この初期化外部磁界H’の大きさの導出は、不良素子の検査以外の用途に適用してもよい。すなわち、上述した磁気光学顕微鏡5と、画像処理部6と、制御部7と、外部磁界印加装置40と、を備える初期化磁界導出装置50として使用してもよい。その構成は、図4に示す本発明の検査装置4と同様である。
This derivation of the magnitude of the initialization external magnetic field H' may be applied to purposes other than testing defective elements. That is, it may be used as an initialization magnetic
最後に、位置出力工程では、不良素子の位置を出力することで、基板上のどの素子の磁気特性が不良であるかが一度の検査で得られる(ステップS9)。検出した不良素子について、顕微鏡の画角内の位置情報を出力することで、多数の素子中の不良素子を一挙に特定することができる。これにより、素子の検査時間を大幅に短縮可能である。 Finally, in the position output step, by outputting the position of the defective element, it is possible to determine which element on the substrate has defective magnetic properties in a single inspection (step S9). By outputting positional information within the viewing angle of the microscope regarding the detected defective elements, defective elements among a large number of elements can be identified at once. This makes it possible to significantly shorten the device testing time.
反平行磁化配置を形成するための初期化外部磁界H’の大きさが適切でなかった場合、反転させない磁化固定層が反転したり、反転させる磁化固定層が反転しなかったりして、正常な素子であっても反平行状態を形成できずに、不良素子として検出されうる。すなわち、H’≧Hc2の場合にはいずれの磁化固定層も反転し、反平行磁化配置とならない。またHc1≧H’の場合にはいずれの磁化固定層も反転せず、反平行磁化配置とならない。 If the magnitude of the initializing external magnetic field H' for forming an antiparallel magnetization arrangement is not appropriate, the magnetization fixed layer that is not to be reversed may be reversed, or the magnetization fixed layer that is to be reversed may not be reversed, resulting in a normal state. Even if the device is not able to form an antiparallel state, it may be detected as a defective device. That is, in the case of H'≧Hc2, both of the fixed magnetization layers are reversed and the antiparallel magnetization arrangement is not achieved. Further, in the case of Hc1≧H', neither of the fixed magnetization layers is reversed, and the antiparallel magnetization arrangement is not achieved.
上述したように素子を複数作製した場合には磁化固定層の保持力(Hc1、Hc2)には多少のバラツキが生じるため、初期化外部磁界H’の大きさの設定によっては正常な素子であっても不良素子として検出されることがある。すなわち、例えばH’がHc1に近い値に設定されるとき、バラツキによってHc1が大きい素子があれば、その素子ではHc1≧H’となりいずれの磁化固定層も反転せず、反平行磁化配置とならない場合等が考えられる。 As mentioned above, when multiple devices are manufactured, there will be some variation in the coercive force (Hc1, Hc2) of the magnetization fixed layer, so depending on the setting of the initialization external magnetic field H', it may be possible to determine whether the device is normal or not. However, it may be detected as a defective element. That is, for example, when H' is set to a value close to Hc1, if there is an element where Hc1 is large due to variations, Hc1≧H' in that element, and none of the fixed magnetization layers are reversed, and the antiparallel magnetization arrangement is not achieved. There are several possible cases.
これに対し、初期化外部磁界H’の大きさを変えて繰り返し検査を行うことで、検出した不良素子の数が最小となるように適切な初期化外部磁界H’の大きさを導出できる。すなわち、制御部7が画像処理結果に基づいて、外部磁界印加装置印加する外部磁界の大きさを制御することで、初期化に適切な初期化外部磁界が得られるとともに、検査精度を向上させ、不良素子の数を最小化できる(ステップS10)。
On the other hand, by repeatedly performing tests while changing the magnitude of the initialization external magnetic field H', it is possible to derive an appropriate magnitude of the initialization external magnetic field H' so that the number of detected defective elements is minimized. That is, by controlling the magnitude of the external magnetic field applied by the external magnetic field applying device based on the image processing result by the
磁気光学顕微鏡による不良素子の判別の例について、図13及び図14に示す。図13は、初期化磁界を印加した磁壁移動型空間光変調器100を磁気光学顕微鏡5で撮影した画像である。図14は、初期化磁界の印加後、さらに負方向の外部磁界を印加して正常な磁壁移動型光変調素子10の磁化方向を反転させた磁壁移動型空間光変調器100を磁気光学顕微鏡5で撮影した画像である。
Examples of determining defective elements using a magneto-optical microscope are shown in FIGS. 13 and 14. FIG. 13 is an image taken using the magneto-
図13及び図14には、磁壁移動型光変調素子10が2方向に整列した様子が示されている。図14に示す黒い斑点部分は、外部磁界を加えても磁化反転せず、周囲の素子と輝度が異なる不良素子である。
初期化された状態では、正常に反平行磁化配置が形成された素子と、反平行磁化配置が形成されなかった不良素子との違いは画像の輝度からは判断しにくい。初期化後さらに外部磁界を加えた状態では、正常に反平行磁化配置が形成され磁化反転した素子と、反平行磁化配置が形成されず磁化反転しなかった不良素子は輝度が異なるため、不良素子の位置の検出が可能である(ステップS11)。
FIGS. 13 and 14 show how the domain wall displacement type
In the initialized state, it is difficult to determine the difference between an element in which an antiparallel magnetization arrangement is normally formed and a defective element in which an antiparallel magnetization arrangement is not formed from the brightness of the image. When an external magnetic field is further applied after initialization, the brightness of an element that normally forms an antiparallel magnetization arrangement and whose magnetization is reversed is different from that of a defective element that does not form an antiparallel magnetization arrangement and whose magnetization is not reversed. It is possible to detect the position of (step S11).
以上、本実施形態の検査装置及び初期化磁界導出装置について説明した。なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良は本発明に含まれる。 The inspection device and initialization magnetic field deriving device of this embodiment have been described above. Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and any modifications and improvements within the range that can achieve the purpose of the present invention are included in the present invention.
1 第1強磁性交換結合部
2 第2強磁性交換結合部
3 光変調部
4 検査装置
5 磁気光学顕微鏡
51 偏光子
52 イメージセンサ
53 検光子
54 ビームスプリッタ
55 対物レンズ
56 ステージ
57 電磁石
6 画像処理部
7 制御部
8 基板
9 パルス電流源
10 磁壁移動型光変調素子
11 第1磁化固定層(第1強磁性層)
12,22 非磁性金属層
13,23 バッファ層
21 第2磁化固定層(第1強磁性層)
30 光変調層(第2強磁性層)
31,32 磁区
31a,32a 初期磁区
33 磁壁
40 外部磁界印加装置
50 外部磁界導出装置
100 磁壁移動型空間光変調器
300 光変調領域
1 First ferromagnetic
12, 22 Nonmagnetic metal layer 13, 23
30 Light modulation layer (second ferromagnetic layer)
31, 32 magnetic domain 31a, 32a initial
Claims (3)
前記光変調部の両端に配置され、互いに異なる保磁力を有する第1強磁性交換結合部及び第2強磁性交換結合部と、を有し、
前記第1強磁性交換結合部及び前記第2強磁性交換結合部はいずれも、
強磁性材料からなる第1強磁性層と、
前記第1強磁性層上に形成され、強磁性材料からなることで前記第1強磁性層と強磁性交換結合する第2強磁性層と、を有する磁壁移動型光変調素子を複数個備える磁壁移動型空間光変調器の検査装置であって、
前記検査装置は、
前記磁壁移動型空間光変調器に外部磁界を印加する外部磁界印加装置と、
前記外部磁界が印加された磁壁移動型光変調素子の磁化方向を観察可能な磁気光学顕微鏡と、
前記磁気光学顕微鏡による撮影画像を処理して、前記複数個の磁壁移動型光変調素子の光変調部のヒステリシスループを取得し、前記ヒステリシスループの磁界方向の幅及び前記ヒステリシスループの磁界が正と負である領域の対称性に基づいて、前記複数個の磁壁移動型光変調素子が正常であるかどうかを判定する画像処理部と、
前記画像処理部による処理結果に基づいて、前記磁壁移動型空間光変調器に印加する初期化磁界の大きさを制御する制御部と、を有する、磁壁移動型空間光変調器の検査装置。 a light modulation unit that changes the polarization direction of the incident light and outputs the light;
a first ferromagnetic exchange coupling part and a second ferromagnetic exchange coupling part arranged at both ends of the optical modulation part and having mutually different coercive forces;
Both the first ferromagnetic exchange coupling part and the second ferromagnetic exchange coupling part,
a first ferromagnetic layer made of a ferromagnetic material;
a second ferromagnetic layer formed on the first ferromagnetic layer and made of a ferromagnetic material to perform ferromagnetic exchange coupling with the first ferromagnetic layer; a domain wall comprising a plurality of domain wall displacement optical modulation elements; An inspection device for a mobile spatial light modulator, comprising:
The inspection device includes:
an external magnetic field applying device that applies an external magnetic field to the domain wall displacement spatial light modulator;
a magneto-optical microscope capable of observing the magnetization direction of the domain wall displacement optical modulator to which the external magnetic field is applied;
The image captured by the magneto-optical microscope is processed to obtain a hysteresis loop of the light modulation section of the plurality of domain wall moving type light modulation elements, and the width of the hysteresis loop in the magnetic field direction and the magnetic field of the hysteresis loop are positive. an image processing unit that determines whether the plurality of domain wall displacement type light modulation elements are normal based on the symmetry of the negative region;
An inspection device for a domain wall moving spatial light modulator, comprising: a control unit that controls the magnitude of an initialization magnetic field applied to the domain wall moving spatial light modulator based on a processing result by the image processing unit.
前記光変調部の両端に配置され、互いに異なる保磁力を有する第1強磁性交換結合部及び第2強磁性交換結合部と、を有し、
前記第1強磁性交換結合部及び前記第2強磁性交換結合部はいずれも、
強磁性材料からなる第1強磁性層と、
前記第1強磁性層上に形成され、強磁性材料からなることで前記第1強磁性層と強磁性交換結合する第2強磁性層と、を有する磁壁移動型光変調素子を複数個備える磁壁移動型空間光変調器の初期化磁界導出装置であって、
前記初期化磁界導出装置は、
前記磁壁移動型空間光変調器に外部磁界を印加する外部磁界印加装置と、
前記外部磁界が印加された磁壁移動型光変調素子の磁化方向を観察可能な磁気光学顕微鏡と、
前記磁気光学顕微鏡による撮影画像を処理して、前記複数個の磁壁移動型光変調素子の光変調部のヒステリシスループを取得し、前記ヒステリシスループの磁界方向の幅及び前記ヒステリシスループの磁界が正と負である領域の対称性に基づいて、前記複数個の磁壁移動型光変調素子が正常であるかどうかを判定する画像処理部と、
前記画像処理部による処理結果に基づいて、前記磁壁移動型空間光変調器に印加する初期化磁界の大きさを制御する制御部と、を有する、初期化磁界導出装置。 a light modulation unit that changes the polarization direction of the incident light and outputs the light;
a first ferromagnetic exchange coupling part and a second ferromagnetic exchange coupling part arranged at both ends of the optical modulation part and having mutually different coercive forces;
Both the first ferromagnetic exchange coupling part and the second ferromagnetic exchange coupling part,
a first ferromagnetic layer made of a ferromagnetic material;
a second ferromagnetic layer formed on the first ferromagnetic layer and made of a ferromagnetic material to perform ferromagnetic exchange coupling with the first ferromagnetic layer; a domain wall comprising a plurality of domain wall displacement optical modulation elements; An initializing magnetic field deriving device for a mobile spatial light modulator, the device comprising:
The initialization magnetic field deriving device includes:
an external magnetic field applying device that applies an external magnetic field to the domain wall displacement spatial light modulator;
a magneto-optical microscope capable of observing the magnetization direction of the domain wall displacement optical modulator to which the external magnetic field is applied;
The image captured by the magneto-optical microscope is processed to obtain a hysteresis loop of the light modulation section of the plurality of domain wall moving type light modulation elements, and the width of the hysteresis loop in the magnetic field direction and the magnetic field of the hysteresis loop are positive. an image processing unit that determines whether the plurality of domain wall displacement type light modulation elements are normal based on the symmetry of the negative region ;
An initialization magnetic field deriving device, comprising : a control section that controls the magnitude of an initialization magnetic field applied to the domain wall moving spatial light modulator based on a processing result by the image processing section.
前記光変調部の両端に配置され、互いに異なる保磁力を有する第1強磁性交換結合部及び第2強磁性交換結合部と、を有し、
前記第1強磁性交換結合部及び前記第2強磁性交換結合部はいずれも、
強磁性材料からなる第1強磁性層と、
前記第1強磁性層上に形成され、強磁性材料からなることで前記第1強磁性層と強磁性交換結合する第2強磁性層と、を有する磁壁移動型光変調素子を複数個備える磁壁移動型空間光変調器の検査方法であって、
前記磁壁移動型空間光変調器を磁気光学顕微鏡で撮影し、前記磁気光学顕微鏡の撮影画角内での前記磁壁移動型光変調素子の位置を判定する位置判定工程と、
前記磁壁移動型空間光変調器に外部から初期化磁界を印加する初期化磁界印加工程と、
前記初期化磁界を印加した前記磁壁移動型空間光変調器にさらに外部磁界を印加して磁化方向を反転させる磁化方向反転工程と、
前記複数個の磁壁移動型光変調素子の磁化方向が反転したかどうかを、前記磁気光学顕微鏡による撮影画像を処理して、前記複数個の磁壁移動型光変調素子の光変調部のヒステリシスループを取得する画像処理部によって、前記ヒステリシスループの磁界方向の幅及び前記ヒステリシスループの磁界が正と負である領域の対称性に基づいて、判定する磁化反転判定工程と、
磁化方向が反転していない前記磁壁移動型光変調素子の位置を出力する位置出力工程と、を有する、磁壁移動型空間光変調器の検査方法。 a light modulation unit that changes the polarization direction of the incident light and outputs the light;
a first ferromagnetic exchange coupling part and a second ferromagnetic exchange coupling part arranged at both ends of the optical modulation part and having mutually different coercive forces;
Both the first ferromagnetic exchange coupling part and the second ferromagnetic exchange coupling part,
a first ferromagnetic layer made of a ferromagnetic material;
a second ferromagnetic layer formed on the first ferromagnetic layer and made of a ferromagnetic material to perform ferromagnetic exchange coupling with the first ferromagnetic layer; a domain wall comprising a plurality of domain wall displacement optical modulation elements; A method for inspecting a mobile spatial light modulator, the method comprising:
a position determination step of photographing the domain wall displacement type spatial light modulator with a magneto-optical microscope and determining the position of the domain wall displacement type light modulation element within the imaging angle of view of the magneto-optical microscope;
an initialization magnetic field application step of applying an initialization magnetic field to the domain wall displacement spatial light modulator from the outside;
a magnetization direction reversal step of reversing the magnetization direction by further applying an external magnetic field to the domain wall moving spatial light modulator to which the initializing magnetic field has been applied;
A hysteresis loop of the light modulation section of the plurality of domain wall displacement type light modulation elements is determined by processing an image taken by the magneto-optical microscope to determine whether the magnetization direction of the plurality of domain wall displacement type light modulation elements has been reversed. a magnetization reversal determination step in which the acquiring image processing unit determines based on the width of the hysteresis loop in the magnetic field direction and the symmetry of regions where the magnetic field of the hysteresis loop is positive and negative;
A method for inspecting a domain wall moving spatial light modulator, comprising a position output step of outputting a position of the domain wall moving light modulator whose magnetization direction is not reversed.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019206424A JP7345361B2 (en) | 2019-11-14 | 2019-11-14 | Domain wall displacement type spatial light modulator inspection device and domain wall displacement type spatial light modulator initialization magnetic field derivation device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019206424A JP7345361B2 (en) | 2019-11-14 | 2019-11-14 | Domain wall displacement type spatial light modulator inspection device and domain wall displacement type spatial light modulator initialization magnetic field derivation device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021081475A JP2021081475A (en) | 2021-05-27 |
JP7345361B2 true JP7345361B2 (en) | 2023-09-15 |
Family
ID=75964864
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019206424A Active JP7345361B2 (en) | 2019-11-14 | 2019-11-14 | Domain wall displacement type spatial light modulator inspection device and domain wall displacement type spatial light modulator initialization magnetic field derivation device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7345361B2 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001215263A (en) | 1999-11-29 | 2001-08-10 | Korea Advanced Inst Of Sci Technol | Magneto-optical microscope magnetometer |
US20040218249A1 (en) | 2003-02-10 | 2004-11-04 | Lake Shore Cryotronics, Inc. | Magnetic field and electrical current visualization system |
JP2012128396A (en) | 2010-11-25 | 2012-07-05 | Nippon Hoso Kyokai <Nhk> | Spatial light modulator and pixel drive method thereof |
JP2018206900A (en) | 2017-06-01 | 2018-12-27 | 日本放送協会 | Ferromagnetic exchange coupling element and manufacturing method thereof |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0240579A (en) * | 1988-07-30 | 1990-02-09 | Sony Corp | Observing apparatus of domain |
-
2019
- 2019-11-14 JP JP2019206424A patent/JP7345361B2/en active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001215263A (en) | 1999-11-29 | 2001-08-10 | Korea Advanced Inst Of Sci Technol | Magneto-optical microscope magnetometer |
US20040218249A1 (en) | 2003-02-10 | 2004-11-04 | Lake Shore Cryotronics, Inc. | Magnetic field and electrical current visualization system |
JP2012128396A (en) | 2010-11-25 | 2012-07-05 | Nippon Hoso Kyokai <Nhk> | Spatial light modulator and pixel drive method thereof |
JP2018206900A (en) | 2017-06-01 | 2018-12-27 | 日本放送協会 | Ferromagnetic exchange coupling element and manufacturing method thereof |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2021081475A (en) | 2021-05-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5567969B2 (en) | Light modulator and spatial light modulator using the same | |
JP3334599B2 (en) | Method and apparatus for measuring magnetization direction of magnetoresistive element | |
JP5782334B2 (en) | Spatial light modulator and pixel driving method thereof | |
JP7345361B2 (en) | Domain wall displacement type spatial light modulator inspection device and domain wall displacement type spatial light modulator initialization magnetic field derivation device | |
JP7149055B2 (en) | Ferromagnetic exchange-coupled device and manufacturing method thereof | |
JP5581171B2 (en) | Light modulator and spatial light modulator using the same | |
JP5567970B2 (en) | Light modulator and spatial light modulator using the same | |
JP5550141B2 (en) | Magneto-optical defect detection method | |
JP2000057540A (en) | Method and device for measuring magnetic domain control bias magnetic field of magneto-resistance effect element | |
JP5873363B2 (en) | Light modulator and spatial light modulator | |
JP2010060586A (en) | Optical modulating element and space light modulator | |
JP2013195594A (en) | Light modulation element and spatial light modulator | |
JP2011180355A (en) | Optical modulation element and spatial light modulator | |
US7233142B1 (en) | Planer reader of non-erasable magnetic media and local permeability | |
JP5281522B2 (en) | Spatial light modulator | |
US6593739B1 (en) | Apparatus and method for measuring magnetization of surfaces | |
Sanz-Hernández et al. | Probing 3D magnetic nanostructures by dark-field magneto-optical Kerr effect | |
JP5054640B2 (en) | Light modulation element, light modulator, display device, holography device, and hologram recording device | |
JP5238616B2 (en) | Light modulation element | |
JP7168359B2 (en) | Aperture improvement structure of domain wall motion type spatial light modulator | |
Anthony et al. | Magneto-Optic Kerr Imaging Technique for Localizing Magnetic Failures | |
Nanayakkara | DMI interaction and domain evolution in magnetic heterostructures with perpendicular magnetic anisotropy | |
JP2023136628A (en) | Domain wall movement type spatial light modulator | |
Jihang | Spin Orbit Torque in L1 0 Iron Platinum with High Magnetocrystalline Anisotropy | |
Boscolo Meneguolo | Current-induced switching of in-plane magnets by Spin-Orbit Torques |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20221013 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20230512 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230523 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230719 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20230808 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20230905 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7345361 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |