CHƯƠNG 2 CÁC PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM
2.2. Các phương pháp chế tạo cấu trúc từ
2.2.1. Phương pháp phún xạ kết hợp kỹ thuật quang khắc
Quá trình chế tạo các cấu trúc từ bằng kỹ thuật quang khắc được minh họa trong hình 2.2, bao gồm các bước sau:
Hình 2. 2. Các bước của quá trình chế tạo cấu trúc từ sử dụng công nghệ quang
khắc (a – e) và hình ảnh thực tế cấu trúc từ thu được (f).
- Lớp cảm quang với chiều dày vài µm được phủ lên trên đế phẳng bằng phương pháp quay phủ (hình 2.2a, b).
- Lớp cảm quang được tạo hình bằng phương pháp quang khắc để tạo ra các cấu trúc trên đế (hình 2.2c).
- Quá trình phún xạ được thực hiện để lắng đọng lớpvật liệu từ (và các lớp đệm và lớp bảo vệ) trên đế (hình 2.2d).
- Lớp cảm quang được loại bỏ để thu được lớp vật liệu từ với những chi tiết có hình dạng, kích thước, trật tự như mong muốn trên đế (hình 2.2f).
Thiết bị định vị mặt nạ và quang khắc được sử dụng trong luận án là MJB4 (Suss MicroTec, Đức) đặt tại Trường Đại học Công nghệ. Thiết bị này được sử dụng cùng với phương pháp phún xạ để chế tạo vi cấu trúc từ FePt kích thước micro trên đế Si. Thông tin về mặt nạ sử dụng và các thông số cơ bản trong quá trình quang khắc như sau:
- Mặt nạ gồm các ô vuông có kích thước 50×50 µm2, các ô vuông cách nhau 50 µm (hình 2.3).
Hình 2. 3. Cấu hình mặt nạ được sử dụng trong kỹ thuật quang khắc để chế tạo vi
cấu trúc từ.
- Chất cảm quang được sử dụng là S1818, được phủ lên đế Si bằng thiết bị quay phủ với tốc độ quay 4000 vòng/phút trong thời gian 30 giây. Đế Si cùng với lớp cảm quang sau đó được ủ ở nhiệt độ 115C trong 60 giây.
- Ánh sáng quang khắc có bước sóng 360 nm với cường độ 1,6 mW/cm2 được chiếu lên lớp cảm quang trong thời gian 25 giây.
- Sau khi quang khắc, đế Si cùng với lớp cảm quang được rửa bằng dung dịch chuyên dụng trong thời gian 1 phút để thu được cấu hình lớp cảm quang phù hợp trên đế Si phục vụ cho quá trình chế tạo cấu trúc từ.
Phương pháp này cho phép tạo ra các cấu trúc từ có hình dạng, trật tự đa dạng nhờ việc sử dụng các mặt nạ có cấu trúc khác nhau và quá trình chế tạo khá ổn định. Tuy nhiên, nhược điểm của phương pháp này là nếu muốn chế tạo các cấu trúc có kích thước nhỏ thì hình dáng của các cấu trúc sẽ không được sắc nét (do giới hạn về bước sóng của ánh sáng khắc), đồng thời nếu lớp vật liệu từ lắng đọng dày thì quá trình loại bỏ lớp cảm quang sẽ khó khăn hơn.