通过原子力纳米光刻技术在坡莫合金薄膜中工程化制造磁各向异性

《Small》：Engineering Magnetic Anisotropy in Permalloy Films via Atomic Force Nanolithography

原子力纳米刻蚀技术微调软铁磁薄膜磁各向异性，沟槽阵列图案化实现有效各向异性场随周期和深度连续调控，应用于磁onic元件和磁阻传感器设计。

　　

摘要

原子力纳米光刻技术为制造磁性薄膜提供了一种精确的方法，能够在微观尺度上可控地调控软铁磁体的磁各向异性。我们证明，在坡莫合金（${\mathrm{Ni}}_{80}3{\mathrm{Fe}}_{20}$）薄膜中制备的纳米级沟槽阵列能够诱导出强烈的面内单轴各向异性，其易磁化方向与沟槽方向一致。研究表明，随着沟槽周期的减小和刻蚀深度的增加，有效各向异性场增强，从而可以在单一步骤内连续调节材料的磁硬度。人工刻蚀的微结构还可以引导磁畴的分布和磁畴壁的运动路径，例如通过创建类似棋盘的磁性图案来实现。由于该方法适用于多种铁磁材料以及任意形状的起伏结构，因此为调控面内磁各向异性提供了灵活的平台。具体应用包括磁振子元件和各向异性磁阻传感器的设计。

数据可用性声明

本研究的数据可向通讯作者提出合理请求后获取。