In this study, we have designed and constructed an computer-controlled automatic system of e-beam evaporated deposition vacuum chamber equiped with a thickness monitor. Also, we have modified a polarized light microscope for thermomagnetic recording by incorporation of a He-Cd laser and a bias magnet.
Because of a large fluctuation of deposition rate in the e-beam evaporation, it's essential to control them carefully for fabricating multilayers such as magneto-optic recording media of which layers are a few angstrom thick. A signal detected by the quartz crystal thickness sensor inside the chamber is transmitted to the computer by every one second and calibrated to the correct one. With this value, computer controls the shutter and the substrate holder. Thus, the system can make 12 samples simultaneouly. This automatic system could make it possible to fabricate thin films with an accuracy of less than 1 Å.
With the modified microscope, we could thermomagnetically write micron-sized reverse-magnetized domains with a maximum applied bias field of 500 Oe and the laser power of up to 23 mW. The image was captured by a CCD camera and transmitted to the computer, and thus it was intensified. Therefore, we could observe the microstructure of the magnetic domains showing less than a 0.2˚ Kerr rotation. This apparatus is expected to help understanding the dynamics of the domains in the magnetic materials as well as magneto-optical recording materials.
본 연구에서는 최대 1,000 배의 배율에서 0.3 ㎛ 의 광학분해능으로 0.2˚ 미만의 Kerr 회전각 분해능을 가지는 편광현미경을 광자기 매체의 자구관찰 관찰용 편광현미경으로 개조하였다. 파장이 청색 영역의 441.6 nm인 He-Cd 레이저빔을 현미경에 입사하여 대물렌즈를 통해 1 ㎛ 의 크기로 집속할 수 있도록 광학장비를 구성하였으며 50 nsec 의 시간간격을 갖는 광학셔터 제어기를 제작하고 500 Oe의 자장을 생성하는 전자석을 제작하였다. 또한, 4 ㎛ 의 반복율로 반복촬영이 가능한 CCD 카메라를 이용하여 최고 4.8 m/sec 의 자구운동을 관찰할 수 있도록 설계하였다.
제작된 장비를 이용하여 광자기 매체로 제작된 초격자 다층박막의 Kerr 회전각 이 0.2˚ 이고 직경 0.5 ㎛ 인 strip 자구를 관찰할 수 있었고, 레이저를 이용하여 1 ㎛ 크기의 자구를 기록할 수 있음을 확인하였다.
본 연구에서 제작한 장비는 광자기 매체의 개발뿐만이 아니라 광자기 기술의 개발에도 매우 유용하게 사용되리라 생각된다.
